建筑材料全套課件演示文稿26493.ppt

緒論 一 建筑材料的定義與分類 廣義上建筑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 狹義上建筑材料是指組成建筑物的材料 構(gòu)筑物 建筑物 一 建筑材料的定義與分類 按化學(xué)成分分按使用功能分 建筑材料 非金屬材料 金屬材料 復(fù)合材料 無機非金屬材料 有機非金屬材料 黑色金屬 有色金屬 建筑材料 建筑結(jié)構(gòu)材料 墻體材料 建筑功能材料 如磚 砌塊 板材 如鋼筋 混凝土等 如防水 裝飾 絕熱材料等 二 建筑材料在建筑工程中的地位和作用 建筑材料是建筑業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ) 在建筑工程總投資中 建筑材料投資占60 以上 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)量良好的建筑材料 建筑材料的質(zhì)量直接關(guān)系到建筑工程的質(zhì)量 三 我國建材及建材工業(yè)的發(fā)展 歷史上傳統(tǒng)建筑材料的應(yīng)用建國以來建材及建材工業(yè)的發(fā)展改革開放以后建材工業(yè)的發(fā)展我國建材工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 三 我國建材及建材工業(yè)的發(fā)展 歷史上我國建筑材料的應(yīng)用我國的建筑材料主要是天然石材 木材 磚 石灰等一些材料 古代勞動人民在建筑材料的生產(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 我國建材及建材工業(yè)的發(fā)展 建國以來建材及建材工業(yè)的發(fā)展解放后 建材工業(yè)的發(fā)展隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展而迅猛發(fā)展 三 我國建材及建材工業(yè)的發(fā)展 改革開放后建材工業(yè)的發(fā)展改革開放后 我國建材工業(yè)更是得到突飛猛進的發(fā)展 在世界建材生產(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 見下表 建筑材料的品種花色不斷地增加 三 我國建材及建材工業(yè)的發(fā)展 建設(shè)具有中國特色的新技術(shù)結(jié)構(gòu) 發(fā)展新技術(shù) 新工藝 新產(chǎn)品 建設(shè)高效益的新產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品的技術(shù)含量和檔次進一步提高 建立新的現(xiàn)代化管理體制和制度 塑造一支適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)要求的新隊伍 建筑材料向輕質(zhì) 高強 多功能方向發(fā)展 合理利用工業(yè)廢料生產(chǎn)建筑材料 四 建筑材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)及其作用建材工業(yè)企業(yè)必須嚴(yán)格按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計 生產(chǎn) 以確保產(chǎn)品質(zhì)量 生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品 建筑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 加快施工進度 降低工程造價 供需雙方 必須按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進行材料的驗收 以確保雙方的合法權(quán)益 建筑材料的技術(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 建筑材料技術(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 燒結(jié)普通磚 GB T5101 1998 標(biāo)準(zhǔn)名稱 燒結(jié)普通磚 標(biāo)準(zhǔn)代號 GB 推薦標(biāo)準(zhǔn) T 發(fā)布順序號 5101 發(fā)布年號 1998年 四 建筑材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 各級標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)代號 五 本課程的作用 內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法 本課程的作用建筑材料科學(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) 建筑材料課程是學(xué)好其它專業(yè)課的基礎(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建筑材料的原材料及生產(chǎn)工藝 品種與規(guī)格 主要技術(shù)性質(zhì) 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 檢驗方法 