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1、第一节 材料科学与物质结构基础知识一 建筑材料的组成、结构及其对性能的影响建筑材料的组成化学成分无机材料金属材料非金属材料有机材料植物质材料沥青材料合成高分子材料复合材料金属-非金属材料有机-无机非金属材料金属-有机矿物成分材料的微观结构及其对性质的影响按尺度微观结构原子-分子电子显微镜亚微观结构宏观结构肉眼或放大镜固态物质晶体内部质点（原子、分子）按一定规则排列，长程有序和平移有序固定熔点，良好的导电性和导热性各向同性金属材料、石英矿物、花岗石等非晶体玻璃体无定形体，熔融物质急冷形成无固定熔点各向同性火山灰、岩棉、矿棉、粒化高炉矿渣等胶体众多细小固体粒子分散在连续介质中而成吸附力良好、粘结力
2、较强，总表面积大，表面能很大沥青、固化后的水玻璃、水泥石中的水化硅酸钙等材料的亚微观结构及其对性质的影响金属材料的晶粒粗细及金相组织影响强度、硬度、韧性木材的纤维状组织强度、导热性起支配作用材料的宏观结构及其对性质的影响密实性孔隙特征孔隙的分布情况和连通情况构造形式层状、粒状、纤维状等二 建筑材料的基本性质建筑材料的物理性质密度干燥、绝对密实李氏瓶法表观密度自然状态与含水情况有关堆积密度堆积状态粉状或粒状材料孔隙率密实度=1-孔隙率空隙率亲水性90憎水性90沥青、石蜡吸水性吸湿性耐水性软化系数K饱和抗压/干燥抗压软化系数，耐水性0.85 水中或受潮严重0.75 受潮较轻或次要结构物抗渗性渗透系
3、数KQd/AtH渗透系数抗渗性孔隙率大孔隙连通，渗透系数耐久性抗冻性质量损失0.5强度损失0.25水工及冬季气温低于-15耐久性导热性导热系数Qd/At(T2-T1)导热系数, 导热性绝热材料0.23W/m*K热容量建筑材料的力学性质强度和等级拉、压、弯、剪变形性能弹性和塑性弹性可恢复塑性不可恢复脆性和韧性韧性脆性韧性第二节 气硬性无机胶凝材料一、石灰碳酸钙为主的原料-9001100锻烧 得出氧化钙和二氧化碳钙质生石灰（氧化镁含量小于等于5%），镁质生石灰（氧化镁含量大于5%）生石灰的熟化加水成Ca(OH)2 (称熟石灰或消石灰)放热，体积膨胀12.5倍过火石灰陈伏两周使抹灰层表面开裂或隆起石
4、灰浆的硬化结晶作用游离水分蒸发，氢氧化钙从饱和溶液中结晶硬化石灰浆体强度不高，受潮后更低，强度增长慢，硬化过程体积收缩大，加入砂子纸筋等防止收缩开裂碳化作用Ca(OH)2与二氧化碳化合生成碳酸钙石灰的应用配制石灰砂浆、石灰乳砌筑、抹面、石灰乳做涂料配制三合土、三灰土三合土：石灰+粘土+砂石或矿渣、碎砖等填料分层夯实，用作砖基础的垫层三灰土：石灰+粘土生产灰砂砖、碳化石灰板灰砂砖：磨细生石灰或消（熟）石灰粉与天然砂配合拌匀，加水搅拌，经陈伏，加压成型和压蒸处理磨细生石灰粉、纤维状填料（如玻璃纤维）或轻质集料（矿渣）搅拌成型，再人工碳化1224h无熟料水泥及多种硅酸盐制品二、建筑石膏石膏制品强度一
5、般比石灰制品高胶结强度：石灰石膏水泥天然二水石膏（生石膏）煅烧107170度磨细得半水石膏（熟石膏），190度得模型石膏水化生成二水石膏，自由水分水化和蒸发后，变稠，凝结，性质凝结硬化快体积微膨胀1%孔隙率大，可达5060%强度低，表观密度较小，导热性较低，吸音性较强，吸湿性较强耐水性和抗冻性较差抗火性好释放结晶水形成水蒸气幕，耐热性差不可长期用于65度以上的高温环境应用轻质、防火、吸声、保湿隔热、调湿、可钉可锯内部装饰和生产纸面石膏板、石膏空心条板、石膏砌块等墙体材料第三节 水泥一、硅酸盐水泥（一）硅酸盐水泥的矿物组成（二）硅酸盐水泥的水化、凝结、硬化（三）硅酸盐水泥的技术性质细度凝结时间初
6、凝标准维卡仪终凝体积安定性游离CaO、 游离MgO、石膏过量煮沸法强度40*10*160mm，20+2, 3d 28d（四）硅酸盐水泥的侵蚀与防止引起水泥石侵蚀的原因易溶与水的组份，氢氧化钙、水化铝酸钙与其它物质发生反应，生成易溶于水或体积膨胀或松软无胶凝力的新物质本身不密实，有孔隙，侵蚀性物质（水，酸、硫酸盐与镁酸盐）防止侵蚀的措施水泥品种表面做保护层二、掺混合材料的硅酸盐水泥活性混和材料：粒化高炉矿渣、火山质混合材料（火山灰、浮石、硅藻土、烧粘土、煤矸石灰渣等）非活性混和材料：石英砂、石灰石粉、粘土、慢冷矿渣、磨细的块状高炉矿渣及炉灰、等五种通用水泥的性能对比表硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥PO
7、矿渣水泥PS火山灰水泥PP粉煤灰水泥PF复合水泥凝结硬化快较快慢慢慢慢、早期强度，后期强度高高低，增长较快低，增长较快低，增长较快低，增长较快初凝/终凝45min 6.5h45min 10h蒸汽养护适合适合适合掺和料P I 无掺和料P II 05%石灰石或粒化高炉矿渣Mgo 5.0%，SO33.5%6%-20%，允许用5%的窑灰或10%的非活性混合材料粒化高炉矿渣A：20%-50%B：50%-70%允许用8%其它混合材料代替矿渣火山灰质混凝土材料和适量石膏20%-50%粉煤灰和适量石膏20%-40%SO34%水化热大 较大 较小，放热慢较小，放热慢较小，放热慢较小 抗冻性，抗碳化好 较好 差差
8、 耐磨性好较好较好较差耐热性差 较差较好 较好较差 耐腐蚀性差 较差 较好较好较好较好干缩性较小较小较大 大 较小 泌水性大、其他性能与所掺人的两种或两种以上混合材料的种类、掺量 有关抗渗性好差较好较好耐软水性和硫酸盐侵蚀差较差好抗裂性较好不适用大体积混凝土流动性好三、铝酸盐水泥矿物组成和水化产物CA-70%，凝结不快，硬化迅速30度 C3AH6CA2-20%C2A少量AH3技术性质细度凝结时间强度特性与应用长期强度降低不宜用于长期承重、高温高湿环境，一般工程禁用早期强度增长快1d强度80%，紧急抢修、要求早强的特殊工程水化热大、放热速度快总热量的70%80%养护温度15度，不超过25度不适合
9、高温季节，也不适合蒸气养护耐热性较高可制成耐热混凝土抗 硫酸盐侵蚀强，耐酸好抗碱差闪凝与硅酸盐水泥或石灰相混，并生成高碱性的水化铝酸钙，混凝土开裂不得接触未硬化的硅酸盐水泥四、其它品种水泥白色硅酸盐水泥氧化铁含量少初凝45min，终凝10hMgo 5.5%, SO33.5%彩色硅酸盐水泥碱性矿物颜料颜料要求不溶 于水，分散性好，耐碱性强，抗大气稳定性好，不影响水泥的硬化、着色力强快硬硅酸盐水泥提高铝酸三钙和硅酸三钙的含量、增加石膏掺量（达8%），提高水泥的细度初凝45min，终凝10h紧急抢修工程及低温施工工程膨胀水泥混凝土膨胀，钢筋微、混凝土微压自应力水泥砌筑水泥第四节 混凝土一、普通混凝土
10、原材料的技术要求重混凝土干表观密度大于2800kg/m3普通混凝土干表观密度大于20002800kg/m3轻混凝土干表观密度小于2000kg/m3（一）水泥品种选择根据工程特点、环境、施工条件等强度等级混凝土强度的1.22.0倍高强混凝土，0.91.5倍（二）细集料粒径0.155mm有害杂质泥、泥块、云母、轻物质、硫化物与硫酸盐、有机物质、氯化物等泥、云母、轻物质降低集料与水泥浆的粘结泥增多用水量，加大收缩，降低抗冻性、抗渗性硫化物与硫酸盐侵蚀泥块、轻物质强度低形成薄弱部分氯钢筋锈蚀活性二氧化硅碱集料反应砂的粗细程度与颗粒级配和易性和水泥用量级配良好空隙率小，水泥浆量少，提高流动性、密实度和强
11、度粗细程度影响总表面积，包裹的水泥浆少细度模数细度模数越大，砂越粗。3.73.1为粗砂3.02.3为中砂2.21.6为细砂（三）粗集料粒径大于5mm接近立方体或球形为好碎石与水泥浆粘结较好，强度较高卵石流动性好有害杂质泥、泥块、云母、有机质、硫化物与硫酸盐、等重要工程做碱活性检验针、片颗粒含量针颗粒：长度大于所属粒级平均粒径的2.4倍片颗粒：颗粒厚度小于平均粒径的0.4倍易折断，含量较大时影响孔隙率，影响混凝土的工作性及强度，强度岩石的块体抗压强度边长50mm立方体试件（或直径、高度为50的圆柱体），浸泡48h，岩石的抗压强度不低于混凝土抗压强度的1.5倍，岩浆岩80Mpa，沉积岩45Mpa，
12、变质岩60Mpa，压碎指标（卵石）越大，强度越大颗粒级配最大粒径粒径越大，总表面积越小，包裹的水泥浆少不超过最小截面尺寸的1/4，不超过钢筋间最小净距的3/4不超过实心板板厚的1/3，不超过40mm坚固性评价指标硫酸钠溶液浸渍，五次循环后的质量损失碱-集料反应指水泥中的碱性氧化物含量较高时，会与骨料中所含的二氧化硅发生化学反应，并在骨料表面生成碱-硅酸凝胶，吸水后会产生较大的体积膨胀，导致混凝土胀裂现象无裂缝、酥裂、胶体外溢，膨胀率0.1%（四）水采用符合国标的饮用水（五）外加剂（不超过水泥质量的5%）减水剂前提稠度不变，经济技术效果提高流动性：配合比不变，塌落度增大100200mm提高强度：塌落度不变，减少水量10%20%，强度提高10%20%节约水泥：强度不变，水泥节省10%15%，改善砼某些性能：减少泌水、离析，延缓凝结、水化放热，提高抗渗性和抗冻性常用品种类型掺量（水泥用量的）减水宜其它木质素系减水剂（引气1%2%）0.2%0.3%10%夏季施工、滑模施工、
