高职建筑材料重点内容重点内容重点内容重点内容：材料的基本状态参数、：材料的基本状态参数、：材料的基本状态参数、：材料的基本状态参数、材料的物理性质材料的物理性质材料的物理性质材料的物理性质难难难难点：点：点：点：材料的物理常数材料的物理常数材料的物理常数材料的物理常数要要要要求：求：求：求：材料的基本状态参数材料的基本状态参数材料的基本状态参数材料的基本状态参数材料与水有关的性质材料与水有关的性质材料与水有关的性质材料与水有关的性质 1.1 材料的组成与结构材料的组成与结构 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质: :是指材料处于不同的使用条件和使用环境时，通常必须考虑的最基本的、共有的性质。因为土木建筑材料所处建（构）筑物的部位不同、使用环境不同、人们对材料的使用功能要求不同，所起的作用就不同，要求的性质也就有所不同。一、一、材料的组成材料的组成1.1.化学组成化学组成无机非金属建筑材料的化学组成:以各种氧化物含量来表示。金属材料:以元素含量来表示。 化学组成决定着材料的化学性质，影响其物理性质和力学性质。2 .2 .矿物组成矿物组成 材料中的元素和化合物以特定的矿物形式存在并决定着材料的许多重要性质。 矿物组成是无机非金属材料中化合物存在的基本形式。3. 相组成 材料中结构相近性质相同的均匀部分。二、二、 材料的结构与构造材料的结构与构造1.宏观结构（构造）宏观结构（构造）材料的宏观结构是指用肉眼和放大镜能够分辨的粗大组织。其尺寸约为毫米级大小，以及更大尺寸的构造情况。宏观构造，按孔隙尺寸可以分为：（1）致密结构，基本上是无孔隙存在的材料。例如钢铁、有色金属、致密天然石材、玻璃、玻璃钢、塑料等。（2）多孔结构，是指具有粗大孔隙的结构。如加气混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造轻质材料等。(3）微孔结构，是指微细的孔隙结构。如石膏制品、粘土砖瓦等。(4）纤维结构，是指木材纤维、玻璃纤维、矿物棉纤维所具有的结构。（5）层状结构，采用粘结或其他方法将材料迭合成层状的结构。如胶合板、迭合人造板、蜂窝夹芯板、以及某些具有层状填充料的塑料制品等。(6）散粒结构，是指松散颗粒状结构。比如混凝土骨料、用作绝热材料的粉状和和粒状的添充料。 1. 1.微观结构微观结构微观结构是指材料在原子、分子层次的结构。材料的微观结构，基本上可分为晶体与非晶体。 晶体结构的特征是其内部质点（离子、原子、分子）按照特定的规则在空间周期性排列。非晶体也称玻璃体或无定形体，如无机玻璃。玻璃体是化学不稳定结构，容易与其它物体起化学作用。3. 3. 亚微观结构亚微观结构 亚微观结构也称作细观结构，是介于微观结构和宏观结构之间的结构形式。如金属材料晶粒的粗细及其金相组织，木材的木纤维，混凝土中的孔隙及界面等。从宏观、亚微观和微观三个不同层次的结构上来研究土木工程材料的性质，才能深入其本质，对改进与提高材料性能以及创制新型材料都有着重要的意义。三、 材料的状态参数和结构特征材料的状态参数和结构特征1 . 1 . 材料的体积材料的体积体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不同的物理状态，因而表现出不同的体积。（1） 材料的绝对密实体积：干材料在绝对密实状态下的体积。即材料内部没有孔隙时的体积，或不包括内部孔隙的材料体积。一般以表示材料的绝对密实体积（2） 材料的表观体积：材料在自然状态下的体积，即整体材料的外观体积（含内部孔隙和水分）。一般以V0 表示材料的表观体积。（3）材料的堆积体积： 粉状或粒状材料，在堆集状态下的总体外观体积。根据其堆积状态不同，同一材料表现的体积大小可能不同，松散堆积下的体积较大，密实堆积状态下的体积较小。材料的堆集体积一般以 来表示。1. 1. 材料的密度材料的密度材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量，按下式计算： 式中：密度, g/cm3 或 kg/m3m材料的质量，g 或 kgV材料的绝对密实体积，cm3 或 m3 测试时，材料必须是绝对干燥状态。含孔材料则必须磨细后采用排开液体的方法来测定其体积。3、视密度（表观密度）、视密度（表观密度）1.1.定义：在规定条件下，材料单位表观体积（矿质实体体定义：在规定条件下，材料单位表观体积（矿质实体体定义：在规定条件下，材料单位表观体积（矿质实体体定义：在规定条件下，材料单位表观体积（矿质实体体积十闭口孔隙体积）的质量，称为称视密度。积十闭口孔隙体积）的质量，称为称视密度。积十闭口孔隙体积）的质量，称为称视密度。积十闭口孔隙体积）的质量，称为称视密度。1.1.公式：公式：公式：公式：式中：式中：式中：式中：t t石料的视密度（表观密度），石料的视密度（表观密度），石料的视密度（表观密度），石料的视密度（表观密度），； 、意义同前；意义同前；意义同前；意义同前； B B石料闭口孔隙的体积，石料闭口孔隙的体积，石料闭口孔隙的体积，石料闭口孔隙的体积，。测定方法：排水法测定方法：排水法测定方法：排水法测定方法：排水法T4、毛体积密度（体积密度）、毛体积密度（体积密度）定义：材料的毛体积密度是在规定试验条件下，烘干材料单位体定义：材料的毛体积密度是在规定试验条件下，烘干材料单位体定义：材料的毛体积密度是在规定试验条件下，烘干材料单位体定义：材料的毛体积密度是在规定试验条件下，烘干材料单位体积（包括孔隙在内）的质量。积（包括孔隙在内）的质量。积（包括孔隙在内）的质量。积（包括孔隙在内）的质量。公式：公式：公式：公式：式中：式中：式中：式中：石料的毛体积密度，石料的毛体积密度，石料的毛体积密度，石料的毛体积密度，3 3石料开口孔隙体积，石料开口孔隙体积，石料开口孔隙体积，石料开口孔隙体积，3 3， ，B B意义同前。意义同前。意义同前。意义同前。材料的毛体积密度测定可将石料加工为规则形状石料试件，采用材料的毛体积密度测定可将石料加工为规则形状石料试件，采用材料的毛体积密度测定可将石料加工为规则形状石料试件，采用材料的毛体积密度测定可将石料加工为规则形状石料试件，采用精密量具测量其几何形状的方法计算其体积；对于遇水崩解、溶精密量具测量其几何形状的方法计算其体积；对于遇水崩解、溶精密量具测量其几何形状的方法计算其体积；对于遇水崩解、溶精密量具测量其几何形状的方法计算其体积；对于遇水崩解、溶解和干缩湿胀性松软石料，应采用封蜡法测定。解和干缩湿胀性松软石料，应采用封蜡法测定。解和干缩湿胀性松软石料，应采用封蜡法测定。解和干缩湿胀性松软石料，应采用封蜡法测定。T5 5、表观密度、表观密度表观密度（俗称“容重”）是指材料在自然状态下单位体积的质量。按下式计算：式中0材料的表观密度, g/cm3 或 kg/m3m 材料的质量，g 或 kgV0材料的表观体积，cm3 或 m3材料的表观体积是指包括内部孔隙在内的体积。因为大多数材料的表观体积中包含有内部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影响其总质量（有时还影响其表观体积）。因此，材料的表观密度除了与其微观结构和组成有关外，还与其内部构成状态及含水状态有关，一般以干燥状态下的测定值为准。6、 材料的堆积密度材料的堆积密度堆积密度是指粉状或粒状材料，在堆积状态堆积密度是指粉状或粒状材料，在堆积状态下单位体积的质量。下单位体积的质量。按下式计算：按下式计算：式中式中0 0，材料的堆积密度材料的堆积密度, g/cm, g/cm3 3 或或 kg/mkg/m3 3m m 材料的质量，材料的质量，g g 或或 kg kgV V0 0，材料的堆积体积，材料的堆积体积，cmcm3 3 或或 m m3 3粉状或粒状材料的质量是指填充在一定容器内的材料质量，其堆积体积是指所用容器的容积而言。因此，材料的堆积体积包含了颗粒之间的空隙。在土木建筑工程中，计算材料用量、构件的自重，配料计算以及确定堆放空间时经常要用到材料的密度、表观密度和堆积密度等数据。例1：烧结普通砖的尺寸为240mm115mm53mm，已知其孔隙率为37%，干燥质量为2487g，浸水饱和后质量为2984g。试求该砖的体积密度（表观密度）（毛体积密度）密度、密度、吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。 解：解： o=m1/Vo=2487/1461.8=1.7g/cm3 P=V P=V孔孔/V/Vo o100%=37% 100%=37% V V孔孔/1461.8100%=37% /1461.8100%=37% 故故V V孔孔=541.236cm=541.236cm3 3， V=V V=Vo o-V-V孔孔 =1461.8-541.236=1461.8-541.236 =921.6cm =921.6cm3 3 =m =m1 1/V=2487/921.6=1.7g/cm/V=2487/921.6=1.7g/cm3 3W=(m2-m1)/m1100%=(2984-2487)/2487100%=20%PK=(m2-m1)/Vo1/W100%=(2984-2487)/1461.81100%=34%PB=P-PK=37%-34%=3%例例例例2 2 2 2：破碎的岩石试件经完全干燥后，其质量为：破碎的岩石试件经完全干燥后，其质量为：破碎的岩石试件经完全干燥后，其质量为：破碎的岩石试件经完全干燥后，其质量为482g482g482g482g，将放入盛有水的量筒中，经一定时间石子，将放入盛有水的量筒中，经一定时间石子，将放入盛有水的量筒中，经一定时间石子，将放入盛有水的量筒中，经一定时间石子吸水饱和后，量筒的水面由原来的吸水饱和后，量筒的水面由原来的吸水饱和后，量筒的水面由原来的吸水饱和后，量筒的水面由原来的452cm452cm452cm452cm3 3 3 3上升至上升至上升至上升至630cm630cm630cm630cm3 3 3 3。取出石子，擦干表面水分后称得质量为。取出石子，擦干表面水分后称得质量为。取出石子，擦干表面水分后称得质量为。取出石子，擦干表面水分后称得质量为487g487g487g487g。试求该岩石的视（表观）密度、体积密度。试求该岩石的视（表观）密度、体积密度。试求该岩石的视（表观）密度、体积密度。试求该岩石的视（表观）密度、体积密度及吸水率？及吸水率？及吸水率？及吸水率？解：因解：因解：因解：因m m m m1 1 1 1=482g,m=482g,m=482g,m=482g,m2 2 2 2=487g=487g=487g=487g，V+VV+VV+VV+VB B B B=630-452=178cm=630-452=178cm=630-452=178cm=630-452=178cm3 3 3 3（闭（闭（闭（闭+ + + +实体）故：实体）故：实体）故：实体）故：=m=m=m=m1 1 1 1/V+V/V+V/V+V/V+VB B B B=482/178=1.71g/cm=482/178=1.71g/cm=482/178=1.71g/cm=482/178=1.71g/cm3 3 3 3 o o o o=m=m=m=m1 1 1 1/V/V/V/Vo o o o=482/(178+5)=1.63g/cm=482/(178+5)=1.63g/cm=482/(178+5)=1.63g/cm=482/(178+5)=1.63g/cm3 3 3 3 W=(mW=(mW=(mW=(m2 2 2 2-m-m-m-m1 1 1 1)/m)/m)/m)/m1 1 1 1100%=(487-100%=(487-100%=(487-100%=(487-482)/482100%=1%482)/482100%=1%482)/482100%=1%482)/482100%=1%例例例例3 3 3 3：有有有有一一一一个个个个1.51.51.51.5升升升升的的的的容容容容器器器器，平平平平装装装装满满满满碎碎碎碎石石石石后后后后，碎碎碎碎石石石石重重重重1.55Kg1.55Kg1.55Kg1.55Kg。为为为为测测测测其其其其碎碎碎碎石石石石的的的的表表表表观观观观密密密密度度度度，将将将将所所所所有有有有碎碎碎碎石石石石倒倒倒倒入入入入一一一一个个个个7.787.787.787.78升升升升的的的的量量量量器器器器中中中中，向向向向量量量量器器器器中中中中加加加加满满满满水水水水后后后后称称称称重重重重为为为为9.36Kg9.36Kg9.36Kg9.36Kg，试试试试求求求求碎碎碎碎石石石石的的的的表表表表观观观观密密密密度度度度。若若若若在在在在碎碎碎碎石石石石的空隙中又填以砂子，问可填多少升的砂子？的空隙中又填以砂子，问可填多少升的砂子？的空隙中又填以砂子，问可填多少升的砂子？的空隙中又填以砂子，问可填多少升的砂子？（9.36-1.559.36-1.559.36-1.559.36-1.55）水的重量既水的体积）水的重量既水的体积）水的重量既水的体积）水的重量既水的体积解：表观密度：解：表观密度：解：表观密度：解：表观密度：=m/V=1.55/(7.78-(9.36-1.55)=1.63kg/m=m/V=1.55/(7.78-(9.36-1.55)=1.63kg/m=m/V=1.55/(7.78-(9.36-1.55)=1.63kg/m=m/V=1.55/(7.78-(9.36-1.55)=1.63kg/m3 3 3 3堆积密度：堆积密度：堆积密度：堆积密度：o o o o=m/V=m/V=m/V=m/Vo o o o=1.55/1.5=1.7kg/L=1.55/1.5=1.7kg/L=1.55/1.5=1.7kg/L=1.55/1.5=1.7kg/L空隙率：空隙率：空隙率：空隙率：P=(l-P=(l-P=(l-P=(l-o o o o/)100%=(1-1.7/1.63)100%=35.4%/)100%=(1-1.7/1.63)100%=35.4%/)100%=(1-1.7/1.63)100%=35.4%/)100%=(1-1.7/1.63)100%=35.4%砂的体积：砂的体积：砂的体积：砂的体积：V V V Vo o o o=1.535.4%=0.53(L)=1.535.4%=0.53(L)=1.535.4%=0.53(L)=1.535.4%=0.53(L) 7、 材料的密实度材料的密实度密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。密实度的计算式如下：对于绝对密实材料， 因 0 = ，故密实度D =1 或 100%。对于大多数土木工程材料， 因 0 ，故密实度D 1 或 D 100%。 密度；0材料的表观密度密实度密实度反映了材料的致密程度；含有孔隙的固体材料密实度都小于1；材料的强度、吸水性、耐久性、导热性都与密实度有关。8 8、 孔隙率孔隙率材料的孔隙率是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率。孔隙率P按下式计算：V材料的绝对密实体积，cm3 或 m3V V0 0材料的表观体积，材料的表观体积，cmcm3 3 或或 m m3 30 0材料的表观密度材料的表观密度, g/cm, g/cm3 3 或或 kg/m kg/m3 3密度, g/cm3 或 kg/m39、材料的孔隙、材料的孔隙( ( ( (一一一一).).).).孔隙形成的原因孔隙形成的原因孔隙形成的原因孔隙形成的原因(1).(1).(1).(1).水分子的占据作用水分子的占据作用水分子的占据作用水分子的占据作用 建筑材料加水拌和建筑材料加水拌和建筑材料加水拌和建筑材料加水拌和, , , ,用水量通常超过理论上用水量通常超过理论上用水量通常超过理论上用水量通常超过理论上 的用水量的用水量的用水量的用水量, , , , 多余的水分占据的空间即为孔隙多余的水分占据的空间即为孔隙多余的水分占据的空间即为孔隙多余的水分占据的空间即为孔隙(2).(2).(2).(2).外加的发泡作用外加的发泡作用外加的发泡作用外加的发泡作用 如生产加气混泥土等的各种发泡剂如生产加气混泥土等的各种发泡剂如生产加气混泥土等的各种发泡剂如生产加气混泥土等的各种发泡剂, , , ,可在材可在材可在材可在材料中形成料中形成料中形成料中形成 大量的孔隙大量的孔隙大量的孔隙大量的孔隙(3).(3).(3).(3).火山作用火山作用火山作用火山作用 火山爆发时火山爆发时火山爆发时火山爆发时, , , ,喷到空中的岩浆喷到空中的岩浆喷到空中的岩浆喷到空中的岩浆,冷却后在岩冷却后在岩冷却后在岩冷却后在岩石中形成大量的孔隙石中形成大量的孔隙石中形成大量的孔隙石中形成大量的孔隙(4).(4).(4).(4).烧结作用烧结作用烧结作用烧结作用10、孔隙的类型及对材料性质的影响、孔隙的类型及对材料性质的影响(二二二二) ) ) )孔隙的类型孔隙的类型孔隙的类型孔隙的类型 (1) (1) (1) (1)连通孔隙连通孔隙连通孔隙连通孔隙 (2) (2) (2) (2)封闭孔隙封闭孔隙封闭孔隙封闭孔隙 (3) (3) (3) (3)半封闭孔隙半封闭孔隙半封闭孔隙半封闭孔隙( ( ( (三三三三).).).).孔隙对材料性质的影响孔隙对材料性质的影响孔隙对材料性质的影响孔隙对材料性质的影响( ( ( (孔隙增多孔隙增多孔隙增多孔隙增多) ) ) ) (1). (1). (1). (1).材料的体积密度减小材料的体积密度减小材料的体积密度减小材料的体积密度减小 (2). (2). (2). (2).材料受力的有效面积减小材料受力的有效面积减小材料受力的有效面积减小材料受力的有效面积减小, , , ,强度降低强度降低强度降低强度降低 (3). (3). (3). (3).体积密度减小体积密度减小体积密度减小体积密度减小, , , ,导热系数和热容随之减小导热系数和热容随之减小导热系数和热容随之减小导热系数和热容随之减小 (4). (4). (4). (4).透气性透气性透气性透气性, , , ,透水性透水性透水性透水性, , , ,吸水性变大吸水性变大吸水性变大吸水性变大 (5). (5). (5). (5).对抗冻性对抗冻性对抗冻性对抗冻性, , , ,要试孔隙大小和形态而定要试孔隙大小和形态而定要试孔隙大小和形态而定要试孔隙大小和形态而定, , , ,有有有有 些些些些能提高抗冻性能提高抗冻性能提高抗冻性能提高抗冻性11、填充率：、填充率：散粒材料资某容器的堆积体积中，被其颗散粒材料资某容器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度，用粒填充的程度，用D表示：可用下式公式计算：表示：可用下式公式计算：12、 空隙率空隙率空隙率是指散粒材料在其堆集体积中, 颗粒之间的空隙体积所占的比例。空隙率P， 按下式计算： 0材料的表观密度;0 0，材料的堆积密度材料的堆积密度 空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算含砂率的依据。四、 材料的物理性质材料的物理性质1.1.材料与水有关的性质材料与水有关的性质（1） 材料的亲水性与憎水性材料的亲水性与憎水性与水接触时，有些材料能被水润湿，而有些材料则不能被水润湿，对这两种现象来说，前者为亲水性，后者为憎水性。材料具有亲水性或憎水性的根本原因在于材料的分子结构。亲水性材料与水分子之间的分子亲合力，大于水分子本身之间的内聚力；反之，憎水性材料与水分子之间的亲合力，小于水分子本身之间的内聚力。工程实际中，材料是亲水性或憎水性，通常以润湿角的大小划分，润湿角为在材料、水和空气的交点处，沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的夹角。其中润湿角愈小，表明材料愈易被水润湿。当材料的润湿角 时，为亲水性材料；当材料的润湿角 时，为憎水性材料。水在亲水性材料表面可以铺展开，且能通过毛细管作用自动将水吸入材料内部；水在憎水性材料表面不仅不能铺展开，而且水分不能渗入材料的毛细管中，见图1-1图11 材料润湿示意图（）亲水性材料；（）憎水性材料（2）材料的吸水性材料的吸水性材料能吸收水分的能力，称为材料的吸水性。吸水的大小以吸水率来表示。分质量吸水率和体积吸水率1. 质量吸水率质量吸水率质量吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分比，并以m 表示。质量吸水率m 的计算公式为：式中式中 m mb b材料吸水饱和状态下的质量（或材料吸水饱和状态下的质量（或kgkg） m mg g材料在干燥状态下的质量（或材料在干燥状态下的质量（或kgkg）。）。1. 体积吸水率体积吸水率体积吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水的体积占材料自然体积的百分率，并以W表示。体积吸水率W的计算公式为：式中式中 m mbb材料吸水饱和状态下的质量（或材料吸水饱和状态下的质量（或kgkg）m mg材料在干燥状态下的质量（或材料在干燥状态下的质量（或kgkg）。）。V V0 0 材料在自然状态下的体积，（材料在自然状态下的体积，（cmcm3 3 或或 m m3 3） w w 水的密度水的密度, ,（g/cmg/cm3 3 或或 kg/m kg/m3 3），）， 常温下常温下取取 w w =1.0 g/cm=1.0 g/cm3 3材料的吸水率与其孔隙率有关，更与其孔特征有关。因为水分是通过材料的开口孔吸入并经过连通孔渗入内部的。材料内与外界连通的细微孔隙愈多，其吸水率就愈大。3. . 材料的吸湿性：材料的吸湿性：用含水率来表示用含水率来表示材料的吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质。干燥的材料处在较潮湿的空气中时，便会吸收空气中的水分；而当较潮湿的材料处在较干燥的空气中时，便会向空气中放出水分。前者是材料的吸湿过程，后者是材料的干燥过程。由此可见，在空气中，某一材料的含水多少是随空气的湿度变化的。材料在任一条件下含水的多少称为材料的含水率，并以h表示，其计算公式为： 式中 ms材料吸湿状态下的质量（或kg） mg材料在干燥状态下的质量（或kg）。显然，材料的含水率受所处环境中空气湿度的影响。当空气中湿度在较长时间内稳定时，材料的吸湿和干燥过程处于平衡状态，此时材料的含水率保持不变，其含水率叫作材料的平衡含水率。4. . 材料的耐水性材料的耐水性材料的耐水性是指材料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质。衡量材料耐水性的指标是材料的软化系数KR：式中 KR 材料的软化系数 fb 材料吸水饱和状态下的抗压强度（MPa）。fg 材料在干燥状态下的抗压强度（MPa）软化系数反映了材料饱水后强度降低的程度，是材料吸水后性质变化的重要特征之一。一般材料吸水后，水分会分散在材料内微粒的表面，削弱其内部结合力，强度则有不同程度的降低。当材料内含有可溶性物质时（如石膏、石灰等），吸入的水还可能溶解部分物质，造成强度的严重降低。材料耐水性限制了材料的使用环境，软化系数小的材料耐水性差，其使用环境尤其受到限制。软化系数的波动范围在0至1之间。工程中通常将 0.85的材料称为耐水性材料，可以用于水中或潮湿环境中的重要工程。用于一般受潮较轻或次要的工程部位时，材料软化系数也不得小于0.75 。注意：注意：随含水量增加，减弱其内部结合力，随含水量增加，减弱其内部结合力，导致强度下降。导致强度下降。K KR R0.850.85，称为耐水材料，称为耐水材料5. 5. 5. 5. 抗冻性：抗冻性：抗冻性：抗冻性：材料饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，既材料饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，既材料饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，既材料饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，既不破坏强度又不显著下降的性质。不破坏强度又不显著下降的性质。不破坏强度又不显著下降的性质。不破坏强度又不显著下降的性质。材材材材料料料料吸吸吸吸水水水水后后后后，在在在在负负负负温温温温作作作作用用用用条条条条件件件件下下下下，水水水水在在在在材材材材料料料料毛毛毛毛细细细细孔孔孔孔内内内内冻冻冻冻结结结结成成成成冰冰冰冰，体体体体积积积积膨膨膨膨涨涨涨涨所所所所产产产产生生生生的的的的冻冻冻冻胀胀胀胀压压压压力力力力造造造造成成成成材材材材料料料料的的的的内内内内应应应应力力力力，会会会会使使使使材材材材料料料料遭遭遭遭到到到到局局局局部部部部破破破破坏坏坏坏。随随随随着着着着冻冻冻冻融融融融循循循循环环环环的的的的反反反反复复复复，材材材材料料料料的的的的破破破破坏坏坏坏作作作作用用用用逐逐逐逐步步步步加加加加剧剧剧剧，这这这这种种种种破破破破坏坏坏坏称称称称为为为为冻冻冻冻融融融融破破破破坏坏坏坏。抗抗抗抗冻冻冻冻性性性性是是是是指指指指材材材材料料料料在在在在吸吸吸吸水水水水饱饱饱饱和和和和状状状状态态态态下下下下，能能能能经经经经受受受受反反反反复复复复冻冻冻冻融融融融循循循循环环环环作作作作用用用用而不破坏，强度也不显著降低的性能。而不破坏，强度也不显著降低的性能。而不破坏，强度也不显著降低的性能。而不破坏，强度也不显著降低的性能。因素：水、负温度因素：水、负温度因素：水、负温度因素：水、负温度抗冻等级：能经受冻融循环的抗冻等级：能经受冻融循环的抗冻等级：能经受冻融循环的抗冻等级：能经受冻融循环的最大次数最大次数最大次数最大次数抗冻性抗冻性抗冻性抗冻性材料在含水状态下，能经受多次动容循环作用而不破坏，强度也不显材料在含水状态下，能经受多次动容循环作用而不破坏，强度也不显材料在含水状态下，能经受多次动容循环作用而不破坏，强度也不显材料在含水状态下，能经受多次动容循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性质。著降低的性质。著降低的性质。著降低的性质。冻融循环冻融循环冻融循环冻融循环直接冻融法是测定石料抗冻性的主要试验方法。此方法是将石料制备直接冻融法是测定石料抗冻性的主要试验方法。此方法是将石料制备直接冻融法是测定石料抗冻性的主要试验方法。此方法是将石料制备直接冻融法是测定石料抗冻性的主要试验方法。此方法是将石料制备成直径和高均为的圆柱体或边长为的立方体试件，成直径和高均为的圆柱体或边长为的立方体试件，成直径和高均为的圆柱体或边长为的立方体试件，成直径和高均为的圆柱体或边长为的立方体试件，放人烘箱（放人烘箱（放人烘箱（放人烘箱（ ）烘至恒重，冷却后称其质量，按吸水率）烘至恒重，冷却后称其质量，按吸水率）烘至恒重，冷却后称其质量，按吸水率）烘至恒重，冷却后称其质量，按吸水率试验方法让试件吸水饱和，然后取出擦去表面水分，置于冰箱（试验方法让试件吸水饱和，然后取出擦去表面水分，置于冰箱（试验方法让试件吸水饱和，然后取出擦去表面水分，置于冰箱（试验方法让试件吸水饱和，然后取出擦去表面水分，置于冰箱（- -）冻结，然后取出放人）冻结，然后取出放人）冻结，然后取出放人）冻结，然后取出放人 的水中融解，如此的水中融解，如此的水中融解，如此的水中融解，如此为一次冻融循环，经反复冻融至规定次数为止，将冻融后的试件再烘为一次冻融循环，经反复冻融至规定次数为止，将冻融后的试件再烘为一次冻融循环，经反复冻融至规定次数为止，将冻融后的试件再烘为一次冻融循环，经反复冻融至规定次数为止，将冻融后的试件再烘干至恒重，并称其质量。对于不同的工程环境气候条件，冻融循环的干至恒重，并称其质量。对于不同的工程环境气候条件，冻融循环的干至恒重，并称其质量。对于不同的工程环境气候条件，冻融循环的干至恒重，并称其质量。对于不同的工程环境气候条件，冻融循环的次数有不同的要求，分为次数有不同的要求，分为次数有不同的要求，分为次数有不同的要求，分为1515次、次、次、次、2525次及次及次及次及2525次以上。次以上。次以上。次以上。在试验过程中，每隔一定的冻融循环次数，应详细检查试件有无剥落、在试验过程中，每隔一定的冻融循环次数，应详细检查试件有无剥落、在试验过程中，每隔一定的冻融循环次数，应详细检查试件有无剥落、在试验过程中，每隔一定的冻融循环次数，应详细检查试件有无剥落、裂缝、分层及掉边等现象，并加以记录。对于块状石料的抗冻性，可裂缝、分层及掉边等现象，并加以记录。对于块状石料的抗冻性，可裂缝、分层及掉边等现象，并加以记录。对于块状石料的抗冻性，可裂缝、分层及掉边等现象，并加以记录。对于块状石料的抗冻性，可采用经规定次数的冻融循环后的质量损失率或者耐冻系数表征。采用经规定次数的冻融循环后的质量损失率或者耐冻系数表征。采用经规定次数的冻融循环后的质量损失率或者耐冻系数表征。采用经规定次数的冻融循环后的质量损失率或者耐冻系数表征。抗冻性以试件在冻融后的质量损失、外形变化或强度降低不超过一定限度时所能经受的冻融循环次数来表示，或称为抗冻等级。材料的抗冻等级可分为15、25、50、100、200等，分别表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的冻融循环。材料的抗冻性与材料的强度、孔结构、耐水性和吸水饱和程度有关。6. . 材料的抗渗性材料的抗渗性抗渗性是材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能。土木建筑工程中许多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，当材料两侧的水压差较高时，水可能从高压侧通过内部的孔隙、孔洞或其它缺陷渗透到低压侧。这种压力水的渗透，不仅会影响工程的使用，而且渗入的水还会带入能腐蚀材料的介质，或将材料内的某些成分带出，造成材料的破坏。（1） 渗透系数渗透系数材料的渗透系数可通过下式计算:式中K渗透系数, （cm / h）;Q渗水量， （cm3 ）A 渗水面积, （cm2 ）H 材料两侧的水压差，（cm）d 试件厚度 （cm）t 渗水时间 （h）材料的渗透系数越小，说明材料的抗渗性越强。（2） 抗渗等级抗渗等级材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水试验时，材料标准试件在透水前所能承受的最大水压力，并以字母P及可承受的水压力（以0.1MPa为单位）来表示抗渗等级。如P4、P6、P8、P10等，表示试件能承受逐步增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa的水压而不渗透。五、 材料的热工性质材料的热工性质1. 1. 导热性导热性当材料两面存在温度差时，热量从材料一面通过材料传导至另一面的性质，称为材料的导热性。导热性用导热系数 表示。导热系数的定义和计算式如下所示：导热系数越小，绝热性能越好，差别很大，一般在0.035-3.5W（mk）之间。材料的孔隙率大，导热系数小，但如孔隙粗大而且联通，由于对流作用，材料的导热系数反而高。材料受潮后导热系数增大，因为水和冰的比空气的大，因此绝热材料应经常处于干燥状态。式中式中导热系数，（导热系数，（）；）；传导的热量，传导的热量，材料厚度，；材料厚度，；热传导面积，热传导面积，m m2 2一热传导时间，一热传导时间，h h；（t t2 2-t-t1 1）材料两面温度差，）材料两面温度差，K K在物理意义上，导热系数为单位厚度(1m)的材料、两面温度差为1时、在单位时间(1s)内通过单位面积(1)的热量。影响导热系数的因数无机材料的导热系数大于有机材料无机材料的导热系数大于有机材料晶体的导热系数大于无定形体的热导系数晶体的导热系数大于无定形体的热导系数材料的孔隙率愈大材料的孔隙率愈大, ,即空气愈多即空气愈多, ,导热系数愈小同类材料导热系数愈小同类材料的孔隙率是随体积密度的件小而增大的孔隙率是随体积密度的件小而增大, ,则导热系数随体积则导热系数随体积密度的件小而减小密度的件小而减小导热系数与孔隙形态特征的关系导热系数与孔隙形态特征的关系, ,认为有微细而封闭孔隙认为有微细而封闭孔隙组成的材料组成的材料, ,导热系数小导热系数小, ,反之大反之大材料的含水率增加材料的含水率增加, ,导热系数也增加导热系数也增加大多数材料的导热系数随温度升高而增加大多数材料的导热系数随温度升高而增加1. 1. 热容量和比热热容量和比热材料在受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质称为材料的热容量。单位质量材料温度升高或降低1所吸收或放出的热量称为热容量系数或比热。比热的计算式如下所示：式中式中C-C-材料的比热，材料的比热，J/J/（gKgK）Q-Q-材料吸收或放出的热量材料吸收或放出的热量( (热容量)m-m-材料质量，材料质量，g g（t t2 2 - t - t1 1）-材料受热或冷却前后的温差，材料受热或冷却前后的温差，K K比热是反映材料的吸热和放热能力的理量。不同材料的比热不同，它对保持建筑物内部温度温度有很大的意义，比热大的材料，能在热流变动或采暖设备供热不均匀时，缓和室内的温度波动。3. 3. 材料的保温隔热性能：热阻和传热系数材料的保温隔热性能：热阻和传热系数 热阻是材料层（墙体或其它围护结构）抵抗热流通过的能力，热阻的定义及计算式为： /，导热系数不大于0.175的绝热材料。式中 材料层热阻，（m2K）/W； 材料层厚度，； 材料的导热系数，(K) 热阻的倒数称为材料层（墙体或其它围护结构）的传热系数。传热系数是指材料两面温度差为1时，在单位时间内通过单位面积的热量。4. 4. 材料的温度变形材料的温度变形材料的温度变形是指温度升高或材料的温度变形是指温度升高或降低时材料的体积变化。除个别材料降低时材料的体积变化。除个别材料以外，多数材料在温度升高时体积膨以外，多数材料在温度升高时体积膨胀，温度下降时体积收缩。这种变化胀，温度下降时体积收缩。这种变化表现在单向尺寸时，为线膨胀或线收表现在单向尺寸时，为线膨胀或线收缩，相应的技术指标为线膨胀系数缩，相应的技术指标为线膨胀系数（）。）。材料的单向线膨胀量或线收缩量计算公式为：L =（t2 - t1） L式中L-线膨胀或线收缩量 （mm 或 cm）(t2-t1）-材料升（降）温前后的温度差（）-材料在常温下的平均线膨胀系数() L-材料原来的长度（或）土木工程中，对材料的温度变形大多关心其土木工程中，对材料的温度变形大多关心其某一单向尺寸的变化，因此，研究其平均线膨某一单向尺寸的变化，因此，研究其平均线膨胀系数具有实际意义。材料的线膨胀系数与材胀系数具有实际意义。材料的线膨胀系数与材料的组成和结构有关，常选择合适的材料来满料的组成和结构有关，常选择合适的材料来满足工程对温度变形的要求。足工程对温度变形的要求。六、材料的力学性质材料的力学性质材料在外力作用下的变形性质材料在外力作用下的变形性质 试验条件对强度结果的影响试验条件对强度结果的影响 强度标号与等级强度标号与等级1. 1. 材料的强度材料的强度材料的强度是材料在应力作用下抵抗破坏的能力。通常情况下，材料内部的应力多由外力（或荷载）作用而引起，随着外力增加，应力也随之增大，直至应力超过材料内部质点所能抵抗的极限，即强度极限，材料发生破坏。在工程上，通常采用破坏试验法对材料的强度在工程上，通常采用破坏试验法对材料的强度进行实测。将预先制作的试件放置在材料试验机进行实测。将预先制作的试件放置在材料试验机上，施加外力（荷载）直至破坏，根据试件尺寸上，施加外力（荷载）直至破坏，根据试件尺寸和破坏时的荷载值，计算材料的强度。和破坏时的荷载值，计算材料的强度。根据外力作用方式的不同，材料强度有抗拉、抗压、抗剪、抗弯（抗折）强度等。材料的抗拉、抗压、抗剪强度的计算式如下：式中式中 f-f-材料强度，材料强度，MPaMPaF Fmaxmax- -材料破坏时的最大荷载，材料破坏时的最大荷载，N NA-A-试件受力面积，试件受力面积，mmmm2 2- -材料的抗弯强度与受力情况有关，一般试验方法是将条形试件放在两支点上，中间作用一集中荷载，对矩形截面试件，则其抗弯强度用下式计算：式中式中式中式中 f fw w-材料的抗弯强度，材料的抗弯强度，材料的抗弯强度，材料的抗弯强度，MPaMPaF Fmaxmax-材料受弯破坏时的最大荷载，材料受弯破坏时的最大荷载，材料受弯破坏时的最大荷载，材料受弯破坏时的最大荷载，N NA-A-试件受力面积，试件受力面积，试件受力面积，试件受力面积，mmmm2 2L-L-两支点的间距，两支点的间距，两支点的间距，两支点的间距，mmmmb b、h-h-试件横截面的宽及高，试件横截面的宽及高，试件横截面的宽及高，试件横截面的宽及高，mmmm比强度：比强度： 指材料强度与其表观密度之比。指材料强度与其表观密度之比。 意义：反映材料轻质高强的指标。意义：反映材料轻质高强的指标。 值越大，材料越轻质高强值越大，材料越轻质高强影响强度的因素：影响强度的因素：材料的组成材料的组成孔隙率孔隙率增加增加强度降低强度降低含水率含水率增加增加强度降低强度降低温度温度升高升高强度降低强度降低试件尺寸试件尺寸大大强度降低强度降低加荷速度加荷速度快快强度降低等强度降低等补充一：公路工程石料的力学性质补充一：公路工程石料的力学性质补充一：公路工程石料的力学性质补充一：公路工程石料的力学性质）抗压强度）抗压强度）抗压强度）抗压强度石料的抗压强度，通常有单轴抗压强度和三轴抗压石料的抗压强度，通常有单轴抗压强度和三轴抗压石料的抗压强度，通常有单轴抗压强度和三轴抗压石料的抗压强度，通常有单轴抗压强度和三轴抗压强度两种。一般仅需要进行单轴抗压强度试验。强度两种。一般仅需要进行单轴抗压强度试验。强度两种。一般仅需要进行单轴抗压强度试验。强度两种。一般仅需要进行单轴抗压强度试验。公路工程石料的抗压强度，是将石料制备成边长为公路工程石料的抗压强度，是将石料制备成边长为公路工程石料的抗压强度，是将石料制备成边长为公路工程石料的抗压强度，是将石料制备成边长为 . .的正立方体或直径与高均为的正立方体或直径与高均为的正立方体或直径与高均为的正立方体或直径与高均为 . .的圆柱体试件，经吸水饱和后的圆柱体试件，经吸水饱和后的圆柱体试件，经吸水饱和后的圆柱体试件，经吸水饱和后，在规定的加载条件下单轴受压，石料试件达到极，在规定的加载条件下单轴受压，石料试件达到极，在规定的加载条件下单轴受压，石料试件达到极，在规定的加载条件下单轴受压，石料试件达到极限破坏时，单位受压面积的强度。限破坏时，单位受压面积的强度。限破坏时，单位受压面积的强度。限破坏时，单位受压面积的强度。公式：式中：石料的抗压强度，； Fmax试件极限破坏时的荷载，； 试件的截面积，。石料的抗压强度值，取决于石料的组成结构，石料的抗压强度值，取决于石料的组成结构，石料的抗压强度值，取决于石料的组成结构，石料的抗压强度值，取决于石料的组成结构，同时也取决于试验的条件（如试件几何外形、同时也取决于试验的条件（如试件几何外形、同时也取决于试验的条件（如试件几何外形、同时也取决于试验的条件（如试件几何外形、加荷速度、温度和湿度等）加荷速度、温度和湿度等）加荷速度、温度和湿度等）加荷速度、温度和湿度等）。1.1.桥梁工程石料的力学性质桥梁工程石料的力学性质桥梁工程石料的力学性质桥梁工程石料的力学性质抗压强度是桥梁工程石料的主要力学指标，是确定石抗压强度是桥梁工程石料的主要力学指标，是确定石抗压强度是桥梁工程石料的主要力学指标，是确定石抗压强度是桥梁工程石料的主要力学指标，是确定石料标号的主要依据。料标号的主要依据。料标号的主要依据。料标号的主要依据。桥用石料的抗压强度是将石料加工成边长为桥用石料的抗压强度是将石料加工成边长为桥用石料的抗压强度是将石料加工成边长为桥用石料的抗压强度是将石料加工成边长为的正立方体试件，经吸水饱和后，按规定的加荷条件单轴的正立方体试件，经吸水饱和后，按规定的加荷条件单轴的正立方体试件，经吸水饱和后，按规定的加荷条件单轴的正立方体试件，经吸水饱和后，按规定的加荷条件单轴受压，石料试件达到极限破坏时，单位受压面积的强度。