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建筑材料的定义及建筑材料分类
建筑材料是在建筑工程中所应用的各种材料。建筑材料种类繁多,以下是小编为大家整理的建筑材料的定义及建筑材料分类,仅供参考,希望能够帮助大家。
土木工程和建筑工程中使用的材料的统称。
可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。
结构材料包括木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等;装饰材料包括各种涂料、油漆、镀
层、贴面、各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等;专用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等。建筑材料长期承受风吹、日晒、雨淋、磨损、腐蚀等,性能会逐渐变化,建筑材料的合理选用至关重要,首先应当安全、经久耐用。建筑
材料用量很大,直接影响到工程的造价,通常建材费用占工程总造价的一半以上,因此在考虑技术性能时,必须兼顾经济性。 建筑材料定义分类:
1.建筑材料的定义及其分类
定义:建筑工程中使用的所有材料通称为建筑材料。
知识点滴:万里成城:(体现我国古代建筑工程的高度成就,表现我国古代劳动人民的聪明才智。)
总长度大约有十万里以上!所用建筑材料:土、石、木料、砖、石灰。关外有关、城外有城,其材料运输量之浩大、工程之艰巨世所罕见
。
知识点滴:河北赵州石桥
建于1300多年前(桥长约51m,净跨37m),建造该桥的石材为青白色石灰岩。比意大利人建石拱桥晚400多年,但在主拱肋与桥面间设计“
敞肩拱”,比外国早了1200多年。
分类:
(1)按化学组成分类
(2)按使用功能分类
(3)按用途分
2.土木工程与材料的关系
(1)材料是保证土木工程质量的基础。
材料是构成土木工程建(构)筑物的物质基础,当然也是其质量基础。在一般土木建筑工程的总造价中,与材料有关的费用占50%以上
(2)在实际工程中,材料的选择、使用及管理,对工程成本影响很大。
比如广东某跨海桥,其桥面原来使用的钢纤维混凝土,使用一年以后出现了许多裂纹,后来要铲去重新铺沥青混凝土,从而大大增加了工
程的造价。
(3)材料对土木建筑工程技术进步起了一个促进作用。
例如钢材及水泥的大量应用和性能改进,取代了过去的砖、石、土木,使得钢筋混凝土结构已占领了土木工程结构材料的主导地位。现代
玻璃、陶瓷、塑料、涂料等新型材料的大量应用,又把许多建筑物装扮得绚丽多彩。
3.建筑材料的技术标准
国家标准有三大类:
(1)国家标准
如GB 175-1999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥
其中“GB”为国家标准的代号,“175”为标准编号,“1999”为标准颁布年代号,“硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥”为该标准的技术(产
品)名称,上述标准为强制性国家标准,任何技术(产品)不得低于此标准。
此外,以“GB/T”为推荐性国家标准代号,它表示也可以执行其他标准,是非强制性的。
(2)行业标准
如JC/T 479-92建筑生石灰
其中“JC”为建材行业的标准代号,“T”表示推荐标准;“479”
为此类技术标准的二类类目顺序号;“92”为标准颁发年代号。
(3)地方标准(DBJ)和企业标准(QB):
国际标准大致有以下几类:
①团体标准和公司标准。指国际上有影响的团体和公司的标准。如美国材料与实验协会标准(ASTM)等。
②区域性标准。如德国工业标准(DIN)等。
③国际标准化组织标准,代号ISO。
4.建筑材料的发展趋势
最早使用的建筑材料是石材、木材和泥土,后来发展为使用石灰、砖瓦等,再到后来就到钢筋混凝土,还发展了各种新型的墙体材料等。
