按其效能建築材料可分為無機材料、有機材料和複合材料。無機材料分為金屬材料和非金屬材料。有機材料有天然的,也有人工合成的。根據材料在建築物中所起作用的不同,建築材料可分為兩大類:第一類是承重結構用途材料,如磚、石、混凝土、砂漿、鋼鐵和木材等。第二類是特殊用途材料,如吸音板、耐火磚、防鏽漆、泡沫玻璃、彩色水泥等。建築材料是建築工程的物質基礎。它決定著建築物的堅固、耐久、適用、經濟和美觀。建築材料費佔整個工程費的60%以上。必須研究各種材料的原料、組成、構造和特性,才能合理選擇和正確使用建築材料。 一,建築材料的分類 建築材料的同種產品往往分成幾個等級和標號。每個等級的材料應保證一定的質量,這就是材料標準。在材料標準中規定了材料的規格、尺寸、細度、化學成分、強度、技術指標等。材料在出廠、驗收和使用前應抽樣檢驗,看它是否符合標準。建築材料標準有國家標準、部頒標準和企業內部控制標準之分。材料標準對生產科研和使用都是必要的。生產工廠在保證產品符合標準的條件下,致力於提高產量、降低成本和產品升級。科研單位根據材料標準研究提高質量、改進效能和研製新品種。使用單位根據標準正確選用建築材料,以確保建築成品質量並節約工料。中國建築材料標準和名稱舉例如下:GB——國家標準;JC——國家建委建築材料標準;HG——化學工業部標準;YB——冶金工業部標準;SY——石油工業部標準。建築材料的國際標準和外國標準代號和名稱如下:ISO——國際標準;RILEM國際材料與結構試驗研究協會。 1、矽酸鹽水泥 矽酸鹽水泥在歐洲稱為波特蘭水泥,這是因為它與水化合所得的水泥石的顏色,與英國波特蘭出產的石灰石顏色相似。中國稱它為矽酸鹽水泥,從名稱上即可得知,它的主要成分是矽酸鈣。矽酸鹽水泥的主要原料是石灰石、粘土和鐵礦粉。水泥成品的主要礦物成分是矽酸三鈣和矽酸二鈣,二者合計佔70%以上。此外還有少量鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣。矽酸鹽水泥是淺綠灰色粉末,加入約0.5倍的水進行拌和,可得具有塑性的膏漿。注人模內,數小時後開始凝結而失去流動性。然後強度與日俱增,一般28天可達到最終強度,再形成堅硬的水泥石。根據國家標準GB175-85規定,矽酸鹽水泥分為425、525、625、725四種標號。就是將水泥與標準砂和水按一定比例混合,製成試件,28天的抗壓強度,應達到425~725kg/cm2。水泥在建築上主要用於拌制砂漿和混凝土。 2、普通矽酸鹽水泥 簡稱普通水泥,它是由矽酸鹽水泥熟料、少量混合材料和微量石膏(約3%)共同磨細製成的水硬性膠凝材料。根據國家標準規定,所摻非活性混合材料不得超過水泥重量的10%,所摻活性混合材料則不得超過15%。非活性混合材料又稱填充性混合材料,例如石英砂、石灰石、粘土、慢冷礦渣等。它們與水泥成分不起化學作用,即無化學活性,摻入它們僅起到增加水泥產量、調整水泥標號和減少水化熱等作用。活性混合材料如矽藻土、蛋白石、火山灰、粉煤灰和粒化高爐礦渣等。其主要成分是活性氧化鋁。這些混合材料磨成細粉能與水泥水化後析出的氫氧化鈣化合,生成水化矽酸鈣和水化鋁酸鈣,並逐漸結晶,從而提高水泥的強度。按照國家標準,普通水泥分為275、325、425、525、625、725等六個標號。由於普通水泥中所摻混合材料分量較少,其效能與矽酸鹽水泥相近。 3、礦渣矽酸鹽水泥 簡稱礦渣水泥,它是由矽酸鹽水呢熟料和粒狀高爐礦渣加入微量石膏(約佔3%)共同磨細製成。水泥中粒化高爐礦渣的摻入量佔全部重量的20%~70%。礦渣水泥的水化反應分兩階段進行。第一階段是熟料中的矽酸三鈣、矽酸二鈣與水化合,第二階段是矽酸三鈣水化時析出的氫氧化鈣以及摻入的石膏,與礦渣中的活性成分化合成水化矽酸鈣與水化硫鋁酸鈣等。