模块2 砌体材料ppt课件.ppt
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1、模块2 砌体材料模块2 砌体材料的检测与应用模块概述砌体材料是各种工业与民用建筑、交通运输基础设施建设工程中使用工程材料的重要部分,它是组成建筑物和构筑物的基本材料。随着工程材料科学的发展,以及节约能源、节省土地资源的需要,近些年来各种材质的各具特色的砌体材料在建筑工程中得到了广泛的应用。知识目标能正确陈述天然石材的类型、性能以及在建筑工程中的应用;能陈述常见砌墙砖和砌块的类型、质量等级、强度等级和规格;能陈述水泥的定义及分类,专用水泥及特种水泥的特点及性能;能正确分析气硬性胶凝材料(石膏、石灰、水玻璃和镁质胶凝材料等)和水硬性胶凝材料(水泥等)的异同点;能陈述砌筑砂浆的技术性能、配合比设计的
2、方法和步骤,了解防水砂浆、抹面砂浆和特种砂浆等;能陈述各种砌体材料的特点及各自的适用环境。2.1 各种天然石材的检测与应用 由天然岩石开采,经过或不经过加工而制得的材料,称为天然石材。在我国及世界建筑史上许多著名的建筑都大量使用了天然岩石材料。 (1)岩浆岩。岩浆岩又称火成岩,是地壳内的熔融岩浆在地下或喷出地面后冷凝而成的岩石。 天然岩石的分类与加工1.天然岩石的分类天然岩石的分类玄武岩 花岗岩 喷出岩(2)沉积岩:沉积岩又称水成岩,是由沉积物固结而形成的岩石。即由地表的各类岩石经自然界 的风化、搬运、沉积并重新成岩(压实、相互胶结、重结晶等)而形成的岩石。(2)变质岩:变质岩是由原有岩石经变
3、质后形成的岩石,即地壳中原有的各类岩石,在地层的压力 或温度作用下,在固体状态下发生再结晶作用,而使其矿物成分、结构构造以至化学成分发生部分或全部改变而形成的新岩石。 天然岩石的分类与加工1.天然岩石的分类天然岩石的分类 建筑工程使用的天然石材常加工为散粒状、块状,形状规则的石块、石板,形状特殊的石制品等。 (1)粒状石材。粒状石材分为碎石、卵石、石碴三类。 天然岩石的分类与加工2.天然岩石的天然岩石的加工加工 建筑工程使用的天然石材常加工为散粒状、块状,形状规则的石块、石板,形状特殊的石制品等。 (2)砌筑用块状石材:砌筑用块状石材分为毛石、料石 天然岩石的分类与加工2.天然岩石的天然岩石的
4、加工加工 建筑工程使用的天然石材常加工为散粒状、块状,形状规则的石块、石板,形状特殊的石制品等。 (2)板材:板材是用结构致密的岩石经凿平或锯解而成的、厚度一般为20 mm的板状石材。 天然岩石的分类与加工2.天然岩石的天然岩石的加工加工 天然石材的技术性质与检测1.物理性质物理性质 天然石材在建筑工程中应用时,重点考虑天天然石材在建筑工程中应用时,重点考虑天然石材的表现密度、吸水性、耐水性、抗冻性、然石材的表现密度、吸水性、耐水性、抗冻性、耐热性及安全性等方面的物理性能。耐热性及安全性等方面的物理性能。天然岩石名称天然岩石名称K KR R天然岩石名称天然岩石名称K KR R岩浆岩岩浆岩花岗岩
5、花岗岩0.720.720.970.97沉积岩沉积岩砂岩砂岩0.650.650.970.97辉绿岩辉绿岩0.330.330.900.90石灰岩石灰岩0.700.700.940.94安山岩安山岩0.810.810.910.91变质岩变质岩石英岩石英岩0.940.940.960.96玄武岩玄武岩0.300.300.950.95片麻岩片麻岩0.750.750.970.97 天然石材的技术性质与检测2.力学力学性质性质 天然石材的力学性质主要包括抗压强度、冲天然石材的力学性质主要包括抗压强度、冲击韧性、硬度及耐磨性等。击韧性、硬度及耐磨性等。(1 1)抗压强度抗压强度:天然石材的抗压强度是划分石材强度等