(1)轻质、高强;
(2)发展多功能材料;
(3)廉价、低耗能;
(4)由单一材料向复合材料及制品发展;
(5)扩大装配式预制构件的工厂化生产;
(6)用工农业废料、废渣等代替自然资源为原料,向环保方向发展;
(7)发展更多花色品种的装饰材料。
建筑材料的分类
按其性能建筑材料可分为无机材料、有机材料和复合材料。无机材料分为金属材料和非金属材料。有机材料有天然的,也有人工合成的。根据材料在建筑物中所起作用的不同,建筑材料可分为两大类:第一类是承重结构用途材料,如砖、石、混凝土、砂浆、钢铁和木材等。第二类是特殊用途材料,如吸音板、耐火砖、防锈漆、泡沫玻璃、彩色水泥等。建筑材料是建筑工程的物质基础。它决定着建筑物的坚固、耐久、适用、经济和美观。建筑材料费占整个工程费的60%以上。必须研究各种材料的原料、组成、构造和特性,才能合理选择和正确使用建筑材料。
建筑材料的同种产品往往分成几个等级和标号。每个等级的材料应保证一定的质量,这就是材料标准。在材料标准中规定了材料的规格、尺寸、细度、化学成分、强度、技术指标等。材料在出厂、验收和使用前应抽样检验,看它是否符合标准。建筑材料标准有国家标准、部颁标准和企业内部控制标准之分。材料标准对生产科研和使用都是必要的。生产工厂在保证产品符合标准的条件下,致力于提高产量、降低成本和产品升级。科研单位根据材料标准研究提高质量、改进性能和研制新品种。使用单位根据标准正确选用建筑材料,以确保建筑成品质量并节约工料。我国建筑材料标准和名称举例如下:GB——国家标准;JC——国家建委建筑材料标准;HG——化学工业部标准;YB——冶金工业部标准;SY——石油工业部标准。建筑材料的国际标准和外国标准代号和名称如下:ISO——国际标准;RILEM 国际材料与结构试验研究协会。
1、硅酸盐水泥
硅酸盐水泥在欧洲称为波特兰水泥,这是因为它与水化合所得的水泥石的颜色,与英国波特兰出产的石灰石颜色相似。我国称它为硅酸盐水泥,从名称上即可得知,它的主要成分是硅酸钙。硅酸盐水泥的主要原料是石灰石、粘土和铁矿粉。水泥成品的主要矿物成分是硅酸三钙和硅酸二钙,二者合计占70%以上。此外还有少量铝酸三钙和铁铝酸四钙。硅酸盐水泥是浅绿灰色粉末,加入约0.5倍的水进行拌和,可得具有塑性的膏浆。注人模内,数小时后开始凝结而失去流动性。然后强度与日俱增,一般28天可达到最终强度,再形成坚硬的水泥石。根据国家标准GB175-85规定,硅酸盐水泥分为425、525、625、725四种标号。就是将水泥与标准砂和水按一定比例混合,制成试件,28天的抗压强度,应达到425~725kg/cm2。水泥在建筑上主要用于拌制砂浆和混凝土。
2、普通硅酸盐水泥
简称普通水泥,它是由硅酸盐水泥熟料、少量混合材料和微量石膏(约3%)共同磨细制成的水硬性胶凝材料。根据国家标准规定,所掺非活性混合材料不得超过水泥重量的10%,所掺活性混合材料则不得超过15%。非活性混合材料又称填充性混合材料,例如石英砂、石灰石、粘土、慢冷矿渣等。它们与水泥成分不起化学作用,即无化学活性,掺入它们仅起到增加水泥产量、调整水泥标号和减少水化热等作用。活性混合材料如硅藻土、蛋白石、火山灰、粉煤灰和粒化高炉矿渣等。其主要成分是活性氧化铝。这些混合材
料磨成细粉能与水泥水化后析出的氢氧化钙化合,生成水化硅酸钙和水化铝酸钙,并逐渐结晶,从而提高水泥的强度。按照国家标准,普通水泥分为275、325、425、525、625、725等六个标号。由于普通水泥中所掺混合材料分量较少,其性能与硅酸盐水泥相近。
3、矿渣硅酸盐水泥
简称矿渣水泥,它是由硅酸盐水呢熟料和粒状高炉矿渣加入微量石膏(约占3%)共同磨细制成。水泥中粒化高炉矿渣的掺入量占全部重量的20%~70%。矿渣水泥的水化反应分两阶段进行。第一阶段是熟料中的硅酸三钙
