第一节 材料科学与物质结构基础知识Word文档下载推荐.docx

1、0.85 水中或受潮严重0.75 受潮较轻或次要结构物抗渗性渗透系数KQd/AtH渗透系数抗渗性孔隙率大孔隙连通，渗透系数耐久性抗冻性质量损失0.5强度损失0.25水工及冬季气温低于-15导热性导热系数Qd/At（T2-T1）导热系数, 导热性绝热材料0.23W/m*K热容量建筑材料的力学性质强度和等级拉、压、弯、剪变形性能弹性和塑性弹性可恢复塑性不可恢复脆性和韧性韧性脆性第二节 气硬性无机胶凝材料一、石灰碳酸钙为主的原料-9001100锻烧 得出氧化钙和二氧化碳钙质生石灰（氧化镁含量小于等于5%），镁质生石灰（氧化镁含量大于5%）生石灰的熟化加水成Ca（OH）2 （称熟石灰或消石灰）放热，体

2、积膨胀12.5倍过火石灰陈伏两周使抹灰层表面开裂或隆起石灰浆的硬化结晶作用游离水分蒸发，氢氧化钙从饱和溶液中结晶硬化石灰浆体强度不高，受潮后更低，强度增长慢，硬化过程体积收缩大，加入砂子纸筋等防止收缩开裂碳化作用Ca（OH）2与二氧化碳化合生成碳酸钙石灰的应用配制石灰砂浆、石灰乳砌筑、抹面、石灰乳做涂料配制三合土、三灰土三合土：石灰+粘土+砂石或矿渣、碎砖等填料分层夯实，用作砖基础的垫层三灰土：石灰+粘土生产灰砂砖、碳化石灰板灰砂砖：磨细生石灰或消（熟）石灰粉与天然砂配合拌匀，加水搅拌，经陈伏，加压成型和压蒸处理磨细生石灰粉、纤维状填料（如玻璃纤维）或轻质集料（矿渣）搅拌成型，再人工碳化122

3、4h无熟料水泥及多种硅酸盐制品二、建筑石膏石膏制品强度一般比石灰制品高胶结强度：石灰石膏水泥天然二水石膏（生石膏）煅烧107170度磨细得半水石膏（熟石膏），190度得模型石膏水化生成二水石膏，自由水分水化和蒸发后，变稠，凝结，性质凝结硬化快体积微膨胀1%孔隙率大，可达5060%强度低，表观密度较小，导热性较低，吸音性较强，吸湿性较强耐水性和抗冻性较差抗火性好释放结晶水形成水蒸气幕，耐热性差不可长期用于65度以上的高温环境应用轻质、防火、吸声、保湿隔热、调湿、可钉可锯内部装饰和生产纸面石膏板、石膏空心条板、石膏砌块等墙体材料第三节 水泥一、硅酸盐水泥（一）硅酸盐水泥的矿物组成（二）硅酸盐水泥的

4、水化、凝结、硬化（三）硅酸盐水泥的技术性质细度凝结时间初凝标准维卡仪终凝体积安定性游离CaO、 游离MgO、石膏过量煮沸法强度40*10*160mm，20+2, 3d 28d（四）硅酸盐水泥的侵蚀与防止引起水泥石侵蚀的原因易溶与水的组份，氢氧化钙、水化铝酸钙与其它物质发生反应，生成易溶于水或体积膨胀或松软无胶凝力的新物质本身不密实，有孔隙，侵蚀性物质（水，酸、硫酸盐与镁酸盐）防止侵蚀的措施水泥品种表面做保护层二、掺混合材料的硅酸盐水泥活性混和材料：粒化高炉矿渣、火山质混合材料（火山灰、浮石、硅藻土、烧粘土、煤矸石灰渣等）非活性混和材料：石英砂、石灰石粉、粘土、慢冷矿渣、磨细的块状高炉矿渣及炉灰

5、、等五种通用水泥的性能对比表硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥PO矿渣水泥PS火山灰水泥PP粉煤灰水泥PF复合水泥凝结硬化快较快慢慢、早期强度，后期强度高低，增长较快初凝/终凝45min 6.5h45min 10h蒸汽养护适合掺和料P I 无掺和料P II 05%石灰石或粒化高炉矿渣Mgo 5.0%，SO33.5%6%-20%，允许用5%的窑灰或10%的非活性混合材料粒化高炉矿渣A：20%-50%B：50%-70%允许用8%其它混合材料代替矿渣火山灰质混凝土材料和适量石膏粉煤灰和适量石膏20%-40%SO330度 C3AH6CA2-20%C2A少量AH3技术性质特性与应用长期强度降低不宜用于长期承重、高

