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1、土木工程材料緒論第一章 土木工程材料基本性質(zhì)第二章 無(wú)機(jī)氣硬性膠凝材料第三章 水泥第四章 砂漿第五章 混凝土第六章 砌筑材料和屋面材料第七章 鋼材第八章 合成高分子材料第九章 瀝青材料第十章 木材第十一章 其它工程材料第十二章 土木工程材料試驗(yàn)1.1 材料的基本物理性質(zhì)一、材料在不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)下的密度1、密度材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。密度，g/cm3 m 材料的質(zhì)量，g V材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積,cm3 絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積是不包含孔隙在內(nèi)的體積。密實(shí)材料的體積為絕對(duì)密實(shí)體積，如鋼材、玻璃等。一般材料內(nèi)部均含有孔隙，在測(cè)定有孔隙的材料密度時(shí)，應(yīng)將材料磨成粉末，干燥后，用李氏瓶測(cè)定

2、其體積。= mV 1.1 材料的基本物理性質(zhì)2、表觀密度（視密度）材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。0密度，g/cm3 m 材料的質(zhì)量，g V0材料在自然狀態(tài)下的體積，cm3 測(cè)定材料表觀密度時(shí)，外形規(guī)則材料可通過(guò)直接度量外形尺寸，按幾何計(jì)算體積；對(duì)于外形不規(guī)則的不吸水材料，可直接用排水法測(cè)定材料的體積，對(duì)于吸水材料，用封蠟法測(cè)定材料的體積。0= mV0 1.1 材料的基本物理性質(zhì)3、堆積密度散粒材料或粉末材料在自然堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。 m 0 V0 0堆積密度，kg/m3 m 材料的質(zhì)量，kg/m3V0材料的自然堆積體積，m3 材料堆積密度一般指材料在氣干狀態(tài)下的自然堆積密度，如材料

3、含水時(shí)，應(yīng)說(shuō)明含水率。 材料在絕干狀態(tài)下的堆積密度稱(chēng)為絕干堆積密度，用0d表示。1.1 材料的基本物理性質(zhì)二、結(jié)構(gòu)中的孔隙與材料性質(zhì)的關(guān)系 1、孔隙分類(lèi) 按孔隙的大小分為： 細(xì)微孔隙、細(xì)小孔隙、 較粗大孔隙、粗大孔隙。 按孔隙的形狀分為： 閉口孔隙（封閉孔隙）。 球狀孔隙、片狀孔隙、 管狀孔隙、帶尖角孔隙。 按常壓水能否進(jìn)入分為： 開(kāi)口孔隙（連通孔隙）、 閉口孔隙（封閉孔隙）。 連通孔隙封閉孔隙片狀孔隙尖角孔隙球狀孔隙固體物質(zhì)1.1 材料的基本物理性質(zhì)2、孔隙的來(lái)源與產(chǎn)生原因 a、天然形成：木材內(nèi)部的孔隙是木材生長(zhǎng)需要而產(chǎn)生的，巖石中 的孔隙是造巖運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的。 b、人為形成：泡沫塑料、加氣混

4、凝土。 c、制造缺陷：玻璃中的氣泡、鋼材中的裂紋。 d、生產(chǎn)工藝和組成要求產(chǎn)生：混凝土、砂漿、石膏等凝結(jié)硬化后 由于水分蒸發(fā)產(chǎn)生的孔隙。3、孔隙對(duì)材料性質(zhì)的影響 孔隙含量高，則材料的體積密度、堆積密度、強(qiáng)度越小，保溫性、隔聲性、吸水性越強(qiáng)。 孔隙形狀、大小對(duì)材料的性質(zhì)也有很大影響。球狀孔隙對(duì)強(qiáng)度的影響小于片狀、尖角孔隙，開(kāi)口孔隙對(duì)材料的吸水性的影響大于閉口孔隙，對(duì)保溫性的影響較小。1.1 材料的基本物理性質(zhì)三、密實(shí)度與孔隙率1、密實(shí)度材料體積（自然狀態(tài)）內(nèi)固體物質(zhì)的充實(shí)程度。 V 0D 100 100 V0 密實(shí)度D值反映了材料的密實(shí)程度，鋼材、玻璃的密實(shí)度 D = 1。2、孔隙率材料在自然狀

5、態(tài)下，孔隙體積占材料總體積的百分率。 VP V0- VP 100 (1D) V0 V0 P+D=1 開(kāi)口孔隙率PK 材料內(nèi)開(kāi)口孔隙體積占總體積的百分率。 PKVK/V0 閉口孔隙率Pb 材料內(nèi)閉口孔隙體積占總體積的百分率。 PBVB/V0 VP=VK+VB P=PK+Pb1.1 材料的基本物理性質(zhì)3、空隙率散粒材料在堆積狀態(tài)下，顆粒間空隙體積占材料堆積體積的百分率。 VS V0- V0 0P （1 ） 100 V0 V0 0 填充率散粒材料在堆積狀態(tài)下，顆粒體積占材料堆積體積的百分率。 V0 0D 100 V0 0 1PD+P=1V0V0VsVVpVKVB1.2 材料的力學(xué)性質(zhì)一、材料的受力變

6、形 1 、彈性變形 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，材料的變形立即消失并能完全恢復(fù)到原來(lái)形狀的性質(zhì)稱(chēng)為彈性。材料的這種變形稱(chēng)為彈性變形。應(yīng)變和應(yīng)力成正比，其比值稱(chēng)為材料的彈性模量。E=/（Mpa)。 2 、塑性變形 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，材料仍能保持變形后的形狀的性質(zhì)稱(chēng)為塑性。材料的這種變形稱(chēng)為塑性變形。 多數(shù)材料在受力較小時(shí)表現(xiàn)為彈性，受力較大時(shí)表現(xiàn)為塑性特征，外力取消后，彈性變形消失，其塑性變形不能消失，這種材料稱(chēng)之為彈塑性材料。 3 、徐變（蠕變） 材料在恒定外力作用下產(chǎn)生，隨著時(shí)間而緩慢增長(zhǎng)的不可恢復(fù)的變形稱(chēng)為徐變變形，簡(jiǎn)稱(chēng)徐變。徐變屬于塑性變形。1.2 材料

7、的力學(xué)性質(zhì)二、材料的強(qiáng)度 1、強(qiáng)度：材料在外力作用下抵抗破壞的能力。 2、材料的理論強(qiáng)度：f =Edf 材料的理論強(qiáng)度 E 材料的彈性模量 材料的表面能 d 材料原子間距由于材料內(nèi)部的缺陷，材料的理論強(qiáng)度為實(shí)際強(qiáng)度的100-1000倍。3、材料的實(shí)際強(qiáng)度（強(qiáng)度）：抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度：f = PA抗彎強(qiáng)度：f =3PL2bh2LbhPPPPPPP1.2 材料的力學(xué)性質(zhì)常用材料的強(qiáng)度值 單位MPa材 料抗壓強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度比強(qiáng)度（抗壓）花崗巖100-2505-810-140.070普通粘土磚7.5-30-1.8-4.00.006普通混凝土7.5-601-4-0.017普通低碳鋼200-400

8、200-400-0.054松木（順紋）30-5080-12060-1000.2004、材料的強(qiáng)度等級(jí) 標(biāo)號(hào)： 材料按強(qiáng)度劃分為若干等級(jí)，便于使用。如混凝土按抗壓強(qiáng)度劃分為C7.5、C10、C15、C20、C60等12個(gè)等級(jí)，普通粘土磚分為MU10、MU15、MU30五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。5、材料的比強(qiáng)度：材料強(qiáng)度與體積密度的比值。是衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)的主要指標(biāo)。1.2 材料的力學(xué)性質(zhì)三、材料的脆性和韌性 1、脆性：材料在外力作用無(wú)明顯塑性變形而突然破壞的性質(zhì)。 2、韌性（沖擊韌性）：材料在沖擊或振動(dòng)荷載作用下，能吸收較大的能量，產(chǎn)生一定的變形而不破壞的性質(zhì)。用材料受荷達(dá)到破壞時(shí)所吸收的能量表示。kAkA

