土木工程材料

主講人：潘曉燕土木工程材料主講人：潘曉燕1緒論

一.土木工程材料的定義及分類(lèi)1.定義土木工程材料是土木工程中所使用的各種材料及其制品的總稱(chēng)。

2.分類(lèi)（1）根據(jù)材料來(lái)源分：天然材料和人造材料

（2）根據(jù)使用部位分：承重、屋面、墻體和地面材料等（3）根據(jù)其功能分：結(jié)構(gòu)材料和功能材料

（4）根據(jù)組成物質(zhì)的種類(lèi)及化學(xué)成分分：緒論一.土木工程材料的定義及分類(lèi)1.定義2分類(lèi)實(shí)例無(wú)機(jī)材料金屬材料黑色金屬鐵、鋼等有色金屬鋁、銅、鋅及其合金等非金屬材料天然石材砂、石及石材制品等燒土制品黏土磚、瓦、陶瓷制品等膠凝材料及制品石灰、石膏及制品、水泥及水泥混凝土制品、硅酸鹽制玻璃普通平板玻璃、安全玻璃、絕熱玻璃等無(wú)機(jī)纖維材料玻璃纖維、礦物棉、巖棉等有機(jī)材料植物材料木材、竹材、植物纖維及制品等瀝青材料煤瀝青、石油瀝青及其制品等合成高分子材料塑料、涂料、樹(shù)脂、膠黏劑、合成橡膠等復(fù)合材料有機(jī)材料與無(wú)機(jī)非金屬材料復(fù)合瀝青混凝土、聚合物混凝土、玻璃纖維增強(qiáng)塑料等金屬與無(wú)機(jī)非金屬材料復(fù)合鋼筋混凝土、鋼纖維混凝土、cY板等金屬與有機(jī)材料復(fù)合鋁塑管、有機(jī)涂層鋁合金板、塑鋼等分類(lèi)實(shí)例無(wú)機(jī)材料金屬材料黑色金屬鐵、鋼等有色金屬鋁、3二．土木工程材料在建設(shè)工程中的地位和作用(1)土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)(2)土木工程質(zhì)量的保證(3)影響土木工程的造價(jià)(4)促進(jìn)土木工程技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展材料決定建筑結(jié)構(gòu)形式和施工方式。新的建筑材料的出現(xiàn)，往往會(huì)促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)的革新和發(fā)展，使一些無(wú)法實(shí)現(xiàn)的構(gòu)想變成現(xiàn)實(shí)。材料費(fèi)用占工程總造價(jià)的50～70%。要降低工程造價(jià)必須優(yōu)化選擇和正確使用材料，充分利用材料的各種性能，提高材料的利用率。二．土木工程材料在建設(shè)工程中的地位和作用(1)土木工程的物4三．土木工程材料的發(fā)展概況

發(fā)展經(jīng)歷：從無(wú)到有，從天然材料到人工材料，從手工業(yè)生產(chǎn)到工業(yè)化生產(chǎn)。三．土木工程材料的發(fā)展概況發(fā)展經(jīng)歷：5未來(lái)建筑材料的發(fā)展趨勢(shì)：大力發(fā)展功能型材料，提供更多更好的綠色化和智能化建筑材料是目前發(fā)展的趨勢(shì)。首先，建立節(jié)約型的生產(chǎn)體系，做到節(jié)能、節(jié)土、節(jié)水和節(jié)約礦產(chǎn)資源等。其次，建立有效的環(huán)境保護(hù)與監(jiān)控管理體系，大力發(fā)展無(wú)污染、環(huán)境友好型的綠色建筑材料產(chǎn)品，充分利用再生資源及工農(nóng)業(yè)廢料；再次，積極采用高科技成果推進(jìn)建筑材料工業(yè)的現(xiàn)代化。未來(lái)建筑材料的發(fā)展趨勢(shì)：大力發(fā)展功能型材料，6四．土木工程材料的檢驗(yàn)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)土木工程材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括產(chǎn)品規(guī)格、分類(lèi)、技術(shù)要求、檢驗(yàn)方法、驗(yàn)收規(guī)則、標(biāo)志、運(yùn)輸和儲(chǔ)存注意事項(xiàng)等方面內(nèi)容。1.標(biāo)準(zhǔn)化的意義

為了保證材料的質(zhì)量，保證現(xiàn)代化生產(chǎn)和科學(xué)管理，或者是作為設(shè)計(jì)應(yīng)用和研究時(shí)的依據(jù)。四．土木工程材料的檢驗(yàn)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)土木工程材料7(3)地方標(biāo)準(zhǔn)DB

(4)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB(2)行業(yè)(或部)標(biāo)準(zhǔn)

行業(yè)名稱(chēng)建材建工水利冶金電力標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)JCJGSLYBDL2.土木工程材料標(biāo)準(zhǔn)的類(lèi)別

我國(guó)現(xiàn)行的土木工程材料標(biāo)準(zhǔn)的類(lèi)別

(1)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)(代號(hào)GB)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)(代號(hào)GB／T)

(3)地方標(biāo)準(zhǔn)DB(4)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB(2)行業(yè)(或部)標(biāo)準(zhǔn)8

3.標(biāo)準(zhǔn)的表示方法標(biāo)準(zhǔn)的一般表示方法是由標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)、標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)和頒布年份等組成。其他現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)NF國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO德國(guó)DIN標(biāo)準(zhǔn)美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTM日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS《通用硅酸鹽水泥》GB175-20073.標(biāo)準(zhǔn)的表示方法標(biāo)準(zhǔn)的一般表示方法是由標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)、9

五．本課程的內(nèi)容、學(xué)習(xí)目的和基本要求1.學(xué)習(xí)目的2.主要內(nèi)容除介紹了建筑材料的一些基本性質(zhì)外，主要講述了建筑工程中常用的氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、建筑砂漿、墻體材料和屋面材料、土木工程用鋼材和鋁合金、木材、高分子建筑材料、瀝青材料。獲得有關(guān)土木工程材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論和基本技能，為后續(xù)課程提供建筑材料的基礎(chǔ)知識(shí)；為將要從事土木工程建設(shè)工作的技術(shù)人員合理選擇和正確使用材料奠定基礎(chǔ)。五．本課程的內(nèi)容、學(xué)習(xí)目的和基本要求1.學(xué)習(xí)目的2.主要103.基本要求（1）掌握常用建筑材料的組成、基本性能及技術(shù)要求，理解材料組成及結(jié)構(gòu)對(duì)材料性質(zhì)的影響，能夠根據(jù)工程實(shí)際條件合理地選擇和使用各種建筑材料；（2）注意外界條件對(duì)材料性能的影響；（3）在學(xué)習(xí)中要避免死記硬背，要注意理解，運(yùn)用對(duì)比方法來(lái)學(xué)習(xí)；既要學(xué)習(xí)材料的共性，更要掌握材料的特性。

（4）了解各種材料的原料、生產(chǎn)等方面的知識(shí)；（5）掌握常用建筑材料貯藏和運(yùn)輸時(shí)的注意事項(xiàng)。

3.基本要求（1）掌握常用建筑材料的組成、基本性能及技術(shù)要11第一章土木工程材料的基本性質(zhì)土木工程材料的基本性質(zhì)是指材料處于不同的使用條件和使用環(huán)境時(shí)，通常必須考慮的最基本的、共有的性質(zhì)。材料所處的環(huán)境和部位不同，所起的作用也各不相同，為此要求材料必須具備不同的性質(zhì)。土木工程材料的基本性質(zhì)一般包括物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和耐久性等。

第一章土木工程材料的基本性質(zhì)土木工程材料的12第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一.與質(zhì)量狀態(tài)有關(guān)的物理性質(zhì)1．密度(ρ)密度(真密度)是材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。式中ρ密度(g/cm3)或(kg/m3)；m材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量(g)或(kg)；V材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積(cm3)或(m3)。絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積是指不含有任何孔隙的體積。測(cè)量時(shí)，材料必須在干燥狀態(tài)下。含孔材料磨成細(xì)粉，干燥至恒重后，用李氏瓶測(cè)定其體積，然后按上式計(jì)算得到密度值。鋼材、玻璃等少數(shù)材料可直接采用上式計(jì)算獲得。第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一.與質(zhì)量狀態(tài)有關(guān)的物理性質(zhì)1．密度(132．表觀密度(ρ′)

表觀密度(又稱(chēng)視密度、近似密度)是指材料在自然狀態(tài)下，不含開(kāi)口孔時(shí)單位體積的質(zhì)量。式中ρ′表觀密度(g／cm3)或(kg／m3)；V′材料在自然狀態(tài)下不含開(kāi)口孔隙時(shí)的體積(cm3)或(m3)；Vb材料內(nèi)部閉口孔隙的體積(cm3)或(m3)。測(cè)定材料的表觀密度時(shí)，材料必須絕對(duì)干燥。2．表觀密度(ρ′)表觀密度(又稱(chēng)視密度、143．容積密度(ρ0，(g／cm3)或(kg／m3))

式中V0材料在自然狀態(tài)下的宏觀外形體積

，Vk材料內(nèi)部開(kāi)口孔隙的體積，單位均為(cm3)或(m3)。容積密度(又稱(chēng)體積密度，俗稱(chēng)容重)是指材料在自然狀態(tài)下，單位宏觀外形體積的質(zhì)量。測(cè)量容積密度時(shí)，材料的質(zhì)量可以是在任意含水狀態(tài)下，但應(yīng)注明其含水情況，未特別標(biāo)明時(shí)，常指氣干狀態(tài)下的容積密度。在材料對(duì)比試驗(yàn)時(shí)，則在絕干狀態(tài)下進(jìn)行。對(duì)于形狀不規(guī)則的材料，可采用蠟封排水法測(cè)定其體積。粉狀材料在絕干狀態(tài)下的容積密度與密度值近似相等。3．容積密度(ρ0，(g／cm3)或(kg／m3))式中154．堆積密度堆積密度是指散粒材料或粉狀材料，在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。式中

