建筑材料（高等職業(yè)）全套教學(xué)課件

第一章緒論建筑材料之共13章：緒論、材料的基本性質(zhì)、氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、建筑砂漿、墻體材料、建筑鋼材、防水材料、建筑塑料及膠粘劑、常用建筑裝飾材料、絕熱材料與吸聲材料，以及常用建筑材料的性能試驗。全套可編輯PPT課件目錄建筑材料的技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)及選用建筑材料的發(fā)展趨勢Part

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3建筑材料的分類本課程的主要內(nèi)容及學(xué)習(xí)任務(wù)Part

4第一節(jié)建筑材料的技術(shù)

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3建筑材料的分類本課程的主要內(nèi)容及學(xué)習(xí)任務(wù)Part

4無機(jī)材料復(fù)合材料有機(jī)材料以無機(jī)物構(gòu)成的材料，具有無機(jī)物質(zhì)耐久性好等一系列特性。能夠克服單一材料的弱點，發(fā)揮復(fù)合后材料的綜合優(yōu)點，滿足當(dāng)代建筑工程對材料性能的要求。因此，復(fù)合材料目前已成為應(yīng)用最多的建筑工程材料。包括天然有機(jī)材料及人工合成有機(jī)材料，它們均是以有機(jī)物構(gòu)成的材料，具有有機(jī)物質(zhì)耐水性好等一系列特性。按材料的主要組成成分可將其分為無機(jī)材料、有機(jī)材料和復(fù)合材料。按建筑材料在建筑工程中的主要作用，可將其分為結(jié)構(gòu)材料和其他功能材料。其他功能材料：具有其他功能的材料，如防水材料、地面材料、飾面材料、絕熱材料、吸聲材料、衛(wèi)生工程材料及其他特殊材料等。功能材料的選擇與使用是否科學(xué)合理，往往決定了工程使用的可靠性、適用性和美觀效果。結(jié)構(gòu)材料：是指主要承受荷載作用的材料（如建筑物的基礎(chǔ)、柱、梁所用材料）。結(jié)構(gòu)材料的合格與否，是決定建筑工程結(jié)構(gòu)安全性和使用可靠性的關(guān)鍵。第二節(jié)建筑材料的技術(shù)

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4產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化是現(xiàn)代社會化大生產(chǎn)的產(chǎn)物，是組織現(xiàn)代化大生產(chǎn)的重要手段，也是科學(xué)管理的重要組成部分。目前我國絕大部分建筑材料均制定有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)單位按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)合理的產(chǎn)品，使用部門根據(jù)使用要求，參照標(biāo)準(zhǔn)量材選用即可。常見的標(biāo)準(zhǔn)，按等級高低依次為國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QB）、地方標(biāo)準(zhǔn)（又稱區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)，代號為“DB”）。其中，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是指對沒有國家標(biāo)準(zhǔn)而又需要在全國某個行業(yè)范圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)要求，行業(yè)不同，其行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)代號不同。如“YJ”表示冶金行業(yè)，“SH”表示石化行業(yè)等。此外，在部分材料的管理、貯運和使用方面，國家也規(guī)定了相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。只有按照這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作和使用，才能正確管理與使用好材料。選用原則為了使材料滿足設(shè)計所要求的技術(shù)性能、使用環(huán)境及使用條件，建筑材料在使用前，必須根據(jù)設(shè)計要求對其進(jìn)行驗證試驗，以檢驗其部分或全部技術(shù)指標(biāo)。只有這些技術(shù)指標(biāo)能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求時，才允許在工程中使用該材料。值得注意的是，當(dāng)代不少建筑材料的生產(chǎn)會對環(huán)境產(chǎn)生不良的影響，有些建筑材料在使用過程中會釋放有害氣體或產(chǎn)生“放射線”，從而影響人們的健康，所以在選用建筑材料時，應(yīng)盡量考慮采用“綠色建材”。在建筑造價中，材料費所占比例很大，一般在50%～60%以上。因此在選擇和使用建筑材料時，要根據(jù)建筑物的功能要求、材料在建筑物中的作用，及外界環(huán)境等因素，綜合考慮材料應(yīng)具備的性能，做到“材盡其能、物盡其用”。這就要求設(shè)計者不僅要具有豐富的建筑材料知識，還必須掌握常用建筑材料的性能和特點。如果設(shè)計人員對建筑材料知識缺乏了解或選材不當(dāng)，往往會給建筑工程帶來很大麻煩或浪費，甚至在建筑質(zhì)量、功能、效果上造成無可挽回的損失。第三節(jié)建筑材料的技術(shù)

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3建筑材料的分類本課程的主要內(nèi)容及學(xué)習(xí)任務(wù)Part

4為了提高建筑物的安全性、適用性、藝術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性及使用壽命，大力發(fā)展輕質(zhì)高強(qiáng)、高抗震性、高耐久性、高耐火性、高吸聲性、高抗?jié)B性和優(yōu)異裝飾性的高性能材料，已經(jīng)成為當(dāng)代建筑材料的一個重大發(fā)展趨勢。目前我國已經(jīng)成功研制出了高性能混凝土，并已經(jīng)成功應(yīng)用于建筑工程上。利用復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)多功能材料、特殊性材料，對于提高建筑材料的使用功能、經(jīng)濟(jì)性能及加快施工速度等有著十分重要的作用。大力發(fā)展綠色節(jié)能材料符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針，既滿足現(xiàn)代人安居樂業(yè)、健康長壽的需要，又不損害子孫后代對資源的需求。所謂“綠色節(jié)能建材”，通常是指采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，少用天然資源和能源，充分利用工業(yè)廢渣或城市固態(tài)廢棄物生產(chǎn)的無毒、無污染、有利用人體健康的建筑材料。建筑業(yè)不僅消耗大量的自然資源和能源，而且在拆除、裝修、改造、新建中還產(chǎn)生大量的建筑垃圾。因此，可循環(huán)材料、成品建材和高強(qiáng)建材將逐步普及化，土建裝修一體化、不必要的裝飾性構(gòu)件精簡化等問題將逐漸受到人們的重視。第四節(jié)建筑材料的技術(shù)

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3建筑材料的分類本課程的主要內(nèi)容及學(xué)習(xí)任務(wù)Part

4本課程是建筑工程專業(yè)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。通過學(xué)習(xí)本課程，使學(xué)生掌握有關(guān)建筑材料的基本理論和基礎(chǔ)知識，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及以后從事木工程建設(shè)，并在工作中認(rèn)識和正確使用材料打下堅實的基礎(chǔ)。根據(jù)本課程的特點與要求，本書重點介紹了當(dāng)前建筑工程中一些常用材料的基本性能，如水泥、石灰、瀝青等膠凝材料；磚、石等砌體材料；鋼材等結(jié)構(gòu)材料；水泥混凝土、瀝青混凝土、砂漿等現(xiàn)場配制材料。此外，還介紹了玻璃、陶瓷、塑料及其他有機(jī)高分子材料等功能材料。針對上述常用材料的主要技術(shù)性能，本書中還介紹了檢測這些技術(shù)性能指標(biāo)的試驗及質(zhì)量評定方法。本課程在理論學(xué)習(xí)方面，以熟悉常用建筑工程材料的性能、掌握常用材料的標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用為主要宗旨。為達(dá)到此目的，在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)了解某些重點材料的生產(chǎn)工藝原理，較清楚地認(rèn)識材料的組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及其與性能的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上應(yīng)能夠利用已掌握的理論知識對材料進(jìn)行分析，學(xué)會判斷材料的用途和使用方法。材料試驗是檢驗建筑工程材料性能和鑒別其質(zhì)量水平的主要手段，也是土木工程建設(shè)中質(zhì)量控制的重要措施。對于某些材料，在選用前往往需要經(jīng)驗證試驗，只有經(jīng)試驗確認(rèn)合格后，才能在實際工程中應(yīng)用，材料試驗檢驗工作貫穿于整個建筑工程過程。本課程中實驗課的主要任務(wù)，就是通過試驗操作，驗證有關(guān)材料的基本理論，增加感性認(rèn)識，熟悉試驗鑒定、檢驗和評定材料質(zhì)量的方法。通過實驗課，一方面加深學(xué)生對理論知識的理解，掌握材料基本性能的試驗檢驗和質(zhì)量評定方法，培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能；另一方面，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實事求是的工作作風(fēng)，為從事建筑工程實踐工作打下堅實的基礎(chǔ)。第二章材料的基本性質(zhì)建筑材料之目錄材料的力學(xué)性質(zhì)材料的耐久性Part

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3材料的物理性質(zhì)第一節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)材料的耐久性Part

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3材料的物理性質(zhì)1．密度、表觀密度和堆積密度由于材料在自然界中所處的環(huán)境、狀態(tài)等不同，它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、孔隙和空隙特征的分布情況也不同，從而導(dǎo)致材料單位體積的質(zhì)量在不同環(huán)境和狀態(tài)下存在一定差別，這些差別分別表現(xiàn)為密度、表觀密度和堆積密度，它們對材料的相關(guān)性質(zhì)及其工程應(yīng)用有著重要影響。2.1.1材料與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)1）密度材料密度的大小取決于組成該物質(zhì)的原子量和分子結(jié)構(gòu)，原子量越大，分子結(jié)構(gòu)越緊密，材料的密度就越大。密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量，用下式表示：式中

