1、第1章 緒 論一、土木工程材料的定義與分類土木工程材料是指用于建筑工程中所有材料的總稱。不僅包括構(gòu)成建筑物的材料，而且包括在建筑工程施工中的一些輔助性材料。 建筑工程 是指一般的工業(yè)與民用建筑的房屋建筑工程，以及與房屋建筑工程構(gòu)造形式類似的構(gòu)筑物。構(gòu)筑物建筑物一、土木工程材料的定義與分類按化學(xué)成分分土木工程材料無機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)合材料金屬材料非金屬材料植物性材料瀝青材料高分子材料一、土木工程材料的定義與分類按使用功能分土木工程材料建筑結(jié)構(gòu)材料墻體材料建筑功能材料如鋼筋、混凝土等如磚、砌塊如裝飾、絕熱材料等二、土木工程材料在建筑工程中的地位和作用土木工程材料是建筑業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。在建筑工程總投資中

2、，土木工程材料投資占50 % -70 % 。二、土木工程材料在建筑工程中的地位和作用建筑藝術(shù)的發(fā)揮，建筑功能的實現(xiàn)，必須有品種多樣質(zhì)量良好的土木工程材料。土木工程材料的質(zhì)量直接關(guān)系到建筑工程的質(zhì)量。三、我國工程材料及工程材料工業(yè)的發(fā)展歷史上傳統(tǒng)土木工程材料的應(yīng)用建國以來工程材料及其工業(yè)的發(fā)展改革開放以后工程材料工業(yè)的發(fā)展我國建材工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向三、我國工程材料及工程材料工業(yè)的發(fā)展歷史上我國土木工程材料的應(yīng)用 我國的土木工程材料主要是天然石材、木材、磚、石灰等一些材料。古代勞動人民在土木工程材料的生產(chǎn)和使用方面，取得了許多重大成就。例如：建成于公元前7世紀(jì)的萬里長城；福建泉州的洛陽橋；山西五

3、臺山木結(jié)構(gòu)的佛光寺大殿；河北趙州橋。我國古代的建筑成就（選）萬里長城福建泉州的洛陽橋建成于公元857年的木結(jié)構(gòu)佛光寺大殿河北趙州橋三、我國工程材料及工程材料工業(yè)的發(fā)展建國以來工程材料及其工業(yè)的發(fā)展 解放后，工程材料工業(yè)的發(fā)展隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而迅猛發(fā)展。名 稱解放前解放后備注水 泥100萬4億多鋼 材幾十萬噸1000多萬建筑陶瓷單一品種上千品種普通玻璃108萬標(biāo)箱1億多標(biāo)箱三、我國工程材料及工程材料工業(yè)的發(fā)展改革開放后工程材料工業(yè)的發(fā)展 改革開放后，我國工程材料工業(yè)更是得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在世界工程材料生產(chǎn)中占的比例大幅度地提高。特別是裝飾材料的發(fā)展，更是日新月異。土木工程材料的發(fā)展方向的總趨

4、勢。三、我國工程材料及工程材料工業(yè)的發(fā)展在材料性能方面:需要輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能和耐久；在產(chǎn)品形式方面:要求大型化、構(gòu)件化、預(yù)制化和單元化；在生產(chǎn)工藝方面:要求采用新工藝和新技術(shù)，改造和淘汰陳舊設(shè)備和工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量；在資源利用方面:既要研制和開發(fā)新材料，又要充分利用工農(nóng)業(yè)廢料和地方材料；在經(jīng)濟(jì)效益方面:需降低材料消耗方面，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。四、土木工程材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)土木工程材料的標(biāo)準(zhǔn)及其作用材料工業(yè)企業(yè)必須嚴(yán)格按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計、生產(chǎn)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。土木工程材料的使用者必須按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇、使用質(zhì)量合格的材料，使設(shè)計、施工標(biāo)準(zhǔn)化，以確保工程質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，降

5、低工程造價。供需雙方，必須按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行材料的驗收，以確保雙方的合法權(quán)益。土木工程材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分為國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，分別由相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化管理部門批準(zhǔn)并頒布。四、土木工程材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各級標(biāo)準(zhǔn)均有相應(yīng)的代號，其表示方法由標(biāo)準(zhǔn)名稱、標(biāo)準(zhǔn)代號、發(fā)布順序號和發(fā)布年號組成。例如： 普通混凝土小型空心砌塊GB 82391993標(biāo)準(zhǔn)名稱：普通混凝土小型空心砌塊標(biāo)準(zhǔn)代號：GB發(fā)布順序號：8239發(fā)布年號：1997年四、土木工程材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)代號 標(biāo)準(zhǔn)級別標(biāo) 準(zhǔn) 代 號 及 名 稱國家標(biāo)準(zhǔn)GB國家標(biāo)準(zhǔn)；GBJ建筑工程國家標(biāo)準(zhǔn)；GB/T推薦國家標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（部分）JGJ

6、建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；JC國家建材局行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；JT交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；YB冶金部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；SD水電部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；LY林業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);JG 建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；SH 石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)DB地方標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)四、土木工程材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)國際組織及幾個主要國家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)名稱代號標(biāo)準(zhǔn)名稱代號國際標(biāo)準(zhǔn)國際材料與結(jié)構(gòu)實驗研究學(xué)會英國標(biāo)準(zhǔn)法國標(biāo)準(zhǔn)ISORILEMASTMBSNF德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)韓國國家標(biāo)準(zhǔn)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)加拿大標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會瑞典標(biāo)準(zhǔn)DIMKSJISCSASIS五、本課程的作用、內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法本課程的作用 土木工程材料科學(xué)與工程，本身是一門科學(xué)技術(shù)。對于建筑類高等職業(yè)學(xué)校的各相關(guān)專業(yè)，土木工程材料課程是學(xué)好其它專業(yè)課的

7、基礎(chǔ)。因此，她它是一門必修的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。本課程的內(nèi)容本課程主要講述建筑工程中常用土木工程材料的原材料及生產(chǎn)工藝、品種與規(guī)格、主要建筑性能、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、檢驗方法、應(yīng)用和保管等基本知識。掌握土木工程材料的性能和應(yīng)用，是學(xué)習(xí)本課程的重點。必須懂得如何選擇和使用土木工程材料。五、本課程的作用、內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法本課程的學(xué)習(xí)方法1.了解或掌握材料的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)間的關(guān)系。2.應(yīng)用對比的方法。3.密切聯(lián)合工程實際，重視試驗課并做好試驗。4.抓住“土木工程組成土木工程建筑性能土木工程的實際應(yīng)用”一條主線的學(xué)習(xí)方法。第2章 材料的基本性質(zhì)一、材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料的體積構(gòu)成 體積是材料占有的空間尺寸。由于材