應(yīng)用和保管等基本知識 掌握建筑材料的性能和應(yīng)用 是學(xué)習(xí)本課程的重點 必須懂得如何選擇和使用建筑材料 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)方法堅持理論聯(lián)系實際的學(xué)習(xí)方法 認(rèn)真作好試驗和填寫試驗報告 抓住 一條主線 的學(xué)習(xí)方法 認(rèn)真完成作業(yè)和搞好課后復(fù)習(xí) 重慶化工職業(yè)學(xué)院建筑工程教研室 第一章材料的基本性質(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 由于材料具有不同的物理狀態(tài) 因而表現(xiàn)出不同的體積 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 材料的密度 1 實際密度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 實際密度 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 材料的自然體積 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 m0 300g 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m2 3 體積密度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 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 二 材料的密實度 密實度是指材料體積內(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 材料的表觀密度 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 孔隙率P按下式計算 式中 V 材料的絕對密實體積 cm3或m3 V0 材料的表觀體積 cm3或m3 0 材料的表觀密度 g cm3或kg m3 密度 g cm3或kg m3 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 空隙率按下式計算 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粒互相填充的致密程度 空隙率可作為控制混凝土骨料級配與計算砂率的依據(jù) 孔隙率與空隙率的區(qū)別 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 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 m表示 質(zhì)量吸水率 m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 常溫下取 w 1 0g cm3 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 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 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)下的抗壓強度 MPa fg 材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強度 MPa 二 材料與水有關(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) 造成強度的嚴(yán)重降低 軟化系數(shù)的波動范圍在0至1之間 工程中通常將KR 0 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 抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失和強度損失不超過一定限度時所能經(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孔隙越多則其抗凍性越差 3 材料的強度強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可通過下式計算 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 材料的滲透系數(shù)越小 說明材料的抗?jié)B性越強 二 材料與水有關(guān)的性質(zhì) 2 抗?jié)B等級材料的抗?jié)B等級是指用標(biāo)準(zhǔn)方法進行透水試驗時 材料標(biāo)準(zhǔn)試件在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 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 式中 導(dǎo)熱系數(shù) W m K 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 t2 t1 材料兩面溫度差 K 物理意義 單位厚度 1m 的材料 兩面溫度差為1K時 在單位時間 1s 內(nèi)通過單位面積 1m2 的熱量 2 熱容量和比熱材料在受熱時吸收熱量 