建筑材料性质与分类.doc

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12.5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： 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。 凝结硬化慢、强度低。 吸湿性强。生石灰吸湿性强，保水性好，是传统的干燥剂。 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。 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： 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。 孔隙率大，体积密度小，保温、吸声性能好。 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。 耐水性、抗冻性差。 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%。 防火性好。 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：黏结力强。耐酸性好，但不耐碱性介质侵蚀。耐热性好。水玻璃的应用： 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。 加固地基。 配置防水剂。 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 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。 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： 水泥的熟料矿物组成。 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。 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。 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。 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： 凝结硬化快，强度高。 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。 碱度高、抗碳化能力强。 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。 耐磨性好。 水化热高。不宜用于大体积混凝土工程。 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。 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：早起强度低，但后期强度增长快。前度发展对温度、湿度较敏感。水化热地。耐软水、海水、硫酸盐腐蚀性好。耐热性较好。抗冻性抗渗性较差。2. 使用范围：一般耐热混凝土，大体积混凝土，蒸气养护构件，一般混凝土构件，一般耐软水、海水、硫酸盐腐蚀要求的混凝土。3. 不适用：早起强度要求较高的混凝土。严寒地区及处在水位升降范围内的混凝土。抗渗性要求高的混凝土。a) 火山灰硅酸盐水泥特性：抗渗性较好，耐热性不及矿渣水泥，干缩大，耐磨性差。其它同矿渣水泥。b) 适用于：水中、地下、大体积混凝土、抗渗混凝土。其它同矿渣水泥。c) 不适用于：干燥环境及在水位变化范围内的混凝土。有耐磨要求的混凝土。其它同矿渣水泥。1) 粉煤灰硅酸盐水泥特性：干缩性较小、抗裂性较好。其它性能与矿渣水泥相同。2) 适用于：地上、地下与水中大体积混凝土。其它同矿渣水泥。3) 不适用于：抗碳化要求的混凝土。其它同火山灰质水泥。有抗渗要求的混凝土。混凝土1. 混凝土：以胶凝材料、水和粗细骨料，必要时掺入适量外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经拌合，密实成型及养护硬化而出的人造石材。2. 为了节约水泥，降低成本，并使混凝土结构达到较高的密实程度，选择骨料时，应尽可能选用总表面积小，空隙率小的骨料。3. 混凝土外加剂：在混凝土拌合过程中加入的，用于改善混凝土性能的化学物质。其掺量不大于水泥质量的5%。常用外加剂： 减水剂：保持混凝土拌合物流动性不变的条件下，能显著减少其拌合物用水量的外加剂。其技术经济效果：a.增大流动性。b.提高强度，保持流动性与水泥用量不变情况下使水灰比下降，减少混凝土孔隙率，提高混凝土强度15%30%。c.节约水泥，保持强度不变，即水灰比及流动性不变，可减少拌合物用水，节约水泥。d.改善其它性质，如黏聚性、保水性，提高硬化混凝土的密实度，改善耐久性等。 早强剂：能提高混凝土早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂。 引气剂：在混凝土拌合过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡，以减少混凝土拌合物离析泌水、改善和易性，并能显著提高硬化混凝土抗冻性、耐久性的外加剂。 缓凝剂：能延缓混凝土的凝结时间并对混凝土后期强度发展无不利影响的外加剂。