受压，石料试件达到极限破坏时，单位受压面积的强度。受压，石料试件达到极限破坏时，单位受压面积的强度。受压，石料试件达到极限破坏时，单位受压面积的强度。此亦作为石料的标号。此亦作为石料的标号。此亦作为石料的标号。此亦作为石料的标号。公式：公式：公式：公式：桥用石料的力学性质以抗压强度为基准，其他力学指桥用石料的力学性质以抗压强度为基准，其他力学指桥用石料的力学性质以抗压强度为基准，其他力学指桥用石料的力学性质以抗压强度为基准，其他力学指标（如抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度等）一般可采用与标（如抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度等）一般可采用与标（如抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度等）一般可采用与标（如抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度等）一般可采用与抗压强度的大约比值。抗压强度的大约比值。抗压强度的大约比值。抗压强度的大约比值。石料的技术标准石料的技术标准石料的技术标准石料的技术标准1. 1. 弹性和塑性弹性和塑性材料在外力作用下产生变形，当外力取消后能够完全恢复原来形状的性质称为弹性。这种完全恢复的变形称为弹性变形（或瞬时变形）。材料在外力作用下产生变形，如果外力取消后，仍能保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质称为塑性。这种不能恢复的变形称为塑性变形（或永久变形）。3. 3. 脆性和韧性脆性和韧性 材料受力达到一定程度时，突然突然发生破坏，并无明显的变形发生破坏，并无明显的变形，材料的这种性质称为脆性。大部分无机非金属材料均属脆性材料，如天然石材，烧结普通砖、陶瓷、玻璃、普通混凝土、砂浆等。脆性材料的另一特点是抗压强度高而抗拉、抗折强度低。在工程中使用时，应注意发挥这类材料的特性。材料在冲击或动力荷载作用下，能吸收较大能量而不破坏的性能，称为韧性或冲击韧性。韧性以试件破坏时单位面积所消耗的功表示。计算公式如下：式中 a k -材料的冲击韧性， J/mm2 k-试件破坏时所消耗的功，J； A-材料受力截面积。（mm2）4. 4. 硬度和耐磨性硬度和耐磨性 硬度 材料的硬度是材料表面的坚硬程度，是抵抗其它硬物刻划、压入其表面的能力刻划、压入其表面的能力。通常用刻划法，回弹法和压入法测定材料的硬度。 刻划法用于天然矿物硬度的划分，按滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄晶、刚玉、金刚石的顺序，分为个硬度等级。回弹法用于测定混凝土表面硬度，并间接推算混凝土的强度；也用于测定陶瓷、砖。砂浆、塑料、橡胶、金属等的表面硬度并间接推算其强度。耐磨性 耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性用磨耗率表示，计算公式如下：式中式中 G- G-材料的磨耗率，材料的磨耗率， （g/cmg/cm2 2）m m1 1 - -材料磨损前的质量，（材料磨损前的质量，（g g）m m2 2-材料磨损后的质量，（材料磨损后的质量，（g g）A-A-材料试件的受磨面积材料试件的受磨面积 （cmcm2 2）磨耗率石料的磨耗率是指石料抵抗冲击、边缘剪力和摩擦的联石料的磨耗率是指石料抵抗冲击、边缘剪力和摩擦的联石料的磨耗率是指石料抵抗冲击、边缘剪力和摩擦的联石料的磨耗率是指石料抵抗冲击、边缘剪力和摩擦的联合作用的性质，也是评定石料等级的依据之一，可采用洛合作用的性质，也是评定石料等级的依据之一，可采用洛合作用的性质，也是评定石料等级的依据之一，可采用洛合作用的性质，也是评定石料等级的依据之一，可采用洛杉矶试验法或狄法尔试验法测定。杉矶试验法或狄法尔试验法测定。杉矶试验法或狄法尔试验法测定。杉矶试验法或狄法尔试验法测定。（）洛杉矶试验法（）洛杉矶试验法（）洛杉矶试验法（）洛杉矶试验法洛杉矶试验法采用洛杉矶（或搁板）式磨耗试验机。是洛杉矶试验法采用洛杉矶（或搁板）式磨耗试验机。是洛杉矶试验法采用洛杉矶（或搁板）式磨耗试验机。是洛杉矶试验法采用洛杉矶（或搁板）式磨耗试验机。是将石料试样洗净烘干，称出按我国标准规定的级配石料及将石料试样洗净烘干，称出按我国标准规定的级配石料及将石料试样洗净烘干，称出按我国标准规定的级配石料及将石料试样洗净烘干，称出按我国标准规定的级配石料及钢球。磨耗机以的转速转动钢球。磨耗机以的转速转动钢球。磨耗机以的转速转动钢球。磨耗机以的转速转动转。由于在旋转中石料试样受到相互摩擦、冲击等力系的转。由于在旋转中石料试样受到相互摩擦、冲击等力系的转。由于在旋转中石料试样受到相互摩擦、冲击等力系的转。由于在旋转中石料试样受到相互摩擦、冲击等力系的综合作用，使石料试样产生磨耗和破碎。用圆孔筛综合作用，使石料试样产生磨耗和破碎。用圆孔筛综合作用，使石料试样产生磨耗和破碎。用圆孔筛综合作用，使石料试样产生磨耗和破碎。用圆孔筛或或或或1.71.7方孔筛筛去试样中的石屑，将剩余试样洗净烘方孔筛筛去试样中的石屑，将剩余试样洗净烘方孔筛筛去试样中的石屑，将剩余试样洗净烘方孔筛筛去试样中的石屑，将剩余试样洗净烘干，并称其质量。石料的磨耗率以经试验后石料试样的质干，并称其质量。石料的磨耗率以经试验后石料试样的质干，并称其质量。石料的磨耗率以经试验后石料试样的质干，并称其质量。石料的磨耗率以经试验后石料试样的质量损失百分率来表示。量损失百分率来表示。量损失百分率来表示。量损失百分率来表示。公式：公式：公式：公式：（2 2）狄法尔试验法）狄法尔试验法）狄法尔试验法）狄法尔试验法狄法尔试验法采用狄法尔（或双筒）式磨耗试验机。它是狄法尔试验法采用狄法尔（或双筒）式磨耗试验机。它是狄法尔试验法采用狄法尔（或双筒）式磨耗试验机。它是狄法尔试验法采用狄法尔（或双筒）式磨耗试验机。它是将石料破碎（人工或机械），并过筛选出将石料破碎（人工或机械），并过筛选出将石料破碎（人工或机械），并过筛选出将石料破碎（人工或机械），并过筛选出的块石的块石的块石的块石 块，共约（每块质量约），块，共约（每块质量约），块，共约（每块质量约），块，共约（每块质量约），计两份，分别洗净烘干，装人磨耗机的两圆筒中，磨耗机计两份，分别洗净烘干，装人磨耗机的两圆筒中，磨耗机计两份，分别洗净烘干，装人磨耗机的两圆筒中，磨耗机计两份，分别洗净烘干，装人磨耗机的两圆筒中，磨耗机以的转速转动转，石料以的转速转动转，石料以的转速转动转，石料以的转速转动转，石料的磨耗率同样是以通过或的磨耗率同样是以通过或的磨耗率同样是以通过或的磨耗率同样是以通过或7 7筛孔的质量损筛孔的质量损筛孔的质量损筛孔的质量损失百分率来表示，亦按上式计算。失百分率来表示，亦按上式计算。失百分率来表示，亦按上式计算。失百分率来表示，亦按上式计算。按我国标准规定，两种试验方法以洛杉矶试验法为标准按我国标准规定，两种试验方法以洛杉矶试验法为标准按我国标准规定，两种试验方法以洛杉矶试验法为标准按我国标准规定，两种试验方法以洛杉矶试验法为标准方法。方法。方法。方法。 第五节 材料的耐久性材料的耐久性材料的耐久性是泛指材料在使用条件下，受各种内在或外来自然因素及有害介质的作用，能长久地保持其使用性能的性质。材料在建筑物之中，除要受到各种外力的作用之外，还经常要受到环境中许多自然因素的破坏作用。这些破坏作用包括物理、化学、机械及生物的作用。物理作用可有干湿变化、温度变化及冻融变化等。这些作用将使材料发生体积的胀缩，或导致内部裂缝的扩展。时间长久之后即会使材料逐渐破坏。在寒冷地区，冻融变化对材料会起着显著的破坏作用。在高温环境下，经常处于高温状态的建筑物或构筑物，所选用的建筑材料要具有耐热性能。在民用和公共建筑中，考虑安全防火要求，须选用具有抗火性能的难燃或不燃的材料。化学作用包括大气、环境水以及使用条件下酸、碱、盐等液体或有害气体对材料的侵蚀作用。机械作用包括使用荷载的持续作用，交变荷载引起材料疲劳，冲击、磨损、磨耗等。生物作用包括菌类、昆虫等的作用而使材料腐朽、蛀蚀而破坏。砖、石料、混凝土等矿物材料，多是由于物理作用而破坏，也可能同时会受到化学作用的破坏。金属材料主要是由于化学作用引起的腐蚀。木材等有机质材料常因生物作用而破坏。沥青材料、高分子材料在阳光、空气和热的作用下，会逐渐老化而使材料变脆或开裂。材料的耐久性指标是根据工程所处的环境条件来决定的。例如处于冻融环境的工程，所用材料的耐久性以抗冻性指标来表示。处于暴露环境的有机材料，其耐久性以抗老化能力来表示。例例4 4： 材料的密度、表观密度、堆积密度有何区别？如何测定？材料含水后对三者有什么影响？解 密度：表观密度：堆积密度：V为材料的绝对密实体积V0为材料的表观体积 (固、液、气）V0，为材料的堆积体积对于含孔材料，三者的测试方法要点如下：测定密度时，需先将材料磨细，之后采用排出液体或水的方法来测定体积。测定表观密度时，直接将材料放入水中，即直接采用排开水的方法来测体积；测定堆积密度时，将材料直接装入已知体积的容量筒中，直接测试其自然堆积状态下体积。|含水与否对密度、表观密度无影响，因密度、表观密度均是对干燥状态而言的。含水对堆积密度的影响则较复杂一般来说是使堆积密度增大。例例5 5： 某工地所用卵石材料的密度为1.65g/cm3、表观密度为1.61g/cm3、堆积密度为1680 kg/m3，计算此石子的孔隙率与空隙率？解石子的孔隙率P为：石子的空隙率P，为：例例6 6： 某石材在气干、绝干、水饱和情况下测得的抗压强度分别为174、178、165 MPa，求该石材的软化系数，并判断该石材可否用于水下工程。解该石材的软化系数为:由于该石材的软化系数为0.93，大于0.85，故该石材可用于水下工程。第第2 2章章 石材石材 天然石材天然石材 天然石材：天然石材：指从天然岩石中采得的毛石，或经加工制成指从天然岩石中采得的毛石，或经加工制成的石块、石板及其定型制品等。的石块、石板及其定型制品等。优点：优点：抗压强度高、耐久性好、生产成本低等。抗压强度高、耐久性好、生产成本低等。 是古今土木建筑工程的主要建筑材料。是古今土木建筑工程的主要建筑材料。工程砌筑石材工程砌筑石材 1.1.工程对砌筑石材的要求工程对砌筑石材的要求 （）石材尺寸规格（）石材尺寸规格 常用的砌筑石材有毛石和料石。常用的砌筑石材有毛石和料石。 毛石毛石为不规则形，但毛石的中间厚度不小于为不规则形，但毛石的中间厚度不小于1515，至少有一个方向的长度不小于至少有一个方向的长度不小于3030，平毛石应有两个大致，平毛石应有两个大致平行的面。平行的面。 料石料石宽度和厚度均不宜小于宽度和厚度均不宜小于2020，长度不宜大于，长度不宜大于厚度的倍，形状应大致呈六面体。厚度的倍，形状应大致呈六面体。 （）石材抗压强度（）石材抗压强度 根据边长根据边长7070立方体试件的抗压强度，砌筑石材立方体试件的抗压强度，砌筑石材的强度等级分为：的强度等级分为：1010、1515、2020、3030、4040、5050、6060、8080、100100共九个等共九个等级。级。 （）石材耐水性（）石材耐水性 石材的耐水性用软化系数石材的耐水性用软化系数K K表示。高耐水性石材，表示。高耐水性石材，其软化系数为其软化系数为k k0.90,0.90,中耐水性石材，其软化系数为中耐水性石材，其软化系数为0.70.70.9, 0.9, 低耐水性石材低耐水性石材, , 其软化系数为其软化系数为k k0.60.60.70.7。石材抗冻性石材抗冻性n 试件在规定的冻融循环次数内无（穿过试件两棱角的）试件在规定的冻融循环次数内无（穿过试件两棱角的）贯穿裂纹，质量损失不超过，强度降低不大于的石贯穿裂纹，质量损失不超过，强度降低不大于的石材方为合格。材方为合格。n 对于有特殊要求的工程，还可能要求石材的耐磨性、吸水对于有特殊要求的工程，还可能要求石材的耐磨性、吸水性或抗冲击性。性或抗冲击性。 n 决定石材上述技术性质的因素有：矿物组成、结构特征、决定石材上述技术性质的因素有：矿物组成、结构特征、构造特点、受风化作用的程度等。构造特点、受风化作用的程度等。n 常用砌筑石材有花岗岩、石灰岩、砂岩、片麻岩等。常用砌筑石材有花岗岩、石灰岩、砂岩、片麻岩等。（）石材抗压强度（）石材抗压强度根根据据边边长长7070立立方方体体试试件件的的抗抗压压强强度度，砌砌筑筑石石材材的的强强度度等等级级分分为为1010、1515、2020、3030、4040、5050、6060、8080、100100共九个等级。共九个等级。（）石材耐水性（）石材耐水性 石石材材的的耐耐水水性性用用软软化化系系数数K K表表示示。高高耐耐水水性性石石材材，其其软软化化系系数数为为K K0.90, 0.90, 中中耐耐水水性性石石材材，其其软软化化系系数数为为0.70.70.9, 0.9, 低耐水性石材低耐水性石材, , 其软化系数为其软化系数为0.60.70.60.7。 ( () ) 石材抗冻性石材抗冻性 试试件件在在规规定定的的冻冻融融循循环环次次数数内内无无（穿穿过过试试件件两两棱棱角角的的）贯贯穿穿裂裂纹纹，质质量量损损失失不不超超过过，强强度度降降低低不不大大于于的石材方为合格。的石材方为合格。 对对于于有有特特殊殊要要求求的的工工程程，还还可可能能要要求求石石材材的的耐耐磨磨性性、吸吸水水性性或或抗抗冲冲击击性性。 决决定定石石材材上上述述技技术术性性质质的的因因素素有有：矿物组成、结构特征、构造特点、受风化作用的程度等。矿物组成、结构特征、构造特点、受风化作用的程度等。常用砌筑石材有花岗岩、石灰岩、砂岩、片麻岩等。常用砌筑石材有花岗岩、石灰岩、砂岩、片麻岩等。n装饰石材装饰石材天然大理石天然大理石 天然大理石是石灰岩或白云岩在地壳内经过高温高压作用形成的天然大理石是石灰岩或白云岩在地壳内经过高温高压作用形成的 变质岩，多为层状结构，有明显的结晶，纹理有斑纹、条纹之分，是变质岩，多为层状结构，有明显的结晶，纹理有斑纹、条纹之分，是 一种富有装饰性的天然石材。一种富有装饰性的天然石材。成分：成分：化学成分为碳酸盐，矿物成分为方解石或白云石。化学成分为碳酸盐，矿物成分为方解石或白云石。颜色：颜色：纯大理石为白色，当含有部分其它深色矿物时，产生多种色彩与优纯大理石为白色，当含有部分其它深色矿物时，产生多种色彩与优 美花纹。从色彩上来说，有纯黑、纯白、纯灰、墨绿等数种。美花纹。从色彩上来说，有纯黑、纯白、纯灰、墨绿等数种。 纹理：纹理：有晚霞、云雾、山水、海浪等山水图案、自然景观。有晚霞、云雾、山水、海浪等山水图案、自然景观。优点：优点：抗压强度较高，但硬度并不太高，易于加工雕刻与抛光。工程装饰抗压强度较高，但硬度并不太高，易于加工雕刻与抛光。工程装饰中得以广泛应用。中得以广泛应用。缺点：缺点：长期受雨水冲刷，特别是受酸性雨水冲刷时，易被侵蚀而失去原貌长期受雨水冲刷，特别是受酸性雨水冲刷时，易被侵蚀而失去原貌 和光泽，影响装饰效果。因此大理石多用于室内装饰。和光泽，影响装饰效果。因此大理石多用于室内装饰。大理石抗压强度较高，但硬度并不太高，大理石抗压强度较高，但硬度并不太高，易于加工雕刻与抛光。由于这些优点，易于加工雕刻与抛光。由于这些优点，使其在工程装饰中得以广泛应用。当大使其在工程装饰中得以广泛应用。当大理石长期受雨水冲刷，特别是受酸性雨理石长期受雨水冲刷，特别是受酸性雨水冲刷时，可能使大理石表面的某些物水冲刷时，可能使大理石表面的某些物质被侵蚀，从而失去原貌和光泽，影响质被侵蚀，从而失去原貌和光泽，影响装饰效果，因此大理石多用于室内装饰装饰效果，因此大理石多用于室内装饰。建筑用天然花岗石建筑用天然花岗石由天然花岗石加工成板材、块材用于建筑装饰工程中。花岗岩是典型由天然花岗石加工成板材、块材用于建筑装饰工程中。花岗岩是典型的火成岩，是全晶质岩石。的火成岩，是全晶质岩石。主要成分：主要成分：石英、长石和少量的暗色矿物和云母。石英、长石和少量的暗色矿物和云母。结构：结构：按结晶颗粒大小，分为细粒、中粒和斑状等。按结晶颗粒大小，分为细粒、中粒和斑状等。颜色：颜色：呈灰色、黄色、蔷薇色、红花等。优质花岗岩石英含量多（呈灰色、黄色、蔷薇色、红花等。优质花岗岩石英含量多（ ），云母含量少，晶粒细而匀，结构紧密，不含其他杂质，），云母含量少，晶粒细而匀，结构紧密，不含其他杂质，抛光后光泽明亮，不易风化，色调鲜明，花色丰富，庄重大方。抛光后光泽明亮，不易风化，色调鲜明，花色丰富，庄重大方。优点：优点：比大理石密度大，密度为比大理石密度大，密度为2300230028002800/ /3 3，抗压强度高达，抗压强度高达120120250MPa250MPa。孔隙率吸水率极低，材质硬度高，其耐磨、耐久、耐腐蚀性能。孔隙率吸水率极低，材质硬度高，其耐磨、耐久、耐腐蚀性能均优于其他石材。经抛光后，是室内外地面、墙面、踏步、柱石、勒脚等均优于其他石材。经抛光后，是室内外地面、墙面、踏步、柱石、勒脚等处首选装饰材料。处首选装饰材料。 例例: :选选用用天天然然石石材材的的原原则则是是什什么么？为为什什么么一一般般大大理理石板材不宜用于室外？石板材不宜用于室外？解解选用天然石材时应满足以下几方面的要求：选用天然石材时应满足以下几方面的要求：1 1适适用用性性。是是指指在在选选用用建建筑筑石石材材时时，应应针针对对建建筑筑物物不不同同部部位位，选选用用满满足足技技术术要要求求的的石石材材。如如对对于于结结构构用用石石材材，主主要要要要求求指指标标是是石石材材的的强强度度、耐耐水水性性、抗抗冻冻性性等等；饰饰面面用用石石材材，主主要要技技术术要要求求是是尺尺寸寸公公差差、表面平整度、光泽度和外观缺陷等；表面平整度、光泽度和外观缺陷等； 经经济济性性。由由于于天天然然石石材材自自重重大大，开开采采运运输输不不方方便便，故故应应贯贯彻彻就就地地取取材材原原则则，以以缩缩短短运运距距，降降低低成成本本。同同时时，天天然然岩岩石石雕雕琢琢加加工工困困难难，加加工工费费工工耗耗时时，成成本本高高。一一些些名名贵贵石石材材，价价格格高高昂昂，因因此此选选材材时时必必须予以慎重考虑。须予以慎重考虑。2.2.色色彩彩。石石材材装装饰饰必必须须要要与与建建筑筑环环境境相相协协调调，其其中中色色彩彩相相融融性性尤尤其其明明显显和和重重要要。因因此此选选用用天天然然石石材材时时，必必须须认认真真考考虑虑所所选选石石材材的的颜颜色色与与纹纹理，力争取得最佳装饰效果。理，力争取得最佳装饰效果。天天然然大大理理石石化化学学成成分分为为碳碳酸酸盐盐。当当大大理理石石长长期期受受雨雨水水冲冲刷刷，特特别别是是受受酸酸性性雨雨水水冲冲刷刷时时，可可能能使使大大理理石石表表面面的的某某些些物物质质被被侵侵蚀蚀，从从而而失失去去原原貌貌和和光光泽泽，影影响响装装饰饰效效果果，因因此此一一般般大大理理石石板材不宜用于室外装饰。板材不宜用于室外装饰。第第3章章 气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料胶凝材料（结合料）胶凝材料（结合料） 经物理、化学作用，能将散粒经物理、化学作用，能将散粒状或块状材料粘结为整体的材料。状或块状材料粘结为整体的材料。气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料只在空气中硬化只在空气中硬化 （石灰、石膏）（石灰、石膏） 无机胶凝材料无机胶凝材料（以无机化合物为基本成分）（以无机化合物为基本成分）按凝结硬化按凝结硬化条件分类条件分类水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料空气、水中皆可硬化空气、水中皆可硬化（水泥）（水泥） 有机胶凝材料有机胶凝材料 （天然的或合成的有机（天然的或合成的有机高分子化合物为基本成分）高分子化合物为基本成分）（沥青（沥青、树脂）树脂）只只能能在在空空气气中中硬硬化化、保保持持或或继继续续发发展展强强度度的的无无机机胶胶凝凝材材料料称称为为气气硬硬性性无无机机胶胶凝凝材材料料。不不仅仅能能在在空空气气中中，而而且且能能更更好好地地在在水水中中硬硬化化、保保持持或或继继续续发发展展强强度度的的无无机机胶胶凝凝材材料料称为水硬性无机胶凝材料。称为水硬性无机胶凝材料。土木工程中常用的气硬性无机胶凝材土木工程中常用的气硬性无机胶凝材料主要有：石灰、石膏、菱苦土和水玻璃。料主要有：石灰、石膏、菱苦土和水玻璃。石灰的生产石灰的生产 1.1.原料原料 以以CaCOCaCO3 3为主要成分的岩石为主要成分的岩石( (石灰石、白垩等石灰石、白垩等3.1 3.1 石灰石灰天然碳酸岩类岩石天然碳酸岩类岩石（石灰石、白（石灰石、白云石）经高温煅烧，其主要成分云石）经高温煅烧，其主要成分CaCOCaCO3 3分分解为以解为以CaOCaO为主要成分的生石灰，其化学为主要成分的生石灰，其化学反应可表示如下：反应可表示如下：生石灰（堆积密度为生石灰（堆积密度为800800 1000 kg/m1000 kg/m3 3 ) )一般为白色或黄灰色块灰，块灰碾碎一般为白色或黄灰色块灰，块灰碾碎磨细即为生石灰粉。磨细即为生石灰粉。一一. .石灰的消化和硬化石灰的消化和硬化1.1.石灰的熟化和石灰的熟化和“陈伏陈伏”工工地地上上使使用用石石灰灰时时，通通常常将将生生石石灰灰加加水水，使使之之消消解解为为消消（熟熟）石石灰灰氢氢氧氧化化钙钙，这这个个过过程程称称为为石石灰灰的的“消消化化”，又又称称“熟化熟化”： 生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸过大或窑中温度不均匀等原因，生石灰尺寸过大或窑中温度不均匀等原因，生石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为“欠火石灰欠火石灰”。第二种情况是由于烧制的温度过高或第二种情况是由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面出现裂缝或时间过长，使得石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，这种石灰称为呈灰黑色，这种石灰称为“过火石灰过火石灰”。过火石灰表面常被粘土杂质融化。过火石灰表面常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。当石灰已经硬化后，过火石灰才开始当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨涨，引起隆起鼓熟化，并产生体积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。包和开裂。为了消除过火石灰的危害，生石灰为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的置两周以上，这一过程称为石灰的“陈伏陈伏”。“陈伏陈伏”期间，石灰浆期间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。以免碳化。欠欠火火石石灰灰：温温度度过过低低/ /时时间间不不够够/ /石石灰灰石石不不能能充充分分烧烧透透, ,存存在硬心在硬心过火石灰：过火石灰：温度过高温度过高/ /时间过长时间过长/ /颜色深（褐、黑）颜色深（褐、黑） 注意注意过火石灰可以使用，但应陈伏过火石灰可以使用，但应陈伏半个月半个月2. 2. 石灰的硬化石灰的硬化石石灰灰浆浆体体在在空空气气中中逐逐渐渐硬硬化化，是是由由下下面两个同时进行的过程来完成的：面两个同时进行的过程来完成的：(1)(1)游离水分蒸发游离水分蒸发（2 2）结结晶晶作作用用 氢氢氧氧化化钙钙逐逐渐渐从从饱饱和和溶液中结晶。溶液中结晶。（3 3）碳碳化化作作用用 氢氢氧氧化化钙钙与与空空气气中中的的二二氧氧化化碳碳化化合合生生成成碳碳酸酸钙钙结结晶晶，释释出出水分并被蒸发：水分并被蒸发： 碳化作用实际是二氧化碳与水形碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反应生成成碳酸，然后与氢氧化钙反应生成碳酸钙。所以这个作用不能在没有碳酸钙。所以这个作用不能在没有水分的全干状态下进行。水分的全干状态下进行。二二. .建筑石灰的技术指标建筑石灰的技术指标建建筑筑石石灰灰的的技技术术指指标标有有细细度度、CaO+MgOCaO+MgO含含量量、COCO2 2含含量量和和体体积积安安定定性性等等。并并按按技技术术指指标标分分为为优优等等品品、一一等等品品和和合合格格品品三三个个等等级级。具具体技术要求见手册：体技术要求见手册： JC/T479-1992 JC/T479-1992 建筑生石灰（建筑生石灰（P48 P48 表表3-23-2）、）、 JC/T480-1992 JC/T480-1992 建筑生石灰粉建筑生石灰粉(P48 (P48 表表3-33-3） JC/T481-1992 JC/T481-1992 建筑消石灰粉建筑消石灰粉(P48 (P48 表表3-343-34） 钙质生石灰钙质生石灰 MgO5% MgO5%；钙质消石灰粉；钙质消石灰粉 MgO4%MgO4% 镁质生石灰镁质生石灰 MgO5% MgO5%；镁质消石灰粉；镁质消石灰粉 MgO4%MgO4%石灰分类石灰分类1.1.按按MgOMgO含量分类含量分类钙质石灰（钙质石灰（MgO5）镁质石灰（镁质石灰（MgO5）特点：熟化较慢，但硬化强度稍高。特点：熟化较慢，但硬化强度稍高。2.2.石灰的存在形成石灰的存在形成v 块状生石灰块状生石灰 煅烧直接获得煅烧直接获得v 生石灰粉生石灰粉 块状生石灰磨细块状生石灰磨细v 消石灰粉消石灰粉 生石灰消解生石灰消解v 石灰膏石灰膏/ /乳乳 生石灰生石灰+ +过量水过量水CaOCaOCa(OH)Ca(OH)2 2项项目目钙质生石灰钙质生石灰镁质生石灰镁质生石灰优等品优等品一等品一等品合格品合格品优等品优等品一等品一等品合格品合格品 CaO+MgO CaO+MgO含量含量/% /% 908580858075 C0 C02 2含量含量/% /% 57 79 968 81010未消化残渣含量未消化残渣含量 （5mm5mm圆孔筛余）圆孔筛余）/% /% 510101515510101515 产浆量产浆量/Lkg/Lkg-1-1 2.82.82.32.32.02.02.82.82.32.32.02.0生石灰的技术标准生石灰的技术标准项项目目钙质生石灰钙质生石灰镁质生石灰镁质生石灰优等品优等品一等品一等品合格品合格品优等品优等品一等品一等品合格品合格品 CaO+MgO CaO+MgO含量含量/% /% 858080757580757570 C0 C02 2含量含量/% /% 79 91111810101212细细度度0.90mm0.90mm筛筛余筛筛余/%/%0.20.50.51.51.50.20.50.51.51.50.125mm0.125mm筛筛余筛筛余/%/%7.012.012.018.018.07.012.012.018.018.0生石灰粉的技术标准生石灰粉的技术标准项项 目目钙质消石灰粉钙质消石灰粉 镁质消石灰粉镁质消石灰粉 白云石消石灰粉白云石消石灰粉优等优等品品一等一等品品合格合格品品优等优等品品一等一等品品合格合格品品优等优等品品一等一等品品合格合格品品CaO+MgOCaO+MgO含量含量/% /% 707065656060656560605555656560605555 游离水游离水/%/%0.40.4体积安定性体积安定性合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格细细度度0.90mm0.90mm筛筛筛余筛余/%/%0 00 00.50.50 00 00.50.50 00 00.50.50.125mm0.125mm筛筛筛余筛余%3 3101015153 3101015153 310101515消石灰粉的技术标准消石灰粉的技术标准路面基层用石灰的技术标准路面基层用石灰的技术标准项项 目目钙质生石灰钙质生石灰镁质生石灰镁质生石灰 钙质消石灰钙质消石灰镁质消石灰镁质消石灰等等 级级 CaO+MgOCaO+MgO含量含量/% /% 8585 8080 7575 8080 7575 7070 6565 6060 5555 6060 5555 5050未消化残渣含量未消化残渣含量 /5mm /5mm圆孔筛余圆孔筛余/% /% 7 71111 1717 1010 1414 2020含水量含水量/% /% 4 44 44 44 44 44 4细细度度0.71mm0.71mm筛筛余筛筛余/%/%1 11 11 11 10.125mm0.125mm筛筛余筛筛余%1313 2020 1313 2020 MgOMgO含量含量/%/%555 5444 4工程实例工程实例某工地要使用一种生石灰粉，现取试样，应如何判某工地要使用一种生石灰粉，现取试样，应如何判 该石灰的品质？该石灰的品质？ 1.1.检测石灰中检测石灰中CaOCaO和和MgOMgO的含量的含量, ,二氧化碳的含量二氧化碳的含量, ,细度。细度。 2. 2.根据根据MgOMgO含量，判定该石灰的类别含量，判定该石灰的类别( (属钙质属钙质/ /镁质石灰镁质石灰) ) 3.3.根据表根据表3.13.1判定该石灰的等级。判定该石灰的等级。 三三. .石灰的技术性质石灰的技术性质（1 1）可塑性好）可塑性好 生生石石灰灰熟熟化化为为石石灰灰浆浆时时，能能自自动动形形成成颗颗粒粒极极细细（直直径径约约为为11）的的呈呈胶胶体体分分散散状状态态的的氢氢氧氧化化钙钙，表表面面吸吸附附一一层层厚厚的的水水膜膜。因因此此用用石石灰灰调调成成的的石石灰灰砂砂浆浆其其突突出出的的优优点点是是具具有有良良好好可可塑塑性性。在在水水泥砂浆中掺入石灰浆，可使可塑性显著提高。泥砂浆中掺入石灰浆，可使可塑性显著提高。（2 2）硬化慢、强度低）硬化慢、强度低从从石石灰灰浆浆体体的的硬硬化化过过程程可可以以看看出出，由由于于空空气气中中二二氧氧化化碳碳稀稀薄薄，碳碳化化甚甚为为缓缓慢慢。而而且且表表面面碳碳化化后后，形形成成紧紧密密外外壳壳，不不利利于于碳碳化化作作用用的的深深入入，也也不不利利于于内内部部水水分分的的蒸蒸发发，因此石灰是硬化缓慢的材料。因此石灰是硬化缓慢的材料。同同时时，石石灰灰的的硬硬化化只只能能在在空空气气中中进进行行，硬硬化化后后的的强强度度也也不不高高。受受潮潮后后石石灰灰溶溶解解，强强度度更更低低，在在水水中中还还会会溃溃散散。如如石石灰灰砂砂浆浆（1 1：3 3）2828天天强强度度仅仅为为0.2-0.5MPa0.2-0.5MPa。所所以以，石石灰灰不不宜宜在在潮潮湿湿的的环环境境下下作作用，也不宜用于重要建筑物基础。用，也不宜用于重要建筑物基础。（3）硬化时体积收缩大石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起显著的收缩，所以除调成石灰乳作薄层涂刷外，不宜单独使用。常在其中掺入砂、纸筋等以减少收缩和节约石灰。（4 4）耐水性差，不易贮存）耐水性差，不易贮存 块块状状类类石石灰灰放放置置太太久久，会会吸吸收收空空气气中中的的水水分分而而自自动动熟熟化化成成消消石石灰灰粉粉，再再与与空空气气中中二二氧氧化化碳碳作作用用而而还还原原为为碳碳酸酸钙钙，失失去去胶胶结结能能力力。所所以以贮贮存存生生石石灰灰，不不但但要要防防止止受受潮潮，而而且且不不宜宜贮贮存存过过久久。最最好好运运到到后后即即熟熟化化成成石石灰灰浆浆，将将贮贮存存期期变变为为陈陈伏伏期期。由由于于生生石石灰灰受受潮潮熟熟化化时时放放出出大大量量的的热热，而而且且体体积积膨膨胀胀，所所以以，储储存存和和运运输输生生石石灰灰时时，还还要要注注意安全。意安全。四四. . 石灰的应用石灰的应用（1 1）石灰乳和石灰砂浆）石灰乳和石灰砂浆将将消消石石灰灰粉粉或或熟熟化化好好的的石石灰灰膏膏加加入入多多量量的的水水搅搅拌拌稀稀释释，成成为为石石灰灰乳乳，是是一一种种廉廉价价的的涂涂料料，主主要要用用于于内内墙墙和和天天棚棚刷刷白白，增增加加室室内内美美观观和和亮亮度度。我我国国农农村村也也用用于于外外墙墙。石石灰灰乳乳可可加加入入各各种种耐耐碱碱颜颜料料。调调入入少少量量水水泥泥、粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣或或粉粉煤煤灰灰，可可提提高高其其耐耐水水性性，调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化现象。调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化现象。石石灰灰砂砂浆浆是是将将石石灰灰膏膏、砂砂加加水水拌拌制制而而成成，按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。（2 2）石灰土（灰土）和三合土）石灰土（灰土）和三合土石石灰灰与与粘粘土土或或硅硅铝铝质质工工业业废废料料混混合合使使用用，制制成成石石灰灰土土或或石石灰灰与与工工业业废废料料的的混混合合料料，加加适适量量的的水水充充分分拌拌合合后后，经经碾碾压压或或夯夯实实，在在潮潮湿湿环环境境中中使使石石灰灰与与粘粘土土或或硅硅铝铝质质工工业业废废料料表表面面的的活活性性氧氧化化硅硅或或氧氧化化铝铝反反应应，生生成成具具有有水水硬硬性性的的水水化化硅硅酸酸钙钙或或水水化化铝铝酸酸钙钙，适适于于在在潮潮湿湿环环境境中中使使用用。如如建建筑筑物物或或道道路路基基础础中中使使用用的的石石灰灰土土，三三合合土土，二二灰灰土土（石石灰灰、粉粉煤煤灰灰或或炉炉灰灰），二二灰灰碎碎石石（石石灰、粉煤灰或炉灰、级配碎石）等。灰、粉煤灰或炉灰、级配碎石）等。（3 3）灰砂砖和硅酸盐制品）灰砂砖和硅酸盐制品石石灰灰与与天天然然砂砂或或硅硅铝铝质质工工业业废废料料混混合合均均匀匀，加加水水搅搅拌拌, , 经经压压振振或或压压制制，形形成成硅硅酸酸盐盐制制品品。为为使使其其获获早早期期强强度度，往往往往采采用用高高温温高高压压养养护护或或蒸蒸压压，使使石石灰灰与与硅硅铝铝质质材材料料反反应应速速度度显显著著加加快快，使使制制品品产产生生较较高高的的早早期期强强度度。如如灰灰砂砂砖、硅酸盐砖、硅酸盐混凝土制品等。砖、硅酸盐砖、硅酸盐混凝土制品等。# # 3.1.5 3.1.5 石灰的应用石灰的应用 1. 1.石灰乳石灰乳 、涂料、涂料 2. 2.砂浆、石灰砂浆、水灰水泥混合砂浆砂浆、石灰砂浆、水灰水泥混合砂浆 3. 3.石灰土和三合土石灰土和三合土石灰粘土石灰粘土 石灰土石灰土( (灰土灰土) )：用于道路的底基层、基层用于道路的底基层、基层拌和拌和按比例按比例5%5%12% 12% 石灰粘土砂（炉渣石灰粘土砂（炉渣/ /石膏）石膏）三合土：三合土：应用历史悠久应用历史悠久 主要用于建筑物的地基、基础，也用于道路的基层、垫层主要用于建筑物的地基、基础，也用于道路的基层、垫层石石 膏膏 石膏石膏CaSOCaSO4 4为主要成分。为主要成分。 分为建筑石膏和高强度石膏两种。分为建筑石膏和高强度石膏两种。石膏的存在形式石膏的存在形式天然二水石膏天然二水石膏化工石膏化工石膏天然无水石膏天然无水石膏建筑石膏建筑石膏高强石膏高强石膏CaSOCaSO4 42H2H2 2O OCaSOCaSO4 4HH2 2O O与与CaSOCaSO4 4混合废渣混合废渣CaSOCaSO4 4硬硬-CaSO-CaSO4 41/2H1/2H2 2O O-CaSO-CaSO4 41/2H1/2H2 2O O3.2 3.2 建筑石膏建筑石膏石石膏膏是是以以硫硫酸酸钙钙为为主主要要成成分分的的矿矿物物，当当石石膏膏中中含含有有结结晶晶水水不不同同时时可可形形成成多多种性能不同的石膏。种性能不同的石膏。2.1 2.1 石膏的原料、分类及生产石膏的原料、分类及生产 根根据据石石膏膏中中含含有有结结晶晶水水的的多多少少不同可分为：不同可分为：（1 1）无无水水石石膏膏（aSOaSO4 4）：也也称称硬硬石石膏膏，它它结结晶晶紧紧密密，质质地地较较硬硬，是是生生产硬石膏水泥的原料。产硬石膏水泥的原料。（2 2）天天然然石石膏膏（aSOaSO4 42H2H2 2O O）：也也称称生生石石膏膏或或二二水水石石膏膏，大大部部分分自自然然石石膏膏矿矿为生石膏，是生产建筑石膏的主要原料。为生石膏，是生产建筑石膏的主要原料。（）建建筑筑石石膏膏 （aSOaSO4 41/2 1/2 H H2 2O O） 也也称称熟熟石石膏膏或或半半水水石石膏膏。它它是是由由生生石石膏膏加加工工而而成成的的，根根据据其其内内部部结结构构不不同同可可分分为为型半水石膏和型半水石膏和型半水石膏：型半水石膏： 建建筑筑石石膏膏通通常常是是由由天天然然石石膏膏经经压压蒸蒸或或煅煅烧烧加加热热而而成成的的。常常压压下下煅煅烧烧加加热热到到107107170170，可可产生产生型建筑石膏：型建筑石膏： （二水石膏）（型半水石膏）124124条条件件下下压压蒸蒸（1.31.3大大气气压压）加加热热可可产产生生型建筑石膏：型建筑石膏： （二水石膏）（型半水石膏）型型半半水水石石膏膏与与型型半半水水石石膏膏相相比比，结结晶晶颗颗粒粒较较粗粗，比比表表面面积积较较小小，强强度度高，因此又称为高强石膏。高，因此又称为高强石膏。当当加加热热温温度度超超过过170170时时，可可生生成成无无水水石石膏膏，只只要要温温度度不不超超过过200200，此此无水石膏就具有良好的凝结硬化性能。无水石膏就具有良好的凝结硬化性能。2.2 2.2 建筑石膏的水化与硬化建筑石膏的水化与硬化建建筑筑石石膏膏与与适适量量水水拌拌合合后后，能能形形成成可可塑塑性性良良好好的的浆浆体体，随随着着石石膏膏与与水水的的反反应应，浆浆体体的的可可塑塑性性很很快快消消失失而而发发生生凝凝结结，此此后后进进一一步步产产生生和和发发展展强强度度而而硬硬化。化。 建筑石膏与水之间产生化学反应的反建筑石膏与水之间产生化学反应的反应式为：应式为： |此此反反应应实实际际上上也也是是半半水水石石膏膏的的溶溶解解和和二二水水石石膏膏沉沉淀淀的的可可逆逆反反应应，因因为为二二水水石石膏膏溶溶解解度度比比半半水水石石膏膏的的溶溶解解度度小小得得多多，所所以以此此反反应应总总体体表表现现为为向向右右进进行行，二二水水石膏以胶体微粒自水中析出。石膏以胶体微粒自水中析出。随着二水石膏沉淀的不断增加，就会产生随着二水石膏沉淀的不断增加，就会产生结晶，结晶体的不断生成和长大，晶体颗结晶，结晶体的不断生成和长大，晶体颗粒之间便产生了磨擦力和粘结力，造成浆粒之间便产生了磨擦力和粘结力，造成浆体的塑性开始下降，这一现象称为石膏的体的塑性开始下降，这一现象称为石膏的初凝初凝；而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结；而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结力的增大，浆体的塑性很快下降，直至消力的增大，浆体的塑性很快下降，直至消失，这种现象为石膏的失，这种现象为石膏的终凝终凝。石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和连生，形成相互交错且孔隙率逐大和连生，形成相互交错且孔隙率逐渐减小的结构，其强度也会不断增大，渐减小的结构，其强度也会不断增大，直至水分完全蒸发，形成硬化后的石直至水分完全蒸发，形成硬化后的石膏结构，这一过程称为石膏的硬化。膏结构，这一过程称为石膏的硬化。石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交叉进行的。叉进行的。2.3 2.3 建筑石膏的技术要求建筑石膏的技术要求建建筑筑石石膏膏的的技技术术要要求求有有强强度度、细细度度和和凝凝结结时时间间。