9、kk材料的沖擊韌性，J/mm2；AK試件破壞時(shí)所消耗的功，J；A試件受力凈截面積，mm2。1.2 材料的力學(xué)性質(zhì)四、硬度和耐磨度1、硬度：材料抵抗較硬物體刻劃或壓入的能力。測(cè)定方法有：莫氏、洛氏、維氏、布氏法。2、耐磨性：材料抵抗磨損的能力。用耐磨率表示：M=m0m1AM耐磨率，g/cm2;m0磨前質(zhì)量，g；m1磨后質(zhì)量，g；A試樣受磨面積，cm2。1.3 材料與水有關(guān)的性質(zhì)一、材料的親水性與憎水性 水分子間的內(nèi)聚力小于水分子與固體材料分子間的吸引力時(shí)，材料表面容易被水浸潤(rùn)，該材料為親水材料。 90 0。大多數(shù)材料為親水材料，如混凝土、粘土磚、鋼材、木材等。 水分子間的內(nèi)聚力大于水分子與固體材

10、料分子間的吸引力時(shí)，材料表面不能被水浸潤(rùn)，該材料為憎水材料。 90 0。 憎水材料具有良好的防水性能，可作為防水材料使用。固液氣憎水性固液氣親水性1.3 材料與水有關(guān)的性質(zhì)二、吸水性與吸濕性1、吸水性：材料在水中吸收水分的性質(zhì)。 a、重量吸水率： 材料在吸水飽和狀態(tài)下，所吸水的質(zhì)量占材料絕干質(zhì)量的百分比。Wm=mbmgmg100mb 材料吸水飽和時(shí)所吸水的質(zhì)量，Kg或g；mg材料干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g或Kg。b、體積吸水率： 材料在吸水飽和狀態(tài)下，所吸水的體積占材料自然狀態(tài)下的體積的百分比。w水的密度；V0材料干燥狀態(tài)下的體積，cm3或m3。Wv=mbmgV0100w11.3 材料與水有關(guān)的性質(zhì)

11、2、吸濕性：材料在空氣中吸收水分的性質(zhì),用含水率表示。 Wm=mswm100msw 材料在空氣中所吸水的質(zhì)量。Kg或g。平衡含水率：材料中的水分與空氣濕度達(dá)到平衡時(shí)的含水率叫做平衡含水率。3、影響材料吸水率的因素： a、材料的性質(zhì)（親水或憎水）。 b、材料的孔隙率和孔隙構(gòu)造。4、含水對(duì)材料性質(zhì)的影響： a、材料質(zhì)量增加。 b、材料的強(qiáng)度下降。 C、材料的保溫性能降低。 d、材料的耐久性下降（易產(chǎn)生凍害、易被腐蝕）。1.3 材料與水有關(guān)的性質(zhì)三、耐水性 材料長(zhǎng)期在水的作用下，保持其原有性質(zhì)的能力。結(jié)構(gòu)材料的耐水性用軟化系數(shù)KR表示fbfgKRfb 材料在吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度 ，Mpa；fg

12、材料在絕干狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度 ，Mpa。KR0.85時(shí)為耐水材料。一般結(jié)構(gòu)，材料的軟化系數(shù)KR0.75，重要結(jié)構(gòu)，材料的軟化系數(shù)KR0.85。四、抗?jié)B性 材料抵抗壓力水或其他液體滲透的性質(zhì)。 材料的抗?jié)B性用滲透系數(shù)K表示，一般用抗?jié)B標(biāo)號(hào)P表示。如P2、P4、P10分別表示可抵抗0.2、0.4、1.0 Mpa 壓力水不滲漏。1.3 材料與水有關(guān)的性質(zhì)五、抗凍性 材料在凍融循環(huán)作用下，保持其原有性質(zhì)的能力。 凍融循環(huán)： 在15凍結(jié)，20的水中融化，這樣的過(guò)程為一次凍融循環(huán)。 結(jié)構(gòu)材料的抗凍性用抗凍標(biāo)號(hào)表示。如F25、F50、F100、表示材料經(jīng)25、50、100次凍融循環(huán)后仍能滿(mǎn)足質(zhì)量損失5，強(qiáng)度下

13、降25的要求。 影響材料抗凍性的因素： 1、材料的孔隙構(gòu)造和孔隙率（開(kāi)口孔隙率）。 2、孔隙的充水程度（飽和度：91破壞程度低）。 3、材料自身的強(qiáng)度。1.4 材料的熱性質(zhì) 一、導(dǎo)熱性當(dāng)材料兩側(cè)存在溫度差時(shí)，熱量將由高溫側(cè)傳遞到低溫側(cè)，材料的這種傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)，稱(chēng)為導(dǎo)熱性，常用導(dǎo)熱系數(shù)來(lái)表示。計(jì)算公式為： 式中材料的導(dǎo)熱系數(shù)，w/（mK）；Q傳導(dǎo)熱量，J；a材料的厚度，m；A材料傳熱面積，m2；Z傳熱時(shí)間，s；t1-t2材料兩側(cè)溫度差（t1t2），K。材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小，表示其越不易導(dǎo)熱，絕熱性能越好。材料的導(dǎo)熱性與孔隙特征有關(guān)，增加孤立的不連通孔隙能降低材料的導(dǎo)熱能力。 二、熱阻材料層厚度與

14、導(dǎo)熱系數(shù)的比值，稱(chēng)為熱阻，R=/(m2K/W) 三、 熱容量和比熱熱容量是指材料受熱時(shí)吸收熱量或冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)，可用下式表示： 四、 熱變形性材料的熱變形性，是指材料在溫度變化時(shí)的尺寸變化，除了個(gè)別的如水結(jié)冰之外，一般材料均符合熱脹冷縮這一自然規(guī)律。材料的熱變形性常用線膨脹系數(shù)來(lái)表示，可用下式表示： 式中材料的線膨脹系數(shù)，1/K；L材料原來(lái)的長(zhǎng)度，mm； L材料的線變形量，mm； t2t1材料在升、降溫前后的溫度差，K； 土木建筑工程中總體上要求材料的熱變形性不要太大。 五、 耐燃性材料的耐燃性是指材料對(duì)火焰和高溫的抵抗能力，它是決定建筑物防火、建筑結(jié)構(gòu)耐火等級(jí)的重要因素。土木工程材料按

15、耐燃性可分為三類(lèi)：1）非燃燒材料在空氣中受到火燒或高溫高熱作用不起火、不碳化、不微燃的材料稱(chēng)為非燃燒材料，如鋼鐵、磚、石等。用非燃材料制作的構(gòu)件稱(chēng)為非燃燒體。鋼鐵、鋁、玻璃等材料受到火燒或高熱作用會(huì)發(fā)生變形、熔融，所以它們雖然是非燃燒材料，但不是耐火的材料。2）難燃材料在空氣中受到火燒或高溫高熱作用時(shí)難起火、難微燃、難碳化，當(dāng)火源移走后，已有的燃燒或微燃立即停止的材料，稱(chēng)為難燃材料。如經(jīng)過(guò)防火處理的木材和刨花板。3）可燃材料在空氣中受到火燒或高溫高熱作用時(shí)立即起火或微燃，且火源移走后仍繼續(xù)燃燒的材料，如木材。用這種材料制作的構(gòu)件稱(chēng)為燃燒體，此種材料使用時(shí)應(yīng)作防燃處理。1.5 材料的耐久性用于構(gòu)

