5建筑材料

3.1建筑材料的基本性质3.1.1材料的物理性质一、密度、表观密度、堆积密度密度，表观密度堆积密度二、密实度与孔隙率密实度是指材料体积内被固体物质所填充的程度；孔隙率是指材料体积内，孔隙体积所占的比例。即Vm00Vm00VVD0001VVVP00Vm三、填充率和空隙率填充率是指散粒材料在堆积体积中，被颗粒填充的程度。空隙率P´是颗粒之间的空隙所占堆积体积的比例。即0000VVD000001VVVPD3.1.2材料的力学性质一、变形性质弹性变形：外力除去后可完全消失的变形。塑性变形：外力除去后不能消失的变形。脆性材料：材料在破坏前有明显的塑性变形者。塑性材料：材料在破坏前无明显的塑性变形者。弹性模量：徐变与松弛：在长期不变外力作用下，变形逐渐增大的现象叫徐变；在长期荷载作用下，如总变形不变，而引起应力逐渐降低的现象，成为应力松弛。E二、材料的强度理论强度：按材料结构质点引力计算的强度，一般都很高。实际强度：按材料在荷载下实际具有的强度。一般远远低于理论强度，原因是材料内部都存在很多缺陷。通常意义上的强度是指材料的实际强度，常用强度有：压、拉、弯、剪强度。三、其他性质脆性：外力下，直到断裂前都不出现明显塑性变形性质。韧性：在冲击、振动荷载下，材料能承受很大变形而不致破坏的性质。疲劳极限：交替荷载作用下，应力也随时间作交替变化，这种应力超过某一限度而长期反复会造成材料的破坏，这个限度叫做疲劳极限。硬度：受外界物质的摩擦作用而减小质量和体积的现象。磨损：同时受摩擦和冲击两种作用，而减小质量和体积的现象3.1.3材料与水有关的性质一、亲水性与憎水性材料很快将水吸入内部或使水在材料表面散开来，这种与水的亲和性称为亲水性。材料不吸水或使水呈珠状存在于材料表面，这种不易被润湿的性质成为憎水性。二、吸水性与吸湿性材料在水中能吸收水分的性质称为吸水性，用吸水率表示；质量吸水率体积吸水率%1001mmmwa%10001vmmwwa材料在空气中,能自发地吸收空气中的水分的性质称为吸湿性,用含水率表示:材料在气干状态下的含水率,称为平衡含水率,在饱和面干状态状下的含水率即为吸水率。三、耐水性是指材料长期处于水的作用下不破坏，其强度也不严重降低的性质，用软化系数表示：%100mmmhwc干水饱和RRKR四、抗渗性与抗冻性（一）抗渗性是指材料抵抗压力水渗透的性质，表示方法有二种。一是渗透系数，二是抗渗标号（二）抗冻性是指材料在水饱和状态下，抵抗多次冻融循环而不破坏，同时强度也不严重降低的性质。表示方法也有二种：一是抗冻标号，二是冻融15次失重率是否满足要求。测试抗冻标号有慢冻、快冻两种方法。HdAtQK12642......SSSS、、3005025......DDD、3.1.4材料的热工性能材料传导热量的性能称为导热性。其大小用导热系数表示：比热表示1g材料温度升高（或降低）1K时所吸收（或放出）的热量。AtTTQd)(12)(12TTmQC§1-5材料的耐久性是指材料在使用过程中，能长期抵抗各种环境因素而不破坏，且能保持原有性质的性能。环境因素有：提高耐久性措施：一是提高材料本身的密实性；二是在材料表面覆盖。生物作用：虫、菌液及有害气体化学作用：酸、碱、盐、冻融、磨蚀等物理作用：干湿、温度胶凝材料是指经过自身的物理化学作用后，能够由浆体变成固体的物质。使用的目的主要是胶结散粒材料和块体材料。3.2气硬性胶凝材料•分类1、按化学成分①有机胶凝材料：如沥青类、橡胶类等；②无机胶凝材料：如石灰、石膏、水泥等。2、无机胶凝材料按硬化条件①气硬性胶凝材料：只能在大气中硬化，并且只能在大气中保持一定的强度。如石灰、石膏。②水硬性胶凝材料：既能在大气中凝结硬化并增强其强度，而且能更好地在水中凝结硬化增强强度的胶凝材料。典型的代表是水泥。3.2.1石灰•一、石灰的生产工艺概述主要原料：石灰石，其主要化学成分CaCO3MgCO3以及杂质生产过程：CaCO3在1000℃下加热生成CaO和CO2。