建筑材料的定義與分類

1、.建筑材料的定義與分類1. 建筑材料的定義建筑中所應(yīng)用的各種材料的總稱。包括：（1）構(gòu)成建筑物本省的材料，如鋼材，木材，水泥，石灰，砂石等。（2） 施工過程中所用的材料，如鋼，木模板，腳手架等。 （3）各種建筑器材，如給排水設(shè)備，采暖通風(fēng)設(shè)備，空調(diào)，電器等 。2. 建筑材料的分類（1）按化學(xué)成分分類分類實(shí)例無機(jī)材料金屬材料黑色金屬普通鋼材，非合金鋼，低合金鋼，合金鋼有色金屬鋁，鋁合金，銅及其合金非金屬材料天然石材毛石，料石，石板材，碎石燒土制品燒結(jié)磚，瓦，陶器玻璃及熔融制品玻璃，玻璃棉，巖棉膠凝材料氣硬性： 石灰，石膏，水玻璃水硬性： 各類水泥混凝土類砂漿，混凝土，硅酸鹽制品有機(jī)材料植物質(zhì)材料

2、木材，竹板，植物纖維及其制品合成高分子材料塑料，橡膠，膠凝劑，有機(jī)涂料瀝青材料石油瀝青，瀝青制品復(fù)合材料金屬-非金屬?gòu)?fù)合港及混凝土，預(yù)應(yīng)力混凝土非金屬-有機(jī)復(fù)合瀝青混凝土，聚合物混凝土（2）按使用功能分類分類定義實(shí)例建筑結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成基礎(chǔ)，柱，梁，板等承重結(jié)構(gòu)的材料磚，適才，鋼材，鋼筋混凝土墻體材料構(gòu)成建筑物內(nèi)，外承重墻體及內(nèi)分割墻體的材料石材，磚，加氣混凝土，砌塊建筑功能材料不作為承受荷載，且具有某種特殊功能的材料保溫隔熱材料：加氣混凝土吸聲材料：毛氈，泡沫塑料采光材料：各種玻璃防水材料：瀝青及其制品防腐材料：煤焦油，涂料裝飾材料：石材，陶瓷，玻璃建筑器材為滿足使用要求，而與建筑物配套使用的各

3、種設(shè)備電工器材及燈具，水暖及空調(diào)器材，環(huán)保器材，建筑五金 建筑材料的特點(diǎn)及其在工程中的地位1. 建筑材料的特點(diǎn)建筑材料必須具備如下四大特點(diǎn)：適用、耐久、量大和價(jià)廉。2. 建筑材料在工程中的地位建筑材料是一切建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)。（1）工業(yè)建筑、水利工程、港口工程、交通運(yùn)輸工程以及大量民用住宅工程需要巨大的優(yōu)質(zhì)的品種齊全的建筑材料。（2）建筑材料有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，直接影響工程的總造價(jià)。（3）建筑材料的質(zhì)量如何，直接影響建筑物的堅(jiān)固性、適用性、耐久性。（4）隨著人民的生活水平不斷改善，要求建筑材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、美觀、保溫、吸聲、防水、防震、放火、節(jié)能等功能。建筑材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介1. 定義建筑材料技術(shù)

4、標(biāo)準(zhǔn)：針對(duì)原材料、產(chǎn)品以及工程質(zhì)量、規(guī)格、檢驗(yàn)方法、評(píng)定方法、應(yīng)用技術(shù)等作出的技術(shù)規(guī)定。包括的內(nèi)容：如原材料、材料及其產(chǎn)品的質(zhì)量、規(guī)格、等級(jí)、性質(zhì)、要求以及檢驗(yàn)方法；材料以及產(chǎn)品的應(yīng)用技術(shù)規(guī)范；材料生產(chǎn)以及設(shè)計(jì)規(guī)定 ；產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)等。2. 材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的分級(jí)材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的分級(jí)發(fā)布單位適用范圍國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局全國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（部頒標(biāo)準(zhǔn)）中央部委標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)全國(guó)性的某行業(yè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與地方標(biāo)準(zhǔn)工廠，公司，院所等單位某地區(qū)內(nèi)，某企業(yè)內(nèi)3. 材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的分類分類方法 種類必要時(shí)試行標(biāo)準(zhǔn)，正式標(biāo)準(zhǔn)按權(quán)威程度強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，推薦性標(biāo)準(zhǔn)按特性基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，方法標(biāo)準(zhǔn)，原材料標(biāo)準(zhǔn)，能源標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，包裝標(biāo)準(zhǔn)等每個(gè)技

5、術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都有自己的代號(hào)、編號(hào)、名稱。代號(hào)：反映該標(biāo)準(zhǔn)的等級(jí)或發(fā)部單位，用漢語拼音表示；標(biāo)號(hào)：表示標(biāo)準(zhǔn)的順序號(hào)，頒布年代號(hào)，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示；名稱：反映該標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容，以漢字表示。 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所屬行業(yè)及其代號(hào)所屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)所屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB石油SY建材JC冶金YB建設(shè)工程JG水利電力SD交通JT例如：GB 175 1999 硅酸鹽水泥， 普通硅酸鹽水泥 代號(hào)順序號(hào) 批準(zhǔn)年代號(hào) 名稱意義：表示國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)175號(hào)，1999年頒布執(zhí)行，其內(nèi)容是硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。又如 GB/T146842001建筑用砂表示國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)14684號(hào)，2001年頒布執(zhí)行的建筑用砂標(biāo)準(zhǔn)。注意：一方面，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

6、反映一個(gè)時(shí)期的技術(shù)水平，具有相對(duì)穩(wěn)定性；另一方面，所有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)技術(shù)發(fā)展的速度于要求不斷進(jìn)行修訂。 本課程的目的、任務(wù)與學(xué)習(xí)方法1. 目 的為其他專業(yè)課程提供建筑材料的基本知識(shí)，為從事技術(shù)工作時(shí)，能合理選擇和正確使用建筑材料打下基礎(chǔ)。 2. 任務(wù)獲得常用材料的性質(zhì)于應(yīng)用的基本知識(shí)和必要的基本理論，了解建筑材料的標(biāo)準(zhǔn)，并獲得主要建筑材料檢驗(yàn)方法的基本技能訓(xùn)練。 3. 學(xué)習(xí)方法運(yùn)用好事物內(nèi)因與外因的關(guān)系，共性與特性的關(guān)系，掌握建筑材料的基本試驗(yàn)方法。 決定了原材料生產(chǎn)工藝組成結(jié)構(gòu)構(gòu) 造性質(zhì)外界環(huán)境條件運(yùn)輸儲(chǔ) 存應(yīng)用技術(shù)要 求檢驗(yàn)與驗(yàn)收 形成了 組成結(jié)構(gòu)決定了影響了依 據(jù) 提出了提出了運(yùn)輸要求