——材料的密度（g/cm3）；

——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g）；

——干燥材料在絕對密實狀態(tài)下的體積（cm3），簡稱絕對密實體積或?qū)嶓w積。提示：材料內(nèi)部的孔隙有開口孔隙（簡稱開孔）和閉口孔隙（簡稱閉孔）兩種。其中閉口孔隙是指彼此不連通，且與外界隔絕的孔隙，而開口孔隙是指彼此相通，且與外界相接觸的孔隙，如毛細(xì)孔。建筑材料中，除鋼材、玻璃等少數(shù)材料外，絕大多數(shù)材料內(nèi)部都有一些孔隙。在自然狀態(tài)下含孔隙材料的體積V0是由固體物質(zhì)的體積V（即絕對密實狀態(tài)下材料的體積）和孔隙體積V孔兩部分組成的，如圖2-1所示。圖2-1材料組成示意圖1—空隙；2—固體物質(zhì)利用材料的密度可以初步了解材料的品質(zhì)，并可用它進(jìn)行材料的孔隙率計算和混凝土配合比計算。那么，在測定這些含孔隙材料的密度時，需將其磨成細(xì)粉（粒徑小于0.2mm）以排除其內(nèi)部孔隙，經(jīng)干燥后用李氏密度瓶測定其絕對密實體積。材料磨得越細(xì)，被測材料孔隙排除得越充分，測得的絕對密實體積越接近絕對體積，所得到的密度值越精確。對于某些較為致密但形狀不規(guī)則的散粒材料，在測定其密度時，可以不必磨成細(xì)粉，而直接用排水法測其絕對體積的近似值（因顆粒內(nèi)部的閉口孔隙體積沒有排除），這時所求得的密度為視密度。混凝土所用砂、石等散粒狀材料，常按此方法測定它的視密度。即：式中

——材料的視密度（g/cm3）；

——材料的質(zhì)量（g）；

——材料的視體積（cm3），。2）表觀密度表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量，用下式表示：式中

——材料的表觀密度（g/cm3或kg/m3）；

——材料的質(zhì)量（g或kg）；

——材料在自然狀態(tài)下的體積（m3或cm3），簡稱自然體積或表觀體積，包括固體材料本身的體積和材料所含孔隙的體積，即

。表觀密度的大小與材料的含水程度有關(guān)。當(dāng)孔隙中含有水分時，其質(zhì)量和體積均有所變化。材料孔隙越多，表觀密度越小。因此在測定表觀密度時，需同時測定其含水率，并加以注明。若未注明其含水率，是指材料在絕對干燥狀態(tài)下的表觀密度。對于規(guī)則形狀的材料，可直接測量其外觀尺寸，并通過相關(guān)計算即可得到該材料的自然狀態(tài)體積

V0；對于形狀不規(guī)則材料，則需在材料表面涂蠟后（即封閉開口孔隙），再用排水法測定其自然狀態(tài)體積V0。工程上可以利用表觀密度推算材料用量，計算構(gòu)件自重，確定材料的堆放空間。3）堆積密度堆積密度是指散粒狀材料（如砂、石）或粉狀材料（如水泥），在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，用下式表示：式中

——材料的堆積密度（kg/m3）；

——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g）；

——材料的自然堆積體積，包括顆粒體積和顆粒間空隙的體積（如圖2-2所示），即

。圖2-2散粒材料堆積及體積示意圖1—固體物質(zhì)2—空隙3—孔隙測定散粒狀材料的堆積密度時，材料的質(zhì)量是指填充在一定容積的容器內(nèi)的材料質(zhì)量，其堆積體積是指所用容器的容積。材料的堆積密度取決于材料的表觀密度，以及測定時材料的裝運方式和疏密程度。松堆積方式測得的堆積密度值要明顯小于緊堆積時的測定值。工程中通常采用松散堆積密度來確定顆粒狀材料的堆放空間。2．材料的密實度與孔隙率1）密實度密實度是指材料體積內(nèi)固體物質(zhì)所充實的程度，也就是固體物質(zhì)的體積占總體積的百分率。密實度用下式表示：式中

D——材料的密實度（%）。2）孔隙率密實度D

和孔隙率

P是從不同角度反映材料的致密程度，它們的大小取決于材料的組成、結(jié)構(gòu)以及制造工藝，密實度與孔隙率的關(guān)系為：P+D=1。工程上一般常用孔隙率表示材料的致密程度?？紫堵适侵覆牧蟽?nèi)部孔隙體積占材料在自然狀態(tài)下總體積的百分率，用下式表示：式中

P——材料的孔隙率（%）。材料的許多工程性質(zhì)，如強(qiáng)度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性、導(dǎo)熱性、吸聲性等都與材料的孔隙有關(guān)。這些性質(zhì)不僅取決于孔隙率的大小，還與孔隙的形狀、分布、是否連通等構(gòu)造特征密切相關(guān)。材料內(nèi)部開口孔隙增多會使材料的吸水性、吸濕性、透水性、吸聲性提高，但是抗凍性和抗?jié)B性變差。材料內(nèi)部閉口孔隙增多會提高材料的保溫性能、隔熱性能和耐久性。建筑工程中，常用建筑材料的一些基本物理參數(shù)如表2-1所示。材

料密度（g/cm3）表觀密度（kg/m3）堆積密度（kg/m3）孔隙率（%）石灰?guī)r2.601800～2600——花崗巖2.60～2.902500～2800—0.5～3.0碎石（石灰?guī)r）2.60—1400～1700—砂2.60—1450～1650—黏土2.60—1600～1800—普通黏土磚2.50～2.801600～1800—20～40黏土空心磚2.501000～1400——表2-1常用建筑材料的密度、表觀密度、堆積密度和孔隙率材

料密度（g/cm3）表觀密度（kg/m3）堆積密度（kg/m3）孔隙率（%）水泥2.80～3.20—1200～1300—普通混凝土—2000～2800—5～20輕骨料混凝土—800～1900——木材1.55400～800—55～75鋼材7.857850—0泡沫塑料—20～50——玻璃2.552550—0續(xù)表2-11）填充率填充率是指顆粒或粉狀材料在堆積狀態(tài)下，顆粒體積占堆積總體積的百分率，用下式表示：式中

——材料的填充率（%）。3．材料的填充率與空隙率2）空隙率空隙率是指顆粒或粉狀材料在堆積狀態(tài)下，顆粒之間的空隙體積占堆積總體積的百分率，可用下式表示：式中

——材料的空隙率（%）。填充率和空隙率是從不同角度反映顆?；蚍蹱畈牧隙逊e的緊密程度，其關(guān)系為：P+D=1，一般工程上常用空隙率?？障堵试谂渲苹炷?xí)r可作為控制混凝土粗、細(xì)骨料的配料比例以及計算混凝土含砂率的依據(jù)。圖2-3材料的潤濕示意圖(a)親水性材料(b)憎水性材料2.1.2材料與水有關(guān)的性質(zhì)1．親水性與憎水性根據(jù)材料被水潤濕的程度，可將材料分為親水性與憎水性兩大類。親水性與憎水性可用潤濕角θ來表示，如圖2-3所示。潤濕角是指在材料、水、空氣3者的交點處，沿水滴表面的切線與水和材料接觸面之間的夾角。θ角越小，水分越容易被材料表面吸附，說明材料被水潤濕的程度越高，即材料親水性越好。2．吸水性材料在浸水狀態(tài)下吸收水分的能力稱為吸水性，其大小用吸水率表示。吸水率可用質(zhì)量吸水率和體積吸水率來表示。1）質(zhì)量吸水率材料吸水飽和時，其所吸收水分的質(zhì)量占材料干燥時質(zhì)量的百分率，按下式計算：式中

——材料的視密度（g/cm3）；

——材料的質(zhì)量（g）；

——材料的視體積（cm3），。2）體積吸水率材料吸水飽和時，吸入水分的體積占干燥材料自然體積的百分率，可按下式計算：式中

——材料的體積吸水率（%）；

——材料在吸水飽和時吸入水的體積（cm3）；

——干燥材料在自然狀態(tài)下的體積（cm3）；

——材料在干燥狀態(tài)下的表觀密度（g/cm3或kg/m3）。材料吸水率的大小不僅取決于材料本身是親水決于材料本身是親水性，還與材料孔隙率的大小及孔隙特征密切相關(guān)。如果材料是親水性的，且具有細(xì)小的開口孔，則孔隙率越大，材料的吸水性越強(qiáng)。質(zhì)量吸水率與體積吸水率的關(guān)系為：提示：水分的吸入往往會給材料帶來一系列不良影響，也會使材料的許多性質(zhì)發(fā)生改變，如體積膨脹，保溫性能下降，強(qiáng)度降低，抗凍性變差等。材料在潮濕的空氣中吸收水分的性質(zhì)，稱為吸濕性。吸濕性的大小用含水率來表示，其計算公式為：式中

——材料的含水率（%）；

——材料含水時的質(zhì)量（g）；

——材料烘干到恒重時的質(zhì)量（g）。材料含水率的大小不僅與材料自身的特性（如親水性、孔隙率和孔隙特征等）有關(guān)，還受周圍環(huán)境的影響，即隨溫度和濕度變化而改變。當(dāng)材料的含水率與環(huán)境濕度保持相對平衡時的含水率，稱為平衡含水率。3．吸濕性材料長期在飽和水作用下不破壞，強(qiáng)度也無顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性。材料的耐水性可按下式計算：式中

