建筑材料課堂筆記

建筑材料緒論、發(fā)展土木工程的三次飛躍：a.磚瓦的出現(xiàn)b.鋼材的出現(xiàn)c.混凝土的出現(xiàn)世界三大高樓哈利發(fā)塔（高828m）臺(tái)北101（高508m）環(huán)球金融中心（高492m）

3■材料的發(fā)展趨勢(shì)堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展以人為本積極采用高科技成果建筑材料的概念及其分類※概念：在建筑工程中所使用的的各種材料及其制品的總稱。是一切建筑工程材料的物質(zhì)基礎(chǔ)。：-D分類:按使用功能:建筑結(jié)構(gòu)材料、墻體材料、建按使用功能:建筑結(jié)構(gòu)材料、墻體材料、建筑功能材料按化學(xué)成分： 無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料、復(fù)合材料3.建筑材料技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn) ：是生產(chǎn)流通和使用單位檢驗(yàn)確定產(chǎn)品質(zhì)量是否合格的技術(shù)文件?！膫€(gè)級(jí)別：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB（GB/T）、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)=準(zhǔn)DB、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB※表示方法：標(biāo) +部門(mén)代號(hào)+編號(hào)+批準(zhǔn)年限（例：《建筑用卵石碎石》GB/T?146852001);-)II建筑材料的基本性質(zhì)一、基本物理性質(zhì)1.孔隙：開(kāi)口孔隙/閉口孔隙※四個(gè)密度：（名詞解釋或填空）密度（實(shí)際密度）：指材料在.絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下（不含任何孔隙的狀態(tài)），單位體積所具有的質(zhì)量。表觀密度：指材料在包含其咅部一閉口孔隙條件下的單位體積所具有的質(zhì)量。體積密度：指材料在自然狀態(tài)一^^，單位體積的質(zhì)量。堆積密度：指散粒-（粉狀粒狀‘°?或纖維狀）材料在自然狀態(tài)下，單位體積（包含顆粒部的孔隙所具有的質(zhì)量材料的密實(shí)度與孔隙率密實(shí)度：指在材料體積部被固體物質(zhì)所充實(shí)的程度，反映了材料的致密程度?？紫堵剩罕硎静牧现泻锌紫堵实亩嗌?。指材料體積孔隙體積占材料總體積的百分率?！紫堵实拇笮≈苯臃从巢牧系闹旅艹潭?。材料的填充與空隙率其顆粒填充的程度。:空隙率表示散粒顆粒間的空隙多少。 指散粒材料在某容器的堆積體積中， 顆粒之間的空隙體積占總體積的百分率。M空隙率的大小，反映了散粒材料的顆粒之間互相填充的致密程材料與水有關(guān)的性質(zhì)（1）※親水性與憎水性：親水性材料（潤(rùn)濕角<90）;憎水性材料（潤(rùn)濕角>90）(2)吸水性：※材料直接與水接觸吸入水分的性質(zhì)衡量指標(biāo)一吸水率:一水飽和時(shí)的含水率(※公式見(jiàn)課本)質(zhì)量吸水率:材料吸水飽和時(shí)其所吸收水分的質(zhì)量占干燥時(shí)質(zhì)量的百分率體積吸水率：材料體積被水充實(shí)的程度。即材料吸水飽和時(shí)吸收水分的體積占干燥材料自然體積的百分率M質(zhì)量吸水率與體積吸水率的關(guān)系：體積吸水率等于質(zhì)量吸水率乘以材料干燥狀態(tài)的體積密度(公式見(jiàn)課本)(3)吸濕性：※材料在潮濕的空氣中吸收水分的性質(zhì)衡量指標(biāo)一含水率：材料在所處環(huán)境中其含水的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)其過(guò)程可逆：吸收釋放吸水性與吸濕性的區(qū)別:與水接觸情況反應(yīng)過(guò)程衡量指標(biāo)吸水性直接單向吸水率吸濕性間接可逆含水率(4)耐水性：材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下而不破壞，其強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。 