7、第一章建筑材料的基本性質(zhì)材料的組成與結(jié)構(gòu)1. 材料的組成材料種類元素組成及其化學(xué)成分表示無機(jī)非金屬材料金屬元素和非金屬元素；氧化物含量百分?jǐn)?shù)金屬材料金屬元素；其元素含量百分?jǐn)?shù)有機(jī)材料主要C,H,O,N,S等元素礦物：由金屬元素與非金屬元素按一定的化學(xué)組成和一定的結(jié)構(gòu)特征構(gòu)成。 無機(jī)非金屬材料可由不同礦物構(gòu)成，其性質(zhì)受礦物組成及其含量的影響。2. 材料的結(jié)構(gòu)定義： 從原子，分子水平直至宏觀可見的各個(gè)層次的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。一般分為三個(gè)結(jié)構(gòu)層次： 微觀結(jié)構(gòu)，亞微觀結(jié)構(gòu)，宏觀結(jié)構(gòu)。分類定義及特點(diǎn)材料特點(diǎn)或?qū)嵗⒂^結(jié)構(gòu)晶體質(zhì)點(diǎn)在空間中作周期性排列的固體。具有固定的幾何外形，各向異性，最小內(nèi)能由晶粒不規(guī)則排列組

8、成；無以定幾何形狀；最小內(nèi)能，良好的化學(xué)穩(wěn)定性非晶體（玻璃體）無明顯晶體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。質(zhì)點(diǎn)無序排列各向同性；無一定的熔點(diǎn)；良好的化學(xué)活性亞微觀結(jié)構(gòu)用光學(xué)顯微鏡觀察宏觀結(jié)構(gòu)致密結(jié)構(gòu)用放大鏡，肉眼觀察金屬，玻璃微孔結(jié)構(gòu)水泥制品多孔結(jié)構(gòu)加氣混凝土注意：材料孔隙的多少、大小及其特征對(duì)材料吸濕性性、絕熱性、吸聲性、抗凍、抗?jié)B有影響。宏觀結(jié)構(gòu)按構(gòu)成形態(tài)分為：聚集結(jié)構(gòu)（水泥混凝土、砂漿、瀝青混凝土、塑料）、纖維結(jié)構(gòu)（木材、玻璃纖維、礦棉）、層次結(jié)構(gòu)（膠合板、紙面石膏板）、散粒結(jié)構(gòu)（砂、石、及粉狀或顆粒狀的材料）。材料的物理性質(zhì)1. 材料的密度（材料的質(zhì)量與體積之比） 定義及表達(dá)式詳情密度材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)

9、下，單位體積的質(zhì)量。材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積，即材料體積內(nèi)固體物質(zhì)的實(shí)體積測(cè)含孔材料的密度的方法：磨成細(xì)粉，用李氏瓶測(cè)定其實(shí)體積。表觀密度材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。自然狀態(tài)下材料的體積自然狀態(tài)下，孔隙分為開口孔，閉口孔。表觀密度：包括所有孔隙視密度（）： 只包括閉口孔堆積密度粉狀即顆粒狀材料在自然堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。 材料的自然堆積體積, 與材料顆粒的表觀密度及堆積的疏密程度有關(guān)。建筑工程中，進(jìn)行配料計(jì)算，確定材料的運(yùn)輸量及堆放空間，確定材料用量及構(gòu)件自重等經(jīng)常用到材料的密度、表觀密度及堆積密度材料名稱密度表觀密度堆積密度鋼材7.85木材（松木）1.550.4 0.8普通黏土

10、磚2.5 2.71.6 1.8花崗巖2.6 2.92.5 2.8水泥2.8 3.11000 1600砂2.6 2.72.651450 1600 碎石（石灰石）2.6 2.82.61400 1700普通混凝土2.1 2.62. 材料的孔率，空隙率名稱定義及表達(dá)式說明孔隙率在材料體積內(nèi)，孔隙體積所占的比例開口孔隙率閉口孔隙率許多工程性質(zhì)如強(qiáng)度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性、導(dǎo)熱性于材料的孔隙有關(guān)。且取決于孔隙率的大小與構(gòu)造特征（孔的種類、孔徑的大小及分布）空隙率在顆粒裝材料的堆積體積內(nèi)，顆粒間空隙體積所占的比例用來評(píng)定顆粒材料在堆積體積內(nèi)疏密程度的參數(shù)。 計(jì)算混凝土中粗骨料空隙時(shí)表觀密度按視密度計(jì)算3.

11、 材料與水有關(guān)的性質(zhì) （1）親水性與憎水性親水性：水在材料表面易于擴(kuò)展，這種與水的親合性稱為親水性。憎水性：材料與水接觸時(shí)，不與水親合。材料種類定義及特點(diǎn)實(shí)例親水性材料表面與水親合力較強(qiáng)的材料浸潤(rùn)邊角q90各種無機(jī)膠凝材料、石材、磚瓦、混凝土等憎水性材料表面不與水親合的材料浸潤(rùn)邊角q90瀝青、油漆、塑料等，可作防潮、防水、防腐材料（2）吸濕性吸濕性：材料在環(huán)境中吸收空氣中的水分的性質(zhì)表示方式。含水率：即吸入水分與干燥材料的質(zhì)量比。開口孔隙率較大的親水材料具有較強(qiáng)的吸濕性。平衡含水率：含水率與環(huán)境濕度達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的含水率。（3）吸水性吸水性：材料在水中吸收水分的性質(zhì)。表示方法：吸水率。質(zhì)量吸水

12、率：材料在水中吸入水的質(zhì)量與材料干質(zhì)量之比 材料的質(zhì)量吸水率 材料吸水飽和后的質(zhì)量 材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量體積吸水率：材料吸入水的體積與材料在自 然狀態(tài)下體積之比 材料的體積飽和率w 材料吸水飽和時(shí)，水的體積w 水的密度質(zhì)量吸水率與體積吸水率存在如下關(guān)系：材料吸水率的大小主要取決于材料的孔隙率及孔隙特征密實(shí)在及只有閉口孔的材料不吸水具有粗大孔的材料不易吸滿水分，吸水率常小于孔隙率孔隙率較大，且具有細(xì)小開口連通的親水性材料具有較大的吸水率材料的吸水率是一定值，是該材料的最大含水率。飽和系數(shù)：材料在水中吸水飽和后，吸入水的體積與孔隙體積之比。 、 分別為材料的開口孔隙率及孔隙率意義：說明了材料的吸

13、水程度，反映了材料的孔隙特征。孔隙全部是閉口的；開口材料吸水后不利：質(zhì)量增加、強(qiáng)度降低、保溫性能下降、抗凍性能變差、體積膨脹。（4）耐水性 表示方法：軟化系數(shù) 材料的軟化系數(shù) 材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度 材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度,越小，說明材料吸水飽和后強(qiáng)度降低的越多，耐水性越差。 受水浸泡或處于潮濕環(huán)境中的重要建筑無所選用的材料K要求不低于0.85。大于0.85的材料，常被認(rèn)為是耐水的。干燥環(huán)境中使用的材料可不考慮耐水性。（5）抗?jié)B性定義：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。表示方法：抗?jié)B等級(jí)：用材料抵抗壓力水滲透的最大水壓力值來確定，其抗?jié)B等級(jí)越大，則材料抗?jié)B性越好。 滲透系數(shù)：越大，抗?jié)B性越差