6、天然石材的抗压强度是划分石材强度等级的依据,以边长为级的依据,以边长为70 mm70 mm的立方体试块用标准方法测得的立方体试块用标准方法测得的抗压破坏强度的平均值表示。的抗压破坏强度的平均值表示。(2)(2)冲击韧性冲击韧性:石材的冲击韧性决定于岩石的矿物组成与石材的冲击韧性决定于岩石的矿物组成与构造。构造。(3)(3)硬度硬度:石材的硬度取决于石材的矿物组成的硬度与构石材的硬度取决于石材的矿物组成的硬度与构造。造。(4)(4)耐磨性耐磨性:石材的耐磨性可用磨耗率表示。石材的耐磨性可用磨耗率表示。 天然石材的技术性质与检测3.工艺工艺性质性质 石材的工艺性质,主要指其开采和加工过程石材的工艺
7、性质,主要指其开采和加工过程的难易程度及可能性,包括加工性、磨光性与抗的难易程度及可能性,包括加工性、磨光性与抗钻性等。钻性等。(1)(1)加工性。石材的加工性,主要是指对岩石开采、锯解、加工性。石材的加工性,主要是指对岩石开采、锯解、切割、凿琢、磨光和抛光等加工工艺的难易程度。切割、凿琢、磨光和抛光等加工工艺的难易程度。(2)(2)磨光性。石材的磨光性指石材能否磨成平整光滑表面磨光性。石材的磨光性指石材能否磨成平整光滑表面的性质。的性质。(3)(3)抗钻性。石材的抗钻性指石材钻孔时,其难易程度的抗钻性。石材的抗钻性指石材钻孔时,其难易程度的性质。性质。建筑工程中常用岩石的特性与应用1.天然石
8、材的选用原则天然石材的选用原则 (1)适用性)适用性 (2)经济性)经济性 (3)安全性)安全性建筑工程中常用岩石的特性与应用2.建筑工程中常用天然岩石建筑工程中常用天然岩石(1)(1)花岗岩。花岗岩颜色多为灰白、微黄、花岗岩。花岗岩颜色多为灰白、微黄、淡红,可作设备的耐酸衬里、装饰材料、基淡红,可作设备的耐酸衬里、装饰材料、基础、闸坝、桥墩、础、闸坝、桥墩、 台阶、路面、墙石和勒脚台阶、路面、墙石和勒脚及纪念性建筑物等。及纪念性建筑物等。建筑工程中常用岩石的特性与应用2.建筑工程中常用天然岩石建筑工程中常用天然岩石( (2 2) )大理岩大理岩。大理岩又称大理石,纯大理石。大理岩又称大理石,
9、纯大理石常呈雪白色,含有杂质时,呈现黑、红、黄、常呈雪白色,含有杂质时,呈现黑、红、黄、绿等各种色彩,可用于高级建筑物的装饰和绿等各种色彩,可用于高级建筑物的装饰和饰面工程。饰面工程。2.2 砌墙砖和砌块的检测与应用2.2.1 砌墙砖 砌墙砖按规格、孔洞率及孔的大小,分为普通砖、多孔砖和空心砖;按工艺不同又分为烧结砖和非烧结砖。2.2 砌墙砖和砌块的检测与应用2.2.1 砌墙砖 1.烧结砖:烧结砖是以黏土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料经焙烧而成的普通砖,是无孔洞或孔洞率小15%的实心砖。 2.2 砌墙砖和砌块的检测与应用2.2.1 砌墙砖 (2)烧结多孔砖、空心砖:孔洞率等于或大于33%,孔
10、的尺寸小而数量多的烧结砖。2.2 砌墙砖和砌块的检测与应用2.2.1 砌墙砖 2.非烧结砖:不经焙烧而制成的砖均为非烧结砖。目前非烧结砖主要有蒸养砖、蒸压砖、碳化砖等,根据生产原材料区分主要有蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、蒸压炉渣砖、混凝土多孔砖等。 2.2 砌墙砖和砌块的检测与应用2.2.1 砌墙砖(1)蒸压灰砂砖。以石灰和砂子加水混拌,压制成型,经蒸压养护而制成的砖,代号为LSB。(2)蒸压粉煤灰砖。粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰为原料,掺加适量石膏和骨料,经坯料制备、压制成 型,高压或常压蒸汽养护而成的砖。2.2 砌墙砖和砌块的检测与应用2.2.2 砌块 砌块是比砖大的砌筑用人造石材,外形多为直角
