項(xiàng)目經(jīng)理手冊建筑材料的性能和應(yīng)用

2建筑材料的性能和應(yīng)用2建筑材料的性能和應(yīng)用2-1建筑材料的基本性能2-1-1建筑材料分類建筑材料指建筑結(jié)構(gòu)物中使用的各種材料及制品，它是一切建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)。在我國現(xiàn)代化建設(shè)中，建筑材料占有極為重要的地位。由于組分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造不同，建筑材料品種門類繁多、性能各不相同、價(jià)格相差懸殊，同時(shí)在建筑結(jié)構(gòu)物中用量巨大，因此,正確選擇和合理使用建筑材料,對建筑結(jié)構(gòu)物的安全、實(shí)用、美觀、耐久及造價(jià)有著重大的意義。一般來說，優(yōu)良的建筑材料必須具備足夠的強(qiáng)度，能夠安全地承受設(shè)計(jì)荷載；自身的重量（表觀密度）以輕為宜，以減少下部結(jié)構(gòu)和地基的負(fù)荷;要求與使用環(huán)境相適應(yīng)的耐久性，以便減少維修費(fèi)用；用于裝飾的材料，應(yīng)能美化房屋并產(chǎn)生一定的藝術(shù)效果;用于特殊部位的材料，應(yīng)具有相應(yīng)的特殊功能，例如屋面材料要能隔熱，防水;樓板和內(nèi)墻材料要能隔聲等。建筑材料可按不同原則進(jìn)行分類。根據(jù)材料來源，可分為天然材料及人造材料;根據(jù)使用部位，可分為承重材料、屋面材料、墻體材料和地面材料等;根據(jù)建筑功能，可分為結(jié)構(gòu)材料、裝飾材料、防水材料、絕熱材料等。目前，通常根據(jù)組成物質(zhì)的種類及化學(xué)成分,將建筑材料分為無機(jī)材料、有機(jī)材料和復(fù)合材料三大類，各大類中又可進(jìn)行更細(xì)的分類,如圖2-1-1所示。建筑材料—無機(jī)材料一—金屬材料「黑色金屬——鋼、鐵、不銹鋼等L有色金屬——鉛、銅等及其合金廠天然石材一一砂、石及石材制品等一非金屬材料燒土制品磚、瓦、玻璃等膠凝材料——石灰、石膏、水泥、水玻璃等1-混凝土及硅酸鹽制品——混凝土、砂漿及硅酸鹽制品-植物材料——木材、竹材等有機(jī)材料一瀝青材料—石油瀝青、煤瀝青、瀝青制品-高分子材料——塑料、涂料、膠粘劑、合成橡膠等無機(jī)非金屬材料與有機(jī)材料復(fù)合——玻璃纖維增強(qiáng)塑料、混合物—復(fù)合材料一金屬材料與無機(jī)非金屬材料復(fù)合水泥混凝土、瀝青混合料等鋼纖維增強(qiáng)混凝土等「金屬材料與有機(jī)材料復(fù)合——輕質(zhì)金屬夾芯板圖2-1-1建筑材料分類-507-最新施工項(xiàng)目經(jīng)理工作手冊2-1-2建筑材料基本性質(zhì)在建筑物中，建筑材料要受到各種不同的作用。如用于各種承力結(jié)構(gòu)中的材料，要受到各種外力的作用；而用于其他不同部位的材料，又會受到風(fēng)霜雨雪的作用；作為工業(yè)建筑或長期暴露于大氣環(huán)境中或與侵蝕性介質(zhì)相接觸的各種建筑物中的材料，還會受到?jīng)_刷、磨損、化學(xué)侵蝕、生物作用、干濕循環(huán)、凍融循環(huán)等破壞作用?？梢娊ㄖ牧纤艿淖饔檬菑?fù)雜的，而且它們之間又是相互影響的。因此對建筑材料性質(zhì)的要求應(yīng)當(dāng)是嚴(yán)格的和多方面的。建筑材料所具有的各項(xiàng)性質(zhì)又是由材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等因素所決定的。為了保證建筑物能經(jīng)久耐用，就需要我們掌握建筑材料的性質(zhì)，并了解它們與材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的關(guān)系，從而合理的選用材料。2-1-2-1材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造1.材料的組成材料的組成包括材料的化學(xué)組成、礦物組成和相組成。它不僅影響著材料的化學(xué)性質(zhì)，而且也是決定材料物理力學(xué)性質(zhì)的重要因素。(1)化學(xué)組成化學(xué)組成是指構(gòu)成材料的化學(xué)元素及化合物的種類及數(shù)量。當(dāng)材料與外界自然環(huán)境以及各類物質(zhì)相接觸時(shí),它們之間必然要按化學(xué)變化規(guī)律發(fā)生作用。如材料受到酸、堿、鹽類物質(zhì)的侵蝕作用，如材料遇到火焰時(shí)的耐燃、耐火性能，以及鋼材和其它金屬材料的銹蝕等等都屬于化學(xué)作用。建筑材料有關(guān)這些方面的性質(zhì)都是由材料的化學(xué)組成所決定的。(2)礦物組成我們將無機(jī)非金屬材料中具有特定的晶體結(jié)構(gòu)、特定的物理力學(xué)性能的組織結(jié)構(gòu)稱為礦物。礦物組成是指構(gòu)成材料的礦物的種類和數(shù)量。某些建筑材料如天然石材、無機(jī)膠凝材料等，其礦物組成是決定其材料性質(zhì)的主要因素。水泥因所含有的熟料礦物的不同或其含量的不同，則所表現(xiàn)出的水泥性質(zhì)就各有差異。例如硅酸鹽水泥中，熟料礦物硅酸三鈣含量高，則其硬化速度較快，強(qiáng)度較高。(3)相組成材料中具有相同物理、化學(xué)性質(zhì)的均勻部分稱為相。自然界中的物質(zhì)可分為氣相、液相、和固相。同種物質(zhì)在溫度、壓力等條件發(fā)生變化時(shí)常常會轉(zhuǎn)變其存在的狀態(tài),如由氣相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗷蚬滔?。建筑材料大多?shù)是多相固體。凡由兩相或兩相以上物質(zhì)組成的材料稱為復(fù)合材料。因此,建筑材料大多數(shù)可看作復(fù)合材料。例如，混凝土可認(rèn)為是集料顆粒(集料相)分散在水泥漿基體(基相)中所組成的兩相復(fù)合材料。-508-2建筑材料的性能和應(yīng)用復(fù)合材料的性質(zhì)與材料的相組成和界面特性有密切關(guān)系。所謂界面是指多相材料中相與相之間的分界面，在實(shí)際材料中，界面是一個(gè)薄區(qū)，它的成分和結(jié)構(gòu)與相內(nèi)是不一樣的,它們之間是不均勻的，可將其作為“界面相”來處理。因此，通過改變和控制材料的相組成，可改善和提高材料的技術(shù)性能。2.材料的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造材料的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造是決定材料性質(zhì)的極其重要的因素。材料的結(jié)構(gòu)可分為:宏觀結(jié)構(gòu)、細(xì)觀結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)。(1)宏觀結(jié)構(gòu)建筑材料的宏觀結(jié)構(gòu)是指用肉眼或放大鏡能夠分辨的粗大組織。其尺寸在10-3m級以上。建筑材料的宏觀結(jié)構(gòu)，可按其孔隙特征分為：①致密結(jié)構(gòu)可以看作無宏觀層次的孔隙存在。例如鋼鐵、有色金屬、致密天然石材、玻璃、玻璃鋼、塑料等。②多孔結(jié)構(gòu)指具有粗大孔隙的結(jié)構(gòu)。如加氣混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造輕質(zhì)多孔材料。③微孔結(jié)構(gòu)是指具有微細(xì)孔隙的結(jié)構(gòu)。如石膏制品、燒粘土制品等。按存在狀態(tài)或構(gòu)造特征分為：①堆聚結(jié)構(gòu)由集料與膠凝材料膠結(jié)成的結(jié)構(gòu)。具有這種結(jié)構(gòu)的材料種類繁多，如水泥混凝土、砂漿、瀝青混合料等均可屬此類結(jié)構(gòu)的材料。②纖維結(jié)構(gòu)由纖維狀物質(zhì)構(gòu)成的材料結(jié)構(gòu)。如木材、玻璃鋼、巖棉、鋼纖維增強(qiáng)水泥混凝土、GRC制品等。③層狀結(jié)構(gòu)天然形成或人工釆用粘結(jié)等方法將材料迭合而成層狀的材料結(jié)構(gòu)。如膠合板、紙面石膏板、蜂窩夾芯板、各種新型節(jié)能復(fù)合墻板等。④散粒結(jié)構(gòu)指松散顆粒狀結(jié)構(gòu)。如混凝土集料、膨脹珍珠巖等。