1、第一章 建筑材料概論1. 按化學成分分類： （1）有機材料：植物、瀝青、合成高分子（2）無機材料：金屬鐵、鋼、鋁、銅 非金屬燒土制品、膠凝材料、混凝土及硅酸鹽制品 （3）有機-無機復合材料：鋼筋混凝土2.建筑材料的技術標準國家標準（GB）、行業標準、地方標準、企業標準第二章 建筑材料的基本性質一、物理性質：（與質量有關、與水有關、與熱有關）（一）與質量有關的性質 密度、表觀密度、堆積密度、密實度與孔隙率、填充率與空隙率 (1)密度：材料在絕對密實狀態下，單位體積所具有的質量。 材料的密度只與構成材料的固體物質的化學成分和分子結構有關，所以對于同種物質構成的材料，密度為恒定值。(2)表觀密度：材

2、料在自然狀態下單位體積的質量。 常將包括所有孔隙在內時的密度稱為表觀密度,也稱體積密度。 只包括閉口孔在內時的密度稱為視密度。 大多數材料的體積中包含有內部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影響其總質量，因此，材料的表觀密度除了與其微觀結構和組成有關外，還與其內部構成狀態及含水狀態有關。(3)堆積密度：散粒材料(粉狀、顆粒狀）在堆積狀態下單位體積的質量。(4)密實度：材料體積內被固體物質所填充的程度。(5)孔隙率：材料中孔隙體積占總體積的比例。孔隙率反映材料內部孔隙的多少，直接影響材料的多種性質。孔隙率越大,則材料的表觀密度、強度越小，耐磨性、抗凍性、抗滲性、耐腐蝕性、耐

3、久性越差，而吸水性、吸聲性、保溫性越強。(6)填充率：散粒材料在某種堆積體積內被其顆粒填充的程度。(7)空隙率：散粒材料在某種堆積體積內，顆粒之間的空隙體積所占的體積。（二）與水有關的性質 親水性與憎水性、吸水性、吸濕性、耐水性、抗滲性、抗凍性 （1）親水性材料在空氣中與水接觸時，容易被水潤濕的性質。90° 憎水性材料不易被水潤濕的性質。 90 °（2）吸水性 定義：材料在水中吸收水分的性質稱為吸水性。 指標：吸水率表示，有質量吸水率和體積吸水率兩種。質量吸水率是指材料吸水飽和時，所吸水分的質量占干燥質量的百分率。體積吸水率是指材料吸水飽和時，所吸水分的體積占干燥體積的百分

4、率。質量吸水率與體積吸水率的關系： W體=W質0 材料的吸水率與其孔隙率有關，更與其孔特征有關。材料內與外界連通的細微孔隙愈多，其吸水率就愈大。（3）吸濕性 定義：吸濕性是材料在空氣中吸收水分的性質。 指標：含水率等于材料吸入水分質量占干燥時質量的百分率。（4）耐水性 定義：材料長期在飽和水的作用下不破壞，其強度也不顯著降低的性質稱為材料的耐水性，用軟化系數表示。工程中通常將0.85的材料稱為耐水性材料，可以用于水中或潮濕環境中的重要工程。（5）抗滲性（不透水性）定義：材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。用滲透系數或抗滲等級表示。材料的抗滲等級是指用標準方法進行透水試驗時，材料標準試件在透水前

5、所能承受的最大靜水水壓力，并以字母P及可承受的水壓力（以0.1MPa為單位）來表示抗滲等級。影響材料抗滲性的因素：材料親水性和憎水性、材料的密實度、材料的孔隙特征（6）抗凍性定義：材料在吸水飽和狀態下，能經受反復凍融循環作用而不破壞，強度也不顯著降低的性能。抗凍性以試件在凍融后的質量損失、外形變化或強度降低不超過一定限度時所能經受的凍融循環次數來表示，或稱為抗凍等級（F）。影響抗凍性的因素：1.材料的密實度：密實度越高則其抗凍性越好。2.材料的孔隙特征：開口孔隙越少則其抗凍性越好。3.材料的強度：強度越高則其抗凍性越好。4.材料的耐水性：耐水性越好則其抗凍性也越好。5.材料的吸水量大小：吸水量

