建筑材料的基本性質(zhì)

1、山東大學(xué)課程情況登記表課程編號(hào)2005812021課程名稱建筑材料英文課程名稱Buildi ng Materials課程類別技術(shù)基礎(chǔ)課開課系所號(hào)20開課學(xué)期（上、下）本研標(biāo)志本科生課程學(xué)時(shí)54學(xué)分3考試類型（筆試考試無口試）開設(shè)日期2002.9結(jié)束日期2003.1課程分類必修課必修主課名稱建筑材料先修課程力學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)課內(nèi)總學(xué)時(shí)54實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)講課總學(xué) 時(shí)38上機(jī)總學(xué)時(shí)0CAD總學(xué)時(shí)0CAI總學(xué) 時(shí)0討論輔導(dǎo)總學(xué)時(shí)0設(shè)計(jì)作業(yè)總學(xué)時(shí)0課外總學(xué)時(shí)0課外學(xué)分0課程負(fù)責(zé)人孫紀(jì)正師資隊(duì)伍孫紀(jì)正基本面向二年級(jí)各專業(yè)教學(xué)方式講課教材建筑材料參考書建筑材料土木工程材料道路建筑材料課程說明本課程屬于土建類

2、專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課。利用前期學(xué)過的力學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化 學(xué)知識(shí)，通過本課程的學(xué)習(xí)，為學(xué)習(xí)建筑、結(jié)構(gòu)、施工等后續(xù)專業(yè)課提供建材基 本知識(shí)，同時(shí)它還為今后從事工程實(shí)踐和科學(xué)研究打下必要的專業(yè)基礎(chǔ)。內(nèi)容簡(jiǎn)介（200字左右）主要介紹土建工程中常用的各種建筑材料。各種建筑材料的主要性能，質(zhì)量檢 驗(yàn)和評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)及方法，如何合理地選用和應(yīng)用各種建筑材料以及幾種建筑材料 的配合比設(shè)計(jì)方法等。備注建筑材料課程簡(jiǎn)介及課程輔導(dǎo)教案第 1 章 建筑材料的基本性質(zhì) 本章主要講述：材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、材料的基本物理性質(zhì)、材料的力學(xué)性質(zhì)、材料的耐 久性本章重點(diǎn)：與材料結(jié)構(gòu)狀態(tài)有關(guān)的基本參數(shù)的計(jì)算、材料與水有關(guān)的性質(zhì)、材料

3、的力學(xué)性質(zhì)、 材料的耐久性本章難點(diǎn)：與材料結(jié)構(gòu)狀態(tài)有關(guān)的基本參數(shù)的計(jì)算、材料的力學(xué)性質(zhì) 本章要點(diǎn)：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 本章基本概念：材料的密度、表觀密度、堆積密度、孔隙率、空隙率、耐水性、抗?jié)B性、抗凍 性、強(qiáng)度、彈性、塑性、硬度、耐久性本章基本要求：掌握材料的基本物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)及與水有關(guān)的性質(zhì)； 了解材料與熱有關(guān)的性質(zhì)。本章學(xué)時(shí)安排：與緒論一起共 7 學(xué)時(shí)本章基本內(nèi)容：一、材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1. 材料的組成(1) 化學(xué)組成： 無機(jī)非金屬建筑材料的化學(xué)組成以各種氧化物的含量表示。 金屬材料以元素含量 來表示?；瘜W(xué)組成決定著材料的化學(xué)性質(zhì) , 影響著物理性質(zhì)和

4、力學(xué)性質(zhì)。(2) 礦物組成：材料中的元素或化合物是以特定的結(jié)合形式存在著, 并決定著材料的許多重要性質(zhì)。礦物組成 , 是無機(jī)非金屬建筑材料中化合物存在的基本形式?；瘜W(xué)組成不同 , 有不同的礦物。既使相同的化學(xué)組成 ,在不同條件下 , 結(jié)合成的礦物往往也是不同的。金屬材料和有機(jī)材料也與 無機(jī)非金屬材料一樣 ,有其各自的基本組成 ,決定著同一種類材料的主要性質(zhì)。 所以說 ,認(rèn)識(shí)各類 材料的基本組成 , 是了解材料本質(zhì)的基礎(chǔ)。2. 材料的結(jié)構(gòu)：材料的結(jié)構(gòu)決定著材料的許多性質(zhì)。一般從三個(gè)層次來觀察材料的結(jié)構(gòu)及其與 性質(zhì)的關(guān)系。(1) 宏觀結(jié)構(gòu) (亦稱構(gòu)造 )用放大鏡或肉眼即可分辨的毫米級(jí)組織稱為宏觀結(jié)

5、構(gòu)。 材料的宏觀結(jié)構(gòu)中常含有孔隙或裂紋等缺陷 , 對(duì)材料性能有較大影響。材料的宏觀結(jié)構(gòu)較易改變。(2) 亞微觀結(jié)構(gòu)(顯微或細(xì)觀結(jié)構(gòu) ) 由光學(xué)顯微鏡所看到的微米級(jí)組織結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)主要涉及到材料內(nèi)部的晶粒等的大小和形態(tài)、晶界或界面、孔隙、微裂紋等。一般而言, 材料內(nèi)部的晶粒越細(xì)小、分布越均勻 ,則材料的強(qiáng)度越高、脆性越小、耐久性越好 ; 不同組成間的界面粘結(jié) 或接觸越好 , 則材料的強(qiáng)度、耐久性等越好。材料的亞微觀結(jié)構(gòu)相對(duì)較易改變。(3) 微觀結(jié)構(gòu) 利用電子顯微鏡、X射線衍射儀等手段來研究的原子或分子級(jí)的結(jié)構(gòu)。 無機(jī)非金屬材料中的晶體 (或非晶體 ), 其鍵的構(gòu)成往往不是單一的 , 而是由共價(jià)鍵

6、和離子鍵等共同聯(lián)結(jié) , 如方解石、長(zhǎng)石及硅酸鹽類材料等。這類材料的性質(zhì)相差較大。非晶體 , 又稱玻璃體 , 是熔融物在急速冷卻時(shí) , 質(zhì)點(diǎn)來不及按特定規(guī)律排列 , 所形成的內(nèi)部質(zhì) 點(diǎn)無序排列 (短程有序 ,長(zhǎng)程無序 )的固體或固態(tài)液體。因其大量的化學(xué)能未能釋放出,故其化學(xué)穩(wěn)定性較晶體差 , 容易和其它物質(zhì)反應(yīng)或自行緩慢向晶體轉(zhuǎn)換。如在水泥、 混凝土等材料中使用的?；郀t礦渣、火山灰、粉煤灰等材料?？紫?大多數(shù)材料在宏觀結(jié)構(gòu)層次或亞微觀結(jié)構(gòu)層次上均含有一定大小和數(shù)量的孔隙, 甚至是相當(dāng)大的孔洞。這些孔隙幾乎對(duì)材料的所有性質(zhì)都有相當(dāng)大的影響。(1) 孔隙的分類 材料內(nèi)部的孔隙按尺寸大小 , 可分為

7、微細(xì)孔隙、細(xì)小孔隙、較粗大孔隙、 粗大孔隙。按常壓下水能否進(jìn)入孔隙中 , 又可分為開口孔隙 ( 或連通孔隙 ) 和閉口孔隙 ( 或封閉孔 隙) 。當(dāng)然壓力很高的水可能會(huì)進(jìn)入到部分閉口孔隙中。(2) 孔隙對(duì)材料性質(zhì)的影響 通常材料內(nèi)部的孔隙含量(即孔隙率 )越多,則材料的體積密,而保溫性、吸度、堆積密度、強(qiáng)度越小，耐磨性、抗凍性、抗?jié)B性、耐腐蝕性及其耐久性越差 聲性、吸水性和吸濕性等越強(qiáng)。人造材料內(nèi)部的孔隙是生產(chǎn)材料時(shí)，在各工藝過程中留在材料內(nèi)部的氣孔。絕大多數(shù)的建筑材料的生產(chǎn)過程中均使用水做為-個(gè)組成成分。為達(dá)到生產(chǎn)工藝所要求的工藝性質(zhì)，用水量往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過理論需水量（如水泥、石膏等的化學(xué)反應(yīng)所

