建筑材料基础知识(归纳)

1、第二章：气硬性无机胶凝材料经过自身的一系列物理、化学作用，能由液体、固体（或半固体泥膏状）变成坚硬的固体， 并能把松散物质粘结成整体的材料称为胶凝材料。按其化学组分可分为无机胶凝材料和有机 胶凝材料。无机胶凝材料又分为气硬性胶凝材料（只能在空气中保持并继续发展其强度）、 水硬性胶凝材料（既能在空气中更能在水中硬化并保持和继续发展其强度）。建筑石膏的技术性质：1、凝结硬化速度快；2、硬化时体积略膨胀；3、硬化后表观密度与强度略下降；4、防火性 能良好；5、有一定的调温、调湿作用；6、耐水性、抗冻性和耐热性较差；7、有严格的储 存及保质期；8、技术标准。石膏的耐水性较差，为了改善其板材的耐水性能，

2、可掺入水泥、粒化高炉矿渣、石灰、粉煤 灰或有机防水剂，也可同时在石膏表面采用奶水护面纸或防水高分子材料面层，它可用于厨 房、卫生间等潮湿的场合，扩大了其应用范围。石灰一一主要原料是以碳酸钙为主要成分的天然岩石。过火石灰一一温度过高、时间过长，经陈伏后可以使用。欠火石灰一一温度过低、时间不够，不能使用。石灰的技术性质：可塑性和保水性、硬化及其硬化后的特性、存储与运输、技术标准。氯化镁的用量要严格控制，氯化镁用量过多，将使浆体凝结硬化过快，收缩过大，甚至产生 裂缝；用量过少，硬化太慢，而且强度也将降低。第三章：水泥硅酸盐水泥基本组成：1、熟料一一决定水泥的性能，优质熟料应该具有合适的矿物组成和良好

3、的岩相结构。硅酸 三钙（水化热较高）、硅酸二钙（凝结硬化缓慢，早期强度低水化热较小）、铝酸三钙（水 化迅速，放热多，凝结速度快，抗硫酸盐性能差）、铁铝酸四钙（抗折强度高）。水泥中石膏的掺量以水泥中SO3含量作为控制指标，石膏掺量过少，不能合适地调节水泥正 常的凝结时间，但掺量过多，可能导致水泥体积安定性不良。硅酸盐水泥品质要求：1、凝结时间：凝结时间分初凝和终凝，初凝为水泥加水拌和始至标准稠度净浆开始失去可 塑性所经历的时间；终凝则为浆体完全失去可塑性并开始产生强度所经历的时间。一般要求 混凝土搅拌、运输、浇捣应在初凝之前完成，因此水泥初凝时间不宜过短，当施工完毕，则 要求尽快硬化并具有强度，

4、故终凝时间不宜过长。一般掺混合材的水泥凝结时间较缓慢，凝 结时间随水灰比增加而延长，因此混凝土和砂浆的实际凝结时间往往比用标准稠度净浆所测 得的要长得多。2、强度一一评价水泥质量的重要指标。确定水泥强度一方面可以确定水泥的强度等级以评 定和对比水泥的质量，另一方面可以作为设计混凝土和砂浆配合比时的强度依据。3、体积安定性：体积安定性不良是指己硬化水泥石产生不均匀的体积变化现象，它会使构 件产生膨胀裂缝，降低建筑物的质量。4、细度：水泥的细度对水泥安定性、需水量、凝结时间及强度有较大的影响。水泥颗粒粒 径越小，与水其反应的表面积越大，水化较快，其早期强度和后期强度都较高，但粉磨能 耗增大，因此应

5、控制水泥在合理的细度范围内。5、水化热一一与水泥的矿物组成、水泥细度、混合材种类和数量有关；6、水泥化学品质指标一一不溶物、烧失量、氧化镁、三氧化硫、碱含量、氯离子含量；7、抗蚀性一一淡水、酸与酸性水、硫酸盐、含碱溶液。废品一一MgO、SO3、初凝时间、安定性中任一项不符合标准；不合格品一一细度、终凝时间中任一项不符合标准或混合材料掺加量超过最大限度和强度低 于商品强度等级指标时或包装中标志品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全的。防止水泥受腐蚀的措施：1、根据腐蚀环境特点合理选用水泥品种；2、提高水泥石的密实度；3、敷设耐蚀保护层，通常采用耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料或沥青等。活性混合材

