建筑材料 复习重点.ppt

建筑材料 第一章建筑材料基本性质 理解和掌握材料的基本性质及相关概念 掌握有关参数及计算公式 熟练进行相关参数的转换计算 第一节基本物理性质 1 密度2 表观密度3 堆积密度4 孔隙率 密实度5 空隙率 填充率 概念 计算 第二节基本力学性质 强度概念材料基本受力形式影响强度的因素强度等级比强度材料的受力变形 弹性 塑性 弹塑性脆性 韧性硬度 耐磨性 概念 特点 定性描述 亲水性与憎水性吸水性与吸湿性耐水性抗渗性抗冻性 第三节材料与水有关的性质 概念 特点 相关参数 影响因素 第五节材料的热工性质 概念 相关参数 影响因素 工程意义 导热性热容量 第四节耐久性 耐久性概念影响因素改善措施 变质岩 岩石 深成岩 喷出岩 岩浆岩 沉积岩 机械沉积岩 生物沉积岩 化学沉积岩 火山岩 掌握岩石的分类及其形成过程特点 第二章天然石材 1 物理性能密度 吸水率 耐水性 孔隙率2 力学性能抗压强度 强度等级3 耐久性抗冻性 抗风化性 耐磨性 耐火性4 放射性A类 B类 C类 理解建筑石材的技术性能 1 花岗岩2 砂岩2 大理石 掌握常用建筑石材主要特点 类别 性质特点 应用 了解石材加工及选用 1 石材加工类型2 选用原则 第三章烧土制品 掌握烧结普通砖的制砖工艺 技术性质 强度等级与质量等级的划分及合理应用 了解烧结多孔砖与空心砖技术性质及应用的特点理解推广新型墙体材料的原因了解建筑陶瓷性能与常见产品 红砖 青砖正火砖 欠火砖 过火砖内燃砖 烧结普通砖的制砖工艺 技术性能 墙体材料 砌筑砖柱 砖拱 烟囱 沟渠 基础与其他轻质材料构成复合墙体 工程应用 定义技术性能应用 烧结多孔砖与空心砖 1 轻质高强 2 隔声 保温隔热 3 生产能耗低 保护粮田 4 施工速度加快 劳动生产率高 5 抗震性能好 6 增加有效使用面积 平面布置灵活 新型墙体材料优势 外观质量 是建筑陶瓷分类的重要标准 吸水率 吸水率大的陶瓷一般不宜用于室外 耐急冷急热性 弯曲强度 陶瓷材料质脆易碎 耐磨性 对铺设地面的装饰材料要求耐磨性能好 如釉面砖 抗冻性能 主要指室外的陶瓷制品 抗化学腐蚀性 主要指化工陶瓷与室外陶瓷 建筑陶瓷性能 常见建筑陶瓷产品 内墙砖 外墙砖 地砖 其他陶瓷制品 新品 劈离砖 仿古砖等 铺路砖 缸砖 卫生陶瓷 琉璃制品 陶瓷壁画 墙地砖 第四章气硬性胶凝材料 掌握胶凝材料的分类及概念理解石灰 石膏的分类 生产掌握石灰 石膏 水玻璃的硬化原理 性能特点区分石灰 石膏 水玻璃的工程应用 胶凝材料 定义分类 石灰 石膏 水玻璃的比较 原料 CaCO3 MgCO3 工艺 方程式 硬化 石灰 石灰岩 白垩 白云质石灰岩 贝壳等 煅烧 正火 过火 欠火熟化 特点 放热 体积增大 陈伏 要求 目的 技术特性 消化放热 体积膨胀保水性与可塑性好硬化缓慢且强度低硬化时体积收缩大易开裂耐水性差 技术要求 建筑生石灰建筑生石灰粉建筑熟石灰粉 储存 防潮防碳化保管期不宜超过一个月 应用 石灰乳和砂浆石灰土或三合土生产硅酸盐制品生产碳化石灰制品 原料工艺 石膏 天然二水石膏 CaSO4 2H2O 硬化 半水石膏 饱和溶液 溶解 水化 生成二水石膏用水 过饱和溶液 胶体微粒 析出 溶解度小 溶解平衡破坏 水化 蒸发 浆体变稠 失去可塑性 晶体 摩擦力粘结力 变稠 长大交错 凝结 晶体结构网 完全干燥 石膏结构 硬化 交错进行的连续过程 技术特性 凝结硬化速度快凝结硬化时的膨胀性硬化后的多孔性 重量轻 但强度低良好的隔热和吸音和 呼吸 功能防火性好 但耐水性差有良好的装饰性和可加工性 技术要求 强度细度凝结时间 优等品 一等品和合格品 应用 石膏砂浆及粉刷石膏石膏板石膏砌块石膏装饰品 原料工艺 水玻璃 石英砂 纯碱 硫酸钠 Na2CO3 nSiO2Na2O nSiO2 CO2 13500c 硬化 常加入氟硅酸钠作为促硬剂 技术特性 