8、需的水量）,多余的水即形成了材料內(nèi)部的 毛細(xì)孔隙，即絕大多數(shù)人造建筑材料中的孔隙基本上是由水所造成的。由此可以說，凡是影響人造建筑材料內(nèi)部孔隙數(shù)量、孔隙形狀、孔隙狀態(tài)或用水量的因素，均是影響材料性能的因素。在，必須考慮這些因素。確定改善材料性能的措施和途徑時(shí)二、材料的基本物理性質(zhì) 1與材料結(jié)構(gòu)狀態(tài)有關(guān)的基本參數(shù)（1）不同狀態(tài)下的密度（不含內(nèi)部所有孔隙體積）單位體積的質(zhì)量，用下式表示。r mp=V1）密度：材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下測(cè)試時(shí)，材料必須是絕對(duì)干燥的。含孔材料則必須磨細(xì)后采用排開液體的方法來測(cè)定其體 積。2）表觀密度：材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，用下式表示。-0 Vo*測(cè)試時(shí)，材料的質(zhì)量

9、可以是任意含水狀態(tài)下的，不加說明時(shí)，是指氣干狀態(tài)下的質(zhì)量。 形狀不規(guī)則的材料，須涂蠟后采用排水法測(cè)定其體積。3）堆積密度 散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，用下式表示。P。；衛(wèi)7Vo測(cè)試時(shí)，材料的質(zhì)量可以是任意含水狀態(tài)下的。無說明時(shí)，指氣干狀態(tài)下的。，分為開口孔隙率、閉口孔隙孔隙率:孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙體積占材料自然狀態(tài)下體積的百分?jǐn)?shù)率、總孔隙率簡(jiǎn)稱孔隙率 ）。 孔隙率的計(jì)算空隙率：散粒材料顆粒間空隙體積占整個(gè)堆積體積的百分率。空隙率的計(jì)算pUVoVp Vo -V 、-VoA J 100%Vo<100 %對(duì)于致密材料，如普通天然砂、石，可用視密度替代體積密度。 在大量配制混凝土、

10、砂漿等材料時(shí)，宜選用空隙率（p J小的砂、石。2.材料與水有關(guān)的性質(zhì)：（1）材料的親水性與憎水性：水可以在材料表面鋪展開，即材料表面可以被水浸潤(rùn) ，此種性質(zhì)稱為親水性，具備此種性質(zhì) 的材料稱為親水性材料。若水不能在材料表面上鋪展開，即不能被浸潤(rùn)，則稱為憎水性，該材料稱為憎水性材料。含毛細(xì)孔的親水性材料可自動(dòng)將水吸入孔隙內(nèi)。大多數(shù)建筑材料屬于親水性材料?？紫堵?較小的親水性材料仍可做防水或防潮材料使用，如混凝土、砂漿等。（2）吸水性與吸濕性：1）吸水性 吸水性是材料吸收水分的性質(zhì) ，用材料在吸水飽和狀態(tài)下的吸水率來表示。分有質(zhì)量吸水率（所吸收水的質(zhì)量占絕干材料質(zhì)量的百分率）、體積吸水率（所吸收水

11、的體積占自然狀態(tài)下材料體積的百分率），計(jì)算式分別如下：mb mg1»WV100 %V0二者的關(guān)系為：WV二 Wm i 0Wmmb -mgmg100 %吸水率主要與材料的開口孔隙率、親水性與憎水性等有關(guān)。2 ）吸濕性吸濕性是材料在空氣中吸收水蒸汽的性質(zhì)，用含水率表示。即材料中所含水的質(zhì)量與材料絕干質(zhì)量的百分比稱為含水率。材料吸濕或干燥至與空氣濕度相平衡時(shí)的含水率稱 為平衡含水率。建筑材料在正常使用狀態(tài)下，均處平衡含水狀態(tài)。吸濕性主要與材料的組成、微細(xì)孔隙的含量及材料的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)。3）吸水與吸濕對(duì)材料性質(zhì)的影響材料吸水或吸濕后，可削弱內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)間的結(jié)合力，引起強(qiáng)度下降。同時(shí)也使材料的表觀

12、密度、導(dǎo)熱性增加，幾何尺寸略有增加，使材料的保溫性、吸聲性下降，并使材料受到的凍害、腐蝕等加劇。由此可見含水使材料的絕大多數(shù)性質(zhì)變差。耐水性材料長(zhǎng)期在水作用下，保持其原有性質(zhì)的能力。對(duì)于結(jié)構(gòu)材料，耐水性主要指強(qiáng)度，對(duì)裝飾材料則主要指顏色的變化、是否起泡、起層等 ， 即材料不同，耐水性表示方法也不同。對(duì)于結(jié)構(gòu)材料，用軟化系數(shù)（KP）來表示，計(jì)算式如下。/吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度P干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度材料的軟化系數(shù)Kp=O1.0 , Kp >0.85的稱為耐水性材料。長(zhǎng)期處于潮濕或經(jīng)常遇水的結(jié)構(gòu)需選用Kp>0.75的材料，重要結(jié)構(gòu)需選用 Kp>0.85的材料。材料的耐水性主要與其

13、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)（KP） 般較大。若材料可微溶于水且含有較大的孔隙率，則其軟化系數(shù)（Kp）較小或很小。（4）抗?jié)B性：抗?jié)B性是材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。常用抗?jié)B等級(jí)來表示，即材料所能抵抗的最大水壓力。材料的抗?jié)B性與其內(nèi)部的孔隙率 ，特別是開口孔隙率有關(guān)，與材料的親、憎水性也有一定關(guān) 系。（5）抗凍性：材料抵抗凍融循環(huán)作用，保持其原有性質(zhì)的能力。對(duì)結(jié)構(gòu)材料主要指保持強(qiáng)度的能力，并多以抗凍等級(jí)來表示。即以材料在吸水飽和狀態(tài)下（最不利狀態(tài)）所能抵抗的最多凍融循環(huán)次數(shù)來表示。3. 熱工性質(zhì)：（1）導(dǎo)熱系數(shù)：材料傳遞熱量的性質(zhì)稱為材料的導(dǎo)熱性，以

14、導(dǎo)熱系數(shù)來表示。導(dǎo)熱系數(shù)越小，材料的保溫性越好。影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素有：1）材料的組成與結(jié)構(gòu)。一般地說，金屬材料、無機(jī)材料、晶體材料的導(dǎo)熱系數(shù)分別大于非金 屬材料、有機(jī)材料、非晶體材料。2）孔隙率越大，即材料越輕（;?o小，導(dǎo)熱系數(shù)越小。細(xì)小孔隙、閉口孔隙比粗大孔隙、開 口孔隙對(duì)降低導(dǎo)熱系數(shù)更為有利，因?yàn)楸苊饬藢?duì)流傳熱。3）含水或含冰時(shí)，會(huì)使導(dǎo)熱系數(shù)急劇增加。4）溫度越高，導(dǎo)熱系數(shù)越大（金屬材料除外）。上述因素一定時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)為常數(shù)。保溫材料在存放、施工、使用過程中，需保證為干燥狀態(tài)。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)稱為材料的熱容量，該值等于材料的比熱（c）與質(zhì)量（m）的乘積