14、。抗?jié)B性的影響因素：材料的孔隙率及孔隙特征。對(duì)于建筑及水工構(gòu)筑無等經(jīng)常受水壓力作用的工程材料及防水材料及防水材料都應(yīng)具有良好的抗?jié)B性。（6）抗凍性定義：材料在使用環(huán)境中，經(jīng)受多次凍融循環(huán)不破壞，強(qiáng)度也無顯著降低的性質(zhì)。影響因素：材料的構(gòu)造特征、強(qiáng)度、含水程度等因素。一般情況下，密實(shí)的以及具有閉口孔的材料有較好的抗凍性；具有一定強(qiáng)度的材料對(duì)冰凍有一定抵抗力；材料含水量越大，冰凍破壞越厲害。抗凍性測(cè)定：材料在反復(fù)凍融15次后其重量及強(qiáng)度損失不超過規(guī)定值，即抗凍性合格。對(duì)于冬季室外計(jì)算溫度低于-10，工程使用的材料必須進(jìn)行抗凍性檢驗(yàn)。4. 與熱有關(guān)的性質(zhì)（1） 導(dǎo)熱性定義：材料傳導(dǎo)熱量的能力。評(píng)價(jià)指

15、標(biāo)：導(dǎo)熱系數(shù)()、熱阻導(dǎo)熱系數(shù)傳導(dǎo)的熱量材料的厚度材料的導(dǎo)熱面積材料兩側(cè)的溫度差傳熱時(shí)間令稱為熱流量。上式可寫為熱阻材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小，熱阻值大越大，導(dǎo)熱性越差，保溫隔熱性能越好。材料的導(dǎo)熱性主要取決于材料的組成及結(jié)構(gòu)狀態(tài)。組成及微觀結(jié)構(gòu)金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)最大，如銅；無機(jī)非金屬材料次之，如普通混凝土；有機(jī)材料最小，如松木。相同組成的材料，結(jié)晶結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)最大，微晶結(jié)構(gòu)次之，玻璃體結(jié)構(gòu)的最小。為了獲取導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料，可通過改變其微觀結(jié)構(gòu)的辦法來實(shí)現(xiàn)，如水淬礦渣即是一種較好是絕熱材料?？紫堵始翱紫短卣骺紫堵试酱螅牧系膶?dǎo)熱系數(shù)越小。孔隙率相近，孔徑越大，孔隙互通的越多，導(dǎo)熱系數(shù)偏大。對(duì)于纖維

16、狀材料，當(dāng)其密度低于某一值時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)有增大的趨勢(shì)，這類材料存在一個(gè)最佳密度，即在該密度下導(dǎo)熱系數(shù)最小。此外，材料的含水程度對(duì)其導(dǎo)熱系數(shù)的影響非常顯著。所用材料受潮后其導(dǎo)熱系數(shù)將明顯增加。將不大于0.175的材料稱為絕熱（保溫隔熱）材料。（2）熱容量定義：材料受熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)。 材料吸收（或放出）的熱量 材料的比熱 材料的質(zhì)量 材料受熱（或冷卻）前后的溫度差幾種典型材料的熱性質(zhì)指標(biāo)材料導(dǎo)熱系數(shù)比熱材料導(dǎo)熱系數(shù)比熱鋼材580.48泡沫塑料0.0351.30花崗巖3.490.92水0.584.19普通混凝土1.510.84冰2.332.05普通黏土磚0.800.88密閉空氣0

17、.0231.00松木橫紋 0.17順紋 0.352.5（3）耐熱性與耐燃性 耐熱性定義： 材料長(zhǎng)期在高溫作用下，不失去使用功能的性質(zhì)。材料在高溫下會(huì)發(fā)生性質(zhì)的變化而影響材料的正常使用。受熱變質(zhì) ：如二水石膏在65140脫水成為半水石膏；石英在573由石英轉(zhuǎn)換為石英，同時(shí)體積增大2。受熱變形：材料受熱膨脹大小以膨脹系數(shù)表示。鋼材在350以上時(shí)，其抗拉強(qiáng)度顯著降低，會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的變形而失去穩(wěn)定。 耐燃性定義：在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，材料抵抗和延緩燃燒的性質(zhì)?？煞譃槿箢悾悍侨紵牧霞丛诳諝庵惺芨邷刈饔貌黄鸹稹⒉晃⑷?、不炭化的材料。普通磚、玻璃、陶瓷、混凝土、鋼材、鋁合金等無機(jī)材料材料難燃燒材料即空氣中

18、受高溫作用難起火、難微燃、難炭化，當(dāng)火源移走后燃燒會(huì)立即停止的材料?？扇疾牧蠟闄C(jī)體的復(fù)合材料，如瀝青混凝土、水泥刨花板燃燒材料即在空氣中受高溫作用會(huì)自行起火或微燃，當(dāng)火源移走后仍能繼續(xù)燃燒或微燃的材料。如木材等大部分有機(jī)材料提高防火性的措施：表面涂刷防火涂料。組成防火涂料的成膜物質(zhì)可為非燃燒材料（如水玻璃）或有機(jī)含率的樹脂。原因是其受熱能分解而放出的氣體中含有較多的鹵素（F、Cl等）和氮（N）的有機(jī)材料具有自消火性。常見材料的熱性能材料溫度注解材料溫度注解普通黏土磚砌體500最高使用溫度預(yù)應(yīng)力混凝土400火災(zāi)時(shí)最高允許溫度普通鋼筋混凝土200最高使用溫度鋼材350火災(zāi)時(shí)最高允許溫度普通混凝土2

19、00最高使用溫度木材260火災(zāi)危險(xiǎn)溫度頁(yè)巖陶?；炷?00最高使用溫度花崗巖575相變發(fā)生急劇膨脹溫度普通鋼筋混凝土500火災(zāi)時(shí)最高允許溫度石灰?guī)r、大理巖750開始分解溫度5. 材料的聲學(xué)性質(zhì)（1）吸聲 聲波傳播時(shí)，遇到材料表面，一部分將被材料吸收，并轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪堋Ｎ曄禂?shù)：被吸收是能量與傳遞給材料表面的總聲能之比，即越大，表明吸聲能力越強(qiáng)，材料對(duì)不同頻率的聲波的吸收能力也有所不同，通常采用頻率為125、250、500、1000、2000、4000Hz的平均吸聲系數(shù)0.2的材料?？紫对蕉啵郊?xì)小，吸聲效果越好。增加材料厚度對(duì)低頻吸聲效果提高，對(duì)高頻影響不大。（2）隔聲定義：材料阻止聲波的

20、傳播。是環(huán)境中控制噪聲的重要措施。墻體的單位面積質(zhì)量越大，隔聲效果越好。因此，磚及混凝土等材料的結(jié)構(gòu)，隔聲效果都很好。表示方法：隔聲量，即入射與透過材料聲能相差的分貝數(shù)。隔聲量越大，隔聲性能越好。6. 材料的光學(xué)性能 （1）光澤度定義：材料表面反射光線能力的程度。顏色越淺，表面越光滑其光澤度越大。光澤度越大，表示材料表面反射光線能力越強(qiáng)。（2）透光率定義：光透過透明材料時(shí)，透過材料的光能與入射光能之比。厚度越厚，透光率越小。普通窗用玻璃的透光率約為0.750.90。材料的力學(xué)性質(zhì)1. 強(qiáng)度及強(qiáng)度等級(jí)（1）材料的強(qiáng)度定義：材料在外力作用下，抵抗破壞的能力。兩種情況： 當(dāng)內(nèi)部應(yīng)力值達(dá)到某一值后，應(yīng)