生石灰分类•1、优质生石灰：•洁白或带灰色，密度轻，一般800—1000kg/m3•2、过火石灰：•水化速度慢，体积膨化，产生“崩裂”现象，过火石灰表面有裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，密度大•3、欠火石灰：含有未烧透的内核，效率低，粘结力差，颜色呈深灰色。•二、石灰的熟化•1、熟化过程•CaO+H2OCa(OH)2+64.9KJ/mol•熟化过程应注意加水量、安全、烧伤、烫伤等•2、有关陈伏的概念•石料熟化后，必须在隔绝空气的条件下，放置两个星期以上的时间，方可使用。这个过程叫做陈伏。石灰陈伏的目的是为了消除过火石灰的危害。•3、加水量不同，将会得到不同的熟石灰•熟石灰粉：加水适量，消化不结团•石灰膏：加水量较多，熟石灰呈半固态。•石灰乳：加水量更多一些，熟石灰呈流态。•4、将生石灰磨细成生石灰粉，则可不必预先熟化、陈状，可直接使用，可节约场地，改善施工环境，但成本高，存期不能过长•三、石灰的硬化•1、干燥硬化和结晶硬化•石灰中水分不断挥发，形成熟石灰结晶。•在该过程中，石灰强度增长不明显•2、碳化硬化•Ca(OH)2+CO2+nH2OCaCO3+(n+1)H2O•该反应必须有水分存在时才能进行，且反应速度缓慢•四、石灰的技术要求和技术标准•（一）技术要求•1、有效CaO和MgO的含量•2、生石灰产浆量和未消化颗粒含量•3、二氧化碳（CO2）含量•即未分解的CaCO3的含量•4、消石灰粉游离水含量游离水可使石灰碳化，从而影响质量•5、细度用0.9mm及0.125mm的筛进行筛分试验，测定筛余量•（二）石灰的技术标准•见教材中表2-1、2-2、2-3、2-4•五、石灰的应用及储存•（一）石灰的特点•1、可塑性好•2、强度低28d的强度只有0.2—0.5mpa•3、耐水性差因Ca(OH)2易溶于水•4、体积收缩大•水分挥发，体积收缩，故石灰一般不宜单独使用，必须掺入骨料（如砂）或纤维材料等，起到抗收缩开裂的作用•（二）石灰的应用•1、制作石灰乳作用室内粉刷涂料•2、配制砂浆一般不用消石灰粉•3、配制灰土或三合土：是良好的建筑物基础和道路热层•（三）石灰的储存•1、防潮，不同易燃物品混存、混运•2、如需要较长时间贮存生石灰，则应将其消化后存放，并使表面隔绝空气，以防碳化。3.2.2建筑石膏一、生产注意：加热温度不易高于。二、硬化三、应用石膏应用于室内装饰、抹灰、粉刷，还常用来制造石膏板和石膏制品。石膏板是很好的一种装饰、绝热、吸声材料。OHOHCaSOOHCaSOC224170~10724211212C170OHCaSOOHOHCaSO24224223213.2.3水玻璃水玻璃，又名泡化碱，成分硅酸钠的水溶液。影响水玻璃粘性和强度的主要因素：一是硅酸盐模数n，二是密度。愈大，粘性愈大；密度愈大，粘性愈好。水玻璃应用：1、加固土壤，提高地基承载能力；2、涂刷材料表面，提高建筑物抗风化能力；3、配制防水剂，用于赌漏；4、配制水玻璃矿渣砂浆，修补砖墙裂缝；5、配制专门用途的砂浆和砼。n按GB4131-84水泥命名原则，用于一般土木工程的水泥为通用水泥，如硅酸盐水泥，普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥，又号称五大水泥；适用专门用途的水泥称为专用水泥如道路水泥，砌筑水泥，油井水泥等；具有比较突出的某种性能的水泥，称为特性水泥，如快硬水泥，抗硫酸盐水泥，低热水泥等。每种水泥又按其胶砂强度的大小，分为若干强度等级。3.3水泥3.3.1硅酸盐水泥一、定义定义：凡由硅酸盐水泥熟料、石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。代号，又分两种，不掺混合材的称，掺5%混合材称。