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1、建建 筑筑 材材 料料一一 切切 建建 筑筑 的的 基基 础础主讲：邓小锋副教授主讲：邓小锋副教授1、定义、定义建筑工程中使用的各种材料的总称，并建筑工程中使用的各种材料的总称，并最终形成构筑物的一部分。最终形成构筑物的一部分。 2、分类、分类化学成分化学成分 无机材料、有机材料、复合材料无机材料、有机材料、复合材料功功 能能 结构材料、功能材料结构材料、功能材料使用部位使用部位 建筑、桥梁、路面结构材料建筑、桥梁、路面结构材料 建筑设计建筑设计 结构设计结构设计 建筑建筑 建筑施工建筑施工 土木工程材料土木工程材料 建筑管理建筑管理 建筑经济建筑经济1、标准化意义、标准化意义工程质量控制、生
2、产控制、分析检测、贸易工程质量控制、生产控制、分析检测、贸易形状、尺寸、质量、使用方法、实验方法、储存形状、尺寸、质量、使用方法、实验方法、储存2、标准、标准 内容内容标准分级标准分级企业企业：QB地方地方：DB行业行业： 国家国家：国际国际：ISO行业建材标准行业建材标准 JC，建工标准，建工标准 JG冶金部标准冶金部标准YB，石油标准，石油标准 SY中国国标中国国标 GB, 德国工业标准德国工业标准 DIN英国国标英国国标 BS, 美国材料试验标准美国材料试验标准 ASTM名 称含 义体 积 状 态体 积 计 算密 度单 位 体 积重 量绝 对 密 实自 身 体 积表 观 密 度自 然 状
3、 态外 形 体 积堆 积 密 度堆 积 状 态容 器 容 积一、材料的三种体积状态和三种密度一、材料的三种体积状态和三种密度三种密度的定义三种密度的定义：2 2-1材料的基本材料的基本物理性质物理性质三种密度算式：三种密度算式： 0000VmVmVm、同种材料同种材料: 密度是恒定的密度是恒定的 密度表观密度堆积密度密度表观密度堆积密度表观密度与湿度有关表观密度与湿度有关材料内部的空隙材料内部的空隙 开闭状态、孔径、孔分布开闭状态、孔径、孔分布 %1001000VVVP自然状态下，材料中孔隙体积占自然状态下，材料中孔隙体积占自然状态体积的百分比。自然状态体积的百分比。1、孔隙、孔隙:孔隙率孔隙
4、率P：孔隙特征：孔隙特征：思考：了解孔隙率、孔隙特征、空隙率有何意义？思考：了解孔隙率、孔隙特征、空隙率有何意义？%100100000VVVP2、空隙空隙:材料颗粒间的空隙材料颗粒间的空隙空隙率：空隙率： 堆积状态下，材料颗粒间空隙占堆堆积状态下，材料颗粒间空隙占堆积状态的百分比积状态的百分比1-P 称为填充度称为填充度亲水性材料亲水性材料接触角接触角材料表面对水的吸附程度材料表面对水的吸附程度憎水性材料憎水性材料意义：建筑工程中，防水材料通常采用憎意义：建筑工程中，防水材料通常采用憎水材料制成。水材料制成。亲水材料：砂石、混凝土、砖、瓦、陶瓷、玻璃亲水材料：砂石、混凝土、砖、瓦、陶瓷、玻璃憎
5、水材料：沥青、橡胶、树脂等有机材料憎水材料：沥青、橡胶、树脂等有机材料 材料在材料在水中水中吸收水分的能力吸收水分的能力 %100ggbmmmmw质量吸水率质量吸水率亲水性亲水性、孔隙率、孔隙率、开口连通孔、开口连通孔吸水性吸水性（1）吸水性：吸水性：表示方法：表示方法：从从空气中空气中吸收水分的能力吸收水分的能力%100ggshmmmw 含水率，含水率，（2）吸湿性：吸湿性：表示方法表示方法：亲水性亲水性、孔隙率、孔隙率、开口微细连通孔、开口微细连通孔吸湿性吸湿性软化系数永远小于软化系数永远小于1，软化系数越大，耐水性越好，软化系数越大，耐水性越好耐水材料：耐水材料：0.85重要工程：重要工
6、程：0.85一般工程：一般工程：0.75 R饱饱 K软软 R干干软化系数软化系数3、耐水性、耐水性定义：定义：长期饱水不破坏，强度不降低。长期饱水不破坏，强度不降低。表示方法：表示方法：4、抗渗性、抗渗性定义：定义：材料抵抗压力水渗透的能力。材料抵抗压力水渗透的能力。表示方法：表示方法：渗透系数渗透系数K、抗渗标号、抗渗标号Pn亲水性亲水性、孔隙率、孔隙率、开口孔、开口孔、孔径、孔径抗渗性抗渗性5、抗冻性、抗冻性定义：定义：饱水状态下，材料抵抗冻融循环而不被破坏饱水状态下，材料抵抗冻融循环而不被破坏 的能力。的能力。材料受冻破坏的原因材料受冻破坏的原因：水结冰膨胀，膨胀力超过了：水结冰膨胀，膨
