工程材料課件

緒論一、建筑材料及其分類二、建

筑

材

料

在

建

筑

工

程

中

的

作

用三、建筑材料發(fā)展概況四、土木建筑工程材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分類五、課

程

目

的、任

務(wù)

及

基

本

要

求返回

一、建筑材料及其分類廣義的建筑材料是指，除用于建筑物本身的各種材料之外，還包括給水排水（含消防）、供熱（含通風(fēng)、空調(diào)）、供電、供燃?xì)狻㈦娪嵰约皹怯羁刂频扰涮坠こ趟柙O(shè)備與器材。另外，施工過程中的暫設(shè)工程，如圍墻、腳手架、板樁、模板等所涉及到的器具與材料，也應(yīng)囊括其中。本課程討論的是狹義建筑材料，即構(gòu)成建筑物本身的材料，從地基基礎(chǔ)、承重構(gòu)件（梁、板、柱等），直到墻體、屋面、地面等所需的材料。

按材料在建筑物中的部位，可分為承重材料、屋面、墻體等所用的材料；按材料的功能可分為結(jié)構(gòu)材料、裝飾材料、防水材料等；按化學(xué)成分可分為無機材料、有機材料等等。本書基本上是按材料的化學(xué)成分進(jìn)行分類的,見表0.1。首頁下頁

二、建筑材料在建筑工程中的作用

建筑材料是發(fā)展建筑業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。建筑材料使用量大，在我國，一般建筑物的總造價中，材料費約占50～60%。建筑材料的品種、質(zhì)量及規(guī)格直接影響建筑的堅固性、耐久性和適用性，并在一定程度上影響著結(jié)構(gòu)形式和施工方式。工程中許多技術(shù)問題的破，往往依賴于建筑材料問題的解決，而新材料的出現(xiàn)，又將促使結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工技術(shù)的革新。例如：黏土磚的出現(xiàn)，產(chǎn)生了磚木結(jié)構(gòu)；水泥和鋼筋的出現(xiàn)，產(chǎn)生了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；輕質(zhì)、高強建材的出現(xiàn)，推動了現(xiàn)代、高層建筑的發(fā)展。隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，對建筑材料又提出新的更高的要求?？梢?，建筑材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對發(fā)展建筑業(yè)具有重要意義。首頁下頁上頁

三、建筑材料發(fā)展概況

人類的建筑歷史相當(dāng)久遠(yuǎn)。從現(xiàn)已保存的蔚為壯觀的古代建筑中可以看出古代勞動人民建筑技術(shù)的卓越成就。但無論中外，在奴隸社會和封建社會，建筑技術(shù)和建筑材料的進(jìn)步都是相當(dāng)緩慢的。直到十九世紀(jì)資本主義各國先后發(fā)生工業(yè)革命,有了鋼材和水泥這些材料，各種建筑工程就越出了幾千年來土、木、磚、石的限制,開始向前發(fā)展?，F(xiàn)正向輕質(zhì)、高強、多功能、構(gòu)件大型化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展,各種新型材料大量涌現(xiàn),正醞釀著建筑技術(shù)的新變革。環(huán)境問題與材料密切相關(guān)，“綠色建材”可稱為環(huán)保建材、健康建材，其含義是：采用清潔的生產(chǎn)技術(shù)，少用天然資源、大量使用工業(yè)或城市廢棄物和農(nóng)植物秸桿，生產(chǎn)無毒、無污染、無放射性，有利環(huán)保與人體健康的建材。首頁下頁上頁四、土木建筑工程材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分類

我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)有三大類第一類是國家標(biāo)準(zhǔn),如《GB9776–

88建筑石膏》,其中“

GB”為國家標(biāo)準(zhǔn)的代號,“9776”為標(biāo)準(zhǔn)編號,“88”

為標(biāo)準(zhǔn)頒布年號，“建筑石膏”為技術(shù)產(chǎn)品名稱。上述為強制性國家標(biāo)準(zhǔn),此外,還有非強制性推薦國家標(biāo)準(zhǔn)，以“

GB/T”

為標(biāo)準(zhǔn)代號。第二類是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),如《JC/T479–92建筑生石灰》,其中“JC”為建材行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)號，其他行業(yè)代號見表0.2

；“

T”

表示推薦標(biāo)準(zhǔn)；“

479”為此標(biāo)準(zhǔn)的二類類目順序號；“

92”

為頒發(fā)年號。針對工程建設(shè)的，常在標(biāo)準(zhǔn)代號后加上“

J”,如“

JGJ/T55–96普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程”表示為建工行業(yè)的工程建設(shè)推薦標(biāo)準(zhǔn),其二級類目號為“

55”

，此為1996年頒布。第三類是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),代號為“

QB/”,其后分別注明企業(yè)代號、標(biāo)準(zhǔn)順序號、制定年代號。首頁下頁上頁五、課程目的、任務(wù)及基本要求

《工程材料》課程為工程管理類各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。

課程目的

為其他專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、課程設(shè)計、畢業(yè)論文及生產(chǎn)實訓(xùn)等提供建筑工程材料的基礎(chǔ)知識,并為今后從業(yè)時,合理選擇和正確使用建筑材料打下基礎(chǔ)。

課程任務(wù)

使學(xué)生掌握有關(guān)材料技術(shù)性質(zhì)、性能及應(yīng)用的基礎(chǔ)知識和必要理論，并得到主要建材實驗的基本技能訓(xùn)練。

基本要求

在材料性質(zhì)方面，應(yīng)了解建材及制品的作用及具備的性能,了解材料組成、結(jié)構(gòu)及外界因素對其性質(zhì)的影響;初步學(xué)會常用材料的實驗方法。在材料應(yīng)用方面,能夠合理地選用材料,熟悉有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用技術(shù)規(guī)范，學(xué)會材料的運輸、保藏要點及混凝土和砂漿配合比設(shè)計等。首頁上頁

1建筑材料的基本性質(zhì)

緒

1.1

材料的物理性質(zhì)

1.2

材料的力學(xué)性質(zhì)

1.3

材

料

的

耐

久

性返回

緒建筑材料在建筑物中，受到如下作用。

一.周圍介質(zhì)作用如水、蒸氣、熱、光、腐蝕性氣體和液體等的物理和化學(xué)作用。

二.荷載作用上部構(gòu)件傳遞或自重的荷載。因此,材料必須具有抵抗各種作用的能力，即應(yīng)具備相應(yīng)的基本性質(zhì)┄

物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)(民用建筑中可忽略)、力學(xué)性質(zhì)等。返回?

