建筑材料性质与分类

1、建筑材料按使用功能分类：结构材料：主要技术性能要求是具有强度和耐久性。常用的：混凝土、钢 材、石材等。围护材料：要求具有一定的强度和耐久性，同时还应具有良好的绝热性，防 水、隔声性能等。常用的：砖、砌块、板材等。功能材料：主要是指满足某些建筑功能要求的建筑材料，如防水材料、装饰 材料、绝热材料、吸声隔声材料、密封材料等。材料的许多性能，如强度、吸湿性、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性、吸声 性都与材料的孔隙率及空隙特征有关。孔隙率：指材料体积内，孔隙体积占材料在自然状态下总体积的百分率。材料与水接触时，根据其是否能被水所润湿，分为亲水、憎水材料。亲水性材料：混凝土、砖、石、木材、钢材等；大部分有

2、机材料属于憎水性 材料，如沥青、塑料等。憎水材料具有较好的防水性、防潮性，常用作防水材料。 也可用与对亲水性材料进行表面处理，降低吸水率，提高抗渗性。材料吸水率不仅与材料的亲水性、憎水性有关，还与材料的孔隙率以及孔隙 构造特征有关。细小开口孔越多，吸水率越大。闭口孔隙水分不能进入，而 粗大开 口孔隙水分不易留存，故吸水率较小。材料吸水或吸湿后均会对材料的性能产生不利影响。材料长期在饱和水的作用下不破坏、其强度也不显著降低的性质，成为材料 的耐水性。抗渗性：材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质。其与材料的孔隙率和孔隙 构造特征有关。密室和闭口孔隙材料，不会发生渗水现象；较大孔隙率，且 开口孔 越多

3、的亲水性材料，其抗渗性越差。3.抗冻性：材料在吸水饱和状态下，经受多次 冻融循环而不破坏，其强度也不显著降低的性质。破坏原理，材料内部孔隙的水结冰时体积膨胀应力造成。抗冻性取决于材料的吸水饱和程度、孔 隙特征以及抵抗冻胀应力的能力，密实材料、具有闭口孔隙体积的材料以及具有一 定强度的材料，对冰冻具有一定抵抗能力。抗冻性是评定耐久性的重要指标之一。材料的热导率与材料的化学成分、结构、体积密度、孔隙率及孔隙特征、温 度和湿度等因素有关。一般非金属材料绝热性优于金属材料，材料的体积密度小、 孔隙率大、闭口孔多、孔分布均匀、孔尺寸小、材料含水率小时，材料 的导热性 差、绝热性好。材料在受潮或吸水时，其

4、热导率显著增大，绝热性能变差。比强度是评价材料是否轻质高强的指标，比强度等于材料的强度与体积密度 的比值。材料的耐久性是一项综合性能，一般包括抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性、抗老 化性、抗碳化、耐热性、耐旋光性。不同材料，其性质和用途不同，对耐久 性的要 求也不同。胶凝材料胶凝材料：指能将块状、散粒状材料黏结为整体的材料。按化学成分分为无 机、有机胶凝材料。无机胶凝材料根据硬化条件分为气硬性、水硬性胶凝材料两类。气硬性胶凝材料：只能在空气中凝结、硬化，保持和发展其强度的凝胶材 料；如：石灰、石膏、水玻璃等，一般只适用于地上或干燥环境、不宜用与潮湿环 境与水中。3.水硬性胶凝材料：不仅能在空气中硬化，

5、而且能更好地在水中凝结、 硬化，保持和发展其强度的胶凝材料，如各种水泥。既适用于干燥环境，又适用与 潮湿环境与水中。石灰：生石灰熟化时放出大量的热量，其放热量和放热速度都比其他胶凝材料 大得多。生石灰熟化的另一个特点是体积增大12.5倍。过火石灰熟化十分缓慢， 其可能在石灰应用之后熟化，其体积膨胀，造成起鼓开裂。为了消除过火石灰在使 用中造成的危害，石灰膏应在储灰坑中存放半个月以上，方可使用。这过程称为“陈伏”。陈伏期间，石灰浆表面应覆盖一层水，以隔绝 空气，防止石灰浆表面碳化。石灰的特性:良好的保水性。利用这一性质，将其渗入水泥砂浆中，配制成混合砂 浆，克 服了水泥砂浆容易泌水的缺点。凝结硬