堆積密度

(g／cm3)或(kg／m3)；

堆積體積

(cm3)或(m3)；Vv材料內(nèi)部開(kāi)口孔隙的體積(cm3)或(m3)。材料的堆積體積指在自然、松散狀態(tài)下，按一定方法裝入一定容器的容積，包括顆粒體積和顆粒之間空隙的體積。若以搗實(shí)體積計(jì)算時(shí)，則稱(chēng)緊密堆積密度。注意對(duì)比幾種密度的異同點(diǎn)4．堆積密度堆積密度是指散粒材料或粉狀材料，16二.與構(gòu)造狀態(tài)有關(guān)的物理性質(zhì)1．孔隙率與密實(shí)度1.1孔隙率孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙體積占其總體積的百分率，即材料內(nèi)部孔隙構(gòu)造上的特征，如大小、形狀、分布、連通等統(tǒng)稱(chēng)為孔隙特征。在一般工程應(yīng)用上，材料的孔隙特征通常是指孔隙的連通性。二.與構(gòu)造狀態(tài)有關(guān)的物理性質(zhì)1．孔隙率與密實(shí)度1.1孔隙率17開(kāi)口孔隙(簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)孔)是指材料內(nèi)部孔隙不僅彼此互相貫通，并且與外界相通。開(kāi)口孔隙能提高材料的吸水性、透水性、吸聲性，并降低材料的抗凍性。閉口孔隙(簡(jiǎn)稱(chēng)閉孔)是指材料內(nèi)部孔隙彼此不連通，而且與外界隔絕。閉口孔隙能提高材料的保溫隔熱性能和耐久性。材料的孔隙率也可分為開(kāi)口孔隙率Pk和閉口孔隙率Pb，即1.2密實(shí)度D密實(shí)度即材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。開(kāi)口孔隙(簡(jiǎn)稱(chēng)開(kāi)孔)是指材料內(nèi)部孔隙不僅彼此182．空隙率和填充率2.1空隙率P′空隙率是指散粒或粉狀材料顆粒之間的空隙體積占其自然堆積體積的百分率。填充率即散粒材料堆積體積中，顆粒填充的程度。2.2填充率D′2．空隙率和填充率2.1空隙率P′空隙率是19三.材料與水有關(guān)的性質(zhì)1.親水性與憎水性材料與水接觸時(shí)，水可以在材料表面鋪展開(kāi)，能被水潤(rùn)濕的性質(zhì)稱(chēng)為親水性。（1）定義親水性材料：鋼材、混凝土、木材等憎水性材料：石蠟、聚氯乙烯管材、瀝青基防水材料材料與水接觸時(shí)，水不可以在材料表面鋪展開(kāi)，不能被水潤(rùn)濕的性質(zhì)稱(chēng)為憎水性。三.材料與水有關(guān)的性質(zhì)1.親水性與憎水性材料20（2）潤(rùn)濕角液滴在固體表面上不完全展開(kāi)時(shí)，在氣液固三相匯合點(diǎn)，固液界面的水平線SL與氣液界面的切線GL之間的夾角，稱(chēng)為潤(rùn)濕角θ

。

當(dāng)潤(rùn)濕角θ≤90°時(shí)，這種材料稱(chēng)為親水性材料；當(dāng)潤(rùn)濕角θ>90°時(shí)，這種材料稱(chēng)為憎水性材料。(a)親水性材料(b)憎水性材料（2）潤(rùn)濕角液滴在固體表面上不完全展開(kāi)時(shí)，212．吸水性與吸濕性2.1吸水性(1)質(zhì)量吸水率Wm指材料吸水飽和時(shí)，所吸水量占材料絕干質(zhì)量的百分率。(2)體積吸水率WV

指材料吸水飽和時(shí)，所吸水分的體積占絕干材料自然體積的百分率。ρw為水的密度。常溫下取ρw=l(g／cm3)2．吸水性與吸濕性2.1吸水性(1)質(zhì)量吸水率Wm22質(zhì)量吸水率與體積吸水率的關(guān)系為：材料的吸水率與孔隙率和孔隙構(gòu)造有很大關(guān)系：材料具有微細(xì)而連通的孔隙，則吸水率就較大；材料具有封閉孔隙或具有較粗大開(kāi)口的孔隙，則吸水率就較?。?.1吸濕性材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)稱(chēng)為吸濕性。材料的吸濕性常以含水率W含（變值）表示：與空氣溫濕度相平衡時(shí)的含水率稱(chēng)為平衡含水率。質(zhì)量吸水率與體積吸水率的關(guān)系為：材料的吸水率與孔隙率和孔隙23四.材料與熱有關(guān)的性質(zhì)1.導(dǎo)熱性材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)稱(chēng)為導(dǎo)熱性，常用導(dǎo)熱系數(shù)表示材料的導(dǎo)熱能力的大小。勻質(zhì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算公式為：式中λ為材料的導(dǎo)熱系數(shù)(W／(m·K))；Q為傳熱量(J)；δ為材料厚度(m)；A為傳熱面積(m2)；t為傳熱時(shí)間(s)。通常將λ≤0.23W／(m·K)的材料稱(chēng)為絕熱材料。常用絕熱材料有：礦棉、膨脹珍珠巖、泡沫塑料等四.材料與熱有關(guān)的性質(zhì)1.導(dǎo)熱性材料傳導(dǎo)熱量的242.熱阻材料層厚度δ與導(dǎo)熱系數(shù)λ的比值，稱(chēng)為熱阻R=δ/λ，單位為m2·K／W，它表明熱量通過(guò)材料層時(shí)所受到的阻力。在多層平壁導(dǎo)熱條件下，平壁的總熱阻等于各單層材料的熱阻之和。影響導(dǎo)熱系數(shù)或熱阻的主要因素有：（1）材料的組成（2）孔隙率和孔隙結(jié)構(gòu)（3）含水狀況（4）溫度（除金屬材料外）2.熱阻材料層厚度δ與導(dǎo)熱系數(shù)λ的比值，稱(chēng)為253.熱容量材料受熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)，稱(chēng)為熱容量，它等于比熱c與材料質(zhì)量m的乘積。比熱是指單位質(zhì)量材料在溫度升高或降低1K時(shí)所吸收的或放出的熱量，即式中c為材料的比熱(J／(g·K))；Q為材料吸收或放出的熱量(J)；m為材料的質(zhì)量(g)；（T1-T2）為材料受熱或冷卻前后的溫差(K)。建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)較小而熱容量較大的材料。3.熱容量材料受熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量26五.材料與聲有關(guān)的性質(zhì)1.吸聲性材料能吸收聲音的性質(zhì)稱(chēng)為吸聲性，用吸聲系數(shù)α表示。通常規(guī)定以125Hz，250Hz，500Hz，1000Hz，2000Hz，4000Hz等6個(gè)特定頻率，從不同方向入射，測(cè)得的平均吸聲系數(shù)α，表示材料的吸聲特性。吸聲系數(shù)α越大，表示材料吸聲效果越好，一般將α≥0.20的材料稱(chēng)為吸聲材料。具有細(xì)微而連通的孔隙且孔隙率較大的材料，其吸聲效果較好；若具有粗大的或封閉的孔隙，則吸聲效果較差。五.材料與聲有關(guān)的性質(zhì)1.吸聲性材料能吸收聲音272.隔聲性材料隔絕聲音的性質(zhì)，稱(chēng)為隔聲性。對(duì)于隔空氣聲，主要取決于其單位面積的質(zhì)量，質(zhì)量越大，則隔聲效果越好，因此應(yīng)選擇密實(shí)，沉重的材料作為隔聲材料，如粘土磚、鋼板、鋼筋混凝土等。對(duì)于隔固體聲，最有效的措施是采用不連續(xù)的結(jié)構(gòu)處理，即在墻壁和承重梁之間、房屋的框架和墻板之間加彈性襯墊，如毛氈、軟木、橡皮等材料或在樓板上加彈性地毯、木地板等柔軟材料。2.隔聲性材料隔絕聲音的性質(zhì)，稱(chēng)為隔聲性。28第二節(jié)材料的基本力學(xué)性質(zhì)一．強(qiáng)度和比強(qiáng)度

1.強(qiáng)度1.1強(qiáng)度的定義和分類(lèi)材料的強(qiáng)度通常以材料在外力作用下失去承載能力時(shí)的極限應(yīng)力值來(lái)表示，亦稱(chēng)極限強(qiáng)度。根據(jù)外力的作用方式，材料強(qiáng)度有抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度。第二節(jié)材料的基本力學(xué)性質(zhì)一．強(qiáng)度和比強(qiáng)度1.強(qiáng)度1.129強(qiáng)度類(lèi)別受力示意圖強(qiáng)度計(jì)算式附注抗拉強(qiáng)度f(wàn)材料的抗拉、抗壓或抗剪強(qiáng)度(MPa)；Pmax材料破壞時(shí)的最大荷載(N)；A材料受力面積(mm2)；fb材料的抗彎強(qiáng)度(MPa)；L試件兩支點(diǎn)間距(mm)；b、h分別為試件截面的寬度和高度(mm)抗壓強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度

抗彎強(qiáng)度強(qiáng)度類(lèi)別受力示意圖強(qiáng)度計(jì)算式附注抗拉強(qiáng)度f(wàn)材料的抗拉、301.2影響材料強(qiáng)度的因素（1）材料的組成材料名稱(chēng)抗壓強(qiáng)度（MPa）抗拉強(qiáng)度（MPa）抗彎強(qiáng)度（MPa）花崗巖120～2505～810～14普通粘土磚7.5～301.8～4.0普通混凝土7.5～601.0～4.0松木(順紋)30～5080～12060～100建筑鋼材235～600235～600