冷卻時放出熱量的性質(zhì)稱為材料的熱容量 用熱容量系數(shù)或比熱表示 比熱的計算式如下所示 式中 C 材料的比熱 J g K Q 材料吸收或放出的熱量 熱容量 m 材料質(zhì)量 g t2 t1 材料受熱或冷卻前后的溫差 K 三 材料的熱工性質(zhì) 三 材料的熱工性質(zhì) 3 熱阻和傳熱系數(shù)熱阻是材料層 墻體或其它圍護結(jié)構(gòu) 抵抗熱流通過的能力 熱阻的定義及計算式為 式中 R 材料層熱阻 m2 K W d 材料層厚度 m 材料的導(dǎo)熱系數(shù) W m K 熱阻的倒數(shù) 稱為材料層 墻體或其它圍護結(jié)構(gòu) 的傳熱系數(shù) 傳熱系數(shù)是指材料兩面溫度差為1 時 在單位時間內(nèi)通過單位面積的熱量 三 材料的熱工性質(zhì) 4 材料的溫度變形性材料的溫度變形是指溫度升高或降低時材料的體積變化 用線膨脹系數(shù) 表示 L t2 t1 L式中 L 線膨脹或線收縮量 mm或cm t2 t1 材料前后的溫度差 K 材料在常溫下的平均線膨脹系數(shù) 1 K L 材料原來的長度 mm或m 材料的線膨脹系數(shù)與材料的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān) 常選擇合適的材料來滿足工程對溫度變形的要求 四 材料的力學(xué)性質(zhì) 1 材料的強度材料的強度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力 根據(jù)外力作用方式的不同 材料強度有 抗壓 抗剪 抗彎 抗折 強度等 抗壓 抗拉 抗剪 抗彎 四 材料的力學(xué)性質(zhì) 抗壓強度 抗拉強度 抗剪強度的計算 式中 f 材料強度 MPa Fmax 材料破壞時的最大荷載 N A 試件受力面積 mm2 抗彎強度的計算 中間作用一集中荷載 對矩形截面試件 則其抗彎強度用下式計算 式中 fw 材料的抗彎強度 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 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度高而抗拉 抗折強度低 在工程中使用時 應(yīng)注意發(fā)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 刻劃法用于天然礦物硬度的劃分 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 回彈法用于測定混凝土表面硬度 并間接推算混凝土的強度 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 化學(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 本章總結(jié) 材料的基本物理性質(zhì) 材料的力學(xué)性質(zhì) 材料的耐久性 重慶化工職業(yè)學(xué)院建筑工程教研室 第二章氣硬性膠凝材料 膠凝材料的定義和分類 膠凝材料的定義經(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 無機膠凝材料 有機膠凝材料 氣硬性膠凝材料 水硬性膠凝材料 如 石灰 石膏 水玻璃等 無機膠凝材料 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 不僅能在干燥空氣中凝結(jié)硬化 而且能更好地在水中硬化 保持或發(fā)展其強度 通稱為 水泥 2 1石灰 一 石灰的生產(chǎn) 原材料生產(chǎn)石灰的原材料包括天然石灰石和化工副產(chǎn)品 主要成分為CaCO3 生產(chǎn)工藝 煅燒石灰生產(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 CaCO3 CaO CO2 MgCO3 MgO CO2 900 700 生石灰 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 熟石灰膏熟化過程的特點放出大量的熱 體積膨脹1 5 3 5倍 熟化過程的注意事項熟石灰在使用前必須陳伏15d以上 防止過火石灰的危害 在化灰池表面保留一層水 防止石灰碳化 MgO H2O Mg OH 2CaO H2O Ca OH 2 64 83kj 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使石灰的強度逐漸提高 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 MgO 5 MgO 5 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CaO MgO的含量 可分為優(yōu)等品 一等品和合格品三個等級 具體指標(biāo)見教材 石灰的特性1 可塑性好 2 生石灰吸濕性強 保水性好 3 凝結(jié)硬化慢 強度低 4 硬化后體積收縮大 易開裂 5 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 制作碳化石灰板 生產(chǎn)硅酸鹽制品 生產(chǎn)無熟料水泥 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 作到 隨到隨化 不得與易燃 易爆等危險液體物品混合存放和混合運輸 熟石灰在使用前必須陳伏15d以上 