土木工程材料全套

土木工程材料全套第1頁/共698頁

無機膠凝材料——石灰、石膏、水玻璃 砂漿、混凝土——水泥、砂漿、混凝土1.2有機材料：木材、瀝青、塑料、涂料、油漆1.3復(fù)合材料：金屬與非金屬復(fù)合——

鋼筋混凝土、鋼纖維混凝土 有機與無機復(fù)合——

玻璃鋼、瀝青混凝土、聚合物混凝土第2頁/共698頁

2.按用途分類結(jié)構(gòu)材料：磚、石材、砌塊、鋼材、混凝土防水材料：瀝青、塑料、橡膠、金屬、 聚乙烯膠泥飾面材料：墻面磚、石材、彩鋼板、 彩色混凝土吸音材料：多孔石膏板、塑料吸音板、 膨脹珍珠巖絕熱材料:塑料、橡膠、泡沫混凝土衛(wèi)生工程材料：金屬管道、塑料、陶瓷第3頁/共698頁二.建筑材料的發(fā)展：隨生產(chǎn)力發(fā)展而發(fā)展原始時代——天然材料：木材、巖石、竹、粘土石器、鐵器時代——

金字塔（2000-3000BC)：石材、石灰、石膏 萬里長城（200BC):條石、大磚、石灰砂漿 布達拉宮：石材、石灰砂漿 羅馬園劇場（70-80AC):石材、石灰砂漿第4頁/共698頁18世紀(jì)中葉——鋼材、水泥(J.Aspdin,1824）19世紀(jì)——鋼筋混凝土（1890-1892）；中國，189820世紀(jì)——預(yù)應(yīng)力混凝土、高分子材料21世紀(jì)——輕質(zhì)、高強、節(jié)能、高性能綠色建材

第5頁/共698頁胡夫金字塔，高146.59m,底部232m建方，用230多萬塊、每塊重2.5T的巖石砌成，第6頁/共698頁萬里長城（200BC):條石、大磚、石灰砂漿第7頁/共698頁布達拉宮：石材、石灰砂漿第8頁/共698頁羅 馬斗獸場（70-80AC):石材、石灰砂漿第9頁/共698頁第10頁/共698頁三.建筑材料在國民經(jīng)濟中的地位和作用1.建筑材料是發(fā)展建筑業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ) 材料費用一般占建筑工程總造價的50-70%；

“十五”期間我國全社會固定資產(chǎn)投資總規(guī)模為22～24萬億元。固定資產(chǎn)投資的60％～70％將用于建筑設(shè)施建設(shè)或工程安裝，從而轉(zhuǎn)化為建筑業(yè)的產(chǎn)值，而建筑業(yè)產(chǎn)值中的30％～40％又要轉(zhuǎn)化為對建材業(yè)的需求，尤其是對水泥產(chǎn)品的需求。2002年，我國共生產(chǎn)水泥約70000萬噸，比2001年大幅增長了12.7%，占世界產(chǎn)量的三分之一左右，超過亞洲產(chǎn)量的50%強。我國水泥行業(yè)，為我國經(jīng)濟持續(xù)、快速發(fā)展做出了重要貢獻。

第11頁/共698頁

2002年水泥產(chǎn)量的大幅度增長與我國持續(xù)快速穩(wěn)定增長的宏觀經(jīng)濟形勢密切相關(guān)。今年我國經(jīng)濟增長速度將達到8％，GDP將突破10萬億元大關(guān)。建筑材料工業(yè)在國民經(jīng)濟建設(shè)中意義重大2.必須恰當(dāng)選擇和合理使用原材料

材料質(zhì)量的優(yōu)劣，配制是否合理，選用是否恰當(dāng)直接影響建筑工程質(zhì)量3.發(fā)展綠色建材第12頁/共698頁四.建筑材料課程的作用、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法

1.作用1.1為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提供必要的知識1.2為今后從事專業(yè)技術(shù)工作時，合理選擇和使用建筑材料打下基礎(chǔ)

2.任務(wù) 2.1了解材料在建筑物上所起的作用和要求2.2了解常用材料的生產(chǎn)、成分和構(gòu)造2.3掌握常用材料的技術(shù)性質(zhì)，以及影響材料性質(zhì)的主要因素及其相互關(guān)系2.4掌握常用材料的標(biāo)準(zhǔn)，熟悉其分類、分等和規(guī)格

第13頁/共698頁2.5熟悉常用材料的測試儀器，掌握測試方法和技術(shù)。2.6掌握常用材料的選用原則和方法。2.7掌握工地配置材料的配置原理及方法，了解這些材 料的施工注意事項

3.學(xué)習(xí)方法3.1重點掌握材料的基本理論、基本知識、基本技能常用材料——水泥、砼、石灰、石膏、玻璃、鋼材、木材、瀝青、高分子材料主要的——水泥、砼、鋼材第14頁/共698頁每種材料：原料——生產(chǎn)工藝——組成成分——構(gòu)造——性質(zhì)——應(yīng)用——檢驗——儲存以及它們之間的相互關(guān)系重點：性質(zhì)和應(yīng)用，質(zhì)檢的基本原理（引起材性變化的內(nèi)因和外因）3.2學(xué)習(xí)材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GB-國家標(biāo)準(zhǔn) GBJ-建筑工程國家標(biāo)準(zhǔn) JGJ-建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JC-國家建材局行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB-冶金部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JTJ-交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SD-水電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ZB-國家級專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)第15頁/共698頁例：國家標(biāo)準(zhǔn)《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB175-1999標(biāo)準(zhǔn)名稱——部門代號——編號——批準(zhǔn)年份ASA-AmericanStandardAssociation美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM–AmericanSocietyforTestingMaterialsBS-BritishStandard英國標(biāo)準(zhǔn)DIN–DeutschIndustrieNormen德國標(biāo)準(zhǔn)ISO-InternationalStandardOrganization

國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會第16頁/共698頁3.2重視學(xué)好試驗學(xué)習(xí)常用建筑材料的檢驗方法——合格性判斷和驗收對實驗數(shù)據(jù)、試驗結(jié)果進行分析判別培養(yǎng)從事科學(xué)研究的能力

第17頁/共698頁參考書湖南大學(xué)等編．土木工程材料，中國建筑工業(yè)出版社張德思主編.土木工程材料典型題解析及自測試題西北工業(yè)大學(xué)出版社

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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，通常必須考慮的最基本的、共有的性質(zhì)。因為土木建筑材料所處建（構(gòu)）筑物的部位不同、使用環(huán)境不同、人們對材料的使用功能要求不同，所起的作用就不同，要求的性質(zhì)也就有所不同。

第19頁/共698頁

第一節(jié)材料的組成與結(jié)構(gòu)材料的組成

1.1化學(xué)組成

無機非金屬建筑材料的化學(xué)組成以各種氧化物含量來表示。 金屬材料以元素含量來表示。 化學(xué)組成決定著材料的化學(xué)性質(zhì)，影響其物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。

第20頁/共698頁1.2礦物組成材料中的元素和化合物以特定的礦物形式存在并決定著材料的許多重要性質(zhì)。 礦物組成是無機非金屬材料中化合物存在的基本形式。1.3相組成材料中結(jié)構(gòu)相近性質(zhì)相同的均勻部分。第21頁/共698頁2.材料的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

2.1宏觀結(jié)構(gòu)（構(gòu)造）

材料的宏觀結(jié)構(gòu)是指用肉眼和放大鏡能夠分辨的粗大組織。其尺寸約為毫米級大小，以及更大尺寸的構(gòu)造情況。宏觀構(gòu)造，按孔隙尺寸可以分為：

（1）致密結(jié)構(gòu)，基本上是無孔隙存在的材料。例如鋼鐵、有色金屬、致密天然石材、玻璃、玻璃鋼、塑料等。第22頁/共698頁（2）多孔結(jié)構(gòu)，是指具有粗大孔隙的結(jié)構(gòu)。如加氣混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造輕質(zhì)材料等。