組成不同的材料，強(qiáng)度差別很大，因?yàn)椴煌牧系膬?nèi)部質(zhì)點(diǎn)的排列方式、質(zhì)點(diǎn)間距及結(jié)合強(qiáng)度有很大不同。表l一2常用結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度（單位MPa）1.2影響材料強(qiáng)度的因素（1）材料的組成材料名稱(chēng)抗壓強(qiáng)度（31（2）材料的結(jié)構(gòu)，包括孔隙率、孔隙結(jié)構(gòu)、內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)結(jié)合方式、晶粒尺寸等。（3）材料的含水狀態(tài)，含有水分的材料，其強(qiáng)度較干燥時(shí)的低。（4）外部因素，如溫度、測(cè)試條件和方法等。1.3強(qiáng)度等級(jí)在工程使用上，結(jié)構(gòu)材料常根據(jù)強(qiáng)度值的大小劃分為若干強(qiáng)度等級(jí)，具體劃分方法視材料而異。2.比強(qiáng)度—衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)的重要指標(biāo)比強(qiáng)度是按單位體積的質(zhì)量計(jì)算的材料強(qiáng)度，其值等于材料強(qiáng)度與其容積密度之比，即用f/ρ0表示。（2）材料的結(jié)構(gòu)，包括孔隙率、孔隙結(jié)構(gòu)、內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)結(jié)合方式、晶32二．彈性與塑性1.彈性材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力除去后，變形能完全消失的性質(zhì)稱(chēng)為彈性。材料的這種可恢復(fù)的變形稱(chēng)為彈性變形。某些材料的彈性變形大小與外力成正比，其比例系數(shù)在一定范圍內(nèi)為常數(shù)，稱(chēng)為材料的彈性模量E。式中σ為材料所承受的應(yīng)力（MPa），ε為材料的應(yīng)變。彈性模量值越大，材料抵抗變形的能力越強(qiáng)，其剛度也越好。二．彈性與塑性1.彈性材料在外力作用下產(chǎn)生332.塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力除去后，材料仍保留一部分殘余變形，且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱(chēng)為塑性。這部分殘余變形稱(chēng)為塑性變形。有的材料在受力一開(kāi)始，彈性變形和塑性變形便同時(shí)發(fā)生，外力除去后，彈性變形完全消失，而塑性變形則殘留下來(lái)，這類(lèi)材料稱(chēng)為彈塑性材料，如混凝土材料有的材料在受力不大時(shí)，僅產(chǎn)生彈性變形，當(dāng)外力超過(guò)一定數(shù)值后，便出現(xiàn)塑性變形，如建筑鋼材。2.塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力除34三．脆性與韌性外力作用于材料并達(dá)到一定限度后，材料無(wú)明顯塑性變形而發(fā)生突然破壞的性質(zhì)稱(chēng)為脆性。脆性材料的特點(diǎn)：抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其抗拉強(qiáng)度；承受沖擊或震動(dòng)荷載的能力很差。在沖擊或震動(dòng)荷載作用下，材料能吸收較大能量，同時(shí)產(chǎn)生較大變形，而不發(fā)生突然破壞的性質(zhì)稱(chēng)為材料的沖擊韌性(簡(jiǎn)稱(chēng)韌性)。韌性材料的特點(diǎn)：變形大，特別是塑性變形大；抗拉強(qiáng)度接近或高于抗壓強(qiáng)度。2.韌性1.脆性脆性材料：天然石材、陶瓷、玻璃、粘土磚、普通混凝土三．脆性與韌性外力作用于材料并達(dá)到一定限度后，35第三節(jié)材料的耐久性材料在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，抵抗各種環(huán)境因素的作用而不破壞的性質(zhì)，稱(chēng)為耐久性。（1）機(jī)械作用。包括載荷的持續(xù)作用或交變作用引起材料的疲勞、沖擊、磨損等破壞。（2）物理作用。干濕、冷熱、凍融等變化導(dǎo)致材料體積發(fā)生收縮或膨脹，或產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，造成材料內(nèi)部裂縫擴(kuò)展。（3）化學(xué)作用。包括大氣和環(huán)境水中的酸、堿、鹽等溶液或其他有害物質(zhì)，以及日光、紫外線等對(duì)材料的作用。（4）生物作用。包括昆蟲(chóng)或菌類(lèi)等的侵害作用，導(dǎo)致材料發(fā)生蟲(chóng)蛀、腐朽等而破壞。第三節(jié)材料的耐久性材料在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，抵36一．耐水性

材料長(zhǎng)期在飽和水作用下不破壞，而且強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)稱(chēng)為耐水性。式中K軟為材料的軟化系數(shù)，f飽、

f干分別為材料在吸水飽和狀態(tài)下和在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度(MPa)。軟化系數(shù)愈小，表示材料的耐水性愈差。工程上，通常將k≥0.85的材料稱(chēng)為耐水性材料。材料的耐水性主要與其組成成分在水中的溶解度和材料的孔隙率有關(guān)。溶解度很小或不溶的材料，則軟化系數(shù)較大。一．耐水性材料長(zhǎng)期在飽和水作用下不破壞37二．抗?jié)B性

材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱(chēng)為抗?jié)B性(不透水性)。對(duì)一些防滲、防水材料，如油氈、瓦、瀝青混凝土等，常用滲透系數(shù)K表示其抗?jié)B性。式中Qw是總滲透水量(cm3)；d材料的厚度(cm)；A滲水面積(cm2)；t滲水時(shí)間(h)；H靜水壓力水頭(cm)。砂漿、混凝土等材料的抗?jié)B性能常用抗?jié)B等級(jí)P來(lái)表示。抗?jié)B等級(jí)是指在規(guī)定試驗(yàn)方法下材料透水前所能承受的最大水壓。例如：P6表示材料能承受0.6MPa的水壓而不滲水。二．抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱(chēng)為抗?jié)B38滲透系數(shù)愈小或抗?jié)B標(biāo)號(hào)愈大，表示材料的抗?jié)B性愈好。（1）絕對(duì)密實(shí)的材料和具有閉口孔隙的材料，或具有極細(xì)孔隙(孔徑小于1μm)的材料抗?jié)B性好。（2）開(kāi)口大孔最易滲水，故其抗?jié)B性最差。材料抗?jié)B性的好壞，與其孔隙率、孔隙特征、材料的親水性或憎水性有關(guān)：（3）親水性材料易滲水。滲透系數(shù)愈小或抗?jié)B標(biāo)號(hào)愈大，表示材料的抗?jié)B性愈好。39三．抗凍性材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，同時(shí)也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性質(zhì)稱(chēng)為抗凍性?？箖龅燃?jí)愈高，材料的抗凍性愈好?？箖龅燃?jí)F是將材料吸水飽和后，按規(guī)定方法進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)，所能經(jīng)受的最大凍融循環(huán)次數(shù)。例如：F25表示在經(jīng)受了25次凍融循環(huán)后，材料仍可滿足使用要求?？紫堵实?、孔徑小、開(kāi)口孔隙少的材料，其抗凍性較好。另外，抗凍性還與材料吸水飽和的程度、材料本身的強(qiáng)度以及凍結(jié)條件有關(guān)。三．抗凍性材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍40第四節(jié)材料的組成與結(jié)構(gòu)一.材料的組成

1．化學(xué)組成

化學(xué)組成指構(gòu)成材料的基本元素與化合物。2．礦物組成

礦物組成是指構(gòu)成材料的礦物種類(lèi)和數(shù)量。一些土木工程材料，如無(wú)機(jī)膠凝材料，其礦物組成是在其化學(xué)組成確定的條件下決定材料性質(zhì)的主要因素。礦物是指在無(wú)機(jī)非金屬材料中，某些元素或化合物以特定的結(jié)合形式存在并具有特定的物理化學(xué)性質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)。第四節(jié)材料的組成與結(jié)構(gòu)一.材料的組成1．化學(xué)組成41二．材料的結(jié)構(gòu)

材料的結(jié)構(gòu)是指其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的排列是否有序，堆積是否緊密、均勻等組織形態(tài)。根據(jù)所研究的材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的尺度范圍，一般可分為三個(gè)結(jié)構(gòu)層次：1．宏觀結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)(或稱(chēng)構(gòu)造)是指材料宏觀存在的狀態(tài)，即用肉眼或放大鏡就可分辨的粗大組織。其尺寸在1mm以上。材料的宏觀結(jié)構(gòu)直接影響材料的密度、孔隙率、滲透性、抗凍性、保溫性和強(qiáng)度、吸聲性等性質(zhì)。二．材料的結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)是指其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的42宏觀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征常用的土木工程材料舉例按孔隙特征致密結(jié)構(gòu)無(wú)宏觀尺度的孔隙鋼鐵、玻璃、塑料等微孔結(jié)構(gòu)主要具有微細(xì)孔隙石膏制品、燒土制品等多孔結(jié)構(gòu)具有較多粗大孔隙加氣混凝土、泡沫玻璃、泡沫塑料等按構(gòu)造特征纖維結(jié)構(gòu)主要由纖維狀材料構(gòu)成木材、玻璃鋼、巖棉、GRC等層狀結(jié)構(gòu)由多層材料迭合構(gòu)成復(fù)合墻板、膠合板、紙面石膏板等散粒結(jié)構(gòu)由松散顆粒狀材料構(gòu)成砂石材料、膨脹蛭石、膨脹珍珠巖等聚集結(jié)構(gòu)由骨料和膠結(jié)材料構(gòu)成各種混凝土、砂漿、陶瓷等宏觀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征常用的土木工程材料舉例按孔隙特征致密結(jié)構(gòu)無(wú)宏432．細(xì)觀結(jié)構(gòu)

細(xì)觀結(jié)構(gòu)(也稱(chēng)顯微或亞微觀結(jié)構(gòu))是指用光學(xué)顯微鏡所能觀察到的材料結(jié)構(gòu)，其尺寸范圍在10-3～10-6m。材料的各種組織特征、數(shù)量、分布以及界面之間的結(jié)合情況等都影響土木工程材料的整體性質(zhì)。3．微觀結(jié)構(gòu)