15、。材料的熱容量越大，則建筑物室內(nèi)的溫度越穩(wěn)定。三、材料的力學(xué)性質(zhì)1. 材料的強(qiáng)度（1）理論強(qiáng)度固體材料的強(qiáng)度決定于結(jié)構(gòu)中各質(zhì)點(diǎn)間的結(jié)合力，即化學(xué)鍵力。材料的破壞實(shí)際上是質(zhì)點(diǎn)化學(xué)鍵的斷裂。實(shí)際上材料結(jié)構(gòu)中含有大量缺陷，如晶格缺陷、孔隙、裂紋等。材料受力時(shí)，在缺陷處形成應(yīng)力集中。減小材料內(nèi)部的缺陷（孔隙、裂紋等）可大幅度提高材料的強(qiáng)度。材料的強(qiáng)度材料的實(shí)際強(qiáng)度，常采用破壞性試驗(yàn)來測(cè)定，根據(jù)受力形式分有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度 抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。材料的強(qiáng)度除與前述的內(nèi)部因素 （組成、結(jié)構(gòu)）有關(guān)外，還與外部因素，即測(cè)試條件也有相當(dāng) 大的關(guān)系。2. 材料的彈性與塑性：（1）彈性，是指受到外力作用產(chǎn)生的變形

16、 ，能隨外力撤消而完全恢復(fù)原狀的性質(zhì)。將發(fā)生的這種變形稱為彈性變形。明顯具有這種特征的材料稱為彈性材料。受力后材料的應(yīng)力與應(yīng)變的比值即為彈性模量。（2）塑性，是指受到外力作用產(chǎn)生的變形 ，不能隨外力撤消而自行恢復(fù)的性質(zhì)。 所發(fā)生的這種變形 稱塑性變形。具有這種明顯特征的材料稱塑性材料。 大多數(shù)材料受力初期表現(xiàn)為彈性，達(dá)到一定 程度表現(xiàn)出塑性特征，稱之為彈塑性材料。3. 材料的脆性與沖擊韌性：材料在破壞時(shí)，未出現(xiàn)明顯的塑性變形，而表現(xiàn)為突發(fā)性破壞，此種性質(zhì)稱為材料的脆性。脆 性材料的特點(diǎn)是塑性變形小 ，且抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值較大（550倍）。無機(jī)非金屬材料多屬脆性材料。材料抵抗沖擊振動(dòng)作用，

17、而不發(fā)生突發(fā)性破壞的性質(zhì)稱為材料的沖擊韌性或韌性，或在沖擊振動(dòng)作用下，吸收能量、抵抗破壞的能力稱為沖擊韌性。韌性材料的特點(diǎn)是變形大、特別是塑性變形大、抗拉強(qiáng)度接近或高于抗壓強(qiáng)度。術(shù)材、建筑鋼材、橡膠等屬于韌性材料。有沖擊、振 動(dòng)荷載時(shí)需考慮材料的韌性。四、材料的耐久性材料抵抗各種破壞因素或腐蝕介質(zhì)的長(zhǎng)期作用，保持其原有的主要性質(zhì)的能力稱為材料的耐久性。材料的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途不同，對(duì)耐久性的要求也不同。耐久性一般包括材料的抗?jié)B性、抗凍性、耐腐蝕性、抗老化性、耐溶蝕性、耐光性、耐磨性等等許多項(xiàng)。不同材料所 要求保持的主要性質(zhì)也不相同，如對(duì)于結(jié)構(gòu)材料，主要要求強(qiáng)度不顯著降低 ；對(duì)裝飾材料則主要

18、要求顏色、光澤等不發(fā)生顯著變化等。 金屬材料常由化學(xué)和電化學(xué)作用引起腐蝕和破壞；無機(jī)非金屬材料常由化學(xué)位用、溶解、凍融、風(fēng)蝕、溫差、濕差、磨擦等其中某些因素或綜合作用而 引起破壞；有機(jī)材料常由生物作用（細(xì)菌、昆蟲等人溶蝕、化學(xué)腐蝕、光、熱、大氣等的作用而 引起破壞。第 3 章 燒土制品 本章主要講述：燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚 本章重點(diǎn)：燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚的主要技術(shù)要求及應(yīng)用 本章難點(diǎn)：燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚的強(qiáng)度等級(jí)評(píng)定 本章要點(diǎn)：燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚的主要技術(shù) 本章基本概念：燒結(jié)、欠火磚、過火磚、泛霜、石灰爆裂 本章基本要求：知道磚的生產(chǎn)工

19、藝過程、分類及主要技術(shù)性質(zhì)；了解各種建筑陶瓷的規(guī)格及特點(diǎn)。 本章學(xué)時(shí)安排：共 2 學(xué)時(shí) 本章基本內(nèi)容：燒結(jié)制品是以粘土為主要原料 , 經(jīng)成型、干燥、焙燒而成的人造石。 主要制品有燒結(jié)普通磚、 燒結(jié)粘土瓦、 燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚 ,以及陶瓷飾面磚、 錦磚、地磚、衛(wèi)生陶瓷、 污水陶管等。一、燒結(jié)普通磚燒結(jié)普通磚是以粘土或煤矸石、頁巖、粉煤灰等為主要原料 , 經(jīng)成型、焙燒而成的實(shí)心或孔 洞率不大于15%勺磚。其外形尺寸為 240X 115X 53mm燒結(jié)普通磚主要品種有燒結(jié)粘土磚、燒 結(jié)粉煤灰磚、燒結(jié)煤矸石磚、燒結(jié)頁巖磚等。原料及焙燒工藝對(duì)磚質(zhì)量勺影響：1. 原料對(duì)磚質(zhì)量勺影響 燒結(jié)普通磚勺主要原

20、料是粘土。(1) 粘土勺組成 粘土是含長(zhǎng)石、云母勺巖石經(jīng)風(fēng)化而成勺多種礦物勺混合體。其主要 成分是含水鋁硅酸鹽勺粘土礦物 ,其次是雜質(zhì) (石英,長(zhǎng)石,云母,碳酸鹽 ,鐵、釩勺氧化物及有機(jī) 質(zhì)) 。粘土礦物是粘土具有可塑性勺主要來源。雜質(zhì)含量對(duì)粘土可塑性、收縮性和焙燒溫度影響 很大。含有氧化鐵是磚帶有顏色勺主要因素。燒制普通磚的粘土 ，主要是易熔粘土，即耐火度低于 1350 C的粘土，雜質(zhì)含量較多。其 中顆粒較粗勺砂質(zhì)粘土適于制磚 , 較細(xì)勺粘土適于制瓦。顆粒過粗時(shí) , 焙燒后磚質(zhì)脆 , 過細(xì)時(shí) , 磚 變形大。(2) 粘土的性質(zhì) 可塑性和燒結(jié)性是粘土的重要性質(zhì)。1) 粘土的可塑性粘土和水后 ，

21、 能在外力作用下塑造成要求的形狀 ， 當(dāng)外力撤消后 ， 仍能保持獲得的形狀 ， 并不出現(xiàn)裂紋。當(dāng)粘土礦物含量多時(shí) ， 可塑性好。但可塑性大的粘土坯體 ， 在干燥和焙燒過程中 ， 隨著脫水會(huì)出現(xiàn)較大的收縮。收縮對(duì)磚的尺寸規(guī)格有影響 ， 同時(shí)易造成不 均勻變形和裂紋。2) 粘土的燒結(jié)性粘土坯體在焙燒至 900C以上時(shí)，粘土顆粒表面易熔化合物形成一定數(shù)量的熔融物 ， 逐漸填充顆粒之間空隙 ， 隨溫度升高、熔融物增多 ， 坯體孔隙率降低 ， 其強(qiáng)度、 耐水性和抗凍性均相應(yīng)提高 ， 這一過程稱為燒結(jié)。 粘土的燒結(jié)控制在部分熔融狀態(tài)。 將粘土中熔 融物開始出現(xiàn)的溫度 ， 至坯體出現(xiàn)顯著變形而不能自持時(shí)的溫