(2)細(xì)觀結(jié)構(gòu)細(xì)觀結(jié)構(gòu)(原稱亞微觀結(jié)構(gòu))是指用光學(xué)顯微鏡所能觀察到的材料結(jié)構(gòu)。其尺寸范圍在10-3~10-6mo建筑材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)，只能針對某種具體材料來進(jìn)行分類研究。對混凝土可分為基相、集料相、界面;對天然巖石可分為礦物、晶體顆粒、非晶體組織;對鋼鐵可分為鐵素體、滲碳體、珠光體;對木材可分為木纖維、導(dǎo)管髓線、樹脂道；材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)層次上的各種組織性質(zhì)各不相同，這些組織的特征、數(shù)量、分布和界面性質(zhì)對材料性能有重要影響。(3)微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)是指原子分子層次的結(jié)構(gòu)?？捎秒娮语@微鏡或X射線來分析研究該層次上的結(jié)構(gòu)特征。微觀結(jié)構(gòu)的尺寸范圍在10-6~10-10m。材料的許多物理性質(zhì)如強(qiáng)度、硬度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱、導(dǎo)電性都是由其微觀結(jié)構(gòu)所決定的。在微觀結(jié)構(gòu)層次上，材料可分為晶體、玻璃體、膠體。①晶體質(zhì)點(diǎn)(離子、原子、分子)在空間上按特定的規(guī)則呈周期性排列時(shí)所形成的結(jié)構(gòu)稱晶體-509-最新施工項(xiàng)目經(jīng)理工作手冊結(jié)構(gòu)。晶體具有如下特點(diǎn)：A.具有特定的幾何外形，這是晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)按特定規(guī)則排列的外部表現(xiàn)。B.具有各向異性，這是晶體的結(jié)構(gòu)特征在性能上的反映。C.具有固定的熔點(diǎn)和化學(xué)穩(wěn)定性,這是晶體鍵能和質(zhì)點(diǎn)所處最低的能量狀態(tài)所決定的。D.結(jié)晶接觸點(diǎn)和晶面是晶體破壞或變形的薄弱部分。根據(jù)組成晶體的質(zhì)點(diǎn)及化學(xué)鍵的不同，晶體可分為：原子晶體：中性原子以共價(jià)鍵而結(jié)合成的晶體，如石英等。離子晶體:正負(fù)離子以離子鍵而結(jié)合成的晶體，如CaCl2等。分子晶體：以分子間的范德華力即分子鍵結(jié)合而成的晶體，如有機(jī)化合物。金屬晶體：以金屬陽離子為晶格，由自由電子與金屬陽離子間的金屬鍵結(jié)合而成的晶體,如鋼鐵材料。由于各種材料在微觀結(jié)構(gòu)上的差異，它們的強(qiáng)度、變形、硬度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性等各不相同。可見微觀結(jié)構(gòu)對其物理力學(xué)性質(zhì)影響巨大。圖2-1-2硅氧四面體示意圖在復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)中，其鍵結(jié)合的情況也是相當(dāng)復(fù)雜的。建筑材料中占有重要地位的硅酸鹽,其結(jié)構(gòu)是由硅氧四面體單元Si-4（圖2-1-2）與其他金屬離子結(jié)合而成，其中就是由共價(jià)鍵與離子鍵交互構(gòu)成的。Si-4四面體可以形成鏈狀結(jié)構(gòu)，如石棉。其纖維與纖維之間的鍵合力要比鏈狀結(jié)構(gòu)方向上的共價(jià)鍵弱得多。所以容易分散成纖維狀。粘土、云母、滑石等則是由Si-4四面體單元互相連結(jié)成片狀結(jié)構(gòu)，許多片狀結(jié)構(gòu)再迭合成層狀結(jié)構(gòu)。層與層之間是由范德華力結(jié)合的，故其鍵合力很弱，此種結(jié)構(gòu)容易剝成薄片。石英是由Si-4四面體形成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以具有堅(jiān)硬的質(zhì)地。②玻璃體玻璃體也稱無定形體或非晶體。如無機(jī)玻璃。玻璃體的結(jié)合鍵為共價(jià)鍵與離子鍵。其結(jié)構(gòu)特征為構(gòu)成玻璃體的質(zhì)點(diǎn)在空間上呈非周期性排列。如圖2-1-3所示。對玻璃體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，目前存在如下三種觀點(diǎn)：A.構(gòu)成玻璃體的質(zhì)點(diǎn)呈無規(guī)則空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。此為無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)學(xué)說。B.構(gòu)成玻璃體的微觀組織為微晶子,微晶子體之間，通過變形和扭曲的界面彼此相連。此為微晶子學(xué)說。C.構(gòu)成玻璃體的微觀結(jié)構(gòu)為近程有序、遠(yuǎn)程無序。此為近程有序、遠(yuǎn)程無序?qū)W說。具有一定化學(xué)成分的熔融物質(zhì)，若經(jīng)急冷，則質(zhì)點(diǎn)來不及按一定規(guī)則排列，便凝固成-510-2建筑材料的性能和應(yīng)用圖2-1-3晶體與非晶體的原子排列示意圖晶體；（非晶體（玻璃體）固體，此時(shí)則得玻璃體結(jié)構(gòu)。玻璃體是化學(xué)不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，容易與其他物質(zhì)起化學(xué)作用。如火山灰、爐渣、?；郀t礦渣能與石灰在有水的條件下起硬化作用，而被利用作建筑材料。玻璃體在燒土制品或某些天然巖石中，起著膠粘劑的作用。③膠體結(jié)構(gòu)粒徑為10-7~10-9m的固體顆粒作為分散相，稱為膠粒,分散在連續(xù)相介質(zhì)中形成的分散體系被稱為膠體。在膠體結(jié)構(gòu)中，若膠粒較少，液體性質(zhì)對膠體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及變形性質(zhì)影響較大，稱這種膠體結(jié)構(gòu)為溶膠結(jié)構(gòu)。若膠粒數(shù)量較多，膠粒在表面能的作用下發(fā)生凝聚作用，或由于物理化學(xué)作用而使膠粒產(chǎn)生彼此相聯(lián)，形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而使膠體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度增大,變形性減小，形成固態(tài)或半固體狀態(tài),稱此膠體結(jié)構(gòu)為凝膠結(jié)構(gòu)。與晶體及玻璃體結(jié)構(gòu)相比，膠體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低、變形較大。（4）構(gòu)造材料的構(gòu)造是指具有特定性質(zhì)的材料結(jié)構(gòu)單元間的相互組合搭配情況。構(gòu)造這一概念與結(jié)構(gòu)相比，更強(qiáng)調(diào)了相同材料或不同材料間的搭配組合關(guān)系。如木材的宏觀構(gòu)造和微觀構(gòu)造，就是指具有相同材料結(jié)構(gòu)單元一木纖維管胞按不同的形態(tài)和方式在宏觀和微觀層次上的組合和搭配情況。它決定了木材的各向異性等一系列物理力學(xué)性質(zhì)。又如具有特定構(gòu)造的節(jié)能墻板，就是具有不同性質(zhì)的材料經(jīng)特定組合搭配而成的一種復(fù)合材料。這種構(gòu)造賦予了墻板良好的隔熱保溫、隔聲吸聲、防火抗震、堅(jiān)固耐久等整體功能和綜合性質(zhì)。隨著材料科學(xué)理論和技術(shù)的日益發(fā)展，深入研究探索材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造與材料性能之間的關(guān)系，不僅有利于為工程正確選用材料，而且會加速人類自由設(shè)計(jì)生產(chǎn)工程所需的特殊性能新型建筑材料的進(jìn)程。-511-最新施工項(xiàng)目經(jīng)理工作手冊2-1-2-2材料的基本物理性質(zhì)1.材料的密度、表觀密度與堆積密度（1）密度（俗稱比重）密度是指材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算：p=下式中!---密度，g/cm3