微觀結(jié)構(gòu)是指材料原子、分子層次的結(jié)構(gòu)，其尺寸范圍在10-6～10-10m。（1）晶體結(jié)構(gòu)特征是由其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)(離子、原子、分子)按特定的規(guī)則在空間呈有規(guī)律的排列。2．細(xì)觀結(jié)構(gòu)細(xì)觀結(jié)構(gòu)(也稱(chēng)顯微或亞微觀結(jié)構(gòu)44（2）玻璃體（非晶體）具有化學(xué)不穩(wěn)定性，內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列無(wú)規(guī)律，各向同性，沒(méi)有固定的熔點(diǎn)。（3）膠體膠體是物質(zhì)以極微小的質(zhì)點(diǎn)(粒徑為1～l00μm)分散在介質(zhì)中所形成的兩相體系。膠體具有高度分散性和多相性、具有很大表面能，流變性。膠體分為溶膠和凝膠。溶膠經(jīng)脫水或質(zhì)點(diǎn)的凝聚作用便形成凝膠，凝膠具有固體的性質(zhì)，但在長(zhǎng)期應(yīng)力作用下，又具有粘性液體的流動(dòng)性質(zhì)。（2）玻璃體（非晶體）具有化學(xué)不穩(wěn)定性，45第五節(jié)材料的環(huán)境負(fù)荷性及其使用的健康安全性一.概述材料的環(huán)境負(fù)荷性即材料在生命周期內(nèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，包括：（1）材料在不同階段對(duì)資源、能源的消耗及對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響；（2）材料在使用過(guò)程中對(duì)人類(lèi)的健康和生態(tài)環(huán)境的影響；（3）材料在解體、廢棄時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響等。第五節(jié)材料的環(huán)境負(fù)荷性及其使用的健康安全性一.概述46

綠色土木工程材料就是環(huán)境負(fù)荷最小的一類(lèi)材料，是指在全壽命周期內(nèi)(即包括原材料開(kāi)采、運(yùn)輸與加工、建造、使用、維修、改造和拆除等各個(gè)環(huán)節(jié))，不僅具有滿意的使用性能、所用的資源和能源的消耗量最少，而且在生產(chǎn)與使用過(guò)程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響最小，再生循環(huán)率最高。綠色土木工程材料需要滿足四個(gè)目標(biāo)：（1）基本目標(biāo)包括功能、質(zhì)量、壽命和經(jīng)濟(jì)性；（2）環(huán)保目標(biāo)要求從環(huán)境角度考核土木工程材料在生產(chǎn)、運(yùn)輸、廢棄等各環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境的影響；（3）健康目標(biāo)需要考慮到土木工程材料使用過(guò)程中必須對(duì)使用者健康無(wú)毒無(wú)害；（4）安全目標(biāo)包括材料的燃燒性能和材料燃燒時(shí)釋放氣體的安全性。綠色土木工程材料就是環(huán)境負(fù)荷最小的一類(lèi)材料，47二.材料的環(huán)境負(fù)荷性及其使用的健康安全性1．滿足國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的要求2．所用的土木工程材料要就地取材在工程實(shí)踐中，一般要求500km范圍內(nèi)(產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)到使用現(xiàn)場(chǎng)的距離)生產(chǎn)的土木工程材料的重量與所有材料的總重量的比值不小于70％。選用的材料或部品必須是國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策允許生產(chǎn)的，且符合國(guó)家有關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、施工及驗(yàn)收等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。二.材料的環(huán)境負(fù)荷性及其使用的健康安全性1．滿足國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策48對(duì)于建筑工程，在保證安全和不污染環(huán)境的情況下，可再循環(huán)材料的使用重量要求達(dá)到所用建筑材料總重量的10％以上。3．選材時(shí)考慮土木工程材料的循環(huán)利用性能材料的循環(huán)利用包含“減量化、再利用、資源化”等三方面的要求。4．采用廢棄物生產(chǎn)的土木工程材料對(duì)于建筑工程，要求使用以廢棄物生產(chǎn)的建筑材料的重量占同類(lèi)建筑材料的總重量比例不低于30％。對(duì)于建筑工程，在保證安全和不污染環(huán)境的情況下49第二章氣硬性無(wú)機(jī)膠凝材料一.膠凝材料的分類(lèi)無(wú)機(jī)膠凝材料（以無(wú)機(jī)化合物為基本成分）

有機(jī)膠凝材料（天然的或合成的有機(jī)高分子化合物為基本成分）按凝結(jié)硬化條件分類(lèi)

氣硬性膠凝材料：石灰、石膏

水硬性膠凝材料：水泥

（瀝青、樹(shù)脂）

第二章氣硬性無(wú)機(jī)膠凝材料一.膠凝材料的分類(lèi)無(wú)機(jī)膠凝材料50經(jīng)過(guò)自身的一系列物理、化學(xué)作用，能由液體、固體(或半固體泥膏狀)變?yōu)閳?jiān)硬的固體，并能把松散物質(zhì)粘結(jié)成整體的材料稱(chēng)為膠凝材料。二.概念只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持或繼續(xù)發(fā)展其強(qiáng)度。這類(lèi)材料只適用于地上或干燥環(huán)境中，而不宜用于潮濕環(huán)境和水中。不僅能在空氣中，而且能更好地在水中硬化，保持和繼續(xù)發(fā)展其強(qiáng)度，它們既適用于地上，也適用于地下或水中工程。1.膠凝材料2.氣硬性膠凝材料3.水硬性膠凝材料經(jīng)過(guò)自身的一系列物理、化學(xué)作用，能由液體、固51第一節(jié)石膏一．石膏的原材料

（1）天然二水石膏（軟石膏或生石膏），是以二水硫酸鈣(CaSO4·2H2O)為主要成分的礦石。（2）天然無(wú)水石膏(CaSO4)，又稱(chēng)天然硬石膏。（3）含CaSO4·2H2O或CaSO4·2H2O與CaSO4混合物的化工副產(chǎn)品也可用作生產(chǎn)石膏膠凝材料的原料，常稱(chēng)之為化工石膏。石膏是一種以硫酸鈣為主要成分的氣硬性膠凝材料。第一節(jié)石膏一．石膏的原材料（1）天然二水石膏（軟52二.石膏膠凝材料的制備（1）建筑石膏天然二水石膏在常壓、107～170℃下加熱時(shí)，CaSO4·2H2O脫水轉(zhuǎn)變?yōu)棣滦桶胨?/p>

，再經(jīng)磨細(xì)成白色粉末即建筑石膏，又稱(chēng)熟石膏。

（2）高強(qiáng)石膏天然二水石膏在具有0.13MPa、125℃過(guò)飽和蒸汽條件下的蒸壓釜中蒸煉，得到α型半水石膏(即高強(qiáng)石膏)。

特點(diǎn)：晶體較粗，結(jié)構(gòu)致密，水化速度慢，水化后的強(qiáng)度、密實(shí)度較高，調(diào)制成可塑性漿體的需水量少。應(yīng)用：強(qiáng)度要求較高的抹灰工程、裝飾制品和石膏板。二.石膏膠凝材料的制備（1）建筑石膏天然二水53（3）可溶性硬石膏當(dāng)加熱溫度為170～200℃時(shí)，石膏繼續(xù)脫水，成為可溶性硬石膏（III-CaSO4）。可溶性硬石膏與水調(diào)和后仍能很快凝結(jié)硬化，但結(jié)構(gòu)疏松，需水量大，凝結(jié)快，強(qiáng)度低，不易直接使用。當(dāng)溫度升至200～250℃時(shí)，石膏中只殘留很少的水分，凝結(jié)硬化非常緩慢。（4）不溶性硬石膏當(dāng)溫度超過(guò)400℃時(shí)，完全失去水分，形成不溶性硬石膏（II-CaSO4），也稱(chēng)死燒石膏。特點(diǎn)：難溶于水、無(wú)凝結(jié)硬化能力，應(yīng)用：加入適量激發(fā)劑混合磨細(xì)后可制成無(wú)水石膏水泥。（3）可溶性硬石膏當(dāng)加熱溫度為170～2054（5）煅燒石膏溫度超過(guò)800℃時(shí)，部分石膏分解出的氧化鈣起到催化劑作用，使產(chǎn)物又具有凝結(jié)硬化的能力，這種產(chǎn)品稱(chēng)煅燒石膏(過(guò)燒石膏)，其主要成分為CaSO4和CaO。特點(diǎn)：凝結(jié)、硬化速度慢，硬化后，具有較高的強(qiáng)度和耐磨性，抗水性較好。（6）當(dāng)溫度超過(guò)1600℃時(shí)，全部分解為石灰。無(wú)水石膏水泥凝結(jié)速度較慢，需水量較少，孔隙率較小。宜用于室內(nèi)，主要用作石膏板、石膏建筑制品、抹面灰漿等，具有良好的耐火性和抵抗酸堿侵蝕的能力。應(yīng)用：宜用作地板，故也稱(chēng)地板石膏（5）煅燒石膏溫度超過(guò)800℃時(shí)，部分石膏55三．建筑石膏的凝結(jié)硬化過(guò)程

（1）溶解、沉淀及析出膠粒半水石膏與水拌和后，與水發(fā)生水化反應(yīng)生成二水石膏，即二水石膏從過(guò)飽和溶液中以膠體微粒析出。1-半水石膏;2-二水石膏膠體微粒三．建筑石膏的凝結(jié)硬化過(guò)程（1）溶解、沉淀及析出膠粒56（2）形成晶體二水石膏的析出促進(jìn)了半水石膏不斷地溶解和水化，二水石膏膠體微粒不斷增加，漿體中的游離水分逐漸減少，使得漿體稠度增大，可塑性逐漸降低，此時(shí)稱(chēng)之為“凝結(jié)”。隨著漿體繼續(xù)變稠，膠體微粒逐漸凝聚成為晶體。3-二水石膏晶體（2）形成晶體二水石膏的析出促進(jìn)了半水石膏不斷地57（3）晶體長(zhǎng)大、共生并相互交錯(cuò)晶體逐漸長(zhǎng)大、共生并相互交錯(cuò)，使?jié){體產(chǎn)生強(qiáng)度并不斷增長(zhǎng)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為“硬化”。4-交錯(cuò)的晶體（3）晶體長(zhǎng)大、共生并相互交錯(cuò)晶體逐漸長(zhǎng)大、58四.建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)1．凝結(jié)硬化速度快