22、度范圍稱為燒結(jié)范圍。燒結(jié)范圍寬表明生產(chǎn)容易控制，磚質(zhì)量穩(wěn)定。一般燒結(jié)粘土磚的燒結(jié)范圍較窄，只有50100 C。2. 焙燒工藝對(duì)磚質(zhì)量的影響 焙燒溫度低于燒結(jié)溫度下限時(shí) ， 磚坯體的孔隙率大 ， 強(qiáng)度 低， 耐久性差 ，顏色淺、敲擊時(shí)音啞 ， 稱為欠火磚 ;若焙燒溫度高于燒結(jié)范圍上限時(shí) ， 磚坯體孔隙率 小， 密實(shí)度大 ， 導(dǎo)熱性增大 ， 強(qiáng)度高 ， 但磚易變形 ， 稱為過火磚。兩者均不符合磚的質(zhì)量要求。若在燒成后 ， 造成窯內(nèi)不完全燃燒 ， 在還原氣氛下 ， 粘土中鐵還原成低價(jià)鐵而呈青灰色 ， 得 到青磚。青磚比一般氧化氣氛中燒成的紅磚耐久性好。燒結(jié)粉煤灰磚、 燒結(jié)煤矸石磚和燒結(jié)頁巖磚的原料

23、，要按照可塑性、 內(nèi)燃值等要求來確定 粘土和粉煤灰或粉碎的煤矸石或頁巖的比例 ， 其余工藝與燒結(jié)粘土磚基本相同。燒結(jié)普通磚的技術(shù)性質(zhì)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T5101-1998 燒結(jié)普通磚對(duì)產(chǎn)品形狀、尺寸、強(qiáng)度等級(jí)、耐久性、外觀 質(zhì)量和等級(jí)劃分做了具體規(guī)定。(1) 燒結(jié)普通磚外形為直角六面體、其公稱尺寸為240X 115 X 53mm每立方米磚砌體需 512 塊普通磚。(2) 外觀檢驗(yàn)包括尺寸偏差、裂紋、彎曲等九項(xiàng)內(nèi)容,按GB/T2542規(guī)定的方法檢驗(yàn)。(3) 強(qiáng)度等級(jí)按抗壓強(qiáng)度確定。分MU30 MU25 MU2Q MU15 MU10五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。(4) 耐久性包括吸水率 抗凍性 泛霜試驗(yàn)和石灰爆裂

24、等內(nèi)容 ,各項(xiàng)內(nèi)容亦應(yīng)符合規(guī)定。 (5) 強(qiáng)度和抗風(fēng)化性能合格的磚，根據(jù)尺寸偏差 外觀質(zhì)量 泛霜和石灰爆裂等分為優(yōu)等品(A) 一等品(B)和合格品(C)三個(gè)質(zhì)量等級(jí)。燒結(jié)普通磚的應(yīng)用：一般建筑物中墻體材料約占60%左右 , 目前我國(guó)的墻體材料中 95%左右仍用燒結(jié)普通磚 ,絕大部分是燒結(jié)粘土磚。此外 , 還可以用來砌筑磚柱 拱 基礎(chǔ)和煙囪 溝道及其它構(gòu)筑物。應(yīng) 用中不得使用欠火磚 酥磚和螺旋磚。由于燒磚毀田嚴(yán)重, 耗能高 , 而且磚塊小施工工效低 砌體抗震性差等原因 , 燒結(jié)普通粘土磚將逐漸被燒結(jié)多孔磚和空心磚及其它輕質(zhì)墻體材料所代替,在有條件地區(qū)應(yīng)提倡發(fā)展工業(yè)廢渣制磚。第 5 章 無機(jī)氣硬性

25、膠凝材料 本章主要講述：建筑石膏 建筑石灰 水玻璃及其制品 本章重點(diǎn)：建筑石膏 建筑石灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 技術(shù)性質(zhì)及應(yīng)用 本章難點(diǎn)：建筑石膏 建筑石灰的特性 本章要點(diǎn)：建筑石膏 建筑石灰的特性及應(yīng)用 本章基本概念：氣硬性膠凝材料 水硬性膠凝材料 石灰的陳伏 本章基本要求：了解石灰 石膏 水玻璃的生產(chǎn) 凝結(jié)硬化過程； 掌握各氣硬性膠凝材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 技術(shù)性質(zhì)及應(yīng)用。本章學(xué)時(shí)安排：共 2 學(xué)時(shí) 本章基本內(nèi)容：能夠?qū)⑸⒘２牧虾蛪K體材料粘結(jié)為一個(gè)整體的材料 , 稱為膠凝材料。按化學(xué)成分 , 將膠凝材 料分為有機(jī)膠凝材料和無機(jī)膠凝材料。建筑上使用的各種瀝青 合成樹脂屬于有機(jī)膠凝材料。 無機(jī)膠凝材料按硬化條件分

26、為氣硬性膠凝材料和水硬性膠凝材料。氣硬性膠凝材料只能在空氣 中硬化 ,也只能在空氣中保持和發(fā)展其強(qiáng)度 ;水硬性膠凝材料則既能在空氣中 ,又可在水中更好 地硬化 , 并保持和發(fā)展其強(qiáng)度。 即氣硬性膠凝材料的耐水性差 , 不宜用于潮濕環(huán)境或水中 , 而水硬 性膠凝材料的耐水性好 , 可以用于水中。建筑工程中主要應(yīng)用的氣硬性膠凝材料有石膏 石灰 水玻璃和菱苦土。一 建筑石膏1. 建筑石膏的生產(chǎn) 水化和凝結(jié)硬化(1) 建筑石膏的生產(chǎn)將天然二水石膏CaSO2fO加熱脫水而得。(2) 水化與凝結(jié)硬化 建筑石膏與水拌合后 , 即與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng) ( 簡(jiǎn)稱為水化 ) 。 由于二水石膏的溶解度比半水石膏小許多

27、, 所以二水石膏膠體微粒不斷從過飽和溶液 (即石膏漿體 ) 中沉淀析出。二水石膏的析出促使上述水化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行 , 直至半水石膏全部轉(zhuǎn)化為 二水石膏為止。石膏漿體中的水份因水化和蒸發(fā)而減少 , 漿體的稠度逐步增加 , 膠體微粒間的搭 接 粘結(jié)逐步增強(qiáng) , 使?jié){體逐漸失去可塑性 , 即漿體逐漸產(chǎn)生凝結(jié)。 隨水化的進(jìn)一步進(jìn)行 , 膠體凝 聚并逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫w , 且晶體間相互搭接 交錯(cuò) 共生 , 使?jié){體完全失去可塑性 , 產(chǎn)生強(qiáng)度 , 即硬 化。最終成為具有一定強(qiáng)度的人造石材。漿體的凝結(jié)硬化是一個(gè)連續(xù)進(jìn)行的過程。將從加水拌 合開始一直到漿體開始失去可塑性的過程稱為初凝 ,對(duì)應(yīng)的這段時(shí)間稱為初凝時(shí)間