粘结力强耐酸性好耐热性高 n的影响n 粘结能力 强度 耐酸耐热性能 浓度的影响 当n相同时 浓度 粘度 比重 粘结力 应用 1 用作涂料 涂刷材料表面 2 配制防水剂 3 加固土壤 4 配制水玻璃砂浆 5 配制耐酸砂浆 耐酸混凝土 耐热混凝土 第五章水泥 掌握水泥的定义代号掌握硅酸盐水泥 原料 生产 矿物组成 凝结硬化 技术性质 侵蚀 熟练掌握常用水泥品种的性能特点及工程应用 石灰石粘土铁矿粉 生料 石膏 按比例混合 磨细 1450 煅烧 熟料 混合材料 5 型硅酸盐水泥P 型硅酸盐水泥P 混合材料5 15 矿渣slag20 70 粉煤灰flyash20 40 火山灰Pozzolana20 50 几种混合材15 50 2 普通硅酸盐水泥P O 3 矿渣硅酸盐水泥P S 4 火山灰硅酸盐水泥P P 5 粉煤灰硅酸盐水泥P F 6 复合硅酸盐水泥P C 1 硅酸盐水泥 磨细 磨细 磨细 磨细 磨细 磨细 磨细 硅酸盐水泥熟料矿物的组成含量与特性 简写 CaO C SiO2 S Al2O3 A Fe2O3 F H2O H 熟料矿物的水化反应如下 3CaO SiO2 H2O 3CaO 2SiO2 3H2O Ca OH 2水化硅酸钙凝胶C3S2H3氢氧化钙晶体CH2CaO SiO2 H2O 3CaO 2SiO2 3H2O Ca OH 2 3CaO Al2O3 H2O 3CaO Al2O3 6H2O水化铝酸三钙晶体C3AH6 4CaO Al2O3 Fe2O3 H2O 3CaO Al2O3 6H2O CaO Fe2O3 H2O水化铁酸一钙凝胶CFH 在氢氧化钙饱和溶液中 C3AH6和CFH还会与CH反应生成水化铝酸四钙C4AH12和水化铁酸四钙C4FH12 硅酸盐水泥水化 石膏调节凝结时间的原理 石膏与水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙针状晶体 钙矾石 该晶体难溶 包裹在水泥熟料的表面上 形成保护膜 阻碍水分进入水泥内部 使水化反应延缓下来 从而避免了纯水泥熟料水化产生闪凝现象 所以 石膏在水泥中起调节凝结时间的作用 3CaO Al2O3 6H2O H2O CaSO4 2H2O3CaO Al2O3 3CaSO4 31H2O钙矾石 1 水泥熟料的矿物组成与细度 影响水化硬化的因素 2 温度 湿度及养护时间 3 石膏掺量 4 水灰比 W C 凝结硬化机理 密度 堆积密度细度标准稠度用水量凝结时间体积安定性强度水化热 硅酸盐水泥的技术要求 废品 不合格品 软水腐蚀一般酸的腐蚀碳酸腐蚀硫酸盐腐蚀其他腐蚀 镁盐 碱类 硅酸盐水泥的腐蚀 防腐机理与措施 凝结硬化快 早期强度及后期强度高抗冻性好水化热大耐腐蚀性差耐热性差抗碳化性好干缩小耐磨性好 硅酸盐水泥的性能特点与应用 混合料定义 类别及作用水化特点性能特点与应用 掺混合材料的硅酸盐水泥 首先是水泥熟料水化 然后是水化生成的Ca OH 2与活性SiO2和A12O3反应 亦称二次水化 生成相应的水化产物 普通硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥 共性 矿渣水泥 火山灰水泥和粉煤灰水泥 1 凝结硬化慢 早期强度低 后期强度发展较快 2 对温度敏感 适合高温养护 3 耐腐蚀性好 4 水化热小 5 抗冻性差 耐磨性差 6 抗碳化能力差 火山灰水泥 抗渗性好 用于有抗渗要求的混凝土工程 干缩大 不宜用于长期处于干燥环境中的混凝土工程 粉煤灰水泥 干缩小 抗裂性好泌水速度快 不宜用于干燥环境 不宜用于抗渗要求高的混凝土工程 矿渣水泥 耐高温抗渗性差 干燥收缩较大 不宜用于有抗渗性要求的混凝土工程 个性 第六章混凝土 掌握混凝土的组成及基本要求掌握骨料的种类 技术要求掌握和易性的概念 测定和影响因素理解混凝土的强度及强度等级 