一注：建筑材料课件

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1、第一节 建筑材料的基本性质,一、建筑材料组成、结构 1、建筑材料按照化学成分分类： 无机材料金属（钢铁、有色金属） 非金属（水泥、混凝土、石材、玻璃等） 有机材料植物（木材、竹材） 沥青（石油沥青、改性石油沥青） 高分子（树脂、橡胶等） 复合材料有机非金属（玻璃钢、人造石 有机金属（钢丝网夹芯板、铝塑板） 金属非金属（钢纤维水泥板）,2、建筑材料的宏观结构 （1）按照建筑材料的密实度分： 致密结构：无孔隙存在的材料，如钢材、玻璃等。 多孔结构：有粗大孔隙的结构，如加气混凝土等。 微孔结构：有微细的孔隙结构，如石膏制品、黏土砖瓦等。 （2）按照建筑材料的构造形式分为 聚集结构：由骨料与胶凝材料结

2、合而成的材料。如水泥混凝土等。 层状结构：将材料叠合成层状的结构。如胶合板。 纤维结构：玻璃纤维及矿物棉等纤维材料所具有的结构。 散粒结构：松散颗粒状结构。如混凝土骨料。,二、建筑材料的物理性质 1、密度、表观密度与堆积密度 共性都是单位体积的质量。 个性材料的状态不同。 （1）密度绝对密实状态下，不包括孔隙。（材料需磨成细粉） （2）表观密度自然状态下，包括内部孔隙。 （3）堆积密度粉状或粒状材料在堆积状态下，包括颗粒间的空隙,2、孔隙率与空隙率 孔隙率(P)孔隙体积占总体积的比例（%） 密实度(D)固体体积占总体积的比例（%）。 反映材料的致密程度。D+P=1。 空隙率：指散状材料在堆积体

3、积中，颗粒之间的空隙体积占总体积的比例。反映散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。,3、材料与水有关的性质,3、材料的亲水性和憎水性 亲水性材料能被水润湿的性质。 憎水性材料不能被水润湿的性质。 指标润湿边角 900为亲水性的（砖、木、混凝土） 900为憎水性的（沥青、石蜡），适合作防水和防潮材料。,4、材料的吸水性和吸湿性 （1）吸水性：材料在水中吸收水分的性质。 指标吸水率，达到吸水饱和状态。 质量吸水率：吸入水的质量占材料干燥质量的百分率。 封闭孔隙或粗大开口孔隙时，吸水率低；细微连通孔隙时吸水率大，这种材料的吸水性强。 （2）吸湿性：在潮湿空气中吸收水分的性质。 指标含水率，含水量占干重的

4、百分比；随环境温度和湿度变化而异。平衡含水率。 材料吸湿后，自重增大，绝热性、强度及耐水性下降。,5、材料的耐水性 定义：在长期饱和水作用下不破坏，其强度也不显著降低的性质。 指标软化系数K 软化系数=水饱和状态下的抗压强度/干燥状态下的抗压强度。 （01） 反映材料浸水饱和后强度的降低程度，该值越小，耐水性越差。 软化系数0.85的材料为耐水材料。（越大越耐水）,6、材料的抗渗性 定义：抵抗压力水渗透的性质。 指标1渗透系数k。越小，抗渗性越好。 指标2抗渗等级Pn（混凝土或砂浆）。越大越好。 孔隙率小且为封闭孔的材料，抗渗性好。孔隙率大且是连通孔的材料，抗渗性差。 对于防水材料要求具有更高

5、的抗渗性。如 地下构筑物和防水工程要求有较高的抗渗性,7、材料的抗冻性 定义：在水饱和状态下，能经受多次冻融循环（冻结和融化）作用而不破坏、强度也不严重降低的性质。 指标：抗冻等级Fn。表示所能承受的最大冻融次数。 D越大，抗冻性越好。 密实或封闭孔隙的材料抗冻性好。,8、材料的导热性 定义：材料传导热量的能力。 指标：导热系数，该值越小，材料的导热性越差，绝热性越好。 影响因素： 组成与结构：金属材料、无机材料、晶体材料的导热性大于非金属材料、有机材料、非晶体材料 孔隙率：孔隙率大，表观密度小，导热系数小 孔隙特征：相同孔隙率时，微孔或封闭孔隙构造材料的导热系数小，绝热性好； 含水情况：材料

6、吸含水或含冰，导热系数增大。,1、强度和比强度 在外力作用下，材料抵抗破坏的能力称为强度。能承受的极限荷载。 根据外力作用方式的不同，材料的强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度（或抗折强度）及抗剪强度等形式。 比强度：强度与表观密度的比值，该值越大，表明材料轻质高强。,三、材料的力学性质,2、弹性与塑性：外力消失后，变形能否恢复 弹性：变形完全恢复。 弹性模量：衡量抵抗变形能力，越大，越不易变形 塑性：保持变形后的形状和尺寸，不恢复。 弹-塑性材料：受力时弹性和塑性变形同时出现。如混凝土,3、脆性和韧性 脆性：材料破坏时无明显塑性变形的特性，脆性材料抗压强度比抗拉强度大很多，如混凝土等，适合作承