8、料具有不同的物理狀態(tài)，因而表現(xiàn)出不同的體積。一、材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)絕對密實體積 干燥材料在絕對密實狀態(tài)下的體積。即材料內(nèi)部固體物質(zhì)的體積，或不包括內(nèi)部孔隙的材料體積。一般以表示。一般將材料磨成規(guī)定細(xì)度的粉末，用排開液體的方法得到其體積。表觀體積 對于比較密實、孔隙較少的散粒狀材料，不必磨細(xì)，直接用排開液體的方法測定的體積。一般以 表示。 材料的自然體積 材料在自然狀態(tài)下的體積，即整體材料的外觀體積（含內(nèi)部孔隙和水分）。一般以V0 表示。 形狀規(guī)則的材料可根據(jù)其尺寸計算其體積；形狀不規(guī)則的材料可先在材料表面涂臘，然后用排開液體的方法得到其體積。材料的堆積體積 粉狀或粒狀材料，在堆積狀態(tài)下的總體

9、外觀體積。松散堆積狀態(tài)下的體積較大，密實堆積狀態(tài)下的體積較小。一般以 表示。一、材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)（一）材料的密度 1. 密度（工程上稱比重） 指材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，按下式計算： 式中：密度，g/cm3 或 kg/m3； m材料的質(zhì)量，g 或 kg； V材料的絕對密實體積，cm3 或 m3。2.表觀密度（視密度） 材料單位表觀體積的質(zhì)量。按下式計算：式中： 體積密度， g/cm3 或 kg/m3； m 材料的質(zhì)量，g 或 kg； 材料的表觀體積，cm3 或 m3。（一）材料的密度（一）材料的密度 表觀體積是指包括內(nèi)部封閉孔隙在內(nèi)的體積。其封閉孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水

10、的多少，均可能影響其總質(zhì)量或體積。 因此，材料的表觀密度與其內(nèi)部構(gòu)成狀態(tài)及含水狀態(tài)有關(guān)。工程中砂石材料，直接用排水法測定其表觀體積（一）材料的密度砂表觀密度s的測定（kg/m3）式中： m0砂試樣的烘干質(zhì)量，g； m0300g； m1砂試樣、水及容量瓶總質(zhì)量，g; m2水及容量瓶總質(zhì)量，g。測定瓶+砂+水的質(zhì)量m1測定瓶+水的質(zhì)量m23.體積密度（工程稱容重） 體積密度是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。按下式計算： 式中：0材料的體積密度, g/cm3 或 kg/m3； m 材料的質(zhì)量，g 或 kg； V0材料的自然體積，cm3 或 m3。（一）材料的密度4. 堆積密度 堆積密度是指粉狀或粒

11、狀材料，在堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。按下式計算： 式中：0材料的堆積密度, g/cm3 或 kg/m3； m 材料的質(zhì)量，g 或 kg； 材料的堆積體積，cm3 或 m3。（一）材料的密度（一）材料的密度砂堆積密度的測定將容量筒內(nèi)材料刮平，容量筒的容積即為材料堆積體積（一）材料的密度幾種密度的比較在工程中，計算材料和構(gòu)件的自重、材料的用量，以及計算配料、運(yùn)輸臺班和堆放場地時，經(jīng)常要用到材料的密度、表觀密度以及堆密度等數(shù)據(jù)。比較項目實際密度表觀密度體積密度堆積密度材料狀態(tài)絕對密實表觀狀態(tài)自然狀態(tài)堆積狀態(tài)材料體積VV0計算公式應(yīng)用判斷材料性質(zhì)用量計算、體積計算（二） 材料的密實度 密實度是指材料體

12、積內(nèi)固體物質(zhì)填充的程度。密實度的計算式如下： 式中： 密度； 0材料的體積密度。 對于絕對密實材料， 因 0 = ，故密實度D =1 或100%。對于大多數(shù)土木工程材料， 因 0 ，故密實度D 1 或 D 100%。 材料的孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率?？紫堵蔖按下式計算：式中：V材料的絕對密實體積，cm3 或 m3； V0材料的自然體積，cm3 或 m3； 0材料的體積密度, g/cm3 或 kg/m3； 密度, g/cm3 或 kg/m3。 空隙率大小反映材料密實程度。 （三）孔隙率（四）空隙率 空隙率是指散粒材料在其堆積體積中, 顆粒之間的空隙體積所占的比例?？障堵?

13、按下式計算： 式中：0材料的體積密度； 材料的堆積密度。 空隙率的大小反映了散粒材料的顆?；ハ嗵畛涞闹旅艹潭??？障堵士勺鳛榭刂苹炷凉橇霞壟渑c計算砂率的依據(jù)。 （四）空隙率孔隙率與空隙率的區(qū)別比較項目孔隙率空隙率適用場合個體材料內(nèi)部堆積材料之間作 用可判斷材料性質(zhì)可進(jìn)行材料用量計算計算公式二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)1.材料的親水性與憎水性 與水接觸時，材料表面能被水潤濕的性質(zhì)稱為親水性；材料表面不能被水潤濕的性質(zhì)稱為憎水性。 具有親水性或憎水性的根本原因在于材料的分子結(jié)構(gòu)。親水性材料與水分子之間的分子作用力，大于水分子相互之間的內(nèi)聚力；憎水性材料與水分子之間的作用力，小于水分子相互之間的內(nèi)聚力。二

14、、材料與水有關(guān)的性質(zhì)（）親水性材料 （）憎水性材料二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)2.材料的吸水性 材料在水中吸收水分的能力，稱為材料的吸水性。 吸水性的大小以吸水率來表示。（1） 質(zhì)量吸水率 質(zhì)量吸水率是指材料在吸水飽和時，所吸水量占材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量百分比，并以Wm 表示。質(zhì)量吸水率Wm 的計算公式為： 式中： mb材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（g或kg）； mg材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g或kg）。（2） 體積吸水率 體積吸水率是指材料在吸水飽和時，所吸水的體積占材料自然體積的百分率，并以WV表示。體積吸水率WV的計算公式為： 式中:mb材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（g或kg）； mg材料在干燥狀態(tài)下的

15、質(zhì)量（g或kg）。 V0 材料在自然狀態(tài)下的體積，（cm3 或 m3）； w 水的密度,（g/cm3 或 kg/m3）。二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)（3）影響材料吸水性的因素 材料的吸水率與其孔隙率有關(guān)，更與其孔特征有關(guān)。因為水分是通過材料的開口孔吸入并經(jīng)過連通孔滲入內(nèi)部的。材料內(nèi)與外界連通的細(xì)微孔隙愈多，其吸水率就愈大。（4）質(zhì)量吸水率與體積吸水率之間的關(guān)系WWm =水材料的體積吸水率就是材料開口空隙率。二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)3. 材料的吸濕性 材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。用含水率h表示，其計算公式為：式中：ms材料吸濕狀態(tài)下的質(zhì)量（g或kg） mg材料在

16、干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g或kg）。 當(dāng)空氣中濕度在較長時間內(nèi)穩(wěn)定時，材料的吸濕和干燥過程處于平衡狀態(tài)，此時材料的含水率保持不變，其含水率稱為平衡含水率。二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)吸水率與含水率的區(qū)別比較項目吸水率含水率適用場合在水中吸收水分在空氣中吸收水分表示方法吸收水分的質(zhì)量比或體積比吸收水分的質(zhì)量比吸收水量達(dá)到飽和與空氣中水分平衡通常小于吸水率4. 材料的耐水性 材料的耐水性是指材料長期在飽和水的作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。材料耐水性的指標(biāo)用軟化系數(shù)KR表示：式中： KR 材料的軟化系數(shù)； fb 材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（MPa）； fg 材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（MPa）。二、材