掌握强度的影响因素和提高方法理解耐久性相关指标及改善措施了解外加剂种类及工作原理熟练掌握配合比计算 混凝土的组成材料水泥 水 水泥浆 砂 水泥砂浆 石子 混凝土拌合物 硬化混凝土 水泥 水 填充作用 润滑作用和胶结作用 砂 石子 骨架作用 降低成本作用和稳定体积作用 满足与施工相规定所规定的工作要求满足与设计强度要求满足与使用环境相适应的耐久性要求满足业主或施工单位的经济性要求满足可持续发展所必需的生态性要求 混凝土的基本要求 骨料的种类 技术要求 颗粒级配与粗细程度 颗粒级配良好 空隙率较小 需较少的水泥浆填充 粗细程度合适 总表面积小 需较少的水泥浆包裹颗粒 原则 测定和评价 最大粒径骨料特征含泥量 杂质强度 概念测定与选择影响因素改善措施 和易性 立方体抗压强度 及其他强度 强度 测试非标准件换算保证率与强度标准值强度等级 例 现场质量检测取样一组边长为100mm的混凝土立方体试件 将它们在标准养护条件下养护至28天 测得混凝土试件的破坏荷载分别为306 286 270k 试确定该组混凝土的标准立方体抗压强度 立方体抗压强度标准值 并确定其强度等级 假定抗压强度的标准差为3 0 a 解 100mm混凝土立方体试件的平均强度为 影响强度因素及改善措施 破坏形式定性分析 水泥强度 水灰比 骨料 温度 湿度 龄期 施工 实验 定量分析 1 混凝土强度公式 思考 某工地采用42 5强度等级水泥拌制碎石混凝土 已知用水灰比为0 56 问此混凝土能否达C25级混凝土要求 2 龄期 混凝土强度公式 n 3 例 配制混凝土时 制作10cm 10cm 10cm立方体试件3块 在标准条件下养护7d后 测得破坏荷载分别为140kN 135kN 140kN 试估算该混凝土28d的立方体抗压强度 概念 指标 措施 耐久性 外加剂 概念 机理 效果 配合比设计 参考例题 概念 原理 步骤 一 确定计算配合比 1 确定配制强度 f配 f设 1 645 2 求W C 复核最大W C 查表 3 确定单位用水量mw 查表 据 坍落度要求 粗骨料的种类 规格4 确定水泥用量mc mc mw W C 复核最小水泥用量 查表 5 选取SP据 W C 粗骨料的种类 规格6 求砂mS 石mG的用量 体积法 1 试配 粗骨料最大粒径 31 5mm取15L 粗骨料最大粒径 40mm取25L2 调整流动性 SL太大 保持SP不变 增加砂石用量 SL太小 保持W C不变 增加水泥浆量3 调整粘聚性和保水性粘聚性和保水性不良 可适当增加砂率 二 确定基准配合比 实验 调和易性 1 W C各增 减0 05 28d后测得三个强度值2 作 强度 W C图 求得配制强度对应的W C值3 初步确定配合比 mw 采用基准的配比中的用水量ms 采用基准的配比中的用砂量mG 采用基准的配比中的用石量mc mw与配制强度对应的新W C的积4 表观密度的校正 计算表观密度 实测表观密度 校正系数 调整各材料用量 三 确定实验室配合比 实验 调强度 砂含水率a 石含水率为b 施工工配合比 四 确定施工配合比 计算 第七章建筑钢材 了解钢材的基本知识掌握主要力学性质和工艺性质掌握化学成分对性能的影响掌握建筑钢材的标准与选用理解钢材的锈蚀及防止 强度 力学性质和工艺性质 进行拉伸试验 可以绘出应力 应变关系曲线 0 OB 弹性阶段 BC 屈服阶段 CD 强化阶段 DE 颈缩阶段 p s 条件屈服点 屈强比 伸长率冷弯性能冲击韧性硬度冷加工热处理 力学性质和工艺性质 冷拉 O 未经冷拉时 钢筋的应力 应变图 冷拉过程 O 冷拉后未经时效 结论1 钢筋经过冷拉后未经时效处理 也就是立即拉伸 则其屈服强度 硬度得到了提高 但是塑性 韧性降低了 冷拉后经时效处理 结论2 冷拉后的钢材再经时效后 屈服强度 硬度进一步提高 抗拉强度也得到提高 而塑性和韧性进一步降低 一般屈服点可提高20 25 碳 C 决定钢材性能的主要元素 化学成分 当C1 