6、一一混合材磨细后石灰和石膏拌合，加水后既能在水中又能在空气中硬化的称为 活性混合材。常用的有粒化高炉矿渣、火山灰质混合材、粉煤灰。1、普通硅酸盐水泥（性能特点）一一凡由硅酸盐水泥熟料、少量混合材料和适量石膏磨细 制成的水硬性胶凝，称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。由于其混合材掺量不多，与硅酸 盐水泥相比，其性能变化不大，故这种水泥被广泛应用于混凝土和钢筋混凝土工程。2、矿渣硅酸盐水泥（性能特点）一一简称矿渣水泥，由硅酸盐水泥熟料、矿渣和适量石膏 共同磨细而成。矿渣水泥中熟料含量比硅酸盐水泥少许多，而且混合材在常温下水化反应比 较缓慢，因此凝结硬化较慢。其硬化过程对环境的温湿度条件较为敏感。矿渣

7、水泥石中氢氧 化钙较少，水化产物碱度低，抗碳化能力较差，但抗淡水、海水和硫酸盐侵蚀能力较强，宜 用于水工和海港工程。矿渣水泥具有一定的耐热性，可用于耐热混凝土工程。3、火山灰质硅酸盐水泥（性能特点）一一由硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合材料和适量石 膏组成。早期发展慢，后期发展快，养护温度对其强度发展影响显著，环境温度低，硬化显 著变慢，不宜用于冬季施工，采用蒸汽养护或湿热处理时硬化加速。4、粉煤灰硅酸盐水泥（性能特点）一一由硅酸盐水泥熟料、粉煤灰混合材料和适量石膏组 成。不易水化，水化硬化较慢，早期强度较低，后期强度较高。粉煤灰水泥的需水量小，配 制成的混凝土和易性好，因此该水泥干缩性小，抗裂性

8、较好。粉煤灰水泥抗硫酸盐侵蚀能力 较强，抗谈话能力差，抗冻性较差。第四章：混凝土由胶凝材料将粗、细骨料胶结而成的固体材料称为混凝土。按其表观密度的大小可分为重混 凝土、普通混凝土、轻混凝土。普通混凝土：以水泥为胶结材料，以天然砂、石灰骨料加水拌合，经过浇筑成型、凝结硬化 形成的固体材料。为改善其性能，还可加入各种外加剂和掺合料。碱集料反应：一一（简称AAR）是指混凝土原材料中的碱性物质与活性成分发生化学反 应，生成膨胀物质（或吸水膨胀物质）而引起混凝十产生内部自膨胀应力而开裂的现 象。碱活性一一砂、石中含有活性氧化硅或含有粘土的白云石质石灰石，在一定的条件下 会与水泥中的碱发生碱-骨料反应产生

9、膨胀并导致混凝土开裂，因此，当用于重要工 程或对砂、石有怀疑时，须按标准规定，采用化学法或长度法对砂、石进行碱活性检 验。级配一一砂、石的级配是指砂、石中不同粒径颗粒的分布情况。连续级配一一指用一套规定筛孔尺寸的标准筛对某一矿质混合料进行筛分析时，所得到的级 配曲线是一顺滑的曲线，具有连续线，相邻粒级的粒料之间有一定的比例关系，这种由大到 小，各粒级颗粒均有，并按质量比例搭配组成的矿质混合料，称为连续级配混合料。连续级 配粗集料配置的砼拌和物具有良好的工作性，不易产生离析，经适当振捣，可获得密实的砼 体，适合任何流动性的砼，尤其大流动性砼。间断级配一一是在连续级配中剔除一个（或几个）粒级，形成