——材料的軟化系數(shù)；

——材料在飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（MPa）；

——材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（MPa）。軟化系數(shù)一般在0～1之間波動，其值越小，說明材料吸水飽和強(qiáng)度越低，材料的耐水性越差。鋼、玻璃、瀝青等材料的軟化系數(shù)基本為1。軟化系數(shù)大于0.80的材料，通常可認(rèn)為是耐水材料。對于經(jīng)常位于水中或處于潮濕環(huán)境中的重要建筑物，其所用材料的軟化系數(shù)不得低于0.85；對于受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)所用材料，軟化系數(shù)允許稍有降低，但不宜小于0.75。4．耐水性材料抵抗有壓力水或其他液體滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性（俗稱不透水性）?？?jié)B性的高低與材料的孔隙率及孔隙特征有關(guān)。絕對密實或具有封閉孔隙的材料，實際上是不透水的。材料的抗?jié)B性有兩種表示方法。5．抗?jié)B性1）滲透系數(shù)材料在壓力水作用下透過水量的多少遵守達(dá)西定律，即在一定時間內(nèi)，透過材料試件的水量與試件的滲水面積及水頭差成正比，與試件的厚度成反比，如圖2-4所示，用公式表示為：式中——滲透系數(shù)（cm/h）；

——滲水量（cm3）；

——滲水時間（h）；

——滲水面積（cm2）；

——靜水壓力水頭差（cm）；

——試件厚度（cm）。圖2-4材料透水示意圖2）抗?jié)B等級材料的抗?jié)B性也可用抗?jié)B等級P來表示。P值越大，材料的抗?jié)B性越好?；炷梁蜕皾{抗?jié)B性的好壞常用抗?jié)B等級表示，材料抗?jié)B性不僅與其親水性有關(guān)，更取決于材料的孔隙率及孔隙特征。孔隙率很小而且是封閉孔隙的材料具有較高的抗?jié)B性。6．抗凍性定義材料在吸水飽和狀態(tài)下，能夠經(jīng)受多次凍結(jié)和融化作用（凍融循環(huán)）而不破壞，同時強(qiáng)度也無顯著降低的性質(zhì)，稱為抗凍性。抗凍性的大小用抗凍等級F表示。抗凍等級用材料能經(jīng)受最大凍融循環(huán)的次數(shù)表示，如F15，F(xiàn)25，F(xiàn)50，F(xiàn)100等。介紹凍融循環(huán)對材料的破壞作用有兩方面，一方面是由材料內(nèi)部孔隙中的水在受凍結(jié)冰時體積膨脹而引起的，另一方面是在凍融循環(huán)過程中，材料內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力會導(dǎo)致內(nèi)部微裂紋的產(chǎn)生或加速微裂的擴(kuò)展。抗凍性好的材料，對于抵抗溫度變化、干濕交替等風(fēng)化作用的能力較強(qiáng)。因此，抗凍性常作為礦物材料抵抗大氣物理作用的一種耐久性指標(biāo)。對抗凍等級的選擇應(yīng)根據(jù)工程種類、結(jié)構(gòu)部位、使用條件、氣候條件等因素來決定。2.1.3材料與熱有關(guān)的性質(zhì)1．導(dǎo)熱性當(dāng)材料的兩面存在溫度差時，熱量從材料一面?zhèn)鲗?dǎo)至另一面的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性的大小用導(dǎo)熱系數(shù)

表示，傳導(dǎo)熱量的示意圖如圖2-5所示。材料傳導(dǎo)熱量的大小與材料兩側(cè)的溫度差、熱傳導(dǎo)面積和熱傳導(dǎo)時間成正比，與材料的厚度成反比，即：式中——導(dǎo)熱系數(shù)［］；——傳導(dǎo)的熱量（J）；

——熱傳導(dǎo)面積（m2）；

——材料厚度（m）；

——熱傳導(dǎo)時間（s）；

——材料兩側(cè)溫差（K）。圖2-5材料傳熱示意圖材料受潮或受凍后，導(dǎo)熱率會大大提高，這是由于水和冰的導(dǎo)熱系數(shù)比空氣的導(dǎo)熱系數(shù)高很多［

和

］。因此，在設(shè)計、構(gòu)造和施工時，應(yīng)采取有效措施，使絕熱材料經(jīng)常處于干燥狀態(tài)，以發(fā)揮材料的絕熱效能。由（2-15）可知，導(dǎo)熱系數(shù)越小，材料的導(dǎo)熱性越差。導(dǎo)熱系數(shù)在物理意義上表示單位厚度的材料，當(dāng)兩側(cè)溫差為1K時，在單位時間內(nèi)通過單位面積的熱量。各種建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)差別很大，大致在（泡沫塑料）至

（大理石）之間。通常將

的材料稱為絕熱材料。材料的導(dǎo)熱系數(shù)除了與材料的化學(xué)組成有關(guān)外，與材料內(nèi)部的孔隙構(gòu)造也有密切關(guān)系。由于密閉空氣的導(dǎo)熱系數(shù)很小［

］，所以一般來說，材料的孔隙率越大，其導(dǎo)熱系數(shù)越小。但如孔隙粗大或貫通，則會增加熱的對流作用，其材料的導(dǎo)熱系數(shù)反而大。2．熱容量材料在加熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質(zhì)稱為熱容量。熱容量的大小用比熱來表示。比熱在數(shù)值上等于1g材料，其溫度升高或降低1K時所吸收或放出的熱量，用下式表示：式中

——材料的比熱［

］；

——材料吸收或放出的熱量（J）；

——材料的質(zhì)量（g）；

——材料受熱或冷卻前后的溫度差（K）。材料的熱導(dǎo)系數(shù)和比熱是設(shè)計建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)、進(jìn)行熱工計算時的重要參數(shù)，選用熱導(dǎo)率小、比熱容大的材料可以節(jié)約能耗并長時間地保持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定。常見建筑材料的熱導(dǎo)系數(shù)和比熱如表2-2所示。材

料導(dǎo)熱系數(shù)

［W/（m·K）］比

熱

［J/（g·K）］材

料導(dǎo)熱系數(shù)

［W/（m·K）］比

熱

［J/（g·K）］建筑鋼材580.48黏土空心磚0.640.92花崗巖3.490.92松木0.17～0.352.51普通混凝土1.280.88泡沫塑料0.031.30水泥砂漿0.930.84冰2.202.05白灰砂漿0.810.84水0.604.19普通黏土磚0.810.84密閉空氣0.0251.00表2-2常用建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱指標(biāo)耐燃性是評定建筑物防火和耐火等級的重要因素。材料的燃燒性能有4種：A級材料——不燃性材料；B1級材料——難燃性材料；B2級材料——可燃性材料；B3級材料——易燃性材料。3．耐燃性與耐火性1）耐燃性《建筑內(nèi)部裝修設(shè)計防火規(guī)范》（GB50222—2001）給出了常用建筑裝飾材料的燃燒等級，如表2-3所示。2-3常用建筑裝飾材料的燃燒等級材料類別級別材料舉例各部位材料A花崗石、大理石、水磨石、水泥制品、混凝土制品、石膏板、石灰制品、黏土制品、玻璃、瓷磚、馬賽克、鋼鐵、鋁、銅合金等頂棚材料B1紙面石膏板、纖維石膏板、水泥刨花板、礦棉裝飾吸聲板、玻璃棉裝飾吸聲板、珍珠巖裝飾吸聲板、難燃膠合板、難燃中密度纖維板、巖棉裝飾板、難燃木材、鋁箔復(fù)合材料、難燃酚醛膠合板、鋁箔玻璃鋼復(fù)合材料等墻面材料B1紙面石膏板、纖維石膏板、水泥刨花板、礦棉板、玻璃棉板、珍珠巖板、難燃膠合板、難燃中密度纖維板、防火塑料裝飾板、難燃雙面刨花板、多彩涂料、難燃墻紙、難燃墻布、難燃仿花崗巖裝飾板、氯氧鎂水泥裝配式墻板、難燃玻璃鋼平板、PVC塑料護(hù)墻板、輕質(zhì)高強(qiáng)復(fù)合墻板、阻燃模壓木制復(fù)合板、彩色阻燃人造板、難燃玻璃鋼等B2各類天然木材、木制人造板、竹材、紙制裝飾板、裝飾微薄木貼面板、印刷木紋人造板、塑料貼面裝飾板、聚酯裝飾板、復(fù)塑裝飾板、塑纖板、膠合板、塑料壁紙、無紡貼墻布、墻布、復(fù)合壁紙、天然材料壁紙、人造革等材料類別級別材料舉例地面材料B1硬PVC塑料地板、水泥刨花板、水泥木絲板、氯丁橡膠地板等B2半硬質(zhì)PVC塑料地板、PVC卷材地板、木地板、氯綸地毯等裝飾織物B1經(jīng)阻燃處理的各類難燃織物等B2純毛裝飾布、純麻裝飾布、經(jīng)阻燃處理的其他織物等其他裝飾材料B1聚氯乙烯塑料、酚醛塑料、聚碳酸酯塑料、聚四氟乙烯塑料、脲醛塑料、硅樹脂塑料裝飾型材、經(jīng)阻燃處理的各類織物等B2經(jīng)阻燃處理的聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、玻璃鋼、化纖織物、木制品等續(xù)表2-3注①安裝在鋼龍骨上的紙面石膏板，可作為A級裝飾材料使用。

