建筑材料總結-資料下載頁

【導讀】①廣義上建筑材料是指用于建筑工程中所有材料的總稱。不僅包括構成建筑物的材料，而。且包括在建筑工程施工中的一些輔助性材料。，建筑材料投資占60%以上。，建筑功能的實現，必須有品種多樣質量良好的建筑材料。我國的建筑材料主要是天然石材、木材、磚、石灰等一些材料。料的生產和使用方面，取得了許多重大成就。建國以來建材及建材工業的發展。期間我國全社會固定資產投資總規模為22～24萬億元。為對建材業的需求，尤其是對水泥產品的需求。2020年大幅增長了12.7%，占世界產量的三分之一左右，超過亞洲產量的50%強。行業，為我國經濟持續、快速發展做出了重要貢獻。化，以確保工程質量，加快施工進度，降低工程造價。供需雙方，必須按技術標準規定進行材料的驗收，以確保雙方的合法權益。JGJ——建設部行業標準；JC——國家建材局行業標準；交通部行業標準；冶金部行業標準；均可能影響其總質量或體積。材料的表觀密度與其內部構成狀態及含水狀態有關。

　　

【正文】 環境 4. 收縮大、抗折強度低－加砂、絲麻、紙筋 石灰的應用 （ 1）石灰乳和石灰砂漿 ? 將消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水攪拌稀釋，成為 石灰乳 ，是一種廉價的涂料， 主要用于內墻和天棚刷白 ，增加室內美觀和亮度。我國農村也用于外墻。石灰乳可加入各種耐堿顏料。調入少量水泥、粒化高爐礦渣或粉煤灰，可提高其耐水性，調入氯化鈣或明礬，可減少涂層粉化現象。 ? 石灰砂漿 是將石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分為 砌筑砂漿和抹面砂漿 。 （ 2）石灰土（灰土）和三合土 ? 石灰與粘土或硅鋁質 工業廢料混合使用，制成石灰土或石灰與工業廢料的混合料，加適量的水充分拌合后，經碾壓或夯實，在潮濕環境中使石灰與粘土或硅鋁質工業廢料表面的活性氧化硅或氧化鋁反應，生成具有水硬性的水化硅酸鈣或水化鋁酸鈣，適于在潮濕環境中使用。如建筑物或道路基礎中使用的石灰土，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、級配碎石）等。 石灰 ＋ 粘土 —— （ 按 比例 5%～ 12%拌合） 石灰土 (灰土 )：用于道路的底基層、基層 石灰＋粘土＋砂（爐渣 /石膏） ——三合土：主要用于建筑物的地基、基礎，也用于道路的基層、墊層 23 （ 3）灰砂磚和硅酸鹽制品 ? 石灰與天然砂或硅鋁質工業廢料混合均勻，加水攪拌 , 經壓振或壓制，形成硅酸鹽制品。為使其獲早期強度，往往采用高溫高壓養護或蒸壓，使石灰與硅鋁質材料反應速度顯著加快，使制品產生較高的早期強度。如 灰砂磚、硅酸鹽磚、硅酸鹽混凝土制品等。 例 41 根據石灰漿體的凝結硬化過程，試分析硬化石灰漿體有哪些特性？ 解：石灰漿體在空氣中凝結硬化過程，是由下面兩個同時進行的過程來完成的： （１）結晶作用：游離水分蒸發，氫氧化鈣逐漸從飽和溶液中結晶。 （２）碳化作用：氫化氧鈣與空氣中的二氧化碳化合 生成碳酸鈣結晶，釋出水分并被蒸發： 2 2 2 3 2( ) ( 1 )C a O H C O n H O C a C O n H O? ? ? ? ? 由于氫氧化鈣結晶速度慢且結晶量少，空氣中二氧化碳稀薄，碳化速度慢。而且表面碳化后，形成緊密外殼，不利于二氧化碳的滲透和碳化作用的深入。因而硬化石灰漿體具有以下特性：（ 1）凝結硬化慢；（ 2）硬化后強度低；（ 3）硬化時體積收縮大；（ 4）耐水性差 例 42 某單位宿舍樓的內墻使用石灰砂漿抹面。