民用建筑設(shè)計(jì)(材料)-第五章

1、 內(nèi)容：內(nèi)容： 1.11.1、建筑材料的定義和分類、建筑材料的定義和分類 1.21.2、建筑材料、建筑材料工程結(jié)構(gòu)關(guān)系工程結(jié)構(gòu)關(guān)系 1.31.3、建筑材料組成、建筑材料組成結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性能關(guān)系性能關(guān)系 1.41.4、建筑材料、建筑材料人類人類環(huán)境關(guān)系環(huán)境關(guān)系 1.51.5、建筑材料課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)內(nèi)容、建筑材料課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)內(nèi)容 第一節(jié)概第一節(jié)概 論論 建筑材料建筑材料: :是人類建造活動(dòng)所用一切是人類建造活動(dòng)所用一切材料的總稱材料的總稱. .人類社會(huì)的基本活動(dòng)如衣、食、人類社會(huì)的基本活動(dòng)如衣、食、住、行、無一不直接或間接地和建筑材料密住、行、無一不直接或間接地和建筑材料密切相關(guān)切相關(guān) 如常見的

2、粘土磚、石材、石灰、木材、如常見的粘土磚、石材、石灰、木材、水泥、混凝土、鋼材、陶瓷磚、瀝青卷材、水泥、混凝土、鋼材、陶瓷磚、瀝青卷材、玻璃、各種油漆、涂料、玻璃、各種油漆、涂料、PVCPVC管等等。管等等。 l一、按化學(xué)成分一、按化學(xué)成分 l 無機(jī)材料金屬材料、非金屬材料無機(jī)材料金屬材料、非金屬材料l 有機(jī)材料植物材料、瀝青材料、合成有機(jī)材料植物材料、瀝青材料、合成高分子材料高分子材料l 復(fù)合材料：有機(jī)無機(jī)、金屬非金屬、復(fù)合材料：有機(jī)無機(jī)、金屬非金屬、金屬有機(jī)金屬有機(jī) 二、按建筑工程中的功能分二、按建筑工程中的功能分 l 承重材料和非承重材料，防水材料、飾承重材料和非承重材料，防水材料、飾面

3、材料、保溫隔熱材料、吸聲材料。面材料、保溫隔熱材料、吸聲材料。l金屬材料：金屬材料： 黑色金屬鋼鐵、不銹鋼黑色金屬鋼鐵、不銹鋼 l 有色金屬鋁、銅、鋁合金有色金屬鋁、銅、鋁合金l非金屬材料：天然石材花崗巖、大理石等非金屬材料：天然石材花崗巖、大理石等 燒土制品粘土磚、瓦、陶瓷燒土制品粘土磚、瓦、陶瓷 膠凝材料石灰、石膏、水泥膠凝材料石灰、石膏、水泥 玻璃平板玻璃、玻璃磚玻璃平板玻璃、玻璃磚 無機(jī)纖維材料玻璃、碳纖維無機(jī)纖維材料玻璃、碳纖維植物材料：木材、竹材、植物纖維等植物材料：木材、竹材、植物纖維等 瀝青材料：煤、石油瀝青、各類卷材瀝青材料：煤、石油瀝青、各類卷材 合成高分子材料：塑料、涂料

4、、膠粘劑合成高分子材料：塑料、涂料、膠粘劑有機(jī)無機(jī)：樹脂混凝土、纖維增強(qiáng)塑料等有機(jī)無機(jī)：樹脂混凝土、纖維增強(qiáng)塑料等金屬非金屬：鋼筋混凝土、鋼纖維混凝土金屬非金屬：鋼筋混凝土、鋼纖維混凝土 金屬無機(jī)材料：涂覆鋼板、涂覆鋁合金板、塑金屬無機(jī)材料：涂覆鋼板、涂覆鋁合金板、塑鋁管、塑鋼門窗等鋁管、塑鋼門窗等 建筑結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成建筑物受力構(gòu)件建筑結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成建筑物受力構(gòu)件（梁、板、柱、基礎(chǔ)、框架）和結(jié)構(gòu)所用的（梁、板、柱、基礎(chǔ)、框架）和結(jié)構(gòu)所用的材料。常用石材、混凝土、鋼材、鋼筋混凝材料。常用石材、混凝土、鋼材、鋼筋混凝土等。土等。 墻體材料構(gòu)成建筑物內(nèi)外和分隔室內(nèi)墻體材料構(gòu)成建筑物內(nèi)外和分隔室內(nèi)空間所用