②當(dāng)膠合板表面涂覆一級飾面型防火涂料時，作為B1級裝飾材料使用。

③單位質(zhì)量小于300/m2的紙質(zhì)、布質(zhì)壁紙，當(dāng)直接粘貼在A級基材上時，可作為B1級裝飾材料使用。

④施涂于A級基材上的無機(jī)裝飾涂料，可作為A級裝飾涂料使用。施涂于A級基材上，濕涂覆比小于1.5kg/m2的有機(jī)裝飾涂料，可作為B1級裝飾材料使用；施涂于B1和B2級基材上時，應(yīng)連同基材一起通過實驗確定其燃燒等級。

⑤其他裝飾材料系指窗簾、帷幕、床罩、家具包布等。耐火性是指材料在火焰或高溫作用下保持其不破壞、性能無明顯下降的能力，常用耐火極限來表示。耐火極限是指按規(guī)定方法從材料受到火的作用起，直到材料失去支持能力、完整性被破壞或失去隔火作用止用的時間。耐火極限用時間（h）來表示。2）耐火性提示：耐燃性和耐火性的區(qū)別是，耐燃的材料不一定耐火，耐火的一般都耐燃。例如，金屬材料、玻璃等雖屬于耐燃性材料，但在高溫或火的作用下在短時間內(nèi)就會變形，甚至熔融，因而不屬于耐火材料；鋼材是耐燃材料，但其耐火極限僅有0.25h。

材料在燃燒時放出的煙氣和毒氣對人體危害極大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過火災(zāi)本身。因此，建筑內(nèi)部裝修時，應(yīng)盡量避免使用燃燒會釋放出大量濃煙和有毒氣體的裝飾材料。材料的力學(xué)性質(zhì)材料的耐久性Part

1Part

2Part

3材料的物理性質(zhì)2.2.1

強(qiáng)度材料在力（或荷載）的作用下抵抗破壞的能力稱為強(qiáng)度。材料的強(qiáng)度通常以材料受外力或荷載破壞時，單位面積上所承受力的大小來表示，單位為N/mm2，常用MPa表示，即1MPa=1N/mm2。材料的強(qiáng)度可用下式計算：式中

——材料的極限強(qiáng)度（MPa）；

——材料破壞時的最大荷載（N）；

——試件受力截面面積（mm2）。材料強(qiáng)度的大小不僅與材料內(nèi)部質(zhì)點間結(jié)合力的強(qiáng)弱有關(guān)，還與材料中存在的結(jié)構(gòu)缺陷有直接關(guān)系。成分相同的材料，其強(qiáng)度取決于孔隙率的大小。如圖2-6所示為混凝土抗壓強(qiáng)度與孔隙率的關(guān)系曲線，該曲線表明：當(dāng)孔隙率由12.4%增至15.2%時，抗壓強(qiáng)度由37.5MPa降至26MPa。其他材料（石灰?guī)r、燒土制品等）也存在類似的強(qiáng)度關(guān)系。1．影響材料強(qiáng)度的因素此外，材料的強(qiáng)度還與測試強(qiáng)度時的測試條件和測試方法等外部因素有關(guān)。為使測試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，并具有可比性，對于以強(qiáng)度為主要性質(zhì)的材料，必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)試驗方法進(jìn)行靜力強(qiáng)度測試，即將試件放在材料試驗機(jī)上，施加荷載直至破壞，然后根據(jù)破壞時的荷載，即可計算出材料的強(qiáng)度。圖2-6混凝土強(qiáng)度與孔隙率的關(guān)系2．材料強(qiáng)度的分類及強(qiáng)度等級強(qiáng)度類別（MPa）舉

例計算式附注抗壓強(qiáng)度

F——破壞時的最大荷載（N）A——試件的受荷面積（mm2）l——兩支點間的距離（mm）b——試件斷面寬度（mm）h——試件斷面高度（mm）抗拉強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度根據(jù)外力作用的方式不同，材料的強(qiáng)度可分為抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度，分別表示材料抵抗壓力、拉力、彎曲、剪力破壞的能力，其計算公式如表2-4所示。表2-4靜力強(qiáng)度的分類大部分建筑材料根據(jù)其抵抗外力的種類和大小不同，劃分為若干不同的強(qiáng)度等級。例如，水泥、石材、磚、混凝土、砂漿等脆性材料，它們在建筑物中主要承受壓力作用，故按抗壓強(qiáng)度劃分強(qiáng)度等級；建筑鋼材在建筑物中主要承受拉力作用，故建筑鋼材的鋼號主要按抗拉強(qiáng)度劃分。將建筑材料劃分為若干強(qiáng)度等級，對掌握材料性能，合理選用材料，正確進(jìn)行設(shè)計和控制工程質(zhì)量，是十分必要的。2．材料強(qiáng)度的分類及強(qiáng)度等級材

料表觀密度ρ0（kg/m3）抗壓強(qiáng)度fc（MPa）比強(qiáng)度低碳鋼78604150.53松木50034.30.69普通混凝土240029.40.012黏土磚1700100.006表2-5常見建筑材料的比強(qiáng)度為了便于對不同材料的強(qiáng)度進(jìn)行比較，常采用比強(qiáng)度這一指標(biāo)。比強(qiáng)度是按單位質(zhì)量計算的材料強(qiáng)度，其值等于材料的抗壓強(qiáng)度與其表觀密度之比，即。因此，比強(qiáng)度是衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)的一個重要指標(biāo)。表2-5所示為幾種常見建筑材料的比強(qiáng)度。2.2.2

彈性與塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形，外力取消后，材料變形即可消失，并能完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)稱為彈性。這種當(dāng)外力取消后瞬間即可完全消失的變形稱為彈性變形。明顯具有彈性變形的材料稱為彈性材料。材料的彈性變形曲線如圖2-7所示。材料的彈性變形與外力（荷載）成正比，比例常數(shù)量稱為彈性模量，它是衡量材料抵抗變形能力的指標(biāo)之一。彈性模量越大，材料越不易變形。圖2-7材料的彈性變形曲線實際上，純彈性與純塑性的材料都是不存在的。許多材料受力不大時，僅產(chǎn)生彈性變形，當(dāng)受力超過彈性極限之后，則產(chǎn)生塑性變形，如低碳鋼。有的材料在受力開始時，彈性變形和塑性變形同時產(chǎn)生，如果取消外力，則彈性變形可以恢復(fù)（消失）而塑性變形不消失，這種變形稱為彈塑性變形，如混凝土，其彈塑性變形曲線如圖2-8所示。圖2-8彈塑性材料變形曲線ab—可恢復(fù)的彈性變形

bO—不可恢復(fù)的塑性變形2.2.3

脆性和韌性當(dāng)材料受力到一定程度后突然破壞，但破壞前并無明顯塑性變形的性質(zhì)稱為脆性，具有這種破壞性質(zhì)的材料稱為脆性材料。脆性材料的特點是抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其抗拉強(qiáng)度，受力作用時塑性變形小，而且破壞時無任何征兆，具有突發(fā)性，主要適合于承受壓力靜載荷。建筑材料中的大部分無機(jī)非金屬材料均為脆性材料，如天然巖石、陶瓷、玻璃、磚、生鐵、普通混凝土等。韌性又稱沖擊韌性，是指材料在沖擊或振動荷載作用下能吸收較大能量，同時產(chǎn)生一定變形而不致破壞的性質(zhì)，具有這種性質(zhì)的材料稱為韌性材料。韌性材料的特點是塑性變形大，抗拉強(qiáng)度接近或高于抗壓強(qiáng)度，破壞前有明顯征兆，主要適合于承受拉力或動載荷，如木材、建筑鋼材、瀝青混凝土等均屬于韌性材料。對于路面、橋梁、吊車梁等需要承受沖擊荷載和有抗震要求的部件，其選用的材料應(yīng)具有較高的韌性。2.2.4

硬度及耐磨性硬度是材料抵抗較硬物體壓入或刻畫的能力。不同材料的硬度測定方法不同。木材、鋼材等韌性材料，用鋼球或鋼錐壓入的方法來測定其硬度；天然礦物等脆性材料可用刻畫法測定其硬度；混凝土用回彈法測定其硬度，并間接評價其強(qiáng)度。按刻畫法，礦物的硬度分為10級，等級由低到高依次為滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、正長石、石英、黃玉、剛玉、金剛石。一般來說，硬度大的材料，其強(qiáng)度和耐磨性高，但不易加工。耐磨性是指材料表面抵抗磨損的能力，用磨損率表示。磨損率用磨損前后單位表面的質(zhì)量損失來表示，其計算公式為：式中

——材料的磨損率（g/cm2）；

——分別為材料磨損前、后的質(zhì)量（g）。顯然質(zhì)量損失越大，材料的耐磨性越差。對于地面、路面、樓梯踏步等較易磨損的部位，應(yīng)選用具有較高耐磨性的材料。材料的力學(xué)性質(zhì)材料的耐久性Part