1.1材料的物理性質(zhì)

1.1.1

密度

1.1.2

表觀密度

1.1.3

體積密度

1.1.4

堆積密度

1.1.5

密實度和孔隙率

1.1.6

親水性與憎水性

1.1.7

吸濕性與吸水性

1.1.8

耐水性

1.1.9

抗?jié)B性

1.1.10

抗凍性

1.1.11

材料的熱工性質(zhì)

1.1.12

吸聲性

返回??1.1.1密度

塊狀材料體積情況構(gòu)成見圖1.1。

1.概念指材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。

2.計算式

ρ=m/v

式中ρ---材料的密度，g/㎝3。

m---材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g。

v---材料在絕對密實狀態(tài)下的體積，㎝3。3.注意材料絕對密實狀態(tài)下的體積指不包括材料內(nèi)部孔隙體積,而是由物質(zhì)固體顆粒充實的體積狀態(tài)。返回??返回??

1.1.2表觀密度

1.概念

按只包括封閉孔隙體積,而不含開口孔隙體積計算出的密度值。

2.

計算式

ρ'=m/v'

式中ρ'---材料的表觀密度，g/cm3

。

m

---材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g。

v'---材料不含開口孔隙的體積，cm3。返回??

1.1.3體積密度

1.概念

指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。

2.計算式

ρ0=m/v0

式中ρ0---

材料的體積密度，kg/m3或g/cm3。

m

---材料在干燥狀態(tài)下的的質(zhì)量，kg或g。

v0

---

材料自然狀態(tài)下的體積，cm3或m3。

3.注意

材料自然狀態(tài)下體積包括材料內(nèi)部所有封閉孔隙體積和開口孔隙體積。返回??1.1.4

堆積密度

散粒材料體積情況構(gòu)成見圖1.2。

1.

概念

指散粒材料或粉末狀材料在自然堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。

2.

計算式

ρ0'=m/v0'=m/(v+VP+Vv)

式中ρ0'---材料的堆積密度，kg/m3。

VP

---顆粒內(nèi)部孔隙的體積，m3。

Vv

---顆粒間空隙的體積，m3。

3.

注意

自然堆積狀態(tài)下的體積含顆粒內(nèi)部的孔隙體積及顆粒之間的空隙體積。

返回??1.1.5密實度和孔隙率

1.

密實度

(1)

概念

指材料總體積內(nèi)，固體物質(zhì)所占的比例。

(2)

表達(dá)式D=v/v0×100%=（ρ0/ρ）×100%

2.

孔隙率

(1)

概念

指材料內(nèi)孔隙體積占材料自然狀態(tài)下總體積的百分率。

(2)

表達(dá)式

P=[(v0-v)/v0]=[1-v/v0]

=(1-ρ0/ρ)×100%

3.

孔隙率和密實度的關(guān)系

D+P=1

4.

空隙率

(1)

概念

指散粒材料在堆積狀態(tài)下，空隙體積占堆積體積的比例。

(2)

表達(dá)式

P'=vv/v0'=(v0'-v0)/v0'=(1-ρ0'/ρ0)×100%

(3)

注意

對致密材料，如天然砂、石，可用表觀密度ρ′近似代替干燥時體積密度ρ0。返回??1.1.6親水性與憎水性

當(dāng)水與材料接觸時，將出現(xiàn)圖1.3(a)或(b)所示的情況。

1.原因原因在于水分子間的內(nèi)聚合和材料與水分子間的分子親合力,親水性材料與水分子之間的分子親合力,大于水本身分子間的內(nèi)聚力,

憎水性材料與水分子之間的親合力,小于水本身分子間的內(nèi)聚力。

2.判斷在材料、水和空氣三相交點處，沿水滴表面作切線，此切線和水與材料接觸面所成的夾角θ稱為“潤濕角”

。潤濕角θ≤90°時，材料表現(xiàn)為親水性。潤濕角θ＞90°時，材料表現(xiàn)為憎水性。

3.意義憎水材料具有較好的防水性、防潮性、抗?jié)B性，常用作防潮防水材料,也可用于親水性材料的表面處理?；炷?、磚、石、木材、鋼材等屬于親水性材料；大部分有機材料屬于憎水性材料，如瀝青、塑料、石蠟和有機硅等。返回??

1.1.7吸濕性與吸水性

1.吸濕性(1)

概念

指材料在空氣中吸收水氣的性質(zhì)。(2)

表達(dá)式

用含水率ω'm表示

ω'm=mw/m×100%

式中

mw---

材料在空氣中吸收水分的量,kg。

m---材料干燥時的質(zhì)量,kg

。(3)

注意

材料在與空氣濕度相平衡時的含水率稱為平衡含水率,建筑材料在正常狀態(tài)下,均處于平衡含水率狀態(tài)。返回??1.1.7吸濕性與吸水性

2.

吸水性

（1）概念指材料在水中吸收水分的性質(zhì)。

(2)

表達(dá)式用質(zhì)量吸水率ωm或體積吸水率ωv表示。表達(dá)式分別如下。

ωm=msw/m×100%=[(msw'-m)/m]×100%

ωv=vsw/v0×100%=[(msw‘

-m)/v0/ρw]×100%

式中msw---

材料吸水飽和時所吸水的質(zhì)量，g或kg。

ωsw‘

---

材料吸水飽和時材料的質(zhì)量，g或kg。

vsw---

材料吸水飽和時所吸水的體積，cm3或m3。

ρw

---

水的密度，g/cm3或kg/m3。

（3）質(zhì)量吸水率和體積吸水率的關(guān)系

ωv=ρ0×ωm

（4）注意對多孔吸水材料，其質(zhì)量吸水率往往超過100％，此時用體積吸水率表示；材料受潮后導(dǎo)熱性增大，故保溫隔熱材料需保持干燥狀態(tài)。返回??

1.1.8

耐水性

1.概念

指材料長期在水的作用下，保持其原有性質(zhì)不變的能力。

2.表達(dá)式

用軟化系數(shù)KP表示。

KP=fsw/fd

式中fsw---材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強度，MPa。

fd---材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強度，MPa。

3.

意義

工程中將KP>0.85的材料稱為耐水材料。經(jīng)常位于水中或受潮嚴(yán)重的重要結(jié)構(gòu),KP

不宜小于0.85；受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)所用材料，KP不宜小于0.70。返回??

1.1.9抗?jié)B性

1.概念

指材料抵抗壓力水(或其它液體)滲透的性質(zhì)。

2.表達(dá)式

工程上(混凝土、砂漿等)常用抗?jié)B等級來表示抗?jié)B性。以符號

Pn

表示,其中n為該材料所能承受的最大水壓(0.1Mpa)如P2、P4、P6、P8等分別表示材料最大能承受0.2、0.4、0.6、0.8MPa的水壓力而不滲水。材料的抗?jié)B性用滲透系數(shù)K(cm/h)來表示。返回??

1.1.10抗凍性

1.概念

指材料吸水飽和狀態(tài)下，能夠經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，也不嚴(yán)重降低強度的性能。

2.

表達(dá)式

用抗凍等級(Fn)表示。其中n為材料在吸水飽和狀態(tài)下,經(jīng)凍融循環(huán)作用,強度損失和質(zhì)量損失均不超過規(guī)定值時所能承受的凍融循環(huán)次數(shù)。如F25、F50、F100等。

3.