；m--材料的質(zhì)量，&;"--材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積,cm3。絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積是指不包括孔隙在內(nèi)的體積。除了鋼材、玻璃等少數(shù)材料外,絕大多數(shù)材料都有一些孔隙。在測定有孔隙材料的密度時(shí)，應(yīng)把材料磨成細(xì)粉，干燥后,用李氏瓶測定其實(shí)體積,材料磨得越細(xì)，測得的密度數(shù)值就越精確。磚、石材等塊狀材料的密度即用此法測得。在測量某些致密材料（為卵石等）的密度時(shí)，直接以塊狀材料為試樣,以排液置換法測量其體積，材料中部分與外部不連通的封閉孔隙無法排除，這時(shí)所求得的密度稱為近似密度（!#）。（2）表觀密度（俗稱容重）表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量,按下式計(jì)算：m!。=店式中！。表觀密度,g/cm3或kg/m3

；m--材料的質(zhì)量，&或kg；"。--材料在自然狀態(tài)下的體積，或稱表觀體積,cm3或m3。材料的表觀體積是指包含內(nèi)部孔隙的體積。當(dāng)材料孔隙內(nèi)含有水分時(shí)，其重量和體積均將有所變化，故測定表觀密度時(shí)，須注明其含水情況。一般是指材料在氣干狀態(tài)（長期在空氣中干燥）下的表觀密度。在烘干狀態(tài)下的表觀密度，稱為干表觀密度。（3）堆積密度（松散容重）堆積密度是指粉狀或粒狀材料,在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量,按下式計(jì)算：式中!。---堆積密度,kg/m;m--材料的質(zhì)量,kg;"$。---材料的堆積體積,m3。測定散粒材料的堆積密度時(shí)，材料的重量是指填充在一定容器內(nèi)的材料重量，其堆積體積是指所用容器的容積而言。因此,材料的堆積體積包含了顆粒之間的空隙。在建筑工程中，計(jì)算材料用量、構(gòu)件的自重、配料計(jì)算以及確定堆放空間時(shí)經(jīng)常要用到材料的密度、表觀密度和堆積密度等數(shù)據(jù)。常用建筑材料的這方面數(shù)據(jù)見表2-1-1。__m_。=而-512-2建筑材料的性能和應(yīng)用常用建筑材料的密度、表觀密度及堆積密度表2-1-1材料密度((g/cm3)表觀密度((kg/m3)堆積密度p(kg/m3)石灰?guī)r2.601800-2600一花崗巖2.802500?2900一碎石(石灰?guī)r)2.60一1400/1700砂2.60一1450-1650粘土2.60一1600-1800普通粘土磚2.501600/1800一粘土空心磚2.501000/1400一水泥3.10一1200-1300普通混凝土一2100-2600一輕骨料混凝土一800?1900一木材1.55400-800一鋼材7.857850一泡沫塑料一20?50一2.材料的密實(shí)度與孔隙率(1)密實(shí)度密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度,按下式計(jì)算：密實(shí)度!=77-100%，或!=!)-100%(2)孔隙率孔隙率是指材料體積內(nèi)，孔隙體積所占的比例。用下式表示：孔隙率P=與二=1-老=(1-!0卜100%"070\P!即!+$=1或密實(shí)度+孔隙率=1孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。材料內(nèi)部孔隙的構(gòu)造，可分為連通的與封閉的兩種。連通孔隙不僅彼此貫通且與外界相通,而封閉孔隙則不僅彼此不連通且與外界相隔絕?？紫栋闯叽绱笮∮址譃闃O微細(xì)孔隙、細(xì)小孔隙和較粗大孔隙?？紫兜拇笮〖捌浞植紝Σ牧系男阅苡绊戄^大。3.材料的填充率與空隙率(1)填充率-513-最新施工項(xiàng)目經(jīng)理工作手冊填充率是指散粒材料在某堆積體積中，被其顆粒填充的程度,按下式計(jì)算：填充率D'=猝?100%或D'

=!-"-100%#0Po(2)空隙率空隙率是指散粒材料在某堆積體積中，顆粒之間的空隙體積所占的比例，用下式表示：孑孔隙率%,=v°~v°=i-(i%!!).100%即：D,+%"=1或填充率+孔隙率=1空隙率的大小反映了散粒材料的顆粒互相填充的致密程度。空隙率可作為控制混凝土骨料級配與計(jì)算含砂率的依據(jù)。4.材料的親水性與憎水性建筑物常與水或是與大氣中的水汽接觸。然而水分與不同固體材料表面之間相互作用的情況是不同的。在材料、水和空氣的交點(diǎn)處，沿水滴表面的切線與水和固體接觸面所成的夾角(潤濕邊角)。愈小，浸潤性愈好。如果潤濕邊角。為零，則表示該材料完全被水所浸潤;居于中間的數(shù)值表示不同程度的浸潤。一般認(rèn)為，當(dāng)潤濕邊角90°時(shí)，如圖2-1-4(&)所示，水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與材料分子間的相互吸引力，此種材料稱為親水性材料。當(dāng)">90°時(shí)，如圖2-1-4(')所示，水分子之間的內(nèi)聚力大于水分子與材料分子間的吸引力，則材料表面不會被水浸潤，此種材料稱為憎水性材料。這一概念也可應(yīng)用到其他液體對固體材料的浸潤情況，相應(yīng)地稱為親液性材料或憎液性材料。5.材料的吸水性與吸濕性(1)含水率材料中所含水的質(zhì)量與干燥狀態(tài)下材料的質(zhì)量之比,稱為材料的含水率。*1一*)=二

X100%*式中)——材料的含水率，％;*

材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量,.；*1

材料在含水狀態(tài)下的質(zhì)量,go(2)吸水性材料與水接觸吸收水分的性質(zhì)，稱為材料的吸水性。當(dāng)材料吸水飽和時(shí)，其含水率稱為吸水率。多數(shù)情況是按質(zhì)量計(jì)算吸水率,但也有按體積計(jì)算吸水率的(吸入水的體積占材料自然狀態(tài)下體積的百分率)如果材料具有細(xì)微而連通的孔隙，則其吸水率較大，若是封閉孔隙，水分就不容易滲入，粗大的孔隙水分雖然容易滲入，但僅能潤濕孔壁表面而不易在孔內(nèi)存留。所以，封閉或粗大孔隙材料,其吸水率是較低的。圖2-1-4材料潤濕邊角(&)親水性材料(')憎水性材料-514-2建筑材料的性能和應(yīng)用各種材料的吸水率相差很大，如花崗巖等致密巖石的吸水率僅為0.5%-0.7%，普通混凝土為2%-3%，粘土磚為8%-20%，而木材或其他輕質(zhì)材料的吸水率則常大于100%。（3）吸濕性材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)稱為吸濕性。吸濕作用一般是可逆的，也就是說材料既可吸收空氣中的水分，又可向空氣中釋放水分。如果是與空氣濕度達(dá)到平衡時(shí)的含水率則稱為平衡含水率。木材的吸濕性特別明顯，它能大量吸收水汽而增加重量，降低強(qiáng)度和改變尺寸。木上窗在潮濕環(huán)境往往不易開關(guān)，就是由于吸濕所引起的。保溫材料如果吸收水分之后，將很大程度地降低其隔熱性能。所以要特別注意釆取有效的防護(hù)措施。6.材料的耐水性材料抵抗水的破壞作用的能力稱為耐水性。材料廣義的耐水性包括水對材料的力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、裝飾性等多方面的劣化作用。習(xí)慣上將水對材料的力學(xué)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)性質(zhì)的劣化作用稱為耐水性。也可稱之為狹義耐水性。一般材料隨著含水量的增加，會減弱其內(nèi)部結(jié)合力，強(qiáng)度都有不同程度的降低，即使致密的石料也不能完全避免這種影響，花崗巖長期浸泡在水中，強(qiáng)度將下降3%，普通粘土磚和木材所受影響更為顯著。材料的耐水性可用軟化系數(shù)表示：欽仆玄獅材料在吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度軟化系數(shù),材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度軟化系數(shù)的范圍波動(dòng)在0-1之間。軟化系數(shù)的大小，有時(shí)成為選擇材料的重要依據(jù)。受水浸泡或處于潮濕環(huán)境的重要建筑物,則必須選用軟化系數(shù)不低于0.85的材料建造，通常軟化系數(shù)大于0.80的材料，可以認(rèn)為是耐水的。7.材料的抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲秀的性質(zhì)稱為抗?jié)B性（或不透水性）。材料的抗?jié)B性用滲透系數(shù)K來表示：K

-囹K

,AtH式中K--滲透系數(shù),c./h;Q---透水量，cm3;#---試件厚度,cm;A---透水面積,cm2;t----時(shí)間，h;H靜水壓力水頭，cm。滲透系數(shù)愈小的材料表示其抗?jié)B性愈好。對于混凝土和砂漿材料，抗?jié)B性常用抗?jié)B等級來表示：S

