建筑材料培训

建筑材料培训第一章建筑材料的基本性质第二章天然石材第三章烧土制品及玻璃第四章气硬性胶凝材料第五章水泥第六章混凝土及砂浆第七章金属材料第八章木材第九章沥青材料第十章合成高分子材料第十一章绝热材料及吸声材料第十二章建筑涂料第十三章建筑防火材料一、密度•1、密度－材料在绝对密实状态下单位体积的质量。单位g/cm3或kg/m3。•公式：ρ=m/v式中ρ－实际密度（g/cm3）m－材料的质量（g）V－材料在绝对密实状态下的体积（cm3）第一章建筑材料的基本性质1.1材料的基本物理性质2、密度的测量•绝对密实状态下的体积－是指构成材料的固体物质本身的体积，或称实体积孔隙在内的体积。•实际密度的测量：•1）对近于绝对密实的材料：金属、玻璃等直接以排水法作为密实态体积近似值•2）对有孔隙的材料：砖、混凝土、石材磨成细粉－排水法求的体积即为密实态体积二、表观密度•表观密度－材料在自然状态下单位体积的质量。单位g/cm3或kg/m3。公式：ρ0=m/V0式中ρ0－表观密度（g/cm3）m－材料的质量（g）V0－在自然状态下的体积（cm3）三、堆积密度•堆积密度－对粉状材料（如水泥）或粒状材料（如砂、石）在堆积状态下，单位体积的质量。单位g/cm3或kg/m3。公式：ρ’0=m/V’式中ρ’0－堆积密度（g/cm3）m－材料的质量（g）V’0－材料的堆积体积（cm3）四、孔隙率•孔隙率－指材料中孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。或称总空隙率公式：P=V孔/Vo*100%式中：P—空隙V孔—材料中全部孔隙的体积Vo—材在自然状态下的体积又由于P=(Vo–V)/Vo*100%=(1-V/Vo)*100%=(1-ρo/ρ)*100%五、空隙率•空隙率－散粒材料在自然堆积状态下，其中的空隙体积与散粒在自然堆积状态下的体积之比的百分率称为空隙率•公式：P0=(1-ρ/o/ρo)*100%P0—散粒材料的空隙率ρ/o—散粒材料的堆积密度ρo--材料的体积密度1.2材料的力学性质一、强度材料在力（荷载）作用下抵抗破坏的能力成为强度。材料强度有抗拉、抗压、抗剪、抗弯（抗折）强度等。常通过破坏性试验测定。•弹性－材料在外力的作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质。•弹性模量E=σ/ε•塑性－材料在外力的作用下产生变形而不出现裂缝,并且外力停止后,不能自动恢复原来形状的性.遗留的变形称为塑性变形.•实际的材料并不存在理想的弹性变形和塑性变形。二、弹性和塑性•脆性－当材料受力达到一定程度后，突然破坏，而破坏时并无明显的塑性变形的性质。•脆性材料：砖、石材、陶瓷、玻璃、普通混凝土、普通灰铸铁等。•韧性－在冲击或动力荷载作用下，材料能吸收较大的能量，同时也产生较大的变形而不致破坏的性质。•韧性材料：木材、钢材。三、脆性和韧性四、硬度和耐磨性1.3材料与水有关的性质•1、亲水性与憎水性材料在空气中与水接触时，根据其是否能被水润湿，将材料分为亲水性和憎水性两大类。常用润湿角θ表示。亲水性材料θ≤90°憎水性材料θ＞90°2、吸水性和吸湿性•材料吸收水分的能力称为吸水性（1）质量吸水性：W=(m2-m1)/m1*100%式中：W—质量吸水率，%m2—材料在绝对干燥状态下的质量m1—材料在浸水饱和状态下的质量•3、耐水性－材料在水作用,保持其原有性质的能力称为耐水性,用软化系数表示。公式:KP=fW/f•式中:KP－材料的软化系数f－材料在干燥状态下的抗压强度（MPa）fW－材料在浸水饱和状态下的抗压强度（MPa）•4.、抗渗性－材料抵抗有压介质（水、油、气）渗透的性质称抗渗性。•抗渗性用抗渗标号S表示•5、抗冻性－浸水饱和的材料在冻,融循环作用下保持其原有性质的能力称为抗冻性。用抗冻标号D表示。1.4材料的耐久性1.耐久性是指材料保持工作性能直到极限状态的性质。1.5材料的热工性质•1、导热性－材料传导热量的能力称为导热性。其大小用热导率（λ）表示。•2、热容量－材料加热时吸收热量，冷却时放出热量的性质，称为热容。大小用比热容（比热）表示1.6材料的装饰性能一、装饰材料的基本要求：颜色、光泽、表面组织及形状尺寸、质感等二、装饰材料的选用原则：结合建筑物特点，室内外环境相协调。