并并按按强强度度和和细细度度分分为为优优等等品品、一一等等品品和和合合格格品品。具具体体技技术术要要求求见见 GB9776-1988GB9776-1988。 ”土土 木木 工工 程程 材材 料料“P45“P45表表3-13-1）2.4 2.4 建筑石膏的技术性质建筑石膏的技术性质（）凝结硬化速度快（）凝结硬化速度快 建建筑筑石石膏膏的的浆浆体体，凝凝结结硬硬化化速速度度很很快快。一一般般石石膏膏的的初初凝凝时时间间仅仅为为10min10min左左右右，终终凝凝时时间间不不超超过过30min30min，这这对对于于普普通通工工程程施施工工操操作作十十分分方方便便。有有时时需需要要操操作作时时间间较较长长，可可加加入入适适量量的的缓缓凝凝剂剂，如如硼硼砂砂、动动物物胶胶、亚亚硫酸盐酒精废液等。硫酸盐酒精废液等。（）凝结硬化时的膨胀性（）凝结硬化时的膨胀性 建建筑筑石石膏膏凝凝结结硬硬化化是是石石膏膏吸吸收收结结晶晶水水后后的的结结晶晶过过程程，其其体体积积不不仅仅不不会会收收缩缩，而而且且还还稍稍有有膨膨胀胀（0.2%0.2% 1.5%1.5%），这这种种膨膨胀胀不不会会对对石石膏膏造造成成危危害害，还还能能使使石石膏膏的的表表面面较较为为光光滑滑饱饱满满，棱棱角角清清晰晰完完整整、避避免了普通材料干燥时的开裂。免了普通材料干燥时的开裂。（）硬硬化化后后的的多多孔孔性性，重重量量轻轻，但但强度低强度低 建建筑筑石石膏膏在在使使用用时时，为为获获得得良良好好的的流流动动性性，常常加加入入的的水水分分要要比比水水化化所所需需的的水水量量多多，因因此此，石石膏膏在在硬硬化化过过程程中中由由于于水水分分的的蒸蒸发发，使使原原来来的的充充水水部部分分空空间间形形成成孔孔隙隙，造造成成石石膏膏内内部部的的大大量量微微孔孔，使使其其重重量量减减轻轻，但但是是抗抗压压强强度度也也因因此此下下降降。通通常常石石膏膏硬硬化化后后的的表表观观密密度度约约为为00kg00kg3 31000 1000 kgkg3 3，抗压强度约为，抗压强度约为PaPa5 5PaPa。（）良良好好的的隔隔热热和和吸吸音音和和“呼呼吸吸”功功能能( (调湿调温作用调湿调温作用) )石石膏膏硬硬化化体体中中大大量量的的微微孔孔，使使其其传传热热性性显显著著下下降降，因因此此具具有有良良好好的的绝绝热热能能力力；石石膏膏的的大大量量微微孔孔，特特别别是是表表面面微微孔孔对对声声音音传传导导或或反反射射的的能能力力也也显显著著下下降降，使使其其具具有有较较强强的的吸吸声声能能力力。大大热热容容量量和和大大的的孔孔隙隙率率及及开开口孔结构，口孔结构， 使石膏具有呼吸水蒸气的功能。使石膏具有呼吸水蒸气的功能。（）防火性好，但耐水性差（）防火性好，但耐水性差 硬硬化化后后石石膏膏的的主主要要成成分分是是二二水水石石膏膏，当当受受到到高高温温作作用用时时或或遇遇火火后后会会脱脱出出21%21%左左右右的的结结晶晶水水，并并能能在在表表面面蒸蒸发发形形成成水水蒸蒸气气幕幕，可可有有效效地地阻阻止止火火势势的的蔓蔓延延，具有良好的防火效果。具有良好的防火效果。由由于于硬硬化化石石膏膏的的强强度度来来自自于于晶晶体体粒粒子子间间的的粘粘结结力力，遇遇水水后后粒粒子子间间连连接接点点的的粘粘结结力力可可能能被被削削弱弱。部部分分二二水水石石膏膏溶溶解解而而产产生生局局部部溃溃散散，所所以以建建筑筑石石膏膏硬硬化体的耐水性较差。化体的耐水性较差。 （6 6）有良好的装饰性和可加工性）有良好的装饰性和可加工性石石膏膏表表面面光光滑滑饱饱满满，颜颜色色洁洁白白，质质地地细细腻腻，具具有有良良好好的的装装饰饰性性。微微孔孔结结构构使使其其脆脆性性有有所所改改善善，硬硬度度也也较较低低，所所以以硬硬化化石石膏膏可可锯锯、可可刨刨、可可钉钉。具具有有良好的可加工性。良好的可加工性。2.5 2.5 建筑石膏的应用建筑石膏的应用（1 1）石膏砂浆及粉刷石膏石膏砂浆及粉刷石膏（2 2）建建筑筑石石膏膏制制品品：石石膏膏板板、石石膏膏砌块等砌块等 (3 (3） 制作建筑雕塑和模型制作建筑雕塑和模型# #3.4 . 3.4 . 水玻璃水玻璃 水水玻玻璃璃俗俗称称泡泡花花碱碱，由由碱碱金金属属氧氧化化物物和二氧化硅组成，属可溶性的硅酸盐类。和二氧化硅组成，属可溶性的硅酸盐类。 根根据据碱碱金金属属氧氧化化物物的的不不同同，水水玻玻璃璃有有: : 硅硅酸酸钠钠水水玻玻璃璃（NaNa2 2OOSiOSiO2 2）、）、硅酸钾水玻璃硅酸钾水玻璃2 2SiOSiO2 2）、）、硅酸锂水玻璃（硅酸锂水玻璃（i i2 2OOSiOSiO2 2）等品种，最常用的是等品种，最常用的是硅酸钠水玻璃硅酸钠水玻璃。（ 称为水玻璃模数）称为水玻璃模数）根根据据水水玻玻璃璃模模数数的的不不同同，又又分分为为“碱碱性性”水水玻玻璃璃（和和“中中性性”水水玻玻璃璃（33）。实实际际上上中中性性水水玻玻璃璃和和碱碱性性水玻璃的溶液都呈明显的碱性反应。水玻璃的溶液都呈明显的碱性反应。1. 1. 水玻璃的生产水玻璃的生产生生产产水水玻玻璃璃的的方方法法分分为为湿湿法法和和干干法法两两种种。 湿湿法法生生产产硅硅酸酸水水玻玻璃璃是是将将石石英英砂砂和和苛苛性性钠钠溶溶液液在在压压蒸蒸锅锅内内用用蒸蒸汽汽加加热热。直直接接反反应应生生液液体体水水玻玻璃璃。 干干法法生生产产硅硅酸酸钠钠水水玻玻璃璃是是将将石石英英砂砂和和碳碳酸酸钠钠磨磨细细拌拌匀匀，在在熔熔炉炉中中于于13001300 14001400C C温温度度下下熔熔化化，按按下下式式反反应应生生成成固固体体水水玻玻璃璃。固固体体水水玻玻璃璃于于水水中中加加热热溶溶解解而生成液体水玻璃。其反应式为：而生成液体水玻璃。其反应式为：2. 2. 水玻璃的硬化水玻璃的硬化液液体体水水玻玻璃璃在在空空气气中中吸吸收收二二氧氧化化碳碳，形形成成无无定定形硅酸凝胶，并逐渐干燥而硬化：形硅酸凝胶，并逐渐干燥而硬化：由由于于空空气气中中COCO2 2浓浓度度较较低低，这这个个过过程程进进行行的的很很慢慢，为为了了加加速速硬硬化化和和提提高高硬硬化化后后的的防防水水性性，常常加加入入氟氟硅硅酸酸钠钠NaNa2 2SiFSiF6 6作作为为促促硬硬剂剂，促促使使硅硅酸酸凝凝胶胶加加速速析析出出。氟氟硅硅酸酸钠钠的的适适宜宜用用量量为为水水玻玻璃璃重重量量的的1212。3. 3. 水玻璃的技术性质水玻璃的技术性质（）粘粘结结力力强强。 水水玻玻璃璃硬硬化化后后具具有有较较高高的的粘粘结结强强度度、抗抗拉拉强强度度和和抗抗压压强强度度。另另外外，水水玻玻璃璃硬硬化化析析出出的的硅硅酸酸凝凝胶胶还还有有堵堵塞塞毛毛细细孔孔隙隙而而防防止止水水分分渗透的作用。渗透的作用。（）耐耐酸酸性性好好。 硬硬化化后后的的水水玻玻璃璃，其其主主要要成成分分是是iOiO2 2，具具有有高高度度的的耐耐酸酸性性能能，能能抵抵抗抗大大多多数数无无机机酸酸和和有有机机酸酸的的作作用用。但但其其不不耐耐碱碱性性介介质质侵侵蚀。蚀。（）耐热性高（）耐热性高 水玻璃不燃烧，硬化后形成水玻璃不燃烧，硬化后形成iOiO2 2空空间间网网状状骨骨架架，在在高高温温下下硅硅酸酸凝凝胶胶干干燥燥得得更加强烈，强度并不降低，甚至有所增加。更加强烈，强度并不降低，甚至有所增加。3. 3. 水玻璃的应用水玻璃的应用（）用作涂料，涂刷材料表面（）用作涂料，涂刷材料表面 直直接接将将液液体体水水玻玻璃璃涂涂刷刷在在建建筑筑物物表表面面，或或涂涂刷刷粘粘土土砖砖、硅硅酸酸盐盐制制品品、水水泥泥混混凝凝土土等等多多孔孔材材料料，可可使使材材料料的的密密实实度度、强强度、抗渗性、耐水性均得到提高。度、抗渗性、耐水性均得到提高。这这是是因因为为水水玻玻璃璃与与材材料料中中的的a a（OHOH）2 2反反应应生生成成硅硅酸酸钙钙凝凝胶胶，填填充充了了材材料料间间孔孔隙。隙。|同同时时硅硅酸酸钠钠本本身身硬硬化化所所析析出出的的硅硅酸酸凝凝胶胶也也有有利利于于材材料料保保护护。选选用用不不同同的的耐耐火火填填料料，还还可可配配制制不不同同耐耐热热度的水玻璃耐热涂料。度的水玻璃耐热涂料。反应式为：反应式为：（2 2）配制防水剂）配制防水剂 以以水水玻玻璃璃为为基基料料，配配制制防防水水剂剂。例例如如：四四矾矾防防水水剂剂是是以以蓝蓝矾矾( (硫硫酸酸铜铜) )、明明矾矾（钾钾铝铝矾矾）、红红矾矾（重重铬铬酸酸钾钾）和和紫紫矾矾（铬铬矾矾）各各份份，溶溶于于6060份份的的沸沸水水中中，降降温温至至，投投入入400400份份水水玻玻璃璃溶溶液液中中，搅搅拌拌均均匀匀而而成成的的。这这种种防防水水剂剂可可以以在在1min1min内内凝凝结结, , 适适用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。（3 3）加固土壤）加固土壤 将将模模数数为为. .的的液液体体水水玻玻璃璃和和氯氯化化钙钙溶溶液液通通过过金金属属管管交交替替向向地地层层压压入入，两两种种溶溶液液发发生生化化学学反反应应，可可析析出出吸吸水水膨膨胀胀的的硅硅酸酸胶胶体体，包包裹裹土土壤壤颗颗粒粒并并填填充充其其空空隙隙，阻阻止止水水分分渗渗透透并并使使土土壤壤固固结结。用用这种方法加固的砂土，抗压强度可达这种方法加固的砂土，抗压强度可达。( 4 ) ( 4 ) 配制水玻璃砂浆。配制水玻璃砂浆。 将将水水玻玻璃璃、矿矿渣渣粉粉、砂砂和和氟氟硅硅酸酸钠钠按按一一定比例配合成砂浆定比例配合成砂浆, ,可用于修补墙体裂缝。可用于修补墙体裂缝。（）配配制制耐耐酸酸砂砂浆浆、耐耐酸酸混混凝凝土土、耐热混凝土耐热混凝土 用用水水玻玻璃璃作作为为胶胶凝凝材材料料，选选择择耐耐酸酸骨骨料料，可可配配制制满满足足耐耐酸酸工工程程要要求求的的耐耐酸酸砂砂浆浆、耐耐酸酸混混凝凝土土。选选择择不不同同的的耐耐热热骨骨料料，可可配配制制不不同同耐耐热热度度的水玻璃耐热混凝土。的水玻璃耐热混凝土。# #3.4 3.4 菱苦土菱苦土 （氯氧镁水泥）（氯氧镁水泥）菱菱苦苦土土是是一一种种镁镁质质胶胶凝凝材材料料。其其主主要要成成分分是是gOgO。1. 1. 原料及生产原料及生产 菱菱苦苦土土的的主主要要原原料料是是天天然然菱菱镁镁矿矿。其其主要成分是主要成分是gCOgCO3 3。 菱菱苦苦土土材材料料一一般般是是将将菱菱镁镁矿矿经经煅煅烧烧磨磨细细而而制制成成的的。要要求求的的细细度度为为49004900孔孔/cm/cm2 2的的筛筛余余量量不不大大于于2525: : 其其化化学学反反应应可可表表示示如如下：下： （菱苦土）（菱苦土）2 2、菱苦土的水化、硬化、菱苦土的水化、硬化试试验验证证明明，用用水水调调拌拌菱菱苦苦土土时时将将生生成成Mg(OH)Mg(OH)2 2 ，浆浆体体凝凝结结很很慢慢，硬硬化化后后强强度度很很低。若以氯化镁水溶液来调制低。若以氯化镁水溶液来调制 gOgO时时，可可以以加加速速其其水水化化反反应应，并并且且能能形形成成新新的的水水化化产产物物。这这种种新新的的水水化化产产物物硬硬化化后后的的强强度度较较高高（40406060PaPa）。水水化反应如下：化反应如下： |水水化化产产物物中中x x、y y、z z的的大大小小与与煅煅烧烧温温度度、MgClMgCl2 2溶溶液液用用量量、初初始始配配比比、养护条件有关。养护条件有关。| 水水化化产产物物是是针针状状结结晶晶，彼彼此此机机械械咬咬合合，并并相相互互连连生生、长长大大，形形成致密的结构，使浆体凝结硬化。成致密的结构，使浆体凝结硬化。3. 3. 菱苦土的应用菱苦土的应用菱菱苦苦土土与与植植物物纤纤维维能能很很好好粘粘接接，而而且且碱碱性性较较弱弱，不不会会腐腐蚀蚀纤纤维维。建建筑筑工工程程中中常常用用来来配配制制菱菱苦苦土土木木屑屑浆浆和和菱菱苦苦土土木木屑屑砂砂浆浆。前前者者可可胶胶结结为为菱菱苦苦土土木木屑屑板板，用用于于内内墙墙、天天花花板板和和地地面面。也也可可压压制制成成各各种种零零件件用用作作窗窗台台板板、门门窗窗框框、楼楼梯梯扶扶手手等等。后后者者掺掺加加砂砂子子可可作作为为地地坪坪耐耐磨磨面面层层。用用膨膨胀胀珍珍珠珠岩岩代代替替木木屑屑可可制制成成轻轻质质、阻阻燃燃型型的的室室内内装装饰饰板板材材。以以菱菱苦苦土土为为胶胶结结料料，以以玻玻璃璃纤纤维维为为增增强材料，添加改性剂，可制成管材产品。强材料，添加改性剂，可制成管材产品。菱菱苦苦土土的的不不足足之之处处是是硬硬化化后后易易吸吸潮潮反反卤卤、耐耐水水性性差差，其其原原因因是是硬硬化化产产物物具具有有较较高高的的溶溶解解度度，遇遇水水会会溶溶解解。为为提提高高耐耐水水性性，可可采采用用外外加加剂剂，或或改改用用硫硫酸酸镁镁作作为为拌拌合合水水溶溶液液，降降低低吸湿性、改进耐水性。吸湿性、改进耐水性。# #例3-1 某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后，墙面上出现了许多不规则的网状裂纹。同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹。试分析上述现象产生的原因。解 石灰砂浆抹面的墙面上出现不规则的网状裂纹，引发的原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起体积收缩的结果。墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹，是由于配制石灰砂浆时所用的石灰中混入了过火石灰。这部分过火石灰在消解、陈伏阶段中未完全熟化，以致于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水蒸汽继续熟化，造成体积膨胀。从而出现上述现象。例3-2 既然石灰不耐水，为什么由它配制的灰土或三合土却可以 用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？解：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的。加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。再者，由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使灰土或三合土的密实度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大为减少。因此灰土或三合土可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位。例例3-3 3-3 建筑石膏及其制品为什么适用于室内，建筑石膏及其制品为什么适用于室内，而不适用于室外使用？而不适用于室外使用？解解建筑石膏及其制品适用于室内装修，主要是由建筑石膏及其制品适用于室内装修，主要是由于建筑石膏及其制品在凝结硬化后具有以下的于建筑石膏及其制品在凝结硬化后具有以下的优良性质：优良性质：（1 1） 石膏表面光滑饱满，颜色洁白，质地石膏表面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，具有良好的装饰性。加入颜料后，可具细腻，具有良好的装饰性。加入颜料后，可具有各种色彩。建筑石膏在凝结硬化时产生微膨有各种色彩。建筑石膏在凝结硬化时产生微膨胀，故其制品的表面较为光滑饱满，棱角清晰胀，故其制品的表面较为光滑饱满，棱角清晰完整，形状、尺寸准确、细致，装饰性好；完整，形状、尺寸准确、细致，装饰性好；（2 2） 硬化后的建筑石膏中存在大量的微孔，硬化后的建筑石膏中存在大量的微孔，故其保温性、吸声性好。故其保温性、吸声性好。 （3 3） 硬化后石膏的主要成分是二水石膏，硬化后石膏的主要成分是二水石膏，当受到高温作用时或遇火后会脱出当受到高温作用时或遇火后会脱出21%21%左右的左右的结晶水，并能在表面蒸发形成水蒸气幕，可有结晶水，并能在表面蒸发形成水蒸气幕，可有效地阻止火势的蔓延，具有一定的防火性。效地阻止火势的蔓延，具有一定的防火性。（4 4） 建筑石膏制品还具有较高的热容量和建筑石膏制品还具有较高的热容量和一定的吸湿性，故可调节室内的温度和湿度，一定的吸湿性，故可调节室内的温度和湿度，改变室内的小气候。改变室内的小气候。在室外使用建筑石膏制品时，必然要受到在室外使用建筑石膏制品时，必然要受到雨水冰冻等的作用，而建筑石膏制品的耐水性雨水冰冻等的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且其吸水率高，抗渗性差、差，且其吸水率高，抗渗性差、 抗冻性差抗冻性差, , 所以不适用于室外使用所以不适用于室外使用. .例例3-4 3-4 水玻璃的化学组成是什么？水玻璃水玻璃的化学组成是什么？水玻璃的模数、密度（浓度）对水玻璃的性能有的模数、密度（浓度）对水玻璃的性能有什么影响？什么影响？解解通常使用的水玻璃都是通常使用的水玻璃都是NaNa2 2OnSiOOnSiO2 2的的水溶液，即液体水玻璃。水溶液，即液体水玻璃。 一般而言，水玻璃的模数一般而言，水玻璃的模数n n越大时，水越大时，水玻璃的粘度越大。硬化速度越快、干缩越玻璃的粘度越大。硬化速度越快、干缩越大，硬化后的粘结强度、抗压强度等越高、大，硬化后的粘结强度、抗压强度等越高、耐水性越好、抗渗性及耐酸性越好。其主耐水性越好、抗渗性及耐酸性越好。其主要原因是硬化时析出的硅酸凝胶要原因是硬化时析出的硅酸凝胶SiOSiO2 2mHmH2 2O O较多。较多。 水玻璃的模数水玻璃的模数n n为氧化硅和氧化钠的为氧化硅和氧化钠的分子比。同一模数的水玻璃，密度越大，分子比。同一模数的水玻璃，密度越大，则其有效成分则其有效成分NaNa2 2OnSiOOnSiO2 2的含量越多，硬的含量越多，硬化时析出的硅酸凝胶也多，粘结力愈强。化时析出的硅酸凝胶也多，粘结力愈强。 然而如果水玻璃的模数或密度太大，然而如果水玻璃的模数或密度太大，往往由于粘度过大而影响到施工质量和硬往往由于粘度过大而影响到施工质量和硬化后水玻璃的性质，故不宜过大。化后水玻璃的性质，故不宜过大。建筑材料第第5 5章章 水泥水泥主要内容：常用（硅酸盐）水泥的生产工艺主要内容：常用（硅酸盐）水泥的生产工艺主要内容：常用（硅酸盐）水泥的生产工艺主要内容：常用（硅酸盐）水泥的生产工艺 常用（硅酸盐）水泥的特性常用（硅酸盐）水泥的特性常用（硅酸盐）水泥的特性常用（硅酸盐）水泥的特性 影响常用水泥性能的因素影响常用水泥性能的因素影响常用水泥性能的因素影响常用水泥性能的因素 重点内容：硅酸盐水泥矿物成分特点重点内容：硅酸盐水泥矿物成分特点重点内容：硅酸盐水泥矿物成分特点重点内容：硅酸盐水泥矿物成分特点硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结和硬化难难难难 点：硅酸盐水泥的凝结和硬化点：硅酸盐水泥的凝结和硬化点：硅酸盐水泥的凝结和硬化点：硅酸盐水泥的凝结和硬化要要要要 求：掌握硅酸盐水泥的矿物成分特点求：掌握硅酸盐水泥的矿物成分特点求：掌握硅酸盐水泥的矿物成分特点求：掌握硅酸盐水泥的矿物成分特点掌握硅酸盐水泥凝结和硬化掌握硅酸盐水泥凝结和硬化掌握硅酸盐水泥凝结和硬化掌握硅酸盐水泥凝结和硬化 水泥，指加水拌和成塑性浆体后，能胶水泥，指加水拌和成塑性浆体后，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。硬化的粉状水硬性胶凝材料。 土木建土木建筑工程通常采用的水泥主要有：硅酸盐筑工程通常采用的水泥主要有：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥称为我国的五大水泥。盐水泥称为我国的五大水泥。水泥的分类与代号硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐水水水水泥泥泥泥分分分分两两两两种种种种类类类类型型型型，不不不不掺掺掺掺加加加加混混混混合合合合材材材材料料料料的的的的称称称称型型型型硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐水水水水泥泥泥泥，代代代代号号号号；在在在在硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐水水水水泥泥泥泥熟熟熟熟料料料料粉粉粉粉磨磨磨磨时时时时掺掺掺掺加加加加不不不不超超超超过过过过质质质质量量量量石石石石灰灰灰灰石石石石或或或或粒粒粒粒化化化化高高高高炉炉炉炉矿矿矿矿渣渣渣渣混混混混合合合合材材材材料料料料的的的的称称称称型硅酸盐水泥，代号型硅酸盐水泥，代号型硅酸盐水泥，代号型硅酸盐水泥，代号。普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥 通用水泥新标准是：GB175-1999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、GB1344-1999矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥、GB12958-1999复合硅酸盐水泥。从2001年4月1日起正式实施六大通用水泥新标准规定的强度龄期均六大通用水泥新标准规定的强度龄期均为天和天两个龄期，每个龄期均为天和天两个龄期，每个龄期均有抗折与抗压强度指标要求有抗折与抗压强度指标要求。新的水泥标准最大的变化在于水泥标号改为强度等级，新的水泥标准最大的变化在于水泥标号改为强度等级，新的水泥标准最大的变化在于水泥标号改为强度等级，新的水泥标准最大的变化在于水泥标号改为强度等级，淘汰了原标准中的两个低标号水泥产品。六大通用水淘汰了原标准中的两个低标号水泥产品。六大通用水淘汰了原标准中的两个低标号水泥产品。六大通用水淘汰了原标准中的两个低标号水泥产品。六大通用水泥标准实行以表示的强度等级，如、泥标准实行以表示的强度等级，如、泥标准实行以表示的强度等级，如、泥标准实行以表示的强度等级，如、等，使强度等级的数值与水泥抗等，使强度等级的数值与水泥抗等，使强度等级的数值与水泥抗等，使强度等级的数值与水泥抗 压强压强压强压强度指标的最低值相同。新标准还统一规划了我国水泥度指标的最低值相同。新标准还统一规划了我国水泥度指标的最低值相同。新标准还统一规划了我国水泥度指标的最低值相同。新标准还统一规划了我国水泥强度等级，硅酸盐水泥分个强度等级个类型，即强度等级，硅酸盐水泥分个强度等级个类型，即强度等级，硅酸盐水泥分个强度等级个类型，即强度等级，硅酸盐水泥分个强度等级个类型，即、，其他五大水泥也分为个等级、，其他五大水泥也分为个等级、，其他五大水泥也分为个等级、，其他五大水泥也分为个等级个类型，即、个类型，即、个类型，即、个类型，即、。水泥新标准规定、。水泥新标准规定、。水泥新标准规定、。水泥新标准规定的最低强度等级为，一般相当于老标准的的最低强度等级为，一般相当于老标准的的最低强度等级为，一般相当于老标准的的最低强度等级为，一般相当于老标准的号水泥，这就意味着老标准中的号、号水泥，这就意味着老标准中的号、号水泥，这就意味着老标准中的号、号水泥，这就意味着老标准中的号、号水泥被淘汰。有关部门预测，新标准的实施，将号水泥被淘汰。有关部门预测，新标准的实施，将号水泥被淘汰。有关部门预测，新标准的实施，将号水泥被淘汰。有关部门预测，新标准的实施，将有的小水泥企业被淘汰。有的小水泥企业被淘汰。有的小水泥企业被淘汰。有的小水泥企业被淘汰。新的水泥国家标准由两部分组成。第一部新的水泥国家标准由两部分组成。第一部分是个强制性国家标准，即分是个强制性国家标准，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。第二部分是水泥强度检验方酸盐水泥。第二部分是水泥强度检验方法改为法改为水泥胶砂强度检验方法（法），水泥胶砂强度检验方法（法），不再采用方法不再采用方法新旧标准对比关于新标准的几点思考第二次修订后的GB175-92、GB1344-92等强调了水泥的早期强度，28d强度提高了2%，增加了R型水泥品种。该标准强化了3d早期强度意识，倡导多生产R型水泥，普通水泥的细度进一步变细，从筛析法的12%改为10%。随水泥比表面积增加，与相同高效减水剂的相随水泥比表面积增加，与相同高效减水剂的相随水泥比表面积增加，与相同高效减水剂的相随水泥比表面积增加，与相同高效减水剂的相容性变差，为减小流动度损失需要增加更大掺容性变差，为减小流动度损失需要增加更大掺容性变差，为减小流动度损失需要增加更大掺容性变差，为减小流动度损失需要增加更大掺量的高效减水剂。量的高效减水剂。量的高效减水剂。量的高效减水剂。这样不仅增加了施工费用，这样不仅增加了施工费用，这样不仅增加了施工费用，这样不仅增加了施工费用，而且可导致混凝土中水泥用量的增加，影响混而且可导致混凝土中水泥用量的增加，影响混而且可导致混凝土中水泥用量的增加，影响混而且可导致混凝土中水泥用量的增加，影响混凝土的耐久性。凝土的耐久性。凝土的耐久性。凝土的耐久性。 我国大多数水泥粉磨条件下，水泥磨得越我国大多数水泥粉磨条件下，水泥磨得越我国大多数水泥粉磨条件下，水泥磨得越我国大多数水泥粉磨条件下，水泥磨得越细细，其中的其中的其中的其中的细颗细颗粒越多。粒越多。粒越多。粒越多。增加水泥的比表面增加水泥的比表面增加水泥的比表面增加水泥的比表面积积能提能提能提能提高水泥的水化速率，提高早期高水泥的水化速率，提高早期高水泥的水化速率，提高早期高水泥的水化速率，提高早期强强强强度，但粒径在度，但粒径在度，但粒径在度，但粒径在1 1 mm以下的以下的以下的以下的颗颗粒水化很快，几乎粒水化很快，几乎粒水化很快，几乎粒水化很快，几乎对对后期后期后期后期强强强强度没度没度没度没有任何有任何有任何有任何贡贡献，倒是献，倒是献，倒是献，倒是对对早期的水化早期的水化早期的水化早期的水化热热、混凝土的、混凝土的、混凝土的、混凝土的自收自收自收自收缩缩和干燥收和干燥收和干燥收和干燥收缩缩有有有有贡贡献献献献水化快的水泥水化快的水泥水化快的水泥水化快的水泥颗颗粒水化粒水化粒水化粒水化热释热释放得早；放得早；放得早；放得早；因水化快消耗混凝土内部因水化快消耗混凝土内部因水化快消耗混凝土内部因水化快消耗混凝土内部的水分的水分的水分的水分较较快，引起混凝土的自干燥收快，引起混凝土的自干燥收快，引起混凝土的自干燥收快，引起混凝土的自干燥收缩缩；细颗粒容易水化充分，产生更多的易于干燥收缩的凝胶和其他水化物。粗颗粒的减少，减少了稳定体积的未水化颗粒，因而影响到混凝土的长期性能。在美国1937年按特快硬水泥生产的水泥I与现今水泥的平均水平的组成和细度相当，当时采用这种快硬水泥的混凝土10年后强度倒缩了；而1923年使用粗水泥的混凝土，直到50年后强度还在增长。水泥细度还会影响混凝土的抗冻性。细水泥的易裂性可能与其低抗拉强度有关众所周知，凡是能提高混凝土早期强度的因素，都会影响混凝土后期强度的增长，所以目前在配制混凝土时都有较大的强度富余，以期补偿这种后期强度的损失，这无疑会造成很大的浪费。现在看来，问题远比此更严重，早期的高强度所带来的后患是混凝土结构物提早劣化。因此，除非工程有特殊需要，应尽量避免使用早强水泥。 （2）混凝土早期高强度的需求促使了水泥向高C3S和高C3A、高比表面积发展，再加上低水灰比、高水泥用量、超细矿物掺合料的使用，造成在约束状态下的混凝土因温度收缩、自收缩、干燥收缩和较高的早期弹性模量而产生较大的内部应力，早期的低徐变无法缓解这种应力而产生早期裂缝；内部不可见的微裂缝在混凝土长期使用过程干燥环境中继续发展，是混凝土提早劣化的主要原因。矿物组成对强度的影响水泥的水泥的水泥的水泥的强强强强度度度度进进一步提高，迫使水泥石以提高一步提高，迫使水泥石以提高一步提高，迫使水泥石以提高一步提高，迫使水泥石以提高C3SC3S、C3AC3A和比表面和比表面和比表面和比表面积积来提高水泥的来提高水泥的来提高水泥的来提高水泥的强强强强度。度。度。度。某某某某厂厂厂厂对对2121种来自不同厂家的熟料（包括种来自不同厂家的熟料（包括种来自不同厂家的熟料（包括种来自不同厂家的熟料（包括“ “大水泥大水泥大水泥大水泥” ”和和和和“ “小水泥小水泥小水泥小水泥” ”的）的）的）的）进进行行行行分析分析分析分析，C3SC3S超超超超过过60%60%的有的有的有的有4 4个个个个样样本（占本（占本（占本（占总样总样本的本的本的本的19%19%），超），超），超），超过过58%58%的的的的（含（含（含（含60%60%以上的）有以上的）有以上的）有以上的）有1010个（占个（占个（占个（占47.6%47.6%），有），有），有），有1717个个个个样样本的本的本的本的C3AC3A含量超含量超含量超含量超过过10%10%，大部分水泥，大部分水泥，大部分水泥，大部分水泥细细度度度度超超超超过过了了了了350m2/kg350m2/kg。 从上述情况可见，我国水泥各有关参数和从上述情况可见，我国水泥各有关参数和从上述情况可见，我国水泥各有关参数和从上述情况可见，我国水泥各有关参数和性质变化的历程和趋势与国外相似。性质变化的历程和趋势与国外相似。性质变化的历程和趋势与国外相似。性质变化的历程和趋势与国外相似。特点是增特点是增特点是增特点是增加加加加C3SC3S、C3AC3A，细度趋向于细，因而强度尤其，细度趋向于细，因而强度尤其，细度趋向于细，因而强度尤其，细度趋向于细，因而强度尤其早期强度不断提高。早期强度不断提高。早期强度不断提高。早期强度不断提高。众所周知，硅酸硅酸硅酸硅酸盐盐水泥主要的水泥主要的水泥主要的水泥主要的组组成成成成矿矿物有四种，物有四种，物有四种，物有四种，它它它它们们的水化性的水化性的水化性的水化性质质不同，在水泥中所占比例不同不同，在水泥中所占比例不同不同，在水泥中所占比例不同不同，在水泥中所占比例不同时时影响影响影响影响对对水泥整体的性水泥整体的性水泥整体的性水泥整体的性质质。表。表。表。表2 2为为水泥中四种水泥中四种水泥中四种水泥中四种主要主要主要主要矿矿物的水化物的水化物的水化物的水化热热，表，表，表，表3 3为为四种主要四种主要四种主要四种主要矿矿物的收物的收物的收物的收缩缩率。率。率。率。C3A的水化热是其他矿物水化热的数倍，尤其是在早期。C3S的水化热虽然比C3A小很多，但在3d时却几乎是C2S水化热的5倍，因其含量在熟料中约占一半，故影响也很大。C3A的收缩率是C2S收缩率的3倍，几乎是C4AF的5倍。因此C3A含量较大的早强水泥易因早期的温度收缩、自收缩和干燥收缩而开裂。硅酸盐水泥硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称称型硅酸盐水泥，代号型硅酸盐水泥，代号；在硅酸盐；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过质量石灰石水泥熟料粉磨时掺加不超过质量石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称或粒化高炉矿渣混合材料的称型硅酸盐水型硅酸盐水泥，代号泥，代号。普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料、凡由硅酸盐水泥熟料、6%-15%的混合材料及的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。通硅酸盐水泥，简称普通水泥。国家标准对普通硅酸盐水泥的技术要求有：国家标准对普通硅酸盐水泥的技术要求有：（1 1）细度）细度 筛孔尺寸为筛孔尺寸为80m80m的方孔筛的筛的方孔筛的筛余不得超过余不得超过10%10%，否则为不合格。，否则为不合格。（2 2）凝结时间）凝结时间 处凝时间不得早于处凝时间不得早于4545分钟，分钟，终凝时间不得迟于终凝时间不得迟于1010小时。小时。（3 3）标号）标号硅酸盐水泥分个强度等级硅酸盐水泥分个强度等级硅酸盐水泥分个强度等级硅酸盐水泥分个强度等级个类型，即、个类型，即、个类型，即、个类型，即、普通硅酸盐水泥由于混合材料掺量较少，其性质与硅酸盐水泥基本相同，略有差异，主要表现为：（1）早期强度略低（2）耐腐蚀性稍好（3）水化热略低（4）抗冻性和抗渗性好（5）抗炭化性略差（6）耐磨性略差矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥简称矿渣水泥。它由硅酸盐水泥熟料、20%-70%的粒化高炉矿渣及适量石膏组成。矿渣硅酸盐水泥适合用于有耐热要求的混耐热要求的混凝土工程，不适合用于有抗冻性要求的混凝土工程，不适合用于有抗冻性要求的混凝土工程凝土工程火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥简称火山灰水泥。它由硅酸盐水泥熟料、20%-50%的火山灰质混合材料及适量石膏组成。火山灰质硅酸盐水泥适合用于有抗渗性要求渗性要求的混凝土工程，不适合用于干燥环境中的地的混凝土工程，不适合用于干燥环境中的地上混凝土工程，也不宜用于有耐磨性要求的上混凝土工程，也不宜用于有耐磨性要求的混凝土工程混凝土工程粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥简称粉煤灰水泥。它由硅酸盐水泥熟料、20%-40%的粉煤灰及适量石膏组成。粉煤灰硅酸盐水泥适合用于承载较晚的混凝土工程，不宜用于有抗渗要求的混凝土工程，也不宜用于干燥环境中的混凝土工程及有耐磨性要求的混凝土工程三种水泥的共性（1）早期强度低、后期强度发展高。这三种水泥不适合用于早期强度要求高的混凝土工程，如冬季施工、现浇工程等。（2）对温度敏感，适合高温养护。（3）耐腐蚀性好。适合用于有硫酸盐、镁盐、软水等腐蚀作用的环境，如水工、海港、码头等混凝土工程。（4）水化热少。适合用于大体积混凝土。（5）抗冻性差。（6）抗炭化性较差。不适合用于二氧化碳含量高的工业厂房，如铸造、翻砂车间。复合硅酸盐水泥凡有硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细而成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥。复合硅酸盐水泥由于掺入了二种以上的混合材料，起到了互相取长补短的作用，其效果大大优于只掺一种混合材料。其早期强度提高，且水化热低，耐腐蚀性、抗渗性及抗冻性较好。因而其用途更为广泛，是一种很有发展前途的水泥第一节第一节 硅酸盐水泥硅酸盐水泥 凡凡由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料、石石灰灰石石或或粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣、适适量量石石膏膏磨磨细细制制成成的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料，称称为为硅硅酸酸盐盐水水泥泥。即国外通称的波特兰水泥）。即国外通称的波特兰水泥）。 硅硅酸酸盐盐水水泥泥在在国国际际上上分分为为两两种种类类型型：不不掺掺混混合合材材的的称称I I型型硅硅酸酸盐盐水水泥泥，其其代代号号为为P P. . I I；在在硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料粉粉磨磨时时掺掺入入不不超超过过水水泥泥质质量量5%5%的的石石灰灰石石或或粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣混混合合材材料料的的称称IIII型型硅硅酸酸盐盐水水泥泥，其其代代号为号为IIII。一一. . 硅酸盐水泥的生产硅酸盐水泥的生产生生产产硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的原原料料，主主要要是是石石灰灰质质和和粘粘土土质质两两类类原原料料。为为了了补补充充铁铁质质及及改改善善煅煅烧条件，还可加入适量铁粉、萤石等。烧条件，还可加入适量铁粉、萤石等。生生产产水水泥泥的的基基本本工工序序可可以以概概括括为为：“两两磨磨一一烧烧”：先先将将原原材材料料破破碎碎并并按按其其化化学学成成分分配配料料后后，在在球球磨磨机机中中研研磨磨为为生生料料。然然后后入入窑窑锻锻烧烧至至部部分分熔熔融融，所所得得以以硅硅酸酸钙钙为为主主要要成成分分的的水水泥泥熟熟料料，配配以以适适量量的的石石膏膏及及混混合合材材料料在在球球磨磨机机中中研研磨磨至至一一定定细细度度，即即得得到到硅酸盐水泥。硅酸盐水泥。二二. .硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成为硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成为: :（）硅酸三钙（）硅酸三钙 硅酸三钙的化学成分为硅酸三钙的化学成分为a ai i2 2，其其简简写写为为3 3S S。它它是是硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料中中最最主主要要的的矿矿物物成成分分，约约占占水水泥泥熟熟料料总总量量的的。硅硅酸酸三三钙钙遇遇水水后后能能够够很很快快与与水水产产生生水水化化反反应应，并并产产生生较较多多的的水水化化热热。它它对对促促进进水水泥泥的的凝凝结结硬硬化化，特特别别是是对对水水泥泥天天内内的的早早期期强度以及后期强度都起主要作用强度以及后期强度都起主要作用。（）硅酸二钙（）硅酸二钙 硅酸二钙的化学成分为硅酸二钙的化学成分为2 2a ai i2 2，其其简简写写为为C C2 2S S，约约占占水水泥泥熟熟料料总总量量的的15153737。硅硅酸酸二二钙钙遇遇水水后后反反应应较较慢慢，水水化化热热也也较较低低。它它不不影影响响水水泥泥的的凝凝结结，对水泥的后期强度起主要作用。对水泥的后期强度起主要作用。（）铝酸三钙（）铝酸三钙 铝铝酸酸三三钙钙的的化化学学成成分分是是CaOAlCaOAl2 2O O3 3，其简写为，其简写为C C3 3，约占水泥熟料总量的，约占水泥熟料总量的7 7 1515。铝铝酸酸三三钙钙遇遇水水后后反反应应极极快快，产产生生的的热热量量大大而而且且很很集集中中。铝铝酸酸三三钙钙对对水水泥泥的的凝凝结结起起主主导导作作用用，但但其其水水化化产产物物强强度度较较低低，主要对水泥的早期强度有所贡献。主要对水泥的早期强度有所贡献。（）铁铝酸四钙（）铁铝酸四钙铁铝酸四钙的化学成分为铁铝酸四钙的化学成分为: :CaOAlCaOAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3，其简写为，其简写为4 4AFAF，约占水泥熟料总量的约占水泥熟料总量的10101818。铁铝酸。铁铝酸四钙遇水时水化反应也很快，水化热较低，四钙遇水时水化反应也很快，水化热较低，水化产物的强度不高，对水泥石的抗压强水化产物的强度不高，对水泥石的抗压强度贡献不大，主要对抗折强度贡献较大。度贡献不大，主要对抗折强度贡献较大。3.3.硅酸盐水泥的水化硅酸盐水泥的水化 硅硅酸酸盐盐水水泥泥遇遇水水后后，水水泥泥中中的的各各种种矿矿物物成成分分会会很快发生水化反应，生成各种水化物。很快发生水化反应，生成各种水化物。 硅酸三钙硅酸三钙水水水化硅酸钙水化硅酸钙 氢氧化钙氢氧化钙硅酸二钙硅酸二钙水水水化硅酸钙水化硅酸钙氢氧化钙氢氧化钙|铝酸三钙铝酸三钙水水水化铝酸三钙水化铝酸三钙|铁铝酸四钙铁铝酸四钙水水水化铝酸三钙水化铝酸三钙 水化铁酸钙水化铁酸钙水水泥泥中中的的石石膏膏也也很很快快与与水水化化铝铝酸酸钙钙反反应应生生成成难难溶溶的的水水化化硫硫铝铝酸酸钙钙针针状状结结晶晶体体，也也称称为钙矾石晶体为钙矾石晶体： 水化硫铝酸钙（钙矾石）经经过过上上述述水水化化反反应应后后，水水泥泥浆浆中中不不断断增增加加的的水水化化产产物物主主要要有有：水水化化硅硅酸酸钙钙(50%)(50%)、氢氢氧氧化化钙钙(25%)(25%)、水水化化铝铝酸酸钙钙、水水化化铁铁酸酸钙钙及及水化硫铝酸钙等新生矿物水化硫铝酸钙等新生矿物。