材料在凍融循環(huán)作用下破壞的原因

由于材料內(nèi)部毛細(xì)孔中的

水結(jié)冰時體積膨脹（約9%）,對材料孔壁產(chǎn)生巨大壓力，使材料內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫，循環(huán)往復(fù)以致強度下降。返回??

1.1.11材料的熱工性質(zhì)1.導(dǎo)熱性

(1)

概念

指材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)。

(2)

表達(dá)式

用導(dǎo)熱系數(shù)λ表示。

λ=Qa

/(T1-T2)At

式中λ

---導(dǎo)熱系數(shù)，w/(m.k)。

Q

---

傳遞的熱量，J。

a

---

材料的厚度，m。

T1-T2

---

材料兩側(cè)的溫差，k。

A

---

材料傳熱面的面積，㎡。

t

---傳熱的時間，s或h。

(3)

意義

通常把λ<0.23W/(m·k)的材料稱為絕熱材料，在運輸、存放、施工及使用過程中，須保持干燥狀態(tài)。返回??1.1.11材料的熱工性質(zhì)

2.熱容量

(1)概念

指材料受熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質(zhì)。

(2)表達(dá)式

用比熱C表示,又稱比熱容或熱容量系數(shù),其表達(dá)式為：C=Q/m(T2-T1)

式中

C---

材料的比熱容，J/(kg.K)。

Q---

材料吸收（或放出）的熱量，J。

m---

材料的質(zhì)量，kg。

(T2-T1)---

材料受熱（或冷卻）前后的溫度差，K。

(3)意義

比熱C與質(zhì)量m乘積稱為熱容。熱容量大,則材料在吸熱或放熱時,其自身的溫度變化小,即有利于保證室內(nèi)溫度相對穩(wěn)定為保證建筑物室內(nèi)溫度穩(wěn)定性,在設(shè)計圍護(hù)結(jié)構(gòu)(墻體、屋面等）時，應(yīng)選擇導(dǎo)熱系數(shù)較小，比熱較大的材料。返回??

1.1.12吸聲性

1.

概念

聲能穿透材料和被材料消耗的性質(zhì)稱為材料的吸聲性。

2.表達(dá)式

用吸聲系數(shù)α表示。

α=(Eα+Eτ)/EO

式中Eα

---

穿透材料的聲能。

Eτ---

材料消耗的聲能。

EO

---

入射到材料表面的全部聲能。吸聲系數(shù)α越大，材料的吸聲性越好。

3.意義

一般將125、250、500、1000、2000、4000Hz六個頻率的平均吸聲系數(shù)α≥0.20的材料稱為吸聲材料。返回??

1.2材料的力學(xué)性質(zhì)

1.2.1

強度的概念

指材料在外力(荷載)作用下，抵抗破壞的能力。1.2.2

強度的種類

根據(jù)受力形式(如圖1.4所示)分為抗壓強度、抗拉強度、抗彎（折）強度、抗剪強度等四種。1.2.3強度的計算

抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度計算公式如下：

f=

F/A

式中f---

材料的抗壓、抗拉、抗剪強度，Pa或MPa。

F---

試件破壞時的最大荷載，N。

A---

試件面積，m2

或mm2。材料的抗彎(折)強度與材料的受力情況、截面形狀及支承條件等有關(guān)。對矩形截面,在兩端支承,中間作用一集中荷載的情況(見圖1.4（c）)，其抗彎（折）強度用下式計算：

f=3FL/2bh2

返回??

1.2材料的力學(xué)性質(zhì)

1.2.4

強度等級

1.

概念為便于應(yīng)用，按材料強度值高低劃分的若干等級。脆性材料主要抗壓強度來劃分，如水泥、混凝土、磚等，塑性材料和韌性材料主要以抗拉強度來劃分，如鋼材等。

2.

強度等級與強度的異同二者都是描述材料抵抗外力作用時的破壞能力,而前者是按強度大小確定的等級,后者是概念性名詞。1.2.5比強度

1.

概念是指材料強度與體積密度的比值（f/ρ0）。

2.

意義比強度是衡量材料輕質(zhì)高強性能的一項重要指標(biāo)。選用比強度大的材料對增加建筑高度、減輕結(jié)構(gòu)自重、降低工程造價等具有重大意義。返回??1.2材料的力學(xué)性質(zhì)1.2.6變形性能1.彈性材料完全能恢復(fù)的變形稱為彈性變形。具備這種變形特征的材料稱為彈性材料。2.

塑性材料不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形。具有塑性變稱為塑性材料。一些材料彈性變形和塑性變形同時(或先后)發(fā)生，當(dāng)外力取后，彈性變形恢復(fù)，而塑性變形不能消失，混凝土就是這類塑性材料。3.脆性材料在荷載作用下，沒有明顯預(yù)兆，表現(xiàn)為突發(fā)性破壞的性質(zhì)。4.韌性韌性又稱沖擊韌性，是材料在沖擊、振動荷載作用下,能承受很大變形而不發(fā)生突發(fā)性破壞的性質(zhì)。建筑工程中，對承受沖擊荷載和有抗震要求的結(jié)構(gòu)，如吊車梁、橋梁、路面等均應(yīng)考慮材料的韌性。返回?

1.3材料的耐久性

1.3.1

概念

指材料在長期使用過程中抵抗各種破壞因素的作用,保持其原有性質(zhì)的能力。

1.3.2

包括的內(nèi)容

材料的耐久性是一項綜合性能,包括有抗?jié)B性、抗凍性、耐腐性、抗老化性、耐磨性、耐光性等。

1.3.3

影響因素

內(nèi)部因素是造成材料耐久性下降的根本原因。內(nèi)部因素包括材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等。外部因素是影響耐久性的主要因素。外部因素有：各種酸、堿、鹽及其水溶液，各種腐蝕性氣體等具有化學(xué)腐蝕作用；包括光、熱、電、溫度差、濕度差、干濕循環(huán)、凍融循環(huán)、溶解等物理作用；包括沖擊、疲勞荷載，各種氣體、液體及固體等引起磨損的機械作用；包括菌類、昆蟲等，可使材料產(chǎn)生腐朽、蟲蛀等生物作用。返回2氣硬性膠凝材料

緒

2.1建筑石膏

2.2石灰

2.3水玻璃返回?

緒

何謂膠凝材料

在建筑工程中，將兩種材料或散粒狀材料膠結(jié)在一起的材料，稱為膠凝┄膠結(jié)材料。通常將無機膠凝材料稱為膠凝材料，將有機膠凝材料稱為膠結(jié)材料。種類按凝結(jié)硬化條件的不同可分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，保持或繼續(xù)發(fā)展其強度(石膏、石灰、水玻璃和菱苦土等)。水硬性膠凝材料在凝結(jié)后，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，保持并繼續(xù)發(fā)展其強度(如水泥)。返回??

