第一章建筑材料的基本性質(zhì)·建筑工程要求材料具備什么性能(What)?建筑工程要求材料具備哪些性能?承受荷載防水、隔熱強(qiáng)度、剛度耐久性建筑材料如何滿足性能要求?●材料的組成性能材料組成、結(jié)構(gòu)與性能之關(guān)系材料組成、結(jié)構(gòu)與性能之關(guān)系第一章建筑材料的基本性質(zhì)本章目的：(2)理解各種性質(zhì)的基本概念。(3)掌握各種性質(zhì)的表示方法，影響因素及其實(shí)用意義。材料組成材料組成相組成材料結(jié)構(gòu)細(xì)觀結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)納觀結(jié)構(gòu)玻璃體結(jié)構(gòu)化學(xué)組成：指構(gòu)成材料的基本元素與化合物。表示：金屬材料的化學(xué)組成以主要元素的含量來表示；無機(jī)非金屬材料則以各種氧化物含量表示。礦物：指的是在無機(jī)非金屬材料中，具有特定的晶體結(jié)構(gòu)、具有特定的物理化學(xué)性質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)。礦物組成：是指構(gòu)成材料的礦物種類和數(shù)量。如天然石材，無機(jī)膠凝材料等。相組成：指材料中結(jié)構(gòu)相近、性質(zhì)相同的均勻部分稱為相。可分為：氣相、液相和固相例如：混凝土為集料顆粒(集料相)分散在水泥漿體(基相)中所組成的兩項(xiàng)復(fù)合材料。(一)宏觀結(jié)構(gòu)是指材料宏觀存在的狀態(tài)，即用肉眼或放大鏡就可分辨的粗大組織，其尺寸在10-3m級(jí)以上。(1)按孔隙分類：致密多孔實(shí)例：玻璃纖維膠合板微孔粘土磚散粒堆聚混凝土集料砂漿(二)細(xì)觀結(jié)構(gòu)是指光學(xué)顯微鏡所能觀察到的材料結(jié)構(gòu)。其尺寸范圍為10-3~10-6m。針對(duì)某種具體材料來進(jìn)行分類研究。混凝土可分為：基相、集料相和界面相是指材料原子、分子層次的結(jié)構(gòu)。決定材料的物理性質(zhì)。(1)晶體結(jié)構(gòu)特征：內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間規(guī)則排列。原子晶體、離子晶體、分子晶體和金屬晶體金剛石晶體結(jié)構(gòu)四面體→共價(jià)鍵石墨晶體結(jié)構(gòu)層與層.分子鍵→層間共價(jià)鍵(2)玻璃體(無定形體和非晶體)結(jié)構(gòu)特征：質(zhì)點(diǎn)排列—近程有序.遠(yuǎn)程無序(非周期性)共價(jià)鍵或離子鍵材料特性：各向同性、熱力學(xué)不穩(wěn)定.(3)膠體結(jié)構(gòu)特征：極微小的膠粒分散在介質(zhì)中溶膠結(jié)構(gòu)和凝膠結(jié)構(gòu)材料特性：較強(qiáng)的粘結(jié)力、強(qiáng)度較低、變形較大定義特征定義特定的幾何外形；各向異性(金屬材料除外);固定的熔點(diǎn)，化學(xué)穩(wěn)定性高玻璃體結(jié)構(gòu)特征各向同性；導(dǎo)熱性較低；無固定的熔點(diǎn)：化學(xué)穩(wěn)定性差(即，活性高)膠體結(jié)構(gòu)特征和玻璃體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、變形大(四)材料構(gòu)造指具有特定性質(zhì)的材料結(jié)構(gòu)單元間的相互組合搭配情況，強(qiáng)調(diào)相同材料或不同材料間的搭配組合關(guān)系，材料宏觀組織狀況?！げ牧系男再|(zhì)與其構(gòu)造關(guān)系：·構(gòu)造致密的材料強(qiáng)度高；疏松多孔的材料密度低，強(qiáng)度也較低；層狀或纖維狀構(gòu)造的材料，是各向異性的。多孔材料→如無機(jī)非金屬材料孔隙、孔隙率與孔隙(形態(tài))特征2.孔隙率增大(1)材料表觀密度減??；(2)強(qiáng)度降低；導(dǎo)熱系數(shù)減?。?3)吸水率增大；(4)透氣、透水性變大。(5)抗凍性是否降低，要視孔隙大小和形態(tài)特征而定——毛細(xì)孔使村料吸水率增大、耐久性降低。一般來說粗孔不易吸滿水，3.孔隙(形態(tài))特征微細(xì)孔隙吸水率非常大。——開孔相對(duì)閉孔對(duì)村料強(qiáng)度、保性、耐久性更不利；或增加閉口孔隙，可提高材料保溫性、耐久性。1、密度：材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下(不包含孔隙或空隙)單位體積的質(zhì)量，俗稱比重。材料的實(shí)際密度p為：式中：m—材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量(g);V—材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積(cm3)。李氏瓶測(cè)定體積材料的密度大小取決于組成及微觀結(jié)構(gòu)?？紫扼w積表觀體積堆積體積開口孔隙閉口孔隙V=V。+V空=V實(shí)+V開+V閉+V空2、表觀密度：指材料在自然狀態(tài)下(包含孔隙)單位體積的質(zhì)量，俗稱容重。V?—材料在自然狀態(tài)下的體積(cm3或m3)。當(dāng)材料所含的水分不同時(shí)，其所測(cè)定的材料表觀密度也有差異，通常指的是在干燥狀態(tài)下的表觀密度。材料的表觀密度取決于密度、構(gòu)造及含水程度。濕容重飽水容重3、堆積密度：指散粒材料或粉狀材料，在堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，俗稱松散容重。材料的堆積密度po'為：式中：m一材料的質(zhì)量(kg);V?！牧系亩逊e體積，包括顆粒體積和顆粒之間空隙的體積(m3)。取決于材料顆粒的表觀密度、堆積的疏密程度。1、密實(shí)度：指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)的程度。2、孔隙率：指材料中孔隙體積占總體積的百分率。即D+P=1或密實(shí)度+孔隙率=1V?'—堆積體積，容量筒測(cè)V。'密實(shí)度和孔隙率兩者之和為1,兩者均反映了材料的密實(shí)程度。建筑材料的許多性質(zhì)都與材料的致密程度有關(guān)，這些性質(zhì)除取決于孔隙率的大小外，還與孔隙特征(形狀、大小)有關(guān)。2.3材料的填充率與空隙率即D'+P'=1或填充率+空隙率=1已知某卵石的質(zhì)量為10.6g,體積為4.06cm3,用李氏瓶法，排除的水的體積為4ml,現(xiàn)總共有這樣的卵石3360kg,堆成體 積為2m3,求石子的孔隙率和空隙率。表觀密度堆積密度孔隙率空隙率第3節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)一、材料的變形——彈性變形與塑性變形>當(dāng)撤去外力或外力恢復(fù)到原受力狀態(tài)，材料能夠完全恢復(fù)原來變>具有這種性質(zhì)的材料稱為彈性材料；>根據(jù)其應(yīng)力—應(yīng)變曲線，有：線彈性和非線彈性。>當(dāng)撤去外力或外力恢復(fù)到原受力狀態(tài)，材料仍保持變形后形狀和>其應(yīng)力—應(yīng)變曲線是非線性的，且不連續(xù)，每一點(diǎn)的應(yīng)力與應(yīng)變>材料在外力作用下，能吸收大量的能量，并能承受較>具有這種性質(zhì)的材料稱為韌性材料，·靜荷載—作用時(shí)不產(chǎn)生加速度的荷載。如結(jié)構(gòu)自重·動(dòng)荷載—作用時(shí)產(chǎn)生加速度的荷載。如沖擊、振動(dòng)荷載●對(duì)于脆性材料，極限強(qiáng)度與破壞強(qiáng)度是一致的?！ば熳儯汗腆w材料在外力作用下，變形隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增長(zhǎng)的現(xiàn)象。對(duì)于非晶體材料，是由于在外力作用下發(fā)生了粘性流動(dòng)；對(duì)于晶體材料，是由于晶格位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)及晶體的滑移?！