10、形成一种级配不连续的矿质 混合料，这中矿质混合料所具有的级配称为间断级配，即筛分曲线出现水平段。混凝土用水的基本质量要求是：不影响混凝土的凝结和硬化，无损于混凝土强度发展及耐久 性；不加快钢筋锈蚀，不引起预应力钢筋脆断，不污染混凝土表面。凡能饮用的水和清洁的 天然水，都可用于混凝土拌制和养护，海水不得拌制钢筋混凝土、预应力混凝土及有饰面要 求的混凝土。外加剂：普通减水剂一一在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂。早强剂一一加速混凝土早期强度发展的外加剂。缓凝剂一一延长混凝土凝结时间的外加剂。促凝剂一一能缩短拌合物凝结时间的外加剂。引气剂一一在混凝土搅拌过程中能引入大量均匀分布

11、、稳定而封闭的微小气泡且能保留在硬 化混凝土中的外加剂。高效减水剂一一在混凝土坍落度基本相同的条件下，能大幅度减少拌合用水量的外加剂。 早强减水剂一一兼有早强和减水功能的外加剂。防水剂一一能提高水泥砂浆、混凝土抗渗性能的外加剂。加气剂一一混凝土制备过程中因发生化学反应放出气体，使硬化混凝土中有大量均匀分布气 孔的外加剂。常用外加剂的组成与特性：减水剂：减水剂可降低达到一定坍落度所需的水量，即减少了混凝土需水量。减水剂可用以 增加坍落度而不需增加水泥和水的用量，使困难的浇注变得方便。减水剂的种类：木质素系减水剂、多环芳香族磺酸盐系减水剂、水溶性树脂系减水剂、聚羧 酸类减水剂。减水剂的技术经济效益

12、：1）工作性、水泥用量不变，可以减少用水量，提高混凝土的强度；2）用水量、水泥用量不变，可以增大混凝土的流变性；3）工作性、强度不变，可以节约水泥用量。混凝土的性能：一、新拌混凝土的性能：1、和易，性一一也称工作性，是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇注、振捣） 并获得质量均匀、成型密实的性能。包括流动性、粘聚性、保水性。通常是测定混凝土拌合 物的流动性，辅以其他方法或直观观察评定混凝土拌合物的粘聚性和保水性，然后综合评定 混凝土拌合物的和易性。测定流动性最常用的方法是坍落度和维勃稠度试验方法。根据坍落 度的不同，可以将混凝土拌合物分为：干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土、大流动

13、性混凝土。对于干硬性混凝土拌合物通常采用维勃稠度仪测定其维勃稠度。影响和易性的主要因素有：1）混凝土拌合物单位用水量；2）水泥浆的数量；3）水灰比；4）砂率一一是指细骨料含量 （重量）占骨料总量的百分数，一方面起着润滑作用，可增大流动性，另一方面砂率增大超 过一定范围后，由于表面积增大，需润湿表面的水分增多，流动性反而降低。5）组成材料 特性一一水泥、骨料；6）外加剂；7）温度和时间一一混凝土拌合物的流动性随温度的升高 而降低。二、硬化混凝土的性能：1、混凝土的抗压强度一一以边长为150mm的立方体试件在标准条件下养护至28d龄期，在 一定条件下加压至破坏，以试件单位面积承受的压力作为混凝土的

14、抗压强度。试件尺寸越小， 测得的抗压强度值越大。混凝土的抗压强度常用来作为评定混凝土质量的指标，原因在于： 抗压强度比其他强度大得多，结构物常以抗压强度为主要参数进行设计；抗压强度与其他强 度有较好的相关性，只要获得了抗压强度值，就可推测其他强度特性；抗压强度试验方法比 其他强度试验方法简单。1）水泥强度等级和水灰比（影响混凝土抗压强度最主要的因素）；2）骨料；3）龄期一一 强度随龄期的增加而增长；4）养护。混凝土中的碱骨料反应：包括碱-硅酸反应和碱-碳酸盐反应。前者指混凝土中含有活性氧化 硅的骨料与所用水泥或其他材料中的碱发生反应，形成复杂的碱-硅酸凝胶，此凝胶可以吸 水肿胀，并可能导致混凝