、硅酸二钙与水化合,第二阶段是硅酸三钙水化时析出的氢氧化钙以及掺入的石膏,与矿渣中的活性成分化合成水化硅酸钙与水化硫铝酸钙等。由于第二阶段化学反应进行得较慢,所以矿渣水泥的早期强度比普通水泥为低,但28天的强度仍符合标准。按照国家标准,矿渣水泥为275、325、425、525和625五个标号。矿渣水泥水化热较小,耐热性较好,耐硫酸盐侵蚀和耐水性较好。早期强度低,后期强度增长较快。不适用于早期强度要求较高的工程,却适合于大体积混凝土结构、水下工程和蒸汽养护的混凝土构件。
水泥标号
水泥标号是用以表示水泥强度的等级。通常根据标准强度检验方法所得的28天龄期的抗压强度而定。例如425号水泥即指该水泥试样按标准方法测得的28天龄期抗压强度在425~524kg/mf之间。同时,该试样的3天、7天抗压强度和3天、7天、28天抗折强度也必须达到标准中相对应425号水泥的规定。有些特种水泥,如快硬硅酸盐水泥,标号由3天抗压强度确定。水泥划分标号等级,对合理使用水泥有重要的意义。用软炼法测定水泥标号指标,一般是225、275、325、425、525、625等号。
4、标准砂
按规定方法测定水泥标号时所用的符合标准规定的石英砂。测定水泥标号时需制作水泥砂浆试件。砂的化学成分与物理性质必然影响试件的强度。所以,试验用砂应符合一定标准,才能准确鉴定水泥标号。而且,为了使全国各水泥厂、各实验室的测定结果有良好的可比性,全国应使用同一种砂,即标准砂。我国标准砂砂源在福建平潭,通称平潭标准砂,是二氧化硅含量在96%以上的石英质海砂。经过洗)烘、筛之后,其质量达到国家标准(GBl78—77)的规定。国际标准化组织提出的标准砂,需符合(ImR679—68)的规定。
5、建筑砂浆
建筑砂浆由无机胶结材料和细骨料加水拌和而成。开始时具有流动性,便于施工。经过几天后变成坚硬的固体。配制砂浆所用的胶结材料有水泥、石灰、石膏等。常用的细骨料有砂和石渣等。按照用途的不同,砂浆可分为砌筑砂浆和抹面砂浆。砌筑砂浆用于砌筑砖石砌体,它能将小块的砖石粘结成坚固的整体。砌筑砂浆本身要有一定的强度。例如砌筑砖墙常用的50号混合砂浆,其抗压强度为5Okg/c时,胶结材料既用水泥又用石灰,细骨料为中粗细的砂。抹面砂浆用于墙、柱、地面等表面的抹面,既能保护主体结构,又有一定装饰作用。墙、柱面抹灰,干燥环境可用石灰砂浆,一般情况可用混合砂浆,潮湿环境则用水泥砂浆。抹面砂浆要求粘结力强,和易性好,能抹成平整的薄层。在水泥砂浆中掺入防水剂,可以大大提高砂浆的抗掺能力,称为防水砂浆。用于墙面、柱面、地面、天棚表面装饰用的砂浆,称为
装饰砂浆。
砂浆标号 用以表示砂浆强度的等级。用7.07m×7.07m×7.07m试件,在标准条件下养护28天,测其抗压强度,以此定出砂浆标号。一般分为0、2、4、10、25、50、75、100、150、200。等标号。0号表示未硬化的砂浆,150、200号砂浆用于特殊的工程。
6、白色水泥
凡以适当成分的生料烧至部分熔融,所得以硅酸钙为主要成分的铁质含量少的熟料,再加入适量的石膏,磨细制成的白色水硬性胶凝材料,称为白色硅酸盐水泥,简称白色水泥。它有325、425二个标号和一级、二级、三级、四级四个等级。其白度分别为184%、80%、75%、70%(以纯净氧化镁的白度为100%)。白色水泥强度高,颜色洁白富于装饰效果。常用于建筑物的外部装饰、建筑小品和雕塑艺术。白色水泥使用时应注重搅拌工具的清洁,不使掺入杂质,以保持它的纯洁性。白色水泥价格相当于普通水泥的3~4倍,应节约使用。
7、三合土
三合土通常是碎砖(砖渣)、砂与熟石灰粉加水拌和而成的混合物。常用来铺筑墙基下的垫层、地坪垫层,也可铺筑某些车间的地面。将断砖用小锤敲击,使之碎成粒径3~5cm的小块,这就是碎砖(或称砖渣)。砂要用较廉价的细砂(青砂)。石灰用熟石灰粉(消石灰)。三者的体积比为石灰=砂=碎砖=1=224或12326。加水适量,拌和均匀,分层铺筑穷实。最后在表面浇一层浓浆,洒上砂子,拍打平整。三合土中的碎砖也可用碎石、卵石或矿渣代替。砂可以用细炉渣代替。若以粗细兼有的炉渣代替碎砖与砂,则称为石灰炉渣垫层。石灰炉渣的常用配合比为石灰=炉渣=123(体积比)。
