建筑材料課堂筆記

1.土木工程的三次飛躍：a.磚瓦的出現(xiàn)b.鋼材的出現(xiàn)c.混凝土的出現(xiàn)2.世界三大高樓a.哈利發(fā)塔(高828m)b.臺(tái)北101(高508m)c.上海環(huán)球金融中心(高492m)3.材料的發(fā)展趨勢(shì)a.堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展b.以人為本c.積極采用高科技成果1.※概念：在建 筑工程中所使用的的各種材料及其制品的總稱(chēng)。是一切建筑工程材料的物質(zhì)2.分類(lèi)：筑功能材料料3.建筑材料技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)：是生產(chǎn)流通和使用單位檢驗(yàn)確定產(chǎn)品質(zhì)量是否合格的技術(shù)文件。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB(GB/T)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)DB、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB 度)：指材下(不含任 c.體積密 度：指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)dd堆積密 度：指散粒(粉狀粒狀或纖維狀)材料在 自然狀態(tài)下，單位體 積(包含顆粒內(nèi)部的 孔隙及顆粒之間的空 隙)所具有的質(zhì)量。 3.材料的密實(shí)度與孔隙率實(shí)的程度，反映了材料的致密程度。材料體積內(nèi)孔隙體積占材料總體積的百分※孔隙率的的致密程度。4.材料的填充與空隙率填充的程度。料在某容器的堆積體積中，顆粒之間的空隙體積占總體積5.材料與水有關(guān)的性質(zhì) (1)親水性材料(潤(rùn)濕 憎水性材料(潤(rùn)濕 材料直接與水接觸吸入水分的性質(zhì)衡量指標(biāo)—吸水率：吸水飽和時(shí)的含水率(分的質(zhì)量占干燥時(shí)質(zhì)量的然體積的百分率吸水率等于質(zhì)量吸水率乘以材(3)吸濕性： ※材料在潮濕的空氣中吸收水分的性質(zhì)的百分?jǐn)?shù)與水接觸情況與水接觸情況反應(yīng)過(guò)程衡量指標(biāo) (4)耐水性：材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下而不破壞，其強(qiáng)度也不顯著降低的軟化系數(shù)的大小表明材料浸水后強(qiáng)度降低的程度耐水性越差※Kp>0.85:經(jīng)常位于水中或受潮嚴(yán)重的重要結(jié)構(gòu)物的材料 (5)抗?jié)B性：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì) (用滲透系數(shù)或抗?jié)B等級(jí)表示)抗?jié)B系數(shù)反映了材料在單位時(shí)間內(nèi)，在單位水頭作用下，通滲透系數(shù)越小的材料其抗?jié)B性越好※對(duì)于混凝土和砂漿 (6)抗凍性：材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受壞，同時(shí)強(qiáng)度也不嚴(yán)重降低的性質(zhì)6.材料的熱性質(zhì) (1)導(dǎo)熱性：材料傳到熱量的能力。用導(dǎo)熱系材料的孔隙率較大者其導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)反而增高 熱時(shí)吸收熱量，冷卻釋放出熱熱容量大小用比熱容表示 (3)材料的保溫隔熱性能a.1/λ表示材料的熱阻，用R表示b.導(dǎo)熱系數(shù)λ和熱阻R都是評(píng)定建筑材料保溫隔熱性能的重要指標(biāo)c．材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小，其熱阻值越大，則材料的導(dǎo)熱性能越差，其保溫隔熱性能越好 (1)強(qiáng)度：材料在外力作用下抵抗變形的能力(抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度)C25……C8014個(gè)強(qiáng)度等級(jí)※(2)比強(qiáng)度：對(duì)不同材料進(jìn)行比較a.比強(qiáng)度是按單位質(zhì)量計(jì)算的材料強(qiáng)度b.