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1、建建 筑筑 材材 料料2006年03月1目目录录第第6 6章章 木材木材第第7 7章章 建筑钢材建筑钢材第第8 8章章 沥青沥青第第1 1章章 材料的基本性质材料的基本性质第第2 2章章 气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料第第3 3章章 水泥水泥第第4 4章章 水泥混凝土水泥混凝土第第1010章章 建筑装建筑装饰材料饰材料第第5 5章章 砂浆砂浆绪绪 论论第第1111章章 烧结砖烧结砖第第9 9章章 建筑塑料建筑塑料2第一章绪论l一、定义 建筑材料 是用于土木建筑结构物的所有材料的总称。l二、分类3按化学成分分类金属材料非金属材料复合材料黑色金属：钢有色金属：铜、铝、锌植物：木材、竹材沥青：煤沥青、
2、石油沥青合成高分子：塑料、合成橡胶、涂料有机与无机非金属结合：聚合物砼金属与无机非金属结合：钢筋砼、钢纤维砼金属与有机材料结合：PVC钢板无机材料：砖、玻璃、水泥、石灰4承重材料围护材料建筑功能材料承重：砖非承重：加气砼砌块砖、石、砼、钢材防水、绝热采光、装饰按功能分类5三.建筑材料的开展：随生产力开展而开展原始时代天然材料：木材、岩石、竹、粘土石器、铁器时代金字塔（2000-3000 BC)：石材、石灰、石膏万里长城（200 BC):条石、大砖、石灰砂浆布达拉宫：石材、石灰砂浆罗马园剧场（70-80 AC):石材、石灰砂浆618世纪中叶钢材、水泥(J.Aspdin,1824）19世纪钢筋混凝
3、土（1890-1892）；中国，189820世纪预应力混凝土、高分子材料21世纪轻质、高强、节能、高性能绿色建材7l胡夫金字塔，高146.59m,底部232m见方，用230多万块、每块重2.5T的岩石砌成。8l万里长城（200BC):条石、大砖、石灰砂浆9罗马斗兽场（70-80AC):石材、石灰砂浆10三峡大坝三峡大坝11大坝闸门大坝闸门12三.建筑材料的标准化 学习材料的技术标准:国家标准、行业标准、企业标准GB-国家标准 GBJ-建筑工程国家标准JGJ-建设部行业标准JC-国家建材局行业标准YB-冶金部行业标准JTJ-交通部行业标准SD-水电行业标准ZB-国家级专业标准 13例：国家标准硅
4、酸盐水泥、一般硅酸盐水泥GB175-1999 标准名称部门代号编号批准年份ASA-American Standard Association 标准ASTM American Society for Testing MaterialsBS-British Standard 英国标准DIN Deutsch Industrie Normen 德国标准ISO-International Standard Organization 国际标准协会14四四.建筑材料课程的作用、任务和学习方法建筑材料课程的作用、任务和学习方法1.1.作用作用1.1 1.1 为后续课程的学习提供必要的知识为后续课程的学习提供必
5、要的知识1.2 1.2 为今后从事专业技术工作时，合理选择和使用建为今后从事专业技术工作时，合理选择和使用建筑材料打下根底筑材料打下根底2.2.任务任务 2.1 2.1 了解材料在建筑物上所起的作用和要求了解材料在建筑物上所起的作用和要求2.2 2.2 了解常用材料的生产、成分和构造了解常用材料的生产、成分和构造2.3 2.3 掌握常用材料的技术性质，掌握常用材料的技术性质，以及影响材料性质以及影响材料性质的主要因素及其相互关系的主要因素及其相互关系152.4 2.4 掌握常用材料的标准，熟悉其分类、分等和规格掌握常用材料的标准，熟悉其分类、分等和规格2.5 熟悉常用材料的测试仪器，掌握测试方
6、法和技术。2.6 掌握常用材料的选用原则和方法。2.7 掌握工地配置材料的配置原理及方法，了解这些材 料的施工本卷须知3.学习方法3.1 重点掌握材料的根本理论、根本知识、根本技能常用材料水泥、砼、石灰、钢材、木材、沥青16主要的水泥、砼、钢材每种材料：原料生产工艺组成成分构造性质应用检验储存以及它们之间的相互关系重点：性质和应用，质检的根本原理（引起材性变化的内因和外因）3.2 重视学好试验学习常用建筑材料的检验方法合格性判断和验收对实验数据、试验结果进行分析判别培养从事科学研究的能力17参考书1.武汉大学 李亚杰 主编建筑材料，2.中国水利水电出版社2.张德思 主编.3.土木工程材料典型题