5、的材料。磚、砌塊、復(fù)合板材等?？臻g所用的材料。磚、砌塊、復(fù)合板材等。 建筑功能材料具有某種特殊功能的非建筑功能材料具有某種特殊功能的非承重材料。如防水材料、吸聲材料、裝飾材承重材料。如防水材料、吸聲材料、裝飾材料等等。料等等。l 建筑材料的更新是新型結(jié)構(gòu)出現(xiàn)與發(fā)建筑材料的更新是新型結(jié)構(gòu)出現(xiàn)與發(fā)展的基礎(chǔ)。展的基礎(chǔ)。l 新的輕質(zhì)高強(qiáng)材料的不斷涌現(xiàn)，為結(jié)新的輕質(zhì)高強(qiáng)材料的不斷涌現(xiàn)，為結(jié)構(gòu)向大跨度、輕型化和新型結(jié)構(gòu)形式發(fā)展構(gòu)向大跨度、輕型化和新型結(jié)構(gòu)形式發(fā)展提供了前提條件。提供了前提條件。要合理地選用材料，就必須對(duì)不同材要合理地選用材料，就必須對(duì)不同材料進(jìn)行料進(jìn)行l(wèi) 比較，了解各種材料的特性，包括強(qiáng)比

6、較，了解各種材料的特性，包括強(qiáng)度與破壞度與破壞l 特性、變形性能、耐久性能等多方面特性、變形性能、耐久性能等多方面l 建筑材料是人類與自然環(huán)境之間的重要建筑材料是人類與自然環(huán)境之間的重要媒介，直接影響人類的生活與社會(huì)環(huán)境。媒介，直接影響人類的生活與社會(huì)環(huán)境。 l 人類大量建造的基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)生存環(huán)境發(fā)人類大量建造的基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)生存環(huán)境發(fā)揮著巨大的積極作用，同時(shí)也帶來不容忽視揮著巨大的積極作用，同時(shí)也帶來不容忽視的消極作用，即大量地消耗地球的資源和能的消極作用，即大量地消耗地球的資源和能源，在相當(dāng)程度上污染了自然環(huán)境和破壞生源，在相當(dāng)程度上污染了自然環(huán)境和破壞生態(tài)平衡。態(tài)平衡。 l 從人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)

7、展的前景出發(fā)，建從人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的前景出發(fā)，建筑材料也要注意可持續(xù)發(fā)展的方向。筑材料也要注意可持續(xù)發(fā)展的方向。l “綠色建筑材料綠色建筑材料”、“生態(tài)建筑材料生態(tài)建筑材料”、材料的再循環(huán)使用。材料的再循環(huán)使用。 2.1、 天然石材天然石材 2.2、 石灰石灰 2.3、 石膏石膏 2.4、 水玻璃水玻璃 2.5、 水泥水泥 2.6、 木材木材 2.7、 建筑塑料建筑塑料 巖石的基本性質(zhì)巖石的基本性質(zhì) 常用建筑石材常用建筑石材石材是天然巖石不經(jīng)機(jī)械加工或石材是天然巖石不經(jīng)機(jī)械加工或鏡機(jī)械加工而的到的材料的統(tǒng)稱。鏡機(jī)械加工而的到的材料的統(tǒng)稱。一一.造巖礦物造巖礦物 天然巖石是礦物的集合體，組成天

8、然巖石是礦物的集合體，組成巖石的礦物稱為造巖礦物。巖石的礦物稱為造巖礦物。 石英石英 是結(jié)晶的二氧化硅是結(jié)晶的二氧化硅 長(zhǎng)石長(zhǎng)石 是鉀，鈉鈣等的鋁硅酸鹽是鉀，鈉鈣等的鋁硅酸鹽的晶體的晶體 角閃石，輝石，方解石角閃石，輝石，方解石 白云石白云石二二.巖石的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)巖石的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.巖石大多數(shù)屬于結(jié)晶晶體，巖石大多數(shù)屬于結(jié)晶晶體，少數(shù)屬于玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)兩者相比結(jié)少數(shù)屬于玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)兩者相比結(jié)晶質(zhì)的較玻璃質(zhì)的強(qiáng)度高，化學(xué)晶質(zhì)的較玻璃質(zhì)的強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性及耐久性好。穩(wěn)定性及耐久性好。 2.巖石的孔隙率較大，則巖巖石的孔隙率較大，則巖石的強(qiáng)度，抗凍性，耐水性及耐石的強(qiáng)度，抗凍性，耐水性及耐久性等會(huì)顯著