17、料與水有關(guān)的性質(zhì)二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)軟化系數(shù)反映了材料飽水后強(qiáng)度降低的程度，是材料吸水后性質(zhì)變化的重要特征之一。 一般材料吸水后，水分會分散在材料內(nèi)微粒的表面，削弱其內(nèi)部結(jié)合力，強(qiáng)度則有不同程度的降低。當(dāng)材料內(nèi)含有可溶性物質(zhì)時（如石膏、石灰等），吸入的水還可能溶解部分物質(zhì)，造成強(qiáng)度的嚴(yán)重降低。二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)軟化系數(shù)的波動范圍在0至1之間。工程中通常將KR0.85的材料稱為耐水性材料，可以用于水中或潮濕環(huán)境中的重要工程。用于一般受潮較輕或次要的工程部位時，材料軟化系數(shù)也不得小于0.75 。二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)5.抗凍性抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞，強(qiáng)

18、度也不顯著降低的性能。材料吸水后，在負(fù)溫作用條件下，水在材料毛細(xì)孔內(nèi)凍結(jié)成冰，體積膨脹所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材料的內(nèi)應(yīng)力，會使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)的反復(fù)，材料的破壞作用逐步加劇，這種破壞稱為凍融破壞。二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失和強(qiáng)度損失分別不超過5%和25%時所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)來表示，或稱為抗凍等級。材料的抗凍等級可分為F15、F25、F50、F100、F200等，分別表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的凍融循環(huán)。二、材料與水有關(guān)的性質(zhì) 影響抗凍性的因素1.材料的密實度（孔隙率）：密實度越高則其抗凍性越好。2.材料的孔隙特征 :開口

19、孔隙越多則其抗凍性差。3.材料的強(qiáng)度: 強(qiáng)度越高則其抗凍性越好。4.材料的耐水性 : 耐水性越好則其抗凍性也越好。5.材料的吸水量大小: 吸水量越大則其抗凍性越差。二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)6.材料的抗?jié)B性 抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。用滲透系數(shù)或抗?jié)B等級表示。（1）滲透系數(shù) 材料的滲透系數(shù)K可通過 計算。 式中：K滲透系數(shù),（cm / h）; Q滲水量， （cm3 ）； A滲水面積,（cm2 ） H材料兩側(cè)的水壓差，（cm） d試件厚度 （cm）； t滲水時間（h）。二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)（2） 抗?jié)B等級 對于混凝土砂漿等材料的抗?jié)B等級是指用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行透水試驗時，材料標(biāo)準(zhǔn)試件在

20、透水前所能承受的最大水壓力，并以字母P及可承受的水壓力（以0.1MPa為單位）來表示抗?jié)B等級。如P4、P6、P8、P10等，表示試件能承受逐步增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa的水壓而不滲透。二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)（3）影響材料抗?jié)B性的因素材料親水性和憎水性：通常憎水性材料其抗?jié)B性優(yōu)于親水性材料；材料的密實度 ：密實度高的材料其抗?jié)B性也較高；材料的孔隙特征 ： 具有開口孔隙的材料其抗?jié)B性較差。三、材料的熱工性質(zhì)1.導(dǎo)熱性 當(dāng)材料兩面存在溫度差時，熱量提高建筑材料傳遞的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù)表示。物理意義：單位厚度（1m）的材料、兩面溫度差為1K時、在

21、單位時間（1s）內(nèi)通過單位面積（1 m2 ）的熱量。值越小，材料的絕熱性能越好。習(xí)慣上把0.175w/(m )的材料稱為絕熱材料。三、材料的熱工性質(zhì) 式中：導(dǎo)熱系數(shù)，W/（mK）； Q傳導(dǎo)的熱量，J； d材料厚度，m； F熱傳導(dǎo)面積，m2； Z熱傳導(dǎo)時間，h； （t2t1）材料兩面溫度差，K。2. 熱容量和比熱容 性質(zhì)稱為材料的熱容量。用熱容量或比熱容表示。熱容量（cm）較大，導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料才是良好的絕熱材料。三、材料的熱工性質(zhì)三、材料的熱工性質(zhì)比熱容的計算式如下所示：式中：C材料的比熱容，J/（gK）； Q材料吸收或放出的熱量(熱容量)； m材料質(zhì)量，g； （t2 t1）材料受熱或冷卻前

22、后的溫差，K。三、材料的熱工性質(zhì)3.材料的耐燃性 材料的耐燃性是指建筑物失火時，材料能經(jīng)受高溫與火的作用不破壞，強(qiáng)度不嚴(yán)重下降的性能。 (1)不燃燒類材料遇火遇高溫不易起火、不陰燃、不炭化，如混凝土。三、材料的熱工性質(zhì)(2)難燃燒類材料遇火遇高溫不易起火、不陰燃、不炭化，只有在火源存在時繼續(xù)燃燒陰燃，火焰熄滅后，而停止燃燒或陰燃，如瀝青混凝土。 (3)難燃類材料遇火遇高溫而起火或陰燃，在火源撲滅后，能繼續(xù)燃燒或陰燃，如木材。三、材料的熱工性質(zhì)4.材料的耐火性材料的耐火性是指材料長期高溫作用下，保持不溶性并能工作的性能。(1)耐火材料耐火度580的材料，如耐火磚中硅磚。(2)難溶材料耐火度在13

23、50 1580 ，如耐火混凝土。(3)易溶材料耐火度1350 ，如普通粘土磚。四、材料的力學(xué)性質(zhì)1.材料的強(qiáng)度材料的強(qiáng)度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力。根據(jù)外力作用方式的不同，材料強(qiáng)度有抗壓、抗拉 、抗剪、抗彎（抗折）強(qiáng)度等?？箟嚎估辜艨箯澦?、材料的力學(xué)性質(zhì)-抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度的計算： 式中：f材料強(qiáng)度， MPa； Fmax材料破壞時的最大荷載，N； A試件受力面積， mm2 。四、材料的力學(xué)性質(zhì)抗彎強(qiáng)度的計算： 式中： fw材料的抗彎強(qiáng)度， MPa； Fmax材料受彎破壞時的最大荷載，N； A試件受力面積， mm2 ；L 、b 、 h 兩支點的間距，試件橫截面的寬及高， mm。

24、四、材料的力學(xué)性質(zhì)2.彈性和塑性（1）彈性 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后能夠完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)稱為彈性。這種完全恢復(fù)的變形稱為彈性變形（或瞬時變形）。 （2）塑性 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，如果外力取消后，仍能保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱為塑性。這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形（或永久變形）。四、材料的力學(xué)性質(zhì)3.脆性和韌性 材料受力達(dá)到一定程度時，突然發(fā)生破壞，并無明顯的變形，材料的這種性質(zhì)稱為脆性。大部分無機(jī)非金屬材料均屬脆性材料，如天然石材，燒結(jié)普通磚、陶瓷、玻璃、普通混凝土、砂漿等。脆性材料的另一特點是抗壓強(qiáng)度高而抗拉、抗折強(qiáng)度低。在工程中使用時，應(yīng)注意發(fā)