时 C提高 强度 塑性 韧性降低 含碳量过高还会增加钢的冷脆性和时效敏感性 降低抗大气腐蚀性和可焊性 硅 Si 锰 Mn 有益元素当含量较低时 小于1 可提高钢材的强度 对塑性 韧性影响不大 磷 P 硫 S 有害元素磷显著增加钢的冷脆性硫显著增加钢的热脆性热脆性大大降低钢材的热加工性和可焊性氧 O 氮 N 有害元素显著降低钢材的塑性 韧性 使可焊性变坏 牌号表示方法 碳素结构钢 标准与选用 Q屈服点数值 质量等级 脱氧程度Q195AF 沸腾钢 Q215Bb 半镇静钢 Q235CZ 镇静钢 Q255DTZ 特殊镇静钢 Q275Z TZ经常忽略 国家标准规定牌号表示方法 技术要求 试验方法 检验规则等 技术要求 力学性能 冷弯性能 冶炼方法 交货状态 表面质量 碳素结构钢随牌号的增大 含碳量增加 其强度和硬度提高 塑性和韧性降低 冷弯性能逐渐变差 选用 Q195 Q215 含碳量低 强度低 塑性 韧性 加工性能和可焊性好 用于轧制薄板和盘条 制造铆钉 地脚螺栓Q235 含碳适中 综合性能好 广泛地应用于建筑工程中 Q255 Q275 强度 硬度较高 耐磨性较好 塑性和可焊性能有所降低 主要用作铆接与螺栓连接的结构及加工机械零件 低合金结构钢 加入锰 硅 钒 钛元素等 具有较高屈服强度 抗拉强度 耐磨性 耐蚀性 耐低温性能等 牌号的表示方法Q屈服点数值质量等级 按冲击韧性即S P含量 Q295AQ345BQ390CQ420DQ460E 选用 Q295 强度不高 良好的塑性 冷弯 焊接及耐蚀性 主要用于对强度要求不高的一般工程结构 Q345 Q390 综合力学性能好 焊接性能 冷热加工性能和耐蚀性能均好 C D E级钢具有良好的低温韧性 主要用于承受较高荷载的焊接结构 Q420 Q460 强度高 特别是在热处理后有较高的综合力学性能 主要用于大型工程结构及要求强度高 荷载大的轻型结构 钢筋型钢钢板钢管 建筑钢材应用 热轧钢筋 表面形状 牌号 热轧光圆钢筋 HPB235 碳素结构钢热轧带肋钢筋 HRB335 低合金钢 选用 热轧光圆 普通钢筋混凝土构件的受力筋及构造筋 HRB335和HRB400 大中型钢筋混凝土结构的受力钢筋 HRB500 预应力钢筋 钢材锈蚀与防止 化学锈蚀电化学锈蚀 钢结构表面刷漆 混凝土配筋保证混凝土的密实 足够的保护层厚度 限制氯盐外加剂的掺加量和保证混凝土一定的碱度等 还可掺用阻锈剂 钢材的组织及化学成分调整钢的基本组织或加入某些合金元素 可有效地提高钢材的抗腐蚀能力 例如 炼钢时在钢中加入铬 镍等合金元素 可制得不锈钢 第八章木材 了解木材特点与构造掌握主要物理和力学性质理解木材处理了解工程应用 木材的特点与构造 易于加工力学性质好声 热性能好装饰性能好 构造不均匀 呈各向异性 天然缺陷多 如木节 斜纹 裂缝等 易腐朽 虫害等 具有湿涨干缩的特点 易干裂 翘曲等 养护不当 易腐朽 霉烂和虫蛀等 耐火性差 易燃烧等 树皮 木质部 髓心 年轮 疏密 夏材与春材 宏观构造微观构造细胞壁和细胞腔 针叶树 管胞 髓线 树脂道阔叶树 木纤维 导管 髓线 木材的物理力学性质 1 含水率 定义 水 纤维饱和点平衡含水率 2 湿胀干缩性 定义后果规律 类型 各向异性性能大小规律影响因素 3 强度 含水率环境温度外力作用时间缺陷 木材的处理 干燥人工 自然防腐真菌寄生条件方法防火原理方法 木材的应用 胶合板纤维板刨花板 第九章沥青 掌握石油沥青的组丛及作用掌握石油沥青技术性能及各参数指标掌握石油沥青的分类及标准了解工程应用 石油沥青的组成与性能关系 石蜡 它会降低石油沥青的粘结性 塑性和温度稳定性 石油沥青的主要技术性质 1 粘滞性 粘性 定义粘滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性 是沥青材料软硬 稀稠程度的反映 影响因素各组丛的相对比例 地沥青