21、力不再增加也會(huì)產(chǎn)生較大的變形，此時(shí)雖未達(dá)到極限應(yīng)力值，卻使構(gòu)件失去了使用功能。如鋼材以屈服點(diǎn)值作為鋼材的設(shè)計(jì)依據(jù)。 應(yīng)力未能使材料出現(xiàn)屈服現(xiàn)象就以達(dá)到了其極限應(yīng)力值而出現(xiàn)斷裂。如幾乎所有的脆性材料：石材，普通磚，混凝土等。（2）分類：材料的強(qiáng)度可分為抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、及抗彎強(qiáng)度等。影響因素：孔隙率、試件的形狀、尺寸、表面狀況、含水程度、溫度、及加荷載的速度等。（3）強(qiáng)等級(jí)度、比強(qiáng)度 強(qiáng)度等級(jí)將建筑材料按極限強(qiáng)度劃分為不同的等級(jí)，即強(qiáng)度等級(jí)。石材、普通磚等脆性材料，以抗壓強(qiáng)度來劃分等級(jí)；建筑鋼材以屈服點(diǎn)作為劃分依據(jù)。 比強(qiáng)度用來評(píng)價(jià)材料是否輕質(zhì)高強(qiáng)的指標(biāo)。等于材料的強(qiáng)度于其表觀密度之比。數(shù)值大

22、者，材料質(zhì)輕高強(qiáng)。常用材料的比強(qiáng)度材料名稱表觀密度強(qiáng)度值比強(qiáng)度低碳鋼78002350.0301松木500340.0680普通混凝土2400300.0125紅磚1700100.00592. 彈性和塑性（1）彈性定義：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、尺寸的性質(zhì)。能夠完全恢復(fù)的變形稱為彈性變形。特點(diǎn)：符合胡克定律，用彈性模量E來反映材料抵抗變形的能力。E越大，越不易變形。（2）塑性變形定義：材料在外力作用下產(chǎn)生不能自行恢復(fù)的變形，且不破壞的性質(zhì)。實(shí)際上，單純的塑性或彈性都是不存在的。3. 脆性和韌性（1）脆性材料在外力作用下，直至斷裂前只發(fā)生彈性變形，不出現(xiàn)明顯的塑性變形

23、而突然破壞的性質(zhì)。脆性材料的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度大得多，其抗沖擊及動(dòng)荷載能力很強(qiáng)。（2）韌性定義：材料在沖擊、震動(dòng)荷載作用下，能承受很大的變形而不致破壞的性質(zhì)。采用沖擊試驗(yàn)檢驗(yàn)。材料的裝飾性建筑材料對(duì)建筑物的裝飾作用主要取決于建筑材料的色彩和材料本身的質(zhì)感。1. 色彩建筑物的色彩首先應(yīng)利用建筑材料的本色，這是最合理、經(jīng)濟(jì)、方便、可靠的來源。獲得色彩的第二個(gè)來源是采用天然的礦物顏、植物染料及人工合成染料來改變建筑材料的色彩。最經(jīng)濟(jì)的辦法是采用飾面材料本身來裝飾建筑物。2. 質(zhì)感質(zhì)感是指人們對(duì)建筑材料外觀質(zhì)地的一種感覺。它包括的內(nèi)容很多，如材料表面粗糙或細(xì)膩的程度；材料本身的紋理與花樣等。質(zhì)感取決于

24、所有材料外，更重要的是取決于材料的加工方法和加工程度。一定的分格峰、凹凸線條也是構(gòu)成飾面裝飾效果的因素。此外，質(zhì)感的豐富與貧乏、粗獷與細(xì)膩是在比較中體現(xiàn)的。材料的耐久性定義： 材料在使用環(huán)境中，在多種因素作用下能經(jīng)久不變質(zhì)，不破壞而保持原有性能的能力材料受自然因素的影響 ，如：物理作用（干濕類型、溫度類型、凍融循環(huán)等），化學(xué)作用（酸、堿、鹽類等物質(zhì)的水溶液及有害氣體作用），生物作用（昆蟲、菌類等對(duì)材料的蛀蝕作用及腐朽作用）。耐久性是一項(xiàng)綜合性質(zhì)。它包括抗?jié)B性、抗凍性、抗風(fēng)化性、耐蝕性、耐老化性、耐熱性、耐磨性。不同材料其耐久性的，內(nèi)容各不相同。無機(jī)礦質(zhì)材料抗風(fēng)、抗凍性金屬材料化學(xué)腐蝕作用木材等

25、有機(jī)材料生物作用瀝青，高分子材料老化提高耐久性的方法：（1）提高材料本身對(duì)外界作用的抵抗力（提高密實(shí)度改變孔結(jié)構(gòu)，選擇恰當(dāng)?shù)慕M成材料等）。（2）用其他材料對(duì)主體材料加以保護(hù)（覆面，刷涂料等）。（3）減輕環(huán)境條件對(duì)材料的破壞作用（對(duì)材料處理或采取必要構(gòu)造措施）。第二章無機(jī)氣硬性膠凝材料石灰1石灰的生產(chǎn)石灰是將含碳酸鈣的天然巖石在高溫下煅燒而成。2. 石灰的熟化與硬化（1）石灰的熟化：生石灰（氧化鈣）與水發(fā)生作用生成熟石灰（氫氧化鈣）的過程。伴隨著熟化過程，放出大量的熱，并且體積迅速膨漲12.5倍。（2）石灰的硬化 干燥硬化石灰漿體在干燥過程中，毛細(xì)孔隙失水，使得由于水的表面張力作用而產(chǎn)生的毛細(xì)管

26、壓力增大，使氫氧化鈣顆粒變得緊密，產(chǎn)生一定強(qiáng)度同時(shí)體積明顯縮小的過程。 碳化硬化 氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳化合生成碳酸鈣晶體的過程，反應(yīng)如下：3. 石灰的技術(shù)要求（1）根據(jù)有效氧化鈣和有效氧化鎂含量、未消化殘?jiān)浚ㄇ坊鹗?、過火石灰及雜質(zhì)含量）、二氧化碳含量及產(chǎn)漿量（1kg生石灰制得石灰膏的體積數(shù)L）化分為優(yōu)等品、一等品和合格品。（2）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)度化分為優(yōu)等品、一等品和合格品。（3）根據(jù)有效氧化鈣和有效氧化鎂含量、游離水含量、體積安定性及細(xì)度為優(yōu)等品、一等品和合格品。4. 石灰的性質(zhì)與應(yīng)用（1）石灰的性質(zhì)： 保水性與可塑性好。 凝結(jié)硬化慢、強(qiáng)度低。 耐

