建築材料性質與分類

2021-03-04 02:01:56 字數 5144 閱讀 6772

建築材料按使用功能分類:

1. 結構材料:主要技術效能要求是具有強度和耐久性。常用的:混凝土、鋼材、石材等。

2. 圍護材料:要求具有一定的強度和耐久性,同時還應具有良好的絕熱性,防水、隔聲效能等。常用的:磚、砌塊、板材等。

3. 功能材料:主要是指滿足某些建築功能要求的建築材料,如防水材料、裝飾材料、絕熱材料、吸聲隔聲材料、密封材料等。

材料的許多效能,如強度、吸濕性、吸水性、抗滲性、抗凍性、導熱性、吸聲性都與材料的孔隙率及空隙特徵有關。

孔隙率:指材料體積內,孔隙體積佔材料在自然狀態下總體積的百分率。

1. 材料與水接觸時,根據其是否能被水所潤濕,分為親水、憎水材料。

2. 親水性材料:混凝土、磚、石、木材、鋼材等;大部分有機材料屬於憎水性材料,如瀝青、塑料等。

憎水材料具有較好的防水性、防潮性,常用作防水材料。也可用與對親水性材料進行表面處理,降低吸水率,提高抗滲性。

3. 材料吸水率不僅與材料的親水性、憎水性有關,還與材料的孔隙率以及孔隙構造特徵有關。細小開口孔越多,吸水率越大。

閉口孔隙水分不能進入,而粗大開口孔隙水分不易留存,故吸水率較小。

材料吸水或吸濕後均會對材料的效能產生不利影響。

1. 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,成為材料的耐水性。

2. 抗滲性:材料抵抗壓力水或其他液體滲透的性質。

其與材料的孔隙率和孔隙構造特徵有關。密室和閉口孔隙材料,不會發生滲水現象;較大孔隙率,且開口孔越多的親水性材料,其抗滲性越差。

3. 抗凍性:材料在吸水飽和狀態下,經受多次凍融迴圈而不破壞,其強度也不顯著降低的性質。

破壞原理,材料內部孔隙的水結冰時體積膨脹應力造成。抗凍性取決於材料的吸水飽和程度、孔隙特徵以及抵抗凍脹應力的能力,密實材料、具有閉口孔隙體積的材料以及具有一定強度的材料,對冰凍具有一定抵抗能力。抗凍性是評定耐久性的重要指標之一。

4. 材料的熱導率與材料的化學成分、結構、體積密度、孔隙率及孔隙特徵、溫度和濕度等因素有關。一般非金屬材料絕熱性優於金屬材料,材料的體積密度小、孔隙率大、閉口孔多、孔分布均勻、孔尺寸小、材料含水率小時,材料的導熱性差、絕熱性好。

材料在受潮或吸水時,其熱導率顯著增大,絕熱效能變差。

5. 比強度是評價材料是否輕質高強的指標,比強度等於材料的強度與體積密度的比值。

6. 材料的耐久性是一項綜合性能,一般包括抗滲性、抗凍性、耐腐蝕性、抗老化性、抗碳化、耐熱性、耐旋光性。不同材料,其性質和用途不同,對耐久性的要求也不同。

膠凝材料

1. 膠凝材料:指能將塊狀、散粒狀材料黏結為整體的材料。按化學成分分為無機、有機膠凝材料。無機膠凝材料根據硬化條件分為氣硬性、水硬性膠凝材料兩類。

2. 氣硬性膠凝材料:只能在空氣中凝結、硬化,保持和發展其強度的凝膠材料;如:石灰、石膏、水玻璃等,一般只適用於地上或乾燥環境、不宜用與潮濕環境與水中。

3. 水硬性膠凝材料:不僅能在空氣中硬化,而且能更好地在水中凝結、硬化,保持和發展其強度的膠凝材料,如各種水泥。既適用於乾燥環境,又適用與潮濕環境與水中。

石灰:生石灰熟化時放出大量的熱量,其放熱量和放熱速度都比其他膠凝材料大得多。生石灰熟化的另乙個特點是體積增大1~2.