8、灰土
灰土又称石灰土,或叫石灰加固处理土,是熟石灰粉与粘土的混合物,加水拌和,分层开实或压实而成。常用于路面底层、墙基和地坪垫层。用于灰土的土质,粘性土比砂性土好。粘土颗粒较细,能与石灰发生化学反应而生成硅酸钙和铝酸钙,从而使土壤结团、硬化,提高强度。灰土中消石灰剂量约为干士重的8%~12%(体积比,石灰:±=1 :(4~6))。若用石灰下脚料时,石灰为干土重的10%~20%(体积比,石灰: ±=1(2~4)〉。可以在石灰土中掺入焦渣(又称煤渣或炉渣),名为石灰焦渣土,也称二渣土,也可以在石灰土中掺人粗骨料(碎石、碎砖、重矿渣等),名为石灰多合士。
9、碳素钢
建筑工程中所用的钢,其主要化学元素是铁和碳,所以称为碳素钢。钢中的碳不是游离的碳,而是与铁相化合的碳。碳化铁或渗碳体是一种含碳6.7%的铁和碳的间隙式化合物,其化学分子式为Fe3C 。作为一种间隙化合物,它是非常硬而脆的。随着含碳量的增加,钢的强度提高但脆性也增加,不耐冲击。常用的碳素钢根据其机械性能分为七个钢号。1号钢强度最低,抗拉强度为32~4okg/mrt。常用的3号钢,抗拉强度大于7Okg/md。但抗拉强度越大,其塑性和韧性越差。钢的拉断伸长率:1号钢为28%以上,3号钢为22%以上;而7号钢仅为8%。建筑工程常用的钢材有钢筋、型钢(角钢、槽钢、工字钢等)、钢板、钢管等。
10、合金钢
合金是由两种或多种化学元素所组成的具有金属特性的物质。合金钢是
指加有一定量的一种或几种合金元素的钢种的总称。常用的合金元素有:锤、硅、铬、镍、钨、钼、钒、钛、硼等。 建筑工程中用的是低合金钢。其合金元素较少,但性能较碳素钢有很大改善,现行热轧钢筋,按强度分为四级。除I级为碳素钢(3号钢,含碳量为0.1%~0.22%)外,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级全是低合金钢,其中Ⅱ级钢筋的钢号为20锰硅;Ⅲ级钢前的钢号为25锰硅;Ⅳ级钢筋的钢号为40硅2锰钛等。低合金钢的钢号表明了碳及各合金元素的含量。例如45硅2锰钛,牌号前面的数字是表示平均含碳量(以万分之几计)。后边的化学元素是合金元素,当平均合金元素含量小于1.50%时,仅标明元素,一般不标明含量;平均合金元素含量为1.50%~2.49%、2.50%~3.49% ……时,则相应写成2、3……
11、建筑钢材
建筑钢材通常可分为钢结构用钢和钢筋混凝土结构用钢筋。钢结构用钢主要有普通碳素结构钢和低合金结构钢。品种有型钢、铜管和钢筋。型钢中有角钢、工字钢和槽钢。钢筋混凝土结构用钢筋,按加工方法可分为:热轧钢筋、热处理钢筋、冷拉钢筋、冷拔低碳钢丝和钢绞线管;按表面形状可分为光面钢筋和螺纹;按钢材品种可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢和合金钢等。我国钢筋强度可分为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V 五类级别。
12、建筑木材
木材是天然的建筑材料之一,它的优点是质轻、高强、易加工、富有弹性、耐冲击、隔热、纹理美观等。在建筑工程中既可用作承重构件,又可用为建筑配件和装修材料。木材的缺点是易燃烧、腐朽、吸湿变形,在使用时应采取防治措施。树木有针叶树与阔叶树之分。针叶树纹理通直,易做大材,木质较软,易于加工,在建筑工程上应用广泛,可制作屋架、桥梁、门窗、地板、模板等。阔叶树树干较矮,木质较硬,难于加工,适合作木装修和家具。
原条
原条是指树木采伐后,去根、去梢、去皮后的木料。
原木
原木是指采伐后的树木,经去根、去梢、去皮后,再按一定粗细和长短分类的木料。
板方材
板方材是由原本纵向锯成的板材和方材的统称。宽度为厚度的3倍以上的称板材;宽度不足厚度3倍的矩形木材称方材。方材广泛用于土建工程和船舶、车辆、家具制造等。
人造板材
