建筑材料基本知识dnum.docx
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1、目 录录第一章 建筑材材料基本本性质22第一节 材料的的组成与与结构22第二节 材料的的物理性性质2第三节 材料的的力学性性质4第二章 石材44第三章 气硬硬性胶凝凝材料55第一节 石膏55第二节 石灰66第四章 水泥77第一节 硅酸盐盐水泥77第二节 掺混合合材料的的硅酸盐盐水泥99第五章 混凝凝土111第一节 普通混混凝土的的组成及及基本要要求122第二节 普通混混凝土的的组成材材料122第三节 普通混混凝土拌拌合物的的性质114第四节 普通混混凝土结结构和性性质166第六节 普通混混凝土配配合比设设计199第七节 混凝凝土外加加剂233第八节 轻混凝凝土244第六章 建筑砂砂浆244第一
2、节 砂浆的的技术性性质244第二节 砌筑砂砂浆255第七章 烧结制制品和熔熔融制品品26第八章 建筑筑砂浆227第一节 砌筑筑砂浆227第二节 抹抹面砂浆浆32第三节 装饰砂砂浆333第九章 钢筋筋混凝土土结构的的基本知知识344建筑材料料知识第一章 建筑材材料基本本性质本章为全全书重点点之一。在讨论论具体性性质之前前,要求同同学理解解不同材材料,在结构构物中的的功用不不同,所处的的环境不不同,对其性性质的要要求也不不同。本章所所讨论的的各种性性质都是是建筑材材料经常常要考虑虑的性质质。掌握或或了解这这些性质质的概念念(包括定定义、表示方方法、实用意意义等)对以后后讨论各各种材料料意义重重大。
3、建筑材料料的性质质可归纳纳为:物理性性质、力学性性质、化学性性质、耐久性性等。第一节材材料的组组成与结结构一、材料料的组成成材料的组组成是决决定材料料性质的的内在因因素之一一。主要包包括:化学组组成和矿矿物组成成。二、材料料的结构构材料的性性质与材材料内部部的结构构有密切切的关系系。材料的的结构主主要分成成:宏观结结构、显微结结构、微观结结构。第二节材材料的物物理性质质一、表示示材料物物理状态态特征的的性质1体积密密度:材料在在自然状状态下单单位体积积的质量量称为体体积密度度。2密度:材料在在绝对密密实状态态下单位位体积的的质量称称为密度度。3堆积密密度:散粒材材料在规规定装填填条件下下单位体
4、体积的质质量称为为堆积密密度。注意:密密实状态态下的体体积是指指构成材材料的固固体物质质本身的的体积;自然状状态下的的体积是是指固体体物质的的体积与与全部孔孔隙体积积之和;堆积体体积是指指自然状状态下的的体积与与颗粒之之间的空空隙之和和。4表观密密度:材料的的质量与与表观体体积之比比。表观体体积是实实体积加加闭口孔孔隙体积积,此体积积即材料料排开水水的体积积。5孔隙率率:材料中中孔隙体体积与材材料在自自然状态态下的体体积之比比的百分分率。6开口孔孔隙率:材料中中能被水水饱和(即被水水所充满满)的孔隙隙体积与与材料在在自然状状态下的的体积之之比的百百分率。7闭口孔孔隙率:材料中中闭口孔孔隙的体体