7、胀力超过了材料的强度。材料的强度。表示方法表示方法：抗冻标号：抗冻标号Fn孔隙率孔隙率、开口孔、开口孔、孔充水程度、孔充水程度、材料强度、材料强度抗冻性抗冻性l冬天：室内热量冬天：室内热量室外，室内温度室外，室内温度l夏天：室外热量夏天：室外热量室内，室内温度室内，室内温度绝热性好绝热性好室内室内冬暖冬暖夏凉夏凉传导换热、传导换热、 对流换热、辐射换热对流换热、辐射换热传热的三种方式：传热的三种方式：的影响因素的影响因素： 12TTAtQ材料种类、孔隙率、材料种类、孔隙率、孔隙特征、受潮、受冻孔隙特征、受潮、受冻导热性导热性定义定义： 材料传递热量的能力材料传递热量的能力导热性导热性表示：表示
8、：越小，材料保温性能越好越小，材料保温性能越好同种材料同种材料，孔隙率孔隙率、开口孔、开口孔、含水、含水，保温，保温1、保温隔热材料、保温隔热材料定义：定义： 0.175 w/mk的材料。的材料。常见介质的导热系数：常见介质的导热系数： 冰冰水水无机非金属材料无机非金属材料空气空气基本特点：基本特点：01EE被材料吸收的声能被材料吸收的声能 入射总声能入射总声能吸声系数吸声系数 0.2的材料的材料（1）吸音原理和吸声系数吸音原理和吸声系数（2）吸声材料吸声材料（3）吸音材料的基本特点吸音材料的基本特点 孔隙率大、表观密度小、强度低孔隙率大、表观密度小、强度低吸音材料和保温隔热材料吸音材料和保温
9、隔热材料区别：区别：吸音材料开口孔多好吸音材料开口孔多好保温材料闭口孔多好保温材料闭口孔多好相同点：相同点：都受水分的影响都受水分的影响定义：定义：分类：分类：影响因素：影响因素： 抵抗外力破坏的最大应力值抵抗外力破坏的最大应力值 抗拉、抗压、抗弯和抗剪强度抗拉、抗压、抗弯和抗剪强度材料内因材料内因组分、结构组分、结构试验条件试验条件试件试件(尺寸、形状、含水率尺寸、形状、含水率) 温度、加荷速度等温度、加荷速度等PPPAPf P223bhPLf 80808585909095951001001051051101100 01001002002003003004004005005006006007
10、00700800800900900圆柱体试件直径，圆柱体试件直径，mm砼相度强度砼相度强度00.511.522.5012345圆柱体试件高径比圆柱体试件高径比混凝土相对强度混凝土相对强度0 020204040606080801001001201201401400 02 24 46 68 810101212龄期，月龄期，月混凝土相对强度混凝土相对强度潮湿状态试验潮湿状态试验干燥状态试验干燥状态试验理解：理解：材料破坏从微小裂纹开始，裂纹多、容易扩展，材料破坏从微小裂纹开始，裂纹多、容易扩展，强度低强度低（1）试件尺寸越大，强度低）试件尺寸越大，强度低（2）试件长宽比、高径比大，强度低）试件长宽比
11、、高径比大，强度低（3）试件表面光滑，强度低）试件表面光滑，强度低（4）试件含水多，强度低）试件含水多，强度低（5）加荷速度慢，强度低）加荷速度慢，强度低l弹性弹性能完全恢复原来形状的性质。能完全恢复原来形状的性质。 塑性塑性不能自动恢复原来形状不能自动恢复原来形状, 且不产生裂缝的且不产生裂缝的性质。性质。l弹性模量弹性模量 E抵抗变形的能力抵抗变形的能力l实际材料实际材料a.较小外力作用下，表现为弹性变形；较小外力作用下，表现为弹性变形； 受力超过限度后，表现为塑性变形。受力超过限度后，表现为塑性变形。b.受力后，弹性变形与塑性变形同时产生受力后，弹性变形与塑性变形同时产生E变形变形应力应
12、力变形变形应力应力变形变形应力应力弹塑性材料弹塑性材料 脆性脆性 在外力作用下，无明显塑性变形而突然破在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质。坏的性质。 韧性韧性 在冲击或振动荷载作用下，材料能吸收较在冲击或振动荷载作用下，材料能吸收较大的能量，产生一定的变形而不破坏的性质。大的能量，产生一定的变形而不破坏的性质。 工程意义工程意义：冲击荷载、大跨、抗震结构选韧性好的冲击荷载、大跨、抗震结构选韧性好的材料材料 脆性材料脆性材料：砂石、混凝土、砖、瓦、陶瓷、玻璃砂石、混凝土、砖、瓦、陶瓷、玻璃 韧性材料韧性材料：钢材、木材、橡胶树脂钢材、木材、橡胶树脂变形变形应力应力脆性材料脆性材料l定义
13、定义l破坏作用破坏作用l耐久性试验耐久性试验 材料在长期使用过程中，能保持原材料在长期使用过程中，能保持原 有性能的性质。有性能的性质。物理作用物理作用温湿度、冻融、流水、紫外线温湿度、冻融、流水、紫外线化学作用化学作用酸碱盐水溶液、有害气体、水酸碱盐水溶液、有害气体、水生物作用生物作用虫、菌虫、菌机械作用机械作用荷载作用下的疲劳破坏荷载作用下的疲劳破坏快速模拟试验快速模拟试验 干湿循环、冻融循环、化学介质浸渍等。干湿循环、冻融循环、化学介质浸渍等。耐候性试验室耐候性试验室影响材料耐久性的因素影响材料耐久性的因素 材料本身材料本身 介质或环境的恶劣程度介质或环境的恶劣程度 材料与环境或介质的接