ば熳兣c應(yīng)力和環(huán)境因素有關(guān)·當(dāng)應(yīng)力未超過某一極限值時(shí)，徐變的發(fā)展隨時(shí)間延長(zhǎng)而減小，最后材料的變形停正增長(zhǎng)；當(dāng)應(yīng)力達(dá)到或超過某一極限值后，徐變的發(fā)展隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加，最后導(dǎo)致材料破·混凝土、巖石等材料，當(dāng)環(huán)境溫度越高、濕度越大時(shí)，其徐變量越大；·木材的濕度越大，徐變量越大；·鋼鐵材料在高溫下徐變特別顯著。·材料在荷載作用下，若所產(chǎn)生的變形因受約束而不能發(fā)展時(shí)，則其應(yīng)力將隨時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸減小，這一現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛·由于隨著荷載作用時(shí)間延長(zhǎng)，材料內(nèi)部塑性變形逐漸增大、彈性變形逐漸減小(總變形不變)而造成的。·材料所受應(yīng)力水平越高，應(yīng)力松弛越大；溫度、濕度越大，應(yīng)力松弛也越大。1.定義一材料在外力作用下抵抗破壞的能力2.分類一抗壓、抗拉、抗剪、抗彎(折)(1).抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度公式(2).抗彎(折)強(qiáng)度f一分一點(diǎn)、兩點(diǎn)加荷。公式見教村3.比強(qiáng)度一材料的強(qiáng)度與其表觀密度之比。是衡量材料輕質(zhì)、高強(qiáng)的指標(biāo)。(1)材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造：材料的強(qiáng)度與其組成及結(jié)構(gòu)有關(guān)，即使材料的組成相同，其構(gòu)造不同，強(qiáng)度也不一樣。金屬材料→金屬晶體→多晶體堆積體→強(qiáng)度高，韌性好、剛度較水泥材料→離子晶體和凝膠體→礦物顆粒堆積體高分子材料→非晶膠體→大分子鏈相互纏結(jié)→強(qiáng)度不高、剛度低.(2)孔隙率與孔隙特征：材料的孔隙率愈大，則強(qiáng)度愈小。對(duì)于同一品種的材料，其強(qiáng)度與孔隙率之間存在近似直線的反一般表觀密度大的材料，其強(qiáng)度也大。(3)試件的形狀和尺寸：受壓時(shí)，立方體試件的強(qiáng)度值要高于棱柱體試件的強(qiáng)度值，相同材料采用小試件測(cè)得的強(qiáng)度較大試件高。當(dāng)加荷速度快時(shí)，由于變形速度落后于荷載增長(zhǎng)的速度，故測(cè)得的強(qiáng)度值偏高，反之，因材料有充裕的變形時(shí)間，測(cè)得的強(qiáng)度值偏低。(5)試驗(yàn)環(huán)境的溫度、濕度：溫度高、濕度大時(shí)，試件會(huì)有體積膨脹，材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)距離加大，質(zhì)點(diǎn)間的作用力減弱，測(cè)得的強(qiáng)度值偏低。受力面的平整度，潤(rùn)滑情況等。試件表面不平或表面涂潤(rùn)滑劑時(shí)，所測(cè)強(qiáng)度值偏低。(1).強(qiáng)度等級(jí)：材料常根據(jù)極限強(qiáng)度的大小，劃分為不同的強(qiáng)度等級(jí)或標(biāo)號(hào)。我國(guó)過去的規(guī)范中采用標(biāo)號(hào)值；目前我國(guó)的規(guī)范中采用強(qiáng)度等級(jí)值。(2).強(qiáng)度和強(qiáng)度等級(jí)的區(qū)別與聯(lián)系：區(qū)別：a.強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)的定義不同。強(qiáng)度是實(shí)測(cè)值，強(qiáng)度等級(jí)是人為規(guī)定的強(qiáng)度范圍。b.強(qiáng)度指的是材料的極限值，是唯一的，每一強(qiáng)度等級(jí)則包含一系列強(qiáng)度值。聯(lián)系：某一材料強(qiáng)度等級(jí)的確定必須以其極限強(qiáng)度值為依據(jù).·材料在承受持久荷載下的強(qiáng)度，稱為持久強(qiáng)度·結(jié)構(gòu)物中材料所承受的荷載，大多為持久荷載，如結(jié)構(gòu)自重、固定設(shè)各的荷載等，故在工程中必須考慮持久強(qiáng)度。由于材料在持久荷載下會(huì)發(fā)生徐變，使塑性變形增大，所以，持久強(qiáng)度都低于暫時(shí)強(qiáng)度?！そ蛔儜?yīng)力超過某一極限、且多次反復(fù)作用后，即會(huì)導(dǎo)致材料破壞，該應(yīng)力極限值稱為疲勞極限·疲勞極限遠(yuǎn)低于靜力強(qiáng)度，甚至低于屈服強(qiáng)度。疲勞極限是通過試驗(yàn)測(cè)定的。在規(guī)定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)下，所對(duì)應(yīng)的極限應(yīng)力即為疲勞極限?！ねǔＲ?guī)定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為106次~108次?；炷恋目箟浩跇O限約為靜力抗壓強(qiáng)度的50%～60%?？刹捎茫耗κ嫌捕?石料、陶瓷等);布氏、洛氏硬度(金屬材料)。2.磨損——材料受外界物質(zhì)的摩擦作用而造成質(zhì)量和體積損材料同時(shí)受到摩擦和沖擊兩種作用而造成的質(zhì)量和體積損耗。水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與材料分子之間的吸引力大于水分子與材料分子之間的吸引力材料在水中吸收水分的性質(zhì)指標(biāo)—重量吸水率、體積吸水率材料在空氣中吸收水分的性質(zhì)指標(biāo)—含水率θ>90°—憎水性材料θ>90°—憎水性材料—如容重增加、體積膨脹、導(dǎo)熱(系數(shù))性增大，強(qiáng)度5.抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)6.材料的含水狀態(tài)干燥(即，絕干)狀態(tài)飽和面干狀態(tài)濕潤(rùn)狀態(tài)1.材料的親水性與憎水性與水接觸時(shí)，有些材料能被水潤(rùn)濕，而有些材料則不能被水潤(rùn)濕，對(duì)這兩種現(xiàn)象來說，前者為親材料具有親水性或憎水性的根本原因在于材料的分子結(jié)構(gòu)。親水性材料與水分子之間的分子親合力，大于水分子本身之間的內(nèi)聚力；反之，憎水性材料與水分子之間的親合力，小于水分子本身·工程實(shí)際中，材料是親水性或憎水性，通常以潤(rùn)濕角的大小劃分，潤(rùn)濕角為在材料、水和空氣的成的夾角。其中潤(rùn)濕角θ愈小，表明材料愈易被水潤(rùn)濕。當(dāng)材料的潤(rùn)濕角θ<90°時(shí)，為親水性材料；當(dāng)材料的潤(rùn)濕角θ>90°時(shí)，為憎水性材料。水在親水性材料表面可以鋪展開，且能通過毛細(xì)管作用自動(dòng)將水吸入材料內(nèi)部；水在憎水性材料表面不僅不能鋪展開，而且水分不能滲親水性與憎水性材料的特征：水在憎水性材料的表面有自動(dòng)收縮成珠的趨勢(shì)，不能潤(rùn)濕材料的表面。對(duì)工程防水有利。水在親水性材料的表面是自動(dòng)散開和鋪展，并自發(fā)地潤(rùn)濕表面。材料的親水性與憎水性主要取決于材料的組成與結(jié)構(gòu)：材料能吸收水分的能力，稱為材料的吸水性。吸水的大小2.1質(zhì)量吸水率質(zhì)量吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水量占材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量百分比，并以w表示。質(zhì)量吸水率w2.2體積吸水率體積吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水然體積的百分率，并以W表示。體積吸水率W的計(jì)算公式材料的吸水(濕)性與材料內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)與材料的親水性或一材料通過其內(nèi)部開口、連通的孔隙吸收外部環(huán)境的水·開口孔隙越多，材料吸水率越大；·開口連通孔徑較小，因毛細(xì)管作用而容易吸水。-親水性材料的吸水(濕)性比憎水性材料強(qiáng)?！びH水性孔壁使水自動(dòng)吸入；·憎水性孔壁難以使水吸入。3.