2.1建筑石膏

2.1.1石膏的原料1.

天然二水石膏又稱生石膏（CaSO4

·H20),是由含兩個結(jié)晶水的硫酸鈣所組成的沉積巖石。2.天然硬石膏又稱為無水石膏，主要是由無水硫酸鈣（CaSO4

)組成的沉積巖石。3.工業(yè)副產(chǎn)石膏

系指某些化工生產(chǎn)過程中,所產(chǎn)生的以硫酸鈣為主要成分的副產(chǎn)品，經(jīng)適當(dāng)處理后，作為石膏膠凝材料的原料。常見品種有磷石膏和氟石膏。返回??

2.1.2建筑石膏的性能

1.凝結(jié)硬化快石膏加水拌和后，在6～10min便開始失去可塑性,終凝不超過30min，一般加硼砂、亞硫酸鹽紙漿廢液等緩凝劑。

2.硬化后體積微膨脹石膏漿體在凝結(jié)硬化時會產(chǎn)生微膨脹(0.5～1.0%)，這使石膏制品的表面光滑、細(xì)膩、形體飽滿，所以適合制作建筑裝飾制品。

3.硬化后孔隙率大石膏硬化后具有很大孔隙率（約為50～60%)，因而強度低(7d為8～12Mpa)，抗凍性、抗?jié)B性及耐水性較差。但具有輕質(zhì)、保溫隔熱、吸聲、吸濕的特點。

4.阻火性好，耐火性差遇火時，二水石膏的結(jié)晶水蒸發(fā)，吸收熱量，水蒸氣還能起到阻火的作用。但二水石膏脫水后，強度迅速下降，因而耐火性差。

5.具有良好的可加工性石膏制品，具有可鋸、可刨、可釘性。返回??

2.1.3建筑石膏的應(yīng)用

1.

石膏板

（1）紙面石膏板以建筑石膏為主要原料，摻加少量外加材料，如填充料，發(fā)泡劑、緩凝劑等，加水?dāng)嚢?、澆注輥壓后作芯材，兩面用紙作護(hù)面制成。主要用于內(nèi)墻、隔墻、天花板等處。（2）石膏空心條板以建筑石膏為主要原料，摻加適量填充料或少量纖維材，加水?dāng)嚢琛⒄駬v成型、抽芯、脫模、烘干而成,該板不用紙，不用膠，強度高?？捎米鲀?nèi)隔墻，安裝時不需龍骨。（3）石膏裝飾板石膏裝飾板是以建筑石膏為主要原料，摻加少量纖維增強材料和膠結(jié)料，加水?dāng)嚢柚瞥?。裝飾板有平板、多孔板、花紋板、浮雕板等多種。（4）纖維石膏板以建筑石膏為主要原料，摻適量纖維增強材料制成，其抗彎強度高，可用于內(nèi)墻和隔墻，也可代替木材作家具此外尚有石膏蜂窩板、防潮石膏板、石膏礦棉復(fù)合板等品種。返回??2.1.3建筑石膏的應(yīng)用

2.粉刷石膏

在建筑石膏中加入其他石膏（硬石膏或煅燒粘土質(zhì)石膏）、各種緩凝劑（木質(zhì)磺酸鈣、檸檬酸、酒石酸等）及附加材料（石灰、燒粘土、氧化鐵紅等）可配制成像水泥一樣在施工中現(xiàn)場拌制的新型抹灰材料┄粉刷石膏。它具有表面堅硬,光滑細(xì)膩,粘結(jié)力強、不裂、不起鼓、防火、保溫、調(diào)濕、施工方便，可實現(xiàn)機械化施工。可用于辦公樓、住宅樓等的墻面、頂棚等。返回??

2.2石灰

2.2.1石灰的生產(chǎn)

2.2.2

石灰的熟化

2.2.3石灰的特性

2.2.4石灰的應(yīng)用返回??

2.2.1石灰的生產(chǎn)

石灰是以碳酸鈣為主要成分的石灰?guī)r煅燒(1000～1100℃)而成。煅燒時石灰?guī)r中碳酸鈣和碳酸鎂分解，生成氧化鈣、氧化鎂(稱為生石膏）和二氧化碳?xì)怏w,反應(yīng)式如下：

CaCO3==CaO+CO2↑

MgCO3==MgO+CO2↑

氧化鈣、氧化鎂稱為生石灰。生石灰的各品種及等級的技術(shù)指標(biāo)要求見表2.3、2.4、2.5。返回??2.2.2

石灰的熟化

1.概念生石灰加水生成熟石灰的過程，稱為石灰的熟化或消解。反應(yīng)如下：CaO+H2O=Ca(OH)2+64.9kJMgO+H2O=Mg(OH)2+64.9kJ

氫氧化鈣、氫氧化鎂稱為熟石灰。

2.熟化時的現(xiàn)象(1)石灰熟化過程中水化熱較大，見表2.6。

(2)外觀體積約增加1.5~2倍。

3.

結(jié)論生石灰使用前必須熟化。

4.熟化時注意事項為了消除過火石灰的危害，須將石灰在化灰池內(nèi)放置兩周以上，稱為“陳伏”；“陳伏”期間石灰膏表面應(yīng)保持一層水膜，防止其碳化。

返回??2.2.3石灰的特性

1.良好的保水性于氫氧化鈣粒子極細(xì)(直徑約1μm)，數(shù)量多，總表面積大，能吸附水膜而不易失去。利用保水性好的特性拌制石灰砂漿或石灰混合砂漿。

2.

凝結(jié)硬化慢、強度低石灰漿碳化在表面形成碳酸鈣外殼，碳化作用難以深入，內(nèi)部水分又不易蒸發(fā)，因此凝結(jié)硬化緩慢。硬化后的強度也不高,1:3的石灰砂漿28天的抗壓強度為0.2～0.5MPa。

3.

耐水性差石灰漿體在潮濕環(huán)境中，難以晶體析出，凝結(jié)硬化不會進(jìn)行。而硬化后的石灰長期受水浸泡，氫氧化鈣晶體也會重新溶于水，使硬化的石灰潰散。

4.

硬化后體積收縮大

石灰在硬化過程中，蒸發(fā)大量的游離水而引起毛細(xì)管顯著的收縮，從而造成了體積極大的收縮。返回??2.2.4石灰的應(yīng)用

1.

砂漿常用于配制石灰砂漿、水泥石灰混合砂漿。

2.粉刷石灰膏加水拌合，可配制成石灰乳，用于粉刷墻面。

3.

石灰土和三合土石灰土由石灰、粘土組成,三合土由石灰粘土和碎料(砂、石渣、碎磚等)組成。石灰土或三合土其耐水性和強度均優(yōu)于純石灰。廣泛用于建筑物的基礎(chǔ)墊層和臨時道路。

4.

水泥和硅酸鹽建筑制品石灰是生產(chǎn)灰砂磚、蒸養(yǎng)粉煤灰磚、粉煤灰砌塊或墻用板材等的主要原料。也是各種水泥的主要原料。

5.