二、原料与生产92175GB%50PPPP水泥熟料生料粘土石灰石磨细配料、磨细、均化C1450石膏------------------------------------三、矿物成分及作用水化速度快慢最快快28d水化热多少最多中强度高早低、后高低低四、凝结硬化过程：水泥石结构：未水化的水泥颗粒+水泥凝胶+毛细孔（含水）影响因素：矿物成分、细度、用水量、养护温度、湿度、时间。SC3SC2AC3AFC4结晶胶化饱和溶解五、主要技术性质1、密度：松堆密度：2、细度，规定水泥比表面积,其他水泥3、标准稠度及用水量：测值：一般4、凝结时间3/20.355.3cmg33/1600,/11001000mkgmkg紧密堆积92175GBPkgm/3002%0.1080筛余m调整用水量固定用水量测定方法:%30%24完全失去塑性止终凝时间：开时加水起开始失去塑性止初凝时间：开始加水起GB规定：5、体积安定性水泥安定性是指水泥浆体在凝结硬化过程中体积变化的稳定性（均匀性），规定检验必须合格。6、水化热对大体积砼有要求。7、强度与强度等级水泥的强度是由水泥胶砂强度试验，通过测定3天和28天地抗压和抗折强度值，将硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R共六个等级（R为早强型）。hP5.6min45，终凝水泥初凝〉六、水泥石的侵蚀与防止类型：溶出型，硫酸盐、镁盐、碳酸盐、酸性，强碱外因：水中侵蚀性介质和水化铝酸钙）（内因：水泥石中的原因2OHCa加保护层提高水泥石密实度选合适水泥品种防止：3.3.2掺混合材料的硅酸盐水泥定义：凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量的混合材料和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料，称为混合材水泥。意义：节约水泥熟料，提高产量，降低成本，调节标号，改善性能；还可利用工业废料，节约粘土和岩石资源。常用活性混合材有矿渣、火山灰、粉煤灰。，增强作用活性混合材：填充作用用非活性混合材：填充作混合材品种：一、普通硅酸盐水泥代号，生产特点：在硅酸盐水泥熟料中加入的混合材，技术要求：终凝时间小于二、矿渣水泥代号P.S，混合料掺量。火山灰水泥代号P.P，混合料掺量。火山灰水泥代号P.F，混合料掺量。技术要求：终凝时间小于OP%15%6%7020108010%hm，筛余小于%5020%4020108010%hm，筛余小于3.3.3特性水泥和专用水泥一、特性水泥1、快硬水泥、双快水泥：适用于抢修、军工、堵漏及冬季施工。2、抗硫酸盐水泥适用于有硫盐侵蚀的工程。3、白色及彩色水泥适用于装饰及装修工程。4、膨胀水泥和自应力水泥膨胀水泥用于补偿收缩砼、防渗层、构件接缝、加固、修补等。自应力水泥用于制造钢筋砼压力管及配件。5、膨胀水泥适用于大体积砼工程。6、高铝水泥适用于抢修工程、冬季施工、耐腐蚀工程、耐热砼。特别要注意：高铝水泥不能高温养护。不能与硅酸盐类水泥混用。二、专用水泥1、大坝水泥中热水泥：用于大坝溢流面。低热矿渣水泥：用于大体积砼内部。2、道路水泥用于机场跑道、道路路面等工程。3、砌筑水泥适用于工民建砌筑砂浆。3.3.4水泥的应用一、水泥品种选择考虑：（1）环境条件。（2）工程特点。（3）砼部位。二、水泥强度等级选择原则：高标号水泥用于配制高强砼，低标号水泥用于配制低标号砼或砌筑砂浆。一般C60以下水泥强度为混凝土强度等级的1.5～2.0倍，大于等于C60时，取0.9～1.5倍，砼工作性较好，比较经济。三、水泥的验收包括标志验收、数量验收、外观质量验收。3.3.5水泥的运输与保管一、水泥的储运1、注意防潮,存放袋装水泥时，地面垫板离地30cm。2、不同品种、标号和出厂日期的水泥应分别储运，并应考虑先存先用。3、水泥的储存期为3个月，使用3个月以上的水泥，必须重新检验其强度。二、受潮鉴别和处理1、无结块，烧失量小于5%,按原标号使用。2、有结粒，手捏可碎，烧矢量4%-6%,强度损失15%-20%,约降低一个标号。3、有结块且较硬，烧矢量6%-8%,表明水泥已严重受潮，强度损失约50%,筛除