木材除直接应用外,还可以进一步加工、改性,制成各种人造板材,达到综合利用,变废为宝的效果。人造板材有以下几种:胶合板、纤维板、木丝板、刨花板、软木板。此外,还有胶合木等制品。
13、混凝土
混凝土有时缩写为砼,意思是人工石。它是用胶凝材料,将集料胶结成整体的复合固体的总称。其种类很多。工程中所说的混凝土一般是指以水泥、石子、砂和水,按适当比例配制的混合物以及经硬化而成的人造石材。水泥是起胶凝作用的材料。如果石膏、沥青、合成树脂等做胶凝材料,可配制各种用途的混凝土。按混凝土的容重大小,又可将混凝土分为普通混凝土、轻
混凝土、重混凝土;按标号大小,又可分低标号、高标号和超高标号混凝土。混凝土具有许多优点,可以配制浇注成各种形状、各种作用和性质的混凝土构件或结构物。具有抗压强度高与耐久性良好的特征。无钢筋加人的混凝土又称素混凝土。
混凝土标号
表示混凝土的立方体抗压强度大小的标志。混凝土标号是用边长15cm的立方试块,在标准条件下(温度(20土3)℃,相对湿度在90%以上)养护28天、测得的抗压强度标准值。根据抗压强度,混凝土分为:C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C60号等十二级。标号越高,混凝土的抗压强度越高。
混凝土配合比
混凝土各组成材料的重量或体积之比。普通混凝土常以水泥为1,并按水泥、砂、在、水的重量来表示,也可用绝对体积或假定容重法,计算出每立方米混凝土中各组成部分的用量。对强度要求不高的混凝土,则可参考有关配合比资料选用。混凝土的配合比,主要根据强度、耐久性、工作性和节约水泥的要求进行设计确定。
14、红砖
红砖又称普通粘土砖,是以粘土加水制成土坯,干燥后入窑烧结而成。一般用制砖机械制坯,在轮窑中焙烧,颜色偏红,称为红砖或机制砖,以区别于青砖与手工砖。红砖为长方体,标准尺寸为24Omm×l15mm×53mm。其容重为1600~1800kg/m3 。 红砖根据外观质量分为一等、二等两个等级。外观检查包括尺寸偏差、弯曲、缺棱、掉角、裂纹等,同时要求内部组织坚实,不夹带石灰等爆裂性矿物杂质。在出厂成品中不得混有欠火砖、酥砖及螺纹砖。
15、青砖
粘土的成分和锻烧时的化学变化,影响粘土砖的最终颜色。粘土中含有硅、铝、铁、镜钙的氧化物,粘土砖的颜色主要是由铁元素的价数决定的。青砖一般在土窑中烧成,在锻烧后期,向窑中添加燃料,再封闭通风口,进行闷窑。这时窑内氧气缺乏,在还原气氛中,砖中的红色高价氧化铁一一三氧化二铁(Fe2O3),还原成青灰色的低价氧化铁一一氧化亚铁(FeO),即得青砖。
16、瓦
瓦是指覆盖屋面的人造防水片材。根据外形和用途,分为平瓦、脊瓦、小青瓦等。按所用材料不同,有粘土瓦、石棉水泥瓦、塑料瓦等。粘土瓦是用粘土、页岩等原料,经成形、干燥、焙烧而成。成形方法有模压、半干压和挤出等。
小青瓦
小青瓦又名蝴蝶瓦、阴阳瓦、土瓦。小青瓦,是一种弧形瓦,用粘土制型烘烧而成,成品呈青灰色。规格一般为长200~250mm,宽150~20Omm。习惯以其重量作为规格和品质标准:分18、20、22、2两(旧秤)四种。
石棉水泥瓦
石棉水泥瓦是用石棉纤维与水泥为原料,经制板、压制而成。分为大波、中波、斗波三种瓦型。具有防火、防潮、防腐、保湿及耐热、耐寒、隔音、绝缘等性能。适用简易建筑物的屋面。
建筑材料的概念
生态建筑材料的科学和权威的定义仍在研究确定阶段。生态建筑材料的概念来自于生态环境材料。生态环境材料的定义也仍在研究确定之中。其主要特征首先是节约资源和能源;其次是减少环境污染,避免全球变暖与臭氧层的破坏;第三是容易回收和循环利用。作为生态环境材料一个重要分支,按其含义生态建筑材料应指在材料的生产、使用、废弃和再生循环过程中以与生态环境相协调,满足最少资源和能源消耗,最小或无环境污染,最佳使用性能,最高循环再利用率要求设计生产的建筑材料。显然这样的环境协调性是一个相对和发展的概念。
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