1Part

2Part

3材料的物理性質(zhì)1．材料經(jīng)受的環(huán)境作用耐久性是指材料在使用過程中抵抗各種自然因素及其他有害物質(zhì)長期作用能長久保持其原有性質(zhì)的能力。材料在建筑物和使用過程中，除受到各種外力作用外，還要長期受到使用因素和各種自然因素的破壞作用，這些破壞作用主要有物理作用、化學(xué)作用、受力作用和生物作用。實際工程中，材料往往受到多種破壞因素的同時作用。材料品質(zhì)不同，其耐久性的因素也不同。一般礦物材料，如石材、磚瓦、陶瓷、混凝土、砂漿等暴露在大氣中時，主要受大氣的物理作用；當(dāng)材料處于水位變化或水中時，還要受到環(huán)境的化學(xué)侵蝕作用。金屬材料在大氣中易遭銹蝕。木材及植物纖維材料，常因蟲蛀、腐朽而遭到破壞。瀝青及高分子材料在陽光、空氣及熱的作用下，會逐漸老化、變質(zhì)而破壞。由此可見，耐久性是材料的一種結(jié)合性質(zhì)，諸如抗凍性、抗風(fēng)化性、抗老化性、耐化學(xué)侵蝕性等均屬于耐久性的范疇。此外，材料的強(qiáng)度、抗?jié)B性、耐磨性等性能也與材料的耐久性有很大關(guān)系。對材料耐久性最準(zhǔn)確的判斷，是對其在使用條件下進(jìn)行長期的觀察和測定，但這需要很長時間。因此，一般情況下采用快速檢驗法來測定材料的耐久性，即模擬實際使用環(huán)境，將材料在實驗室進(jìn)行有關(guān)的快速試驗，并根據(jù)實驗結(jié)果對材料的耐久性作出判定。在實驗室進(jìn)行快速試驗的項目主要有：干濕循環(huán)、凍融循環(huán)、加濕與紫外線干燥循環(huán)、碳化、鹽溶液浸漬與干燥循環(huán)、化學(xué)介質(zhì)浸漬等。2．材料耐久性的測定為了提高材料的耐久性，可根據(jù)使用情況和材料的特點采取相應(yīng)的措施，如設(shè)法減輕大氣或周圍介質(zhì)對材料的破壞作用（如降低濕度、排除侵蝕性物質(zhì)等）；提高材料本身對外界作用的抵抗性（如提高材料的密實度、采用防腐措施等）；用其他材料保護(hù)主體材料免受破壞（如覆面、抺灰、油漆粉料等）。3．提高材料耐久性的方法第三章氣硬性膠凝材料建筑材料之膠凝材料無機(jī)膠凝材料機(jī)膠凝材料：瀝青、樹脂、橡膠等膠凝材料品種繁多，按化學(xué)成分不同可分為有機(jī)和無機(jī)兩大類。其中，無機(jī)膠凝材料按硬化條件不同又分為水硬性膠凝材料和氣硬性膠凝材料兩類。氣硬性膠凝材料硬性膠凝材料：各種水泥石膏石灰水玻璃鎂質(zhì)膠凝材料氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，并能在空氣中保持或繼續(xù)提高其強(qiáng)度，耐水性差，已硬化并具有強(qiáng)度的制品在水的長期作用下，強(qiáng)度會顯著下降以致破壞。水硬性膠凝材料是指材料與水拌和后的漿體不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化并保持或繼續(xù)提高其強(qiáng)度的膠凝材料，其耐水性強(qiáng)，如各種水泥。目錄石膏水玻璃Part

1Part

2Part

3石灰第一節(jié)石膏水玻璃Part

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2Part

3石灰3.1.1石灰的煅燒石灰是建筑上使用較早的礦物膠凝材料之一。建筑石灰主要有建筑生石灰、生石灰粉和消石灰等。由于石灰的原料來源廣泛，生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉，膠凝性好，至今仍在建筑中廣泛應(yīng)用。石灰是以碳酸鈣為主要成分的巖石（如石灰?guī)r、白云巖）為原料，在低于燒結(jié)溫度下煅燒而成的。此外，化工副產(chǎn)品也是石灰來源的一種常見途徑，如碳化鈣制取乙炔時產(chǎn)生的電石渣，其主要成分是氫氧化鈣，即消石灰，又稱熟石灰。煅燒溫度對石灰質(zhì)量有很大影響。溫度較低或溫度分布不均時，CaCO3不能完全分解，則產(chǎn)生不熟化的欠火石灰。欠火石灰的表觀密度大，CaO含量低，故欠火石灰降低了石灰的質(zhì)量等級和利用率。石灰石煅燒即可生成生石灰。煅燒時，石灰中的碳酸鈣分解，生成氧化鈣和二氧化碳，其化學(xué)反應(yīng)為：溫度過高或煅燒時間過長時，分解出的CaO與原料中的SiO2和Al2O3等雜質(zhì)熔結(jié)，產(chǎn)生熟化很慢的過火石灰。過火石灰如果用在工程上，其細(xì)小顆粒會在硬化的砂漿中吸收水分而發(fā)生水化反應(yīng)，使得體積膨脹，從而引起局部鼓泡或脫落，影響工程質(zhì)量。生石灰在熟化過程中，體積膨脹1～2.5倍并放出大量的熱量。熟化后的石灰稱為熟石灰或消石灰。生石灰在熟化時，根據(jù)加水方法和加水量不同，可將其制成石灰膏和消石灰粉。塊狀生石灰在使用前都要加水熟化，這種加水生成氫氧化鈣的過程稱為熟化或消解過程，其反應(yīng)式為：3.1.2生石灰熟化注意：石灰必須在充分熟化后方能使用，否則未熟化的石灰顆粒在使用后吸收空氣中的水分繼續(xù)熟化，因熟化時體積膨脹，會致使平整的墻面隆起、開裂或局部脫落。在化灰池中加入大量水，將生石灰熟化成石灰乳，熟化的氫氧化鈣經(jīng)網(wǎng)篩過濾（除渣）流入儲灰池，并在儲灰池中沉淀成膏狀材料，即為石灰膏。石灰膏可用來拌制砌筑砂漿和抹面砂漿。為保證石灰膏充分熟化，石灰膏必須在儲灰池中儲存一段時間，如表3-1所示。同時，石灰膏上方應(yīng)保留一層水，避免石灰膏與空氣直接接觸而導(dǎo)致碳化。1）制石灰膏名稱用法熟化期不得少于（d）名稱用法熟化期不得少于（d）石灰膏抹灰用15磨細(xì)

生石灰粉罩面用3砌筑用7砌筑用2表3-1制備石灰膏所需熟化期將生石灰淋適量水，以消解成氫氧化鈣，再經(jīng)磨細(xì)、篩分后得到的干粉稱為消石灰粉或熟石灰粉。消石灰粉也需要放置一段時間，待進(jìn)一步熟化后使用。由于其熟化未必充分，因此不宜直接用于拌制砂漿和灰漿。消石灰粉一般用于拌制灰土和三合土。2）制石灰粉干燥過程和結(jié)晶過程：石灰膏或漿體在干燥過程中，水分逐漸蒸發(fā)或被砌體吸收，氫氧化鈣從過飽和溶液中結(jié)晶析出，晶體顆粒相互靠攏粘緊形成結(jié)晶，石灰膏或漿體的強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)。石灰漿或石灰膏在空氣中逐漸硬化，其硬化是物理變化和化學(xué)反應(yīng)兩個過程同時作用的。3.1.3石灰的硬化碳化過程：石灰膏體表面的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成不溶于水的碳酸鈣結(jié)晶，并放出水分，其反應(yīng)為：空氣中二氧化碳的含量很低，因此石灰膏或漿體的碳化作用發(fā)生在與空氣接觸的表面，表面碳化生成的碳酸鈣結(jié)晶阻礙了二氧化碳的繼續(xù)深入，也影響了材料內(nèi)部水分的蒸發(fā)，所以石灰的碳化過程是十分緩慢的。在石灰的原料中，除主要成分碳酸鈣外，常含有碳酸鎂。煅燒過程中碳酸鎂分解成氧化鎂存在于石灰中。建筑生石灰按氧化鎂含量多少分為鈣質(zhì)石灰和鎂質(zhì)石灰，各種石灰中按二氧化碳含量、未消化殘渣含量及產(chǎn)漿量劃分為優(yōu)等品、一等品和合格品。各等級的技術(shù)指標(biāo)如表3-2所示。3.1.4建筑石灰的技術(shù)指標(biāo)項

目鈣質(zhì)生石灰粉鎂質(zhì)生石灰粉優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品CaO＋MgO含量

不小于（%）908580858075

未消化殘渣含量

（5mm圓孔篩余）

不大于（%）5101551015CO2不大于（%）5796810

產(chǎn)漿量不小于（L/kg）2.82.32.02.82.32.0表3-2建筑生石灰的技術(shù)指標(biāo)（摘自JC/T479—2013）建筑生石灰粉根據(jù)有效氧化鈣和有效氧化鎂含量、二氧化碳含量及細(xì)度，劃分為優(yōu)等品、一等品和合格品。各等級的技術(shù)指標(biāo)如表3-3所示。項

目鈣質(zhì)生石灰粉鎂質(zhì)生石灰粉優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品CaO＋MgO含量