用軟化系數(shù)表示0<Kp<1軟化系數(shù)的大小表明材料浸水后強(qiáng)度降低的程度軟化系數(shù)越小， 說(shuō)明材料吸水飽和后的強(qiáng)度降低越多， 所以其耐水性越差；Kp>0.85:經(jīng)常位于水中或受潮嚴(yán)重的重要結(jié)構(gòu)物的材料Kp>0.80 :耐水的材料(5)抗?jié)B性：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)(用滲透系數(shù)或抗?jié)B等級(jí)表示)抗?jié)B系數(shù)反映了材料在單位時(shí)間，在單位水頭作用下，通過(guò)單位面積和厚度的滲透水量。滲透系數(shù)越小的材料其抗?jié)B性越好※對(duì)于混凝土和砂漿材料，抗?jié)B性用抗?jié)B等級(jí)P表示(6)抗凍性：材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍結(jié)合和融化而不破壞，同時(shí)強(qiáng)度也不嚴(yán)重降低的性質(zhì)材料的熱性質(zhì)（1）導(dǎo)熱性：材料傳到熱量的能力。用導(dǎo)熱系數(shù)入表示a．材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小，絕熱性能越好b．由于密閉空氣的導(dǎo)熱系數(shù)很小，所以材料的孔隙率較大者其導(dǎo)熱系數(shù)較小，但如果孔隙粗大而連通，由于對(duì)流作用的影響，材料的導(dǎo)熱系數(shù)反而增高2）比熱容：材料加熱時(shí)吸收熱量，冷卻釋放出熱量的能力。熱容量大小用比熱容表示（3）材料的保溫隔熱性能b.導(dǎo)熱系數(shù)入和熱阻R都是評(píng)定建筑材料保溫隔熱性能的重要指標(biāo)c?材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小，其熱阻值越大，則材料的導(dǎo)熱性能越差，其保溫隔熱性能越好?材料的力學(xué)性質(zhì)材料的強(qiáng)度與比強(qiáng)度（1）強(qiáng)度：材料在外力作用下抵抗變形的能力（抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度）混凝土按抗壓強(qiáng)度有C15、C20、C25C8014個(gè)強(qiáng)度等級(jí)※（2）比強(qiáng)度：對(duì)不同材料進(jìn)行比較比強(qiáng)度是按單位質(zhì)量計(jì)算的材料強(qiáng)度其值等于材料的強(qiáng)度與其體積密度之比它是衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)的一個(gè)主要指標(biāo)2．材料的彈性與塑性（1）彈性：材料在外作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后材料變形即可消失并能完全恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì)?！鶑椥阅Ａ浚罕壤禂?shù)E（在彈性變形圍，應(yīng)力（T與應(yīng)變￡的比值）E 是衡量材料抵抗變形的能力的一個(gè)指標(biāo)E材料越不易變形E材料越不易變形越大，2）塑性：在外力作用下材料產(chǎn)生變形，如果取消外力后仍保持變型后的形狀尺寸并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)混凝土是彈塑性變形3.材料的脆性與韌性（1）脆性：在外力作用下，當(dāng)外力達(dá)到一定限度后，材料無(wú)明顯的塑性變形而又突然破壞的性質(zhì)（2）韌性：在沖擊、震蕩荷載作用下，材料能吸收較大的能量產(chǎn)生一定的變形而不致被破壞的性能。