(3）微孔結(jié)構(gòu)，是指微細(xì)的孔隙結(jié)構(gòu)。如石膏制品、粘土磚瓦等。

(4）纖維結(jié)構(gòu)，是指木材纖維、玻璃纖維、礦物棉纖維所具有的結(jié)構(gòu)。第23頁/共698頁

（5）層狀結(jié)構(gòu)，采用粘結(jié)或其他方法將材料迭合成層狀的結(jié)構(gòu)。如膠合板、迭合人造板、蜂窩夾芯板、以及某些具有層狀填充料的塑料制品等。

(6）散粒結(jié)構(gòu)，是指松散顆粒狀結(jié)構(gòu)。比如混凝土骨料、用作絕熱材料的粉狀和和粒狀的添充料。

第24頁/共698頁2.2微觀結(jié)構(gòu)

微觀結(jié)構(gòu)是指材料在原子、分子層次的結(jié)構(gòu)。材料的微觀結(jié)構(gòu)，基本上可分為晶體與非晶體。 晶體結(jié)構(gòu)的特征是其內(nèi)部質(zhì)點（離子、原子、分子）按照特定的規(guī)則在空間周期性排列。非晶體也稱玻璃體或無定形體，如無機玻璃。玻璃體是化學(xué)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，容易與其它物體起化學(xué)作用。第25頁/共698頁

2.3亞微觀結(jié)構(gòu)

亞微觀結(jié)構(gòu)也稱作細(xì)觀結(jié)構(gòu)，是介于微觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)形式。如金屬材料晶粒的粗細(xì)及其金相組織，木材的木纖維，混凝土中的孔隙及界面等。

從宏觀、亞微觀和微觀三個不同層次的結(jié)構(gòu)上來研究土木工程材料的性質(zhì)，才能深入其本質(zhì)，對改進與提高材料性能以及創(chuàng)制新型材料都有著重要的意義。

第26頁/共698頁第二節(jié)材料的狀態(tài)參數(shù)和結(jié)構(gòu)特征1.材料的體積

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。1.1材料的絕對密實體積：干材料在絕對密實狀態(tài)下的體積。即材料內(nèi)部沒有孔隙時的體積，或不包括內(nèi)部孔隙的材料體積。一般以Ｖ表示材料的絕對密實體積1.2材料的表觀體積：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

表示材料的表觀體積。第27頁/共698頁

1.3材料的堆積體積：粉狀或粒狀材料，在堆集狀態(tài)下的總體外觀體積。根據(jù)其堆積狀態(tài)不同，同一材料表現(xiàn)的體積大小可能不同，松散堆積下的體積較大，密實堆積狀態(tài)下的體積較小。材料的堆集體積一般以來表示。

第28頁/共698頁2.材料的密度

材料的密度是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：ρ—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

測試時，材料必須是絕對干燥狀態(tài)。含孔材料則必須磨細(xì)后采用排開液體的方法來測定其體積。

第29頁/共698頁3.材料的表觀密度

表觀密度（俗稱“容重”）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 ρ0—材料的表觀密度,g/cm3

或kg/m3

m—材料的質(zhì)量，g或kg

V0—材料的表觀體積，cm3或m3第30頁/共698頁

材料的表觀體積是指包括內(nèi)部孔隙在內(nèi)的體積。因為大多數(shù)材料的表觀體積中包含有內(nèi)部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影響其總質(zhì)量（有時還影響其表觀體積）。因此，材料的表觀密度除了與其微觀結(jié)構(gòu)和組成有關(guān)外，還與其內(nèi)部構(gòu)成狀態(tài)及含水狀態(tài)有關(guān)第31頁/共698頁

4.材料的堆積密度

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 ρ0，—材料的堆積密度,g/cm3或kg/m3

m—材料的質(zhì)量，g或kg

V0，—材料的堆積體積，cm3或m3第32頁/共698頁

粉狀或粒狀材料的質(zhì)量是指填充在一定容器內(nèi)的材料質(zhì)量，其堆積體積是指所用容器的容積而言。因此，材料的堆積體積包含了顆粒之間的空隙。

在土木建筑工程中，計算材料用量、構(gòu)件的自重，配料計算以及確定堆放空間時經(jīng)常要用到材料的密度、表觀密度和堆積密度等數(shù)據(jù)。第33頁/共698頁

5.材料的密實度

密實度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實的程度。密實度的計算式如下：

對于絕對密實材料，因ρ0=ρ，故密實度D=1或100%。對于大多數(shù)土木工程材料，因ρ0〈

ρ，故密實度D?1或D

?

100%。

ρ—密度；ρ0—材料的表觀密度第34頁/共698頁6.孔隙率

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：V—材料的絕對密實體積，cm3或m3V0—材料的表觀體積，cm3或m3ρ0—材料的表觀密度,g/cm3

或kg/m3ρ—密度,g/cm3或kg/m3

第35頁/共698頁

7.空隙率

空隙率是指散粒材料在其堆集體積中,顆粒之間的空隙體積所占的比例?？障堵蔖，按下式計算：

ρ0—材料的表觀密度;ρ0，—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?。空隙率可作為控制混凝土骨料級配與計算含砂率的依據(jù)。第36頁/共698頁第三節(jié)材料的物理性質(zhì)一、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，有些材料能被水潤濕，而有些材料則不能被水潤濕，對這兩種現(xiàn)象來說，前者為親水性，后者為憎水性。

材料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親合力，大于水分子本身之間的內(nèi)聚力；反之，憎水性材料與水分子之間的親合力，小于水分子本身之間的內(nèi)聚力。

第37頁/共698頁工程實際中，材料是親水性或憎水性，通常以潤濕角的大小劃分，潤濕角為在材料、水和空氣的交點處，沿水滴表面的切線與水和固體接觸面所成的夾角。其中潤濕角θ愈小，表明材料愈易被水潤濕。當(dāng)材料的潤濕角θ＜９０?時，為親水性材料；當(dāng)材料的潤濕角θ＞９０?時，為憎水性材料。水在親水性材料表面可以鋪展開，且能通過毛細(xì)管作用自動將水吸入材料內(nèi)部；水在憎水性材料表面不僅不能鋪展開，而且水分不能滲入材料的毛細(xì)管中，見圖1-1第38頁/共698頁圖1－1材料潤濕示意圖

（ａ）親水性材料；（ｂ）憎水性材料第39頁/共698頁2.材料的吸水性

材料能吸收水分的能力，稱為材料的吸水性。吸水的大小以吸水率來表示。

2.1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）。

第40頁/共698頁2.2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）

ρw—

水的密度,（g/cm3

或kg/m3），常溫下取ρw=1.0g/cm3

第41頁/共698頁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。第42頁/共698頁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)。干燥的材料處在較潮濕的空氣中時，便會吸收空氣中的水分；而當(dāng)較潮濕的材料處在較干燥的空氣中時，便會向空氣中放出水分。前者是材料的吸濕過程，后者是材料的干燥過程。由此可見，在空氣中，某一材料的含水多少是隨空氣的濕度變化的。第43頁/共698頁材料在任一條件下含水的多少稱為材料的含水率，并以Ｗh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）。

第44頁/共698頁顯然，材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。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，其含水率叫作材料的平衡含水率。第45頁/共698頁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)。衡量材料耐水性的指標(biāo)是材料的軟化系數(shù)KR：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）

第46頁/共698頁

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。

第47頁/共698頁材料耐水性限制了材料的使用環(huán)境，軟化系數(shù)小的材料耐水性差，其使用環(huán)境尤其受到限制。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。第48頁/共698頁5.抗凍性

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，體積膨漲所產(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。第49頁/共698頁抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失、外形變化或強度降低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)。材料的抗凍性與材料的強度、孔結(jié)構(gòu)、耐水性和吸水飽和程度有關(guān)。

第50頁/共698頁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。土木建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當(dāng)材料兩側(cè)的水壓差較高時，水可能從高壓側(cè)通過內(nèi)部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側(cè)。這種壓力水的滲透，不僅會影響工程的使用，而且滲入的水還會帶入能腐蝕材料的介質(zhì)，或?qū)⒉牧蟽?nèi)的某些成分帶出，造成材料的破壞。

第51頁/共698頁6.1滲透系數(shù)