碳化石灰板

在磨細(xì)生石灰中摻加玻璃纖維、植物纖維、輕質(zhì)骨料等，用碳化的方法使氫氧化鈣碳化成碳酸鈣，即為碳化石灰板。用作隔墻、天花板等。返回??2.3水玻璃

2.3.1水玻璃的生產(chǎn)與性能

1.生產(chǎn)簡介水玻璃原料是石英砂、純堿或含碳酸鈉的原料,加熱至1300～1400℃,熔融,冷卻即為固態(tài)水玻璃硅酸鈉，反應(yīng)式如下:

Na2CO3+nSiO2==Na2O?nSiO2+CO2

固態(tài)水玻璃在蒸壓鍋內(nèi)加熱、溶解，即成液態(tài)水玻璃。

2.性能水玻璃能溶解于水。n稱為水玻璃的模數(shù),模數(shù)大，其粘度大，較易硬化。常用的水玻璃模數(shù)為

2.6～2.8。

3.水玻璃的硬化水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，析出二氧化硅凝膠，失水后逐漸硬化，反應(yīng)式如下：

Na2O?nSiO2+CO2+mH2O==Na2CO3+nSiO2?nH2O

上述過程很慢，為加速硬化，可將水玻璃加熱或摻加適量促硬劑，如氟硅酸鈉（Na2SiF6）。氟硅酸鈉也能提高水玻璃耐水性。返回?2.3.2水玻璃的應(yīng)用

1.涂料水玻璃溶液噴涂在建筑材料表面，如天然石料、粘土磚、混凝土等，能提高材料的密實度、強度、耐水性和抗風(fēng)化能力。石膏制品不能用水玻璃溶液噴涂次。

2.耐酸、耐熱制品水玻璃是一種耐酸材料。用水玻璃、膠凝材料與耐酸骨料等可制成耐酸砂漿及耐酸混凝土;水玻璃耐熱性良好，能長期承受高溫作用而強度不降低。用其作膠凝材料，與耐熱骨料等可配制成耐熱砂漿及耐熱混凝土。

3.灌漿材料水玻璃溶液與氯化鈣溶液交替灌入土壤內(nèi)，是加固建筑地基的一種灌漿材料。此外，水玻璃能加速水泥的凝結(jié)、硬化，可作為水泥的促凝劑。水玻璃與粒狀高爐礦渣粉配制的砂漿，可作補縫材料。返回3水泥

3.1

硅

酸

鹽

水

泥

原

料

及

礦

物

組

成

3.2

硅酸鹽水泥

3.3硅

酸

鹽

水泥的水化、凝結(jié)和硬化過程

3.4硅

酸

鹽

水

泥

的

技

術(shù)

性

質(zhì)

和

應(yīng)

用

3.5摻

混

合材料的硅

酸鹽

水

泥

3.6特種水泥

3.7水泥的驗收、保管與應(yīng)用返回?

3.1硅酸鹽水泥原料及礦物組成

3.1.1硅酸鹽水泥的原料與生產(chǎn)

硅酸鹽水泥生產(chǎn)的原材料、主要工藝流程如下:

粘土粉磨→生料—煅燒→熟料—加石膏、混合材料成品鐵礦粉粘土鐵礦粉石灰?guī)r生料熟料成品返回??

硅酸鹽水泥熟料由硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣等四種礦物組成，其分子式、簡寫式及其含量范圍見表3.1。從表可看出，硅酸鈣(包括硅酸三鈣和硅酸二鈣)約占70%以上，對硅酸鹽水泥的性能具有重要影響。也是“硅酸鹽水泥”這一名稱由來的原因。由表3.2

可以看出，不同熟料礦物與水作用時表現(xiàn)的性能是不同的，改變水泥熟料組成的相對含量，水泥的技術(shù)性能會隨之變化。例如：提高硅酸二鈣的含量，可以制得快硬高強的優(yōu)質(zhì)水泥。3.1.2硅酸鹽水泥熟料組成返回??3.2硅酸鹽水泥

3.2.1

硅酸鹽水泥定義

凡由硅酸鹽水泥熟料，摻入適量的石膏經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥(國際上通常稱為波特蘭水泥)。硅酸鹽水泥有兩種類型，在硅酸鹽水泥熟料粉磨過程中不摻入混合材的稱為Ⅰ型硅酸鹽水泥,代號P·Ⅰ；加入不超過5％混合材的稱為Ⅱ型硅酸鹽水泥,代號P·Ⅱ。在水泥生產(chǎn)過程中加入

適量石膏起緩凝作用 。 返回??3.2.2硅酸鹽水泥的主要品質(zhì)指標(biāo)1.氧化鎂

水泥中氧化鎂的含量不宜超過5.0%。2.三氧化硫水泥中三氧化硫的含量不得超過3.5%。3.燒失量

Ⅰ型硅酸鹽水泥≤3.0%，Ⅱ型硅酸鹽水泥≤3.5%。4.細(xì)度

硅酸鹽水泥比表面積勃氏法測定值應(yīng)大于300m2/kg。5.凝結(jié)時間

硅酸鹽水泥初凝不早于45min，終凝不遲于6.5h。6.體積安定性用沸煮法檢驗必須合格。7.強度等級按抗壓強度和抗折強度劃分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。，返回??3.3

硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)和硬化過程

3.3.1

硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)與硬化

1.

水化硅酸鹽水泥遇水后，各熟料礦物與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),這一過程稱為水化，其反應(yīng)式如下：

3(CaO·SiO2)+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O(膠體)+3Ca(OH)2(晶體)

2(2CaO·SiO2）+4H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2

3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O（晶體）

4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O(膠體)

石膏與部分水化鋁酸鈣反應(yīng)，生成難溶的水化硫鋁酸鈣的針狀晶體。水化硫鋁酸鈣的存在，延緩了水泥的凝結(jié)時間。

綜上所述，硅酸鹽水泥水化反應(yīng)后，生成的水化產(chǎn)物有膠體和晶體，其結(jié)構(gòu)稱為水泥凝膠體。返回??3.3.1硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)與硬化

2.

凝結(jié)與硬化

由于生成的膠體狀疏松網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使水泥與水迅速接觸，反應(yīng)加速，生成較多量的水化硅酸鈣凝膠、氫氧化鈣和水化硫凝),建立起充滿間隙的緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中不斷充實水化產(chǎn)物，使水泥具有一定硬度，這時為終凝。水泥顆粒表面化合物層的厚度和致密程度不斷增加，水泥漿體趨于硬化，形成具有較高強度的水泥石。硬化的水泥石由水泥凝膠體、毛細(xì)孔和未水化的水泥顆粒組成。水泥的水化和硬化過程是連續(xù)的。水化是凝結(jié)硬化的前提,而凝結(jié)硬化是水化的結(jié)果。凝結(jié)標(biāo)志著水泥漿失去流動性而具有了塑性強度，硬化則表示水泥漿固化后的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有了機械強度。

返回??3.3.2環(huán)境介質(zhì)對水泥的侵蝕

硅酸鹽水泥硬化后在某些侵蝕性液體或氣體作用下，其結(jié)構(gòu)會逐漸遭到破壞,使強度降低,以致潰裂,這種現(xiàn)象稱為環(huán)境介質(zhì)對水泥的侵蝕?，F(xiàn)列舉幾種主要的侵蝕作用。1.