11、六面体,也有各种异型的。1.1.蒸压力口气混凝土砌块蒸压力口气混凝土砌块 蒸压加气混凝土砌块是钙质材料蒸压加气混凝土砌块是钙质材料( (水泥、石灰等水泥、石灰等) )和硅质材料和硅质材料( (矿渣矿渣和粉煤灰和粉煤灰) )加入铝粉加入铝粉( (作加气剂作加气剂) ),经蒸压养护而成的多孔轻质块体材料,经蒸压养护而成的多孔轻质块体材料,简称加气混凝土砌块,其代号为简称加气混凝土砌块,其代号为ACBACB。2.粉煤灰砌块 粉煤灰砌块是以粉煤灰、石灰、石膏和骨料为原料,经加水搅拌、振动成型、蒸汽养护而制成的一种密实砌块,代号FB。3.普通混凝土小型空心砌块 混凝土小型空心砌块是以水泥为胶凝材料,砂、
12、碎石或卵石、煤矸石、炉渣为集料,经加水搅拌、振动加压或冲压成型、养护而成的小型砌块。2.3 水泥的检测与应用2.3.1 水泥的生产与分类(1)硅酸盐水泥的原材料。生产硅酸盐水泥的原料,主要是石灰质原料和黏土质原料两类。(2)硅酸盐水泥的生产工艺。硅酸盐水泥的生产技术概括起来,叫做两磨一烧。2.3 水泥的检测与应用2.3.2 通用水泥 即通用硅酸盐水泥简称。国家标准通用硅酸盐水泥CGB 175-2007)定义通用硅酸盐水泥是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏以及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。2.3.2 通用水泥1. 硅酸盐水泥(1)硅酸盐水泥定义。凡由硅酸盐水泥熟料、05%石灰石或粒化高炉矿渣、
13、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为硅酸盐水泥。(2)硅酸盐水泥熟料的矿物组成。硅酸盐水泥熟料矿物的组成主要是:硅酸三钙(3CaOSiO2,简写为C3S)硅酸二钙(2CaO SiO2,简写为C2S)铝酸三钙(3CaO Al2 O3,简写为C3A)铁铝酸四钙(4CaOAl2O3 Fe2 O3,简写为C4AF)。2.3.2 通用水泥1. 硅酸盐水泥(3)硅酸盐水泥的水化和凝结硬化。 硅酸盐水泥的水化。水泥加水后,水泥颗粒表面的熟料矿物会立即与水发生化学反应,各组分开始溶解,形成水化物,并放出一定热量,其反应式为2(3CaOSiO2)+ 6H2O 3CaO2SiO23H2O + 3Ca(OH)22
14、(2CaOSiO2)+ 4H2O 3CaO2SiO23H2O + Ca(OH)23CaOAl2O3 + 6H2O 3CaOAl2O36H2O 4CaOAl2O3Fe2O3+7H2O3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2O 3CaOAl2O3 6H2O +3(CaSO42H2O)+ 19H2O 3CaOAl2O33CaSO4 31H2O2.3.2 通用水泥1. 硅酸盐水泥(3)硅酸盐水泥的水化和凝结硬化。 硅酸盐水泥的凝结硬化:水泥加水拌合后,水泥颗粒表面开始与水发生化学反应,逐渐失去流动性和部分可塑性,并产生强度的过程。2.3.2 通用水泥1. 硅酸盐水泥 (4)水泥石的结构及主要影