15、土胀裂。碱-碳酸盐反应指混凝土中含有碳酸盐岩石一一主要是含 有粘土的白云石质石灰石与所用水泥或其他材料中的碱发生反白云石化反应，引起膨胀，也 有可能导致混凝土胀裂。高强度混凝土：措施：高强度水泥、优质集料、较低水灰比、高效外加剂。问题：砼强度越高，脆性越大，增加了砼的不安全性，水泥用量随之增大，说所徐变也相应 增大，使高强砼在桥梁和建筑中的应用产生一定的难度和限制。优点：使用寿命长、较高的体积稳定性、良好的施工性质、一定的强度和密实性第五章：建筑砂浆砂浆是由胶凝材料、细骨料、功能性添加组分以及水按一定比例配制而成的建筑材料。砂浆 按其所用胶凝材料的不同可分为水泥砂浆、石灰砂浆和混合砂浆。按其用

16、途可分为砌筑砂浆、 抹面砂浆、装饰砂浆、防水砂浆以及耐酸防腐、保温、吸声等特种用途砂浆；按其生产形式 可分成现场拌制砂浆和预拌砂浆；预拌砂浆按其干湿状态可分为预拌湿砂浆和预拌干砂浆。一、建筑砂浆基本组成：胶凝材料（石灰、石膏、粘土）、集料（砂、膨胀珍珠岩）、外加 剂（塑化剂、可再分散乳胶粉、早强剂、引气剂、缓凝剂、速凝剂）、纤维（抗碱玻璃纤维、 维纶纤维、月青纶纤维、丙纶纤维）、水。二、建筑砂浆的基本性能：1、砂浆拌合物的密度一一确定每立方米砂浆拌合物中各组成材料的实际用量。2、新拌砂浆的和易性：流动性和保水性。3、硬化砂浆的性质：1）砂浆强度一一以边长为70.7mm立方体试件标准养护28d的

17、抗压强度表示。影响因素有水 灰比、水泥用量和水泥标号。2）砂浆粘结力一一随抗压强度增大而提高。此外，粘结力还与基地表面的粗糙程度、洁净 程度、润湿情况及施工养护条件等因素有关。3）耐久性;4）砂浆的变形。三、建筑保温节能体系用砂浆1、膨胀珍珠岩保温砂浆：主要原料是膨胀珍珠岩、水泥、双飞粉（即方解石粉）、和化学 外加剂（砂浆塑化剂、引气剂、保水剂）。2、外墙外保温体系用粘结砂浆及抹面砂浆；3、膨胀聚苯乙烯（EPS ）颗粒保温砂浆。第七章：钢材和铝合金金属材料包括黑色金属（铁及其合金）和有色金属（铝及其合金）。钢和铁的主要成分是铁和碳，含碳量大于2%的为生铁，含碳量小于2%的为钢。生铁中含有 较多

18、的碳和其他杂质，故生铁硬而脆，塑性差，可用来浇铸成铸铁件，称为铸造生铁。钢的冶炼是以铁水或生铁作为主要原料，在转炉、平炉或电炉中冶炼，与生铁相反，是用氧 化的方法来除去铁中的碳及部分杂质。钢材的加工方法：轧制（冷轧、热轧）、锻造（自由锻、模锻）、拉拔、挤压。钢的分类：1、碳素钢碳含量分类：低碳钢（含碳量小于0.25%）、中碳钢（含碳量为0.25%-0.6%）、 高碳钢（含碳量为0.6%-2%）。2、合金钢按插入合金元素的总量分类：低合金钢合金元素总含量小于5%、中合金钢合金 元素总含量为5%-10%、高合金钢合金元素总含量大于10%。3、按刚才品质分为普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢。4