與水拌和后，在常溫下一般數(shù)分鐘即可初凝，30min以內(nèi)即可達(dá)終凝。在室內(nèi)自然干燥狀態(tài)下，約一星期可完全硬化。摻入緩凝劑或促凝劑可延緩或加速凝結(jié)。2．硬化時(shí)體積略有膨脹，具有很好的裝飾性和可加工性3．硬化后孔隙率較大，表觀密度、強(qiáng)度及導(dǎo)熱性較低，吸聲4．防火性能良好

5．具有一定的調(diào)溫、調(diào)濕作用6．耐水性、抗凍性和耐熱性差性較好四.建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)1．凝結(jié)硬化速度快與597．儲(chǔ)存及保質(zhì)期建筑石膏在貯運(yùn)過(guò)程中，應(yīng)防潮防水及混入雜物；不同等級(jí)的建筑石膏應(yīng)分別貯運(yùn)；一般貯存期為3個(gè)月，超過(guò)貯存期限的石膏應(yīng)重新進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，以確定其等級(jí)。8．技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(《建筑石膏》（GB9776—88）)

產(chǎn)品等級(jí)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品強(qiáng)度（MPa）抗折強(qiáng)度不小于2.52.11.8抗壓強(qiáng)度不小于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）初凝時(shí)間不小于666終凝時(shí)間不大于303030建筑石膏按產(chǎn)品名稱(chēng)、抗折強(qiáng)度及標(biāo)準(zhǔn)號(hào)的順序進(jìn)行產(chǎn)品標(biāo)記，例如：抗折強(qiáng)度為2.5MPa的建筑石膏表示為：“建筑石膏2.5GB9776。7．儲(chǔ)存及保質(zhì)期建筑石膏在貯運(yùn)過(guò)程中，應(yīng)防潮防水及混60五.建筑石膏的應(yīng)用1．制備粉刷石膏2．石膏板材具有輕質(zhì)、保溫絕熱、吸聲、不燃和可鋸可釘?shù)刃阅?，還可調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度，但具有長(zhǎng)期徐變的性質(zhì)，在潮濕的環(huán)境中更嚴(yán)重。不宜用于承重結(jié)構(gòu)，主要用作室內(nèi)墻體、墻面裝飾和吊頂?shù)取?．裝飾制品4.作為重要的外加劑，廣泛應(yīng)用于水泥、水泥制品及硅酸鹽制品五.建筑石膏的應(yīng)用1．制備粉刷石膏2．石膏板材61第二節(jié)石灰一．石灰的原材料（1）以碳酸鈣為主要成分的石灰石、白云石、白堊等天然巖石。（2）化學(xué)工業(yè)副產(chǎn)品二．石灰的制備

1.生石灰石灰石在1000~1200℃經(jīng)高溫煅燒分解，得到白色或灰色的以CaO為主要成分的塊狀生石灰，即第二節(jié)石灰一．石灰的原材料（1）以碳酸鈣為主要成分的石灰石622.鎂質(zhì)生石灰和鈣質(zhì)生石灰生石灰中MgO含量≤5％時(shí)，稱(chēng)為鈣質(zhì)生石灰；MgO含量>5％時(shí)，稱(chēng)鎂質(zhì)生石灰。3.欠火石灰和過(guò)火石灰若煅燒溫度過(guò)低、煅燒時(shí)間不充分，則CaCO3不能完全分解，生成的生石灰中含有石灰石，這類(lèi)石灰稱(chēng)為欠火石灰。欠火石灰產(chǎn)漿量較低，質(zhì)量較差，降低了石灰利用率。若煅燒溫度過(guò)高，將生成結(jié)構(gòu)比較致密、顏色較深、晶粒粗大的過(guò)火石灰，其表面常被粘土雜質(zhì)融化形成的玻璃釉狀物包覆。過(guò)火石灰熟化很慢，使得石灰硬化后它仍繼續(xù)熟化而產(chǎn)生體積膨脹，引起局部隆起和開(kāi)裂而影響工程質(zhì)量。2.鎂質(zhì)生石灰和鈣質(zhì)生石灰生石灰中MgO含63三．石灰的熟化生石灰加水，使之消解為熟石灰（或稱(chēng)為消石灰），其主要成分為Ca(OH)2，這個(gè)過(guò)程為石灰的熟化或消化，即1．石灰膏法將塊狀生石灰在化灰池中用過(guò)量的水熟化成石灰漿，然后通過(guò)篩網(wǎng)進(jìn)入儲(chǔ)灰坑。石灰漿在儲(chǔ)灰坑中陳伏一段時(shí)間，沉淀后，除去上層水分即可得到石灰膏。三．石灰的熟化生石灰加水，使之消解為熟石灰64（2）為了使石灰熟化得更充分，消除過(guò)火石灰的危害，石灰漿應(yīng)在儲(chǔ)灰坑中存放兩星期以上，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為石灰的陳伏。

（1）為了保證生石灰熟化順利進(jìn)行，要加人大量的水，并不斷攪拌散熱，控制溫度不至過(guò)高。采用石灰膏法熟化石灰時(shí)應(yīng)注意：（3）陳伏期間，石灰漿表面應(yīng)保持有一層水，使之與空氣隔絕，避免Ca(OH)2碳化。（2）為了使石灰熟化得更充分，消除過(guò)火石灰的652.消石灰粉法這種方法是將生石灰加適量的水(約為生石灰質(zhì)量的60～80％)熟化成消石灰粉。工地上常采用分層噴淋方法對(duì)生石灰進(jìn)行消化或在工廠中用機(jī)械加工方法將生石灰熟化成消石灰粉。消石灰粉在使用之前，也需要陳伏。MgO<4％：鈣質(zhì)消石灰粉4％≤MgO<24％：鎂質(zhì)消石灰粉24％≤MgO<30％：白云石消石灰粉消石灰粉分類(lèi)2.消石灰粉法這種方法是將生石灰加適量的水66四.石灰的硬化1．結(jié)晶作用水分蒸發(fā)，Ca(OH)2過(guò)半飽和而結(jié)晶析出——結(jié)晶強(qiáng)度2.碳化作用失水收縮，產(chǎn)生毛細(xì)管壓力，壓緊石灰粒子——附加強(qiáng)度碳化強(qiáng)度蒸發(fā)消失碳化作用的過(guò)程不能在沒(méi)有水分的全干狀態(tài)下進(jìn)行。石灰硬化相當(dāng)緩慢，石灰硬化體由表（少量CaCO3）里（Ca(OH)2）兩種不同晶體組成。四.石灰的硬化1．結(jié)晶作用水分蒸發(fā)，Ca(OH)2過(guò)半飽和而673.耐水性差、硬化時(shí)體積收縮大4.吸濕性強(qiáng)5.存儲(chǔ)與運(yùn)輸

不易長(zhǎng)期貯存，要防潮；運(yùn)輸時(shí)不準(zhǔn)與易燃、易爆和液體物品混裝，并要采取防水措施，注意安全；到工地或處理現(xiàn)場(chǎng)后馬上進(jìn)行熟化和陳伏處理。6.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建筑工程中所用的石灰，分成建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉三個(gè)品種。根據(jù)建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC／T47992可將其各分成優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級(jí)。2.硬化慢、強(qiáng)度低1．可塑性和保水性好五.石灰的技術(shù)性質(zhì)

3.耐水性差、硬化時(shí)體積收縮大4.吸濕性強(qiáng)5.存儲(chǔ)與運(yùn)68六.石灰的應(yīng)用

1．配制砂漿和石灰乳涂料

2．拌制石灰土和三合土石灰膏和消石灰粉可以單獨(dú)與水泥一起配制成石灰砂漿或混合砂漿，用于墻體砌筑或抹面工程；摻人紙筋、麻刀等制成石灰漿，可用于內(nèi)墻或頂棚抹面。石灰膏或消石灰粉與粘土按一定比例拌和制成石灰土，或與粘土、砂石、爐渣等填料拌制成三合土，可用于道路工程的基層、底基層和墊層或簡(jiǎn)易面層、建筑物的地基基礎(chǔ)等。六.石灰的應(yīng)用1．配制砂漿和石灰乳涂料2．拌制石灰69灰砂磚成分為水化硅酸鈣微晶、Ca(OH)2和CaCO3晶體、無(wú)定型硅膠共同交織、凝聚，并將砂粒粘結(jié)起來(lái)而成的整體。3．生產(chǎn)灰砂磚灰砂磚是將磨細(xì)生石灰或消石灰粉與天然砂加水拌和，再經(jīng)陳伏、加壓成型和經(jīng)壓蒸處理而成，可作墻體材料。4．碳化石灰板將生石灰粉與纖維材料或輕質(zhì)骨料加水?dāng)嚢?、成型，然后用二氧化碳進(jìn)行人工碳化，可制成輕質(zhì)的碳化石灰板材，宜用作非承重內(nèi)隔墻板、天花等?；疑按u成分為水化硅酸鈣微晶、Ca(OH)2和C70第三節(jié)菱苦土一．菱苦土的原材料和制備菱苦土是一種主要成分是氧化鎂的白色或淺黃色的粉末，屬鎂質(zhì)氣硬性膠凝材料。天然菱鎂礦(MgCO3)天然白云石(MgCO3·CaCO3)蛇紋石(3MgO·2SiO2·2H2O)從冶煉鎂合金的熔渣(MgO≥25％)或從海水中提取1.菱苦土的原材料菱苦土原材料第三節(jié)菱苦土一．菱苦土的原材料和制備菱苦土712.菱苦土的制備菱鎂礦經(jīng)750～850℃煅燒，分解得到的塊狀產(chǎn)物氧化鎂，經(jīng)磨細(xì)后，即可得到菱苦土，即將白云石在650～750℃溫度下煅燒，可生成以MgO和CaCO3的混合物為主的苛性白云石，它也屬于鎂質(zhì)膠凝材料。二．菱苦土的硬化1.菱苦土單獨(dú)與水拌和單獨(dú)用水拌和的漿體，水化過(guò)程緩慢，硬化后強(qiáng)度也很低。同時(shí)，結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)裂縫。2.菱苦土的制備菱鎂礦經(jīng)750～850℃煅72氧氯化鎂和Mg(OH)2從溶液中逐漸析出，并凝聚結(jié)晶，使?jié){體凝結(jié)硬化。采用調(diào)和劑后，不僅凝結(jié)硬化速度加快，而且硬化后強(qiáng)度也得到明顯提高。2.氯化鎂溶液調(diào)和菱苦土氯化鎂的用量要嚴(yán)格控制，一般氯化鎂與菱苦土的適宜重量比為0.55～0.60。氧氯化鎂和Mg(OH)2從溶液中逐漸析出，并凝732.用氯化鎂溶液調(diào)和菱苦土，硬化后抗壓強(qiáng)度可達(dá)40MPa～60MPa，但其吸濕性較大，耐水性較差。1.菱苦土用密度為1.2的氯化鎂溶液調(diào)制成標(biāo)準(zhǔn)稠度的凈漿，初凝時(shí)間不得早于20min，終凝時(shí)間不得遲于6h；體積安定性要合格；硬化24h的抗拉強(qiáng)度不應(yīng)小于1.5MPa；菱苦土的MgO含量不應(yīng)小于75％。三．菱苦土的技術(shù)性質(zhì)3.菱苦土堿性較弱，不會(huì)腐蝕纖維體，而且與植物纖維粘結(jié)性好。4.菱苦土在使用過(guò)程中，常用氯化鎂溶液調(diào)制，所以菱苦土制品中不宜配置鋼筋。5.菱苦土運(yùn)輸和儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)防潮，存期不宜過(guò)長(zhǎng)。2.用氯化鎂溶液調(diào)和菱苦土，硬化后抗壓強(qiáng)度74