9、下降。久性等會(huì)顯著下降。l一一.常用建筑石材常用建筑石材（一）花崗巖（一）花崗巖l 它屬于深成巖，是火成巖中分布最它屬于深成巖，是火成巖中分布最廣的巖石，其主要的礦物組成為長(zhǎng)石，廣的巖石，其主要的礦物組成為長(zhǎng)石，石英和少量的云母。它耐磨性好，抗風(fēng)石英和少量的云母。它耐磨性好，抗風(fēng)化性好及耐久性高，耐酸性好?；院眉澳途眯愿?，耐酸性好。l 花崗巖主要用于基礎(chǔ)，擋土墻，勒花崗巖主要用于基礎(chǔ)，擋土墻，勒腳，踏步地面，外墻飾面雕塑。腳，踏步地面，外墻飾面雕塑。l（二）石灰?guī)r（二）石灰?guī)rl 它屬于沉積巖，主要由方解石組成它屬于沉積巖，主要由方解石組成l石灰?guī)r可用與基礎(chǔ)，墻體，擋土墻等砌石灰?guī)r可用與基礎(chǔ)，

10、墻體，擋土墻等砌體。體。l（三）大理巖（三）大理巖l 它屬于副變質(zhì)巖，由石灰?guī)r或白云它屬于副變質(zhì)巖，由石灰?guī)r或白云巖變質(zhì)而成，主要礦物組成為方解石和巖變質(zhì)而成，主要礦物組成為方解石和白云石。大理巖主要用于室內(nèi)的裝修，白云石。大理巖主要用于室內(nèi)的裝修，如墻面，柱面及磨塤較小的地面，踏步。如墻面，柱面及磨塤較小的地面，踏步。內(nèi)容內(nèi)容: 石灰的原料與生產(chǎn)石灰的原料與生產(chǎn) 石灰的熟化與硬化石灰的熟化與硬化 石灰的特性與應(yīng)用石灰的特性與應(yīng)用 石灰質(zhì)量要求石灰質(zhì)量要求l 1.生產(chǎn)石灰的原料主要是碳酸鈣為主的生產(chǎn)石灰的原料主要是碳酸鈣為主的天然天然 巖石。巖石。 CaCO3CaO+CO2（900-1100度

11、）度） 即的生石灰，其內(nèi)部孔隙大，晶粒小，體積即的生石灰，其內(nèi)部孔隙大，晶粒小，體積密度小，與水作用快。密度小，與水作用快。l 2.欠火石灰：溫度控制不夠產(chǎn)生的，它欠火石灰：溫度控制不夠產(chǎn)生的，它只是降只是降 低了石灰的利用率，不會(huì)帶來危害。低了石灰的利用率，不會(huì)帶來危害。l 3.過火石灰：過火石灰： 是由于溫度過高得到的石是由于溫度過高得到的石灰，它的結(jié)構(gòu)致密，孔隙率小，體積密度灰，它的結(jié)構(gòu)致密，孔隙率小，體積密度大大l（一）石灰的熟化（一）石灰的熟化l 生石灰（氧化鈣）與水發(fā)生作用生成生石灰（氧化鈣）與水發(fā)生作用生成熟石灰（氫氧化鈣）的過程，稱為石灰的熟石灰（氫氧化鈣）的過程，稱為石灰的熟

12、化或消解。熟化或消解。l CaO+H2OCa(OH)2l 熟石灰又稱消石灰，有兩種熟化形式即：熟石灰又稱消石灰，有兩種熟化形式即：石灰膏與消石灰石灰膏與消石灰(二二) 石灰的硬化石灰的硬化l 石灰漿體的硬化過程包括干燥硬化和石灰漿體的硬化過程包括干燥硬化和炭化硬化炭化硬化.機(jī)理機(jī)理:l 干燥硬化砌體吸水、空氣干燥硬化砌體吸水、空氣l 碳化硬化碳化生成碳化硬化碳化生成CaCO3l 由于空氣中的二氧化碳少由于空氣中的二氧化碳少,且生成的且生成的碳酸鈣負(fù)在表面阻止反應(yīng)的進(jìn)行因此石碳酸鈣負(fù)在表面阻止反應(yīng)的進(jìn)行因此石灰漿體硬化慢灰漿體硬化慢,強(qiáng)度低強(qiáng)度低,也不耐水。也不耐水。l(一一).石灰的特性石灰的