材料的吸濕性干燥的材料處在較潮濕的空氣中時(shí)，便會(huì)吸收空氣中的料的干燥過程。由此可見，在空氣中，某一材料的含水圖6.4骨料的含水狀態(tài)·材料在任一條件下含水的多少稱為材料的含水率，并以W表示，其計(jì)算公式為：nmg式中ms材料吸濕狀態(tài)下的質(zhì)量(g或kg)mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量(g或kg)·顯然，材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。當(dāng)空氣中濕度在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定時(shí)，材料的吸濕和干燥過程處于平衡狀態(tài)，此時(shí)材料的含水率保持不變，其含水率叫作材料的平衡含水率?！げ牧显谌我粭l件下含水的多少稱為材料的含水率，并以W表示，其計(jì)算公式為：nmg式中ms材料吸濕狀態(tài)下的質(zhì)量(g或kg)mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量(g或kg)·顯然，材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。當(dāng)空氣中濕度在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定時(shí)，材料的吸濕和干燥過程處于平衡狀態(tài)，此時(shí)材料的含水率保持不變，其含水率叫作材料的平衡含水率。Rfb一材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度(MPa)。軟化系數(shù)反映了材料飽水后強(qiáng)度降低的程度，是材料吸水后性質(zhì)變化的重要特征之一。一般材料吸水后，水分會(huì)分散在材料內(nèi)微粒的表面，削弱其內(nèi)部結(jié)合力，強(qiáng)度則有不同程度的降低。當(dāng)材料內(nèi)含有可溶性物質(zhì)時(shí)(如石膏、石灰等),吸入的水還可能溶解部分物質(zhì)，造成強(qiáng)度的嚴(yán)重降·材料耐水性限制了材料的使用環(huán)境，軟化系數(shù)小的材料耐水性差，其使用環(huán)境尤其受到限制。軟化系數(shù)的波動(dòng)范圍在0至1之間。工R可以用于水中或潮濕環(huán)境中的重要工程。用于一般受潮較輕或次要的工程部位時(shí)，材料軟化系數(shù)也不得小于0.75。5.材料的抗?jié)B性抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。土木建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當(dāng)材料兩側(cè)的水壓差較高時(shí)，水可能從高壓側(cè)通過內(nèi)部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側(cè)。這種壓力水的滲透，不僅會(huì)影響工程的使用，而且滲入的水還會(huì)帶入能腐蝕材料的介質(zhì)，或?qū)⒉牧蟽?nèi)5.1滲透系數(shù)材料的滲透系數(shù)可通過下式計(jì)算：KAtH材料的滲透系數(shù)越小，說明材料的抗?jié)B性越強(qiáng)。5.2抗?jié)B等級(jí)材料的抗?jié)B等級(jí)是指用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行透水試驗(yàn)時(shí)，材料標(biāo)準(zhǔn)試件在透水前所能承受的最大水壓力，并以字母P及可承受的水壓力(以0.1MPa為單位)來表示抗?jié)B等級(jí)。壓而不滲透?！衲退浴窨?jié)B性●抗凍性●耐腐蝕性●耐候性●抗老化R=f飽/ff式中：f—材料在吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度；f=一材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度?！に畬?duì)材料的破壞作用溶解—溶蝕作用溶脹作用削弱質(zhì)點(diǎn)相互作用力引起金屬的銹蝕作用2、抗?jié)B性●抗?jié)B性—材料抵抗水或溶液滲入或滲透的能力·材料的抗?jié)B性用滲透系數(shù)K表示：K=(QF·t)·(d/H)d—試件厚度；F—透水面積·抗?jié)B性與孔隙率和孔隙特征有關(guān)。大孔且連通孔將使材料的抗?jié)B系數(shù)降低。·材料抗?jié)B性影響材料的其它耐久性性能●抗凍性—材料飽水下，抵抗凍融循環(huán)破壞作用的能力·抗凍等級(jí)—材料喪失性能前能承受的最多凍融循環(huán)次數(shù)，次數(shù)愈多，等級(jí)越高材料抵抗這些化學(xué)介質(zhì)侵蝕，保持其性能不變的能力；材料的耐化學(xué)腐蝕性用一定時(shí)間后性能衰減率，用浸泡試地下水、土壤、海水、工業(yè)與民用廢水、空氣等環(huán)境介質(zhì)中所含有害化合物滲入材料內(nèi)部引起材料組成和結(jié)構(gòu)的破壞作用一劣化；耐酸性、耐堿性、耐鹽性、抗碳化性等等；●材料的耐腐蝕性與抗?jié)B性密切相關(guān)。材料抵抗這些因素的作用，而能長(zhǎng)期保持其性能的能力?？諝庵械墓?、熱、雨水、臭氧等作用于材料，也會(huì)導(dǎo)致材料組成與結(jié)構(gòu)的變化：如分解、大分子鏈降解、風(fēng)化等?？篃崂匣?、抗紫外光、抗光老化、耐臭氧性等等。第二章本章學(xué)習(xí)目的和要求：1.了解巖石的基本知識(shí)。2.掌握常用石材性質(zhì)、品種及應(yīng)用，熟悉常用石材的技術(shù)要求。天然石料：天然巖石經(jīng)機(jī)械或人工采、加工(或不經(jīng)加工)獲得的各種塊料或散粒狀石材。遭受破壞、引起水土流失，環(huán)境破壞1.適巖礦物：組成巖石的礦物稱為造巖礦物。(礦物是具有一定化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)特征的天然化合物或單質(zhì))三要造巖礦物有以下幾種：石芙，長(zhǎng)石、角閃石、輝方解石，白云石、責(zé)鐵礦，云母，(1)石英：二氧化硅(Si02)晶體的總稱。莫氏硬度為7,非常堅(jiān)硬強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性及耐久性高。但受熱時(shí)(575C以上),因晶型轉(zhuǎn)變會(huì)產(chǎn)生裂縫.甚至松散。(3)角閃石、輝石、橄欖石：莫氏硬度為57,強(qiáng)度高、韌性好、耐久性好。具有多種顏色，但均為暗色，故也稱暗色礦物(4)方解石：莫氏硬度為3,強(qiáng)度較高、耐久性次于上述礦物，遏酸后分解。(5)白云石：莫氏硬度為4,強(qiáng)度、耐酸腐蝕性及耐久性略高于方解石，遏酸時(shí)分解。(6)黃鐵礦：莫氏硬度為67,耐久性差，遏水和氧生成游離硫酸，且體積膨脹，并產(chǎn)生銹跡。黃鐵礦為巖石中的有害礦物。(7)云母：莫氏硬度為23,具有完全解坦(礦物在外力等作用下，沿一定的結(jié)晶方向易裂成光滑平面的性質(zhì)稱為解坦，裂成的平面稱為解坦面),易裂成薄片，玻璃光澤，耐久性差，具有多種顏色。云母的三要種類為白云母和黑云母，后者易風(fēng)化為巖石中的有害礦物。(一)巖石的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造(1)巖石的結(jié)構(gòu)巖石的結(jié)構(gòu)是指巖石中礦物的結(jié)晶程度、顆粒大小、形態(tài)及組合方式■按礦物顆粒大小：顯晶質(zhì)(晶體顆粒較粗，肉眼或放大鏡可識(shí)別)、隱晶質(zhì)(晶體顆粒較細(xì)，肉眼不可識(shí)別)(2)巖石的構(gòu)造巖石的構(gòu)造是指巖石中不同礦物間的排列方式及充填方式。■塊狀構(gòu)造：整體均勻性耐久性高(花崗巖、大理巖)■層片狀構(gòu)造：易沿層片連接處崩裂而風(fēng)化(砂巖、頁(yè)巖、片麻巖)■斑狀構(gòu)造、杏仁狀構(gòu)造、結(jié)核狀構(gòu)造：整體均勻性差易開裂和風(fēng)化，不易制取規(guī)整的塊材(安山巖、斑巖■氣孔狀構(gòu)造(火山碎屑巖、噴出巖)1.巖石大多數(shù)屬于結(jié)晶晶體，少數(shù)屬于玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，兩者相比結(jié)晶質(zhì)的較玻璃質(zhì)的強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性2.