4. 4. 硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结和硬化 水水泥泥加加水水拌拌合合后后的的剧剧烈烈水水化化反反应应，一一方方面面使使水水泥泥浆浆中中起起润润滑滑作作用用的的自自由由水水分分逐逐渐渐减减少少；另另一一方方面面，水水化化产产物物在在溶溶液液中中很很快快达达饱饱和和或或过过饱饱和和状状态态而而不不断断析析出出，水水泥泥颗颗粒粒表表面面的的新新生生物物厚厚度度逐逐渐渐增增大大，使使水水泥泥浆浆中中固固体体颗颗粒粒间间的的间间距距逐逐渐渐减减小小，越越来来越越多多的的颗颗粒粒相相互互连连接接形形成成了了骨骨架架结结构构。此此时时，水水泥泥浆浆便便开开始始慢慢慢慢失失去去可可塑塑性性，表表现现为为水水泥的初凝。泥的初凝。由由于于铝铝酸酸三三钙钙水水化化极极快快，会会使使水水泥泥很很快快凝凝结结，为为使使工工程程使使用用时时有有足足够够的的操操作作时时间间，水水泥泥中中加加入入了了适适量量的的石石膏膏。水水泥泥加加入入石石膏膏后后，一一旦旦铝铝酸酸三三钙钙开开始始水水化化，石石膏膏会会与与水水化化铝铝酸酸三三钙钙反反应应生生成成针针状状的的钙钙矾矾石石。钙钙矾矾石石很很难难溶溶解解于于水水，可可以以形形成成一一层层保保护护膜膜覆覆盖盖在在水水泥泥颗颗粒粒的的表表面面，从从而而阻阻碍碍了了铝铝酸酸三三钙钙的的水水化化，阻阻止止了了水水泥泥颗颗粒粒表表面面水水化化产产物物的的向向外外扩扩散散，降降低低了了水水泥泥的的水水化化速速度度，使水泥的初凝时间得以延缓。使水泥的初凝时间得以延缓。当当掺掺入入水水泥泥的的石石膏膏消消耗耗殆殆尽尽时时，水水泥泥颗颗粒粒表表面面的的钙钙矾矾石石覆覆盖盖层层一一旦旦被被水水泥泥水水化化物物的的积积聚聚物物所所胀胀破破，铝铝酸酸三三钙钙等等矿矿物物的的再再次次快快速速水水化化得得以以继继续续进进行行，水水泥泥颗颗粒粒间间逐逐渐渐相相互互靠靠近近，直直至至连连接接形形成成骨骨架架。水泥浆的塑性逐渐消失，直到终凝。水泥浆的塑性逐渐消失，直到终凝。随着水化产物的不断增加，水泥颗粒之随着水化产物的不断增加，水泥颗粒之间的毛细孔不断被填实，加之水化产物间的毛细孔不断被填实，加之水化产物中的氢氧化钙晶体、水化铝酸钙晶体不中的氢氧化钙晶体、水化铝酸钙晶体不断贯穿于水化硅酸钙等凝胶体之中，逐断贯穿于水化硅酸钙等凝胶体之中，逐渐形成了具有一定强度的水泥石，从而渐形成了具有一定强度的水泥石，从而进入了硬化阶段。水化产物的进一步增进入了硬化阶段。水化产物的进一步增加，水分的不断丧失，使水泥石的强度加，水分的不断丧失，使水泥石的强度不断发展。不断发展。随随着着水水泥泥水水化化的的不不断断进进行行，水水泥泥浆浆结结构构内内部部孔孔隙隙不不断断被被新新生生水水化化物物填填充充和和加加固固的的过过程程，称称为为水水泥泥的的“凝凝结结”。随随后后产产生生明明显显的的强强度度并并逐逐渐渐变变成成坚坚硬硬的的人人造造石石水水泥泥石石，这这一一过过程程称称为为水泥的水泥的“硬化硬化”。 实实际际上上，水水泥泥的的水水化化过过程程很很慢慢，较较粗粗水水泥泥颗颗粒粒的的内内部部很很难难完完全全水水化化。因因此此，硬硬化化后后的的水水泥泥石石是是由由晶晶体体、胶胶体体、未未完完全全水水化化颗颗粒粒、游游离离水水及及气气孔孔等组成的不均质体等组成的不均质体。5.5.影响水泥凝结硬化的主要因素影响水泥凝结硬化的主要因素 （）矿物组成（）矿物组成 不不同同矿矿物物成成分分和和水水起起反反应应时时所所表表现现出出来来的的特特点点是是不不同同的的，如如C C3 3A A水水化化速速率最快，放热量最大而强度不高；率最快，放热量最大而强度不高；C C2 2S S水水化化速速率率最最慢慢，放放热热量量最最少少，早早期期强强度度低低，后后期期强强度度增增长长迅迅速速等等。因因此此，改改变变水水泥泥的的矿矿物物组组成成，其其凝凝结结硬硬化化情情况况将将产产生生明明显显变变化化。水水泥泥的的矿矿物物组组成成是是影影响响水水泥泥凝凝结结硬硬化化的的最最重重要要的的因素因素. .（）水泥浆的水灰比（）水泥浆的水灰比 水水泥泥浆浆的的水水灰灰比比是是指指水水泥泥浆浆中中水水与与水水泥泥的的质质量量之之比比。当当水水泥泥浆浆中中加加水水较较多多时时，水水灰灰比比较较大大，此此时时水水泥泥的的初初期期水水化化反反应应得得以以充充分分进进行行；但但是是水水泥泥颗颗粒粒间间原原来来被被水水隔隔开开的的距距离离较较远远，颗颗粒粒间间相相互互连连接接形形成成骨骨架架结结构构所所需需的的凝凝结结时时间间长长，所所以以水水泥泥浆凝结较慢。浆凝结较慢。水水泥泥浆浆的的水水灰灰比比较较大大时时，多多余余的的水水分分蒸蒸发发后后形形成成的的孔孔隙隙较较多多, , 造造成成水水泥泥石石的的强强度度较较低低，因因此此水水泥泥浆的水灰比过大时，会明显降低水泥石的强度浆的水灰比过大时，会明显降低水泥石的强度。（3 3）石膏掺量）石膏掺量 石石膏膏起起缓缓凝凝作作用用的的机机理理可可解解释释为为：水水泥泥水水化化时时，石石膏膏能能很很快快与与铝铝酸酸三三钙钙作作用用生生成成水水化化硫硫铝铝酸酸钙钙（钙钙矾矾石石），钙钙矾矾石石很很难难溶溶解解于于水水，它它沉沉淀淀在在水水泥泥颗颗粒粒表表面面上上形形成成保保护护膜膜，从从而而阻阻碍碍了了铝铝酸酸三三钙钙的的水水化化反反应应，控控制制了了水水泥泥的的水水化化反反应应速速度度，延延缓缓了了凝凝结结时间。时间。（4 4）水泥的细度）水泥的细度在在矿矿物物组组成成相相同同的的条条件件下下，水水泥泥磨磨得得愈愈细细，水水泥泥颗颗粒粒平平均均粒粒径径小小，比比表表面面积积大大，水水化化时时与与水水的的接接触触面面大大，水水化化速速度度快快，相相应应地地水水泥泥凝凝结结硬硬化化速速度度就快，早期强度就高。就快，早期强度就高。（5 5）环境温度和湿度）环境温度和湿度在在适适当当温温度度条条件件下下，水水泥泥的的水水化化、凝凝结结和和硬硬化化速速度度较较快快。反反应应产产物物增增长长较较快快，凝凝结结硬硬化化加加速速，水水化化热热较较多多。相相反反，温温度度降降低低，则则水水化化反反应应减减慢慢，强强度度增增长长变变缓缓。但但高高温温养养护护往往往往导导致致水水泥泥后后期期强强度度增增长长缓缓慢慢，甚甚至下降。至下降。水水的的存存在在是是水水泥泥水水化化反反应应的的必必要要条条件件。当当环环境境湿湿度度十十分分干干燥燥时时，水水泥泥中中的的水水分分将将很很快快蒸蒸发发，以以致致水水泥泥不不能能充充分分水水化化，硬硬化化也也将将停停止止；反反之之，水水泥泥的的水水化化将将得得以以充充分分进进行，强度正常增长。行，强度正常增长。（6 6）龄期（时间）龄期（时间）水水泥泥的的凝凝结结硬硬化化是是随随时时间间延延长长而而渐渐进进的的过过程程，只只要要温温度度、湿湿度度适适宜宜，水水泥泥强度的增长可持续若干年。强度的增长可持续若干年。6. 6. 硅酸盐水泥的技术要求硅酸盐水泥的技术要求（）细度（）细度水水泥泥颗颗粒粒的的粗粗细细程程度度对对水水泥泥的的使使用用有有重重要要影影响响。水水泥泥颗颗粒粒粒粒径径一一般般在在7 7200 200 mm范围内。范围内。国国家家标标准准GB175-1999GB175-1999规规定定，水水泥泥的的细细度度可可用用比比表表面面积积或或0.08 0.08 mmmm方方孔孔筛筛的的筛筛余余量量（未未通通过过部部分分占占试试样样总总量量的的百百分分率率）来来表表示示。其其筛筛余余量量不不得得超超过过规规定定的的限限值值。比比表表面面积积是是指指单单位位质质量量的的水水泥泥粉粉末末所所具具有有的的表表面面积积的的总总和和（cmcm2 2/g /g 或或 m m2 2/kg/kg）。一般常为一般常为317317350m350m2 2/kg/kg。（）标准稠度用水量（）标准稠度用水量稠稠度度是是水水泥泥浆浆达达到到一一定定流流动动度度时时的的需需水水量量。国国家家标标准准规规定定检检验验水水泥泥的的凝凝结结时时间间和和体体积积安安定定性性时时需需用用“标标准准稠稠度度”的的水水泥泥净净浆浆。“标标准准稠稠度度”是是人人为为规规定定的的稠稠度度，其其用用水水量量采采用用水水泥泥标标准准稠稠度度测测定定仪仪测测定定。硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的标标准准稠稠度度用用水水量量一一般般在在之间。之间。为为为为使使使使水水水水泥泥泥泥凝凝凝凝结结结结时时时时间间间间和和和和安安安安定定定定性性性性的的的的测测测测定定定定结结结结果果果果具具具具有有有有可可可可比比比比性性性性，在在在在此此此此两两两两项项项项测测测测定定定定时时时时必必必必须须须须采采采采用用用用标标标标准准准准稠稠稠稠度度度度的的的的水水水水泥泥泥泥净净净净浆浆浆浆。我我我我国国国国国国国国标标标标规规规规定定定定，水水水水泥泥泥泥净净净净浆浆浆浆稠稠稠稠度度度度是是是是采采采采用用用用标标标标准准准准维维维维卡卡卡卡仪仪仪仪测测测测定定定定的的的的，以以以以试试试试杆杆杆杆沉沉沉沉入入入入净净净净浆浆浆浆距距距距底底底底板板板板时时时时的的的的稠稠稠稠度度度度为为为为“标准稠度标准稠度标准稠度标准稠度”，此时的用水量为标准稠度用水量。，此时的用水量为标准稠度用水量。，此时的用水量为标准稠度用水量。，此时的用水量为标准稠度用水量。（3 3）凝结时间）凝结时间水水泥泥从从加加水水开开始始到到失失去去其其流流动动性性，即即从从液液体体状状态态发发展展到到较较致致密密的的固固体体状状态态的的过过程程称称为为水水泥泥的的凝凝结结过程。这个过程所需要的时间称为凝结时间。过程。这个过程所需要的时间称为凝结时间。凝凝结结时时间间分分初初凝凝时时间间和和终终凝凝时时间间。初初凝凝时时间间为为水水泥泥加加水水拌拌和和至至标标准准稠稠度度的的净净浆浆完完全全失失去去可可塑塑性性所所需需的的时时间间。终终凝凝时时间间为为水水泥泥加加水水拌拌和和至至标标准准稠稠度度的的净净浆浆完完全全失失去去可可塑塑性性并并开开始始产产生生强强度度所所需需的的时时间。间。国国家家标标准准规规定定，水水泥泥的的凝凝结结时时间间是是以以标标准准稠稠度度的的水水泥泥净净浆浆，在在规规定定温温度度及及湿湿度度环环境境下下用用水水泥泥净净浆浆凝凝结结时时间间测测定定仪仪测测定定。硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的初初凝凝时时间间不不得早于得早于45min45min，终凝时间不得迟于，终凝时间不得迟于6h 30min6h 30min。（）体积安定性（）体积安定性水水泥泥浆浆体体硬硬化化后后体体积积变变化化的的均均匀匀性性称称为为水水泥泥的的体体积积安安定定性性。即即水水泥泥硬硬化化浆浆体体能能保保持持一一定定形形状状，不不开开裂裂，不不变变形形，不不溃溃散散的的性性质质。体体积积安安定定性性不不良良的的水水泥泥应应作作废废品品处处理理，不不得得应应用用于于工工程程中中，否否则则将将导致严重后果。导致严重后果。导导致致水水泥泥安安定定性性不不良良的的主主要要原原因因一一般般是是由由于于熟熟料料中中的的游游离离氧氧化化钙钙、游游离离氧氧化化镁镁或或掺掺入入石石膏膏过过多多等等原原因因造造成成的的，其其中中游游离离氧氧化化钙钙是是一一种种最最为为常常见见，影影响响也也是是最最严严重重的的因因素素。熟熟料料中中所所含含游游离离氧氧化化钙钙或或氧氧化化镁镁都都是是过过烧烧的的，结结构构致致密密，水水化化很很慢慢。加加之之被被熟熟料料中中其其它它成成分分所所包包裹裹，使使得得其其在在水水泥泥已已经经硬化后才进行熟化，生成六方板状的硬化后才进行熟化，生成六方板状的 CaCa（OHOH）2 2晶晶体体，这这时时体体积积膨膨胀胀以以上上，从而导致不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。从而导致不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。当当石石膏膏掺掺量量过过多多时时，在在水水泥泥硬硬化化后后，残残余余石石膏膏与与水水化化铝铝酸酸钙钙继继续续反反应应生生成成钙钙矾矾石石，体体积积增增大大约约1.51.5倍，从而导致水泥石开裂。倍，从而导致水泥石开裂。国国家家标标准准规规定定水水泥泥的的体体积积安安定定性性用用雷雷氏氏法法或或试试饼沸煮法检验。饼沸煮法检验。（5 5）强度）强度强强度度是是评评价价硅硅酸酸盐盐水水泥泥质质量量的的又又一一个个重重要要指指标标。水水泥泥的的强强度度是是按按照照GB/T17961-1999GB/T17961-1999水水泥泥胶胶砂砂强强度度检检验验方方法法（ISOISO）法法的的标标准准方方法法制制作作的的水水泥泥胶胶砂砂试试件件，在在201C201C温温度度的的水水中中，养养护护到到规规定定龄龄期期时时检检测测的的强强度度值值。其其中中标标准准试试件件尺尺寸寸为为4cm4cm16cm4cm4cm16cm，胶胶砂砂中中水水泥泥与与标标准准砂砂之之比比为为 1 1：3 3 （W/C=0.5W/C=0.5），标标准准试试验验龄龄期期分分别别为为 d d和和28d28d分分别别检检验验其其抗抗压压强强度度和和抗抗折折强强度度。按按照照测测定定结结果果，将将硅硅酸酸盐盐水水泥泥分分为为42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R、62.562.5、62.5R62.5R六六个个强强度度等等级级。各各等等级级硅硅酸酸盐盐水泥在不同龄期的强度要求见表水泥在不同龄期的强度要求见表3-13-1。表3-1硅酸盐水泥在不同龄期的强度要求(GB175-1999)强度等级抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0注：表中表示早强型，其它为普通型。(6) (6) 碱含量碱含量 水水泥泥中中含含有有较较多多的的强强碱碱物物NaNa2 2O O或或 K K2 2O O时时， 容容易易发发生生不不良良反反应应对对结结构构造造成成危危害害。因因而而国国家家标标准准规规定定，水水泥泥中中的含碱量不得大于的含碱量不得大于0.6%0.6%。 高含碱量的水泥会生成抗裂性能差的凝胶，高含碱量的水泥会生成抗裂性能差的凝胶，高含碱量的水泥会生成抗裂性能差的凝胶，高含碱量的水泥会生成抗裂性能差的凝胶，加重混凝土后期的干燥收缩，所以不论骨加重混凝土后期的干燥收缩，所以不论骨加重混凝土后期的干燥收缩，所以不论骨加重混凝土后期的干燥收缩，所以不论骨料是否有活性，都应当限制对水泥和混凝料是否有活性，都应当限制对水泥和混凝料是否有活性，都应当限制对水泥和混凝料是否有活性，都应当限制对水泥和混凝土中的含碱量。土中的含碱量。土中的含碱量。土中的含碱量。7. 7. 水泥石的腐蚀水泥石的腐蚀7.1 7.1 水泥石腐蚀的方式水泥石腐蚀的方式（）软水侵蚀（）软水侵蚀 水水泥泥石石长长期期接接触触软软水水时时，会会使使水水泥泥石石中中的的氢氢氧氧化化钙钙不不断断被被溶溶出出，当当水水泥泥石石中中游游离离的的氢氢氧氧化化钙钙减减少少到到一一定定程程度度时时，水水泥泥石石中中的的其其它它含含钙钙矿矿物物也也可可能能分分解解和和溶溶出出，从从而而导导致致水水泥泥石石结结构构的的强强度度降降低低，甚甚至至破破坏坏。当当水水泥泥石石处处于于软软水水环环境境时时，特特别别是是处处于于流流动动的的软软水水环环境境中中时时，水水泥泥被被软软水水侵侵蚀蚀的的速速度更快。度更快。（）一般酸的腐蚀（）一般酸的腐蚀 工工程程结结构构处处于于各各种种酸酸性性介介质质中中时时，酸酸性性介介质质易易与与水水泥泥石石中中的的氢氢氧氧化化钙钙反反应应，其其反反应应产产物物可可能能溶溶于于水水中中而而流流失失，或或发发生生体体积积膨膨胀胀造造成成结结构构物物的的局局部部被被胀胀裂裂，破破坏坏了了水水泥泥石石的的结结构构。其其基基本本化化学学反反应应式为：式为：（）碳酸的腐蚀（）碳酸的腐蚀雨雨水水及及地地下下水水中中常常溶溶有有较较多多的的二二氧氧化化碳碳，形形成成了了碳碳酸酸。碳碳酸酸水水先先与与水水泥泥石石中中的的氢氢氧氧化化钙钙反反应应，中中和和后后使使水水泥泥石石碳碳化化，形形成成了了碳碳酸酸钙钙，碳碳酸酸钙钙再再与与碳碳酸酸反反应应生生成成可可溶溶性性的的碳碳酸酸氢氢钙钙，并并随随水水流流失失，从从而而破破坏坏了了水水泥泥石石的的结结构构。其其腐腐蚀蚀反反应应过程为：过程为：（）硫酸盐的腐蚀（）硫酸盐的腐蚀当当环环境境中中含含有有硫硫酸酸盐盐的的水水渗渗入入到到水水泥泥石石结结构构中中时时，会会与与水水泥泥石石中中的的氢氢氧氧化化钙钙反反应应生生成成石石膏膏，石石膏膏再再与与水水泥泥石石中中的的水水化化铝铝酸酸钙钙反反应应生生成成钙钙矾矾石石，产产生生1.51.5倍倍的的体体积积膨膨胀胀，这这种种膨膨胀胀必必然然导导致致脆脆性性水水泥泥石石结结构构的的开开裂裂，甚甚至至崩崩溃溃。由由于于钙钙矾矾石石为为微微观观针针状晶体，人们常称其为水泥杆菌。状晶体，人们常称其为水泥杆菌。此此外外，有有些些其其它它物物质质也也能能腐腐蚀蚀水水泥泥石石，如如镁镁盐盐、强碱、糖类、脂肪等。强碱、糖类、脂肪等。7.2 7.2 防止水泥石腐蚀的方法防止水泥石腐蚀的方法 （）根据工程的环境特点，合理选择水泥（）根据工程的环境特点，合理选择水泥品种，或适当掺加混合材料，减少可腐蚀物品种，或适当掺加混合材料，减少可腐蚀物质的浓度，防止或延缓水泥的腐蚀。如处于质的浓度，防止或延缓水泥的腐蚀。如处于软水环境的工程，常选用掺混合材料的矿渣软水环境的工程，常选用掺混合材料的矿渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥，因为这些水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥，因为这些水泥的水泥石中氢氧化钙含量低，对软水侵水泥的水泥石中氢氧化钙含量低，对软水侵蚀的抵抗能力强。蚀的抵抗能力强。（）提高混凝土的密实度，采取措（）提高混凝土的密实度，采取措施减少水泥石结构的孔隙率，特别是施减少水泥石结构的孔隙率，特别是提高表面的密实度，阻塞腐蚀介质渗提高表面的密实度，阻塞腐蚀介质渗入水泥石的通道。入水泥石的通道。（）在在水水泥泥石石结结构构的的表表面面设设置置保保护护层层，隔隔绝绝腐腐蚀蚀介介质质与与水水泥泥石石的的联联系系。如如采采用用涂涂料料、贴贴面面等等致致密密的的耐耐腐腐蚀蚀层层覆覆盖盖水水泥泥石石，能能够够有有效效地地保保护护水水泥泥石石不被腐蚀。不被腐蚀。8.8.硅酸盐水泥的性能特点与应用硅酸盐水泥的性能特点与应用 （）凝凝结结硬硬化化快快，早早期期及及后后期期强强度度均均高高，适适用用于于有有早早强强要要求求的的工工程程，（如如冬冬季季施施工工、预预制制、现现浇浇等等工工程程），高高强强度度混混凝凝土土工工程程（如如预预应应力力钢钢筋筋混混凝凝土土，大大坝坝溢溢流流面部位混凝土）。面部位混凝土）。 （2 2）抗抗冻冻性性好好，适适合合水水工工混混凝凝土土和和抗抗冻冻性要求高的工程。性要求高的工程。 （3 3）耐耐腐腐蚀蚀性性差差，因因水水化化后后氢氢氧氧化化钙钙和和水化铝酸钙的含量较多。水化铝酸钙的含量较多。 （4 4）水水化化热热高高，不不宜宜用用于于大大体体积积混混凝凝土土工程。但有利于低温季节蓄热法施工工程。但有利于低温季节蓄热法施工。（5 5）抗抗碳碳化化性性好好。因因水水化化后后氢氢氧氧化化钙钙含含量量较较多多，故故水水泥泥石石的的碱碱度度不不易易降降低低，对对钢钢筋筋的的保保护护作用强。适用于空气中二氧化碳浓度高的环境。作用强。适用于空气中二氧化碳浓度高的环境。 （6 6）耐耐热热性性差差。因因水水化化后后氢氢氧氧化化钙钙含含量量高高。不适用于承受高温作用的混凝土工程。不适用于承受高温作用的混凝土工程。 （7 7）耐耐磨磨性性好好，适适用用于于高高速速公公路路、道道路路和和地地面工程。面工程。第二节第二节 掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥水水泥泥用用混混合合材材料料可可按按其其活活性性的的不不同同，分为活性混合材料和非活性混合材料。分为活性混合材料和非活性混合材料。1.1.水泥混合材料水泥混合材料混混合合材材料料磨磨成成细细粉粉并并与与石石灰灰或或石石膏膏混混合合均均匀匀，用用水水拌拌和和后后，在在常常温温下下可可生生成成具具有有水水硬硬性性的的水水化化物物，这这种种性性质质称称为为混混合合材材料料的的火火山山灰灰活活性性。混混合合材材料料分为活性混合材料和非活性混合材料。分为活性混合材料和非活性混合材料。常常用用的的活活性性混混合合材材料料有有粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣、火火山山灰灰质质混混合合材材料料和和粉粉煤煤灰灰等等。其其主主要要化化学学成成分分为为活活性性氧氧化化硅硅和和活活性性氧氧化化铝铝。这这些些活活性性材材料料本本身身不不会会发发生生水水化化反反应应，不不产产生生胶胶凝凝性性。但但在在氢氢氧氧化化钙钙或或石石膏膏等等溶溶液液中中，它它们们却却能能产产生生明明显显的的水水化化反反应应，形成水化硅酸钙和水化铝酸钙：形成水化硅酸钙和水化铝酸钙：掺掺混混合合材材料料的的硅硅酸酸盐盐水水泥泥水水化化时时，水水泥泥熟熟料料首首先先水水化化产产生生氢氢氧氧化化钙钙，氢氢氧氧化化钙钙再再与与活活性性混混合合材材料料中中的的活活性性氧氧化化硅硅和和活活性性氧氧化化铝铝反反应应，形形成成水水化化硅硅酸酸钙钙和和水水化化铝铝酸酸钙钙。因因而而，这这一一反反应应也也称为称为“二次反应二次反应”。水水泥泥熟熟料料水水化化产产生生氢氢氧氧化化钙钙，熟熟料料中中也也含含有有石石膏膏，因因此此具具备备了了使使活活性性混混合合材材料料发发挥挥活活性性的的条条件件，常常将将氢氢氧氧化化钙钙、石石膏膏称称为为活活性性混混合合材材料料的的“激激发发剂剂”。激激发发剂剂浓浓度度越越高高，激激发发作作用用越越大大，混混合合材材料料活活性性发发挥挥越越充充分分。有有人人认认为为，在在饱饱和和氢氢氧氧化化钙钙溶溶液液中中，石石膏膏甚甚至至可可与与水水泥泥中中的的铝铝酸酸三钙形成水化硫铅酸钙。三钙形成水化硫铅酸钙。非活性混合材料有磨细石英砂、石非活性混合材料有磨细石英砂、石灰石、粘土、缓冷矿渣等。它们掺入灰石、粘土、缓冷矿渣等。它们掺入水泥，不与水泥成分起化学反应或化水泥，不与水泥成分起化学反应或化学反应很弱，学反应很弱，主要起填充作用，可调主要起填充作用，可调节水泥强度，降低水化热及增加水泥节水泥强度，降低水化热及增加水泥产量等产量等。1 1）活性混合材料）活性混合材料系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合料。系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合料。粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣 山灰质混合材料山灰质混合材料 粉煤灰粉煤灰炼钢厂冶炼生铁时的副产品。炼钢厂冶炼生铁时的副产品。主要成分：主要成分：CaOCaO、AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2。具有较高的化学潜能，但稳定性差。具有较高的化学潜能，但稳定性差。主要成分：主要成分：AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2。本身不硬化，本身不硬化，+ +石灰石灰+ +水起胶凝作用。水起胶凝作用。 火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒废渣。火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒废渣。主要成分：较多的主要成分：较多的SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3和少量的和少量的CaOCaO具有较高的活性。具有较高的活性。v天然的天然的v人工的人工的2.2.普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥凡凡以以适适当当成成分分的的生生料料烧烧至至部部分分熔熔融融，所所得得以以硅硅酸酸钙钙为为主主的的水水泥泥熟熟料料加加入入6 61 1的的混混合合材材料料和和适适量量石石膏膏磨磨细细制制成成的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料，称称为为普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥（简称普通水泥），代号（简称普通水泥），代号P P. .O.O.普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥分分为为32.532.5、32.5R32.5R、42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R六六个个强强度度等等级级。各各等级水泥在不同龄期的强度要求见表等级水泥在不同龄期的强度要求见表3-23-2。普通硅酸盐水泥的主要性能特点如下：普通硅酸盐水泥的主要性能特点如下：（1 1）早期强度略低，后期强度高。）早期强度略低，后期强度高。（2 2）水化热略低。）水化热略低。（3 3）抗抗渗渗性性好好，抗抗冻冻性性好好，抗抗碳碳化化能力强。能力强。（4 4）抗侵蚀、抗腐蚀能力稍好。）抗侵蚀、抗腐蚀能力稍好。（5 5）耐磨性较好；耐热性能较好。）耐磨性较好；耐热性能较好。普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的应应用用范范围围和和硅硅酸酸盐盐水泥相同。水泥相同。3. 3. 矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料和和的的粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣及及适适量量石石膏膏混混合合磨磨细细而而成成的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料，称称为为矿矿渣渣硅硅酸酸盐盐水水泥泥（简简称称矿矿渣渣水水泥泥），代代号号P PS.S.矿渣硅酸盐水泥的主要性能特点如下：矿渣硅酸盐水泥的主要性能特点如下：（1 1）早早期期强强度度低低，后后期期强强度度高高。对对温温度度敏敏感感，适宜于高温养护。适宜于高温养护。（2 2）水化热较低，放热速度慢。）水化热较低，放热速度慢。（3 3）具有较好的耐热性能。）具有较好的耐热性能。（4 4）具有较强的抗侵蚀、抗腐蚀能力）具有较强的抗侵蚀、抗腐蚀能力（5 5）泌水性大，干缩较大。）泌水性大，干缩较大。（6 6）抗渗性差，抗冻性较差，抗碳化能力差。）抗渗性差，抗冻性较差，抗碳化能力差。4.4.火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料和和的的火火山山灰灰质质混混合合材材料料及及适适量量石石膏膏混混合合磨磨细细而而成成的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料，称称为为火火山山灰灰质质硅硅酸酸盐盐水水泥泥（简简称称火火山灰水泥），代号山灰水泥），代号。火山灰水泥的主要性能特点如下：火山灰水泥的主要性能特点如下：（1 1）早早期期强强度度低低，后后期期强强度度高高。对对温温度度敏敏感感，适宜于高温养护。适宜于高温养护。（2 2）水化热较低，放热速度慢。）水化热较低，放热速度慢。（3 3）具有较强的抗侵蚀、抗腐蚀能力）具有较强的抗侵蚀、抗腐蚀能力（4 4）需水性大，干缩率较大。）需水性大，干缩率较大。（5 5）抗抗渗渗性性好好，抗抗冻冻性性较较差差，抗抗碳碳化化能能力力差差，耐磨性差。耐磨性差。5 5粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料和和的的粉粉煤煤灰灰及及适适量量石石膏膏混混合合磨磨细细而而成成的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料称称为为粉粉煤煤灰灰硅硅酸酸盐盐水水泥泥（简简称称粉粉煤煤灰灰水水泥泥），代代号号。粉煤灰水泥的主要性能特点如下：粉煤灰水泥的主要性能特点如下：（1 1）早早期期强强度度低低，后后期期强强度度高高。对对温温度度敏敏感感，适宜于高温养护。适宜于高温养护。（2 2）水化热较低，放热速度慢。）水化热较低，放热速度慢。（3 3）具有较强的抗侵蚀、抗腐蚀能力）具有较强的抗侵蚀、抗腐蚀能力（4 4）需水量低，干缩率较小，抗裂性好。）需水量低，干缩率较小，抗裂性好。（5 5）抗冻性较差，抗碳化能力差，耐磨性差。）抗冻性较差，抗碳化能力差，耐磨性差。6. 6. 矿矿渣渣水水泥泥、火火山山灰灰水水泥泥、粉粉煤煤灰灰水水泥泥的的强强度度等级等级矿矿渣渣硅硅酸酸盐盐水水泥泥、火火山山灰灰质质硅硅酸酸盐盐水水泥泥、粉粉煤煤灰灰硅硅酸酸盐盐水水泥泥分分为为32.532.5、32.5R32.5R、42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R、六个强度等级。、六个强度等级。. .高高 铝铝 水水 泥泥定义定义: :高铝酸水泥属于铝酸盐类水泥高铝酸水泥属于铝酸盐类水泥, ,它是它是由绿矾土和石灰石为原料由绿矾土和石灰石为原料, ,经高温熔融煅烧经高温熔融煅烧所得的以铝酸钙为主要成分的熟料所得的以铝酸钙为主要成分的熟料, ,经磨细经磨细而得的水硬性胶凝材料而得的水硬性胶凝材料. .高铝水泥的应用高铝水泥的应用适于：适于：紧急抢修的工程，临时军事工事；紧急抢修的工程，临时军事工事；冬季施工的工程水化放热量大且集中；冬季施工的工程水化放热量大且集中； 有抗硫酸盐腐蚀要求的工程有抗硫酸盐腐蚀要求的工程f-CaOf-CaO极少极少耐高温（耐高温（1300130014001400）的工程高温时，）的工程高温时，烧结结合代替了水化结合。烧结结合代替了水化结合。不适于于：不适于于： 长期承重的结构工程晶体转变引起长期承重的结构工程晶体转变引起的强度倒缩；的强度倒缩； 大体积工程温度过高引起强度倒缩。大体积工程温度过高引起强度倒缩。与硅酸盐水泥混用与硅酸盐水泥混用铝酸盐水泥是以石灰岩和矾土为主要原料，配制成适当成分的生料，烧至全部或部分熔融所得以铝酸钙为主要矿物的熟料，经磨细而成的水硬性胶凝材料，代号。 1.铝酸盐水泥的主要矿物成分 （）铝酸一钙（CaOAl2O3简写 ）凝结正常，硬化迅速，为铝酸盐水泥强度的主要来源。 （）二铝酸一钙（CaO2Al2O3简写 2），其特点是凝结硬化慢，早期强度较低，后期强度高。此外还有少量水化极快、凝结迅速而强度不高的七铝酸十二钙（127）以及胶凝性极差的铝方柱石（C2AS）、六铝酸一钙（CA6）等矿物。2.2.铝酸盐水泥的水化与硬化铝酸盐水泥的水化与硬化铝铝酸酸一一钙钙由由于于晶晶体体结结构构中中钙钙、铝铝的的配配位位极极不不规规则则，水水化化极极快快。其其水水化化过过程程及及其其产产物物与与温温度度的的关关系系极极大大，当当温温度度低低于于30C30C时时，水水化化生生成成水水化化铝铝酸酸钙钙（CAHCAH1010）、水水化化铝铝酸酸二二钙钙（C C2 2AHAH8 8）、氢氧化铝凝胶（氢氧化铝凝胶（AHAH3 3）。水化铝酸二钙 氢氧化铝凝胶铝铝酸酸盐盐水水泥泥的的硬硬化化过过程程与与硅硅酸酸盐盐水水泥泥基基本本相相似似。CAHCAH1010、C C2 2AHAH8 8都都属属六六方方晶晶系系，其其晶晶体体呈呈片片状状或或针针状状，互互相相交交错错攀攀附附，重重叠叠结结合合，可可形形成成坚坚强强的的结结晶晶共共生生体体，使使水水泥泥获获得得很很高高的的强强度度。氢氢氧氧化化铝铝凝凝胶胶又又填填充充于于晶晶体体骨骨架的空隙，所以能形成比较致密的结构。架的空隙，所以能形成比较致密的结构。当当温温度度高高于于30C30C时时，水水化化生生成成立立方方晶晶系系的的水水化化铝铝酸酸三三钙钙（C C3 3AHAH6 6）、氢氢氧氧化化铝铝凝凝胶胶（AHAH3 3）。此此时时形形成成的的水水泥泥石石孔孔隙隙率率很很大大，强强度度较较低低。因因而而铝铝酸酸盐盐水水泥泥不不宜宜在在高高于于3030的条件下养护的条件下养护。3.3.铝酸盐水泥的技术要求铝酸盐水泥的技术要求（）细细度度 比比表表面面积积不不小小于于300 300 m m2 2/kg/kg或或0.045mm0.045mm筛余不大于筛余不大于20%20%。（）凝结时间（）凝结时间 按按GB201-2000GB201-2000规规定定的的标标准准稠稠度度胶胶砂砂测测得得的的凝凝结结时时间间应应符符合合如如下下要要求求：CA-50CA-50、CA-70CA-70、CA-80CA-80铝铝酸酸盐盐水水泥泥的的初初凝凝时时间间不不早早于于30min30min，终终凝凝时时间间应应不不迟迟于于6 6；CA-60CA-60铝铝酸酸盐盐水水泥泥的的初初凝凝时时间间不不早早于于60min60min，终终凝凝时时间间应应不不迟迟于于1818。（）强度（）强度 铝铝酸酸盐盐水水泥泥按按照照AlAl2 2O O3 3含含量量分分为为四四类类。各各类类型型铝铝酸酸盐盐水水泥泥的的不不同同龄龄期期强强度度值值不不得得低低于于表表3-43-4的规定。的规定。（4 4）铝铝酸酸盐盐水水泥泥受受到到高高温温作作用用时时，由由于于产产生生了了固固相相反反应应，烧烧结结结结合合代代替替了了水水化化结结合合，因因而而具具有有良良好好的的耐耐高高温温性能。性能。4.4.铝酸盐水泥的性能与应用铝酸盐水泥的性能与应用（）早早期期强强度度很很高高，故故适适用用于于工工期期紧紧急急的的工工程程。如如国国防防、道道路路和和紧紧急急抢抢修修工工程。程。（）抗抗渗渗性性、抗抗冻冻性性好好。铝铝酸酸盐盐水水泥泥拌拌合合需需水水量量少少，而而水水化化需需水水量量大大，故故硬硬化后水泥石的孔隙率很小。化后水泥石的孔隙率很小。（）抗抗硫硫酸酸盐盐腐腐蚀蚀性性好好。因因水水化化产产物物中中不不含含有有氢氢氧氧化化钙钙，并并且且氢氢氧氧化化铝铝凝凝胶胶包包裹裹其其它它水水化化产产物物起起到到保保护护作作用用以以及及水水泥泥石石的的孔孔隙隙率率很很小小，故故适适合合抗抗硫硫酸酸盐盐腐腐蚀工程。蚀工程。（）水水化化放放热热极极快快且且放放热热量量大大，不不得得应用于大体积混凝土工程。应用于大体积混凝土工程。（）耐耐热热性性好好。高高温温下下产产生生烧烧结结作作用用，具具有有良良好好的的耐耐高高温温性性能能，较较高高的的强强度度，故适合耐热工程。故适合耐热工程。（）长长期期强强度度降降低低较较大大，不不适适合合长长期期承载结构。承载结构。（）高高温温、高高湿湿度度条条件件下下强强度度显显著著降降低低。不不宜宜在在高高温温、高高湿湿环环境境中中施施工工、使使用。用。第四节 其它品种水泥1. 道路硅酸盐水泥 凡由适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分，并且铁铝酸钙含量较多的硅酸盐水泥熟料，称为道路硅酸盐水泥熟料。 以道路硅酸盐水泥熟料，活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为道路硅酸盐水泥，简称道路水泥。道路硅酸盐水泥强度较高，特别是抗折道路硅酸盐水泥强度较高，特别是抗折强度高、耐磨性好、干缩率低，抗冲击强度高、耐磨性好、干缩率低，抗冲击性、抗冻性和抗硫酸盐侵蚀能力比较好。性、抗冻性和抗硫酸盐侵蚀能力比较好。因而特别适用于水泥混凝土路面、机场因而特别适用于水泥混凝土路面、机场跑道、车站及公共广场等工程的面层混跑道、车站及公共广场等工程的面层混凝土中应用。凝土中应用。国国家家标标准准规规定定，道道路路水水泥泥中中铝铝酸酸三三钙钙含含量量不不大大于于5.05.0，铁铁铝铝酸酸四四钙钙含含量量不不小小于于16.016.0，游游离离CaOCaO含含量量不不大大于于1.01.0 。道道路路硅硅酸酸盐盐水水泥泥强强度度较较高高，特特别别是是抗抗折折强强度度高高、耐耐磨磨性性好好、干干缩缩率率低低，抗抗冲冲击击性性、抗抗冻冻性性和和抗抗硫硫酸酸盐盐侵侵蚀蚀能能力力比比较较好好。因因而而特特别别适适用用于于水水泥泥混混凝凝土土路路面面、机机场场跑跑道道、车车站站及及公公共共广广场场等工程的面层混凝土中应用。等工程的面层混凝土中应用。. . 中热硅酸盐水泥中热硅酸盐水泥 由由适适当当成成分分的的硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料，加加入入适适量量石石膏膏，磨磨细细制制成成的的具具有有中中等等水水化化热热的的水水硬硬性性胶胶凝材料，称为中热硅酸盐水泥。凝材料，称为中热硅酸盐水泥。3. 3. 低热矿渣硅酸盐水泥低热矿渣硅酸盐水泥 由由适适当当成成分分的的硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料，加加入入矿矿渣渣、适适量量石石膏膏，磨磨细细制制成成的的具具有有低低水水化化热热的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料，称称为为低低热热矿矿渣渣硅硅酸酸盐盐水水泥泥，简简称称低低热热矿矿渣渣水水泥泥。其其中中矿矿渣渣的的掺掺量量按按质质量量计计为为20206060，允允许许用用不不超超过过混混合合材材料料总总量量5050的的磷磷渣渣或粉煤灰代替部分矿渣。或粉煤灰代替部分矿渣。膨胀水泥膨胀水泥膨胀水泥是硬化过程中不产生收缩，而具有一定膨胀水泥是硬化过程中不产生收缩，而具有一定膨胀水泥是硬化过程中不产生收缩，而具有一定膨胀水泥是硬化过程中不产生收缩，而具有一定膨胀性能的水泥。膨胀性能的水泥。膨胀性能的水泥。膨胀性能的水泥。工程应用工程应用工程应用工程应用在道桥工程中，膨胀水泥常用于水泥混凝土路面、在道桥工程中，膨胀水泥常用于水泥混凝土路面、在道桥工程中，膨胀水泥常用于水泥混凝土路面、在道桥工程中，膨胀水泥常用于水泥混凝土路面、机场道面或桥梁修补混凝土。此外用于防止渗漏、机场道面或桥梁修补混凝土。此外用于防止渗漏、机场道面或桥梁修补混凝土。此外用于防止渗漏、机场道面或桥梁修补混凝土。此外用于防止渗漏、修补裂缝及管道接头等工程修补裂缝及管道接头等工程修补裂缝及管道接头等工程修补裂缝及管道接头等工程 以以粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣为为主主要要组组分分，加加入入适适量量硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料和和石石膏膏，磨磨细细制制成成的的具具有有低低水水化化热热和和微微膨膨胀胀性性能能的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料，称称为为低低热热微膨胀硅酸盐水泥，简称低热微膨胀水泥。微膨胀硅酸盐水泥，简称低热微膨胀水泥。 低低热热微微膨膨胀胀水水泥泥中中石石膏膏掺掺量量较较高高，水水化化过过程程中中产产生生的的钙钙矾矾石石较较多多，使使水水泥泥石石在在早早期期产产生生适适当当的的膨膨胀胀，增增加加了了水水泥泥石石结结构构的的密密实实度度，相相应应地地改改善善了了水水泥泥石石的的抗抗渗渗性性。因因此此，低低热热膨膨胀胀水水泥泥不不仅仅水水化化热热低低，适适于于大大体体积积水水泥泥混混凝凝土土工工程程，而而且且水水泥泥石石的的内内部部结结构构致致密密，抗抗渗渗性性能能好好，耐耐腐腐蚀蚀性性能能进进一一步步改改善善。