材料的基本物理性質(zhì)1

1、項(xiàng)目一建筑材料基本性質(zhì)（1）真實(shí)密度（密度）巖石在規(guī)定條件（105土5）C烘干至恒重，溫度20C）下，單位礦質(zhì)實(shí)體體積（不含孔隙的礦質(zhì)實(shí)體的體積）的質(zhì)量。真實(shí)密度用P表示，按下式計(jì)算：式中：p真實(shí)密度，g/cm3或kg/m3;ms材料的質(zhì)量，g或kg;Vs材料的絕對(duì)密實(shí)體積，cm3或m3。因固min-m=測(cè)定方法：李氏比重瓶法將石料磨細(xì)至全部過(guò)的篩孔，然后將其裝入比重瓶中，利用已知比重的液體置換石料的體積。（2）毛體積密度巖石在規(guī)定條件下，單位毛體積（包括礦質(zhì)實(shí)體和孔隙體積）質(zhì)量。毛體積密度用任表示，按下式計(jì)算:Pr=K+K+H式中：d-巖石的毛體積密度，g/cm3或kg/m3；ms材料的質(zhì)量

2、，g或kg;Vi、Vn巖石開(kāi)口孔隙和閉口孔隙的體積，cm3或m3。(3)孔隙率巖石的孔隙率是指巖石內(nèi)部孔隙的體積占其總體積的百分率?？紫堵蕁按下式計(jì)算：V0n=100=1-也100vP.式中：v巖石的總體積，cm3或m3；V。巖石的孔隙體積，cm3或m3;p巖石的毛體積密度，g/cm3或kg/m3p-真實(shí)密度，g/cm3或kg/m3。2、吸水性、巖石的吸水性是巖石在規(guī)定的條件下吸水的能力。、巖石與水作用后，水很快濕潤(rùn)巖石的表面并填充了巖石的孔隙，因此水對(duì)巖石的破壞作用的大小，主要取決于巖石造巖礦物性質(zhì)及其組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)(即孔隙分布情況和孔隙率大?。?。為此，我國(guó)現(xiàn)行公路工程巖石試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定，采用吸

3、水率和飽水率兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)表征巖石的吸水性（1）吸水率巖石吸水率是指在室內(nèi)常溫（202C）和大氣壓條件下，巖石試件最大的吸水質(zhì)量占烘干（1055c干燥至包重）巖石試件質(zhì)量的百分率。吸水率wa的計(jì)算公式為：mh-mQ愉=一100%mO式中：mh材料吸水至恒重時(shí)的質(zhì)量（g）；mg材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g）。（2）飽和吸水率在強(qiáng)制條件下（沸煮法或真空抽氣法），巖石在水中吸收水分的能力。吸水率Wsa的計(jì)算公式為：mhmvWsa=-100%m%式中：mb材料經(jīng)強(qiáng)制吸水至飽和時(shí)的質(zhì)量（g）；mg材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g）。飽水率的測(cè)定方法（JTGE4F2005）:采用真空抽氣法。因?yàn)楫?dāng)真空抽氣后占據(jù)巖石孔

4、隙內(nèi)部的空氣被排出，當(dāng)恢復(fù)常壓時(shí)，則水即進(jìn)入具有稀薄殘壓的巖石孔隙中，此時(shí)水分幾乎充滿開(kāi)口孔隙的全部體積；而通常認(rèn)為在常壓下測(cè)定的吸水率，此時(shí)水分只充填部分孔隙，所以，飽水率大于吸水率。飽水率的計(jì)算方法與吸水率相同。吸水率與飽和吸水率之比稱為飽水系數(shù)（Kw）當(dāng)Kw90%寸，抗凍性較差。影響巖石吸水性的因素巖石的吸水率與其孔隙率有關(guān)，更與其孔特征有關(guān)。因?yàn)樗质峭ㄟ^(guò)巖石的開(kāi)口孔吸入弁經(jīng)過(guò)連通孔滲入內(nèi)部的。巖石內(nèi)與外界連通的細(xì)微孔隙愈多，其吸水率就愈大。3、耐久性：巖石抵抗大自然因素作用的性能。目前已列入我國(guó)公路工程巖石試驗(yàn)規(guī)程（JTGE4F2005）的方法有：（1）抗凍性。（2）堅(jiān)固性?？箖鲂裕?/p>