不小于（%）858075807570CO2不大于（%）791181012細(xì)度0.9mm篩的篩余不大于（%）0.20.51.50.20.51.50.125mm篩的篩余不大?。?）7.012.018.07.012.018.0表3-3建筑生石灰粉的技術(shù)指標(biāo)（摘自JC/T480—1992）建筑消石灰粉根據(jù)有效氧化鈣和有效氧化鎂含量、游離水量、體積安定性及細(xì)度，劃分為優(yōu)等品、一等品和合格品。各等級的技術(shù)指標(biāo)如表3-4所示。項

目鈣質(zhì)消石灰粉鎂質(zhì)消石灰粉白云石消石灰粉優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品CaO＋MgO含量不小于（%）706560656055656055

游離水量（%）0.4～2

體積安定性合格—合格—合格—細(xì)度0.9mm篩的篩余不大于（%）000.5——0.5000.50.125mm篩的篩余不大?。?）31015—101531015表3-4建筑消石灰粉的技術(shù)指標(biāo)（摘自JC/T481—2013）生石灰的主要成分是氧化鈣，氧化鈣極易吸收空氣中的水分。因此，生石灰具有吸濕性強(qiáng)、熟化時放熱量大和熟化時體積膨脹大等特點。生石灰熟化為熟石灰時生成顆粒極細(xì)的呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣，且表面吸附一層水膜，因此，用熟石灰制成的石灰砂漿具有良好的保水性和可塑性。在水泥砂漿中摻入石灰漿，可使砂漿的可塑性顯著提高。此外，熟石灰還具有凝結(jié)硬化慢、強(qiáng)度低、耐水性差和干燥收縮大等特點。3.1.5石灰的特點、儲存及應(yīng)用1．石灰的特點鑒于生石灰具有上述特點，因此在運輸或儲存生石灰時，應(yīng)避免受潮和混入雜物。石灰的保質(zhì)期為一個月，用不完時應(yīng)將其制成石灰膏儲存，或在上面覆蓋砂土使其與空氣隔絕，以防硬化。儲存時，石灰膏上應(yīng)保留一層水，以避免石灰膏與空氣接觸而導(dǎo)致碳化。2．石灰的儲存方法石灰具有良好的可塑性和黏結(jié)性，常用于配制石灰砂漿、水泥石灰混合砂漿等，應(yīng)用于建筑物的砌筑和抺灰工程。若在石灰中摻加大量水，可配制成石灰乳，用于粉刷墻面。若在石灰乳中摻加各種色彩的耐堿顏料，即成彩色的粉刷罩面原料。3．石灰的儲存方法1）拌制砂漿和石灰乳石灰在建筑工程中的應(yīng)用范圍很廣，常作以下幾種用途。灰土是由熟石灰與黏性土按一定比例拌和均勻并夯實而成的，常用的有二八灰土和三七灰土（按體積比）。將石灰、黏土與砂石、碎磚或爐渣等填料按一定比例混合均勻并夯實，可拌成三合土或碎磚三合土。灰土和三合土應(yīng)用歷史悠久，造價低廉，操作簡單，可就地取材，其耐水性和強(qiáng)度均優(yōu)于純石灰膏，因此大量應(yīng)用于建筑物的地基基礎(chǔ)、地面、道路等墊層。2）拌制灰土（石灰土）和三合土石灰是生產(chǎn)灰砂磚、蒸養(yǎng)粉煤灰磚、粉煤灰砌塊或板材等硅酸鹽建筑制品的主要原料，也是生產(chǎn)石灰礦渣水泥、石灰火山灰質(zhì)水泥等無熟料水泥的主要原料。3）硅酸鹽建筑制品在磨細(xì)的生石灰中摻加30%～40%的短玻璃纖維、植物纖維、石灰石骨料等，加水?dāng)嚢?，振動成型后，利用石灰窯的廢氣碳化而成的空心板，即為碳化石灰板。碳化石灰板能鋸割和打孔，宜用作非承重內(nèi)隔墻板、天花板等。4）碳化石灰板石膏水玻璃Part

1Part

2Part

3石灰3.2.1

建筑石膏的生產(chǎn)建筑石膏及其制品在質(zhì)輕、防火、隔音、絕熱等方面，均比建筑石灰優(yōu)越。我國石膏資源極其豐富，分布較廣，其生產(chǎn)工藝簡單，是一種有悠久歷史的古老的膠凝材料，而且也是一種很有發(fā)展前景的新型建筑材料。自然界中的石膏以兩種穩(wěn)定形態(tài)存在于石膏礦中：一種是天然二水石膏（

），也稱軟石膏，另一種是天然無水石膏（），也稱生石膏或硬石膏。此外，以硫酸鈣為主要成分的工業(yè)副產(chǎn)品及廢渣中，也存在可作為建筑材料原料的化學(xué)石膏。當(dāng)溫度升高至170～200℃時，石膏繼續(xù)脫水，成為可溶性硬石膏，與水調(diào)和后仍能很快凝結(jié)硬化；當(dāng)溫度升高至400℃，石膏完全失去水分，生成失去凝結(jié)硬化能力的不溶性硬石膏，俗稱“僵燒石膏”；當(dāng)溫度高于800℃時，部分石膏分解出氧化鈣，變成耐水性、耐磨性和強(qiáng)度較高的高溫煅燒石膏；當(dāng)溫度高于1600℃時，石膏全部分解為石灰。二水石膏在加熱時隨溫度和壓力條件不同，所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性能均不同。當(dāng)溫度為65～75℃時，二水石膏開始脫水；當(dāng)溫度升至107～170℃時，脫去部分結(jié)晶水，得到b型半水石膏（），其反應(yīng)為：提示：將半水石膏磨細(xì)即為建筑石膏。建筑石膏雜質(zhì)含量小，顏色潔白。建筑石膏極易溶于水，加水后很快達(dá)到飽和溶液而分解出溶解度低的二水石膏膠體，其反應(yīng)為：3.2.2

建筑石膏的凝結(jié)與硬化半水石膏加水后首先進(jìn)行的是溶解。由于二水石膏的溶解度比半水石膏的溶解度小，所以二水石膏不斷從過飽和溶液中析出。由于溶液中有二水石膏析出，破壞了原有半水石膏的平衡濃度，這時半水石膏會進(jìn)一步溶解。如此不斷進(jìn)行半水石膏的溶解和二水石膏的析出，隨著析出的二水石膏膠體不斷增多，石膏失去了塑性，開始凝結(jié)。凝結(jié)時，膠體之間的摩擦力和黏結(jié)力逐漸增大，石膏強(qiáng)度也隨之增加，最后成為堅硬的固體。由此可見，石膏的凝結(jié)硬化是一個連續(xù)的溶解、水化、凝結(jié)、結(jié)晶的過程。建筑石膏呈白色粉末狀，密度為2.5～2.75g/cm3，松散堆積密度為800～1000kg/m3，緊密堆積密度為1250～1450kg/m3，按2h抗折強(qiáng)度可將其分為3.0、2.0和1.6三個等級。建筑石膏的物理力學(xué)性能應(yīng)符合表3-5中的要求。3.2.3

建筑石膏的技術(shù)性能等

級細(xì)度

（0.2mm方孔篩篩余，%）凝結(jié)時間（min）2h強(qiáng)度（MPa）初

凝終

凝抗

折抗

壓3.0≤10≥3≤30≥3.0≥6.02.0≥2.0≥4.01.6≥1.6≥3.0表3-5建筑石膏的物理力學(xué)性能（摘自GB/T9776—2008）3.2.4

建筑石膏的特點及儲運2硬化后體積微膨脹：石膏與大多數(shù)膠凝材料不同，石膏硬化后體積膨脹，其膨脹率約1%。這一特性使石膏制品在硬化過程中不會產(chǎn)生裂縫，常用于制作建筑藝術(shù)配件及建筑裝飾制品等。1凝結(jié)、硬化快：建筑石膏是一種凝結(jié)、硬化快的膠凝材料。在常溫下，石膏完成水化的時間為5～15min。石膏水化速度越快，則漿體凝結(jié)、硬化的速度也越快。3孔隙率大、強(qiáng)度較低：為使石膏具有必要的可塑性，通常加水量比理論需水量多得多，硬化后由于多余水分的蒸發(fā)，石膏內(nèi)部的孔隙率很大，因而保溫、隔熱、吸聲性能較好，可做成輕質(zhì)隔板。知識鏈接：在實際應(yīng)用時，為了施工操作需要，往往需要向石膏漿體中摻加緩凝劑（如硼砂、亞硫酸鹽酒精廢液等），以降低其凝結(jié)和硬化速度。5耐水性差：由于建筑石膏硬化后孔隙率較大，二水石膏又微溶于水，具有很強(qiáng)的吸濕性和吸水性，因此，石膏及石膏制品的耐水性較差，不宜用于潮濕環(huán)境中。4防火性好：由于硬化的石膏中結(jié)晶水含量較多，遇火時，這些結(jié)晶水吸收熱量蒸發(fā)形成蒸汽幕，從而阻止火勢蔓延。建筑石膏不宜長期在65℃以上的高溫部位使用，以免二水石膏緩慢脫水，強(qiáng)度降低。6調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度和溫度：建筑石膏的熱容量大，吸濕性強(qiáng)，故能調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度，保證室內(nèi)“小氣候”的均衡狀態(tài)。7可裝飾性：石膏呈白色，可裝飾干燥環(huán)境的室內(nèi)墻面或頂棚，但受潮后顏色變黃，會失去裝飾性。鑒于建筑石膏具有上述特點，因此石膏在運輸、儲存時不得受潮和混入雜物；不同等級的石膏應(yīng)分別儲運，不得混雜。石膏自生產(chǎn)日算起，儲存期為三個月。三個月后需要重新進(jìn)行質(zhì)量檢驗，以確定等級。3.2.5