7、解析及自测试题4.西北工业大学出版社18第1章建筑材料的根本性质1.1.1根本的物理参数根本的物理参数l1、实际密度（密度）、实际密度（密度）定义：材料在绝对密实定义：材料在绝对密实状态下，单位体积所具状态下，单位体积所具有的质量。有的质量。1.1材料的物理性质材料的物理性质19实际密度（实际密度（g/cm3)m材料在枯燥状况下材料在枯燥状况下的质量的质量V材料在绝对密实状材料在绝对密实状况下的体积况下的体积l测量方法：测量方法：l不规则的密实材料不规则的密实材料用排水体积法用排水体积法l有孔隙的材料有孔隙的材料把枯把枯燥后的材料磨成细粉，燥后的材料磨成细粉，用李氏瓶法测定其实体用李氏瓶法测定
8、其实体积，进行计算。积，进行计算。202体积密度（容重体积密度（容重）定义：材料在自然状态下单位体积的定义：材料在自然状态下单位体积的质量，按下式计算质量，按下式计算分：干表观密度和湿表观密度分：干表观密度和湿表观密度测量方法：测量方法：规则形状，规则形状，可根据实际测量可根据实际测量 不规则形状，用蜡封排液法不规则形状，用蜡封排液法213、堆积密度、堆积密度堆积密度是散粒材料堆积密度是散粒材料(粉状、颗粒状）粉状、颗粒状）在堆积状态下单位体积的质量。在堆积状态下单位体积的质量。材料的堆积体积包括所有材料的堆积体积包括所有颗粒的体积以及颗粒之间的空颗粒的体积以及颗粒之间的空隙体积，隙体积，22
9、 4、孔隙率孔隙率孔隙率孔隙率定义：孔隙率是材料内孔隙体积占总体积的百分比。定义：孔隙率是材料内孔隙体积占总体积的百分比。定义：孔隙率是材料内孔隙体积占总体积的百分比。定义：孔隙率是材料内孔隙体积占总体积的百分比。P=(V P=(V0 0 V)/V V)/V0 0100%=100%=（1-/1-/0 0）100%1100%1 D+P=1 D+P=15、空隙率空隙率空隙率空隙率定义：空隙率是材料在松散状态下，颗粒空隙体积占定义：空隙率是材料在松散状态下，颗粒空隙体积占定义：空隙率是材料在松散状态下，颗粒空隙体积占定义：空隙率是材料在松散状态下，颗粒空隙体积占松散体积的百分比。松散体积的百分比。松
10、散体积的百分比。松散体积的百分比。P=P=P=P=(VVVV0 0 V V V V0 0)/V)/V)/V)/V0 0100%=100%=100%=100%=（1-1-1-1-0 0/0 0）100%100%100%100%231.1.2材料与水有关的性质材料与水有关的性质1、亲水性与憎水性、亲水性与憎水性亲水性亲水性材料在空气中与水接触时，容易材料在空气中与水接触时，容易被水润湿的性质，称材料的亲水性。被水润湿的性质，称材料的亲水性。憎水性憎水性材料不易被水润湿的性质，称为材料不易被水润湿的性质，称为憎水性。憎水性。为润湿角为润湿角90亲水亲水性材料性材料90憎憎水性材料水性材料242、吸水
11、性、吸水性定义：材料在水中汲取水分的性质称为吸水性。定义：材料在水中汲取水分的性质称为吸水性。指标：吸水率表示。指标：吸水率表示。质量吸水率质量吸水率体积吸水率体积吸水率3、吸湿性、吸湿性定义：吸湿性是材料在空气中汲取水分的性质。定义：吸湿性是材料在空气中汲取水分的性质。指标：含水率指标：含水率等于材料吸入水分质量占枯燥时质量的百分率。等于材料吸入水分质量占枯燥时质量的百分率。4、耐水性、耐水性定义：材料在水的作用下不破坏，其强度也不显著降低定义：材料在水的作用下不破坏，其强度也不显著降低的性质称为材料的耐水性。的性质称为材料的耐水性。25材料的耐水性可用软化系数材料的耐水性可用软化系数k表示
12、。表示。kf饱饱/f干干f饱饱材料在吸水饱和状态下的抗压强度（材料在吸水饱和状态下的抗压强度（MPa）。）。f干干材料在枯燥状态下的抗压强度（材料在枯燥状态下的抗压强度（MPa）。软化系数的范围在软化系数的范围在01之间。之间。潮湿环境中的重要建筑物或部位，潮湿环境中的重要建筑物或部位，软化系数软化系数k=0.85-0.9受潮较轻或次要的建筑物，软化系数受潮较轻或次要的建筑物，软化系数k=0.7-0.854、抗渗性、抗渗性材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性。材料的抗渗性材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性。材料的抗渗性用渗透系数或抗渗强度等级来表示。用渗透系数或抗渗强度等级来表示。渗透系数渗透系