1.將菱苦土與木屑按1:0.7～4配合，用氯化鎂溶液調(diào)拌，可制成菱苦土木屑地板，宜用于室內(nèi)場(chǎng)所、車(chē)間等處。四．菱苦土的應(yīng)用

2.將刨化、木絲等纖維狀的有機(jī)材料與調(diào)制好的菱苦土混合，經(jīng)加壓成型、硬化后，可制成多種刨花板和木絲板，常用作內(nèi)墻板、天花板、門(mén)窗框和樓梯扶手等。3.用氯化鎂調(diào)制好菱苦土加人發(fā)泡劑等材料，還可制成多孔輕質(zhì)的絕熱材料。4.將菱苦土與鋸木屑、顏料及其他填料混合，再用氯化鎂溶液拌和，經(jīng)壓制成為各種菱苦土木屑材?？捎糜诘讓?，經(jīng)壓實(shí)、修飾成為無(wú)縫地板。1.將菱苦土與木屑按1:0.7～4配合，用氯75第四節(jié)水玻璃水玻璃（泡花堿）是一種能溶于水的堿金屬硅酸鹽，由不同比例的堿金屬氧化物和二氧化硅組成。水玻璃的化學(xué)通式為，其中為堿金屬氧化物，n為水玻璃的模數(shù)，即氧化硅和堿金屬氧化物的分子比。一．水玻璃的原材料和制備

1.濕法制備將石英砂和苛性鈉溶液在壓蒸釜（2～3個(gè)大氣壓)內(nèi)用蒸汽加熱，并加攪拌，使直接反應(yīng)而成液體水玻璃。即第四節(jié)水玻璃水玻璃（泡花堿）是一種能溶于水762.干法制備以純堿和石英砂(或石英粉)為原料，將其磨細(xì)拌勻后，在1300～1400℃的熔爐中熔融，經(jīng)冷卻后生成塊狀或粒狀的固體水玻璃，即二．水玻璃的硬化

水玻璃溶液在空氣中吸收二氧化碳，形成碳酸鈉和無(wú)定形硅酸，即反應(yīng)在進(jìn)行過(guò)程中，水分逐漸被消耗和蒸發(fā)，硅酸逐漸凝聚成硅酸凝膠而析出，產(chǎn)生凝結(jié)和硬化。2.干法制備以純堿和石英砂(或石英粉)為原77水玻璃的硬化過(guò)程很慢，常摻入促硬劑氟硅酸鈉加速硅酸凝膠的析出，從而促進(jìn)水玻璃的硬化，氟硅酸鈉的適宜摻量為水玻璃重量的12％～15％，氟硅酸鈉具有毒性，使用過(guò)程中應(yīng)注意安全防護(hù)。

三．水玻璃的技術(shù)性質(zhì)

水玻璃的模數(shù)在1.5～3.5之間，其大小決定著水玻璃的品質(zhì)和性能。模數(shù)低的固體水玻璃易溶于水；模數(shù)低的水玻璃，晶體組分較多，粘結(jié)能力較差，模數(shù)升高，膠體組分相應(yīng)增加，粘結(jié)能力增大。水玻璃的硬化過(guò)程很慢，常摻入促硬劑氟硅酸鈉加速78水玻璃溶液可與水按任意比例混合，不同的用水量可使溶液具有不同的密度和粘度，同一模數(shù)的水玻璃溶液，密度越大，則粘度越大，粘結(jié)力愈強(qiáng)。水玻璃具有很強(qiáng)的耐酸腐蝕性，能抵抗多數(shù)無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸的侵蝕性氣體的腐蝕。水玻璃硬化時(shí)析出的硅酸凝膠還能堵塞材料的毛細(xì)孔隙，起到阻止水分滲透的作用。水玻璃具有良好的耐熱性能，在高溫下不分解，強(qiáng)度不降低，甚至有所增加。水玻璃對(duì)眼睛和皮膚有一定的灼傷作用。水玻璃溶液可與水按任意比例混合，不同的用水量可79四．水玻璃的應(yīng)用1．用于建筑物表面涂刷2．用于土壤加固利用水玻璃溶液可涂刷建筑材料表面或浸漬多孔材料，可增加材料的密實(shí)度和強(qiáng)度，并可提高材料的抗風(fēng)化能力。但不能對(duì)石膏制品進(jìn)行涂刷或浸漬，將模數(shù)為2.5～3的液體水玻璃和氯化鈣溶液通過(guò)金屬管輪流向地層壓人，兩種溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，析出硅酸膠體，將土壤顆粒包裹并填實(shí)其空隙，不僅阻止水分的滲透，而且還增加了土的密實(shí)度和強(qiáng)度。四．水玻璃的應(yīng)用1．用于建筑物表面涂刷2．用于土壤加固803．配制速凝防水劑以水玻璃可與多種礬配制成速凝防水劑，這種防水劑凝結(jié)迅速，一般不超過(guò)1min，故常與水泥漿調(diào)和，進(jìn)行堵漏、填縫等局部搶修。4．配制水玻璃礦渣砂漿將水玻璃、氟硅酸鈉、磨細(xì)?；郀t礦渣與砂按一定比例配合，可配制成水玻璃礦渣砂，適用于磚墻裂縫修補(bǔ)等工程。5．配制耐酸、耐熱砂漿及混凝土可配制成耐酸混凝土和耐酸砂漿，用于冶金、化工等行業(yè)的防腐工程中；配制耐熱砂漿和耐熱混凝土，用于高爐基礎(chǔ)、熱工設(shè)備基礎(chǔ)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)等耐熱工程中。

3．配制速凝防水劑以水玻璃可與多種礬配制成81第三章水泥水泥的分類(lèi)1.按水泥熟料的礦物組成，一般分為：硅酸鹽系水泥，鋁酸鹽系水泥，氟鋁酸鹽水泥，鐵鋁酸鹽水泥和無(wú)熟料水泥等。水泥的定義水泥與水混合后形成具有可塑性和流動(dòng)性的漿體，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，水泥漿體經(jīng)過(guò)物理化學(xué)過(guò)程，由可塑性漿體變?yōu)閳?jiān)硬的石狀體，并能將散粒狀材料膠結(jié)為整體。水泥漿體不但能在空氣中硬化，還能更好地在水中硬化，保持并繼續(xù)增長(zhǎng)其強(qiáng)度，故水泥是一種的水硬性膠凝材料，呈粉末狀。第三章水泥水泥的分類(lèi)1.按水泥熟料的礦物組成，一822.按用途和性能，水泥分為通用水泥、專(zhuān)用水泥和特性水泥。通用水泥專(zhuān)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火山灰硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥油井水泥大壩水泥道路水泥快硬硅酸鹽水泥白色硅酸鹽水泥抗硫酸鹽硅酸鹽水泥膨脹水泥2.按用途和性能，水泥分為通用水泥、專(zhuān)用水83第一節(jié)硅酸鹽水泥一．硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝1.硅酸鹽水泥的定義凡以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料，加入0～5%混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱(chēng)為硅酸鹽水泥。I型硅酸鹽水泥（P·I）Ⅱ型硅酸鹽水泥（P·II）硅酸鹽水泥（不摻加混合材料)(摻加不超過(guò)水泥質(zhì)量5%石灰石或?；郀t礦渣混合材料)第一節(jié)硅酸鹽水泥一．硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝1.硅酸鹽水泥的定842.硅酸鹽水泥的原材料鈣質(zhì)原材料—石灰石、白堊、泥灰?guī)r等→鈣的來(lái)源校正原料（少量）—鐵礦粉：調(diào)整化學(xué)成分礦化劑（少量）—螢石、石膏等：提高熟料質(zhì)量硅質(zhì)原材料—粘土、頁(yè)巖等→硅的來(lái)源3.水泥生產(chǎn)工藝兩磨一燒——生料的制備、熟料的煅燒和水泥的粉磨三個(gè)部分。2.硅酸鹽水泥的原材料鈣質(zhì)原材料—石灰石、白堊、泥灰?guī)r等→85二．硅酸鹽水泥基本組成1．熟料礦物名稱(chēng)礦物分子式簡(jiǎn)寫(xiě)硅酸三鈣3CaO·SiO2C3S硅酸二鈣2CaO·SiO2C2S鋁酸三鈣3CaO·Al2O3C3A鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF（1）水泥熟料中主要礦物組成表3-2：水泥熟料的礦物組成二．硅酸鹽水泥基本組成1．熟料礦物名稱(chēng)礦物分子式簡(jiǎn)寫(xiě)硅酸三86表3-3：硅酸鹽水泥熟料主要礦物的特性礦物特性硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣C3SC2SC3AC4AF相對(duì)含量36%～60%最多15%～37%次之7%～15%少10%～18%少水化速度較快慢最快快強(qiáng)度早期高低低低后期高高低低水化熱中小大小耐化學(xué)侵蝕性中良差優(yōu)干縮中小大小表3-3：硅酸鹽水泥熟料主要礦物的特性礦物特性硅酸三鈣硅酸二872．石膏主要用于調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間。同時(shí)還能提高早期強(qiáng)度，降低干縮變形。改善耐久性、抗?jié)B性等一系列性能。對(duì)于摻混合材的水泥，石膏還對(duì)混合材起活性激發(fā)劑作用。一般采用二水石膏、無(wú)水石膏或工業(yè)副產(chǎn)品石膏。作用采用的品種石膏的摻量熟料中C3A愈多，石膏需多摻；摻混合材的水泥應(yīng)比硅酸鹽水泥多摻石膏；石膏的摻量以水泥中SO3含量作為控制指標(biāo)。2．石膏主要用于調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間。同時(shí)還能提高早88二．硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)硬化1.硅酸鹽水泥的水化定義水泥加水拌和后，水泥中的各礦物組分與水發(fā)生反應(yīng)，稱(chēng)為水泥的水化。（1）硅酸三鈣的水化水化硅酸鈣是大小與膠體相同的、結(jié)晶較差的、呈薄片或短纖維狀顆粒，稱(chēng)為C-S-H凝膠，是水泥強(qiáng)度的主要來(lái)源。水化硅酸鈣氫氧化鈣以六方晶體形式從過(guò)飽和溶液中析出。各礦物組分的水化是在石灰飽和溶液中進(jìn)行的。CH2二．硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)硬化1.硅酸鹽水泥的水化定義89（2）硅酸二鈣的水化C-S-H凝膠（3）鋁酸三鈣的水化水化鋁酸三鈣C3AH6