5、巖石抗凍性是指巖石在吸水飽和狀態(tài)下，抵抗多次凍結(jié)和融化作用而不發(fā)生顯著破壞，同時(shí)也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性質(zhì)。?巖石吸水后，在負(fù)溫作用條件下，水在材料毛細(xì)孔內(nèi)凍結(jié)成冰，體積膨脹所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材料的內(nèi)應(yīng)力，會(huì)使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)的反復(fù)，材料的破壞作用逐步加居L這種破壞稱為凍融破壞。*1I我國(guó)現(xiàn)行抗凍性的試驗(yàn)方法是采用直接凍融法。該方法是將巖石加工為規(guī)則的塊狀試樣，在常溫條件下（205C）,采用逐漸浸水的方法，使開(kāi)口孔隙吸飽水分，然后置于負(fù)溫（通常采用-15C）的冰箱中凍結(jié)4h,最后在常溫條件下融解，如此為一凍融循環(huán)。經(jīng)過(guò)10、15、25或50次循環(huán)后，觀察其外觀破壞情況弁加以記錄。巖

6、石抗凍質(zhì)量損失率mrL=工1OO%kJ式中：ms試驗(yàn)前烘干試件的質(zhì)量（g）mf試驗(yàn)后烘干試件的質(zhì)量（g）止匕外，抗凍性亦可采用未經(jīng)凍融的巖石試件抗壓強(qiáng)度與凍融循環(huán)后的巖石試件抗壓強(qiáng)度比值（稱為凍融系數(shù)）表示。=尸C1.1 凍融破壞的原因：材料有孔且孔隙含水；果一冰體積膨脹9%,結(jié)冰壓力高達(dá)100MPa;黑冰壓力超過(guò)材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，材料開(kāi)裂；臬縫的增加也進(jìn)一步增加了材料的飽水程度；影響抗凍性的因素：1 .材料的密實(shí)度（孔隙率）密實(shí)度越高則其抗凍性越好。2 .材料的孔隙特征開(kāi)口孔隙越多則其抗凍性越差。3 .材料的強(qiáng)度強(qiáng)度越高則其抗凍性越好。4 .材料的耐水性耐水性越好則其抗凍性也越好。5 .材料

7、的吸水量大小吸水量越大則其抗凍性越。（2）堅(jiān)固性：評(píng)定巖石試樣經(jīng)飽和硫酸鈉溶液多次浸泡與烘干循環(huán)后，不發(fā)生顯著破壞或強(qiáng)度降低的性質(zhì)。將烘干巖石試件置入飽和硫酸鈉溶液中浸泡20h后，將試件取出置于1055c的烘箱中烘烤4h,至此完成第1個(gè)循環(huán)。待試樣冷卻至2025c后，即開(kāi)始第2個(gè)循環(huán)。從第2個(gè)循環(huán)起，浸泡和烘烤時(shí)間均為4ho完成5次循環(huán)后，仔細(xì)觀察試件有無(wú)破壞現(xiàn)象，將試件洗凈烘至恒重，準(zhǔn)確稱出其質(zhì)量，計(jì)算堅(jiān)固性試驗(yàn)質(zhì)量損失率。質(zhì)量損失率：Q100口式中：Q凍凍融后的質(zhì)量損失率（）mi試驗(yàn)前烘干試件的質(zhì)量（g）m2試驗(yàn)后烘干試件的質(zhì)量（g）（二）力學(xué)性質(zhì)1、單軸抗壓強(qiáng)度廠尺=八式中：R巖石單軸抗