5、积与材材料在自自然状态态下的体体积之比比的百分分率。即闭口口孔隙率率=孔隙率率-开口孔孔隙率。8空隙率率:散粒材材料在自自然堆积积状态下下,其中的的空隙体体积与散散粒材料料在自然然状态下下的体积积之比的的百分率率。二、与各各种物理理过程有有关的材材料性质质1亲水性性:当水与与材料接接触时,材料分分子与水水分子之之间的作作用力(吸附力力)大于水水分子之之间的作作用力(内聚力力),材料表表面吸附附水分,即被水水润湿,表现出出亲水性性,这种材材料称为为亲水材材料。2憎水性性:当水与与材料接接触时,材料分分子与水水分子之之间的作作用力(吸附附力)小于水水分子之之间的作作用力(内聚力力),材料表表面不吸
6、吸附水分分,即不被被水润湿湿,表现出出憎水性性,这种材材料称为为憎水材材料。3吸水性性:材料吸吸收水分分的能力力称为吸吸水性,用吸水水率表示示。吸水率有有两种表表示方法法:质量吸吸水率、体积吸吸水率。质量吸水水率是材材料在浸浸水饱和和状态下下所吸收收的水分分的质量量与材料料在绝对对干燥状状态下的的质量之之比。体积吸水水率是材材料在浸浸水饱和和状态下下所吸收收的水分分的体积积与材料料在自然然状态下下的体积积之比。4含水率率:材料在在自然状状态下所所含的水水的质量量与材料料干重之之比。例题:已已知某种种建筑材材料试样样的孔隙隙率为224%,此试样样在自然然状态下下的体积积为400立方厘厘米,质量为
7、为85.50克克,吸水饱饱和后的的质量为为89.77克克,烘干后后的质量量为822.300克。试求该该材料的的密度、表观密密度、开口孔孔隙率、闭口孔孔隙率、含水率率。解:密度度=干质量量/密实状状态下的的体积=82.30/40(1-0.224)=2.77克/立方厘厘米开口孔隙隙率=开口孔孔隙的体体积/自然状状态下的的体积=(899.777-822.3)1/40=0.1187闭口孔隙隙率=孔隙率率-开口孔孔隙率=0.224-00.1887=00.0553表观密度度=干质量量/表观体体积=882.33/400(11-0.1877)=22.533含水率=水的质质量/干重=(85.5-882.33)/
8、882.33=0.0399第三节材材料的力力学性质质一、材料料在外力力作用下下的变形形性质1弹性变变形:材料在在外力作作用下产产生变形形,当外力力消除后后,能够完全全恢复原原来形状状的性质质称为弹弹性,这种变变形称为为弹性变变形。2塑性变变形:材料在在外力作作用下产产生变形形而不出出现裂缝缝,当外力力消除后后,不能够够自动恢恢复原来来形状的的性质称称为塑性性,这种变变形称为为塑性变变形。二、强度度材料抵抗抗在应力力作用下下破坏的的性能称称为强度度。强度通通常以强强度极限限表示。强度极极限即单单位受力力面积所所能承受受的最大大荷载。有关材料料的力学学性质,在材材料力学学中有有详尽的的论述,本书不
9、不作要求求。注意:对对于以力力学性质质为主要要性能指指标的材材料,通常按按其强度度值的大大小划分分成若干干等级或或标号。脆性材材料(混凝土土、水泥等等)主要以以抗压强强度来划划分等级级或标号号,塑性材材料(钢材等等)以抗拉拉强度来来划分。强度值值和强度度等级或或标号不不能混淆淆,前者是是表示材材料力学学性质的的指标,后者是是根据强强度值划划分的级级别。第二章 石材本章的重重点内容容为常用用建筑石石材,其他内内容不作作要求。一、砌筑筑用石材材的规格格1料石:截面的的宽度、高度不不小于2200毫毫米,且不小小于长度度的1/4。2细料石石:叠砌面面的凹入入深度不不大于110毫米米。3粗料石石:叠砌面