第二章天然石材2.1岩石的形成和分类石材是天然岩石不经机械加工或镜机械加工而的到的材料的统称。一.造岩矿物天然岩石是矿物的集合体，组成岩石的矿物称为造岩矿物。二.岩石的种类按照岩石的形成条件可分为火成岩、沉积岩和变质岩。2.2建筑石材的技术性能一、物理性能二、力学性能三、装饰性能2.3建筑上常用岩石（一）花岗石•它属于深成岩，是火成岩中分布最广的岩石，其主要的矿物组成为长石，石英和少量的云母。它耐磨性好，抗风化性好及耐久性高，耐酸性好。•花岗岩主要用于基础，挡土墙，勒脚，踏步地面，外墙饰面雕塑。（二）砂岩它是母岩碎屑沉积物被天然胶结而成，其主要成分是石英。（三）石灰石•它属于沉积岩，主要由方解石组成•石灰岩可用与基础，墙体，挡土墙等砌体。（三）大理石•它属于副变质岩，由石灰岩或白云岩变质而成，主要矿物组成为方解石和白云石。大理岩主要用于室内的装修，如墙面，柱面及磨埙较小的地面，踏步。2.4石材的加工类型及选用石材的选用原则：实用性、经济性、安全性。第三章烧土制品和玻璃以粘土为主要原料，制成坯体，干燥后，经高温焙烧而成的人造石材，统称烧土制品。烧土制品品种很多，主要有普通粘土砖、粘土空心砖、粘土瓦、面砖、锦砖、铺地砖、陶瓷污水管、卫生陶器等。1、烧结普通砖：标准尺寸240mmx115mmx53mm，砖的质量等级根据国标规定按照抗压强度和抗风化性能判定。2、烧结空心制品：烧结多孔砖；烧结空心砖；空心砌块。3、玻璃是以石英砂、纯碱、石灰石等为主要原料。是典型的脆性材料。4、建筑上常用的玻璃：普通平板玻璃；装饰玻璃；安全玻璃；节能玻璃；防火玻璃。第四章气硬性胶凝材料胶凝材料可分为有机和无机两大类。无机胶凝材料根据硬化的不同分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料是只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续提高其强度的材料。一、石灰的锻造•1.生产石灰的原料主要是碳酸钙为主的天然岩石。CaCO3——CaO+CO2（900-1100度）即得生石灰，其内部孔隙大，晶粒小，体积密度小，与水作用快。•2.欠火石灰：温度控制不够产生的，它只是降低了石灰的利用率，不会带来危害。•3.过火石灰：是由于温度过高得到的石灰，它的结构致密，孔隙率小，体积密度大4.1建筑石灰二、生石灰的熟化•（一）石灰的熟化生石灰（氧化钙）与水发生作用生成熟石灰（氢氧化钙）的过程，称为石灰的熟化或消解。（消化）CaO+H2O—Ca(OH)2熟石灰又称消石灰，有两种熟化形式即：石灰膏与消石灰三、石灰的硬化•石灰浆体的硬化过程包括干燥硬化和炭化硬化.机理:•干燥硬化－砌体吸水、空气碳化硬化－碳化生成CaCO3•由于空气中的二氧化碳少,且生成的碳酸钙负在表面阻止反应的进行因此石灰浆体硬化慢,强度低,也不耐水.四、建筑石灰的技术指标五、石灰的应用拌制灰土或三合土、配制水泥石灰砂浆、•石灰砂浆、石灰乳、制作碳化石灰板、•制造加气混凝土砌块、粉煤灰砌块等•配制无熟料水泥：矿渣＋石灰－磨细4.2石膏一、建筑石膏(一）建筑石膏的凝结与硬化建筑石膏加水溶解、水化、生成胶体、析出晶体，这些作用相互交错，同时进行，形成了石膏的凝结和硬化。（二）、建筑石膏的性能•1）凝结硬化快•2）凝结硬化时体积膨胀•3）孔隙率大与体积密度小•4）保温性和吸收性好•5）强度较低•6）具有一定的调温和调湿性能•7）防火性好，但耐火性较差•8）耐水性，抗掺性，抗冻性差（三）、建筑石膏的应用建筑石膏的用途很广，主要用于室内摸灰，粉刷，可制成各种石膏雕塑、饰面板及各种装饰件。二、石膏板以建筑石膏为原料而制成的石膏板，目前主要有：纸面石膏板、石膏空心条板、石膏装饰板、纤维石膏板等。4.3水玻璃水玻璃的主要原料是石英砂、纯碱或含硫酸钠的原料。水玻璃和普通玻璃不同，它能溶解于水，并能在空气中凝结、硬化。水玻璃的应用范围：涂料、耐酸砂浆及耐酸混凝土、耐热砂浆及耐热混凝土、灌浆材料、加固土壤、配置速凝防水剂等。5.1硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥•定义－由硅酸盐水泥熟料、0％～5％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（国标定义）。