其值等于材料的強(qiáng)度與其體積密度之比c.它是衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)的一個(gè)主要指標(biāo) 外作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后材料變形即可消失并能完全恢復(fù)原來(lái)彈性變形范E是衡量材料抵抗變形的能力的一材料越不易變形 (2)塑性：在外力作用下材料產(chǎn)生變形，如果取消外力后仍保持變型后的形狀尺寸并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì) (1)脆性：在外力作用下，當(dāng)外力達(dá)到一定限度后，材料無(wú)明顯的塑性變形而又突然破壞的性質(zhì) (2)韌性：在沖擊、震蕩荷載作用下，材料能吸收較大的能量產(chǎn)生一定的變形而不致被破壞的性材料的硬度與耐磨性 (1)硬度：材料表面能抵抗其他較硬物體壓入或刻劃的能力 (2)耐磨性：材料表面抵抗磨損的能力 (1)耐久性：材料在使用過(guò)程中能長(zhǎng)久保持其原有性質(zhì)的能力 生物作用、機(jī)械作用等(1) 件下經(jīng)過(guò)自身的一系列物理化學(xué)作用后能將散粒或塊狀材料粘結(jié)成為具有一定強(qiáng)度的整體的材料 (2)分類(lèi)：膠凝材料分為有機(jī)膠凝材料和無(wú)機(jī)膠凝材料；無(wú)機(jī)膠凝材料分為氣硬性膠凝材氣硬性膠 化，保持并發(fā) 1.石膏膠凝材料：※水硬性膠 能更好的在水發(fā)展其強(qiáng)度 (原料)天然或含二水及其廢渣※建筑點(diǎn))白色粉 末，晶體細(xì) 小，需水量 大，其制品 點(diǎn))白色粉 末，晶體粗 大，比表面 積小，需水 量小其制品 硬化后密實(shí) 度大，強(qiáng)度 高2.建筑石膏的凝結(jié)硬化 (1)建筑石膏與適量水生成二水硫酸鈣晶體、溶解度小 (2)凝結(jié)硬化：水化程度越高，二水硫酸鈣越多，漿體變稠，開(kāi)始凝結(jié)；晶體連生共生形成晶體3.建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)： (1)技術(shù)要求：白色粉末，輕質(zhì)材料，細(xì)度，強(qiáng)度，凝結(jié)時(shí)間 ※凝結(jié)硬化快(初凝 6min;終凝30min) (簡(jiǎn)答)b.空隙率大，保溫吸 聲性好 c.調(diào)溫調(diào)濕性 .※微膨脹性能雕 刻出花紋 灰燒溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)生成過(guò)火石灰氧化鈣 (1)熟化特點(diǎn)：速度快；體積膨※(2)過(guò)火石灰的特性：結(jié)構(gòu)密實(shí)消化速度慢周以上，使石灰充分消化※(簡(jiǎn)答題：墻上出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋及個(gè)別部位出現(xiàn)突出的放射狀裂紋，分析現(xiàn)象出現(xiàn)的原因？答：石灰砂漿中含有過(guò)火石灰，其消化速度極慢，由于吸收空氣中的水分繼續(xù)消化，體 積膨脹，致使墻面隆起、開(kāi)裂：消化水降水生成碳酸鈣和水5.品種及技術(shù)指標(biāo)據(jù)氧化鎂含量分為鈣質(zhì)石灰和美質(zhì)石灰成品加工方法：塊灰；磨細(xì)的生石灰粉；消石灰粉；石灰膏；石灰乳6.石灰的特性(簡(jiǎn)答) (1)可塑性和保水性好 (2)吸濕性強(qiáng) (3)凝結(jié)硬化慢，強(qiáng)度低 (4)※體積收縮性大 (5)耐水性差7.石灰的應(yīng)用： (1)配制石灰砂漿和石灰乳涂料※(2)配置灰土和三合土(灰土：石灰和粘土；三合土：石灰、粘土、沙石或爐渣等填料)其強(qiáng)度和耐水性比石灰或粘土都高 (3)制作碳化石灰板 (4)制作硅酸鹽制品 (5)配置無(wú)熟料水泥通用水泥：土建工程常用例：硅酸鹽水泥專(zhuān)用水泥：例：道路水泥、砌筑水泥特性水泥：例：快硬水泥、膨脹水泥 由硅酸鹽水泥熟料、0-5%石灰石或粒化高 制成的水硬性膠凝材2.生產(chǎn) 化二鐵、的石膏生成水泥3.水泥孰料礦物的組成：硅酸三酸二酸三鋁酸4.硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化 (1)水化：孰料與水的反應(yīng)CaO·Al2O3·6H2O(水化鋁酸鈣)與結(jié)硬化時(shí)間 各種孰料礦物與水單獨(dú)作用時(shí)表現(xiàn)的簡(jiǎn)寫(xiě))硅酸三鈣硅酸二鈣C2S鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣CC3SC4AF凝結(jié)硬化速快度28d水化放多量慢少低早期低后期高 (2)水泥的凝結(jié)硬化 (3)水泥的結(jié)構(gòu)及其影響因素①水泥石的結(jié)構(gòu)：水化產(chǎn)物；未水化的水泥顆粒；孔隙；水②影響因素：養(yǎng)護(hù)時(shí)間；養(yǎng)護(hù)溫度；水灰比 (課本“不同水化程度水泥石結(jié)構(gòu)的組成”圖)結(jié)論：a.水灰比相同的水泥漿，水化程度越高水化產(chǎn)物越多，而毛細(xì)孔和未水化水泥量相對(duì)少，則水泥石結(jié)構(gòu)b.水灰比不同，水化程度相同的水泥石，水灰比越大，毛細(xì)孔占的比※(4)硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)(簡(jiǎn)答) ②氧化鎂、三氧化硫、堿 及不溶物的含量 ③燒失量(水泥在一定的 灼燒溫度和時(shí)間內(nèi)，燒失④標(biāo)準(zhǔn)稠度及其用水量 ⑤※凝結(jié)時(shí)間(初凝時(shí) 合起至水泥漿開(kāi)始失 泥開(kāi)始加水拌和起至水泥漿完全失去可塑性并開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度所 得遲于6.5h) ⑥體積安定性(簡(jiǎn)答)： a.(概念)水泥硬化后體積變化的穩(wěn)性不良的氧化鈣氧化鎂石膏摻量得應(yīng)用于任何工程(也可答處理方法)；引起混d.測(cè)定：沸法和雷氏夾⑦水泥的強(qiáng)度與等級(jí) (水泥膠砂試驗(yàn))水泥比例混合，采用0.5的水灰比制成按結(jié)果將硅酸鹽級(jí) 對(duì)一般建筑的施工是有積混凝土是1.水泥混合材料(簡(jiǎn)答)(1)活性混合材料：具有火山灰性或 潛在水硬性 或兼有火山 灰性和潛在 水硬性的礦 (2)非活性材料：在水泥中主要起填 加水泥產(chǎn)量 既降低水化 熱而又不損 害水泥性能 的礦物質(zhì)材 作用：改善水泥性 2.摻混合材料的硅酸鹽水泥合材料，適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料等級(jí)、終凝時(shí)間水和其他材料按適當(dāng)比例配制并硬化而成的具有所需的形狀、強(qiáng)度和耐久性的人造石材分類(lèi)：(1)根據(jù)所用膠凝材料的不同：瀝青砼、水泥砼、石膏砼 (2)根據(jù)體積密度：重砼、普通砼、輕砼 (3)※根據(jù)普通混 凝土、高強(qiáng)砼、超2.混凝土的優(yōu)點(diǎn)與發(fā)展 (1)優(yōu)點(diǎn)：原材料豐富；易于加工成型；匹配性好；可調(diào)整性好；節(jié)約大量鋼材和木材；耐久性好、維修費(fèi)用少缺點(diǎn)：自重大；比強(qiáng)度小；抗拉強(qiáng)度低；變形能力差；易開(kāi)裂 二，普通混凝土的組成1.組成材料及其作用：水泥漿(水和水泥)硬化前起潤(rùn)滑作用，增加流動(dòng)性，硬化后起膠凝作用，增加強(qiáng)度；砂和用；外加劑和摻合料硬化前起改善和易性作用，硬化后提高混凝土的物理力學(xué)性2.技術(shù)要求 (1)水泥：強(qiáng)度原則是用高強(qiáng)度等級(jí)水泥配置高 強(qiáng)度等 級(jí)砼；用低強(qiáng) 度等級(jí) 水泥配置低強(qiáng) 度等級(jí)砼； (2)細(xì)骨料(砂的細(xì)度模數(shù)和顆粒級(jí)配)粗細(xì)程度：不同粒徑的沙粒混合在一起后的總體砂的粗細(xì)顆粒配：粒徑的砂的分布情況 (3)粗骨料顆粒形顆粒形狀棱角表面特征糙粗骨料碎石高低流動(dòng)性粘聚性最大粒徑：粗骨料公稱(chēng)粒級(jí)的上限稱(chēng)為該粒最小間距：相鄰兩根鋼筋中心圓的距離最小凈距：相鄰兩根鋼筋內(nèi)邊緣的距離連續(xù)級(jí)配/間斷級(jí)配強(qiáng)度(巖石立方體強(qiáng)度/壓碎指標(biāo)值)混凝土的最大粒徑不得大于最小截面※三.混凝土拌合物的和易性種工序施工操作(攪拌、運(yùn)輸、澆注、搗實(shí))并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的混凝土的性能。