漿體組分的溶解浸析遇水氫氧化鈣溶解。2.

離子交換反應(yīng)通過離子交換反應(yīng)，硬化水泥漿體可能受到如下三種侵蝕形式：（1）生成可溶性鹽

（2）生成不溶性鈣鹽

（3）鎂鹽侵蝕

（4）形成膨脹性產(chǎn)物

返回??3.4

硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)和應(yīng)用

3.4.1

硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)1.密度和表觀密度密度在3.1～3.2之間。松散狀態(tài)時表觀密度在900～1300kg/m3之間，緊密狀態(tài)時可達(dá)1400～1700kg/m3。2.細(xì)度細(xì)度是指水泥顆粒的粗細(xì)程度。顆粒愈細(xì)，表面積愈大，因而水化較迅速，凝結(jié)硬化快，早期強度高，但硬化后體積收縮大。而水泥顆粒過粗，不利于強度的發(fā)展。細(xì)度用篩選法和比表面積法來測定。硅酸鹽水泥的比表面積應(yīng)＞300m3/kg，普通硅酸鹽水泥經(jīng)0.08mm方孔篩的篩余量≤10％。3.標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量指將水泥凈漿調(diào)制成標(biāo)準(zhǔn)稠度時所需的水量。標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是作為測定水泥的凝結(jié)時間和安定性等所用拌和水量的依據(jù)。各種水泥其值在23～31%

之間。返回??3.4.1硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)

4.凝結(jié)時間

指從水泥加水拌和起至水泥漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度所需的時間。水泥的凝結(jié)分為初凝和終凝。初凝時間為從水泥加水拌和起至水泥漿開始失去可塑性所需的時間；終凝時間則為從水泥加水拌和起至水泥漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度所需時間。泥的初凝不宜過早，以便有足夠的時間完成混凝土和砂漿的攪拌、運輸、澆搗和砌筑等施工操作；國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥的初凝時間不得早于45min。水泥的終凝不宜過遲，以使混凝土施工完畢后，盡快達(dá)到規(guī)定的強度，以利下一步施工的進(jìn)行，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硅酸鹽水泥終凝時間≤390min，普通硅酸鹽水泥≤10h。返回??3.4.1

硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)

5.

體積安定性

水泥的體積安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過中，體積變化是否均勻的性質(zhì)。引起體積安定性不良的原因，一般是由于熟料所含（1）游離氧化鈣；（2）游離氧化鎂；（3）摻入石膏等量過多所致。這些化合物在水化時體積劇烈膨脹,引起水泥體積不均勻變化。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥體積安定性用煮沸法檢驗必須合格。測試方法可以是試餅法和雷氏夾法。當(dāng)有爭議時以雷氏夾法為準(zhǔn)。返回??

3.4.1

硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)6.強度測定水泥強度時，水泥和標(biāo)準(zhǔn)砂按1:3的比例混合，加入規(guī)定數(shù)量的水（水灰比為0.5），經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)試驗方法成型，制成40×40×160mm的試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下(溫度20±1℃，相對濕度大于90%)

養(yǎng)護(hù)，進(jìn)行3d、28d

齡期的抗折、抗壓強度的測定。根據(jù)此強度按國家標(biāo)準(zhǔn)將水泥劃分成不同強度等級。并按3d

強度值分為普通型和早強型（用R表示）。

7.

水化熱

水泥在凝結(jié)硬化過程中放出的熱量（化學(xué)熱）稱為水泥的水化熱。水化放熱對大體積混凝土?xí)袃?nèi)熱外涼的溫度裂縫產(chǎn)生,是有害的，對建筑的冬期施工則是有利的。返回??3.4.2硅酸鹽水泥的特點與應(yīng)用

1.

凝結(jié)硬化快、強度較高

用于早期強度要求較高、冬季施工和高強混凝土工程。2.水化熱大

可用于寒冷地區(qū)工程。不適用于大體積混凝土。3.抗干縮性好，耐磨性好

不易產(chǎn)生干縮裂縫，可用于路面工程。4.耐腐蝕（水）性差

不宜用于與流動淡水或硫酸鹽等腐蝕介質(zhì)接觸的工程。5.耐熱性差

不宜用于有耐熱要求的混凝土工程

。返回??

3.5摻混合材料的硅酸鹽水泥

3.5.1混合材的概念

在水泥生產(chǎn)時,所摻入的天然或人工礦物材料,稱為混合材料

混合材料按其是否可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)可分為活性混合材和非活性混合材料。非活性混合材料與水泥不能或很少反應(yīng)生成水化物，在水泥中僅起填充作用。例如石英砂、粘土、石灰?guī)r等?；钚曰旌喜牧吓c水泥能生成具有膠凝性的水化物，它可改善水泥的某些性能,提高水泥產(chǎn)量，降低水泥成本，擴(kuò)大使用范圍，還能充分利用工業(yè)廢渣。這類混合材料常用的有粒化高爐礦渣、火山灰與粉煤灰等。窯灰是從水泥回窯窯尾廢氣中收集下的粉塵。窯灰的性能介于非活性混合材料和活性混合材料之間。返回??3.5.2摻混合材料的硅酸鹽水泥的種類

摻混合材料的硅酸鹽水泥種類及技術(shù)性能見下表：水泥品種代號混合材摻量(%)強度等級普通硅酸鹽水泥P·

O≤1532.532.5R42.542.5R52.552.5R礦渣硅酸鹽水泥P·S20～7032.532.5R42.542.5R52.552.5R火山灰硅酸鹽水泥P·P20～4032.532.5R42.542.5R52.552.5R粉煤灰硅酸鹽水泥P·F20～5032.532.5R42.542.5R52.552.5R復(fù)合硅酸鹽水泥P·C15～5032.532.5R42.542.5R52.552.5R返回??

