(完整word版)建筑材料性质与分类
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建筑材料按使用功能分类:
1.结构材料:主要技术性能要求是具有强度和耐久性。常用的:混凝土、钢材、石材等。
2.围护材料:要求具有一定的强度和耐久性,同时还应具有良好的绝热性,防水、隔声性能等。
常用的:砖、砌块、板材等。
3.功能材料:主要是指满足某些建筑功能要求的建筑材料,如防水材料、装饰材料、绝热材料、
吸声隔声材料、密封材料等。
材料的许多性能,如强度、吸湿性、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性、吸声性都与材料的孔隙率及空隙特征有关。
孔隙率:指材料体积内,孔隙体积占材料在自然状态下总体积的百分率。
1.材料与水接触时,根据其是否能被水所润湿,分为亲水、憎水材料。
2.亲水性材料:混凝土、砖、石、木材、钢材等;大部分有机材料属于憎水性材料,如沥青、塑
料等。憎水材料具有较好的防水性、防潮性,常用作防水材料。也可用与对亲水性材料进行表面处理,降低吸水率,提高抗渗性。
3.材料吸水率不仅与材料的亲水性、憎水性有关,还与材料的孔隙率以及孔隙构造特征有关。细
小开口孔越多,吸水率越大。闭口孔隙水分不能进入,而粗大开口孔隙水分不易留存,故吸水率较小。
材料吸水或吸湿后均会对材料的性能产生不利影响。
1.材料长期在饱和水的作用下不破坏、其强度也不显著降低的性质,成为材料的耐水性。
2.抗渗性:材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质。其与材料的孔隙率和孔隙构造特征有关。密
室和闭口孔隙材料,不会发生渗水现象;较大孔隙率,且开口孔越多的亲水性材料,其抗渗性越差。
3.抗冻性:材料在吸水饱和状态下,经受多次冻融循环而不破坏,其强度也不显著降低的性质。
破坏原理,材料内部孔隙的水结冰时体积膨胀应力造成。抗冻性取决于材料的吸水饱和程度、孔隙特征以及抵抗冻胀应力的能力,密实材料、具有闭口孔隙体积的材料以及具有一定强度的材料,对冰冻具有一定抵抗能力。抗冻性是评定耐久性的重要指标之一。
4.材料的热导率与材料的化学成分、结构、体积密度、孔隙率及孔隙特征、温度和湿度等因素有
关。一般非金属材料绝热性优于金属材料,材料的体积密度小、孔隙率大、闭口孔多、孔分布均匀、孔尺寸小、材料含水率小时,材料的导热性差、绝热性好。材料在受潮或吸水时,其热导率显著增大,绝热性能变差。
5.比强度是评价材料是否轻质高强的指标,比强度等于材料的强度与体积密度的比值。
6.材料的耐久性是一项综合性能,一般包括抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性、抗老化性、抗碳化、耐
热性、耐旋光性。不同材料,其性质和用途不同,对耐久性的要求也不同。
胶凝材料
1.胶凝材料:指能将块状、散粒状材料黏结为整体的材料。按化学成分分为无机、有机胶凝材料。
无机胶凝材料根据硬化条件分为气硬性、水硬性胶凝材料两类。
2.气硬性胶凝材料:只能在空气中凝结、硬化,保持和发展其强度的凝胶材料;如:石灰、石膏、
水玻璃等,一般只适用于地上或干燥环境、不宜用与潮湿环境与水中。
3.水硬性胶凝材料:不仅能在空气中硬化,而且能更好地在水中凝结、硬化,保持和发展其强度
的胶凝材料,如各种水泥。既适用于干燥环境,又适用与潮湿环境与水中。
石灰:生石灰熟化时放出大量的热量,其放热量和放热速度都比其他胶凝材料大得多。生石灰熟化的另一个特点是体积增大1~2.5倍。过火石灰熟化十分缓慢,其可能在石灰应用之后熟化,其体积膨胀,造成起鼓开裂。为了消除过火石灰在使用中造成的危害,石灰膏应在储灰坑中存放半个月以上,方可使用。这过程称为“陈伏”。陈伏期间,石灰浆表面应覆盖一层水,以隔绝空气,防止石灰浆表面碳化。
石灰的特性:
①良好的保水性。利用这一性质,将其渗入水泥砂浆中,配制成混合砂浆,克服了水泥砂浆
容易泌水的缺点。
②凝结硬化慢、强度低。
③吸湿性强。生石灰吸湿性强,保水性好,是传统的干燥剂。
④体积收缩大。石灰浆体凝结硬化过程中,蒸发大量水分,由于毛细管失水收缩,引起体积
收缩。因此石灰除粉刷外不宜单独使用。
⑤耐水性差。若石灰浆体尚未硬化之前,就处于潮湿环境中,由于石灰中水分不能蒸发出去,
