建筑材料复习要点

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建筑材料复习要点

第一章 建筑材料的基本性质

材料的化学组成表示方法：无机非金属材料的化学组成，通常以化学分析获得的各种氧化物含量的百分率（%）来表示。

宏观结构类型：散粒、聚集、多孔、致密、纤维、层状结构。

硅酸盐：指由二氧化硅和金属氧化物所形成的盐类，它在自然界分布极广，是构成地壳、岩石、土壤和许多矿物的主要成分。

硅酸盐结构特征：是以硅氧西面体（[sio4]4-）为基本结构单元与其他金属离子结合而成。

孔隙形成的原因：水分的占据作用、外加的发泡作用、火山爆发作用、焙烧作用。

孔隙的类型：连通孔隙、封闭孔隙、半封闭孔隙。

孔隙对材料性质的影响：随着孔隙数量的增大，则：1.材料体积密度减小2.材料受力的有效面积减少，强度降低3.由于体积密度的减小，导热系数和溶热随之减小4.透气性、透水性、吸水性变大5.抗冻性是否降低，则要视空隙大小和形态特征而定。

体积密度：材料在自然状态下单位体积的质量。ρ'o=m/vo 式中ρ'o：材料的体积密度；m：材料的质量；vo：材料在自然状态下的体积。

密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。（体积密度小于密度）ρ=m/V式中： ρ：材料的密度（g/cm3）；m：材料在干燥状态下的重 2

量（g）；V：干燥材料在绝对密实状态下的体积（cm3）

表观密度：材料在自然状态下单位体积的重量称为材料的表观密度

孔隙率：材料中孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。式中 P ——材料孔隙率，％；V0——材料在自然状态下的体积，包括材料实体及其开口孔隙、闭口孔隙，cm3或m3；V

——材料的绝对密实体积，cm3或m3。

开口孔隙率：是指材料中能被水所饱和的孔隙体积与材料在自然状态的体积之比的百分率：开口孔隙率=干燥状态下材料的质量，（g-水饱和状态下材料的质量，g）/材料自然状态下的体积*水的密度

堆积密度：散粒材料（砂、石子、水泥等）在规定装填条件下单位体积（包括散粒材料中颗粒在自然状态下的体积和颗粒之间的空隙体积）的质量。ρ'o=m/V'o式中：ρ'o为散粒材料的堆积密度（kg/cm3）；m为散粒材料的重量（kg）；V'o为散粒材料在自然堆积状态下的体积（m3）

空隙率：散粒材料在自然堆积状态下，空隙率体积与散粒材料在自然堆积状态下的体积之比的百分率。 式中 P′——散粒材料空隙率，％；ρ'o ——散粒材料的堆积密度；ρo——材料的体积密度或颗粒体积密度

亲水材料与憎水材料的区分：当θ≤90度时，材料表面吸附水，材料被水润湿表现出亲水性，这材料称为亲水性材料；θ＞90度时，材料表面不吸水，此种材料称为憎水性材料。当θ=0度时，表明材料完全被水润湿 3

耐水性：材料长期在饱和水作用下，强度不显著降低的性质称为耐水性。材料的耐水性用软化系数表示：KR=fw/fd式中： KR：材料的软化系数；fw：材料在吸水饱和状态下的抗压强度（MPa）；

fd：材料在干燥状态下的抗压强度（MPa）。

质量吸水率与体积吸水率含义及表示方法：质量吸水率Wm：是指材料吸水饱和时，所吸收水分的质量占干燥材料质量的百分数，用下式表示：

式中 Wm——质量吸水率，％；mb——材料在干燥状态下的质量，g；mg——材料在吸水饱和状态下的质量，g。

体积吸水率Wv：是指材料吸水饱和时，所吸水分的体积占干燥材料自然体积的百分数，用下式表示：

Wv——体积吸水率，％；V0——干燥材料自然体积，cm3；ρw——水的密度，g/cm

材料的含水率ωwc =材料所含水分的质量/材料烘干到恒重时的质量=[材料吸收空气中的水气后的质量(g)。-材料烘干到恒重时的质量(g)]/ 材料烘干到恒重时的质量(g)

抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质。用公式表示为： 式中：K2：材料的渗透系数（cm/h）； Q：渗透水量（cm3）；d：材料的厚度（cm）；A：渗水面积（cm2）；t：渗水时间（h）；H：静水压力水头（cm）。

抗冻性：材料在吸水饱和状态下，能经受反复冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性能。 抗冻性以试件在冻融后的质量损失、外形变化或强度降低不超过一定限度时所能经受的冻融循环次数来表 4

示，或称为抗冻等级。材料的抗冻等级可分为Ｆ15、Ｆ25、Ｆ50、Ｆ100、Ｆ200等，分别表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的冻融循环。材料的抗冻性与材料的强度、抵抗冻胀应力、孔结构、耐水性和吸水饱和程度有关。

材料受冻破坏原因：材料孔隙中的水分结冰造成的。

材料的软化系数KR：KR=材料在水饱和状态下的抗压强度(MPa)fb/ 材料在干燥状态下的抗压强度(MPa)fg导热系数的物理意义：面积为1㎡，厚度为1m的单层面壁，当两侧温差为1k时，经1s所传递的热量。导热系数=传递的热量，J*平面厚度，m/[平壁面积，㎡*平壁两侧温差，k*传热时间，s]

导热系数影响因素：导热系数与材料的化学组成、显微结构、孔隙率、孔隙形态特征、含水率及导热时的温度等因素有关。

材料吸收（或放出）的热量Q，KJ=材料的比热容c，KJ/（kg.k）*材料的质量m，kg*材料受热（或冷却）前后的温度差（t1-t2）,k

材料强度：材料抵抗在应力作用下破坏的性能称为强度。

强度等级是根据强度值划分的级别。

比强度：是按材料单位质量计算的强度，其值等于材料的强度值与其体积密度之比。是衡量材料轻质高强性能的一个指标。

影响材料强度试验结果的因素：试验测出的强度值除受材料组成。结构等内在的因素影响外，还与试验条件有密切关系，如试件的形状、尺寸、表面状态、含水率、温度及试验时的加荷速度等。

弹性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能完全恢复 5

到原来状态的性质称为弹性，这种变形称为弹性变形。

塑性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料仍保持变形后的性质和尺寸的性质称为塑性。这种变形称为塑性变形。

冲击韧性是指材料抵抗冲击作用的能力。

硬度是指材料抵抗较硬物体压入所产生的局部塑性变形的性能。

磨损率：Km=（试件磨损前的质量，g-试件磨损后的质量，g）/试件受磨的表面积，cm²

磨耗：材料试样装入带钢球的回转筒内进行试验，测得试验前、后的质量损失（用%表示）。

材料耐久性：是指材料保持工作性能直到极限状态的性质。

实验室快速试验包括：1.干湿循环2.冻融循环3.加湿与紫外线干燥循环4.碳化5.盐溶液浸渍与干燥循环6.化学介质浸渍等。

第二章 砖石材料

造岩矿物的名称及其组成：石英是结晶的二氧化硅，长石是钾、钠、钙等铝硅酸盐晶体，（角闪石、辉石、橄榄石）是铁、镁、钙等的硅酸盐晶体，方解石为碳酸钙晶体，白云石为碳酸钙和碳酸镁的复盐晶体，黄铁矿为二硫化铁晶体，云母是片状的含水率复杂硅铝酸盐晶体。

岩石结构：是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形状及组合方式的特征。

岩石构造类型：块状、层片状、（斑状、杏仁状及结核状）、气孔状构造。

岩石按地质形成条件分三类及形成：岩浆岩（深成岩，喷出岩，火山 6

岩）：是地壳内部熔融岩浆上升冷却凝固而成；沉积岩（机械沉积岩，化学沉积岩，有机沉积岩）：地表的岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积，在压力作用或天然胶黏剂胶结作用下而形成的岩石；变质岩（正变质岩、副变质岩）：岩石由于地质作用（温度、压力、水气等），发生再结晶，使其矿物组成、结构、构造、以至化学组成都发生改变而形成的岩石。