3.6特種水泥

3.6.1

高

鋁水泥

3.6.2

快

硬水泥

3.6.3

白色

水

泥

和

彩

色

水泥

3.6.4

中熱硅酸鹽水泥和低熱

礦渣硅酸鹽水泥

3.6.5

道路水泥

3.6.6

膨脹水泥及自應(yīng)力水泥

返回??3.6.1高鋁水泥

高鋁水泥又稱礬土水泥。它屬于鋁酸鹽水泥。高鋁水泥的強度發(fā)展很快，水化放熱量基本上與高標(biāo)號硅酸鹽水泥相同，但放熱速度極快,高鋁水泥有很好的抗硫酸鹽性和抗海水腐蝕能力，甚至比抗硫酸鹽的硅酸鹽水泥還好。具有一定的耐高溫性。它適用于緊急搶修工程、嚴(yán)寒的冬季施工、處于海水或其他侵蝕介質(zhì)作用、耐熱混凝土等。由于高鋁水泥的長期強度不穩(wěn)定，一般不宜用作永久性的承重結(jié)構(gòu)工程。返回??3.6.2快硬水泥

快硬水泥有硅酸鹽快硬水泥、硫鋁酸鹽型快硬水泥和氟鋁酸鹽型快硬水泥等?？煊补杷猁}水泥的強度等級以3d抗壓強度來表示,分為32.5、37.5、42.5

三個強度等級。硫鋁酸鹽快硬水泥系列可分為超早強水泥、快硬高強水泥、無收縮水泥、膨脹水泥、自應(yīng)力水泥、噴射水泥等。返回??3.6.3白色水泥和彩色水泥

白色硅酸鹽水泥簡稱白水泥。它與硅酸鹽水泥的主要區(qū)別在于氧化鐵含量少，因而色白。由于水泥中存在氧化鐵（Fe2O3）等成分之故。當(dāng)含量在3～4%

時，熟料呈暗灰色；在0.45～0.7%

時，帶淡綠色；而降低到0.35～0.40%

后，略帶淡綠，接近白色。白色水泥和彩色水泥主要用于建筑裝飾工程。返回??

3.6.4中熱硅酸鹽水泥和低熱

礦渣硅酸鹽水泥

中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣硅酸鹽水泥是水化熱較低的水泥。降低水泥的水化熱和放熱速率，主要是選擇合理的熟

料礦物組成和粉磨細(xì)度以及摻入適量的混合材。中熱水

泥和

低熱礦渣水泥的初凝不得早于60分鐘

,終凝不得遲于12小時。中熱水泥分42.5級、52.5

級兩個強度等級。低熱礦渣水泥分32.5級、42.5

級兩個強度等級。

返回??3.6.5道路水泥

道路水泥分為42.5級、52.5級、62.5

級共三個強度等級。其熟料中賦予高強的硅酸三鈣、硅酸二鈣含量較多,抗裂性較好的鐵鋁酸四鈣含量高(>16.0)

。道路水泥早期強度較高，干縮值小，耐磨性好，適用于修筑道路路面、飛機場跑道路面、廣場等，也可用于一般土建工程。返回??

3.6.6膨脹水泥及自應(yīng)力水泥

當(dāng)水泥自應(yīng)力值大于或等于2MPa

時，稱為自應(yīng)力水泥；當(dāng)自應(yīng)力值小于2MPa(通常為0.5MPa左右)

，則稱為膨脹水泥我國常用的膨脹水泥品種如下:(1)

硅酸鹽膨脹水泥；(2)鋁酸鹽膨脹水泥；(3)硫鋁酸鹽膨脹水泥；(4)

鐵鋁酸鈣膨脹水泥。膨脹水泥適用于補償混凝土收縮的結(jié)構(gòu)工程，作防滲層或防滲混凝土；填灌構(gòu)件的接縫及管道接頭；結(jié)構(gòu)加固與修補；固結(jié)機械底座及地腳螺絲等。自應(yīng)力水泥適用制造自應(yīng)力鋼筋混凝土壓力管及其配件。返回??

3.7水泥的驗收、保管與應(yīng)用

3.7.1廢品與不合格品3.7.2水泥的驗收3.7.3水泥的保3.7.4水泥的選用返回??3.7.1廢品與不合格品1.

廢品

水泥中，凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時間、安定性中任一項不符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的均視為廢品。

2.不合格品

水泥出廠后，凡細(xì)度、終凝時間、不溶物和燒失量中的任一項不符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或混合材料摻加量超過最大限量和強度低于規(guī)定時為不合格品。水泥包裝標(biāo)志中水泥品種、強度等級、生產(chǎn)單位名稱和出廠編號不全的也屬于不合格品。返回??3.7.2水泥的驗收

以水泥廠同編號水泥的檢驗報告為驗收依據(jù)時,在發(fā)貨前或交貨時買方賣方在同編號水泥中抽取試樣，雙方共同簽封后保存三個月；或委托賣方在同編號水泥中抽取試樣，簽封后保存三個月。在三個月內(nèi)，買方對水泥質(zhì)量有疑問時則買賣雙方應(yīng)將簽封的試樣送省級或省級以上國家認(rèn)可的水泥質(zhì)量監(jiān)督檢驗機構(gòu)進(jìn)行仲裁檢驗。返回??3.7.3水泥的保管

泥袋應(yīng)清楚標(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)單位名稱和地址，出廠編號，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號，包裝年月日。摻火山灰質(zhì)混合材料的火山灰水泥還應(yīng)標(biāo)上“摻火山灰”的字樣。硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥印刷采用紅色,礦渣水泥的印刷采用綠色；火山灰和粉煤灰水泥采用黑色。散裝水泥應(yīng)提交與袋裝水泥標(biāo)志相同內(nèi)容的卡片。

在運輸和儲存過程中，應(yīng)防濕防潮，以免報廢。并應(yīng)分品種、分等級、分出廠日期進(jìn)行堆放。水泥儲存期為三個月，超過三個月，使用前必須重新測定強度。返回?

3.7.4水泥的選用

使用水泥時，應(yīng)根據(jù)建筑物的特點及所處部位選擇合適的品種。常用水泥品種的選用可參考表3.14

。返回

4混凝土

4.1概論

4.2普

通

混

凝

土

的

組

成

材

料

4.3普通混凝土拌合物的和易性

4.4普通混

凝土的

強度

4.5普

通

混

凝

土

的

耐

久

性

4.6混凝土外加劑

4.7普通混

凝

土

的

配

合比設(shè)計

4.8其

它

品

種

混

凝

土返回?

4.1概論

混凝土是由膠結(jié)材料、粗骨料、細(xì)骨料、水和外加劑，按適當(dāng)比例配制并經(jīng)硬化而成,具有所需形體、和易性、強度和耐久性的一種人造石材。返回??

4.1.1混凝土的分類1.按用途分結(jié)構(gòu)混凝土、抗?jié)B混凝土、抗凍混凝土、大體積混凝土、水工混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、裝飾混凝土等。2.按所用膠結(jié)材料不同分水泥混凝土(又稱普通混凝土)、石膏混凝土、瀝青混凝土、水玻璃混凝土等。3.按表觀密度分重混凝土、普通混凝土、輕混凝土。4.按強度等級分普通混凝土(<C60以下)、高強混凝(≥60MPa)、超高強混凝土(≥100MPa)。5.按施工工藝分噴射混凝土、泵送混凝土、碾壓混凝土、壓力灌漿混凝土、離心混凝土、真空脫水混凝土。返回??