可可见见，对对大大体体积积水水中中构构筑筑物物，特特别别是是抗抗渗渗性性要要求求较较高高时时，使使用用低低热热微膨胀水泥应是最佳的选择之一。微膨胀水泥应是最佳的选择之一。5. 5. 抗硫酸盐硅酸盐水泥抗硫酸盐硅酸盐水泥 在在以以硅硅酸酸钙钙为为主主要要矿矿物物成成分分的的水水泥泥熟熟料料中中，加加入入适适量量石石膏膏磨磨细细制制成成的的具具有有一一定定抗抗硫硫酸酸盐盐侵侵蚀蚀性性能能的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料，称称为为抗抗硫硫酸酸盐盐硅硅酸酸盐水泥，简称抗硫酸盐水泥。盐水泥，简称抗硫酸盐水泥。在抗硫酸盐水泥中，主要限制了水泥熟料中在抗硫酸盐水泥中，主要限制了水泥熟料中 3 3和和4 4的的含含量量，也也限限制制了了3 3的的含含量量，使使水水泥泥的的水水化化热热较较低低，抗抗硫硫酸酸盐盐能能力力较较强强，特特别别适适于于海海工工构构筑筑物物及及其其它它有有耐耐硫硫酸酸盐盐腐腐蚀蚀性性要要求的水中大体积混凝土结构。求的水中大体积混凝土结构。中中热热、低低热热矿矿渣渣、低低热热微微膨膨胀胀和和抗抗硫硫酸酸盐盐水水泥泥等等品品种种常常用用于于水水中中建建筑筑工工程程因因而而又又称称为为水水工工硅硅酸盐水泥。酸盐水泥。6. 6. 白色硅酸盐水泥、彩色硅酸盐水泥白色硅酸盐水泥、彩色硅酸盐水泥白白色色硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的组组成成、性性质质与与硅硅酸酸盐盐水水泥泥基基本本相相同同，所所不不同同的的是是在在配配料料和和生生产产过过程程中中严严格格控控制制着着色色氧氧化化物物（FeFe2 2O O3 3、MnOMnO、CrCr2 2O O3 3、TiOTiO2 2等等）的的含含量量，因而具有白色。因而具有白色。 彩彩色色硅硅酸酸盐盐水水泥泥简简称称彩彩色色水水泥泥。它它是是用用白白水水泥泥熟熟料料，适适量量石石膏膏和和耐耐碱碱矿矿物物颜颜料料共共同同磨磨细细而而制制成成的的。也也可可以以在在白白水水泥泥生生料料中中加加入入适适当当金金属属氧氧化化物物作作着着色色剂剂，在在一一定定燃燃烧烧气气氛氛中中直直接接烧烧成成彩彩色色水水泥泥熟熟料料。常常用用的的有有氧氧化化铁铁（红红、黄黄、褐褐、黑黑色色）、氧氧化化锰锰（褐褐、黑黑色色）、氧氧化化铬铬（绿绿色色）、群群青青（蓝蓝色色）、赭赭石石（赭赭色色）等等。深深色色调调的的彩彩色色水水泥泥可可在在普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥中中掺掺入入适适当当颜颜料料而制得。而制得。白白水水泥泥和和彩彩色色水水泥泥广广泛泛地地应应用用于于建建筑筑装装修修中中。如如制制作作彩彩色色水水磨磨石石、饰饰面面砖砖、锦锦砖砖、玻玻璃璃马马赛赛克以及制作水刷石、斩假石、水泥花砖等。克以及制作水刷石、斩假石、水泥花砖等。# #例例3-1 3-1 硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料由由那那些些矿矿物物成成分分所所组组成成？这这些些矿物成分对水泥的性质有何影响？矿物成分对水泥的性质有何影响？解解 硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料的的主主要要矿矿物物成成分分有有硅硅酸酸三三钙钙3 3S S、硅硅酸酸二二钙钙C C2 2S S、铝铝酸酸三三钙钙C C3 3和和铁铁铝铝酸酸四四钙钙4 4AFAF。这这些些矿矿物物成成分分对对水水泥泥性质产生的影响见下表：性质产生的影响见下表： 例例3-2 3-2 何何谓谓水水泥泥的的体体积积安安定定性性？水水泥泥的的体体积积安安定定性性不不良良的的原原因因是是什什么么？安安定定性性不不良良的的水水泥应如何处理？泥应如何处理？解解水水泥泥浆浆体体硬硬化化后后体体积积变变化化的的均均匀匀性性称称为为水水泥泥的的体体积积安安定定性性。即即水水泥泥硬硬化化浆浆体体能能保保持持一一定定形形状状，不不开开裂裂，不不变变形形，不不溃溃散散的的性性质质。导导致水泥安定性不良的主要原因是：致水泥安定性不良的主要原因是：（1 1） 由由于于熟熟料料中中含含有有的的的的游游离离氧氧化化钙钙、游游离氧化镁过多；离氧化镁过多；（2 2） 掺入石膏过多；掺入石膏过多；其其中中游游离离氧氧化化钙钙是是一一种种最最为为常常见见，影影响响也也是是最最严严重重的的因因素素。熟熟料料中中所所含含游游离离氧氧化化钙钙或或氧氧化化镁镁都都是是过过烧烧的的，结结构构致致密密，水水化化很很慢慢。加加之之被被熟熟料料中中其其它它成成分分所所包包裹裹，使使得得其其在在水水泥泥已已经经硬硬化化后后才才进进行行熟熟化化，生生成成六六方方板板状状的的CaCa（OHOH）2 2晶晶体体，这这时时体体积积膨膨胀胀9797以以上上，从从而而导导致致不不均均匀匀体体积积膨膨胀胀，使使水水泥泥石石开开裂裂。当当石石膏膏掺掺量量过过多多时时，在在水水泥泥硬硬化化后后，残残余余石石膏膏与与水水化化铝铝酸酸钙钙继继续续反反应应生生成成钙钙矾矾石石，体体积增大约积增大约1.51.5倍，也导致水泥石开裂。倍，也导致水泥石开裂。体体积积安安定定性性不不良良的的水水泥泥，会会发发生生膨膨胀胀性性裂裂纹纹使使水水泥泥制制品品或或混混凝凝土土开开裂裂、造造成成结结构构破破坏坏。因因此此体体积积安安定定性性不不良良的的水水泥泥，应应判判为为废废品品，不不得得在在工工程程中中使用。使用。例例3-33-3 现有四种白色粉末，已知其为建筑石膏、生石灰粉、白色石灰石粉和白色硅酸盐水泥，请加以鉴别（化学分析除外）。解解取相同质量的四种粉末，分别加入适量的水拌合为同一稠度的浆体。放热量最大且有大量水蒸气产生的为生石灰粉；在分钟内凝结硬化并具有一定强度的为建筑石膏；在分钟到小时内凝结硬化的为白色水泥；加水后没有任何反应和变化的为白色石灰石粉。鉴别这四种白色粉末的方法有很多，主要鉴别这四种白色粉末的方法有很多，主要是根据四者的特性来区分。生石灰加水，是根据四者的特性来区分。生石灰加水，发生消解成为消石灰发生消解成为消石灰氢氧化钙，这个过氢氧化钙，这个过程称为石灰的程称为石灰的“消化消化”，又称，又称“熟化熟化”，同时放出大量的热；建筑石膏与适量水拌同时放出大量的热；建筑石膏与适量水拌合后，能形成可塑性良好的浆体，随着石合后，能形成可塑性良好的浆体，随着石膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失而膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失而发生凝结，此后进一步产生和发展强度而发生凝结，此后进一步产生和发展强度而硬化。一般石膏的初凝时间仅为硬化。一般石膏的初凝时间仅为10min10min左右，左右，终凝时间不超过终凝时间不超过30min30min。白色硅酸盐水泥的。白色硅酸盐水泥的性能和硅酸盐水泥基本项同，其初凝时间性能和硅酸盐水泥基本项同，其初凝时间不早于不早于45min45min，终凝时间不超过，终凝时间不超过6h30min6h30min。石灰石粉与水不发生任何反应。石灰石粉与水不发生任何反应。建筑材料第第6 6章章 混凝土及砂浆混凝土及砂浆6水泥混凝土6.16.1混凝土概述混凝土概述6.26.2普通混凝土的组成材料普通混凝土的组成材料6.36.3新拌混凝土的和易性新拌混凝土的和易性6.46.4硬化后混凝土强度硬化后混凝土强度6.56.5硬化混凝土的耐久性硬化混凝土的耐久性6.66.6硬化混凝土的变形硬化混凝土的变形6.76.7普通混凝土的配合比设计普通混凝土的配合比设计主要内容：概述主要内容：概述主要内容：概述主要内容：概述 组成混凝土各组成材料的技术要求组成混凝土各组成材料的技术要求组成混凝土各组成材料的技术要求组成混凝土各组成材料的技术要求重点内容：组成混凝土各组成材料的技术要求重点内容：组成混凝土各组成材料的技术要求重点内容：组成混凝土各组成材料的技术要求重点内容：组成混凝土各组成材料的技术要求难难难难 点：级配的影响点：级配的影响点：级配的影响点：级配的影响要要要要 求：了解混凝土各组成材料的技术要求求：了解混凝土各组成材料的技术要求求：了解混凝土各组成材料的技术要求求：了解混凝土各组成材料的技术要求 掌掌掌掌握握握握材材材材料料料料本本本本身身身身性性性性能能能能的的的的好好好好坏坏坏坏对对对对混混混混凝凝凝凝土土土土的的的的影影影影响响响响 及技术指标要求及技术指标要求及技术指标要求及技术指标要求 定义定义混凝土是由胶凝材料、水和粗、细骨料按混凝土是由胶凝材料、水和粗、细骨料按适当比例配合、拌制成拌合物，经一定时适当比例配合、拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的人造石材。间硬化而成的人造石材。建筑工程对混凝土质量的基本要求建筑工程对混凝土质量的基本要求：具有符合设计要求的强度；具有与施工条具有符合设计要求的强度；具有与施工条件相适应的和易性；具有与工程环境相适件相适应的和易性；具有与工程环境相适应的耐久性。材料组成经济合理、生产制应的耐久性。材料组成经济合理、生产制作节约能源。作节约能源。混凝土的分类混凝土的分类低强度混凝土低强度混凝土 20MPa 20MPa中强度混凝土中强度混凝土 20 2060MPa60MPa高强度混凝土高强度混凝土 60MPa 60MPa按密度分按密度分按抗压强度标准值分按抗压强度标准值分（fcu,kfcu,k）重砼重砼 2800kg/m 2800kg/m3 3普通砼普通砼 2000 20002800kg/m2800kg/m3 3轻砼轻砼 1950kg/m 1950kg/m3 3 混凝土的分类混凝土的分类防防水水混混凝凝土土、放放射射线线混混凝凝土土、耐耐酸酸混混凝凝土土、装装饰饰混混凝凝土土、耐耐火火混混凝凝土土、补补偿偿收收缩缩混混凝凝土土、水水下下浇筑混凝土等浇筑混凝土等泵送混凝土、喷射混凝土、真空泵送混凝土、喷射混凝土、真空脱水混凝土、碾压混凝土、压力脱水混凝土、碾压混凝土、压力灌浆混凝土、预拌混凝土（商品灌浆混凝土、预拌混凝土（商品混凝土）等混凝土）等按施工工艺分按施工工艺分按用途分按用途分6.16.1普通混凝土的组成、结构、要求普通混凝土的组成、结构、要求组组成成：是是由由水水泥泥、砂砂、石石和和水水所所组组成成，另另外外还还常常加加入适量的掺合料和外加剂。入适量的掺合料和外加剂。几个概念几个概念混凝土拌合物：混凝土拌合物：硬化前的混凝土或称新拌混凝土。硬化前的混凝土或称新拌混凝土。水泥浆：水泥浆：水和水泥组成书泥浆。水和水泥组成书泥浆。水水泥泥砂砂浆浆：水水泥泥浆浆包包裹裹在在砂砂的的表表面面，并并填填充充在在砂砂的的空隙中成为砂浆空隙中成为砂浆 水水泥泥浆浆和和砂砂浆浆在在混混凝凝土土拌拌合合物物中中分分别别起起到到润润滑滑砂砂、石石的的作作用用，使使混混凝凝土土具具有有施施工工要要求求的的流流动动性性，并并使使混凝土成型密实。混凝土成型密实。骨料骨料通通常常所所用用的的砂砂、石石的的强强度度高高于于水水泥泥石石的的强强度度，因因此此在在混混凝凝土土中中，砂砂、石石起起骨骨架架作作用用，称称为为骨骨料料；主主要要限限制制混混凝凝土土的的干干缩缩、减减少少水水泥泥的的用用量量和和水水化化热热、降降低低成成本本，并并提提高高混混凝凝土土的的强强度度和和耐久性的作用。耐久性的作用。骨骨料料占占混混凝凝土土总总体体积积的的7070-80-80；水水泥泥石石：2020-30-30，此外还有少量的气孔。，此外还有少量的气孔。混凝土的结构与性质：结构：结构：结构：结构：宏观均质、微宏观均质、微宏观均质、微宏观均质、微观非均质的堆积结观非均质的堆积结观非均质的堆积结观非均质的堆积结构。构。构。构。粗骨料、细骨料、粗骨料、细骨料、粗骨料、细骨料、粗骨料、细骨料、水泥的水化产物、水泥的水化产物、水泥的水化产物、水泥的水化产物、毛细孔、气孔、微裂毛细孔、气孔、微裂毛细孔、气孔、微裂毛细孔、气孔、微裂纹（因水化热和干缩纹（因水化热和干缩纹（因水化热和干缩纹（因水化热和干缩而开裂）、界面微裂而开裂）、界面微裂而开裂）、界面微裂而开裂）、界面微裂纹（干缩、泌水）及纹（干缩、泌水）及纹（干缩、泌水）及纹（干缩、泌水）及界面过渡层组成。界面过渡层组成。界面过渡层组成。界面过渡层组成。界面过渡层：界面过渡层：界面过渡层：界面过渡层：由于泌水等原因，由于泌水等原因，由于泌水等原因，由于泌水等原因，在骨料表面形成的水泥石薄在骨料表面形成的水泥石薄在骨料表面形成的水泥石薄在骨料表面形成的水泥石薄层，结构疏松，常有为裂纹。层，结构疏松，常有为裂纹。层，结构疏松，常有为裂纹。层，结构疏松，常有为裂纹。他对混凝土的强度和耐久性他对混凝土的强度和耐久性他对混凝土的强度和耐久性他对混凝土的强度和耐久性有大的影响，特别是粗骨料有大的影响，特别是粗骨料有大的影响，特别是粗骨料有大的影响，特别是粗骨料与水泥石的界面与水泥石的界面与水泥石的界面与水泥石的界面混凝土的强度混凝土的强度由由由由于于于于骨骨骨骨料料料料的的的的强强强强度度度度一一一一般般般般高高高高于于于于水水水水泥泥泥泥石石石石的的的的的的的的强强强强度度度度，因因因因此此此此混混混混凝凝凝凝土土土土的的的的强强强强度度度度一一一一般般般般决决决决定定定定于于于于水水水水泥泥泥泥石石石石和和和和界界界界面面面面粘粘粘粘结结结结的的的的强强强强度度度度，而而而而界界界界面面面面粘粘粘粘接接接接的的的的强强强强度度度度又又又又决决决决定定定定于于于于水水水水泥泥泥泥石石石石的的的的强强强强度度度度和和和和表表表表面面面面状状状状况况况况（粗粗粗粗糙糙糙糙程程程程度度度度，棱棱棱棱角角角角的的的的多多多多少少少少、粘粘粘粘附附附附的的的的泥泥泥泥等等等等杂杂杂杂质质质质的的的的多多多多少少少少、吸吸吸吸水水水水性性性性的的的的大大大大小小小小）凝凝凝凝结结结结硬硬硬硬化条件及混凝土拌合物的泌水性等化条件及混凝土拌合物的泌水性等化条件及混凝土拌合物的泌水性等化条件及混凝土拌合物的泌水性等混凝土的基本要求混凝土的基本要求混凝土的基本要求混凝土的基本要求( (一一一一) )混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性 混凝土拌合物的和易性也称工作性或工作度，是指混混凝土拌合物的和易性也称工作性或工作度，是指混混凝土拌合物的和易性也称工作性或工作度，是指混混凝土拌合物的和易性也称工作性或工作度，是指混凝土拌合物易于施工，并能获得均匀密实结构的性质。凝土拌合物易于施工，并能获得均匀密实结构的性质。凝土拌合物易于施工，并能获得均匀密实结构的性质。凝土拌合物易于施工，并能获得均匀密实结构的性质。为保证混凝土的质量，混凝土拌合物必须具有与施工为保证混凝土的质量，混凝土拌合物必须具有与施工为保证混凝土的质量，混凝土拌合物必须具有与施工为保证混凝土的质量，混凝土拌合物必须具有与施工条件相适应的和易性。混凝土拌合物的和易性包括以条件相适应的和易性。混凝土拌合物的和易性包括以条件相适应的和易性。混凝土拌合物的和易性包括以条件相适应的和易性。混凝土拌合物的和易性包括以下三项含义：下三项含义：下三项含义：下三项含义：(1)(1)流动性。指混凝土拌合物在自重力或机械振动力作流动性。指混凝土拌合物在自重力或机械振动力作流动性。指混凝土拌合物在自重力或机械振动力作流动性。指混凝土拌合物在自重力或机械振动力作用下，易于产生流动、易于运输、易于充满混凝土模用下，易于产生流动、易于运输、易于充满混凝土模用下，易于产生流动、易于运输、易于充满混凝土模用下，易于产生流动、易于运输、易于充满混凝土模板的性质。一定的流动性可保证混凝土构件或结构的板的性质。一定的流动性可保证混凝土构件或结构的板的性质。一定的流动性可保证混凝土构件或结构的板的性质。一定的流动性可保证混凝土构件或结构的形状与尺寸以及混凝土结构的密实性。流动性过小，形状与尺寸以及混凝土结构的密实性。流动性过小，形状与尺寸以及混凝土结构的密实性。流动性过小，形状与尺寸以及混凝土结构的密实性。流动性过小，不利于施工，并难以达到密实成型，易在混凝土内部不利于施工，并难以达到密实成型，易在混凝土内部不利于施工，并难以达到密实成型，易在混凝土内部不利于施工，并难以达到密实成型，易在混凝土内部造成孔隙或孔洞，影响混凝土的质量；流动性过大，造成孔隙或孔洞，影响混凝土的质量；流动性过大，造成孔隙或孔洞，影响混凝土的质量；流动性过大，造成孔隙或孔洞，影响混凝土的质量；流动性过大，虽然成型方便，但水泥浆用量大，不经济，且可能会虽然成型方便，但水泥浆用量大，不经济，且可能会虽然成型方便，但水泥浆用量大，不经济，且可能会虽然成型方便，但水泥浆用量大，不经济，且可能会造成混凝土拌合物产生离析和分层，影响混凝土的均造成混凝土拌合物产生离析和分层，影响混凝土的均造成混凝土拌合物产生离析和分层，影响混凝土的均造成混凝土拌合物产生离析和分层，影响混凝土的均质性。流动性是和易性中最重要的性质，对混凝土的质性。流动性是和易性中最重要的性质，对混凝土的质性。流动性是和易性中最重要的性质，对混凝土的质性。流动性是和易性中最重要的性质，对混凝土的强度及其它性质有较大的影响强度及其它性质有较大的影响强度及其它性质有较大的影响强度及其它性质有较大的影响。(2)(2)粘聚性。指混凝土拌合物各组成材料具有一定的粘聚力，粘聚性。指混凝土拌合物各组成材料具有一定的粘聚力，粘聚性。指混凝土拌合物各组成材料具有一定的粘聚力，粘聚性。指混凝土拌合物各组成材料具有一定的粘聚力，在施工过程中保持整体均匀一致的能力。粘聚性差的混凝在施工过程中保持整体均匀一致的能力。粘聚性差的混凝在施工过程中保持整体均匀一致的能力。粘聚性差的混凝在施工过程中保持整体均匀一致的能力。粘聚性差的混凝土拌合物在运输、浇注、成型等过程中，石子容易与砂浆土拌合物在运输、浇注、成型等过程中，石子容易与砂浆土拌合物在运输、浇注、成型等过程中，石子容易与砂浆土拌合物在运输、浇注、成型等过程中，石子容易与砂浆产生分离，即易产生离析、分层现象，造成混凝土内部结产生分离，即易产生离析、分层现象，造成混凝土内部结产生分离，即易产生离析、分层现象，造成混凝土内部结产生分离，即易产生离析、分层现象，造成混凝土内部结构不均匀。粘聚性对混凝土的强度及耐久性有较大的影响。构不均匀。粘聚性对混凝土的强度及耐久性有较大的影响。构不均匀。粘聚性对混凝土的强度及耐久性有较大的影响。构不均匀。粘聚性对混凝土的强度及耐久性有较大的影响。(3)(3)保水性。指混凝土拌合物在施工过程中保持水分的能力。保水性。指混凝土拌合物在施工过程中保持水分的能力。保水性。指混凝土拌合物在施工过程中保持水分的能力。保水性。指混凝土拌合物在施工过程中保持水分的能力。保水性好可保证混凝土拌合物在运输、成型和凝结硬化过保水性好可保证混凝土拌合物在运输、成型和凝结硬化过保水性好可保证混凝土拌合物在运输、成型和凝结硬化过保水性好可保证混凝土拌合物在运输、成型和凝结硬化过程中，不发生大的或严重的泌水。泌水会在混凝土内部产程中，不发生大的或严重的泌水。泌水会在混凝土内部产程中，不发生大的或严重的泌水。泌水会在混凝土内部产程中，不发生大的或严重的泌水。泌水会在混凝土内部产生大量的连通毛细孔隙，成为混凝土中的渗水通道。上浮生大量的连通毛细孔隙，成为混凝土中的渗水通道。上浮生大量的连通毛细孔隙，成为混凝土中的渗水通道。上浮生大量的连通毛细孔隙，成为混凝土中的渗水通道。上浮的水会聚集在钢筋和石子的下部，增加了石子和钢筋下部的水会聚集在钢筋和石子的下部，增加了石子和钢筋下部的水会聚集在钢筋和石子的下部，增加了石子和钢筋下部的水会聚集在钢筋和石子的下部，增加了石子和钢筋下部水泥浆的水灰比，形成薄弱层，即界面过渡层，严重时会水泥浆的水灰比，形成薄弱层，即界面过渡层，严重时会水泥浆的水灰比，形成薄弱层，即界面过渡层，严重时会水泥浆的水灰比，形成薄弱层，即界面过渡层，严重时会在石子和钢筋的下部形成水隙或水囊，即孔隙或裂纹，从在石子和钢筋的下部形成水隙或水囊，即孔隙或裂纹，从在石子和钢筋的下部形成水隙或水囊，即孔隙或裂纹，从在石子和钢筋的下部形成水隙或水囊，即孔隙或裂纹，从而严重影响它们与水泥石之间的界面粘结力。上浮到混凝而严重影响它们与水泥石之间的界面粘结力。上浮到混凝而严重影响它们与水泥石之间的界面粘结力。上浮到混凝而严重影响它们与水泥石之间的界面粘结力。上浮到混凝土表面的水，会大大增加表面层混凝土的水灰比，造成混土表面的水，会大大增加表面层混凝土的水灰比，造成混土表面的水，会大大增加表面层混凝土的水灰比，造成混土表面的水，会大大增加表面层混凝土的水灰比，造成混凝土表面疏松，若继续浇注混凝土，则会在混凝土内形成凝土表面疏松，若继续浇注混凝土，则会在混凝土内形成凝土表面疏松，若继续浇注混凝土，则会在混凝土内形成凝土表面疏松，若继续浇注混凝土，则会在混凝土内形成薄弱的夹层。保水性对混凝土的强度和耐久性有较大的影薄弱的夹层。保水性对混凝土的强度和耐久性有较大的影薄弱的夹层。保水性对混凝土的强度和耐久性有较大的影薄弱的夹层。保水性对混凝土的强度和耐久性有较大的影响。响。响。响。混凝土拌合物的流动性、粘聚性及保水性，三者相互联系，混凝土拌合物的流动性、粘聚性及保水性，三者相互联系，混凝土拌合物的流动性、粘聚性及保水性，三者相互联系，混凝土拌合物的流动性、粘聚性及保水性，三者相互联系，但又相互矛盾。当流动性较大但又相互矛盾。当流动性较大但又相互矛盾。当流动性较大但又相互矛盾。当流动性较大 时，往往混凝土拌合物的粘时，往往混凝土拌合物的粘时，往往混凝土拌合物的粘时，往往混凝土拌合物的粘聚性和保水性较差，反之亦然。因此，混疑土拌合物和易聚性和保水性较差，反之亦然。因此，混疑土拌合物和易聚性和保水性较差，反之亦然。因此，混疑土拌合物和易聚性和保水性较差，反之亦然。因此，混疑土拌合物和易性良好是指三者相互协调，均为良好。性良好是指三者相互协调，均为良好。性良好是指三者相互协调，均为良好。性良好是指三者相互协调，均为良好。( (二二二二) )强度强度强度强度混凝土在混凝土在混凝土在混凝土在28d28d时的强度或规定龄期时的强度应满足结构设计时的强度或规定龄期时的强度应满足结构设计时的强度或规定龄期时的强度应满足结构设计时的强度或规定龄期时的强度应满足结构设计的要求。的要求。的要求。的要求。( (三三三三) )耐久性耐久性耐久性耐久性 混凝土应具有与环境相适应的耐久性，以保证混凝土结构混凝土应具有与环境相适应的耐久性，以保证混凝土结构混凝土应具有与环境相适应的耐久性，以保证混凝土结构混凝土应具有与环境相适应的耐久性，以保证混凝土结构的使用寿命。的使用寿命。的使用寿命。的使用寿命。( (四四四四) )经济性经济性经济性经济性 在满足上述三项要求的前提下，混凝土中的各组成材料应在满足上述三项要求的前提下，混凝土中的各组成材料应在满足上述三项要求的前提下，混凝土中的各组成材料应在满足上述三项要求的前提下，混凝土中的各组成材料应经济合理，即应节约水泥用量，以降低成本。经济合理，即应节约水泥用量，以降低成本。经济合理，即应节约水泥用量，以降低成本。经济合理，即应节约水泥用量，以降低成本。1. 1. 水泥水泥水水泥泥是是混混凝凝土土中中最最重重要要的的组组分分。水水泥泥品品种种的的选选择择，应应当当根根据据混混凝凝土土工工程程性性质质与与特特点点，工工程程的的环环境境条条件件及施工条件及施工条件，结合各种水泥特性结合各种水泥特性进行合理的选择。进行合理的选择。 水水泥泥强强度度等等级级的的选选择择应应当当与与混混凝凝土土的的设设计计强强度度等等级级相适应。相适应。经经验验证证明明，配配制制C30C30以以下下的的混混凝凝土土（中中低低强强度度），水水泥泥强强度度等等级级为为混混凝凝土土强强度度等等级级的的1.51.52 2倍倍，配配制制4040以以上上的的高高强强混混凝凝土土，水水泥泥强强度度等等级级为为混混凝凝土土强强度度等级的等级的0.90.91.51.5倍，同时宜掺入高效减水剂。倍，同时宜掺入高效减水剂。用用高高强强度度等等级级水水泥泥配配制制低低强强度度等等级级的的混混凝凝土土时时，较较少少的的水水泥泥用用量量即即可可满满足足混混凝凝土土的的强强度度，但但水水泥泥用用量量过过少少会会严严重重影影响响混混凝凝土土拌拌合合物物的的和和易易性性及及混混凝凝土土的的耐耐久久性性；用用低低强强度度等等级级水水泥泥配配制制高高强强混混凝凝土土时时，会会因因水水灰灰比比太太小小及及水水泥泥用用量量过过大大而而影影响响混混凝凝土土拌拌合合物物的流动性，并会显著增加混凝土水化热和干缩。的流动性，并会显著增加混凝土水化热和干缩。2. 2. 细骨料细骨料粒粒径径小小于于150150-4.75-4.75m的的岩岩石石颗颗粒粒（砂砂）称称为为细细骨料骨料. .混凝土用的细骨料有天然砂和人工砂。混凝土用的细骨料有天然砂和人工砂。 P65 P65天天然然砂砂：河河砂砂、湖湖砂砂、山山砂砂和和淡淡化化海海砂砂。混混凝凝土土用用砂的质量技术要求分述如下。砂的质量技术要求分述如下。2.12.1砂的粗细程度与颗粒级配砂的粗细程度与颗粒级配砂砂的的粗粗细细程程度度，是是指指不不同同粒粒径径的的砂砂粒粒，混混合合在在一一起起后后的的总总体体的的粗粗细细程程度度，通通常常有有粗粗砂砂、中中砂砂与与细细砂砂之之分分。在在相相同同用用量量条条件件下下，细细砂砂的的总总表表面面积积较较大大，而而粗粗砂砂的的总总表表面面积积较较小小。在在混混凝凝土土中中，砂砂子子的的表表面面需需要要由由水水泥泥浆浆包包裹裹，砂砂子子的的总总表表面面积积愈愈大大，则则需需要要包包裹裹砂砂粒粒表表面面的的水水泥泥浆浆就就愈愈多多。因因此此，一一般般说说用用粗粗砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥浆为省。砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥浆为省。砂的颗粒级配，即表示砂中大小颗粒的搭砂的颗粒级配，即表示砂中大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应尽量减小砂粒之间的空隙。度的目的，就应尽量减小砂粒之间的空隙。要减小砂粒间的空隙，就必须有大小不同要减小砂粒间的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配。的颗粒搭配。因因此此，在在拌拌制制混混凝凝土土时时，砂砂的的颗颗粒粒级级配配和和粗粗细细程程度度应应同同时时考考虑虑。当当砂砂中中含含有有较较多多的的粗粗粒粒径径砂砂，并并以以适适当当的的中中粒粒径径砂砂及及少少量量细细粒粒径径砂砂填填充充其其空空隙隙，则则可可达达到到空空隙隙及及总总表表面面积积均均较较小小，这这样样的的砂砂比比较较理理想想，不不仅仅水水泥泥浆浆用用量量较较少少，而而且且还还可可提提高混凝土的密实度与强度。高混凝土的密实度与强度。砂砂的的颗颗粒粒级级配配和和粗粗细细程程度度，常常用用筛筛分分析析的的方方法法进进行行测测定定。用用级级配配区区表表示示砂砂的的颗颗粒粒级级配配，用用细细度度模模数数表表示示砂砂的的粗粗细细。筛筛分分析析的的方方法法，是是用用一一套套孔孔径径（净净尺尺寸寸）为为9.509.50、4.754.75、2.362.36、1.181.18、0.600.60、0.300.30、0.150.15的的标标准准筛筛，将将500g500g的的干干砂砂试试样样由由粗粗到到细细依依次次过过筛筛，然然后后称称得得各各筛筛余余留留在在各各个个筛筛上上的的砂砂的的重重量量，并并计计算算出出各各筛筛上上的的分分计计筛筛余余百百分分率率a ai i及及累累计计筛筛余余百百分分率率i i（各各个个筛筛和和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和）。比该筛粗的所有分计筛余百分率之和）。细度模数的计算公式为：细度模数的计算公式为：式中式中a ai i-分计筛余百分率，即该号筛分计筛余百分率，即该号筛的筛余量除以试样总量；的筛余量除以试样总量；i i-累累计计筛筛余余百百分分率率，即即该该号号筛筛与与大大于于该该号各筛分计筛余百分率之和。号各筛分计筛余百分率之和。细细度度模模数数（x x）愈愈大大，表表示示砂砂愈愈粗粗，砂砂的的细细度模数范围一般为度模数范围一般为3.73.70.70.7，其中，其中x x在在3.7 3.7 3. 3.为粗砂，为粗砂，x x在在.0.02.32.3为中砂，为中砂，x x在在2.22.21.61.6为细砂，为细砂，x x在在1.51.50.70.7为为特特细细砂砂。普普通通混混凝凝土土用用砂砂的的细度模数一般细度模数一般. .在在2.2 2.2 3.2 3.2之间较为适宜。之间较为适宜。国国家家规规范范将将细细度度模模数数为为3.7 3.7 1.61.6的的普普通通混混凝凝土土用用砂砂，以以0.600.60筛筛孔孔的的累累计计筛筛余余量量分分成成三三个个级级配配区区，如如表表6-26-2所所示示及及图图6-46-4所所示示。普普通通混混凝凝土土用用砂砂的的筛筛分分曲曲线线必必须须包包容容在在三三个个级级配配曲曲线线区区域中的任一个区域以内。域中的任一个区域以内。图图4-14-1砂的砂的1 1、2 2、3 3级配区曲线级配区曲线例例1 1某干砂某干砂500g500g的筛分结果如下表所列。的筛分结果如下表所列。试计算该砂的细度模数并评定其级配试计算该砂的细度模数并评定其级配砂按技术要求分为三类：砂按技术要求分为三类：I I类宜用于强度等级类宜用于强度等级C60C60的混凝土的混凝土IIII类宜用于强度等级类宜用于强度等级C30C30 C60C60的混凝土及的混凝土及有抗冻抗渗或其他要求的混凝土；有抗冻抗渗或其他要求的混凝土；IIIIII类宜用于强度等级类宜用于强度等级C304优先使用国家标准的生活用水，优先使用国家标准的生活用水，其它如地表水或工业废水经检验合格后可其它如地表水或工业废水经检验合格后可用于拌制混凝土。用于拌制混凝土。2.2.用不合格的水对混凝土有哪些影响：用不合格的水对混凝土有哪些影响：1.1.影响混凝土的和易性及凝结影响混凝土的和易性及凝结影响混凝土的和易性及凝结影响混凝土的和易性及凝结2.2.有损于混凝土强度发展有损于混凝土强度发展有损于混凝土强度发展有损于混凝土强度发展3.3.降低混凝土的耐久性，加快钢筋腐蚀及导致预降低混凝土的耐久性，加快钢筋腐蚀及导致预降低混凝土的耐久性，加快钢筋腐蚀及导致预降低混凝土的耐久性，加快钢筋腐蚀及导致预应力钢筋脆断应力钢筋脆断应力钢筋脆断应力钢筋脆断4.4.污染混凝土表面污染混凝土表面污染混凝土表面污染混凝土表面2.2.水泥水泥水泥水泥在商品混凝土搅拌厂我们接触应用的水泥共有在商品混凝土搅拌厂我们接触应用的水泥共有在商品混凝土搅拌厂我们接触应用的水泥共有在商品混凝土搅拌厂我们接触应用的水泥共有6 6大水泥，它们是硅酸盐系列的，它们分别是：大水泥，它们是硅酸盐系列的，它们分别是：大水泥，它们是硅酸盐系列的，它们分别是：大水泥，它们是硅酸盐系列的，它们分别是：硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥，火山灰硅酸盐水泥，泥，粉煤灰硅酸盐水泥，火山灰硅酸盐水泥，泥，粉煤灰硅酸盐水泥，火山灰硅酸盐水泥，泥，粉煤灰硅酸盐水泥，火山灰硅酸盐水泥，复合硅酸盐水泥。在搅拌站中优先选用硅酸盐复合硅酸盐水泥。在搅拌站中优先选用硅酸盐复合硅酸盐水泥。在搅拌站中优先选用硅酸盐复合硅酸盐水泥。在搅拌站中优先选用硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，夏天有时选用矿渣水水泥，普通硅酸盐水泥，夏天有时选用矿渣水水泥，普通硅酸盐水泥，夏天有时选用矿渣水水泥，普通硅酸盐水泥，夏天有时选用矿渣水泥（水化热早期低）夏天用好些。泥（水化热早期低）夏天用好些。泥（水化热早期低）夏天用好些。泥（水化热早期低）夏天用好些。在硅酸盐水泥于普通硅酸盐水泥中，硅酸在硅酸盐水泥于普通硅酸盐水泥中，硅酸在硅酸盐水泥于普通硅酸盐水泥中，硅酸在硅酸盐水泥于普通硅酸盐水泥中，硅酸盐水泥早期强度增长快，水化热高，后期强度盐水泥早期强度增长快，水化热高，后期强度盐水泥早期强度增长快，水化热高，后期强度盐水泥早期强度增长快，水化热高，后期强度也很高，但硅酸盐水泥成本高。它是由硅酸盐也很高，但硅酸盐水泥成本高。它是由硅酸盐也很高，但硅酸盐水泥成本高。它是由硅酸盐也很高，但硅酸盐水泥成本高。它是由硅酸盐熟料加入少量掺合料适量石膏磨细制成的，所熟料加入少量掺合料适量石膏磨细制成的，所熟料加入少量掺合料适量石膏磨细制成的，所熟料加入少量掺合料适量石膏磨细制成的，所以价格比较贵。普通水泥的各项指标于硅酸盐以价格比较贵。普通水泥的各项指标于硅酸盐以价格比较贵。普通水泥的各项指标于硅酸盐以价格比较贵。普通水泥的各项指标于硅酸盐相似，但掺合料比硅酸盐水泥多相似，但掺合料比硅酸盐水泥多相似，但掺合料比硅酸盐水泥多相似，但掺合料比硅酸盐水泥多1010左右，成左右，成左右，成左右，成本低，价格也比较低。但早期强度也很高，它本低，价格也比较低。但早期强度也很高，它本低，价格也比较低。但早期强度也很高，它本低，价格也比较低。但早期强度也很高，它在一年四季中都能使用所以普通水泥在商品混在一年四季中都能使用所以普通水泥在商品混在一年四季中都能使用所以普通水泥在商品混在一年四季中都能使用所以普通水泥在商品混凝土搅拌站非常实用，我站选用也是普通硅酸凝土搅拌站非常实用，我站选用也是普通硅酸凝土搅拌站非常实用，我站选用也是普通硅酸凝土搅拌站非常实用，我站选用也是普通硅酸盐水泥盐水泥盐水泥盐水泥 。普通硅酸盐水泥：凡是由硅酸盐水泥熟料普通硅酸盐水泥：凡是由硅酸盐水泥熟料普通硅酸盐水泥：凡是由硅酸盐水泥熟料普通硅酸盐水泥：凡是由硅酸盐水泥熟料6-156-15混合料适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称混合料适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称混合料适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称混合料适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）普通水泥：按强度等级分为：普通水泥：按强度等级分为：普通水泥：按强度等级分为：普通水泥：按强度等级分为：32.532.5R42.532.532.5R42.542.5R52.552.5R642.5R52.552.5R6种，我厂常用的是种，我厂常用的是种，我厂常用的是种，我厂常用的是42.542.542.5R42.5R以后如果有高强度混凝土要用到以后如果有高强度混凝土要用到以后如果有高强度混凝土要用到以后如果有高强度混凝土要用到52.552.552.5R52.5R水泥。水泥。水泥。水泥。我厂存在用的是浅野我厂存在用的是浅野我厂存在用的是浅野我厂存在用的是浅野42.5R42.5R水泥，水泥，水泥，水泥，3 3天抗折强度天抗折强度天抗折强度天抗折强度7.2MPa7.2MPa抗压强度抗压强度抗压强度抗压强度34MPa2834MPa28天强度抗折天强度抗折天强度抗折天强度抗折9.6MPa9.6MPa抗压强度抗压强度抗压强度抗压强度58MPa58MPa砂子：按细度模数共分砂子：按细度模数共分3种：细砂种：细砂中砂中砂粗砂粗砂3种。在商品混凝土中优先选用中砂，种。在商品混凝土中优先选用中砂，因为细纱表面积太大浪费水泥，粗砂表面积因为细纱表面积太大浪费水泥，粗砂表面积少，还影响和易性，所以优先选用中砂，泵少，还影响和易性，所以优先选用中砂，泵送混凝土用砂宜选用中砂。砂子有山砂，河送混凝土用砂宜选用中砂。砂子有山砂，河砂，海砂。我厂也是用的河砂，因山砂都是砂，海砂。我厂也是用的河砂，因山砂都是经过风化的砂子强度低。海砂中含氯离子对经过风化的砂子强度低。海砂中含氯离子对钢筋有锈蚀，所以应优先选用河砂。钢筋有锈蚀，所以应优先选用河砂。石子：按种类分为卵石和碎石石子：按种类分为卵石和碎石2种。种。碎石具有棱角表面粗糙，与水泥黏结碎石具有棱角表面粗糙，与水泥黏结较好，而卵石多为圆形表面光滑，与水较好，而卵石多为圆形表面光滑，与水泥的黏结较差。在水泥用量和水用量相泥的黏结较差。在水泥用量和水用量相同的情况下，碎石拌制的混凝土流动性同的情况下，碎石拌制的混凝土流动性较差，但强度较高而卵石拌制的混凝土较差，但强度较高而卵石拌制的混凝土则流动性交好；但强度较低，我厂用的则流动性交好；但强度较低，我厂用的是石灰岩是石灰岩碎石碎石5-25mm石子中针状与片石子中针状与片状颗粒不能过多，过多时回使混凝土强状颗粒不能过多，过多时回使混凝土强度降低。度降低。外加剂：我厂所用外加剂一般分液体和固外加剂：我厂所用外加剂一般分液体和固体两种，液体是在搅拌过程中和水一起加入体两种，液体是在搅拌过程中和水一起加入的，例如：夏天，高效减水剂；冬天，防冻的，例如：夏天，高效减水剂；冬天，防冻剂，固体是在搅拌过程中与水泥一起加剂，固体是在搅拌过程中与水泥一起加入的，入的，例如：膨胀剂。例如：膨胀剂。6.7 6.7 混凝土的质量控制与评定混凝土的质量控制与评定混凝土在生产与施工中，由于原材料性能混凝土在生产与施工中，由于原材料性能波动的影响，施工操作的误差，试验条件波动的影响，施工操作的误差，试验条件的影响，混凝土的质量波动是客观存在的，的影响，混凝土的质量波动是客观存在的，因此一定要进行质量管理，因此一定要进行质量管理， 由于混凝土的抗压强度与混凝土其他由于混凝土的抗压强度与混凝土其他性能有着紧密的相关性，能较好地反映混性能有着紧密的相关性，能较好地反映混凝土的全面质量，因此工程中常以混凝土凝土的全面质量，因此工程中常以混凝土抗压强度作为重要的质量控制指标，并以抗压强度作为重要的质量控制指标，并以此作为评定混凝土生产质量水平的依据。此作为评定混凝土生产质量水平的依据。6.6.1 6.6.1 混凝土强度的波动规律混凝土强度的波动规律正正态分布态分布在一定施工条件下，对同一种混凝土在一定施工条件下，对同一种混凝土进行随机取样，制作组试件（进行随机取样，制作组试件（），测得其），测得其 龄期的抗压龄期的抗压强度，然后以混凝土强度为横坐标，强度，然后以混凝土强度为横坐标，以混凝土强度出现的概率为纵坐标，以混凝土强度出现的概率为纵坐标，绘制出混凝土强度概率分布曲线。实绘制出混凝土强度概率分布曲线。实践证明，混凝土的强度分布曲线一般践证明，混凝土的强度分布曲线一般为正态分布曲线。为正态分布曲线。6.6.26.6.2混凝土质量评定的数理统计方法混凝土质量评定的数理统计方法（）混凝土强度平均值（）混凝土强度平均值（ ）混凝土强度平均值可按下式计算：混凝土强度平均值可按下式计算：式中式中混凝土强度试件组数；混凝土强度试件组数；fcu，i混凝土第组的抗压强度值。混凝土第组的抗压强度值。（）混凝土强度标准差（）混凝土强度标准差（）混凝土强度标准差又称均方差，其计算式为混凝土强度标准差又称均方差，其计算式为 标准差标准差是正态分布曲线上拐点至对称轴的是正态分布曲线上拐点至对称轴的垂直距离，可用以作为评定混凝土质量均匀性垂直距离，可用以作为评定混凝土质量均匀性的一种指标。的一种指标。（）变异系数（）变异系数（v v）变异系数又称离差系数，其计算式如下变异系数又称离差系数，其计算式如下由于混凝土强度的标准差（由于混凝土强度的标准差（由于混凝土强度的标准差（由于混凝土强度的标准差（ ）随强度等级的提高）随强度等级的提高）随强度等级的提高）随强度等级的提高而增大，故可采用变异系数（而增大，故可采用变异系数（而增大，故可采用变异系数（而增大，故可采用变异系数（v v）作为评定混凝土）作为评定混凝土）作为评定混凝土）作为评定混凝土质量均匀性的指标。质量均匀性的指标。质量均匀性的指标。质量均匀性的指标。v v值愈小，表示混凝土质量愈值愈小，表示混凝土质量愈值愈小，表示混凝土质量愈值愈小，表示混凝土质量愈稳定；稳定；稳定；稳定；v v值大，则表示混凝土质量稳定性差。