25、揮這類材料的特性。四、材料的力學(xué)性質(zhì)4.硬度和耐磨性（1）硬度材料的硬度是材料表面的堅硬程度，是抵抗其它硬物刻劃、壓入其表面的能力。通常用刻劃法，回彈法和壓入法測定材料的硬度?？虅澐ㄓ糜谔烊坏V物硬度的劃分，按滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、長石、石英、黃晶、剛玉、金剛石的順序，分為10個硬度等級?；貜椃ㄓ糜跍y定混凝土表面硬度，并間接推算混凝土的強(qiáng)度；也用于測定陶瓷、磚。砂漿、塑料、橡膠、金屬等的表面硬度并間接推算其強(qiáng)度。（2)耐磨性 耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力。材料的耐磨性用磨耗率表示，計算公式如下：式中： G 材料的磨耗率， （g/cm2）；m1材料磨損前的質(zhì)量，（g）；m2 材料磨損

26、后的質(zhì)量，（g）； A材料試件的受磨面積 （cm2）。四、材料的力學(xué)性質(zhì)五、材料的耐久性材料的耐久性是泛指材料在使用條件下，受各種內(nèi)在或外來自然因素及有害介質(zhì)的作用，能長久地保持其使用性能的性質(zhì)。材料在建筑物之中，除要受到各種外力的作用之外，還經(jīng)常要受到環(huán)境中許多自然因素的破壞作用。這些破壞作用包括物理、化學(xué)、機(jī)械及生物的作用。五、材料的耐久性物理作用可有干濕變化、溫度變化及凍融變化等?；瘜W(xué)作用包括大氣、環(huán)境水以及使用條件下酸、堿、鹽等液體或有害氣體對材料的侵蝕作用。機(jī)械作用包括使用荷載的持續(xù)作用，交變荷載引起材料疲勞，沖擊、磨損、磨耗等。生物作用包括菌類、昆蟲等的作用而使材料腐朽、蛀蝕而破壞

27、。第3章 天然石材的檢測與應(yīng)用天然巖石名 稱成巖情況主要品種巖漿巖熔融巖漿上升到地表附近或噴出地表，冷卻凝結(jié)而成巖?；◢弾r玄武巖輝綠巖沉積巖巖石風(fēng)化后，再經(jīng)沉積、膠結(jié)而成巖。石灰?guī)r砂巖變質(zhì)巖巖石在溫度、壓力或化學(xué)的作用下，經(jīng)變質(zhì)而成巖大理巖片麻巖建筑中常用石材品種砌筑用石材拌合混凝土用石材裝飾用石材砌筑用石材一、主要品種（一）毛石：山體爆破直接得到的石塊。1.亂毛石：形狀布規(guī)則，主要用于砌筑基礎(chǔ)、勒角、墻身、堤壩、擋土墻等；2.平毛石：亂毛石經(jīng)粗略加工而成，主要用于砌筑基礎(chǔ)、墻身、勒角、橋墩、涵洞等。（二）料石（條石）：具有較規(guī)則六面體形的石塊。1.毛料石：外觀大致方正2.粗料石：3.細(xì)料石：

28、經(jīng)過細(xì)加工，外觀規(guī)則砌筑用石材二、砌筑用石材的強(qiáng)度強(qiáng)度指標(biāo)：立方體抗壓強(qiáng)度（MPa）立方體試件：505050mm（1組3個）強(qiáng)度等級：（9個）MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、MU10裝飾用石材品 種性 能應(yīng) 用天然大理石板材耐化學(xué)腐蝕和抗風(fēng)化性能較差主要應(yīng)用于室內(nèi)裝飾天然花崗石板材強(qiáng)度高、耐磨、抗風(fēng)化、耐腐蝕性能好用于室內(nèi)、室外裝飾細(xì)面板材鏡面板材粗面板材青石裝飾板材屬于砂巖具有古建筑的獨(dú)特風(fēng)格常用裝飾用石材的品種、性能及應(yīng)用天然石材的應(yīng)用舉例天然花崗石、大理石裝飾板（室內(nèi)）天然花崗石裝飾板第4章 無機(jī)膠凝材料的檢測與應(yīng)用膠凝材料的定義和分類膠

29、凝材料的定義 經(jīng)過一系列的物理和化學(xué)變化，能夠產(chǎn)生凝結(jié)硬化，將塊狀或粉狀材料膠結(jié)起來，形成為一個具有一定強(qiáng)度整體的材料。膠凝材料的分類如瀝青、聚合物等膠凝材料無機(jī)膠凝材料有機(jī)膠凝材料氣硬性膠凝材料水硬性膠凝材料石灰、石膏、水玻璃通稱為“水 泥”無機(jī)膠凝材料氣硬性膠凝材料 加水拌合均勻后形成的漿體，只能在空氣中凝結(jié)硬化，而不能在水中硬化的膠凝材料。如石灰、石膏、水玻璃、鎂質(zhì)膠凝材料等。水硬性膠凝材料 加水拌合均勻后形成的漿體，不僅能在空氣中凝結(jié)硬化，而且能更好地在水中硬化，繼續(xù)保持或增長其強(qiáng)度。如各種水泥。41 石 膏一、石膏膠凝材料的生產(chǎn) 石膏膠凝材料的生產(chǎn)通常是把二水石膏在一定的溫度和壓力下

30、，經(jīng)過煅燒、脫水，再經(jīng)磨細(xì)而成。 在不同的煅燒溫度下，得到的產(chǎn)品是不同的。具體過程如下所示：二水石膏CaSO42H2OCaSO40.5H2OCaSO40.5H2O107170加熱、脫水125 0.13MPa蒸壓鍋型建筑石膏型高強(qiáng)石膏一、石膏膠凝材料的生產(chǎn)- CaSO40.5H2O晶粒細(xì)小，此表面積大，需水量大，強(qiáng)度低。- CaSO40.5H2O晶粒粗大，此表面積小，需水量小，強(qiáng)度高。建筑工程中常用建筑石膏；高強(qiáng)石膏用于生產(chǎn)建筑石膏制品。二、建筑石膏的凝結(jié)硬化建筑石膏加水后，與水發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下： - CaSO40.5H2O + 1.5 H2O = CaSO42H2O建筑石膏的凝結(jié)硬化過程可以

31、表示如下：建筑石膏+水漿體凝 結(jié)硬化二、建筑石膏的凝結(jié)硬化建筑石膏凝結(jié)過程，是一個溶解、反應(yīng)、沉淀、結(jié)晶的過程；硬化過程則是二水石膏晶體之間，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過程。晶體之間互相交叉連生，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；隨著反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)逐漸密實，從而使石膏晶體逐漸硬化。三、建筑石膏的等級與技術(shù)性質(zhì)建筑石膏的質(zhì)量等級 建筑石膏按其細(xì)度、強(qiáng)度、凝結(jié)時間等指標(biāo)，劃分為優(yōu)等品、一等品、合格品三個等級。具體指標(biāo)見下表：技術(shù)指標(biāo)名稱優(yōu)等品一等品合格品強(qiáng)度抗折強(qiáng)度2.52.11.8抗壓強(qiáng)度4.93.92.9細(xì)度（0.2mm方孔篩篩余）5.010.015.0凝結(jié)時間初凝不早于6min，終凝不遲于30min四、建筑石

