建筑材料性质与分类

建筑材料按使用功能分类：

1.结构材料：主要技术性能要求是具有强度和耐久性。常用的：混凝土、钢材、石材等。

2.围护材料：要求具有一定的强度和耐久性，同时还应具有良好的绝热性，防水、隔声性能等。

常用的：砖、砌块、板材等。

3.功能材料：主要是指满足某些建筑功能要求的建筑材料，如防水材料、装饰材料、绝热材料、

吸声隔声材料、密封材料等。

材料的许多性能，如强度、吸湿性、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性、吸声性都与材料的孔隙率及空隙特征有关。

孔隙率：指材料体积内，孔隙体积占材料在自然状态下总体积的百分率。

1.材料与水接触时，根据其是否能被水所润湿，分为亲水、憎水材料。

2.亲水性材料：混凝土、砖、石、木材、钢材等；大部分有机材料属于憎水性材料，如沥青、塑

料等。憎水材料具有较好的防水性、防潮性，常用作防水材料。也可用与对亲水性材料进行表面处理，降低吸水率，提高抗渗性。

3.材料吸水率不仅与材料的亲水性、憎水性有关，还与材料的孔隙率以及孔隙构造特征有关。细

小开口孔越多，吸水率越大。闭口孔隙水分不能进入，而粗大开口孔隙水分不易留存，故吸水率较小。

材料吸水或吸湿后均会对材料的性能产生不利影响。

1.材料长期在饱和水的作用下不破坏、其强度也不显著降低的性质，成为材料的耐水性。

2.抗渗性：材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质。其与材料的孔隙率和孔隙构造特征有关。密

室和闭口孔隙材料，不会发生渗水现象；较大孔隙率，且开口孔越多的亲水性材料，其抗渗性越差。

3.抗冻性：材料在吸水饱和状态下，经受多次冻融循环而不破坏，其强度也不显著降低的性质。

破坏原理，材料内部孔隙的水结冰时体积膨胀应力造成。抗冻性取决于材料的吸水饱和程度、孔隙特征以及抵抗冻胀应力的能力，密实材料、具有闭口孔隙体积的材料以及具有一定强度的材料，对冰冻具有一定抵抗能力。抗冻性是评定耐久性的重要指标之一。

4.材料的热导率与材料的化学成分、结构、体积密度、孔隙率及孔隙特征、温度和湿度等因素有

关。一般非金属材料绝热性优于金属材料，材料的体积密度小、孔隙率大、闭口孔多、孔分布均匀、孔尺寸小、材料含水率小时，材料的导热性差、绝热性好。材料在受潮或吸水时，其热导率显著增大，绝热性能变差。

5.比强度是评价材料是否轻质高强的指标，比强度等于材料的强度与体积密度的比值。

6.材料的耐久性是一项综合性能，一般包括抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性、抗老化性、抗碳化、耐

热性、耐旋光性。不同材料，其性质和用途不同，对耐久性的要求也不同。

胶凝材料

1.胶凝材料：指能将块状、散粒状材料黏结为整体的材料。按化学成分分为无机、有机胶凝材料。

无机胶凝材料根据硬化条件分为气硬性、水硬性胶凝材料两类。

2.气硬性胶凝材料：只能在空气中凝结、硬化，保持和发展其强度的凝胶材料；如：石灰、石膏、

水玻璃等，一般只适用于地上或干燥环境、不宜用与潮湿环境与水中。

3.水硬性胶凝材料：不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中凝结、硬化，保持和发展其强度

的胶凝材料，如各种水泥。既适用于干燥环境，又适用与潮湿环境与水中。

石灰：生石灰熟化时放出大量的热量，其放热量和放热速度都比其他胶凝材料大得多。生石灰熟化的另一个特点是体积增大1~2.5倍。过火石灰熟化十分缓慢，其可能在石灰应用之后熟化，其体积膨胀，造成起鼓开裂。为了消除过火石灰在使用中造成的危害，石灰膏应在储灰坑中存放半个月以上，方可使用。这过程称为“陈伏”。陈伏期间，石灰浆表面应覆盖一层水，以隔绝空气，防止石灰浆表面碳化。

石灰的特性：

①良好的保水性。利用这一性质，将其渗入水泥砂浆中，配制成混合砂浆，克服了水泥砂浆

容易泌水的缺点。

②凝结硬化慢、强度低。

③吸湿性强。生石灰吸湿性强，保水性好，是传统的干燥剂。

④体积收缩大。石灰浆体凝结硬化过程中，蒸发大量水分，由于毛细管失水收缩，引起体积

收缩。因此石灰除粉刷外不宜单独使用。

⑤耐水性差。若石灰浆体尚未硬化之前，就处于潮湿环境中，由于石灰中水分不能蒸发出去，

则其硬化停止；若是已硬化的石灰，长期受潮或受水浸泡，则由于氢氧化钙可溶于水，会

使已硬化的石灰溃散。

石膏：石膏及其制品具有轻质、隔热、阻火、吸音、形体饱满、容易加工等一系列优良性能。

石膏分为建筑石膏和高强石膏。高强石膏晶体粗大，比表面小；浆体硬化后具有较高的密实度和强度。高强石膏可以用于室内抹灰，制作装饰制品和石膏板。若渗入防水剂可制成高强度防水石膏，在潮湿环境中使用。