4.材料的硬度與耐磨性（1）硬度：材料表面能抵抗其他較硬物體壓入或刻劃的能力三?材料的耐久性(1)耐久性：材料在使用過(guò)程中能長(zhǎng)久保持其原有性質(zhì)的能力(2)破壞作用：物理作用、化學(xué)作用、生物作用、機(jī)械作用等m.氣硬性膠凝材料※膠凝材料：凡在一定條件下經(jīng)過(guò)自身的一系列物理化學(xué)作用后能將散粒或塊狀材料粘結(jié)成為具有一定強(qiáng)度的整體的材料分類:膠凝材料分為有機(jī)膠凝材料和無(wú)機(jī)膠凝材料；無(wú)機(jī)膠凝材料分為氣硬性膠凝材料和水硬性膠凝材料※氣硬性膠凝材料：只能在空氣中凝結(jié)硬化，保持并發(fā)展其強(qiáng)度※水硬性膠凝材料：既能在空氣中硬化，又能更好的在水中硬化，保持并發(fā)展其強(qiáng)度石膏1.石膏膠凝材料： （原料）天然或含二水石膏礦使得工業(yè)副產(chǎn)品及其廢渣石膏礦使得工業(yè)副產(chǎn)品及其廢渣末，晶體細(xì)小，需水量大，其制品孔隙率大，強(qiáng)度低小，需水量大，其制品孔隙率大，強(qiáng)度低ft?強(qiáng)石膏:（特點(diǎn)）白色粉末，曰晶ft?強(qiáng)石膏:（特點(diǎn)）白色粉末，曰晶小，需水量小其制品硬X化后密實(shí)度大，強(qiáng)度高

2.建筑石膏的凝結(jié)硬化（1）建筑石膏與適量水生成二水硫酸鈣晶體、溶解度?。?）凝結(jié)硬化：水化程度越高，二水硫酸鈣越多，漿體變稠，開(kāi)始凝結(jié)；晶體連生共生形成晶體網(wǎng)，幵始硬化。建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)：（1）技術(shù)要求：白色粉末，輕質(zhì)材料，細(xì)度，強(qiáng)度，凝結(jié)時(shí)間（2）技術(shù)性質(zhì)：a.※凝結(jié)硬化快（初凝6min;終凝30min）（簡(jiǎn)答）b.（簡(jiǎn)答）b.空隙率大，保溫吸聲性好d.抗凍耐水性差e.※微膨1彭脹a能雕刻岀花紋「f?防火性1.原材料： 石灰石、白云石、白堊e;主要成分：CaCO32.生產(chǎn)：碳酸鈣煅燒生成氧化鈣和二氧化碳煅燒溫度過(guò)低，時(shí)間過(guò)短生成欠火石煅燒溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)生成過(guò)火石灰氧化鈣（1）熟化特點(diǎn)：速度快；體積膨脹大；放熱量多探（2）過(guò)火石灰的特性：結(jié)構(gòu)密實(shí)消化速度慢伏：使灰漿在灰坑中儲(chǔ)存兩周一以上，使石灰充分消化※（簡(jiǎn)答題：墻上出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋及個(gè)別部位出現(xiàn)突出的放射狀裂紋， 分析現(xiàn)象出現(xiàn)的原因？答：石灰砂漿中含有過(guò)火石灰，其消化速度極慢，由于吸收空氣中的致使墻面隆灰，其消化速度極慢，由于吸收空氣中的致使墻面隆起、開(kāi)裂?消化水降低體積收縮，出現(xiàn)網(wǎng)伏裂紋。）石灰的硬化：氫氧化鈣與二氧化碳和水生成碳酸鈣和水品種及技術(shù)指標(biāo)※根據(jù)氧化鎂含量分為鈣一石灰和美質(zhì)石灰成品加工方法：塊灰；磨細(xì)的生石灰粉；消石灰粉；石灰膏；石灰乳石灰的特性（簡(jiǎn)答）（1） 可塑性和保水性好（2） 吸濕性強(qiáng)（3）凝結(jié)硬化慢，強(qiáng)度低（4）※體積收縮性大（5）耐水性差石灰的應(yīng)用：（1）配制石灰砂漿和石灰乳涂料※（2）配置灰土和三合土（灰土：石灰和粘土；三合土：石灰、粘土、沙石或爐渣等填料）其強(qiáng)度和耐水性比石灰或粘土都高（3）制作碳化石灰板（4）制作硅酸鹽制品（5）配置無(wú)熟料水泥IV?