27、水性差。 干燥收縮大。（2）石灰的應(yīng)用 石灰乳和砂漿：石灰加大量水所的稀漿，即石灰乳。主要用于室內(nèi)粉刷。石灰膏或消石灰粉可配制成石灰砂漿或水泥石灰混合砂漿，用于抹灰和砌筑。 灰土和三合土：消石灰粉與粘土拌和后稱為灰土或石灰土，再加砂、石屑、爐渣即成三合土，使土的密實(shí)度、強(qiáng)度和耐水性得到改善三合土廣泛用于建筑物的基礎(chǔ)和道路的墊層。 硅酸鹽混凝土及其制品。如：粉煤灰磚及砌塊、灰沙磚及砌塊、加氣混凝土等。石膏1. 石膏的生產(chǎn)與品種石膏的原料：含硫酸鈣的二水天然石膏（生石膏）或硫酸鈣的化工副產(chǎn)品和廢渣。名稱制作特點(diǎn)與用途建筑石膏將天然二水石膏在107170的干燥條件下加熱，脫去部分水分即得。該半水石膏

28、的晶粒較為細(xì)小，稱為型半水石膏。將此熟石膏磨細(xì)得到的白色粉末稱為建筑石膏。模型石膏型半水石膏，但雜質(zhì)少、色白。主要用于陶瓷制配柸工藝，少量用于裝飾浮雕。高強(qiáng)度石膏將二水石膏置于蒸壓釜中，在127kPa的水蒸氣中脫水，得到晶粒比型半水石膏粗大、使用時(shí)拌合用水量少的半水石膏，稱為型半水石膏。將此熟石膏磨細(xì)得到的白色粉末。拌合時(shí)水用的少，硬化后有較高的密實(shí)度，所以強(qiáng)度高。用于室內(nèi)高級(jí)抹灰、裝飾制品、石膏板等。2. 建筑石膏的凝結(jié)與硬化（1）建筑石膏的水化由于二水石膏的溶解度較半水石膏的溶解度小許多，所以二水石膏從過飽和溶液中不斷析出結(jié)晶并沉淀。二水石膏的析出促使上述反應(yīng)不斷進(jìn)行。（2）建筑石膏的凝結(jié)

29、與硬化 凝結(jié)：隨著水化的不斷進(jìn)行，生成的二水石膏膠體微粒不斷增多，這些微粒較原來的半水石膏更加細(xì)小，比表面積很大，吸附著很多的水分；同時(shí)漿體中的自由水分由于水化和蒸發(fā)而不斷減少，漿體的稠度不斷增加，膠體微粒間的接近及相互之間不斷增加的范得華力，使?jié){體逐漸失去可塑性。 硬化：隨水化的不斷進(jìn)行，二水石膏膠體微粒凝聚并轉(zhuǎn)變?yōu)榫w，如圖2.1所示。晶體顆粒逐漸長(zhǎng)大，且晶體顆粒間相互搭接、交錯(cuò)、共生，產(chǎn)生強(qiáng)度。漿體的凝結(jié)硬化過程是一個(gè)連續(xù)進(jìn)行的過程。將漿體開始失去可塑性的狀態(tài)稱為漿體初凝，從加水至初凝的時(shí)間稱為初凝時(shí)間；漿體完全失去可塑性，并開始產(chǎn)生強(qiáng)度稱為漿體終凝，從加水至終凝的時(shí)間稱為漿體的終凝時(shí)間

30、。3. 建筑石膏的技術(shù)要求建筑石膏的技術(shù)主要有強(qiáng)度、細(xì)度和凝結(jié)時(shí)間。各等級(jí)的強(qiáng)度和細(xì)度須滿足下表中的規(guī)定。等級(jí)優(yōu)等品一等品合格品抗折強(qiáng)度（MPa），不小于抗壓強(qiáng)度（MPa），不小于2.54.92.13.91.82.9細(xì)度0.2mm方孔篩余（），不大于5.010.015.0注：表中強(qiáng)度值為2h的強(qiáng)度值。且各等級(jí)建筑石膏的初凝時(shí)間不得小于6min，終凝時(shí)間不得大于30min。4. 建筑石膏的性質(zhì)與應(yīng)用（1）建筑石膏的性質(zhì) 凝結(jié)硬化快建筑石膏在加水拌合后，漿體在10min內(nèi)便開始失去可塑性，30min內(nèi)完全失去可塑性而產(chǎn)生強(qiáng)度。初凝時(shí)間短，須加緩凝劑。石膏的強(qiáng)度發(fā)展較快，2h的抗壓強(qiáng)度可達(dá)36MPa

31、，7d時(shí)可達(dá)最大的抗壓強(qiáng)度值約為812MPa。 體積微膨脹石膏漿體在凝結(jié)硬化初期會(huì)產(chǎn)生微膨脹，這一特性使石膏制品的表面光滑、尺寸精確、形體飽滿、裝飾性好。加之石膏制品潔白、細(xì)膩，特別適合制作建筑裝飾制品。 孔隙率大石膏制品的孔隙率達(dá)5060，體積密度為8001000kg/m ，導(dǎo)熱系數(shù)小，吸聲性較好，屬于輕質(zhì)保溫材料。但因石膏制品的孔隙率大，且二水石膏可微溶于水，故石膏的抗?jié)B性、抗凍性和耐水性差。石膏的軟化系數(shù)只有0.20.3。 具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性能建筑石膏制品的比熱較大，因而具有一定的調(diào)節(jié)溫度的作用。它內(nèi)部的大量毛細(xì)孔隙對(duì)空氣中的水蒸氣具有較強(qiáng)的吸附能力，所以對(duì)室內(nèi)空氣濕度有一定的調(diào)節(jié)作用

32、。 防火性好、但耐火性較差石膏的導(dǎo)熱系數(shù)小，傳熱慢，且二水石膏受熱脫水產(chǎn)生的水蒸氣能阻礙火勢(shì)的蔓延。但二水石膏脫水后，強(qiáng)度下降，因而不耐火。（2）建筑石膏的應(yīng)用建筑石膏的用途很廣，主要用于室內(nèi)抹灰、粉刷和生產(chǎn)各種石膏板等。室內(nèi)抹灰和粉刷由于建筑石膏的優(yōu)良特性，常被用于室內(nèi)高級(jí)抹灰和粉刷。建筑石膏加水、砂及緩凝劑拌合成的石膏砂漿，用于室內(nèi)抹灰。抹灰的表面光滑、細(xì)膩、潔白美觀。石膏板種類制作特點(diǎn)用途紙面石膏板以建筑石膏為主要原料，摻入適量的纖維材料、緩凝劑等作為芯材，并以紙板作為增強(qiáng)護(hù)面材料，經(jīng)加水?dāng)嚢?、澆注、輥壓、凝結(jié)、切斷、烘干等工序制得。生產(chǎn)效率高，但紙板用量大，成本較高。主要用于隔墻、內(nèi)墻