13、数26砼的抗渗强度等级砼的抗渗强度等级P2、P4、P6、P8、P10、P12（penetrate）5、抗冻性、抗冻性材料在吸水饱和状态下，经屡次冻融循环而不材料在吸水饱和状态下，经屡次冻融循环而不破坏或强度不显著降低的性质称为抗冻性。破坏或强度不显著降低的性质称为抗冻性。材料的抗冻性用抗冻强度等级材料的抗冻性用抗冻强度等级F（freeze）表）表示。如示。如F25表示材料能抵抗冻融循环表示材料能抵抗冻融循环25次。次。如果经过规定次数的反复冻融循环后，质量损如果经过规定次数的反复冻融循环后，质量损失不大于失不大于5，强度降低不超过，强度降低不超过25时，通常认为时，通常认为材料是抗冻的。材料是
14、抗冻的。271.1.3 1.1.3 材料的热性质材料的热性质1、导热性、导热性材料传导热量的性质称为导热性。材料导热性材料传导热量的性质称为导热性。材料导热性用导热系数用导热系数表示表示。282、比热容、比热容定义：材料在加热时汲取热量，冷却时放出热定义：材料在加热时汲取热量，冷却时放出热量的性质，称为热容量。量的性质，称为热容量。质量为质量为1g材料温度升高材料温度升高lK所需的热量或温度降低所需的热量或温度降低1K时放出的热量，称为材料的比热容。时放出的热量，称为材料的比热容。3 3、保温隔热性能、保温隔热性能 热阻热阻1/1/4 4、热变形性、热变形性 线膨胀系数线膨胀系数291.2材料
15、的力学性质材料的力学性质1.2.1强度和比强度强度和比强度1、强度、强度材料在外力材料在外力(荷载荷载)作用下，抵抗破坏的能力，称作用下，抵抗破坏的能力，称为强度为强度材料主要有抗拉、抗压、抗剪、抗弯四种强度。材料主要有抗拉、抗压、抗剪、抗弯四种强度。通常抗拉强度可表示为通常抗拉强度可表示为ft、抗压强度可表示为、抗压强度可表示为fc、抗剪强度可表示为抗剪强度可表示为fv.30抗弯强度抗弯强度fm2、比强度比强度 比强度比强度=材料的强度材料的强度/表观密度表观密度可以对不同的材料进行比照。可以对不同的材料进行比照。31 1.2.2 1.2.2 1.2.2 1.2.2 材料的其他力学性质材料的
16、其他力学性质材料的其他力学性质材料的其他力学性质1.1.1.1.材料的弹性与塑性材料的弹性与塑性材料的弹性与塑性材料的弹性与塑性l l弹性：在外力作用弹性：在外力作用弹性：在外力作用弹性：在外力作用 下产生变形，当外力消失时，下产生变形，当外力消失时，下产生变形，当外力消失时，下产生变形，当外力消失时，材料的变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质。材料的变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质。材料的变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质。材料的变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质。l l塑性：不能消失的变形。塑性：不能消失的变形。塑性：不能消失的变形。塑性：不能消失的变形。l l弹性变形与塑
17、性变形弹性变形与塑性变形弹性变形与塑性变形弹性变形与塑性变形2.2.2.2.材料的脆性和韧性材料的脆性和韧性材料的脆性和韧性材料的脆性和韧性 脆性：外力到达一定限度后，突然破坏无明显塑性脆性：外力到达一定限度后，突然破坏无明显塑性脆性：外力到达一定限度后，突然破坏无明显塑性脆性：外力到达一定限度后，突然破坏无明显塑性变形的性质。变形的性质。变形的性质。变形的性质。韧性：在冲击或震动荷载作用下，能汲取较大能量，韧性：在冲击或震动荷载作用下，能汲取较大能量，韧性：在冲击或震动荷载作用下，能汲取较大能量，韧性：在冲击或震动荷载作用下，能汲取较大能量，产生一定的变形而不致被破坏的性能。用材料破坏时产生