15、响因素。 在水泥品种一定时,影响水泥石结构强度的主要因素有水灰比,水化时间(龄期),水化环境的温度、湿度以及施工方法(成型时的振实程度)等2.3.2 通用水泥1. 硅酸盐水泥(5)硅酸盐水泥的主要技术要求 国家标准通用硅酸盐水泥(GB 175-2007)对硅酸盐水泥的主要技术性质要求如下:氧化镁、三氧化硫、碱及不溶物含量氯离子质量分数 凝结时间烧失量 体积安定性细度 水泥的强度与等级标准稠度及其用水量 水化热2.3.2 通用水泥1. 硅酸盐水泥(6)水泥石的腐蚀与防止 在某些腐蚀性介质作用下,水泥石的结构逐渐遭到破坏,强度下降以致全部溃裂,这种现象称为水泥石的腐蚀。软水腐蚀(溶出性侵蚀)盐类腐
16、蚀 酸类腐蚀 强碱腐蚀 2.3.2 通用水泥1. 硅酸盐水泥腐蚀的防止 发生水泥石受腐蚀的基本原因是:水泥石中存在着易受腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙;水泥石本身不密实而使侵蚀性介质易于进入其内部;外界因素的影响,如腐蚀介质的存在,环境温度、湿度、介质浓度的影响等。腐蚀的措施:一是根据侵蚀环境特点,合理选用水泥品种;二是合理设计混凝土的配合比,尽可能采用低水灰比和选择最优施工方法,提高水泥石的密实度;三是用耐腐蚀的石料、陶瓷、塑料、沥青等覆盖于水泥石的表面,作为保护层。 2.3.2 通用水泥1. 硅酸盐水泥(6)硅酸盐水泥的特性及应用强度高 耐腐蚀性差水化热高 耐热性差 抗冻性好 湿热养护效果差
17、碱度高 2.3.1 水泥的生产与分类2.掺混合材料硅酸盐水泥(6)硅酸盐水泥的特性及应用 凡在硅酸盐水泥熟料中,掺入一定量的混合材料和适量石膏,共同磨细制成的水硬性胶凝材料,均属掺混合材料的硅酸盐水泥。 掺混合材料硅酸盐水泥可分为普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥,属通用水泥类。 2.3.2 通用水泥2.掺混合材料硅酸盐水泥(1)混合材料活性混合材料。活性混合材料是指具有火山灰性或潜在水硬性,或兼有火山灰性和水硬性的矿物质材料。水泥中常用的活性混合材料有:粒化高炉矿渣、火山灰质混合材、粉煤灰。 非活性混合材料。非活性混合材料是指在水泥中主要起填
18、充作用,而又不损害水泥性能的矿物质材料。非活性混合材料掺入水泥中主要起调节水泥强度,增加水泥产量及降低水化热等作用。常用的有磨细石英砂、石灰粉及磨细的块状高炉矿渣与高硅质炉灰等。 2.3.2 通用水泥2.掺混合材料硅酸盐水泥(2)普通硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥简称普通水泥,其代号为PO,是由硅酸盐水泥熟料、6% 15%混合材料、适量石膏,经磨细制成的水硬性胶凝材料。2.3.2 通用水泥2.掺混合材料硅酸盐水泥(2)普通硅酸盐水泥 国家标准(GB 175-2007)中对普通硅酸盐水泥的技术要求如下:细度:用比表面积法测量,普通硅酸盐水泥的比表面积应大于300 m2/kg。凝结时间:初凝不得早于4
19、5 min;终凝不得迟于600 min。强度:普通硅酸盐水泥的强度等级分为42.5,42.5R、52. 5、52.5R共4个强度等级,各强度等级各龄期的强度不得低于表2. 19的数值。强度等级强度等级(MPaMPa)抗压强度(抗压强度(MPaMPa)抗折强度(抗折强度(MPaMPa)3d3d28d28d3d3d28d28d42.542.516.016.042.542.53.63.66.56.542.5R42.5R21.021.042.542.54.04.06.56.552.552.522.022.052.552.54.04.07.07.052.5R52.5R26.026.052.552.55.