32、膏的技術(shù)性質(zhì)空隙率高，表觀密度小，強(qiáng)度較低；凝結(jié)硬化快(一般在30min內(nèi)可安全凝結(jié))；有較好的功能性(導(dǎo)熱系數(shù)小，隔熱保溫好，吸光性強(qiáng)，具有一定調(diào)溫調(diào)濕性)；凝結(jié)時體積產(chǎn)生微膨脹；吸濕性強(qiáng)，耐水性和抗凍性差；具有較好的防火性能。具有良好的裝飾性。五、建筑石膏的應(yīng)用室內(nèi)抹灰與粉刷生產(chǎn)建筑石膏制品生產(chǎn)水泥時作為緩凝劑加入水泥中42 石 灰一、石灰的生產(chǎn)原材料 生產(chǎn)石灰的原材料包括以碳酸鈣為主要成分的天然巖石和化工副產(chǎn)品。主要成分為CaCO3，其含量90%，粘土雜質(zhì)8%。生產(chǎn)工藝煅燒 CaCO3 = CaO + CO2MgCO3= MgO + CO21000-1200750-850生石灰一、石灰的

33、生產(chǎn)石灰生產(chǎn)過程，是石灰石煅燒過程。根據(jù)煅燒程度可分為欠火石灰、正火石灰、過火石灰。欠火石灰(溫度過低或時間不足)，降低石灰利用率。過火石灰(溫度過高，時間過長)保質(zhì)石灰使用后產(chǎn)生膨脹引起崩裂或隆起現(xiàn)象。二、石灰的熟化硬化過程、石灰的品種生石灰的熟化熟化的過程 : 生石灰+水 熟石灰熟化的方式:淋 灰生石灰粉（消石灰粉） 化 灰 熟石灰膏 MgO + H2O = Mg（OH）2 CaO + H2O = Ca（OH）2 + 65KJ二、石灰的熟化硬化過程、石灰的品種熟化過程的特點 熟化速度快，放出大量的熱；體積膨脹1.53.5倍；又是可逆的熟化過程的注意事項熟石灰在使用前必須陳伏14d以上防止過

34、火石灰的危害；在化灰池表面保留一層水防止石灰碳化。二、石灰的熟化硬化過程、石灰的品種石灰的硬化Ca（OH）2從飽和溶液中析出，晶體互相交叉連生，從而提高強(qiáng)度。Ca（OH）2空氣中的CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成CaCO3使石灰的強(qiáng)度逐漸提高。二、石灰的熟化硬化過程、石灰的品種石灰的品種按石灰中的氧化鎂含量的高低分按成品的加工方法分塊狀生石灰、磨細(xì)生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳等。生石灰鈣質(zhì)石灰鎂質(zhì)石灰白云質(zhì)石灰MgO5%MgO為5%20%MgO為20%40%三、石灰的技術(shù)性質(zhì)石灰的質(zhì)量等級 建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaOMgO的含量，可分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。具體

35、指標(biāo)見教材。石灰的特性1.保水性和可塑性好；2.凝結(jié)硬化慢、強(qiáng)度低 ；3.硬化后體積收縮大，易開裂；4.耐水性差。四、石灰的應(yīng)用配制石灰砂漿和石灰乳；配制三合土和灰土(石灰占灰土總重的10-30%，即一九、二八及三七灰土)；制作碳化石灰板；生產(chǎn)無熟料水泥和硅酸鹽制品。四、石灰的儲存生石灰儲存時間不宜過長，一般不超過一個月。做到“隨到隨化”。(以防止碳化)不得與易燃、易爆等危險液體物品混合存放和混合運(yùn)輸，(受潮熟化放出大量熱量)。熟石灰在使用前必須陳伏14d以上，以防止過火石灰對建筑物產(chǎn)生的危害。43 水玻璃一、水玻璃的硬化和性質(zhì)水玻璃的概念 水玻璃又稱泡花堿，是由堿金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成

36、。是一種能夠溶解于水的硅酸鹽材料。一、水玻璃的硬化和性質(zhì)水玻璃的硬化 液體水玻璃吸收空氣中的二氧化碳，形成無定型硅酸凝膠，并逐漸干燥硬化，具體反應(yīng)式如下：Na2OnSiO2+ CO2+mH2ONa2CO3 + nSiO2mH20 為了加速水玻璃的硬化，可加熱或摻入12%15%的促硬劑氟硅酸鈉。水玻璃的性質(zhì) 1.粘結(jié)力強(qiáng)2.耐酸性好3. 耐熱性好4.強(qiáng)度高二、水玻璃的應(yīng)用涂刷或浸漬材料；加固地基；修補(bǔ)裂縫、堵漏；配制耐酸砂漿和耐酸混凝土；配制耐熱砂漿和耐熱混凝土。44菱苦土菱苦土菱苦土的生產(chǎn) 鎂質(zhì)膠凝材料是將菱鎂礦或白云石經(jīng)煅燒、磨細(xì)而制成。煅燒的菱苦土為白色或淺黃色粉末。苛性白云石為白色粉末。

37、菱苦土的水化硬化 一般與MgCl2溶液按一定比例混合，硬化快，強(qiáng)度高。但吸濕性強(qiáng)，耐水性差。形成的水化產(chǎn)物主要為氯氧化鎂和氫氧化鎂。菱苦土菱苦土的應(yīng)用生產(chǎn)木屑地板、木絲板、刨花板等。菱苦土板材用于機(jī)械包裝材料，可以節(jié)約大量木材。只能用于干燥狀態(tài)下，而不能受潮、遇水或酸性介質(zhì)侵蝕的部位。55 硅酸鹽水泥水泥的特點和適用范圍水泥的特點水泥是一種粉末狀材料，加水后拌合均勻形成的漿體，不僅能夠在干燥環(huán)境中凝結(jié)硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或發(fā)展其強(qiáng)度，形成具有堆聚結(jié)構(gòu)的人造石材。水泥適用范圍不僅適合用于干燥環(huán)境中的工程部位，而且也適合用于潮濕環(huán)境及水中的工程部位。水泥的分類按性能和用途分水泥通用水

38、泥專用水泥特性水泥硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥石灰石硅酸鹽水泥如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大壩水泥等如白色硅酸鹽水泥、快凝快硬硅酸鹽水泥等水泥的分類按主要水硬性物質(zhì)分水泥種類主要水硬性物質(zhì)主 要 品 種硅酸鹽水泥硅酸鈣通用水泥、專用水泥和特性水泥等鋁酸鹽水泥鋁酸鈣高鋁水泥、自應(yīng)力鋁酸鹽水泥、快硬高強(qiáng)鋁酸鹽水泥等。硫鋁酸鹽水泥無水硫鋁酸鈣硅酸二鈣有自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥、低堿度硫鋁酸鹽水泥、快硬硫鋁酸鹽水泥等鐵鋁酸鹽水泥鐵相、無水硫鋁酸鈣、硅酸二鈣有自應(yīng)力鐵鋁酸鹽水泥、膨脹鐵鋁酸鹽水泥、快硬鐵鋁酸鹽水泥等氟鋁酸鹽水泥氟鋁酸鈣、硅酸二鈣氟鋁