16、筑物的材料在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，能抵抗周?chē)鞣N介質(zhì)的侵蝕而保持其原有性能、不變質(zhì)、不破壞的性質(zhì)，統(tǒng)稱(chēng)為耐久性。土木工程結(jié)構(gòu)物的工程特性與土木工程材料的基本性質(zhì)直接相關(guān)，且用于構(gòu)筑物的材料在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，需具有良好的耐久性。在構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)及材料的選用中，必須根據(jù)材料所處的結(jié)構(gòu)部位和使用環(huán)境等因素，并根據(jù)各種材料的耐久性特點(diǎn)，合理地選用，以利于節(jié)約材料、減少維修費(fèi)用、延長(zhǎng)構(gòu)筑物的使用壽命。 第二章 無(wú)機(jī)氣硬性膠凝材料2.1 石灰 2.2石膏2.3水玻璃 膠凝材料 將散粒狀材料（砂、石等）或塊狀材料（磚、砌塊等）粘合為一個(gè)整體的材料，通稱(chēng)為膠凝材料。第二章 氣硬性膠凝材料膠凝材料有機(jī)膠凝材料無(wú)機(jī)膠凝材

17、料瀝青類(lèi)石油瀝青、煤瀝青天然樹(shù)脂類(lèi)松香、橡膠合成樹(shù)脂類(lèi)塑料、涂料、膠粘劑氣硬性膠凝材料石灰、石膏、水玻璃等水硬性膠凝材料各種水泥氣硬性膠凝材料：只能在空氣中凝結(jié)硬化，也只能在空氣中保持并增長(zhǎng)強(qiáng)度的材料。適用于干燥環(huán)境。水硬性膠凝材料：既能在空氣中凝結(jié)硬化，又能在水中更好地凝結(jié)硬化，并保持和發(fā)展強(qiáng)度的材料。適用于干燥和潮濕、水下環(huán)境。2.1 石灰一、石灰的原料與生產(chǎn) 生產(chǎn)石灰的原料為含碳酸鈣為主的天然巖石，常用石灰石、白云石質(zhì)石灰石。石灰石屬于沉積巖，各地石灰石的結(jié)構(gòu)、成份、雜質(zhì)含量各不相同，生產(chǎn)出的石灰質(zhì)量也不一致。 石灰的生產(chǎn)采用立窰煅燒方法。CaCO3 CaO+CO2900-1100二、石

18、灰的分類(lèi) 按氧化鎂含量分為：鈣質(zhì)石灰氧化鎂含量5，鎂質(zhì)石灰氧化鎂含量5。 欠火石灰與過(guò)火石灰：欠火石灰煅燒溫度不高或煅燒時(shí)間短，內(nèi)部尚有部分石灰石未分解為石灰，欠火石灰影響石灰漿的產(chǎn)量，但不會(huì)給工程造成質(zhì)量隱患。過(guò)火石灰煅燒溫度過(guò)高或煅燒時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，石灰產(chǎn)生熔融，形成密度大，表面被玻璃狀物質(zhì)包裹，使石灰與水的作用減慢，對(duì)工程質(zhì)量造成不良影響。2.1 石灰三、石灰的熟化與硬化1、石灰的熟化石灰的熟化，又稱(chēng)消解。是生石灰與水作用生產(chǎn)熟石灰的過(guò)程。CaO + H2O Ca(OH)2+ 64 kJ石灰熟化過(guò)程中，體積迅速增大1-2.5倍，并放出大量的熱。石灰熟化方式有：（1）、石灰膏。在化灰池中將石灰與

19、過(guò)量的水（石灰質(zhì)量的34倍）進(jìn)行熟化反應(yīng)，形成石灰乳，經(jīng)過(guò)濾后放入儲(chǔ)灰池中沉淀。石灰膏含水約50，體積密度13001400kg/m3，1kg生石灰可熟化成23L的石灰膏。（2）、消石灰粉。生石灰中加入6080的水，熟化后得到的粉狀物。石灰的陳伏：為避免過(guò)火石灰對(duì)工程的危害，熟化時(shí)采用小于3mm孔徑的篩網(wǎng)濾去未熟化的顆粒，并使石灰膏在儲(chǔ)灰池中存放2周以上，使過(guò)火石灰充分熟化（罩面石灰膏存放時(shí)間不少于30天）。陳伏時(shí)為防止石灰碳化，石灰膏表面必須保存一層水。2.1 石灰2、石灰的硬化石灰漿體的硬化包括碳化硬化和干燥硬化。（1）、碳化硬化：氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳和水化合稱(chēng)為碳酸鈣的過(guò)程。 由于空

20、氣中的二氧化碳含量很低，碳化作用主要發(fā)生在與空氣接觸的表層上，形成的碳酸鈣結(jié)構(gòu)致密，阻止了空氣中的二氧化碳進(jìn)一步深入，碳化過(guò)程極為緩慢。石灰干燥后，水分蒸發(fā)，碳化反應(yīng)因無(wú)水而中止。（2）、干燥硬化：石灰漿中的水分逐漸蒸發(fā)或被砌體吸收，使Ca(OH)2溶液飽和而逐漸結(jié)晶析出，促使石灰漿體硬化，同時(shí)干燥使得漿體收縮而產(chǎn)生一定的強(qiáng)度但遇水后強(qiáng)度喪失。Ca(OH)2+ CO2 + H2O CaCO3+ H2O 石灰漿體硬化慢、強(qiáng)度低、不耐水。2.1 石灰四、石灰的技術(shù)要求建筑生石灰的技術(shù)要求（JC/T479-92)項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰鎂質(zhì)石灰石優(yōu)等品優(yōu)等品合格品優(yōu)等品優(yōu)等品合格品CaO+MgO含量/%908

21、580858075未消化殘?jiān)浚?mm圓孔篩篩余量，）5101551015CO2含量（）5796810產(chǎn)漿量（L/kg）2.82.32.02.82.32.02.1 石灰建筑消石灰粉的技術(shù)要（JC/T479-92)項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰粉鎂質(zhì)石灰石粉白云石質(zhì)消石灰粉優(yōu)等品優(yōu)等品合格品優(yōu)等品優(yōu)等品合格品優(yōu)等品優(yōu)等品合格品CaO+MgO含量/%706560656055656055游離水（）0.4-2.00.4-2.00.4-2.00.4-2.00.4-2.00.4-2.00.4-2.00.4-2.00.4-2.0體積安定性合格合格合格合格合格合格細(xì)度0.9mm篩余（）000.5000.5000.50.12

22、5mm篩余（）3101531015310152.1 石灰五、石灰的性質(zhì)與應(yīng)用1、石灰的性質(zhì)、保水性好：摻入水泥砂漿中，提高砂漿的保水性。、凝結(jié)硬化慢，強(qiáng)度低：1：3石灰砂漿28d的強(qiáng)度只有0.20.5MPa，不宜用于建筑物的承重結(jié)構(gòu)。、耐水性差：氫氧化鈣易溶于水，長(zhǎng)期受潮或被水浸泡會(huì)使已硬化的石灰潰散，軟化系數(shù)接近于0，不宜用于潮濕和水下環(huán)境。、干燥收縮大：石灰漿在硬化過(guò)程中，要蒸發(fā)大量的水，引起體積收縮，易產(chǎn)生干縮裂縫，一般不宜單獨(dú)使用，在使用時(shí)一般摻入砂、紙筋、麻刀，以減少收縮引起的開(kāi)裂。2.1 石灰2、石灰的應(yīng)用和保管、調(diào)制石灰砂漿，用于砌筑和抹灰。、拌制灰土或石灰三合土。、制作硅酸鹽混

23、凝土及其制品。、制造碳化板。 生石灰塊和生石灰粉應(yīng)在干燥環(huán)境中運(yùn)輸和保存，應(yīng)與易燃物分開(kāi)保管，防止石灰吸水后水化反應(yīng)放出大量的熱產(chǎn)生火災(zāi)。石灰膏存放時(shí)應(yīng)防止失水產(chǎn)生碳化反應(yīng)。2.2 建筑石膏一、石膏的生產(chǎn)與主要品種1、石膏的生產(chǎn)原料：含硫酸鈣的天然石膏（生石膏、石膏礦石）或含硫酸鈣的工業(yè)廢渣。其化學(xué)式為CaSO4.2H2O，也稱(chēng)二水石膏。2、石膏的生產(chǎn)工藝與品種： 石膏 破碎 加熱 磨細(xì) 成品。（1）、建筑石膏：加熱溫度在107170，二水石膏脫水成為半水石膏（ 型）。 白色或灰白色粉末，密度2.62.75g/cm3，堆積密度8001000kg/m3。CaSO4.2H2O 107-170 Ca