以防止過火石灰對建筑物產(chǎn)生的危害 2 2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 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CaSO4 2H2O CaSO4 0 5H2O CaSO4 0 5H2O CaSO4 CaSO4 CaSO4 800 在建筑工程中常用建筑石膏 高強石膏用于生產(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 CaSO4 0 5H2O 1 5H2O CaSO4 2H2O建筑石膏的凝結(jié)硬化過程可以表示如下 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 建筑石膏 水 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 四 建筑石膏的技術(shù)性質(zhì) 表觀密度小 強度較低 凝結(jié)硬化快 孔隙率大 熱導(dǎo)率小 凝結(jié)時體積產(chǎn)生微膨脹 吸濕性強 耐水性差 具有較好的防火性能 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 2 3水玻璃 一 水玻璃的硬化和性質(zhì) 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 是一種能夠溶解于水的硅酸鹽材料 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 Na2O nSiO2 CO2 mH2O Na2CO3 nSiO2 mH20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2 耐酸性好3 耐熱性好 二 水玻璃的應(yīng)用 涂刷或浸漬材料 加固地基 修補裂縫 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 2 4鎂質(zhì)膠凝材料 鎂質(zhì)膠凝材料 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 菱苦土的水化硬化一般與MgCl2溶液按一定比例混合 硬化快 強度高 但吸濕性強 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 本章小結(jié) 膠凝材料的定義和分類 石灰 石膏 鎂質(zhì)膠凝材料 水玻璃都是氣硬性膠凝材料 在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用是很常見的建筑材料 1 石灰品種很多 各種石灰產(chǎn)品都統(tǒng)稱石灰 石灰的強度很低 主要來源于Ca OH 2的結(jié)晶和碳化 利用石灰的特性可將其用于拌制砂漿 配制灰土和三合土 制作石灰碳化板和硅酸鹽制品等 2 石膏的品種很多 不同品種的石膏 其生產(chǎn)條件不同 且性能及應(yīng)用各異 建筑石膏是建筑工程中應(yīng)用最多的一種石膏產(chǎn)品 建筑石膏凝結(jié)硬化速度很快 其技術(shù)性質(zhì)要求主要表現(xiàn)在強度 細(xì)度 凝結(jié)時間三方面 利用它的特性可用于建筑室內(nèi)抹灰及粉刷 并大量用于制作石膏制品 3 簡單了解鎂質(zhì)膠凝材料和水玻璃的特點與用途 重慶化工職業(yè)學(xué)院建筑工程教研室 第三章水泥 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 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 3 1硅酸鹽水泥 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 校正原料如鐵礦粉采用赤鐵礦 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 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) 1350 1450 煅燒 磨細(xì) 立窯 回轉(zhuǎn)窯 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 游離氧化鈣和氧化鎂 鋁酸三鈣 硅酸三鈣 堿類及玻璃體 2CaO SiO2 C2S 4CaO Al2O3 Fe2O3 C4AF f CaO和f MgO 3CaO Al2O3 C3A 3CaO SiO2 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 均能單獨與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 其特點見上表 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 3CaO SiO2 6H2O 3CaO 2SiO2 3H2O 3Ca OH 2硅酸二鈣2 2CaO SiO2 4H2O 3CaO 2SiO2 3H2O Ca OH 2鋁酸三鈣3CaO Al2O3 H2O 3CaO Al2O3 6H2O3CaO Al2O3 6H2O 3 CaSO4 2H2O 19H2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H2O鐵鋁酸四鈣4CaO