28、; 將從加水拌 合開始一直到漿體完全失去可塑性 , 并開始產(chǎn)生強(qiáng)度的過程稱為終凝 , 對(duì)應(yīng)的這段時(shí)間稱為終凝 時(shí)間。2. 建筑石膏的技術(shù)要求 . 建筑石膏的技術(shù)要求有強(qiáng)度 細(xì)度和凝結(jié)時(shí)間。并按強(qiáng)度和細(xì)度 劃分為優(yōu)等品 一等品和合格品。3. 建筑石膏的性質(zhì)與應(yīng)用(1) 性質(zhì) 建筑石膏具有以下性質(zhì)：1 )凝結(jié)硬化快2）凝結(jié)硬化時(shí)體積微膨脹3）孔隙率高、表觀密度小4）保溫性、吸聲性好5）具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性6）強(qiáng)度較低7）防火性好8）抗?jié)B性、耐水性、抗凍性差（2）建筑石膏的應(yīng)用 建筑石膏由于具有較好的性能因而廣泛用于較高級(jí)的室內(nèi)抹灰、粉刷以及各種板材和 裝飾板。經(jīng)常使用的板材有紙面石膏板、纖維石膏板

29、、石膏飾板、天花板等。這些板的厚度為 918m m使用時(shí)需采用龍骨連接。二、石灰1. 石灰的生產(chǎn)生產(chǎn)石灰所用原料主要是含碳酸鈣為主的天然巖石 , 如石灰石、 白堊等。 將這些原料在高溫 下鍛燒 , 即得生石灰。正常溫度下般燒得的生石灰具有多孔結(jié)構(gòu) , 即內(nèi)部孔隙率大、晶粒細(xì)小、體積密度小 , 與水 作用速度快。由于生產(chǎn)時(shí) , 火候或溫度控制不均 , 常會(huì)含有欠火石灰和過火石灰。欠火石灰中含 有未分解的碳酸鈣內(nèi)核 , 外部為正常鍛燒石灰。欠火石灰只是降低了石灰的利用率 , 不會(huì)帶來危 害。溫度過高得到的生石灰 , 稱為過火石灰。 過火石灰的結(jié)構(gòu)致密、 孔隙率較小、 表觀密度大 （ 接 近于密度

30、）, 并且晶粒粗大 , 甚至發(fā)生燒結(jié)。此外由于原料中混入或夾帶有粘土成分 , 在高溫下熔 融, 使過火石灰顆粒表面部分為玻璃質(zhì)物質(zhì)（ 即釉狀物 ） 所包覆。因此過火石灰與水的作用很慢 （ 需數(shù)十天至數(shù)年以上 ）, 這對(duì)使用非常不利。2. 石灰的熟化石灰的熟化 , 又稱消解 , 是生石灰 （ 氧化鈣 ）與水作用生成熟石灰 （氫氧化鈣 ） 的過程。 為避免過火石灰在使用后 , 因吸收空氣中的水蒸汽而逐步水化膨脹 , 使硬化砂漿或石灰制品 產(chǎn)生隆起、 開裂等破壞 , 在使用前必需使其熟化或?qū)⑵淙コ?常采用的方法是在熟化過程中首先 將較大尺寸的過火石灰塊利用篩網(wǎng)等去除 （ 同時(shí)也為了去除較大的欠火石

31、灰塊 , 以改善石灰質(zhì) 量）, 之后利用二周以上的熟化時(shí)間 （ 即陳伏 ）, 使較小的過火石灰塊熟化。熟化時(shí)需防止石灰碳 化。熟石灰，又稱消石灰，有二種使用形式：（1）石灰膏 生石灰塊加 3 4 倍的水 , 經(jīng)熟化、沉淀、陳伏而得到的膏狀體。（2）消石灰粉 生石灰塊加 60% 80%的水, 經(jīng)熟化、陳伏等得到的粉狀物 （略濕 , 但不成 團(tuán)） 。3. 石灰的硬化（1）干燥硬化與結(jié)晶硬化 石灰漿在干燥過程中 ,因失水產(chǎn)生毛細(xì)管壓力 ,使氫氧化鈣顆粒間的接觸緊密 , 產(chǎn)生一定的搭接。此外氫氧化鈣也會(huì)在過飽和溶液中結(jié)晶, 但結(jié)晶數(shù)量很少 , 故由此過程產(chǎn)生的強(qiáng)度很低。若再遇水后 , 因毛細(xì)管壓力消失

32、 , 且氫氧化鈣微溶于水 , 強(qiáng)度喪失。（2）碳化硬化 氫氧化鈣與空氣中二氧化碳作用生成碳酸鈣而使石灰硬化。生成的碳酸鈣具有 相當(dāng)高的強(qiáng)度。但由于空氣中二氧化碳的濃度很低 , 故碳化過程極為緩慢?？諝庵袧穸冗^小或過大均不利于石灰的碳化硬化。由硬化原因及過程可以得出石灰硬化慢、強(qiáng)度低、不耐水的結(jié)論。4. 技術(shù)要求按石灰中氧化鎂含量將生石灰、生石灰粉劃分為鈣質(zhì)石灰（MgO<5%和鎂質(zhì)石灰（MgO>5%）;按消石灰中氧化鎂含量將消石灰粉劃分為鈣質(zhì)消石灰粉MgO<4%鎂質(zhì)消石灰粉（4%MgO<24%和白云石消石灰粉（24MgO<30按石灰中（CaO+MgO）的含量、產(chǎn)漿量

33、或細(xì)度等，將生石灰、生 石灰粉、消石灰粉劃分為優(yōu)等品、一等品、合格品三等。5. 石灰的性質(zhì)(1) 保水性和可塑性好(2) 硬化慢、強(qiáng)度低(3) 耐水性差(4) 硬化時(shí)體積收縮大6. 應(yīng)用石灰乳 , 即石灰漿 , 可用于要求不高的室內(nèi)粉刷。利用石灰膏或消石灰粉配制成石灰砂漿或 混合砂漿 ,用于建筑物的抹灰和砌筑。利用生石灰粉配制砂漿時(shí) , 砂漿的硬化速度比利用熟石灰 時(shí)快許多 ( 熟化放出的熱量可加速石灰漿硬化), 且可不經(jīng)陳伏直接使用。消石灰粉與粘土拌合后稱為灰土 ,若再加砂 (或爐渣、 石屑等 )即成三合土。 由于消石灰可塑 性好 , 在窮實(shí)或壓實(shí)下 , 灰土和三合土密實(shí)度增大 , 并且粘土

34、中的少量活性氧化硅和氧化鋁與石 灰反應(yīng)生成了少量水硬性水化產(chǎn)物 , 故二者的密實(shí)程度、強(qiáng)度和耐水性得到改善。因此 , 灰土和 三合土廣泛用于建筑物基礎(chǔ)和道路的墊層。第 6 章 水泥 本章主要講述：硅酸鹽水泥、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)合硅酸鹽水泥以及其它品種水泥本章重點(diǎn)：硅酸鹽水泥熟料的礦物組成、熟料礦物的水化及凝結(jié)硬化的特性、硅酸鹽水泥的技 術(shù)性質(zhì)、水泥石的腐蝕與防止、硅酸鹽水泥的特性與應(yīng)用以及摻混合材料硅酸鹽水 泥的特性與應(yīng)用本章難點(diǎn)：硅酸鹽水泥性能的評(píng)定、硅酸鹽水泥的特性與應(yīng)用以及摻混合材料硅酸鹽水泥的特性與應(yīng)用 本章要點(diǎn)：硅酸鹽水泥熟料的

35、礦物組成、熟料礦物的水化及凝結(jié)硬化的特性、硅酸鹽水泥的技 術(shù)性質(zhì)、水泥石的腐蝕與防止、硅酸鹽水泥的特性與應(yīng)用以及摻混合材料硅酸鹽水 泥的特性與應(yīng)用本章基本概念：細(xì)度、水泥初凝時(shí)間、水泥終凝時(shí)間、體積安定性、水泥石的腐蝕、活性混合 材料、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量本章基本要求：了解水泥的生產(chǎn)過程，凝結(jié)硬化機(jī)理； 掌握水泥熟料主要礦物成分，各自特性； 掌握水泥的主要技術(shù)性質(zhì)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用； 掌握水泥石的腐蝕與防止。本章學(xué)時(shí)安排：共 7 學(xué)時(shí)本章基本內(nèi)容：目前生產(chǎn)和使用的水泥品種達(dá) 200 多種。但在建筑工程中主要使用的有硅酸鹽類的水泥 , 其中包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水