由於第二階段化學反應進行得較慢,所以礦渣水泥的早期強度比普通水泥為低,但28天的強度仍符合標準。按照國家標準,礦渣水泥為275、325、425、525和625五個標號。礦渣水泥水化熱較小,耐熱性較好,耐硫酸鹽侵蝕和耐水性較好。早期強度低,後期強度增長較快。不適用於早期強度要求較高的工程,卻適合於大體積混凝土結構、水下工程和蒸汽養護的混凝土構件。 【水泥標號 】水泥標號是用以表示水泥強度的等級。通常根據標準強度檢驗方法所得的28天齡期的抗壓強度而定。例如425號水泥即指該水泥試樣按標準方法測得的28天齡期抗壓強度在425~524kg/mf之間。同時,該試樣的3天、7天抗壓強度和3天、7天、28天抗折強度也必須達到標準中相對應425號水泥的規定。有些特種水泥,如快硬矽酸鹽水泥,標號由3天抗壓強度確定。水泥劃分標號等級,對合理使用水泥有重要的意義。用軟煉法測定水泥標號指標,一般是225、275、325、425、525、625等號。4、標準砂 按規定方法測定水泥標號時所用的符合標準規定的石英砂。測定水泥標號時需製作水泥砂漿試件。砂的化學成分與物理性質必然影響試件的強度。所以,試驗用砂應符合一定標準,才能準確鑑定水泥標號。而且,為了使全國各水泥廠、各實驗室的測定結果有良好的可比性,全國應使用同一種砂,即標準砂。中國標準砂砂源在福建平潭,通稱平潭標準砂,是二氧化矽含量在96%以上的石英質海砂。經過洗)烘、篩之後,其質量達到國家標準(GBl78—77)的規定。國際標準化組織提出的標準砂,需符合(ImR679—68)的規定。 5、建築砂漿 建築砂漿由無機膠結材料和細骨料加水拌和而成。開始時具有流動性,便於施工。經過幾天后變成堅硬的固體。配製砂漿所用的膠結材料有水泥、石灰、石膏等。常用的細骨料有砂和石渣等。按照用途的不同,砂漿可分為砌築砂漿和抹面砂漿。砌築砂漿用於砌築磚石砌體,它能將小塊的磚石粘結成堅固的整體。砌築砂漿本身要有一定的強度。例如砌築磚牆常用的50號混合砂漿,其抗壓強度為5Okg/c時,膠結材料既用水泥又用石灰,細骨料為中粗細的砂。抹面砂漿用於牆、柱、地面等表面的抹面,既能保護主體結構,又有一定裝飾作用。牆、柱面抹灰,乾燥環境可用石灰砂漿,一般情況可用混合砂漿,潮溼環境則用水泥砂漿。抹面砂漿要求粘結力強,和易性好,能抹成平整的薄層。在水泥砂漿中摻入防水劑,可以大大提高砂漿的抗摻能力,稱為防水砂漿。用於牆面、柱面、地面、天棚表面裝飾用的砂漿,稱為裝飾砂漿。 【砂漿標號 】用以表示砂漿強度的等級。用7.07m×7.07m×7.07m試件,在標準條件下養護28天,測其抗壓強度,以此定出砂漿標號。一般分為0、2、4、10、25、50、75、100、150、200。等標號。0號表示未硬化的砂漿,150、200號砂漿用於特殊的工程。 6、白色水泥 凡以適當成分的生料燒至部分熔融,所得以矽酸鈣為主要成分的鐵質含量少的熟料,再加入適量的石膏,磨細製成的白色水硬性膠凝材料,稱為白色矽酸鹽水泥,簡稱白色水泥。它有325、425二個標號和一級、二級、三級、四級四個等級。其白度分別為184%、80%、75%、70%(以純淨氧化鎂的白度為100%)。白色水泥強度高,顏色潔白富於裝飾效果。常用於建築物的外部裝飾、建築小品和雕塑藝術。白色水泥使用時應注重攪拌工具的清潔,不使摻入雜質,以保持它的純潔性。白色水泥價格相當於普通水泥的3~4倍,應節約使用。 7、三合土 三合土通常是碎磚(磚渣)、砂與熟石灰粉加水拌和而成的混合物。常用來鋪築牆基下的墊層、地坪墊層,也可鋪築某些車間的地面。