材料基本性質(zhì).docx

材料基本性質(zhì)密度:指材料在絕對密實狀態(tài)下,單位體積所具有的質(zhì)量. P=M/V表觀密度:指材料在自然狀態(tài)下,單位體積所具有的質(zhì)量. P。=M/V。堆積密度:指散粒狀或粉狀材料在自然堆積狀態(tài)下,單位體積所具有的質(zhì)量. P=M/V m體積的百分率.(D)孔隙率:指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率.(P)*當(dāng)開口孔隙率增大時,材料吸水性,吸濕性,透水性和吸聲性增強,抗凍抗摻性變差,*當(dāng)閉口孔隙率增大時,材料的保溫隔熱性能和耐久性增強.填充率:指顆?；蚍蹱畈牧显诙逊e體積內(nèi),被顆粒材料表觀體積所填充的程度.(D)空隙率:指顆?；蚍蹱畈牧显诙逊e體積內(nèi),顆粒之間的空隙體積所占總體積的百分率.(P)親水性:材料能被水潤濕. 潤濕角小于等于90度為親水性材料.*磚,混凝土,砂漿,木材.憎水性:材料很難或不能被水潤濕. 潤濕角大于90度為憎水性材料.*瀝青,石蠟,塑料. (用作防水防潮,也作親水性材料的表面處理,來提高耐久性)吸水性:指材料在浸水狀態(tài)下吸收水分的能力,用吸水率來表示.(吸水率的大小與材料的親水性憎水性,孔隙率大小,孔隙特征等有關(guān).)質(zhì)量吸水率:指材料吸水飽和時,所吸收水分的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的百分率.體積吸水率:指材料吸水飽和時,其內(nèi)總吸入水分的體積占干燥材料自然體積的百分率.兩者關(guān)系:體積吸水率=質(zhì)量吸水率*干燥表觀密度/水密度.*吸水率 花崗石0.5-0.7% 混凝土2-3% 燒結(jié)磚 8-20% 軟木材 超100% 質(zhì)量吸水率可能超過100%,體積吸水率不可能超過100%.吸濕性:指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì).具有可逆性.受溫度影響.*吸水性和吸濕性使材料性能發(fā)生改變,如抗凍性變差,保溫性能下降,強度耐久性降低.耐水性:指材料長期在飽和水作用下不破壞,強度也不顯著降低的性質(zhì). *耐水性取決于其化學(xué)成分的溶解度和材料內(nèi)部開口孔隙率大小.耐水性用軟化系數(shù)表示.軟化系數(shù)=吸水飽和的抗壓強度/干燥抗壓強度*軟化系數(shù)大于0.85的材料為耐水材料.強度是指材料抵抗外力破壞的能力.比強度是按單位體積質(zhì)量計算的材料強度,其值等于材料的抗壓強度與其表觀密度之比,是衡量材料輕質(zhì)高強性能的重要指標(biāo).*比強度 松木0.200 低碳鋼 0.054 普通混凝土 0.017 韌性指材料在沖擊或振動荷截作用下,能吸收較大能量,產(chǎn)生一定的變形而不致破壞的性能.具有沖擊韌性的材料為韌性材料,有木材,鋼材,瀝青混凝土.氣硬性膠凝材料凡在一定條件下,經(jīng)過一系列的物理,化學(xué)作用,能將散?；驂K狀材料粘結(jié)成整體并具有一定強度的材料,統(tǒng)稱為膠凝材料.氣硬性膠凝材料是指只能在空氣中凝結(jié)硬化,也只能在空氣中保持和發(fā)展其強度的無機膠凝材料. *常見有石膏,石灰和水玻璃等.只適用在干燥環(huán)境,不宜用于潮濕環(huán)境和水中.水硬性膠凝材料是指既能在空氣中,也能更好地在水中凝結(jié)硬化,保持并繼續(xù)發(fā)展其強度的無機膠凝材料. *常見有各種水泥,能適用于干燥環(huán)境,又可用于潮濕和水下工程.石灰生產(chǎn): 原料以碳酸鈣(CaCO3)為主的天然巖石(石灰石,白云石),在適當(dāng)溫度(900C)下煅燒,得到白色或灰白色的塊狀生石灰(CaO),將其磨細成粉狀,或得生石灰粉. *煅燒溫度和時間的控制是關(guān)鍵環(huán)節(jié).