14、触程度材料与环境或介质的接触程度提高材料耐久性的措施提高材料耐久性的措施 选用优质材料选用优质材料 提高材料密实度、改善孔隙特征提高材料密实度、改善孔隙特征关键措施关键措施 加保护层加保护层一、单选题一、单选题1、材质相同的、材质相同的A、B两种材料，已知表观密度两种材料，已知表观密度0A0B，则则A材料的保温效果比材料的保温效果比B材料材料()。A、好、好B、差、差C、差不多、差不多 D、无法比、无法比2、含水率为、含水率为5的砂的砂220g，其干燥后的重量是，其干燥后的重量是()g。A、209B、209.52C、210 D、209.553、混凝土试件的横断面为、混凝土试件的横断面为150m
15、m*150mm，进行抗压强，进行抗压强度试验时，破坏荷载为度试验时，破坏荷载为320KN，则该试件的强度为，则该试件的强度为() N/mm2A、15.3 B、0.0153 C、14.2 D、0.01424 4、当材料的孔隙率增大时，其性质保持不变的是（、当材料的孔隙率增大时，其性质保持不变的是（ ）。）。A A、密度、密度 B B、体积密度、体积密度 C C、堆积密度、堆积密度 D D、强度、强度5 5、3pL/2bh3pL/2bh2 2是材料何种强度的计算公式（是材料何种强度的计算公式（ ）。）。A A、抗压强度、抗压强度 B B、抗拉强度、抗拉强度 C C、抗剪强度、抗剪强度 D D、抗弯
16、强度、抗弯强度二、多选题二、多选题1、相同种类的几种材料进行比较时，一般是表观密度大、相同种类的几种材料进行比较时，一般是表观密度大者，其（者，其（ ）。）。A、强度低、强度低 B、强度高、强度高 C、比较密实、比较密实 D、孔隙率大、孔隙率大 E、保温隔热效果好保温隔热效果好2、随着材料孔隙率的增大，下列性质将（、随着材料孔隙率的增大，下列性质将（ ）。）。A、表观密度减小、表观密度减小 B、密度不变、密度不变 C、强度降低、强度降低 D、吸水、吸水性降低性降低 E、保温隔热效果差、保温隔热效果差3、材料的吸水率与含水率之间的关系可能为（、材料的吸水率与含水率之间的关系可能为（ ）。）。A、
17、吸水率小于含水率、吸水率小于含水率 B、吸水率等于含水率、吸水率等于含水率 C、吸水率大于含水率、吸水率大于含水率 D、吸水率既可大于也可小于含、吸水率既可大于也可小于含水率水率4、进行混凝土抗压试验时，（、进行混凝土抗压试验时，（ ）情况下所测得试验值）情况下所测得试验值偏小偏小A、试件尺寸加大、试件尺寸加大 B、试件高宽比加大、试件高宽比加大 C、试件表面加润、试件表面加润滑剂滑剂 D、加荷速度加快、加荷速度加快 E、试件表面无润滑剂、试件表面无润滑剂5、下列材料中属于脆性材料的有（、下列材料中属于脆性材料的有（ ）。）。A、混凝土、混凝土 B、粘土砖、粘土砖 C、低碳钢、低碳钢 D、木材
18、、木材 E、陶瓷、陶瓷6、进行混凝土抗压实验时，（、进行混凝土抗压实验时，（ ）情况下测得的实验值）情况下测得的实验值偏大偏大A、试件尺寸加大、试件尺寸加大 B、试件高宽比减小、试件高宽比减小 C、试件表面加、试件表面加润滑剂润滑剂 D、加荷速度快、加荷速度快 E、试件尺寸减小、试件尺寸减小 三、判断题三、判断题1、绝热材料的绝热性能用导热系数表示。该系数越大，、绝热材料的绝热性能用导热系数表示。该系数越大，绝热性能越好。（绝热性能越好。（ ）2、绝热材料要求其具有开口孔隙，吸声材料要求其具、绝热材料要求其具有开口孔隙，吸声材料要求其具有封闭孔隙（有封闭孔隙（ ）3、多孔结构的材料，其孔隙率越
19、大，则绝热性和吸音、多孔结构的材料，其孔隙率越大，则绝热性和吸音性越好（性越好（ ）4、材料受潮或冰冻后，其导热性增大。、材料受潮或冰冻后，其导热性增大。 （ ）胶凝材料定义胶凝材料定义: 物理化学作用物理化学作用（能胶结其它物料）（能胶结其它物料）坚强固体坚强固体塑性浆体塑性浆体胶凝材料胶凝材料作用作用散粒材料散粒材料(砂、石等砂、石等)块状材料块状材料(砖、石块砖、石块)胶胶结结整整体体 胶凝材料胶凝材料分类分类 有机有机 气硬性气硬性只能在只能在空气中空气中硬化。硬化。 无机无机 水硬性水硬性不仅能在不仅能在空气中空气中硬化硬化, 而且能在而且能在 水中水中硬化。硬化。 分类的意义分类的