將斷磚用小錘敲擊,使之碎成粒徑3~5cm的小塊,這就是碎磚(或稱磚渣)。砂要用較廉價的細砂(青砂)。石灰用熟石灰粉(消石灰)。三者的體積比為石灰=砂=碎磚=1=224或12326。加水適量,拌和均勻,分層鋪築窮實。最後在表面澆一層濃漿,灑上砂子,拍打平整。三合土中的碎磚也可用碎石、卵石或礦渣代替。砂可以用細爐渣代替。若以粗細兼有的爐渣代替碎磚與砂,則稱為石灰爐渣墊層。石灰爐渣的常用配合比為石灰=爐渣=123(體積比)。 8、灰土 灰土又稱石灰土,或叫石灰加固處理土,是熟石灰粉與粘土的混合物,加水拌和,分層開實或壓實而成。常用於路面底層、牆基和地坪墊層。用於灰土的土質,粘性土比砂性土好。粘土顆粒較細,能與石灰髮生化學反應而生成矽酸鈣和鋁酸鈣,從而使土壤結團、硬化,提高強度。灰土中消石灰劑量約為幹士重的8%~12%(體積比,石灰:±=1 :(4~6))。若用石灰下腳料時,石灰為乾土重的10%~20%(體積比,石灰: ±=1•(2~4)〉。可以在石灰土中摻入焦渣(又稱煤渣或爐渣),名為石灰焦渣土,也稱二渣土,也可以在石灰土中摻人粗骨料(碎石、碎磚、重礦渣等),名為石灰多合士。 9、碳素鋼 建築工程中所用的鋼,其主要化學元素是鐵和碳,所以稱為碳素鋼。鋼中的碳不是遊離的碳,而是與鐵相化合的碳。碳化鐵或滲碳體是一種含碳6.7%的鐵和碳的間隙式化合物,其化學分子式為Fe3C 。作為一種間隙化合物,它是非常硬而脆的。隨著含碳量的增加,鋼的強度提高但脆性也增加,不耐衝擊。常用的碳素鋼根據其機械效能分為七個鋼號。1號鋼強度最低,抗拉強度為32~4okg/mrt。常用的3號鋼,抗拉強度大於7Okg/md。但抗拉強度越大,其塑性和韌性越差。鋼的拉斷伸長率:1號鋼為28%以上,3號鋼為22%以上;而7號鋼僅為8%。建築工程常用的鋼材有鋼筋、型鋼(角鋼、槽鋼、工字鋼等)、鋼板、鋼管等。
按其效能建築材料可分為無機材料、有機材料和複合材料。無機材料分為金屬材料和非金屬材料。有機材料有天然的,也有人工合成的。根據材料在建築物中所起作用的不同,建築材料可分為兩大類:第一類是承重結構用途材料,如磚、石、混凝土、砂漿、鋼鐵和木材等。第二類是特殊用途材料,如吸音板、耐火磚、防鏽漆、泡沫玻璃、彩色水泥等。建築材料是建築工程的物質基礎。它決定著建築物的堅固、耐久、適用、經濟和美觀。建築材料費佔整個工程費的60%以上。必須研究各種材料的原料、組成、構造和特性,才能合理選擇和正確使用建築材料。 一,建築材料的分類 建築材料的同種產品往往分成幾個等級和標號。每個等級的材料應保證一定的質量,這就是材料標準。在材料標準中規定了材料的規格、尺寸、細度、化學成分、強度、技術指標等。材料在出廠、驗收和使用前應抽樣檢驗,看它是否符合標準。建築材料標準有國家標準、部頒標準和企業內部控制標準之分。材料標準對生產科研和使用都是必要的。生產工廠在保證產品符合標準的條件下,致力於提高產量、降低成本和產品升級。科研單位根據材料標準研究提高質量、改進效能和研製新品種。使用單位根據標準正確選用建築材料,以確保建築成品質量並節約工料。中國建築材料標準和名稱舉例如下:GB——國家標準;JC——國家建委建築材料標準;HG——化學工業部標準;YB——冶金工業部標準;SY——石油工業部標準。建築材料的國際標準和外國標準代號和名稱如下:ISO——國際標準;RILEM國際材料與結構試驗研究協會。 1、矽酸鹽水泥 矽酸鹽水泥在歐洲稱為波特蘭水泥,這是因為它與水化合所得的水泥石的顏色,與英國波特蘭出產的石灰石顏色相似。中國稱它為矽酸鹽水泥,從名稱上即可得知,它的主要成分是矽酸鈣。矽酸鹽水泥的主要原料是石灰石、粘土和鐵礦粉。水泥成品的主要礦物成分是矽酸三鈣和矽酸二鈣,二者合計佔70%以上。