7、压构件。 韧性：受冲击、震动时，能吸收较大能量，有一定变形而不破坏的性质。如建筑钢材。,练习题 1、在建筑材料分类中，下列哪种材料属于复合材料 A. 不锈钢 B. 合成橡胶 C. 铝塑板 D. 水玻璃,2、建筑材料在自然状态下，单位体积的质量，是指哪种基本物理性质？ A 精确密度 B 表观密度 C 堆积密度 D 比重 3、建筑材料耐腐蚀能力是以下列何种数值的大小做为评定标准的？ A 重量变化率 B 体积变化率 C 密度变化率 D 强度变化率,4、以下哪种建筑材料的密度最大？ A 花岗岩 B 水泥 C 砂 D 粘土 5、对材料导热系数影响最大的因素是 A. 湿度和温度 B. 湿度和表观密度 C.

8、 表观密度和分子结构 D.温度和热流方向,第二节 气硬性胶凝材料,一、石灰：由石灰石（ CaCO3 ）煅烧而成生石灰 1、生石灰熟化：CaO+H2OCa(OH)2（熟石灰） 特点：放热，体积增大12.5倍。 陈伏（2周以上）：充分熟化，消除过火石灰的危害，防止抹灰后爆灰起鼓。 2、石灰浆的硬化： 结晶过程：离水分蒸发，使Ca(OH)2从饱和溶液中结晶析出。 碳化过程： Ca(OH)2 + CO2 + nH2O = CaCO3 + (n+1)H2O 碳化过程极为缓慢，体积收缩（加入砂子、纸筋等防止收缩开裂）；硬化体强度低，受潮后更低。,3、按照氧化镁含量分为：钙质石灰（MgO5%）和镁质石灰（

9、MgO5%） 4、石灰的应用： 配制石灰砂浆、石灰乳 配制石灰土（石灰和粘土）、三合土（再加填料） 生产灰砂砖、碳化石灰板,二、建筑石膏： 生石膏（二水硫酸钙）煅烧（107170）而成 特点 1、凝结硬化快 2、硬化后体积微膨胀，制品不出现裂纹 3、孔隙率大、表观密度小、强度低、导热性低、吸声性能好、吸湿性强。 4、耐水性、抗冻性差 5、硬化后尺寸稳定 6、抗火性能良好，耐热性差，使用温度低于65 ,三、水玻璃（Na2OnSiO2， K2OnSiO2 ） 硬化慢，需加促硬剂：氟硅酸钠Na2SiF6 粘结力强、抗渗、耐热、耐酸（除了氢氟酸） 耐碱性差，耐水性差（通过酸化处理改善） 水玻璃的应用

10、固表：涂刷表面，抗水、抗风化（石膏除外）（生成硅酸凝胶堵塞毛细孔防止水渗透）； 固土：加固土壤，增加地耐力（提高密实度和强度）和稳定性（抗渗）； 防水：防水剂（与水泥浆调和，不宜调配水泥防水砂浆或防水混凝土，因为凝结过速）。 耐酸、耐热砂浆或混凝土,四、菱苦土（氧化镁MgO） 1、硬化慢，采用氯化镁、硫酸镁或氯化铁溶液促凝。 2、吸湿性大、耐水性差。 3、与植物纤维的黏结性好。 4、不适用于经常受潮、遇水和遭受酸类侵蚀的地方。,1、建筑石膏一般贮存3个月后，其强度？ A 略有提高 B 显著提高 C 将降低 D 不变 2、建筑石膏由于其自身特点在建筑工程中被广泛应用，下列哪一项不是建筑石膏制品的

11、特性？ A 重量轻 B 抗火性好 C 耐水性好 D 机械加工方便,第三章 水泥 一、通用水泥的组成与水化,硅酸盐水泥的水化产物及其特性,掺混合材料硅酸盐水泥的水化特性,1、水化反应分两步进行：反应速度慢 熟料矿物水化，生成物同硅酸盐水泥的。 熟料生成的氢氧化钙及石膏作为激发剂与活性混合材料（活性SiO2、活性Al2O3）发生二次反应。 2、水化产物： 种类上与硅酸盐水泥的完全相同。 比例上不同：主要是氢氧化钙含量大大减少。,二、水泥的组成及性能 、几种水泥的组成,2、几种水泥的特性,3、几种水泥的应用 硅酸盐水泥：用于各类混凝土中，尤其是受冻融作用的结构和早期强度要求高的结构；不适用于大体积混