材料的滲透系數(shù)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。第52頁/共698頁6.2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。

第53頁/共698頁二.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，熱量從材料一面通過材料傳導(dǎo)至另一面的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù)λ表示。導(dǎo)熱系數(shù)的定義和計算式如下所示：第54頁/共698頁式中

λ——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一熱傳導(dǎo)時間，h；

（t2-t1）－材料兩面溫度差，K

在物理意義上，導(dǎo)熱系數(shù)為單位厚度(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(1㎡)的熱量。

第55頁/共698頁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。單位質(zhì)量材料溫度升高或降低1Ｋ所吸收或放出的熱量稱為熱容量系數(shù)或比熱。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第56頁/共698頁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：

Ｒ＝ｄ/λ式中Ｒ——材料層熱阻，（m2·K）/W；

ｄ——材料層厚度，ｍ；

λ——材料的導(dǎo)熱系數(shù)，Ｗ／(ｍ·K)

熱阻的倒數(shù)１／Ｒ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1Ｋ時，在單位時間內(nèi)通過單位面積的熱量。

第57頁/共698頁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。

除個別材料以外，多數(shù)材料在溫度升高時體積膨脹，溫度下降時體積收縮。這種變化表現(xiàn)在單向尺寸時，為線膨脹或線收縮，相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)為線膨脹系數(shù)（α）。第58頁/共698頁材料的單向線膨脹量或線收縮量計算公式為：

ΔL=（t2-t1）·α·L

式中

ΔL--線膨脹或線收縮量（mm或cm）

(t2-t1）--材料升（降）溫前后的溫度差（Ｋ）

α--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）

土木工程中，對材料的溫度變形大多關(guān)心其某一單向尺寸的變化，因此，研究其平均線膨脹系數(shù)具有實際意義。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。第59頁/共698頁第四節(jié)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。通常情況下，材料內(nèi)部的應(yīng)力多由外力（或荷載）作用而引起，隨著外力增加，應(yīng)力也隨之增大，直至應(yīng)力超過材料內(nèi)部質(zhì)點所能抵抗的極限，即強度極限，材料發(fā)生破壞。

在工程上，通常采用破壞試驗法對材料的強度進行實測。將預(yù)先制作的試件放置在材料試驗機上，施加外力（荷載）直至破壞，根據(jù)試件尺寸和破壞時的荷載值，計算材料的強度。

第60頁/共698頁根據(jù)外力作用方式的不同，材料強度有抗拉、抗壓、抗剪、抗彎（抗折）強度等。材料的抗拉、抗壓、抗剪強度的計算式如下：

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-第61頁/共698頁材料的抗彎強度與受力情況有關(guān)，一般試驗方法是將條形試件放在兩支點上，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------兩支點的間距，mm

b、h---試件橫截面的寬及高，mm

第62頁/共698頁2.彈性和塑性

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）。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）。第63頁/共698頁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。

第64頁/共698頁材料在沖擊或動力荷載作用下，能吸收較大能量而不破壞的性能，稱為韌性或沖擊韌性。韌性以試件破壞時單位面積所消耗的功表示。計算公式如下：式中ak-----材料的沖擊韌性，J/mm2

Ｗk-----試件破壞時所消耗的功，J；

A-------材料受力截面積。（mm2）第65頁/共698頁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。

第66頁/共698頁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。第67頁/共698頁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）第68頁/共698頁

第五節(jié)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。

第69頁/共698頁物理作用可有干濕變化、溫度變化及凍融變化等。這些作用將使材料發(fā)生體積的脹縮，或?qū)е聝?nèi)部裂縫的擴展。時間長久之后即會使材料逐漸破壞。在寒冷地區(qū)，凍融變化對材料會起著顯著的破壞作用。在高溫環(huán)境下，經(jīng)常處于高溫狀態(tài)的建筑物或構(gòu)筑物，所選用的建筑材料要具有耐熱性能。在民用和公共建筑中，考慮安全防火要求，須選用具有抗火性能的難燃或不燃的材料。第70頁/共698頁化學(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。第71頁/共698頁

磚、石料、混凝土等礦物材料，多是由于物理作用而破壞，也可能同時會受到化學(xué)作用的破壞。金屬材料主要是由于化學(xué)作用引起的腐蝕。木材等有機質(zhì)材料常因生物作用而破壞。瀝青材料、高分子材料在陽光、空氣和熱的作用下，會逐漸老化而使材料變脆或開裂。

第72頁/共698頁

材料的耐久性指標(biāo)是根據(jù)工程所處的環(huán)境條件來決定的。例如處于凍融環(huán)境的工程，所用材料的耐久性以抗凍性指標(biāo)來表示。處于暴露環(huán)境的有機材料，其耐久性以抗老化能力來表示。第73頁/共698頁例1-1

材料的密度、表觀密度、堆積密度有何區(qū)別？如何測定？材料含水后對三者有什么影響？解 密度： 表觀密度： 堆積密度：

V為材料的絕對密實體積V0為材料的表觀體積(固、液、氣）V0，為材料的堆積體積第74頁/共698頁對于含孔材料，三者的測試方法要點如下：測定密度時，需先將材料磨細(xì)，之后采用排出液體或水的方法來測定體積。測定表觀密度時，直接將材料放入水中，即直接采用排開水的方法來測體積；測定堆積密度時，將材料直接裝入已知體積的容量筒中，直接測試其自然堆積狀態(tài)下體積。含水與否對密度、表觀密度無影響，因密度、表觀密度均是對干燥狀態(tài)而言的。含水對堆積密度的影響則較復(fù)雜．一般來說是使堆積密度增大。第75頁/共698頁例1-2

某工地所用卵石材料的密度為2.65g/cm3、表觀密度為2.61g/cm3、堆積密度為1680kg/m3，計算此石子的孔隙率與空隙率？解 石子的孔隙率P為：石子的空隙率P，為：第76頁/共698頁例1-3某石材在氣干、絕干、水飽和情況下測得的抗壓強度分別為174、178、165MPa，求該石材的軟化系數(shù)，并判斷該石材可否用于水下工程。解 該石材的軟化系數(shù)為:由于該石材的軟化系數(shù)為0.93，大于0.85，故該石材可用于水下工程。第77頁/共698頁

土木工程材料

第二章

天然石材

第78頁/共698頁巖石是在地質(zhì)作用下產(chǎn)生的、由一種或多種礦物按一定的規(guī)律組成的自然集合體。天然石材是指從天然巖石中采得的毛石，或經(jīng)加工制成的石塊、石板及其定型制品等。天然石材具有抗壓強度高、耐久性好、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，是古今土木建筑工程的主要建筑材料。第79頁/共698頁2.1工程砌筑石材工程對砌筑石材的要求有：（１）石材尺寸規(guī)格常用的砌筑石材有毛石和料石。毛石為不規(guī)則形，但毛石的中間厚度不小于15ｃｍ，至少有一個方向的長度不小于30㎝，平毛石應(yīng)有兩個大致平行的面。料石的寬度和厚度均不宜小于20ｃｍ，長度不宜大于厚度的４倍，形狀應(yīng)大致呈六面體。第80頁/共698頁（２）石材抗壓強度根據(jù)邊長50ｍｍ立方體試件的抗壓強度，砌筑石材的強度等級分為ＭＵ10、ＭＵ15、ＭＵ20、ＭＵ30、ＭＵ40、ＭＵ50、ＭＵ60、ＭＵ80、ＭＵ100共九個等級。第81頁/共698頁（３）石材耐水性石材的耐水性用軟化系數(shù)K表示。高耐水性石材，其軟化系數(shù)為K＞0.90,中耐水性石材，其軟化系數(shù)為0.7～0.9,低耐水性石材,其軟化系數(shù)為Ｋ＝0.6~0.7。