=10H-1式中S--抗?jié)B等級；H——試件開始滲水時(shí)的水壓力，MPa。-515-最新施工項(xiàng)目經(jīng)理工作手冊材料抗?jié)B性的好壞，與材料的孔隙率和孔隙特征有密切關(guān)系?？紫堵屎艿投沂欠忾]孔隙的材料就具有較高的抗?jié)B性能。對于地下建筑及水工構(gòu)筑物，因常受到壓力水的作用，所以要求材料具有一定的抗?jié)B性，對于防水材料,則要求具有更高的抗?jié)B性。材料抵抗其他液體滲透的性質(zhì)，也屬于抗?jié)B性，如貯油罐則要求材料具有良好的不滲油性。2-1-2-3材料的基本力學(xué)性質(zhì)1.材料的理論強(qiáng)度固體材料的強(qiáng)度多取決于結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)（原子、離子、分子）之間的相互作用力。以共價(jià)鍵或離子鍵結(jié)合的晶體，其結(jié)合力比較強(qiáng),材料的彈性模量值也較高。而以分子鍵結(jié)合的晶體,其結(jié)合力較弱，彈性模量值也較低。材料受外力（荷載）作用而產(chǎn)生破壞的原因，主要是由于拉力造成結(jié)合鍵的斷裂，或是由于剪力造成質(zhì)點(diǎn)間的滑移而破壞。材料受壓力破壞，實(shí)際上也是由壓力引起內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力或剪應(yīng)力而造成了破壞。材料的理論抗拉強(qiáng)度，可用下式表示：式中￡—理論抗拉強(qiáng)度；E--縱向彈性模量；!--單位表面能；d--原子間的距離。材料的理論強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于材料的實(shí)際強(qiáng)度，這是由于材料實(shí)際結(jié)構(gòu)中都存在著許多缺陷,如晶格的位錯(cuò)、雜質(zhì)、孔隙、微裂縫等。當(dāng)材料受外力作用時(shí)，在裂縫端部產(chǎn)生應(yīng)力集中，其局部應(yīng)力將大大超過平均應(yīng)力，引起了裂縫不斷擴(kuò)展、延伸以至互相連通起來，最后導(dǎo)致材料的破壞。圖2-1-5材料受力示意圖（%）壓力；（&）拉力；（Q彎曲；（d）剪切?516?2建筑材料的性能和應(yīng)用2.材料的強(qiáng)度這里所講的是材料的實(shí)際強(qiáng)度。材料在外力（荷載）作用下抵抗破壞的能力稱為強(qiáng)度。當(dāng)材料承受外力作用時(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生應(yīng)力。外力逐漸增加，應(yīng)力也相應(yīng)地加大。直到質(zhì)點(diǎn)間作用力不再能夠承受時(shí)，材料即破壞，此時(shí)極限應(yīng)力值就是材料的強(qiáng)度。根據(jù)外力作用方式的不同,材料強(qiáng)度有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度等（圖2-1-5）。材料的抗壓、抗拉及抗剪強(qiáng)度的計(jì)算公式如下：/=T式中/——材料強(qiáng)度,MPa;"max---破壞時(shí)最大荷載,N；#——受力截面面積，mm2。材料的抗彎強(qiáng)度與受力情況有關(guān)，一般試驗(yàn)方法是將條形試件放在兩支點(diǎn)上，中間作用一集中荷載，對矩形截面試件,則其抗彎強(qiáng)度用下式計(jì)算：-"%￡_°直maxJ=2b'也有時(shí)在跨度的三分點(diǎn)上作用兩個(gè)相等的集中荷載,其抗彎強(qiáng)度要用下式計(jì)算：bh2式中f$——抗彎強(qiáng)度，MPa;"max--彎曲破壞時(shí)最大荷載，N;L--兩支點(diǎn)的間距,mm;b、h--試件橫截面的寬及高,mm。不同種類的材料具有不同的抵抗外力的特點(diǎn)。相同種類的材料，隨著其孔隙率及構(gòu)造特征的不同，使材料的強(qiáng)度也有較大的差異。一般孔隙率越大的材料強(qiáng)度越低,其強(qiáng)度與孔隙率具有近似直線的比例關(guān)系。如圖2-1-6（（）所示。磚、石材、混凝土和鑄鐵等材料的抗壓強(qiáng)度較高，而其抗拉及抗彎強(qiáng)度很低。木材則順紋抗拉強(qiáng)度高于抗壓強(qiáng)度。鋼材的抗拉、抗壓強(qiáng)度都很高。因此，磚、石材、混凝土等多用在房屋的墻和基礎(chǔ)，鋼材則適用于承受各種外力的構(gòu)件?，F(xiàn)將常用材料的強(qiáng)度值列于表2-1-2。常用材料的強(qiáng)度（MPa）表2-1-2材料抗壓抗拉抗彎花崗巖100?2505?810?14普通粘土磚5?20一1.6?4.0普通混凝土5?601?9一松木（順?biāo)桑?0?5080?12060?100建筑鋼材240?1500240?1500一-517-最新施工項(xiàng)目經(jīng)理工作手冊大部分建筑材料是根據(jù)其強(qiáng)度的大小，將材料劃分為若干不同的等級（標(biāo)號）。將建筑材料劃分若干標(biāo)號，對掌握材料性質(zhì)，合理選用材料，正確進(jìn)行設(shè)計(jì)和控制工程質(zhì)量都是非常重要的。3.彈性與塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，能夠完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)稱為彈性。這種完全恢復(fù)的變形稱為彈性變形（或瞬時(shí)變形）。在外力作用下材料產(chǎn)生變形，如果取消外力，仍保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱為塑性。這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形（或永久變形）。實(shí)際上，單純的彈性材料是沒有的。有的材料在受力不大的情況下，表現(xiàn)為彈性變形，但受力超過一定限度后，則表現(xiàn)為塑性變形。建筑鋼材就是這樣。有的材料在受力后，彈性變形及塑性變形同時(shí)產(chǎn)生圖2-1-6（如果取消外力，則彈性變形ba可以恢復(fù),而其塑性變形#b則不能恢復(fù)。混凝土材料受力后的變形就屬于這種類型。圖2-1-6（a）材料強(qiáng)度與孔隙率的關(guān)系圖2-1-6（b）彈塑性材料的變形曲線圖2-1-7脆性材料的變形曲線4.脆性與韌性當(dāng)外力達(dá)到一定限度后。材料突然破壞，而破壞時(shí)并無明顯的塑性變形，材料的這種性質(zhì)稱為脆性。脆性材料的變形曲線如圖2-1-7所示。其特點(diǎn)是材料在外力作用下,達(dá)到破壞荷載時(shí)的變形值是很小的。脆性材料的抗壓強(qiáng)度比其抗拉強(qiáng)度往往要高很多倍。它對承受震動(dòng)作用和抵抗沖擊荷載是不利的。磚、石材、陶瓷、玻璃、混凝土、鑄鐵等都屬于脆性材料。在沖擊、震動(dòng)荷載作用下，材料能夠吸收較大的能量，同時(shí)也能產(chǎn)生一定的變形而不致破壞的性質(zhì)稱為韌性（沖擊韌性））材料的韌性是用沖擊試驗(yàn)來檢驗(yàn)的。建筑鋼材（軟鋼）、木材等屬于韌性材料。用作路面、橋梁、吊車梁以及有抗震要求的結(jié)構(gòu)都要考慮到材料的韌性-518-2建筑材料的性能和應(yīng)用2-1-2-4材料的耐久性耐久性是材料在長期使用過程中，抵抗其自身及環(huán)境因素長期破壞作用，保持其原有性能而不變質(zhì)、不破壞的能力。處在建筑物不同部位的各種建筑材料,不僅要受到各種外力的作用，同時(shí)還將受到其自身和環(huán)境因素的破壞作用。這些破壞因素往往是復(fù)雜多變的，它們或單獨(dú)或交互作用于材料，形成化學(xué)的、物理的和生物的破壞作用。由于各種破壞因素的復(fù)雜性和多樣性,使得耐久性又是一綜合性概念。因而針對具體的工程環(huán)境條件下的某種材料，還須研究其具體的耐久性特征性質(zhì)。耐久性及破壞因素關(guān)系見表2-1-3。耐久性及破壞因素關(guān)系表2-1-3名稱破壞因素分類破壞因素種類評定指標(biāo)抗?jié)B性物理壓力水滲透系數(shù)，抗?jié)B標(biāo)號抗凍性物理化學(xué)水、凍融作用抗凍標(biāo)號，抗凍系數(shù)沖磨氣蝕物理流水、泥砂磨蝕率碳化化學(xué)CO?、(2。碳化深度化學(xué)侵蝕化學(xué)酸堿鹽及溶液老化化學(xué)陽光、空氣、水銹蝕物理化學(xué)(2。、。2、&1-、電流銹蝕率堿集料反應(yīng)物理化學(xué)r2o、活性集料膨脹率腐朽生物(2。、。2、菌蟲蛀生物昆蟲!耐熱物理濕熱、冷熱交替!耐火物理高溫、火焰注：*表示可參考其強(qiáng)度變化率、開裂情況、變形情況等進(jìn)行評定。材料的耐久性是材料的一項(xiàng)重要技術(shù)性質(zhì)。高耐久性材料，可長期在使用條件下保持工程所需的物理、化學(xué)、力學(xué)及結(jié)構(gòu)性質(zhì)，抵抗各種破壞作用、延長建筑物的使用壽命,使之堅(jiān)固穩(wěn)定、經(jīng)久耐用。材料的耐久性還具有明確的經(jīng)濟(jì)意義。使用高耐久性材料,雖然會使原材料價(jià)格提高,或施工費(fèi)用及難度增大,但因其使用壽命延長，建筑物有效使用期可大大延長，降低維修費(fèi)用，最終使建筑的綜合費(fèi)用降低，利用率增高，收益增大，從而獲得顯著的綜合經(jīng)濟(jì)效益。-519-最新施工項(xiàng)目經(jīng)理工作手冊2-1-3建筑材料的名稱及代號1.材料基本性質(zhì)名稱及代號常用建筑材料基本性質(zhì)、名稱及代號表2-1-4名稱代號公式單位說明實(shí)際密度mp=~vg/cm3

或kg/m3m一材料的質(zhì)量①(g或kg)"一材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積，(cm3或m3)視密度!mp=g/cm3