33、等纖維石膏板以纖維材料為增強(qiáng)材料，與建筑石膏、緩凝劑、水等經(jīng)特殊工藝制成強(qiáng)度高于紙面石膏板，規(guī)格基本相同，但生產(chǎn)效率低。用于隔墻、內(nèi)墻，還可以用來代替木材制作家具。裝飾石膏板以建筑石膏為主要原料，摻入適量的纖維增強(qiáng)材料和外加劑，與水一起攪拌成均勻的料漿，經(jīng)澆注成型、干燥而成的不帶護(hù)面紙的裝飾板材造型美觀、裝飾強(qiáng)，具有良好的吸聲、防火功能，主要用于公共建筑的內(nèi)墻、吊頂?shù)??？招氖喟逡越ㄖ酁橹?，加入適量的輕質(zhì)多孔材料、纖維材料和水經(jīng)攪拌、澆注、振搗成型、抽芯、脫模、干燥而成主要用于隔墻、內(nèi)墻等。吸聲用穿孔石膏板以裝飾石膏板或紙面石膏板為基板，背面粘貼或不貼背覆材料用于吸聲性要求高的建筑建筑石膏

34、在貯運(yùn)中，應(yīng)防潮防水，且儲(chǔ)存期不宜超過三個(gè)月。過期或受潮都會(huì)使其強(qiáng)度顯著降低。菱苦土1定義菱苦土，又稱鎂質(zhì)膠凝材料或氯氧化鎂水泥，是由含MgCO3為主的原料，在750850下煅燒，經(jīng)磨細(xì)而得的一種白色或淺黃色粉末，其主要成分為MgO。煅燒適當(dāng)?shù)牧饪嗤粒芏葹?.14.1g/cm3、堆積密度為800900kg/m3。2水化與硬化（1）水化：菱苦土與水拌合后的迅速水化并放出大量的熱，但其凝結(jié)硬化很慢，強(qiáng)度很低。通常用氯化鎂的水溶液來拌合（2）硬化：氯化鎂可大大加速菱苦土的硬化，且硬化后的強(qiáng)度很高。7天左右可達(dá)最高強(qiáng)度，屬于輕質(zhì)高強(qiáng)材料。硬化后的主要產(chǎn)物為,其吸濕性大、耐水性差。遇水或吸濕后易產(chǎn)生翹

35、曲變形，表面泛霜，且強(qiáng)度大大降低。因此菱苦土制品不宜用于潮濕環(huán)境。為改善其耐水性，可采用硫酸鎂、硫酸亞鐵來拌合，但強(qiáng)度有所降低。也可摻入少量的磷酸鹽或防水劑。此外還可摻入活性混合材料，如粉煤灰等。（3）菱苦土與各種纖維的粘結(jié)良好，且堿性較低，對(duì)各種纖維和植物的腐蝕較弱。建筑上常用菱苦土與木屑及氯化鎂溶液。它具有保溫、防火、防爆及一定的彈性。（4）保存：菱苦土存放時(shí)，須防潮、防水，且貯存期不宜超過三個(gè)月。過期或受潮均會(huì)使其強(qiáng)度發(fā)生顯著的下降。水玻璃1水玻璃的組成（1）水玻璃：俗稱泡花堿，是由不同比例的堿金屬氧化物和二氧化硅化合而成的一種可溶于水的硅酸鹽。水玻璃為青灰色或淡黃色粘稠狀液體。（2）鈉

36、水玻璃：建筑常用的為硅酸鈉的水溶液。（3）鉀水玻璃：硅酸鉀的水溶液。（4）模數(shù)：二氧化硅與氧化鈉的摩爾數(shù)的比值n。模數(shù)越高，越難溶于水，水玻璃的密度和黏度越大、硬化速度越快，硬化后的粘接力與強(qiáng)度、耐熱性與耐酸性越高。（5）濃度：濃度越高，則水玻璃的密度和黏度越大、硬化速度越快，硬化后的粘接力與強(qiáng)度、耐熱性與耐酸性越高。但濃度太高，則黏度太大不利于施工操作，難以保證質(zhì)量。2水玻璃的硬化加入氟硅酸鈉作為促硬劑，加速二氧化硅凝膠的析出。3水玻璃的性質(zhì)（1）粘結(jié)力強(qiáng)、強(qiáng)度較高：水玻璃在硬化后，其主要成分為二氧化硅凝膠和氧化硅，因而具有較高的粘結(jié)力和強(qiáng)度。用水玻璃配制的混凝土的抗壓強(qiáng)度可達(dá)1540Mpa

37、。（2）耐酸性好：由于水玻璃硬化后的主要成分為二氧化硅，其可以抵抗除氫氟酸、過熱磷酸以外的幾乎所有的無機(jī)和有機(jī)酸。用于配制水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂漿、耐酸膠泥等。（3）耐熱性好：硬化后形成的二氧化硅網(wǎng)狀骨架，在高溫下強(qiáng)度下降不大。用于配制水玻璃耐熱混凝土、耐熱砂漿、耐熱膠泥。（4）耐堿性和耐水性差：水玻璃在加入氟硅酸鈉后仍不能完全硬化，仍然有一定量的水玻璃由于可溶于堿，且可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐堿、不耐水。為提高耐水性，常采用中等濃度的酸對(duì)已硬化的水玻璃進(jìn)行酸洗處理。4水玻璃的應(yīng)用（1）涂刷材料表面，提高抗風(fēng)化能力：可提高材料的密實(shí)度、強(qiáng)度、抗?jié)B性、抗凍性及耐水性等。但不能用以涂刷或浸澤

38、石膏制品，因?yàn)楣杷徕c會(huì)與硫酸鈣反應(yīng)生成硫酸鈉，在制品孔隙中結(jié)晶，體積顯著膨脹，從而導(dǎo)致制品破壞。（2）配制速凝防水劑：水玻璃加兩、三種或四種礬，即可配制成所謂的二礬、三礬、四礬速凝防水劑。（3）修補(bǔ)磚墻裂縫：將水玻璃、?；郀t礦渣粉、砂及氟硅酸鈉按適當(dāng)比例拌合后，直接壓入磚墻裂縫，可起到粘接和補(bǔ)強(qiáng)作用。（4）加固土：將水玻璃和氯化鈣溶液交替壓注到土中，生成的硅酸 凝膠和硅酸鈣凝膠可使土固結(jié)，從而避免了由于地下水滲透引起的土下沉。（5）存放：密閉存放，長(zhǎng)期存放會(huì)有沉淀，使用時(shí)攪拌均勻。第三章水泥硅酸鹽類水泥硅酸鹽水泥是以硅酸鈣為主要成分的各種水泥的總稱。硅酸鹽水泥通用水泥硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥

39、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)合硅酸鹽水泥專用水泥砌筑水泥道路水泥油井水泥特性水泥快硬硅酸鹽水泥白色硅酸鹽水泥硅酸鹽膨脹水泥中熱、低熱礦渣硅酸鹽水泥1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)和組成硅酸鹽水泥是硅酸鹽類水泥品種中最重要的一種。由水泥熟料和適量石膏共同粉磨制成。工藝流程如下。（1）硅酸鹽水泥熟料 硅酸鹽水泥熟料的生產(chǎn)以適當(dāng)比例的石灰質(zhì)原料（如石灰?guī)r）、黏土質(zhì)原料（如黏土、黏土質(zhì)頁(yè)巖）和少量校正原料（如鐵礦粉）共同磨細(xì)制成生料，將生料送入水泥窯（立窯或回轉(zhuǎn)窯）中進(jìn)行高溫煅燒（約1450），生料經(jīng)燒結(jié)成為熟料。礦物成分是：硅酸三鈣（3CaOSiO，簡(jiǎn)式C3S）、硅酸二鈣（2CaOSiO2，