有延缓混凝土的凝结、保持和易性、延长放热时间、消除或减少裂缝以及减水增强等多种功能，对，钢筋也无锈蚀作用，适于高温季节施工和泵送混凝土、滑模混凝土以及大体积混凝土的施工或远距离运输的商品混凝土。不宜用于日最低气温小于5以下施工的混凝土。 防冻剂：在规定温度下能显著降低混凝土的冰点，使混凝土液相不冻结或仅部分冻结，以保证水泥的水化作用，并在一定时间内获得预期强度的外加剂。混凝土的技术性质：包括混凝土拌合物的技术性质和硬化混凝土的技术性质两部分，混凝土拌合物的主要技术性质为和易性。和易性：混凝土拌合物易于施工操作（包括搅拌、运输、振捣和密实成型），并能获得质量均匀、成型密实的性能。它包括流动性、黏聚性、保水性三个方面。 流动性：混凝土拌合物在本身自重或机械振捣作用下产生流动，能均匀密实填满模板的性能，它反映了混凝土拌合物的稠稀程度及充满模板的能力。 黏聚性：混凝土拌合物的各种组成材料在施工过程中具有一定的内聚力，能保持成分的均匀性，在运输、浇筑、振捣过程中不发生分层离析的现象。它反映了混凝土拌合物的均匀性。 保水性指混凝土在施工过程中具有一定的保持水分的能力，不产生严重泌水的性能。保水性差的混凝土，会造成水分的泌出，影响水泥的水化，会使混凝土表层疏松，同时泌水通道会形成混凝土的联通孔隙而降低其耐久性。它反映混凝土的稳定性。1. 混凝土拌合物的流动性通常采用坍落度法和维勃稠度法来测定。在满足施工操作及混凝土成型密实的条件下，尽可能选用较小的坍落度，以节约水泥并获得较高质量的混凝土。2. 水泥浆数量和水泥浆稠度（水灰比）。在水泥浆稠度一定，即水灰比一定时，增加水泥浆数量，混凝土拌合物的流动性增大，但水泥浆过多，易使拌合物的黏聚性和保水性变差，出现分层离析现象。混凝土配合比设计不想达到以下四项基本要求： 满足混凝土结构设计要求的强度等级； 满足混凝土施工所要求的和易性； 满足工程所处环境要求的耐久性； 在满足上面三项要求的前提下，考虑经济援助，节约水泥，降低成本。配合比设计的三个重要参数：水灰比W/C、单位用水量MW、砂率S是混凝土配合比设计的三个重要参数，它们与混凝土各性能之间有着非常密切的关系。水灰比、单位用水量、砂率三个参数的确定原则是： 满足混凝土强度和耐久性基础上，确定混凝土的水灰比； 在满足混凝土施工要求的和易性基础上，根据粗骨料的种类和规格确定混凝土的单位用水量； 砂率应以啥子填充石子空隙后略有富余的原则来确定。建筑砂浆建筑砂浆：由凝胶材料、细骨料、掺加料和水按一定比例配置而成。1. 砌筑砂浆：将砖、石、砌块等黏结成为砌体的砂浆。它起着黏结、铺垫和传递荷载的作用，是砌体的重要组成部分。主要有水泥砂浆和水泥混合砂浆。2. 掺加料：为改善砂浆的和易性，降低水泥用量，往往在水泥砂浆中加入石灰膏、电石膏、粉煤灰、黏土膏等掺加料，配制成水泥混合砂浆。砌筑砂浆的技术性质： 和易性，指砂浆易于施工操作，又能保证质量的综合性质，包括流动性（稠度）和保水性两方面的含义。流动性：砂浆流动性过大，硬化后砂浆强度将会降低，流动性过小，则不利于施工操作。保水性：新搅拌砂浆保持其内部水分不泌出的能力，保水性不好的砂浆在存放、运输和施工工程中容易产生离析和泌水现象，当铺抹与基底后，水分易被基面很快吸走，从而使砂浆干涩，不便于施工，不易铺成均匀密实的砂浆薄层。 强度：以抗压强度作为其强度指标。砂浆的强度除受砂浆本身的组成材料及配合比影响外，还与基层材料的吸水性能有关。不吸水基层（如致密石材）：影响砂浆强度的主要因素与混凝土基本相同，主要取决于水泥强度和水灰比。吸水基层：用于吸水基层（砖和其它多孔材料）时，砂浆的水分要被基面的材料吸收一些，由于砂浆具有保水性，因此不论拌合时加入多少水，经基面吸水后保留在砂浆中的水量大致相同。这时，砂浆的强度主要取决于水泥强度和水泥用量，与水灰比无关。 黏结力：砂浆应有足够的黏结力，以便将块状材料黏结成坚固的整体，因此要求砂浆对于砖石要有一定的黏结力。一般情况下，砂浆的抗压强度越高其黏结力越大。此外，砂浆的黏结力与砖石表面状态、清洁程度、湿润情况以及施工养护条件等都有关系。砌砖前先浇水湿润、表面不沾泥土，可以提高砂浆的黏结力。保证砌体质量。抹面砂浆：涂抹在建筑物或构筑物表面的砂浆，统称为抹面砂浆。根据其功能，可分为普通抹面砂浆、装饰抹面砂浆、防水砂浆和特种抹面砂浆。1. 普通抹面砂浆：也称抹灰砂浆，以薄层抹在建筑物内外表面。既保持建筑物不受风、雨、雪、大气等有害介质侵蚀，提高建筑物的耐久性，同时使表面平整、光滑和美观。抹面砂浆主要要求是：和易性以及与基底材料的黏结力。2. 为了保证砂浆层与基层黏结牢固，表面平整，避免开裂脱落，通常抹面砂浆分底层、中层和面层三层施工。各层要求不同，底层作用是事砂浆与基面能牢固地黏结，中层主要是为了找平，有时可省略，面层是为了获得平整光洁的表面效果。3. 用于砖墙的底层抹灰多为石灰砂浆，有防水、防潮要求时用水泥砂浆，用于混凝土基层的底层抹灰多为水泥混合砂浆，中层抹灰多用水泥混合砂浆或石灰砂浆，面层多用水泥混合砂浆、麻刀灰或纸筋灰。水泥砂浆不得涂抹在石灰砂浆层上。4. 在容易碰撞或潮湿部位，应采用水泥砂浆，如墙裙、踢脚板、地面、雨篷、窗台，以及水池、水井等处。在硅酸盐砌块墙面上做砂浆抹面或粘贴饰面材料时，最好在砂浆层内夹一层事先固定好的钢丝网，以免久后剥落。装饰砂浆：直接用于建筑物内外表面，以提高建筑物装饰艺术性为主要目的的抹面砂浆。分两类： 通过水泥砂浆的着色或水泥砂浆表面形态的艺术加工，获得一定的色彩、线条、纹理质感，达到装饰目的，成为灰浆类饰面。 在水泥浆中掺入各种彩色石渣作骨料，制出水泥石渣浆抹于墙体基层表面，然后用水洗、斧剁、水磨等手段除去水泥浆皮，露出石渣的颜色和质感，成为石渣类饰面。 6 / 6