13、特性:l 1.保水性與可塑性好保水性與可塑性好 2.凝結(jié)硬化慢凝結(jié)硬化慢,強(qiáng)度強(qiáng)度低低l 3.耐水性差耐水性差 4.干燥收縮大干燥收縮大l(二二).石灰的的質(zhì)量要求石灰的的質(zhì)量要求l 建筑生石灰的技術(shù)要求為有效氧化鈣和建筑生石灰的技術(shù)要求為有效氧化鈣和有效氧花鎂的含量有效氧花鎂的含量,二氧化碳含量及細(xì)度并二氧化碳含量及細(xì)度并按此劃分優(yōu)等品按此劃分優(yōu)等品,一等品一等品,合格品合格品,P216表表5-5。l 建筑消石灰的技術(shù)要求為有效氧化建筑消石灰的技術(shù)要求為有效氧化鈣和有效氧化鎂含量鈣和有效氧化鎂含量,游離水含量游離水含量,體積安體積安定性及細(xì)度定性及細(xì)度,并由此劃分優(yōu)等品并由此劃分優(yōu)等品,一等

14、品一等品,合合格品見表格品見表3-4(三三).石灰的應(yīng)用石灰的應(yīng)用l 拌制灰土或三合土、拌制灰土或三合土、 配制水泥石灰配制水泥石灰砂漿、砂漿、l 石灰砂漿、石灰砂漿、 石灰膏罩白、石灰膏罩白、 制作碳化制作碳化石灰板、石灰板、l 制造加氣混凝土砌塊、制造加氣混凝土砌塊、 粉煤灰砌粉煤灰砌塊等塊等l 配制無熟料水泥：礦渣石灰磨細(xì)配制無熟料水泥：礦渣石灰磨細(xì)l 建筑工程中將能夠把散粒狀材料或建筑工程中將能夠把散粒狀材料或塊狀黏結(jié)成一個(gè)整體的材料稱為膠凝材塊狀黏結(jié)成一個(gè)整體的材料稱為膠凝材料。它分為無機(jī)膠凝材料和有機(jī)膠凝材料。它分為無機(jī)膠凝材料和有機(jī)膠凝材料。無機(jī)膠凝材料按硬化條件分為氣硬料。無機(jī)

15、膠凝材料按硬化條件分為氣硬膠凝材料和水硬膠凝材料。膠凝材料和水硬膠凝材料。l一一.建筑石膏的凝結(jié)與硬化建筑石膏的凝結(jié)與硬化l（一）建筑石膏的水化（一）建筑石膏的水化l CaSO41/2H2O+3/2H2O= CaSO42H2Ol(二）建筑石膏的凝結(jié)與硬化二）建筑石膏的凝結(jié)與硬化l 從加水開始拌和一直到漿體剛開始從加水開始拌和一直到漿體剛開始失去可塑性的過程稱為漿體的初凝，對(duì)失去可塑性的過程稱為漿體的初凝，對(duì)應(yīng)的時(shí)間為初凝時(shí)間；從加水開始拌和應(yīng)的時(shí)間為初凝時(shí)間；從加水開始拌和一直到漿體完全失去可塑性，并開始產(chǎn)一直到漿體完全失去可塑性，并開始產(chǎn)生強(qiáng)度的過程稱為漿體的硬化，對(duì)應(yīng)的生強(qiáng)度的過程稱為漿體

16、的硬化，對(duì)應(yīng)的時(shí)間稱為終凝時(shí)間。時(shí)間稱為終凝時(shí)間。l1.建筑石膏的質(zhì)量要求：建筑石膏的質(zhì)量要求：l 主要有強(qiáng)度，細(xì)度和終凝時(shí)間。并按強(qiáng)主要有強(qiáng)度，細(xì)度和終凝時(shí)間。并按強(qiáng)度，細(xì)度和終凝時(shí)間劃分為優(yōu)等品，一等度，細(xì)度和終凝時(shí)間劃分為優(yōu)等品，一等品，和合格品。各等級(jí)建筑石膏的初凝時(shí)品，和合格品。各等級(jí)建筑石膏的初凝時(shí)間不得小于間不得小于6min,終凝時(shí)間不得大于終凝時(shí)間不得大于30min.l2.建筑石膏的應(yīng)用建筑石膏的應(yīng)用 建筑石膏的用途很廣，主要用于室內(nèi)摸建筑石膏的用途很廣，主要用于室內(nèi)摸灰，粉刷，和生產(chǎn)各種石膏板灰，粉刷，和生產(chǎn)各種石膏板l建筑石膏的特性：建筑石膏的特性：l1）凝結(jié)硬化快）凝結(jié)硬