6、温高湿环境，一般工程禁用早期强度增长快1d强度80%，紧急抢修、要求早强的特殊工程水化热大、放热速度快总热量的70%80%养护温度15度，不超过25度不适合高温季节，也不适合蒸气养护耐热性较高可制成耐热混凝土抗 硫酸盐侵蚀强，耐酸好抗碱差闪凝与硅酸盐水泥或石灰相混，并生成高碱性的水化铝酸钙，混凝土开裂不得接触未硬化的硅酸盐水泥四、其它品种水泥白色硅酸盐水泥氧化铁含量少初凝45min，终凝10h5.5%, SO3彩色硅酸盐水泥碱性矿物颜料颜料要求不溶 于水，分散性好，耐碱性强，抗大气稳定性好，不影响水泥的硬化、着色力强快硬硅酸盐水泥提高铝酸三钙和硅酸三钙的含量、增加石膏掺量（达8%），提高水泥的

7、细度紧急抢修工程及低温施工工程膨胀水泥混凝土膨胀，钢筋微、混凝土微压自应力水泥砌筑水泥第四节 混凝土一、普通混凝土原材料的技术要求重混凝土干表观密度大于2800kg/m3普通混凝土干表观密度大于20002800kg/m3轻混凝土干表观密度小于2000kg/m3（一）水泥品种选择根据工程特点、环境、施工条件等强度等级混凝土强度的1.22.0倍高强混凝土，0.91.5倍（二）细集料粒径0.155mm有害杂质泥、泥块、云母、轻物质、硫化物与硫酸盐、有机物质、氯化物等泥、云母、轻物质降低集料与水泥浆的粘结泥增多用水量，加大收缩，降低抗冻性、抗渗性硫化物与硫酸盐侵蚀泥块、轻物质强度低形成薄弱部分氯钢筋锈

8、蚀活性二氧化硅碱集料反应砂的粗细程度与颗粒级配和易性和水泥用量级配良好空隙率小，水泥浆量少，提高流动性、密实度和强度粗细程度影响总表面积，包裹的水泥浆少细度模数细度模数越大，砂越粗。3.73.1为粗砂3.02.3为中砂2.21.6为细砂（三）粗集料大于5mm接近立方体或球形为好碎石与水泥浆粘结较好，强度较高卵石流动性好泥、泥块、云母、有机质、硫化物与硫酸盐、等重要工程做碱活性检验针、片颗粒含量针颗粒：长度大于所属粒级平均粒径的2.4倍片颗粒：颗粒厚度小于平均粒径的0.4倍易折断，含量较大时影响孔隙率，影响混凝土的工作性及强度，岩石的块体抗压强度边长50mm立方体试件（或直径、高度为50的圆柱体

9、），浸泡48h，岩石的抗压强度不低于混凝土抗压强度的1.5倍，岩浆岩80Mpa，沉积岩45Mpa，变质岩60Mpa，压碎指标（卵石）越大，强度越大颗粒级配最大粒径粒径越大，总表面积越小，包裹的水泥浆少不超过最小截面尺寸的1/4，不超过钢筋间最小净距的3/4不超过实心板板厚的1/3，不超过40mm坚固性评价指标硫酸钠溶液浸渍，五次循环后的质量损失碱-集料反应指水泥中的碱性氧化物含量较高时，会与骨料中所含的二氧化硅发生化学反应，并在骨料表面生成碱-硅酸凝胶，吸水后会产生较大的体积膨胀，导致混凝土胀裂现象无裂缝、酥裂、胶体外溢，膨胀率3h），降低水化热复合减水剂弥补引气而导致的后期强度降低早强剂例掺

10、量优点缺点氯化物系氯化钙1%2%早强、促凝、防冻钢筋混凝土中掺量小于1.0%，与阻锈剂NaNO2复合使用硫酸盐系硫酸纳0.5%2%又称元明粉硫酸纳、糖钙、与青砂混合磨细而成三乙醇胺系0.02%0.05%有缓凝作用，不单掺，与其它早强剂复合使用缓凝剂木质磺酸钙与糖蜜高温季节，大体积混凝土 ，泵送与滑模方法方式，及较长时间停放或无距离运送的商品混凝土速凝剂隧道与地下工程，引水涵洞等工程锚喷支护时的喷射混凝土引气剂气泡直径0.051.25mm掺量：0.005%0.012%强度稍降提高抗渗、抗冻，改善拌和物的工作性，多用于水工混凝土防水剂、防冻剂、膨胀剂、发气剂等（六）矿物掺和料二、普通混凝土的主要技