(４)石材抗凍性試件在規(guī)定的凍融循環(huán)次數(shù)內(nèi)無（穿過試件兩棱角的）貫穿裂紋，質(zhì)量損失不超過５％，強度降低不大于２５％的石材方為合格。對于有特殊要求的工程，還可能要求石材的耐磨性、吸水性或抗沖擊性。決定石材上述技術(shù)性質(zhì)的因素有：礦物組成、結(jié)構(gòu)特征、構(gòu)造特點、受風(fēng)化作用的程度等。常用砌筑石材有花崗巖、石灰?guī)r、砂巖、片麻巖等。第82頁/共698頁2.2裝飾石材（1）天然大理石天然大理石是石灰?guī)r或白云巖在地殼內(nèi)經(jīng)過高溫高壓作用形成的變質(zhì)巖，多為層狀結(jié)構(gòu)，有明顯的結(jié)晶，紋理有斑紋、條紋之分，是一種富有裝飾性的天然石材。天然大理石化學(xué)成分為碳酸鹽（如碳酸鈣或碳酸鎂），礦物成分為方解石或白云石，純大理石為白色，當(dāng)含有部分其它深色礦物時，便產(chǎn)生多種色彩與優(yōu)美花紋。從色彩上來說，有純黑、純白、純灰、墨綠等數(shù)種。從紋理上說，有晚霞、云霧、山水、海浪等山水圖案、自然景觀。第83頁/共698頁大理石抗壓強度較高，但硬度并不太高，易于加工雕刻與拋光。由于這些優(yōu)點，使其在工程裝飾中得以廣泛應(yīng)用。當(dāng)大理石長期受雨水沖刷，特別是受酸性雨水沖刷時，可能使大理石表面的某些物質(zhì)被侵蝕，從而失去原貌和光澤，影響裝飾效果，因此大理石多用于室內(nèi)裝飾。第84頁/共698頁（2）天然花崗石建筑用天然花崗石是由天然花崗石加工成板材、塊材用于建筑裝飾工程中?；◢弾r是典型的火成巖，是全晶質(zhì)巖石，其主要成分是石英、長石和少量的暗色礦物和云母。按結(jié)晶顆粒大小，分為細(xì)粒、中粒和斑狀等。顏色呈灰色、黃色、薔薇色、紅花等。優(yōu)質(zhì)花崗巖石英含量多（２０～４０％），云母含量少，晶粒細(xì)而勻，結(jié)構(gòu)緊密，不含其他雜質(zhì)，拋光后光澤明亮，不易風(fēng)化，色調(diào)鮮明，花色豐富，莊重大方。第85頁/共698頁花崗巖比大理石密度大，密度為2300～2800㎏／ｍ3，抗壓強度高達120～250MPa?？紫堵饰蕵O低，材質(zhì)硬度高，其耐磨、耐久、耐腐蝕性能均優(yōu)于其他石材。經(jīng)拋光后，是室內(nèi)外地面、墻面、踏步、柱石、勒腳等處首選裝飾材料。第86頁/共698頁選用天然石材的原則是什么？為什么一般大理石板材不宜用于室外？解選用天然石材時應(yīng)滿足以下幾方面的要求：1．適用性。是指在選用建筑石材時，應(yīng)針對建筑物不同部位，選用滿足技術(shù)要求的石材。如對于結(jié)構(gòu)用石材，主要要求指標(biāo)是石材的強度、耐水性、抗凍性等；飾面用石材，主要技術(shù)要求是尺寸公差、表面平整度、光澤度和外觀缺陷等；２．經(jīng)濟性。由于天然石材自重大，開采運輸不方便，故應(yīng)貫徹就地取材原則，以縮短運距，降低成本。同時，天然巖石雕琢加工困難，加工費工耗時，成本高。一些名貴石材，價格高昂，因此選材時必須予以慎重考慮。第87頁/共698頁３．色彩。石材裝飾必須要與建筑環(huán)境相協(xié)調(diào)，其中色彩相融性尤其明顯和重要。因此選用天然石材時，必須認(rèn)真考慮所選石材的顏色與紋理，力爭取得最佳裝飾效果。天然大理石化學(xué)成分為碳酸鹽。當(dāng)大理石長期受雨水沖刷，特別是受酸性雨水沖刷時，可能使大理石表面的某些物質(zhì)被侵蝕，從而失去原貌和光澤，影響裝飾效果，因此一般大理石板材不宜用于室外裝飾。第88頁/共698頁