8、壓強(qiáng)度，MPa；P材料破壞時(shí)的最大荷載，N;A試件受力面積，mm2。2、磨耗性指石料抵抗撞擊、剪切和磨擦等綜合作用的性質(zhì)。材料的磨耗性用磨耗率表示，計(jì)算公式如下：G=E,一砂之A式中：G材料的磨耗率，（g/cm2）；mi材料磨損前的質(zhì)量，（g）;m2材料磨損后的質(zhì)量，（g）;3、沖擊韌度晶體結(jié)構(gòu)的巖石石材的沖擊韌度取決于巖石的礦物組成和構(gòu)造較非晶體結(jié)構(gòu)的巖石具有較高的韌性。4、硬度硬度取決于組成石材礦物的硬度和構(gòu)造。凡由致密、堅(jiān)硬礦物組成的石材，具硬度就高。巖石的硬度以莫氏硬度表示。（三）化學(xué)性質(zhì)按SiQ含量，將石料劃分為：酸性巖SiQ65%中性巖52%SiQW65%堿性巖SiC2有效成分含量

9、未消化殘?jiān)壳坊鸪潭?產(chǎn)漿量等品合格品五,常用建筑石灰的品種1 .生石灰塊由石灰石煨燒的白色或灰色疏松結(jié)構(gòu)的塊狀物，主要成分Cao.塊灰放置太久，會(huì)吸收空氣中的水分而自動(dòng)熟化成熟石灰粉，還會(huì)再吸收空氣中的CO2生成CaCO,失去膠結(jié)能力。貯存生石灰，要防止受潮，且不宜貯存太久。一般運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，立即熟化，變貯存期為陳伏期。2 .磨細(xì)生石灰粉表面積大，水化反義快，可不經(jīng)“陳伏”直接使用，提高了工效。過(guò)火石灰因磨細(xì)加快了熟化，欠火石灰因磨細(xì)混合均勻，挺高了石灰的質(zhì)量和利用率促進(jìn)硬化過(guò)程合二為一，熱化時(shí)產(chǎn)生的熱量能促進(jìn)硬化，克服了石灰硬化慢的缺點(diǎn)3消石灰粉4石灰膏5.石灰乳常用于粉刷墻壁漿，抹面砂漿

10、。常用于配置混合砂漿，石灰砌筑砂化學(xué)穩(wěn)定性差：堿性物質(zhì)，遇酸時(shí)易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。六.石灰的特性和應(yīng)用1.石灰的特征良好的可塑性好及保水性凝結(jié)硬化慢，強(qiáng)度低。2.石灰的應(yīng)用拌制灰土或三合土夯實(shí)后的灰土或三合土廣泛用做建筑的基礎(chǔ)，路面或地面的墊層。本章小結(jié)2、石灰的技術(shù)指標(biāo)石灰的質(zhì)量等級(jí)建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaO+MgO的含量，可分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級(jí)。具體指標(biāo)見(jiàn)教材。（P27表3-1/2/3）五、石灰的儲(chǔ)存生石灰必須在干燥條件下儲(chǔ)存，時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，一般不超過(guò)一個(gè)月。作到“隨到隨化”。不得與易燃、易爆等危險(xiǎn)液體物品混合存放和混合運(yùn)輸。當(dāng)生石灰長(zhǎng)時(shí)間存放時(shí)必須密閉防

11、水、防潮。消石灰粉儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)包裝密封，以隔絕空氣，防止碳化22建筑石膏一、石膏膠凝材料的原料和生產(chǎn)建筑石膏的原料：生產(chǎn)建筑石膏的原料主要是天然二水石膏，也可以采用化工石膏、天然無(wú)水石膏。1、生石膏：指天然二水石膏，分子式為CaSO2H2O,也稱軟石膏。是生產(chǎn)建筑石膏最主要的原料。生石膏粉加水不硬化，無(wú)膠結(jié)力。2、化工石膏：指含有二水硫酸鈣(CaSQ2H2O)及CaSQ的化工副產(chǎn)品。如生產(chǎn)磷肥和磷酸時(shí)的廢料稱為磷石膏；生產(chǎn)氫氟酸時(shí)的廢料稱為氟石膏，此外還有鹽石膏、芒硝石膏、鈦石膏等。3、硬石膏：指天然無(wú)水石膏(CaSO),它結(jié)晶緊密、質(zhì)地較硬，不含結(jié)晶水，與生石膏差別較大。石膏膠凝材料的生產(chǎn)石膏膠