20、意义： 气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料 耐水性耐水性差差，只能用于，只能用于干燥干燥环境。环境。 水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料 耐水性耐水性好好，可用于，可用于潮湿潮湿环境。环境。一、原料及生产一、原料及生产原料：石灰石（主要成份原料：石灰石（主要成份CaCO3）生产：生产： CaCO3 CaO（生石灰）（生石灰）CO2900次次品品原原因因缺缺点点欠欠烧烧石石灰灰温温度度过过低低时时间间不不足足料料块块太太大大有有未未分分解解利利用用率率低低过过烧烧石石灰灰温温度度过过高高时时间间太太长长料料块块太太小小石石灰灰烧烧结结活活性性降降低低1、熟化、熟化CaOH2O Ca(OH)2(熟石灰熟石灰)
21、15.5kcal 粉状粉状消石灰：只用少量水消石灰：只用少量水(约约70) (理论值为理论值为 31.2%) 浆状浆状石灰浆：加过量水石灰浆：加过量水(2.53倍倍)特点：放热量大，体积膨胀。特点：放热量大，体积膨胀。熟石灰熟石灰过烧石灰危害过烧石灰危害：熟化缓慢，浆体硬化后仍在熟化，熟化缓慢，浆体硬化后仍在熟化，体积膨胀，导致硬化浆体开裂。体积膨胀，导致硬化浆体开裂。消除危害方法消除危害方法：“陈伏陈伏”两星期两星期2、石灰硬化、石灰硬化 注意：碳化需要最佳湿度注意：碳化需要最佳湿度晶体交错生长干燥干燥(空气中空气中)CO2+H2O(空气中空气中)塑性塑性浆体浆体硬化硬化浆体浆体Ca(OH)
22、2结晶析出结晶析出 CaCO3结晶析出结晶析出结晶、碳化结晶、碳化 3、石灰技术性质、石灰技术性质 可塑性好可塑性好 凝结硬化慢、强度低凝结硬化慢、强度低耐水性差耐水性差 消化体积膨胀大，硬化体积收缩大消化体积膨胀大，硬化体积收缩大白度好白度好化学活性好化学活性好4、石灰应用、石灰应用 石灰乳石灰乳粉刷粉刷 石灰膏石灰膏砌筑、抹灰砌筑、抹灰 消石灰消石灰石灰土、三合土石灰土、三合土 生石灰粉生石灰粉碳化石灰板、硅酸盐制品碳化石灰板、硅酸盐制品 静态爆破剂静态爆破剂 5、石灰技术指标、储存和使用、石灰技术指标、储存和使用 技术指标技术指标 储存储存防潮、防胀袋、防易燃物防潮、防胀袋、防易燃物使用
23、使用防过火石灰危害防过火石灰危害陈伏陈伏防干缩开裂防干缩开裂砂、麻刀、纸筋，减少收缩砂、麻刀、纸筋，减少收缩陈伏时防碳化陈伏时防碳化表面保持一层水分表面保持一层水分一、原料和生产一、原料和生产 OHSOCa2421二水石膏二水石膏（生石膏）（生石膏）破碎破碎加热处理加热处理磨细磨细半水石膏半水石膏（熟石膏）（熟石膏）OHSOCa242加热加热处理处理方式方式煅烧煅烧蒸炼蒸炼普通建筑石膏普通建筑石膏高强建筑石膏高强建筑石膏(107170，干燥，干燥)(125，1.3atm，有液态水，有液态水)OHCaSO2421OHCaSO2421二、石膏水化硬化二、石膏水化硬化 1、物理化学变化、物理化学变化
24、半水石膏半水石膏(晶体晶体)半水石膏半水石膏(饱和溶液饱和溶液)溶解溶解二水石膏二水石膏(过饱和溶液过饱和溶液)水化水化二水石膏二水石膏(针状晶体针状晶体)结晶结晶促进促进石膏凝结硬化示意图石膏凝结硬化示意图石石膏膏品品种种晶晶体体特特征征比比表表面面积积需需水水量量强强度度- - 型型尺尺寸寸较较大大小小3 35 54 4 5 5高高- - 型型微微细细鳞鳞片片状状大大6 60 08 8 0 0低低2、硬化浆体结构特征、硬化浆体结构特征 多孔性多孔性理论需水量理论需水量(用于水化用于水化) 18.6% 多余水分蒸发多余水分蒸发实际需水量实际需水量(便于操作便于操作) 3580% 内部留下孔隙
25、内部留下孔隙性质特征性质特征 凝结硬化快凝结硬化快 早期强度高早期强度高 微膨胀性微膨胀性 孔隙率高孔隙率高 耐水性差耐水性差 耐火性强耐火性强应应 用用室内抹灰、粉刷室内抹灰、粉刷建筑装饰制品建筑装饰制品石膏板石膏板三、石膏技术性质与应用三、石膏技术性质与应用一、单选题一、单选题1、调制罩面用的石灰浆不得单独使用，应掺加砂子和纸筋、调制罩面用的石灰浆不得单独使用，应掺加砂子和纸筋以（以（ ）。 A A、减少收缩、减少收缩B、易于施工、易于施工C、增加美观、增加美观 D、增加厚度、增加厚度2 2、以下材料不属于胶凝材料的是、以下材料不属于胶凝材料的是（ ）。A A、石灰、石灰 B B、水泥、水