18、一定的变形而不致被破坏的性能。用材料破坏时产生一定的变形而不致被破坏的性能。用材料破坏时产生一定的变形而不致被破坏的性能。用材料破坏时汲取的能量来表示汲取的能量来表示汲取的能量来表示汲取的能量来表示:a:a:a:ak k k k=A=A=A=Ak k k k/A/A/A/A 323.材料的硬度和耐磨性l硬度硬度n材料抵抗较硬物体压入的能力，称为材材料抵抗较硬物体压入的能力，称为材料的硬度，料的硬度，n有有莫氏硬度（矿物硬度莫氏硬度（矿物硬度分为分为10级）级）n布氏硬度布氏硬度HB（用钢球压入法测定）（用钢球压入法测定）331.3材料材料的耐久性的耐久性定义：材料定义：材料在使用过程中能长久保
19、持其原有性在使用过程中能长久保持其原有性质的能力。质的能力。包括包括抗冻性抗冻性抗风化性抗风化性抗老化抗老化耐化学腐蚀性耐化学腐蚀性破坏作用有：破坏作用有：物理作用物理作用化学作用化学作用生物作用生物作用耐磨性耐磨性 材料抵抗磨损的能力称为材料的耐磨性。材料抵抗磨损的能力称为材料的耐磨性。用磨损率表示：用磨损率表示：B=（m1-m2)/A34习题（一）习题（一）35例1-1 某工地所用卵石材料的密度为2.65g/cm3、表观密度为2.61g/cm3、堆积密度为1680 kg/m3，计算此石子的孔隙率与空隙率？l解解石子的孔隙率石子的孔隙率P P为：为：l石子的空隙率石子的空隙率P P，为：为：
20、l 评注评注 材料的孔隙率是指材料内部孔隙的体积占材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。空隙率是指散粒材料在其堆集体料总体积的百分率。空隙率是指散粒材料在其堆集体积中积中,颗粒之间的空隙体积所占的比例。计算式中颗粒之间的空隙体积所占的比例。计算式中密度；密度；0 0材料的表观密度；材料的表观密度；，材料的堆积材料的堆积密度。密度。36例例1-2 1-2 有一块烧结一般砖，在吸水饱和状态下重有一块烧结一般砖，在吸水饱和状态下重2900g2900g，其绝干质量为，其绝干质量为2550g2550g。砖的尺寸为。砖的尺寸为24011524011553mm53mm，经枯燥并磨成细粉后
21、取，经枯燥并磨成细粉后取50g50g，用排水法测得，用排水法测得绝对密实体积为绝对密实体积为18.62 cm18.62 cm3 3 。试计算该砖的吸水率、。试计算该砖的吸水率、密度、孔隙率、饱水系数。密度、孔隙率、饱水系数。l解解l该砖的吸水率为该砖的吸水率为l该砖的密度为该砖的密度为l表观密度为表观密度为l l孔隙率为孔隙率为l 评评注注 质质量量吸吸水水率率是是指指材材料料在在吸吸水水饱饱和和时时，所所吸吸水水量占材料在枯燥状态下的质量百分比。量占材料在枯燥状态下的质量百分比。37例1-3 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、165MPa，求该石材的软化系数
22、，并判断该石材可否用于水下工程。l解解l该石材的软化系数为该石材的软化系数为l由由于于该该石石材材的的软软化化系系数数为为0.930.93，大大于于0.850.85，故故该该石材可用于水下工程。石材可用于水下工程。l 评注评注 软化系数为材料吸水饱和状态下的抗压软化系数为材料吸水饱和状态下的抗压强度与材料在绝对枯燥状态下的抗压强度之比。强度与材料在绝对枯燥状态下的抗压强度之比。与材料在气干状态下的抗压强度无关。与材料在气干状态下的抗压强度无关。38例1-4 影响材料强度测试结果的试验条件有那些？l解答解答:影响材料强度测试结果的因素影响材料强度测试结果的因素很多。如小尺寸试件测试的强度值高于很
23、多。如小尺寸试件测试的强度值高于大尺寸试件；加载速度快时测得的强度大尺寸试件；加载速度快时测得的强度值高于加载速度慢的；立方体试件的测值高于加载速度慢的；立方体试件的测得值高于棱柱体试件；受压试件与加压得值高于棱柱体试件；受压试件与加压钢板间无润滑作用的（如未涂石蜡等润钢板间无润滑作用的（如未涂石蜡等润滑物时），测得的强度值高于有润滑作滑物时），测得的强度值高于有润滑作用；外表平整试件的测得值高于外表不用；外表平整试件的测得值高于外表不平整的等。平整的等。39例1-5 选择题：选择正确的答案填在括号内。l当材料的润湿边角当材料的润湿边角为（为（）时，）时，称为憎水性材料。称为憎水性材料。la.