細(xì)小晶粒較粗大晶粒的強(qiáng)度高、韌性及耐久性好。3.含有極完全解理的礦物組成的巖石，強(qiáng)度低、韌性差、易于開采。4.巖石的孔隙率較大，則巖石的強(qiáng)度，抗凍性，耐水性及耐久性等會(huì)顯著下降?！駧r漿巖(火成巖)·沉積巖(水成巖)(1)深成巖：巖漿在地殼深處，在上部覆蓋的巨大壓力下，緩慢且比較均勻地冷卻而形成的巖石。特點(diǎn)：礦物全部結(jié)晶，多呈等粒結(jié)構(gòu)和塊狀構(gòu)造，質(zhì)地密實(shí)，表觀密度大、強(qiáng)度高、吸水性小、抗凍性高。建筑上常用的深成巖主要有花崗巖、閃長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖等。閃長(zhǎng)巖閃長(zhǎng)巖花崗巖輝長(zhǎng)巖(2)噴出巖：巖漿噴出地表時(shí)，在壓力急劇降低和迅速冷卻的條件下形成的。特點(diǎn)：巖漿不能全部結(jié)晶，或結(jié)晶成細(xì)小顆粒，常呈非結(jié)晶的玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)、細(xì)小結(jié)晶的隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)及個(gè)別較大晶體嵌在上述結(jié)構(gòu)中的斑狀結(jié)構(gòu)。建筑上常用的噴出巖主要有玄武巖、輝綠巖，(3)火山巖：火山巖也稱火山碎屑巖，是火山爆發(fā)時(shí)噴到空中的巖漿經(jīng)急速冷卻后形成的。常見的有火山灰、火山砂、浮石及火山凝浮石(二)巖漿巖的主要礦物成分·(1)石英：結(jié)晶狀態(tài)的SiO?●強(qiáng)度高、硬度大、耐久性好。·堿性巖石(SiO2<55%)建筑材料-32天石材(二)巖漿巖的主要礦物成分相比)·干燥條件下耐久性高，溫暖潮濕的條件下較易風(fēng)成物是高嶺石(Al?O?·2SiO?·2H?O)。(二)巖漿巖的主要礦物成分白云母、黑云母特點(diǎn)：密度特別大(3～4)g/cm3。與長(zhǎng)石相比，強(qiáng)度高，沖擊韌性好，耐久性也較高。在巖石特征：巖石表面具有銹斑。黃鐵礦遇水，易氧化成硫酸，腐(一)沉積巖的形成與分類位于地殼表面的巖石，經(jīng)過物理、化學(xué)和生物等風(fēng)化作用，逐漸被破壞成大小不同的碎屑顆粒和一些可溶解物質(zhì)。這些風(fēng)化產(chǎn)物經(jīng)水流、風(fēng)力的搬運(yùn)，并按不同質(zhì)量、不同粒徑或不同成分沉積而成的巖石，稱特點(diǎn)：有明顯的層理，較多的孔隙，不如深成巖密實(shí)。(一)沉積巖的形成與分類集沉積而成的巖石。漸沉積而成。常見：頁(yè)巖、砂巖、礫巖。積而成。石灰?guī)r、貝殼巖、白堊、硅藻上等。建筑材料-32天然石材砂容砂容(二)沉積巖的主要礦物成分(1)方解石：結(jié)晶的CaCO3(2)白云石：一種碳酸鈣鎂的復(fù)鹽(CaCO?·MgCO?)。(4)非結(jié)晶(無定型)的二氧化硅：由膠體態(tài)凝聚成的蛋白石；由硅藻類生物沉積成的硅藻土、硅藻石：·是由巖漿巖或沉積巖在地殼變動(dòng)或與熔融巖漿接觸時(shí)，受到高溫高壓的作用變質(zhì)而成的。變質(zhì)巖一般可分為片狀構(gòu)造和塊狀構(gòu)造兩大類?！?1)副變質(zhì)巖：即由沉積巖變質(zhì)而成的巖石，它比原巖石更為細(xì)密，故建筑性能有所提高，如大理巖等?！?2)正變質(zhì)巖：即由巖漿巖變質(zhì)形成的巖石，常因變質(zhì)巖產(chǎn)生了片狀構(gòu)造，使其性能較原巖石有所降低，如片麻巖等?！?一)抗風(fēng)化性及風(fēng)化·巖石抗風(fēng)化能力的強(qiáng)弱與其礦物組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造狀態(tài)有關(guān)。一般粗粒、斑狀結(jié)構(gòu)的礦物不如細(xì)粒結(jié)構(gòu)的礦物耐久，含云母、黃鐵礦較多的礦物極易風(fēng)化破壞。單軸抗壓強(qiáng)度的比值。巖右風(fēng)化程度的劃分：巖右風(fēng)化程度的劃分：風(fēng)化程度風(fēng)化程度新鮮(包括微風(fēng)化)半風(fēng)化強(qiáng)風(fēng)化弱風(fēng)化·巖石的表觀密度由巖石的礦物組成及致密程度所決定。根據(jù)表觀密度可分為：輕質(zhì)石材(表觀密度小于1800kg/m3)和重質(zhì)石材(表觀密度大于或等于1800kg/m3)?！け碛^密度的大小，常間接地反映出石材的一些物理力學(xué)性能。一般情況下，同種石材表觀密度越大，則抗壓強(qiáng)度越高，吸水率越小，耐久性、導(dǎo)熱性越好。水率<1.5%)、中吸水性(吸水率介于1.5-3%)和高吸水性(吸水率>3%)的巖石。然石材然石材·(四)抗凍性·抗凍性是石材抵抗凍融破壞的能力，是衡量石材耐久性的一個(gè)重要指標(biāo)，用石材在水飽和狀態(tài)下所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)來表示。在規(guī)超過5%,強(qiáng)度降低不大于25%,則為抗凍性合格。·石料抗凍性標(biāo)號(hào)：5、10、15、25、50、100、200。(凍融循環(huán)次數(shù))·一般認(rèn)為吸水率小于0.5%的石料，凍融破壞的可能性很小，可以考慮不做抗凍性試驗(yàn)。·當(dāng)石材中含有粘土或易溶于水的物質(zhì)時(shí)，在水飽和情況下，強(qiáng)度會(huì)明顯下降。石材的耐水性以軟化系數(shù)表示?！ぴ诮?jīng)常與水接觸的建筑物中，石料的軟化系數(shù)一二、力學(xué)性質(zhì)石料的強(qiáng)度取決于礦物組成和巖石的構(gòu)造。依據(jù)石料的抗壓強(qiáng)度來劃分石材強(qiáng)度等級(jí)。對(duì)于砌筑石料：采用邊長(zhǎng)為70mm的立方體試件用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ3-88)的規(guī)定，天然石材的強(qiáng)度等級(jí)可分MU30、MU20、等七個(gè)等級(jí).建筑材料-32天然石材二、力學(xué)性質(zhì)(一)抗壓強(qiáng)度：飽和狀態(tài)下的極限抗壓強(qiáng)度，劃分為100、二、力學(xué)性質(zhì)結(jié)構(gòu)比非晶體結(jié)構(gòu)的巖石韌性高·路面、臺(tái)階、水工泄水排沙建筑物的石料，需采用耐磨性高的石料工程中常用的天然石料·(三)變質(zhì)巖·2.大理巖建筑材料-92天然石材常用建筑石料(一)花崗巖2.性質(zhì)：體積密度大(25002800kg/m3),抗壓強(qiáng)度高(120300MPa),孔隙率低，吸水率低(0.1%0.7%),硬度高(莫氏硬度為67),耐磨性好，抗風(fēng)化性好，耐久性高，耐酸性好，但不耐火(晶型轉(zhuǎn)變，體積膨脹),多含放射時(shí)，三要應(yīng)用于室外外墻飾面，雕塑；耐酸工程；配制混凝土。(二)石灰?guī)r抗壓強(qiáng)度低(20120MPa)、硬度小(莫氏硬度34),耐磨性差，抗風(fēng)化性差，耐久性差，耐酸性混凝土、生產(chǎn)石灰和水泥。(三)大理巖1.組成：它屬于副變質(zhì)巖，由石灰?guī)r或白云巖變質(zhì)而成，主要礦物組成為方解石和白云石。2.性質(zhì)：結(jié)構(gòu)緊密、細(xì)膩，抗壓強(qiáng)度高(100150MPa),體積密度大(25002800kg磨光?！雠c花崗巖比，其耐磨性差，抗風(fēng)化性差，耐久性差，耐酸性差。(三)大理巖柱面及磨塤較小的地面，踏步。一般的大理巖不宜用于室外的原因是：空氣中的SO?遇水后形成硫酸，對(duì)大理巖有腐蝕作用，使表面變得粗糙多孔，失去光澤。但吸水率小、雜質(zhì)少、晶粒細(xì)小、紋理細(xì)密、質(zhì)地堅(jiān)硬，特別是白云巖或白云質(zhì)石灰?guī)r變質(zhì)而成的某些大理巖也可用于室外，如漢白玉、艾葉青等。1.組成：它屬于噴出巖，主要由輝石和長(zhǎng)石組成2.性質(zhì)：體積密度為29003300kg/m3、抗壓強(qiáng)度為100300MPa,脆性大、抗風(fēng)化性較強(qiáng)3.應(yīng)用：可用于基礎(chǔ)，橋梁等石砌體，破碎后可作為高強(qiáng)混凝土的骨料。