為加快分解和反應(yīng)充分,可提溫度到1000-1100C 如果溫度過低和時間不足,不完全分解,會生成”欠火石灰”(含有CaCO3),這樣會降低石灰利用率.如果溫度過高和時間過長,會生成”過火石灰”,這種石灰熟化速度十分緩慢,熟化時釋放大量熱量并體積膨脹,會使石灰產(chǎn)品及構(gòu)件鼓包,隆起,開裂等,影響工程質(zhì)量.熟化:生石灰具有反應(yīng)快速,體積膨脹并放出大量熱量的水化特性.(時間為幾秒,體積膨脹2倍) 熟化指生石灰與水反應(yīng)生成熟石灰Ca(OH)2的過程.熟化方法: 1石灰膏法 將生石灰塊在化灰池中與水反應(yīng)熟化成石灰漿.使石灰漿通過一定孔徑的濾網(wǎng)流入儲灰坑,沉淀后除去上層水分,可得膏狀體即石灰膏. *石灰膏主要用于拌制砌筑砂漿和抹面砂漿.主要成分為氫氧化鈣和水.反應(yīng)時,須用潔凈水,用量為生石灰體積的3-4倍.還要攪拌散熱來控制溫度不致過高. 生石灰中常含欠火石灰和過火石灰.塊狀的欠火石灰被濾網(wǎng)篩除,而過火石灰難于除去留在石灰膏中.故使用石灰膏前要陳伏. 陳伏是指石灰膏(乳)在儲灰坑中放置2周以上時間,使過火石灰逐漸熟化.其間表面應(yīng)保持一層水分,以免與空氣中的二氧化碳反應(yīng). 2消石灰粉法 在塊狀生石灰中加入適量的水,使塊狀生石灰熟化成粉狀的消石灰,也稱熟石灰粉. *主要成分為氫氧化鈣,用水量一般為生石灰重量的60-80%.理論為32.1%.一般分鈣質(zhì)和鎂質(zhì)消石灰粉.消石灰粉使用前也要陳伏,但將生石灰磨細成一定細度的細石粉使用,剛不需陳伏.硬化:石灰漿體能在空氣中凝結(jié)硬化,主要由結(jié)晶和碳化兩個同時作用過程來完成. 碳化作用指氫氧化鈣與空氣中的水反應(yīng),形成自身強度較高的碳酸鈣晶體,析出水分并被蒸發(fā)的過程. *碳化作用過程緩慢,需數(shù)周時間,且長時間只限于表層.石灰技術(shù)性質(zhì) 1可塑性好 在水泥砂漿中摻入石灰膏,提高砂漿的可塑性.2 硬化慢,強度較低 石灰不宜在潮濕環(huán)境使用,不宜單獨用于建筑物的基礎(chǔ).3 體積收縮大 除作薄層涂刷外,不宜單獨使用,常摻入骨料和纖維材料,減入體積收縮.4吸濕性強 儲存時防止受潮.優(yōu)等品,一等品用于飾面層和中間層抹面或涂刷,合格品僅用于砌筑.石灰一般用作調(diào)制石灰乳,配制砂漿,拌制石灰土和三合土,還有制作硅酸鹽制品.石膏石膏生產(chǎn)原料為含二水石膏(CaSO42H2O)的天然石膏礦.生產(chǎn)工序是原料破碎,加熱和磨細.當(dāng)加熱溫度為65-75C時,二水石膏開始脫水,當(dāng)溫度升至107-170C時,二水石膏脫去部分結(jié)晶水.得半水石膏CaSO41/2H2O,即建筑石膏.呈白色粉未狀.凝結(jié)硬化.建筑石膏與適量的水?dāng)嚭虾?可調(diào)制成可塑性漿體.隨后很快失去塑性并凝結(jié)硬化成具有一定強度的固體.生成物CaSO42H2O建筑石膏技術(shù)性質(zhì)1凝結(jié)硬化快,體積微膨脹.2孔隙率大,表觀密度小.3吸濕性強,防火性能好.4耐水抗凍性差.水泥水泥的體積安定性及引起水泥體積安定性不良的原因水泥的體積安定性是指水泥漿體硬化后其體積變化的均勻性.如果其體積安定性不良,水泥硬化后將產(chǎn)生不均勻的體積變化,會導(dǎo)致水泥制品膨脹性裂縫,降低工程質(zhì)量,并引起嚴(yán)重事故.原因主要是由于水泥熟料中所含的游離氧化鈣,游離氧化鎂或水泥粉磨時摻入的石膏太多所致.游離氧化鎂和游離氧化鈣在高溫過燒后,其結(jié)構(gòu)致密,水化很慢,在水泥硬化后才進行水化,體積膨脹大,在97%以上,從而引起了不均勻性的體積膨脹.