Al2O3 Fe2O3 7H2O 3CaO Al2O3 6H2O CaO Fe2O3 H2O 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 水化中期以水化硅酸鈣 C S H 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 使水進入未水化水泥顆粒的表面 水化反應(yīng)繼續(xù)進行 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 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 C S H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 空氣和未水化的水泥顆粒等組成 存在固相 液相和氣相 四 硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì) 水泥物理化學(xué)指標(biāo) 注 表中百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù) 四 硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì) 1 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 活性和強度 國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定 水泥的細(xì)度用比表面積測定儀 勃氏法 檢測 硅酸鹽水泥的細(xì)度為其比表面積大于300m2 kg 四 硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì) 2 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量一般在24 30 之間 四 硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì) 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)GB175 2007規(guī)定 硅酸鹽水泥初凝不得早于45min 終凝不得遲于6 5h 390min 四 硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì) 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 f CaO 或含有過量的游離氧化鎂 f MgO 生產(chǎn)水泥時摻入的石膏過量 國家標(biāo)準(zhǔn)GB175 2007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 硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì) 5 強度及強度等級 1 膠砂強度國家標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定 水泥和標(biāo)準(zhǔn)砂按1 3 0質(zhì)量比混合 加入規(guī)定量的水 水灰比為0 50 經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)試驗方法攪拌成型 制成40mm 40mm 160mm的標(biāo)準(zhǔn)試件 在標(biāo)準(zhǔn)條件 1d溫度為20 1 相對濕度90 以上的空氣中帶模養(yǎng)護 1d以后拆模 放入20 1 的水中養(yǎng)護 下養(yǎng)護 根據(jù)水泥品種不同 分別測定3d 28d的抗折強度和抗壓強度 即為水泥的膠砂強度 四 硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì) 2 強度等級根據(jù)水泥的膠砂強度劃分的級別稱為強度等級 硅酸鹽水泥的強度等級劃分為42 5 42 5R 52 5 52 5R 62 5 62 5R共六個等級 表的規(guī)定 注 R型為早強型 主要是3d強度較高 四 硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì) 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 六 硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用 凝結(jié)硬化快 早期及后期強度均高 適用于有早強要求的工程 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 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 對鋼筋的保護作用強 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 3 2摻混合材料的硅酸鹽水泥 混合材料及其分類 混合材料為了改善水泥性能 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 活性混合材料具有潛在水硬性或火山灰特性 或者兼具有潛在水硬性和火山灰特性的混合材料 ?