數月后，墻面上出現了許多不規則的網狀裂紋。同時在個別部位還發現了部分凸出的放射狀裂紋。試分析上述現象產生的原因。 解：石灰砂漿抹面 的墻面上出現不規則的網狀裂紋，引發的原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬化過程中，蒸發大量的游離水而引起體積收縮的結果。 墻面上個別部位出現凸出的呈放射狀的裂紋，是由于配制石灰砂漿時所用的石灰中混入了過火石灰。這部分過火石灰在消解、陳伏階段中未完全熟化，以致于在砂漿硬化后，過火石灰吸收空氣中的水蒸汽繼續熟化，造成體積膨脹。從而出現上述現象。 例 43 既然石灰不耐水，為什么由它配制的灰土或三合土卻可以 用于基礎的墊層、道路的基層等潮濕部位？ 解：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的。加適量 的水充分拌合后，經碾壓或夯實，在潮濕環境中石灰與粘土表面的活性氧化硅或氧化鋁反應，生成具有水硬性的水化硅酸鈣或水化鋁酸鈣，所以灰土或三合土的強度和耐水性會隨使用時間的延長而逐漸提高，適于在潮濕環境中使用。 再者，由于石灰的可塑性好，與粘土等拌合后經壓實或夯實，使灰土或三合土的密實度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大為減少。因此灰土或三合土可以用于基礎的墊層、道路的基層等潮濕部位。 二、 石膏 石膏是以硫酸鈣為主要成分的礦物，當石膏中含有結晶水不同時可形成多種性能不同的石膏。 石膏的原料、分類及生產 根據石膏中含有結晶水的多少不同可分為： ? （ 1）無水石膏（ CaSO4）： 也稱硬石膏，它結晶緊密，質地較硬，是生產硬石膏水泥的原料。 ? （ 2）天然石膏（ CaSO42H2O）：也稱生石膏或二水石膏， 大部分自然石膏礦為生石膏，是生產建筑石膏的主要原料。 24 ? （３）建筑石膏 （ CaSO41/2 H2O） 也稱熟石膏或半水石膏。 它是由生石膏加工而成的，根據其內部結構不同可分為α型半水石膏和β型半水石膏： ① 建筑石膏通常是由天然石膏經壓蒸或煅燒加熱而成的。常壓下煅燒加熱到 107℃～170℃，可產生β型建筑石膏： 10 7 ~ 17 04 2 4 2 21121 22CCCaS O H O CaS O H O H O? ??????? ? ?常 壓 （二水石膏） （β型半水石膏） ② 124℃條件下壓蒸（ 大氣壓）加熱可產生α型建筑石膏： 4 2 4 2 2124 1121 22CCa S O H O Ca S O H O H O? ????? ? ?壓 蒸 （二水石膏） （α型半水石膏） α型半水石膏與β型半水石膏相比，結晶顆粒較粗，比表面積較小，強度高，因此又稱為高強石膏。 建筑石膏的水化與硬化 ? 建筑石膏與適量水拌合后，能形成可塑性良好的漿體，隨著石膏與水的反應，漿體的可塑性很快消 失而發生凝結，此后進一步產生和發展強度而硬化。 建筑石膏與水之間產生化學反應的反應為：4 2 2 4 211 1222Ca S O H O H O Ca S O H O? ? ? ? ? ? 此反應實際上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的可逆反應，因為二水石膏溶解度比半水石膏的溶解度小得多，所以此反應總體表現為向右進行，二水石膏以膠體微粒自水中析出。 ? 隨著二水石膏沉淀的不斷增加，就會產生結晶，結晶體的不斷生成和長大，晶體顆粒之間便產生了磨擦力和粘結力，造成漿體的塑性開始下降，這一現象稱為石膏的初凝；而后隨著晶體顆粒間磨擦力和粘結力的增大，漿體的塑性很快下降 ，直至消失，這種現象為石膏的 終凝 。 ? 石膏終凝后，其晶體顆粒仍在不斷長大和連生，形成相互交錯且孔隙率逐漸減小的結構，其強度也會不斷增大，直至水分完全蒸發，形成硬化后的石膏結構，這一過程稱為石膏的 硬化 。石膏漿體的凝結和硬化，實際上是交叉進行的。 自由水水化和蒸發，石膏漿體可塑性減小，漿體變稠 ——凝結 晶體逐漸長大，漿體產生強度，直到干燥 ——硬化 建筑石膏的技術性質和要求 （ 1）技術性質 ? 表觀密度小、抗折強度低－加筋、覆面； ? 凝結硬化快－ 6～ 30min；加緩凝劑 （ 建筑石膏的漿體，凝結硬化速度很快。 一般石膏的初凝時間僅為 10min 左右，終凝時間不超過 30min，這對于普通工程施工操作十分方便。有時需要操作時間較長，可加入適量的緩凝劑，如硼砂、動物膠、亞硫酸鹽酒精廢液等。） ? 孔隙率大、導熱率小、質輕、 強度低 ； （建筑石膏在使用時，為獲得良好的流動性，常加入的水分要比水化所需的水量多，因此，石膏在硬化過程中由于水分的蒸發，使原來的充水部分空間形成孔隙，造成石膏內部的大量微孔，使其重量減輕，但是抗壓強度也因此下降。通常石膏硬化后的表觀密度約為８ 00kg／ｍ 3～ 1000 kg／ｍ3，抗壓強度約為３Ｍ Pa～ 5Ｍ Pa。） 25 ? 隔熱、 吸聲性好 （石膏硬化體中大量的微孔，使其傳熱性顯著下降，因此具有良好的絕熱能力；石膏的大量微孔，特別是表面微孔對聲音傳導或反射的能力也顯著下降，使其具有較強的吸聲能力。大熱容量和大的孔隙率及開口孔結構， 使石膏具有呼吸水蒸氣的功能。） ? 體積微膨脹－制品密實、表面光滑細膩； （建筑石膏凝結硬化是石膏吸收結晶水后的結晶過程，其體積不僅不會收縮，而且還稍有膨脹（ %~%），這種膨脹不會對石膏造成危害，還能使石膏的表面較為光滑飽滿，棱角清晰完整、避免了普通材料干燥時的開裂。） ? 防火性好－高溫－ 結晶水脫出； （硬化后石膏的主要成分是二水石膏，當受到高溫作用時或遇火后會脫出 21%左右的結晶水，并能在表面蒸發形成水蒸氣幕，可有效地阻止火勢的蔓延，具有良好的防火效果。） ? 吸濕性強、耐水性差－防水劑、鋁箔覆面改性。 （由于硬化石膏的強度來自于晶體粒子間的粘結力，遇水后粒子間連接點的粘結力可能被削弱。部分二水石膏溶解而產生局部潰散，所以建筑石膏硬化體的耐水性較差。 ） 建筑石膏的應用 ? 制備石膏砂漿和粉刷石膏 ——石膏表面堅硬、光滑細膩、不起灰，便于再裝飾， 常用于室內高級抹灰和粉刷。 ? 石膏板 及裝飾件 ——石膏板質輕、保溫隔熱、吸聲防火、尺寸穩定、便于施工， 廣泛用于高層建筑和大跨度建筑隔墻。 例 ？其凝結硬化機理是什么？ 解 ：建筑石膏的成分為 CaSO4H2O，也稱熟石膏或半水石膏。 建筑石膏的凝結硬化機理是，當建筑石膏與適量水拌合后，先成為可塑性良好的漿體，隨著石膏與水的反應，漿體的可塑性很快消失而發生凝結，此后進一步產生和發展強度而硬化。建筑石膏與水之間產生化學反應的反應式為： 4 2 2 4 211 1222Ca S O H O H O Ca S O H O? ? ? ? ? 由于二水石膏在水中的 溶解度比半水石膏小得多（僅為半水石膏的五分之一），所以二水石膏以膠體微粒不斷自水中析出 , 漿體的稠度逐漸增大，表現為石膏的凝結，其后半水石膏繼續溶解和水化 , 漿體逐漸凝聚，失去可塑性，并逐漸轉變為晶體，晶體顆粒不斷長大和連生，形成相互交錯 , 彼此緊密聯結 , 硬化成塊體并產生強度，直至完全干燥，強度才停止發展。這就是石膏的硬化過程。 例 45 建筑石膏及其制品為什么適用于室內，而不適用于室外使用？ 