建筑材料的发展史

绪论一，建筑材料的作用1,是建筑工程的物质基础；2，建材的发展赋予了建筑物以时代的特性和风格；3，建筑设计理论不断进步和施工技术的革新不但受到建材发展的制约，同时也受到其发展的推动；4，建材的正确、节约、合理的的使用直接影响到建筑工程的造价和投资。材料费用占总投资的50%-60%二，建筑材料的发展史远古时代——------“穴居巢处”石器、铁器时代—“凿石成洞，伐木为棚”筑土垒石阶段——烧制砖瓦、石灰------筑土垒石------烧砖烧瓦现代的建材三大建材；木材、钢材、水泥外加塑料------四大建材传统上的基本功能：安全、适用发展到现在：——轻质高强——抗震耐久——无毒环保——节能三，建筑材料的发展趋势——4个方面四，建筑材料的分类1，无机材料I.金属材料II.非金属材料气硬性水硬性2，有机材料3，复合材料五，建材的技术标准（P3）1，国家标准四部分组成：标准名称、标准发布机构的组织代号、标准号、标准颁布时间2，行业标准——分为：建筑材料（JC）建筑工程（JGJ）石油工业（SY）冶金工业（YB）六，学习方法是一门重要的专业基础课；是学习其他课程：结构、施工、预算等专业课程的基础。学习的主线：成份------组成------性质和特征------性质的影响因素------应用应用（检测、验收、选用）第二章建筑材料的基本性质物理性质、化学性质、力学性质、耐久性补充：化学组成包括：1、元素组成2、矿物组成举例：金刚石和石墨2.2材料的物理性质一、与质量有关的性质1、密度、表观密度、体积密度、堆积密度（P9)2、密实度D和孔隙率P3、填充率和空隙率二、材料与水有关的性质1、亲水性和憎水性润湿角θ：小于90度－－亲水性材料大于90度－－憎水性材料2、吸水性质量吸水率体积吸水率3、吸湿性－－含水率W表示4、耐水性——软化系数Kp表示耐水材料：Kp大于0.8的材料5、抗渗性——渗透系数K或抗渗等级P6、抗冻性——抗冻等级F强度下降不大于25％、质量下降不大于5％三、材料与热有关的性质1、导热性——导热系数λ绝热材料：导热系数λ小于0.25W/m.K影响因素：3点（P15)问题：保温隔热材料为什么要注意防潮防冻？2、热容——比热容C或热容量系数3、耐燃性和耐火性——耐受时间h（耐火极限）注意：耐燃性与耐火性的区别2.3材料的力学性质（抵抗破坏和变形）（应力σ和应变ε）一、强度和强度等级影响因素：1、形状和大小：大试件小于小试件；棱柱体试件小于同尺寸正方体试件；2－5点：另四点影响因素P18强度等级比强度二，弹性和塑性三，韧性和脆性四，硬度和耐磨性2.4材料的耐久性——是一项综合性能：砼－－抗渗性、抗冻性、抗腐蚀性和抗碳化性；钢材－－抗锈蚀性；沥青－－大气稳定性和温度敏感性。第三章建筑石材一、砌筑用石材：1、毛石2、料石二、装饰用石材1、天然大理石板材2、天然花岗石板材3、青石装饰板材第四章气硬性胶凝材料概念：-------------------------------------分类：气硬性胶材和气水硬性胶材石灰石膏水玻璃第一节石灰一、石灰的品种和生产欠火石灰与过火石灰的成因和危害二、石灰的熟化和硬化1、“陈伏”、“陈伏”目的、“陈伏”期限、“陈伏”时注意的问题等2、干燥硬化、结晶硬化、碳酸化硬化不宜用于长期处于潮湿或反复受潮的地方？使用时，掺入填充材料，如砂、纤维材料？三、石灰的技术要求：1、评定其质量标准：活性氧化钙和氧化镁含量的高低、欠火石灰与过火石灰及其他杂质含量的多少2、三个等级的划分：优等品、一等品、合格品四、石灰的技术性质和应用石灰的技术性质1、良好的保水性2、凝结硬化慢、强度低3、吸湿性强4、体积收缩大5、耐水性差6、化学稳定性差石灰的应用1、粉刷墙壁、配制石灰砂浆或水泥混合砂浆2、配制灰土和三合土（石灰+粘土+砂、石或炉渣等填料）3、生产无熟料水泥、硅酸盐制品和碳化石灰板第二节石膏一、石膏的生产与品种——建筑上常用的石膏品种：建筑石膏、模型石膏、高强石膏、粉刷石膏二、石膏的凝结与