6、越小則其抗凍性越好。（三）與熱有關的性質（1）導熱性 定義：材料傳導熱量的性質稱為導熱性。材料導熱性用導熱系數表示。導熱系數越小，材料的隔熱性能越好（2）熱容量 定義：材料在加熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質，稱為熱容量。比熱容：質量為1g材料溫度升高lK所需的熱量或溫度降低1K時放出的熱量。（3）耐燃性和耐火性耐燃性：是材料抵抗燃燒的性質。它是影響建筑物防火和耐火等級的主要因素。耐火性：材料在火焰或高溫作用下，保持其不破壞、性能不明顯下降的能力。用耐受時間來表示。（也可以用用耐火度表示）二、材料的力學性質（1）強度和比強度 強度：材料在外力(荷載)作用下，抵抗破壞的能力。 材料主要有抗拉、

7、抗壓、抗剪、抗彎四種強度。 比強度=材料的強度/表觀密度（2）彈性與塑性彈性：在外力作用下產生變形，當外力消失時，材料的變形即可消失并能完全恢復原來形狀的性質。塑性：在外力作用下產生變形，當外力消失時，仍能保持變形后的形狀和尺寸，并有不產生裂縫的性質。（3）脆性和韌性脆性：材料在外力作用下，無明顯塑性變形而突然破壞的性質。韌性：在沖擊或震動荷載作用下，能吸收較大能量，產生一定的變形而不致被破壞的性能。（4）硬度和耐磨性硬度：材料表面抵抗其他硬物壓入或刻劃的能力。耐磨性：材料表面抵抗磨損的能力。常以磨損率衡量。三、材料的耐久性定義：材料 在使用過程中能長久保持其原有性質的能力。包括：抗凍性、抗風

8、化性、抗老化、耐化學腐蝕性 影響耐久性的主要因素為：1）內在因素：化學成分或組成性質；結構和構造特征。2）外在因素：物理作用：光、熱、電、干濕變化、溫度變化及凍融變化等。化學作用：大氣、環境水以及酸、堿、鹽等或有害氣體的侵蝕作用。機械作用：使用荷載的持續作用，交變荷載引起材料疲勞等生物作用：包括菌類、昆蟲等的作用而使材料腐朽、蛀蝕而破壞。大氣作用：陽光、空氣及輻射作用下，有機材料等的老化。第三章 氣硬性膠凝材料膠凝材料：在一定條件 下，經自身一系列的物理、化學作用后，能將散粒材料或塊狀材料粘結成具有一定強度的整體的材料，統稱膠凝材料。按照化學性質的不同可分為有機和無機膠凝材料兩大類。氣硬性膠凝

9、材料：只能在空氣中凝結硬化，保持和繼續發展其強度，在水中不能硬化，也就不具有強度。（石灰、石膏、水玻璃、菱苦土）水硬性膠凝材料：既能在空氣中硬化，又能更好地在水中硬化，保持并繼續發展其強度。（水泥）一、石灰1.原料 主要原料是以碳酸鈣為主要成分的天然巖石，常用的有石灰石、白云石等，這些天然原料中常含有粘土雜質，一般要求控制在8以內。2.常用的石灰種類生石灰粉：由塊狀生石灰磨細生成。CaO消石灰粉：將生石灰用適量水經消化和干燥而成的粉末，主要成分為Ca(OH)2。石灰膏：其主要成分為Ca(OH)2和水。3.石灰的熟化 工地上使用石灰時，通常將生石灰加水，使之消解為消（熟）石灰氫氧化鈣，這個過程稱