36、泥、粉煤灰硅酸 鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥 , 以及快硬硅酸鹽水泥、白色硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥等 ; 鋁 酸鹽類水泥 , 如高鋁水泥 ;硫鋁酸鹽類水泥 , 如,快硬硫鋁酸鹽水泥、 I 型低堿硫鋁酸鹽水泥等。 但使用量最大的為硅酸鹽類水泥。在硅酸鹽類水泥中, 最重要、最基本的水泥是硅酸鹽水泥, 其它水泥均是在硅酸鹽水泥的基礎(chǔ)上摻入了一定量的混合材料 , 因而在某些性能上它們與硅酸鹽 水泥類同。本章重點(diǎn)介紹硅酸鹽水泥。一、硅酸鹽水泥1. 硅酸鹽水泥的組成與生產(chǎn)凡由硅酸鹽水泥熟料、0豹5%勺石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱為硅酸鹽水泥。未摻混合材料的稱為I型硅酸鹽水泥，

37、代號(hào)P- I；摻不超過5%的混合材料的稱 為n型硅酸鹽水泥,代號(hào)P-no硅酸鹽水泥熟料是以適當(dāng)比例的粘土、 石灰石、 鐵礦粉等原料經(jīng)磨細(xì)制得生料 ,將生料成球后在 窯內(nèi)般燒(1450 C左右)而得。硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鎧酸四鈣四種礦物的含量不同時(shí),水泥的各項(xiàng)性質(zhì)也不同。 如增加C3S和C3A的含量,可生產(chǎn)出快硬硅酸鹽水泥；增加C2S和C4AF的含量可生產(chǎn)出低熱硅酸鹽水泥。水泥熟料礦物的含量不同,水泥的性質(zhì)和用途也不同。2. 硅酸鹽水泥的水化與凝結(jié)硬化2(3CaO SiO2)+6H2O3CaO2(2CaO SiO2)+4H2O3CaO3CaOAI 2Q+6H2O3CaO4Cao -Al 2

38、C3 -Fe2C3+7H2O3CaO硅酸鹽水泥在水化后，主要有五種水化產(chǎn)物,(1)硅酸鹽水泥的水化硅酸鹽水泥的水化反應(yīng)及水化產(chǎn)物如下：2SiO2 -3H2O+3Ca(OH)2SQ2 -3H2O+ Ca(OH)2Al 2Q -6H2OAl 2O3 6HzO+ Cao Fe2Q J-bO按形態(tài)又分有凝膠和晶體。凝膠占水化產(chǎn)物的絕大多數(shù)，在水中幾乎不溶。氫氧化鈣則微溶于水。(2) 硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化水泥在加水后即產(chǎn)生水化反應(yīng)，隨水化反應(yīng)的進(jìn)行，水泥漿逐步變稠，最終因水化產(chǎn)物的增多而失去可塑性，即凝結(jié)。之后逐步產(chǎn)生強(qiáng)度，即硬化。(3) 水泥石的組成與性質(zhì)水泥石，即硬化后的水泥漿體。它由凝膠體、未水化

39、水泥顆粒、毛細(xì)孔隙等組成。水泥石的強(qiáng)度主要取決于水泥強(qiáng)度等級(jí)、水灰比、養(yǎng)護(hù)條件及齡期等。在保證成型質(zhì)量的前提下，水灰比越小、溫度適宜、濕度越大、養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng),則水泥石的凝膠體越多、毛細(xì)孔隙越小，水泥石強(qiáng)度越高水泥石的其它性能也越好。3. 硅酸鹽水泥的技術(shù)要求(1) 細(xì)度水泥顆粒越細(xì)，凝結(jié)硬化速度越快，早期和后期強(qiáng)度越高，但硬化時(shí)的干縮增大。國(guó)標(biāo)規(guī)定，硅酸鹽水泥的比表面積應(yīng)大于300mf/kg(勃氏法測(cè)得值)。否則為不合格。(2) 凝結(jié)時(shí)間為保證在施工時(shí)有充足時(shí)間完成攪拌、運(yùn)輸、澆灌、成型等各項(xiàng)工藝過程，水泥的初凝時(shí)間不宜太短。施工完畢后，希望水泥能盡快硬化，產(chǎn)生強(qiáng)度，故終凝不太長(zhǎng)。(3) 體積

40、安定性指水泥石在硬化過程中體積變化的均勻性。體積安定性不合格的水泥不得使用。(4) 強(qiáng)度及強(qiáng)度等級(jí)水泥的強(qiáng)度是評(píng)定其質(zhì)量的重要指標(biāo)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ，采用？水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)?(GB/T17671 -1999)測(cè)定水泥強(qiáng)度，該法是將水泥和中國(guó) ISO標(biāo)準(zhǔn)砂按質(zhì) 量計(jì)以1:3混合，用0.5的水灰比按規(guī)定的方法制成 40伽X 40伽X 160伽的試件，在標(biāo)準(zhǔn)溫度 (20+J) C的水中養(yǎng)護(hù)，分別測(cè)定其3d和28d的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。 根據(jù)測(cè)定結(jié)果，分為42.5、 42.5R、52.5、52.5R、62.5 和 62.5R 等 6 個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。此外對(duì)水泥中的不溶物、氧化鏡、三氧化硫、燒

41、失量等有要求。4. 水泥石的腐蝕與防止(1) 軟水侵蝕(溶出性侵蝕)不含或僅含少量重碳酸鹽的水稱為軟水，如雨水、雪水、淡水及多數(shù)江水、湖水等。當(dāng)水泥石與靜止或無壓力的軟水接觸時(shí)，水泥石中的氫氧化鈣微溶于水，水溶液迅速飽和。因而對(duì)水泥石性能的影響不大。但在流動(dòng)的或有壓力的軟水中，由于水不斷地將水泥石內(nèi)的氫氧化鈣溶解，使水泥石孔隙率增加，同時(shí)由于氫氧化鈣濃度的降低，部分水化產(chǎn)物分解，從而引起水泥石強(qiáng)度下降。(2) 鹽類腐蝕1) 硫酸鹽腐蝕2) 鎂鹽腐蝕(3) 酸類腐蝕1) 碳酸腐蝕2) 一般酸腐蝕工業(yè)廢水，某些地下水、沼澤水中常1(4) 強(qiáng)堿腐蝕(5) 腐蝕的原因與防止1) 腐蝕的原因a. 水泥石

42、中含有易受腐蝕的成分，即氫氧化鈣和水化鋁酸鈣等；b. 水泥石本身不密實(shí)含有大量的毛細(xì)孔隙。2) 腐蝕的防止。a. 根據(jù)環(huán)境特點(diǎn)，選擇適宜的水泥品種。b. 減小水泥石的孔隙率 , 提高密實(shí)度。c. 設(shè)置隔離層或保護(hù)層。5. 硅酸鹽水泥的性質(zhì)與應(yīng)用(1) 硅酸鹽水泥的性質(zhì)與應(yīng)用1) 早期及后期強(qiáng)度均高 適合早強(qiáng)要求高的工程和高強(qiáng)度混凝土工程。2) 抗凍性好適合抗凍性要求高的工程。3) 耐腐蝕性差因水化后氫氧化鈣和水化鋁酸鈣的含量較多。4) 水化熱高 不得用于大體積混凝土工程。但有利于低溫季節(jié)蓄熱法施工。5) 抗碳化性好 適合用于空氣中二氧化碳濃度高的環(huán)境。6) 耐熱性差不適合耐熱混凝土工程。7)