39、酸鹽水泥等以潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水泥活性二氧化硅活性氧化鋁石灰火山灰水泥、石膏礦渣水泥、低熱鋼渣礦渣水泥等一、硅酸鹽水泥的原材料和生產(chǎn)工藝硅酸鹽水泥的原材料生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的原材料石灰質(zhì)原料 : 天然石灰石。也可采用與天然石灰石化學(xué)成分相似的材料如白堊、石灰華等。粘土質(zhì)原料 : 主要為粘土，其主要化學(xué)成分為SiO2，其次為Al2O3和少量Fe2O3。 校正原料: 采用赤鐵礦，化學(xué)成分為Fe2O3。 石膏主要為天然石膏礦、無水硫酸鈣等 。混合材料 包括活性混合材料（?；郀t礦渣、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料等）和非活性混合材料（石灰石粉、磨細(xì)石英砂等）。硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝“

40、兩磨一燒”工藝生產(chǎn)水泥的方法主要有干法立窯生產(chǎn)和濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)兩種 ；硅酸鹽水泥分為：型硅酸鹽水泥（不摻混合材料）和型硅酸鹽水泥（摻不超過5%混合材料）。一、硅酸鹽水泥的原材料和生產(chǎn)工藝石灰石粘 土鐵礦粉生 料石 膏硅酸鹽水泥混合材料熟 料按比例混合磨細(xì)13501450煅燒磨細(xì)二、熟料的礦物組成及其特性熟料的礦物組成水泥熟料礦物硅酸二鈣鐵鋁酸四鈣鋁酸三鈣硅酸三鈣2CaOSiO2，C2S4CaOAl2O3Fe2O3，C4AF3CaOAl2O3，C3A3CaOSiO2，C3S化學(xué)式及簡寫二、熟料的礦物組成及其特性水泥熟料礦物的主要特性 熟料礦物磨細(xì)加水，均能單獨(dú)與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其特點見上表。礦物

41、名稱硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣含量范圍（質(zhì)量）376015377151018水化反應(yīng)速度快慢最快快強(qiáng) 度高早期低，后期高低低（含量多時對抗折強(qiáng)度有利）水 化 熱較高低最高中三、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化凝結(jié)硬化的概念凝結(jié)：水泥加水拌合而成的漿體，經(jīng)過一系列物理化學(xué)變化，漿體逐漸變稠失去可塑性而成為水泥石的過程；硬化：水泥石強(qiáng)度逐漸發(fā)展的過程稱為硬化。水泥的凝結(jié)過程和硬化過程是連續(xù)進(jìn)行的。凝結(jié)過程較短暫，一般幾個小時即可完成；硬化過程是一個長期的過程，在一定溫度和濕度下可持續(xù)幾十年。三、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化熟料礦物的水化反應(yīng)硅酸三鈣2（3CaOSiO2）6H2O = 3CaO2SiO23H

42、2O3Ca（OH）2硅酸二鈣2（2CaOSiO2）4H2O = 3CaO2SiO23H2OCa（OH）2 鋁酸三鈣3CaOAl2O3H2O = 3CaOAl2O36H2O3CaOAl2O36H2O3（CaSO42H2O）19H2O = 3CaOAl2O33CaSO431H2O 鐵鋁酸四鈣4CaOAl2O3Fe2O37H2O = 3CaOAl2O36H2OCaOFe2O3H2O(C-S-H)(C-S-H)(C-A-H)(AFt)(C-A-H)(C-F-H)三、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化熟料礦物的水化反應(yīng)過程水化初期熟料礦物與水反應(yīng)的速度較快，使水化產(chǎn)物不斷地從液相中析出并聚集在水泥顆粒表面，形成以水

43、化硅酸鈣凝膠為主體的凝膠薄膜，大約在1h左右即在凝膠薄膜外側(cè)及液相中形成粗短的針狀鈣礬石晶體。 三、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化水化中期以水化硅酸鈣（CSH）和氫氧化鈣的快速形成為特征。水化后期由于新生成的水化產(chǎn)物的壓力，水泥顆粒薄膜的凝膠薄膜破裂，使水進(jìn)入未水化水泥顆粒的表面，水化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。水化產(chǎn)物之間互相交叉連生，不斷密實，固體之間的空隙不斷減小，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不斷加強(qiáng)，結(jié)構(gòu)逐漸緊密。 三、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化A凝膠體（CSH凝膠，水化硅酸鈣凝膠）；B晶體（氫氧化鈣、水化鋁酸鈣、水化硫鋁酸鈣）；C孔隙（毛細(xì)孔、凝膠孔、氣孔等）；D未水化的水泥顆粒水泥石的結(jié)構(gòu)水泥石主要由凝膠體、晶體、孔隙、水、空

44、氣和未水化的水泥顆粒等組成，存在固相、液相和氣相。因此硬化后的水泥石是一種多相多孔體系。 水泥石的結(jié)構(gòu)（水化產(chǎn)物的種類及相對含量、孔的結(jié)構(gòu)）對其性能影響最大。 四、硅酸鹽水泥的主要建筑性能1.密度、堆積密度和各成分含量建筑性能質(zhì) 量 標(biāo) 準(zhǔn)密度，kg/m331003200堆積密度，kg/m313001600不溶物型：不溶物不得超過0.75；型：不溶物不得超 過1.50燒失量型：燒失量不得大于3.0；型：燒失量不得大于 3.5氧化鎂水泥中氧化鎂含量不宜超過5.0。如果水泥經(jīng)壓蒸法檢驗安定性合格，則水泥中氧化鎂含量可放寬至6.0三氧化硫3.5堿含量水泥中堿含量按Na2O0.658K2O計算值來表示

45、。若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時，水泥中堿含量不得大于0.60或由供需雙方商定(注：表中百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。)四、硅酸鹽水泥的主要建筑性能2.細(xì)度細(xì)度是指水泥顆粒的粗細(xì)程度。水泥顆粒的粗細(xì)，直接影響其水化反應(yīng)速度、活性和強(qiáng)度。國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，水泥的細(xì)度用篩析法和比表面積法來測定。硅酸鹽水泥的細(xì)度為其比表面積大于300m2/kg。 四、硅酸鹽水泥的主要建筑性能3.凝結(jié)時間凝結(jié)時間 分為初凝時間和終凝時間。初凝時間是從加水至水泥漿開始失去塑性的時間；終凝時間是從加水至水泥漿完全失去塑性的時間。水泥初凝時間不宜過早，終凝時間不宜過遲。 國家標(biāo)準(zhǔn)GB1751999規(guī)定：硅酸鹽水泥初凝不得早于