硬化三、石膏的技术要求：——强度、细度和凝结时间四、石膏的性质与应用石膏的性质1、凝结硬化快2、孔隙率大、密度小、保温吸声性能好3、具有一定调湿性4、耐水性差、抗冻性差5、凝固时体积微膨胀6、防火性好石膏的应用1、内墙抹灰及粉刷2、建筑装饰制品3、石膏板第三节水玻璃（俗称泡花碱；常用的是钠水玻璃）一、水玻璃的生产与组成1、生产原料：纯碱（Na2CO3）、石英砂（SiO2）2、组成：R2O·nSiO2概念：水玻璃的模数n二、水玻璃的硬化常用的固化剂是：氟硅酸钠；其适宜掺量为水玻璃质量的12%~15%问题：水玻璃模数和密度对性质的影响？三、水玻璃的性质1、强度高2、耐酸性高3、耐热性好四、水玻璃的应用1、涂刷于材料表面、浸渍多孔性材料、加固地基2、配制防水剂二矾或四矾防水剂3、制水玻璃混凝土制水玻璃耐热混凝土第五章水泥第一节硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥的生产1、原料：石灰质原料、粘土质原料、校正原料2、生产过程：“两磨一烧”3、定义与分类：国际上称——波特兰水泥I型硅酸盐水泥---P·III型硅酸盐水泥---P·II二、熟料的矿物组成和特性四大矿物组成——3CaO•SiO2、2CaO•SiO2、3CaO•Al2O3和4CaO•Al2O3•Fe2O3简写式：C3S、C2S、C3A、C4AF问题：改变熟料的矿物含量，对水泥的性质怎样影响？三、硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化水化产物：70%的凝胶体：水化硅酸钙、水化铁酸钙30%晶体等：氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙影响硅酸盐水泥凝结和硬化的主要因素：熟料的矿物组成和细度、水灰比、石膏的掺量、温度和湿度、龄期、外加剂等四、硅酸盐水泥的技术性质1、密度与堆积密度取3.10和13002、细度3、标准稠度用水量硅酸盐水泥：21%~28%4、凝结时间初凝不符合---废品终凝不符合---不合格品5、体积安定性问题：体积安定性不良的原因及危害？6、强度和强度等级划分依据：3天和28天时的抗折强度和抗压强度，分6个等级7、水化热；8、不溶物和烧失量；9、碱含量五、水泥石的腐蚀与防止软水侵蚀（溶出性侵蚀）Ca(OH)2溶出，生成无胶凝能力的物质酸类侵蚀（溶解性侵蚀）碳酸的侵蚀和一般酸的侵蚀盐类腐蚀硫酸盐氯盐腐蚀和镁盐腐蚀（双重腐蚀）强碱腐蚀防止水泥石腐蚀的措施（3方面）六、硅酸盐水泥的特性及应用1、强度高2、水化热高------不宜用于大体积工程3、抗冻性好4、碱度高、抗碳化能力强-------“钅仝”5、干缩小------可用于干燥环境6、耐磨性好7、耐腐蚀性差------不宜用于受流动水、压力水、酸类和硫酸盐侵蚀的工程8、耐热性差------不宜单独用于耐热混凝土工程9、湿热养护效果差七、硅酸盐水泥的验收与储运废品水泥：——凡MgO、SO3、初凝时间、安定性中有一项不符合要求不合格水泥：——凡细度、终凝时间、不溶物、烧失量中有一项不符合要求水泥的储运方式散装袋装：50Kg/袋有效存放期：3个月3个月后：强度下降10%~20%6个月后：强度下降15%~30%1年后：强度下降25%~40%第二节掺混合材的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代号P•OP•SP•PP•FP•C混合材掺量6%~15%20%~70%20%~50%20%~40%16%~50%两种或主要技术性质1、强度；2、细度；3、凝结时间；4、体积安定性特征与使用包装红字印刷包装绿字印刷包装上用黑字印刷第三节其他品种的水泥高铝水泥（旧称矾土水泥）快硬硅酸盐水泥——以3天抗压强度表示强度等级白色硅酸盐水泥及彩色硅酸盐水泥（分别简称白水泥和彩色水泥）膨胀水泥和自应力水泥（又称补偿收缩水泥或无收缩水泥）中