40、簡(jiǎn)式C2S）、鋁酸三鈣（3CaOAl2O3，簡(jiǎn)式C3A）、鐵鋁酸四鈣（4CaOAl2O3Fe2O3，簡(jiǎn)式C4AF）。 酸鹽水泥熟料的礦物組成及特性硅酸鹽水泥熟料礦物的特性礦物成分含量（%）密度（g/cm3）水化反應(yīng)速度水化放熱量強(qiáng)度3CaOSiO2 C3S37603.25快大高2CaOSiO2 C2S15373.28慢小早期低，后期低3CaOAl2O3 C3A7153.04最快最大低4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF10183.77快中低可以通過調(diào)整配料比例和生產(chǎn)工藝，改變熟料礦物的含量比例，制的性能不同的水泥。如提高C3S含量，可制成高強(qiáng)水泥；提高C3S C3A含量，可制得快硬水泥；降低

41、C3S C3A含量，提高C2S含量，可制得中、低熱水泥；提高C4AF含量，降低C3A含量，可制得道路水泥。（2）石膏緩凝劑石膏的加入可以使水泥凝結(jié)速度減慢，使之便于施工操作。作為緩凝劑的石膏可采用天然二水石膏、半水石膏、硬石膏或工業(yè)副產(chǎn)品石膏（磷石膏、鹽石膏）。石膏摻加量一般為水泥質(zhì)量的3%5%。（3）水泥混合材料 活性混合材料具有火山灰性或潛在水硬性的礦物材料。火山灰性：磨成細(xì)粉與消石灰和水拌合后，在濕空氣中能夠凝結(jié)硬化，并在水中繼續(xù)硬化的性能。潛在水硬性：磨成細(xì)粉與石膏粉和水拌合后，在濕空氣中能夠凝結(jié)硬化，并在水中繼續(xù)硬化的性能?；钚曰旌喜牧虾谢钚匝趸?、活性氧化鋁。常用的性混合材料主要

42、包括：粒化高爐礦渣、火山灰質(zhì)材料、煤灰等、?；郀t礦渣：高爐冶煉生鐵時(shí)，浮在鐵水表面的熔融物經(jīng)極冷處理成疏松顆粒狀材料。主要成分是Al2O3 CaO SiO2?；鹕交屹|(zhì)混合材料：火山灰、凝灰?guī)r、浮石、沸石、硅藻土、自然煤矸石、煅燒煤矸石、煤渣、燒頁(yè)巖、燒黏土、硅灰等。粉煤灰：由煤粉燃燒爐煙道氣體中搜集的粉末。 非活性混合材料摻入水泥中主要起填充作用而又不損害水泥性能的礦物材料稱為非活性混合材料，又稱惰性混合材料。常用的有：石灰石、石英石、粘土、慢冷礦渣以及不符合質(zhì)量要求的活性混合材料。2硅酸鹽水泥的水化和凝結(jié)硬化水泥的凝結(jié)：水泥加水拌合后成為可塑性的水泥漿，水泥顆粒表面的礦物開始在水中溶解并與

43、水發(fā)生水化反應(yīng)，隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，水泥漿體逐漸變稠失去可塑性。水泥的硬化：隨著水泥水化的進(jìn)一步進(jìn)行，凝結(jié)了的水泥漿開始產(chǎn)生強(qiáng)度并逐漸發(fā)展成為堅(jiān)硬的水泥石。水泥的凝結(jié)、硬化是水泥水化的外在反映，它是一個(gè)連續(xù)的、復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程（1）熟料礦物的水化反應(yīng)水泥熟料化學(xué)成分與礦物成分的簡(jiǎn)寫形式氧化物簡(jiǎn)寫礦物分子式礦物名稱簡(jiǎn)寫CaOC3 CaOSiO硅酸三鈣CSSiOS2 CaOSiO硅酸二鈣CSAlOA3 CaOAlO鋁酸三鈣CAFeOF4 CaOAlOFeO鐵鋁酸四鈣CAFH2 CS + 6H = CSH+ 3Ca (OH)2 CS + 4H = CSH+ Ca (OH)CA + 6H = C

44、AHCAF + 7H = CAH+ CFH熟料礦物反應(yīng)的基本特性礦物反應(yīng)速度強(qiáng)度水化熱耐化學(xué)侵蝕性干縮早期后期CS快高高中中中CS慢低高小良小CA極快高低大差大CAF快低低小優(yōu)小綜上所述，忽略一些次要、少量成分，則硅酸鹽水泥熟料礦物與水反應(yīng)后，生成是主要水化產(chǎn)物為：水化硅酸鈣和水化鐵酸鈣凝膠、氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣晶體。在完全水化的水泥石中，凝膠體約占70%，氫氧化鈣約占20%。（2）石膏的緩凝作用石膏在水泥水化過程初期參與水化反應(yīng)，與最初生成的水化鋁酸鈣反應(yīng)。在上述反應(yīng)生成的水化鋁酸鈣不溶于水，呈針狀晶體沉積在水泥顆粒表面，抑制了水化速度極快的鋁酸三鈣與水的反應(yīng)，使水泥凝結(jié)速度減

45、慢，起可靠的緩凝作用。水化硫鋁酸鈣晶體也稱為鈣礬石晶體，水泥完全硬化后，鈣礬石晶體約占7%，它不僅在水泥水化初期起緩凝作用，而且會(huì)提高水泥的早期強(qiáng)度。（3）碳酸鹽水泥凝結(jié)硬化硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程一般按水化反應(yīng)速率和水泥漿體結(jié)構(gòu)特征分為：初始反應(yīng)期、潛伏期、凝結(jié)期和硬化期四個(gè)階段。水泥凝結(jié)硬化時(shí)的幾個(gè)劃分階段凝結(jié)硬化階段一般的放熱反應(yīng)速度一般的持續(xù)時(shí)間主要的物理化學(xué)變化初始反應(yīng)期168J/gh510min初始溶解和水化潛伏期4.2 J/gh1h凝膠體膜層圍繞水泥顆粒成長(zhǎng)凝結(jié)期在6h內(nèi)逐漸增加到21 J/gh6h膜層破裂，水泥顆粒進(jìn)一步水化硬化期在24內(nèi)逐漸降低到4.2 J/gh6h至若干年凝

46、膠體填充毛細(xì)孔 初始反應(yīng)期水泥與水接觸立即發(fā)生水化反應(yīng)，C3S水化生成Ca(OH)2溶于水中，溶液pH值迅速增大至13，當(dāng)溶液達(dá)到過飽和后，Ca(OH)2開始結(jié)晶析出。同時(shí)暴露在顆粒表面的C3A溶于水，并與溶于水的石膏反應(yīng)，生成的鈣礬石晶體析出，附著在水泥顆粒表面。這一階段大約經(jīng)過10min，約有1%的水泥發(fā)生水化 潛伏期在初始反應(yīng)期之后，約有12h的時(shí)間，由于水泥顆粒表面形成水化硅酸鈣溶膠和鈣礬石晶體構(gòu)成的膜層，阻止了與水的接觸使水化反應(yīng)速度很慢，這一階段水化放熱量小，水化產(chǎn)物增加不多，水泥漿體仍保持塑性。 凝結(jié)期在潛伏期中，由于水緩慢穿透水泥顆粒表面的包裹膜，與礦物成分發(fā)生水化反應(yīng)，而水化

