土木工程材料有哪些

无机气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、砂浆、钢材、砌筑材料、木材、合成高分子材料、防水材料、装饰材料。

一、无机气硬性胶凝材料
1、石灰
生石灰是将以含碳酸钙为主的天然岩石,在高温下煅烧而得,其主要成分为氧化钙(CaO)。在煅烧时由于火候或温度控制不均,常会含有欠火石灰或过火石灰。欠火石灰产浆量小,质量较差,利用率降低,不会带来危害。过火石灰的水化速度大大减慢,在硬化后才与水发生水化反应,产生较大的体积膨胀,致使硬化后的石灰表面局部产生鼓包、崩裂等现象,工程上称为“爆灰”。“爆灰”是建筑工程质量通病之一。
生石灰与水作用生成熟石灰(Ca(OH)2)的过程,称为熟化。工程上,将生石灰加大量的水(生石灰质量的2~3倍)熟化成石灰乳,然后经筛网流入储灰池并“陈伏”至少两周,以消除过火石灰的危害,经沉淀除去多余的水分得到的膏状物即为石灰膏。也可将每半米高的生石灰块,淋上适当的水(生石灰量的60%~80%),经熟化得到的粉状物称为消石灰粉。加水量以消石灰粉略湿、但不成团为宜。
2、石膏
利用建筑石膏生产的建筑制品主要有:
  ① 纸面石膏板。在建筑石膏中加入少量胶粘剂、纤维、泡沫剂等与水拌和后连续浇注在两层护面纸之间,再经辊压、凝固、切割、干燥而成。板厚9~25毫米,干容重750~850公斤/米3,板材韧性好,不燃,尺寸稳定,表面平整,可以锯割,便于施工。主要用于内隔墙、内墙贴面、天花板、吸声板等,但耐水性差,不宜用于潮湿环境中。
  ② 纤维石膏板。将掺有纤维和其他外加剂的建筑石膏料浆,用缠绕、压滤或辊压等方法成型后,经切割、凝固、干燥而成。厚度一般为8~12毫米,与纸面石膏板比,其抗弯强度较高,不用护面纸和胶粘剂,但容重较大,用途与纸面石膏板相同。
  ③ 装饰石膏板。将配制的建筑石膏料浆,浇注在底模带有花纹的模框中,经抹平、凝固、脱模、干燥而成,板厚为10毫米左右。为了提高其吸声效果,还可制成带穿孔和盲孔的板材,常用作天花板和装饰墙面。
  ④ 石膏空心条板和石膏砌块。将建筑石膏料浆浇注入模,经振动成型和凝固后脱模、干燥而成。空心条板的厚度一般为60~100毫米,孔洞率30~40%;砌块尺寸一般为600×600毫米,厚度60~100毫米,周边有企口,有时也可做成带圆孔的空心砌块。空心条板和砌块均用专用的石膏砌筑,施工方便,常用作非承重内隔墙。
3、水玻璃
在建筑行业中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化剂、耐火材料等;
4、镁质胶凝材料
镁质胶结料中掺加适量的混合材料(如砖粉、粉煤灰等),再与砂和石子按比例配合,可制成菱苦土混凝土制品,其抗压强度可达30兆帕以上。但这类产品抗水性较差,不宜在潮湿环境中使用。与这类产品接触的铁件易锈蚀,使用前应作防锈处理。
二、水泥
1、通用硅酸盐水泥
通用硅酸盐水泥 是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏、及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。
2、普通硅酸盐水泥
普通硅酸盐水泥,由硅酸盐水泥熟料、5%-20%的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。具有强度高、水化热大,抗冻性好、干缩小,耐磨性较好、抗碳化性较好、耐腐蚀性差、不耐高温的特性。
3、参大量混合材料的硅酸盐水泥
三、混凝土
1、普通混凝土
普通混凝土normal concrete 一般指以水泥为主要胶凝材料,与水、砂、石子,必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料,按适当比例配合,经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材。 混凝土主要划分为两个阶段与状态:凝结硬化前的塑性状态,即新拌混凝土或混凝土拌合物;硬化之后的坚硬状态,即硬化混凝土或混凝土。混凝土强度等级是以立方体抗压强度标准值划分,目前中国普通混凝土强度等级划分为14级:C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75及C80。
2、高强高性能混凝土
一般把强度等级为C60及其以上的混凝土称为高强混凝土,C100强度等级以上的混凝土称为超高强混凝土。它是用水泥、砂、石原材料外加减水剂或同时外加粉煤灰、F矿粉、矿渣、硅粉等混合料,经常规工艺生产而获得高强的混凝土。
3、粉煤灰混凝土
粉煤灰是一种火山灰质材料,本身并无胶凝性能,在常温下有水存在时,粉煤灰可以与混凝土中的进行二次反应,生成难溶于水的水化硅酸钙凝胶,这样不仅降低了溶出的可能,也填充了混凝土内部的孔隙,对混凝土强度和抗渗性都有提高作用。粉煤灰的这种作用称为火山灰效应。
除了火山灰效应外,粉煤灰对混凝土力学性能及耐久性的改善还有另外两个原因:第一,形貌效应。粉煤灰的主要矿物组成是玻璃体,这些球形玻璃体表面光滑、粒度细、质地致密、内比表面积小、对水的吸附力小,因此,粉煤灰的加入使混凝土制备需水量减小,降低了混凝土早期干燥收缩,使混凝土密实性得到很大提高;第二,填充效应。粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥颗粒之中,不仅能填充水泥颗粒间的空隙,而且能改善胶凝材料的颗粒级配,并增加水泥胶体的密实度。因此,形貌效应、填充效应和火山灰效应并称为粉煤灰改善混凝土性能的三大效应。
4、轻混凝土
由于自重轻,弹性模量低,因而抗震性能好。与普通烧结砖相比,不仅强度高、整体性好,而且保温性能好。由于结构自重小,特别适合高层和大跨度结构。
5、特种混凝土
如防水混凝土,防水混凝土抗渗标号是根据其最大作用水头与建筑物最小壁厚的比值来确定的。防水混凝土的施工要求浇筑均匀、避免离析、振捣充分、加强潮湿养护,并且严格控制水灰比。防水混凝土主要用于经常受压力水作用的工程和构筑物。
四、砂浆
砂浆:建筑上砌砖使用的黏结物质,由一定比例的沙子和胶结材料(水泥、石灰膏、黏土等)加水和成,也叫灰浆,也作沙浆。砂浆是由胶凝材料(水泥、石灰、粘土等)和细骨料(砂)加水拌合而成。常用的有水泥砂浆、混合砂浆(或叫水泥石灰砂浆)、石灰砂浆和粘土砂浆。
五、钢材
钢材应用广泛、品种繁多,根据断面形状的不同,钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类。钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成的一定形状、尺寸和性能的材料。大部分钢材加工都是通过压力加工,使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不同,可以分为冷加工和热加工两种。
六、砌筑材料
我国传统的砌筑材料主要是烧结普通砖(实心黏土砖)和石块,烧结普通砖在我国砌墙材料产品构成中曾占“绝对统治”地位,是世界上烧结普通砖的“王国”。由于烧结普通砖不论从对土地的破坏、资源与能源的耗费以及对环境的污染的任何一个角度来分析,都不符合可持续发展的要求,因此,近年来,我国大力开发了节土、节能、利渣、利废、多功能、有利于环保的各类砌块、蒸养砖等砌筑材料。
七、木材
木材是传统的建筑材料,在古建筑和现代建筑中都得到了广泛应用。在结构上,木材主要用于构架和屋顶,如梁、柱、橼、望板、斗拱等。我国许多建筑物均为木结构,它们在建筑技术和艺术上均有很高的水平,并具独特的风格。
另外,木材在建筑工程中还常用作混凝土模板及木桩等。
八、合成高分子材料
高分子材料可称为聚合物材料,按照其来源可划分为合成高分子材料和天然高分子材料两大类。主要有塑料、橡胶、纤维。
九、防水材料