值大，则表示混凝土质量稳定性差。值大，则表示混凝土质量稳定性差。值大，则表示混凝土质量稳定性差。（）混凝土的强度保证率（）（）混凝土的强度保证率（） 混凝土的强度保证率混凝土的强度保证率P P（）是指混凝土强度（）是指混凝土强度总体中，大于等于设计强度等级的概率，在混总体中，大于等于设计强度等级的概率，在混凝土强度正态分布曲线图中以阴影面积表示，凝土强度正态分布曲线图中以阴影面积表示，见图见图 4-6 4-6所示。低于设计强度等级（所示。低于设计强度等级（f fcucu，）的强度所出现的概率为不合格率。的强度所出现的概率为不合格率。混凝土强度保证率（）的计算方法为：混凝土强度保证率（）的计算方法为：首先根据混凝土设计等级（首先根据混凝土设计等级（f fcucu, ,）、混凝土）、混凝土强度平均值（强度平均值（ ）、标准差（）、标准差（）或变异系）或变异系数（数（v v），计算出概率度（），即），计算出概率度（），即则强度保证率（）就可由正态分布曲线则强度保证率（）就可由正态分布曲线方程积分求得，即方程积分求得，即但实际上当已知值时，可从数理统计但实际上当已知值时，可从数理统计书中的表内查到值。书中的表内查到值。(P129 (P129 表表4-274-27）工程中（）值可根据统计周期内混凝工程中（）值可根据统计周期内混凝土试件强度不低于要求强度等级的组数土试件强度不低于要求强度等级的组数N N0 0与试件总组数（与试件总组数（）之比求得，）之比求得，即即6.6.3 6.6.3 混凝土配制强度混凝土配制强度 在施工中配制混凝土时，如果所配在施工中配制混凝土时，如果所配制混凝土的强度平均值（制混凝土的强度平均值（ ）等于设）等于设计强度计强度（f fcu,cu,），则由图），则由图4646可知，这时混可知，这时混凝土强度保证率只有凝土强度保证率只有5050。因此，为。因此，为了保证工程混凝土具有设计所要求的了保证工程混凝土具有设计所要求的9595强度保证率，在进行混凝土配合强度保证率，在进行混凝土配合比设计时，必须使混凝土的配制强度比设计时，必须使混凝土的配制强度大于设计强度（大于设计强度（f fcu,cu,）。）。混凝土配制强度可按下式计算（混凝土配制强度可按下式计算（JGJ55-JGJ55-20002000）：）： 式中式中f fcu,0cu,0混凝土配制强度（混凝土配制强度（MPaMPa）；）； f fcu,kcu,k设计的混凝土强度标准值设计的混凝土强度标准值（MPaMPa）；）； 混凝土强度标准差（混凝土强度标准差（MPaMPa）当施工单位不具有近期的同一品种混凝土当施工单位不具有近期的同一品种混凝土的强度资料时，的强度资料时，值可按下表值可按下表4 4取值。取值。6.76.7普通混凝土配合比设计普通混凝土配合比设计混凝土配合比，是指单位体积的混凝土中各混凝土配合比，是指单位体积的混凝土中各组成材料的质量比例，确定这种数量比例关组成材料的质量比例，确定这种数量比例关系的工作，称为混凝土配合比设计。系的工作，称为混凝土配合比设计。 混凝土配合比设计必须达到以下四项基混凝土配合比设计必须达到以下四项基本要求，即：本要求，即： （）满足结构设计的强度等级要求；（）满足结构设计的强度等级要求； （）满足混凝土施工所要求的和易性；（）满足混凝土施工所要求的和易性； （）满足工程所处环境对混凝土耐久（）满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；性的要求； （）符合经济原则，即节约水泥以降（）符合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。低混凝土成本。6.7.1 6.7.1 混凝土配合比设计基本参数确定的混凝土配合比设计基本参数确定的原则原则水灰比、单位用水量和砂率是混凝土配合水灰比、单位用水量和砂率是混凝土配合比设计的三个基本参数。比设计的三个基本参数。 混凝土配合比设混凝土配合比设计中确定三个参数的原则是：在满足混凝计中确定三个参数的原则是：在满足混凝土强度和耐久性的基础上，确定混凝土的土强度和耐久性的基础上，确定混凝土的水灰比；在满足混凝土施工要求的和易性水灰比；在满足混凝土施工要求的和易性基础上，根据粗骨料的种类和规格确定单基础上，根据粗骨料的种类和规格确定单位用水量；砂率应以砂在骨料中的数量填位用水量；砂率应以砂在骨料中的数量填充石子空隙后略有富余的原则来确定。混充石子空隙后略有富余的原则来确定。混凝土配合比设计以计算凝土配合比设计以计算1m1m3 3混凝土中各材料混凝土中各材料用量为基准，计算时骨料以干燥状态为准。用量为基准，计算时骨料以干燥状态为准。6.7.2 6.7.2 普通混凝土配合比设计基本原理普通混凝土配合比设计基本原理（1 1）绝对体积法）绝对体积法绝对体积法的基本原理是：假定刚浇捣完毕的混绝对体积法的基本原理是：假定刚浇捣完毕的混凝土拌合物的体积，等于其各组成材料的绝对体凝土拌合物的体积，等于其各组成材料的绝对体积及混凝土拌合物中所含少量空气体积之和。积及混凝土拌合物中所含少量空气体积之和。（）质量法（假定表观密度法）。（）质量法（假定表观密度法）。如果原材料比较稳定，可先假设混凝土的如果原材料比较稳定，可先假设混凝土的表观密度为一定值，混凝土拌合物各组成表观密度为一定值，混凝土拌合物各组成材料的单位用量之和即为其表观密度。材料的单位用量之和即为其表观密度。6.7.36.7.3混凝土配合比设计的步骤混凝土配合比设计的步骤4.3.14.3.1设计的基本资料设计的基本资料混凝土的强度等级、施工管理水平，混凝土的强度等级、施工管理水平，对混凝土耐久性要求，对混凝土耐久性要求，原材料品种及其物理力学性质，原材料品种及其物理力学性质，混凝土的部位、结构构造情况、施工条件等。混凝土的部位、结构构造情况、施工条件等。 4.3.2 4.3.2初步配合比计算初步配合比计算（）确定试配强度（）确定试配强度（f fcu,cu,0 0）（）计算水灰比（）计算水灰比 （W/CW/C）根据强度公式计算水灰比：根据强度公式计算水灰比：式中式中f fcu,0cu,0混凝土试配强度混凝土试配强度, , a a； f fcece水泥水泥28d28d的实测强度的实测强度, ,a a； a a,b b回归系数，与骨料品种、水回归系数，与骨料品种、水泥品种有关，其数值可通过试验求得。泥品种有关，其数值可通过试验求得。普通混凝土配合比设计规程（普通混凝土配合比设计规程（JGJ55JGJ5520002000）提供的）提供的a a 、b b 经验值为：经验值为： 采用碎石：采用碎石：a a=0.46=0.46b b0.070.07 采用卵石：采用卵石：a a=0.48=0.48b b =0.33 =0.33（）选定单位用水量（）选定单位用水量（w0w0）；）；|注注：本本表表用用水水量量系系采采用用中中砂砂时时的的平平均均取取值值，采采用用细细砂砂时时，每每立立方方米米混混凝凝土用水量可增加土用水量可增加510，采用粗砂则可减少，采用粗砂则可减少510。|掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。掺用各种外加剂或掺合料时，用水量应相应调整。（）计算水泥用量（）计算水泥用量（c0c0）根据已确定的根据已确定的 W/C W/C和和w0w0，可求出，可求出m m3 3混凝混凝土中水泥用量土中水泥用量c0c0：为保证混凝土的耐久性，由上式得出的水为保证混凝土的耐久性，由上式得出的水泥用量还应大于表泥用量还应大于表4 48 (p1268 (p126表表4 425)25)规规定的最小水泥量。如算得的水泥用量小于定的最小水泥量。如算得的水泥用量小于表表4 48 8规定值，应取规定的最小水泥用量规定值，应取规定的最小水泥用量值。值。（）选择合理的砂率值（）选择合理的砂率值（s s） 合理砂率可通过试验、计算或查表求得。合理砂率可通过试验、计算或查表求得。 试验是通过变化砂率检测混合物坍落度，能获得最大试验是通过变化砂率检测混合物坍落度，能获得最大流动度的砂率为最佳砂率。流动度的砂率为最佳砂率。 也可根据骨料种类、规格也可根据骨料种类、规格及混凝土的水灰比，参考下表选用。及混凝土的水灰比，参考下表选用。（6 6）计算粗、细骨料用量）计算粗、细骨料用量 重量法（假定表现密度法）应按下式计算：重量法（假定表现密度法）应按下式计算： c0c0g0g0s0s0w0w0 cpcp当采用体积法（绝对体积法）时，应按下式当采用体积法（绝对体积法）时，应按下式计算：计算：通过以上计算，得出每立方米混凝土各通过以上计算，得出每立方米混凝土各种材料用量，即初步配合比计算完成。种材料用量，即初步配合比计算完成。4.4 4.4 配合比的调整与确定配合比的调整与确定通过计算求得的各项材料用量（初步配通过计算求得的各项材料用量（初步配合比），必须进行试验加以检验并进行合比），必须进行试验加以检验并进行必要的调整。必要的调整。（）调整和易性，确定基准配合比（）调整和易性，确定基准配合比 按初步计算配合比称取材料进行试拌。按初步计算配合比称取材料进行试拌。混凝土拌合物搅拌均匀后测坍落度，并检混凝土拌合物搅拌均匀后测坍落度，并检查其粘聚性和保水性能的好坏。如实测坍查其粘聚性和保水性能的好坏。如实测坍落度小于或大于设计要求，可保持水灰比落度小于或大于设计要求，可保持水灰比不变，增加或减少适量水泥浆；如出现粘不变，增加或减少适量水泥浆；如出现粘聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每聚性和保水性不良，可适当提高砂率；每次调整后再试拌，直到符合要求为止。当次调整后再试拌，直到符合要求为止。当试拌工作完成后，记录好各种材料调整后试拌工作完成后，记录好各种材料调整后用量，并测定混凝土拌合物的实际表观密用量，并测定混凝土拌合物的实际表观密度（度（c c，t t）。此满足和易性的配比为基准）。此满足和易性的配比为基准配合比。配合比。（）检验强度和耐久性，确定试验室配（）检验强度和耐久性，确定试验室配合比合比 基准配合比能否满足强度要求，需进行强基准配合比能否满足强度要求，需进行强度检验。一般采用三个不同的配合比，其度检验。一般采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，应较基准配合比分别增加及减水灰比值，应较基准配合比分别增加及减少少0.050.05，其用水量应该与基准配合比相同，其用水量应该与基准配合比相同，但砂率值可做适当调整并测定表观密度。但砂率值可做适当调整并测定表观密度。各种配比制作两组强度试块，如有耐久性各种配比制作两组强度试块，如有耐久性要求，应同时制作有关耐久性测试指标的要求，应同时制作有关耐久性测试指标的试件，标准养护试件，标准养护28d28d天进行强度测定。天进行强度测定。（3 3）配合比的确定）配合比的确定 确定混凝土初步配合比确定混凝土初步配合比根据试验得出的各灰水比及其相对应的混凝土强度根据试验得出的各灰水比及其相对应的混凝土强度关系，用作图或计算法求出与混凝土配制强度关系，用作图或计算法求出与混凝土配制强度（f fcu,0cu,0）相对应的灰水比值，并按下列原则确定每）相对应的灰水比值，并按下列原则确定每立方米混凝土的材料用量：立方米混凝土的材料用量：用水量（）用水量（）取基准配合比中的用水量，并根取基准配合比中的用水量，并根据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度，进行据制作强度试件时测得的坍落度或维勃稠度，进行调整；调整；水泥用量（）水泥用量（）取用水量乘以选定出的灰水比取用水量乘以选定出的灰水比计算而得；计算而得；粗、细骨料用量（、）粗、细骨料用量（、）取基准配合比中的取基准配合比中的粗、细骨料用量，并按定出的灰水比进行调整。粗、细骨料用量，并按定出的灰水比进行调整。 至此，得出混凝土初步配合比。至此，得出混凝土初步配合比。 确定混凝土正式配合比确定混凝土正式配合比在确定出初步配合比后，还应进行混凝土表观密度在确定出初步配合比后，还应进行混凝土表观密度较正，其方法为：首先算出混凝土初步配合比的表较正，其方法为：首先算出混凝土初步配合比的表观密度计算值（观密度计算值（c c，c c），即），即c c，c c= = 十十十十十十再用初步配合比进行试拌混凝土，测得其表观密度再用初步配合比进行试拌混凝土，测得其表观密度实测值（实测值（c c，t t），然后按下式得出校正系数），然后按下式得出校正系数，即即当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过当混凝土表观密度实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的时，则上述得出的初步配合比即可确定为计算值的时，则上述得出的初步配合比即可确定为混凝土的正式配合比设计值。若二者之差超过时，混凝土的正式配合比设计值。若二者之差超过时，则须将初步配合比中每项材料用量均乘以校正系数得值，则须将初步配合比中每项材料用量均乘以校正系数得值，即为最终定出的混凝土正式配合比设计值，通常也称实即为最终定出的混凝土正式配合比设计值，通常也称实验室配合比。验室配合比。6.7.56.7.5混凝土施工配合比换算混凝土施工配合比换算 混凝土实验室配合比计算用料是以干燥骨料混凝土实验室配合比计算用料是以干燥骨料为基准的，但实际工地使用的骨料常含有一定为基准的，但实际工地使用的骨料常含有一定的水分，因此必须将实验室配合比进行换算，的水分，因此必须将实验室配合比进行换算，换算成扣除骨料中水分后、工地实际施工用的换算成扣除骨料中水分后、工地实际施工用的配合比。其换算方法如下：配合比。其换算方法如下： 设施工配合比设施工配合比1 m1 m3 3混凝土中水泥、水、砂、混凝土中水泥、水、砂、石的用量分别为石的用量分别为CC、；并；并设工地砂子含水率为设工地砂子含水率为a a，石子含水率为，石子含水率为b b。则施工配合比则施工配合比1 m1 m3 3混凝土中各材料用量为混凝土中各材料用量为C=CC=CS=S (1+a%)S=S (1+a%)G=G (1+b%)G=G (1+b%)W=WW=WSa%Sa%Gb%Gb%例6-2某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为 30，施工要求混凝土坍落度为，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差5MPa。所用原材料情况如下： 水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为=3.10/cm，水泥强度等级标准值的富余系数为1.08； 砂：中砂，级配合格，砂子表观密度os=2.60/cm； 石：530mm碎石，级配合格，石子表观密度og=2.65/cm3；试求： 混凝土计算配合比； 2若经试配混凝土的和易性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为 ，石子含水率为1，试计算混凝土施工配合比。解解求混凝土计算配合比求混凝土计算配合比(1)(1)确定混凝土配制强度（确定混凝土配制强度（f fcu,0cu,0）f fcu,0cu,0= f= fcu,k cu,k + 1.645= 30 + 1.6455 =38.2 MPa+ 1.645= 30 + 1.6455 =38.2 MPa(2)(2)确定水灰比（确定水灰比（W/CW/C）f fce ce = = c c f fce,kce,k = 1.08 42.5=45.9MPa = 1.08 42.5=45.9MPa由于框架结构混凝土梁处于干燥环境，由由于框架结构混凝土梁处于干燥环境，由表表4-8,干燥环境容许最大水灰比为干燥环境容许最大水灰比为0.65，故，故可确定水灰比为可确定水灰比为0.53。（3 3）确定用水量（）确定用水量（m mw0w0） 对对于于最最大大粒粒径径为为3030的的碎碎石石混混凝凝土土，当当所所需需坍坍落落度度为为时时,1m,1m3 3混混凝凝土土的的用用水水量量可可选用选用185kg185kg。(4) (4) 计算水泥用量（计算水泥用量（m mc0c0）对对于于干干燥燥环环境境的的钢钢筋筋混混凝凝土土，最最小小水水泥泥用用量量为为260260，故可取，故可取 m mc0c0 349 3493 3。（5 5）确定砂率（）确定砂率（s s） 查查表表4747，对对于于采采用用最最大大粒粒径径为为4040的的碎碎石石配配制制的的混混凝凝土土，当当水水灰灰比比为为0.530.53时时，其其砂砂率率值值可可选选取取32%32% 37%37%，采采用用插插入入法法选选定定）现取现取s s= = 。（）计算砂、石用量（）计算砂、石用量（s0s0、g0g0）用体积法计算，将用体积法计算，将m mc0c0=349=349；m mw0w0=185=185代入方程组代入方程组|解此联立方程，则得：解此联立方程，则得：s0=641，|g0=1192（7 7）该混凝土计算配合比为：）该混凝土计算配合比为： m m3 3混混凝凝土土中中各各材材料料用用量量为为：水水泥泥： 349349，水水 ：185185，砂砂：641641，碎碎石石：11921192。以以质质量量比比表表示示即即为：为： 水泥：砂：石水泥：砂：石= =：1.84 1.84 ：3.423.42，0.530.53 2 2确定施工配合比确定施工配合比由由现现场场砂砂子子含含水水率率为为 ，石石子子含含水水率率为为1 1，则则施施工工配合比为：配合比为：水泥水泥 m mc c施施 = m= mc0c0=349=349砂子砂子 s s施施 = = s0s0（1+3%1+3%）=641=641（1+3%1+3%）=660=660石子石子 g g施施 = = g0g0（1+1%1+1%）=1192=1192（1+1%1+1%）=1204=1204水水 w w施施= m= mw0w0s0s03%3%g0g01%1%=185=1856413%6413%11921%=15411921%=1546.86.8建筑砂浆建筑砂浆 砂浆是由胶结料、细骨料、掺加料和砂浆是由胶结料、细骨料、掺加料和水按照适当比例配制而成的建筑材料。水按照适当比例配制而成的建筑材料。6.8.16.8.1砌筑砂浆砌筑砂浆 将砖、石、砌块等粘结成为砌体的砂浆称将砖、石、砌块等粘结成为砌体的砂浆称为砌筑砂浆。砌筑砂浆起着胶结块材和传为砌筑砂浆。砌筑砂浆起着胶结块材和传递荷载的作用，是砌体的重要组成部分。递荷载的作用，是砌体的重要组成部分。1.1.砌筑砂浆的组成材料砌筑砂浆的组成材料（1 1）胶结料及掺加料）胶结料及掺加料 砌筑砂浆常用的胶凝材料有水泥、石灰膏、建砌筑砂浆常用的胶凝材料有水泥、石灰膏、建筑石膏等。筑石膏等。 砌筑砂浆用水泥的强度等级应根据设计要求进砌筑砂浆用水泥的强度等级应根据设计要求进行选择。水泥砂浆采用的水泥，其强度等级不宜大行选择。水泥砂浆采用的水泥，其强度等级不宜大于于32.532.5级；水泥混合砂浆采用的水泥，其强度等级级；水泥混合砂浆采用的水泥，其强度等级不宜大于不宜大于42.542.5级。级。 为改善砂浆和易性，降低水泥用量，往往在水为改善砂浆和易性，降低水泥用量，往往在水泥砂浆中掺入部分石灰膏、粘土膏或粉煤灰等，这泥砂浆中掺入部分石灰膏、粘土膏或粉煤灰等，这样配制的砂浆称水泥混合砂浆。这些材料不得含有样配制的砂浆称水泥混合砂浆。这些材料不得含有影响砂浆性能的有害物质，含有颗粒或结块时应用影响砂浆性能的有害物质，含有颗粒或结块时应用的方孔筛过滤。消石灰粉不得直接用于砌筑的方孔筛过滤。消石灰粉不得直接用于砌筑砂浆中。砂浆中。( () ) 细集料细集料砌筑砂浆用砂宜选用中砂，其中毛石砌体砌筑砂浆用砂宜选用中砂，其中毛石砌体宜选用粗砂。砂的含泥量不应超过。宜选用粗砂。砂的含泥量不应超过。强度等级为强度等级为2.52.5的水泥混合砂浆，砂的含的水泥混合砂浆，砂的含泥量不应超过。泥量不应超过。(3(3）对外加剂的要求）对外加剂的要求 与混凝土中掺加外加剂一样，为改善与混凝土中掺加外加剂一样，为改善砂浆的某些性能，也可加入塑化、早强、砂浆的某些性能，也可加入塑化、早强、防冻、缓凝等作用的外加剂。一般应使用防冻、缓凝等作用的外加剂。一般应使用无机外加剂，其品种和掺量应经试验确定。无机外加剂，其品种和掺量应经试验确定。（4 4）砂浆用水的要求与混凝土的要求相同。）砂浆用水的要求与混凝土的要求相同。2 2砌筑砂浆拌和物的技术性质砌筑砂浆拌和物的技术性质 (1) (1)砂浆的流动性砂浆的流动性表示砂浆在自重或外力作用下流动的性能表示砂浆在自重或外力作用下流动的性能称为砂浆的流动性，也叫稠度。表示砂浆称为砂浆的流动性，也叫稠度。表示砂浆流动性大小的指标是沉入度，它是以砂浆流动性大小的指标是沉入度，它是以砂浆稠度仪测定的，其单位为。工程中对稠度仪测定的，其单位为。工程中对砂浆稠度选择的依据是砌体类型和施工气砂浆稠度选择的依据是砌体类型和施工气候条件，可参考表候条件，可参考表5 51 1选用（砌体工程选用（砌体工程施工及验收规范（施工及验收规范（GB51203-1998)GB51203-1998)。影响砂浆流动性的因素有：砂浆的用水量、影响砂浆流动性的因素有：砂浆的用水量、胶凝材料的种类和用量、集料的粒形和级胶凝材料的种类和用量、集料的粒形和级配、外加剂的性质和掺量、拌和的均匀程配、外加剂的性质和掺量、拌和的均匀程度等。度等。（2 2）砂浆的保水性）砂浆的保水性 搅拌好的砂浆在运输、停放和使用过程中，搅拌好的砂浆在运输、停放和使用过程中，阻止水分与固体料之间、细浆体与集料之间相互阻止水分与固体料之间、细浆体与集料之间相互分离，保持水分的能力为砂浆的保水性。分离，保持水分的能力为砂浆的保水性。 加入加入适量的微沫剂或塑化剂，能明显改善砂浆的保水适量的微沫剂或塑化剂，能明显改善砂浆的保水性和流动性。性和流动性。 砂浆的保水性用砂浆分层度仪测定，以分层砂浆的保水性用砂浆分层度仪测定，以分层度（）表示。分层度过大，表示砂浆易产生分度（）表示。分层度过大，表示砂浆易产生分层离析不利于施工及水泥硬化。砌筑砂浆分层度层离析不利于施工及水泥硬化。砌筑砂浆分层度不应大于不应大于 。分层度过小，容易发生干缩。分层度过小，容易发生干缩裂缝，故通常砂浆分层度不宜小于。裂缝，故通常砂浆分层度不宜小于。(3) (3) 凝结时间凝结时间 建筑砂浆凝结时间，以贯入阻力达到建筑砂浆凝结时间，以贯入阻力达到0.50.5a a为评定依据。水泥砂浆不宜超过，水泥混为评定依据。水泥砂浆不宜超过，水泥混合砂浆不宜超过合砂浆不宜超过1010，加入外加剂后应满足设计，加入外加剂后应满足设计和施工的要求。和施工的要求。3. 3. 砌筑砂浆硬化后的技术性质砌筑砂浆硬化后的技术性质3.13.1强度与强度等级强度与强度等级 砂浆以抗压强度作为其强度指标。砂浆以抗压强度作为其强度指标。标准试件尺寸为标准试件尺寸为70.770.7立方体试件一立方体试件一组组 块，标养至块，标养至 28 28，测定其抗压，测定其抗压强度平均值（强度平均值（MPaMPa）。砌筑砂浆按抗压）。砌筑砂浆按抗压强度划分为强度划分为 2020、1515、7.57.5、5.05.0、2.52.5等六个强度等级。砂浆的等六个强度等级。砂浆的强度除受砂浆本身的组成材料及配比强度除受砂浆本身的组成材料及配比影响外，还与基层的吸水性能有关。影响外，还与基层的吸水性能有关。对于水泥砂浆，可采用下列强度公式估算：对于水泥砂浆，可采用下列强度公式估算：（）（） 不吸水基层（如致密石材）这时影响不吸水基层（如致密石材）这时影响砂浆强度的主要因素与混凝土基本相同，即主要砂浆强度的主要因素与混凝土基本相同，即主要决定于水泥强度和水灰比。计算公式如下：决定于水泥强度和水灰比。计算公式如下：式中式中 f fm m砂浆砂浆2828抗压强度（抗压强度（MPaMPa）；）； cece水泥的实测强度（水泥的实测强度（MPaMPa）；）； C/W C/W灰水比。灰水比。（）（） 吸水基层（如粘土砖及其他多孔材料）吸水基层（如粘土砖及其他多孔材料）这时由于基层能吸水，当其吸水后，砂浆中保留这时由于基层能吸水，当其吸水后，砂浆中保留水分的多少取决于其本身的保水性，而与水灰比水分的多少取决于其本身的保水性，而与水灰比关系不大。因而，此时砂浆强度主要决定于水泥关系不大。因而，此时砂浆强度主要决定于水泥强度及水泥用量。计算公式如下：强度及水泥用量。计算公式如下：式中式中c c每立方米砂浆中水泥用量（）每立方米砂浆中水泥用量（） 、砂浆的特征系数，砂浆的特征系数，A=3.03A=3.03， B=B=15.09 15.09 各地区也可用本地区试验资料确定、值，统各地区也可用本地区试验资料确定、值，统计用的试验组数不得少于计用的试验组数不得少于3030组。组。3.2 3.2 砌筑砂浆的粘结强度砌筑砂浆的粘结强度 砌筑砂浆必须有足够的粘结力，才砌筑砂浆必须有足够的粘结力，才能将砖石粘结为坚固的整体，砂浆粘结能将砖石粘结为坚固的整体，砂浆粘结力的大小，将影响砌体的抗剪强度、耐力的大小，将影响砌体的抗剪强度、耐久性、稳定性及抗振能力。通常粘结力久性、稳定性及抗振能力。通常粘结力随砂浆抗压强度的提高而增大。砂浆粘随砂浆抗压强度的提高而增大。砂浆粘结力还与砌筑材料的表面状态、润湿程结力还与砌筑材料的表面状态、润湿程度、养护条件等有关。度、养护条件等有关。4. 4. 砌筑砂浆的配合比设计砌筑砂浆的配合比设计 （JGJ/T98-96)JGJ/T98-96) 砌筑砂浆的配合比应满足施工和易性（稠度）砌筑砂浆的配合比应满足施工和易性（稠度）的要求，保证设计强度，还应尽可能节约水泥，的要求，保证设计强度，还应尽可能节约水泥，降低成本。降低成本。 （1 1）砌筑砂浆配制强度（）砌筑砂浆配制强度（f fm m，0 0）的确定）的确定 f fm m，0 0=f=f2 2 + 0.645 + 0.645 式中式中f fm m，0 0砂浆的配制强度，精确至砂浆的配制强度，精确至0.1MPa0.1MPa； f f2 2砂浆设计强度等级（即砂砂浆设计强度等级（即砂浆抗压强度平均值（浆抗压强度平均值（MPaMPa）；）； 砂浆现场强度标准差，精砂浆现场强度标准差，精确至确至0.01MPa0.01MPa。砌筑砂浆现场强度标准差砌筑砂浆现场强度标准差应按下式计算：应按下式计算：式中式中 f fi i统计周期内同一品种砂浆第统计周期内同一品种砂浆第组试件的强度（组试件的强度（MPaMPa）；）； 统计周期内同一品种砂浆组统计周期内同一品种砂浆组试件强度的平均值（试件强度的平均值（MPaMPa）；）； 统计周期内同一品种砂浆试统计周期内同一品种砂浆试件的总组数，件的总组数，2525。当无近期统计资料时，砂浆现场强度标当无近期统计资料时，砂浆现场强度标准差可参考表准差可参考表5-25-2。( () )计算每立方米砂浆中水泥用量计算每立方米砂浆中水泥用量c c (kg(kg) )每立方米砂浆中水泥用量，可按下式计算：每立方米砂浆中水泥用量，可按下式计算：式中式中c c每立方米砂浆中水泥用量每立方米砂浆中水泥用量, , 精确至精确至1 1; ;f fm m，0 0砂浆的配制强度，精确至砂浆的配制强度，精确至0.1MPa;0.1MPa;、砂浆的特征系数，砂浆的特征系数，A=3.03A=3.03， B= B=15.09;15.09;当水泥砂浆中的计算用量不足当水泥砂浆中的计算用量不足200 kg200 kgm m3 3时，时，应按应按200 kg200 kgm m3 3采用。采用。(3) (3) 按水泥用量计算掺加料用量按水泥用量计算掺加料用量水泥混合砂浆的掺加料用量应按下式计算：水泥混合砂浆的掺加料用量应按下式计算： D D一一Q Qc c式中式中每立方米砂浆的水泥用量，精确至；每立方米砂浆的水泥用量，精确至；每立方米砂浆中水泥和掺加料的总量，精确至每立方米砂浆中水泥和掺加料的总量，精确至1 1；宜在；宜在300300350350之间。之间。 D D每立方米砂浆的掺加料用量，精确至；石灰、粘土膏每立方米砂浆的掺加料用量，精确至；石灰、粘土膏使用时的稠度为使用时的稠度为120120士士5 5；对于不同稠度的石灰膏，可按表；对于不同稠度的石灰膏，可按表5-45-4进行换算。进行换算。( () ) 确定砂用量确定砂用量 Q Qs s（kgkg）Q Qs s= 1= 10 0干干 式中式中 0 0干干砂干燥状态（含水率小于砂干燥状态（含水率小于0.50.5）的堆积密度。）的堆积密度。( () ) 确定用水量确定用水量 Q Qw w（kgkg3 3）按砂浆稠度要求，根据经验选定。一般混按砂浆稠度要求，根据经验选定。一般混合砂浆约为：合砂浆约为：260260300 kg300 kg，水泥砂，水泥砂浆约为浆约为270270330 kg330 kg。( () ) 试配与调整试配与调整按计算配合比，采用工程实际使用材料进行试拌，按计算配合比，采用工程实际使用材料进行试拌，测定其拌合物的稠度和分层度，若不能满足要求，测定其拌合物的稠度和分层度，若不能满足要求，则应调整用水量或掺加料，直到符合要求为止。然则应调整用水量或掺加料，直到符合要求为止。然后，确定试配时的砂浆基准配合比。试配时至少应后，确定试配时的砂浆基准配合比。试配时至少应采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水泥用量按基准配合比分别增加另外两个配合比的水泥用量按基准配合比分别增加及减少，在保证稠度、分层度合格的条件下，及减少，在保证稠度、分层度合格的条件下，可将用水量或掺加料用量作相应调整。可将用水量或掺加料用量作相应调整。对三个不同的配合比，经调整后，应按有关标准的对三个不同的配合比，经调整后，应按有关标准的规定成型试件，测定砂浆强度等级，并选定符合强规定成型试件，测定砂浆强度等级，并选定符合强度要求的且水泥用量较少的砂浆配合比。度要求的且水泥用量较少的砂浆配合比。例例1 1 某工程用砌砖砂浆设计强度等级为某工程用砌砖砂浆设计强度等级为 1010、要、要求稠度为求稠度为8080100100的水泥石灰砂浆，现有砌筑水泥的水泥石灰砂浆，现有砌筑水泥的强度为的强度为32.5MPa32.5MPa，细集料为堆积密度，细集料为堆积密度1450kg1450kgm m3 3的的中砂，含水率为中砂，含水率为2%2%，已有石灰膏的稠度为，已有石灰膏的稠度为100mm100mm；施；施工水平一般。计算此砂浆的配合比。工水平一般。计算此砂浆的配合比。解解根据已知条件，施工水平一般的根据已知条件，施工水平一般的M10M10砂浆的标准差砂浆的标准差=2.5 MPa=2.5 MPa（表（表5-35-3），则此砂浆的试配强度为），则此砂浆的试配强度为 f fm m，0 0=f=f2 2 + 0.645=10+0.6452.5=11.6 MPa + 0.645=10+0.6452.5=11.6 MPa 计算水泥用量计算水泥用量 由由 A=3.03 A=3.03，B=B=15.0915.09Q Qc c = 1000 = 1000（11.6+15.0911.6+15.09）/ 3.0332.5 = 271 / 3.0332.5 = 271 kg/mkg/m3 3计算石灰膏用量计算石灰膏用量D D Q QA A= 330 = 330 D D一一Q Qc c = 330 = 330271 = 59 kg/m271 = 59 kg/m3 3查表得稠度为查表得稠度为100 mm 100 mm 石灰膏换算为石灰膏换算为 120 120时需乘以时需乘以0.970.97，则应掺加石灰膏量为，则应掺加石灰膏量为 59 0.97 = 57 kg/m 59 0.97 = 57 kg/m3 3 砂用量为砂用量为 Q Qs s= 1= 10 0干干= 1450 = 1450 （0.020.02）= 1479 kg/m= 1479 kg/m3 3选择用水量为选择用水量为 300 kg/m 300 kg/m3 3 则砂浆的设计配比为：则砂浆的设计配比为：水泥：石灰膏：砂：水水泥：石灰膏：砂：水=271=271：5757：14791479：300300该砂浆的设计配比亦可表示为：该砂浆的设计配比亦可表示为：水泥：石灰膏：砂水泥：石灰膏：砂= 1= 1：0.210.21：5.465.46，用水，用水量为量为 300 kg/m 300 kg/m3 3 6.8.2 6.8.2 抹面砂浆抹面砂浆抹面砂浆也称抹灰砂浆，用以涂抹在建筑物或建筑抹面砂浆也称抹灰砂浆，用以涂抹在建筑物或建筑构件的表面，兼有保护基层、满足使用要求和增加构件的表面，兼有保护基层、满足使用要求和增加美观的作用。美观的作用。抹面砂浆的主要组成材料仍是水泥、石灰或石膏以抹面砂浆的主要组成材料仍是水泥、石灰或石膏以及天然砂等，对这些原材料的质量要求同砌筑砂浆。及天然砂等，对这些原材料的质量要求同砌筑砂浆。但根据抹面砂浆的使用特点，对其主要技术要求不但根据抹面砂浆的使用特点，对其主要技术要求不是抗压强度，而是和易性及其与基层材料的粘结力。是抗压强度，而是和易性及其与基层材料的粘结力。为此，常需多用一些胶结材料，并加入适量的有机为此，常需多用一些胶结材料，并加入适量的有机聚合物以增强粘结力。另外，为减少抹面砂浆因收聚合物以增强粘结力。另外，为减少抹面砂浆因收缩而引起开裂，常在砂浆中加入一定量纤维材料。缩而引起开裂，常在砂浆中加入一定量纤维材料。工程中配制抹面砂浆和装饰砂浆时，常在工程中配制抹面砂浆和装饰砂浆时，常在水泥砂浆中掺入占水泥质量水泥砂浆中掺入占水泥质量 10 10左右的聚左右的聚乙烯醇缩甲醛胶（俗称胶）或聚醋乙烯醇缩甲醛胶（俗称胶）或聚醋酸乙烯乳液等。酸乙烯乳液等。 砂浆常用的纤维增强材料砂浆常用的纤维增强材料有麻刀、纸筋、稻草、玻璃纤维等。有麻刀、纸筋、稻草、玻璃纤维等。常用的抹面砂浆有石灰砂浆、水泥混合砂常用的抹面砂浆有石灰砂浆、水泥混合砂浆、水泥砂浆、麻刀石灰浆（简称麻刀灰）浆、水泥砂浆、麻刀石灰浆（简称麻刀灰）、纸筋石灰浆（简称纸筋灰）等。、纸筋石灰浆（简称纸筋灰）等。6.8.3 6.8.3 装饰砂浆装饰砂浆装饰砂浆是指用作建筑物饰面的砂浆。它是在抹面装饰砂浆是指用作建筑物饰面的砂浆。它是在抹面的同时，经各种加工处理而获得特殊的饰面形式，的同时，经各种加工处理而获得特殊的饰面形式，以满足审美需要的一种表面装饰。以满足审美需要的一种表面装饰。 装饰砂浆饰面可分为两类，即灰浆类饰面和石装饰砂浆饰面可分为两类，即灰浆类饰面和石碴类饰面。碴类饰面。 灰浆类饰面是通过水泥砂浆的着色或水泥砂浆灰浆类饰面是通过水泥砂浆的着色或水泥砂浆表面形态的艺术加工，获得一定色彩、线条、纹理表面形态的艺术加工，获得一定色彩、线条、纹理质感的表面装饰。质感的表面装饰。 石碴类饰面是在水泥砂浆中掺入各种彩色石碴石碴类饰面是在水泥砂浆中掺入各种彩色石碴作骨料，配制成水泥石碴浆抹于墙体基层表面，然作骨料，配制成水泥石碴浆抹于墙体基层表面，然后用水洗、斧剁、水磨等手段除去表面水泥浆皮，后用水洗、斧剁、水磨等手段除去表面水泥浆皮，呈现出石碴颜色及其质感的饰面。呈现出石碴颜色及其质感的饰面。 装饰砂浆所用胶凝材料与普通抹面砂浆基本相装饰砂浆所用胶凝材料与普通抹面砂浆基本相同，只是灰浆类饰面更多地采用白水泥和彩色水泥。同，只是灰浆类饰面更多地采用白水泥和彩色水泥。总结砂浆砂浆 砂浆是由胶结料、细骨料、掺加料砂浆是由胶结料、细骨料、掺加料和水按照适当比例配制而成的建筑材料。和水按照适当比例配制而成的建筑材料。 砂浆的分类砂浆的分类 1.1.按用途分：按用途分：砌筑砂浆、抹面砂浆；砌筑砂浆、抹面砂浆； 2.2.按所用的胶结材料分：按所用的胶结材料分：水泥砂浆、水泥砂浆、石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆。石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆。 1.1.砂浆的组成材料砂浆的组成材料（1 1）胶结材料）胶结材料五大品种五大品种水泥，水泥，强强度等度等级不宜大于不宜大于32.532.5。 （2 2）细集料集料砂砂，砌筑砂，砌筑砂浆宜宜选中砂，毛石砌体宜中砂，毛石砌体宜选粗砂。粗砂。 （3 3）掺加料）掺加料石灰、粘土和粉煤灰，配制成各种混合砂石灰、粘土和粉煤灰，配制成各种混合砂浆。 目的：目的：以达到提高以达到提高质量、降低成本的目的。量、降低成本的目的。 （4 4）水）水拌制砂浆用水与混凝土用水相同。拌制砂浆用水与混凝土用水相同。（5 5）外加剂）外加剂最常用微沫剂，是一种松香热聚物，掺量为最常用微沫剂，是一种松香热聚物，掺量为 水泥质量的水泥质量的0.005%0.005%0.010%0.010%。 目的：提高和易性，节约结合料的用量。目的：提高和易性，节约结合料的用量。 砌筑砂浆砌筑砂浆 （1 1）砂浆的流动性）砂浆的流动性 表示砂浆在自重或外力作用下流动的性能，也叫稠度。表示砂浆在自重或外力作用下流动的性能，也叫稠度。 （2 2）砂浆的保水性）砂浆的保水性 搅拌好的砂浆在运输、停放和使用过程中，阻止水分与固体搅拌好的砂浆在运输、停放和使用过程中，阻止水分与固体 料之间、细浆体与集料之间相互分离，保持水分的能力。料之间、细浆体与集料之间相互分离，保持水分的能力。 （3 3）抗压强度与强度等级）抗压强度与强度等级 制备标准试件：边长制备标准试件：边长70.7mm70.7mm正方体，标准养护（温度正方体，标准养护（温度203203、 规定湿度：水泥混合砂浆相对湿度为规定湿度：水泥混合砂浆相对湿度为60%60%80%80%，水泥砂浆和微沫砂，水泥砂浆和微沫砂 浆相对湿度为浆相对湿度为90%90%以上）以上）28d28d龄期的抗压强度平均值，确定强度等级。龄期的抗压强度平均值，确定强度等级。 砂浆强度等级有：砂浆强度等级有：M20M20、M15M15、M10M10、M7.5M7.5、M5M5、M2.5M2.5等。等。2.2.砌筑砂浆的主要技术性质砌筑砂浆的主要技术性质 3. 3.砌筑砂浆的配合比设计砌筑砂浆的配合比设计（1 1）计算砌筑砂浆配制强度（）计算砌筑砂浆配制强度（f fm m，0 0） f fm m，0 0=f=f2 2 + 0.645 + 0.645式中：式中：f fm m，0 0砂浆的配制强度，精确至砂浆的配制强度，精确至0.1MPa0.1MPa； f f2 2砂浆设计强度等级（即砂浆抗压强度砂浆设计强度等级（即砂浆抗压强度平均值）；平均值）； 砂浆现场强度标准差，精确至砂浆现场强度标准差，精确至0.01MPa0.01MPa。式中：式中：f fi i统计周期内同一品种砂浆第组试件的强度；统计周期内同一品种砂浆第组试件的强度；砂浆强度标准差砂浆强度标准差的计算：的计算：公式：公式： 统计周期内同一品种砂浆组试件强度的平均值；统计周期内同一品种砂浆组试件强度的平均值； 统计周期内同一品种砂浆试件的总组数，统计周期内同一品种砂浆试件的总组数，2525。式中：式中：c c每立方米砂浆中水泥用量每立方米砂浆中水泥用量, , 精确至精确至1 1； f fm m，0 0砂浆的配制强度，精确至砂浆的配制强度，精确至0.1MPa0.1MPa； 、砂浆的特征系数，砂浆的特征系数，A=3.03A=3.03，B=-15.09B=-15.09；注意：注意： 当水泥砂浆中的计算用量不足当水泥砂浆中的计算用量不足200kg200kgm m3 3时，时， 应按应按200 kg200 kgm m3 3采用。采用。( () ) 计算每立方米砂浆中水泥用量计算每立方米砂浆中水泥用量（3 3）计算每立方米砂浆掺加料用量）计算每立方米砂浆掺加料用量水泥混合砂浆，掺加料用量的计算公式：水泥混合砂浆，掺加料用量的计算公式： D D- Q- Qc c式中：式中：每立方米砂浆的水泥用量，精确至；每立方米砂浆的水泥用量，精确至； 每立方米砂浆中水泥和掺加料的总量，每立方米砂浆中水泥和掺加料的总量， 精确至精确至1 1；宜在；宜在300300350350之间。之间。 D D每立方米砂浆的掺加料用量，精确至；每立方米砂浆的掺加料用量，精确至； 石灰、粘土膏使用时的稠度为石灰、粘土膏使用时的稠度为120120士士5 5； 对于不同稠度的石灰膏，按下表进行换算。