建筑材料的發(fā)展史
,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,緒 論,一,建筑材料的作用,1,是建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ);,2,,建材的發(fā)展賦予了建筑物以時代的特性和風(fēng)格;,3,建筑設(shè)計理論不斷進步和施工技術(shù)的革新不但受到建材發(fā)展的制約,同時也受到其發(fā)展的推動;,4,建材的正確、節(jié)約、合理的的使用直接影響到建筑工程的造價和投資。,材料費用占總投資的50%-60%,二,建筑材料的發(fā)展史,遠古時代-“穴居巢處”,石器、鐵器時代“鑿石成洞,伐木為棚”,筑土壘石階段 燒制磚瓦、石灰,-筑土壘石,-燒磚燒瓦,現(xiàn)代的建材 三大建材;木材、鋼材、水泥,外加塑料-四大建材,傳統(tǒng)上的基本功能:安全、適用,發(fā)展到現(xiàn)在:,輕質(zhì)高強,抗震耐久,無毒環(huán)保,節(jié)能,三,建筑材料的發(fā)展趨勢4個方面,四,建筑材料的分類,1,無機材料,金屬材料,非金屬材料,氣硬性,水硬性,2,有機材料,3,復(fù)合材料,五,建材的技術(shù)標準(,P3),1,國家標準,四部分組成:,標準名稱、,標準發(fā)布機構(gòu)的組織代號、,標準號、,標準頒布時間,2,行業(yè)標準,分為:,建筑材料,(,JC),建筑工程(,JGJ),石油工業(yè)(,SY),冶金工業(yè)(,YB),六,學(xué)習(xí)方法,是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課;,是學(xué)習(xí)其他課程:結(jié)構(gòu)、施工、預(yù)算等專業(yè)課程的基礎(chǔ)。,學(xué)習(xí)的主線:成份-組成-性質(zhì)和特征-性質(zhì)的影響因素-應(yīng)用,應(yīng)用(檢測、驗收、選用),第二章,建筑材料的基本性質(zhì),物理性質(zhì)、,化學(xué)性質(zhì),、力學(xué)性質(zhì)、耐久性,補充:,化學(xué)組成包括:,1、元素組成,2、礦物組成,舉例:金剛石和石墨,2.2 材料的物理性質(zhì),一、與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì),1、密度、表觀密度、體積密度、堆積密度(,P,9,),2、,密實度,D,和孔隙率,P,3、,填充率和空隙率,二、材料與水有關(guān)的性質(zhì),1、親水性和憎水性,潤濕角,:,小于90度親水性材料,大于90度憎水性材料,2、吸水性,質(zhì)量吸水率,體積吸水率,3、吸濕性含水率,W,表示,4、耐水性軟化系數(shù),Kp,表示,耐水材料,:,Kp,大于0.8的材料,5、抗?jié)B性滲透系數(shù),K,或抗?jié)B等級,P,6、,抗凍性抗凍等級,F,強度下降不大于25、,質(zhì)量下降不大于5,三、材料與熱有關(guān)的性質(zhì),1、導(dǎo)熱性導(dǎo)熱系數(shù),絕熱材料:導(dǎo)熱系數(shù),小于0.25,W/m.K,影響因素:3點(,P15),問題:保溫隔熱材料為什么要注意防潮防凍?,2、,熱容比熱容,C,或熱容量系數(shù),3、耐燃性和,耐火性,耐受時間,h(,耐火極限),注意:耐燃性與耐火性的區(qū)別,2.3 材料的力學(xué)性質(zhì)(抵抗破壞和變形)(應(yīng)力,和應(yīng)變,),一、強度和強度等級,影響因素:,1、形狀和大?。