土木工程材料

第三章燒土制品及玻璃

第89頁/共698頁第一節(jié)燒結(jié)磚1.燒結(jié)普通磚燒結(jié)普通磚是以粘土、頁巖、煤矸石、粉煤灰為主要原材料，經(jīng)焙燒而成的尺寸為240×115×53㎜直角六面體塊材。粘土質(zhì)材料在一定溫度下，其中的鋁硅酸鹽礦物部分熔融，冷卻后將其余礦物顆粒粘結(jié)成一體，保持磚坯的形體，并具有一定的物理、力學(xué)性能。這一工藝稱為“燒結(jié)”或“焙燒”。燒結(jié)普通磚俗稱小磚、標(biāo)準(zhǔn)磚、實心磚等。第90頁/共698頁燒結(jié)普通磚根據(jù)抗壓強度分為ＭＵ30、ＭＵ25、ＭＵ20、ＭＵ15、ＭＵ10五個強度等級。強度和抗風(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）三個質(zhì)量等級。各等級磚的具體技術(shù)要求如下：（1）尺寸允許偏差燒結(jié)普通磚的尺寸允許偏差應(yīng)符合表3-2的規(guī)定（樣本數(shù)為２０塊）。第91頁/共698頁（2）外觀質(zhì)量燒結(jié)普通磚的優(yōu)等品顏色應(yīng)基本一致，一等品和合格品顏色無要求。其他外觀質(zhì)量應(yīng)符合表3-3的規(guī)定。第92頁/共698頁第93頁/共698頁（3）強度等級燒結(jié)普通磚強度應(yīng)符合表3-4的規(guī)定。強度實驗按GB/T2542進行，抽取１０塊磚試樣進行抗壓強度試驗，根據(jù)試驗結(jié)果，按平均值一標(biāo)準(zhǔn)值方法（變異系數(shù)δ≦0.21時）或平均值一最小值方法（變異系數(shù)δ＞0.21時）評定磚的強度等級。第94頁/共698頁第95頁/共698頁第96頁/共698頁（4）燒結(jié)普通磚的缺陷指標(biāo)當(dāng)生產(chǎn)燒結(jié)磚的原料中含有有害雜質(zhì)或生產(chǎn)工藝不當(dāng)時，均可造成燒結(jié)磚的質(zhì)量缺陷，影響磚的耐久性。主要缺陷及耐久性指標(biāo)有：1）燒結(jié)磚的泛霜當(dāng)生產(chǎn)燒結(jié)磚的原料中含有可溶性無機鹽時，會隱含在成品燒結(jié)磚的內(nèi)部，磚吸水后再次干燥時，水分會向外遷移，這些可溶性鹽隨水滲到磚的表面，水分蒸發(fā)后便留下白色粉末狀的鹽，形成白霜，這就是泛霜現(xiàn)象。泛霜嚴(yán)重時，由于大量鹽類的溶出和結(jié)晶膨脹會造成磚砌體表面粉化及剝落，內(nèi)部孔隙率增大，抗凍性顯著下降。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定優(yōu)等磚不得有泛霜現(xiàn)象，合格磚不得嚴(yán)重泛霜。第97頁/共698頁２）燒結(jié)磚的石灰爆裂有時生產(chǎn)燒結(jié)磚的原料中夾有石灰石等雜物，經(jīng)焙燒后磚內(nèi)形成了顆粒狀的石灰塊等物質(zhì)。處于干燥條件下時，這些雜質(zhì)不會影響磚的性能，一旦吸水后，就會產(chǎn)生局部體積膨脹，導(dǎo)致磚體開裂甚至崩潰。石灰爆裂不僅造成磚體的外觀缺陷和強度降低，還可能造成對砌體的嚴(yán)重危害。第98頁/共698頁3）欠火磚與過火磚燒結(jié)磚的形成是磚坯經(jīng)高溫焙燒，使部分物質(zhì)熔融，冷凝后將未經(jīng)熔融的顆粒粘結(jié)在一起成為整體。當(dāng)焙燒溫度不足時，熔融物太少，難以充滿磚體內(nèi)部，粘結(jié)不牢，這種磚稱為欠火磚。欠火磚孔隙率大，強度低，抗凍性差，外觀顏色較淺，為有缺陷磚。當(dāng)焙燒溫度過高時，磚內(nèi)熔融物過多，造成高溫下的磚體變軟，此時磚在點支撐下易產(chǎn)生彎曲變形，這種磚為過火磚。它也屬于有缺陷磚。欠火磚與過火磚均為不合格產(chǎn)品。第99頁/共698頁（5）燒結(jié)磚的耐久性燒結(jié)磚的耐久性除了磚的泛霜和石灰爆裂性外，還包括抗風(fēng)化性能。磚的抗風(fēng)化性能用抗凍融試驗或吸水率試驗來衡量。標(biāo)準(zhǔn)GBS101一2000規(guī)定，黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、新疆等五省、區(qū)必須進行凍融試驗；其他地區(qū)，磚的吸水率滿足表6—4的，可不做凍融試驗。第100頁/共698頁注：粉煤灰摻入量（體積比）小于30％時，抗風(fēng)化性能指標(biāo)按粘土磚規(guī)定。第101頁/共698頁2.燒結(jié)多孔磚和空心磚（1）燒結(jié)多孔磚燒結(jié)多孔磚通常指磚內(nèi)孔徑不大于22ｍｍ，孔洞率不小于15％的燒結(jié)磚。外型尺寸可為長度（L）290、240、190㎜，寬度（B）240、190、180、175、140、115㎜,高度（H）90㎜的不同組合而成。燒結(jié)多孔磚內(nèi)的孔洞尺寸小而數(shù)量多，孔洞分布在大面尚且均勻合理，非孔部分磚體較密實，所以強度較高。工程中使用時常以孔洞垂直于承壓面，以充分利用磚的抗壓強度。燒結(jié)多孔磚根據(jù)10塊的抗壓強度分為ＭＵ30、ＭＵ25、ＭＵ20、ＭＵ15、ＭＵ10五個強度等級。第102頁/共698頁（2）燒結(jié)空心磚燒結(jié)空心磚是指孔洞率大于１５％，孔尺寸大而孔數(shù)量少的磚。燒結(jié)空心磚的尺寸一般較大，空洞通常平行于承壓面，抗壓強度較低。依據(jù)抗壓強度可劃分為ＭＵ5.0、ＭＵ3.0和ＭＵ2.0三種強度等級。根據(jù)空心磚（含空洞）的表觀密度劃分為800、900、1100㎏/m3三個等級的空心磚。每個密度級別根據(jù)外觀質(zhì)量、強度等級、尺寸偏差和物理性能，又分為優(yōu)等品（Ａ）、一等品（Ｂ）與合格品（Ｃ）三個等級。第103頁/共698頁第二節(jié)陶瓷裝飾材料1.陶瓷的基本概念傳統(tǒng)的陶瓷產(chǎn)品是由粘土類及其它天然礦物原料經(jīng)過粉碎加工、成型、焙燒等過程制成的。陶瓷是陶器和瓷器的總稱。陶器以陶土為原料，所含雜質(zhì)較多，燒成溫度較低，斷面粗糙無光，不透明，吸水率較高。瓷器以純的高嶺土為原料，焙燒溫度較高，坯體致密，幾乎不吸水，有一定的半透明性。介于陶器和瓷器二者之間的產(chǎn)品為炻器，也稱為石胎瓷、半瓷。炻器坯體比陶器致密，吸水率較低，但與瓷器相比，斷面多數(shù)帶有顏色而無半透明性，吸水率也高于瓷器。第104頁/共698頁陶器又可分為粗陶和精陶。粗陶坯體一般由含雜質(zhì)較多的粘土制成，工藝較粗糙，建筑上用的磚瓦以及陶管等均屬此類。精陶系指坯體焙燒后呈白色、象牙色的多孔性陶制品，所用原料為可塑粘土或硅灰石。通常兩次燒成，素?zé)郎囟榷酁?250~1280℃，釉燒溫度為1050~1150℃。建筑內(nèi)飾面用的釉面內(nèi)墻磚即屬此類。炻器按其坯體的致密性、均勻性以及粗糙程度分為粗炻器和細(xì)炻器兩大類。外墻面磚、鋪地磚多為粗炻器，按吸水率大小又可將其分為炻瓷磚、細(xì)炻磚和炻質(zhì)磚，一些日用炻器為細(xì)炻器。第105頁/共698頁釉是附著于陶瓷坯體表面的連續(xù)玻璃質(zhì)層。施釉的目的在于改善坯體的表面性能并提高力學(xué)強度，使坯體表面變得平滑、光亮，由于封閉了坯體孔隙而減小了吸水率，使耐久性提高。釉不僅具有各種鮮艷的色調(diào)，而且可以通過控制其成分、粘度和表面張力等參數(shù)，制成裝飾效果各異的流紋釉、珠光釉、乳濁釉等藝術(shù)釉料，使建筑陶瓷大放異彩。第106頁/共698頁2.建筑陶瓷制品（1）外墻面磚外墻面磚俗稱無光面磚，是用難熔粘土壓制成型后焙燒而成。通常做成矩形，尺寸有100×100×10mm和150×150×10mm等。它具有質(zhì)地堅實、強度高、吸水率低（小于４％）等特點。一般為淺黃色，用作外墻飾面。（2）釉面磚釉面磚是用瓷土壓制成坯，干燥后上釉焙燒而成，釉面磚過去習(xí)稱“瓷磚”，由于其正面掛釉，近來才正名為“釉面磚”。通常做成152×152×5mm和108×108×5mm等正方形體，配件磚包括陽角條、陰角條、陽三角、陰三角等，用于鋪貼一些特殊部位。

第107頁/共698頁釉面磚由于釉料顏色多樣，故有白瓷磚、彩釉面磚、印花磚、圖案磚等品種，各種釉面磚色澤鮮艷，美觀耐用，熱穩(wěn)定性好，吸水率小于18％，表面光滑，易于清洗，多用于浴室、廚房和廁所的臺度，以及實驗室桌面等處。（3）地磚地磚又名缸磚，由難熔粘土燒成，一般做成100×100×10mm和150×150×10mm等正方形，也有做成矩形、六角形等，色棕紅或黃，質(zhì)堅耐磨，抗折強度高（15MPa以上），有防潮作用。適于鋪筑室外平臺、陽臺、平屋頂?shù)鹊牡仄海约肮步ㄖ牡孛?。?08頁/共698頁（4）陶瓷錦磚陶瓷錦磚又名馬賽克，它是用優(yōu)質(zhì)瓷土燒成，一般做成18.5×18.5×5mm、39×39×5mm的小方塊，或邊長為25mm的六角形等。這種制品出廠前已按各種圖案反貼在牛皮紙上，每張大小約30cm見方，稱作一聯(lián)，其面積約0.093m2，每40聯(lián)為一箱，每箱約3.7m2。施工時將每聯(lián)紙面向上，貼在半凝固的水泥砂漿面上，用長木板壓面，使之粘貼平實，待砂漿硬化后洗去皮紙，即顯出美麗的圖案。陶瓷錦磚色澤多樣，質(zhì)地堅實，經(jīng)久耐用，能耐酸、耐堿、耐火、耐磨，抗壓力強，吸水率小，不滲水，易清洗，可用于工業(yè)與民用建筑的潔凈車間、門廳、走廊、餐廳、廁所、浴室、工作間、化驗室等處的地面和內(nèi)墻面，并可作高級建筑物的外墻飾面材料。第109頁/共698頁第二節(jié)玻璃玻璃是以石英砂、純堿、石灰石和長石等為原料，于1550~1600℃高溫下燒至熔融。成型、急冷而形成的一種無定形非晶態(tài)硅酸鹽物質(zhì)。其主要化學(xué)成分為SiO2、Na2O、CaO及MgO,有時還有K2O。第110頁/共698頁1.玻璃的制造工藝建筑玻璃一般為平板玻璃，制造工藝一種是引上法，另一種是浮法。引上法是將高溫液體玻璃冷至較稠時，由耐火材料制成的槽子中擠出，然后將玻璃液體垂直向上拉起，經(jīng)石棉輥成形，并截成規(guī)則的薄板。這種傳統(tǒng)方法制成的平板玻璃容易出現(xiàn)波筋和波紋。浮法工藝制造的平板玻璃表面平整，光學(xué)性能優(yōu)越，不經(jīng)過輥子成型，而是將高溫液體玻璃經(jīng)錫槽浮拋，玻璃液回流到錫液表面上，在重力及表面張力的作用下，攤成玻璃帶，向錫槽尾部拉引，經(jīng)拋光、拉薄、硬化和冷卻后退火而成。第111頁/共698頁2.玻璃的性質(zhì)（1）玻璃的密度為2.45～2.55g/cm3，其孔隙率接近于零。（2）玻璃沒有固定熔點，液態(tài)時有極大的粘性，冷卻后形成非結(jié)晶體，其質(zhì)點排列的特點是短程有序而長程無序，即宏觀均勻，體現(xiàn)各向同性性質(zhì)。