此外還有少量鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣。矽酸鹽水泥是淺綠灰色粉末,加入約0.5倍的水進行拌和,可得具有塑性的膏漿。注人模內,數小時後開始凝結而失去流動性。然後強度與日俱增,一般28天可達到最終強度,再形成堅硬的水泥石。根據國家標準GB175-85規定,矽酸鹽水泥分為425、525、625、725四種標號。就是將水泥與標準砂和水按一定比例混合,製成試件,28天的抗壓強度,應達到425~725kg/cm2。水泥在建築上主要用於拌制砂漿和混凝土。 2、普通矽酸鹽水泥 簡稱普通水泥,它是由矽酸鹽水泥熟料、少量混合材料和微量石膏(約3%)共同磨細製成的水硬性膠凝材料。根據國家標準規定,所摻非活性混合材料不得超過水泥重量的10%,所摻活性混合材料則不得超過15%。非活性混合材料又稱填充性混合材料,例如石英砂、石灰石、粘土、慢冷礦渣等。它們與水泥成分不起化學作用,即無化學活性,摻入它們僅起到增加水泥產量、調整水泥標號和減少水化熱等作用。活性混合材料如矽藻土、蛋白石、火山灰、粉煤灰和粒化高爐礦渣等。其主要成分是活性氧化鋁。這些混合材料磨成細粉能與水泥水化後析出的氫氧化鈣化合,生成水化矽酸鈣和水化鋁酸鈣,並逐漸結晶,從而提高水泥的強度。按照國家標準,普通水泥分為275、325、425、525、625、725等六個標號。由於普通水泥中所摻混合材料分量較少,其效能與矽酸鹽水泥相近。 3、礦渣矽酸鹽水泥 簡稱礦渣水泥,它是由矽酸鹽水呢熟料和粒狀高爐礦渣加入微量石膏(約佔3%)共同磨細製成。水泥中粒化高爐礦渣的摻入量佔全部重量的20%~70%。礦渣水泥的水化反應分兩階段進行。第一階段是熟料中的矽酸三鈣、矽酸二鈣與水化合,第二階段是矽酸三鈣水化時析出的氫氧化鈣以及摻入的石膏,與礦渣中的活性成分化合成水化矽酸鈣與水化硫鋁酸鈣等。由於第二階段化學反應進行得較慢,所以礦渣水泥的早期強度比普通水泥為低,但28天的強度仍符合標準。按照國家標準,礦渣水泥為275、325、425、525和625五個標號。礦渣水泥水化熱較小,耐熱性較好,耐硫酸鹽侵蝕和耐水性較好。早期強度低,後期強度增長較快。不適用於早期強度要求較高的工程,卻適合於大體積混凝土結構、水下工程和蒸汽養護的混凝土構件。 【水泥標號 】水泥標號是用以表示水泥強度的等級。通常根據標準強度檢驗方法所得的28天齡期的抗壓強度而定。例如425號水泥即指該水泥試樣按標準方法測得的28天齡期抗壓強度在425~524kg/mf之間。同時,該試樣的3天、7天抗壓強度和3天、7天、28天抗折強度也必須達到標準中相對應425號水泥的規定。有些特種水泥,如快硬矽酸鹽水泥,標號由3天抗壓強度確定。水泥劃分標號等級,對合理使用水泥有重要的意義。用軟煉法測定水泥標號指標,一般是225、275、325、425、525、625等號。4、標準砂 按規定方法測定水泥標號時所用的符合標準規定的石英砂。測定水泥標號時需製作水泥砂漿試件。砂的化學成分與物理性質必然影響試件的強度。所以,試驗用砂應符合一定標準,才能準確鑑定水泥標號。而且,為了使全國各水泥廠、各實驗室的測定結果有良好的可比性,全國應使用同一種砂,即標準砂。中國標準砂砂源在福建平潭,通稱平潭標準砂,是二氧化矽含量在96%以上的石英質海砂。經過洗)烘、篩之後,其質量達到國家標準(GBl78—77)的規定。國際標準化組織提出的標準砂,需符合(ImR679—68)的規定。 5、建築砂漿 建築砂漿由無機膠結材料和細骨料加水拌和而成。開始時具有流動性,便於施工。經過幾天后變成堅硬的固體。配製砂漿所用的膠結材料有水泥、石灰、石膏等。