建筑材料分类.doc

部分建筑材料建筑石材1、石材具有优点：不燃、耐水、耐压耐久2、石材存在的缺点：重量大、抗拉和抗弯强度小，连接困难3、岩石是由各种不同地质作用所形成的天然固态矿物集合体。4、造岩矿物是指组成岩石的矿物5、建筑上常用的岩石有花岗岩、正长岩、闪长岩、石灰岩、砂岩、大理岩和石英岩6、岩石的矿物组成对其的抗压强度有一定的影响。组成花岗岩的主要矿物成分中石英是很坚硬的矿物，其含量越高，花岗岩的强度也越高；而云母为片状矿物，易于分裂成柔软的薄片。因此，韵母含量越高，其强度就越低。沉积岩的抗压强度与胶结物成分有关，由硅质物质胶结的沉积岩其抗压强度较大，石灰石物质胶结的强度次之，黏土物质胶结的抗压强度最小。7、岩石的结构与构造特征对石材的抗压强度也有很大的影响。结晶质石采的强度较玻璃质的高；构造致密的强度较疏松多孔的高。8、不同种类的耐久性从抗物理风化、化学风化的综合性能来看，一般花岗岩耐久性最佳，安山石次之，软质砂岩最差。大理石的主要成分碳酸岩的化学性质不稳定，故容易风化。9、毛石分为：乱毛石和平毛石；乱毛石主要用于：砌筑基础、勒角、 墙身、挡土墙壁等；平毛石主要用于：砌筑基础、墙身、勒角、桥墩、涵洞等。10、料石系由人工或机械开采出的较规则的六面体石块，略经加工凿琢而成的。按其加工的外形规则程度，分为毛料石、粗料石、半细料石和细料石四种。11、天然大理石板材，是建筑装饰中应用较为广泛的天然石饰面材料。由于大理石属碳酸岩，是石灰岩、白云岩经变质而成结晶产物。矿物组分主要是石灰石、方解石和白云石。天然大理石结构致密，强度较高，吸水率低，但表面硬度较低，不耐磨，耐化学侵蚀和抗风性能较差。一般用于中高级建筑物的内墙，柱镶帖，可以获得理想的装饰效果。12、天然花岗岩板材：由石英、长石和少量的云母组成的矿物质。花岗岩板材结构致密，强度高，空隙率和吸水率低耐化学侵蚀、耐磨、耐冻、抗风蚀性能优良。是理想的天然装饰材料。常用于中高级公共建筑：宾馆、酒楼、剧院、商场、写字楼、展览馆、公寓别墅等内外墙饰面和楼地面铺贴，也用于纪念碑等饰面，具有庄重高贵华丽的装饰效果。13、青石装饰板材属于沉积岩，其主要成分为石灰石、白云石。随着岩石埋深条件的不同和其他杂质如铜、铁、锰等金属氧化物的混入，形成多种色彩。青石板质地密实、强度中等，易于加工。可采取简单工艺凿割成薄片或条形材它是理想的建筑装饰材料用于建筑墙裙、地坪铺贴以及庭院栏杆、台阶等，具有古建筑的独特风格。气硬性胶凝材料 气硬性胶凝材料：只能在空气中 无机胶凝材料 凝结、硬化 （石灰石膏水玻璃）化学组成 水硬性胶凝材料；空气水均可 有机胶凝材料 水泥1、 石灰是将碳酸钙为主要成分、的岩石（如石灰岩、贝壳石灰岩等）经适煅、分解、排出二氧化碳而制成的块状材料，其主要成分为氧化钙，次为氧化镁。根据生石灰中氧化镁的不同，生石灰分为钙质生石灰和镁质生石灰。钙质生石灰中的氧化镁含量小与5%，镁质生石灰中的氧化镁含量为5%24%。2、 石灰的生产 当入窑石灰石的块度较大，煅烧温度较高时，石灰石的中心部位达到分解温度时，其表面已超过分解温度，得到的石灰石晶粒粗大，遇水后熟化反应缓慢，称 其为过火石灰。若煅烧的温度较低，大块中心部位不能完全分解，此时称其为欠火石灰。过火石灰熟化十分缓慢，其可能在石灰应用之后熟化， 其体积膨胀，造成起鼓开裂，影响工程质量。欠火石灰则降低了石灰的质量，也影响了石灰的产灰量。