12、凝土、耐热混凝土和受侵蚀作用的工程。 普通水泥：基本与硅酸盐水泥相同。 矿渣水泥：用于各类混凝土中，尤其是大体积混凝土、受侵蚀作用的工程、耐热混凝土、蒸汽养护的构件；不适用于早期强度要求高、受冻融作用、冬季施工的工程中。,火山灰水泥：用于普通混凝土中，尤其是抗渗、抗侵蚀混凝土中，大体积和蒸汽养护混凝土工程；不适用于干燥地区、高温车间，早期强度要求高、耐磨性要求高的工程和受冻融作用的工程。 粉煤灰水泥：适用于地面工程，大体积混凝土以及水中结构工程中。不适用于受冻融作用的工程，耐热混凝土，早期强度要求高的工程中。,三、硅酸盐水泥的技术性质 （1）细度：水泥颗粒的粗细程度。越细，水化越快，早期强度高

13、，但收缩大，磨细成本高。过粗，强度低。 硅酸盐水泥比表面积应大于300m2/kg 其他通用水泥0.080mm（80um）方孔筛筛余10%,（2）凝结时间：利用维卡仪测定 初凝时间：从加水起，至水泥净浆开始失去塑性所需的时间。不早于45分钟。 终凝时间：从加水起，至水泥净浆完全失去塑性并开始产生强度所需的时间。不迟于6h30min。其他通用水泥不迟于10h。 影响凝结硬化速度的因素：水泥熟料矿物组成、细度、拌合水量、养护温湿度、养护时间及石膏掺量,（3）体积安定性： 水泥在硬化过程中体积变化的均匀性。若硬化后，产生不均匀的体积变化，即为体积安定性不良，会产生膨胀性裂缝，导致严重质量事故。 原因：

14、熟料中游离CaO或游离MgO过多、水泥中掺入石膏过量。 测定：游离CaO用沸煮法，游离MgO5.0%，SO33.5%,（4）强度：指胶砂强度 水泥:标准砂=1:3，规定水量，按规定方法制作4040160mm试件，（201）水中养护，测定3d和28d的抗压、抗折强度确定强度等级。分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和62.5R （5）碱含量 碱含量按Na2O+0.658K2O计算。碱含量可能会发生碱骨料反应，将影响混凝土质量。,四、铝酸盐水泥的特性与应用 1、长期强度存在降低的趋势，不宜用于长期承重的结构中，混凝土工程中禁用 2、早期强度增长快，用于紧急抢修及早期强度要求高的

15、工程。 3、水化热大，适用于冬季施工，不宜用于大体积混凝土工程 4、适宜的硬化温度15，不超过25。不适用于高温季节施工及蒸汽养护 5、耐热性高，可配制耐热混凝土 6、抗硫酸盐腐蚀性强、耐酸性好，耐碱性差。 7、不得与硅酸盐水泥或石灰混合使用。,五、其他水泥 1、白色和彩色水泥：颜料耐碱 2、快硬硅酸盐水泥：紧急抢修与低温施工工程 3、膨胀水泥与自应力水泥：膨胀、补偿收缩 4、道路水泥：耐磨性好 5、砌筑水泥：和易性好，强度较低,1、耐酸混凝土的胶凝材料是？ A 硅酸盐水泥 B 铝酸盐水泥 C 水玻璃 D 聚合物乳液 2、当水泥的颗粒越细时，对其影响的描述中，以下哪项不正确？ A 水泥早期强度

16、越高 B 水泥越不易受潮 C 水泥凝结硬化的速度越快 D 水泥的成本越高 3、硅酸盐水泥熟料矿物组成中，以下哪种熟料矿物不是主要成分？ A 硅酸二钙 B 硅酸三钙 C 铁铝酸四钙和铝酸三钙 D 游离氧化钙,第四节 混凝土,按表观密度 重混凝土：大于2800kg/m3，采用钢渣、重晶石 普通混凝土：20002800kg/m3，常用 轻混凝土：小于1950kg/m3 特点： 抗压强度高、耐久性好 砂、石占80%，成本低 与钢筋粘结力高（钢筋受拉、混凝土受压，两者膨胀系数相同） 抗拉强度低、自重大,一、组成材料的技术要求 骨料：起骨架、减少收缩的作用 1、细骨料（砂子）：0.165mm 有害杂质：泥、泥块、云母、轻物质、硫化物与硫酸盐、有机物及氯化物 颗粒级配与粗细程度：选择良好级配的粗砂，使空隙率和总表面积都较小，可减少水泥浆量、提高混凝土的密实度和强度。,2、粗骨料（粒径大于5mm） 种类：碎石（表面粗糙、有棱角，与水泥浆粘结较