46、45min，終凝不得遲于6.5h。四、硅酸鹽水泥的主要建筑性能4.體積安定性體積安定性是指水泥漿體硬化后體積變化的穩(wěn)定性。水泥在硬化過程中體積變化不穩(wěn)定，即為體積安定性不良。 水泥安定性不良的原因：熟料中含有過量的游離氧化鈣（fCaO），或含有過量的游離氧化鎂（fMgO）；生產(chǎn)水泥時摻入的石膏過量。 國家標(biāo)準(zhǔn)GB1751999規(guī)定，硅酸鹽水泥的安定性用沸煮法檢驗必須合格。體積安定性不良的水泥嚴(yán)禁用于工程中。 四、硅酸鹽水泥的主要建筑性能5.強(qiáng)度及強(qiáng)度等級（1）膠砂強(qiáng)度 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定， 水泥和標(biāo)準(zhǔn)砂和水按1:3.0:0.5質(zhì)量比配制成膠砂，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)試驗方法攪拌成型。制成40mm40mm160mm的

47、標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件（1d溫度為201，相對濕度95以上的空氣中帶模養(yǎng)護(hù)；1d以后拆模，放入201的水中養(yǎng)護(hù)）下養(yǎng)護(hù)。根據(jù)水泥品種不同，分別測定3d、28d的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，即為水泥的膠砂強(qiáng)度。 四、硅酸鹽水泥的主要建筑性能（2）強(qiáng)度等級 根據(jù)水泥的膠砂強(qiáng)度劃分的級別稱為強(qiáng)度等級。硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級劃分為42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R共六個等級。見表的 規(guī)定。強(qiáng)度等級抗壓強(qiáng)度，MPa抗折強(qiáng)度，MPa3d28d3d28d42.542.5R52.552.5R62.562.5R17.022.023.027.028.032.042.542.552.552.562

48、.562.53.54.04.05.05.05.56.56.57.07.08.08.0（注：R型為早強(qiáng)型，主要是3d強(qiáng)度較高。）四、硅酸鹽水泥的主要建筑性能6.水化熱水泥的水化熱是指在水化過程中的放熱量，單位為kJ/kg。水化熱的高低與熟料礦物的相對含量有關(guān)。鋁酸三鈣、硅酸三鈣的水化熱高，而鐵鋁酸四鈣、硅酸二鈣的水化熱較低。因此要降低水化熱，可適當(dāng)減少鋁酸三鈣和硅酸三鈣的含量。水化熱主要對大體積混凝土工程有影響。對于大體積混凝土工程，應(yīng)選擇水化熱較低的水泥，或者采取特殊措施降低水化熱的危害。 四、硅酸鹽水泥的主要建筑性能抗凍性和抗?jié)B性（1）抗凍性抗凍性是指水泥石抵抗凍融循環(huán)的能力在嚴(yán)寒地區(qū)，抗凍

49、性是水泥石的重要性質(zhì)之一影響因素水泥各成分的含量：當(dāng)3含量高時，其抗凍性好，適當(dāng)提高石膏含量也可提高抗凍性水灰比：.4，抗凍性好；.55，抗凍性顯著下降 （2）抗?jié)B性抗?jié)B性是指水泥石抵抗液體滲透作用的能力小水化程度高，水泥中凝膠物含量高，抗?jié)B性高五、水泥石的腐蝕及防止水泥石腐蝕的方式（1）軟水（Ca離子濃度很低）侵蝕（溶出性侵蝕）（2）酸的腐蝕（溶解性化學(xué)腐蝕）一般酸的腐蝕碳酸水的腐蝕（3）硫酸鹽腐蝕（膨脹性化學(xué)腐蝕）（4）強(qiáng)堿腐蝕五、水泥石的腐蝕及防止水泥石腐蝕的根本原因（1）水泥石生成物中有易被腐蝕成分(Ca(OH)2 和C-A-H)（2）水泥石本身不密實，開口孔隙率大（3）腐蝕介質(zhì)的存在

50、以及水泥石所處的外界物理條件（如海水沖擊、流動等）防止水泥石腐蝕的措施（1）根據(jù)工程的環(huán)境特點，合理選擇水泥品種。（2）提高混凝土的密實度。（3）在水泥石結(jié)構(gòu)的表面設(shè)置保護(hù)層。六、硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用凝結(jié)硬化快，早期及后期強(qiáng)度均高，適用于有早強(qiáng)要求的工程。抗凍性好，適合水工混凝土和抗凍性要求高的工程。耐腐蝕性差，因水化后氫氧化鈣和水化鋁酸鈣的含量較多。水化熱高，不宜用于大體積混凝土工程。但有利于低溫季節(jié)蓄熱法施工。六、硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用抗碳化性好。因水化后氫氧化鈣含量較多，故水泥石的堿度不易降低，對鋼筋的保護(hù)作用強(qiáng)。適用于空氣中二氧化碳濃度高的環(huán)境。耐熱性差。因水化后氫氧化鈣含量高。不適

51、用于承受高溫作用的混凝土工程。耐磨性好，適用于高速公路、道路和地面工程。46 摻混合材料的硅酸鹽水泥混合材料及其分類混合材料的概念所謂混合材料就是為了改善水泥性能、提高水泥的產(chǎn)量，在生產(chǎn)時摻入的天然或人工礦物質(zhì)材料。分為活性混合材料和非活性混合材料兩大類。非活性混合材料 不具有活性或活性很低的人工或天然的礦物材料。混合材料及其分類活性混合材料 混合材料磨成細(xì)粉，與碳或石灰和石膏拌合在一起，加水后在常溫下，能生成具有膠凝性的水化產(chǎn)物，既能在潮濕空氣中硬化，也能在水中硬化的混合材料。?；郀t礦渣；粉煤灰；火山灰質(zhì)混合材料一、普通硅酸鹽水泥（代號PO）定義硅酸鹽水泥熟料61的混合材料適量石膏技術(shù)性質(zhì)

52、要求（與硅酸鹽水泥相比）相同點 MgO含量、SO3含量、初凝時間、安定性的技術(shù)要求相同。不同點細(xì)度：80m方孔篩篩余量不超過10.0%；終凝時間：不遲于10h；燒失量：不得大于5.0%。一、普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級：普通硅酸鹽水泥分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六個強(qiáng)度等級。各齡期的強(qiáng)度不低于下表的規(guī)定。強(qiáng)度等級抗壓強(qiáng)度，MPa抗折強(qiáng)度，MPa3d28d3d28d32.532.5R42.542.5R52.552.5R11.016.016.021.022.026.032.532.542.542.552.552.52.53.53.54.04.05.05.55.56

53、.56.57.07.0一、普通硅酸鹽水泥主要特性（1）早期強(qiáng)度、強(qiáng)度等級略低，后期強(qiáng)度高。（2）水化熱略低。（3）抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化能力略低。（4）抗侵蝕、抗腐蝕能力稍好。（5）耐磨性、耐熱性能略有提高。應(yīng)用 由于性能上與硅酸鹽水泥有一點差異，普通水泥的應(yīng)用比硅酸鹽水泥較廣泛。二、礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥定義技術(shù)性質(zhì)要求（與普通水泥相比）相同點 MgO含量、細(xì)度、凝結(jié)時間、安定性的技術(shù)要求相同。不同點熟料適量石膏20%70%粒化高爐礦渣20%40%粉煤灰20%50%火山灰混合材礦渣水泥（PS）粉煤灰水泥（PF）火山灰水泥（PP）磨細(xì)磨細(xì)磨細(xì)二、礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥三氧化