10、面的凹入入深度不不大于220毫米米。4毛料石石:外形大大致方正正,一般不不加工,高度不不小于2200毫毫米,叠砌面面的凹入入深度不不大于225毫米米5毛石:形状不不规则,中部厚厚度不小小于2000毫米米。主要用用于基础础、毛石混混凝土。二、常用用建筑石石材1花岗岩岩:主要矿矿物组成成是长石石、石英,为全晶晶制,块状结结构,通常有有灰、白、黄、红等多多种颜色色,具有很很好的装装饰性。抗风化化性及耐耐久性高高,耐酸性性好,使用年年限高。2石灰岩岩:主要由由方解石石组成,常呈灰灰、白等颜颜色,可用于于基础、挡土墙墙等石砌砌体,破碎后后可用于于配制混混凝土。它也是是生产石石灰和水水泥等的的原料。3大理
11、石石:主要矿矿物组成成是方解解石和白白云石。构造致致密,呈块状状,常呈白白、浅红、浅绿等等斑纹,装饰效效果好。其吸水水率小、杂质少少、质地坚坚硬。第三章 气硬硬性胶凝凝材料本章的重重点是建建筑石膏膏和石灰灰。第一节 石膏一、 石石膏的化化学组成成生产石膏膏的原料料主要为为含硫酸酸钙的天天然石膏膏(又称称生石膏膏)或含含硫酸钙钙的化工工副产品品和磷石石膏、氟石膏膏、硼石膏膏等废渣渣,其化学学式为ccasoo4.22h2oo,也称二二水石膏膏。将天然然二水石石膏在不不同的温温度下煅煅烧可得得到不同同的石膏膏品种。如将天天然二水水石膏在在107717700cc的干燥燥条件下下加热可可得建筑筑石膏。二
12、、 建建筑石膏膏的凝结结与硬化化将建筑石石膏加水水后,它首先先溶解于于水,然后生生成二水水石膏析析出。随着水水化的不不断进行行,生成的的二水石石膏胶体体微粒不不断增多多,这些微微粒比原原先更加加细小,比表面面积很大大,吸附着着很多的的水分;同时浆浆体中的的自由水水分由于于水化和和蒸发而而不断减减少,浆体的的稠度不不断增加加,胶体微微粒间的的黏结逐逐步增强强,颗粒间间产生摩摩擦力和和黏结力力,使浆体体逐渐失失去可塑塑性,即浆体体逐渐产产生凝结结。继续水水化,胶体转转变成晶晶体。晶体颗颗粒逐渐渐长大,使浆体体完全失失去可塑塑性,产生强强度,即浆体体产生了了硬化。这一过过程不断断进行,直至浆浆体完全
13、全干燥,强度不不在增加加,此时浆浆体已硬硬化人造造成石材材。浆体的凝凝结硬化化过程是是一个连连续进行行的过程程。从加水水开始拌拌合一直直到浆体体开始失失去可塑塑性的过过程称为为浆体的的初凝,对应的的这段时时间称为为初凝时时间;从从加水拌拌合开始始一直到到浆体完完全失去去可塑性性,并开始始产生强强度的过过程称为为浆体的的硬化,对应的的时间称称为终凝凝时间。三、 建建筑石膏膏的特性性、质量要要求与应应用(一)建建筑石膏膏的特性性建筑石膏膏与其他他胶凝材材料相比比有以下下特性:1结硬化化快2凝结硬硬化时体体积微膨膨胀3孔隙率率大与体体积密度度小4保温性性与吸声声性好5强度较较低6具有一一定的调调温与
14、调调湿性能能7防火性性好但耐耐火性较较差8耐水性性、抗渗性性、抗冻性性差(二)建建筑石膏膏的质量量要求建筑石膏膏的质量量要求主主要有强强度、细度和和凝结时时间。按强度度和细度度划分为为优等品品、一等品品和合格格品。各等级级建筑石石膏的初初凝时间间不得小小于6mmin,终凝时时间不得得大于330miin。(三)建建筑石膏膏的应用用建筑石膏膏的应用用很广,主要用用于室内内抹灰、粉刷、生产各各种石膏膏板等。第二节 石灰一、 石石灰的原原料与生生产生产石灰灰的原料料主要是是含碳酸酸钙为主主的天然然岩石,如石灰灰石、白垩等等。将这些些原料在在高温下下煅烧,即得生生石灰,主要成成分为氧氧化钙。正常温温度下