26、泥 C C、粉煤灰、粉煤灰 D D、沥青、沥青3 3、下列、下列（ ）在凝结硬化过程中，体积会产生膨胀。在凝结硬化过程中，体积会产生膨胀。A A、石灰、石灰 B B、石膏、石膏 C C、水玻璃、水玻璃 D D、水泥、水泥4 4、熟石灰粉的主要成分是、熟石灰粉的主要成分是（ ）。A、CaO B、 Ca（OH）2 C、CaCO3 D、CaSO45、石灰膏应在储灰坑中存放（、石灰膏应在储灰坑中存放（ ）天以上才可使用。）天以上才可使用。A、3天天 B、7天天 C、14天天 D、28天天6、普通建筑石膏的强度较低，这是因为其调制浆体时的需水、普通建筑石膏的强度较低，这是因为其调制浆体时的需水量（量（
27、）。）。 A、大、大 B、小、小 C、中等、中等 D、可大可小、可大可小二、多选题二、多选题1、下列材料中属于气硬性胶凝材料的是（、下列材料中属于气硬性胶凝材料的是（ ）。）。A、水泥、水泥 B、石灰、石灰 C、石膏、石膏 D、混凝土、混凝土 E、粉煤灰、粉煤灰2、石灰的硬化过程包括（、石灰的硬化过程包括（ ）过程。）过程。A、水化、水化 B、干燥、干燥 C、结晶、结晶 D、碳化、碳化 E、固化、固化三、判断题三、判断题1、石灰的陈伏是为了降低石灰熟化时的发热量。（、石灰的陈伏是为了降低石灰熟化时的发热量。（ ）2、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，而水硬性胶凝材料只、气硬性胶凝材料只能在空气中
28、硬化，而水硬性胶凝材料只能在水中硬化。（能在水中硬化。（ ）3、在空气中贮存过久的生石灰，可照常使用。（、在空气中贮存过久的生石灰，可照常使用。（ ）4、生石灰加水水化后可立即用于配制砌筑砂浆用于砌墙。、生石灰加水水化后可立即用于配制砌筑砂浆用于砌墙。（ ）l水泥的定义水泥的定义 一种粉末状胶凝材料，加水拌和后，既能一种粉末状胶凝材料，加水拌和后，既能能在空气中硬化，又能在水中硬化，将块状能在空气中硬化，又能在水中硬化，将块状或散粒状材料粘结为整体。或散粒状材料粘结为整体。l水泥的分类水泥的分类 按矿物组成划分、按用途划分按矿物组成划分、按用途划分l按矿物组成划分按矿物组成划分硅酸盐水泥硅酸盐
29、水泥、铁酸盐水泥、铁酸盐水泥铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥l按用途划分按用途划分通用水泥通用水泥、特性水泥、专用水泥、特性水泥、专用水泥l硅酸盐水泥：硅酸盐水泥：熟料熟料+05%混合材混合材+石膏石膏P（无（无 混合材）混合材）P（05%混合材）混合材）l普通硅酸盐水泥：普通硅酸盐水泥：615%混合材，混合材，POl矿渣硅酸盐水泥：矿渣硅酸盐水泥：2070%矿渣，矿渣，PSl粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥：2040%粉煤灰，粉煤灰，PFl火山灰硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥：2050%火山灰，火山灰，PPl复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥：1550%两种混合材，两种混合材，PC通用
30、水泥通用水泥一、组成和生产一、组成和生产组成：组成： 化学组成：化学组成：CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3 （C） （S） （A） （F） 矿物组成：矿物组成：C3S 3 CaO SiO2 C2S 2 CaO SiO2 C3A 3 CaO Al2O3 C4AF 4 CaO Al2O3 Fe2O3石灰石石灰石粘粘 土土辅辅 料料生料生料石膏石膏熟料熟料煅烧煅烧水泥水泥磨细磨细生产流程：生产流程：“两磨一烧两磨一烧”工工 艺：艺：旋窑、立窑旋窑、立窑磨细磨细混合混合水泥熟料水泥熟料二、硅酸盐水泥的水化硬化二、硅酸盐水泥的水化硬化1 1、硅酸盐水泥的水化、硅酸盐水泥的水化 2C3S+6H+C
31、SH+3Ca(OH)2 2C2S+4H+ CSH + Ca(OH)2石膏存在时石膏存在时: :C3A+ CSH2+H+ C3A3(CS)H32石膏用完时石膏用完时: :C3A+ C3A3(CS)H32C3ACSH12 C3A或或C4AF +H+ C3(A,F)H6石膏起缓凝作用石膏起缓凝作用l反应是需水的。反应是需水的。 水泥应用时必须提供足够水分。水泥应用时必须提供足够水分。l反应是放热的。反应是放热的。 水泥应用时必须注意温度应力。水泥应用时必须注意温度应力。l温度越高，反应越快。温度越高，反应越快。 水泥应用时必须季节的影响。水泥应用时必须季节的影响。l反应自水泥颗粒表面开始，由表及里。