捍笤嚰∮谛≡嚰?;棱柱體試 件小于同尺寸正方體試件;,25點:另四點影響因素,P18,強度等級,比強度,二,彈性和塑性,三,韌性和脆性,四,硬度和耐磨性,2.4 材料的耐久性,是一項綜合性能:,砼抗?jié)B性、抗凍性、抗腐蝕性和,抗碳化性;,鋼材抗銹蝕性;,瀝青大氣穩(wěn)定性和溫度敏感性。,第三章 建筑石材,一、砌,筑用石,材:,1、毛石,2、料石,二、裝飾用石材,1、天然大理石板材,2、天然花崗石板材,3、青石裝飾板材,第四章 氣硬性膠凝材料,概念:-分類:,氣硬性膠材和氣水硬性膠材,石灰,石膏,水玻璃,第一節(jié) 石 灰,一、石灰的品種和生產(chǎn),欠火石灰與過火石灰的成因和危害,二、石灰的熟化和硬化,1、“陳伏”、“陳伏”目的、“陳伏”期限、,“陳伏”時注意的問題等,2、干燥硬化、結(jié)晶硬化、碳酸化硬化,不宜用于長期處于潮濕或反復(fù)受潮的地方?,使用時,摻入填充材料,如砂、纖維材料?,三、石灰的技術(shù)要求:,1、評定其質(zhì)量標準:,活性氧化鈣和氧化鎂含量的高低、欠火石灰與過火石灰及其他雜質(zhì)含量的多少,2、三個等級的劃分:,優(yōu)等品、一等品、合格品,四、石灰的技術(shù)性質(zhì)和應(yīng)用,石灰的技術(shù)性質(zhì),1、良好的保水性,2、凝結(jié)硬化慢、強度低,3、吸濕性強,4、體積收縮大,5、耐水性差,6、化學(xué)穩(wěn)定性差,石灰的應(yīng)用,1、粉刷墻壁、配制石灰砂漿或水泥混合砂漿,2、配制灰土和三合土(石灰+粘土+,砂、石或爐渣等填料),3、生產(chǎn)無熟料水泥、硅酸鹽制品和碳化石灰板,第二節(jié) 石 膏,一、石膏的生產(chǎn)與品種,建筑上常用的石膏品種:建筑石膏、模型石膏、高強石膏、粉刷石膏,二、石膏的凝結(jié)與硬化,三、石膏的技術(shù)要求:,強度、細度和凝結(jié)時間,四、石膏的性質(zhì)與應(yīng)用,石膏的性質(zhì),1、凝結(jié)硬化快,2、孔隙率大、密度小、保溫吸聲性能好,3、具有一定調(diào)濕性,4、耐水性差、抗凍性差,5、凝固時體積微膨脹,6、防火性好,石膏的應(yīng)用,1、內(nèi)墻抹灰及粉刷,2、建筑裝飾制品,3、石膏板,第三節(jié) 水 玻 璃,(俗稱泡花堿;常用的是鈉水玻 璃),一、水玻璃的生產(chǎn)與組成,1、生產(chǎn)原料:,純堿(,Na,2,CO,3,)、,石英砂(,SiO,2,),2、,組成:,R,2,O nSiO,2,概念:,水玻璃的模數(shù),n,二、水玻璃的硬化,常用的固化劑是:氟硅酸鈉;其適宜摻量為水玻璃質(zhì)量的12%,15%,問題:水玻璃模數(shù)和密度對性質(zhì)的影響?,三、水玻璃的性質(zhì),1、強度高,2、耐酸性高,3、耐熱性好,四、水玻璃的應(yīng)用,1、涂刷于材料表面、浸漬多孔性材料、加固地基,2、配制防水劑,二礬或四礬防水劑,3、制水玻璃混凝土,制水玻璃耐熱混凝土,第五章 水 泥,第一節(jié) 硅酸鹽水泥,一、硅酸鹽水泥的生產(chǎn),1、原料:石灰質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料、校正原料,2、生產(chǎn)過程:“兩磨一燒”,3、定義與分類:,國際上稱波特蘭水泥,I,型硅酸鹽水泥-,P,I,II,型硅酸鹽水泥-,P,II,二、熟料的礦物組成和特性,四大礦物組成,3,CaO,SiO,2,、,2CaO,SiO,2,、,3CaO,Al,2,O,3,和,4,CaO,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,簡寫式:,C,3,S、C,2,S、C,3,A、C,4,AF,問題,:改變熟料的礦物含量,對水泥的性質(zhì)怎樣影響?,三、,硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)和硬化,水化產(chǎn)物,:,70%的凝膠體:水化硅酸鈣、水化鐵,酸鈣,30%晶體等:氫氧化鈣、水化鋁酸鈣、水 