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材料学各论1-石材-砖-玻璃

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材料学各论1-石材-砖-玻璃

材料学各论,天然石材 烧土及熔融制品 北京建筑工程学院 房志勇 2018/9/16,材料学各论,天然石材,天然石材,1、天然石材在现代建设中的意义 原材料 生产砖、瓦、石灰、水泥、陶瓷、玻璃 特殊建材 由于强度高、耐磨等特点,用于道路、地面、 踏步、勒脚、基础等部位 装修材料 具有纹理、色彩等,且具有坚实、华贵的感觉,用于室内外装饰,天然石材,2、矿物岩石学 1)矿物 具有一定的、或者在一定范围内变化的物理化学性质的自然物体,天然石材,2、矿物岩石学 2)矿石 从矿床上开采,被认为有用的石块(矿物富集形成矿床),天然石材,2、矿物岩石学 3)岩石 由矿物组成的集合体,无确定的化学成分和物理性质(有:单矿岩、多矿岩),天然石材,2、矿物岩石学 4)影响石材性质的主要因素 形成矿物 形成条件,天然石材,2、矿物岩石学 5)岩石的类型,天然石材,2、矿物岩石学 6)主要岩石的性质 深成岩:构造密实、密度大、强度高、吸水性小、抗冻性好 喷出岩:玻璃质结构或隐晶质结构、带有较多的孔隙 火山岩:结晶程度差、颗粒细小,天然石材,2、矿物岩石学 6)主要岩石的性质 沉积岩:一般为层状结构、密度较小、孔隙率大、吸水性强、强度低、耐久性差 变质岩:深成岩变质性能恶化;沉积岩变质性能得到改善,天然石材,2、矿物岩石学 6)主要岩石的性质 深成岩 花岗岩,天然石材,2、矿物岩石学 6)主要岩石的性质 沉积岩 大理石,天然石材,3、石材的技术性质 1)物理性质:密度、孔隙率等 2)与水有关的性质:吸水率、含水率、抗冻性等 3)气候稳定性:耐久性、抗化学侵蚀性等 4)其他常用性能指标:磨耗率、磨光率等 5)强度:单轴抗压强度、三轴抗压强度,材料学各论,烧结砖,烧结砖,1、定义 以黏土为原料、通过焙烧工艺制得的、建筑中的墙体砌体材料,烧结砖,2、生产工艺 1)基本过程 采土配料调制制坯干燥焙烧成品,烧结砖,2、生产工艺 2)工艺要点1: 砖坯在氧化气氛中焙烧,得到:红砖 砖坯在氧化气氛中烧成后,再将窑内形成还原气氛,得到:青砖,烧结砖,2、生产工艺 2)工艺要点2: 烧结砖在砖坯的焙烧过程中,应控制好温度,以免出现欠火砖或过火砖,烧结砖,2、生产工艺 3)欠火砖与过火砖的影响 欠火烧成温度低,孔隙率大、强度低、耐久性差 过火烧成温度过高,砖体形成弯曲等变形现象,形状、尺寸不规整,烧结砖,2、生产工艺 4)欠火砖与过火砖的判别 欠火砖:色浅、声哑 过火砖:色深、声音清脆,烧结砖,3、内燃法烧结砖 1)概念 将煤渣、粉煤灰等可燃工业废渣以适当比例掺入砖坯,当砖坯焙烧到一定温度时,这些废渣在坯体内也进行燃烧,烧结砖,3、内燃法烧结砖 2)特点 节约黏土5%10% 节约燃料 砖的强度提高20% 表观密度降低,烧结砖,4、烧结多孔砖与空心砖 1)概念多孔砖 空洞率15% 孔的尺寸小 孔的数量多,烧结砖,4、烧结多孔砖与空心砖 1)概念空心砖 空洞率30% 孔的尺寸大 孔的数量少,烧结砖,4、烧结多孔砖与空心砖 1)概念多孔砖,烧结砖,4、烧结多孔砖与空心砖 1)概念空心砖,烧结砖,4、烧结多孔砖与空心砖 2)优点 节约黏土2030% 节约燃料1020% 墙体自重降低1/3 提高工效40% 改善墙体的热工性能,烧结砖,4、烧结多孔砖与空心砖 3)应用方法 多孔砖使用时孔洞垂直于受力面 空心砖使用时孔洞平行于受力面,烧结砖,4、烧结多孔砖与空心砖 4)等级多孔砖 强度等级五个;MU30、MU25、MU20、MU15、MU10 产品等级三个;优等品、一等品、合格品,烧结砖,4、烧结多孔砖与空心砖 4)等级空心砖 强度等级三个;5.0、3.0、2.0 密度等级三个;800、900、1000(表观密度值范围) 质量等级三个;优等品、一等品、合格品,烧结砖,4、烧结多孔砖与空心砖 