建筑材料学.doc

建筑材料学材料的组成包括材料的化学组成，矿物组成，和相组成。金属材料的化学组成由其主要化学元素了的含量表示。非金属材料则以各种氧化物含量表示凡是由两项及两项以上物质组成的材料称为复合材料。2材料的物理性质密度=m/V m 材料在干燥状态下的质量，g V 干燥材料在绝对密实状态下的体积，cm3表观密度=m/Vo m 材料的质量 Vo 材料在自然状态下的体积空隙率 P= Vo-V/Vo *100%=（1-/）*100% 对散粒状态材料在测定密度时，采用排液置换法测定的颗粒体积散粒状态材料的表观密度通常是自然堆积状态下单位体积的质量，其体积包含了空隙和孔隙，通常称为堆积表观密度。二材料的亲水性和憎水性材料能被水润湿的性质就是亲水性材料不能被水润湿的性质就是憎水性当材料与水接触时，在材料，空气，水三相的交点处，作沿水滴表面的切线，该切线与固体，液体接触面的夹角称为湿润角。试验证明，当湿润角90时，这种材料称为亲水性材料，当湿润角90就是憎水性材料三材料的吸水性和吸湿性吸水性Wm=m1-m/m*100% m为材料干燥状态下的质量 m1是材料吸水饱和状态下的质量吸湿性 Wh=mh-m/m*100% mh 是材料含水时的质量 m是材料干燥状态下的质量四材料的导热性导热系数越小，表明材料越不容易导热，通常将0.23W/(m*K)的材料称为绝热材料第四节 材料的力学性质1 弹性变形和塑性变形弹性变形时指在外荷载作用下产生，卸载后可以自行消失（或者说恢复）的变形塑性变形是指在外力去除后材料不能恢复到原来形状而保留的变形脆性材料 破坏前无显著塑性变形的材料塑性材料 破坏前纯在显著塑性变形的材料环箍效应 试件受压时，试验机压板和试件承压面紧紧相压，接触面上产生的横向摩擦阻力制约着试件横向膨胀变形，抑制了试件的破坏第五节，材料的耐久性耐水性 K软表示 工程上常用K软0.85的材料称为耐水性材料抗渗性 渗透系数K表示 建筑工程上常用抗渗等级W来表示 材料的抗渗性的好坏，与其孔隙率和孔隙特征有关抗冻性 建筑材料的抗冻性用抗冻等级F表示 抗冻等级是将材料标准试件在按规定方法进行冻融循环以后，其质量损失不超过5%且强度降低不超过25%是，所能经受的最大冻融循环次数抗冻性主要取决于材料内部孔隙率和孔隙特征第二章第一节 天然石料是指从天然石体中开采未加工或经加工成的块状，板状或特定形状的石材的总称第二节岩石的分类岩浆岩（硅酸盐矿物）1 深成岩（花岗岩）2喷出岩 玄武岩 3火山岩 浮石沉积岩 1机械沉积岩 砂岩 2化学沉积岩 石灰岩 3生物沉积岩 变质岩1正变质岩 原岩属于岩浆岩 花岗岩变质形成片麻岩2副变质岩 原岩属于沉积岩 石灰岩变质形成大理岩 砂岩变质形成石英岩坚固性 石料的坚固性事采用硫酸钠侵蚀法来测定的，侵入液体20小时，烘4小时抗压强度 砌筑用石材的抗压强度试件 边长70 立方体装饰用石材的抗压强度 50立方体公路工程用石材的抗压强度 50 立方体耐磨耗性1洛杉矶式磨耗试验 2 狄法尔式磨耗试验 我国标准时磨耗试验以洛杉矶磨耗试验为标准方法，毛石 乱毛石和平毛石 片石 用于圬工工程主体的片石，抗压强度应不低于30MPa料石 毛料石，粗料石，半细料石，细料石 六面体块石 第三章 无机胶凝材料在建筑工程中，凡是经过一系列物理，化学作用，能将散粒状材料或块状材料黏结为整体的材料，称为胶凝材料气硬性：石灰，石膏，水玻璃，菱苦土水硬性：各种水泥石灰原料 石灰石，白云石，白垩CaCO3900CaO+CO2欠火石灰 碳酸钙不能完全分解，过火石灰 煅烧时间过长，温度过高 建筑生石灰JC/T479-1992 当石灰中MgO含量小于等于5%时。