包括流動(dòng)性，粘聚性，水性性的主要因素(1)水泥漿用量：水灰比一 定的情況下，水泥漿越多流動(dòng)性越強(qiáng)，過(guò)多出現(xiàn)流漿，粘聚性降低，強(qiáng)度降低；水泥漿越少，流動(dòng)性越差，過(guò)少流動(dòng)性要求，使強(qiáng)度升(2)水泥漿稠度：水泥漿 現(xiàn)離析流漿，使粘聚性降流動(dòng)性越低，過(guò)小后會(huì)干水灰比要合適，滿(mǎn)足強(qiáng)(3)砂率：混凝土中砂的 質(zhì)量占砂石總重量的百分比過(guò)大過(guò)小都降低砼拌合物獲得最大的流動(dòng)(4)組成材料的影響)外加劑(6)時(shí)間和溫度1.強(qiáng)度： (1)砼立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu：準(zhǔn)條件下或在水中養(yǎng)護(hù)到28d期齡，所測(cè)得的抗壓強(qiáng)度值為砼立 (2)砼立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)cu,k:強(qiáng)度保證率為95%的砼立方體抗壓強(qiáng)度。它是砼等級(jí)強(qiáng)度劃分依據(jù)。 (例)※壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k=40MPa ⅹⅹ的棱柱體為標(biāo)準(zhǔn)試件※(4)砼的抗拉強(qiáng)度：fts=(1/10~1/20)fcu2.影響混凝土強(qiáng)度的主要因素 (1)水泥的強(qiáng)度等級(jí)和水灰比①水泥的實(shí)際強(qiáng)度f(wàn)ce增大，砼立方體抗壓強(qiáng)度增大水灰比增大，砼立方體抗壓強(qiáng)度增大碎石α (計(jì)算題中用)卵石αa=0.48;依據(jù)) (2)骨料的影響(3)溫度和濕度的影響 (4)齡期 (5)試驗(yàn)條件：試件尺寸150mmⅹⅹ3.提高砼強(qiáng)度的措施(見(jiàn)課本)1.非荷載作用下的變形①化學(xué)收縮：在砼硬化過(guò)程中由于水泥生成物的固體體積比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積小，從而引起砼的收縮。不可恢復(fù)。2.荷載作用下的變形 作用下的變形：砼的彈塑性變形；砼的彈性模量 (2)長(zhǎng)期荷載作用下的變形※(徐變)：在一定 荷載不變,隨著時(shí)間的不斷延續(xù)而增加的變形.抗?jié)B性：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)?！笜?biāo)：抗?jié)B 壓力而不滲透 2.抗凍性：材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍結(jié)合和融化而不破壞，同時(shí)強(qiáng)度也不嚴(yán)重降低的性質(zhì)※指標(biāo)：抗凍 凍融循環(huán)且強(qiáng)度 損失<25%,質(zhì)量損 3.抗侵蝕性4.砼的碳化 度基本相同的條件土拌合用水量的外※九.普通混凝土米混凝土中各項(xiàng)材eg:C=414kg,S=709kg,G=1400kg,W=9.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求足砼施工操作要求足環(huán)境的要求位用水量※4.步驟與試驗(yàn)室配合比→施工配合比----計(jì)算題(1)初步配合比：①試配強(qiáng)度f(wàn)cuo=fcuk-t③單位用水量：查表法⑥求砂和石子：質(zhì)=2400坍落度值 (2)基準(zhǔn)配合比：①坍落度②求基準(zhǔn)(3)試驗(yàn)室配合比(題中指出經(jīng)砼強(qiáng)度試驗(yàn)恰好滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要試驗(yàn)室配合比等于基準(zhǔn)配合(4)施工配合比：C=C’。S=S’。(1+a%)砂的含水率a% (1+b%)石子的含水率b%1.砂漿的組成材料：膠凝材料(水泥、石灰)；細(xì)骨料(砂)；水；外加劑和摻合料指標(biāo)沉入度(2)度 (3)強(qiáng)度：砂漿的強(qiáng)度等級(jí)是以表示養(yǎng)護(hù)28d后的砂漿立方體試件抗壓強(qiáng)度平均值※影響因素：用于不吸水基層；用于吸水基層(fmo兩3.砌筑砂