一.硅酸盐水泥（一）、硅酸盐水泥生产及其矿物组成1、生产工艺:两磨一烧。煅烧时由生料脱水和分解出的CaO,AL2O3,SiO2,Fe2O3,在约1450度的高温下相互间产生化学反应,生成一些以硅酸盐为主的新的化合物,称为水泥熟料.第五章水泥2、硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成：四种熟料矿物:硅酸三钙(C3S),硅酸二钙(C2S),铝酸三钙(C3A),铁铝酸四钙(C4AF)；还有少量游离的氧化钙（CaO）、游离的氧化镁（MgO）等。其中硅酸钙是主要的，约占70%以上。3、四种矿物的比例对水泥性质的影响:如提高C3S的含量,可得到高强硅酸盐水泥;提高C3S和C3A的含量,即可制得快硬硅酸盐水泥;降低C3S和C3A的含量,提高的含量可的低热或中热硅酸盐水泥.（二）、硅酸盐水泥的凝结和硬化水化－物质由无水状态变为有水状态，由低含水变为高含水，统称为水化。凝结－水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠并失去可塑性的过程称为凝结。硬化－此后，浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石状固体（水泥石），这一过程称为硬化。2、水泥的凝结和硬化，除了与水泥的矿物有关外，还与水泥的细度、拌合水量、硬化环境（温度、湿度）和硬化时间有关。1、硅酸盐水泥遇水后，各熟料矿物与水发生化学反应（水化反应），形成水化物。(水化硅酸钙凝胶、水化铝酸三钙晶体、水化铁酸钙凝胶)（三）、硅酸盐水泥的技术性能1、密度和表观密度密度：3.05～3.20g/cm3，一般取3.1表观密度：1.3g/cm32、细度指水泥颗粒的粗细程度，用筛余或比表面积表示（300～350m2/kg），影响水泥的水化速度、收缩等性质3、标准稠度用水量一般在23%~31%之间。4、凝结时间a.初凝时间（t初）－水泥开始加水拌和至水泥浆开始失去可塑性所需的时间。b.终凝时间（t终）－水泥开始加水拌和至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。c.GB1346规定：t初≮45mint终≯6.5h5、体积安定性定义:是水泥硬化后因体积膨胀而产生不均匀变形的性质。体积安定性不良的水泥应作不合格品（废品）处理。原因:熟料中含游离氧化钙（f-CaO)过多熟料中含游离氧化镁（f-MaO)过多石膏过多6、强度根据3d和28d龄期的强度，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥分为六个强度等级。水泥的强度主要决定于熟料的矿物组成和细度。7、水化热水泥的水化是放热反应，水泥在凝结硬化过程中放出的热量，成为水泥的水化热。水化放热对大体积混凝土构筑物是有害的。但对一般建筑的冬季施工则是有利的。（四）、硅酸盐水泥的腐蚀及防治方法定义－硅酸盐水泥硬化而成的水泥石在外界侵蚀性介质（软水、含酸、含盐、含碱等）的作用下结构受到破坏，强度降低的现象称为水泥石的腐蚀。表现形式：体积膨胀－膨胀型腐蚀体积收缩－溶出型腐蚀1、水泥石腐蚀的原因内因－水泥石本身存在有引起腐蚀的Ca(OH)2和水化硫铝酸钙；外因－环境中有害介质的存在；软水腐蚀；一般酸性水腐蚀；碳酸腐蚀；硫酸盐腐蚀等。2、水泥石腐蚀的防止措施：根据侵蚀环境特点,合理选用水泥品种；提高水泥石的密实度；加作保护层－石材、陶瓷、沥青（五）、硅酸盐水泥的应用常用于：重要结构的高强混凝土和预应力混凝土工程要求凝结快的现场浇注的混凝土工程冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程不宜用于：受流动的软水和有水压作用的工程受海水和矿物水作用的工程大体积工程耐热、耐酸工程二、普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥与硅酸盐水泥的差别，仅在于其中含有少量混合材料，其基本性能与硅酸盐水泥相同。5.2混合材料及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的石膏共同