常用的細骨料有砂和石渣等。按照用途的不同,砂漿可分為砌築砂漿和抹面砂漿。砌築砂漿用於砌築磚石砌體,它能將小塊的磚石粘結成堅固的整體。砌築砂漿本身要有一定的強度。例如砌築磚牆常用的50號混合砂漿,其抗壓強度為5Okg/c時,膠結材料既用水泥又用石灰,細骨料為中粗細的砂。抹面砂漿用於牆、柱、地面等表面的抹面,既能保護主體結構,又有一定裝飾作用。牆、柱面抹灰,乾燥環境可用石灰砂漿,一般情況可用混合砂漿,潮溼環境則用水泥砂漿。抹面砂漿要求粘結力強,和易性好,能抹成平整的薄層。在水泥砂漿中摻入防水劑,可以大大提高砂漿的抗摻能力,稱為防水砂漿。用於牆面、柱面、地面、天棚表面裝飾用的砂漿,稱為裝飾砂漿。 【砂漿標號 】用以表示砂漿強度的等級。用7.07m×7.07m×7.07m試件,在標準條件下養護28天,測其抗壓強度,以此定出砂漿標號。一般分為0、2、4、10、25、50、75、100、150、200。等標號。0號表示未硬化的砂漿,150、200號砂漿用於特殊的工程。 6、白色水泥 凡以適當成分的生料燒至部分熔融,所得以矽酸鈣為主要成分的鐵質含量少的熟料,再加入適量的石膏,磨細製成的白色水硬性膠凝材料,稱為白色矽酸鹽水泥,簡稱白色水泥。它有325、425二個標號和一級、二級、三級、四級四個等級。其白度分別為184%、80%、75%、70%(以純淨氧化鎂的白度為100%)。白色水泥強度高,顏色潔白富於裝飾效果。常用於建築物的外部裝飾、建築小品和雕塑藝術。白色水泥使用時應注重攪拌工具的清潔,不使摻入雜質,以保持它的純潔性。白色水泥價格相當於普通水泥的3~4倍,應節約使用。 7、三合土 三合土通常是碎磚(磚渣)、砂與熟石灰粉加水拌和而成的混合物。常用來鋪築牆基下的墊層、地坪墊層,也可鋪築某些車間的地面。將斷磚用小錘敲擊,使之碎成粒徑3~5cm的小塊,這就是碎磚(或稱磚渣)。砂要用較廉價的細砂(青砂)。石灰用熟石灰粉(消石灰)。三者的體積比為石灰=砂=碎磚=1=224或12326。加水適量,拌和均勻,分層鋪築窮實。最後在表面澆一層濃漿,灑上砂子,拍打平整。三合土中的碎磚也可用碎石、卵石或礦渣代替。砂可以用細爐渣代替。若以粗細兼有的爐渣代替碎磚與砂,則稱為石灰爐渣墊層。石灰爐渣的常用配合比為石灰=爐渣=123(體積比)。 8、灰土 灰土又稱石灰土,或叫石灰加固處理土,是熟石灰粉與粘土的混合物,加水拌和,分層開實或壓實而成。常用於路面底層、牆基和地坪墊層。用於灰土的土質,粘性土比砂性土好。粘土顆粒較細,能與石灰髮生化學反應而生成矽酸鈣和鋁酸鈣,從而使土壤結團、硬化,提高強度。灰土中消石灰劑量約為幹士重的8%~12%(體積比,石灰:±=1 :(4~6))。若用石灰下腳料時,石灰為乾土重的10%~20%(體積比,石灰: ±=1•(2~4)〉。可以在石灰土中摻入焦渣(又稱煤渣或爐渣),名為石灰焦渣土,也稱二渣土,也可以在石灰土中摻人粗骨料(碎石、碎磚、重礦渣等),名為石灰多合士。 9、碳素鋼 建築工程中所用的鋼,其主要化學元素是鐵和碳,所以稱為碳素鋼。鋼中的碳不是遊離的碳,而是與鐵相化合的碳。碳化鐵或滲碳體是一種含碳6.7%的鐵和碳的間隙式化合物,其化學分子式為Fe3C 。作為一種間隙化合物,它是非常硬而脆的。隨著含碳量的增加,鋼的強度提高但脆性也增加,不耐衝擊。常用的碳素鋼根據其機械效能分為七個鋼號。1號鋼強度最低,抗拉強度為32~4okg/mrt。常用的3號鋼,抗拉強度大於7Okg/md。但抗拉強度越大,其塑性和韌性越差。鋼的拉斷伸長率:1號鋼為28%以上,3號鋼為22%以上;而7號鋼僅為8%。建築工程常用的鋼材有鋼筋、型鋼(角鋼、槽鋼、工字鋼等)、鋼板、鋼管等。