；郀t礦渣 粉煤灰 火山灰質(zhì)混合材料非活性混合材料不具有潛在水硬性或質(zhì)量活性指標(biāo)不能達到規(guī)定要求的混合材料 如磨細(xì)石灰石粉 磨細(xì)石英砂等 一 普通硅酸鹽水泥 代號P O 定義硅酸鹽水泥熟料 6 1 的混合材料 適量石膏技術(shù)性質(zhì)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 80 m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六個強度等級 各齡期的強度不低于下表的規(guī)定 一 普通硅酸鹽水泥 主要特性 1 早期強度略低 后期強度高 2 水化熱略低 3 抗?jié)B性好 抗凍性好 抗碳化能力強 4 抗侵蝕 抗腐蝕能力稍好 5 耐磨性較好 耐熱性能較好 應(yīng)用普通硅酸鹽水泥的應(yīng)用范圍和硅酸鹽水泥相同 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 火山灰質(zhì)混合材料 礦渣水泥 P O 粉煤灰水泥 P S 火山灰水泥 P P 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 強度等級 強度等級劃分為32 5 32 5R 42 5 42 5R 52 5 52 5R共六個等級 各齡期的強度要求見下表 密度 水泥的密度為2800 3000kg m3 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 早強強度較低 后期強度增長較快 水化熱較低 放熱速度慢 抗硫酸鹽腐蝕和抗水性較好 蒸汽養(yǎng)護適應(yīng)性好 抗凍性 耐磨性及抗碳化性能較差 三種水泥各自特性礦渣水泥的抗?jié)B性較差 但耐熱性好 可用于溫度不高于200 的混凝土工程中 火山灰水泥的抗?jié)B性好 但干縮較大 不適用于長期處于干燥環(huán)境中的混凝土工程 粉煤灰水泥干縮小 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 P C 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 早期強度較高 其強度要求與普通水泥的強度要求相同 石灰石硅酸鹽水泥 P L 凡由硅酸鹽水泥熟料和石灰石 適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為石灰石硅酸鹽水泥 石灰石硅酸鹽水泥的技術(shù)要求應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 3 3通用水泥的驗收和保管 一 通用水泥的驗收 包裝標(biāo)志和數(shù)量的驗收包裝標(biāo)志的驗收包裝有袋裝和散裝兩種袋裝水泥在包裝袋上應(yīng)清楚地標(biāo)明產(chǎn)品名稱 代號 凈含量 強度等級 生產(chǎn)許可證編號 生產(chǎn)者名稱和地址 出廠編號 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號 包裝年月日等主要包裝標(biāo)志 摻火山灰質(zhì)混合材料的普通硅酸鹽水泥 必須在包裝上標(biāo)上 摻火山灰 字樣 包裝袋兩側(cè)應(yīng)印有水泥名稱和強度等級 印刷字體顏色 硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥 紅色 礦渣硅酸鹽水泥 綠色 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥 黑色 散裝水泥供應(yīng)時須提交與袋裝水泥標(biāo)志內(nèi)容相同的卡片 一 通用水泥的驗收 數(shù)量的驗收袋裝水泥每袋凈含量為50kg 且不得少于標(biāo)志質(zhì)量的98 隨機抽取20袋總質(zhì)量不得少于1000kg 質(zhì)量的驗收檢查出廠合格證和試驗報告 復(fù)驗 仲裁檢驗 一 通用水泥的驗收 廢品及不合格品的規(guī)定廢品凡氧化鎂 三氧化硫 初凝時間 安定性中的任一項不符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的通用水泥 均為廢品 不合格品對于通用水泥 凡有下列情況之一者 均為不合格品 硅酸鹽水泥 普通水泥 凡不溶物 燒失量 細(xì)度 終凝時間中任一項不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定者 礦渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥 復(fù)合水泥 凡細(xì)度 終凝時間中任一項不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定者 摻混合材料硅酸鹽水泥混合材料摻量超過最大限值或強度低于商品強度等級規(guī)定的指標(biāo)者 水泥出廠的主要包裝標(biāo)志中水泥品種 強度等級 工廠名稱和出廠編號不全者 二 通用水泥的保管 不同品種和不同強度等級的水泥要分別存放 不得混雜 防水防潮 做到 上蓋下墊 堆垛不宜過高 一般不超過10袋 場地狹窄時最多不超過15袋 儲存期不能過長 通用水泥不超過三個月 水泥儲存期超過三個月 水泥會受潮結(jié)塊 強度大幅度降低 會影響水泥的使用 3 4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 