24、SO4. H2O H2O121212.2 建筑石膏（2）、模型石膏： 型半水石膏，雜質(zhì)含量少，主要用于制作模型和裝飾浮雕。（3）、高強(qiáng)度石膏：將二水石膏在0.13MPa大氣壓（124）的密閉壓蒸釜內(nèi)蒸煉脫水生成為型半水石膏再經(jīng)磨細(xì)而成。 物理性質(zhì)： 白色或灰白色粉末，密度2.62.8g/cm3，堆積密度10001200kg/m3。高強(qiáng)度石膏用水量較建筑石膏少，凝結(jié)硬化后的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，硬化7天的強(qiáng)度可達(dá)1540MPa。主要用于高級(jí)抹灰和裝飾制品。2.2 建筑石膏二、建筑石膏的凝結(jié)與硬化1、石膏的水化 建筑石膏加水拌和后，與水發(fā)生水化反應(yīng)：CaSO4. H2O H2O CaSO4.2H2O 121

25、21 半水石膏首先溶于水，然后發(fā)生水化反應(yīng)生產(chǎn)二水石膏，由于二水石膏的溶解度小于半水石膏，所以半水石膏的飽和溶液對(duì)于二水石膏來(lái)說(shuō)成為過(guò)飽和溶液，因此二水石膏從溶液中以膠體微粒析出，二水石膏的析出促使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，直至半水石膏全部轉(zhuǎn)變?yōu)槎酁橹?。轉(zhuǎn)變過(guò)程大約需712min。2.2 建筑石膏半水石膏溶解二水石膏結(jié)晶交錯(cuò)的晶體2、建筑石膏的凝結(jié)與硬化凝結(jié)硬化：由漿體逐漸失去可塑性轉(zhuǎn)變?yōu)閳?jiān)硬的固體的過(guò)程。初凝：漿體剛開(kāi)始失去塑性的過(guò)程。對(duì)應(yīng)的這段時(shí)間稱(chēng)為初凝時(shí)間。終凝：漿體完全失去塑性的過(guò)程。對(duì)應(yīng)的這段時(shí)間稱(chēng)為終凝時(shí)間。2.2 建筑石膏建筑石膏的技術(shù)要求（GB9776-88)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)等品一等品合

26、格品抗折強(qiáng)度（Mpa），2.52.11.8抗壓強(qiáng)度（Mpa）， 4.93.92.9細(xì)度（0.2mm方孔篩篩余，），5.010.015.0凝結(jié)時(shí)間（min）初凝6終凝30三、建筑石膏的技術(shù)要求注：表中強(qiáng)度為2h強(qiáng)度值。2.2 建筑石膏四、建筑石膏及其制品的性質(zhì)1、凝結(jié)時(shí)間快：初凝時(shí)間為幾分鐘，30min完全失去塑性，2h強(qiáng)度可達(dá) 36MPa，在室內(nèi)自然干燥條件下，達(dá)到完全硬化需1周時(shí)間。調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間可以加入緩凝劑，如亞硫酸鹽酒精廢液、硼砂、檸檬酸、動(dòng)物骨膠、皮膠或蛋白膠等。2、凝結(jié)硬化時(shí)體積微膨脹：膨脹率0.51.0。使石膏制品表面光滑、尺寸準(zhǔn)確、形體飽滿(mǎn)、裝飾性好。2.2 建筑石膏3、孔隙率大

27、、體積密度?。航ㄖ嘣诎韬蜁r(shí)，為使?jié){體具有施工要求的可塑性，需加入石膏用量的6080的水，水化反應(yīng)理論用水量為石膏質(zhì)量的18.6， CaSO4 。 H2O 分子量為145 （4032649145）， H2O 分子量為27，27/145=18.6。 多余的水逐漸蒸發(fā)后，使硬化后的石膏留有大量的孔隙，孔隙率一般可達(dá)5060，體積密度為8001000kg/m3。121214、保溫性和吸聲性好：石膏的孔隙均為細(xì)微的毛細(xì)孔，導(dǎo)熱系數(shù)一般為0.120.20W/m.K。吸聲性能較好。5、強(qiáng)度較低：早期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，2h抗壓強(qiáng)度可達(dá)36MPa， 7d抗壓強(qiáng)度可達(dá) 812MPa（接近最高強(qiáng)度）。6、防火性好，

28、耐火性差：建筑石膏導(dǎo)熱系數(shù)小，傳熱慢，且二水石膏在高溫脫水下生成半水石膏，釋放出的水蒸發(fā)帶走熱量，阻止火勢(shì)蔓延，起到防火作用。但石膏脫水后，強(qiáng)度降低。7、耐水性、抗凍性、抗?jié)B性差：石膏的軟化系數(shù)為0.20.3，遇水后強(qiáng)度大大降低，吸水后凍漲易產(chǎn)生裂紋破壞，不宜在室外使用。2.2 建筑石膏2.2 建筑石膏四、建筑石膏及其制品的應(yīng)用1、室內(nèi)抹灰和粉刷。2、生產(chǎn)石膏制品： 、紙面石膏板。 、石膏裝飾板。 、纖維石膏板。3、裝飾制品。2.3 水玻璃一、水玻璃生產(chǎn)簡(jiǎn)介 水玻璃又稱(chēng)泡花堿，是一種堿金屬氣硬性膠凝材料。建筑中常用來(lái)配制水玻璃水泥、水玻璃混凝土、水玻璃砂漿、水玻璃涂料。 生產(chǎn)水玻璃的主要方法是

29、以純堿和石英砂為原料，將其磨細(xì)拌勻后，在13001400的熔爐中熔融，經(jīng)冷卻后即成固體水玻璃。將固體水玻璃裝入蒸壓釜內(nèi)，通入水蒸氣使其溶于水得到液體水玻璃。NaCO3+nSiO2 Na2O.nSiO2+CO21300-1400 水玻璃的組成中，氧化硅與氧化鈉的分子比n稱(chēng)為水玻璃的模數(shù)，n值一般在1.53.5之間，模數(shù)越高，水玻璃的粘性越大，粘結(jié)力與強(qiáng)度、耐酸、耐熱性越高，但也愈難溶于水。2.3 水玻璃二、水玻璃的硬化 水玻璃在空氣中能與二氧化碳反應(yīng)，生成無(wú)定型二氧化硅凝膠（硅酸凝膠），凝膠脫水干燥轉(zhuǎn)變成二氧化硅而硬化。Na2O.nSiO2+CO2 +mH2O Na2CO3+nSiO2.mH2O

30、 上述反應(yīng)因空氣中二氧化碳含量太低而進(jìn)行很慢，使用中加入氟硅酸鈉作為促硬劑，以加快水玻璃的硬化。2 Na2O.nSiO2 +Na2SiF6 +mH2O 6 NaF+(2n+1)SiO2.mH2O2.3 水玻璃三、水玻璃的特性 1、粘結(jié)力強(qiáng)，強(qiáng)度較高。水玻璃混凝土的抗壓強(qiáng)度可達(dá)1540MPa。 2、耐酸性好，硬化后的主要成份為二氧化硅，可抵抗除氫氟酸以外的任何酸性環(huán)境。適宜配制水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂漿。 3、耐熱性好，可配制耐熱水玻璃混凝土、耐熱砂漿、耐熱膠泥。 4、耐堿性和耐水性差，由于水玻璃硬化過(guò)程中反應(yīng)不完全，部分未反應(yīng)的水玻璃在水中和堿性溶液中均可以溶解，所以水玻璃不耐水，不耐堿。2.

