新型土木材料研究

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1、材料的物理性质案例：一、孔隙对材料性质的影响某工程顶层欲加保温层，以下两图为两种材料的剖面，见图。请问选择何种材料?分析：保温层的目的是外界温度变化对住户的影响，材料保温性能的主要描述指标为导热系数和热容量，其中导热系数越小越好。观察两种材料的剖面，可见A材料为多孔结构，B材料为密实结构，多孔材料的导热系数较小，A适于作保温层材料。案例一、加气混凝土砌块吸水分析某施工队原使用普通烧结粘土砖，后改为多孔、容量仅700kg/m3的加气混凝土砌块。在抹灰前采用同析方式往墙上浇水，发觉原使用的普通烧结粘土砖易吸足水量，但加气混凝土砌

2、块表面看來浇水不少，但实则吸水不多，请分析原因。分析：加气混凝土砌块虽多孔，但其气孔大多数为“墨水瓶”结构，肚大口小，毛细管作用差，只有少数孔是水分蒸发形成的毛细孔。故吸水及导湿均缓慢，材料的吸水性不仅要看孔数量多少，还需看孔的结构。案例二、火灾中混凝土的破坏某在建住宅楼不慎发生火灾，混凝土被破坏，见图，请分析原因。分析：混凝土一般由砂、石、水泥等材料经拌和、凝固形成了复杂的物相体系，由于受到火灾，在高温下，混凝土的水化产物分解后又产生了新的物相，导致混凝土微观结构破坏。材料的力学性质案例：案例一、测试强度与加荷速度人们在测

3、试混凝土等材料的强度吋可观察到，同一试件，加荷速度过快，所测值偏高。请分析原因。分析：材料的强度除与其组成结构有关外，还与其测试条件有关，包括加荷速度、温度、试件大小和形状等。当加荷速度较快吋，荷载的增长大于材料变形速度，测出的数值就会偏高。为此，在材料的强度测试中，一般都规定其加荷速度范围。案例二、砖浸水后强度下降某地发生历史罕见的洪水。洪水退后，许多砖房倒塌，其砌筑用的砖多为未烧透的多孔的红砖，见图。请分析原因。未烧透的红砖分析：这些红砖没有烧透，砖内开口孔隙率大，吸水率高。吸水后，红砖强度下降，特别是当有水进入砖内吋，

4、未烧透的粘土遇水分散，强度下降更大，不能承受房屋的重量，从而导致房屋倒塌。耐久性案例：案例、酸雨腐蚀建筑物图为某大楼的外表，从中可见墙壁发黑，在有的地方可见白色流迹线。分析：整体变黑是由于干性吸附的以碳为主的煤烟状悬浮颗粒物造成的。由于雨水屮硫酸的冲洗,使石材露出新表面，从而形成流迹线；同时石灰质碱性岩容易与酸起反应，石材本身被硫酸溶解，出现表面凸凹不平，不久会出现建筑物的整体腐蚀。环境协调性案例：案例：室内空气污染某新建体育馆因造型新颖成为旅游热点，一小孩进入该馆即哭闹不止，到体育馆之外就恢复正常，再进馆又开始哭闹。分析：

5、该馆大量使用各种装修材料，由于刚竣工，室内空气污染严重。木地板使用较多的胶粘剂、腺醛树脂、合成橡胶胶乳等，释放甲醛、苯类和合成单体，这些有机物质经呼吸道吸入人体能引起头疼、恶心，刺激眼和鼻，严重是引起气喘、神志不清、呕吐和支气管炎。室内没有明显污染的甲醛含量为0.134mg/m3〜0.670mg/m3,使用各种装修材料后的游离甲醛含量可达2.3mg/m3°石灰砂浆的裂纹：请观察图中A、B两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别，并讨论其成因。分析：石灰在制备过程中，采用石灰石、白云石、白垩、贝壳等原料经锻烧后，即得到块状的生

6、石灰，反应式如下：CaCO3-60(生石灰)+CO2t在锻烧过程中，若温度过低或熾烧时间不足，使得CaCO3不能完全分解，将会生成“欠火石灰”。如果锻烧时间过长或温度过高，将生成颜色较深、块体致密的“过火石灰”。过火石灰水化极慢，当石灰变硬后才开始熟化，产生体积膨胀，引起已变硬石灰体的隆起鼓包和开裂。为了消除过火石灰的危害，保持石灰膏表面有水的情况下，在贮存池中放置一周以上,这一过程称为陈伏。陈伏期间，石灰浆表面应保持一层水，隔绝空气，防止Ca(OH)2与CO2发生碳化反应。石灰砂浆A为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时

7、间不足，制使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆屮继续水化成Ca(OH)2,产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。石灰砂浆B为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。尤其是水灰比过大，石灰过多，易产生此类裂纹。内外墙粉刷层爆裂：上海某新村四幢六层楼1989年9〜11月进行内外墙粉刷，1990年4月交付甲方使用。此后陆续发现内外墙粉刷层发生爆裂。至5月份阴雨天，爆裂点迅速增多，破坏范围上万平方米。爆裂源为微黄色粉粒或粉料。该内外墙粉刷用的“水灰”，系宝山某厂自办的“三产”性质的部门供应，该部

8、门由个人承包。对爆裂采集的微黄色爆裂物作X射线衍射分析，证实除含石英、长石、CaO、Ca(OH)2、CaCO3外，还含有较多的MgO.Mg(OH)2以及少量白云石。分析：该“水灰“含有相当数量的粗颗粒，相当部分为60与MgO,这些未充分消解的CaO和MgO在潮湿的环境下缓慢水化，生成Ca(