大连理工大学建筑材料期末总结Word格式.docx

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有利--

减轻自重、改善保温、隔热、隔声性能；

不利--

力学性能变差、耐久性降低。

一般的，随孔隙率增加----

⏹密度——不变

⏹表观密度——降低

⏹强度——降低

⏹吸水率——增加

⏹抗渗性——降低

⏹抗冻性——降低

⏹导热系数——减小

15、不透水混凝土的问题：

1）渗入地表水减少，影响植被；

2）不透气，热交换少，温湿调节差，“热岛”；

3）降雨排水难；

4）积水——安全问题；

5）路面交通噪音大。

透水混凝土主要用于：

道路、停车场、隔离带等；

法国60%的网球场。

16、力学性质：

材料在外力作用下所引起的变化的性质。

这些变化包括材料的变形和破坏。

材料的变形:

指在外力的作用下，材料通过形状的改变来吸收能量。

材料的破坏:

指当外力超过材料的承受极限时，材料出现断裂等丧失使用功能的变化。

17、弹性变形、塑性变形、脆性材料、延性材料

材料的韧性（亦称冲击韧性）:

是指以材料抵抗冲击或振动荷载作用而不破坏的能力

18、硬度:

指材料表面抵抗硬物压入或刻划的能力。

方法：

刻划法和压入法

19、材料的力学破坏本质：

是由于原子间或分子间的结合键受拉力作用发生断裂所造成

断裂的形式是脆裂或产生晶界面滑移。

滑移：

即在切应力作用下晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分产生滑动。

所沿晶面和晶向称为滑移面和滑移方向。

20、理论强度＞＞实际强度原因分析：

实际材料的结构中都存在许多的缺陷，如杂质、微裂纹和孔隙等。

（当受外力作用时，裂纹端部产生应力集中现象，引起裂缝扩展，导致材料的破坏）

21、影响材料强度的因素

1.材料的组成、结构与构造；

2.孔隙率与孔隙特征；

3.试件的形状和尺寸；

4.加荷速度；

5.试验环境的温度、湿度；

6.受力面状态。

22、强度等级：

建筑材料常根据极限强度的大小，划分为不同的强度等级或标号。

强度与强度等级的区别：

⏹a）强度是实测值；

强度等级是人为规定的强度范围。

⏹b）强度是材料的承力极限值，是唯一的；

每一强度等级则包含一系列强度值。

23、耐久性是指在使用条件下，在各种因素作用下，在规定使用期限内不破坏，也不失去原有性能的性质。

耐久性是材料的一种综合性质，诸如抗冻性、抗风化性、抗老化性、耐化学侵蚀性等均属于耐久性范围。

各种因素：

物理作用、化学作用、机械作用、生物作用

24、大理石变色、褪色：

大理石主要成份是CaCO3，当与大气中的SO2接触会生成硫酸钙，使大理石变色，特别是红色大理石最不稳定，更易于反应从而更快变色。

釉面砖破裂原理：

釉面砖为多孔的精陶质坯体，因坯体与釉的膨胀系数不同，使得它们在干湿环境下变形不一致，内部产生应力，且釉面砖坯体烧结温度偏低，吸水率较高，故湿胀干缩较大，从而造成釉层开裂。

25、亲水性：

材料遇水后，水在材料表面易于扩展，这种与水的亲合性称为亲水性，相应材料称亲水材料。

憎水性：

当材料与水接触时不与水亲合，这种性质称为憎水性，相应材料称为憎水材料。

⏹分析：

材料具有亲水性或憎水性的根本原因在于材料的分子结构。

⏹亲水性材料与水分子之间的分子亲合力，大于水分子本身之间的内聚力；

⏹憎水性材料与水分子之间的亲合力，小于水分子本身之间的内聚力。

⏹如何定量区分亲水性：

润湿角：

固、气、液三态交点处，沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的夹角。

亲水性（θ≤90）；

憎水性（θ＞90）

26、吸水性:

材料在水中能吸收水分的性质称为吸水性。

用吸水率表示，取决于孔隙率和孔隙特征，密实材料和具有闭孔的材料不吸水，粗大孔隙不宜存留也低。

吸湿性:

材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。

用含水率表示。

孔隙水饱和系数：

材料体积吸水率与材料孔隙比的比值，越小抗冻性越高，开孔隙少。

⏹质量吸水率：

用材料吸入水的质量与材料干质量之比。

⏹

体积吸水率：

材料吸入水的体积与材料自然状态下体积比。

ρw=1g/cm3，其中体积吸水率等于质量吸水率乘以材料干表观密度

含水率：

指材料内部所含水重占材料干重的百分率。

ms—材料在吸湿状态下的重量，g；

mg—材料在干燥状态下的重量，g。

材料吸湿性作用一般是可逆的，吸湿性随空气的湿度和环境温度的变化而改变，当空气湿度较大且温度较低时，材料的含水率就大，反之则小。

平衡含水率：

材料中所含水分与空气的湿度相平衡时的含水率

27、耐水性:

材料长期处于水的作用下而不破坏，其强度也不显著降低的性质。

耐水性指标软化系数:

材料在饱和水状态和干燥状态下的力学指标比值。

fw-材料在吸水饱和状态下的抗压强度,MPa

f-材料在干燥状态的抗压强度，MPa

⏹1.软化系数反映了材料饱水后强度降低的程度，是材料吸水后性质变化的重要特征之一。

⏹2.一般材料吸水后，水分会分散在材料内微粒的表面，削弱其内部结合力，强度则有不同程度的降低。

当材料内含有可溶性物质时（如石膏、石灰等），吸入的水还可能溶解部分物质，造成强度的严重降低。

⏹3.材料的软化系数的范围在0～1之间。

用于水中、潮湿环境中的重要结构材料，必须选用软化系数不低于0.85的材料；

用于受潮湿较轻或次要结构的材料，不宜小于0.70～0.85。

⏹4.通常软化系数大于等于0.85的材料称为耐水材料。

28、抗渗性：

材料抵抗压力水渗透的性质。

抗渗性指标：

渗透系数、抗渗等级

渗透系数物理意义：

在一定时间t内，透过材料试件的水量Q，与试件的渗水面积A及水头差成正比，与渗透距离（试件的厚度）d成反比。

影响材料抗渗性的因素：

材料亲水性和憎水性；

材料的密实度；

材料的孔隙特征。

29、抗冻性：

建筑材料抵抗冻融循环作用的能力，或者说是建筑材料在规定的冻融循环制度下保持强度和外观完整性的能力。

一冻一融为一个冻融循环。

冻融破坏必须具备三个条件：

即材料本身孔结构、饱水状态和正负温变化。

材料冻融破坏主要是因为其孔隙中的水结冰所致

抗冻性的主要影响因素：

1）材料的孔结构及孔隙率；

2）饱水程度；

3）材料本身性能：

强度、变形能力等；

4）外界条件：

冻融温度、结冰速度、冻融频繁程度等因素；

抗冻性指标即抗冻性等级：

抗冻等级是以规定的试件，在规定试验条件下，测得其强度和质量损失或强度和动弹性模量损失降低不超过规定值，并无明显损坏和剥落时所能经受的冻融循环次数，以此作为抗冻等级，用符号“Fn”表示，其中“n”即为最大冻融循环次数，如F25、F50等。