对于不同稠度的石灰膏，按下表进行换算。不同稠度（）的石灰膏换算系数不同稠度（）的石灰膏换算系数灰膏稠度灰膏稠度1301201101009080706050换算系数换算系数1.051.000.990.970.950.930.920.900.88 ( () ) 确定每立方米砂浆砂用量确定每立方米砂浆砂用量 Q Qs s（kgkg） 每立方米砂浆砂用量，应按砂干燥状（含水率小于每立方米砂浆砂用量，应按砂干燥状（含水率小于0.50.5）的堆积）的堆积 密度值作为计算值。密度值作为计算值。 ( () ) 确定用水量确定用水量 Q Qw w （kgkg） 根据砂浆稠度等要求用水量可选用根据砂浆稠度等要求用水量可选用270270330kg/m330kg/m3 3。 混合砂浆中的用水量，不包括石灰膏或粘土膏中的水；混合砂浆中的用水量，不包括石灰膏或粘土膏中的水； 当采用细砂或粗砂时，用水量分别取上限或下限；当采用细砂或粗砂时，用水量分别取上限或下限； 稠度小于稠度小于70mm70mm时，用水量可小于下限；时，用水量可小于下限； 施工现场气候炎热或干燥季节，可酌量增加用水量。施工现场气候炎热或干燥季节，可酌量增加用水量。( () ) 配合比的试配、调整与确定配合比的试配、调整与确定 试配时至少应采用三个不同的配合比，其中试配时至少应采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水泥用量一个为基准配合比，另外两个配合比的水泥用量按基准配合比分别增加及减少按基准配合比分别增加及减少1010，在保证稠度、，在保证稠度、分层度合格的条件下，可将用水量或掺加料用量分层度合格的条件下，可将用水量或掺加料用量作相应调整。作相应调整。 对三个不同的配合比，经调整后，应按有关对三个不同的配合比，经调整后，应按有关标准的规定成型试件，测定砂浆强度等级，并选标准的规定成型试件，测定砂浆强度等级，并选定符合强度要求的且水泥用量较少的砂浆配合比。定符合强度要求的且水泥用量较少的砂浆配合比。 5.6.3 5.6.3 抹面砂浆抹面砂浆 也称抹灰砂浆，用以涂抹在建筑物或建筑构也称抹灰砂浆，用以涂抹在建筑物或建筑构件的表面，兼有保护基层、满足使用要求和增加件的表面，兼有保护基层、满足使用要求和增加美观的作用。美观的作用。 5.6.4 5.6.4 装饰砂浆装饰砂浆指用作建筑物饰面的砂浆。它是在抹面的同指用作建筑物饰面的砂浆。它是在抹面的同时，经各种加工处理而获得特殊的饰面形式，以时，经各种加工处理而获得特殊的饰面形式，以满足审美需要的一种表面装饰。满足审美需要的一种表面装饰。特种砂浆特种砂浆 1.1.防水砂浆防水砂浆 2. 2.绝热砂浆绝热砂浆 3. 3.吸声砂浆吸声砂浆第7章砌体材料要求：1、掌握烧结普通砖的技术要求、检测方法和评定方法；了解砌体材料的发展。2、各种墙用板材的性能和应用。第7章砌体材料砌体材料：在建筑中起承重、维护或分隔作用。常用的有砖砌块、石材和砂浆等。砌体材料用得较多的是墙体材料。目前我国烧结粘土砖仍占有一定的用量。7.1砖砖第7章砌体材料7.1.1 7.1.1 概述概述 1 1、定义、定义 砌筑用的人造小型石材，外形皆为直角六面体，砌筑用的人造小型石材，外形皆为直角六面体， 其长度不超过其长度不超过115mm115mm。 2、分类 （1）按孔洞率v 实心砖：孔洞率小于15%，尺寸为24011553 单位：mm。v 多孔砖：孔洞率不小于15%，孔的尺寸小而数量多v 空心砖：孔洞率不小于15%，孔的尺寸大而数量少第7章砌体材料（2）按制造工艺v烧结砖烧结砖：经焙烧而制成的砖。经焙烧而制成的砖。v蒸养砖蒸养砖：经常压蒸汽养护硬化而成的砖。经常压蒸汽养护硬化而成的砖。v蒸压砖蒸压砖：经高压蒸汽养护硬化而成的砖。：经高压蒸汽养护硬化而成的砖。v免烧砖免烧砖：以自然养护而成，如非烧结粘土砖。：以自然养护而成，如非烧结粘土砖。第7章砌体材料7.1.2 烧结普通砖 1.概述 （1）定义 以粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料，经焙烧而成的普通实心砖。 （2）种类 粘土砖(N)、页岩砖(Y)、煤矸石砖(M)、粉煤灰砖(F)。 （3）质量等级 三个等级：优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）。 第7章砌体材料（1 1）尺寸偏差：）尺寸偏差：标准尺寸为标准尺寸为240mm115mm53mm240mm115mm53mm。 （2 2）外观质量：）外观质量：两条面高度差、弯曲、杂质凸出高两条面高度差、弯曲、杂质凸出高 度、缺棱掉角、裂纹长度、完整面和颜色等。度、缺棱掉角、裂纹长度、完整面和颜色等。第7章砌体材料2 2、技术要求、技术要求（3 3）强度等级）强度等级 烧结普通砖是通过取烧结普通砖是通过取1010块砖试样进行抗击强度试验，块砖试样进行抗击强度试验，根据抗击强度值平均值和强度标准值来划分。根据抗击强度值平均值和强度标准值来划分。 S10 S10块砖试样的抗压强度标准差块砖试样的抗压强度标准差,MPa ,MPa 第7章砌体材料1 1）计算参数）计算参数 为为1010块砖试样的平均值，块砖试样的平均值，MPaMPa。 fi fi单块砖的抗压强度值，单块砖的抗压强度值，MPaMPa。 f fk k烧结普通砖的抗压强度标准值，烧结普通砖的抗压强度标准值，MPaMPa 变异系数变异系数0.210.21，评定方法：，评定方法：抗压强度值平均值和强度标准值抗压强度值平均值和强度标准值0.210.21，评定方法：，评定方法：抗压强度值平均值和单个测定最小值值抗压强度值平均值和单个测定最小值值 2 2）强度等级评定）强度等级评定（4 4）泛霜）泛霜 原原料料中中含含有有硫硫、镁镁、等等可可溶溶性性盐盐，在在砖砖适适用用中中，盐盐类类会会随随砖砖内内水水分分蒸蒸发发而而在在砖砖表表面面产产生生盐盐析析，一般为白色粉末。一般为白色粉末。 常常见见在在砖砖表表面面形形成成絮絮团团状状斑斑点点，严严重重的的会会起起粉粉、掉角或脱皮。掉角或脱皮。第7章砌体材料（5 5）石灰爆裂）石灰爆裂 原原料料中中有有石石灰灰石石，烧烧成成过过程程中中生生石石灰灰留留在在砖砖内内，生生碳碳在在砖砖内内吸吸收收外外界界的的水水分分，消消化化并并产产生生体体积积膨膨胀胀，称为石灰爆裂。称为石灰爆裂。 （6 6）抗风化性能）抗风化性能 表征耐久性：根据其地区风化程度而定，常以表征耐久性：根据其地区风化程度而定，常以 抗冻性、吸水率及饱和系数等指标判别。抗冻性、吸水率及饱和系数等指标判别。第7章砌体材料3 3、应用、应用：墙体材料。：墙体材料。4 4、注意、注意：砖的吸水率大，应预先润湿。：砖的吸水率大，应预先润湿。第7章砌体材料7.1.3 蒸压灰砂砖 硅酸盐制品，规格尺寸与普通砖相同。 是用石灰和天然砂，经搅拌、陈化、松碾、加压成型蒸养而制成的墙体材料。第7章砌体材料7.2 砌块 砌块是用于砌筑工程的人造块材，砌块与砖的主要区别是，砌块的长度大于365或宽度大于240或高度大于115。 工程中常用的砌块有：水泥混凝土砌块、轻集料混凝土砌块、炉渣砌块、粉煤灰砌块及其它硅酸盐砌块、水泥混凝土铺地砖等。 第7章砌体材料工程中常用的混凝土空心砌块尺寸一般为390mm190mm190mm、 290mm190mm190mm和190mm190mm190mm,孔洞率一般为3560.强度等级分别为3.5、5.0、7.5、10、15.0和 20.0六个等级。按其尺寸偏差和外观质量分三个等级：优等品()、一等品()、合格品()。混凝土砌块使用前，应首先检验外观质量和尺寸偏差，合格后再检验。 其抗压强度及相对含水率。必要时检验其抗渗性和抗冻性。其中相对含水率是指砌块的实际含水率与其最大吸水率之比。当混凝土砌块使用轻集料时，空心砌块的重量大为减轻，按其表观密度（含孔洞）有5001000 kg3不等。常用的轻集科有陶粒、煤渣、自 燃煤矸石和膨胀珍珠岩等。 1. 1. 混凝土空心砌块混凝土空心砌块工艺：蒸压加气混凝土砌块是用钙质材料（如水泥、石灰）和硅质材料 （如砂子、粉煤灰、矿渣）的配料中加入铝粉作加气剂，经加水搅 拌、浇注成型、发气膨胀、预养切割，再经高压蒸汽养护而成的 多孔硅酸盐砌块。关键材料：发气剂又称加气剂，是制造加气混凝土的关键材料。发气剂 大多选用脱脂铝粉。掺入浆料中的铝粉，在碱性条件下产生化学反应： n 特点：特点：铝粉极细，产生的氢气形成许多小气泡，保留在很快凝固的混凝铝粉极细，产生的氢气形成许多小气泡，保留在很快凝固的混凝 土中。这些大量的均匀分布的小气泡，使加气混凝土砌块具有许土中。这些大量的均匀分布的小气泡，使加气混凝土砌块具有许 多优良特性。多优良特性。 2. 2. 蒸压加气混凝土砌块蒸压加气混凝土砌块7.3墙用板材随着建筑结构体系的改革和大开间多功能框架结随着建筑结构体系的改革和大开间多功能框架结构的发展，各种轻质和复合墙用板材也蓬勃兴起构的发展，各种轻质和复合墙用板材也蓬勃兴起以板材为围护墙体的建筑体系，具有质轻、节能、以板材为围护墙体的建筑体系，具有质轻、节能、施工方便快捷、使用面积大、开间布置灵活等特点，施工方便快捷、使用面积大、开间布置灵活等特点，因此，具有良好的发展前景。因此，具有良好的发展前景。 我我国国目目前前可可用用于于墙墙体体的的板板材材品品种种很很多多，有有承承重重用用的预制混凝土大板；质量较轻的石膏板和的预制混凝土大板；质量较轻的石膏板和 加气硅酸盐板；各种植物纤维板及轻质多功能复合加气硅酸盐板；各种植物纤维板及轻质多功能复合板材等。本节仅介绍几种有代表性的板材。板材等。本节仅介绍几种有代表性的板材。 7.3.1水泥类墙用板材 水泥类墙用板材具有较好的力学性能和耐久性，水泥类墙用板材具有较好的力学性能和耐久性，生产技术成熟，产品质量可靠。可用于承重墙、外生产技术成熟，产品质量可靠。可用于承重墙、外墙和复合墙板的外层面。其主要缺点是表观密度大，墙和复合墙板的外层面。其主要缺点是表观密度大，抗拉强度低抗拉强度低( (大板在起吊过程中易受损大板在起吊过程中易受损) )。生产中可。生产中可制作预应力空心板材，以减轻自重和改善隔音隔热制作预应力空心板材，以减轻自重和改善隔音隔热性能，也可制作以纤维等增强的薄型板材，还可在性能，也可制作以纤维等增强的薄型板材，还可在水泥类板材上制作成具有装饰效果的表面层水泥类板材上制作成具有装饰效果的表面层( (如花纹如花纹线条装饰、露骨料装饰、着色装饰等线条装饰、露骨料装饰、着色装饰等) )。 1、预应力混凝土空心板使用时可按要求配以保温层、外饰面层和防水层等。该类板的长度为10001900mm，宽度为6001200mm，总厚度为200480mm可用于承重或非承重外墙板、内墙板、楼板、屋面板和阳台板等。2、玻璃纤增强水泥(GRC)空心轻质墙板该空心板是以低碱水泥为胶结料，抗碱玻璃纤维或其网格布为增强材料，膨胀珍珠岩为骨料(也可用炉渣，粉煤灰等)，并配以发泡剂和防水剂等，经配料、搅拌、浇注、振动成型，脱水、养护而成。长度为 3000mm， 宽 度 为 600mm， 厚 度 为60mm、90mm、120mm。GRC空心轻质墙板的优点；质轻(60mm厚的板35kgm2)、强度高(抗折荷载，60mm厚的板大于1400N；120mm厚的板大于2500N)、隔热导热系数0.2W(mK)、隔声隔声指数(30一45)dB、不燃(耐火极限133h)，加工方便等。可用于工业和民用建筑的内隔墙及复合墙体的外墙面3.纤维增强水泥平板(TK板)该板是以低碱水泥、耐碱玻璃纤维为主要原料，加水混合成浆，经圆网机抄取制坯、压制、蒸养而成的薄型平板。其长度为12003000mm，宽度为800900mm，厚度为4mm、5mm、6mm和8mm。TK板的表面密度为1750kgm3，抗折强度可达15MPa，抗冲击强度0.25cm2。其质量轻，强度高、防火，不易变形、可加工性好，适用于各类建筑物的复合外墙和内墙。特别是高层建筑有防火、防潮的隔墙。4、水泥木丝板该板是以木材下脚料经机械刨切成均匀木丝，加人水泥、水玻璃等经成型、冷压、养护、干燥而成的薄型建筑平板。它具有自重轻、强度高、防火、防水、防蛀、保温、隔音等性能。可进行锯、钻、钉、装饰等加工主要用于建筑物的内外墙板、天花板、壁橱板等5、水泥刨花板该板以水泥和木材加工的下脚料刨花为主要原料，加入适量水和化学助剂，经搅拌、成型、加压、养护而成表现密度为10001400kgm3。其性能和用途同水泥木丝板。其它水泥奥板材除上述水泥类墙板外，还有钢丝网水泥板(GBT16309)，水泥木屑板(JCT411)纤维增强硅酸钙板(JCT564)，玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板(JC666)，维纶纤维增强水泥平板(JcT671)等。它们均可用于墙体或复合墙板的组合板材。7.3.2石膏类墙用板材石膏制品有许多优点，详见本书41节。石膏类板材在轻质墙体材料中占有很大比例，i要有纸面石膏扳、无面纸的石膏纤维板、石膏空心板和石膏刨花板等1、纸面石膏板 该该板板材材是是以以石石膏膏芯芯材材及及与与其其牢牢固固结结合合在在一一起起的的护护面面纸纸组组成成，分分普普通通型型、耐耐水水型型和和耐耐火火型型三三种种。以以建建筑筑石石膏膏及及适适量量纤纤维维类类增增强强材材料料和和外外加加剂剂为为心心材材，与与具具有有一一定定强强度度的的护护面面纸纸组组成成的的石石膏膏扳扳为为普普通通纸纸面面石石膏膏板板；若若在在心心材材配配料料中中加加入入防防水水、防防潮潮外外加加剂剂，井井用用耐耐水水扩扩面面纸纸，即即可可制制成成耐耐水水纸纸面面石石膏膏板板，若若在在配配料料中中加加入入无无机机耐耐火火纤纤维维和和阻嬲剂等，即可制成耐火纸面石膏板。阻嬲剂等，即可制成耐火纸面石膏板。 纸面石膏板常用规格为；纸面石膏板常用规格为； 长长度度：1800mm1800mm、2100mm2100mm、2400nun2400nun、2709mm2709mm。3000mm3000mm、3$OOmm3$OOmm和和3600mm3600mm 宽度：宽度：900mm900mm和和1200mm1200mm。 厚度：普通纸面石膏板为厚度：普通纸面石膏板为9mm9mm、12mm12mm、15mm15mm和和18mm18mm耐水纸面石膏板为耐水纸面石膏板为9mm9mm、12mm12mm和和15mm15mm 耐耐火火纸纸面面石石膏膏板板为为9mm9mm、12mm12mm、15mm15mm、18mm18mm、21mm21mm和和25mm25mm。 纸纸 面面 石石 膏膏 板板 的的 质质 量量 要要 求求 和和 性性 能能 指指 标标 应应 满满 足足 标标 准准 GB9775GB9775、GB11978GB11978和和GB11979GB11979的的要要求求，耐耐水水纸纸面面石石膏膏扳扳的的耐耐水水性性指指标标应应符符合合表表7 72424中中规规定定；耐耐火火纸纸面面石石膏膏板板遇遇火火稳稳定定时时间间应应不不小小于于表表中中的规定的规定纸面石膏板的表观密度为800950kgm，导热系数低约o20W(mK)，隔声系数为2550dB，杭折荷载为400800N，表面平整、尺寸稳定。具有自重轻、保温隔热、隔声、防火、抗震，可调节室内湿度，加工性好，施工简便等优点。但用纸量较大，成本较高普通纸面石膏板可作为室内隔墙板、复合外墙板的内壁板。天花板等。耐水型板可用于相对湿度较大(75)的环境，如厕所、盥洗室等。耐火型纸面石膏板主要用于对防火要求较高的房屋建筑中2、石膏纤维板该板材是以纤维增强石膏为基材的无面纸石膏板。用无机纤维或有机纤维与建筑石膏、缓凝剂等经打浆、铺装、脱水、成型、烘干而制成。可节省护面纸，具有质轻、高强、耐火、隔声、韧性高的性能，可加工性好。其尺寸规格和用途与纸面石膏板相同。3、石膏空心板该板外形与生产方式类似于水泥混凝土空心板。它是以熟石膏为胶凝材料，适量加入各种轻质骨料(如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等)和改性材料(如矿渣、粉煤灰、石灰、外加剂等，经搅拌、振动成型、抽芯棋、千燥而成。其长度为25003000mm，宽度为500600mm，厚度为6090mm。该板生产时不用纸，不用胶，安装墙体时不用龙骨，设备筒单，较易投产。石膏空心板的表观密度为600900kgmI，抗折强度为23MPa，导热系数约为o22W(mK)，隔声指数大于30dB，耐火极限为1225h。具有质轻、比强度高、隔热、隔声、防火、可加工性好等优点，且安装方便。适用于各类建筑的非承重内隔墙，但若用于相对湿度大于7湖的环境中，则板材表面应作防水等相应处理4、石膏刨花板该板材是以熟石膏为胶凝材料，木质刨花为增强材料，溱加所需的辅助材料，经配合、搅拌、铺装、压制而成。具有上述石膏板材的优点，适用于非承重内隔墙和作装饰板材的基材板。随着农业的发展，农作物的废弃物(如稻草、麦秸、五米秆、甘蔗渣等)随之增多，污染环境但各种废弃物如经适当处理，则可制成各种板材。早在1930年，瑞典人就用25kg稻草生产板材代替250块粘土砖使用，因而节省了大量农田。中国是农业大国，农作物资源丰富，该类产品应该得到发展和推广7.3.3复合墙板以单一材料制成的板材，常因材料本身的局限性而使其应用受到限制。如质量较轻、隔热、隔声效果较好的石膏板，加气混凝土板、稻草板等，因其耐水性差或强度较低，通常只能用于非承重的内隔墙。而水泥混凝土类板材虽有足够的强度和耐久性，但其自重大，隔声保温性能差为克服上述缺点，常用不同材料组合成多功能的复合墙体以满足需要。常用的复合墙板主要由承受(或传递)外力的结构层(多为普通混凝土或金属板)和保温层(矿棉、泡沫塑料、加气混凝土等)及面层(各类具有可装饰性的轻质薄板)组成，如图77所示。其优点是承重材料和轻质保温材料的功能都得到合理利用，实现物尽其材，开拓材料来源1、混凝土夹心板混凝土夹心板以20一30mm厚的钢筋混凝土作内外表面层，中间填以矿渣毡或岩棉毡、泡沫混凝等严温材料，夹层厚度视热I计算而定。内外N层面板m钢筋件连结用于内外墙2、泰柏墙板泰柏板是以直径为206mm+O03mm，屈服强度为390490MPa的钢丝焊接成的三维钢丝网骨架与高热阻自熄性覆苯乙烯泡沫塑料组成的芯材板，两面喷(抹)涂水泥砂浆而成，如图78所示。泰柏板的标准尺寸为L22mX244m3m，标准厚度为lOOmm，平均自重为90kgm，热阻为0.64(m2K)W(其热损失比一砖半的砖墙小50)由于所用钢丝网骨架构造及夹心层材料、厚度的差别等，该类板材有多种名称，如GY板(夹芯为岩棉毡)、三维板、3D板、钢丝网节能板等，但它们的性能和基本结构相似。该类板轻质高强，隔热隔声，防火、防潮、防震，耐久性好，易加工，施工方便。适用于自承重外墙、内隔墙、屋面板、3m跨内的楼板等。3、轻型夹心板该类板是用轻质高强的薄板为外层，中间以轻质的保温隔热材料为芯材组成的复合板。用于外靖面的外层薄板有不锈钢板、彩色镀锌钢板、铝合金板、纤维增强水泥薄板等。芯材有岩棉毡、玻璃棉毡、阻燃型发泡聚苯乙烯、发泡聚氨酯等用于内侧的外层薄板可根据需要选用石膏类板、植物纤维类板，塑料类板材等。该类复合墙板的性能和适用范围与泰柏板基本相同。第第9 9章章 建筑塑料、建筑塑料、 胶粘剂胶粘剂 主要内容简述高分子聚合物及塑料等基本知识，井介绍塑料、胶粘剂两种常用的新型高聚物建筑材料。重点掌握它们的基本组成、品种、性能、特点及其在建筑工程中的应用。建筑塑料、涂料、胶粘剂均属有机高分子材料，它们由高分子化合物(又称聚合物)所组成。这类材料有天然的(如淀粉、纤维素、蛋白质等)和人工合成的(合成树脂、合成纤维、合成橡胶等)两大类。用作建筑材料的高分子聚合物主要是合成树脂，其次是合成橡胶与合成纤维，在此基础上衍生出了塑料、涂料及胶粘剂等材料。合成树脂是由于在聚合过程中所得产物酷似天然树木所分泌出的脂质(如松香)而得名。9.19.1高分子化合物高分子化合物 1、高分子化合物的概念高分子化合物的概念 高高分分子子化化合合物物，又又称称高高分分子子聚聚合合物物，简简称称高高聚聚物物。是是由由许许多多低低分分子子化化合合物物作作为为组组成成单单元元，多多次次相相互互重重复复连连接接聚合而成的物质聚合而成的物质。如如：聚聚乙乙烯烯结结构构为为：CH2CH2CH2CH2缩缩写写CH2CH2n乙乙烯烯称称为为：单单体体；最最小小重重复复结结构构单单元元，CH2CH2称为：链节；称为：链节；n称为：聚合度。称为：聚合度。特点：分子量很大，化学组成比较简单。特点：分子量很大，化学组成比较简单。2 2、 合成高分子材料的分子特征合成高分子材料的分子特征1.分类分类按链节在空间排列的几何形状分线型聚合物：有长链、支链 体型聚合物 线型无支链线型无支链结构聚合物：结构聚合物：聚苯乙烯聚苯乙烯(PS)(PS)、密度聚乙烯密度聚乙烯(HDPE)(HDPE)、聚醋纤维素分子。、聚醋纤维素分子。线型带支链线型带支链结构聚合物：低密度聚乙烯结构聚合物：低密度聚乙烯(LDPE)(LDPE)、聚醋酸乙聚醋酸乙烯(PVAC)(PVAC)等。等。 特点：特点：在一定溶在一定溶剂中可溶解、中可溶解、软化、甚至熔化化、甚至熔化 线型大分子型大分子间相互交相互交联成网状三成网状三维结构，有酚构，有酚醛树脂脂(PF)(PF)、不、不饱和聚醋和聚醋(UP)(UP)、环氧氧树脂脂(EP)(EP)、脲醛树脂脂(UF)(UF)等。等。 特点：特点：成型后再加成型后再加热，不，不软化，也不能流化，也不能流动 2.合成高分子材料的性能特点合成高分子材料的性能特点性能优点：性能优点：(1)优良的加工性能 (2)质轻 (3)导热系数小 (4)化学稳定性较好 (5)电绝缘性好。(6)功能的可设计性强(7)出色的装饰性能 性能缺点：性能缺点：(1)易老化 (2)可燃性及毒性 (3)耐热性差 9.2建筑塑料9.2 9.2 建筑塑料建筑塑料1.1.建筑塑料的基本组成建筑塑料的基本组成(1)(1)合成树脂合成树脂 (2) (2)添加剂添加剂目的：目的：为了改善塑料的某些性能。不同塑料所加为了改善塑料的某些性能。不同塑料所加入的添加剂不同，常用的添加剂类型有：入的添加剂不同，常用的添加剂类型有： 填料填料 增塑剂增塑剂 其他添加剂其他添加剂2.2.建筑塑料的分类及主要性能建筑塑料的分类及主要性能建建筑筑上上常常用用的的塑塑料料可可分分为为热热塑塑性性塑塑料料和和热热固固性性塑料，其主要性能见表塑料，其主要性能见表9-19-1。建筑上常用塑料的性能建筑上常用塑料的性能 性能热塑性塑料热固性塑料聚氯乙烯(硬)聚氯乙烯(软)聚乙烯聚苯乙烯聚丙烯酚醛有机硅密度/(gcm-3)1.351.451.31.70.921.041.07.900.911.251.361.652.00拉伸强度Pa35657251113356330634956伸长率/%204020040020055011.32001.O1.5抗压强度/MPa5590712.580110395670210110170抗弯强度Pa70110551104256851054854弹性模量/GPa130250线膨胀系数10/518.516186810.811.256.O55.8耐热/507065801006595100120120300耐溶剂性溶于环己酮溶于环己酮室温下无溶剂溶于芳香族溶剂室温下无溶剂不溶于任何溶剂溶于芳香族溶剂3.3.塑料制品塑料制品(1)(1)塑料型材塑料型材 1 1）塑料地板塑料地板 为了保护人民的身体健康，国家制订的为了保护人民的身体健康，国家制订的GB18586-2001GB18586-2001室内装饰装修材料聚氯乙烯室内装饰装修材料聚氯乙烯卷材地板中有害物质限量中除规定禁止使卷材地板中有害物质限量中除规定禁止使用铅盐做稳定剂外，在标准限量指标上也着用铅盐做稳定剂外，在标准限量指标上也着重控制氯乙烯单体、铅、镉含量和有机化合重控制氯乙烯单体、铅、镉含量和有机化合物挥发总量，具体指标见表物挥发总量，具体指标见表9-29-2。 聚乙聚乙烯卷材地板中有害物卷材地板中有害物质限量限量值 发泡类卷材地板非发泡类卷材地板挥发物限量（gm-2）玻璃纤维基材其他基材玻璃纤维基材其他基材75354010氯乙烯单体（mgkg-1）5可溶性铅 （mgkg-1）20可溶性镉 （mgkg-1）20(1)(1)塑料型材塑料型材 1 1）塑料地板塑料地板 2 2）塑料门窗）塑料门窗3 3）塑料墙纸）塑料墙纸 4 4）玻璃玻璃钢建筑制品建筑制品 (2)(2)塑料管材塑料管材1 1）硬质聚氯乙烯硬质聚氯乙烯(UPVC)(UPVC)塑料管塑料管2 2）聚乙烯）聚乙烯(PE)(PE)塑料管塑料管3 3）聚丙烯）聚丙烯(PP)(PP)塑料管和塑料管和PPRPPR塑料管塑料管4 4）其他塑料管）其他塑料管 ABS ABS塑料管塑料管 聚了烯聚了烯( (PB)PB)塑料管塑料管 玻璃钢玻璃钢(GRP)(GRP)管管 复合塑料管复合塑料管 9.3 9.3 胶粘剂胶粘剂1.1.胶粘剂的基本要求胶粘剂的基本要求胶粘剂是能将各种材料紧密地粘结在一起的物质的总称。胶粘剂是能将各种材料紧密地粘结在一起的物质的总称。对对胶胶粘粘剂剂的的基基本本要要求求：适适宜宜的的粘粘度度和和流流动动性性；具具有有良良好好的的漫漫润润性性，能能很很好好的的浸浸润润被被粘粘结结材材料料的的表表面面；在在一一定定的的温温度度、压压力力、时时间间等等条条件件下下，可可通通过过物物理理和和化化学学作作用用固固化化，并并可可调调节节其其固固化化速速度度；具具有有足足够够的的粘粘结结强强度度和较好的其他性能；必须对人体无害。和较好的其他性能；必须对人体无害。GB185832001GB185832001室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限室内装饰装修材料胶粘剂中有害物质限量的强制性国家标准。胶粘剂中有害物质限量见表量的强制性国家标准。胶粘剂中有害物质限量见表9-39-3和表和表9-4 9-4 。 溶溶剂型胶粘型胶粘剂中有害物中有害物质限量限量值 项 目指 标橡胶类胶粘剂聚氨酯类胶粘剂其他胶粘剂游离甲醛（gkg-1）0.5苯（gkg-1）0.5甲苯+二甲苯（gkg-1）200甲苯二异氰酸酯（gL-1）10总挥发性有机物（gL-1）750注：注：注：注：苯不能作苯不能作苯不能作苯不能作为为溶溶溶溶剂剂使用，作使用，作使用，作使用，作为杂质为杂质其最高含量不得大于表其最高含量不得大于表其最高含量不得大于表其最高含量不得大于表9-39-39-39-3的的的的规规定定定定 水基型胶粘水基型胶粘剂中有害物中有害物质限量限量值 注：注：注：注：苯不能作苯不能作苯不能作苯不能作为为溶溶溶溶剂剂使用，作使用，作使用，作使用，作为杂质为杂质其最高含量不得大于表其最高含量不得大于表其最高含量不得大于表其最高含量不得大于表8-38-38-38-3的的的的规规定定定定 项目指标缩甲醒类胶粘剂聚乙酸乙烯类胶粘剂橡胶类胶粘剂聚氨酯类胶粘剂其他胶粘剂游离甲醛（gkg-1）1111苯（gkg-1）0.2甲苯+二甲苯（gkg-1）10总挥发性有机物（gL-1）502.2.胶粘剂胶粘剂的基本组成材料胶粘剂胶粘剂的基本组成材料胶胶粘粘剂剂一一般般都都是是由由多多组组分分物物质质所所组组成成，常常用用胶胶粘粘剂的主要组成成分有：剂的主要组成成分有：（1 1）粘结料粘结料（2 2）固化剂固化剂（3 3）增韧剂增韧剂（4 4）填料填料（5 5）稀释剂稀释剂（6 6）改性剂改性剂3.3.胶粘剂土木工程常用的胶粘剂性能特点及应用胶粘剂土木工程常用的胶粘剂性能特点及应用（1 1）热塑性树脂胶粘剂热塑性树脂胶粘剂（2 2）热固性树脂胶粘剂热固性树脂胶粘剂 1 1）不饱和聚醋树脂胶粘剂不饱和聚醋树脂胶粘剂 2 2）环氧树脂胶粘剂环氧树脂胶粘剂（3 3）合成橡胶胶粘剂合成橡胶胶粘剂 1 1）氯丁橡胶胶粘剂氯丁橡胶胶粘剂 2 2）丁腈橡胶胶粘剂）丁腈橡胶胶粘剂主要内容：主要内容：钢材是重要的工程材料本幸主要讲述建筑工程中常用的两奥钢材，普通碳素结构钢和低合金高强度岵构钢概迷钢的冶炼、加工及分类方法重点掌握建筑钢材的力学性能、工艺性能及现行国家标准或规范对钢材的性舱及技术要求。阐迷钢的化学成分，所合合金元素等对钢材的性能、质量的影响。介绍钢蛄构及钢筋混凝土蛄构采用的主要钢材品种及特点，如何正确地选材，合理地用材，以及钢材的好蚀成固与防护方法第10章建筑钢材第10章建筑钢材建筑钢材是重要的建筑材料。它主要指用于钢结构中各种型材(如角钢、槽钢、工字钢、圆钢等)、钢板、钢管和用于钢筋混凝土结构中的各种钢筋、钢丝等。由于钢材在工厂生产中有较严格的工艺控制，因此质量通常能够得到保证。建筑钢材具有一系列优良的性能它有较高的强度，有良好的塑性和韧性，能承受冲击和振动荷载；可以焊接或铆接，易于加工和装配，所以被广泛地应用于建筑工程中。但钢材也存在易锈蚀及耐火性差的缺点10.1 10.1 钢材的分类钢材的分类 钢材的化学成分钢材的化学成分 生产钢不可避免元素：生产钢不可避免元素：Si、Mn、P、S、N专门加入的合金元素：专门加入的合金元素：Si、Mn、Ti、V、Ni、Nb及稀土元素及稀土元素铁：主要元素铁：主要元素碳：碳：0.02%0.02%2.06% 2.06% 其他元素其他元素10.1.1 10.1.1 分类分类1.1.按化学成分分类按化学成分分类低碳钢：含碳量低碳钢：含碳量0.6%（1）碳素钢）碳素钢（碳钢）（碳钢）（2）合成钢）合成钢专门加入合金元素专门加入合金元素按合金元素含量分按合金元素含量分低合金钢：合金元素总含量低合金钢：合金元素总含量10%2按杂质含量（品质）分类按杂质含量（品质）分类普通钢：含硫量普通钢：含硫量0.050%，含磷量，含磷量0.045%优质钢：含硫量优质钢：含硫量0.035%，含磷量，含磷量0.035%高级优质钢：含硫量高级优质钢：含硫量0.025%，含磷量，含磷量0.025%，牌号后加牌号后加“高高”或或“A”特级优质钢：含硫量特级优质钢：含硫量0.015%，含磷量，含磷量0.015%，后后加加“E”3.3.按冶炼时脱氧程度分按冶炼时脱氧程度分 沸腾钢：脱氧不充分，代号沸腾钢：脱氧不充分，代号“F”镇静钢：脱氧充分，代号镇静钢：脱氧充分，代号“2”半半镇镇静静钢钢：脱脱氧氧程程度度介介于于“F”与与“2”之之间间，代代号号“b”特殊镇静钢：脱氧彻底，代号特殊镇静钢：脱氧彻底，代号“TZ”4按用途分类按用途分类结构钢：建筑结构、机械制造（低、中碳钢）结构钢：建筑结构、机械制造（低、中碳钢）工具钢：各种工具（高碳钢）工具钢：各种工具（高碳钢）特殊钢：不锈钢（具有各种特殊的物理化学性质）特殊钢：不锈钢（具有各种特殊的物理化学性质）1010.1.2 .1.2 钢材中的常存杂质钢材中的常存杂质 硫硫：来自矿石燃料，生成来自矿石燃料，生成FeS，钢材加工时易裂缝，热脆性。，钢材加工时易裂缝，热脆性。磷磷：来自矿石燃料，生成来自矿石燃料，生成Fe3P，脆性很大。，脆性很大。碳碳：炼钢氧化过程中存于缸中，害处大于一处，故归于有害元素。炼钢氧化过程中存于缸中，害处大于一处，故归于有害元素。锰锰：炼钢时脱氧、硫残留钢中，具有很强的脱氧、硫能力，大大改善炼钢时脱氧、硫残留钢中，具有很强的脱氧、硫能力，大大改善钢材加工性能。钢材加工性能。硅硅：脱氧剂，较锰强。脱氧剂，较锰强。两面性：硅很低时，强度增加；硅很高时，其他性能降低。两面性：硅很低时，强度增加；硅很高时，其他性能降低。氧氧：与碳、磷相似。与碳、磷相似。有有害害元元素素10.2 10.2 建筑材料的主要技术性能建筑材料的主要技术性能力学性质：强度、弹性、塑性、耐磨性力学性质：强度、弹性、塑性、耐磨性工艺性质（可加工性）：冷弯、可焊性工艺性质（可加工性）：冷弯、可焊性10.2.1 10.2.1 力学性能力学性能 1.1.抗拉性能抗拉性能是建筑是建筑钢材材最最重要重要的力学的力学性能。性能。 拉伸过程分四个阶段：拉伸过程分四个阶段： OA OA：弹性阶段：弹性阶段 AB AB：屈服阶段：屈服阶段 BC BC：强化阶段：强化阶段 CD CD：颈缩阶段：颈缩阶段拉伸性能指标：主要有拉伸性能指标：主要有屈服点、抗拉强度和伸长率等。屈服点、抗拉强度和伸长率等。 （1）屈服强度（屈服点）屈服强度（屈服点） 上屈服强度：试样首次屈服前的最大应力；上屈服强度：试样首次屈服前的最大应力； 下屈服强度下屈服强度：不计初始瞬时效应时的最小强度，即：不计初始瞬时效应时的最小强度，即屈服点屈服点FsFs 屈屈服服阶阶段段最最小小应应力力( (首首次次回回针针所所对对应应的的力力),N),N；AoAo 钢材的截面积，钢材的截面积，mmmm2 2。 注意：注意：有些钢材无明显屈服点（合金钢、高碳钢等硬钢），有些钢材无明显屈服点（合金钢、高碳钢等硬钢）， 应采用产生残余变形为应采用产生残余变形为0.2%0.2%原标距长度时的应力原标距长度时的应力 作为屈服点（称条件屈服点）作为屈服点（称条件屈服点）, ,记为记为0.20.2或者或者P0.2P0.2。 （2 2）抗拉强度：）抗拉强度：钢材所能承受的最大强度。钢材所能承受的最大强度。F Fb b为最大应力，为最大应力，N N。相反，值越小，可靠性越低，安全性越低。相反，值越小，可靠性越低，安全性越低。因此，因此，强屈比一般不低于强屈比一般不低于1.21.2，抗震结构一般不低于，抗震结构一般不低于1.251.25。可靠性参数可靠性参数 值得注意：值得注意：强屈比的概念强屈比的概念值值越大可靠性越高，安全性越高，越大可靠性越高，安全性越高，但利用率降低，浪费增大。但利用率降低，浪费增大。（3 3）伸长率：）伸长率：塑性指标塑性指标 。意义：意义： 值值越大，塑性增强，可避免结构过早破坏；加工性越大，塑性增强，可避免结构过早破坏；加工性 增强，增强， 安全性增强。安全性增强。 值有两种：值有两种： 5 5表示表示l l0 0=5d=5d0 0，d d0 0钢材直径；钢材直径； 1010ll0 0=10d=10d0 0。l lo o试件原始标距长度，试件原始标距长度，mm mm ；l l1 1试件拉断后测定出伸长后标距部分的长度，试件拉断后测定出伸长后标距部分的长度，mmmm。 （4 4）断面收缩率：）断面收缩率：塑性指标。塑性指标。 A AO O试样拉断后颈缩处的截面积，试样拉断后颈缩处的截面积，mm2； A A1 1表示钢材的原始截面积，表示钢材的原始截面积，mm2。伸长率和断面收缩率均表示钢材断裂前经受塑性变形的能力。伸长率和断面收缩率均表示钢材断裂前经受塑性变形的能力。2.2.冲击韧性冲击韧性 指钢材抵抗冲击荷载的能力。指钢材抵抗冲击荷载的能力。 试验方法：试验方法：标准试件的弯曲冲击韧性试验。标准试件的弯曲冲击韧性试验。 指标：指标：试件缺口处单位截面积上所消耗的功试件缺口处单位截面积上所消耗的功, ,计作计作a ak,k,J/cmJ/cm2 2。 a ak k值愈大，钢材的冲击韧性愈好。值愈大，钢材的冲击韧性愈好。 3.3.耐疲劳性耐疲劳性疲劳破坏疲劳破坏：交变荷载反复作用，：交变荷载反复作用，钢材在应力低于屈服强度时钢材在应力低于屈服强度时, ,突突然发出脆性断裂的现象。然发出脆性断裂的现象。 危害极大危害极大冲击韧性试验原理图冲击韧性试验原理图第10章建筑钢材1010.2.2 .2.2 工艺性能工艺性能 冷弯性能：常温下钢材承受弯曲变形的能力。冷弯性能：常温下钢材承受弯曲变形的能力。 焊接性能：钢结构中焊接性能：钢结构中90%90%以上为焊接结构以上为焊接结构, ,焊接性非常重要。焊接性非常重要。 （1 1）冷弯性能）冷弯性能冷弯性能试验：冷弯性能试验：试件被弯曲的角度（试件被弯曲的角度（9090、180180）。）。 冷弯试验意义：冷弯试验意义：能反映试件弯曲处的塑性变形，能揭示钢材是否存在能反映试件弯曲处的塑性变形，能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。 冷弯试验也能对钢材的焊接质量进行严格的检验，能揭示焊件受弯表冷弯试验也能对钢材的焊接质量进行严格的检验，能揭示焊件受弯表面是否存在未熔合，裂缝及夹杂物等缺陷。面是否存在未熔合，裂缝及夹杂物等缺陷。判定标准：判定标准：若试件弯曲处的若试件弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起层，外表面无裂断、裂缝或起层，认为冷弯性能合格。认为冷弯性能合格。（2 2）焊接性能）焊接性能q焊接方式：搭接、对接焊接方式：搭接、对接q焊接要求：焊接要求：焊接处（焊缝及其附近过热区）不产生焊接处（焊缝及其附近过热区）不产生q裂缝及硬脆倾向。裂缝及硬脆倾向。q焊接处与母材一致，即拉伸试验，强度焊接处与母材一致，即拉伸试验，强度q不低于原钢材强度。不低于原钢材强度。q 影响因素：影响因素：碳、合金元素等杂质元素越多，可焊性越小。碳、合金元素等杂质元素越多，可焊性越小。10.3 10.3 钢材的强化与加工钢材的强化与加工 10.3.1 10.3.1 冷加工冷加工 指钢材在常温下进行的加工。指钢材在常温下进行的加工。 常见的冷加工方式：常见的冷加工方式：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕等。冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕等。 特点：特点：钢材经冷加工产生塑性变形，从而提高其屈服强度，钢材经冷加工产生塑性变形，从而提高其屈服强度， 这一过程称为这一过程称为冷加工强化处理冷加工强化处理。 10.3.2 10.3.2 时效处理时效处理 将经过冷拉的钢筋于将经过冷拉的钢筋于常温下存放常温下存放151520d20d，或，或 加热到加热到100100200200并保持一段时间并保持一段时间, ,这个过程称为时效处理。这个过程称为时效处理。自然时效自然时效作用作用: : 钢筋冷拉以后再经过钢筋冷拉以后再经过 时效处理，其屈服点时效处理，其屈服点 进一步提高，塑性继进一步提高，塑性继 续有所降低。续有所降低。 时效过程中应力的消减，时效过程中应力的消减， 弹性模量可基本恢复。弹性模量可基本恢复。人工时效人工时效10.4 10.4 钢材的锈蚀与防护钢材的锈蚀与防护 10.4.1 10.4.1 钢材的锈蚀钢材的锈蚀 钢材表面与其周围介质发生化学反应而遭到的破坏，钢材表面与其周围介质发生化学反应而遭到的破坏，称为钢材的锈蚀。称为钢材的锈蚀。化学锈蚀化学锈蚀电化学锈蚀电化学锈蚀钢材直接与周围介质发生化学反应产生锈蚀，多数是钢材直接与周围介质发生化学反应产生锈蚀，多数是由氧化作用在钢材表面形成疏松氧化物。在干燥环境中反由氧化作用在钢材表面形成疏松氧化物。在干燥环境中反应缓慢，但温度和湿度较高，锈蚀则发展迅速。应缓慢，但温度和湿度较高，锈蚀则发展迅速。钢材本身组成上的原因和杂质的存在，在表面介质钢材本身组成上的原因和杂质的存在，在表面介质的作用下，各成分电极电位的不同，形成微电池，铁元的作用下，各成分电极电位的不同，形成微电池，铁元素失去了电子成为素失去了电子成为FeFe2+2+进入介质溶液，与溶液中的进入介质溶液，与溶液中的OHOH- -离离子结合生成子结合生成FeFe（OHOH）2 2。锈蚀的结果：锈蚀的结果：在钢材表面形成疏松的氧化物，使钢结构断面减小，在钢材表面形成疏松的氧化物，使钢结构断面减小， 降低钢材的性能，因而承载力降低。降低钢材的性能，因而承载力降低。 10.4.2 10.4.2 钢材的防护钢材的防护 三三个个方方面面：从从改改变变钢钢材材本本身身的的易易腐腐蚀蚀性性、隔隔离离环环境境中中的的侵侵蚀蚀性介质或改变钢材表面的电化学过程。性介质或改变钢材表面的电化学过程。（1 1）采用耐候钢（耐大气腐蚀钢）采用耐候钢（耐大气腐蚀钢）（2 2）金属覆盖）金属覆盖 电镀或喷镀的方法覆盖在钢材表面。电镀或喷镀的方法覆盖在钢材表面。（3 3）非金属覆盖）非金属覆盖 在钢材表面用金属材料做为保护膜在钢材表面用金属材料做为保护膜, , 如喷涂涂料、如喷涂涂料、 搪瓷和塑料等。搪瓷和塑料等。