1.組成：輝長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)巖屬于深成巖，輝綠巖屬于淺成巖，由長(zhǎng)石、輝石和角閃石等組成。2.性質(zhì)：三者的體積密度均較大，為28003000kg/m3,抗壓強(qiáng)度為100—280MPa,耐久性及3.應(yīng)用：可用于基礎(chǔ)、墻體、擋土墻等石砌體；還可用作名貴的裝飾材，破碎后可用于配制混凝土。1.組成：屬于碎屑沉積巖，主要由石英組成。2.性質(zhì)及應(yīng)用：根據(jù)膠結(jié)物的不同分為：(1)硅質(zhì)砂巖：由氧化硅膠結(jié)而成。強(qiáng)度可達(dá)300MPa,耐磨性、耐久性、耐酸性高，性能接近于花巖石?？捎糜诟鞣N裝飾及浮雕、踏步、地而及耐酸工程。(2)鈣質(zhì)砂巖：由碳酸鈣膠結(jié)而成。為砂巖中最常見和最常用的。呈白、灰白色，強(qiáng)度較大，但不耐酸?？捎糜诖蠖鄶?shù)工程。(3)鐵質(zhì)砂巖：由氧化鐵膠結(jié)而成。常呈褐色，性工程。1.組成：屬于正變質(zhì)巖，由花崗巖變質(zhì)而成。2.性質(zhì)及應(yīng)用：呈片狀構(gòu)造，各向異性。在冰凍作用下易成層剝落。抗壓強(qiáng)度為120250MPa(垂直解理方向)。可用于一般建筑工程的基礎(chǔ)、勒角非常耐久、耐酸性好、抗壓強(qiáng)度為250400MPa。主要用于紀(jì)念性建筑等的飾面以及耐酸工程。使在建筑工程中，根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》,按加工后外1.毛石(又稱片石或塊石)2.料石料石是經(jīng)人工或機(jī)械開采出的較規(guī)則的六面體石塊，略加鑿制而成，至少應(yīng)有一個(gè)面的邊角整齊，以便互相合縫。料石用于砌筑工程(1)毛石：無一定規(guī)則形狀，單塊質(zhì)量大于25kg,中部厚不小于(2)塊石：上下兩面大致平整，無尖角，塊厚宜大于200mm(3)粗料石：棱角分明，六面大致平整，同一面最大高差宜小于長(zhǎng)度的1%～3%,長(zhǎng)度宜大于500mm,塊高宜大于250mm,長(zhǎng)厚比不第三章氣硬性膠凝材料膠凝材料膠凝村料1.定義——能將散粒材料或塊狀材料粘結(jié)成整體的材料2.分類-—-無機(jī)膠凝材料、有機(jī)膠凝材料氣硬性膠凝材料---只能在空氣中硬化，也只能在無機(jī)膠凝材料空氣中保持或繼續(xù)發(fā)展強(qiáng)度在水中硬化、保持或繼續(xù)發(fā)展強(qiáng)度無機(jī)膠凝材料(礦物膠凝材料)有機(jī)膠凝材料(瀝青材料及樹脂等)強(qiáng)度耐水性氣硬性低水硬性好膠凝材料的發(fā)展歷史其中發(fā)現(xiàn)天然姜石·石膏、石灰時(shí)代：約在公元前2000~3000年開始·石灰+火山灰：公元初●石灰+人工燒粘土材料：·糯米、紅糖、植物粘液等都作為膠凝材料在建筑中使用過。第三章氣硬性膠凝材料萬里長(zhǎng)城一、生產(chǎn)工藝(建筑生石灰的生產(chǎn))·以碳酸鈣為主的天然原料：石灰的生產(chǎn)：石灰窯(Limekiln)(塊狀生石灰)土窯石灰生產(chǎn)-石灰窯立窯河北省唐山豐南石源冶金爐料公司2002年5月建成投產(chǎn)日石灰生產(chǎn)-石灰窯回轉(zhuǎn)窯石灰生產(chǎn)-石灰窯豎窯制備工藝與產(chǎn)品煅燒溫度較低，時(shí)間較短時(shí)，煅燒溫度較高，時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，石灰石→過火石灰磨細(xì)磨細(xì)水噴淋生石灰水噴淋灰粉灰粉(水)化灰池陳伏減輕或消除過火石灰的危害石灰的生產(chǎn)：欠火石灰正火石灰過火石灰特點(diǎn)：熟化較慢，但硬化強(qiáng)度稍高。二、(生)石灰的熟化(消解)1.熟化特點(diǎn)(1)放熱量大：2.熟化方法2.熟化方法(1)消石灰粉法將生石灰塊分層淋適量的水，使石灰充分熟化，又不會(huì)過濕成團(tuán)，得到的產(chǎn)品就是熟石灰粉.(2)石灰漿(膏)法(limeemulsion)將生石灰放入化灰池中，加大量的水，熟化成石灰膏.生石灰熟化為石灰漿儲(chǔ)灰坑儲(chǔ)灰坑池中透明液體為部沉淀即為熟石灰注意水要過量·為了消除過火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰漿應(yīng)在儲(chǔ)灰坑中放置兩周以上，此過程為“陳伏”。石灰漿表面應(yīng)保有一層水分，與空氣隔絕，以免碳化。十蒸發(fā)(吸收)十蒸發(fā)(吸收)慢!>生石灰或熟石灰+水成為Ca(OH)?漿體；漿體中游離水的不斷損失，導(dǎo)致Ca(OH)碳化作用>Ca(OH)?與空氣中的CO?氣體反應(yīng)，在表面形成CaCO?·1)硬化收縮大，易產(chǎn)生·2)硬化石灰石體的孔隙率大、密實(shí)度小、強(qiáng)度·3)耐水性差?！督ㄖ摇稢aO+Mg0含量、未消化殘?jiān)俊督ㄖ曳邸稢a0+Mg0含量、游離水、體積安定性、細(xì)度根據(jù)其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)分為優(yōu)等品、一等品及合格品。鈣質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品(CaO+MgO)含量/%,不小于篩余量)y%,不大于55CO?/%,不大于5796產(chǎn)漿量/(L/kg),不小于優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品(CaO+MgO)含量，%,不小于未消化殘?jiān)?5mm圓孔篩篩余量),%,不大于798細(xì)度(0.9mm圓孔篩篩余量),%,不大于(0,125mm圓孔篩篩余量),%,不大于于表3-3建筑消石灰粉按氧化鎂含量的分類界限表3-4建筑消石灰粉的技術(shù)指標(biāo)銦質(zhì)生石灰粉優(yōu)等品一等品合格品一等品合格品合格品(CaO+Mgo)含量/%,不小于體積安定性合格合格--合格細(xì)度0.9m篩/00000大于3(1)可望性好生石灰熟化為石灰漿時(shí)，能自動(dòng)形成顆粒極細(xì)(直徑約為1μm)的呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣，表面吸附一層厚的水膜。因此用石灰調(diào)成的石灰砂漿其突出的優(yōu)點(diǎn)是具有良好可望性。在水泥砂漿中摻入石灰漿，可使可望性顯著提高。(2)硬化慢、強(qiáng)度低從石灰漿體的硬化過程可以看出，由于空氣中二氫化碳稀薄，碳化甚為緩慢。而且表面碳化后，形成緊密外殼，不利于碳化作用的深入，也不利于內(nèi)部水分的蒸發(fā)，因此石灰是硬化同時(shí)，石灰的硬化只能在空氣中進(jìn)行，硬化后的強(qiáng)度也不高。受潮后石灰溶解，強(qiáng)度更低，在水中還會(huì)潰散。如石灰砂漿(1:3)28天強(qiáng)度僅為0.2-0.5MPa。所以，石灰不宜在潮濕的環(huán)境下作用，也不宜用于重要建筑物基礎(chǔ)。(3)硬化時(shí)體積收縮大石灰在硬化過程中，蒸發(fā)大量的游離水而引起顯著的收縮，所以除調(diào)成石灰乳作薄層涂刷外，不宜單獨(dú)使用。常在其中摻入砂、紙筋等以減少收縮和節(jié)約石灰。(4)耐水性差，不易貯存塊狀類石灰放置太久，會(huì)吸收空氣中的水分而自動(dòng)熟化成消石灰粉，再與空氣中二氧化碳作用而還原為碳酸鈣，失去膠結(jié)能力。所以貯存生石灰，不但要防止受潮，而且不宜貯存過久。最好運(yùn)到后即熟化成石灰漿，將貯存期變?yōu)殛惙凇Ｓ捎谏沂艹笔旎瘯r(shí)放出大量的熱，而且體積膨脹，所以，儲(chǔ)(1)石灰乳和石灰砂漿稀釋，成為石灰乳，是一種廉價(jià)的涂料，主要用于內(nèi)墻和天棚刷白，增加室內(nèi)美觀和亮度。我國(guó)農(nóng)村也用于外墻。石灰乳可加入各種耐堿顏料。調(diào)入少量水泥、?；郀t礦渣或粉煤灰，可提高其耐水性，調(diào)入氯化鈣或明礬，可減少涂層粉化(2)石灰土(灰土)和三合土成石灰土或石灰與工業(yè)廢料的混合料，加適量的水充分拌合后，經(jīng)碾壓或夯實(shí)，在潮濕環(huán)境中使石灰與粘土或硅鋁質(zhì)工業(yè)廢料表面的活性氧化硅或氧化鋁反應(yīng)，生成具有水硬性的水化硅酸鈣或水化鋁酸鈣，適于在潮濕環(huán)境中使用。如建筑物或道路基礎(chǔ)中使用的石灰土，三合土，二灰土(石灰、粉煤灰或爐灰),二灰碎石(石灰、粉煤灰或爐灰、級(jí)配碎石)等。