主要礦物成分鋁酸一鈣 CaO Al2O3簡寫CA 凝結(jié)正常 硬化迅速 為鋁酸鹽水泥強度的主要來源 二鋁酸一鈣 CaO 2Al2O3簡寫CA2 其特點是凝結(jié)硬化慢 早期強度較低 后期強度高 此外還有少量水化極快 凝結(jié)迅速而強度不高的七鋁酸十二鈣 12 7 以及膠凝性極差的鋁方柱石 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30 時 水化生成水化鋁酸鈣 CAH10 水化鋁酸二鈣 C2AH8 氫氧化鋁凝膠 AH3 鋁酸鹽水泥的硬化過程與硅酸鹽水泥基本相似 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 可形成堅強的結(jié)晶共生體 使水泥獲得很高的強度 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 C3AH6 氫氧化鋁凝膠 AH3 此時形成的水泥石孔隙率很大 強度較低 因而鋁酸鹽水泥不宜在高于30 的條件下養(yǎng)護 水化鋁酸二鈣氫氧化鋁凝膠 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300m2 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 強度鋁酸鹽水泥按照Al2O3含量分為四類 各類型鋁酸鹽水泥的不同齡期強度值不得低于GB201 2000的規(guī)定 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 鋁酸鹽水泥的特性與應(yīng)用早期強度很高 故適用于工期緊急的工程 抗?jié)B性 抗凍性好 抗硫酸鹽腐蝕性好 水化放熱極快且放熱量大 不得應(yīng)用于大體積混凝土工程 耐熱性好 高溫下產(chǎn)生燒結(jié)作用 具有良好的耐高溫性能 較高的強度 故適合耐熱工程 長期強度降低較大 不適合長期承載結(jié)構(gòu) 二 道路硅酸鹽水泥 定義以道路硅酸鹽水泥熟料 活性混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為道路硅酸鹽水泥 簡稱道路水泥 技術(shù)要求道路水泥中鋁酸三鈣含量不大于5 0 鐵鋁酸四鈣含量不小于16 0 游離CaO含量不大于1 0 特性道路硅酸鹽水泥強度較高 特別是抗折強度高 耐磨性好 干縮率低 抗沖擊性 抗凍性和抗硫酸鹽侵蝕能力比較好 應(yīng)用適用于水泥混凝土路面 機場跑道 車站及公共廣場等工程的面層混凝土中應(yīng)用 三 中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣硅酸鹽水泥 中熱硅酸鹽水泥由適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料 加入適量石膏 磨細(xì)制成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料 稱為中熱硅酸鹽水泥 低熱礦渣硅酸鹽水泥由適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料 加入礦渣 適量石膏 磨細(xì)制成的具有低水化熱的水硬性膠凝材料 稱為低熱礦渣硅酸鹽水泥 簡稱低熱礦渣水泥 四 白色硅酸鹽水泥和彩色硅酸鹽水泥 白色硅酸鹽水泥的組成 性質(zhì)與硅酸鹽水泥基本相同 所不同的是在配料和生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制著色氧化物 Fe2O3 MnO Cr2O3 TiO2等 的含量 彩色硅酸鹽水泥簡稱彩色水泥 它是用白水泥熟料 適量石膏和耐堿礦物顏料共同磨細(xì)而制成的 白水泥和彩色水泥廣泛地應(yīng)用于建筑裝修中 如制作彩色水磨石 飾面磚 錦磚 玻璃馬賽克以及制作水刷石 斬假石 水泥花磚等 本章小結(jié) 1 水泥按性能和用途分為通用水泥 專用水泥和特性水泥三大類 2 通用水泥主要包括七大品種 3 通用水泥的細(xì)度 凝結(jié)時間 體積安定性和強度 是評定水泥質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo) 4 通用水泥的定義 主要技術(shù)性質(zhì) 特性及應(yīng)用 驗收和保管等內(nèi)容 是本章的重點內(nèi)容 5 專用水泥和特性水泥 了解其特性及應(yīng)用 第四章普通混凝土及砂漿 4 1概述 正在施工的秦山核電站 一 混凝土的定義 混凝土由膠凝材料 細(xì)骨料 粗骨料 水以及必要時摻入的化學(xué)外加劑組成 經(jīng)過膠凝材料凝結(jié)硬化后 形成具有一定強度和耐久性的人造石材 普通混凝土由水泥 砂 石子 水以及必要時摻入的化學(xué)外加劑組成 經(jīng)過水泥凝結(jié)硬化后形成的 干體積密度為2000 2800kg m3 具有一定強度和耐久性的人造石材 又稱為水泥混凝土 簡稱為 混凝土 三峽工程鋼筋混凝土重力壩 二 混凝土的分類 按體積密度分重混凝土 0 2800kg m3 普通混凝土 0 2000 2800kg m3 輕混凝土 0 19500kg m3 按膠凝材料分水泥混凝土 硅酸鹽混凝土 瀝青混凝土 聚合物水泥混凝土 聚合物浸漬混凝土等 按用途分結(jié)構(gòu)混凝土 防水混凝土 道路混凝土 耐酸混凝土 大體積混凝土 防輻射混凝土等 二 混凝土的分類 按生產(chǎn)和施工工藝分預(yù)拌混凝土 商品混凝土 泵送混凝土 