11、术性质（一）混凝土拌合物的和易性（又称工作性）和易性流动性 坍落度150mm，大流动性100150，流动性5090 ，塑性1030配筋稀疏的结构3050板、梁或大中型截面的柱等5070 配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、细柱等）7090 配筋特密的结构10-40，低塑性尺寸越小、配筋越密或人工插捣时，坍落度选大，保证施工为前提 ，坍落度越小为宜维勃稠度适用于干硬混凝土拌和物粘聚性保水性影响和易性的主要因素（决定作用：用水量）水泥浆的数量与稠度，由水灰比控制砂率（砂的质量占砂石总量的比值），合理砂率值，过大过小都减少和易性水泥品种与集料品质、性质外加剂、时间、环境的温度、温度等调整和易性的措施合

12、理砂率，提高混凝土质量和节省水泥改善砂石级配尽量采用较粗的砂、石配合比初步确定后，根据现场砂石情况调整水泥浆量（水灰比不变）外加剂（减水剂、引气剂）提高流动性（二）混凝土的强度混凝土立方体抗压强度标准值及强度等级划分强度等级150mm，203度，相对温度90%以上，28d混凝土轴心抗压强度立方体抗压强度的0.67倍直径150，高度300混凝土抗拉强度劈裂法水泥强度等级和水灰比水泥水化需要的水约在水泥重量的23%，多余的水分形成水泡可蒸发后成气孔，减少抵抗荷载的实际有效面，强度降低公式水灰比越小， 水泥浆硬化后的强度越高与集料表面的粘结力越强混凝土强度越高水灰比过小过于干稠，振捣困难，较多的蜂窝

13、、空洞温度温度水化速度加快，强度发展加快冰点以下，水化停止湿度干燥：失水影响水化作用，水化不充分，结构疏松或干缝形成干缩裂缝养护凝结后（12h以内），覆盖浇水，浇水保湿：普通和矿渣水泥，7d火山灰、粉煤灰、掺缓凝、抗渗，14d龄期fn=f28*（lgn/lg28），n为龄期三天33%，7天58%，14天79%提高混凝土抗压强度的措施高强水泥或早强水泥低水灰比（低水胶比），0.30.5温热养护蒸气养护提高早强：16h达7080%硅酸盐水泥或普硅：80度矿渣、火山灰 90度蒸压养护175度，8个大气压析出的氢氧化钙与活性二氧化硅或结晶氧化硅结合，生成水化硅酸钙，强度提高机械搅拌和振捣提高均匀性、密

14、实度，强度提高对干硬性混凝土效果明显外加剂（三）混凝土的变形性能化学收缩水泥水化引起， 不可恢复，收缩一般不大随龄期增长，40天后渐趋稳定干湿变形周围环境引起湿胀变形量很小，无明显破坏作用干缩变形，较大，引起混凝土开裂水泥用量、水灰比大，砂石用量少，干缩大线收缩值1.52.0*10-4温度变形线膨胀系数1*10-5/度*米大体积混凝土不利，温差5060度，内胀外缩低热水泥、减少水泥用量、人工降温、表层加强养护，伸缩缝，温度钢筋等荷载作用下的变形短期荷载变形水灰比小，水泥用量较少，集料弹性模量较高、养护较好及龄期较长，弹性模量较大1/3轴心抗压强度时的割线弹性模量，严格上，应力/应变为应力变形模

15、量。徐变：（315）*10-4/度*米长期荷载下随时间增加的变形，初期增长较快影响因素：水泥品种、水泥用量、水灰比、砼弹性模量、养护水灰比小，水中养护、集料用量较多时，徐变就小能消除钢筋混凝土内的应力集中（四）混凝土耐久性抗 渗性6个试件，4个未渗水混凝土密实度，孔隙特征提高混凝土密实度，减小孔隙连通孔隙的数量、特征、充水程度、环境的温湿度与经历冻融次数等快冻法立方体，（-20，20）强度损失25%，质量损失5%慢冻法棱柱体，（-18，5），强度损失40%，质量损失5%Na2O，ka2O与活性二氧化硅反应体积膨胀，开裂控制碱含量，不用活性氧化硅（蛋白石）的集料。加活性混合材料吸引钠和钙抗 碳化

16、性Ca（oh）2和CO2，碱性变成中性，提高混凝土密实度，增加混凝土内Ca（oh）2数量碱性环境免锈蚀，中性环境加速锈蚀 抗化学侵蚀性取决于水泥，合适的品种提高耐久性的措施控制水灰（胶）比和水泥用量质量好的集料引气，减水等保证施工质量三、普通混凝土配合比设计配合比设计计算配制强度配置强度设计强度+1.645*标准差标准差反应施工单位质量控制水平高低1.645为混凝土强度保证率要求水灰比单位用水量水泥用量砂率粗集料用量细集料用量质量法1立方混凝土拌合物的重量24002450kg体积法配合比的试配、调整和确定施工配合比计算注集料的含水率要扣除第五节 沥青及改性沥青有机胶凝材料，混合物，常温下，固态