32、反应自水泥颗粒表面开始，由表及里。 反应需要时间，水泥应足够细。反应需要时间，水泥应足够细。l细度：细度细，硬化快，但干燥收缩大细度：细度细，硬化快，但干燥收缩大l温度：温度高，硬化快温度：温度高，硬化快l湿度：湿度高，硬化快湿度：湿度高，硬化快l养护时间：养护是温度、湿度的保证养护时间：养护是温度、湿度的保证l水泥矿物组成水泥矿物组成l外加剂外加剂l加水量：提供水化用水，决定颗粒间距加水量：提供水化用水，决定颗粒间距矿物名称矿物名称 水化速度水化速度 水化热水化热强度强度干燥收干燥收缩缩耐腐蚀耐腐蚀含量含量%C3S快快大大高高中中中中3760C2S慢慢小小早低后早低后高高小小稍大稍大1537
33、C3A最快最快最大最大早高后早高后低低大大小小715C4AF快快中中早低后早低后中中小小大大1018熟料矿物及其特性熟料矿物及其特性矿物组成矿物组成 水泥性能水泥性能 应用应用C C3 3S S 高强高强 结构工程结构工程C C3 3A A、C C3 3SS、C C2 2S S 水化热低水化热低 大体积砼大体积砼C C3 3S S、C C3 3A A 快硬高强快硬高强 抢修工程抢修工程C C3 3AA、C C4 4AF AF 低收缩低收缩 道路工程道路工程三、品质要求（技术性质）三、品质要求（技术性质）1、凝结时间、凝结时间分类分类：影响因素影响因素：不正常凝结不正常凝结：初凝、终凝初凝、终凝
34、矿物组成、细度、加水量、环境温湿度矿物组成、细度、加水量、环境温湿度假凝、闪凝假凝、闪凝2 2、强度、强度水泥胶结能力的体现水泥胶结能力的体现(1)(1)影响因素影响因素矿物组成、细度、温湿度、龄期矿物组成、细度、温湿度、龄期(2)(2)强度标号：强度标号：3d3d、28d28d抗压、抗折强度划分强抗压、抗折强度划分强度等级度等级l固定的胶砂比固定的胶砂比1:31:3、水灰比、水灰比0.500.50l规定的试件尺寸规定的试件尺寸40404040160mm160mml标准养护：相对湿度标准养护：相对湿度90%90%，温度，温度202011胶砂振实台行星式水泥胶砂搅拌机行星式水泥胶砂搅拌机、胶砂振
35、实台3 3、体积安定性、体积安定性水泥硬化后体积变化的均匀性水泥硬化后体积变化的均匀性不不安安定定原原因因检检验验方方法法控控制制方方法法f f- -C Ca aO O沸沸煮煮沸沸煮煮膨膨胀胀值值5 5 m m m mf f- -M Mg gO O压压蒸蒸含含量量5 5 . . 0 0 S SO O3 3长长期期浸浸水水含含量量3 3 . . 5 5 水泥安定性检验：试饼法水泥安定性检验：试饼法合格合格不合格不合格水泥安定性检验：雷氏夹法水泥安定性检验：雷氏夹法初值初值 A养护养护24h后后终值终值 C沸煮沸煮3h后后安定性评定：安定性评定：CA5.0mm 合合 格格 CA 5.0mm 不合格
36、不合格4、细度、细度作用作用：检测方法检测方法： 细度细度水化快、充分水化快、充分 强度强度 比表面积、筛分析比表面积、筛分析 水泥细度负压筛析仪水泥细度负压筛析仪内部构造5、水化热、水化热 利利： 弊弊：影响因素影响因素：改善水化热的水泥品种改善水化热的水泥品种 冬季施工冬季施工 大体积砼开裂大体积砼开裂 矿物组成、细度矿物组成、细度 中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥2m 2m 2m水泥石100(两昼夜)6、碱含量、碱含量定义定义：水泥中：水泥中Na2O和和K2O的含量。的含量。危害危害：碱：碱骨料反应，混凝土开裂。骨料反应，混凝土开裂。7、标稠用水量、标稠用水量
37、定义定义：水泥浆体达到标准稠度所需水量：水泥浆体达到标准稠度所需水量意义意义：体积安定性、凝结时间测定：体积安定性、凝结时间测定废品废品：MgO、SO3、CaO、初凝时间不合格、初凝时间不合格不合格品不合格品：终凝时间等不合格：终凝时间等不合格四、水泥石的腐蚀与防止四、水泥石的腐蚀与防止 1、腐蚀种类、腐蚀种类 2、腐蚀原因、腐蚀原因 3、防止措施、防止措施 溶出性溶出性 离子交换离子交换 膨胀性膨胀性 水泥石中存在水泥石中存在CH、C3AH6，本身不密实，本身不密实周围存在侵蚀性介质周围存在侵蚀性介质水泥组成水泥组成 密实度密实度 保护层保护层提示：提示：C3A含量高、水化后含量高、水化后C