24、90a.90 b.90b.90c.c.0 0l解答解答:b:b:9090l 评评注注 材材料料的的润润湿湿边边角角9090为为亲亲水水性性材材料料；材材料料的的润润湿湿边边角角9090时为憎水性材料。时为憎水性材料。40第2章气硬性胶凝材料l胶凝材料：在一定条件胶凝材料：在一定条件下，经自身一下，经自身一系列的物理、化学作用后，能将散粒系列的物理、化学作用后，能将散粒材料或块状材料粘结成具有一定强度材料或块状材料粘结成具有一定强度的整体的材料，统称胶凝材料。的整体的材料，统称胶凝材料。胶胶凝凝材材料料无机胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料有机胶凝材料：沥青、树脂、橡胶：沥青、树脂、橡胶气硬性胶凝
25、材料：石膏、石灰、水玻璃气硬性胶凝材料：石膏、石灰、水玻璃水硬性胶凝材料：各种水泥水硬性胶凝材料：各种水泥41l气硬性胶凝材料：只能在空气中凝结气硬性胶凝材料：只能在空气中凝结硬化，保持和继续开展其强度，在水硬化，保持和继续开展其强度，在水中不能硬化，也就不具有强度。中不能硬化，也就不具有强度。l水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，又能更好地在水中硬化，保持并继续又能更好地在水中硬化，保持并继续开展其强度。开展其强度。42 2.1 2.1石石 灰灰2.1.12.1.1石灰的生产过程石灰的生产过程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
26、煅烧，其主要成分云石）经高温煅烧，其主要成分CaCOCaCO3 3分解分解为以为以CaOCaO为主要成分的生石灰，其化学反为主要成分的生石灰，其化学反响可表示如下：响可表示如下：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。432.1.22.1.2石灰的消化石灰的消化1.1.石灰的熟化和石灰的熟化和“陈伏陈伏”n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
27、程程称称为为石石灰灰的的“消消化化”，又又称称“熟熟化化”：生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料生石灰烧制过程中，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，生的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，这种石灰石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为称为“欠火石灰欠火石灰”。44n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，使得石灰外表出现裂缝或玻时间过长，使得石灰外表出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，这种石灰称为黑色，这种石灰称为“过火石灰过火石灰”。过。过火石灰外表常被粘土杂质融
28、化形成的玻火石灰外表常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。当石灰已经璃釉状物包覆，熟化很慢。当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。体积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。45为了消除过火石灰的危害，生石灰熟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置两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，石灰浆外表应保期间，石灰浆外表应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。462.1.3.2.1.3.石灰的硬化石灰
29、的硬化n n石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个同时进行的过程来完成的：下面两个同时进行的过程来完成的：n n.枯燥作用：游离水分蒸发，氢枯燥作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。n n.碳化作用：氢氧化钙与空气中碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发：出水分并被蒸发：47碳化作用实际是二氧化碳与水碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反形成碳酸，然后与氢氧化钙反响生成碳酸钙。所以这个作用响生成碳酸钙。所以这个作用不能在没有水分的全干状态下不能在
30、没有水分的全干状态下进行。进行。48二.建筑石灰的技术指标建筑石灰的技术指标有细度、CaO+MgO含量、CO2含量和体积安定性等。并按技术指标分为优等品、一等品和合格品三个等级。具体技术要求见：JC/T479-1992 建筑生石灰）、JC/T480-1992 建筑生石灰粉(P34 表4.3）JC/T481-1992 建筑消石灰粉(P34 表4.4）钙质生石灰 MgO5%；钙质消石灰粉 MgO4%镁质生石灰 MgO5%；镁质消石灰粉 MgO4%492.1.4 2.1.4 石灰的性质与应用石灰的性质与应用1.1.性质性质(1)(1)石灰的硬化只能在空气中进行，硬化后的石灰的硬化只能在空气中进行，硬
31、化后的强度也不高。强度也不高。(2)(2)受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还会受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还会溃散。溃散。(3)(3)硬化时体积收缩大硬化时体积收缩大(4)(4)耐水性差，不易贮存耐水性差，不易贮存50l2.2.应用应用l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参参加加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。石石灰灰乳乳可可参参加加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