化硫鋁酸鈣,影響硅酸鹽水泥凝結(jié)和硬化的主要因素:,熟料的礦物組成和細度、水灰比、石膏的摻量、溫度和濕度、齡期、外加劑等,四、硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì),1,、密度與堆積密度,取3.10和1300,2、,細度,3、標準稠度用水量,硅酸鹽水泥:,21%,28%,4、,凝結(jié)時間,初凝不符合-廢品,終凝不符合-不合格品,5、體積安定性,問題:體積安定性不良的原因及危害?,6、強度和強度等級,劃分依據(jù):3天和28天時的抗折強度和抗壓強度,分6個等級,7、水化熱;8、不溶物和燒失量;9、堿含量,五、水泥石的腐蝕與防止,軟水侵蝕(溶出性侵蝕),Ca(OH),2,溶出,生成無膠凝能力的物質(zhì),酸類侵蝕(溶解性侵蝕),碳酸的侵蝕和一般酸的侵蝕,鹽類腐蝕,硫酸鹽氯鹽腐蝕和,鎂鹽腐蝕(雙重腐蝕),強堿腐蝕,防止水泥石腐蝕的措施(3方面),六、,硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用,1、強度高,2、水化熱高-不宜用于大體積工程,3、抗凍性好,4、堿度高、抗碳化能力強-,“钅仝”,5、干縮小-可用于干燥環(huán)境,6、耐磨性好,7、耐腐蝕性差-不宜用于受流動水、壓力水、酸類和硫酸鹽侵蝕的工程,8、耐熱性差-不宜單獨用于耐熱混凝土工程,9、濕熱養(yǎng)護效果差,七、,硅酸鹽水泥的驗收與儲運,廢品水泥:,凡,Mg O、SO,3,、,初凝時間、安定性中有一項不符合要求,不合格水泥:,凡細度、終凝時間、不溶物、燒失量中有一項不符合要求,水泥的儲運方式,散裝,袋裝:50,Kg/,袋,有效存放期:3個月,3個月后:強度下降 10%,20%,6個月后:強度下降 15%,30%,1年后:強度下降 25%,40%,第二節(jié),摻混合材的硅酸鹽水泥,普通水泥,礦渣水泥,火山灰水泥,粉煤灰水泥,復(fù)合水泥,代號,P,O,P,S,P,P,P,F,P,C,混合材摻量,6%,15%,20%,70%,20%,50%,20%,40%,16%,50%,兩種或,主要技術(shù)性質(zhì),1、強度;2、細度;3、凝結(jié)時間;4、體積安定性,特征與使用,包裝紅,字,印刷,包裝綠字印刷,包裝上用黑字印刷,第三節(jié),其他品種的水泥,高鋁,水泥(舊稱礬土水泥),快硬硅酸鹽水泥,以,3天,抗壓強度表示強度等級,白色硅酸鹽水泥及彩色硅酸鹽水泥(分別簡稱白水泥和彩色水泥),膨脹水泥和,自應(yīng)力水泥(又稱補償收縮水泥或無收縮水泥),中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣硅酸鹽水泥,(又稱大壩水泥),第六章 混凝土,一、組成:膠材+骨料+水+外摻料,二、分類:,“普通混凝土”,三、性能特點,優(yōu)點:6個方面,缺點:,四、混凝土應(yīng)用的基本要求(混凝土配合比設(shè)計的基本目標):,1、強度,2、工作性,3、耐久性,4、經(jīng)濟性,第二節(jié) 