5)应用范围 多孔砖强度较高,六层以下的承重墙体 空心砖强度较低,多用于非承重墙体,烧结砖,5、技术性质 1)外形尺寸: 普通砖标准尺寸为:240×115×53mm 烧结多孔砖与空心砖长度超过365mm、宽度超过240mm、高度超过115mm时,称为:砌块,烧结砖,5、技术性质 2)外观质量 3)强度等级 4)泛霜:由于盐析作用而产生的破坏现象,烧结砖,5、技术性质 5)石灰爆裂:由于过烧生石灰的体积膨胀导致的破坏现象 6)抗风化性能:耐久性指标之一,包含:抗冻性、吸水率、水饱和系数等,材料学各论,玻璃,玻璃,1、概念 玻璃概念的疑问 ?,玻璃、玻璃,汝为何物? 似光非光,似气非气; 视而不见,嗅而无味; 触之坚硬,滴水不漏; 鸟固其中,飞翔不出; 此何物也,其玻璃乎。,玻璃,1、概念 1)基本概念 过冷液体,玻璃,1、概念 2)标准概念 熔融体冷却、固化而成的非结晶无机物,玻璃,1、概念 3)关于玻璃概念的一些解释 玻璃在液体状态时,是一种具有无限大粘性、接近于液体的物质;如果析出结晶,就会形成像陶瓷一样的材料;但是由于没有结晶,所以这种物质在一定程度上具有一些金属的性能,如:无固定的熔点,玻璃,2、基本性能 1)力学性质硬脆性硬度大、脆性大 2)光学性质可以透过全部可见光谱,但是不能透过紫外线 3)热物理性质热稳定性不好 4)化学性质化学稳定性好,玻璃,3、关于玻璃材料性能的一些解释 1)玻璃为什么是透明的? 从光(也是一种电磁波)在玻璃表面的反射、吸收、透射作用原理进行分析,玻璃,3、关于玻璃材料性能的一些解释 2)关于玻璃的强度 基本概念: 玻璃受到的力超过弹性极限后,会立即破坏,玻璃,3、关于玻璃材料性能的一些解释 2)关于玻璃的强度 基本特征 抗压强度抗拉、抗折强度 玻璃的强度是离散的 理论强度值:3万MPa,实际强度值:50 MPa,玻璃,3、关于玻璃材料性能的一些解释 3)关于玻璃的隔声能力 透射损失,玻璃,3、关于玻璃材料性能的一些解释 3)关于玻璃的隔声能力 影响建筑隔声能力的因素 噪声的强度、墙体的隔声能力、玻璃的隔声能力、窗框的隔声能力等,玻璃,3、关于玻璃材料性能的一些解释 3)关于玻璃的隔声能力 影响窗隔声能力的因素 玻璃的质量、玻璃的厚度、玻璃的层数、各层玻璃的厚度、各层玻璃之间的间隙尺寸、玻璃与窗框之间的间隙,玻璃,3、关于玻璃材料性能的一些解释 3)关于玻璃的隔声能力 常见窗隔声能力比较 双层窗中空玻璃窗普通单层玻璃窗,玻璃,3、关于玻璃材料性能的一些解释 4)关于玻璃的隔热能力 影响窗隔热能力的因素 玻璃的质量、玻璃的厚度、玻璃的层数、各层玻璃的厚度、各层玻璃之间的间隙尺寸、玻璃与窗框之间的间隙、间隙中的气体种类,玻璃,3、关于玻璃材料性能的一些解释 4)关于玻璃的隔热能力 常见窗隔热能力比较 中空玻璃窗双层窗单框双玻窗普通单层玻璃窗,玻璃,4、玻璃材料示例 1)夹层玻璃,玻璃,4、玻璃材料示例 2)空心玻璃砖,玻璃,4、玻璃材料示例 3)中空玻璃,玻璃,4、玻璃材料示例 4)钢化玻璃,玻璃,4、玻璃材料示例 5)玻璃马赛克,玻璃,4、玻璃材料示例 6)镶嵌玻璃,玻璃,4、玻璃材料示例 7)压花玻璃,玻璃,4、玻璃材料示例 8)热弯曲玻璃,玻璃,4、玻璃材料示例 9)冰裂纹玻璃,课堂讨论题,1、什么叫做材料的抗冻性? 2、什么叫做材料的弹性模量? 3、什么叫做软化系数?有何意义? 4、试解释吸水率和吸湿率有何异同? 5、试解释吸水性和吸湿性有何异同? 6、试解释热容量的概念及其应用? 7、试解释导热系数的概念及其应用?,课堂讨论题,8、试述自然因素与材料类别的关系 9、试述对材料性能有影响的各种自然因素 10、什么叫做材料的硬度? 11、什么叫做脆性?应注意什么问题? 12、什么叫做韧性?应注意什么问题? 13、什么叫做弹塑性?应注意什么问题? 14、试举例说明各向同性和各向异性材料 15、试说明强度等级的概念,本次课程结束 谢谢大家的合作,

注意事项

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