3、 生石灰具有强烈的消解能力，水化时放出大量的热，其放热量和放热速度比其他胶凝材料大得多。煅烧良好、氧化钙含量高、杂质含量低的生石灰，起熟化速度快，放热量大，体积膨胀也好。生石灰熟化的方法有淋灰法和化灰法4、 石灰浆的硬化包括以下几种：干燥硬化、结晶硬化、酸硬化。石灰不宜用于长期处于潮湿或反复受潮的地方。通常给石灰浆掺入填充材料制成：石灰沙浆、石灰麻刀灰、石灰质纸筋灰。5、 石灰的技术性质和应用：技术性质：1、良好的保水性；凝结硬化慢、强度低；2、吸湿性强保水性好是传统的干燥剂；3、体积收缩大，因此不宜单独用来制作建筑构件及制品；4、耐水性差，因此，不宜用于潮湿环境及易受水浸泡的部位；5、化学稳定性差（石灰属于碱性材料）；石灰应用：1、粉刷墙壁和配置石灰砂浆或水泥混合砂浆；2、配置灰土和三合土；3、生产无熟料水泥、硅酸盐制品和碳化石灰板。6、 石灰的储存：石灰要在干燥环境中储存和保管，因此要注意防潮；磨细的生石灰粉在干燥的条件下储存期一般不超过一个月，最好随产随用。石膏1、 石膏的性质：凝结硬化快；常掺入缓凝剂：纸浆废液， 骨胶，柠檬酸，皮胶，硼砂空隙率大，表观密度大，保温、吸声性好具有一定的调湿性耐水性、抗动性差凝固时体积微膨胀石膏制品表面光滑、轮廓清晰，线角饱满，尺寸准确防火性好加工性好：可刨、可锯、可钉、易修补无毒2、 石膏的应用：1、室内抹灰和粉刷2、建筑装饰制品3、石膏板水玻璃1、 水玻璃的性质：强度高：硬化后具有较高的黏结强度、抗拉和抗压强度耐酸性高 乃热性好2、 水玻璃的应用：涂刷材料表面，浸渍多孔性材料，加固地基配制防水剂水玻璃砼，具有机械强度高，耐酸和耐热性能好、整体性强、材料来源广，施工方便成本低及使用效果好等特点。水泥 1、 水泥品种繁多，按其主要水硬性物质的不同，可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、铁铝酸水泥等系列，其中以硅酸盐水泥系列水泥生产量最大，应用最为广泛。2、 生产硅酸盐水泥的原料分为石灰质原料、黏土质原料以及校正原料。3、 国家标准对硅酸盐水泥定义为：凡由硅酸盐水泥熟料，0%5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏摸细制成的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥（波特兰水泥）硅酸盐水泥分为两种类型，不参加混合材料的称为I型硅酸盐水泥，其代号为P.I。在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为II型硅酸盐水泥，其代号为P,II。4、 水泥的水化：经水化反应后生成的主要水化产物中水化硅酸盐水泥和水化铁铝酸钙为胶凝体（它是水泥具有胶凝性能的主要物质），氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙为晶体。在完全水化的水泥中，凝胶体约为70%，氢氧化钙约占20%。5、 钙矾石使水泥的初凝时间得以延迟。水泥加入石膏后，石膏与铝酸三钙反应生成针状的钙矾石。当钙矾石的数量达到一定时，会形成一层保护膜覆盖在水泥颗粒的表面，降低了水泥颗粒相互靠近的速度，使水泥的初凝时间延迟。6、 硅酸盐系水泥的硬化：硅酸盐内，水泥的水化速度表现为早期快后期慢，特别是最初的37d水泥的水化速度最快，所以硅酸盐水泥的早期强度发展最快。 