20、05.07.07.02.3.2 通用水泥2.掺混合材料硅酸盐水泥(3)矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、 粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥技术要求:细度、凝结时间及体积安定性:这3项指标要求与普通硅酸盐水泥相同性能与应用:矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥及复合硅酸盐水泥在组成上具有共性(均是硅酸盐水泥熟料加较多的活性混合材料,再加上适量石膏磨细制成的),所以它们在性能上也存在着共性2.3.3 专用水泥 适应专门用途的水泥称为专用水泥,如砌筑水泥、道路水泥、油井水泥等1.砌筑水泥:砌筑水泥,代号M。在建筑工程中,砌筑水泥主要用于砌筑和抹面砂浆、垫层混凝土等,不应用于结构混凝土。2.道路水泥:由
21、道路硅酸盐水泥熟料,010%活性泪合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为道路硅酸盐水泥(简称道路水泥)。2.3.4 特性水泥 具有比较突出的某种性能的水泥称为特性水泥,如快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、膨胀水泥等。1.快硬硅酸盐水泥:凡以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的以3 d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料,称为快硬硅酸盐水泥(简称快硬水泥)。2.抗硫酸盐硅酸盐水泥:抗硫酸盐硅酸盐水泥按其抗硫酸盐性能分为中抗硫酸盐硅酸盐水泥、高抗硫酸盐硅酸盐水泥两类。3.膨胀水泥:膨胀水泥是指以适当比例的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥等和天然二水石膏磨制而成的膨胀性的水硬性胶凝材料
22、。2.3.4 特性水泥 具有比较突出的某种性能的水泥称为特性水泥,如快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、膨胀水泥等。1.快硬硅酸盐水泥:凡以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的以3 d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料,称为快硬硅酸盐水泥(简称快硬水泥)。2.抗硫酸盐硅酸盐水泥:抗硫酸盐硅酸盐水泥按其抗硫酸盐性能分为中抗硫酸盐硅酸盐水泥、高抗硫酸盐硅酸盐水泥两类。3.膨胀水泥:膨胀水泥是指以适当比例的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥等和天然二水石膏磨制而成的膨胀性的水硬性胶凝材料。2.3.5水泥的抽样、检测与应用1.水泥取样:标准:硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(GB 175一2007) 快
23、硬硅酸盐水泥(GB 199-1990) 矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥(GB 1344一1999) 水泥取样方法(GB/T 12573-2008)2.3.5水泥的抽样、检测与应用2.水泥细度检测:(1)主要仪器设备试验筛。由圆形筛框和筛网组成,筛孔为80m方孔,分负压筛和水筛两种。负压筛析仪。由筛座、负压筛、负压源及收尘器组成,筛析仪负压可调范围为4 000 6 000 Pa。水筛架和喷头。天平最大称量为100g,分度值不大于0.05g。2.3.5水泥的抽样、检测与应用3.水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性测定:(1)主要仪器设备水泥净浆搅拌机。搅拌叶片转速为90 r/
24、min.搅拌锅内径为130 mm,深为95 mm。锅底、锅壁与搅拌翅的间隙为O.20.5 mm。水泥净浆标准稠度与凝结时间测定仪。沸煮箱。雷氏夹。2.3.5水泥的抽样、检测与应用4.水泥胶砂强度检验方法(ISO法):(1)主要仪器设备试验筛。搅拌机。试模。振实台。抗折强度试验机抗压强度试验机2.4 其他胶凝材料的检测与应用 气硬性胶凝材料只能在空气中硬化并保持和发展其强度,一般只适用于地上或干燥环境,不宜用于潮湿环境或水中,如石膏、石灰、水玻璃和菱苦土等。 石灰石灰一般是包含不同化学组成和物石灰一般是包含不同化学组成和物理形态的生石灰、消石灰、水硬性石灰的理形态的生石灰、消石灰、水硬性石灰的统
25、称。它是建筑上使用最早、最为广泛的统称。它是建筑上使用最早、最为广泛的胶凝材料之一。胶凝材料之一。 石灰1.石灰的生产和种类(1)石灰的生产:其过程就是将石灰石等矿石进行煅烧,使其分解为生石灰和二氧化碳的过程,这一反应可表示为:(2)石灰的种类:建筑工程中所使用的石灰有生石灰(块状生石灰、粉状生石灰),其主要成分为氧化钙;此外还有主要成分为氢氧化钙的熟石灰(消石灰)和含有过量水的熟石灰即石灰膏。CaCOCaCO3 3 CaO+COCaO+CO2 2 石灰2.石灰的熟化和硬化(1)石灰的熟化。生石灰的熟化(又称消化或消解),是指生石灰与水作用生成氢氧化钙的化学反应过程。其反应式如下: CaO +
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