或kg/m3m—干燥狀態(tài)下材料的質(zhì)量(g或kg)"一包括封閉孔隙在內(nèi)的顆粒體積(cm3或m3)表觀密度mp-=kg/m3m一材料的質(zhì)量(kg)"。一材料表觀體積(自然狀態(tài)下的體積)(m3)堆積密度mp-="7kg/m3m一材料的質(zhì)量(kg)"-.一材料的堆積體積(m3)密實(shí)度$$w/"一材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下的體積(m3)一材料表觀體積(m3

)孔隙率%%=K"!="-/吸水率&+m溫一m干&+=——干0100/+m干/m溫一材料吸水飽和后的質(zhì)量(g)m干一材料烘干至恒重時(shí)的質(zhì)量(g)含水率&含=竺Qi0100%m干/m含一材料含水時(shí)的質(zhì)量(g)m干一材料干燥至恒重時(shí)的質(zhì)量(g)耐水性'軟'軟=7干/飽一材料在飽和水狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度(MPa)/干一材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度(MPa)抗凍性$材料在-156以下凍結(jié)，反復(fù)凍融后質(zhì)量損失!%,強(qiáng)度降低!25%的凍融次數(shù)抗?jié)B性))=10*-1*一六個(gè)試件中三個(gè)滲水時(shí)的水壓力(MPa)導(dǎo)熱系數(shù)Aa

=___+?__-?z(如-/1)W/m*k+一傳導(dǎo)熱量(J),一材料厚度(m)-一傳熱面積(m2).一傳熱時(shí)間(9)/2-/1—材料傳熱時(shí)兩面的溫度差(K)-520-2建筑材料的性能和應(yīng)用續(xù)表名稱代號公式單位說明比熱CC

_$2-$1)J/g?k。一材料吸收或放出的熱量（J）m一材料的質(zhì)量（g）$2

-$1—材料受熱或冷卻前后的溫差（K）抗拉、壓、/丁_(&3FL扁_2*+2MPa'一材料受拉、壓、剪破壞時(shí)荷載（N）剪抗彎f*MPa（—材料受力面積（mm2）'一受彎時(shí)破壞荷載（N）L一兩支點(diǎn)間的距離（mm）*、+—材料截面寬、咼度（mm）注:①即材料重量,按國際制定義，應(yīng)改稱為質(zhì)量。2.幾種常用材料性質(zhì)比較見（表2-1-5）幾種常用材料性質(zhì)比較表2-1-5材料名稱密度(g/cm3)表觀密度或堆積密度（kg/m3

）抗壓強(qiáng)度（MPa）導(dǎo)熱系數(shù)（W/m,k）普通粘土粘2.51800?19007.5-200.81粘土空心磚2.5900?14507.5-200.47素混凝土2.72200?240010?501.28-1.51泡沫混凝土3.0600?8000.4?1.50.12-0.29水泥3.11250?145027-71生石灰塊1100生石灰粉1200花崗巖2.72500?2700120?2502.91砂子2.61400?1700膨脹蛭石80?2000.05-0.07膨脹珍珠巖40?1300.03-0.05松木1.55400-70030-450.17-0.35鋼材7.857850380-45058.15水（4；）1.0010000.583.常用建筑材料質(zhì)量見（表2-1-6）常用建筑材料參考質(zhì)量表2-1-6名稱表觀密度（k“m3

）名稱質(zhì)量砂子（干、粗砂）1700灰板條(2000X45X6)mm100根35kg砂子（干、細(xì)砂）1400掛瓦條(2000X20X30)mm50根47.1kg卵石（干）1600-1800人造板(900X900X10)mm每塊8.43kg粘土夾卵石（干）1700-1800木絲板400?500kg/m3砂夾卵石（干）1500-1700刨花板600kg/m3砂夾卵石（溫）1890-1920膠合三夾板（楊木）1.9kg/m2碎石1400-1500膠合三夾板（椴木）2.2kg/m2-521-最新施工項(xiàng)目經(jīng)理工作手冊續(xù)表名稱表觀密度（k"/m3

）名稱質(zhì)量毛石1700膠合三夾板（水曲柳）2.8kg/m2浮石（干）600-800膠合五夾板（椴木）3.4kg/m2紅松600膠合五夾板（水曲柳）3.9kg/m2白松500膠合五夾板（楊木）3.0kg/m2硬雜木700鋼材7850kg/m3杉桿600生鐵6600?7400kg/m3鋁2700水泥石灰焦渣砂漿1400kg/m3鋁合金2800石灰焦潭砂漿1300kg/m3鑄鐵7250灰土（3：7）、三合土（灰、砂、卵石）1750kg/m3石膏粉900石灰鋸末1：3340kg/m3粘土1350-1800水泥蛭石砂漿500?800kg/m3砂土（干、松）1220膨脹珍珠巖砂漿700-1500kg^m3生石灰粉1200石棉水泥漿1900kg/m3生石灰塊1100石膏砂漿1200kg/m3熟石灰膏1350素混凝土2200-2400kg^m3水泥（普通硅酸鹽）1200-1300礦渣混凝土2000kg/m3礦渣水泥1450焦渣混凝土1600-1700kg/m3水泥砂漿2000鐵屑混凝土2800-6500kg/m3白灰水泥混合砂漿1700浮石混凝土900?1400kg/m3瀝青混凝土2000kg^m3浮石混凝土900-1400水泥瓦3.25kg/塊3802235215無砂大孔混凝土1600?1900水泥脊瓦4.4kg/塊4552165215水玻璃耐酸混凝土2000?2350小青瓦190-1752165x80.375kg/塊陶?；炷?00-1800小波石棉瓦22kg/塊18202720x6碎磚混凝土1850小波石棉瓦48kg/塊2800299428加氣混凝土550?750石棉水泥脊瓦4kg/塊780x(180x2)x8泡沫混凝土400-600聚氯乙烯板1350-1600kg/m3鋼絲網(wǎng)水泥2500聚苯乙烯泡沫塑料50kg/m3膨脹珍珠巖混凝土600-1200石棉板1300kg/m3硅酸鹽砌塊1600-1700石油瀝青900-1050kg^m3粉煤灰陶?；炷?950瑪新脂（石油瀝青）1280kg/m3粘占土瓦38022402

20mm3kg/塊煤瀝青1340kg/m3粘土脊瓦3802240220mm3.5kg/塊乳化瀝青980~1050kg/m3汽油709?788kg/m3煤油800-840工業(yè)酒精600kg/m3柴油830-920水（43時(shí)）1000kg/m3機(jī)油930-960海不1027kg/m3純酒精785潤滑油740kg/m3-522-2建筑材料的性能和應(yīng)用4.各種磚的規(guī)格與表觀密度(表2-1-7)表2-1-7名稱規(guī)格(mm)表觀密度(kg/m3)備注紅磚240x115x531600?1800684塊/m3礦碴磚240x115x531850684塊/m3灰砂磚240x115x531850684塊/m3粉煤灰磚240x115x531450?1500684塊/m3焦碴空心磚290x290x140100085塊/m3粘土空心磚290x290x1401100?145085塊/m3粘土空心磚290x290x140900?1100不能承重水泥空心磚290x290x14098085塊/m3水泥空心磚300x250x1101030121塊/m3水泥花磚200x200x2419801042塊/m3缸磚230x110x652100?2150609塊/m3耐火磚230x110x651900?2200609塊/m3耐酸瓷磚230x113x652300?2500590塊/m3瓷面磚150x150x817805556塊/m3陶瓷錦磚(馬賽克)厚512kg/m2-523-最新施工項(xiàng)目經(jīng)理工作手冊2-2氣硬性膠凝材料——石灰、石膏、水玻璃、菱苦土氣硬性膠凝材料是指無機(jī)化合物為主要成分，調(diào)制適量的水以后，經(jīng)過一定的物理化學(xué)變化以后，它只能在空氣凝結(jié)硬化,產(chǎn)生一定強(qiáng)度，并可將松散材料粘結(jié)成整體。如石灰、石膏、水玻璃、菱苦土均是此類材料。氣硬性膠凝材料在建筑上有廣泛運(yùn)用。2-2-1石灰1.石灰的燒制石灰的燒制原理，是將石灰石（以碳酸鈣為主，也有部分碳酸鎂）加熱分解的過程:)94°,.CaC03理論分解溫度Ca°+%-2!直論分解溫度Mg°+C°2!因?yàn)樯a(chǎn)時(shí)把石灰石破碎成6—20cm塊狀煅燒,為使其分解充分故實(shí)際生產(chǎn)煅燒溫度為1000—1100,。燒制石灰溫度不宜過高、也不宜過低。溫度過高，不僅浪費(fèi)煤，而且會出現(xiàn)“過火石灰”。使用''過火石灰”，因其消解速度很慢，用于砌墻或抹面，短時(shí)間沒有問題，但過了幾個(gè)月或更長時(shí)間,就會出現(xiàn)脹裂事故。溫度過低，就會出現(xiàn)“欠火石灰”，即沒有充分分解反應(yīng)的石頭塊，造成浪費(fèi)。碳酸鎂含量高時(shí)要降低煅燒溫度。按照其成分，石生可分類為：鈣質(zhì)石灰Mg°<5%；鎂質(zhì)石灰Mg°5—20%；高鎂石灰（也稱白云石質(zhì)石灰）Mg°>20%。鈣質(zhì)石灰比鎂質(zhì)石灰消費(fèi)速度，常用的多屬鈣質(zhì)石灰。燒成的塊狀生石灰為白色多孔結(jié)構(gòu)，其比重為3.1—3.4,容重為）00—1000kg/m（。注:硅、鋁、鐵氧化物含量之和>5%的生石灰，有效Ca°、Mg°含量:一等$75%,二等$70%，三等$60;未消解顆粒殘?jiān)?，其指?biāo)要求與鎂質(zhì)石灰相同。生石灰技術(shù)性質(zhì)指標(biāo)表2-2-1技術(shù)指標(biāo)鈣質(zhì)石灰鎂質(zhì)石灰一等二等三等一等二等三等△有效Ca°、Mg°含量"%858070807560△未消解顆粒、殘?jiān)?71117101420-524-2建筑材料的性能和應(yīng)用消石灰粉技術(shù)性質(zhì)指標(biāo)表2-2-2技術(shù)指標(biāo)鈣質(zhì)消石灰鎂質(zhì)消石灰一等二等三等一等二等三等有效CaO、MgO含量！%656055605550含水率"%444444細(xì)度:！方孔篩篩余》%011011!