(3)灰砂磚和硅酸鹽制品拌，經(jīng)壓振或壓制，形成硅酸鹽制品。為使其獲早硅鋁質(zhì)材料反應(yīng)速度顯著加快，使制品產(chǎn)生較高的早期強(qiáng)度。如灰砂磚、硅酸鹽磚、硅酸鹽混凝土制品等。砂煤研石粉煤灰磚煤研石磚·1.石灰乳涂料：·2.配制砂漿：·3.消石灰配制石灰土或三合土；·4.磨細(xì)生石灰粉制作硅酸鹽制品及無熟料水泥、灰砂磚、粉煤灰磚、粉煤灰砌塊、硅酸鹽砌塊等·5.制作碳化石灰板(用作隔板、天花板)表3-5各類石灰的用途品押石標(biāo)生石灰石灰膏稀釋成石灰乳(石灰水)涂料，用于內(nèi)墻和平頂刷白生石灰粉(磨細(xì)生石灰粉)配制無熟料水泥(石灰礦渣水泥、石灰粉煤灰水泥、石灰火山灰水泥等)制作硅酸鹽制品(如灰砂磚等)制作碳化制品(如碳化石灰空心板)用于石灰土(灰土)和三合土消石灰粉制作硅酸鹽制品1.過火石灰有什么危害?應(yīng)如何消除?答：過火石灰密度較大，且顆粒表百有波璃釉狀物包衰，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸濕水化，產(chǎn)生體積膨脹，影響體積穩(wěn)定性?？刹捎醚娱L(zhǎng)石灰的熟化和陳伏期，或過濾掉。避免?答：石灰漿體的硬化是靠水分的大量揮發(fā)，體積顯著收縮，因而容與導(dǎo)致開裂。在使月時(shí)，避免單獨(dú)使月，可摻加一些砂子、麻刀絲或紙筋等。第二節(jié)石膏·石膏膠凝材料是以CaSO?為主要成分的無機(jī)氣硬性膠凝材料.·主要有建筑石膏，高強(qiáng)度石膏，無水石膏水泥渣1建筑石膏(半水石膏)·主要是由天然二水石膏在107～170℃的干燥條件下加熱脫水而成的。二水石膏在溫度為65～75℃時(shí)脫水，至107～170℃時(shí)生成β型半水石膏(β-CaSO?1/2H?0),其反應(yīng)式為：·建筑石膏晶體較細(xì)，調(diào)制成一定稠度的漿體時(shí)，需水量較大，因而強(qiáng)度較低。·主要用于制作石膏建筑制品。2高強(qiáng)石膏共同磨細(xì)而制得的氣硬性膠凝材料，稱為無水石膏水泥。它具有較高的強(qiáng)度，可用于配制建筑砂漿、保溫混凝土、抹灰、制1.石膏的水化半水石膏和水反應(yīng)生成二水石膏的過程。由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大(約四倍),所以二水石膏處于過飽和狀態(tài)，不斷從溶液中析晶，水解反應(yīng)不斷右移，直至半水石膏全部轉(zhuǎn)變成二水石膏。特點(diǎn)：極快，全過程約7～12min。漿體變稠——凝結(jié)·晶體逐漸長(zhǎng)大，漿體產(chǎn)生強(qiáng)度，直到干燥1.水化作用快，凝結(jié)硬化快。一周后即完全硬化。硼砂等。2.早期強(qiáng)度發(fā)展快，但后期強(qiáng)度并不高3.微膨脹性：石膏硬化過程中產(chǎn)生1%左右的膨脹4.孔隙率高，吸聲性、吸濕性較強(qiáng)6.耐水性與抗凍性較差，石膏及制品只能在干燥環(huán)境中使用技術(shù)要求等級(jí)細(xì)度優(yōu)等品長(zhǎng)6一等品合格品建筑石膏的應(yīng)用——石膏表面堅(jiān)硬、光滑細(xì)膩、不起灰，便于再裝飾，——石膏板質(zhì)輕、保溫隔熱、吸聲防火、尺寸穩(wěn)定、便于施工，廣泛用于高層建筑和大跨度建筑隔墻。常用制品：紙面石膏板、纖維石膏板、空心石膏板、穿孔石膏板、裝飾石膏板、石膏角線等裝飾件?？诘谌?jié)水玻璃一、水玻璃的組成和硬化·俗稱泡花堿，是由不同比例的堿金屬氧化物和二氧化硅化合而成的一種可溶于水的硅酸鹽?！そㄖＳ玫臑殁c水玻璃(Na2O·nSiO2);鉀水玻璃(K2O·nSiO2)·液體水玻璃是一種具有膠體特征，又具有溶液特征的膠體溶液?！な裁词撬ＡУ哪?shù)?·模數(shù)對(duì)水玻璃性能的影響●R2O·nSiO2+H2O水玻璃●水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，析出二氧化硅凝膠，并逐漸干燥脫水成為氧化硅而硬化?！裼捎诳諝庵卸趸嫉臐舛容^低，為加速水玻璃的硬化，常加入氟硅酸鈉(Na2SiF6)作為促硬劑，加速二氧化硅凝膠的析出。二、水玻璃的性質(zhì)與應(yīng)用●利用水玻璃凝結(jié)硬化后的性能，在建筑工程中主要有以下幾方面用途：·涂刷材料表面，提高抗風(fēng)化能力；●加固土壤；●配制速凝防水劑；●修補(bǔ)磚墻裂縫。第四節(jié)鎂質(zhì)膠凝材料·硬化后的主要產(chǎn)物為Mg0·MgC??·zH?0,其吸耐水性差。遏水或吸濕后易產(chǎn)生翹曲變形，表面泛霜，且強(qiáng)度大大降低。因此菱苦土制品不宜用于潮濕環(huán)境?！な褂貌ＡЮw維增強(qiáng)的菱苦土制品具有很高的抗折強(qiáng)度和抗沖擊能力，其主要產(chǎn)品為玻璃纖維增強(qiáng)菱苦土波瓦。第一節(jié)概述水·1.按表觀密度的大小分：-普通混凝土y干=1950~2600kg/m3-輕混凝土Y干<1950kg/m3·2.按用途分：-水工混凝土、海工混凝土、道路混凝土、防水混凝土、防輻射混凝土、耐酸混凝土、耐熱混-1.組成材料經(jīng)濟(jì)、成本低。-2.性能可調(diào)節(jié)、適用面廣。-3.拌和物具有可塑性。-4.與鋼筋粘結(jié)牢固。-5.強(qiáng)度高可增長(zhǎng)，耐久性較好。-變形能力小，易開裂，呈現(xiàn)脆性。-混凝土質(zhì)量受配制施工影響較大。三、混凝土的組成及各組成材料的作用健作擁。廿一個(gè)蓄體，骨料起骨架作用，并對(duì)水泥石的體積變形起抑制作用。●1.可施工性(和易性)·4.經(jīng)濟(jì)性●應(yīng)用廣泛：-工業(yè)及民用建筑、給水與排水工程、水利工程、●發(fā)展方向：-高強(qiáng)、高性能、高耐久、具有特殊性能、綠色第二節(jié).普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)·混凝土在未凝結(jié)硬化以前，稱為混凝土拌合物。它必須具有良好的和易性，便于施工，以保證能獲得良好的澆灌質(zhì)量；混凝土拌合物凝結(jié)硬化以后，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以保證建筑物能安全地承受設(shè)計(jì)荷載；并應(yīng)具有必要的耐久性。燒WWCSG拆拆一、混凝土拌合物的和易性·(一)和易性的概念和易性是指混凝土拌合物易于施工操作 勻、成型密實(shí)的性能。-和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括有流動(dòng)性、粘聚性和保水性等三方面的含義?！窕炷亮鲃?dòng)性的來源?●指混凝土拌和物在自身質(zhì)量或施工振搗的作用下產(chǎn)生流動(dòng)，并均勻、密實(shí)地填滿?！ぁP(guān)系到施工的難易和澆筑的質(zhì)量。2.粘聚性(抗離析性)粘聚性是指混凝土拌合物在施工過程中其組成材料之間有一定的粘聚力，不致產(chǎn)生分層和離析的性能?！るx析——砂漿與石子分離——產(chǎn)生蜂窩、空洞——影響工程質(zhì)量3.保水性有一定的保水能力，不致產(chǎn)生嚴(yán)重泌水的性-(1)形成毛細(xì)管孔，滲水。-(2)上下澆筑面薄弱粘結(jié)。(二)和易性的指標(biāo)及測(cè)定方法·將混凝土拌合物按規(guī)定方法裝入標(biāo)準(zhǔn)圓錐筒中，逐層插搗并裝滿刮平后，垂直提起圓錐筒，混凝土拌合物由于自重將會(huì)向下坍落。量測(cè)坍落的高度(以毫米計(jì)),即為坍落度。坍落度越大，則混凝土拌合物的流動(dòng)性越大。提起，混凝土因自重下落，下落高度-流動(dòng)性——坍落度若混凝土體不倒塌、崩裂，而是下沉——合格。-保水性——底部沒有稀漿流出或很少——合格。根據(jù)流動(dòng)性大小，混凝土可分為：-低流動(dòng)性混凝土sl:10~30mm-流動(dòng)性混凝土sl:30~80mm-流態(tài)混凝土sl:>80mm●適用于干硬性混凝土。●振動(dòng)至攤平、振實(shí)、出漿止所需的時(shí)間(s)——VB值。維勃稠度在5～30s之間的混凝土拌合物的稠度測(cè)定。(三)影響和易性的因素水泥漿的作用：?漿多?還是漿少?·(1)填充砂石的空隙·(2)包裹砂石起潤(rùn)滑作用漿過多→流漿、泌水，粘對(duì)強(qiáng)度、耐久性不利。水泥漿數(shù)量少→流動(dòng)性小→不密實(shí)；過少崩潰→粘聚性差→影響硬化后的性質(zhì)水泥漿數(shù)量適量→滿足流動(dòng)性的要求且有較好的粘聚性和保水性←根據(jù)施工要求的坍落度選擇·(1)填充砂石的空隙·(2)包裹砂石起潤(rùn)滑作用漿過多→流漿、泌水，粘對(duì)強(qiáng)度、耐久性不利。