C3A水化凝結(jié)快的原因：C3AH6晶體在CH2飽和溶液中能與CH2反應(yīng)生成六方片狀的水化鋁酸四鈣(4CaO·Al2O3·l3H2O），大量的片狀產(chǎn)物相互連接形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，阻礙水泥漿體內(nèi)粒子的相對(duì)移動(dòng)，造成水泥漿體瞬時(shí)快凝。CH2（2）硅酸二鈣的水化C-S-H凝膠（3）鋁酸三鈣的水化水化鋁90石膏緩凝機(jī)理在有石膏存在的情況下：針狀的三硫型水化硫鋁酸鈣晶體（俗稱(chēng)鈣礬石，簡(jiǎn)寫(xiě)Aft)難溶于水，覆蓋于未水化的C3A晶體周?chē)?，阻止其繼續(xù)水化，因而延緩了水泥的凝結(jié)時(shí)間。當(dāng)石膏被耗盡后，單硫型水化硫鋁酸鈣(AFm)（4）鐵鋁酸四鈣的水化水化鋁酸三鈣水化鐵酸一鈣石膏緩凝機(jī)理在有石膏存在的情況下：針狀的三91硅酸鹽水泥的主要水化產(chǎn)物有：水化硅酸鈣凝膠(C-S-H，約70%)，Ca(OH)2晶體（約20%），三硫型和單硫型水化硫鋁酸鈣（約7%），水化鋁酸鈣晶體，水化鐵酸鈣凝膠。2．硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化（1）水泥凝結(jié)和硬化的定義水泥加水拌合后，成為可塑性的水泥漿，隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，水泥漿逐漸變稠失去流動(dòng)性而具有一定的塑性強(qiáng)度，稱(chēng)為水泥的“凝結(jié)”。隨著水化進(jìn)程的推移，水泥漿凝固并逐漸發(fā)展而成為具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和黏結(jié)力的固體水泥石，這一過(guò)程稱(chēng)為“硬化”。硅酸鹽水泥的主要水化產(chǎn)物有：水化硅酸鈣凝膠(92（2）硅酸鹽水泥凝結(jié)硬化的過(guò)程a)加水后，水泥顆粒分散在水中，成為水泥漿體；b)開(kāi)始時(shí)，包有水化產(chǎn)物膜層的水泥顆粒之間是分離著的，水泥漿具有良好的塑性；c)凝膠體膜層不斷增厚、破裂、擴(kuò)展并形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水泥漿體逐漸變稠，失去塑性，即水泥的凝結(jié)過(guò)程；d)水化產(chǎn)物不斷生成，顆粒間隙和毛細(xì)孔越來(lái)越少，結(jié)構(gòu)更加緊密，水泥漿體逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度而進(jìn)入硬化階段。1.水泥顆粒；2.水分；3.凝膠；4.晶體；5.水泥顆粒的未水化內(nèi)核；6.毛細(xì)孔圖3-2水泥凝結(jié)硬化過(guò)程示意圖

（2）硅酸鹽水泥凝結(jié)硬化的過(guò)程a)加水后，水泥顆粒分散在水中933.硬化后水泥石的結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響水泥水化初期，反應(yīng)速度快，水化產(chǎn)物多，故早期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快。隨著水化反應(yīng)進(jìn)行，堆積在水泥顆粒周?chē)乃镒璧K水泥顆粒內(nèi)部的水化，因此，后期的強(qiáng)度發(fā)展逐漸減慢。若溫度和濕度適宜，水泥石的強(qiáng)度在幾年，甚至數(shù)十年后仍可緩慢增長(zhǎng)。硬化后的水泥石結(jié)構(gòu)是由未水化的水泥顆粒、水化產(chǎn)物以及孔隙組成，水化產(chǎn)物晶體共生和交錯(cuò)，形成結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在水泥石中起重要的骨架作用，水化硅酸鈣凝膠填充于其中，發(fā)展了水泥石的強(qiáng)度。水泥石的強(qiáng)度主要取決于水泥的強(qiáng)度等級(jí)、水灰比、孔隙率、養(yǎng)護(hù)條件及齡期等。一般說(shuō)，降低水灰比、溫度適宜、濕度越大、水化和養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng)，則水泥石強(qiáng)度越高。3.硬化后水泥石的結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響水泥水化初期，反應(yīng)速94四．硅酸鹽水泥品質(zhì)要求1．凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間是指水泥從加水開(kāi)始到失去流動(dòng)性，即從可塑狀態(tài)發(fā)展到較致密的固體狀態(tài)所需時(shí)間。水泥從開(kāi)始加水拌和起至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿開(kāi)始失去可塑性所經(jīng)歷的時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)稠度：是測(cè)定水泥的凝結(jié)時(shí)間、體積安定性等性能時(shí)，為了使其具有準(zhǔn)確的可比性，水泥凈漿以標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)試所達(dá)到統(tǒng)一規(guī)定的漿體可塑性程度。初凝：（1）定義水泥加水拌和起至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿完全失去可塑性并開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度所經(jīng)歷的時(shí)間。終凝：四．硅酸鹽水泥品質(zhì)要求1．凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間是指95（2）工程意義水泥初凝時(shí)間不宜過(guò)短，以便在施工時(shí)有足夠的時(shí)間完成混凝土或砂漿的攪拌、運(yùn)輸、澆搗或砌筑等操作；終凝時(shí)間不宜太長(zhǎng)，當(dāng)施工完畢，應(yīng)盡快硬化并達(dá)到一定的強(qiáng)度，以利于下一步施工工藝的進(jìn)行。（3）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求硅酸鹽水泥初凝時(shí)間不得早于45min；終凝時(shí)間不得遲于6.5h（其他品種水泥不得遲于10h）。水泥的凝結(jié)時(shí)間是在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，采用維卡儀對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥凈漿進(jìn)行測(cè)定獲得的。（2）工程意義水泥初凝時(shí)間不宜過(guò)短，以便在施工時(shí)有足96（4）影響凝結(jié)時(shí)間的因素水泥的凝結(jié)時(shí)間與水泥品種、水灰比、細(xì)度、溫度有關(guān)。摻混合材的水泥凝結(jié)時(shí)間較緩慢，水泥顆粒越細(xì)，水灰比增加，則凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)。環(huán)境溫度升高，凝結(jié)時(shí)間則縮短。2.強(qiáng)度水泥:標(biāo)準(zhǔn)砂:水=1:3:0.5，制成40mm×40mm×160mm棱柱體試件，標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，分別測(cè)定3d、28d抗折和抗壓強(qiáng)度。（1）強(qiáng)度檢驗(yàn)《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》（GB/T17671-1999）（4）影響凝結(jié)時(shí)間的因素水泥的凝結(jié)時(shí)間與水泥97（2）強(qiáng)度等級(jí)硅酸鹽水泥根據(jù)其3d和28d抗壓、抗折強(qiáng)度，可分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。通過(guò)膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)得的各齡期的強(qiáng)度值均不得低于標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)所要求的數(shù)值，并依照此原則確定所測(cè)水泥的強(qiáng)度等級(jí)。根據(jù)早期強(qiáng)度可將水泥分為早強(qiáng)型（R）和普通型。3．體積安定性（1）定義體積安定性指水泥漿體在凝結(jié)硬化過(guò)程中體積變化的均勻性，即水泥硬化漿體能保持一定形狀，不開(kāi)裂，不變形，不潰散的性質(zhì)。（2）強(qiáng)度等級(jí)硅酸鹽水泥根據(jù)其3d和28d抗98國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水泥安定性必須合格，安定性不良的應(yīng)作廢品處理，不得用于工程中。（2）引起體積安定性不良的原因