硬化后的水泥浆体为水泥石，主要由凝胶体、末水化的水泥熟料颗粒、毛细孔及游离水分等组成。 水泥的硬化程度越高、胶凝体含量越多，末水化的水泥颗粒和毛细孔含量越少，水泥石的强度越高。7、 影响硅酸盐系水泥凝结硬化的主要因素：（1）水泥熟料矿物组成及细度（2）水灰比（3）石膏的掺量 生产时加入主要作缓凝剂，但是石膏的量掺入多时，不仅不能缓凝，反而对水泥石的后期性能造成变慢（4）环境温度和湿度 通常，温度较高时，水泥的水化、凝结和硬化速度就快；温度降低，则水化、凝结的速度就缓慢（5）龄期 水泥水化硬化一般在 28d内发展速度最快，28d后发展速度缓慢（6）外加剂的影响 如促凝剂（CaCl2，Na2SO4等） 缓凝剂（木钙糖类）8、 硅酸盐水泥的技术性质；（1）密度与堆积密度 松散时越为10001100 kg/m3,紧密时可达1600 kg/m3, 计算时通常采用1300 kg/m3。（2）细度 水泥的颗粒越细，起比表面积越大，水泥熟料矿物与水接触的面越多、越大，水化反应进行得越快和越充分 其比表面积大于300m2/kg，否则水泥细度为不合格（3）标准稠度用水量 硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般在21%28%之间 用水量主要与水泥的稠度及矿物成分有关（4）凝结时间 国家标准规定，硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于390min（5）体积安定性 水泥体积安定性不良，一般是由于熟料中所含游离氧化钙、游离氧化镁过多或掺入的石膏多等原因造成的 国家标准规定，游离氧化钙过多引起的水泥体积安定性不良可用沸煮法，在有争议时以雷氏法为准；游离氧化镁的水化反应比游离氧化钙更加缓慢，所以必须用压蒸法检测 体积安定性不合格的水泥为废水泥，不得使用于工程（6）强度 硅酸盐水泥的强度主要取于四种熟料矿物的比例和水泥的细度，此外还与实验方法、实验条件、养护龄期有关（7）水化热 冬季易使用硅酸盐水泥 大体积的工程不使用硅酸盐水泥（8）不溶物和烧失量 国家标准规定：I型硅酸盐水泥中的不溶物含量不得超过0.75%,烧失量不得大于3%，II型硅酸盐水泥中是不溶物不得超过1.5%烧失量不得大于3.5%(9)碱含量9、 水泥石的腐蚀：（1）软水侵蚀（溶出性侵蚀） 解决方法：生成的碳酸钙积聚在已硬化水泥石的孔隙2内，可阻滞外界水的侵蚀和内部氢氧化钙向外扩散将要与软水接触的水泥混凝土制品事先在空气中放置一段时间，使其表面碳化，在与软水接触时，对溶出性侵蚀有一定的抵抗作用。（2）酸类侵蚀（溶解性侵蚀）碳酸类侵蚀 一般酸侵蚀（3）盐类侵蚀 硫酸盐及氯盐腐蚀（膨胀型腐蚀） 当硫酸盐溶度较高时，硫酸钙会在孔隙中直接结晶成二水石膏，造成膨胀压力，引起水泥石的破坏 氯盐主要与钢筋反应 镁盐腐蚀（双重反应）（4）强碱腐蚀 引起的两个因素：一、内在因素，水泥石中含有易一引起的腐蚀的组分，即氢氧化钙和水化铝酸钙；二、水泥石不密实10、 防止水泥石腐蚀的措施：（1）合理的选用水泥品种 在硅酸盐水泥中掺入某些人工或天然的矿物材料（混合材料）可提高水泥的抗腐蚀能力（2）提高水泥的密实度（3）表面加作保护层 保护层的材料常用耐酸石材（石英岩、辉绿岩）、耐酸陶瓷、玻璃3、塑料、沥青等11、 硅酸盐水泥的特性及应用：（1）强度高（2）水化热高（3）抗冻性好（4）碱度高、抗碳化能力强（5）干缩小（6）耐磨性好（7）耐酸性差（8）耐热性差（9）湿热养护效果差 硅酸盐水泥在常规养护条件下硬化快、强度高。