建筑材料复习资料.doc
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1、word一绪论按化学成分分类:无机材料,有机材料和复合材料按材料功能分类:结构材料,防水材料,装饰材料,防护材料和隔热保温材料1轻质、高强、高性能为大跨度、薄壳、轻型结构形式和特殊环境下的应用提供了前提条件,降低本钱。2多功能、复合功能扩大应用X围,降低本钱。3绿色环保、节能、持续开展减少废弃物排放,利用工业废弃物作原料,降低生产与使用能耗,走可持续开展道路。4提高标准化水平瞄准国际先进水平,提高质量标准,提高配套水平。二建筑材料的根本性质金属材料以化学元素含量百分数表示;无机非金属材料以元素的氧化物含量表示;有机高分子材料以构成高分子材料的一种或多种低分子化合物单体表示2.晶体的分类晶格和晶
2、胞1离子键和离子晶体:较高的强度,硬度和熔点,较脆塑性差,固体状态为电热的不良导体,熔融状态可导电2共价键和原子晶体:高强度,高硬度和高熔点,塑性变形能力差,为电热的不良导体3金属键和金属晶体:密度大,高硬度和高熔点,具有很好的塑性变形性能,具有导电和传热性能4分子键和分子晶体:较大的变形性能,熔点很低,为电,热的不良导体。纳米颗粒在介质中形成的分散体系。分为溶胶和凝胶溶胶:胶体的物理力学性质取决于介质。凝胶:纳米颗粒吸附凝聚成网状结构,胶体反映出纳米颗粒的性质。触变性:在各种作用下,凝胶-溶胶相互转变。4.材料的密度,表观密度和孔隙率密度材料在绝对密实状态下单位体积的质量。=mVm材料在枯燥
3、状态下的质量,g V材料在绝对密实状态下的体积 ,cm3测量方法:将材料磨细后,用李氏瓶测定绝对密实状态下的体积。磨得越细越准确。5. 表观密度材料在自然状态下包含孔隙单位体积的质量。=mV0 或0,表观密度,g/cm3 或kg/m3 m材料的质量,g或kg V0材料在自然状态下的体积 ,cm3或m3 测量方法:用计算法、蜡封排液法等方法测定体积。不同的含水率下,材料的表观密度不同,通常指气干状态,材料在烘干状态下测得的表观密度称为干表观密度或干容重,在潮湿状态下测得的表观密度称为湿表观密度。5. 堆积密度散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量。1=mV11堆积密度,kg/m3 m材料的质量,
4、kg V1材料在自然堆积状态下的体积 ,m3 根据堆积情况分为疏松堆积表观密度、振实堆积表观密度和严密堆积表观密度。 Ps:习题 求孔隙率,质量吸水率,开口孔隙率,闭口孔隙率和视密度某材料的密度为2.56g/cm3,表观密度为2.14 g/cm3,800克绝干的该材料浸水饱和后擦干外表并测得质量为846克。求该材料的孔隙率、质量吸水率、体积吸水率、开口孔隙率、闭口孔隙率和视密度近似密度。(假定开口孔全可充满水)解:= 2.56 g/cm3;0= 2.14 g/cm3;m=800 g;m1=846 gV = m/ = 800/2.56 = 312.5 cm3V0 = m/0 = 800/2.14
5、 = 373.83 cm3m水 = m1 -m = 46 gV水 = m水/水 = 46 cm3V开 = V水 = 46 cm3Wm = m水/m*100% = 46/800*100% = 5.75%Wv = V水/V0*100% = 46/373.83*100% = 12.3%P = (V0-V) /V0*100% = (373.83-312.5)/373.83*100% = 16.4%P开 = Wv = 12.3%P闭 = P- P开 = 16.4% - 12.3% = 4.1%= m/(V0- V开) = 800/(373.83-46) = 2.44 g/cm3 孔隙率:材料中孔隙体积占
6、总体积的百分比密实度:材料中固体物质体积占总体积的百分比 孔隙率密实度在规定的温度,湿度与加荷方式和加荷速度条件下,对标准尺寸的试件施加荷载假如材料破坏时表现为塑性破坏者为塑性材料,如低碳钢,铜,铝,沥青等假如材料破坏时表现为脆性破坏者为脆性材料,如砖,石料和混凝土等7.影响材料强度试验结果的主要因素,如何影响?1试件的形状,尺寸,外表状况棱柱体试件比正方体的强度低;尺寸大的试件比尺寸小的强度低;外表质量差的试件比质量好的强度低2测试时试件的温度和湿度一般温度高的试件比温度低的强度低;潮湿的试件比枯燥的强度低3试验加荷速度与试验装置情况加荷速度快的试件如此强度试验值较高Ps:材料强度的试验值,