6、化慢、强度低。吸湿性强。生石灰吸湿性强，保水性好，是传统的干燥剂。体积收缩大。石灰浆体凝结硬化过程中，蒸发大量水分，由于毛细管失 水收 缩，引起体积收缩。因此石灰除粉刷外不宜单独使用。耐水性差。若石灰浆体尚未硬化之前，就处于潮湿环境中，由于石灰中水分 不能蒸发出去，则其硬化停止；若是已硬化的石灰，长期受潮或受水浸泡，则由于 氢氧化钙可溶于水，会使已硬化的石灰溃散。石膏：石膏及其制品具有轻质、隔热、阻火、吸音、形体饱满、容易加工 等一 系列优良性能。石膏分为建筑石膏和高强石膏。高强石膏晶体粗大，比表面小；浆体硬化后具 有较高的密实度和强度。高强石膏可以用于室内抹灰，制作装饰制品和石 膏板。若 渗

7、入防水剂可制成高强度防水石膏，在潮湿环境中使用。石膏的特性:凝结硬化快，加水后6分即可凝结，终凝不超过30分钟，常温干燥下一周 可完全硬化。孔隙率大，体积密度小，保温、吸声性能好。具有一定的调湿性，由于硬化体多孔结构的特点，石膏制品的热容量大、吸 湿性强。 耐水性、抗冻性差。凝结硬化时体积微膨胀。建筑石膏在凝结硬化时体积微膨胀，膨胀率为0.05%0.15%。防火性好。装饰性好。石膏制品表面细腻平整，色洁白，装饰性好。水玻璃特性： 黏结力强。耐酸性好，但不耐碱性介质侵蚀。耐热 性好。水玻璃的应用:涂刷材料表面，侵渍多孔性材料：以水玻璃涂刷石材表面，可提高其抗 风化 能力，提高建筑物的耐久性。加固

8、地基。配置防水剂。水玻璃混凝土。水玻璃混凝土具有机械强度高，耐酸和耐热性好，整体 性 强，材料来源广泛，施工方便，成本低及使用效果好等特点。水泥硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、石膏调凝剂和混合材料三部分组成；熟料 中四种主要矿物质：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。改变 熟料成分 之间的比例，水泥的特性就会发生相应的变化。提高硅酸三钙相对含量，制得高强 水泥和早强水泥。提高硅酸二钙含量，同时降低硅酸三钙含量，可制得低热水泥或 中热水泥。水泥浆体硬化后称为水泥石，主要由凝胶体（胶体与晶体）、未水化的水泥 熟料颗粒、毛细孔及游离水分等组成。水泥石的硬化程度越高，凝胶体含量越多， 未水化的水泥

9、颗粒和毛细孔含量越少，水泥的强度越高。影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素：水泥的熟料矿物组成。水泥颗粒的细度。水泥磨得越细，水泥颗粒平均 粒径小，比表面积越大，水化时水泥熟料矿物与水的接触面大，水化速度 快，水泥 凝结硬化速度也随之加快。水灰比：水泥浆中水与水泥的质量比。水灰比较大，水泥颗粒间由于被 水隔 开的距离较大，颗粒间相互连接形成骨架结构所需凝结时间长，所以水泥凝结较 慢，且硬化后的水泥石毛细孔含量越多，强度也越低。水灰比过小，会造成施工困 难。所以，在满足施工要求的前提下，水灰比越小，毛细孔越少，凝结硬化和强度 发展较快，且强度越高。石膏的渗量。生产水泥时掺入石膏，主要是作为缓凝剂。当

10、不掺石膏或掺量 较少时，凝结硬化速度快，但水化不充分。但掺量过多，会对水泥石的后期性能造 成危害。环境温度和湿度：如果环境干燥，水泥浆中水分蒸发过快时，会引起水 泥制 品表面的收缩开裂，且水泥没有足够的水无法进行充分的水化反应。硅酸盐水泥的特性及应用：凝结硬化快，强度高。抗冻性好硬化后的水泥石密实度较大，抗冻性优于其他通用水泥。碱度高、抗碳化能力强。干缩小。水泥石密实，游离水分少，不易产生干缩裂缝，可用于干燥环境的 混凝土工程。耐磨性好。水化热高。不宜用于大体积混凝土工程。耐腐蚀性差。不宜用于受流动水、压力水、酸类和硫酸盐侵蚀的工程。耐热性差。混合材料：掺入到水泥或混凝土中的人工或天然矿物材料