54、硫含量：礦渣水泥不超過4.0；火山灰質(zhì)水泥、粉煤灰水泥不得超過3.5。強(qiáng)度等級：強(qiáng)度等級劃分為32.5，32.5R，42.5，42.5R，52.5，52.5R共六個等級。各齡期的強(qiáng)度要求見下表。強(qiáng)度等級抗壓強(qiáng)度，MPa）抗折強(qiáng)度，MPa3d28d3d28d32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0二、礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥主要特性（與硅酸鹽水泥、普通水泥相比）三種水泥的共同特性凝結(jié)硬化較慢，早強(qiáng)強(qiáng)度較低，但

55、后期強(qiáng)度較高；水化熱較低，放熱速度慢；抗腐蝕能力強(qiáng)；硬化時對濕熱敏感性強(qiáng)；抗凍性、耐磨性及抗碳化性能較差。二、礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥三種水泥各自特性礦渣水泥保水性差、易泌水、抗?jié)B性較差，但耐熱性好，因此用于高溫環(huán)境?；鹕交宜嗑哂休^高的抗?jié)B性和耐水性。但在干燥環(huán)境易產(chǎn)生干縮裂縫，Co2 使水化硅酸鈣分解成CaCo3和氧化硅的粉狀物，即發(fā)生“起粉”現(xiàn)象。粉煤灰水泥具有抗裂性好的特性，原因是其獨(dú)特的球狀玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)，吸水力弱，干縮小，裂紋也小，抗裂性好。 三、復(fù)合硅酸鹽水泥和石灰石硅酸鹽水泥 復(fù)合硅酸鹽水泥 (PC) 在硅酸鹽水泥熟料中，加入兩種或兩種以上的混合材料(摻量在15%50%)。

56、適量石膏磨細(xì)而成的水硬性膠凝材料。 與硅酸鹽水泥相比，由于摻入了兩種或兩種以上的混合材料，復(fù)合水泥的水化熱較低；早期強(qiáng)度較高，其強(qiáng)度要求與普通水泥的強(qiáng)度要求相同。但是復(fù)合水泥 性能受所用混合材性能影響，使用時應(yīng)針對工程的性質(zhì)加以選用。47 其它品種水泥一、鋁酸鹽水泥定義 以石灰?guī)r和礬土為主要原料，配制成適當(dāng)成分的生料，燒至全部或部分熔融所得以鋁酸鈣為主要礦物的熟料，經(jīng)磨細(xì)而成的水硬性膠凝材料，代號CA。由于熟料中Al2O3 含量高于50%故又稱為高鋁水泥。一、鋁酸鹽水泥主要礦物成分鋁酸一鈣（CaOAl2O3簡寫 CA）凝結(jié)正常，硬化迅速，為鋁酸鹽水泥強(qiáng)度的主要來源。二鋁酸一鈣（CaO2Al2O

57、3簡寫 CA2），其特點是凝結(jié)硬化慢，早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度高。此外還有少量水化極快、凝結(jié)迅速而強(qiáng)度不高的七鋁酸十二鈣（127）以及膠凝性極差的硅酸鹽二鈣（鋁方柱石）（C2AS）、六鋁酸一鈣（CA6）等礦物。一、鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥的水化與硬化當(dāng)溫度低于20時，水化生成水化鋁酸鈣（CAH10），當(dāng)溫度在20 30時水化鋁酸二鈣（C2AH8）、鋁膠（AH3）。CAH10、C2AH8都屬六方晶系，其晶體呈片狀或針狀，互相交錯攀附，重疊結(jié)合，可形成堅強(qiáng)的結(jié)晶共生體，使水泥獲得很高的強(qiáng)度。氫氧化鋁凝膠又填充于晶體骨架的空隙，所以能形成比較致密的結(jié)構(gòu)。當(dāng)溫度高于30時，水化生成立方晶系的水化鋁酸三鈣（C

58、3AH6）、鋁膠（AH3）。此時形成的水泥石孔隙率很大，強(qiáng)度較低。因而鋁酸鹽水泥不宜在高于30的條件下養(yǎng)護(hù)。一、鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥的技術(shù)要求細(xì)度: 比表面積不小于300 m2/kg或0.045mm篩余不大于20%。凝結(jié)時間： 按GB201-2000規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)稠度膠砂測得的 凝結(jié)時間應(yīng)符合如下要求：CA-50、CA-70、 CA-80鋁酸鹽水泥的初凝時間不早于30min， 終凝時間應(yīng)不遲于6；CA-60鋁酸鹽水泥的 初凝時間不早于60min，終凝時間應(yīng)不遲于18。一、鋁酸鹽水泥強(qiáng)度: 鋁酸鹽水泥按照Al2O3含量分為四類。各類型鋁酸鹽水泥的不同齡期強(qiáng)度值不得低于GB201-2000的規(guī)定。(分

59、為6h、1d、3d、28d強(qiáng)度要求)鋁酸鹽水泥受到高溫作用時，由于產(chǎn)生了固相反應(yīng)，燒結(jié)結(jié)合代替了水化結(jié)合，因而具有良好的耐高溫性能。一、鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥的建筑性能與應(yīng)用快應(yīng)、早強(qiáng)。高溫下后期強(qiáng)度倒縮，甚至引起結(jié)構(gòu)破壞，故其不宜在高溫、高濕環(huán)境及長期承載結(jié)構(gòu)工程中使用，宜用于工期緊急的工程。抗?jié)B性、抗凍性好?？沽蛩猁}腐蝕性好。水化熱高，放熱快，不得應(yīng)用于大體積混凝土工程。耐熱性強(qiáng)。高溫下產(chǎn)生燒結(jié)作用，具有良好的耐高溫性能，較高的強(qiáng)度，故適合耐熱工程。二、快硬性水泥1.快硬硅酸鹽水泥（1）定義由硅酸鹽水泥熟料和適量石膏磨細(xì)制成的，以3d抗壓強(qiáng)度表示強(qiáng)度等級的水硬性膠凝材料，簡稱快硬水泥（2）技

60、術(shù)要求細(xì)度：一般控制在330450m2/kg凝結(jié)時間：初凝45min，終凝10h安定性：沸煮法檢驗合格強(qiáng)度等級：按3d抗壓強(qiáng)度分為32.5、37.5和42.5三個等級二、快硬性水泥（3）特性具有硬化快、早期強(qiáng)度高、水化熱高、抗凍性好、耐腐蝕性差的特性（4）應(yīng)用適用于緊急搶修工程，早期強(qiáng)度要求高的工程及冬季施工工程，但不適合大體積混凝土工程和有腐蝕介質(zhì)的混凝土工程。二、快硬性水泥2.快硬硫鋁酸鹽水泥（1）定義由適當(dāng)成分的生料，經(jīng)煅燒所得以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物成分的熟料，加入適量石膏和010%石灰石磨細(xì)而成的早期強(qiáng)度高的水硬性膠凝材料。（2）技術(shù)要求細(xì)度：一般控制在 350m2/kg；