防水材料品种繁多,按其主要原料分为4类:①沥青类防水材料。以天然沥青、石油沥青和煤沥青为主要原材料,制成的沥青油毡、纸胎沥青油毡、溶剂型和水乳型沥青类或沥青橡胶类涂料、油膏,具有良好的粘结性、塑性、抗水性、防腐性和耐久性。②橡胶塑料类防水材料。以氯丁橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚异丁烯和聚氨酯等原材料,可制成弹性无胎防水卷材、防水薄膜、防水涂料、涂膜材料及油膏、胶泥、止水带等密封材料,具有抗拉强度高,弹性和延伸率大,粘结性、抗水性和耐气候性好等特点,可以冷用,使用年限较长。③水泥类防水材料。对水泥有促凝密实作用的外加剂,如防水剂、加气剂和膨胀剂等,可增强水泥砂浆和混凝土的憎水性和抗渗性;以水泥和硅酸钠为基料配置的促凝灰浆,可用于地下工程的堵漏防水。④金属类防水材料。薄钢板、镀锌钢板、压型钢板、涂层钢板等可直接作为屋面板,用以防水。薄钢板用于地下室或地下构筑物的金属防水层。薄铜板、薄铝板、不锈钢板可制成建筑物变形缝的止水带。金属防水层的连接处要焊接,并涂刷防锈保护漆。
防水涂料分四大类:硬性灰浆、柔性灰浆、丙烯酸酯、单组分聚氨酯。
按照材料性状划分,防水材料主要有三类:
1、防水卷材,主要用于工程施工,如屋顶、外墙、地下室等;
2、911聚氨酯防水材料,
防水卷材
含有挥发性毒气,施工要求严格,且造价昂贵;
3、新型聚合物水泥基防水材料,材料由有机高分子液料和无机粉料复合而成,融合了有机材料弹性高和无机材料耐久性好的特点,涂覆后形成高强坚韧的防水涂膜,这种新型材料能与水泥基面完美的结为一体,经久不脱层,是家庭防水的常见选择材料。
十、装饰材料
1、天然石材

常用的是大理石、花岗岩。所谓大理石是指沉积的或变质的碳酸盐岩类的岩石,有大理岩、白云岩、灰岩、砂岩、页岩和板岩等。如我国著名的汉白玉就是北京房山产的白云岩,云南大理石则是产于大理县的大理岩,著名的丹东绿则为蛇纹石化硅卡岩。同样,作为石材开采的各类岩浆岩,如花岗岩、安山岩、辉绿岩、绿长岩、片麻岩等称之为花岗石。如北京白虎涧的白色花岗石是花岗岩,济南青是辉长岩,而青岛的黑色花岗石则是辉绿岩。
2、陶瓷
主要用于地面、卫浴。

3、金属
五金零件、装饰制品等。

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