称为钙质石灰当MgO含量大于5%是，为镁质石灰生石灰主要成分是CaO 消石灰主要成分是Ca(OH)2也是熟石灰 石灰浆（石灰膏）主要成分是Ca(OH)2和水石灰的熟化CaO+H2O= Ca(OH)2+64.9kJ 为了消除过火石灰的危害，石灰膏在使用前应经行陈伏，陈伏是指石灰膏在储灰坑中放置两周以上的过程，陈伏期间，石灰膏表面应留有一层水分，使其与空气隔绝，以免与空气中的二氧化碳发生碳化反应石灰的硬化 干燥硬化和碳化硬化，石灰的建筑指标 根据建筑生石灰（JC/T 497-1992）的规定，生石灰按有效氧化钙，氧化镁含量，产浆量，未消化残渣含量和二氧化碳含量四个指标分成三个等级石灰的性质可塑性好，凝结硬化慢，强度低 硬化是体积收缩大，奶水性差二石膏石膏是以硫酸钙为主要成分的无机气硬性胶凝材料 石膏的原材料天然二水石膏 天然无水石膏 工业副产石膏 建筑石膏的性质1凝结硬化快 2凝结硬化时体积略膨胀，3硬化后孔隙率高4防火性能好5可加工性好三 水玻璃 俗称泡花碱 能溶于水的硅酸盐 性质1涂刷材料表面，提高抗风化性能 2配置耐酸和耐热砂浆和混凝土 3配置防水剂加固地基第三节 通用硅酸盐水泥水泥的分类硅酸盐类水泥 铝酸盐类水泥 硫铝酸盐类水泥 铁铝酸盐类水泥 福铝酸盐类水泥通用硅酸盐类水泥 分类硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥的原料主要是石灰质原料和黏土质原料石灰质原料主要提供氧化钙 粘土质原料提供氧化硅，三氧化二铝 及少量的三氧化二铁通用硅酸盐水泥的生产工艺为“两磨一烧”即水泥生料的配料与磨细，将生料煅烧使之熔融形成熟料，将熟料与适量石膏共同磨细硅酸盐水泥的熟料主要化学成分是由石灰质原料来的氧化钙，有粘土质原料提供的氧化硅，三氧化二铝，三氧化二铁。经过高温煅烧后，以上四种成分化合为熟料中的主要矿物组成，硅酸三钙（C3S）硅酸二钙（C2S）铝酸三钙（C3A）铁铝酸四钙（C4AF）、通用硅酸盐水泥的技术要求 碱含量，指水泥中氧化钠和氧化钾的含量，。碱会与骨料中的二氧化硅反应凝结时间，是水泥从加入水开始到失去可塑性所需的时间。初凝时间是指从水泥加入水到开始失去可塑性的时间，终凝时间是指水泥加水到完全失去可塑性的时间国家标准，水泥凝结时间用凝结时间测定仪进行测定，式样是标准稠度水泥净浆，温度是20+-3 适度大于90% 硅酸盐水泥的初凝时间不小于45分钟，终凝时间不大于390,分钟，普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的初凝时间不小于45分钟，。终凝时间不大于600分钟。初凝时间过快为废品，退货，终凝时间过迟，不合格 水泥的安定性事指水泥在凝结硬化工程中体积变化的均匀性，原因1熟料中游离的氧化钙过多 过火石灰2熟料中游离的氧化镁过多 原料中的镁质过多3 石膏掺量过多 水泥硬化后，在有水的情况下，石膏灰继续与固态的水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙有31个结合水，即钙矾石。