石膏的特性：

①凝结硬化快，加水后6分即可凝结，终凝不超过30分钟，常温干燥下一周可完全硬化。

②孔隙率大，体积密度小，保温、吸声性能好。

③具有一定的调湿性，由于硬化体多孔结构的特点，石膏制品的热容量大、吸湿性强。

④耐水性、抗冻性差。

⑤凝结硬化时体积微膨胀。建筑石膏在凝结硬化时体积微膨胀，膨胀率为0.05%~0.15%。

⑥防火性好。

⑦装饰性好。石膏制品表面细腻平整，色洁白，装饰性好。

水玻璃特性：①黏结力强。②耐酸性好，但不耐碱性介质侵蚀。③耐热性好。

水玻璃的应用：

①涂刷材料表面，侵渍多孔性材料：以水玻璃涂刷石材表面，可提高其抗风化能力，提高建

筑物的耐久性。

②加固地基。

③配置防水剂。

④水玻璃混凝土。水玻璃混凝土具有机械强度高，耐酸和耐热性好，整体性强，材料来源广

泛，施工方便，成本低及使用效果好等特点。

水泥

①硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、石膏调凝剂和混合材料三部分组成；熟料中四种主要矿物质：

硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。改变熟料成分之间的比例，水泥的特性就会发生相应的变化。提高硅酸三钙相对含量，制得高强水泥和早强水泥。提高硅酸二钙含量，同时降低硅酸三钙含量，可制得低热水泥或中热水泥。

②水泥浆体硬化后称为水泥石，主要由凝胶体（胶体与晶体）、未水化的水泥熟料颗粒、毛细孔

及游离水分等组成。水泥石的硬化程度越高，凝胶体含量越多，未水化的水泥颗粒和毛细孔含量越少，水泥的强度越高。

影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素：

①水泥的熟料矿物组成。

②水泥颗粒的细度。水泥磨得越细，水泥颗粒平均粒径小，比表面积越大，水化时水泥熟料

矿物与水的接触面大，水化速度快，水泥凝结硬化速度也随之加快。

③水灰比：水泥浆中水与水泥的质量比。水灰比较大，水泥颗粒间由于被水隔开的距离较大，

颗粒间相互连接形成骨架结构所需凝结时间长，所以水泥凝结较慢，且硬化后的水泥石毛

细孔含量越多，强度也越低。水灰比过小，会造成施工困难。所以，在满足施工要求的前

提下，水灰比越小，毛细孔越少，凝结硬化和强度发展较快，且强度越高。

④石膏的渗量。生产水泥时掺入石膏，主要是作为缓凝剂。当不掺石膏或掺量较少时，凝结

硬化速度快，但水化不充分。但掺量过多，会对水泥石的后期性能造成危害。

⑤环境温度和湿度：如果环境干燥，水泥浆中水分蒸发过快时，会引起水泥制品表面的收缩

开裂，且水泥没有足够的水无法进行充分的水化反应。

硅酸盐水泥的特性及应用：

①凝结硬化快，强度高。

②抗冻性好硬化后的水泥石密实度较大，抗冻性优于其他通用水泥。

③碱度高、抗碳化能力强。

④干缩小。水泥石密实，游离水分少，不易产生干缩裂缝，可用于干燥环境的混凝土工程。

⑤耐磨性好。

⑥水化热高。不宜用于大体积混凝土工程。

⑦耐腐蚀性差。不宜用于受流动水、压力水、酸类和硫酸盐侵蚀的工程。

⑧耐热性差。

混合材料：掺入到水泥或混凝土中的人工或天然矿物材料成为混合材料。常温下能与氢氧化钙和水发生水化反应，生成水硬性水化产物，并能逐渐凝结硬化产生强度的混合材料成为活性混合材料。

1.矿渣硅酸盐水泥特性：①早起强度低，但后期强度增长快。②前度发展对温度、湿度较敏感。

③水化热地。④耐软水、海水、硫酸盐腐蚀性好。⑤耐热性较好。⑥抗冻性抗渗性较差。

2.使用范围：①一般耐热混凝土，②大体积混凝土，③蒸气养护构件，④一般混凝土构件，⑤一

般耐软水、海水、硫酸盐腐蚀要求的混凝土。

3.不适用：①早起强度要求较高的混凝土。②严寒地区及处在水位升降范围内的混凝土。③抗渗

性要求高的混凝土。

a)火山灰硅酸盐水泥特性：①抗渗性较好，耐热性不及矿渣水泥，干缩大，耐磨性差。②其它同

矿渣水泥。