17、化快l2）凝結(jié)硬化時(shí)體積膨脹）凝結(jié)硬化時(shí)體積膨脹l3）孔隙率大與體積密度?。┛紫堵蚀笈c體積密度小l4）保溫性和吸收性好）保溫性和吸收性好l5）強(qiáng)度較低）強(qiáng)度較低l6）具有一定的調(diào)溫和調(diào)濕性能）具有一定的調(diào)溫和調(diào)濕性能l7）防火性好，但耐火性較差）防火性好，但耐火性較差l8）耐水性，抗摻性，抗凍性差）耐水性，抗摻性，抗凍性差 2.4.1 水玻璃的組成水玻璃的組成l 俗稱泡花堿石英砂苛性鈉俗稱泡花堿石英砂苛性鈉l品種品種: l硅酸鈉水玻（硅酸鈉水玻（Na2O.nSiO2） l硅酸鉀水玻璃（硅酸鉀水玻璃（ K2O.nSiO2 ） l硅酸鋰水玻璃（硅酸鋰水玻璃（ Li2O.nSiO2 ） l通式：通式

18、：R2O.nSiO2 n-水玻璃模數(shù)水玻璃模數(shù)l 二氧化硅與氧化鈉的摩爾數(shù)的比值二氧化硅與氧化鈉的摩爾數(shù)的比值稱為水玻璃的摩爾數(shù)稱為水玻璃的摩爾數(shù)l 水玻璃的濃度越高水玻璃的濃度越高,則水玻璃的密度則水玻璃的密度和黏度越大和黏度越大,硬化速度越快硬化速度越快,硬化后的黏結(jié)硬化后的黏結(jié)力與強(qiáng)度力與強(qiáng)度,耐熱性與耐酸性越高耐熱性與耐酸性越高.l 水玻璃的模數(shù)越高水玻璃的模數(shù)越高,則水玻璃的密度則水玻璃的密度和黏度越大和黏度越大,硬化速度越快硬化速度越快,硬化后的黏結(jié)硬化后的黏結(jié)力與強(qiáng)度力與強(qiáng)度,耐熱性與耐酸性越高耐熱性與耐酸性越高l 碳化硬化水玻璃吸水空氣中的二氧碳化硬化水玻璃吸水空氣中的二氧化碳

19、化碳,析出二氧化硅凝膠析出二氧化硅凝膠,并逐漸干燥脫水成并逐漸干燥脫水成為氧化硅而硬化為氧化硅而硬化l l Na2O.nSiO2+CO2+mH2O- nSiO2.mH2O+Na2CO3 晶體（晶體（SiO2）膠體）膠體 (nSiO2.mH2O)晶體晶體(nSiO2) l(1)水玻璃的性質(zhì)水玻璃的性質(zhì)l a.黏結(jié)力強(qiáng)黏結(jié)力強(qiáng),強(qiáng)度較高強(qiáng)度較高 b.耐酸性好耐酸性好l c.耐熱性好耐熱性好 d.耐堿性和耐水性差耐堿性和耐水性差l(2).水玻璃的應(yīng)用水玻璃的應(yīng)用l水玻璃可用作耐熱和耐酸材料外水玻璃可用作耐熱和耐酸材料外,還有以還有以下用途下用途:l a.涂刷材料表面涂刷材料表面 b.提高抗風(fēng)化能力提

20、高抗風(fēng)化能力l c.加固土壤加固土壤 d.配置速凝防水劑配置速凝防水劑 l e.修補(bǔ)磚墻裂縫修補(bǔ)磚墻裂縫 l內(nèi)容提要：內(nèi)容提要： l 重點(diǎn)介紹硅酸鹽水泥的礦物組成、重點(diǎn)介紹硅酸鹽水泥的礦物組成、水化硬化機(jī)理、影響水化因素；硅酸鹽水化硬化機(jī)理、影響水化因素；硅酸鹽水泥主要技術(shù)性質(zhì)；水泥石的腐蝕和防水泥主要技術(shù)性質(zhì)；水泥石的腐蝕和防止；同時(shí)介紹了其它摻混合材的水泥、止；同時(shí)介紹了其它摻混合材的水泥、特種水泥；達(dá)到正確的選擇和使用水泥。特種水泥；達(dá)到正確的選擇和使用水泥。 l 定義定義 由硅酸鹽水泥熟料、由硅酸鹽水泥熟料、05石灰石或粒化高爐礦渣，適量石膏磨石灰石或?；郀t礦渣，適量石膏磨細(xì)制成的水