（4 4）混凝土用钢筋的防锈）混凝土用钢筋的防锈第10章建筑钢材 10.5 10.5 土木工程常用钢材土木工程常用钢材 2.5.1 2.5.1 钢结构用钢钢结构用钢 2.5.2 2.5.2 混凝土结构用钢混凝土结构用钢第10章建筑钢材 10.5.1 10.5.1 钢结构用钢钢结构用钢 1.1.碳素结构钢碳素结构钢（1 1）碳素结构钢的牌号）碳素结构钢的牌号 表示按顺序：表示按顺序：屈服点字母（屈服点字母（Q Q）、屈服点数值（单位）、屈服点数值（单位MPaMPa）、）、 质量等级（有质量等级（有A A、B B、C C、D 4D 4级，逐级提高）和脱氧方法级，逐级提高）和脱氧方法 （F F：沸腾钢，：沸腾钢，b b：半镇钢，：半镇钢，Z Z：镇静钢，：镇静钢，TZTZ：特殊镇钢。：特殊镇钢。 牌号表示时牌号表示时Z Z、TZTZ可省略）。可省略）。 例如：例如：Q235AF Q235AF 表示屈服点为表示屈服点为235MPa235MPa，A A级沸腾钢。级沸腾钢。 Q235B Q235B 表示屈服点为表示屈服点为235MPa235MPa，B B级镇静钢。级镇静钢。第10章建筑钢材 （2 2）碳素结构钢的选用）碳素结构钢的选用碳素结构钢依牌号增大，含碳量增加，其强度增大，但塑性和韧性降低。碳素结构钢依牌号增大，含碳量增加，其强度增大，但塑性和韧性降低。建筑工程中主要应用建筑工程中主要应用Q235Q235号钢号钢, ,可用于轧制各种型钢、钢板、钢管与钢筋。可用于轧制各种型钢、钢板、钢管与钢筋。 具有较高的强度，良好的塑性、韧性，可焊性及可加工等综合性能好具有较高的强度，良好的塑性、韧性，可焊性及可加工等综合性能好, ,且且 冶炼方便，成本较低，因此广泛用于一般钢结构。其中冶炼方便，成本较低，因此广泛用于一般钢结构。其中C C、D D级可用在重要级可用在重要 的焊接结构。的焊接结构。Q195Q195、Q215Q215号钢材强度较低，但塑性、韧性较好，易于冷加工，可制作号钢材强度较低，但塑性、韧性较好，易于冷加工，可制作 铆钉、钢筋等。铆钉、钢筋等。Q225Q225、Q275Q275号钢材强度高，但塑性、韧性、可焊性差，号钢材强度高，但塑性、韧性、可焊性差， 可用于钢筋混凝土配筋及钢结构中的构件及螺栓等。可用于钢筋混凝土配筋及钢结构中的构件及螺栓等。受动荷载作用结构、焊接结构及低温下工作的结构，不能选用受动荷载作用结构、焊接结构及低温下工作的结构，不能选用A A、B B质量质量 等级钢及沸腾钢。等级钢及沸腾钢。第10章建筑钢材 2.2.低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢 （1 1）低合金高强度钢的牌号）低合金高强度钢的牌号 共有共有5 5个牌号个牌号牌号由三部分表示：牌号由三部分表示：含碳量、合金元素的种类及含量。前两位含碳量、合金元素的种类及含量。前两位数字表示平均含碳量的万分数；其后的元素符合表示按主次加数字表示平均含碳量的万分数；其后的元素符合表示按主次加入的合金元素；合金元素后面如未附数字，表示其平均含量在入的合金元素；合金元素后面如未附数字，表示其平均含量在1.5%1.5%以下；如附有数字以下；如附有数字“2”,“2”,表示其平均含量在表示其平均含量在1.5%1.5%2.5%2.5%之间之间最后如附有最后如附有“b”“b”，表示为半镇静钢，否则为镇静钢。，表示为半镇静钢，否则为镇静钢。例如：例如：16Mn 16Mn 表示平均含碳量为表示平均含碳量为0.16%0.16%， 平均含碳量低于平均含碳量低于1.5%1.5%的镇静钢。的镇静钢。第10章建筑钢材 （2 2）低合金高强度钢的选用）低合金高强度钢的选用低合金高强度结构钢具有轻质高强，耐蚀性、耐低温性好，抗冲击性强，低合金高强度结构钢具有轻质高强，耐蚀性、耐低温性好，抗冲击性强， 使用寿命长等良好的综合性能；具有良好的可焊性及冷加工性，易于加使用寿命长等良好的综合性能；具有良好的可焊性及冷加工性，易于加 工与施工，因此，低合金高强度结构钢可以用作高层及大跨度建筑（如工与施工，因此，低合金高强度结构钢可以用作高层及大跨度建筑（如 大跨度桥梁、大型厅馆、电视塔等）的主体结构材料。大跨度桥梁、大型厅馆、电视塔等）的主体结构材料。 与普通碳素钢相比可节约钢材，具有显著的经济效益。与普通碳素钢相比可节约钢材，具有显著的经济效益。当低合金钢中的铬含量达当低合金钢中的铬含量达11.5%11.5%时，铬就在合金金属的表面形成一层惰性时，铬就在合金金属的表面形成一层惰性 的氧化铬膜，成为不锈钢。的氧化铬膜，成为不锈钢。 不锈钢具有低的导热性，良好的耐蚀性能等优点；缺点是温度变化不锈钢具有低的导热性，良好的耐蚀性能等优点；缺点是温度变化 时膨胀性较大。时膨胀性较大。 不锈钢既可以作为承重构件，又可以作为建筑装饰材料。不锈钢既可以作为承重构件，又可以作为建筑装饰材料。第10章建筑钢材 10.5.2 10.5.2 混凝土结构用钢混凝土结构用钢 1. 1.热轧钢筋热轧钢筋 （1 1）牌号）牌号 热轧钢筋分为热轧钢筋分为R235R235、HRB335HRB335、HRB400HRB400、HRB500HRB500四个牌号。四个牌号。 牌号意义：牌号意义：R R代表热轧光圆钢筋、代表热轧光圆钢筋、HRBHRB代表热轧带肋钢筋，代表热轧带肋钢筋， 其中热轧光圆钢筋由碳素结构钢轧制而成，表面光圆；其中热轧光圆钢筋由碳素结构钢轧制而成，表面光圆； 热轧带肋钢筋由低合金钢轧制而成，外表带肋。热轧带肋钢筋由低合金钢轧制而成，外表带肋。 牌号中的数字：牌号中的数字：表示热轧钢筋的屈服强度。表示热轧钢筋的屈服强度。 第10章建筑钢材 （2 2）热轧钢筋的选用）热轧钢筋的选用光圆钢筋的强度较低，但塑性及焊接性好，便于冷加工，广泛光圆钢筋的强度较低，但塑性及焊接性好，便于冷加工，广泛 用做普通钢筋混凝土。用做普通钢筋混凝土。 HRB325 HRB325，HRB400HRB400带肋钢筋的强度较高，塑性及焊接性也较好，带肋钢筋的强度较高，塑性及焊接性也较好， 广泛用做大、中型钢筋混凝土结构的受力钢筋。广泛用做大、中型钢筋混凝土结构的受力钢筋。 HRB500 HRB500带肋钢筋强度高，但塑性与焊接性较差，适宜作预应带肋钢筋强度高，但塑性与焊接性较差，适宜作预应 力钢筋。力钢筋。第10章建筑钢材 2.2.冷拉热轧钢筋冷拉热轧钢筋 为了提高了提高强强度以度以节约钢筋，工程中常按施工筋，工程中常按施工规程程对 热轧钢筋筋进行冷拉。行冷拉。 冷拉热轧钢筋分为：冷拉热轧钢筋分为：冷拉冷拉级、冷拉级、冷拉级、级、 冷拉冷拉级、冷拉级、冷拉级级第10章建筑钢材（3 3）冷拉热轧钢筋的选用）冷拉热轧钢筋的选用 冷拉冷拉I I级钢筋适用作非预应力受拉钢筋。级钢筋适用作非预应力受拉钢筋。 冷拉冷拉、级钢筋强度较高，可用作预应力混凝土结构级钢筋强度较高，可用作预应力混凝土结构 的预应力筋。的预应力筋。由于冷拉钢筋的塑性、韧性较差，易发生脆断，因此，冷拉由于冷拉钢筋的塑性、韧性较差，易发生脆断，因此，冷拉 钢筋不宜用于负温度、受冲击或重复荷载作用的结构。钢筋不宜用于负温度、受冲击或重复荷载作用的结构。第10章建筑钢材 3.3.冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋冷冷轧带肋肋钢筋是用低碳筋是用低碳钢热轧圆盘条条经冷冷轧或冷拔减径后，在或冷拔减径后，在其表面冷其表面冷轧成三面有肋的成三面有肋的钢筋。筋。冷冷轧带肋肋钢筋代号筋代号为CRCR，按抗拉，按抗拉强强度分度分为三三级：CRB550CRB550、CRB650CRB650、CRB800CRB800、CRB970CRB970、CRB1170CRB1170，其中数，其中数值表示表示钢筋筋应达达 到的最小抗拉到的最小抗拉强强度度值。冷轧带肋钢筋提高了钢筋的握裹力，可广泛用于中、小预应力冷轧带肋钢筋提高了钢筋的握裹力，可广泛用于中、小预应力混凝土结构构件和普通钢筋混凝土结构构件，也可用于焊接钢混凝土结构构件和普通钢筋混凝土结构构件，也可用于焊接钢筋网。筋网。第10章建筑钢材 4.4.冷轧扭钢筋冷轧扭钢筋加工：加工：冷轧扭钢筋由低碳钢热轧圆盘条经专用钢筋冷轧扭机冷轧扭钢筋由低碳钢热轧圆盘条经专用钢筋冷轧扭机 调直、冷轧并冷扭一次成型，具有规定截面形状和节调直、冷轧并冷扭一次成型，具有规定截面形状和节 距的连续螺旋状钢筋。距的连续螺旋状钢筋。分类：分类：按其截面形状不同分为按其截面形状不同分为I I型型( (矩形截面矩形截面) )和和型型( (菱形菱形 截面截面) )两种类型。代号为两种类型。代号为LZNLZN。应用：应用：冷轧扭钢筋可适用于钢筋混凝土构件冷轧扭钢筋可适用于钢筋混凝土构件. . 特点：特点：冷轧扭钢筋与混凝土的握裹力与其螺距大小有直接关冷轧扭钢筋与混凝土的握裹力与其螺距大小有直接关 系。螺距越小系。螺距越小, ,握裹力越大握裹力越大, ,但加工难度也越大但加工难度也越大, ,因此因此, , 应选择适宜的螺距。冷轧扭钢筋在拉伸时无明显屈服应选择适宜的螺距。冷轧扭钢筋在拉伸时无明显屈服 台阶，为安全起见，其台阶，为安全起见，其抗拉设计强度采用抗拉设计强度采用0.80.8b b。第10章建筑钢材 6.6.预应力混凝土用钢丝和钢绞线预应力混凝土用钢丝和钢绞线（1 1）预应力钢丝）预应力钢丝分类：分类：按交货状态分为冷拉钢丝及消除应力钢丝两种；按外形按交货状态分为冷拉钢丝及消除应力钢丝两种；按外形 分为光面钢丝、刻痕钢丝、螺旋钢丝三种；按松驰能力分为光面钢丝、刻痕钢丝、螺旋钢丝三种；按松驰能力 分为分为I I级松驰和级松驰和级松驰两级。级松驰两级。代号：代号：RCDRCD（冷拉钢丝）、（冷拉钢丝）、S S（消除应力钢丝）、（消除应力钢丝）、SISI（消除应力（消除应力 刻痕钢丝）、刻痕钢丝）、SHSH（消除应力螺旋肋钢丝）。（消除应力螺旋肋钢丝）。（2 2）预应力钢绞线）预应力钢绞线分类：分类：按捻制结构分为三类：用两根钢丝捻制的钢绞线（表示按捻制结构分为三类：用两根钢丝捻制的钢绞线（表示 为为1212）、用三根钢丝捻制的钢绞线（表示为）、用三根钢丝捻制的钢绞线（表示为1313）、）、 用七根钢丝捻制的钢绞线（表示为用七根钢丝捻制的钢绞线（表示为1717）。）。 按应力松驰能力分为按应力松驰能力分为I I级松驰和级松驰和级松驰两种。级松驰两种。 5.5.热处理钢筋热处理钢筋加工：加工：热处理理钢筋是用筋是用热轧螺螺纹钢筋筋经淬火和回火的淬火和回火的调质处理理 而成的。代号而成的。代号为RB150RB150。种类：种类：按螺按螺纹外形可分外形可分为有有纵肋和无肋和无纵肋两种。肋两种。牌号：牌号：热处理理钢筋有筋有40SiMn40SiMn、48Si2Mn48Si2Mn和和45Si2Cr45Si2Cr等三个牌号等三个牌号。应用：应用：目前主要用于预应力混凝土轨枕，用以代替高强度钢丝，目前主要用于预应力混凝土轨枕，用以代替高强度钢丝， 配筋根数减少配筋根数减少, ,制作方便制作方便, ,锚固性能好锚固性能好, ,建立预应力稳定。建立预应力稳定。 也用于预应力混凝土板、梁和吊车梁，使用效果良好。也用于预应力混凝土板、梁和吊车梁，使用效果良好。 热处理钢筋系成盘供应（每盘长约热处理钢筋系成盘供应（每盘长约20mm20mm），开盘后能自），开盘后能自 然伸直，不需调直、焊接，故施工简单，并可节约钢材。然伸直，不需调直、焊接，故施工简单，并可节约钢材。第10章建筑钢材（3 3）预应力钢丝和钢绞线的应用）预应力钢丝和钢绞线的应用 主要用于大跨度、大负荷的桥梁、电杆、枕轨、屋架、主要用于大跨度、大负荷的桥梁、电杆、枕轨、屋架、 大跨度吊车梁等，安全可靠，节约钢材，且不需冷拉，焊大跨度吊车梁等，安全可靠，节约钢材，且不需冷拉，焊 接接头等加工，因此，在土木工程中得到广泛应用。接接头等加工，因此，在土木工程中得到广泛应用。建筑材料建筑材料第第1111章章 绝热材料和吸声材料绝热材料和吸声材料 主要内容绝热材料和吸声材料都是建筑功能材料的重要品种，它们对建筑物使用功能的质量有重要作用。绝热材料对建双物的能源消耗有较大影响，本章讲述了材料绝热的基本原理、影响参数，及鲍热材料的主要品种、应用范围，以及使用谊类材料的绝热节能效果有效地泣屑吸声材料，可出吵噪声对人体和环境的危害。本章墒要地介绍了吸声原理，吸声材料的特性、主要品种及*瞩巍围，以便合理选用。11.1 11.1 绝热材料绝热材料在在建建筑筑上上，将将主主要要作作为为保保温温、隔隔热热使使用用的的材材料料通通称称为为绝绝热热材材料料。绝绝热热材材料料通通常常导导热热系系数数（）值值应应不不大大于于0.23W0.23W(mK)(mK)，热热阻阻（）值值应应不不小小于于4.354.35（m m2 2KK）/W/W。此此外外，绝绝热热材材料料尚尚应应满满足足：表表观观密密度度不不大大于于600kg600kgm m3 3，抗抗压压强强度度大大于于0.3MPa0.3MPa，构构造造简简单，施工容易，造价低等。单，施工容易，造价低等。1. 1. 影响材料导热系数的因素影响材料导热系数的因素 影影响响材材料料保保温温性性能能的的主主要要因因素素是是导导热热系系数数的的大大小小，导导热热系系数数愈愈小小，保保温温性性能能愈愈好好。材材料料的导热系数受以下因素影响：的导热系数受以下因素影响：（）材材料料的的性性质质。不不同同的的材材料料其其导导热热系系数数是是不不同同的的，一一般般说说来来，导导热热系系数数值值以以金金属属最最大大，非非金金属属次次之之，液液体体较较小小，而而气气体体更更小小。对对于于同同一一种种材材料料，内内部部结结构构不不同同，导导热热系系数数也也差差别别很很大大。一一般般结结晶晶结结构构的的为为最最大大，微微晶晶体体结结构构的的次次之之，玻玻璃璃体体结结构构的的最最小小。但但对对于于多多孔孔的的绝绝热热材材料料来来说说，由由于于孔孔隙隙率率高高，气气体体（空空气气）对对导导热热系系数数的的影影响响起起着着主主要要作作用用，而而固固体体部部分分的的结结构构无论是晶态或玻璃态对其影响都不大。无论是晶态或玻璃态对其影响都不大。（）表观密度与孔隙特征。由于材料中（）表观密度与孔隙特征。由于材料中固体物质的导热能力比空气要大得多，故固体物质的导热能力比空气要大得多，故表观密度小的材料，因其孔隙率大，导热表观密度小的材料，因其孔隙率大，导热系数就小。系数就小。在孔隙率相同的条件下，孔隙尺寸愈大，在孔隙率相同的条件下，孔隙尺寸愈大，导热系数就愈大；互相连通孔隙比封闭孔导热系数就愈大；互相连通孔隙比封闭孔隙导热性要高。隙导热性要高。对于表观密度很小的材料，特别是纤维状对于表观密度很小的材料，特别是纤维状材料（如超细玻璃纤维），当其表观密度材料（如超细玻璃纤维），当其表观密度低于某一极限值时，导热系数反而会增大，低于某一极限值时，导热系数反而会增大，这是由于孔隙增大且互相连通的孔隙大大这是由于孔隙增大且互相连通的孔隙大大增多，而使对流作用加强的结果。因此这增多，而使对流作用加强的结果。因此这类材料存在一最佳表观密度，即在这个表类材料存在一最佳表观密度，即在这个表观密度时导热系数最小。观密度时导热系数最小。（）湿湿度度。材材料料吸吸湿湿受受潮潮后后，其其导导热热系系数数就就会会增增大大，这这在在多多孔孔材材料料中中最最为为明明显显。这这是是由由于于当当材材料料的的孔孔隙隙中中有有了了水水分分（包包括括水水蒸蒸气气）后后，则则孔孔隙隙中中蒸蒸汽汽的的扩扩散散和和水水分分子子的的热热传传导导将将起起主主要要传传热热作作用用，而而水水的的为为0.580.58（），比比空空气气的的=0.029=0.029（）大大2020倍倍左左右右。如如果果孔孔隙隙中中的的水水结结成成了了冰冰，则则冰冰的的=2.33 =2.33 （），其其结结果果使使材材料料的的导导热热系系数数更更加加增增大大。故故绝绝热材料在应用时必须注意防水避潮。热材料在应用时必须注意防水避潮。（）温温度度。材材料料的的导导热热系系数数随随温温度度的的升升高高而而增增大大，因因为为温温度度升升高高时时，材材料料固固体体分分子子的的热热运运动动增增强强，同同时时材材料料孔孔隙隙中中空空气气的的导导热热和和孔孔壁壁间间的的辐辐射射作作用用也也有有所所增增加加。但但这这种种影影响响，当当温温度度在在5050范范围围内内时时并并不不显显著著，只只有有对处于高温或负温下的材料，才要考虑温度的影响。对处于高温或负温下的材料，才要考虑温度的影响。（）热热流流方方向向。对对于于各各向向异异性性的的材材料料，如如木木材材等等纤纤维维质质的的材材料料，当当热热流流平平行行于于纤纤维维方方向向时时，热热流流受受到到阻阻力力小小，而热流垂直于纤维方向时，受到的阻力就大。而热流垂直于纤维方向时，受到的阻力就大。11.2 11.2 建筑上常用保温材料建筑上常用保温材料1. 1. 纤维状保温隔热材料纤维状保温隔热材料（）石石棉棉及及其其制制品品。石石棉棉是是一一种种天天然然矿矿物物纤纤维维，主主要要化化学学成成分分是是含含水水硅硅酸酸镁镁，具具有有耐耐火火、耐耐热热、耐耐酸酸碱碱、绝绝热热、防防腐腐、隔隔音音及及绝绝缘缘等等特特性性。常常制制成成石石棉棉粉粉、石石棉棉纸纸板板、石石棉棉毡毡等等制制品品，用用于于建建筑筑工工程程的的高高效效能能保保温温及及防防火火覆盖等。覆盖等。（2 2）矿矿棉棉及及其其制制品品。矿矿棉棉一一般般包包括括矿矿渣渣棉棉和和岩岩石石棉棉。矿矿渣渣棉棉所所用用原原料料有有高高炉炉硬硬矿矿渣渣、铜铜矿矿渣渣等等，并并加加一一些些调调节节原原料料（钙钙质质和和硅硅质质原原料料）。岩岩棉棉的的主主要要原原料料为为天天然然岩岩石石（白白云云石石、花花岗岗石石、玄玄武武岩岩等等）。上上述述原原料料经经熔熔融融后后，用喷吹法或离心法制成细纤维。矿棉具有轻质、不燃、用喷吹法或离心法制成细纤维。矿棉具有轻质、不燃、 绝绝热热和和电电绝绝缘缘等等性性能能，且且原原料料来来源源广广，成成本本较较低低。可可制制成成矿矿棉棉板板、矿矿棉棉毡毡及及管管壳壳等等。可可用用作作建建筑筑物物的的墙墙壁壁、屋屋顶顶、天天花花板板等等处处的的保保温温和和吸吸声声材材料料，以以及及热热力力管管道道的的保温材料。保温材料。（）玻玻璃璃棉棉及及其其制制品品。玻玻璃璃棉棉是是用用玻玻璃璃原原料料或或碎碎玻玻璃璃经经熔熔融融后后制制成成纤纤维维状状材材料料，包括短棉和超细棉两种。包括短棉和超细棉两种。（）植植物物纤纤维维复复合合板板。系系以以植植物物纤纤维维为为主主要要材材料料加加入入胶胶结结料料和和填填料料而而制制成成。如如木木丝丝板板是是以以木木材材下下脚脚料料制制成成木木丝丝，加加入入硅硅酸酸钠钠溶溶液液及及普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥混混合合，经经成成型型、冷冷压压、养养护护、干干燥燥而而制制成成。甘甘蔗蔗板板是是以以甘甘蔗蔗渣渣为为原原料料，经经过过蒸蒸制制、加加压压、干干燥燥等等工工序制成的一种轻质、吸声、保温材料。序制成的一种轻质、吸声、保温材料。2. 2. 散粒状保温隔热材料散粒状保温隔热材料（1 1）膨膨胀胀蛭蛭石石及及其其制制品品。蛭蛭石石是是一一种种天天然然矿矿物物，经经8508501000C1000C燃燃烧烧，体体积积急急剧剧膨膨胀胀 ( (可可膨膨胀胀2020倍倍) )而而成成为为松松散散颗颗粒粒，其其堆堆积积密密度度为为8080200kg200kgm m3 3，导导热热系系数数0.0460.0460.07W/ 0.07W/ (mK)(mK)，用用于于填填充充墙墙壁壁、楼楼板板及及平平屋屋顶顶，保保温温效效果果佳佳。可可在在1000100011001100下使用。下使用。 膨膨胀胀蛭蛭石石也也可可与与水水泥泥、水水玻玻璃璃等等胶胶凝凝材材料料配配合合，制制成成砖砖、板板、管管壳壳等等用用于于围围护护结构及管道保温。结构及管道保温。（）膨膨胀胀珍珍珠珠岩岩及及其其制制品品。膨膨胀胀珍珍珠珠岩岩是是由由天天然然珍珍珠珠岩岩、黑黑耀耀岩岩或或松松脂脂岩岩为为原原料料，经经煅煅烧烧体体积积急急剧剧膨膨胀胀（约约2020倍倍）而而得得蜂蜂窝窝状状白白色色或或灰灰白白色色松松散散颗颗料料。堆堆积积密密度度为为4040300kg300kgm m3 3，=0.025=0.0250.048 0.048 ( () )，耐耐热热800 800 CC，为为高高效效能能保保温温保保冷冷填充材料。填充材料。 膨膨胀胀珍珍珠珠岩岩制制品品是是以以膨膨胀胀珍珍珠珠岩岩为为骨骨料料，配配以以适适量量胶胶凝凝材材料料，经经拌拌和和、成成型型、养养护护（或或干干燥燥、或或焙焙烧烧）后后两两制制成成的的板板、砖、管等产品。砖、管等产品。3. 3. 多孔性保温隔热材料多孔性保温隔热材料( () ) 微微孔孔硅硅酸酸钙钙制制品品。微微孔孔硅硅酸酸钙钙制制品品是是用用粉粉状状二二氧氧化化硅硅材材料料（硅硅藻藻土土）、石石灰灰、纤纤维维增增强强材材料料及及水水等等经经搅搅拌拌、成成型型、蒸蒸压压处处理理和和干干燥燥等等工工序序而而制制成成。用用于于围围护护结结构及管道保温。构及管道保温。( () ) 泡泡沫沫玻玻璃璃。它它是是采采用用碎碎玻玻璃璃加加入入发发泡泡剂剂（石石灰灰石石或或碳碳化化钙钙），经经粉粉磨磨、混混合合、装装模模，在在800800下下烧烧成成后后形形成成含含有有大大量量封封闭闭气气泡泡（直直径径0.10.15mm5mm）的的制制品品。它它具具有有导导热热系系数数小小、抗抗压压强强度度和和抗抗冻冻性性高高、耐耐久久性性好好等等特特点点，且且易易于于进进行行锯锯切切、钻钻孔孔等等机机械械加加工，为高级保温材料，也常用于冷藏库隔热。工，为高级保温材料，也常用于冷藏库隔热。( () ) 多孔混凝土和轻骨料混凝土。多孔混凝土和轻骨料混凝土。(4) (4) 泡泡沫沫塑塑料料。泡泡沫沫塑塑料料是是以以合合成成树树脂脂为为基基料料，加加入入一一定定剂剂量量的的发发泡泡剂剂、催催化化剂剂、稳稳定定剂剂等等辅辅助助材材料料经经加加热热发发泡泡而而制制成成的的轻轻质质保保温温、防防震震材材料料。目目前前我我国国生生产产的的有有聚聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯及苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯及 脲醛树脂等泡沫塑料。脲醛树脂等泡沫塑料。4. 4. 其他保温隔热材料其他保温隔热材料（）软软木木板板。软软木木也也叫叫栓栓木木。软软木木板板是是用用栓栓皮皮、栎栎树树皮皮或或黄黄菠菠萝萝树树皮皮为为原原料料，经经破破碎碎后后与与皮皮胶胶溶溶液液拌拌和和，再再加加压压成成型型，在在8080的的干干燥燥室室中中干干燥燥一一昼昼夜夜而而制制成成。软软木木板板具具有有表表观观密密度度小小，导导热热性性低低，抗抗渗渗和和防防腐腐性性能能高高等等特特点。点。（2 2）蜂蜂窝窝板板。蜂蜂窝窝板板是是由由两两块块较较薄薄的的面面板板，牢牢固固地地粘粘结结在在一一层层较较厚厚的的蜂蜂窝窝状状芯芯材材两两面面而而制制成成的的板板材材，亦亦称称蜂蜂窝窝夹夹层层结结构构。蜂蜂窝窝状状芯芯材材是是用用浸浸渍渍过过合合成成树树脂脂（酚酚醛醛、聚聚酯酯等等）的的牛牛皮皮纸纸、玻玻璃璃布布和和铝铝片片等等，经经加加工工粘粘合合成成六六角角形形空空腹腹（蜂蜂窝窝状状）的的整整块块芯芯材材。常常用用的的面面板板为为浸浸渍渍过过树树脂脂的的牛牛皮皮纸纸、玻玻璃璃布布或或不不经经树树脂脂浸浸渍渍的的胶胶合合板板、纤纤维维板板、石石膏膏板板等等。面面板板必必须须采采用用合合适适的的胶胶粘粘剂剂与与芯芯材材牢牢固固地地粘粘合合在在一一起起，才才能能显显示示出出蜂蜂窝窝板板的的优优异异特特性性，即即具具有有比强度大、导热性低和抗震性好等多种功能。比强度大、导热性低和抗震性好等多种功能。5. 5. 关于隔热材料的概念关于隔热材料的概念 隔隔热热材材料料应应能能阻阻抗抗室室外外热热量量的的传传入入，以以及及减减小小室室外外空空气气温温度度波波动动对对内内表表面面温温度度影影响响。材材料料隔隔热热性性能能的的优优劣劣，不不仅仅与与材材料料的的导导热热系系数数有有关关，而而且且与与导导温温系数、蓄热系数有关。系数、蓄热系数有关。在在建建筑筑中中，围围护护结结构构隔隔热热设设计计时时，除除了了采采用用隔隔热热材材料外，还可以采取其他措施，起到隔热的效果，如：料外，还可以采取其他措施，起到隔热的效果，如：外外表表面面做做浅浅色色饰饰面面，如如浅浅色色粉粉刷刷、浅浅色色涂涂层层和和浅浅色色面砖等；窗户采用绝热薄膜；面砖等；窗户采用绝热薄膜；设置通风层，如通风屋顶、通风墙等；设置通风层，如通风屋顶、通风墙等；采用多排孔的混凝土或轻骨料混凝土空心砌块墙体。采用多排孔的混凝土或轻骨料混凝土空心砌块墙体。采采用用蓄蓄水水屋屋顶顶、有有土土或或无无土土植植被被屋屋顶顶，以以及及墙墙面面垂垂直绿化等。直绿化等。11.3 11.3 吸声材料吸声材料1. 1. 材料吸声的原理及技术指标材料吸声的原理及技术指标 声声音音起起源源于于物物体体的的振振动动，它它迫迫使使邻邻近近的的空空气气跟跟着着振振动动而而成成为为声声波波，并并在在空空气气介介质质中中向向四四周周传传播播。 当当声声波遇到材料表面时，一部分被反射波遇到材料表面时，一部分被反射 另另一一部部分分穿穿透透材材料料，其其余余的的部部分分则则传传递递给给材材料料，在在材材料料的的孔孔隙隙中中引引起起空空气气分分子子与与孔孔壁壁的的摩摩擦擦和和粘粘滞滞阻阻力力，其其间间相相当当一一部部分分声声能能转转化化为为热热能能而而被被吸吸收收掉掉。这这些些被被吸吸收收的的能能量量（）（包包括括部部分分穿穿透透材材料料的的声声能能在在内内）与与传传递递给给材材料料的的全全部部声声能能（E E0 0）之之比比，是是评评定定材材料料吸吸声声性性能能好好坏坏的的主主要要指指标标，称称为为吸吸声声系系数数（），用公式表示为），用公式表示为吸吸声声系系数数与与声声音音的的频频率率及及声声音音的的入入射射方方向向有有关关。因因此此吸吸声声系系数数用用声声音音从从各各方方向向入入射射的的吸吸收收平平均均值值表表示示，并并应应指指出出是是对对哪哪一一频频率率的的吸吸收收。通通常常采采用用常常用用规规定定的的六六个个频频率率：125125、250250、500500、10001000、20002000、4000 4000 HzHz。任任何何材材料料对对声声音音都都能能吸吸收收，只只是是吸吸收收程程度度有有很很大大的的不不同同。通通常常是是将将对对上上述述六六个个频频率率的的平平均均吸吸声声系系数大于数大于0.20.2的材料，列为吸声材料。的材料，列为吸声材料。 吸吸声声材材料料大大多多为为疏疏松松多多孔孔的的材材料料，如如矿矿渣渣棉棉、毯毯子子等等，其其吸吸声声机机理理是是声声波波深深入入材材料料的的孔孔隙隙，且且孔孔隙隙多多为为内内部部互互相相贯贯通通的的开开口口孔孔，受受到到空空气气分分子子摩摩擦擦和和粘粘滞滞阻阻力力，以以及及使使细细小小纤纤维维作作机机械械振振动动，从从而而使使声声能能转转变变为为热热能能。这这类类多多孔孔性性吸吸声声材材料料的的吸吸声声系系数数，一一般般从从低低频频到到高高频频逐逐渐渐增增大大，故故对对高高频频和和中中频频的的声声音音吸收效果较好。吸收效果较好。2. 2. 影响多孔性材料吸声性能的因素影响多孔性材料吸声性能的因素（）材材料料的的表表观观密密度度。对对同同一一种种多多孔孔材材料料（例例如如超超细细玻玻璃璃纤纤维维）而而言言，当当其其表表观观密密度度增增大大时时（即即空空隙隙率率减减小小时时），对对低低频频的的吸吸声声效效果果有有所所提提高高，而而对对高高频频的的吸声效果则有所降低。吸声效果则有所降低。（）材材料料的的厚厚度度。增增加加多多孔孔材材料料的的厚厚度度，可可提提高高对对低频的吸声效果，而对高频则没有多大的影响。低频的吸声效果，而对高频则没有多大的影响。（）材材料料的的孔孔隙隙特特征征。孔孔隙隙愈愈多多愈愈细细小小，吸吸声声效效果果愈愈好好。如如果果孔孔隙隙太太大大，则则效效果果就就差差。如如果果材材料料中中的的孔孔隙隙大大部部分分为为单单独独的的封封闭闭的的气气泡泡（如如聚聚氯氯乙乙烯烯泡泡沫沫塑塑料料），则则因因声声波波不不能能进进入入，从从吸吸声声机机理理上上来来讲讲，就就不不属属多多孔孔性性吸吸声声材材料料。当当多多孔孔材材料料表表面面涂涂刷刷油油漆漆或或材材料料吸吸湿湿时时，则则因因材材料料的的孔孔隙隙被被水水分分或或涂涂料料所所堵堵塞塞，其其吸吸声声效效果亦将大大降低。果亦将大大降低。3. 3. 建筑上常用吸声材料及安装方法建筑上常用吸声材料及安装方法建建筑筑工工程程中中常常用用吸吸声声材材料料有有：石石膏膏砂砂浆浆（掺掺有有水水泥泥、玻玻璃璃纤纤维维）、石石膏膏砂砂浆浆（掺掺有有水水泥泥、石石棉棉纤纤维维）、水水泥泥膨膨胀胀珍珍珠珠岩岩板板、矿矿渣渣棉棉、沥沥青青矿矿渣渣棉棉毡毡、玻玻璃璃棉棉、起起细细玻玻璃璃棉棉、泡泡沫沫玻玻璃璃、泡泡沫沫塑塑料料、软软木木板板、木木丝丝板板、穿穿孔孔纤纤维板、工业毛毡、地毯、帷幕等。维板、工业毛毡、地毯、帷幕等。除除了了采采用用多多孔孔吸吸声声材材料料吸吸声声外外，还还可可将将材材料料组组成成不不同同的的吸吸声声结结构构，达达到到更更好好的的吸吸声声效效果果。常常用用的的吸吸声声结结构构形形式式有有薄薄板板共共振振吸吸声声结结构构和和穿孔板吸声结构。穿孔板吸声结构。薄薄板板共共振振吸吸声声结结构构系系采采用用薄薄板板钉钉牢牢在在靠靠墙墙的的木木龙龙骨骨上上，薄薄板板与与板板后后的的空空气气层层构构成成了了薄薄板板共共振振吸吸声声结结构构。 穿穿孔孔板板吸吸声声结结构构是是用用穿穿孔孔的的胶胶合合板板、纤纤维维板板、金金属属板板或或石石膏膏板板等等为为结结构构主主体体，与与板板后后的的墙墙面面之之间间的的空空气气层层（空空气气层层中中有有时时可可填填充充多多孔孔材材料料）构构成成吸吸声声结结构构。该该结结构构吸吸声声的的频频带带较较宽宽，对对中频的吸声能力最强。中频的吸声能力最强。4. 4. 关于隔声材料的概念关于隔声材料的概念必必须须指指出出：吸吸声声性性能能好好的的材材料料，不不能能简简单单地地就就把把它它们们作作为为隔隔声声材材料料来来使使用用。 人人们们要要隔隔绝绝的的声声音音按按着着传传播播的的途途径径可可分分为为空空气气声声（由由于于空空气气的的振振动动）和和固固体体声声（由由于于固固体体的的撞撞击击或或振振动动）两两种种。对对隔隔空空气气声声，根根据据声声学学中中的的“质质量量定定律律”，墙墙或或板板传传声声的的大大小小，主主要要取取决决于于其其单单位位面面积积质质量量，质质量量越越大大，越越不不易易振振动动，则则隔隔声声效效果果越越好好，故故对对此此必必须须选选用用密密实实、沉沉重重的的材材料料（如如粘粘土土砖砖、钢钢板板、钢钢筋筋混混凝凝土土）作作为为隔隔声声材材料料。对对隔隔固固体体声声最最有有效效的的措措施施是是采采用用不不连连续续的的结结构构处处理理，即即在在墙墙壁壁和和承承重重梁梁之之间间、房房屋屋的的框框架架和和隔隔墙墙及及楼楼板板之之间间加加弹弹性性衬衬垫垫，如如毛毛毡毡、软软木木、橡橡皮皮等等材料，或在楼板上加弹性地毯。材料，或在楼板上加弹性地毯。# #例例11-111-1什什么么是是绝绝热热材材料料？工工程程上上对对绝绝热热材材料料有有哪哪些些要要求求？解解绝绝热热材材料料是是指指导导热热系系数数（）值值应应不不大大于于0.23W0.23W(mK)(mK)的隔热保温效果好的建筑材料。的隔热保温效果好的建筑材料。工工程程上上首首先先要要求求绝绝热热材材料料有有较较低低的的导导热热系系数数。其其次次，要要求求绝绝热热材材料料应应该该是是轻轻质质的的，其其表表观观密密度度不不大大于于600kg600kgm m3 3。同同时时要要满满足足运运输输、施施工工中中强强度度要要求求（抗抗压压强强度度大大于于0.3MPa0.3MPa）。此此外外，还还要要求求材材料料吸吸湿湿性性要要小小，或或者者易易于于防防水，否则会明显降低保温性。水，否则会明显降低保温性。 对对材材料料的的导导热热系系数数应应在在相相对对湿湿度度为为条条件件下下材材料料达达到到平平衡衡含含水水状状态态下下进进行行测测定定。工工程程上上还还要要求求材料施工容易，造价低廉，具有较好的技术经济效益。材料施工容易，造价低廉，具有较好的技术经济效益。例例11-211-2材料绝热的基本原理是什么？材料绝热的基本原理是什么？解解 热热在在本本质质上上是是组组成成物物质质的的分分子子、原原子子和和电电子子等等在在物物质质内内部部的的移移动动、转转动动和和振振动动所所产产生生的的能能量量。在在任任何何介介质质中中，当当存存在在着着温温度度差差时时，就就会会产产生生热热的的传传递递现现象象，热热能能将将由由温温度度较较高高的的部部分分传传递递至至温温度度较较低低的的部部分分。不不同同的的建建筑筑材材料料具具有有不不同同的的保保温温隔隔热热性性能能，主主要要体体现现在在材料的导热系数上，导热系数愈小，保温性能愈好。材料的导热系数上，导热系数愈小，保温性能愈好。传传热热的的基基本本方方式式有有热热传传导导、热热对对流流和和热热辐辐射射三三种种。一一般般来来说说，三三种种传传热热方方式式总总是是共共存存的的，但但因因绝绝热热性性能能良良好好的的材材料料常常是是多多孔孔的的，虽虽然然在在材材料料的的孔孔隙隙内内有有着着空空气气，起起着着辐辐射射和和对对流流作作用用，但但与与热热传传导导相相比比，热热辐辐射射和和对对流流所所占占的的比比例例很很小小，故故在在建建筑筑热热工工计计算算时时通通常常不不予予考考虑。虑。例例11-311-3绝绝热热材材料料为为什什么么总总是是轻轻质质的的？使使用用时时为为什什么么一一定要注意防潮？定要注意防潮？解解由由于于材材料料中中固固体体物物质质的的导导热热能能力力要要比比空空气气的的导导热热能能力力大大得得多多，因因此此，一一般般的的轻轻质质材材料料，其其表表观观密密度度较较小小，导热系数也较小。所以绝热材料总是轻质的。导热系数也较小。所以绝热材料总是轻质的。 材材料料吸吸湿湿受受潮潮后后，其其导导热热系系数数就就增增大大，这这是是由由于于当当材材料料的的孔孔隙隙中中有有了了水水分分（包包括括水水蒸蒸气气）后后，则则孔孔隙隙中中蒸蒸汽汽的的扩扩散散和和水水分分子子的的热热传传导导将将起起主主要要传传热热作作用用，而而水水的的为为0.580.58（），比比空空气气的的=0.029=0.029（）大大2020倍倍左左右右。如如果果孔孔隙隙中中的的水水结结成成了了冰冰，则则冰冰的的=2.33 =2.33 （），其其结结果果使使材材料料的的导导热热系系数数更更加加增增大大。故故绝绝热热材材料料在在应应用用时时必必须须注注意意防防水水避潮。避潮。例例11-4 11-4 试试述述材材料料的的吸吸声声性性能能及及其其表表示示方方法法？什什么是吸声材料？么是吸声材料？解解吸吸声声性性能能是是指指材材料料能能够够吸吸收收由由空空气气传传递递的的声声波波能能量量的的性性质质。以以 吸吸声声系系数数（）表表示示。吸吸声声系系数数是是这这些些被被吸吸收收的的能能量量（）（包包括括部部分分穿穿透透材材料料的的声声能能在在内内）与与传传递递给给材材料料的的全全部部声声能能（E E0 0）之比，用公式表示为）之比，用公式表示为常常用用规规定定的的六六个个频频率率：125125、250250、500500、10001000、20002000、4000 Hz4000 Hz的平均吸声系数（的平均吸声系数（）来表示。）来表示。平均吸声系数大于平均吸声系数大于0.20.2的材料，列为吸声材料。的材料，列为吸声材料。 吸吸声声系系数数与与声声音音的的频频率率及及声声音音的的入入射射方方向向有有关关。因因此此吸吸声声系系数数用用声声音音从从各各方方向向入入射射的的吸吸收收平平均均值表示，并应指出是对哪一频率的吸收。值表示，并应指出是对哪一频率的吸收。例例11-5 11-5 简述吸声材料的基本特征？简述吸声材料的基本特征？解解吸声材料的基本特征是：吸声材料的基本特征是： （）多多孔孔性性。吸吸声声材材料料孔孔隙隙率率几几乎乎达达70709090； （）开口孔隙率大、透气性好；（）开口孔隙率大、透气性好； （）体体积积密密度度适适宜宜，过过大大会会使使透透气气性性降低而使吸声性能降低；降低而使吸声性能降低； 常常采采取取硬硬质质板板上上钻钻孔孔，背背后后留留空空气气夹夹层层或或填填以以柔柔性性吸吸声声材材料料做做成成吸吸声声结结构构的的形形式式，以提高吸声系数。以提高吸声系数。例例11-611-6试试述述多多孔孔材材料料、穿穿孔孔材材料料及及薄薄板板共共振振结结构构的的吸吸声声原原理理。随随着着材材料料的的表表观观密密度度和和厚厚度度的的增增加加，材材料料吸吸声声性性能有何变化？能有何变化？解解多多孔孔材材料料、穿穿孔孔材材料料的的吸吸声声原原理理在在于于：声声波波深深入入材材料料的的孔孔隙隙，且且孔孔隙隙多多为为内内部部互互相相贯贯通通的的开开口口孔孔，受受到到空空气气分分子子摩摩擦擦和和粘粘滞滞阻阻力力，以以及及使使细细小小纤纤维维作作机机械械振振动动，从从而而使使声声能能转转变变为为热热能能。薄薄板板共共振振结结构构系系采采用用薄薄板板钉钉牢牢在在靠靠墙墙的的木木龙龙骨骨上上，薄薄板板与与板板后后的的空空气气层层构构成成了了薄薄板板共共振振吸吸声结构，大大提高了吸音效果。声结构，大大提高了吸音效果。对对同同一一种种多多孔孔材材料料，当当其其表表观观密密度度增增大大时时（即即空空隙隙率率减减小小时时），对对低低频频的的吸吸声声效效果果有有所所提提高高，而而对对高高频频的的吸吸声声效效果果则则有有所所降降低低。增增加加多多孔孔材材料料的的厚厚度度，可可提提高高对对低低频频的吸声效果，而对高频则没有多大的影响。的吸声效果，而对高频则没有多大的影响。例例11-7 11-7 吸吸声声材材料料和和绝绝热热材材料料在在构构造造特特征征上上有有何何异异同同？泡泡沫沫玻玻璃璃是是一一种种强强度度较较高高的的多多孔孔结结构构材材料料，但但不不能能用用作吸声材料，为什么？作吸声材料，为什么？解解 吸吸声声材材料料和和绝绝热热材材料料在在构构造造特特征征上上都都是是多多孔孔性性材材料料，但但二二者者的的孔孔隙隙特特征征完完全全不不同同。绝绝热热材材料料的的孔孔隙隙特特征征是是具具有有封封闭闭的的、互互不不连连通通的的气气孔孔，而而吸吸声声材材料料的的孔孔隙隙特特征则是具有开放的、互相连通的气孔。征则是具有开放的、互相连通的气孔。泡泡沫沫玻玻璃璃虽虽然然是是一一种种强强度度较较高高的的多多孔孔结结构构材材料料，但但是是它它在在烧烧成成后后含含有有大大量量封封闭闭的的气气泡泡，且且气气孔孔互互不不连连通通，因而不能用作吸声材料。因而不能用作吸声材料。 泡泡沫沫玻玻璃璃材材料料中中的的孔孔隙隙大大部部分分为为单单独独的的封封闭闭的的气气泡泡，则则因因声声波波不不能能进进入入，从从吸吸声声机机理理上上来来讲讲，不不属属于于多多孔孔性吸声材料。性吸声材料。例例11-8 11-8 试述隔绝空气传声和固体撞击传声的处理原则。试述隔绝空气传声和固体撞击传声的处理原则。解解对对隔隔绝绝空空气气传传声声，根根据据声声学学中中的的“质质量量定定律律”，墙墙或或板板传传声声的的大大小小，主主要要取取决决于于其其单单位位面面积积质质量量，质质量量越越大大，越越不不易易振振动动，则则隔隔声声效效果果越越好好，故故对对此此必必须须选选用用密实、沉重的材料作为隔声材料。密实、沉重的材料作为隔声材料。对对隔隔固固体体撞撞击击传传声声，最最有有效效的的措措施施是是采采用用不不连连续续的的结结构构处处理理，即即在在墙墙壁壁和和承承重重梁梁之之间间、房房屋屋的的框框架架和和隔隔墙墙及及楼楼板板之之间间加加弹弹性性衬衬垫垫，如如毛毛毡毡、软软木木、橡橡皮皮等等材材料料，或在楼板上加弹性地毯。或在楼板上加弹性地毯。 隔隔绝绝撞撞击击声声的的方方法法与与隔隔绝绝空空气气声声的的方方法法是是有有区区别别的的，因因为为在在这这种种情情况况下下，建建筑筑构构件件（材材料料）本本身身成成为为声声源源而而直直接接向向四四周周传传播播声声能能。由由于于撞撞击击的的噪噪声声干干扰扰往往往往比比空空气气声声更更为为强强烈烈，声声波波沿沿固固体体材材料料传传播播时时声声能能衰衰减减极极少，目前尚无行之有效的解决方法。少，目前尚无行之有效的解决方法。