19、、按用途分为结构钢、工具钢、特殊钢。5、按冶炼时脱氧程度分为沸腾钢（F）、半镇静钢（b）、镇静钢（Z）、特殊镇静钢（TZ）。 它们的致密程度不同。化学成分对钢材性能的影响：碳一一最重要的硬化元素，在碳素钢中随着含碳量的增加，其强度和硬度提高，塑性和韧性 降低。当含碳量大于1%时，脆性增加，硬度增加，强度下降。含碳量大于0.3%时钢的可焊 性显著降低。含碳量增加，钢的冷脆性和时效敏感性增大，耐大气锈蚀性降低。硅一一硅含量在1%以内时，可提高钢的强度、疲劳极限、耐腐蚀性及抗氧化性，对塑性和 韧性影响不大，但对可焊性和冷加工性能有所影响。磷一一有害杂质，常温下能提高钢的强度和硬度，但塑性和韧性显著下

20、降，可提高钢的耐磨 性和耐腐蚀性能。硫一一有害杂质，在焊接时易产生脆裂现象，称为热脆性，显著降低可焊性。含硫过量会降 低钢的韧性、耐疲劳性等机械性能及耐腐蚀性能。氧一一有害杂质，含氧量增加使钢的机械强度降低、塑性和韧性降低，促进时效作用，还能 使热脆性增加，焊接性能变差。氮一一能提高钢的强度，塑性特别是韧性显著下降，加剧钢的时效敏感性和冷脆性，使可焊 性变差。钢材的技术性质：1、力学性能一一强度、硬度、弹性、塑性、韧性、耐疲劳性。2、工艺性能一一冷弯性能、可焊性。冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力， 试件弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起层即认为冷弯性能合格。钢材的塑性越大，其冷 弯性能越

21、好。钢材的冷加工：冷加工是在常温下进行那个机械加工，包括冷拉、冷拔、冷扭、冷冲和冷压等方式。钢材 通过冷拉，其屈服点提高而抗拉强度基本不变，塑性和韧性相应降低。目的是减小钢筋混凝 土结构设计截面，减少钢筋使用数量，降低成本，增加效益。时效处理一一钢材经冷加工后，随着时间的延长，钢的屈服强度和抗拉强度逐渐提高，而塑 性和韧性逐渐降低的现象称为应变时效，简称时效。钢材的热处理：热处理是将钢材在固态范围内进行加热、保温和冷却，以改变其金相组织和 显微结构组织。常用方法有退火、正火、淬火和回火。退火和正火：将钢材加热到一定温度，保温后缓慢冷却（随炉冷却）的一种热处理工艺。分 为低温退火和完全、退火。正

22、火是退火的一种变态或特例，仅冷却速度不同，正火是在空气 中冷却。与退火相比，正火后钢的强度、硬度提高，而塑性减小。正火的主要目的是细化晶 粒，消除组织缺陷。淬火和回火：淬火的目的是得到高强度、高硬度的组织，但钢的塑性和韧性显著降低。淬火 结束后随后进行回火，其目的是促进不稳定组织转变为需要的组织，消除淬火产生的内应力， 降低脆性，改善机械性能。钢筋的连接：1、焊接连接：焊接方法可以归纳为三个基本类型：熔化焊、压力焊、钎焊。熔化焊一一最基本的焊接工艺方法，在焊接生产中占主导地位，分为电弧焊、电渣焊、气焊， 常用的是电弧焊，利用焊条与焊件间产生电弧热将金属加热并熔化的焊接方法。压力焊必须 对焊件施

23、加压力以完成焊接，常使用电阻焊。钎焊是采用与焊件金属不同而熔点低的钎料作 为填充金属，加热熔化钎料并渗入焊件接缝间隙内，使焊件牢固地连接起来。焊接连接的优点：构造简单，节省钢材，制作方便，易于采用自动化操作，生产效率高，焊 缝连接的刚度大，密封性好。钢的化学成分、冶炼质量及冷加工等都可影响焊接性能。含碳量小于0.25%的碳素钢具有练 好的可焊性。含碳量超过0.3%可焊性变差。硫、磷及气体杂质会使可焊性降低，加入过多 的合金元素也将降低可焊性。对焊接件质量影响缺陷是裂纹和缺口，会降低焊接部位的强度、 塑性、韧性和耐疲劳性。2、螺栓连接：安装方便，特别适用工地安装连接，也便于拆卸，适用于需要装卸结构的连 接和临时性连接。但需要在板件上开孔和拼装，增加制