则其硬化停止;若是已硬化的石灰,长期受潮或受水浸泡,则由于氢氧化钙可溶于水,会
使已硬化的石灰溃散。
石膏:石膏及其制品具有轻质、隔热、阻火、吸音、形体饱满、容易加工等一系列优良性能。
石膏分为建筑石膏和高强石膏。高强石膏晶体粗大,比表面小;浆体硬化后具有较高的密实度和强度。高强石膏可以用于室内抹灰,制作装饰制品和石膏板。若渗入防水剂可制成高强度防水石膏,在潮湿环境中使用。
石膏的特性:
①凝结硬化快,加水后6分即可凝结,终凝不超过30分钟,常温干燥下一周可完全硬化。
②孔隙率大,体积密度小,保温、吸声性能好。
③具有一定的调湿性,由于硬化体多孔结构的特点,石膏制品的热容量大、吸湿性强。
④耐水性、抗冻性差。
⑤凝结硬化时体积微膨胀。建筑石膏在凝结硬化时体积微膨胀,膨胀率为0.05%~0.15%。
⑥防火性好。
⑦装饰性好。石膏制品表面细腻平整,色洁白,装饰性好。
水玻璃特性:①黏结力强。②耐酸性好,但不耐碱性介质侵蚀。③耐热性好。
水玻璃的应用:
①涂刷材料表面,侵渍多孔性材料:以水玻璃涂刷石材表面,可提高其抗风化能力,提高建
筑物的耐久性。
②加固地基。
③配置防水剂。
④水玻璃混凝土。水玻璃混凝土具有机械强度高,耐酸和耐热性好,整体性强,材料来源广
泛,施工方便,成本低及使用效果好等特点。
水泥
①硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料、石膏调凝剂和混合材料三部分组成;熟料中四种主要矿物质:
硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。改变熟料成分之间的比例,水泥的特性就会发生相应的变化。提高硅酸三钙相对含量,制得高强水泥和早强水泥。提高硅酸二钙含量,同时降低硅酸三钙含量,可制得低热水泥或中热水泥。
②水泥浆体硬化后称为水泥石,主要由凝胶体(胶体与晶体)、未水化的水泥熟料颗粒、毛细孔
及游离水分等组成。水泥石的硬化程度越高,凝胶体含量越多,未水化的水泥颗粒和毛细孔含量越少,水泥的强度越高。
影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素:
①水泥的熟料矿物组成。
②水泥颗粒的细度。水泥磨得越细,水泥颗粒平均粒径小,比表面积越大,水化时水泥熟料
矿物与水的接触面大,水化速度快,水泥凝结硬化速度也随之加快。
③水灰比:水泥浆中水与水泥的质量比。水灰比较大,水泥颗粒间由于被水隔开的距离较大,
颗粒间相互连接形成骨架结构所需凝结时间长,所以水泥凝结较慢,且硬化后的水泥石毛
细孔含量越多,强度也越低。水灰比过小,会造成施工困难。所以,在满足施工要求的前
提下,水灰比越小,毛细孔越少,凝结硬化和强度发展较快,且强度越高。
④石膏的渗量。生产水泥时掺入石膏,主要是作为缓凝剂。当不掺石膏或掺量较少时,凝结
硬化速度快,但水化不充分。但掺量过多,会对水泥石的后期性能造成危害。
⑤环境温度和湿度:如果环境干燥,水泥浆中水分蒸发过快时,会引起水泥制品表面的收缩
开裂,且水泥没有足够的水无法进行充分的水化反应。
硅酸盐水泥的特性及应用:
①凝结硬化快,强度高。
②抗冻性好硬化后的水泥石密实度较大,抗冻性优于其他通用水泥。
③碱度高、抗碳化能力强。
④干缩小。水泥石密实,游离水分少,不易产生干缩裂缝,可用于干燥环境的混凝土工程。
⑤耐磨性好。
⑥水化热高。不宜用于大体积混凝土工程。
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。
混合材料:掺入到水泥或混凝土中的人工或天然矿物材料成为混合材料。常温下能与氢氧化钙和水发生水化反应,生成水硬性水化产物,并能逐渐凝结硬化产生强度的混合材料成为活性混合材料。
1.矿渣硅酸盐水泥特性:①早起强度低,但后期强度增长快。②前度发展对温度、湿度较敏感。
③水化热地。④耐软水、海水、硫酸盐腐蚀性好。⑤耐热性较好。⑥抗冻性抗渗性较差。
2.使用范围:①一般耐热混凝土,②大体积混凝土,③蒸气养护构件,④一般混凝土构件,⑤一
般耐软水、海水、硫酸盐腐蚀要求的混凝土。
3.不适用:①早起强度要求较高的混凝土。②严寒地区及处在水位升降范围内的混凝土。③抗渗
性要求高的混凝土。
a)火山灰硅酸盐水泥特性:①抗渗性较好,耐热性不及矿渣水泥,干缩大,耐磨性差。②其它同
矿渣水泥。