石膏及其制品的應(yīng)用與石灰相比，建筑石膏更加潔白、美觀，且價格也較石灰高些。建筑工程中，建筑石膏主要有室內(nèi)抹灰及粉刷、制作石膏板、制作建筑裝飾制品（如石膏裝飾板、燈盤、門窗拱眉等）等3方面用途。我國目前生產(chǎn)的石膏板主要有以下幾種。普通紙面石膏板是以建筑石膏為主要原料，摻入少量纖維和外加劑構(gòu)成芯材，并與護(hù)面紙牢固地結(jié)合在一起的建筑板材。護(hù)面紙主要起提高板材抗彎和抗沖擊的作用。普通紙面石膏板具有質(zhì)輕、保溫、防火、吸聲、抗沖擊、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度等性能，可鋸、可釘、可鉆或用以石膏為基材的膠粘劑黏結(jié)，主要用于內(nèi)墻、隔墻、頂棚等處。1）普通紙面石膏板裝飾石膏板是以建筑石膏為主要原料，摻入適量纖維增強(qiáng)材料和膠料，經(jīng)加水?dāng)嚢?、澆注而成的不帶護(hù)面紙的板材。裝飾板有平板、多孔板、花紋板、浮雕板等多種，尺寸精準(zhǔn)、線條清晰、顏色鮮艷。使用時不須作飾面處理，主要用于賓館、商場、音樂廳、會議室、幼兒園等公共建筑的墻面和吊頂。2）裝飾石膏板石膏空心條板的孔洞率為30%～40%，孔數(shù)7～9，孔間距離大于21mm，孔與板面間厚度大于11mm。石膏空心條板是以建筑石膏為主要原料，加入纖維材料（如無堿玻璃纖維）或輕質(zhì)填料，以提高板的抗折強(qiáng)度并減輕板的重量。這種板不用紙、不用黏結(jié)劑，強(qiáng)度高、工藝簡單，且安裝時也不用龍骨，是一種具有發(fā)展前景的輕板，主要用于隔墻板。3）石膏空心條板吸聲用穿孔石膏板是以穿孔裝飾石膏板為基板，與吸聲材料或背覆透氣性材料組合而成的石膏板，主要用于音樂廳、會議室以及對音質(zhì)要求較高或?qū)υ肼曄拗戚^嚴(yán)的場所，可作吊頂、墻面等的吸聲裝飾材料。使用時，應(yīng)根據(jù)建筑物的用途、功能及室內(nèi)濕度大小，選擇不同的基板。如干燥環(huán)境可選用普通基板，潮濕環(huán)境應(yīng)選用防潮基板或耐水基板，防火等級要求高的應(yīng)選用耐火基板。飾面不再處理的，其基板應(yīng)選裝飾石膏板；飾面需進(jìn)一步處理的，其基板可選用紙面石膏板。4）吸聲用穿孔石膏板耐水紙面石膏板是以建筑石膏為主要原料，摻入適量耐水外加劑構(gòu)成芯材，并與耐水的護(hù)面紙牢固黏結(jié)在一起的輕質(zhì)建筑板材。耐水紙面石膏板主要用于廚房、衛(wèi)生間等潮濕環(huán)境的裝飾，其表面需進(jìn)行飾面處理。5）耐水紙面石膏板耐火紙面石膏板是以建筑石膏為主，摻入適量無機(jī)耐火纖維增強(qiáng)材料構(gòu)成芯材，并與護(hù)面紙牢固黏結(jié)在一起的耐火輕質(zhì)建筑板材。耐火紙面石膏板主要用作防火等級要求高的建筑物的裝飾材料，如影劇院、體育館、幼兒園、商場、娛樂場所及其通道、樓梯間、電梯間等的吊頂、墻面和隔斷。石膏制品屬綠色環(huán)保建材產(chǎn)品，具有無污染、不老化、對人體無害等優(yōu)點。隨著以人為本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境戰(zhàn)略的實施，具有綠色環(huán)保功能的非金屬礦物材料具有廣闊的發(fā)展空間。6）耐火紙面石膏板石膏水玻璃Part

1Part

2Part

3石灰水玻璃是一種建筑膠凝材料，常用來配置水玻璃膠泥、水玻璃砂漿、水玻璃混凝土，也可使用水玻璃配制涂料。水玻璃在防酸工程和耐熱工程中的應(yīng)用甚為廣泛。水玻璃俗稱泡花堿，是由堿金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成的一種能溶于水的金屬硅酸鹽物質(zhì)。建筑工程中常用的水玻璃是硅酸鈉（Na2O·nSiO2）水溶液。3.3.1水玻璃的生產(chǎn)水玻璃（Na2O·nSiO2）中的n為水玻璃模數(shù)，即二氧化硅與氧化鈉的摩爾數(shù)比。水玻璃溶解的難易程度與其模數(shù)n的大小有關(guān)。n值越大，水玻璃的黏度越大，黏結(jié)能力愈強(qiáng)，越難溶解，但較易分解和硬化。水玻璃的主要原料是石英砂、純堿或含硫酸鈉的原料。將原料磨細(xì)，按一定比例配合，在玻璃熔爐內(nèi)加熱至1300～1400℃時熔融而生成硅酸鈉，冷卻后即為固態(tài)水玻璃，其反應(yīng)式為：固態(tài)水玻璃在水中加熱，溶解為液態(tài)水玻璃。液體水玻璃常因含雜質(zhì)而呈青灰色、綠色或微黃色，以無色透明的液體水玻璃為最好。液體水玻璃可以與水按任意比例混合。使用時仍可加水稀釋。在液體水玻璃中加入尿素，可在不改變其黏度的條件下提高黏結(jié)力。將液體水玻璃和氯化鈣溶液輪流交替灌入地層，反應(yīng)生成的硅酸凝膠將土壤顆粒包裹并填實其空隙。硅酸膠體為一種吸水膨脹的漿狀凝膠，因吸收地下水而經(jīng)常處于膨脹狀態(tài)，是加固建筑地基的一種灌漿材料。2．加固地基3．配制快凝防水劑以水玻璃為基料，加入兩種、三種或四種礬可配制成二礬、三礬或四礬快凝防水劑。這種防水劑凝結(jié)迅速，一般不超過1min。鑒于它的速凝性和粘附性，工程上常將其摻入水泥漿、砂漿或混凝土中做修補(bǔ)、堵漏、搶修、表面處理之用。水玻璃的耐熱性良好，能長期承受高溫作用而強(qiáng)度并不降低。以水玻璃為膠凝材料，與耐熱骨料等可配制耐熱砂漿和耐熱混凝土，可承受1200℃以下的溫度。4．配制耐熱砂漿、耐熱混凝土5．耐酸砂漿、耐酸混凝土水玻璃是一種耐酸材料，以水玻璃為膠凝材料，與耐酸骨料等可配制用于耐酸工程的耐酸砂漿和耐酸混凝土。另外，水玻璃能加速水泥的凝結(jié)和硬化，可作為水泥的促凝劑。將液體水玻璃與耐火填料等調(diào)成糊狀的防火漆，涂于木材表面，可抵抗瞬間火焰。第四章水泥建筑材料之水泥按性質(zhì)和用途不同，可分為通用水泥、專用水泥和特性水泥；按其礦物組成不同，可分為硅酸鹽類水泥、鋁酸鹽類水泥、硫鋁酸鹽類水泥、鐵鋁酸鹽類水泥、氟鋁酸鹽類水泥等。本章主要講解硅酸鹽水泥的主要成分、水化、凝結(jié)硬化、主要技術(shù)要求、特性、腐蝕及應(yīng)用等內(nèi)容，各種混合材料的硅酸鹽水泥的技術(shù)要求、性能和應(yīng)用場合，以及水泥的驗收、運輸及儲存等。目錄硅酸鹽水泥摻混合材料的硅酸鹽水泥Part

1Part

2Part

3通用硅酸鹽水泥

概述其他品種水泥Part

4水泥的驗收、運輸與儲存Part

5硅酸鹽水泥摻混合材料的硅酸鹽水泥Part1Part

2Part

3通用硅酸鹽水泥

概述其他品種水泥Part

4水泥的驗收、運輸與儲存Part

54.1.1通用硅酸鹽水泥的種類和代號根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）的規(guī)定，通用硅酸鹽水泥是以硅酸鹽水泥熟料、適量石膏和規(guī)定混合材料制成的水硬性膠凝材料?！锻ㄓ霉杷猁}水泥》（GB175—2007）規(guī)定，通用硅酸鹽水泥按混合材料的品種和摻量不同，可分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥，各品種水泥的組分和代號應(yīng)符合表4-1中的規(guī)定。品

種代

號組

分（%）熟料＋石膏粒化高爐礦渣火山灰質(zhì)