解：建筑石膏及其制品適用于室內裝修，主要是由于建筑石膏及其制品在凝結硬化后具有以下的優良性質： （ 1） 石膏 表面光滑飽滿，顏色潔白，質地細膩，具有良好的裝飾性。加入顏料后，可具有各種色彩。建筑石膏在凝結硬化時產生微膨脹，故其制品的表面較為光滑飽滿，棱角清晰完整，形狀、尺寸準確、細致，裝飾性好； （ 2） 硬化后的建筑石膏中存在大量的微孔，故其保溫性、吸聲性好。 （ 3） 硬化后石膏的主要成分是二水石膏，當受到高溫作用時或遇火后會脫出 21%左右的結晶水，并能在表面蒸發形成水蒸氣幕，可有效地阻止火勢的蔓延，具有一定的防火性。 （ 4） 建筑石膏制品還具有較高的熱容量和一定的吸濕性，故可調節室內的溫度和濕度， 26 改變室內的 小氣候。 在室外使用建筑石膏制品時，必然要受到雨水冰凍等的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且其吸水率高，抗滲性差、 抗凍性差 , 所以不適用于室外使用 . 三、水玻璃 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。 ? 根據堿金屬氧化物的不同，水玻璃有 :硅酸鈉水玻璃（ Na2Oｎ SiO2）、硅酸鉀水玻璃K2Oｎ SiO2）、硅酸鋰水玻璃（ Li2Oｎ SiO2）等品種，最常用的是硅酸鈉水玻璃。 （ 22SiOn RO? 稱為水玻璃模數）根據水玻璃模數的不同，又 分為 “堿性 ”水玻璃（ｎ＜３和 “中性 ”水玻璃（ｎ≥ 3）。實際上中性水玻璃和堿性水玻璃的溶液都呈明顯的堿性反應。 水玻璃的生產 生產水玻璃的方法分為濕法和干法兩種。 ①濕法生產 硅酸水玻璃是將石英砂和苛性鈉溶液在壓蒸鍋內用蒸汽加熱。直接反應生液體水玻璃。 ②干法生產 硅酸鈉水玻璃是將石英砂和碳酸鈉磨細拌勻，在熔爐中于 1300~1400?C 溫度下熔化，按下式反應生成固體水玻璃。固體水玻璃于水中加熱溶解而生成液體水玻璃。其反應式為： 2 3 2 2 2 2Na CO n S iO Na O n S iO CO? ? ? ? ? 水玻璃的硬化 液體 水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，形成無定形硅酸凝膠，并逐漸干燥而硬化： 2 2 2 2 2 3 2 22 2 2 2N a O n S iO C O m H O N a C O n S iO m H OS iO H O S iO H O? ? ? ? ? ?? ? ? 由于空氣中 CO2 濃度較低，這個過程進行的很慢，為了加速硬化和提高硬化后的防水性，常加入氟硅酸鈉 Na2SiF6 作為促硬劑，促使硅酸凝膠加速析出。氟硅酸鈉的適宜用量為水玻璃重量的 12％～１５％。 水玻璃的技術性質 （１）粘結力強。 水玻璃硬化后具有較高的粘結強度、抗拉強度和抗壓強度。另外，水玻璃硬化析出的硅酸凝膠還有堵塞毛細孔隙而防止水分滲透的作用。 （２）耐酸性好。 硬 化后的水玻璃 ，其主要成分是 SiO2，具有高度的耐酸性能，能抵抗大多數無機酸和有機酸的作用。但其不耐堿性介質侵蝕。 （３）耐熱性高。 水玻璃不燃燒，硬化后形成 SiO2 空間網狀骨架，在高溫下硅酸凝膠干燥得更加強烈，強度并不降低，甚至有所增加。 水玻璃的應用 （ 1）用作涂料，涂刷材料表面： 直接將液體水玻璃涂刷在建筑物表面，或涂刷粘土磚、硅酸鹽制品、水泥混凝土等多孔材料，可使材料的密實度、強度、抗滲性、耐水性均得到提高。【這是因為水玻璃與材料中的 Ca（ OH） 2 反應生成硅酸鈣凝膠，填充了材料間孔隙。】 （ 2）配