31、3 水玻璃四、水玻璃的應(yīng)用 1、涂刷材料表面或浸漬多孔材料，增加材料的密實(shí)度和強(qiáng)度，提高其抗風(fēng)化能力。但不能對(duì)石膏制品進(jìn)行涂刷和浸漬，因?yàn)樗Ａ芘c石膏反應(yīng)生成硫酸鈉晶體，產(chǎn)生體積膨脹，造成破壞。 2、加固土壤，將水玻璃與氯化鈣溶液交替灌入土壤中，兩種溶液反應(yīng)生成硅酸膠體，膠結(jié)和填充土壤空隙，阻止水分的滲透，增加土壤的密實(shí)度和強(qiáng)度。 3、配制速凝防水劑。 4、修補(bǔ)墻體裂縫。 水玻璃應(yīng)密封保存。第三章 水泥3.1硅酸鹽水泥3.2其它品種水泥3.1 硅酸鹽水泥一、硅酸鹽水泥的概念及其礦物組成 1、 定義：(GB175-1999)凡由硅酸鹽水泥熟料、05石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性

32、膠凝材料，稱(chēng)為硅酸鹽水泥（波蘭特水泥）。不摻混合料的稱(chēng)型硅酸鹽水泥，代號(hào)為P.。在硅酸鹽水泥熟料粉磨時(shí)摻加不超過(guò)水泥質(zhì)量5的石灰石或?；郀t礦渣混合材料的稱(chēng)為型水泥，代號(hào)P.。 2、硅酸鹽水泥生產(chǎn)： 硅酸鹽水泥的原料 主要是石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料。石灰質(zhì)原料提供CaO，一般采用石灰石。粘土質(zhì)原料提供SiO2、Al2O3及少量的Fe2O3，多采用粘土、黃土等。如果選用的材料按一定比例配合后不能滿(mǎn)足化學(xué)組成時(shí)，則要摻加相應(yīng)的校正原料，鐵質(zhì)校正原料補(bǔ)充Fe2O3，有鐵粉、鐵礦石，硅質(zhì)校正原料補(bǔ)充SiO2,常采用砂巖、石英砂等。為改善煅燒條件，常常加入少量的礦化劑。將以上原料按一定比例混合后在磨機(jī)中磨

33、成生料，將生料入窰煅燒即得熟料，熟料中加入適量的石膏（和混合料）在磨機(jī)中磨成細(xì)粉，即得水泥。3.1 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥生產(chǎn)的主要工藝流程石灰石粘土校正原料燃料石膏生料水泥混合材按比例混合磨細(xì)熟料煅燒1400-1450磨細(xì)3.1 硅酸鹽水泥3、硅酸鹽水泥熟料的礦物組成及其特性礦物名稱(chēng)硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣礦物組成3CaO.SiO22CaO.SiO23CaO.Al2O34CaO.Al2O3Fe2O3簡(jiǎn)寫(xiě)式C3SC2SC3AC4AF礦物含量37%60%15%37%7%15%10%18%礦物特性硬化速度快慢最快快早期強(qiáng)度高低低中后期強(qiáng)度高高低低水化熱大小最大中耐腐蝕性差好最差中 水泥中還

34、有少量的游離氧化鈣、游離氧化鎂，總含量不超過(guò)10。 改變水泥熟料中礦物成份間的比例，可以制得不同性質(zhì)的水泥品種，如提高硅酸三鈣含量，可以制得高強(qiáng)水泥和早強(qiáng)水泥，提高硅酸二鈣含量并降低硅酸三鈣與鋁酸三鈣的含量，可制得低熱水泥或大壩水泥。3.1 硅酸鹽水泥二、硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)與硬化1、水化：、硅酸三鈣 水泥熟料礦物中，硅酸三鈣的含量最高。硅酸三鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)較快，水化放熱量大，生成水化硅酸鈣及氫氧化鈣。 2（3CaOSiO2）6H2O 3CaO2SiO2 . 3H2O 3Ca（OH)2 硅酸三鈣 （ C3S） 水化硅酸鈣凝膠(C3S2H3) 氫氧化鈣晶體 水化硅酸鈣幾乎不溶于水，立即以膠

35、體微粒析出，并逐步凝聚稱(chēng)為凝膠。氫氧化鈣呈六方晶體，易溶于水。、硅酸二鈣 硅酸二鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)較慢，水化放熱較小，生成水化硅酸鈣和氫氧化鈣。 2（2CaOSiO2）4H2O 3CaO2SiO2 . 3H2O Ca（OH)2 硅酸二鈣（ C2S) 水化硅酸鈣凝膠(C3S2H3) 氫氧化鈣晶體 3.1 硅酸鹽水泥、鋁酸三鈣 鋁酸三鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)極快，水化放熱最大，生成水化鋁酸三鈣，水化鋁酸三鈣為立方晶體，易溶于水。 3CaOAl2O3 6H2O 3CaOAl2O3 . 6H2O 鋁酸三鈣 (C3A) 水化鋁酸三鈣晶體(C3AH6) 、鐵鋁酸四鈣 鐵鋁酸四鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)也較快，水化放熱中

36、等，生成水化鋁酸三鈣和水化鐵酸鈣，水化鐵酸鈣為凝膠。 4CaOAl2O3Fe2O3 7H2O 鐵鋁酸鈣 (C4AF) 3CaOAl2O3 . 6H2O CaO. Fe2O3 . H2O 水化鋁酸三鈣 (C3AH6) 水化鐵酸鈣 (CFH) 在氫氧化鈣飽和溶液中，水化鋁酸三鈣和水化鐵酸鈣還會(huì)與氫氧化鈣發(fā)生二次反應(yīng)，分別生成水化鋁酸鈣和水化鐵酸四鈣。3.1 硅酸鹽水泥、石膏 水泥熟料在不加入石膏的情況下與水拌和后會(huì)立即產(chǎn)生凝結(jié)，為調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間，加入的石膏量太少，緩凝作用不明顯，加入過(guò)多，會(huì)引起水泥安定性不良，適宜的加入量為水泥質(zhì)量的35。 加入的石膏與水化鋁酸三鈣反應(yīng)生成高硫型水化硫鋁酸鈣，水化硫

37、鋁酸鈣呈針狀晶體，難溶于水。 3(CaSO42H2O) 3CaOAl2O3 25H2O 二水石膏 鋁酸三鈣（ C3S） 3CaOAl2O3 . 3CaSO4 .31H2O 高硫型水化硫鋁酸鈣(C3AS3H31) 忽略次要的和少量的成份，水泥完全水化后，水化硅酸鈣占70，氫氧化鈣占20，其余占10。3.1 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥的各種熟料礦物強(qiáng)度增長(zhǎng)曲線抗壓強(qiáng)度/MPa齡期/d07289018036027020406080C3SC2SC3AC4AF3.1 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥的各種熟料礦物水化熱曲線水化熱/J.g-1齡期/d0728901803602702505007501000C3AC3SC2S

38、C4AF3 3.1 硅酸鹽水泥2、凝結(jié)硬化分散在水中未水化的水泥顆粒在水泥表面形成的水合物膜層 水化開(kāi)始時(shí)，水合物不多，水泥顆粒之間未相互粘連，水泥漿具有良好的塑性。隨著水泥顆粒的不斷水化，凝膠體膜層厚度不斷增厚，水泥顆粒之間形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水泥漿體逐漸失去塑性，開(kāi)始凝結(jié)。隨著水化反應(yīng)不斷進(jìn)行，水化產(chǎn)物不斷生產(chǎn)并填充顆粒間的空隙，使結(jié)構(gòu)更加緊密，水泥漿體逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度。水泥水化反應(yīng)是由顆粒表面逐步深入到顆粒內(nèi)部，當(dāng)水合物增多時(shí)，阻止了水分的進(jìn)一步深入，水化反應(yīng)愈來(lái)愈困難，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的水化后，仍有部分水泥顆粒未完全水化。膜層長(zhǎng)大并相互連接（凝結(jié)）水合物進(jìn)一步發(fā)展，填充毛細(xì)孔（硬化）3.1 硅酸鹽水泥