混合材料粉煤灰石灰石硅酸鹽水泥P·I100————P·Ⅱ≥95≤5———≥95———≤5普通硅酸鹽水泥P·O≥80且＜95＞5且≤20—普通硅酸鹽水泥P·O礦渣硅酸鹽水泥P·S·A≥50且＜80＞20且≤50———P·S·B≥30且＜50＞50且≤70———火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥P·P≥60且＜80—＞20且≤40——粉煤灰硅酸鹽水泥P·F≥60且＜80——＞20且≤40—復(fù)合硅酸鹽水泥P·C≥50且＜80＞20且≤50表4-1通用硅酸鹽水泥的組分和代號通用硅酸鹽水泥的生產(chǎn)過程為：將原料按一定比例混合磨細(xì)并調(diào)配均勻，制得具有適當(dāng)化學(xué)成分的生料（制備生料），再將生料在水泥窯中經(jīng)過1400～1450℃的高溫煅燒至部分熔融，冷卻后得到硅酸鹽水泥熟料（煅燒生料），最后將煅燒好的熟料、適量石膏，以及?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)混合材料等混合材料共同磨細(xì)，即得水泥成品（粉磨水泥）。4.1.2通用硅酸鹽水泥的生產(chǎn)水泥的生產(chǎn)過程可概括為“兩磨一燒”，即磨細(xì)生料、磨細(xì)熟料、生料煅燒成熟料。通用硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝流程如圖4-1所示。圖4-1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝硅酸鹽水泥石灰?guī)r黏土鐵礦粉按比例混合磨細(xì)生料1450℃煅燒熟料石膏混合材料磨細(xì)由圖4-1可知，通用硅酸鹽水泥的生料主要是由石灰質(zhì)原料和黏土質(zhì)原料兩大類組成。其中，石灰質(zhì)原料主要提供氧化鈣（CaO），常用的石灰質(zhì)原料有石灰?guī)r、凝灰?guī)r、白堊、貝殼等；黏土質(zhì)原料主要提供氧化硅（SiO2）、氧化鋁（Al2O3）及少量的氧化鐵（Fe2O3），常用的黏土質(zhì)原料有黏土、黃土、頁巖、泥巖等。

此外，為了調(diào)節(jié)生料各物體間的化學(xué)成分，還需要加入輔助性的硅質(zhì)校正原料、鋁質(zhì)校正原料或鐵質(zhì)校正原料。例如，原料中Fe2O3含量不足時可加入鐵質(zhì)校正原料，如黃鐵礦渣、鐵礦粉等；硅質(zhì)校正原料主要補(bǔ)充SiO2，可采用砂巖、粉砂巖等。石灰?guī)r、黏土和鐵礦粉生料在煅燒過程中會分解出CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3，在高溫下會形成以硅酸鈣為主的熟料礦物。硅酸鹽水泥的主要礦物組成及其含量如表4-2所示。4.1.3通用硅酸鹽水泥熟料的主要礦物組成主要礦物組成簡

式含

量密

度硅酸三鈣（3CaO·SiO2）C3S37%～60%3.25g/cm3硅酸二鈣（2CaO·SiO2）C2S15%～37%3.28g/cm3鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）C3A7%～15%3.04g/cm3鐵鋁酸四鈣（4CaO·Al2O3·Fe2O3）C4AF10%～18%3.77g/cm3表4-2硅酸鹽水泥的主要礦物組成及其含量表4-2所示硅酸鹽水泥熟料的4種礦物中，前兩種稱為硅酸鹽礦物，一般占總量的75%～82%；后兩種稱為熔劑礦物，一般占總量的18%～25%。除了這些主要礦物外，硅酸鹽水泥中還含有少量的游離氧化鈣、游離氧化鎂和堿等。水泥的技術(shù)性能，主要是由水泥熟料中的主要礦物水化作用的結(jié)果。水泥熟料中，這4種主要礦物單獨與水作用時所表現(xiàn)出的基本特性如表4-3所示。礦物名稱C3SC2SC3AC4AF凝結(jié)硬化速度快慢最快快水化放熱量大小最大中強(qiáng)

度高早期低、后期高最低中耐化學(xué)腐蝕性差好最差中表4-3硅酸鹽水泥熟料礦物的基本特性從表4-3中可以看出，不同熟料礦物單獨與水作用時所表現(xiàn)的性能是不同的。水泥熟料由多種不同特性的礦物組成，當(dāng)改變熟料中礦物組成的相對含量時，水泥的技術(shù)性能也會發(fā)生變化。例如：提高熟料中C2S的含量，降低C3A和C3S的含量，就可以使水泥具有較低的水化熱；提高熟料中C3S的含量，就可以使水泥的強(qiáng)度提高。硅酸鹽水泥摻混合材料的硅酸鹽水泥Part

1Part

2Part

3通用硅酸鹽水泥

概述其他品種水泥Part

4水泥的驗收、運輸與儲存Part

5國家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）規(guī)定，凡由硅酸鹽水泥熟料、0～5%石灰石或?；郀t礦渣，以及適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥（即為國外通稱的波特蘭水泥）。硅酸鹽水泥分為兩種，不摻入混合材料的稱為I型硅酸鹽水泥，代號為P·I；在硅酸鹽水泥粉磨時，摻入不超過水泥質(zhì)量5%的石灰石或粒化高爐礦渣混合材料的稱為Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號為P·Ⅱ。4.2.1

硅酸鹽水泥的水化和凝結(jié)硬化硅酸鹽水泥與水接觸后，熟料中的各種礦物立即與水發(fā)生水化作用，生成新的水化產(chǎn)物并放出一定熱量，熟料中的4種主要礦物與水的反應(yīng)如下：1．硅酸鹽水泥熟料的水化上式反映中，兩種硅酸鈣的水化反應(yīng)非常相似，不同的是氫氧化鈣的生成量、水化熱和水化反應(yīng)速度存在差別，它們的主要產(chǎn)物水化硅酸三鈣幾乎不溶于水。盡管水化硅酸三鈣膠凝的尺寸非常小，但卻是水泥強(qiáng)度的最重貢獻(xiàn)者。此外，純熟料磨細(xì)加水后，凝結(jié)時間很短，不便使用。為了調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間，熟料磨細(xì)時摻有適量（3%左右）石膏，這些石膏與部分水化鋁酸三鈣反應(yīng)，生成難溶于水的水化硫鋁酸鈣，并覆蓋在未水化的鋁酸三鈣周圍，從而阻止其繼續(xù)快速水化，其反應(yīng)為：當(dāng)石膏耗盡時，水中未水化的鋁酸三鈣會與鈣礬石作用生成低硫型的水化硫鋁酸鈣，其反應(yīng)為：綜上所述，硅酸鹽水泥水化生成的主要水化產(chǎn)物有：水化硅酸鈣凝膠C—H—S（非化學(xué)計量表示）、氫氧化鈣、水化鋁酸鈣凝膠或晶體、水化鐵酸鈣凝膠。在充分水化的水泥石中，C—H—S凝膠約占70%，氫氧化鈣約占20%，鈣礬石和低硫型水化硫鋁酸鈣約占7%。關(guān)于水泥凝結(jié)硬化理論至今仍在不斷完善。下面以硅酸鹽水泥為例，來講解水泥凝結(jié)和硬化的一般過程。水泥加水拌和后，水泥顆粒分散于水中，成為水泥漿體，如圖4-2（a）所示。此時，水泥顆粒表面與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成的水化產(chǎn)物聚集在顆粒表面，并形成凝膠薄膜，如圖4-2（b）所示。隨著熟料礦物水化的不斷進(jìn)行，水化產(chǎn)物逐漸增多，顆粒之間水分減少，顆粒相互接觸，水泥漿黏度增加，漸漸失去可塑性而出現(xiàn)凝結(jié)現(xiàn)象，如圖4-2（c）所示。隨著水泥水化的不斷進(jìn)行，水泥漿逐漸硬化，隨著水化硅酸鈣凝膠不斷增多，并填充了硬化水泥石的毛細(xì)孔，使毛細(xì)孔越來越少，密實度增加而產(chǎn)生強(qiáng)度，如圖4-2（d）所示。2．硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化（a）

（b）

（c）

（d）1—未水化水泥顆粒2—膠凝粒子3—Ca（OH）2等晶體4—毛細(xì)孔（毛細(xì)孔水）圖4-2水泥凝結(jié)硬化過程示意圖由此可見，水泥的水化和硬化是一個連續(xù)過程，而凝結(jié)和硬化又是這一過程的不同階段。其中，凝結(jié)標(biāo)志著水泥漿失去流動性而具有一定塑性強(qiáng)度，硬化則表示水泥漿固化后所建立的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有一定機(jī)械強(qiáng)度。硬化后的水泥石是由水泥凝膠、未完全水化的水泥顆粒、毛細(xì)孔（含毛細(xì)孔水）等組成的。3．影響硅酸鹽水泥凝結(jié)和硬化的因素綜上所述，水泥的凝結(jié)和硬化，除了與水泥熟料中的礦物組成有關(guān)外，還與水泥的細(xì)度、石膏的摻量、溫度、濕度、硬化時間及水灰比等有關(guān)。下面介紹溫度、濕度、水灰比。溫度：一般情況下，提高溫度可以加速硅酸鹽水泥的早期水化，使早期強(qiáng)度能較快發(fā)展，但后期強(qiáng)度反而可能會降低。在較低溫度下進(jìn)行水化，雖然凝結(jié)硬化慢，但水化產(chǎn)物比較致密，可以獲得較高的最終強(qiáng)度。但當(dāng)溫度低于0℃時，水泥強(qiáng)度不僅不增長