一注：建筑材料课件解读.ppt
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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 θ900为亲水性的（砖、木、混凝土） θ900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 （0~1） 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. 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+H2O—Ca(OH)2（熟石灰） 特点：放热，体积增大1～2.5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（ 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（107～170℃）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（Na2O﹒nSiO2， K2O﹒nSiO2 ） 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，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 １、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，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：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MgO≯5.0%，SO3≯3.5%,（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40×40×160mm试件，（20±1）℃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：2000~2800kg/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）：0.16~5m。