4.1.2混凝土的特點

具備以下優(yōu)點：1.混凝土中占80%的砂、石骨料資源豐富,可就地取材,價格便宜。2.可根據(jù)工程需要澆筑成各種形狀尺寸的構(gòu)件。3.調(diào)整混凝土材料組成，可獲得不同的性能和要求。4.混凝土抗壓強度高，可與鋼筋及其它加強材料組成互補性的受力。整體，以彌補混凝土抗拉、抗折、抗剪強度低的缺點。5.混凝土具有很好的抗凍性、抗?jié)B性、耐腐蝕性。混凝土的缺點是自重大、抗拉強度低、脆性大、導(dǎo)熱性強等。返回??

4.2普通混凝土的組成材料

緒4.2.1水泥4.2.2細(xì)骨料（砂）4.2.3粗骨料（卵石、碎石）4.2.4

混

凝

土

拌

合

用

水返回??

緒

普通混凝土（以下簡稱混凝土）是由水泥、細(xì)骨料（砂）、粗骨料（卵石、碎石）和水四種基本材料組成，必要時摻入適量的摻加料和外加劑?；炷涟韬衔镏?，水泥和水形成水泥漿，在混凝土硬化前，起潤滑作用，硬化后，起粘結(jié)作用，石在其中起骨架作用，砂起填充作用。返回??

4.2.1水泥

1.水泥品種的選擇選擇水泥品種應(yīng)根據(jù)工程特點、所處環(huán)境及設(shè)計、施工要求等選用。常用水泥品種的選擇詳見第3章。

2.水泥強度等級的選擇原則上，水泥強度等級應(yīng)與混凝土強度等級相適應(yīng)。一般對于中、低強度的混凝土(通常指C30

以下）,水泥強度等級為混凝土強度等級的1.5～2.0倍為宜,

對于高強度混凝土可取0.9～1.5倍。用高強度等級的水泥配制低強度等級的混凝土?xí)顾嘤昧繙p少而對混凝土的和易性及耐久性帶來不利影響，需加外摻料。返回??

4.2.2細(xì)骨料（砂）

混凝土用細(xì)骨料,粒徑在150μm～4.75mm之間?；炷劣眉?xì)骨料應(yīng)符合GB/T14684―2001《建筑用砂》的規(guī)定。

1.砂的分類砂按產(chǎn)源分天然砂、人工砂兩類：天然砂是巖石經(jīng)自然風(fēng)化、水流搬運和分選、堆積形成的。天然砂分河砂、湖砂、山砂和海砂。建筑工程中一般多采用河砂。

人工砂為經(jīng)除土處理的機制砂、混合砂的統(tǒng)稱。機制砂由機械破碎、篩分制成。混合砂是由機制砂和天然砂混合制成，執(zhí)行人工砂的技術(shù)要求和試驗方法。返回??

2．砂的技術(shù)要求

砂(石)按技術(shù)要求分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類三種。Ⅰ類宜用于大于C60的混凝土；Ⅱ類宜用于C30～C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；Ⅲ類宜用于小于C30的混凝土和建筑砂漿。

(1)砂的細(xì)度模數(shù)(Mx)和顆粒級配粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂混合后，總體的粗細(xì)程度。用細(xì)度模數(shù)(Mx)衡量，并分粗砂(Mx=3.7～3.1)、中砂(Mx=3.0～2.3)、細(xì)砂(Mx=2.2～1.6)。以上三種砂均可拌混凝土,但用粗砂省水泥。顆粒級配是指不同粒徑砂搭配組合情況。級配良好的砂，其空隙率及總表面積均較小，既省水泥，又可提高混凝土的密實性。普通混凝土用砂，應(yīng)處于表4.2中三個級配區(qū)的任一區(qū)中。拌制混凝土?xí)r，砂的粗細(xì)和顆粒級配應(yīng)同時考慮。返回??

2．砂的技術(shù)要求

(2）有害雜質(zhì)砂中的有害雜質(zhì)包括泥、泥塊、云母、輕物質(zhì)、硫化物、硫酸鹽、有機

物等。泥、泥塊、云母等粘附在砂的表面，阻礙水泥石與砂的粘結(jié)，降低混凝土的強度和耐久性；硫化物及硫酸鹽對水泥石有侵蝕作用；有機物影響水泥的水化和硬化；氯化物對鋼筋有銹蝕作用。天然砂中有害雜質(zhì)的含量應(yīng)符合表4.3的要求。

（3）砂的堅固性

指砂在自然風(fēng)化和其他物理、化學(xué)因素作用下，抵抗破裂的能力。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,天然砂用硫酸鈉溶液經(jīng)5次循環(huán)檢驗后,其質(zhì)量損失應(yīng)符合表4.5的規(guī)定。人工砂用壓碎指標(biāo)法試驗、壓碎指標(biāo)值應(yīng)符合表4.6規(guī)定。

（4）表觀密度、堆積密度、空隙率

表觀密度≥2500kg/m3；堆積密度≥1350kg/m3；空隙率≤47%。返回??

4.2.3粗骨料（卵石、碎石）

普通混凝土用粗骨料應(yīng)符合GB/T14685―2001《建筑用卵石、碎石》的規(guī)定。

1.粗骨料的分類粗骨料分卵石和碎石兩類。卵石是由天然巖石經(jīng)自然風(fēng)化、水流搬運和分選、堆積形成的粒徑大于4.75mm的巖石顆粒。按其產(chǎn)源可分為河卵石、海卵石、山卵石等幾種，其中河卵石應(yīng)用較多。碎石大多由天然巖石經(jīng)破碎、篩分制成。返回??2．粗骨料的技術(shù)要求

(1)最大粒徑與顆粒級配粗骨料的粗細(xì)程度用最大粒徑表示。粗骨料公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。粒徑越大，其表面積越小，能減少用水量而提高強度，因此，最大粒徑應(yīng)盡可能選得大些。工程中，粗骨料最大粒徑的確定受結(jié)構(gòu)截面尺寸、鋼筋凈距及施工條件的限制。規(guī)范規(guī)定：混凝土用粗骨料，其最大粒徑不得超過構(gòu)件截面最小尺寸的1/4，且不得超過鋼筋最小凈距的3/4；對混凝土實心板，不宜超過板厚的1/3，且不得超過40mm。粗骨料級配分連續(xù)粒級和單粒級兩種。連續(xù)粒級是每級骨料都占一定比例，又稱連續(xù)級配，其配制的混凝土和易性好，不易發(fā)生離析現(xiàn)象，目前應(yīng)用較廣泛。返回??

2．粗骨料的技術(shù)要求

(2)有害雜質(zhì)

粗骨料中有害雜質(zhì)及其對混凝土性質(zhì)的影響與細(xì)骨料相同，其含量應(yīng)符合表4.8的規(guī)定。（3)

針、片狀顆粒含量

卵石、碎石顆粒的長度大于該顆粒所屬粒