7、与试验时的温度与材料的含水状况有关。1亲水性和憎水性浸润亲水性;如石料,砖,混凝土,木材等不浸润憎水性;如沥青,石蜡等 2吸水性材料在水中吸收水分的性质质量吸水率体积吸水率3耐水性材料受水作用后不损坏,其强度也不显著降低的性质成为耐水性,耐水性以材料的软化系数K软 表示fb 材料吸水饱和状态下的抗压强度,MPa fg 材料在枯燥状态下的抗压强度,MPa4抗渗性材料抵抗压力水渗透的性能,称为抗渗性抗渗性可用渗透系数K和抗渗等级来表示。5抗冻性常用抗冻等级来表示6耐久性影响耐久性的外界作用有:物理作用,化学作用和生物作用三气硬性胶凝材料1无机胶凝材料(矿物胶凝材料)A.气硬性胶凝材料:只能在空气中
8、硬化,并保持或继续提高强度,如石灰,石膏,镁制胶凝材料和水玻璃等B水硬性胶凝材料:不仅能在空气中而且能更好地在潮湿环境和水中硬化,并继续增进强度,如各种水泥2有机胶凝材料1反响方程式:2) 建筑石灰按MgO的多少,分为钙质石灰和镁制石灰3简述石灰的技术特点与用途石灰的技术特点:A生石灰良好的吸湿性,是很好的吸湿剂、防潮剂B石灰膏良好的保水性,直径约为1m的分散状态的Ca(OH)2胶体,其外表吸附一层较厚的水膜,常用作砂浆的保水材料C凝结硬化过程慢D凝结硬化过程中体积收缩大,需蒸发大量游离水,为防止干裂,可参加填充料E硬化后的石灰强度低,硬化后的石灰耐水性差Ca(OH)2结晶易溶于水,不能用于水
9、中或潮湿环境石灰的用途:A石灰乳熟石灰的水溶液或悬浊液,是一种廉价的涂料,主要用于内墙和天棚刷白,增加室内美观和亮度,也可用于外墙。a.参加各种耐碱颜料,可形成彩色涂料;b.参加少量水泥、矿渣或粉煤灰,可提高耐水性;c.参加氯化钙或明矾,可减少涂层粉化现象。B石灰砂浆按其用途,分为砌筑砂浆和抹面砂浆。a.石灰膏+砂+水,既可用作砌筑砂浆又可用作抹面。b.石灰膏+纤维+水,多用于抹面。C石灰土和三合土石灰与粘土或硅铝质工业废料混合使用,制成石灰土,加适量的水充分拌合后,经碾压或夯实,在潮湿环境中生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙,多用于加固地面、密实地面,稳定地基,可在潮湿环境中使用。如建筑
10、物或道路根底中使用的石灰土,三合土,二灰土石灰、粉煤灰或炉灰,二灰碎石石灰、粉煤灰或炉灰、级配碎石等。(D) 灰砂砖和硅酸盐制品石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合均匀,磨细,加水搅拌, 压制成形,再经过蒸汽养护,形成以水化硅酸钙为主要产物的硅酸盐制品。为使其获早期强度,往往采用高温高压养护或蒸压。如灰砂砖、硅酸盐砖、硅酸盐混凝土制品等。(E) 碳化石灰板将磨细生石灰、纤维状填料或轻质骨料搅拌成型,然后用CO2进展人碳化,而成的一种轻质板材。(F) 用于惰性胶凝材料的激发剂(G) 无熟料水泥4欠火石灰和过火石灰欠火石灰:温度太低或温度分布不均匀,碳酸钙不能完全分解;欠火石灰中心局部仍为碳酸钙硬块,
11、不能熟化,形成渣子过火石灰:温度太高;过火石灰结构严密,外表附有玻璃状硬壳,熟化很慢;用于建筑物后,能继续熟化并产生体积膨胀,引起裂缝或局部脱落现象。消除时将石灰浆在消解坑里存放2个星期以上陈伏,使未熟化颗粒充分熟化。此时石灰浆外表应覆盖一层水膜,防止石灰浆碳化。5石灰的硬化过程枯燥结晶碳化石灰凝结硬化慢的原因:a.外表首先碳化,形成致密的CaCO3薄壳,阻碍了内部石灰的进一步碳化;b.CaCO3薄壳阻碍了内部水分的散发;CO2含量低。1原料:天然二水石膏,天然无水石膏和高温煅烧石膏等2分类:根据石膏中含有结晶水的不同可分为:无水石膏CaSO4:也称硬石膏。它结晶严密,质地较硬,有天然的也可人
12、工生产。天然二水石膏CaSO42H2O:也称生石膏。大局部天然石膏矿为生石膏,是生产建筑石膏的主要原料。建筑石膏CaSO41/2H2O:也称熟石膏或半水石膏。由生石膏加工而成的,根据其内部结构不同可分为型半水石膏高强石膏和型半水石膏建筑石膏,其中杂质少,色白,磨得较细的型半水石膏又称为模型石膏。1水玻璃硅酸盐模数n-水玻璃硅酸盐模数,最常用的是硅酸钠 水玻璃。n 值越大,水玻璃中胶体组分越多, 水玻璃的黏性越大, 黏结能力较强,越难溶于水,但却容易分解硬化。2应用:b.涂刷或浸渍材料这是因为水玻璃或与材料中的Ca(OH)2反响生成硅酸钙凝胶,填充了材料间孔隙,或析出的硅酸凝胶有利于材料保护d.