但经过蒸汽养护后，再经过自然养护至28d测得抗压强度往往低于未经蒸汽养护的28d的抗压强度12、 水泥的验收与储运：（1）废品水泥 国家标准规定：硅酸盐水泥性能中，凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合标准规定时为废品。废品水泥不得在工程中使用（2）不合格水泥 凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任一项不不符合标准规定或混合料掺加量超过最大限量和强度低于商品强度的指标时称为不合格品。水泥包装标志中水泥品种、强度等级、工厂名称和出厂编号不全的也属于不合格品（3）水泥储运方式1、不得混有杂质2、分品种、分等级、按出厂日期3、先存先用4、防水防潮5、用时检测6、储存期不超过三月 通用水泥的性能和应用水泥硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥复合水泥主要成分硅酸盐水泥熟料，0%5%混合料，适量石膏硅酸盐水泥熟料，6%15%混合料，适量石膏硅酸盐水泥熟料，20%70%粒化高炉矿渣，适量石膏硅酸盐水泥熟料，20%50%火山灰质混合料，适量石膏硅酸盐水泥熟料，20%40%粉煤灰，适量石膏硅酸盐水泥熟料，16%50%两种及两种以上混合料，适量石膏性能1、 强度高2、 快硬早强3、 抗冻耐磨性好4、 水化热大5、 耐磨蚀性较差6、 耐热性较差1、 早期强度较高2、 抗冻性好3、 水化热较大4、 耐磨蚀性较好5、 耐热性较差1、 早期强度低后期强度增长快2、 强度发展对温、湿度较敏感3、 水热化较低4、 耐软水、耐盐水、耐酸盐腐蚀性好5、 耐热性好6、 抗冻性抗渗性较差1、 抗渗性较好，耐热性不及矿渣水泥，干缩大，耐磨性差；2、 其他同矿渣水泥1、 干缩性好，裂性好2、 其他同矿渣水泥1、 早期强度较高2、 其他性能同掺主要混合材料的水泥相近适用范围1、 高强混凝土2、 预应力砼3、 快硬早强结构4、 抗冻砼1、 一般砼2、 预应力砼3、 地下与水中结构4、 抗冻砼1、 一般耐热砼2、 大体积砼3、 蒸汽养护结构4、 一般砼结构5、 一般耐软水、海水、硫酸盐腐蚀要求的砼1、水中地下大体积砼抗渗砼2、其他同矿渣水泥1、地上、水中地下大体积砼抗渗砼2、其他同矿渣水泥1、早期强度要求较高的混凝土工程2、其他用途与所掺主要混合料的水泥类似不适用范围1、 大体积砼2、 易受腐蚀的砼3、 耐热砼，高温养护混凝土1、 早期强度要求较高的砼2、 严寒地区及处在水位升降范围内的砼；3、 抗渗性要求较高的混凝土1、干燥及处在水位升降范围内的砼2、有耐磨要求的砼3、其他同矿渣水泥1、碳化要求的混凝土2、其他同火山灰质砼3、有抗渗要求的砼与掺主要混合料的水泥类似混凝土1、 混凝土拌和物的工作性：工作性的概念：工作性又称和易性，是指混凝土拌和物在一定的施工条件下和环境下，是否易于各种施工工序的操作，以获得均匀密实混凝土的性能。工作性在搅拌时体现为各种组成材料易于均匀混合，均匀卸出；在运输过程中体现为拌合物不离析，稀稠程度不变化；在浇筑过程中体现为易于浇筑、振实、流满模板；在硬化过程中体现为能保证水泥水化以及水泥石和骨料的良好粘稠结。