38、a(OH)2多的水泥耐腐蚀性差多的水泥耐腐蚀性差 五、应用五、应用 1 1、适应环境、适应环境 2 2、适用工程、适用工程 3 3、不适应工程、不适应工程 干燥、潮湿环境，水中，严寒地区。干燥、潮湿环境，水中，严寒地区。快硬、高强、抗渗、耐磨混凝土工程快硬、高强、抗渗、耐磨混凝土工程大体积混凝土、海工混凝土、高温环境大体积混凝土、海工混凝土、高温环境一、混合材一、混合材1 1、定义、定义生产水泥时加入的掺量生产水泥时加入的掺量大于大于5%5%的材料的材料 2 2、种类、种类活活 性性水淬矿渣、火山灰、粉煤灰、硅藻土、烧水淬矿渣、火山灰、粉煤灰、硅藻土、烧粘土粘土非活性非活性慢冷矿渣、磨细石英砂
39、、石灰石等慢冷矿渣、磨细石英砂、石灰石等3 3、活性成分活性成分SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O34 4、作用原理、作用原理潜在活性和水硬性潜在活性和水硬性 激发剂种类激发剂种类本身水化活性极小。本身水化活性极小。在激发剂作用下，具有较好的水化活性。在激发剂作用下，具有较好的水化活性。 氢氧化钙、石膏氢氧化钙、石膏二、掺混合材的水泥二、掺混合材的水泥1 1、水泥品种水泥品种普通水泥普通水泥(混合材掺量：混合材掺量：615)火山灰水泥火山灰水泥(2050)、矿渣水泥、矿渣水泥(2070)粉煤灰水泥粉煤灰水泥(2040)、复合水泥、复合水泥(1550)提示：普通水泥的性能接近于硅酸盐水泥提示
40、：普通水泥的性能接近于硅酸盐水泥2 2、掺混合材水泥的、掺混合材水泥的水化过程水化过程激发剂激发剂 活性混合材活性混合材水水 水化硅水化硅( (铝铝) )酸钙酸钙水化硫铝酸钙水化硫铝酸钙熟料矿物水化熟料矿物水化3 3、掺混合材水泥的共性、掺混合材水泥的共性水化热较低水化热较低 适用于大体积混凝土适用于大体积混凝土抗软水、硫酸盐侵蚀能力强抗软水、硫酸盐侵蚀能力强 适用于水工、海港工程适用于水工、海港工程抗冻性差、抗碳化能力差抗冻性差、抗碳化能力差 不宜用于受冻部位，注意钢锈不宜用于受冻部位，注意钢锈早期强度低，后期强度增长较大，早期强度低，后期强度增长较大， 宜蒸汽养护，不宜低温施工宜蒸汽养护，
41、不宜低温施工4 4、掺混合材水泥的个性、掺混合材水泥的个性矿渣水泥矿渣水泥 火山灰水泥火山灰水泥 粉煤灰水泥粉煤灰水泥 复合水泥复合水泥泌水性、干缩性较大，养护不当易开裂。泌水性、干缩性较大，养护不当易开裂。耐热性较好耐热性较好可用于耐热混凝土可用于耐热混凝土干缩大易开裂干缩大易开裂不以用于干燥环境；不以用于干燥环境；抗渗性好抗渗性好适用于抗渗混凝土。适用于抗渗混凝土。干缩性小，抗裂性好干缩性小，抗裂性好一、高铝水泥一、高铝水泥 1 1、原料、原料 2 2、熟料矿物、熟料矿物 3 3、特性、特性 石灰石、矾土石灰石、矾土 铝酸盐铝酸盐 快硬高强快硬高强 水化热大、且集中在早期水化热大、且集中在
42、早期 耐高温耐高温 抗硫酸盐抗硫酸盐 抗冻性与不透水性均好抗冻性与不透水性均好4 4、高铝水泥的应用、高铝水泥的应用 紧急抢修工程紧急抢修工程 冬季施工冬季施工 抗硫酸盐、冻融交替的工程抗硫酸盐、冻融交替的工程 制作膨胀水泥制作膨胀水泥 配置耐热砂浆、混凝土配置耐热砂浆、混凝土5 5、高铝水泥的注意、高铝水泥的注意 不得与硅酸盐水泥、石灰混用不得与硅酸盐水泥、石灰混用 不得用于湿热环境不得用于湿热环境 不能用于结构工程不能用于结构工程 不宜用于大体积混凝土不宜用于大体积混凝土二、膨胀水泥二、膨胀水泥 1 1、原理、原理 2 2、配制、配制 水化水化 水化硫铝酸钙水化硫铝酸钙( (大量大量) )
43、 硅酸盐水泥硅酸盐水泥 + + 高铝水泥高铝水泥 + + 石膏石膏 高铝水泥高铝水泥 + + 石膏石膏 硅酸盐水泥硅酸盐水泥 + + 明矾石明矾石 + + 石膏石膏 + + 矿渣矿渣 3 3、类型与应用、类型与应用 收缩补偿型收缩补偿型： 一般膨胀型一般膨胀型： 强膨胀型强膨胀型： 防止收缩裂缝防止收缩裂缝用于防水混凝土、构件接头、修补工程用于防水混凝土、构件接头、修补工程 应用同上应用同上 产生膨胀应力产生膨胀应力用于自应力钢筋混凝土压力管用于自应力钢筋混凝土压力管三、其他品种硅酸盐水泥三、其他品种硅酸盐水泥 1 1、白（彩）色硅酸盐水泥、白（彩）色硅酸盐水泥 白度白度 2 2、快硬硅酸盐水
44、泥、快硬硅酸盐水泥 3 3、道路硅酸盐水泥、道路硅酸盐水泥 4 4、抗硫酸盐水泥、抗硫酸盐水泥 5 5、中低热硅酸盐水泥、中低热硅酸盐水泥白水泥的反射率白水泥的反射率纯净纯净MgO的反射率的反射率一、单选题一、单选题1、硅酸盐水泥的运输和储存应按国家标准规定进行，超、硅酸盐水泥的运输和储存应按国家标准规定进行，超过（过（ ）的水泥须重新试验。）的水泥须重新试验。A、一个月、一个月 B、三个月、三个月 C、六个月、六个月 D、一年、一年5、在建筑工程结构中属于不常用水泥品种的是（、在建筑工程结构中属于不常用水泥品种的是（ ）。）。A、硅酸盐水泥、硅酸盐水泥 B、白水泥、白水泥 C、普通水泥、普通