125mm方孔篩篩余》%1320一1320一2.石灰的消解和硬化生石灰（Ca%）,加水消解（熟化）后即可得消石灰（熟石灰）Ca（%H）2反應(yīng)如下：CaO+H2%#Ca（%H）+65.9KJ/mol生石灰消解時(shí)具有兩個(gè)同時(shí)發(fā)生的特點(diǎn)，即放出大量熱,并體積膨脹。生石灰放熱量大,1kg生石灰可放熱約1160J。生石灰消解放熱速度也很快，其最初一天的放熱量是半水石膏的10倍，相當(dāng)硅酸鹽水泥一天水化熱的9倍。生石灰消解時(shí)的體積膨脹也劇烈,約膨脹1—2.5倍。由于生石灰消解中的以上特點(diǎn)，其漿體難于和石膏、水泥那樣水化過程中形成的凝膠—結(jié)晶結(jié)構(gòu)。生石灰使用時(shí)往往要預(yù)先消解，這樣即需加水量多，使其膠體顆粒膨脹,硬化后粘結(jié)力小，強(qiáng)度低，孔隙率大,硬化時(shí)間長。消石灰有消石灰粉和消石灰膏兩種。石灰產(chǎn)漿（膏）量,通常為1kg生石灰可產(chǎn)1.5一31的石灰漿（膏）澄清后的石灰漿（膏）含水量約50%，容重為1300—1400kg/m1。石灰質(zhì)量高，則產(chǎn)漿（膏）也多。消石灰的硬化，也同時(shí)包括兩方面的硬化作用,即結(jié)晶作用和碳化作用。結(jié)晶作用是石灰硬化產(chǎn)生強(qiáng)度的主要來源。注意，即使結(jié)晶硬化以后的Ca（OH）仍然具有溶解于水的特性。碳化作用雖然有，但十分緩慢、十分微弱，其反應(yīng)為：Ca（OH）+C%2+nH2%#CaC%3+（n