名称 特点 常见岩石

深成岩 体积密度大、强度高、抗冻性好 花岗岩、闪长岩、正长岩、辉长岩

喷出岩 多呈隐晶质或玻璃质结构 辉绿岩、玄武岩、安山岩

火山岩 玻璃质结构和多空构造 火山岩、浮石、凝灰岩

砂岩的种类及其特点

砂岩种类 特点

硅质 强度、耐磨性、耐久性、和耐酸性高

钙质 强度较大

铁质 性能变化大

粘土质 易风化，耐水性差

乱毛石与平毛石的区别：乱毛石形状不规则，而平毛石虽然也不规则，但它有大致平行的两个面。

料石 叠砌面凹入深度不大于 7

毛料石 外形大致方整，一般不加工或稍加修整，高度不小于200mm，25mm

粗料石 20mm

半细料石 15mm

细料石 10mm

石材根据抗压强度（MPa）划分九个强度等级，并用符号MU表示：ＭＵ１００，ＭＵ８０，ＭＵ６０，ＭＵ５０，ＭＵ４０，ＭＵ３０，ＭＵ２０，ＭＵ１５，ＭＵ１０。

石材耐久性主要包括：抗冻性、抗风化性、耐火性、耐酸性等。

粘土的矿物组成：高岭石、蒙脱石、水云母。

粘土的可塑性：粘土加水调成的泥团，具有一定的可塑性，能成型成各种形状的生坯而不产生裂缝。

粘土的烧结性及烧结范围：粘土焙烧过程中变化是：水分蒸发、有机物烧尽、粘土矿物的结晶水脱出及分。

烧结制品的生产工艺过程：原料调制→成型→干燥→焙烧→烧结砖。

内燃砖：可将煤渣等可燃性工业废料掺入粘土原料中，只需少量外加燃料，用此法生产的砖称为内燃砖。

欠火砖：是焙烧温度较低的砖，其特征是颜色黄，声哑，强度低，耐久性差。

过火砖：是焙烧温度过高的砖，其特征是颜色较深，声音响亮，强度与耐久性均高，但导热性增大且产品多弯曲变形，不合使用要求 8

红砖与青砖形成的原因：生产砖时一般用大火将砖坯里外烧透，然后熄火，使窑和砖自然冷却。此时，窑中空气流通，氧气充足，形成了一个良好的氧化气氛，使砖坯中的铁元素被氧化成三氧化二铁。由于三氧化二铁是红色的，所以也就会呈红色。如果待砖坯烧透后，往窑中不断淋水，此时，由于窑内温度很高，水很快变成水蒸汽，将会阻止空气的流通，使窑内形成一个缺氧的环境，砖中的三氧化二铁便被还原成氧化亚铁，并存在于砖中。由于氧化亚铁是青灰色的，因而砖就会呈青灰色

烧结普通砖：粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原材料，经焙烧而成的尺寸为240×115×53㎜直角六面体块材。

烧结普通砖的质量等级：根据抗压强度分为ＭＵ30、ＭＵ25、ＭＵ20、ＭＵ15、ＭＵ10五个强度等级

抗风化性能：是指烧结普通砖在长期受到风、雨、冻融等作用下，抵抗破坏的能力。

衡量烧结砖试验数据离散性大小的指标为变异系数或标准差。

多孔砖为竖孔，孔洞率不小于１５％，主要用于承重墙体。空心砖为水平孔，孔洞率不小于３５％，主要用于非承重墙体。

第三章 气硬性胶凝材料

气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或发展期强度。

生石膏：也称天然石膏（ＣaSO4·2H2O）或二水石膏，大部分自然石膏矿为生石膏，是生产建筑石膏的主要原料。