30、材料的化学稳定性：

材料抵抗有害介质作用的性能

酸碱介质中以碱性率M0评价

31、建筑材料的功能物理性质：

声学、热学、光学

导热性用导热系数λ表示，具有开口孔隙材料吸水后其导热系数增大，因此，应使保温材料经常处于干燥状态。

32、胶凝材料：

通过物理化学作用，能由可塑性浆体变成坚固石块体，并能将其它散粒状材料或块状材料粘结成整体的材料。

胶凝材料分为有机胶凝材料（沥青聚合物）和无机胶凝材料，其中无机又分为气硬性胶凝材料（石灰、石膏、水玻璃）和水硬性胶凝材料（水泥）

水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅组成。

气硬性胶凝材料：

只能在空气中硬化并保持或继续发展其强度，只适用于干燥环境、不宜用于潮湿和水中环境。

水硬性胶凝材料：

既能在空气中硬化，又能更好在水中硬化并保持或继续发展其强度。

既适用于干燥环境、也适用于潮湿或水中环境

33、生石灰的原料：

以碳酸钙（CaCO3）为主要成分的天然岩石。

成分最常用：

石灰石、白云质石灰石（CaCO3-MgCO3）

⏹正火石灰：

又称正烧石灰，即在低于烧结温度下煅烧，分解完全的石灰。

主要成分是CaO，色淡，无明显的烧结和体积收缩，无裂缝或微裂缝，质量好。

⏹过火石灰：

又称死烧石灰，煅烧时间过长/温度过高得到的。

颜色较深（灰黑色）、块体致密，表面出现裂纹或玻璃状的外壳，体积收缩明显，块体容重大。

⏹欠火石灰：

欠烧石灰或轻烧石灰，是石灰石或白云石尚未完全分解（未烧透）而得到的石灰，主要由于窖温不均匀、温度低或燃烧时间不足引起。

特点：

内部有未分解的核，容重较大，熟化后残渣含量大。

⏹过火石灰危害：

过火石灰水化极慢，当石灰变硬后才开始熟化，产生体积膨胀，引起已变硬石灰体的隆起鼓包或开裂。

34、石灰分类方式：

按加工方式分类、按含镁量分类、按使用性质分类

按加工方式分类：

生石灰：

生石灰块b）生石灰粉

熟石灰：

a）石灰浆（石灰膏）:

含3～4倍体积H2O

b）石灰水:

溶有Ca（OH）2的透明液体

c）消石灰粉:

生石灰用适量水经消化和干燥

35、石灰的熟化：

生石灰转化为熟石灰的过程CaO+H2O=Ca（0H）2

熟化特点：

熟化过程是剧烈的放热反应；

同时伴有显著的体积膨胀（1～2.5倍）

陈伏：

为防止熟石灰中过火石灰颗粒的危害，石灰浆应在熟化池中静置14d以上，称为“陈伏”。

陈伏时石灰浆表面应保持一层水，以防止石灰膏碳化。

生石灰在化灰池中化浆后，通过筛网流入储浆池，沉淀后除去上层水份称为石灰膏。

“陈伏”的目的：

1）使石灰颗粒充分熟化；

2）沉淀欠火、过火颗粒。

石灰的硬化：

干燥、结晶、碳化3个过程

干燥：

水分蒸发，产生毛细管压力，压密石灰粒子——附加强度（数值不大，遇水失去）

结晶：

水分蒸发，Ca（OH）2过饱和析晶——结晶强度（结晶数量少，强度增长不显著）

碳化：

Ca（OH）2＋CO2＋H2O——CaCO3+2H2O——碳化强度

Ca（OH）2和CaCO3交叉联生、共生、紧密交织结构网；

硬化浆体获得稳定强度。

36、石灰的技术性质：

1.良好的保水性（颗粒多，表面积大）、可塑性；

吸湿性强（生石灰）—水泥砂浆加入石灰浆，克服水泥保水性差

2.耐水性差：

潮湿环境有水存在，不易硬化；

硬化后Ca（OH）2结晶可溶于水；

3.体积收缩性大：

毛细管失水收缩，常掺纸筋、麻刀、砂等，除涂刷外不宜单独使用

4.硬化缓慢、强度低：

0.2-0.5MPa。

三个常用品种——建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉、

37、建筑石灰的应用：

制作石灰乳涂料；

配制砂浆；

拌制石灰土和石灰三合土；

生产硅酸盐制品

石灰土：

消石灰粉与粘土的拌合物；

三合土：

若再加入砂（或碎石、炉渣等）。

应用：

三合土和石灰土主要用于建筑物地基、路面和地面的垫层。

38、石灰的储存：

1、生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。

2、不得与易燃、易爆等危险液体物品混放和混运。

3、熟石灰使用前须陈伏14d以上，防止过火石灰危害。

39、石膏:

以硫酸钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料。

原料：

天然石膏：

天然二水石膏（软石膏或生石膏）（CaSO4·

2H2O）

天然无水石膏（硬石膏）（CaSO4）

化工石膏：

主要成分是CaSO4·

2H2O和CaSO4的混合物

CaSO4·

2H2O磨细和加热建筑石膏β-G0.5（加热到107~170）

5种形态7个变种

石膏水化：

将CaSO4·

0.5H2O与适量的水拌合后变成为CaSO4·

2H2O的过程。

凝结：

水化物由可塑性浆体，逐渐变稠失去可塑性，但尚无强度。

硬化：

凝结后迅速产生强度，并发展成坚硬固体。

拌水后形成流动的可塑性胶凝体，.CaSO4·

2H2O在常温下溶解度仅为CaSO4·

0.5H2O的1/5，二水石膏胶体微粒析出。

.水分逐渐减少，浆体变稠而失去流动性，可塑性也开始下降，称为石膏的初凝。

.水分继续减少，微粒间摩擦力和粘结力增大，浆体完全失去可塑性，开始产生结构强度，则称为终凝。

.晶体颗粒长大、连生、交错，浆体变硬产生强度，硬化。

40、建筑石膏的技术性质：

多孔性：

理论上需水量18.6%，通常需加水60%～80%，孔隙率40%～60%；

吸湿性强、耐水性差、抗冻性差；

耐火性好；

装饰性好：

可塑性强；

色白、质细、光洁饱满

可加工性；

微膨胀性：

硬化后微膨胀0.2~1.5%

41、通用硅酸盐水泥：

以硅酸盐水泥熟料和适量石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。

硅酸盐水泥：

分P·

I（不掺混合材料）和P·

Ⅱ型（混合材不超过5%）

普通硅酸盐水泥：

简称普通水泥；

代号P·

O

42、硅酸盐水泥：

由硅酸盐水泥熟料、0％-5％石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。

原材料**：

石灰质材料:

提供成分CaO；

粘土质材料:

SiO2、Al2O3、少量Fe2O3；

校正原料:

硅藻土、黄铁矿；

石膏；

混合材料。

生产工艺**：

两磨一烧

硅酸盐水泥的组成**：

1.熟料；

2.石膏；

3.混合材料

熟料：

由主要含CaO、SiO2、A12O3、Fe2O3的原料，按适当比例磨成细粉（生料）烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质

混合材料：

在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥强度等级而加到水泥中的人工的和天然的矿物材料。

分为非活性混合材料和活性混合材料

活性混合材料：

具有火山灰性或潜在水硬性，以及兼有火山灰性和水硬性的矿物质材料。

不与水直接反应，但有激发剂（石灰、石膏）时，就能水化，生成具有胶凝能力的水化产物，既能在水中，也能在空气中凝结硬化。

CH、石膏使混合材料的潜在活性得以发挥，起激发水化、促进凝结硬化的作用。

石膏：

硫酸盐激发剂（潜在水硬性）。

Ca（OH）2　：

碱性激发剂（火山灰性）

常用**：

天然类、人工类、工业废料类

非活性混合材料：

凡常温下与石灰、石膏或硅酸盐水泥一起，加水拌合后不能发生水化反应或反应甚微，不能生成水硬性产物。

常用：

低活性矿渣、粉煤灰、火山灰；

石灰石、砂岩

作用：

提高水泥产量；

调节水泥强度等级；

减少水化热；

降低成本。

硅酸盐水泥的水化：

水泥熟料矿物与水的作用称为水泥的水化反应

凝结**:

水泥加水拌和发生水化逐渐失去可塑性但尚不具备强度

硬化**:

水泥水化到一定程度开始产生强度，并变为坚硬水泥石

.硅酸三钙、硅酸二钙的水化:

2（3CaO·

SiO2）　+　6H2O　=　C-S-H+　3Ca（OH）2

C3S：

水化速度很快，放出大量热，强度高。

C2S：

水化速度较慢，水化热小，强度早低后高。

C-S-H凝胶:

呈无定形的胶体状;