石膏摻量過(guò)多游離CaO或游離MgO過(guò)多游離CaO、游離MgO呈死燒狀態(tài)，它們?cè)谒嘤不筮€在慢慢水化成并產(chǎn)生體積膨脹，導(dǎo)致水泥石開(kāi)裂破壞。石膏摻量過(guò)多時(shí)，在水泥硬化后還會(huì)繼續(xù)與固態(tài)水化鋁酸鈣反應(yīng)生成高硫型水化硫鋁酸鈣，體積約增大1.5倍，也會(huì)引起體積安定性不良。已硬化水泥石產(chǎn)生不均勻的體積變化現(xiàn)象，即體積安定性不良，它會(huì)使構(gòu)件產(chǎn)生膨脹裂縫，降低建筑物質(zhì)量。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水泥安定性必須合格，安定性不良的應(yīng)作廢品處理，不99（3）體積安定性的檢驗(yàn)

沸煮法雷氏夾法：測(cè)量試件的膨脹量

試餅法：對(duì)于游離CaO引起的水泥體積安定性觀察試餅有無(wú)裂紋和變形當(dāng)試餅法與雷氏夾法結(jié)果有爭(zhēng)議時(shí)，以雷氏夾法為準(zhǔn)。游離MgO和石膏不便于快速檢驗(yàn)，所以通常對(duì)其含量進(jìn)行嚴(yán)格控制。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水泥熟料中游離MgO含量不得超過(guò)5.0%，SO3含量不得超過(guò)3.5%。（3）體積安定性的檢驗(yàn)沸煮法雷氏夾法：測(cè)量試件的膨脹量試100水泥的細(xì)度是指水泥的磨細(xì)程度或分散度，對(duì)水泥的水化速度、凝結(jié)硬化時(shí)間、需水量及強(qiáng)度有較大的影響。4.細(xì)度

水泥顆粒粒徑愈細(xì)，水化越快，強(qiáng)度越高，但硬化收縮也大，且水泥在儲(chǔ)運(yùn)工程易受潮而降低活性。此外，粉磨能耗增大，因此應(yīng)控制水泥在合理的細(xì)度范圍。細(xì)度指標(biāo)比表面積：透氣式比表面積儀，適用于硅酸鹽水泥，其比表面積>300m2/kg

80μm

方孔篩篩余量:篩析法，適用于其他五類(lèi)水泥，篩余量≤10%，并以負(fù)壓篩法為準(zhǔn)。水泥的細(xì)度是指水泥的磨細(xì)程度或分散度，對(duì)水泥的1015．水化熱定義：水泥的水化反應(yīng)所放出的熱稱(chēng)為水泥的水化熱。水化熱對(duì)混凝土工藝的意義：易導(dǎo)致大體積混凝土開(kāi)裂有害因素：有利因素：促進(jìn)水泥水化進(jìn)程，有益于冬季混凝土施工硅酸鹽水泥在水化3d齡期內(nèi)，水化熱大致為總放熱量的50%，7d齡期為75%，而3個(gè)月可達(dá)90%。b.細(xì)度:水泥顆粒愈細(xì)，水化放熱速率愈大影響水泥水化熱和放熱速率的因素：a.水泥的礦物組成:含C3A和C3S多的水泥的水化熱大

c.混合材種類(lèi)和數(shù)量：可降低水泥水化熱和放熱速率5．水化熱定義：水泥的水化反應(yīng)所放出的熱稱(chēng)為水泥的水化熱。1026．水泥化學(xué)品質(zhì)指標(biāo)

(1)不溶物

熟料中未參與礦物形成反應(yīng)的粘土和結(jié)晶SiO2，是煅燒不均勻、化學(xué)反應(yīng)不完全的標(biāo)志。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：I型硅酸鹽水泥中不溶物不得超過(guò)0.75%，Ⅱ型不得超過(guò)1.50%。

(2)燒失量

反映熟料燒成質(zhì)量，同時(shí)也反映了混合材摻量是否適當(dāng)，以及水泥風(fēng)化的情況。燒失量不合格的水泥，會(huì)引起水泥強(qiáng)度下降和粘結(jié)性降低。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：I型硅酸鹽水泥燒失量不得大于3.0%，Ⅱ型硅酸鹽水泥不得大于3.5%，普通水泥不得大于5.0%。6．水泥化學(xué)品質(zhì)指標(biāo)(1)不溶物熟料中未103(3)氧化鎂

熟料中粗大的游離氧化鎂含量偏高會(huì)導(dǎo)致水泥長(zhǎng)期安定性不良。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥的MgO含量必須≤5.0%，若水泥壓蒸安定性合格允許MgO含量≤6.0%SO3主要來(lái)自石膏，SO3含量過(guò)量將造成水泥體積安定性不良。(4)SO3

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：礦渣水泥中SO3含量不得超過(guò)4.0%，其他五類(lèi)水泥中SO3含量不得超過(guò)3.5%(3)氧化鎂熟料中粗大的游離氧化鎂含量偏高會(huì)104(5)堿含量

若水泥中堿含量高，當(dāng)選用含有活性SiO2的骨料配制混凝土?xí)r，會(huì)產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致混凝土不均勻膨脹破壞。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計(jì)算值來(lái)表示，若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時(shí)，則水泥中的堿含量應(yīng)不大于0.60%或由雙方商定。(6)氯離子含量

氯離子對(duì)鋼筋會(huì)產(chǎn)生腐蝕作用。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各類(lèi)硅酸鹽水泥中氯離子含量不得超過(guò)水泥的0.06%。

(5)堿含量若水泥中堿含量高，當(dāng)選用含有1057．產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定

GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》標(biāo)準(zhǔn)取消廢品判定。合格品是符合化學(xué)品質(zhì)以及凝結(jié)時(shí)間、安定性和強(qiáng)度要求。上述指標(biāo)中任一項(xiàng)不符合的不合格品。GB175-1999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》：廢品水泥：凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時(shí)間、安定性中任一項(xiàng)不符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，均為廢品。不合格水泥：凡細(xì)度、終凝時(shí)間中任一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或混合材料摻加量超過(guò)最大限量和強(qiáng)度低于商品強(qiáng)度等級(jí)指標(biāo)時(shí)為不合格品。7．產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定GB175-2007《通用106五．抗蝕性1.水泥石的腐蝕現(xiàn)象（1）淡水侵蝕（溶出性侵蝕）水泥石不斷受到淡水的浸析時(shí)，其中一些水化產(chǎn)物如Ca(OH)2等將按照溶解度的大小，依次逐漸被水溶解，產(chǎn)生溶出性侵蝕，最終會(huì)導(dǎo)致水泥石損壞。水的硬度高，對(duì)水泥石的腐蝕較小。因?yàn)樗泻休^多的重碳酸鹽時(shí)，可與水泥石中的Ca(OH)2作用生成不溶于水的碳酸鈣，生成的碳酸鈣積聚在水泥石的孔隙內(nèi)，形成密實(shí)的保護(hù)層，阻止介質(zhì)水的滲入。五．抗蝕性1.水泥石的腐蝕現(xiàn)象（1）淡水侵蝕（溶出性侵蝕）107當(dāng)水中溶有一些無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸時(shí)，可與水泥石所含Ca(OH)2，OH-和Ca2+組合生成水和易溶鹽類(lèi)，侵蝕明顯加速。pH值越小，侵蝕就越強(qiáng)烈。

(2)酸與酸性水侵蝕一般酸侵蝕碳酸侵蝕當(dāng)CO2過(guò)多并超過(guò)平衡濃度（溶液中PH<7）時(shí)，上述反應(yīng)向右進(jìn)行，則水泥石中的使氫氧化鈣不斷轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹艿闹靥妓徕}而溶失，從而引起水泥石的解體。當(dāng)水中溶有一些無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸時(shí)，可與水泥石所108(3)鹽類(lèi)侵蝕a．硫酸鹽侵蝕硫酸鹽與水泥石中的氫氧化鈣作用生成硫酸鈣，再和水化鋁酸鈣反應(yīng)生成比原體積增加1.5倍以上的鈣礬石。由于是在已經(jīng)固化的水泥石中發(fā)生的，產(chǎn)生相當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶壓力，造成膨脹開(kāi)裂以至毀壞。水化硫鋁酸鈣是否引起破壞，要依據(jù)反應(yīng)時(shí)所處的條件而定。我們常把引起水泥石破壞的鈣礬石被稱(chēng)為“水泥桿菌”。(3)鹽類(lèi)侵蝕a．硫酸鹽侵蝕硫酸鹽與水泥石109b．鎂鹽侵蝕鎂鹽與水泥石中的氫氧化鈣發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成的氫氧化鎂松散、無(wú)膠凝能力，氯化鈣易溶于水，二水石膏又將引起硫酸鹽的破壞作用。因此硫酸鎂溶液對(duì)水泥石產(chǎn)生硫酸鹽和鎂鹽雙重侵蝕，危害特別嚴(yán)重。b．鎂鹽侵蝕鎂鹽與水泥石中的氫氧化鈣發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成的110水泥混凝土長(zhǎng)期處于較高濃度的含堿溶液中，也會(huì)發(fā)生緩慢的破壞。堿溶液侵蝕包括化學(xué)侵蝕和結(jié)晶侵蝕兩種作用。(4)強(qiáng)堿侵蝕化學(xué)侵蝕是堿溶液與硬化水泥漿水化鋁酸鈣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成膠結(jié)力弱、易溶的鋁酸鈉。結(jié)晶侵蝕是因堿液滲入漿體孔隙，如NaOH滲入后，在空氣中二氧化碳作用下形成含大量結(jié)晶水的碳酸鈉，然后蒸發(fā)呈結(jié)晶析出，產(chǎn)生結(jié)晶應(yīng)力引起漿體結(jié)構(gòu)脹裂。2.水泥石腐蝕的原因內(nèi)在原因：水泥石內(nèi)部存在Ca(OH)2、水化鋁酸鈣等易受被侵蝕的組分；同時(shí)，水泥石結(jié)構(gòu)不致密，使侵蝕性介質(zhì)易于進(jìn)入水泥石內(nèi)部，從而導(dǎo)致水泥石受損破壞。水泥混凝土長(zhǎng)期處于較高濃度