21、硬性膠凝材料稱為細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為Portland Cement. 一一.硅酸鹽水泥熟料的礦物組成與特性硅酸鹽水泥熟料的礦物組成與特性 1.定義定義:煅燒時(shí)由生料脫水和分解出煅燒時(shí)由生料脫水和分解出的的CaO, AL2O3,SiO2,Fe2O3,在約在約1450度的高溫下度的高溫下相互間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)相互間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生成一些以硅酸鹽生成一些以硅酸鹽為主的新的化合物為主的新的化合物,稱為水泥熟料稱為水泥熟料. 2.四種熟料礦物四種熟料礦物:硅酸三鈣硅酸三鈣(C3S),硅酸二硅酸二鈣鈣(C2S),鋁酸三鈣鋁酸三鈣(C3A),鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣(C4AF) 3. 四種礦物的比例對(duì)水泥性質(zhì)

22、的影響四種礦物的比例對(duì)水泥性質(zhì)的影響: 如提高如提高C3S的含量的含量,可得到高強(qiáng)硅酸鹽可得到高強(qiáng)硅酸鹽水泥水泥;提高提高C3S和和C3A的含量的含量,即可制得快即可制得快硬硅酸鹽水泥硬硅酸鹽水泥;降低降低C3S和和C3A的含量的含量,提提高的含量可的低熱或中熱硅酸鹽水泥高的含量可的低熱或中熱硅酸鹽水泥.水化物質(zhì)由無水狀態(tài)變?yōu)橛兴疇顟B(tài)，由水化物質(zhì)由無水狀態(tài)變?yōu)橛兴疇顟B(tài)，由低含水變?yōu)楦吆?，統(tǒng)稱為水化。低含水變?yōu)楦吆?，統(tǒng)稱為水化。 凝結(jié)水泥加水拌和初期形成具有可塑性凝結(jié)水泥加水拌和初期形成具有可塑性的漿體，然后逐漸變稠并失去可塑性的的漿體，然后逐漸變稠并失去可塑性的過程稱為凝結(jié)。過程稱為凝結(jié)。

23、 硬化此后，漿體的強(qiáng)度逐漸提高并變成硬化此后，漿體的強(qiáng)度逐漸提高并變成堅(jiān)硬的石狀固體（水泥石），這一過程堅(jiān)硬的石狀固體（水泥石），這一過程稱為硬化稱為硬化。 (一一).水化反應(yīng)水化反應(yīng)2(3CaO.SiO2)+6H2O3CaO.2SiO2.3H2O+ ( 水化硅酸鈣凝膠水化硅酸鈣凝膠) 3Ca(OH)22(2CaO.SiO2)+4H2O3CaO.2SiO2.3H2O+ Ca(OH)2 3CaO.Al2O3+6H2O3CaO.Al2O3.6H2O (水化鋁酸三鈣晶體水化鋁酸三鈣晶體)4CaO.AlO3.Fe2O3+7H2O 3CaO.Al2O3.6H2O+ CaO.Fe2O3.H2O(水化鐵酸鈣

24、凝膠水化鐵酸鈣凝膠)(二二) 水水 泥泥 石石1.水泥石的組成：水泥石的組成： 未水化水泥顆粒未水化水泥顆粒 水化產(chǎn)物晶體、膠體水化產(chǎn)物晶體、膠體 毛細(xì)孔、毛細(xì)水毛細(xì)孔、毛細(xì)水 2.影響水泥石結(jié)構(gòu)的因數(shù)影響水泥石結(jié)構(gòu)的因數(shù): a.石膏的摻量石膏的摻量 c.養(yǎng)護(hù)時(shí)間養(yǎng)護(hù)時(shí)間, b.溫度和濕度溫度和濕度 d.水灰比水灰比(一一)密度、細(xì)度密度、細(xì)度 a.密度：密度：3.053.20g/cm3，一般取，一般取3.1 堆積密度：堆積密度：1.3 g/cm3 b.細(xì)度指水泥顆粒的粗細(xì)程度，用篩余或細(xì)度指水泥顆粒的粗細(xì)程度，用篩余或比表面積表示（比表面積表示（300350 m2/kg），影響），影響水泥的

25、水化速度、收縮等性質(zhì)水泥的水化速度、收縮等性質(zhì) c.粒徑：粒徑： 40 m 水化非常緩慢，接近惰性水化非常緩慢，接近惰性(二二) 凝凝 結(jié)結(jié) 時(shí)時(shí) 間間a.初凝時(shí)間（初凝時(shí)間（t初）水泥開始加水拌和至水初）水泥開始加水拌和至水泥漿開始失去可塑性所需的時(shí)間。泥漿開始失去可塑性所需的時(shí)間。 b.終凝時(shí)間（終凝時(shí)間（t終）終） 水泥開始加水拌和至水水泥開始加水拌和至水泥漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需泥漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。的時(shí)間。 c.GB1346規(guī)定：規(guī)定： t初初 45min t終終 6.5h(三三)體積安定性體積安定性定義定義: 是水泥硬化后因體積膨脹而產(chǎn)生不均勻是水泥