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥（又称大坝水泥）第六章混凝土一、组成：胶材+骨料+水+外掺料二、分类：——“普通混凝土”三、性能特点优点：6个方面缺点：四、混凝土应用的基本要求（混凝土配合比设计的基本目标）：1、强度2、工作性3、耐久性4、经济性第二节普通混凝土的组成材料——水泥、砂、石子、水填充料（水泥浆）骨料砂、石子砂分为：1、天然砂2、人工砂（综合利用、回收尾尘、保护环境等）水、水泥水泥的选用：1、品种2、标号：一般水泥强度等级为混凝土设计强度等级的1.5-2.0倍砂的主要技术要求砂的粗细程度和颗粒级配：筛分试验、细度模数Mx据细度模数Mx的大小将砂分为：粗砂、中砂、细砂砂的含水状态：1.全干状态（烘干状态）2.气干状态3.饱和面干状态4.湿润状态含泥量、泥块含量和石粉含量危害较大、水洗处理砂中的有害物质：1.云母及轻物质2.有机物3.硫化物和硫酸盐4.氯盐混凝土用石（粗骨料）一、石子的分类；碎石和卵石二、粗骨料的技术要求：1、最大粒径及颗粒级配——总表面积要小、颗粒大小搭配要合理最大粒径的规定（P75）2、强度及坚固性粗骨料的强度有粗骨料的坚固性：硫酸钠溶液浸泡法——骨料的质量损失率值越大强度越小压碎裂指标值立方体抗压强度：3、针片状颗粒针片状颗粒的外形和低抗折能力，会降低混凝土的密实度、强度及和易性。4、含泥量和泥块含量5、有害物质、杂物杂物：草根、树叶、树枝、塑料、煤块、炉渣等。有害物质：有机物、硫化物和硫酸盐等。第三节砼拌合物的技术性质前：砼拌合物后：新拌砼1、砼拌合物的工作性（和易性）——是一项综合性质：流动性、黏聚性、保水性；测定方法有两种：坍落度试验法和维勃稠度测定法。怎样评定砼拌合物的工作性？2、影响砼拌合物工作性的因素：三方面：组成、环境、时间水泥的特性；用水量；水灰比（0.4-0.8);骨料的性质（合理砂率、最佳砂率）3、改善砼拌合物工作性的措施1)在水泥浆不变的情况下，适当增加水泥浆的用量。2)选用合理的砂率。3)改善砂石的级配，采用连续级配。4)调整砂石的粒径。5)掺加外加剂，改善工作性。6)尽量缩小新拌混凝土的运输时间。第四节硬化砼的技术性质一、混凝土的强度抗压强度：脆性材料；判定质量的标准1、普通混凝土受压破坏的特点：2、混凝土的抗压强度及强度等级：——据立方体抗压强度，划分为12个强度等级，以C表示，从C7.5,C10,C15,C20……C50，C55，C60——轴心（棱柱体）抗压强度3、影响混凝土强度的因素1)水泥强度和水灰比2)养护条件——湿度和温度3)水化龄期4)施工质量二、混凝土的耐久性是一项综合性能，包括：抗渗性、抗冻性、抗腐蚀性、抗碳化性及碱-骨料反应等提高混凝土耐久性的措施：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.选用优质骨料，改善骨料级配；4.掺外加剂；5.严格控制施工质量，保证混凝土的均匀、密实。第五节混凝土外加剂一外加剂的掺量：——不大于水泥质量的5%二、外加剂的种类及功能：减水剂、早强剂、引气剂、缓凝剂、膨胀剂、速凝剂、防冻剂、加气剂先等等。三、外加剂使用时的注意事项（P99）第六节混凝土配合比的设计一、配合比设计两种方法：质量比和体积比，我国采用的是质量比。二、混凝土配合比有两种表示方法：1、1m3砼中四种组分的实际用量（kg）2、以水泥质量为1，砂、石依次以相对质量比及水灰比W/C表示,如:mc:ms:mg=1:2.26:4.37,W/C=0.61三、混凝土配合比设计的步骤：四步走——初步配合比——基准配合比——实验室配合比——施工配合比四、混凝土配合比设计的基本资料、前提条件，（五个方面）P101五、混凝土配合比设计基本参数的确定1.水灰比：水与水泥之间的比例2.砂率：砂与石之间的比例3.单位用水量：骨料与水泥浆之间的比例混凝土配合比设计的步骤：一，计算初步配合比mc,0:mw,0:ms,0:mg,01)混凝土配制强度的确