13、配制耐酸砂浆或耐酸混凝土水玻璃生成硅酸凝胶e. 配制耐热砂浆或耐热混凝土四水泥按其矿物组成:硅酸盐水泥,铝酸盐水泥,铝酸盐水泥,铁铝酸盐水泥以与少熟料水泥和无熟料水泥等按其用途分类:通用水泥用于一般土木工程,专用水泥与特征水泥等凡由硅酸盐水泥熟料、05%石灰石或粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为硅酸盐水泥波特兰水泥。硅酸盐水泥分两种型号:不掺混合材料的称为I型硅酸盐水泥PI;在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量5%石灰石或矿渣混合材料的称为II型硅酸盐水泥PII。1原料:石灰质原料石灰石,白垩等,和黏土质原料黏土,黄土和页岩等;石灰质原料提供CaO,黏土质原料提供提供S
14、iO2、Al2O3与少量Fe2O3,配以辅助原料如铁矿石和砂岩2生产过程:两磨一烧制备生料,煅烧熟料,粉磨水泥3生料形成熟料的步骤:A.生料的枯燥和脱水 B.碳酸钙的分解 C.PS: 1.烧成阶段为煅烧水泥的关键必须达到足够的温度并停留适当长的时间,使生成的3CaOSiO2的反响更为充分。 2.在熟料中参加2%-5%的天然石膏调节水泥的凝结时间4.硅酸盐水泥的组分与其作用:矿物名称 化学成分缩写符号 含量硅酸三钙3CaOSiO2C3S3760%硅酸二钙2CaOSiO2C2S1537%铝酸三钙3CaOAl2O3C3A715%铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3C4AF1018%硅酸三钙和硅酸二
15、钙称为硅酸盐矿物,是强度组分,一般占总量的7582%;铝酸三钙和铁铝酸四钙称为熔剂矿物,占总量的1825% 。1主要矿物的性质:C3S水化反响速率较快,水化热较多且主要在水化反响的早期释放,其水化生成物是水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体,早期强度高,后期强度增进率较大,是决定水泥37d强度和强度等级的最主要矿物。C2S水化反响速率较慢,水化热也较低且主要在水化反响的后期释放,其水化生成物是水化硅酸钙凝胶与氢氧化钙晶体,早期强度低,后期强度增进率大,对水泥7d后的后期强度起主要作用。含量高的水泥抗化学侵蚀性好、干缩性小。C3A水化反响速率极快,水化热最大且很集中,其水化产物是水化铝酸三钙晶体,强度在
16、3d中就大局部发挥出来,但绝对值不高,且以后几乎不再增长,甚至倒缩,对水泥的早期强度有所贡献,对水泥的凝结时间起主导作用。含量高的水泥浆体干缩变形大,抗硫酸盐侵蚀性能差。C4AF水化反响速率也较快,介于C3A和C3S之间,水化热较低,其水化产物是水化铝酸三钙晶体和水化铁酸钙凝胶。强度不高,但后期还能不断增长,对水泥石的抗压强度贡献不大,对水泥抗折强度和抗冲击性能起重要作用。含量高的水泥耐化学侵蚀性好,干缩性小。2其他组分的影响:a.f-CaO、f-MgO含量过高会引起水泥安定性不良;=5%b.K2O、Na2O含量过高可能引起碱骨料反响;1%-2%c.SO3含量过高引起水泥性能变差。10mm为塑
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