17、、半固态、粘稠液态。按产源，分为地沥青（天然沥青、石油沥青）与焦油沥青（煤沥青和页岩沥青）建筑工程用：石油沥青为主，煤沥青少量。一、石油沥青（胶体）组成油分淡黄色，液体40%60%树脂黄色到黑褐色，半固体1530%粘性，塑性地沥青质黑色，固体10%30%热稳定性，粘性固体石腊有害物质少量降低粘性、塑性。增加温度敏感性，主要技术性质粘性（稠度）针入度25度，100g标准针，5s内，贯入深度（0.1mm）延度仪8字形试件，25度水中，5cm/min速度拉伸至断时的长度（cm）温度稳定性软化点耐热性，温度稳定性大气稳定性蒸发损失率针入度比（蒸发后/蒸发前）蒸发损失率越小，针入度比越大，老化慢，大气稳

18、定性好分类按针入度划分，延度和软件点也要符合规定。道路石油沥青牌号越小，针入度越小（粘性越大），延度越小（塑性越差），软件点越高（温度稳定性好）路桥，车间地坪，地下防水建筑石油沥青屋面与地下防水，防腐材料普通石油沥青防水防潮石油沥青软化点高，质量好特别适宜测油毡的涂敷材料，屋面与地下防水的粘结材料二、煤沥青按蒸馏程度分类低温煤沥青、中温煤沥青、高温煤沥青建筑工程用低温煤沥青与石油沥青相比塑性差，易开裂，温度稳定性及大气稳定性与矿料的粘附性好，防腐好。三、改性石油沥青改性材料种类与石油沥青的混溶性提高降低常用的改性材料矿物填充料粘性、耐热性、对温度的敏感性滑石粉，石棉绒橡胶耐老化，低温柔性高温变

19、形氯丁橡胶，再生橡胶，丁基橡胶，耐热性丁苯橡胶（SBS）耐寒性，耐热性，粘性，不透气性古马隆树脂，聚乙烯，聚丙烯树脂，酚醛树脂、天然松香橡胶+树脂二者相溶好兼美四、沥青的应用冷底子油建筑石油沥青（30%40%）汽油或其它有机溶剂（60%70%）常温下的沥青溶液粘度小，渗透性好防水层与混凝土间的粘结剂沥青胶（玛蹄脂）沥青与矿物填充料（滑石粉或石灰石粉、石棉屑、木纤维等）热用填充料掺量（10%30%）粘结防水卷材，接缝材料冷用沥青（40%50%），绿油（25%30%），矿粉（10%30%），有时石棉（10%）石油沥青胶（6085度）和焦油沥青胶（5565度）耐热度（划分标号）、柔韧性、粘结力按工程

20、性质、屋面坡度和历年最高气温来选择标号建筑防水沥青嵌缝油膏加入改性材料+稀释剂+填充剂冷用膏状耐热度、低温柔性，保油性（）施工注意清洁干燥，冷底子油打底并干燥，再嵌缝沥青防水卷材常用油毡用低软化点沥青浸渍原纸，两面用高软化点沥青涂盖，再刷或撒布隔离材料石油沥青油毡：用石油沥青胶结料粘结煤沥青油毡：用煤沥青胶结料粘结 性能不透水性、吸水率、耐热度、拉力（252度、纵向），柔度沥青再生胶油毡较好的弹性、不透水性与低柔韧性较高的延伸性、抗拉强度和热稳定性水工、桥梁、地下建筑物管理等重要防水工程建筑物变形缝的防水处理SBS改性沥青柔性油毡较高的耐热性、低温柔性、弹性及耐疲劳性性能 最佳，施工冷粘贴（氯

21、丁粘合剂），热粘贴（汽油喷灯）铝箔面油毡良好的热反射功能及装饰功能范围：多层防水工程的面层防水卷材三元乙丙橡胶防水卷材最好：耐老化性最好（20年），-60120度良好：耐候性、耐臭氧性、耐酸耐碱性，耐热性、耐寒性抗拉强度大于7.5Mpa，伸长率450% 缺点：遇机油溶胀，一次支付费用高施工易于操作，用橡胶类胶粘剂聚氯乙烯防水卷材S型和P型尺寸稳定性、耐腐蚀性、较好：低温柔性、耐老化性抗拉强度1417.5Mpa，伸长率300%建筑防水工程中广泛使用氯丁橡胶卷材与三元乙丙橡胶防水卷材相似稍差，耐低温性能较差地下室混凝土结构、屋面、桥面及蓄水池的防水层氯化聚乙烯-橡胶共混型防水卷材好：抗拉强度、伸长率、弹塑性、耐低温性密封材料聚氨酯密封膏性能 最好高弹性、粘结力、防水性耐油性、耐候性、耐久性、耐磨性与混凝土粘结性良好，无需打底