45、水泥 D、矿渣水泥、矿渣水泥6、当出现下列哪种情况时，水泥被定为废品（、当出现下列哪种情况时，水泥被定为废品（ ）。）。A、水泥体积安定性不合格、水泥体积安定性不合格 B、终凝时间不合格、终凝时间不合格 C、水泥、水泥稠度不合规定稠度不合规定 D、龄期不合规定、龄期不合规定7、当出现下列哪种情况时，水泥被定为不合格品（、当出现下列哪种情况时，水泥被定为不合格品（ ） A、初凝时间不合格、初凝时间不合格 B、终凝时间不合格、终凝时间不合格 C、水泥稠度不、水泥稠度不合规定合规定 D、龄期不合规定、龄期不合规定8、水泥的等级是由、水泥的等级是由()来确定的。来确定的。A、外观质量、外观质量 B、抗
46、压强度和抗折强度、抗压强度和抗折强度 C、强度等级、强度等级 、耐久、耐久性和外观质量性和外观质量 D、耐久性、耐久性9、抗渗性要求的水泥，宜选用（、抗渗性要求的水泥，宜选用（ ）水泥。）水泥。A、矿渣、矿渣 B、火山灰、火山灰 C、粉煤灰、粉煤灰 D、（、（A+C）10、硅酸盐水泥的适用范围是（、硅酸盐水泥的适用范围是（ ）A、受海水侵蚀的工程、受海水侵蚀的工程 B、耐高温的工程、耐高温的工程C、早期强度要求高的工程、早期强度要求高的工程 D、大体积混凝土工程、大体积混凝土工程 11、用沸煮法检验水泥体积安定性，只能检查出、用沸煮法检验水泥体积安定性，只能检查出()的影响。的影响。A、游离、
47、游离CaOB、游离、游离MgO C、石膏、石膏 D、Ca（OH）212、大体积混凝土应选用、大体积混凝土应选用( )。A、硅酸盐水泥、硅酸盐水泥 B、矿渣水泥、矿渣水泥C、普通水泥、普通水泥 D、高铝水泥、高铝水泥44、硅酸盐水泥在最初四周内的强度实际上是由（、硅酸盐水泥在最初四周内的强度实际上是由（ ）决）决定的。定的。A、C3S B、C2S C、C3A D、C4AF45、生产硅酸盐水泥时加适量石膏主要起（、生产硅酸盐水泥时加适量石膏主要起（ ）作用。）作用。A、促凝、促凝 B、缓凝、缓凝 C、助磨、助磨 D、膨胀、膨胀46、水泥的体积安定性即指水泥浆在硬化时（、水泥的体积安定性即指水泥浆在
48、硬化时（ ）的性质。）的性质。A、体积不变化、体积不变化 B、体积均匀变化、体积均匀变化 C、不变形、不变形 D、均匀、均匀膨胀膨胀47、属于活性混合材料的是（、属于活性混合材料的是（ ）。）。A、粒化高炉渣、粒化高炉渣 B、慢冷矿渣、慢冷矿渣 C、磨细石英砂、磨细石英砂 D、石灰、石灰石粉石粉二、多选题二、多选题5、硅酸盐水泥熟料中含有（、硅酸盐水泥熟料中含有（ ）矿物成分。）矿物成分。A、C 3SB、C 3A C、C 2SD、C 4AF E、CaO13、硅酸盐水泥不适合用于、硅酸盐水泥不适合用于（ ）工程。工程。A、大体积结构、大体积结构 B、耐高温、耐高温 C、海工工程、海工工程 D、早
49、期强度要、早期强度要求高求高 E、抗冻性要求高、抗冻性要求高 14、影响硅酸盐水泥技术性质的因素一般包括（、影响硅酸盐水泥技术性质的因素一般包括（ ）。）。A、石膏掺量、石膏掺量 B、水泥细度、水泥细度 C、温度和湿度、温度和湿度 D、养护时间、养护时间 E、调凝外加剂的影响、调凝外加剂的影响15、大体积混凝土施工应选用（、大体积混凝土施工应选用（ ）。）。A、矿渣水泥、矿渣水泥 B、硅酸盐水泥、硅酸盐水泥 C、粉煤灰水泥、粉煤灰水泥 D、火山灰、火山灰水泥水泥 E、高铝水泥、高铝水泥19、属于活性混合材料的有（、属于活性混合材料的有（ ）。）。A、烧粘土、烧粘土 B、粉煤灰、粉煤灰 C、硅藻
50、土、硅藻土 D、石英砂、石英砂 E、矿渣、矿渣 20、对于高温车间工程用水泥，可以选用（、对于高温车间工程用水泥，可以选用（ ）。）。A、普通水泥、普通水泥 B、矿渣水泥、矿渣水泥 C、高铝水泥、高铝水泥 D、硅酸盐水泥、硅酸盐水泥 E、粉煤灰水泥、粉煤灰水泥三、判断题三、判断题5、用沸煮法可以全面检验硅酸盐水泥的体积安定性是否良好。、用沸煮法可以全面检验硅酸盐水泥的体积安定性是否良好。（错误错误）6、因水泥是水硬性胶凝材料，所以运输和贮存中不怕受潮。、因水泥是水硬性胶凝材料，所以运输和贮存中不怕受潮。（错误错误）7、任何水泥在凝结硬化过程中都会发生体积收缩。（、任何水泥在凝结硬化过程中都会发