在水化初期，Ca（OH）2长大变厚成叠片状

铝酸三钙（C3A）的水化:

3CaO·

Al2O3　+　6H2O　=　3CaO·

Al2O3·

6H2O（C3AH6）

特点：

水化速度很快，放出大量热，强度低。

铝可被铁置换成为含铝、铁的高硫型水化硫铝酸盐，故常用AFt表示，称为钙矾石，是难溶于水的针状、棒状晶体。

矿物特性**

水泥C3A和C3S含量高，导致水化热高；

且在浇注混凝土中，混凝土的整体温度高，以后混凝土温度随环境温度下降，混凝土产生冷缩，造成混凝土贯穿型的纵向裂缝。

措施：

选用低水化热，即C3A和C3S的含量较低的水泥。

水泥用量及水灰比也需适当控制。

熟料矿物的水化四个阶段：

初始反应期、潜伏期、凝结期、硬化期

43、水泥最终水化产物***

2种凝胶：

水化硅酸钙C-S-H，水化铁酸钙　CFH

3种晶体氢氧化钙CH，水化铝酸钙C4AH13，C3AH6，水化硫铝酸钙AFt（AFm）

水泥石的内部组成***：

存在固相、液相和气相，硬化后的水泥石是一种多相多孔体系。

水泥凝结硬化的影响因素**：

水化特点**-：

1水化速度较慢；

（二次反应或二次水化）

2水化产物：

氢氧化钙、水化铝酸钙少；

C-S-H、AFt或Afm多。

3外界温湿度影响大：

温度敏感性大，常温反应很慢，高温下反应很快。

44.硅酸盐水泥的主要技术性质和指标***

1密度、堆积密度2细度3需水性4凝结时间5安定性6强度7水化热8其它化学指标

细度：

是指水泥颗粒的粗细程度，越细，水化速度越快、强度越高；

但成本越高、易产生收缩裂纹；

越粗，活性太差。

一般认为，水泥颗粒小于40um才具有较高的活性，大于100um活性就很小了。

需水性：

水泥获得一定稠度所需水量的性质。

标准稠度：

为测定水泥的凝结时间、安定性等性能，使其具有准确的可比性，水泥净浆以标准方法测试所达到统一规定的浆体可塑性程度

凝结时间：

水泥从加水开始到失去流动性，即从可塑状态发展到固体状态所需要的时间

初凝时间：

自加水起至水泥浆开始失去塑性所需的时间。

终凝时间：

自加水起至水泥浆完全失去塑性、开始有一定结构强度。

水灰比下降，凝结时间下降

初凝不宜过快，终凝不宜过迟，GB175中规定硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于390min（6.5h）。

初凝时间不符合上述规定的水泥为废品，终凝为不合格品。

安定性：

是指水泥浆体在硬化过程中体积变化的稳定性

安定性不良：

硬化后体积变化不稳定，产生不均匀体积变化

危害：

会导致硬化水泥石或混凝土裂缝、开裂，强度降低等。

GB175：

安定性不良为不合格品废品，不得用于工程。

安定性不良的原因：

熟料矿物组成中含有过多的f-CaO；

2）熟料矿物组成中含有过多的f-MgO；

3）水泥粉磨时所掺石膏超量（SO3）。

⏹注：

f-CaO、f-MgO是水泥烧制过程中没有与SiO2或Al2O3结合成盐类，而是成游离、死烧状态，相当于过火石灰，水化极为缓慢。

安定性检验方法：

沸煮法：

f-CaO

压蒸法：

f-MgO水化缓慢，沸煮法不能检验，GB175规定硅酸盐水泥MgO含量不得超过5.0%，若压蒸合格可放宽到6.0%；

石膏的安定性，需长期浸在常温水中才能发现，不便于检验，GB175规定硅酸盐水泥SO3含量不得超过3.5%。

45．强度等级测定方法：

将水泥和标准砂按1:

3混合，加入规定数量水（水灰比0.50）,按规定方法制成40×

40×

160标准胶砂试件，在标准温度（20士1℃）水中养护，分别测定其3d和28d抗压和抗折强度

强度等级划分：

水泥按3d强度分为普通型和早强型两种类型。

共六个强度等级。

各龄期强度不得低于规定值,如有一项低于规定值，则为不合格品。

水化热：

水泥和水发生化学反应放出的热量，水化热大部分在水化初期放出。

46．硅酸盐水泥的使用：

侵蚀的原因：

内因：

水泥石组成与结构

外因：

侵蚀介质；

环境条件：

介质浓度、温湿度、水流

（1）溶解性侵蚀（软水侵蚀）；

（2）离子交换型侵蚀；

（3）生成膨胀性物质。

溶解性侵蚀：

Ca（OH）2在淡水、流动水、压力水中易不断溶解流失，OH-下降，引起其它水化产物分解，高碱度物质分解为低碱度物质，水泥石变得多孔疏松。

采取措施：

1）合理选用水泥品种2）提高水泥石的密实度3）表面加保护层4）控制碱含量及集料中的活性氧化硅

水泥风化：

水泥在贮运过程中，如与空气接触，则会吸收空气中H2O和CO2而发生部分水化反应和碳化反应。

俗称受潮。

危害：

风化后会凝固成粒状或块状，增加烧失量、降低密度，凝结迟缓，强度降低。

通用有效期从出厂日期算起为3个月；

超过有效期应视为过期水泥

贮运措施：

不得受潮和混入杂物；

不同品种、强度等级水泥应分别贮运，加以标志，确保先存先用，以防错用、混用、过期；

袋装一般不超过10袋。

闪凝：

无石膏

缓凝：

温度过低、有机质

⏹假凝：

一种不正常的早期固化或过早变硬现象。

假凝与快凝不同，放热量甚微且经剧烈搅拌后浆体可恢复塑性，并达到正常凝结，对强度无不利影响。

原因：

水泥粉磨时磨内温度较高，使CaSO4·

2H2O脱水成CaSO4·

0.5H2O的缘故。

当水泥拌水后，CaSO4·

0.5H2O迅速水化为CaSO4·

2H2O。

另外，某些含碱较高的水泥，硫酸钾与二水石膏生成钾石膏迅速长大，也会造成假凝。

分析题：

某立窑水泥厂生产的普通水泥游离氧化钙含量较高，加水拌和后初凝时间仅40min。

但后放置1个月，凝结时间又恢复正常，而强度下降，请分析原因。

回答：

①初凝变短:

f-CaO含量较高该氧化钙相当部分的煅烧温度较低。

加水拌和后，水与CaO迅速反应生成Ca（OH）2，放热，浆体温度升高，加速熟料水化。

从而产生了较多的水化产物，形成了凝聚－结晶网结构，所以短时间凝结。

②凝结恢复正常:

放置一段时间后吸收空气的水汽，大部分f-CaO生成Ca（OH）2或进一步与CO2反应，生成CaCO3。

故此时加水后，不会再出现原来的水泥浆体温度升高、水化速度过快、凝结时间过短的现象。

但其它水泥熟料矿物也会和空气中的水汽反应，部分产生结团、结块，使强度下降。

47、通用硅酸盐水泥的种类（6%-15%）

熟料+石膏+混合材=6类

硅酸盐水泥P·

I和P·

Ⅱ，普通硅酸盐水泥P·

O，复合硅酸盐水泥P·

C

GB175-2007

二、技术指标

P•O:

比表面积≥300m2/kg；

P•O、P•S、P•P、P•F、P•C：

初凝≥45min，终凝≤600min。

P•I、P•II初凝≥45min，终凝≤390min。

特性、应用

（1）凝结硬化快，强度高

早期、后期强度都很高。

适用于早强要求高和重要结构的高强砼、预应力砼。

（2）水化热高2

C３Ｓ、C３Ａ含量高，混合材少，比表面积大。

因此，早期放热量大，放热速度快。

适用于冬季施工，不适用于大体积砼工程。

（3）抗冻性好2

硅酸盐水泥石具有很好的密实度，且具有对抗冻性有利的孔隙特征。

适用于严寒地区遭受反复冻融的混凝土工程