26、硬化后因體積膨脹而產(chǎn)生不均勻變形變形 的性質(zhì)。體積安定性不良的水泥應(yīng)的性質(zhì)。體積安定性不良的水泥應(yīng)作廢品處理。作廢品處理。 原因原因: 熟料中含游離氧化鈣（熟料中含游離氧化鈣（f-CaO)過多過多 熟料中含游離氧化熟料中含游離氧化鎂鎂（f-MaO)過多過多 石膏過多石膏過多游離氧化鈣、鎂膨脹原因游離氧化鈣、鎂膨脹原因a.熟料中熟料中f-CaO、f-MgO都是過燒的，都是過燒的， 結(jié)構(gòu)致密，水化很慢；結(jié)構(gòu)致密，水化很慢； b.水泥硬化后才吸收孔隙中水分熟化：水泥硬化后才吸收孔隙中水分熟化： CaO+H2O=Ca(OH)2 MgO+H2O=Mg(OH)2 c.體積膨脹體積膨脹97以上，從而引起不均

27、勻體積以上，從而引起不均勻體積膨脹，使水泥石開裂膨脹，使水泥石開裂。定義水泥石在外界侵蝕性介質(zhì)（軟水、定義水泥石在外界侵蝕性介質(zhì)（軟水、含酸、含鹽、含堿等）的作用下結(jié)構(gòu)受含酸、含鹽、含堿等）的作用下結(jié)構(gòu)受到破壞，強(qiáng)度降低的現(xiàn)象稱為水泥石的到破壞，強(qiáng)度降低的現(xiàn)象稱為水泥石的腐蝕。腐蝕。 表現(xiàn)形式：表現(xiàn)形式： 體積膨脹膨脹型腐蝕體積膨脹膨脹型腐蝕 體積收縮溶出型腐蝕體積收縮溶出型腐蝕 (一一)水泥石腐蝕的原因水泥石腐蝕的原因內(nèi)因內(nèi)因水泥石存在不穩(wěn)定的水泥石存在不穩(wěn)定的Ca(OH)2和介穩(wěn)和介穩(wěn)的水化硫鋁酸鈣；的水化硫鋁酸鈣；外因外因環(huán)境中有害介質(zhì)（軟水、酸、鹽等）環(huán)境中有害介質(zhì)（軟水、酸、鹽等）的

28、存在；的存在； 聯(lián)系聯(lián)系水泥石中的孔縫系統(tǒng)，產(chǎn)生有害介水泥石中的孔縫系統(tǒng)，產(chǎn)生有害介質(zhì)的侵蝕、交換作用。質(zhì)的侵蝕、交換作用。 長(zhǎng)期性、后期加劇性長(zhǎng)期性、后期加劇性(二二)水泥石腐蝕的防止水泥石腐蝕的防止措施：措施： 根據(jù)侵蝕環(huán)境特點(diǎn)根據(jù)侵蝕環(huán)境特點(diǎn),合理選用水泥品合理選用水泥品種；種； 提高水泥石的密實(shí)度；提高水泥石的密實(shí)度； 加作保護(hù)層石材、陶瓷、瀝青加作保護(hù)層石材、陶瓷、瀝青 常用于：常用于： 重要結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)混凝土和預(yù)應(yīng)力混重要結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土工程凝土工程 要求凝結(jié)快的現(xiàn)場(chǎng)澆注的混凝土工程要求凝結(jié)快的現(xiàn)場(chǎng)澆注的混凝土工程 冬季施工及嚴(yán)寒地區(qū)遭受反復(fù)凍融的工程冬季施工及嚴(yán)寒地區(qū)

29、遭受反復(fù)凍融的工程 不宜用于：不宜用于： 受流動(dòng)的軟水和有水壓作用的工程受流動(dòng)的軟水和有水壓作用的工程 受海水和礦物水作用的工程受海水和礦物水作用的工程 大體積工程大體積工程 耐熱、耐酸工程耐熱、耐酸工程定義凡在硅酸鹽水泥熟料中，摻入一定量定義凡在硅酸鹽水泥熟料中，摻入一定量的混合材料和適量的石膏共同磨細(xì)制成的的混合材料和適量的石膏共同磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，均屬摻混合材的硅酸鹽水硬性膠凝材料，均屬摻混合材的硅酸鹽水泥。水泥。 摻入目的：摻入目的： a.改善水泥的性能改善水泥的性能 b.增加品種增加品種 c.提高產(chǎn)量提高產(chǎn)量 d.節(jié)約熟料，節(jié)約熟料， e.降低成本降低成本一、混一、混 合合