32、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。l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。51l石灰土（灰土）和三合土石灰土（灰土）和三合土l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
33、工工业业废废料料外外表表的的活活性性氧氧化化硅硅或或氧氧化化铝铝反反响响，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根根底底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。52l灰砂砖和硅酸盐制品灰砂砖和硅酸盐制品l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
34、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响响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。如如灰灰砂砂砖砖、硅硅酸酸盐盐砖砖、硅酸盐混凝土制品等。硅酸盐混凝土制品等。532.2水玻璃水玻璃l水玻璃俗称泡花碱，由碱金属氧化物水玻璃俗称泡花碱，由碱金属氧化物和二氧化硅组成，属可溶性的硅酸盐和二氧化硅组成，属可溶性的硅酸盐类。类。l根据碱金属氧化物的不同，水玻璃有根据碱金属氧化物的不同，水玻璃有:n硅酸钠水玻璃（硅酸钠水玻璃（Na2OSiO2）、）、n硅酸钾水玻璃硅酸钾水玻璃2S
35、iO2）、）、n硅酸锂水玻璃（硅酸锂水玻璃（i2OSiO2）等品种，）等品种，最常用的是硅酸钠水玻璃。最常用的是硅酸钠水玻璃。54l（称为水玻璃模数）称为水玻璃模数）l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水玻玻璃璃的的溶溶液液都都呈呈明明显显的碱性反响。的碱性反响。55l2.2.12.2.1水玻璃的硬化水玻璃的硬化l液液体体水水玻玻璃璃在在空空气气中中汲汲取取二二氧氧化化碳碳，形形成成无定形硅酸凝胶，并逐渐枯燥而硬化：无定形硅酸凝胶，并逐渐枯燥而硬化：l由由于于空空气
36、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，常常参参加加氟氟硅硅酸酸钠钠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。56l4.3 4.3 水玻璃的技术性质水玻璃的技术性质l（）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
37、孔孔隙隙而而防防止止水水分分渗透的作用。渗透的作用。l（）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。l（）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liOiO2 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枯枯燥燥得得更加强烈，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。57n n2.2.32.2.3水玻璃的应用水玻璃的应用n n（）用作
38、涂料，涂刷材料外表（）用作涂料，涂刷材料外表n n 直接将液体水玻璃涂刷在建筑物外表，直接将液体水玻璃涂刷在建筑物外表，或涂刷粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝或涂刷粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等多孔材料，可使材料的密实度、强土等多孔材料，可使材料的密实度、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。n n这是因为水玻璃与材料中的这是因为水玻璃与材料中的a a（OH)OH)2 2反响生成硅酸钙凝胶，填充了材料间孔反响生成硅酸钙凝胶，填充了材料间孔隙。隙。58|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
39、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。反响式为：反响式为：59l（2 2）配制防水剂）配制防水剂l 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,适适用用于于堵堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。塞漏洞、缝
40、隙等局部抢修。60l（3 3）加固土壤）加固土壤l 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响响，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。用用这这种种方方法法加加固固的的砂砂土土，抗抗压压强强度度可可达达。l(4)(4)配制水玻璃砂浆。配制水玻璃砂浆。l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
41、修补墙体裂缝。61n n（）配制耐酸砂浆、耐酸混凝土、（）配制耐酸砂浆、耐酸混凝土、耐热混凝土耐热混凝土n n 用水玻璃作为胶凝材料，选择耐用水玻璃作为胶凝材料，选择耐酸骨料，可配制满足耐酸工程要求酸骨料，可配制满足耐酸工程要求的耐酸砂浆、耐酸混凝土。选择不的耐酸砂浆、耐酸混凝土。选择不同的耐热骨料，可配制不同耐热度同的耐热骨料，可配制不同耐热度的水玻璃耐热混凝土。的水玻璃耐热混凝土。622.3石膏l2.3.1石膏胶凝材料的生产石膏胶凝材料的生产l生产方法：将原料（二水石膏）生产方法：将原料（二水石膏）在不同压力和温度下煅烧、脱水，再在不同压力和温度下煅烧、脱水，再经磨细而成的。在不同的煅烧条