(3)普通玻璃的抗壓強度一般為600～1200MPa，抗拉強度為４0～80MPa。其彈性模量為(6～7.5)×104MPa,脆性指數(shù)（彈性模量與抗拉強度之比）為1300～1500,玻璃是脆性較大的材料。第112頁/共698頁（3）玻璃的透光性良好。２～６mm的普通窗玻璃光透射比為80％～82％，玻璃光透射比隨厚度增加而降低，隨入射角增大而減小。（4）玻璃的折射率為1.50～1.52。玻璃對光波吸收有選擇性，因此，內(nèi)摻入少量著色劑，可使某些波長的光波被吸收而使玻璃著色。（5）熱物理性質(zhì)。玻璃的比熱與化學(xué)成分有關(guān)，在室溫至100℃內(nèi)，玻璃的比熱為0.33～1.05kJ／(kg·Ｋ)，導(dǎo)熱系數(shù)為0.40～0.82W／（m·K），熱膨脹系數(shù)為（9～15）×106K-1。玻璃的熱穩(wěn)定性差，原因是玻璃的熱膨脹系數(shù)雖然不大，但玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)小，彈性模量高，所以，當(dāng)產(chǎn)生熱變形時，在玻璃中產(chǎn)生很大的應(yīng)力，而導(dǎo)致炸裂。（6）玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性很強，除氫氟酸外，能抵抗各種介質(zhì)腐蝕作用。第113頁/共698頁3.常用的建筑玻璃（1）普通平板玻璃 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，引拉法玻璃按厚度2、3、4、5mm分為四類；浮法玻璃按厚度3、4、5、6、8、10、12mm分為七類。并要求單片玻璃的厚度差不大于0.3mm。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，普通平板玻璃的尺寸不小于600ｍｍ×400ｍｍ；浮法玻璃尺寸不小于1000ｍｍ×1200mm且不大于2500mm×3000mm.。目前，我國生產(chǎn)的浮法玻璃原板寬度可達2.4～4.6ｍ，可以滿足特殊使用要求。由引拉法生產(chǎn)的平板玻璃分為特等品、一等品和二等品三個等級，浮法玻璃分為優(yōu)等品、一級品與合格品三個等級。普通平板玻璃產(chǎn)量以重量箱計量，即以50kg為一重量箱，即相當(dāng)于2mm厚的平板玻璃10m2的重量，其它規(guī)格厚度的玻璃應(yīng)換算成重量箱。第114頁/共698頁(2)磨光玻璃磨光玻璃是把平板玻璃經(jīng)表面磨平拋光而成，分單面磨光和雙面磨光兩種，厚度一般為５、６ｍｍ。其特點是表面非常平整，物象透過后不變形，且透光率高（大于84％），用于高級建筑物的門窗或櫥窗。(3)鋼化玻璃鋼化玻璃是將平板玻璃加熱到一定溫度后迅速冷卻（即淬火）而制成。其特點是機械強度比平板玻璃高４～６倍，６ｍｍ厚的鋼化玻璃抗彎強度達125MPa，且耐沖擊、安全、破碎時碎片小且無銳角，不易傷人，故又名安全玻璃，能耐急熱急冷，耐一般酸堿，透光率大于82％。主要用于高層建筑門窗、車間天窗及高溫車間等處。第115頁/共698頁（4）壓花玻璃壓花玻璃是將熔融的玻璃液在快冷中通過帶圖案花紋的輥軸滾壓而成的制品，又稱花紋玻璃，一般規(guī)格為800×700×3mm。壓花玻璃具有透光不透視的特點，這是由于其表面凹凸不平，當(dāng)光線通過時即產(chǎn)生漫射，因此從玻璃的一面看另一面的物體時，物象顯得模糊不清。另外，壓花玻璃因其表面有各種圖案花紋，所以又具有一定的藝術(shù)裝飾效果。（5）磨砂玻璃磨砂玻璃又稱毛玻璃，它是將平板玻璃的表面經(jīng)機械噴砂或手工研磨或氫氟酸溶蝕等方法處理成均勻毛面而成。其特點是透光不透視，光線不刺目且呈漫反射，常用于不需透視的門窗，如衛(wèi)生間、浴廁、走廊等，也可用作黑板的板面。第116頁/共698頁（6）有色玻璃有色玻璃是在原料中加入各種金屬氧化物作為著色劑而制得帶有紅、綠、黃、藍(lán)、紫等顏色的透明玻璃。將各色玻璃按設(shè)計的圖案劃分后，用鉛條或黃銅條拼裝成瑰麗的櫥窗，裝飾效果很好，賓館、劇院、廳堂等經(jīng)常采用。有時在玻璃原料中加入乳濁劑（瑩石等）可制得乳濁有色玻璃，白色的則稱為乳白玻璃，這類玻璃透光而不透視具有獨特的裝飾效果。第117頁/共698頁（7）熱反射玻璃熱反射玻璃又叫鍍膜玻璃，分復(fù)合和普通透明兩種，具有良好的遮光性和隔熱性能。由于這種玻璃表面涂敷金屬或金屬氧化物薄膜、有的透光率是４５％～６５％（對于可見光），有的甚至可在２０％～８０％之間變動，透光率低，可以達到遮光及降低室內(nèi)溫度的目的。但這種玻璃和普通玻璃一樣是透明的。第118頁/共698頁（8）防火玻璃防火玻璃是由兩層或兩層以上的平板玻璃間含有透明不燃膠粘層而制成的一種夾層玻璃，在火災(zāi)發(fā)生初期，防火玻璃仍是透明的，人們可以通過玻璃看到火焰，判斷起火部位和火災(zāi)危險程度。隨著火勢的蔓延擴大，室內(nèi)溫度增高，夾層受熱膨脹發(fā)泡，逐漸由透明物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌该鞯亩嗫孜镔|(zhì)，形成很厚的防火隔熱層，起到防火隔熱保護作用。這種玻璃具有優(yōu)良防火隔熱性能，有一定的抗沖擊強度。第119頁/共698頁（9）釉面玻璃釉面玻璃是在玻璃表面涂敷一層易熔性色釉，然后加熱到彩釉的熔融溫度，使釉層與玻璃牢固地結(jié)合在一起，經(jīng)過熱處理制成的裝飾材料。所采用的玻璃基體可以是普通平板玻璃，也可以是磨光玻璃或玻璃磚等。如果用上述方法制成的釉面玻璃再經(jīng)過退火處理，則可進行加工，如同普通玻璃一樣，具有可切裁的可加工性。