15、煅煅烧得到到的石灰灰具有多多孔结构构,内部孔孔隙率大大,晶体粒粒小,体积密密度小,与水作作用快。注意:生生产时,由于火火候或温温度控制制不均,常会含含有欠火火石灰或或过火石石灰。欠火石石灰中含含有未分分解的碳碳酸钙内内核,外部为为正常煅煅烧的石石灰,它只是是降低了了石灰的的利用率率,不会带带来危害害。温度过过高得到到的石灰灰称为过过火石灰灰。过火石石灰的结结构致密密,孔隙率率小,体积密密度大,并且晶晶粒粗大大,表面常常被熔融融的黏土土杂质形形成的玻玻璃物质质所包覆覆。因此过过火石灰灰与水作作用的速速度很慢慢,须数天天甚至数数年,这对石石灰的使使用极为为不利。为避免过过火石灰灰在使用用以后,因吸
16、收收空气中中的水蒸蒸气而逐逐步熟化化膨胀,使已硬硬化的砂砂浆或制制品产生生隆起、开裂等等破坏现现象,在使用用以前必必须使过过火石灰灰熟化或或将过火火石灰去去除。常采用用的方法法是在熟熟化过程程中,利用筛筛网除掉掉较大尺尺寸过火火石灰颗颗粒,而较小小的过火火石灰颗颗粒在储储灰坑中中至少存存放二周周以上,使其充充分熟化化,此即所所谓的“陈陈伏”。陈伏时时为防止止石灰炭炭化,石灰膏膏的表面面须保存存有一层层水。二、 石石灰的特特性1保水性性与可塑塑性好2凝结硬硬化慢、强度低低%3耐水性性差4干燥收收缩大本章的其其他内容容一般了了解。第四章 水泥本章以硅硅酸盐水水泥和掺掺混合材材料的硅硅酸盐水水泥为重
17、重点,是全书书重点之之一。第一节 硅酸盐盐水泥一、 酸酸盐水泥泥的矿物物组成国家标准准规定:凡以硅硅酸钙为为主的硅硅酸盐水水泥熟料料,5%以以下的石石灰石或或粒化高高炉矿渣渣,适量石石膏磨细细制成的的水硬性性胶凝材材料,统称为为硅酸盐盐水泥。硅酸盐水水泥的主主要矿物物组成是是:硅酸三三钙、硅酸二二钙、铝酸三三钙、铁铝酸酸四钙。硅酸三三钙决定定着硅酸酸盐水泥泥四个星星期内的的强度;硅酸二二钙四星星期后才才发挥强强度作用用,约一年年左右达达到硅酸酸三钙四四个星期期的发挥挥强度;铝酸三三钙强度度发挥较较快,但强度度低,其对硅硅酸盐水水泥在11至3天天或稍长长时间内内的强度度起到一一定的作作用;铁铁铝
18、酸四四钙的强强度发挥挥也较快快,但强度度低,对硅酸酸盐水泥泥的强度度贡献小小。二、 硅硅酸盐水水泥的凝凝结与硬硬化(一)硅硅酸盐水水泥的水水化硅酸盐水水泥与水水拌合后后,熟料颗颗粒表面面的四种种矿物立立即与水水发生水水化反应应,生成五五种水化化产物:水化硅硅酸钙和和水化铁铁酸钙凝凝胶,氢氧化化钙、水化铝铝酸钙、水化硫硫铝酸钙钙晶体。其中,水化硅硅酸钙凝凝胶约占占50%,氢氧化化钙晶体体约占220%。水泥早期期强度增增长快,后期强强度增长长缓慢,若温度度和湿度度适宜,其强度度在几年年或十几几年后仍仍可缓慢慢增长。(二)水水泥石及及影响其其凝结硬硬化的因因素硬化后的的水泥浆浆体,称为水水泥石,是由