11、成 为混 合材料。常温下能与氢氧化钙和水发生水化反应，生成水硬性水化产物，并能逐渐 凝结硬化产生强度的混合材料成为活性混合材料。矿渣硅酸盐水泥特性：早起强度低，但后期强度增长快。前度发展 对温度、湿度较敏感。 水化热地。 耐软水、海水、硫酸盐腐蚀性好。 耐热性较好。 抗 冻性抗渗性较差。 使用范围：一般耐热混凝土，大体积混凝土，蒸气养护构件，一般混凝土构件，一般耐软水、海水、硫酸盐腐蚀要求的混凝土。不适用：早起强度要求较高的混凝土。严寒地区及处在水位升降范 围内的混凝土。抗渗性要求高的混凝土。a）火山灰硅酸盐水泥特性：抗渗性较好，耐热性不及矿渣水泥，干缩大，耐 磨性差。其它同矿渣水泥。b）适用

12、于：水中、地下、大体积混凝土、抗渗混凝 土。其它同矿渣水泥。c）不适用于：干燥环境及在水位变化范围内的混凝土。有耐磨要求的混 凝土。其它同矿渣水泥。1）粉煤灰硅酸盐水泥特性：干缩性较小、抗裂性较好。其它性能与矿 渣水泥相同。2） 适用于： 地上、地下与水中大体积混凝土。 其它同矿渣水泥。3）不适用于：抗碳化要求的混凝土。 其它同火山灰质水泥。 有抗渗要 求的混凝土。混凝土1.混凝土：以胶凝材料、水和粗细骨料，必要时掺入适量外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经拌合，密实成型及养护硬化而出的人造石材。2.为了节约水泥，降低成本，并使混凝土结构达到较高的密实程度，选择骨料时，应尽可能 选用总表面积

13、小，空隙率小的骨料。3.混凝土外加剂：在混凝土拌合过程中加入的，用于改善混凝土性能的化学物质。其掺量不大于水泥质量的5%。常用外加剂：减水剂：保持混凝土拌合物流动性不变的条件下，能显著减少其拌合物用水 量的外加剂。其技术经济效果：a.增大流动性。b.提高强度，保持流动性与水泥用量不变情况 下使水灰比下降，减少混凝土孔隙率，提高混凝土强度15%30% c.节约水泥，保持强度不变，即水灰比及流动性不变，可减少拌合物用水，节约水泥。d.改 善其它性质，如黏聚性、保水性，提高硬化混凝土的密实度，改善耐久性等。早强剂：能提高混凝土早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂。引气剂：在混凝土拌合过程中，能引

14、入大量分布均匀的微小气泡，以减少混 凝土拌合物离析泌水、改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻性、耐 久性的外 加剂。缓凝剂：能延缓混凝土的凝结时间并对混凝土后期强度发展无不利影响的外 加剂。有延缓混凝土的凝结、保持和易性、延长放热时间、消除或减少裂 缝以及减 水增强等多种功能，对，钢筋也无锈蚀作用，适于高温季节施工和泵送混凝土、滑 模混凝土以及大体积混凝土的施工或远距离运输的商品混凝土。不宜用于日最低气温小于5c以下施工的混凝土。防冻剂：在规定温度下能显著降低混凝土的冰点，使混凝土液相不冻结或仅 部分冻结，以保证水泥的水化作用，并在一定时间内获得预期强度的外加剂。混凝土的技术性质：包括混凝土

15、拌合物的技术性质和硬化混凝土的技术性质两 部分，混凝土拌合物的主要技术性质为和易性。和易性：混凝土拌合物易于施工操 作（包括搅拌、运输、振捣和密实成型），并能获得质量均匀、成型密实的性能。 它包括流动性、黏聚性、保水性三个方面。 流动性：混凝土拌 合物在本身自重 或机械振捣作用下产生流动，能均匀密实填满模板的性能，它反映了混凝土拌合物 的稠稀程度及充满模板的能力。黏聚性：混凝土拌合物的各种组成材料在施工过程中具有一定的内聚力，能 保持成分的均匀性，在运输、浇筑、振捣过程中不发生分层离析的现象。它反映了 混凝土拌合物的均匀性。保水性指混凝土在施工过程中具有一定的保持水分的 能力，不产生严重泌水的