5倍。過火石灰熟化十分緩慢,其可能在石灰應用之後熟化,其體積膨脹,造成起鼓開裂。為了消除過火石灰在使用中造成的危害,石灰膏應在儲灰坑中存放半個月以上,方可使用。

這過程稱為「陳伏」。陳伏期間,石灰漿表面應覆蓋一層水,以隔絕空氣,防止石灰漿表面碳化。

石灰的特性:

1 良好的保水性。利用這一性質,將其滲入水泥砂漿中,配製成混合砂漿,克服了水泥砂漿容易泌水的缺點。

2 凝結硬化慢、強度低。

3 吸濕性強。生石灰吸濕性強,保水性好,是傳統的乾燥劑。

4 體積收縮大。石灰漿體凝結硬化過程中,蒸發大量水分,由於毛細管失水收縮,引起體積收縮。因此石灰除粉刷外不宜單獨使用。

5 耐水性差。若石灰漿體尚未硬化之前,就處於潮濕環境中,由於石灰中水分不能蒸發出去,則其硬化停止;若是已硬化的石灰,長期受潮或受水浸泡,則由於氫氧化鈣可溶於水,會使已硬化的石灰潰散。

石膏:石膏及其製品具有輕質、隔熱、阻火、吸音、形體飽滿、容易加工等一系列優良效能。

石膏分為建築石膏和高強石膏。高強石膏晶體粗大,比表面小;漿體硬化後具有較高的密實度和強度。高強石膏可以用於室內抹灰,製作裝飾製品和石膏板。

若滲入防水劑可製成高強度防水石膏,在潮濕環境中使用。

石膏的特性:

1 凝結硬化快,加水後6分即可凝結,終凝不超過30分鐘,常溫乾燥下一周可完全硬化。

2 孔隙率大,體積密度小,保溫、吸聲效能好。

3 具有一定的調濕性,由於硬化體多孔結構的特點,石膏製品的熱容量大、吸濕性強。

4 耐水性、抗凍性差。

5 凝結硬化時體積微膨脹。建築石膏在凝結硬化時體積微膨脹,膨脹率為0.05%~0.15%。

6 防火性好。

7 裝飾性好。石膏製品表面細膩平整,色潔白,裝飾性好。

水玻璃特性:①黏結力強。②耐酸性好,但不耐鹼性介質侵蝕。③耐熱性好。

水玻璃的應用:

1 塗刷材料表面,侵漬多孔性材料:以水玻璃塗刷石材表面,可提高其抗風化能力,提高建築物的耐久性。

2 加固地基。

3 配置防水劑。

4 水玻璃混凝土。水玻璃混凝土具有機械強度高,耐酸和耐熱性好,整體性強,材料**廣泛,施工方便,成本低及使用效果好等特點。

水泥1 矽酸鹽水泥:由矽酸鹽水泥熟料、石膏調凝劑和混合材料三部分組成;熟料中四種主要礦物質:矽酸三鈣、矽酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣。

改變熟料成分之間的比例,水泥的特性就會發生相應的變化。提高矽酸三鈣相對含量,制得高強水泥和早強水泥。提高矽酸二鈣含量,同時降低矽酸三鈣含量,可製得低熱水泥或中熱水泥。

2 水泥漿體硬化後稱為水泥石,主要由凝膠體(膠體與晶體)、未水化的水泥熟料顆粒、毛細孔及游離水分等組成。水泥石的硬化程度越高,凝膠體含量越多,未水化的水泥顆粒和毛細孔含量越少,水泥的強度越高。

影響矽酸鹽水泥凝結硬化的主要因素:

1 水泥的熟料礦物組成。

2 水泥顆粒的細度。水泥磨得越細,水泥顆粒平均粒徑小,比表面積越大,水化時水泥熟料礦物與水的接觸面大,水化速度快,水泥凝結硬化速度也隨之加快。

3 水灰比:水泥漿中水與水泥的質量比。水灰比較大,水泥顆粒間由於被水隔開的距離較大,顆粒間相互連線形成骨架結構所需凝結時間長,所以水泥凝結較慢,且硬化後的水泥石毛細孔含量越多,強度也越低。

水灰比過小,會造成施工困難。所以,在滿足施工要求的前提下,水灰比越小,毛細孔越少,凝結硬化和強度發展較快,且強度越高。

4 石膏的滲量。生產水泥時摻入石膏,主要是作為緩凝劑。當不摻石膏或摻量較少時,凝結硬化速度快,但水化不充分。但摻量過多,會對水泥石的後期效能造成危害。

5 環境溫度和濕度:如果環境乾燥,水泥漿中水分蒸發過快時,會引起水泥製品表面的收縮開裂,且水泥沒有足夠的水無法進行充分的水化反應。

矽酸鹽水泥的特性及應用:

1 凝結硬化快,強度高。

2 抗凍性好硬化後的水泥石密實度較大,抗凍性優於其他通用水泥。

3 鹼度高、抗碳化能力強。

4 幹縮小。水泥石密實,游離水分少,不易產生乾縮裂縫,可用於乾燥環境的混凝土工程。

5 耐磨性好。

6 水化熱高。不宜用於大體積混凝土工程。

7 耐腐蝕性差。不宜用於受流動水、壓力水、酸類和硫酸鹽侵蝕的工程。

8 耐熱性差。

混合材料:摻入到水泥或混凝土中的人工或天然礦物材料成為混合材料。常溫下能與氫氧化鈣和水發生水化反應,生成水硬性水化產物,並能逐漸凝結硬化產生強度的混合材料成為活性混合材料。

1. 礦渣矽酸鹽水泥特性:①早起強度低,但後期強度增長快。

②前度發展對溫度、濕度較敏感。③水化熱地。④耐軟水、海水、硫酸鹽腐蝕性好。

⑤耐熱性較好。⑥抗凍性抗滲性較差。

2. 使用範圍:①一般耐熱混凝土,②大體積混凝土,③蒸氣養護構件,④一般混凝土構件,⑤一般耐軟水、海水、硫酸鹽腐蝕要求的混凝土。

3. 不適用:①早起強度要求較高的混凝土。②嚴寒地區及處在水位公升降範圍內的混凝土。③抗滲性要求高的混凝土。

a) 火山灰矽酸鹽水泥特性:①抗滲性較好,耐熱性不及礦渣水泥,乾縮大,耐磨性差。②其它同礦渣水泥。

b) 適用於:①水中、地下、大體積混凝土、抗滲混凝土。②其它同礦渣水泥。

c) 不適用於:①乾燥環境及在水位變化範圍內的混凝土。②有耐磨要求的混凝土。③其它同礦渣水泥。

1) 粉煤灰矽酸鹽水泥特性:①乾縮性較小、抗裂性較好。②其它效能與礦渣水泥相同。

2) 適用於:①地上、地下與水中大體積混凝土。②其它同礦渣水泥。

3) 不適用於:抗碳化要求的混凝土。②其它同火山灰質水泥。③有抗滲要求的混凝土。

混凝土1. 混凝土:以膠凝材料、水和粗細骨料,必要時摻入適量外加劑和礦物摻合料,按適當比例配合,經拌合,密實成型及養護硬化而出的人造石材。

2. 為了節約水泥,降低成本,並使混凝土結構達到較高的密實程度,選擇骨料時,應盡可能選用總表面積小,空隙率小的骨料。

3. 混凝土外加劑:在混凝土拌合過程中加入的,用於改善混凝土效能的化學物質。其摻量不大於水泥質量的5%。

常用外加劑:

1 減水劑:保持混凝土拌合物流動性不變的條件下,能顯著減少其拌合物用水量的外加劑。其技術經濟效果:

a.增大流動性。b.

提高強度,保持流動性與水泥用量不變情況下使水灰比下降,減少混凝土孔隙率,提高混凝土強度15%~30%。c.節約水泥,保持強度不變,即水灰比及流動性不變,可減少拌合物用水,節約水泥。

d.改善其它性質,如黏聚性、保水性,提高硬化混凝土的密實度,改善耐久性等。

2 早強劑:能提高混凝土早期強度,並對後期強度無顯著影響的外加劑。

3 引氣劑:在混凝土拌合過程中,能引入大量分布均勻的微小氣泡,以減少混凝土拌合物離析泌水、改善和易性,並能顯著提高硬化混凝土抗凍性、耐久性的外加劑。

4 緩凝劑:能延緩混凝土的凝結時間並對混凝土後期強度發展無不利影響的外加劑。有延緩混凝土的凝結、保持和易性、延長放熱時間、消除或減少裂縫以及減水增強等多種功能,對,鋼筋也無鏽蝕作用,適於高溫季節施工和幫浦送混凝土、滑模混凝土以及大體積混凝土的施工或遠距離運輸的商品混凝土。

不宜用於日最低氣溫小於5℃以下施工的混凝土。

5 防凍劑:在規定溫度下能顯著降低混凝土的冰點,使混凝土液相不凍結或僅部分凍結,以保證水泥的水化作用,並在一定時間內獲得預期強度的外加劑。

混凝土的技術性質:包括混凝土拌合物的技術性質和硬化混凝土的技術性質兩部分,混凝土拌合物的主要技術性質為和易性。

和易性:混凝土拌合物易於施工操作(包括攪拌、運輸、振搗和密實成型),並能獲得質量均勻、成型密實的效能。它包括流動性、黏聚性、保水性三個方面。

建築材料分類

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