-水泥漿數(shù)量少→流動(dòng)性小→不密實(shí)；過少崩潰→粘聚性差→影響硬化后的性質(zhì)-水泥漿數(shù)量適量→滿足流動(dòng)性的要求且有較好的粘聚性和保水性←根據(jù)施工要求的坍落度選擇·(1)填充砂石的空隙·(2)包裹砂石起潤(rùn)滑作用漿過多→流漿、泌水，粘對(duì)強(qiáng)度、耐久性不利。-水泥漿數(shù)量少→流動(dòng)性小→不密實(shí)；過少崩潰→粘聚性差→影響硬化后的性質(zhì)-水泥漿數(shù)量適量→滿足流動(dòng)性的要求且有較度選擇意加大。泥用量。-β,——砂率(%);-P—粗骨料的空隙率(%)·作用：填充石子空隙，潤(rùn)滑石子。積→流動(dòng)性差且易離析及填空→潤(rùn)滑作用小→流動(dòng)性小最佳(合理)砂率·因此，砂率既不能過大，也不能過小。(P56圖5-2,圖5-3)-在WIC,C一定的條件下，能使混凝土拌和物保持粘聚性和保水性良好的前提下，獲得最大流動(dòng)性的砂率。求的流動(dòng)性，而且具有良好的粘聚性和保水·應(yīng)通過試驗(yàn)找出最佳(合理)砂率。也可參照下表選用。混凝土砂率選用表(%)(JGJ55-2000)水灰比卵石最大粒徑(m)·注：①本表數(shù)值系中砂的選用砂率，對(duì)細(xì)砂或粗砂，可相應(yīng)地減少或增大砂率；·②只用一個(gè)單粒級(jí)粗骨料配制混凝土?xí)r，砂率應(yīng)適當(dāng)增大；·③對(duì)薄壁構(gòu)件，砂率取偏大值?！に嘁欢ǎ酀{的稀稠取決于W/C?！/c↑,流動(dòng)性個(gè)，粘聚性、保水性↓-為使混凝土拌和物成型密實(shí)，需要一定的流動(dòng)·常用W/C范圍是0.4～0.75。變化對(duì)混凝土的流動(dòng)性的影響不大。-當(dāng)W/C較小時(shí)，水泥漿較稠，但粘聚性較好，可采用較小的砂率值，流動(dòng)性可增大。-當(dāng)WIC較大時(shí)，水泥漿較稀，需要采用較大的砂率值，流動(dòng)性的下降就抵消了稀漿造成的流動(dòng)性的增大。需水量(恒定用水量)定則：·當(dāng)用水量一定時(shí)，水泥用量適當(dāng)變化(增減50～100kg/m3)時(shí)，基本上不影響混凝土拌合物的流動(dòng)性，即流動(dòng)性基本上保持不變。由此可知，在用水量相同的情況下，采用不同的水灰比可配制出流動(dòng)性相同而強(qiáng)度不同的混凝土。塑性混凝土的用水量(kg/cm3)(JGJ55-2000)卵石最大粒徑(m)碎石最大粒徑((畫)注：①本表用水量系采用中砂時(shí)的平均取值，采用細(xì)砂時(shí)，每立方米混凝土用水量可增加5～10kg,采用粗砂則可減少5～10kg。②摻用各種外加劑或摻合料時(shí)，用水量應(yīng)相應(yīng)調(diào)整。4.其他影響因素一水泥品種；礦渣水泥，保水性較差；火山灰水泥，粘聚性好，流動(dòng)性差-骨料種類，粒形和級(jí)配-攪拌工藝。依據(jù)構(gòu)件截面大小，鋼筋疏密和搗實(shí)方法來確定坍落度(血)注：①本表系采用機(jī)械振搗混凝土?xí)r的坍落度，采用人工搗實(shí)其值可適當(dāng)增大；②需配制泵送混凝土?xí)r，應(yīng)摻外加劑，坍落度宜為120～180mm。當(dāng)坍落度偏大時(shí)，保持Sp不變，增加砂石的數(shù)量采用添加劑二、混凝土拌和物的凝結(jié)時(shí)間●影響混凝土凝結(jié)時(shí)間的因素：-摻合料：摻粉煤灰，延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間-溫度、濕度等，縮短延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間●測(cè)定方法：貫入阻力法-終凝時(shí)間：貫入阻力28Mpa——混凝土力學(xué)性1)主要依賴于水泥漿體的強(qiáng)度和水泥漿與骨料界面的粘結(jié)情況；2)與混凝土的其它性能密切相關(guān)，通常用強(qiáng)度來評(píng)定和控制混凝土的質(zhì)量；3)包括抗壓、抗拉、抗剪、與鋼筋的握裹強(qiáng)(一)混凝土抗壓強(qiáng)度(1)抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)度等級(jí)值①立方體抗壓強(qiáng)度(fcu)立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件(溫度20士2°C,相對(duì)濕度95%以上)下，養(yǎng)護(hù)至28d齡期， 換算系數(shù)，以得到相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)試件的試驗(yàn)算緊勢(shì)邊長(zhǎng)為2的高方誇雋體換試件，換算系數(shù)為1.05)。②立方體試件抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(fu,k立方體抗壓強(qiáng)度(feu)只是一組混凝土試件抗壓強(qiáng)度的算術(shù)平均值，并未涉及數(shù)理統(tǒng)計(jì)和保證率的概念。而立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(fu.k)是按數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定，具有不低于95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度。③強(qiáng)度等級(jí)2軸心抗壓強(qiáng)度(fcp)·為了使測(cè)得的混凝土強(qiáng)度接近于混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算中，計(jì)算軸心受壓構(gòu)件(例如柱子、衍架的腹桿等)時(shí)，都是采用混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度作為依據(jù)。規(guī)定，測(cè)定軸心抗壓強(qiáng)度采用150×150×30Omm棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件。試驗(yàn)證明，棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度3.影響混凝土抗壓強(qiáng)度的因素上及水泥石中?！せ炷恋膹?qiáng)度取決于水泥石的強(qiáng)度及其與骨料間的粘結(jié)力。水灰比的強(qiáng)度取決于W/C。I.W/C在一定范圍內(nèi)(混凝土密實(shí)成型),W/C降低，抗壓強(qiáng)度增大。II.當(dāng)W/C過小(不能密實(shí)成型)W/C降低，孔隙率升高，強(qiáng)度降低。IIw/c過小機(jī)械振搗人工振搗水灰比>正常水泥水化僅需水泥用量23%的水量>為了使混凝土拌合物有較好的流動(dòng)性，加入的拌合水量一般為水泥量的40～70%。>多余的水分在混凝土中留下了許多孔隙，使混凝土的實(shí)際受力面積下降。>形成應(yīng)力集中。>混凝土強(qiáng)度降低。水灰比目前合理的方法是減少拌合用水并同時(shí)徹底排氣，十徹底排氣密實(shí)度混凝土的強(qiáng)度就愈高。但是，如果水灰比太小，拌合物過于干澀，在一定的施工條件下，無法保證澆灌質(zhì)量，混凝土中將出現(xiàn)較多的蜂窩、孔洞，也將顯著降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。試驗(yàn)證明，混凝土強(qiáng)度，隨水灰比增大而降低，呈曲線關(guān)系，而混凝土強(qiáng)度與灰水比呈直線關(guān)系(圖5圖5-5混凝土強(qiáng)度與水灰比及灰水比的關(guān)系(b)強(qiáng)度與灰水比的關(guān)系fcu=Af(C/W-B)C/W——灰水比；A,B為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與骨料品種、水泥品種有關(guān)，其數(shù)值可通過試驗(yàn)求得。fcu=Af(C/W-B)C/W——灰水比；A,B為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，與骨料品種、水泥品種有關(guān)，其數(shù)值可通過試驗(yàn)求得。