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1、建 筑 材 料侯云芬第一节 建筑材料的基本性质 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） 宏观结构 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。 聚集结构：由骨料与胶凝材料结合而成的材料。 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
2、：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。一、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。亲
3、水 性憎 水 性吸 水 性吸 湿 性耐 水 性抗 渗 性抗 冻 性导 热 性润湿 边角润湿 边角吸 水 率含水率软化 系数渗透 系数 抗渗 等级抗冻 等级导热 系数900 900饱 和随温度 和湿度 变化（ 平衡）越大 越好 0.85越小 越好 越大 越好越大 越好越大 越好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
4、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（越大 越耐水）越耐水）6、材料的抗渗性 定义
5、：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。 抗冻性是评价材料耐久性的一个重要指标 。 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，
6、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。二、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
7、：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、建筑材料的结构有宏观结构、细观结构和微观结 构，在宏观结构中，塑料属于以下哪种结构？ A.致密结构 B.多孔结构 C.微孔结构 D.纤维结构 2、关于建筑材料物理性质的说法正确的（ ） A.材料含水率是材料吸湿性指标 B.材
8、料软化系数越大，耐水性越差 C.材料抗冻指标反映了材料在自然干燥状态下抵 抗冰冻破坏的能力 D.材料的渗透系数越大，抗渗性越好3、建筑材料的表观密度是指（ ）。 A材料在绝对密实状态下单位体积的质量 B材料在自然状态下单位体积的质量 C散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量 D材料的质量与同体积水的质量之之比 4、材料吸水后，性能的改变应为( )。 A强度、耐久性均提高 B强度、耐久性均降低 C强度降低、耐久性提高 D强度不变、耐久性提高5、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 6、绝热材料的导热系数与含水率的正确关系是( ) A含水率越大，导热
9、系数越小 B导热系数与含水率无关 C含水率越小，导热系数越小 D含水率越小，导热系数越大7、选择保温隔热的材料，其密度与表观密度的数值 关系宜满足( )。 A密度值与表观密度值都很大 B密度值与表观密度值都很小 C表观密度值与密度值相差很小 D密度值与表观密度值相差很大 8、以下哪种材料属于韧性材料？（） A.玻璃 B.石材 C.铸铁 D.木材 9、石棉水泥制品属于（） A、层状结构 B、纤维结构 C、散粒结构 D、堆聚结构第二节 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
10、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（ 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、
11、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 。 应用：室内抹灰、制作石膏制品等三、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 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，
12、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、胶凝材料按照凝结条件分为气硬性胶凝 材料和水硬性胶凝材料，下列哪种材料不 属于气硬性胶凝材料（ ）。 A石灰 B石膏 C水泥砂浆 D水玻璃 2、石灰不适用于（ ）。 A基础垫层 B砌筑砂浆 C硅酸盐水泥的原料 D屋面防水隔热层3、氧化钙（CaO）是以下哪种材料的主要 成分( )。 A石灰石 B生石灰 C电石 D消石灰 4、以下有关水玻
13、璃的用途哪项不正确( )。 A涂刷或浸渍水泥混凝土 B调配水泥防水砂浆 C用于土壤加固 D配制水玻璃防酸砂浆5、石膏制品抗火性好的原因是（ ） A制品内部孔隙率大 B含有大量的 结晶水 C吸水性强 D硬化快第三章 水泥一、通用水泥的组成与水化名称硅酸盐 水泥普通水 泥矿渣水 泥粉煤灰 水泥火山灰 水泥相同 点熟料、适量石膏（缓凝作用）不同 点05% 混合材 料620% 混合材 料2070 %矿渣2040 %粉煤 灰2040 %火山 灰矿物名称特 性强度水化 热耐化学 侵蚀性干缩 早期 后期硅酸三钙（C3S）高高中中中硅酸二钙（C2S）低高小良小铝酸三钙（C3A）高低大差大铁铝酸四钙（C4AF
14、）低低小优小硅酸盐水泥的水化产物及其特性名称水化硅 酸钙氢氧化 钙水化铝 酸三钙水化铁 酸一钙水化硫 铝酸钙简写C-S-HCHC3AH6CFHAFm- AFt比例70%20%3%7%特性凝胶六方晶 体立方晶 体凝胶针状晶 体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 、几种水泥的组成名称硅酸盐 水泥普通水 泥矿渣水 泥粉煤灰 水泥火山灰 水泥相同 点熟料、适量石膏不同 点05% 混合材 料620% 混合材 料2070 %矿渣2040 %粉煤 灰2040 %火山 灰2、几种水泥的特性硅酸盐 水泥普通水 泥矿渣水 泥火山灰 水泥粉煤灰 水泥硬化速 度快较快慢慢慢早期强 度高较高低低低水化热高较高低低低抗冻性好较好差差差耐腐蚀 性差较差好好好耐磨性 好耐磨性 好耐热性 好抗渗性 好抗裂性 好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