43、耐磨性好適合于道路、地面工程。(2) 硅酸鹽水泥的存放 水泥應(yīng)在干燥條件下存放。 二、摻混合材料的硅酸鹽水泥1. 混合材料 摻入到水泥或混凝土中的人工或天然礦物材料稱為混合材料。(1) 非活性混合材料 常溫下不能與氫氧化鈣和水反應(yīng) ， 也不能產(chǎn)生凝結(jié)硬化的混合材料 ， 稱為 非活性混合材料。在水泥中主要起到調(diào)節(jié)強(qiáng)度、降低水化熱、增加水泥產(chǎn)量、降低成本等作用。 主要使用的有石灰石、石英砂、緩慢冷卻的礦渣等。(2) 活性混合材料 常溫下可與氫氧化鈣反應(yīng) ， 生成具有水硬性的水化產(chǎn)物 ，凝結(jié)硬化后產(chǎn)生強(qiáng) 度的混合材料 ， 稱為活性混合材料。 它們?cè)谒嘀械闹饕饔檬钦{(diào)整水泥強(qiáng)度等級(jí)、 增加水泥產(chǎn) 量

44、、改善某些性能、降低水化熱和成本等。常用活性混合材料有：1)粒化高爐礦渣2)火山灰質(zhì)混合材料。2. 普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥由硅酸鹽水泥熟料、少量(6%15%)混合材料和適量石膏組成。其中非活性混合材料的摻量不得大于 10%，窯灰不得大于 5%。普通硅酸鹽水泥的技術(shù)要求為 :(1) 細(xì)度篩孔尺寸為80 的方孔篩的篩余不得超過 10%(2) 凝結(jié)時(shí)間 初凝時(shí)間不得早于 45min， 終凝時(shí)間不得遲于 10h。(3) 強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí) 根據(jù)抗壓和抗折強(qiáng)度 ，將普通水泥劃分為 32.5、 42.5、 52.5 及 32.5R、42.5R、 52.5R 等 6個(gè)等級(jí)。各齡期強(qiáng)度不得低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定

45、的數(shù)值。 其它技術(shù)要求與硅酸鹽水泥相同。由于混合材料的摻入量較少 ， 故普通硅酸鹽水泥的性質(zhì)和用途與硅酸鹽水泥基本相同， 略有差異。其主要差別表現(xiàn)為 :(1) 早期強(qiáng)度略低 ;(2) 耐腐蝕性稍好 ;(3) 水化熱略低 ;(4) 抗凍性及抗?jié)B性好 ;(5) 抗碳化性略差 ;(6) 耐熱性較好 ;(7) 耐磨性略差。3. 礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥由硅酸鹽水泥熟料、多量(20% 70%)?；郀t礦渣、適量石膏組成。允許用石灰石、 窯灰、 粉煤灰和火山灰質(zhì)混合材料中的一種材料代替?；郀t礦渣 ，代替量不得超過 水泥質(zhì)量的 8%，替代后水泥中?；郀t礦渣不得少

46、于20%?；鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥由硅酸鹽水泥熟料、多量(20% 50%)火山灰質(zhì)混合材料和適量石膏組成。粉煤灰硅酸鹽水泥由硅酸鹽水泥熟料、多量(20%40%粉煤灰和適量石膏組成。(1) 技術(shù)要求 礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級(jí)劃分有32.5、 42.5、 52.5 及 32.5R、 42.5R、 52.5R 六個(gè)標(biāo)號(hào)。各齡期的抗壓和抗折強(qiáng)度應(yīng)不低于國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)值。礦渣硅酸鹽水泥的三氧化硫含量不得超過4.0%, 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥不得超過 3.5%。細(xì)度、 凝結(jié)時(shí)間、 體積安定性、 氧化鎂含量的要求與普通硅酸鹽水泥相同。 (2) 性質(zhì)與應(yīng)用l

47、) 三種水泥的共性這三種水泥不適合早期強(qiáng)度要求高的混凝土工程。a. 早期強(qiáng)度低、后期強(qiáng)度高b. 對(duì)溫度敏感，適合高溫養(yǎng)護(hù)c. 耐腐蝕性好因此耐腐蝕性好適合于耐腐蝕性要求較高的工程, 如水工、 海港、 碼頭等工程。d. 水化熱少適合用于大體積混凝土工程e. 抗碳化性較差f. 抗凍性較差， 如鑄造翻砂車間。不適用二氧化碳濃度高的工業(yè)廠房 但礦渣硅酸鹽水泥較其它二種稍好。2) 三種水泥的特性a. 礦渣硅酸鹽水泥 泌水性大 ， 抗?jié)B性差 ， 干縮較大 ， 但耐熱性較好。 適合于有耐熱要求的混凝土工程 ， 不適合于有抗?jié)B要求混凝土工程。b. 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥 保水性好、抗?jié)B性好 ， 但干縮大、易開裂和

48、起粉、耐磨性較差。 適合用于有抗?jié)B要求的混凝土工程 ， 但不宜用于干燥環(huán)境。c. 粉煤灰硅酸鹽水泥 泌水性大 ， 易產(chǎn)生失水裂紋、抗?jié)B性差、干縮小、抗裂性較高。 不宜用于干燥環(huán)境和有抗?jié)B要求的混凝土工程。三、特性水泥1. 白色與彩色硅酸鹽水泥2. 快硬高強(qiáng)水泥3. 膨脹水泥及自應(yīng)力水泥 第 7 章 混凝土 本章主要講述：普通混凝土組成材料、和易性、強(qiáng)度、耐久性、變形性質(zhì)、普通混凝土配合比設(shè)計(jì)、混凝土外加劑及其它品種混凝土本章重點(diǎn)：普通混凝土組成材料、和易性、強(qiáng)度、耐久性及普通混凝土配合比設(shè)計(jì) 本章難點(diǎn)：粗、細(xì)骨料質(zhì)量的評(píng)定、混凝土的性能及普通混凝土配合比設(shè)計(jì) 本章要點(diǎn)：如何得到滿足工程要求的混

49、凝土及其應(yīng)用 本章基本概念：砂的粗細(xì)程度、顆粒級(jí)配、混凝土和易性、混凝土強(qiáng)度、混凝土抗?jié)B性、混凝 土抗凍性等本章基本要求：掌握普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)； 知道組成混凝土各種材料的技術(shù)要求，掌握粗、細(xì)集料的篩分； 掌握混凝土的配合比設(shè)計(jì)方法； 了解混凝土外加劑的主要性能及混凝土的變性性能。本章學(xué)時(shí)安排：共 9 學(xué)時(shí) 本章基本內(nèi)容：混凝土是由膠凝材料將骨料 (又稱集料 )膠結(jié)而成的固體復(fù)合材料。根據(jù)所用膠凝材料的不 同分為水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、樹脂混凝土、瀝青混凝土等。 在建筑工程中用量最大的屬水泥混凝土。水泥混凝土又 按其表觀密度的大小 ， 分為重混凝土、

50、普通混凝土和輕混凝土 ， 其中用量最大的為普通混凝土 簡(jiǎn)稱為“混凝土” 。 本章以普通混凝土為主。有關(guān)普通混凝土的基本理論、基本原則在其它混凝土中仍基本適用。一、普通混凝土組成材料普通混凝土的基本組成是水泥、粗骨料 （ 又稱粗集料或石子 ） 、細(xì)骨料 （ 又稱細(xì)集料或砂子 ） 和水?；旌虾蟮乃姆N材料 ,在凝結(jié)前稱為混凝土拌合物 , 又稱新拌混凝土。 混凝土在凝結(jié)前 ,混凝 土拌合物中的水泥漿起到了粘結(jié)和潤(rùn)滑作用使混凝土拌合物具有一定的和易性。 在硬化后 , 水泥 石則起到了膠結(jié)作用 ,將粗、細(xì)骨料膠結(jié)為一整體 , 成為固體復(fù)合材料。粗、細(xì) 骨料在混凝土中起到了骨架作用 , 可提高混凝土的抗壓強(qiáng)