30、材材 料料定義在水泥生產(chǎn)過程中，為改善水泥定義在水泥生產(chǎn)過程中，為改善水泥 性性能，調(diào)節(jié)水泥標(biāo)號(hào)，擴(kuò)大使用范圍而能，調(diào)節(jié)水泥標(biāo)號(hào)，擴(kuò)大使用范圍而 摻入摻入的天然或人工的礦質(zhì)原料稱為混合材。的天然或人工的礦質(zhì)原料稱為混合材。 分類：分類：活性混合材具有火山灰性或潛在水硬性的活性混合材具有火山灰性或潛在水硬性的材料，如礦渣、粉煤灰等。材料，如礦渣、粉煤灰等。 非活性混合材不具有潛在水硬性的材料，非活性混合材不具有潛在水硬性的材料，如石灰石粉、慢冷礦渣等如石灰石粉、慢冷礦渣等非非 活活 性性 混混 合合 材材a.這類材料本身不具有潛在的水硬性或火這類材料本身不具有潛在的水硬性或火山灰性，與水泥礦物組

31、成不起化學(xué)作用山灰性，與水泥礦物組成不起化學(xué)作用 b.摻入目的：擴(kuò)展水泥標(biāo)號(hào)、降低水化摻入目的：擴(kuò)展水泥標(biāo)號(hào)、降低水化c.常用的有：磨細(xì)的石英砂、石灰石粉常用的有：磨細(xì)的石英砂、石灰石粉 磨細(xì)的高爐礦渣、尾礦粉磨細(xì)的高爐礦渣、尾礦粉二、摻混合材的硅酸鹽水泥二、摻混合材的硅酸鹽水泥1、普通硅酸鹽水泥代號(hào)、普通硅酸鹽水泥代號(hào)P.O Ordinary Portland Cement 硅酸鹽水泥熟料硅酸鹽水泥熟料(615)%混合材石膏混合材石膏 后磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料后磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料 標(biāo)號(hào)（標(biāo)號(hào)（GB175-1999） 32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5性質(zhì)：

32、同硅酸鹽水泥相近性質(zhì)：同硅酸鹽水泥相近硅酸鹽水泥的技術(shù)要求硅酸鹽水泥的技術(shù)要求2.硅酸鹽水泥的技術(shù)要求硅酸鹽水泥的技術(shù)要求(1)細(xì)度細(xì)度 篩孔尺寸為篩孔尺寸為80m的方孔篩的篩余的方孔篩的篩余不得超過不得超過10%,否則為不合格否則為不合格(2)凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間 初凝時(shí)間不得早于初凝時(shí)間不得早于45min,終凝終凝時(shí)間不得遲于時(shí)間不得遲于10h(3)標(biāo)號(hào)標(biāo)號(hào) 根據(jù)根據(jù)3和和28的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度,將普通硅酸鹽水泥劃分為將普通硅酸鹽水泥劃分為325,425,525,625等四個(gè)標(biāo)號(hào)等四個(gè)標(biāo)號(hào)3.普通硅酸鹽的特性普通硅酸鹽的特性l普通硅酸鹽與硅酸鹽性質(zhì)差異普通硅酸鹽與硅酸鹽性質(zhì)差異:l(1)早期強(qiáng)度略低早期強(qiáng)度略低l(2)耐腐蝕性銷好耐腐蝕性銷好l(3)水化熱略水化熱略l(4)抗凍性和抗摻性略差抗凍性和抗摻性略差l(5)耐磨性略差耐磨性略差三種水泥的共性三種水泥的共性礦渣、火山灰質(zhì)、粉煤灰硅酸鹽水泥礦渣、火山灰質(zhì)、粉煤灰硅酸鹽水泥l(xiāng)凝結(jié)硬化速度慢，早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高；凝結(jié)硬化速度慢，早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高； l水化放熱速度慢，放熱量低；水化放熱速度慢，放熱量低；l對(duì)溫度敏感性高，溫度低時(shí)影響強(qiáng)度發(fā)展；對(duì)溫度敏感性高，溫度低時(shí)影響強(qiáng)度發(fā)展； l抗軟水、抗軟水、SO42+的腐蝕性好；礦渣水泥