47、生成物穿透膜層的速度小于水分滲入膜層的速度，形成滲透壓，導(dǎo)致水泥顆粒表面膜層破裂，使暴露出來的礦物進(jìn)一步水化。結(jié)束了潛伏期。水泥水化產(chǎn)物體積約為水泥體積的2.2倍，生成的大量的水化產(chǎn)物填充在水泥顆粒之間的空間，水的消耗與水化產(chǎn)物的填充使水泥漿體逐漸變稠失去可塑性而凝結(jié)。 硬化期在凝結(jié)期以后，進(jìn)入硬化期，如圖3.2所示。水泥水化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行使結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，但放熱速度逐漸下降，水泥水化反應(yīng)越來越困難，一般認(rèn)為以后的水化反應(yīng)是以固相反應(yīng)的形式進(jìn)行的。在適當(dāng)?shù)臏囟?、濕度條件下，水泥的硬化過程可持續(xù)若干年。水泥漿體硬化后形成堅(jiān)硬的水泥石，水泥石是由膠凝體、晶體、未水化完的水泥顆粒以及固體顆粒間的毛細(xì)孔所

48、組成的不勻質(zhì)結(jié)構(gòu)體。水泥硬化過程中，最初的3天強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度大，3天到7天強(qiáng)度增長(zhǎng)率有所下降，7天到28天強(qiáng)度增長(zhǎng)率進(jìn)一步下降，28天強(qiáng)度已達(dá)到較高水平，28天以后強(qiáng)度雖然還會(huì)繼續(xù)發(fā)展，但強(qiáng)度增長(zhǎng)率卻越來越小。 （4）摻混合材料的硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化 活性混合材料在水泥中的作用 ：摻混合材料的硅酸鹽類水泥的水化，首先是熟料礦物的水化，熟料礦物水化生成的Ca (OH)再與活性混合材料發(fā)生反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣；當(dāng)有石膏存在時(shí)，還會(huì)進(jìn)一步反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣。 活性混合材料對(duì)水泥性質(zhì)的影響a. 摻入大量熟料數(shù)量相當(dāng)減少，水泥中水化快的CS、 CA相對(duì)減少，二次反應(yīng)速度會(huì)更慢。所有此類水泥凝

49、結(jié)硬化過程緩慢，強(qiáng)度的增長(zhǎng)速度較低，早期強(qiáng)度較低，但后期強(qiáng)度會(huì)趕上甚至超過同強(qiáng)度等級(jí)的硅酸鹽水泥。由于CS、 CA相對(duì)減少，二次反應(yīng)水化放熱較低。b. 二次反應(yīng)消耗了水化產(chǎn)物中的大部分Ca (OH)，此類水泥硬化后堿度較低。耐腐蝕性好，耐水侵蝕性好。堿度低的水泥對(duì)鋼筋的保護(hù)作用差，所有摻大量活性混合材料的水泥一般不宜于較強(qiáng)腐蝕條件下的重要的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。3. 水泥石的腐蝕與防止（1）主要的侵蝕類型 軟水侵蝕（溶出性侵蝕）硅酸鹽水泥屬于典型的水硬性膠凝材料，在遇到“硬水”時(shí)，有足夠的抵抗能力。但是，當(dāng)水泥石受到冷凝水、雪水、冰川水等比較純凈的“軟水”，尤其是流動(dòng)的“軟水”作用

50、時(shí)，水泥石中的Ca(OH)2首先溶解，并被流水帶走。Ca(OH)2的溶失，又會(huì)引起水化硅酸鹽、水化鋁酸鹽的分解，最后變成無膠結(jié)能力的低堿性硅酸凝膠、氫氧化鋁。這種侵蝕首先源于Ca(OH)2的溶解失去，稱為析出性侵蝕。摻混合材料的水泥耐軟水侵蝕性有一定程度的提高。 酸類侵蝕（溶解性侵蝕）硅酸鹽水泥水化生成物顯堿性，當(dāng)遇到酸或酸性水時(shí)即發(fā)生中和反應(yīng)，生成溶入水的鹽類，導(dǎo)致水泥石受損壞。a 碳酸的侵蝕工業(yè)污水、地下水中常溶解有較多的二氧化碳：Ca(OH)2 + CO+ HO = CaCO+ 2 HO最初生成的CaCO溶解度不大，但繼續(xù)處于濃度較高的碳酸水中，則碳酸鈣與碳酸水進(jìn)一步反應(yīng)。CaCO+ C

51、O+ HO = Ca(HC O)Ca(OH)2的濃度的降低會(huì)導(dǎo)致其他水化產(chǎn)物的分解，腐蝕作用加劇。b 一般酸的腐蝕工業(yè)廢水、地下水、沼澤水中常含有多種無機(jī)酸、有機(jī)酸。工業(yè)窯爐是煙氣中常含有二氧化硫，遇水后生成亞硫酸。以鹽酸，硫酸與水中是Ca(OH)2作用為例：Ca(OH)2 + 2HCl = + HOCa(OH)2 + HSO= Ca SO. HO反應(yīng)生成的CaCl易溶于水，Ca SO. HO結(jié)晶膨脹，還會(huì)進(jìn)一步引起硫酸鹽的腐蝕作用。 鹽類的侵蝕a 硫酸鹽的侵蝕（膨脹性侵蝕）在海水、湖水、鹽沼水、地下水和某些工業(yè)污水中，常含有鉀、鈉、氨的硫酸鹽，它們與水泥石中的Ca(OH)2起置換反應(yīng)生成硫酸

52、鈣。硫酸鈣再與水泥石中固態(tài)水化鋁酸鈣作用生成高硫型水化硫鋁酸鈣。生成的高硫型水化硫鋁酸鈣含大量的結(jié)晶水，體積膨脹1.5倍以上，在水泥石中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，造成極大的膨脹破壞作用。高硫型水化硫鋁酸鈣晶體呈針狀，對(duì)水泥石危害嚴(yán)重，所以稱其為“水泥桿菌”。b 鎂鹽腐蝕（雙重腐蝕）在海水、鹽沼水、地下水中，常含有大量的鎂鹽，如硫酸鎂、氯化鎂。它們會(huì)與水泥石中的Ca(OH)2起復(fù)分解反應(yīng)。反應(yīng)生成的二水石膏會(huì)進(jìn)一步引起硫酸鹽膨脹性破壞，氯化鈣易溶于水，而氫氧化鎂疏松無膠凝作用。因此鎂鹽的侵蝕又稱雙重侵蝕。 強(qiáng)堿的腐蝕當(dāng)水泥石被氫氧化鈉浸透后又在空氣中干燥，則溶于水的鋁酸鈉會(huì)與空氣中的CO反應(yīng)生成碳酸鈉，由于水分失去，碳酸鈉在水泥石毛細(xì)管中的結(jié)晶膨脹，引起水泥石疏松、開裂。除上述四種侵蝕類型外，對(duì)水泥