+DH?%3.石灰的應(yīng)用石灰在建筑工程中有廣泛的應(yīng)用,包括:墻體砌筑砂漿，抹面砂漿，石灰乳涂料，基礎(chǔ)的灰土墊層，三合土墊層，生產(chǎn)灰砂磚，石灰碳板，以及硅酸鹽制品的材料。石灰體積重量換算表表2-2-3石灰組分（塊:粉）密實(shí)狀態(tài)下每米3石灰重量kg每米3消石灰用生石灰數(shù)量kg每米3石灰膏用生石灰數(shù)量kg每噸生石灰消解后的體積m310：01470355.4一2.8149：11453369.6一2.7068：21439382.75712.6137：31426399.26022.5056：41412417.36362.396-525-最新施工項(xiàng)目經(jīng)理工作手冊續(xù)表石灰組分密實(shí)狀態(tài)下每米3石灰重量kg每米3消石灰用生石灰數(shù)量kg每米3石灰膏用生石灰數(shù)量kg每噸生石灰消解后的體積m3（塊粉）551395434.06742.304461379455.67162.195371367475.57362.103281354501.58201.994191335526.0一1.9020：101320557.7一1.7932-2-2石膏1.天然石膏天然石膏有天然二水石膏（也叫軟石膏）和天然無水石膏（也叫無水石膏）。我國石膏資源豐富，已探明的天然石膏儲量為50多億噸。生產(chǎn)建筑石膏一般多用天然二水石膏。天然二水石膏（CaSO4-2H2O）理論化學(xué)組成為:CaO32.56%,O346.51%,H2420.93%。按照CaSO4?2H2O含量多少，天然二水石膏可分為四等：一等:CaSO）-2H2O!95%純凈潔白無雜色，可直接用于裝飾石膏或高級石膏雕塑。二等:CaSO）-2H2O!85%可用于生產(chǎn)普通建筑石膏、高強(qiáng)建筑石膏、普通模型石膏以及生產(chǎn)水泥的原料。三等:CaSO）?2H2O!75%可用于生產(chǎn)普通建筑石膏和生產(chǎn)水泥的原料。四等:CaSO4?2H2O!65%其用途近似于三等的用途。除天然石膏外，我國還有可觀的化學(xué)石膏可供建筑上使用?；瘜W(xué)石膏是化學(xué)工業(yè)副產(chǎn)物的石膏廢渣（如磷石膏、氟石膏、硫石膏、鉻石膏、硼石膏、鈦石膏及鹽田石膏等）。2.建筑石膏建筑石膏也稱熟石膏，它是由天然二水石膏（也稱生石膏）經(jīng)過烘干和107—1707溫度的煅燒，脫水生產(chǎn)的廿型半水石膏，再經(jīng)磨細(xì)制成一定細(xì)度的粉料。其反應(yīng)為：107—170711CaSO）-2H2O---!—"CaSO）?才H2O+1才足。其中CaSO4?*H2O即為建筑石膏（熟石膏）。在此應(yīng)注意，不同煅燒溫度處理，將會使各種石膏的性質(zhì)有很大差別。建筑石膏為白色粉末，比重為2.60—2.75,松散容重為800—1000kg/m3。建筑石膏具有以下特性：（1）凝結(jié)時(shí)間快:一般20—30分鐘即凝結(jié)，室內(nèi)一周即可完全硬化,硬化后不收縮、無裂縫,并有微小膨脹（約1%的膨脹）。故使用時(shí)應(yīng)根據(jù)需要隨配制隨用，每次配制量不宜多。-526-2建筑材料的性能和應(yīng)用(2)建筑石膏(CaSO4-'H2O)理論水化的需水量很少約為18.6%，但考慮操作方便實(shí)際用水量則為60-80%，故多余水分的蒸發(fā)，形成石膏硬化后內(nèi)部構(gòu)造有很大的孔隙率,這是石膏具有輕質(zhì)高強(qiáng)的重要原因，也是具有吸聲、保溫絕熱性質(zhì)的重要原因。(3)吸濕性強(qiáng)：由建筑石膏比表面積很大，吸濕性高，故存放要注意防潮，如一般存放三個(gè)月，其強(qiáng)度可降低約30%。硬化后石膏的多孔構(gòu)造也有很強(qiáng)的吸濕性，用于房間有一定的調(diào)節(jié)濕度的作用。(4)建筑石膏/3CaSO4^iH2O經(jīng)1.3大氣壓的蒸壓處理,可轉(zhuǎn)換仙$04?土(20高強(qiáng)石膏，其實(shí)際需水量約35—40%，較/3CaSO4-!H2O實(shí)際需水量少得多，且結(jié)晶較粗大，故7天強(qiáng)度可達(dá)15-40MPa。高強(qiáng)石膏可用于高級裝修，摻防水劑可制作高級防水石膏。(5)建筑石膏也是生產(chǎn)硅酸鹽制品重要原料之一。(6)生產(chǎn)石膏板需用大量建筑石膏。石膏板是一種新型建筑材料，有廣闊發(fā)展前景。熟石膏技術(shù)指標(biāo)表2-2-4技術(shù)指標(biāo)建筑石膏模型石膏高強(qiáng)度石膏一等二等三等凝結(jié)時(shí)間：初凝,不早于54343—5(分鐘)終凝,不早于76667終凝，不遲于3030302030細(xì)度:64篩孔/cm228120(篩余量%)900篩孔/cm225354010抗壓強(qiáng)度:養(yǎng)護(hù)1天后5—83.5—4.51.3—37—815—20(MPa)養(yǎng)護(hù)7天后8—126—7.52.5—510—1518—30抗壓強(qiáng)度:養(yǎng)護(hù)1天后，！0.80.60.50.81.8—3.3(MPa)養(yǎng)護(hù)7天后，！1.51.21.01.62.5—52-2-3水玻璃水玻璃也叫泡花堿，是一種能溶于水的硅酸鹽，是由堿金屬氧化物Na2O或K2O和二氧化硅SiO2按不同比例組成的，因此分為硅酸鈉水玻璃Na2O-nSiO2和硅酸鉀水玻璃等，而前者是最常見的。1.水玻璃成品的種類(1)固體水玻璃:這是從熔爐的硅酸鈉冷卻后而得的，它不含水分。(2)液體水玻璃:這是固體水玻璃溶解于水而得的，但這種液體水玻璃的模數(shù)、濃度和比重各有不同。常見的有①Na2O?2.4SiO2溶液，濃度有三種波美度，即40。、50。、56。,水玻璃模數(shù)在3.2—2.5之間；②Nao-2.8SiO2溶液,濃度波美度為45。,水玻璃模數(shù)在2.6—2.9-527-最新施工項(xiàng)目經(jīng)理工作手冊之間；③Na2O：3.3SiO2溶液，濃度波美度為40。，水玻璃模數(shù)在3—3.4之間；④Na#0-3.6Si$#溶液,濃度波美度為35。,水玻璃模數(shù)在3.5—3.7之間。這是常見的產(chǎn)品。(3)含有化合水的水玻璃，也叫水化水玻璃，它在水中的溶解度比無水水玻璃要大。2.水玻璃的技術(shù)性質(zhì)(1)水玻璃模數(shù)!越大，則粘度越大，粘結(jié)力越強(qiáng)，比重也大，但溶解濕度也高。(2)同一模數(shù)的水玻璃，濃度越大，則比重越大，粘結(jié)力也大。溫度高則水玻璃粘度降低，反之，溫度低水玻璃粘度增大,溫度變化與水玻璃粘度之間為線性關(guān)系。(3)水玻璃總的固體含量增多，則水玻璃冰點(diǎn)降低，性能變脆。凍結(jié)后的水玻璃溶液,熔化后其性質(zhì)不變。(4)根據(jù)需要，水玻璃可任意加水稀釋，也可以加熱脫水使之濃縮。還可以調(diào)節(jié)Na#O與SiO2的分子比，如將低模數(shù)水玻璃摻入高模數(shù)水玻璃溶液中，或摻入苛性鈉，均可降低水玻璃模數(shù);摻入適量氯化銨溶液，中和堿性水玻璃,或釆取煮沸情況下緩慢加入適量硅膠粉,均可適當(dāng)提高水玻璃模數(shù)。3.水玻璃的應(yīng)用(1)用于加固地基或土壤將水玻璃溶液Na2O-nSiO2和CaCl2溶液交替壓入地基或土壤中，使之產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生成硅膠和氫氧化鈣。灌漿后沉淀凝膠，由于經(jīng)常處于潮濕狀態(tài)，故可使之結(jié)構(gòu)膨脹致密，提高強(qiáng)度，增強(qiáng)抗?jié)B能力。灌漿用的CaCl2溶液，其比重為1.24—1.28,溶液最低含量27—30%。(2)作為涂料涂刷或浸漬材料表層直接用水玻璃溶液加5倍水稀釋，涂刷或浸漬材料表層,如對磚、水泥混凝土、硅酸鹽制品等，可提高強(qiáng)度，增強(qiáng)密度,提高耐水和耐久性。但要注意，水玻璃溶液不得涂刷于石膏材料表面,否則兩者會反應(yīng)生成硫酸鈉一具有破壞性的結(jié)晶膨脹作用。如將水玻璃與聚乙烯醇溶液按1：1—1：2的比例摻配，再加適當(dāng)碳酸鈣等填料、色漿、穩(wěn)定劑、助劑，可配制建筑涂料。如將聚乙烯醇縮甲醛化處理，或摻入少量尿素、氯化銨和有機(jī)膠，可改善涂料的耐水性和耐久性，可進(jìn)一步擴(kuò)大涂料的運(yùn)用范圍。(3)用作粘結(jié)材料使用水玻璃溶波可以直作為粘結(jié)劑，用于粘結(jié)性能要求不太高的條件，如粘結(jié)飾面材料,或少量摻入水泥砂漿提高其粘結(jié)性能。(4)可配制耐酸砂漿和耐酸混凝土水玻璃能夠抵抗大多數(shù)無機(jī)酸的作用，故常用以配制耐酸砂漿和耐酸混凝土。但注意，水玻璃溶液不耐氫氟酸、大于3005熱磷酸、高級脂肪酸、油酸?？捎糜谥谱髂退岬孛?、酸洗槽、儲酸槽、貯油器等。(5)使用水玻璃時(shí)，不加硬化劑，只靠吸收空氣中CO2,逐漸干燥硬化，生成無定形的硅膠,而這一過程是極其緩慢的。這在實(shí)際上是無法應(yīng)用的。因而,必須摻入氟硅酸鈉以加速其硬化過程,Na2SiF6摻量一般為水玻璃重量的12—18%。水玻璃耐酸膠泥、砂漿、混凝土配比參考表表2-2-5-528-2建筑材料的性能和應(yīng)用名稱重量配合比強(qiáng)度MPa初凝時(shí)間終凝時(shí)間水玻璃氟硅酸鈉鑄石粉（石英粉）細(xì)集料粗集料膠泥110015—18255—270一一抗拉＞2.5大于3min大于8h210015—18（220—240）一一抗拉＞2.53#10014—15（100）一一抗拉＞2.5砂110015—17200—220250—270一抗壓>10.5漿210015—17（200—220）250—260一抗壓>10.5混凝110015—16200—220230320抗壓＞20土210015—16（180—200）240—250320—330抗壓＞20注:①3#用于打底膠泥。②養(yǎng)護(hù)時(shí)間:10—204時(shí)12天,21—304時(shí)6天,1—354時(shí)3天。③施工養(yǎng)護(hù)完畢，可用中等濃度硫酸或鹽酸作幾次表面酸性處理，促使水玻璃分解出二氧化硅凝膠，使表面硬化密實(shí)，減少表層的可溶性鈉鹽,提高其耐水性、耐酸性。2-2-4菱苦土1.菱苦土的生產(chǎn)菱苦土是由天然菱鎂礦（MgCO3