當(dāng)水泥粉磨時摻入的石膏過量,水泥硬化后,這些殘余石膏反應(yīng)生成鈣礬石,體積增大1.5倍,導(dǎo)致水泥開裂.引起水泥腐蝕的原因和防止腐蝕的措施在通常環(huán)境條件下,水泥石在一些侵蝕性液體或氣體作用下,水泥石會逐漸受腐蝕,導(dǎo)致性能降低甚至結(jié)構(gòu)破壞的現(xiàn)象為水泥石的腐蝕.1 溶出性腐蝕(軟水侵蝕)指硬度較小的水(雨水,雪水,河水和湖水),當(dāng)石泥在靜水或無水壓時與這些水接觸,溶出的氫氧化鈣很容易飽和,溶解作用會中止,但當(dāng)是流動水和壓力水的作用下,溶出的氫氧化鈣就不斷流失使水泥石變得疏松,另一方面水泥石的堿度降低,一些只能在堿性環(huán)境穩(wěn)定存在的水化產(chǎn)物又開始分解,最終使水泥石的結(jié)構(gòu)破壞和強度降低.當(dāng)環(huán)境水中含有較多的重碳酸鹽即水硬度較高時,反應(yīng)生成的碳酸鈣會形成致密的保護層阻止外界水的繼續(xù)侵入,這時的氫氧化鈣溶解就受到抑制,溶出性腐蝕被減弱或中止.2酸類侵蝕和鹽類侵蝕和強堿侵蝕.因為水泥的水化產(chǎn)物呈堿性,各種酸類會對水泥石產(chǎn)生不同程度的侵蝕,生成易溶物使水泥石結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溶解性破壞.同時當(dāng)碳酸超過平衡濃度時也會對水泥產(chǎn)生侵蝕,使氫氧化鈣轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈣而不斷流失,導(dǎo)致其他水化產(chǎn)物分解.海水和地下水含有的氯化鎂等鎂鹽與水泥石中的氫氧化鈣發(fā)生置換反應(yīng)生成易溶的氯化鈣和無膠結(jié)能力的氫氧化鎂或生成石膏.降低堿度,導(dǎo)致水化產(chǎn)物分解.強堿侵蝕剛是當(dāng)強堿濃度強時與鋁酸鹽反應(yīng)生成的鋁酸鈉易溶造成水泥石的侵蝕破壞.3膨脹性化學(xué)侵蝕.水泥石與含硫酸或硫酸鹽的水接觸,生成水化硫鋁酸鈣,其含大量結(jié)晶水,從而體積膨脹1.5倍左右,對水泥產(chǎn)生嚴(yán)重破壞.主要原因為內(nèi)因和外因.內(nèi)因:水泥存大易腐蝕的成分,如氫氧化鈣,水化鋁酸鈣,防止措施為在水泥中摻入活性混合材料,合理選用水泥品種.水泥本身不致密.防止措施為提高水泥石的密實度.外因:周圍環(huán)境中存在腐蝕性介質(zhì),如流動的軟水和酸,鹽,強堿等,防止措施為合理選用水泥品種,設(shè)置隔離層或保護層.硅酸鹽水泥熟料的礦物,種礦物特點礦物成分硅酸三鈣 (C3S ) 含量38-60% 水化速度很快,水化放出熱量較高,生成物幾乎不溶于水,具有很高的強度,是決定硅酸鹽水泥強度(尤其是早期強度)高低的最重要礦物成分.28D水化70%左右.硅酸二鈣 (C2S ) 含量 15-37% 水化產(chǎn)物與硅酸三鈣相同,數(shù)量有所不同.水化速度慢,放熱量少,早期強度低,但后期強度接近或超過硅酸三鈣的強度.鋁酸三鈣 (C3A ) 含量 7-15% 水化速度極快,放熱量中等,生成物強度較低.鐵鋁酸四鈣 (C4AF )含量 10-18% 水化速度較快,放熱量中等,生成物強度較低.一般硅酸鹽礦物含量占75%左右,熔齊礦物含量22%.還含有少量CaO,MgO,SO3和堿物質(zhì),這些成分有害,須嚴(yán)格限制.當(dāng)增加C3S和C3A的相對含量,硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化速度加快.增加C2S的相對含量,降低C3S和C3A的相對含量,可制得低水化熱的硅酸鹽水泥.摻入石膏的作用,初凝終凝時間的作用在水泥中摻入一定量的石膏,可調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)硬化速度.在水泥粉磨時,如不加石膏,水泥