12、凝材料的生產(chǎn)通常是把二水石膏在一定的溫度和壓力下，經(jīng)過(guò)煨燒、脫水，再經(jīng)磨細(xì)而成。在不同的煨燒溫度下，得到的產(chǎn)品是不同的。具體過(guò)程如下所示：400750 c不溶性石膏800 cCaSQ 圖溫煨燒石在建筑工程中常用建筑石膏；高強(qiáng)石膏用于生產(chǎn)建筑石膏制品:、建筑石膏的凝結(jié)硬化建筑石膏加水后，與水發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下：CaSO-+H2O=CaSO2H2O建筑石膏的凝結(jié)硬化過(guò)程可以表示如下:建筑石膏凝結(jié)過(guò)程，是一個(gè)溶解、反應(yīng)、沉淀、結(jié)晶的過(guò)程；硬化過(guò)程則是二水石膏晶體之間，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過(guò)程。晶體之間互相交叉連生，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；隨著反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)逐漸密實(shí)，從而使石膏晶體逐漸硬化。三、建筑石膏

13、的技術(shù)要求建筑石膏的質(zhì)量等級(jí)建筑石膏按其細(xì)度、強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間等指標(biāo)，劃分為優(yōu)等品、一等品、合格品三個(gè)等級(jí)。技本指標(biāo)名稱優(yōu)等品一等品合格品強(qiáng)度抗折強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度細(xì)皮（方孔篩篩余）0凝結(jié)時(shí)間初凝不早于6min,終凝不遲于30min四、建筑石膏的特性1 .凝結(jié)硬化速度快加緩凝劑；2 .硬化制品的孔隙率大、重量輕，強(qiáng)度低加筋、覆面；3 .導(dǎo)熱率小、保溫、吸聲性好，具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性（“呼吸”功能）；4 .凝結(jié)硬化時(shí)體積微膨脹制品密實(shí)、表面光滑細(xì)膩；5 .防火性好高溫結(jié)晶水脫出；6 .耐水、抗凍性差防水劑、鋁箔覆面改性；7.裝飾性和可加工性好。5 、建筑石膏的應(yīng)用1 .室內(nèi)抹灰與粉刷石膏砂漿及粉刷石膏。

14、2 .生產(chǎn)建筑石膏制品石膏板、石膏砌塊、制作建筑雕塑和模型。3 .生產(chǎn)水泥時(shí)作為緩凝劑加入水泥中。6 、建筑石膏的儲(chǔ)存1 .石膏在運(yùn)輸和儲(chǔ)存時(shí)要注意防水、防潮。2 不宜長(zhǎng)期儲(chǔ)存，長(zhǎng)期儲(chǔ)存會(huì)使石膏的強(qiáng)度下降很多（一般儲(chǔ)存3個(gè)月后，強(qiáng)度會(huì)下降30%左右）。23水玻璃、水玻璃的組成和生產(chǎn)水玻璃的組成：1、水玻璃俗稱泡花堿，是一種水溶性的硅酸鹽，由堿金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成，如：硅酸鈉(Na2OnSiO0、硅酸鉀(K2OnSiO2)等。2、優(yōu)質(zhì)純凈的水玻璃為無(wú)色透明的粘稠液體，溶于水，當(dāng)含有雜質(zhì)時(shí)呈淡黃色或青灰色。3、鈉水玻璃分子式Na2OnSiO2中的n稱為水玻璃的模數(shù)，是非常重要的參數(shù)。4、n

15、值越大，水玻璃的黏性和強(qiáng)度越高，但是在水中的溶解能力越差。5、工程中常用水玻璃的模數(shù)n為，即易溶于水又有較高的強(qiáng)度。水玻璃的生產(chǎn)：水玻璃的生產(chǎn)方法有濕法生產(chǎn)和干法生產(chǎn)兩種。材料設(shè)備條件方法濕法生產(chǎn)石英砂、氫氧化鈉水溶液壓蒸鍋用蒸汽加熱溶解干法生產(chǎn)石英砂粉和碳酸鈉磨細(xì)拌勻玻璃爐1300-1400c熔融反應(yīng)式為：NaC。nSi。=n32OnSiO2+CO2、水玻璃的硬化1、水玻璃溶液在空氣中吸收二氧化碳并與其發(fā)生反應(yīng)，析出無(wú)定形二氧化硅凝膠，并逐漸干燥而硬化，其化學(xué)反應(yīng)為：Na2OnSiO2+CO2+m屋O=NaCO3+nSiOmH2O2、由于空氣中CO2有限，硬化過(guò)程緩慢，為加速其硬化，常假如促