它应包括流动性、黏聚性、保水性三方面的技术要求。2、 影响混凝土拌合物工作性的因素：1组成材料（1）水泥的特性（2）用水量（3）水灰比（4）骨料性质2环境条件 若空气湿度较小，气温较高，风速较大，混凝土的工作性就会因失水而发生较大的变化。3时间3、 改善混凝土拌合物工作性的措施：（1）在水灰比不变的前提下，适当增加水泥浆的用量（2）通过实验，采用合理砂率（3）调整砂、石料的粒径，如为加大流动性可加大粒径，若欲提高黏聚性和饱水性可减小骨料的粒径（4）改善砂、石料的粒径，一般情况下尽可能采用连续级配（5）掺加外加剂。采用减水剂、引气剂、缓凝剂都可有效的改善混凝土拌合物的工作性（6）根据具体环境条件，尽可能缩小新拌混凝土的运输时间。若不允许，可掺加缓凝剂、流变剂，减少坍落度损失4、 硬化混凝土的技术性质：混凝土的强度1、普通混凝土受压破坏的特点：一是骨料先破坏；二是水泥石先破坏；三是水泥石和骨料的结合面发生破坏。最早的破坏发生在水泥石与粗骨料的结合面。2混凝土的抗压强度及强度等级：（1）立方体抗压强度 以边长150mm的立方体试件，在标准条件下（温度20度左右相对湿度大于95%）进行养护28d后进行抗压实验（2）轴心抗压强度采用150*150*300mm的棱柱体标准试件5、 提高混凝土强度的措施：（1）采用高强度等级的水泥（2）降低水灰比（3）湿热养护（4）龄期调整（5）改进施工工艺（6）掺加外加剂6、 混凝土的耐久性：1、抗渗性 改善混凝土抗渗性的主要技术措施是采用低水灰比的干硬性混凝土，同时加强振捣和养护，以提高密实度，减少渗水通道的形成。混凝土的抗渗性除与水灰比关系密切外，还与水泥品种、骨料的级配、养护条件、采用外加剂的种类等因素有关。2、抗冻性 提高混凝土的抗冻性的主要技术措施是降低水灰比，提高密实度，同时采用适合品种是外加剂也可以改善混凝土的抗冻性能力。3、抗腐蚀性 混凝土的抗腐蚀性取决于水泥品种及混凝土的密实度。密实度越高，连通空隙越少，外界的侵蚀性介质越不容易侵蚀。4、碳化 空气中的二氧化碳及水通过混凝土发裂隙与水泥支中的氢氧化钙反应生成碳酸钙，从而使混凝土的碱度降低的过程。5、碱骨料反应 解决碱骨料反应的技术措施主要是选用低碱度水泥，在水泥中掺活性混合料以吸取水泥中钠、钾离子；掺加引气剂，释放碱硅酸凝胶的膨胀压力。6、提高混凝土的耐久性的措施：（1）选择合适品种的水泥（2）控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量（3）选用质量好的骨料，并注意颗粒级配的改善（4）掺加外加剂，改善混凝土耐久性的外加剂有减水剂和引气剂（5）严格控制混凝土施工质量，保证混凝土的均匀、密实。7、 混凝土配合比设计基本参数的确定：（1）水灰比的确定主要取决于混凝土的强度和耐久性（2）砂率主要应从满足工作性和节约水泥两个方面考虑（3）单位用水量在水灰比和水用量不变的情况下，实际反映的是水泥浆量和骨料用量之间的比例关系（4）体积密度建筑沙浆1、 经拌成的砌筑砂浆应具有以下性质：满足和易性要求（1）流动性沉入度（2）保水性分层度 分层在1020mm之间为宜，不得大于30mm。大于30mm的砂浆，容易产生离析，不便于施工；分层度接近于零的砂浆，容易发生干缩裂缝。