）或蛇紋石（3MgO-2SiO2-2H2O）經(jīng)煅燒、粉磨等工序,得以MgO為主要成分的粉末材料。其反應(yīng)為MgCO3!MgO;CO2

"加溫至4004時(shí)MgCO3開始分解，至600—6504時(shí)分解劇烈，生產(chǎn)實(shí)際煅燒溫度為750—8504。煅燒溫度和時(shí)間是生產(chǎn)菱苦土控制質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵。2.菱苦土的性質(zhì)菱苦土也叫“苦土粉”、“鎂質(zhì)水泥”、“氧化鎂”它是一種白色或稍淡黃色的粉末材料。它是一種氣硬性膠凝材料,調(diào)制后它只能在空氣中凝結(jié)、硬化;硬化快，強(qiáng)度高，性脆；耐水、耐溫性差;呈弱堿性,它與纖維材料有良好的粘結(jié)能力。菱苦土物理、化學(xué)性質(zhì)項(xiàng)目指標(biāo)比重松散容重細(xì)900孔/cm2度4900孔/cm2初凝時(shí)間終凝時(shí)間24小時(shí)凈漿抗拉強(qiáng)度MPa3天抗壓強(qiáng)度MPa204時(shí)用MgCl2溶液拌合時(shí)的安定性3.1—3.4800—900kg/m3篩余量<5%篩余量<25%>40分鐘<7小時(shí)>1.5>1.5合格表2-2-6化學(xué)成分%項(xiàng)目含量MgO>65CaO<45燒失量<18-529-最新施工項(xiàng)目經(jīng)理工作手冊3.菱苦土應(yīng)用菱苦土材料在建筑上有廣泛的應(yīng)用，它可制作菱苦土地面、煙道、木屑板、木絲板、人造大理石、門窗框和菱苦土混凝土等等。特別注意，如菱苦土單獨(dú)調(diào)水，其凝結(jié)硬化的速率極其緩慢，且強(qiáng)度很低，根本無法使用。故使用必須摻入適量的鹽類溶液，促其硬化。一般常用的為MgCl2溶液，也可用鹵水代替。菱苦土地面（板）配比參考表表2-2-7項(xiàng)次重量配合比28天強(qiáng)度MPa菱苦土鋸末骨料滑石粉地板黃紅土氯化鎂抗拉抗壓底層10.60.33一一一0.55—0.6>1.2（固）>5面層10.40.320.130.070.12（固）>3>10400*（C40）菱苦土混凝土配比參考表表2-2-8編號重量配合比骨料種類粒徑mm每m3菱苦土混凝土中的菱苦土和磚粉用量菱苦土磚粉砂石子鹵水砂率％121122.234.10.650.74034.95—20碎石5—20碎石菱苦土75—85%磚粉25—15%300—350kg311.952.770.8341.35—20硬礦渣菱苦土門窗框配比參考表表2-2-9配方重量配合比菱苦土磚粉砂木屑滑石粉鹵水110.33.9——1.021——0.375—1.1631——0.2360.1841.241——0.5—1.3注：鹵水比重為1.2菱苦土門窗框強(qiáng)度要求表2-2-10配方容重kg/m3抗壓強(qiáng)度MPa抗折強(qiáng)度MPa3天7天28天7天28天1209126.830.7582.32.92129513.5—25.53.33.53147021.421.928——41450——20.8——-530-2建筑材料的性能和應(yīng)用2-3水泥水泥呈粉末狀，與水混合后，經(jīng)過物理化學(xué)反應(yīng)過程能由可塑性漿體變成堅(jiān)硬的石狀體，并能將散粒狀材料膠結(jié)成為整體，所以水泥是一種良好的礦物膠凝材料。就硬化條件而言，水泥漿體不但能在空氣中硬化，還能更好地在水中硬化，保持并繼續(xù)增長其強(qiáng)度,故水泥屬于水硬性膠凝材料。水泥是最重要的建筑材料之一。隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的高速度發(fā)展，它在國民經(jīng)濟(jì)中的地位日益提高，獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。它不但大量應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑，還廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、水利、海港和國防等工程，制造各種形式的混凝土、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件和構(gòu)筑物。所以，水泥及其制品工業(yè)高速度發(fā)展對保證國家建設(shè)計(jì)劃順利進(jìn)行起著十分重要的作用。我國建筑工程中目前常用的水泥主要有硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。在一些特殊工程中，還使用高鋁水泥、膨脹水泥、快硬水泥、低熱水泥和耐硫酸鹽水泥等。由于水泥的科學(xué)技術(shù)及生產(chǎn)不斷發(fā)展，滿足各種特殊性能要求的新品種水泥正在逐漸增多，例如膨脹硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥和膨脹硫鋁酸鹽水泥等。璃耐酸材料對于硫酸、鹽酸、硝酸等無機(jī)酸具有耐腐蝕能力。2-3-1水泥1.常用水泥的性能及使用范圍（1）水泥軟練、硬練強(qiáng)度（標(biāo)號）的相互關(guān)系在從硬練法向軟練法逐漸過渡的幾年中，不少水泥工作者曾試圖摸索它們之間的相關(guān)關(guān)系式，但由于影響水泥標(biāo)號的因素太多，太復(fù)雜，故始終未能（也不可能）建立一個(gè)普遍認(rèn)可的、通用的軟、硬練強(qiáng)度互換關(guān)系式。為使讀者對水泥軟硬練標(biāo)號之間的近似關(guān)系有一個(gè)大體的了解，特列出下表，僅供參考。（2）水泥硬練標(biāo)號與軟練標(biāo)號比較（表2-3-1）表2-3-1硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥礦渣、火山灰質(zhì)、粉煤灰硅酸鹽水泥軟練標(biāo)號硬練標(biāo)號軟練標(biāo)號硬練標(biāo)號軟練標(biāo)號硬練標(biāo)號225275250300225275300350325400325400-531-最新施工項(xiàng)目經(jīng)理工作手冊續(xù)表硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥礦渣、火山灰質(zhì)、粉煤灰硅酸鹽水泥軟練標(biāo)號硬練標(biāo)號軟練標(biāo)號硬練標(biāo)號軟練標(biāo)號硬練標(biāo)號425500425500425500525600525600525600625700625700(3)五大品種水泥的主要特性及適用范圍表2-3-2品種硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥組成不摻混合材以硅酸鹽水泥熟料為主允許加15%以下混合材在硅酸鹽水泥熟料中，摻20+70%礦渣在硅酸鹽水泥熟料中加20+50%火山灰質(zhì)混合材在硅酸鹽水泥熟料中加20+40%粉煤灰密度3.00+3.163.00+3.152.90+3.12.80+3.002.80+3.00表觀密度1000+16001000?16001000+12001000+12001000+1200標(biāo)號425525625225275325425525625225275325425525225275325425525225275325425525主要特性1.快硬早強(qiáng)2.水化熱高3.耐凍性好4.耐腐性較差5.耐熱性較差1.旱強(qiáng)2.水化熱較高3.耐凍性較好4.耐熱性較差5.耐腐性較差1.早強(qiáng)低，后期強(qiáng)度增長較快2.水化熱較低3.耐熱性較好4.抗硫酸鹽類侵蝕和抗水性較好5.抗凍性較差6.干縮性較大耐熱性較差抗?jié)B性較好其它和礦渣水泥相同干縮性較小抗碳化能力較差其它和礦渣水泥相同適用范圍適用快硬早強(qiáng)工程，配制高強(qiáng)度混凝土適用于地上、地下及水中的混凝土，包括受凍融循環(huán)的結(jié)構(gòu)及早期強(qiáng)度要求較高的工程,配制建筑砂漿1.適于大體積工程2.配制耐熱混凝土3.適于蒸汽養(yǎng)護(hù)構(gòu)件4.適用一般地上、地下及水中混凝土5.配制建筑砂漿1.適于有抗?jié)B要求的混凝土2.適于大體積混凝土及蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土3.適用于一般鋼筋混凝土4.配制建筑砂漿1.適于地上地下及大體積混凝土2.適用于蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土構(gòu)件3.適宜于一般混凝土工程4.配制砌筑砂漿不適用范圍1.不宜用大體積混凝土工程2.不宜用于受化學(xué)侵入及壓力水作用的結(jié)構(gòu)和硅酸鹽水泥相同1.不適宜用于早期強(qiáng)度要求較高的混凝土工程2.不宜用于嚴(yán)寒地區(qū)和水位升降范圍內(nèi)混凝土工程1.不適用于干燥環(huán)境的混凝土工程2.不宜用于耐磨性要求的工程其它同礦渣水泥1.不宜用于抗碳化要求的工程2.其它同礦渣水泥(4)常用的三種水泥抗壓強(qiáng)度增長速度(表2-3-3)-532-2建筑材料的性能和應(yīng)用表2-3-3水泥品種抗壓強(qiáng)度增長率（%）（假定28天抗壓強(qiáng)度為100%）3d7d28d3個(gè)月6個(gè)月12個(gè)月普通硅酸鹽水泥67+7184+93100112+118116+118118+120火山灰水泥47+6472+84100107+129115+142125+146礦渣水泥24+6245+78100110+142112+160122+168注:本表摘自北京市第六建筑公司試驗(yàn)資料。2,其他品種水泥的技術(shù)性質(zhì)及用途（1）快硬硅酸鹽水泥快硬硅酸鹽水泥的標(biāo)號，以三天抗壓強(qiáng)度來表示，分為325號、375號和425號三個(gè)品種?？煊菜嗥焚|(zhì)指標(biāo)表2-3-4項(xiàng)目指標(biāo)要求項(xiàng)目指標(biāo)要求熟料中氧化鎂含量水泥中三氧化硫含量細(xì)度（0.08mm方孔篩篩余）05%（若經(jīng)壓蒸安定性試驗(yàn)合格，允許放寬到6%）<4.0%010%凝結(jié)時(shí)間安定性初凝不早于45min;終凝不遲于104沸煮法必須合格（2）快凝快硬硅酸鹽水泥快凝快硬硅酸鹽水泥的標(biāo)號系按4h強(qiáng)度而定，分為雙快一150、雙快一200兩個(gè)標(biāo)號。按GB177—77強(qiáng)度試驗(yàn)方法檢驗(yàn)，各齡期強(qiáng)度均不得低于表2-3-5數(shù)值,其他品質(zhì)指標(biāo)見表2-3-6。表2-3-5水泥標(biāo)號抗壓強(qiáng)度（MPa）抗折強(qiáng)度（MPa）4h1d28d4h1d28d雙快一15015.019.032.52.83.55.5雙快一12020.025.042.53.44.66.4表2-3-6項(xiàng)目指標(biāo)要求項(xiàng)目指標(biāo)要求氧化鎂三氧化硫細(xì)度熟料中的含量不得超過5.0%不得超過9.5%比表面積不得低于4500cm2/g凝結(jié)時(shí)間安定性初凝不得早于10min終凝不得遲于60min用沸煮法檢驗(yàn)，必須合格（3）明磯石膨脹水泥明磯石膨脹水泥分525.625兩個(gè)標(biāo)號。明磯石膨脹水泥適用于補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)工程，防滲混凝土工程，補(bǔ)強(qiáng)和防滲抹面工程，以及接縫、梁柱和管道接頭、固結(jié)機(jī)器底座和地腳螺栓等。①強(qiáng)度各齡期強(qiáng)度均不得低于下表數(shù)值：-533-最新施工項(xiàng)目經(jīng)理工作手冊表2-3-7水泥標(biāo)號抗壓強(qiáng)度(MPa)抗折強(qiáng)度(MPa)3d7d28d3d7d2