39、硅酸鹽水泥的強(qiáng)度發(fā)展曲線抗壓強(qiáng)度（）齡期/d0714286020601001803 40801201603.1 硅酸鹽水泥 三、影響水泥凝結(jié)硬化的因素 1、細(xì)度 水泥顆粒越細(xì)，總表面積越大，與水接觸的面積也越大，水化速度快，凝結(jié)硬化速度快。反之則慢。 2、石膏摻入量 一般由生產(chǎn)廠家根據(jù)水泥中鋁酸三鈣的含量和石膏中三氧化硫的含量，通過(guò)試驗(yàn)調(diào)整。 3、養(yǎng)護(hù)時(shí)間 水泥中所有顆粒全部水化反應(yīng)所需時(shí)間較長(zhǎng)，一般在28天內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展較快，以后強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢。但只要保持一定的溫度、濕度環(huán)境，水泥強(qiáng)度的增長(zhǎng)可以延續(xù)幾十年。 4、溫度、濕度 溫度對(duì)水泥的凝結(jié)硬化有顯著影響，提高溫度可加速水化反應(yīng)，使早期強(qiáng)度較快發(fā)展

40、，但后期強(qiáng)度可能有所降低。當(dāng)溫度降至負(fù)溫時(shí)，水化反應(yīng)停止，由于水分凍結(jié)，導(dǎo)致水泥石凍裂，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。 水泥的水化反應(yīng)及凝結(jié)硬化均應(yīng)在水分充足的條件下進(jìn)行。環(huán)境濕度大，水分不易蒸發(fā)，如果環(huán)境干燥，水分蒸發(fā)過(guò)快，當(dāng)水分蒸發(fā)完后，水化反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，凝結(jié)硬化停止，還會(huì)在構(gòu)件表面產(chǎn)生干縮裂紋。 3.1 硅酸鹽水泥四、硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)（GB175-1999)1、細(xì)度（水泥顆粒的粗細(xì)程度。細(xì)度大，凝結(jié)硬化速度快，強(qiáng)度增長(zhǎng)快。但生產(chǎn)過(guò)程消耗的能量高，成本大，且在空氣中硬化時(shí)收縮大。 ）2、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（ 水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)的用水量。）3、凝結(jié)時(shí)間（水泥凈漿從加水至失去流動(dòng)性所需的時(shí)間。初凝時(shí)間：水

41、泥漿開(kāi)始失去塑性所需的時(shí)間，45min；終凝時(shí)間：水泥漿完全失去塑性所需的時(shí)間，6.5h。）4、體積安定性 （水泥凝結(jié)硬化過(guò)程中，體積變化的均勻程度。產(chǎn)生安定性不良的因素是水泥中含有過(guò)多的游離氧化鈣和游離氧化鎂以及石膏摻入量過(guò)高。安定性測(cè)定方法可以用雷氏法或試餅法。）3.1 硅酸鹽水泥五、強(qiáng)度與標(biāo)號(hào) 硅酸鹽水泥的強(qiáng)度取決于水泥熟料的礦物成份和細(xì)度。水泥強(qiáng)度測(cè)定按水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（GB177/T17671 1999)測(cè)定，將水泥、標(biāo)準(zhǔn)砂、水，按1：3：0.5，用規(guī)定方法制成規(guī)格為4040160mm的標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，測(cè)定其3d、28d，根據(jù)3d，28d抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度將水泥分為4

42、2.5、52.5、62.5三個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。3.1 硅酸鹽水泥 六、堿含量 指水泥中Na2O。K2O的含量。1940年，美國(guó)首先發(fā)現(xiàn)并提出堿集料反應(yīng)（AlkaliAggregateReaction，簡(jiǎn)稱(chēng)AAR）。 當(dāng)水泥中的堿含量超過(guò)0.6%后，與混凝土中的活性集料砂石發(fā)生反應(yīng)，生成物體積膨脹，造成混凝土開(kāi)裂破壞。 堿含量（%）= Na2O（%）+0.658K2O（%）七、水化熱 水泥在水化過(guò)程中放出的熱量。大部分水化熱是在水化初期（7d內(nèi)）放出的，以后逐漸減少。水泥水化熱的大小和放熱速度取決于水泥熟料的礦物組成和水泥細(xì)度。冬季施工時(shí)，水化熱有利于水泥的凝結(jié)硬化。對(duì)于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，水化熱大是不

43、利的，由于混凝土內(nèi)部的水化熱不易散出，造成內(nèi)外溫差較大，引起溫度應(yīng)力，使混凝土產(chǎn)生裂縫。大體積混凝土應(yīng)采用水化熱較低的水泥。八、密度和堆積密度 硅酸鹽水泥的密度為3.03.15g/cm3，通常采用3.1g/cm3。堆積密度通常采用1300kg/m3。 3.1 硅酸鹽水泥八、硅酸鹽水泥的腐蝕與防止1、水泥石腐蝕的原因 （1）、軟水腐蝕（溶出性腐蝕） 水泥石長(zhǎng)期在流水環(huán)境下（江河水、雨水），氫氧化鈣不斷地被溶出并由流水帶走，水泥石中氫氧化鈣的濃度逐步降低，引起其他水化物的進(jìn)一步分解，水泥石的強(qiáng)度不斷降低。經(jīng)研究，氫氧化鈣溶出5時(shí)，強(qiáng)度下降7，溶出24時(shí)，強(qiáng)度下降29。 （2）、鹽類(lèi)腐蝕 海水、地下

44、水及某些工業(yè)廢水中，含有鎂鹽、硫酸鹽、氯鹽、鉀鹽、鈉鹽，對(duì)水泥石有不同程度的腐蝕，尤其以硫酸鹽、鎂鹽較為嚴(yán)重，其反應(yīng)如下： Na2SO4 Ca（OH)2 2H2O CaSO4O 2H2O Na(OH) MgSO4 Ca（OH)2 2H2O CaSO4O 2H2O Mg(OH) MgCl2 Ca（OH)2 H2O CaCl2 Mg(OH)2 2H2O 生成的硫酸鈣與水泥石中固態(tài)的水化鋁酸鈣作用，生成高硫型水化硫鋁酸鈣，體積比原體積增加1。5倍以上，產(chǎn)生膨脹破壞，通常稱(chēng)為水泥桿菌。氫氧化鈉、氫氧化鎂松軟而無(wú)膠結(jié)力，氯化鈣易溶于水。3.1 硅酸鹽水泥 （3）、碳酸性腐蝕 水中溶解的二氧化碳與水泥石中

45、的氫氧化鈣作用生成碳酸鈣： Ca（OH)2 CO2 H2O CaCO3 生成的碳酸鈣再與含碳酸的水作用轉(zhuǎn)變成為重碳酸鈣，此反應(yīng)為可逆反應(yīng)；重碳酸鈣溶于水而消失。氫氧化鈣濃度降低，導(dǎo)致水泥石中其他水化產(chǎn)物的分解，使腐蝕進(jìn)一步加劇。 CaCO3 CO2 H2O Ca（HCO3) （4）、一般酸類(lèi)的腐蝕 地下水及某些工業(yè)廢水中，含有無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸，它們與氫氧化鈣作用后的生產(chǎn)物，或易溶于水，或者體積膨脹，在水泥石中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致破壞。如鹽酸、硫酸分別與水泥石中的氫氧化鈣作用，其反應(yīng)如下： 2HCl Ca（OH)2 CaCl4+ H2O H2SO4 Ca（OH)2 CaSO4.2H2O 生成的氯化鈣易