第120頁/共698頁（10）水晶玻璃水晶玻璃也稱石英玻璃。這種玻璃制品是高級立面裝飾材料。水晶玻璃中的玻璃珠是在耐火模具中制成的。其主要增強劑是二氧化硅，具有很高強度，而且表面光滑，耐腐蝕，化學(xué)穩(wěn)定性好。水晶玻璃飾面板具有許多花色品種，其裝飾性和耐久性均能令人滿意。水晶玻璃的一個表面可以是粗糙的，這樣更便于與水泥等粘結(jié)材料結(jié)合，其鑲貼工藝性較好。第121頁/共698頁（11）玻璃空心磚玻璃空心磚一般是由兩塊壓鑄成的凹形玻璃，經(jīng)熔接或膠結(jié)成整塊的空心磚。磚面可為光平，也可在內(nèi)、外面壓鑄各種花紋。磚的腔內(nèi)可為空氣，也可填充玻璃棉等。磚形有方形、長方形、圓形等。玻璃磚具有一系列優(yōu)良性能，絕熱、隔聲，透光率達８０％。光線柔和優(yōu)美。砌筑方法基本上與普通磚相同。第122頁/共698頁（12）玻璃錦磚玻璃錦磚也叫玻璃馬賽克。它與陶瓷錦磚在外形和使用方法上有相似之處，但它是乳濁狀半透明玻璃質(zhì)材料，大小一般為20×20×４mm，背面略凹，四周側(cè)邊呈斜面，有利于與基面粘結(jié)牢固。玻璃錦磚顏色絢麗，色澤眾多，歷久常新，是一種很好的外墻裝飾材料。第123頁/共698頁例12-1常用建筑外墻裝飾材料有哪些類型？各適用于何處？解常用外墻裝飾材料分以下幾類：（１）鑲面類，如大理石板、花崗巖板、面磚、瓷磚、陶瓷錦磚、玻璃錦磚、水磨石板等。適用于高級建筑的外墻、柱、勒腳或墻裙飾面。（２）石碴類，如水刷石、干粘石、剁斧石等，多用于一般中、高級建筑的外墻、柱、勒腳飾面。（３）砂漿類，如水泥砂漿（用作拉毛灰、甩毛灰）、聚合物水泥砂漿或水泥漿（用作噴涂、滾涂、彈涂），適用于一般民用或公用建筑的外墻飾面。（４）色漿涂料，如水泥色漿、乳膠漆，適用于一般的外墻飾面。第124頁/共698頁例12-2常用建筑內(nèi)墻裝飾材料有哪些類型？各適用于何處？解常用的內(nèi)墻裝飾材料有以下幾類：（１）貼面類，如大理石板、花崗巖板、瓷磚、陶瓷錦磚、水磨石板等。大理石板、花崗巖板、水磨石僅適用于高級建筑的大廳、墻裙、柱、地面的飾面；釉面磚和陶瓷錦磚適用于廁所、浴室、廚房、地面的飾面。（２）糊裱類如紙基塑料壁紙、聚氯乙烯薄膜復(fù)合壁紙和玻璃纖維布等。適用于賓館、住宅門廳、臥室、走廊內(nèi)墻的飾面。（3）涂料類如石灰漿、大白漿、油漆乳膠漆等，適用于一般建筑內(nèi)墻涂刷飾面。第125頁/共698頁例12-3為什么釉面磚只能用于室內(nèi)，而不應(yīng)用于室外？解釉面磚是多孔的精陶坯體，在長期與空氣中的水分接觸過程中，會吸收大量水分而產(chǎn)生吸濕膨脹的現(xiàn)象。由于釉的吸濕膨脹非常小，當(dāng)坯體濕膨脹增長到使釉面處于拉應(yīng)力狀態(tài)，特別是當(dāng)應(yīng)力超過釉的抗拉強度時，釉面產(chǎn)生開裂。如果用于室外，經(jīng)長期凍融，會出現(xiàn)剝落掉皮現(xiàn)象。所以釉面磚只能用于室內(nèi)，而不應(yīng)用于室外。第126頁/共698頁例12-4什么是陶瓷釉？它的主要功能是什么？解釉是附著于陶瓷坯體表面的連續(xù)玻璃質(zhì)層。其主要作用是保護坯體，使制品表面光潔、不透水、不污染?？梢蕴岣咧破返臋C械強度、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。能夠掩飾坯體缺陷，明顯提高制品的裝飾藝術(shù)性。釉不僅具有各種鮮艷的色調(diào)，而且可以通過控制其成分、粘度和表面張力等參數(shù)，制成裝飾效果各異的流紋釉、珠光釉、乳濁釉等藝術(shù)釉料，使建筑陶瓷大放異彩。施釉的目的在于改善坯體的表面性能并提高力學(xué)強度，使坯體表面變得平滑、光亮，由于封閉了坯體孔隙而減小了吸水率，使耐久性提高。第127頁/共698頁例12-5試述玻璃制造工藝？解建筑玻璃一般為平板玻璃，制造工藝一種是引上法，另一種是浮法。引上法是將高溫液體玻璃冷至較稠時，由耐火材料制成的槽子中擠出，然后將玻璃液體垂直向上拉起，經(jīng)石棉輥成形，并截成規(guī)則的薄板。浮法工藝不經(jīng)過輥子成型，而是將高溫液體玻璃經(jīng)錫槽浮拋，玻璃液回流到錫液表面上，在重力及表面張力的作用下，攤成玻璃帶，向錫槽尾部拉引，經(jīng)拋光、拉薄、硬化和冷卻后退火而成。第128頁/共698頁例12-6簡述窗用普通玻璃的性能？解普通窗玻璃的孔隙率接近于零，抗壓強度較高，脆性指數(shù)大，屬于脆性材料，透光性能好，垂直入射光的透光率可達９０％以上。其化學(xué)穩(wěn)定性好，能抵抗各種介質(zhì)腐蝕作用，但不耐氫氟酸。玻璃的熱穩(wěn)定性差，原因是玻璃的熱膨脹系數(shù)雖然不大，但玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)小，彈性模量高，所以，當(dāng)產(chǎn)生熱變形時，在玻璃中產(chǎn)生很大的應(yīng)力，而導(dǎo)致炸裂。第129頁/共698頁例12-7簡述幾種常用的裝飾玻璃？解常用裝飾玻璃品種有磨光玻璃、磨砂玻璃和有色玻璃等。磨光玻璃是把平板玻璃經(jīng)表面磨平拋光而成，也稱鏡面玻璃。目前多被表面光潔的浮法玻璃代替。透光率大于８４％，物像透視清晰逼真。適用于大型高級門窗、櫥窗、制鏡。磨砂玻璃（毛玻璃）是將平板玻璃的表面經(jīng)機械噴砂或手工研磨或氫氟酸溶蝕等方法處理成均勻毛面而成，使光線漫反射，透光不透視。適用于透光不透視場所的隔斷。彩色玻璃有透明和不透明，多種彩色，適合用于裝飾門、窗、及拼花圖案的外墻。第130頁/共698頁