体积约增大大约1.5倍，引起水泥石开裂水泥的强度时指水泥胶结能力的大小，时间试件是40*40*160 三个，带模养护24小时，脱模后标准温度的水中养护，分别测定3d和28d的抗压强度和抗折强度，所测数值在平均值的10%上下浮动，如有一个不合格，剔除重新计算，两个不合格，重做0.5水灰比 一份水泥，三份ISO标准砂中国细度用勃氏透气仪测定，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表面积表示，不小于300/，矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥以80m方孔筛筛余不大于10%或45m方孔筛筛余不大于30%简答题反应式 3CaOAl2O36H2O+3(CaSO42H2O)+19H2O=3CaOAl2O33CaSO431H2O由于水泥中掺入过量的石膏，石膏与水化硫铝酸钙反应生成了高硫型水化硫铝酸钙，其有31个结合水（即钙矾石），体积大于膨胀为原来的1.5倍，造成水泥的安定性不合格Tips 如果不惨入石膏或者石膏掺量不足煤灰造成水泥的瞬凝现象，造成水泥的初凝时间不足，水泥为废品水泥石的腐蚀，软水腐蚀，酸性腐蚀，盐类腐蚀，强碱腐蚀硫酸盐腐蚀会与水泥中的氢氧化钙发生置换反应，再与水化铝酸三钙反应，生成高硫型水化硫铝酸钙，膨胀镁盐腐蚀 在地下水，海水及某些工业废水中存在氯化镁，硫酸镁等镁盐存在，与氢氧化钙反应，在然后与硫酸盐同样水泥石腐蚀的防止1科学选择水泥2提高水泥石密实度 3 表面加做保护层铝酸盐水泥的细度，比表面积不小于300/或45m筛筛余不大于20%快硬硅酸盐水泥的技术指标细度80m方孔筛筛余量不得超过10%。，比表面积应大于300/一般工程用膨胀水泥就是掺入氧化镁第四章 水泥混凝土低强度混凝土 30 中强度 3060 高强度 60 超高强度 100混凝土的骨料，分为粗骨料，细骨料 公称粒径小于5的为细骨料，大于5的为粗骨料混凝土的含泥量 天然砂，石中公称粒径小于80m颗粒的含量，含量大于2%则有问题泥块含量 砂中泥块含量是指公称粒径大于1.25，经水洗，手捏后小于630m的颗粒石中泥块含量，公称粒径大于5，经水洗，手捏后小于2.5的颗粒砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度砂的颗粒级配，不同粒径沙粒的搭配分布情况测定方法重用筛分析法，用细度模数表示砂的粗细，级配区表示砂的颗粒级配500g的干砂 求的筛余量Gi 筛前后的误差小于1%，则继续细度模数 f =(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1/100-A1细度模数越大，砂子越粗 f为3.73.1粗砂 f为3.02.3为中砂 f为2.21.6细沙 f为1.50.7特细在相同质量的情况下，细沙的表面积大，粗砂的表面积小，粗砂配制混凝土所需的水泥浆用量比细砂的少，但砂子过粗，拌制处的混凝土拌合物粘聚性差，易产生离析，沁水现象，砂子过细，虽然拌制的混凝土粘聚性好，但流动性小，为了有较好的流动性，便会使用过多的水泥，混凝土的强度也会降低，所以工程常用的砂宜为2.23.0的细度模数， 混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204_2002规定，混凝土用的粗骨料，其最大粒径DM不得超过构件截面最小尺寸的1/4.且不得超过钢筋最小净距的3/4，对混凝土实心板，DM不宜超过板厚的1/3，且不得超过40坚固性，采用骨料式样经硫酸钠饱和溶液5次浸渍循环后的质量损失率来表示粗骨料的强度 碎石的强度可以用岩石的抗压强度和压碎指标值表示，当混凝土的强度等级60时，应进行岩石抗压强度检验，粗骨料压碎指标测定，是将气干状态下公称