(2)骨料的種類和級(jí)配·水泥石與骨料的粘結(jié)情況與骨料種類和骨料表面性質(zhì)有關(guān)，表面粗糙的碎石比表面光滑的卵石(礫石)的粘結(jié)力大，硅質(zhì)集料與鈣質(zhì)集料也有分別。在其他條件相同的情況下，碎石混凝土的強(qiáng)度比卵石混凝土的強(qiáng)度高。(3)養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度證足夠濕度情況下，不同養(yǎng)護(hù)溫度，其結(jié)果也不相同。溫度高，水泥凝結(jié)硬化速度快，早期強(qiáng)度高，②混凝土強(qiáng)度受到水泥水化程度和速度的影響，而這又受到濕度和溫度的影響。②溫度越高，水泥的水化速度越快，混凝土強(qiáng)度越②濕度越大，水泥水化程度越高。水泥水化混凝土強(qiáng)度水泥水化速度混凝土強(qiáng)度濕度濕度顯度速度顯度(4)齡期歷程規(guī)律，即隨著齡期時(shí)間的延長(zhǎng)，強(qiáng)度也隨之增長(zhǎng)。最初7～14d內(nèi)，強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，28d以后增長(zhǎng)普通水泥制成的混凝土，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，其強(qiáng)度的發(fā)展，大致與其齡期的對(duì)數(shù)成正比(齡期不小于三(5)施工質(zhì)量·施工質(zhì)量的好壞對(duì)混凝土強(qiáng)度有非常重要的影響。施工質(zhì)量包括配料準(zhǔn)確，攪拌均勻，振搗密實(shí)，養(yǎng)護(hù)適宜等。任何一道工序忽視了規(guī)范管理和操作，都會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的降低。(6)試驗(yàn)條件驗(yàn)規(guī)程的要求進(jìn)行，保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。4.提高混凝土強(qiáng)度的措施·(1)選用高強(qiáng)度水泥和低水灰比水泥是混凝土中的活性組分，在相同的配合比情況下，所用水泥的強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土的強(qiáng)度越高。水灰比是影響混凝土程度的重要因素，試驗(yàn)證明，水灰比增加1%,則混凝土強(qiáng)度將下降5%,在滿足施工和易性和混凝土耐久性要求條件下，盡可能降低水灰比和提高水泥強(qiáng)度，這對(duì)提高混凝土的強(qiáng)度是十分有效的。(2)摻用混凝土外加劑加劑(如磨細(xì)礦渣、粉煤灰、硅灰、沸石粉等),可以節(jié)約水泥，降低成本；減少(3)采用機(jī)械攪拌和機(jī)械振動(dòng)成型?！げ捎脵C(jī)械攪拌、機(jī)械振搗的混合料，可使混凝土混合料的顆粒產(chǎn)生振動(dòng)，降低水泥漿的粘度和骨料的摩擦力，使混凝土拌合物轉(zhuǎn)入液體狀態(tài)，在滿足施工和易性要求條件下，可減少拌合用水量，降低水灰比。同時(shí)，混凝土混合物被振搗后，它的顆粒互相靠近，并把空氣排出，使混凝土內(nèi)部孔隙大大減少，從而使混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度大大提高。(4)采用濕熱處理快混凝土強(qiáng)度發(fā)展的速度?；炷两?jīng)16~20h的蒸汽養(yǎng)護(hù)后，其強(qiáng)度即可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下28d強(qiáng)度的70%～80%?！ふ魤吼B(yǎng)護(hù)混凝土在175℃溫度和8個(gè)大氣壓的蒸壓釜中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。主要適用于硅酸.我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用標(biāo)準(zhǔn)試件150破垛載劈裂抗拉強(qiáng)度，MPa;①收—水泥水化產(chǎn)物的體積比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積小，而使混凝土收縮非荷載作非荷載作用變形②混凝土在干燥空氣中產(chǎn)生干縮，在潮濕環(huán)境中產(chǎn)生濕脹。變形變形短期荷載下變形長(zhǎng)期荷載—既產(chǎn)生彈性變形，又產(chǎn)生塑性變形，應(yīng)力(o)應(yīng)短期荷載下變形長(zhǎng)期荷載(1)化學(xué)收縮(自體積變形):水化引起(2)干濕變形：水分變化，干縮率(3)溫度變形：溫度變形形(1)混凝土的受壓變形與破壞特征混凝土的荷載變形曲線混凝土的受壓破壞發(fā)展過程混凝土不同受力破壞階段的裂縫狀態(tài)示意圖由此可見，荷載與變形的關(guān)系，是內(nèi)部微裂縫發(fā)展規(guī)律的體現(xiàn)。的過程。的棱柱體試件，取其軸心抗壓強(qiáng)度值的40%影響混凝土彈性模量的因素①混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。②骨料彈性模量。③養(yǎng)護(hù)溫度。④外加劑(引氣劑)。(3)徐變·混凝土在恒定荷載長(zhǎng)期作用下，隨時(shí)間增長(zhǎng)而沿受力方向增加的非彈性變形，稱為混凝土的徐變?！ば熳兪怯捎谒嗍心z體在外力作用下，粘滯流變和凝膠粒子間的滑移而產(chǎn)生的變形，還與水泥石內(nèi)部吸附水的遷移等有關(guān)。-混凝土所受初應(yīng)力越大，在混凝土制成后齡期較短時(shí)加荷，水灰比越大，水泥用量越多，都會(huì)使混凝土的徐變?cè)龃?；另外混凝土彈性模量大，?huì)減小徐變，混凝土養(yǎng)護(hù)條件越好，水泥水化越充分，徐變也越小?！せ炷恋男熳儠?huì)使構(gòu)件的變形增加，在鋼筋混凝土截面中引起應(yīng)力的重新分布。對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的徐變將使鋼筋的預(yù)應(yīng)力受到損失。均勻地重新分布。對(duì)大體積混凝土，徐變能消除一部分由溫度變形所產(chǎn)生的破壞應(yīng)1、耐久性定義混凝土長(zhǎng)期在外界條件作用下具有經(jīng)久耐用的性質(zhì)。混凝土除了具有一定的強(qiáng)度能安全承受荷載外，還應(yīng)能長(zhǎng)期抵抗外界各種物理和化學(xué)因素的破壞作用，以滿足各類工程抗?jié)B性抗蝕性抗凍性抗碳化抗堿骨料反應(yīng)等(5混凝上的抗?jié)B性20混凝士的抗凍性(3)抗侵蝕性——指混凝土在含有侵蝕性介質(zhì)環(huán)境中遭受到化學(xué)侵蝕、物理作用不破壞的能力。(4)混凝土的碳化(中性化)——指空氣中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用，生成碳酸鈣和水。碳化對(duì)混凝土的作用：堿度、收縮和強(qiáng)度?！羰鬼艍A度降低→減弱了對(duì)鋼筋的保護(hù)→導(dǎo)致鋼筋銹蝕；◆加大收縮，由于氫氧化鈣晶體溶解，碳酸鈣沉淀造成；◆釋放的水分促進(jìn)水化，碳酸鈣填充孔隙，使砼抗壓強(qiáng)度增大，但是碳化收縮產(chǎn)生的微裂縫，使抗拉、抗折強(qiáng)度降低。(5)堿集料反應(yīng)——是指混凝土中所含的堿(Na?0或K?0)與骨料的活性成分(活性SiO?),在混凝土硬化后潮濕條件下逐漸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成復(fù)雜的堿—硅酸凝膠，這種凝膠吸水膨脹，導(dǎo)致混凝土開裂的現(xiàn)象。反應(yīng)慢，潛在危害相當(dāng)大。(1)條件許可選用非活性的骨料；(2)控制堿含量；(3)摻用活性混合材；(4)杜絕水分。(1)合理選擇水泥品種(3)選用質(zhì)量良好的砂石骨料(4)摻入引氣劑或減水劑(5)加強(qiáng)混凝土的施工質(zhì)量控制凝土的骨料及拌和(養(yǎng)護(hù))用水·四大組成材料：水泥、水、砂、石·混凝土的第5組分_外加劑(Admixture)●混凝土的第6組分_摻合料各自的作用：●砂、石——骨料●骨架作用(小顆粒填充大顆粒的空隙)●硬化前：潤(rùn)滑作用(賦予混凝土流動(dòng)性，便于施工)●硬化后：膠結(jié)作用(將骨料