42、件下，经磨细而成的。在不同的煅烧条件下，所得产品的结构、性质、用途也各不所得产品的结构、性质、用途也各不相同。相同。63CaSO42H2O二水石膏二水石膏-CaSO41/2H2O（型半水石膏）建筑石膏型半水石膏）建筑石膏-CaSO41/2H2O（型半水石膏）高强石膏型半水石膏）高强石膏CaSO4可溶性石膏可溶性石膏CaSO4不可溶性石膏不可溶性石膏CaSO4高温煅烧石膏高温煅烧石膏107170125170360400750800加热、脱水加热、脱水0.13MP蒸压条件蒸压条件加热、脱水加热、脱水642.3.2 2.3.2 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
43、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响响，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，此后进一步产生和开展强度而硬化。此后进一步产生和开展强度而硬化。建筑石膏与水之间产生化学反响的反响式为：建筑石膏与水之间产生化学反响的反响式为：此此反反响响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响响，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，所所以以此此反反响响总总体体表表现现为为向向右右进进行行，二二水水石石膏膏以以胶胶体体微微粒粒自自
44、水中析出。水中析出。随着二水石膏沉淀的不断增加，就会产生结晶，结晶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，晶体颗粒之间便产生了磨擦力和粘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，造成浆体的塑性开始下降，这一现象称为石膏的初结力，造成浆体的塑性开始下降，这一现象称为石膏的初凝；而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结力的增大，浆体的凝；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，直至消失，这种现象为石膏的终塑性很快下降，直至消失，这种现象为石膏的终凝。凝。65l2.3.32.3.3建筑石膏的技术要求建筑石膏的技术要求l建建筑筑石石膏膏的的技技术术要要
45、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。具体技术要求见具体技术要求见GB9776-1988GB9776-1988。66l2.3.42.3.4建筑石膏的技术性质建筑石膏的技术性质l（）凝结硬化速度快（）凝结硬化速度快l 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，这这对对于于一一般般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
46、可参参加加适适量量的的缓缓凝凝剂剂，如如硼硼砂砂、动动物物胶胶、亚亚硫硫酸酸盐盐酒酒精精废液等。废液等。67l（）凝结硬化时的膨胀性（）凝结硬化时的膨胀性l 建建筑筑石石膏膏凝凝结结硬硬化化是是石石膏膏汲汲取取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外外表表较较为为光光滑滑饱饱满满，棱棱角角清清楚楚完完整整、防防止了一般材料枯燥时的开裂。止了一般材料枯燥时的开裂。68l（）硬硬化化后后的的多多孔孔性性，重重量量轻轻，
47、但但强强度低度低l 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，常常参参加加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局局部部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。69l（）良良好好的的隔隔热热
48、和和吸吸音音和和“呼呼吸吸”功能功能l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，特特别别是是外外表表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口孔孔结结构构，使使石膏具有呼吸水蒸气的功能。石膏具有呼吸水蒸气的功能。70l（）防火性好，但耐水性差（）防火性好，但耐水性差l 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
49、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，并并能能在在外外表表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。l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。局局部部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。71l（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l石石膏膏外外表表光光滑滑饱
50、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。具具有有良良好好的的可可加加工工性。性。72l2.3.52.3.5建筑石膏的应用建筑石膏的应用l（1 1）石膏砂浆及粉刷石膏石膏砂浆及粉刷石膏l（2 2）建建筑筑石石膏膏制制品品：石石膏膏板板、石石膏砌块等膏砌块等l(3(3）制作建筑雕塑和模型制作建筑雕塑和模型73习题（二）习题（二）74例2-1 根据石灰浆体的凝结硬化过程，试分析硬化石灰浆体有哪些特性？l解解l石石灰灰浆浆体体在在空空气气中