19、胶胶凝体、未水化化的水泥泥颗粒内内核、毛细孔孔等组成成的非均均质体。水泥石的的硬化程程度越高高,凝胶体体含量越越多,水泥石石强度越越高。影响水水泥石凝凝结硬化化的因素素有:1水泥熟熟料的矿矿物组成成和细度度2石膏掺掺量:掺入石石膏可延延缓其凝凝结硬化化速度3养护时时间:随着养养护时间间的增长长,其强度度不断增增加4温度和和湿度:温度升升高,硬化速速度和强强度增长长快;水水泥的凝凝结硬化化必须在在水分充充足的条条件下进进行,因此要要有一定定的环境境湿度。5水灰比比:拌合水水泥浆时时,水与水水泥的质质量比,称为水水灰比。水灰比比愈小,其凝结结硬化速速度愈快快,强度愈愈高。三、 酸酸盐水泥泥的技术术
20、要求1细度:水泥颗颗粒越细细,比表面面积越大大,水化反反应越快快越充分分,早期和和后期强强度都较较高。国家规规定:比表面面积应大大于3000平方方米/千千克,否则为为不合格格。2凝结时时间:为保证证在施工工时有充充足的时时间来完完成搅拌拌、运输、成型等等各种工工艺,水泥的的初凝时时间不宜宜太短;施工完完毕后,希望水水泥能尽尽快硬化化,产生强强度,所以终终凝时间间不宜太太长。硅酸盐盐水泥的的初凝时时间不得得早于445分钟钟,终凝时时间不得得迟于3390分分钟。3体积安安定性:水泥浆浆体在凝凝结硬化化过程中中体积变变化的均均匀性称称为水泥泥的体积积安定性性。如体积积变化不不均匀即即体积安安定性不不
21、良,容易产产生翘曲曲和开裂裂,降低工工程质量量甚至出出现事故故。四、 水水泥石的的腐蚀与与防止1水泥石石受腐蚀蚀的基本本原因:水泥石石中含有有易受腐腐蚀的成成分,即氢氧氧化钙和和水化铝铝酸钙等等;水泥泥石不密密实,内部含含有大量量的毛细细孔隙。2易造成成水泥石石腐蚀的的介质:软水及及含硫酸酸盐、镁盐、碳酸盐盐、一般酸酸、强碱的的水。3防止腐腐蚀的措措施:合理选选用水泥泥的品种种;掺入入活性混混合材料料;提高高水泥密密实度;设保护护层。五、 硅硅酸盐水水泥的性性质、应用与与存放(一)硅硅酸盐水水泥的性性质与应应用1早期及及后期强强度均高高:适用于于预制和和现浇的的混凝土土工程、冬季施施工的混混凝
22、土工工程、预应力力混凝土土工程等等。2抗冻性性好:适用于于严寒地地区和抗抗冻性要要求高的的混凝土土工程。3耐腐蚀蚀性差:不宜用用于受流流动软水水和压力力水作用用的工程程,也不宜宜用于受受海水和和其它腐腐蚀性介介质作用用的工程程。4水化热热高:不宜用用于大体体积混凝凝土工程程。5抗炭化化性好:适合用用于二氧氧化碳浓浓度较高高的环境境,如翻砂砂、铸造车车间等。6耐热性性差:不得用用于耐热热混凝土土工程。7干缩小小:可用于于干燥环环境。8耐磨性性好:可用于于道路与与地面工工程。(二)酸酸盐水泥泥的运输输与储存存水泥在运运输过程程中,须防潮潮与防水水。散装水水泥须分分库储存存,袋装水水泥的堆堆放高度度
23、不得超超过十袋袋;水泥泥不宜久久存,超过三三个月的的水泥须须重新试试验,确定其其标号。第二节 掺混合合材料的的硅酸盐盐水泥一、 混混合材料料1非活性性混合材材料:常温下下不与氢氢氧化钙钙和水反反应的混混合材料料称为非非活性混混合材料料。主要有有石灰石石、石英砂砂及矿渣渣等。作用是是调节水水泥标号号,降低水水化热,增加水水泥的产产量,降低水水泥成本本等。2活性混混合材料料:常温下下与氢氧氧化钙和和水发生生反应的的混合材材料称为为活性混混合材料料。主要有有粒化高高炉矿渣渣和火山山灰质混混合材料料。主要作作用是改改善水泥泥的某种种性能,此外也也能起到到调节水水泥标号号、降低水水化热和和成本、增加水水
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