16、性能。保水性差的混凝土，会造成水分的泌出，影响水泥的水化，会使混凝土表层疏松，同时泌水通道会形成混凝土的 联通孔隙而降低其耐久性。它反映混凝土的稳定性。混凝土拌合物的流动性通常采用坍落度法和维勃稠度法来测定。在满足施工 操作及混凝土成型密实的条件下，尽可能选用较小的坍落度，以节约水泥并获得较 高质量的混凝土。水泥浆数量和水泥浆稠度（水灰比）。在水泥浆稠度一定，即水灰比一定时，增加水泥浆数量，混凝土拌合物的流动性增大，但水泥浆过多，易使拌合物的 黏聚性和保水性变差，出现分层离析现象。混凝土配合比设计不想达到以下四项基本要求：满足混凝土结构设计要求的强度等级；满足混凝土施工所要求的和易性；满足工程

17、所处环境要求的耐久性；在满足上面三项要求的前提下，考虑经济援助，节约水泥，降低成本。配合比设计的三个重要参数：水灰比W/C、单位用水量MW、砂率BS是混凝土配合比设计的三个重要参数，它们与混凝土各性能之间有着非常 密 切的关系。水灰比、单位用水量、砂率三个参数的确定原则是：满足混凝土强度和耐久性基础上，确定混凝土的水灰比；在满足混凝土施工要求的和易性基础上，根据粗骨料的种类和规格确定混凝 土的单位用水量；砂率应以啥子填充石子空隙后略有富余的原则来确定。建筑砂浆 建筑砂浆：由凝胶材料、细骨料、掺加料和水按一定比例配置而成砌筑砂浆：将砖、石、砌块等黏结成为砌体的砂浆。它起着黏结、铺垫和传 递荷载的

18、作用，是砌体的重要组成部分。主要有水泥砂浆和水泥混合砂浆。掺加料：为改善砂浆的和易性，降低水泥用量，往往在水泥砂浆中加入石 灰 膏、电石膏、粉煤灰、黏土膏等掺加料，配制成水泥混合砂浆。砌筑砂浆的技术性质：和易性，指砂浆易于施工操作，又能保证质量的综合性质，包括流动性（稠 度）和保水性两方面的含义。流动性：砂浆流动性过大，硬化后砂浆强度将会降 低，流动性过小，则不利于施工操作。保水性：新搅拌砂浆保持其内部水分不泌出 的能力，保水性不好的砂浆在存放、运输和施工工程中容易产生离析和泌水现象，当铺抹与基底后，水分易被基面很快吸走，从而使砂浆干涩，不便于施工，不易铺 成均匀密实的砂浆薄层。 强度：以抗压

19、强度作为其强度指标。砂浆的强度除受砂浆本身的组成材 料及 配合比影响外，还与基层材料的吸水性能有关。不吸水基层（如致密石 材）：影响 砂浆强度的主要因素与混凝土基本相同，主要取决于水泥强度和水灰比。吸水基 层：用于吸水基层（砖和其它多孔材料）时，砂浆的水分要被基 面的材料吸收一 些，由于砂浆具有保水性，因此不论拌合时加入多少水，经基面吸水后保留在砂浆中的水量大致相同。这时，砂浆的强度 主要 取决于水泥强度和水泥用量，与水灰比无关。 黏结力：砂浆应有足够的黏结 力，以便将块状材料黏结成坚固的整体，因此要求砂浆对于砖石要有一定的黏结 力。一般情况下，砂浆的抗压强度越高其黏结力越大。此外，砂浆的黏 结力与砖石 表面状态、清洁程度、湿润情况以及施工养护条件等都有关系。砌砖前先浇水湿 润、表面不沾泥土，可以提高砂浆的黏结力。保证砌体质量。抹 面砂浆：涂抹在建 筑物或构筑物表面的砂浆，