16、硬劑氟硅酸鈉（Na2SiF6）。3、但是氟硅酸鈉的摻量不能太多，也不能太少，其適宜用量為水玻璃質(zhì)量的1215%。三、水玻璃的特性與應(yīng)用水玻璃的特性：1、黏結(jié)力強(qiáng)，強(qiáng)度較高硬化后成分為硅凝膠，比表面積大，黏結(jié)力強(qiáng)；2、耐酸性好硅酸凝膠不與酸類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)；3、耐熱性好不燃燒，高溫下干燥很快，且強(qiáng)度不降低；4、抗?jié)B性和抗風(fēng)化能力好硅酸凝膠能堵塞材料毛細(xì)孔并在表面形成連續(xù)封閉膜。水玻璃的應(yīng)用：1、涂刷材料表面，提供抗風(fēng)化能力不能用來(lái)涂刷或浸漬石膏制品；2、加固土壤雙液注漿，水玻璃和氯化鈣溶液，常用于粉土、砂土和填土的地基加固；3、配制速凝防水劑即配即用；4、配制耐酸膠泥、耐酸砂漿和耐酸混凝土；5、配

17、制耐熱膠泥、耐熱砂漿和耐熱混凝土；本章小結(jié)膠凝材料的定義和分類；石灰、石膏、水玻璃都是氣硬性膠凝材料，在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用是很常見(jiàn)的建筑材料。（1）石灰品種很多，各種石灰產(chǎn)品都統(tǒng)稱石灰。石灰的強(qiáng)度很低，主要來(lái)源于Ca（OH）2的結(jié)晶和碳化。利用石灰的特性可將其用于拌制砂漿、配制灰土和三合土、制作石灰碳化板和硅酸鹽制品等。（2）石膏的品種很多，不同品種的石膏，其生產(chǎn)條件不同，且性能及應(yīng)用各異。建筑石膏是建筑工程中應(yīng)用最多的一種石膏產(chǎn)品，建筑石膏凝結(jié)硬化速度很快，其技術(shù)性質(zhì)要求主要表現(xiàn)在強(qiáng)度、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間三方面，利用它的特性可用于建筑室內(nèi)抹灰及粉刷、并大量用于制作石膏制品。（3）水玻璃黏結(jié)力強(qiáng)，強(qiáng)

18、度較高，多用于涂刷材料表面，加固土壤等。項(xiàng)目四水泥性能與檢測(cè)水泥的特點(diǎn)和適用范圍水泥的特點(diǎn)：水泥是一種粉末狀材料，加水后拌合均勻形成的漿體，不僅能夠在干燥環(huán)境中凝結(jié)硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或發(fā)展其強(qiáng)度，形成具有堆聚結(jié)構(gòu)的人造石材。水泥適用范圍：不僅適合用于干燥環(huán)境中的工程部位，而且也適合用于潮濕環(huán)境及水中的工程部位。水泥的發(fā)展歷程：1824年水泥問(wèn)世：波特蘭水泥；1824-1850年砂漿、混凝土；1850年鋼筋混凝土；1900年石棉水泥；1929年預(yù)應(yīng)力混凝土；1935年外加劑混凝土；20世紀(jì)50年代聚合物水泥混凝土；20世紀(jì)70年代高強(qiáng)混凝土；20世紀(jì)90年代高性能混凝土。水泥的分類（硅酸法水泥普通肝酸玨水潴礦造硅酸鹽水泥硅酸掰類火山女逢酸赴水湘水泥Y甘酸舐水潴 酸鹽水源L石茨有柱酸址水泌硫鑰酸曲笑鐵伯酸甜類按主要水硬性物質(zhì)分水泥種