满足设计种类和强度登级要求具有足够的黏结力烧土制品及熔融制品块体材料1、 烧结普通砖的技术要求：（1）规格240mm*115mm*53mm（2）外观质量（3）强度分为MU30，MU25，MU20，MU15，MU10五级别（4）泛霜也指起霜，是砖在使用过程中的盐析现象（5）石灰爆裂，指砖坯中夹杂有石灰石，砖吸水后，由于石灰逐渐熟化而膨胀产生的爆裂现象，这种现象影响砖的质量并降低砌体的强度2、 烧结普通砖的应用特点：是传统的墙体材料，具有较高的强度和耐久性，又因其多孔而具有保温绝热、隔音吸声等优点因此适宜于做建筑围护结构。建筑钢材1、 钢材的冶炼和分类钢材的冶炼：分三步：炼铁、炼钢、脱氧常用炼钢方法：空气转炉法、氧气转炉法、平炉法、电炉法 脱氧程度不同浇铸的钢锭可分为：沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、半镇静钢（b）、特殊镇静钢（TZ） 钢材的分类：在建筑上使用的钢种是普通碳素结构钢和普通低合金钢2、 力学性能 抗拉性能：表示钢材性能的重要指标。钢材抗拉性能采用拉伸实验测定。建筑用钢的强度指标，通常用屈服点和抗拉强度表示（伸长率表征了钢材的的塑性变形能力） 冲击韧性：指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力（钢材的化学成分、内在缺陷、加工工艺及环境温度都影响钢材的冲击韧性） 实效： 钢材随时间的延长，其温度提高，塑性和冲击韧性下降 3、 工艺性能 冷弯性能 钢筋在常温下承受弯曲变形的能力，是钢筋的重要工艺性能。（若试件弯曲处的外表面无裂痕、裂缝或起层，即认定为冷弯性能合格） 焊接性能 钢材焊接应注意的问题是：冷拉钢筋的焊接应在冷拉之前进行；钢筋焊接之前，焊接部位应清除铁锈、油渣、油污等；应尽量避免不同国家的进口钢筋之间或国产钢筋之间的焊接4、 钢筋的冷加工 冷加工指钢筋在常温下进行的加工。常见冷加工的方式有：冷拉、冷拔、冷扎、冷扭、刻痕 冷加工的作用：冷加工变形越大，屈服强度提高的越高。塑性和韧性降低得越多 冷加工的目的：工地或预制厂钢筋混凝土施工常利用这一原来，对钢筋或低碳钢盘条按一定规程进行冷拉或冷拔加工，既进行了钢筋的调直除锈，又提高其屈服强度而节约钢材。 一般强度较低的钢材采用自然时效，而强度较高的钢材则采用人工时效。因时效而导致钢材性能改变的程度称为时效敏感性。时效敏感性大的钢材，经时效后，其韧性、塑性改变较大。 5、钢材的锈蚀和防止 钢材的锈蚀：化学锈蚀指钢材直接与周围介质发生化学反应而产生的锈蚀，这种锈蚀多数是氧化作用，使钢材表面形成疏松的铁氧化 电化学锈蚀是由于金属表面形成原电池而产生的锈蚀。 锈蚀的防止：1、钢筋在使用中锈蚀的防止 表面形成氧化保护膜 2、仓储中钢材锈蚀的防止 保护金属材料的防护与包装，不使损坏。创造有利的保护环境。在金属表面涂敷一层防锈油（剂）加强检查，经常维护保养高分子建筑材料 热塑性聚合物：制成的成品可重复利用 特点：密度、熔点都较低，耐热性较低，刚度较小，抗冲击韧性较好 热固性聚合物：是固化后不能重新再加工的聚合物 特点：密度、熔点都较高，耐热性较高，刚度较大，质地硬而脆 主要性质 化学性质：老化、耐腐蚀性、可燃烧及毒性 物理性质：比强度高，多数大于钢材和混凝土制品，是极好的轻质高强材料，但力学性质受温度变化的影响很大；它的导热性很小，是一种很好的轻质保温隔热材料；它的绝缘性好，是极好的绝缘材料。由于它的减震、小音性好，一般可制成隔热、隔声和抗