土木工程材料

第四章氣硬性膠凝材料

第131頁/共698頁只能在空氣中硬化、保持或繼續(xù)發(fā)展強度的無機膠凝材料稱為氣硬性無機膠凝材料。不僅能在空氣中，而且能更好地在水中硬化、保持或繼續(xù)發(fā)展強度的無機膠凝材料稱為水硬性無機膠凝材料。

土木工程中常用的氣硬性無機膠凝材料主要有：石灰、石膏、菱苦土和水玻璃。第132頁/共698頁第一節(jié)石灰

天然碳酸巖類巖石——（石灰石、白云石）經(jīng)高溫煅燒，其主要成分CaCO3分解為以CaO為主要成分的生石灰，其化學(xué)反應(yīng)可表示如下：生石灰（堆積密度為800~1000kg/m3)一般為白色或黃灰色塊灰，塊灰碾碎磨細(xì)即為生石灰粉。第133頁/共698頁一.石灰的消化和硬化1.石灰的熟化和“陳伏”工地上使用石灰時，通常將生石灰加水，使之消解為消（熟）石灰—氫氧化鈣，這個過程稱為石灰的“消化”，又稱“熟化”：

生石灰燒制過程中，往往由于石灰石原料的尺寸過大或窯中溫度不均勻等原因，生石灰中殘留有未燒透的的內(nèi)核，這種石灰稱為“欠火石灰”。第134頁/共698頁第二種情況是由于燒制的溫度過高或時間過長，使得石灰表面出現(xiàn)裂縫或玻璃狀的外殼，體積收縮明顯，顏色呈灰黑色，這種石灰稱為“過火石灰”。過火石灰表面常被粘土雜質(zhì)融化形成的玻璃釉狀物包覆，熟化很慢。當(dāng)石灰已經(jīng)硬化后，過火石灰才開始熟化，并產(chǎn)生體積膨漲，引起隆起鼓包和開裂。第135頁/共698頁為了消除過火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰漿應(yīng)在儲灰坑中放置兩周以上，這一過程稱為石灰的“陳伏”?！瓣惙逼陂g，石灰漿表面應(yīng)保有一層水分，與空氣隔絕，以免碳化。第136頁/共698頁2.石灰的硬化石灰漿體在空氣中逐漸硬化，是由下面兩個同時進行的過程來完成的：（１）結(jié)晶作用：游離水分蒸發(fā)，氫氧化鈣逐漸從飽和溶液中結(jié)晶。（２）碳化作用：氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳化合生成碳酸鈣結(jié)晶，釋出水分并被蒸發(fā)：第137頁/共698頁

碳化作用實際是二氧化碳與水形成碳酸，然后與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣。所以這個作用不能在沒有水分的全干狀態(tài)下進行。第138頁/共698頁二.建筑石灰的技術(shù)指標(biāo)建筑石灰的技術(shù)指標(biāo)有細(xì)度、CaO+MgO含量、CO2含量和體積安定性等。并按技術(shù)指標(biāo)分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。具體技術(shù)要求見：<土木工程材料>

JC/T479-1992建筑生石灰（P48表4-1）、

JC/T480-1992建筑生石灰粉(P49表4-2）

JC/T481-1992建筑消石灰粉(P49表4-3）鈣質(zhì)生石灰MgO≤5%；鈣質(zhì)消石灰粉MgO≤4%

鎂質(zhì)生石灰MgO﹥5%；鎂質(zhì)消石灰粉MgO﹥4%第139頁/共698頁三.石灰的技術(shù)性質(zhì)（1）可塑性好生石灰熟化為石灰漿時，能自動形成顆粒極細(xì)（直徑約為1μ）的呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣，表面吸附一層厚的水膜。因此用石灰調(diào)成的石灰砂漿其突出的優(yōu)點是具有良好可塑性。在水泥砂漿中摻入石灰漿，可使可塑性顯著提高。第140頁/共698頁（2）硬化慢、強度低從石灰漿體的硬化過程可以看出，由于空氣中二氧化碳稀薄，碳化甚為緩慢。而且表面碳化后，形成緊密外殼，不利于碳化作用的深入，也不利于內(nèi)部水分的蒸發(fā)，因此石灰是硬化緩慢的材料。第141頁/共698頁同時，石灰的硬化只能在空氣中進行，硬化后的強度也不高。受潮后石灰溶解，強度更低，在水中還會潰散。如石灰砂漿（1：3）28天強度僅為0.2-0.5MPa。所以，石灰不宜在潮濕的環(huán)境下作用，也不宜用于重要建筑物基礎(chǔ)。第142頁/共698頁（3）硬化時體積收縮大石灰在硬化過程中，蒸發(fā)大量的游離水而引起顯著的收縮，所以除調(diào)成石灰乳作薄層涂刷外，不宜單獨使用。常在其中摻入砂、紙筋等以減少收縮和節(jié)約石灰。第143頁/共698頁（4）耐水性差，不易貯存塊狀類石灰放置太久，會吸收空氣中的水分而自動熟化成消石灰粉，再與空氣中二氧化碳作用而還原為碳酸鈣，失去膠結(jié)能力。所以貯存生石灰，不但要防止受潮，而且不宜貯存過久。最好運到后即熟化成石灰漿，將貯存期變?yōu)殛惙?。由于生石灰受潮熟化時放出大量的熱，而且體積膨脹，所以，儲存和運輸生石灰時，還要注意安全。第144頁/共698頁四.石灰的應(yīng)用（1）石灰乳和石灰砂漿將消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水?dāng)嚢柘♂?，成為石灰乳，是一種廉價的涂料，主要用于內(nèi)墻和天棚刷白，增加室內(nèi)美觀和亮度。我國農(nóng)村也用于外墻。石灰乳可加入各種耐堿顏料。調(diào)入少量水泥、?；郀t礦渣或粉煤灰，可提高其耐水性，調(diào)入氯化鈣或明礬，可減少涂層粉化現(xiàn)象。石灰砂漿是將石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分為砌筑砂漿和抹面砂漿。第145頁/共698頁（2）石灰土（灰土）和三合土石灰與粘土或硅鋁質(zhì)工業(yè)廢料混合使用，制成石灰土或石灰與工業(yè)廢料的混合料，加適量的水充分拌合后，經(jīng)碾壓或夯實，在潮濕環(huán)境中使石灰與粘土或硅鋁質(zhì)工業(yè)廢料表面的活性氧化硅或氧化鋁反應(yīng)，生成具有水硬性的水化硅酸鈣或水化鋁酸鈣，適于在潮濕環(huán)境中使用。如建筑物或道路基礎(chǔ)中使用的石灰土，三合土，二灰土（石灰、粉煤灰或爐灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或爐灰、級配碎石）等。第146頁/共698頁（3）灰砂磚和硅酸鹽制品石灰與天然砂或硅鋁質(zhì)工業(yè)廢料混合均勻，加水?dāng)嚢?經(jīng)壓振或壓制，形成硅酸鹽制品。為使其獲早期強度，往往采用高溫高壓養(yǎng)護或蒸壓，使石灰與硅鋁質(zhì)材料反應(yīng)速度顯著加快，使制品產(chǎn)生較高的早期強度。如灰砂磚、硅酸鹽磚、硅酸鹽混凝土制品等。#第147頁/共698頁第二節(jié)建筑石膏石膏是以硫酸鈣為主要成分的礦物，當(dāng)石膏中含有結(jié)晶水不同時可形成多種性能不同的石膏。2.1石膏的原料、分類及生產(chǎn)根據(jù)石膏中含有結(jié)晶水的多少不同可分為：（1）無水石膏（ＣaSO4）：也稱硬石膏，它結(jié)晶緊密，質(zhì)地較硬，是生產(chǎn)硬石膏水泥的原料。第148頁/共698頁（2）天然石膏（ＣaSO4·2H2O）：也稱生石膏或二水石膏，大部分自然石膏礦為生石膏，是生產(chǎn)建筑石膏的主要原料。（３）建筑石膏（ＣaSO4·1/2H2O）也稱熟石膏或半水石膏。它是由生石膏加工而成的，根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同可分為α型半水石膏和β型半水石膏：

第149頁/共698頁建筑石膏通常是由天然石膏經(jīng)壓蒸或煅燒加熱而成的。常壓下煅燒加熱到107℃～170℃，可產(chǎn)生β型建筑石膏：

（二水石膏） （β型半水石膏）124℃條件下壓蒸（1.3大氣壓）加熱可產(chǎn)生α型建筑石膏：

（二水石膏） （α型半水石膏）第150頁/共698頁α型半水石膏與β型半水石膏相比，結(jié)晶顆粒較粗，比表面積較小，強度高，因此又稱為高強石膏。當(dāng)加熱溫度超過170℃時，可生成無水石膏，只要溫度不超過200℃，此無水石膏就具有良好的凝結(jié)硬化性能。第151頁/共698頁2.2建筑石膏的水化與硬化建筑石膏與適量水拌合后，能形成可塑性良好的漿體，隨著石膏與水的反應(yīng)，漿體的可塑性很快消失而發(fā)生凝結(jié)，此后進一步產(chǎn)生和發(fā)展強度而硬化。第152頁/共698頁

建筑石膏與水之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)式為：

此反應(yīng)實際上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的可逆反應(yīng)，因為二水石膏溶解度比半水石膏的溶解度小得多，所以此反應(yīng)總體表現(xiàn)為向右進行，二水石膏以膠體微粒自水中析出。第153頁/共698頁隨著二水石膏沉淀的不斷增加，就會產(chǎn)生結(jié)晶，結(jié)晶體的不斷生成和長大，晶體顆粒之間便產(chǎn)生了磨擦力和粘結(jié)力，造成漿體的塑性開始下降，這一現(xiàn)象稱為石膏的初凝；而