51、度和耐久性 , 并可減小混凝土的變形和 降低造價(jià)。工程上對(duì)混凝土的基本要求有 :（1）滿足施工所需的和易性 ;（2）滿足設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度 ;（3）滿足與環(huán)境相適應(yīng)的耐久性 ;（4）經(jīng)濟(jì)上應(yīng)合理 , 即水泥用量應(yīng)少。要滿足上述基本要求 , 就必須合理地選擇原材料并控制原材料的質(zhì)量。此外 ,還必須合理地設(shè)計(jì) 混凝土的配合比 , 并正確、合理地施工以及進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量管理和控制。1. 水泥水泥的品種應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)和混凝土所處環(huán)境來進(jìn)行選擇 , 即根據(jù)混凝土的強(qiáng)度或早期強(qiáng) 度的要求以及耐久性等來選擇。水泥的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與混凝土的強(qiáng)度等級(jí)相適應(yīng)。對(duì)于中、低強(qiáng) 度的混凝土，水泥強(qiáng)度等級(jí)為混凝土強(qiáng)度等級(jí)的1.52

52、.5倍為宜；對(duì)于高強(qiáng)度混凝土 ，水泥強(qiáng)度等級(jí)與混凝土強(qiáng)度等級(jí)的比值可以小于 1,但一般也不宜小于 0.80 因?yàn)橛酶邩?biāo)號(hào)水泥配制低強(qiáng) 度等級(jí)的混凝土?xí)r ， 會(huì)對(duì)混凝土拌合物的和易性及混凝土的耐久性帶來不利影響； 而用低強(qiáng)度等級(jí)水泥配制高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土?xí)r，會(huì)因水灰比W/C太小而影響混凝土拌合物的流動(dòng)性，并顯著 增加水化熱和混凝土的各種變形 ， 同時(shí)混凝土的強(qiáng)度也不易得到保證 ， 經(jīng)濟(jì)上也不合理。2. 粗、細(xì)骨料（1）粗、細(xì)骨料中的雜質(zhì) 粘土等粉狀物 （淤泥、砂粉、石粉 ）會(huì)降低混凝土拌合物的流動(dòng)性 ， 或增加用水量 ， 同時(shí) ， 由于它們對(duì)骨料的包復(fù) ， 可大大降低骨料與水泥石間的界面粘結(jié)強(qiáng)度

53、 ， 特別 是石子與水泥石的界面粘結(jié)強(qiáng)度 ， 從而使混凝土的強(qiáng)度和耐久性降低 ， 變形增大。但這些粉狀物 對(duì)低強(qiáng)度的貧混凝土 （水泥用量少的混凝土 ）， 若含量不是很多 ， 則可改善混凝土的和易性 ， 對(duì)混 凝土的強(qiáng)度影響很小。泥塊，即塊狀的粘土或淤泥等（對(duì)于細(xì)骨料指粒徑大于1.25mm,經(jīng)水洗手捏后成為小于0.63mm的顆粒；對(duì)于粗骨指粒徑大于5mm經(jīng)水洗手捏后變成小于2.5mm的顆粒），其對(duì)混凝土性質(zhì)的影響與粘土相同 ，但影響程度更大 ，因顆粒不易散開 ，給混凝土帶來的缺陷大于粉狀的粘土。氯鹽對(duì)鋼筋有銹蝕作用。 硫酸鹽、硫化物、有機(jī)質(zhì)對(duì)水泥石具有腐蝕作用。 云母、輕物質(zhì)等本身強(qiáng)度低 ， 并

54、增加混凝土的用水量 ， 對(duì)混凝土的和易性、強(qiáng)度、耐久性、 變形等均不利。粗骨料和細(xì)骨料中含有的活性氧化硅易和水泥或混凝土中的堿（Na20、K2O）起反應(yīng)，即堿骨料反應(yīng)。該反應(yīng)生成吸水膨脹的凝膠 ， 使混凝土產(chǎn)生開裂。粗骨料中所含雜質(zhì)對(duì)混凝土性質(zhì)的影響大于細(xì)骨料中所含雜質(zhì)。在配制混凝土?xí)r ， 應(yīng)限制各雜質(zhì)的含量。特別是在配制高強(qiáng)度混凝土和高耐久性混凝土?xí)r，應(yīng)嚴(yán)格限制粗、細(xì)骨料中的泥塊含量、含泥量、云母和輕物質(zhì)等的含量。（2）粗、細(xì)骨料粗細(xì)與級(jí)配1）粗、細(xì)骨料的粗細(xì)程度細(xì)骨料的粗細(xì)程度用細(xì)度模數(shù)M來表示，由標(biāo)準(zhǔn)篩（篩孔尺寸為5.00、2.50、1.25、0.63、0.315、0.16mm的篩）的各

55、篩上的累計(jì)篩余百分率按下式計(jì)算，得出細(xì)度模數(shù)值后進(jìn)行評(píng)定。粗骨料的粗細(xì)用最大粒徑來表示 ， 即骨料公稱粒級(jí)的上限來表示。粗、細(xì)骨料越粗大 ， 則粗、細(xì)骨料的比表面積越小 ， 所需用水量和水泥漿的數(shù)量越少。若保 持用水量不變 ， 混凝土拌合料的流動(dòng)性會(huì)提高 ； 若保持流動(dòng)性和水泥用量不變 ， 可以減少拌合用水量 ,從而使硬化后混凝土的強(qiáng)度和耐久性提高, 變形值降低 ;若強(qiáng)度不變 , 可降低水泥用量 ,減少水化熱和變形值。 特別是粗骨料的粒徑對(duì)性質(zhì)影響更大。 砂過粗時(shí) , 會(huì)引起混凝土拌合物離析、 分層。砂過細(xì) ,則又會(huì)增加水泥用量或降低混凝土的強(qiáng)度 , 同時(shí)對(duì)混凝土拌合物的流動(dòng)性也不利。故宜優(yōu)先

56、采用中砂（Mx=2.33.0）和粗砂（Mx=3.13.7）,前者適合配制各種流動(dòng)性的混凝土，特別適合流動(dòng)性大的混凝土 （ 如流態(tài)混凝土、 泵送混凝土等 ）, 后者則更宜配制低流動(dòng)性的混凝土或 富混凝土 （水泥用量多的混凝土 ）。配制中等以下強(qiáng)度的混凝土?xí)r , 應(yīng)盡量選擇最大粒徑較大的粗 骨料。但最大粒徑應(yīng)滿足小于結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的 1/4, 且不大于鋼筋間最小凈距的 3/4 。對(duì)混 凝土實(shí)心板，粗骨料的最大粒徑不宜超過板厚的 1/2,且不得超過50mm但配制高強(qiáng)度混凝土?xí)r， 則必須采用最大粒徑小的粗骨料，一般不宜超過16mm或 20mm（2）粗、細(xì)骨料的級(jí)配 級(jí)配表示大小顆粒的搭配程度。 級(jí)配好,即搭配好 ,亦即大小顆粒間的 空隙率小。因此 ， 級(jí)配好的骨料可降低水泥用量和用水量 ， 有利于改善混凝土拌合物的和易性、 提高混凝土的強(qiáng)度、 耐久性 ， 減小混凝土的變形。 粗骨料級(jí)配對(duì)性質(zhì)的影響大于細(xì)骨料級(jí)配的影 響。細(xì)骨