普通混凝土的組成材料,水泥、砂、石子、水,填充料(水泥漿),骨料,砂、石子,砂分為:,1、天然砂,2、人工砂(綜合利用、回收尾塵、保護環(huán)境等),水、水泥,水泥的選用:,1、品種,2、標號:一般水泥強度等級為,混凝土設(shè)計,強度等級的1.5-2.0倍,砂的,主要技術(shù)要求,砂的,粗細程度和顆粒級配:篩分試驗、細度模數(shù),M,x,據(jù)細度模數(shù),M,x,的大小將砂分為:粗砂、中砂、細砂,砂的含水狀態(tài):,全干狀態(tài)(烘干狀態(tài)),氣干狀態(tài),飽和面干狀態(tài),濕潤狀態(tài),含泥,量、泥塊含量,和石粉含量,危害較大、水洗處理,砂中的有害物質(zhì):,云母及輕物質(zhì),有機物,硫化物和硫酸鹽,氯鹽,混凝土用石(粗骨料),一、石子的分類;碎石和卵石,二、粗骨料的技術(shù)要求:,1、,最大粒徑及顆粒級配,總表面積要小、顆粒大小搭配要合理,最大粒徑的規(guī)定,(,P,75,),2、,強度及堅固性,粗骨料的,強度有,粗骨料的,堅固性:硫酸鈉溶液浸泡法,骨料的質(zhì)量損失率,3、針片狀顆粒,針片狀顆粒的外形和低抗折能力,會降低混凝土的密實度、強度及和易性。,4、含泥量和泥塊含量,5、有害物質(zhì)、雜物,雜物:,草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊、爐渣等。,有害物質(zhì):,有機物、硫化物和硫酸鹽等。,第三節(jié) 砼拌合物的技術(shù)性質(zhì),前:砼拌合物 后:新拌砼,1、砼拌合物的工作性(和易性),是一項綜合性質(zhì):流動性、黏聚性、保水性;測定方法有兩種:坍落度試驗法和維勃稠度測定法。,怎樣評定砼拌合物的工作性?,2、影響砼拌合物工作性的因素:,三方面:,組成、,環(huán)境、時間,水泥的特性;用水量;水灰比(0.4-0.8);骨料的性質(zhì)(合理砂率、最佳砂率),3、改善砼拌合物工作性的措施,在水泥漿不變的情況下,適當增加水泥漿的用量。,選用合理的砂率。,改善砂石的級配,采用連續(xù)級配。,調(diào)整砂石的粒徑。,摻加外加劑,改善工作性。,盡量縮小新拌混凝土的運輸時間。,第四節(jié) 硬化砼的技術(shù)性質(zhì),一、混凝土的強度,抗壓強度:脆性材料;判定質(zhì)量的標準,1、,普通混凝土受壓破壞的特點:,2、,混凝土的抗壓強度及強度等級:,據(jù)立方體抗壓強度,劃分為,12個,強度,等級,以,C,表示,從,C7.5,C10,C15,C20C50,C55,C60,軸心(棱柱體)抗壓強度,3、影響,混凝土強度的因素,水泥強度和水灰比,養(yǎng)護條件濕度和溫度,水化齡期,施工質(zhì)量,二、,混凝土的耐久性,是一項,綜合性能,包括:抗?jié)B性、抗凍性、抗腐蝕性、抗碳化性及堿-骨料反應(yīng)等,提高混凝土耐久性的措施:,選擇合適品種的水泥;,控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量;,選用優(yōu)質(zhì)骨料,改善骨料級配;,摻外加劑;,嚴格控制施工質(zhì)量,保證混凝土的均勻、密實,。,第五節(jié),混凝土外加劑,一外加劑的,摻量:,不大于水泥質(zhì)量的5%,二、外加劑的種類及功能:,減水劑、早強劑、引氣劑、緩凝劑、膨脹劑、速凝劑、防凍劑、加氣劑先等等。,三、外加劑使用時的注意事項,(,P,99,),第六節(jié),混凝土配合比的設(shè)計,一、配合比設(shè)計,兩種方法:,質(zhì)量比和體積比,我國采用的是質(zhì)量比。,二、混凝土配合比有,兩種表示方法:,1、1,m,3,砼中四種組分的實際用量(,kg),2、,以水泥質(zhì)量為1,砂、石依次以相對質(zhì)量比及水灰比,W/C,表示,如:,m,c,:m,s,:m,g,=,1:2.26:4.