46、溶于水，硫酸鈣與水泥石中固態(tài)的水化鋁酸鈣作用，生成高硫型水化硫鋁酸鈣，產(chǎn)生膨脹破壞。3.1 硅酸鹽水泥 水泥腐蝕破壞的三種形態(tài)： （1)、溶失破壞 將水泥石中的礦物溶解并被水流帶走。 (2)、離子交換 侵蝕性介質(zhì)與水泥石中的礦物發(fā)生離子交換，生成易溶于水或是沒(méi)有膠結(jié)能力的產(chǎn)物，破壞了原有的結(jié)構(gòu)。 (3)、形成膨脹產(chǎn)物 在侵蝕性介質(zhì)作用下，所形成的鹽類(lèi)結(jié)晶體積增大產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致膨脹性破壞。 水泥石的破壞的內(nèi)部原因： （1）、水泥石中存在易被腐蝕的礦物成份，主要是氫氧化鈣和水化鋁酸鈣。 （2）、水泥石本身不密實(shí)，存在很多毛細(xì)通道，侵蝕性介質(zhì)容易進(jìn)入水泥石內(nèi)部。 2、防止水泥石腐蝕的方法 （1）、

47、合理選擇水泥品種； （2）、提高水泥石的密實(shí)度； （3）、為水泥結(jié)構(gòu)增加保護(hù)層。3.1 硅酸鹽水泥九、通用水泥水泥通用水泥是用于一般土木建筑工程的水泥，除了前面介紹的硅酸鹽水泥、還包括摻入混合材料后制成的普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥等。1、非活性混合材料 定義：常溫下，不能與氫氧化鈣或水泥發(fā)生水化反應(yīng)的混合料。 作用：提高水泥產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，調(diào)整水泥標(biāo)號(hào)，減少水化熱，改善水泥的耐腐蝕性及和易性。 品種：磨細(xì)的石灰石、石英砂、粘土慢冷礦渣及各種廢渣。2、活性混合材料 定義：在常溫下，能與氫氧化鈣或水泥發(fā)生水化反應(yīng)并生成相應(yīng)的具有水硬性水

48、化產(chǎn)物的材料。材料中含有活性氧化硅或活性氧化鋁。 作用：具有非活性混合材的作用外，可以產(chǎn)生一定強(qiáng)度，明顯改善水泥的性質(zhì)。 品種：?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)混合材（浮石、火山灰、燒粘土、粉煤灰、煤渣、硅藻土等）。3.1 硅酸鹽水泥3、三種水泥的特性 、礦渣水泥：由于硬化后氫氧化鈣含量少，礦渣本身是高溫耐火材料，礦渣水泥的耐熱性好，可以用于200以下的混凝土工程中。礦渣對(duì)水的吸附能力差，所以礦渣水泥的保水性差，易產(chǎn)生泌水而造成連通孔隙，因此礦渣水泥抗?jié)B性差，干燥收縮較大，不宜用于有抗?jié)B要求的混凝土工程。 、火山灰水泥：火山灰混合材含有大量的微細(xì)孔隙，故保水性好，水化過(guò)程中產(chǎn)生大量水化硅酸鈣凝膠，使火山

49、灰水泥的水泥石結(jié)構(gòu)比較致密，其抗?jié)B性能較好。火山灰水泥在硬化過(guò)程中的干燥收縮現(xiàn)象比礦渣水泥更為顯著，形成的水化硅酸鈣凝膠會(huì)逐漸干燥，產(chǎn)生干縮裂縫。因此火山灰水泥不宜用于干燥環(huán)境中的混凝土工程。 、粉煤灰水泥：早期強(qiáng)度比礦渣水泥和火山灰水泥更低，但后期強(qiáng)度可以明顯超過(guò)硅酸鹽水泥。粉煤灰表面呈致密球形，吸水能力弱，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量小，干縮性小，抗裂性能好，但保水性差，易使混凝土產(chǎn)生失水裂縫。粉煤灰水泥適用于大體積混凝土工程及地下、海港工程，承受荷載較晚的混凝土工程。3.1 硅酸鹽水泥4、復(fù)合硅酸鹽水泥 1、定義：根據(jù)（GB129581999），凡由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上的混合材、適量石膏磨細(xì)

50、制成的水硬性膠凝材料，稱(chēng)為復(fù)合硅酸鹽水泥（簡(jiǎn)稱(chēng)復(fù)合水泥），代號(hào)P.C。水泥中混合材料的總摻入量按質(zhì)量百分比計(jì)為1550。允許用不超過(guò)8的窯灰、代替部分混合材料；摻礦渣時(shí)，混合材料的摻入量不得與礦渣水泥重復(fù)。 復(fù)合硅酸鹽水泥中摻入了兩種以上的混合材，克服了單一混合材的不足，其早期強(qiáng)度接近于普通水泥，其他性能優(yōu)于礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥。應(yīng)用范圍較廣泛。 3.1 硅酸鹽水泥十、特種水泥與通用水泥相比較，特性水泥是指某種性能比較突出的一類(lèi)水泥。特性水泥品種繁多，這里僅對(duì)硅酸鹽系特性水泥中的快硬硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥、白色硅酸鹽水泥和彩色硅酸鹽水泥作簡(jiǎn)要介紹。3.2 其它品種水泥一、鋁

51、酸鹽水泥 凡以鋁酸鈣為主的鋁酸鹽水泥熟料，磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱(chēng)為鋁酸鹽水泥，代號(hào)CA。根據(jù)需要也可在磨制Al2O3含量大于68%的水泥時(shí)摻加適量的-Al2O3粉。它是一種快硬、高強(qiáng)、耐腐蝕、耐熱的水泥。但同時(shí)鋁酸鹽水泥硬化后由于晶體轉(zhuǎn)化，長(zhǎng)期強(qiáng)度下降幅度大(比早期最高強(qiáng)度下降約40)。因此，不宜用于長(zhǎng)期承重的結(jié)構(gòu)。未經(jīng)試驗(yàn)，鋁酸鹽水泥不得與硅酸鹽水泥、石灰等能析出Ca(OH)2的材料混合使用，鋁酸鹽水泥水化過(guò)程遇到Ca(OH)2將出現(xiàn)“閃凝”無(wú)法施工，而且硬化后強(qiáng)度很低。3.2 其它品種水泥二、硫鋁酸鹽水泥 將鋁質(zhì)原料（如礬土）、石灰質(zhì)原料（如石灰石）和石膏適當(dāng)配合，煅燒成以無(wú)水硫鋁酸鈣

52、為主的熟料，該熟料摻適量石膏共同磨細(xì)，即可制得硫鋁酸鹽水泥。硫鋁酸鹽水泥的主要品種有快硬硫鋁酸鹽水泥、低堿度硫鋁酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽水泥、自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥等。此類(lèi)水泥以其早期強(qiáng)度高、干縮率小、抗?jié)B性好、耐蝕性好，而且生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，在混凝土工程中得到廣泛應(yīng)用。 但同時(shí)快硬硫鋁酸鹽水泥堿度低，對(duì)鋼筋保護(hù)能力差，不適用于重要的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。由于堿度低，特別適用于玻璃纖維增強(qiáng)的混凝土制品。且耐熱性差，由于快硬硫鋁酸鹽水泥水化產(chǎn)物中含大量結(jié)晶水，遇高溫失去結(jié)晶水結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度下降，所以不宜用于有耐熱要求的混凝土工程。3.2 其它品種水泥三、膨脹水泥與自應(yīng)力水泥普通硅酸鹽水泥在空氣中硬化，通常表

53、現(xiàn)為收縮。膨脹水泥是一種在水化過(guò)程中體積產(chǎn)生膨脹的水泥，當(dāng)用膨脹水泥配制混凝土?xí)r，硬化過(guò)程中產(chǎn)生一定數(shù)值的膨脹，可以克服或改善普通混凝土所產(chǎn)生的缺點(diǎn)。根據(jù)膨脹值和用途的不同，膨脹性水泥可分為膨脹水泥和自應(yīng)力水泥兩類(lèi)，前者膨脹數(shù)值較低，限制膨脹時(shí)所產(chǎn)生的壓應(yīng)力能大致抵消干縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，所以有時(shí)又稱(chēng)為不收縮水泥或補(bǔ)償收縮水泥；而后者具有較高的膨脹率，當(dāng)用這種水泥配制鋼筋混凝土?xí)r，由于握裹力的存在，混凝土本身一定受一個(gè)來(lái)自鋼筋的壓應(yīng)力，當(dāng)然這種壓力實(shí)際上是水泥膨脹導(dǎo)致的，所以稱(chēng)為自應(yīng)力，這種水泥稱(chēng)為自應(yīng)力水泥。制造膨脹性水泥的主要有三種方法：在水泥中摻入一定量的適當(dāng)溫度下燒制得到的氧化鈣，氧化鈣