水泥通用水泥：土建工程常用例：硅酸鹽水泥專用水泥：例：道路水泥、砌筑水泥特性水泥：例：快硬水泥、膨脹水泥硅酸鹽水泥：P?I;P?u普通硅酸鹽水泥: \粉煤灰硅酸鹽水泥 P?F J火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥 P?P J礦渣硅酸鹽水泥:P?S，?硅酸鹽水泥1?※定義：由硅酸鹽水泥熟料一?0-5%石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材類型：p?1不摻加混合材料P摻加混合材料生產(chǎn)※原料：石灰質(zhì)（氧化鈣）；粘土質(zhì)（氧化硅、三氧化二鐵、氧化鋁）；校正原料（鐵粉）配料磨細(xì)、生料煅燒成熟料，加磨細(xì)的石膏生成水泥水泥孰料礦物的組成：硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣名稱硅酸三1硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四(簡(jiǎn)寫(xiě))鈣C2SC3A鈣C3SC4AF硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化(1)水化：孰料與水的反應(yīng)CaO?Al2O3?6H20（水化鋁酸鈣）與材料中的石膏反映生成鈣磯石， 石膏的作用是防止“瞬凝”一和調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)硬化時(shí)間各種孰料礦物與水單獨(dú)作用時(shí)表現(xiàn)的特性

凝結(jié)硬化速度快慢最快快28d水化放熱量多少最多中強(qiáng)度高早期低后期高低低(2)水泥的凝結(jié)硬化(3)水泥的結(jié)構(gòu)及其影響因素①水泥石的結(jié)構(gòu)：水化產(chǎn)物；未水化的水泥顆粒；孔隙；水②影響因素：養(yǎng)護(hù)時(shí)間；養(yǎng)護(hù)溫度;水灰比（課本“不同水化程度水泥石結(jié)構(gòu)的組成”圖）結(jié)論:a.水灰比相同的水泥漿，水化程度越高水化產(chǎn)物越多，而毛細(xì)孔和未水化水泥量相對(duì)少，則水泥石結(jié)構(gòu)密實(shí)，強(qiáng)度高。b.水灰比不同，水化程度相同的水泥石，水灰比越大，毛細(xì)孔占的比例相對(duì)增加，所以水泥石的強(qiáng)度低。探（4）硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)（簡(jiǎn)答）①細(xì)一度及不溶物的含量燒失量（水泥在一定的灼燒溫度和時(shí)間，燒失的量占原質(zhì)量的百分比）標(biāo)準(zhǔn)稠度及其用水量※凝結(jié)時(shí)間（初凝時(shí)間：從水泥開(kāi)始加水拌合起至水泥漿開(kāi)始失去可塑性所需的時(shí)間，國(guó)標(biāo)規(guī)定不彳 一一45min;終凝時(shí)間：從水泥開(kāi)始加水拌和起至水泥漿完全失去可塑性并開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間，國(guó)標(biāo)規(guī)定不_得遲于6.5h）體積安定性（簡(jiǎn)答）：a.（概念）水泥硬化后體積變化的穩(wěn)定性。b.（體積安定性不良的原因）氧化鈣氧化鎂過(guò)多；石膏摻量過(guò)多。（體檢定性不良的后果）成為廢品；不得應(yīng)用于任何工程（也可答處理方法）；引起混凝土膨脹、開(kāi)裂。測(cè)定：沸煮法（包括餅法和雷氏夾法，兩種法有爭(zhēng)議時(shí)，以雷氏夾法為準(zhǔn)）水泥的強(qiáng)度與等級(jí)（水泥膠砂試驗(yàn)）水泥與標(biāo)準(zhǔn)砂按1:3比例混合，采用0.5的水灰比制成試件，在標(biāo)準(zhǔn)溫度的水中養(yǎng)護(hù)，測(cè)定3d和28d的強(qiáng)度，按結(jié)果將硅酸鹽水泥分為6個(gè)等級(jí)水化熱：水化熱越大，對(duì)一般建筑的施工是有利的，對(duì)大體積混凝土是有利的。1.摻混合材料的硅酸鹽水泥水泥混合材料(簡(jiǎn)答)(1)活性混合材料：貝有/火山［灰性匕或■1——-潛在水硬性或兼庫(kù)右火【山灰性—1*二和、打潛在水硬性的礦物質(zhì)材料。