10、為石灰的“消化”，又稱“熟化”。為了消除過火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰漿應在儲灰坑中放置兩周以上，這一過程稱為石灰的“陳伏”。4.石灰的硬化石灰漿體在空氣中逐漸硬化，是由下面兩個同時進行的過程來完成的：結晶作用：游離水分蒸發，氫氧化鈣逐漸從飽和溶液中結晶。 碳化作用：氫氧化鈣與二氧化碳化合生成碳酸鈣結晶，釋出水分并被蒸發。5.石灰的技術要求建筑石灰的技術指標有細度、CaO+MgO含量、CO2含量和體積安定性等。并按技術指標分為優等品、一等品和合格品三個等級。 6. 石灰的技術性質（1）可塑性好、保水性好（2）硬化慢、強度低（3）硬化時體積收縮大（4）耐水性差，不易貯存7.石灰的應用 （1

11、）石灰乳 、涂料 （2）砂漿、石灰砂漿、石灰水泥混合砂漿 （3）石灰土和三合土 （4）硅酸鹽制品原材料二、石膏1.石膏CaSO4為主要成分。分為建筑石膏和高強度石膏兩種。2. 建筑石膏的水化與硬化：1）建筑石膏的凝結與硬化機理主要有兩種:結晶理論（又稱溶解沉淀理論）；膠體理論（又稱局部反應理論）。2）按照結晶理論，建筑石膏的凝結硬化過程可分為三個階段，即:水化作用的化學反應階段結晶作用的物理變化階段硬化作用的強度增強階段3.建筑石膏的技術要求：建筑石膏的技術要求有強度、細度和凝結時間。按強度和細度分為優等品、一等品和合格品。4.建筑石膏的特性：（1）凝結硬化速度快（2）凝結硬化時的微膨脹性（3

12、）硬化后的多孔性，重量輕，但強度低（4）良好的隔熱和吸音，吸濕能力（5）防火性好（原因）（6）耐水性差、抗凍性差5.建筑石膏的應用：（1）石膏砂漿及粉刷石膏（2）建筑石膏制品：石膏板、石膏砌塊等（3）制作建筑雕塑和模型三、水玻璃1.水玻璃俗稱泡花堿，由堿金屬氧化物和二氧化硅組成，屬可溶性的硅酸鹽類。2.水玻璃的特性：粘結力強、強度較高。耐酸性好。耐熱性好。耐堿性和耐水性差。3.水玻璃的應用：涂刷材料表面加固土壤（與氯化鈣）水玻璃砂漿，修補磚墻裂縫耐酸砂漿，耐酸混凝土第四章 水泥一、水泥的分類通用水泥：六大品種水泥專用水泥：如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大壩水泥等特性水泥：如鋁酸鹽水泥、膨脹水

13、泥、彩色水泥等二、水泥的生產1.原料：（1）石灰質原料：主要提供CaO。采用石灰巖、凝灰巖和貝殼等。（2）粘土質原料：主要提供SiO2、Al2O3及Fe2O3。采用粘土、黃土等。（3）校正原料（輔助原料）：為滿足成分要求用。2.生產過程：硅酸鹽類水泥的生產過程是“兩磨一燒”，即： （1）將原料按一定比例配料并磨細成符合成分要求的生料：（2）將生料煅燒使之部分熔融形成熟料； （3）將熟料與適量的石膏共同磨細成為硅酸鹽類水泥。3.硅酸鹽類水泥的礦物組成硅酸鹽類水泥熟料的主要礦物有硅酸三鈣（C3S）、硅酸二鈣（C2S）,鋁酸三鈣C3A），鐵鋁酸四鈣（C4AF），以上礦物中硅酸鈣約占70%以上。除此之

14、外，還有少量游離氧化鈣和游離氧化鎂等。礦物種類硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣縮寫C3SC2SC3AC4AF水化速度快慢最快較快水化熱高低最高中強度高早低后高低中4.水泥的水化產物：水化硅酸鈣 70%（凝膠） 氫氧化鈣20%（晶體）水化鋁酸鈣（晶體） 水化硫鋁酸鈣晶體（也稱鈣礬石）7%5.影響硅酸鹽水泥凝結硬化的主要因素（1）礦物組成：水泥的礦物組成是影響水泥凝結硬化的最重要的因素.（2）水泥的細度：在礦物組成相同的條件下，水泥磨得愈細，水泥顆粒平均粒徑小，總表面積大，水化時與水的接觸面大，水化速度快，相應地水泥凝結硬化速度就快，早期強度就高。（3）水泥漿的水灰比：在熟料礦物組成大致相同為情