噴射混凝土 碾壓混凝土 離心混凝土 等 按強度分普通混凝土 C60 高強混凝土 C60 超高強混凝土 100MPa 按配筋情況分素混凝土 鋼筋混凝土 預(yù)應(yīng)力混凝土 鋼纖維混凝土等 噴射混凝土施工 三 混凝土的特點 優(yōu)點抗壓強度高 耐久 耐火 維修費用低 原材料豐富 成本低 混凝土拌合物具有良好的可塑性 混凝土與鋼筋粘結(jié)良好 一般不會銹蝕鋼筋 缺點抗拉強度低 約為抗壓強度的1 10 1 20 變形性能差 導(dǎo)熱系數(shù)大 約為1 8W m K 體積密度大 約為2400kg m3左右 硬化較緩慢 4 2普通混凝土組成材料 混凝土的結(jié)構(gòu) 混凝土的結(jié)構(gòu)水泥 水 水泥漿 砂 水泥砂漿 石子 混凝土拌合物 硬化混凝土組成材料的作用 混凝土體積構(gòu)成水泥石 25 左右 砂和石子 70 以上 孔隙和自由水 1 5 一 水泥的選擇 品種的選擇配制普通混凝土的水泥品種 應(yīng)根據(jù)混凝土的工程特點或所處的環(huán)境條件 結(jié)合水泥性能 且考慮當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的水泥品種情況等 進行合理地選擇 強度等級的選擇原則上 配制高強度等級的混凝土 選擇高強度等級的水泥 一般情況下 水泥強度等級為混凝土強度等級的1 5 2 0倍 配制高強混凝土?xí)r 可選擇水泥強度等級為混凝土強度等級的1倍左右 二 砂的技術(shù)質(zhì)量要求 定義砂是指粒徑在4 75mm以下的顆粒 分類按產(chǎn)源分按技術(shù)要求分 類宜用于強度等級大于C60的混凝土 類用于強度等級為C30 C60及抗凍 抗?jié)B或其他要求的混凝土 類宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿 砂 天然砂 人工砂 機制砂 混合砂 河砂 湖砂 山砂 和淡化海砂等 二 砂的技術(shù)質(zhì)量要求 1 表觀密度 堆積密度及空隙率表觀密度 s 2500kg m3 松散堆積密度 so 1350kg m3 空隙率P 47 2 含泥量 泥塊含量及石粉含量含泥量是指粒徑小于0 075mm的顆粒含量 泥塊含量是指粒徑大于1 18mm 經(jīng)水洗 手捏后小于600 m的顆粒含量 石粉含量是指人工砂中粒徑小于0 075mm的顆粒含量 具體指標(biāo)見表 二 砂的技術(shù)質(zhì)量要求 天然砂含泥量和泥塊含量 人工砂石粉含量和泥塊含量 二 砂的技術(shù)質(zhì)量要求 3 有害物質(zhì)含量砂中不應(yīng)混有草根 樹葉 樹枝 塑料等雜物 有害物質(zhì)主要是云母 輕物質(zhì) 有機物 硫化物及硫酸鹽 氯化物等 見下表 二 砂的技術(shù)質(zhì)量要求 4 顆粒級配 1 顆粒級配是指不同粒徑顆粒搭配的比例情況 2 級配良好的砂 不同粒徑顆粒搭配比例適當(dāng) 其空隙率小 且總表面積小 可以節(jié)約水泥或改善混凝土拌合物的和易性 3 顆粒級配采用篩分法確定 詳見實驗部分 4 顆粒級配的指標(biāo)級配區(qū)按600 m篩的累計篩余率的大小 可分為1區(qū) 2區(qū) 3區(qū)共三個級配區(qū) 詳見下頁表 級配合格判定砂的實際級配全部在任一級配區(qū)規(guī)定范圍內(nèi) 除4 75mm和600 m篩檔外 可以略有超出 但超出總量應(yīng)小于5 二 砂的技術(shù)質(zhì)量要求 砂的顆粒級配區(qū) 二 砂的技術(shù)質(zhì)量要求 5 級配的選擇宜優(yōu)先選擇級配在2區(qū)的砂 當(dāng)采用1區(qū)砂時 應(yīng)適當(dāng)提高砂率 當(dāng)采用3區(qū)砂時 應(yīng)適當(dāng)減小砂率 5 規(guī)格砂按細(xì)度模數(shù)大小分為粗砂 中砂 細(xì)砂 粗砂Mx 3 7 3 1 中砂Mx 3 0 2 3 細(xì)砂Mx 2 2 1 6 細(xì)度模數(shù)按下式計算 式中 Mx 細(xì)度模數(shù) A1 A2 A3 A4 A5 A6 分別為4 75mm 2 36mm 1 18mm 600 m 300 m 150 m篩的累計篩余百分率 三 石子的技術(shù)質(zhì)量要求 定義粒徑大于4 75mm的骨料稱為粗骨料 分類按產(chǎn)源分 卵石和碎石按技術(shù)要求分 類宜用于強度等級大于C60的混凝土 類用于強度等級為C30 C60及抗凍 抗?jié)B或其他要求的混凝土 類宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿 三 石子的技術(shù)質(zhì)量要求 1 表觀密度 堆積密度及空隙率表觀密度 g 2500kg m3 松散堆積密度 go 1350kg m3 空隙率P 47 2 含泥量 泥塊含量及石粉含量含泥量是指粒徑小于0 075mm的顆粒含量 泥塊含量是指卵石 碎石中粒徑大于4 75mm經(jīng)水洗手捏后小于2 36mm的顆粒含量 具體指標(biāo)見表 三 石子的技術(shù)質(zhì)量要求 3 針片狀顆粒含量針狀顆粒是指顆粒長度大于該顆粒所屬粒級的平均粒徑2 4倍者 片狀顆粒是指顆粒厚度小于平均粒徑0 4倍者 針片狀顆粒不僅本身容易折斷 而且會增加骨料的空隙率 使拌合物和易性變差 強度降低 見表 碎石 卵石含泥量和泥塊含量 三 石子的技術(shù)質(zhì)量要求 碎石 卵石針片狀顆粒含量 4 有害物質(zhì)含量卵石 碎石中不應(yīng)混有草根