調(diào)節(jié)水調(diào)節(jié)水(2、非二活性匕材才料［亠?在水匕泥\J) -—4-1—J—-71、1丿J中主要起埴充作—eJ泥強(qiáng)度，增加水泥產(chǎn)量既降低水化熱而又不損害水泥性能的礦物質(zhì)材作用：改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度摻混合材料的硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥： 由硅酸鹽水泥熟料，6%-15%混合材料，適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料與硅酸鹽水泥的不同：材料、含量、等級(jí)、終凝時(shí)間V.混凝土及砂漿一．概述1.混凝土定義：指由膠凝材料、粗細(xì)骨料、水和其他材料按適當(dāng)比例配制并硬化而成的具有所需的形狀、強(qiáng)度和耐久性的人造石材瀝青砼、水泥砼、石膏砼(2)根據(jù)體積密度：重砼、普通砼、輕砼※根據(jù)強(qiáng)度：普通混高強(qiáng)砼、高強(qiáng)砼2.混凝土的優(yōu)點(diǎn)與發(fā)展(1)優(yōu)點(diǎn)：原材料豐富；易于加工成型;好；可調(diào)整性好;好、維修費(fèi)用少缺點(diǎn)：自重大；比強(qiáng)度??；抗拉強(qiáng)度低；變形能力差；易開(kāi)裂（2）發(fā)展：綠色高性能混凝土GHPC，普通混凝土的組成1.組成材料及其作用：水泥漿（水和水泥）硬化前起潤(rùn)滑作用，增加流動(dòng)性，硬化后起膠凝作用，增加強(qiáng)度；砂和石子起骨架作用；外加劑和摻合料硬化前起改善和易性作用，硬化后提高混凝土的物理力學(xué)性能和耐久性。2.技術(shù)要求1）水泥：強(qiáng)度原則是用高強(qiáng)度等級(jí)水泥配口？1VT7T中直冋強(qiáng)度等級(jí)砼;等級(jí)水泥配置低強(qiáng)度等級(jí)砼；（2）細(xì)骨料（砂的細(xì)度模數(shù)和顆粒級(jí)配）※粗細(xì)程度：不同粒徑的沙?；旌显谝黄鸷蟮目傮w砂的粗細(xì)程度※顆粒級(jí)配：不同粒徑的砂的分布情況篩分法一計(jì)算題(3)粗骨料粗骨料顆粒形狀表面特征流動(dòng)性粘聚性強(qiáng)度碎石棱角粗糙小大高卵石圓形光滑大小低最大粒徑：粗骨料公稱粒級(jí)的上限稱為該粒級(jí)的最大粒徑。最小間距：相鄰兩根鋼筋中心圓的距離最小凈距：相鄰兩根鋼筋邊緣的距離連續(xù)級(jí)配/連續(xù)級(jí)配/間斷級(jí)配立方體強(qiáng)度/壓碎指標(biāo)值）強(qiáng)度（巖石混凝土的最大粒徑不得大于最小截面尺寸的1/4，■同時(shí)不得小于最小凈距的 3/4※三.混凝土拌合物的和易性1.和易性：指混凝土拌合物易于各種工序施工操作（攪拌、運(yùn)輸、澆注、搗實(shí)）并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的混凝土的性能。包括流動(dòng)性，粘聚性，保水性2. 流動(dòng)性的選擇：坍落度；維勃稠度3.影響和易性的主要因素(1)水泥漿用量：水灰比一定的情況下，水泥漿越多流動(dòng)性越強(qiáng)，過(guò)多出現(xiàn)流漿，粘聚性降低，強(qiáng)度降低；水泥漿越少，流動(dòng)性越差，過(guò)少出現(xiàn)崩塌，粘聚性降低，強(qiáng)度降低。水泥漿要適量，滿足流動(dòng)性要求，使強(qiáng)度升水泥漿稠度?水泥漿數(shù)量不變的情況下，水灰比越大，流動(dòng)性越強(qiáng)，過(guò)大出現(xiàn)離析流漿，使粘聚性降低，強(qiáng)度降低；水灰比越小，流動(dòng)性越低，過(guò)小后會(huì)干稠，造成施工困難。水灰比要合適，滿足強(qiáng)度和耐久性要求。砂率：混凝土中砂的質(zhì)量占砂石總重量的百分比過(guò)大過(guò)小都降低流動(dòng)性※合理砂