15、況下，水灰比的大小是影響水泥石強度的主要因素。（4）齡期（時間）：在水泥和水作用的最初幾天內強度增長最為迅速（5）環境溫度和濕度:（6）石膏摻量（7）外加劑的影響：選擇適當外加劑，如減水劑、引氣劑等可改善水泥的性能。6.硅酸鹽水泥的技術性質（1）細度：是指水泥顆粒的粗細程度。水泥細度通常采用篩分法或比表面積法（勃氏法）測定。（2）標準稠度用水量：是指水泥凈漿達到規定稠度時所需的拌合水量，以占水泥重量的百分率表示。（3）凝結時間： 硅酸鹽水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于6.5 h；普通硅酸鹽水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于10 h。（4）體積安定性：體積安定性是指水泥漿硬化后體積

16、變化的均勻性。水泥安定性不良的原因：熟料中含有過量的游離氧化鈣（fCaO），或含有過量的游離氧化鎂（fMgO）；生產水泥時摻入的石膏過量；水泥中三氧化硫含量超標。（5）強度：以水泥3d、28d的抗折強度和抗壓強度劃分硅酸鹽水泥的強度等級。（6）水化熱：大體積混凝土應選用低熱水泥。（7）密度與體積密度7.技術標準：廢品水泥：氧化鎂、三氧化硫含量、初凝時間、體積安定性中的任一項不符合標準規定；不合格品水泥：細度、終凝時間、不溶物、燒失量和混合材料摻加量中的任一項不符合規定，或強度低于商品強度規定的指標；水泥包裝標志中水泥品種、強度等級、生產者名稱和出廠編號不全。三、五大品種水泥1.硅酸鹽水泥和普通

17、水泥特性與應用：特性： （1）凝結硬化快，強度高，尤其早期強度高。（2）抗凍性好。（3）水化熱大。（4）不耐腐蝕。（5）不耐高溫。 應用：1) 適用于重要結構的高強混凝土及預應力混凝土工程；2) 適用于早期強度要求高的工程及冬季施工的工程；3) 適用于嚴寒地區，遭受反復凍融的工程及干濕交替的部位；4) 不宜用于受流動的軟水和水壓作用工程、受海水和礦物水作用的工程；5) 不宜用于大體積混凝土；6) 不宜用于高溫的工程。 2.礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥特性：1) 凝結硬化較慢，早強強度較低，后期強度增長較快；2) 水化熱較低，放熱速度慢；3) 抗硫酸鹽腐蝕和抗淡水性較好；4) 對溫度敏感性較

18、高，適合蒸汽養護；5) 抗凍性、耐磨性及抗碳化性能較差。四、水泥的儲存及保管1.水泥在儲運過程中要防潮、防水，以免水泥吸收空氣中的水分，使表面顆粒水化，喪失膠結能力，使強度降低；2.水泥倉庫應通風，存放袋裝水泥時，地面要有墊板，墊板離地300 mm，四周離墻300 mm。堆放高度一般以10袋為宜，水泥的儲存應按照到貨先后依次堆放，盡量作到先到先用，防止存放過久。3.不同品種、不同強度及不同出廠日期的水泥應分別貯存，不得混雜。4.水泥的貯存期不宜超過3個月，過期水泥或有受潮結塊現象的水泥應重新檢驗強度。五、水泥石的腐蝕與防止 1. 水泥石腐蝕的基本原因是： 水泥石中存在有易被腐蝕的氫氧化鈣和水化鋁酸鈣； 水泥石本身不密實而使侵蝕性介質易于進入其內部； 外界因素的影響，如腐蝕介質的存在，環境溫度等。2.腐蝕類型：1）軟水腐蝕（溶出性侵蝕）2）鹽類腐蝕3）酸類腐蝕4）強堿腐蝕 3.