54、水化產(chǎn)生體積膨脹。在水泥中摻入一定量的適當(dāng)溫度燒制得到的氧化鎂，氧化鎂水化產(chǎn)生體積膨脹。在水泥石中形成鈣礬石產(chǎn)生體積膨脹。第四章 砂漿4.1建筑砂漿的組成材料4.2砂漿的技術(shù)性質(zhì)4.3砌筑砂漿的配合比設(shè)計(jì)4.4抹面砂漿與特種砂漿4.5預(yù)拌砂漿4.1 建筑砂漿的組成材料 砂漿是由膠凝材料、細(xì)骨料和水按適當(dāng)比例配制而成。細(xì)骨料一般采用天然砂，膠凝材料一般采用水泥、石灰、石膏等。建筑砂漿按用途分為1、砌筑砂漿：粘結(jié)砌體材料。2、抹面砂漿：包括普通抹面砂漿、裝飾砂漿、防水砂漿等。3、粘結(jié)砂漿：用于粘結(jié)貼面材料，如面磚、石板等。建筑砂漿按膠凝材料分為1、水泥砂漿。 2、水泥石灰混合砂漿。3、石灰砂漿。

55、4、石膏砂漿。4.1 建筑砂漿的組成材料一、膠凝材料 水泥 品種：根據(jù)使用環(huán)境、砂漿種類(lèi)合理選擇水泥品種。一般砌筑砂漿、普通抹面砂漿可選擇硅酸鹽系列水泥，裝飾砂漿可選擇白水泥或彩色水泥。標(biāo)號(hào)：水泥標(biāo)號(hào)宜取砂漿強(qiáng)度等級(jí)的45倍，且不大于42.5號(hào)。二、細(xì)骨料 質(zhì)量要求：同普通混凝土用砂。砂中粘土雜質(zhì)含量規(guī)定為：M10及M10以上的砂漿不得大于5；M2.2-M7.5的砂漿不得大于10。 粒徑要求：用于毛石砌體的砂漿，砂子最大粒徑小于砂漿層厚度的1/4-1/5；磚砌體用砂漿，宜用中砂，最大粒徑不得大于2.5mm；抹面及勾縫砂漿，宜選用細(xì)砂，最大粒徑不得大于1.2mm。4.1 建筑砂漿的組成材料三、摻

56、合料 石灰膏、粘土膏 、粉煤灰 與水泥混合使用，配制成混合砂漿，可節(jié)約水泥，改善砂漿的和易性。石灰需陳伏，粉煤灰磨細(xì)后使用效果更好。四、水 與混凝土要求相同五、外加劑 水泥砂漿中，可以使用減水劑、防水劑、微沫劑、膨脹劑，改善砂漿的性能。外加劑的品種、摻入量及物理力學(xué)性能應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。微沫劑用于混合砂漿時(shí)，可替代部分石灰膏，石灰膏的減少用量不應(yīng)超過(guò)50。常用微沫劑為松香熱聚物，摻入量為水泥質(zhì)量的0.0050.01。水泥粘土砂漿中不宜摻加微沫劑。4.2 砂漿的技術(shù)性質(zhì) 一、新拌砂漿的和易性 1、流動(dòng)性 砂漿的流動(dòng)性又稱(chēng)稠度，是指砂漿在自重或外力作用下產(chǎn)生流動(dòng)的性能。砂漿的稠度用砂漿稠度儀測(cè)定。用

57、沉入量（mm）表示。影響砂漿稠度的因素有膠凝材料的品種和用量、用水量、砂的粒徑和顆粒級(jí)配、摻合料、外加劑等。 砂漿流動(dòng)性的選擇應(yīng)根據(jù)砌體種類(lèi)、施工條件、氣候條件等因素確定。一般條件下，多孔吸水的砌體材料和干熱天氣，砂漿的流動(dòng)性可選擇大些，密實(shí)不吸水的材料和濕冷天氣，其流動(dòng)性應(yīng)小些。4.2 砂漿的技術(shù)性質(zhì)建筑砂漿的流動(dòng)性（稠度cm）砌體種類(lèi)干燥氣候或多孔材料寒冷氣候或密實(shí)材料抹灰工程機(jī)械施工手工操作磚砌體81068準(zhǔn)備層891112普通毛石砌體6745底層7878振搗毛石砌體2312面層78910爐渣混凝土砌體7957石膏漿面層9124.2 砂漿的技術(shù)性質(zhì)2、保水性 砂漿保持水分及整體均勻一致的

58、能力。保水性好的砂漿，在運(yùn)輸、靜置、鋪設(shè)在吸水底面上時(shí)，水分不容易從砂漿中分離出來(lái)，砂漿仍能保持一定的稠度，不但便于施工操作，而且可使砂漿與砌體之間的粘結(jié)牢固，使水泥正常水化，保持了砌體的強(qiáng)度。 砂漿的保水性用分層度（mm）表示，用砂漿分層度測(cè)定儀測(cè)定。保水性良好的砂漿，分層度在1030mm；分層度大于30mm時(shí)，砂漿保水性差，易于離析；分層度小于10mm時(shí)，砂漿過(guò)于粘稠，不便于施工。4.2 砂漿的技術(shù)性質(zhì) 二、砂漿的強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí) 建筑砂漿在砌體中主要起傳遞荷載作用，硬化后應(yīng)具有一定的粘結(jié)強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和耐久性。砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度和耐久性隨著抗壓強(qiáng)度的增大而提高。工程中主要一砂漿的抗壓強(qiáng)度作為砂

59、漿的主要技術(shù)指標(biāo)。 砂漿強(qiáng)度試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試樣尺寸為70.7mm的立方體試件。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下（水泥混合砂漿為溫度203相對(duì)濕度6080；水泥砂漿和微沫砂漿為溫度溫度203相對(duì)濕度90以上）養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)得其抗壓強(qiáng)度值劃分為M20、M15、M10、M7.5、M5、M2.5等6個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。4.2 砂漿的技術(shù)性質(zhì) 三、砂漿的變形性 砂漿的變形有受力變形和干縮變形，砂漿變形過(guò)大或不均勻會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂?？稍谏皾{中加入紙筋、麻刀等纖維材料。 四、砂漿的耐久性 1、抗凍性 砂漿受凍破壞主要是其內(nèi)部孔隙中水的凍漲破壞所致。提高密實(shí)度和具有封閉孔隙的砂漿具有較好的抗凍性。 2、抗?jié)B性 提高密實(shí)度和減少連通孔

60、隙可提高砂漿的抗凍性。4.2 砂漿的技術(shù)性質(zhì) 影響砂漿強(qiáng)度的因素 1、不吸水密實(shí)底面，與混凝土基本相同，用下式表達(dá)： f28A fc (C/WB) A、B 實(shí)驗(yàn)系數(shù)，一般采用A=0.29,B0.40。 2、吸水的多孔底面，其中水分要被底面吸收一部分，不論砂漿拌和時(shí)用水量多少，保留在砂漿中的水量大致相同，可視為一個(gè)常量。砂漿的強(qiáng)度主要取決于水泥標(biāo)號(hào)和水泥用量，不考慮水灰比的影響，強(qiáng)度表達(dá)式： f28A fc Qc /1000BA Kc fcb Qc /1000B fc 水泥 實(shí)際強(qiáng)度 Qc 1m3砂漿的水泥用量 Kc 水泥標(biāo)號(hào)富余系數(shù)，該值按實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料確定，無(wú)統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，取1 A、B 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)