第2章 建筑材料23-26

1、2.3无机气硬性胶凝材料 n 胶凝材料胶凝材料：将散粒材料（如砂、石子等）或块状材料（如砖、石块等）粘结成为整体的材料，统称为胶凝材料。q无机胶凝材料：水泥、石灰、石膏n气硬性和水硬性q有机胶凝材料：沥青、树脂。 1n气硬性气硬性胶凝材料是指只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度的胶凝材料，如石膏、石灰等。q只适用于地上或干燥环境只适用于地上或干燥环境n水硬性水硬性胶凝材料是指不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，并保持和继续发展其强度的胶凝材料，如各种水泥。q既适用于地上环境，也可用于地下或水中环境既适用于地上环境，也可用于地下或水中环境 2n2.3.1 2.3.1 建筑

2、石膏建筑石膏 n2.3.2.3.2 2 建筑石灰建筑石灰n2.4 2.4 水泥水泥 3n2.3.1 2.3.1 建筑石膏建筑石膏 n原料：天然二水石膏（CaSO42H2O），生石膏n1 1）建筑石膏的特性）建筑石膏的特性（1）凝结硬化快。（2）凝结硬化后空隙大、强度低。 （3）防火性能良好。（4）建筑石膏硬化时体积略有膨胀。（5）耐水性和抗冻性差（6）装饰性好且可加工性能好。 4n2 2）建筑石膏的应用）建筑石膏的应用n广泛应用于配制石膏抹面灰浆和制作各种石膏制品。石膏制品。石膏制品：石膏制品：n石膏砌块石膏砌块n纸面石膏板纸面石膏板n空心石膏条板空心石膏条板n纤维石膏板纤维石膏板n装饰石膏制

3、品等。装饰石膏制品等。5n（1）纸面石膏板n纸面石膏板有普通纸面石膏板、耐水纸面石膏板和耐火纸面石膏板三类。 n长度有1800、2100、2400、2700、3000、3300、3600mm规格；宽度有900、1200mm两种；厚度为9、12、15 mm三种。此外，普通纸面石膏板还有18 mm厚的产品，耐火纸面石膏板还有18、21、25 mm厚的产品。n用途：室内吊顶和内隔墙6n（2）石膏空心条板：用作非承重的分室墙，无需龙骨 n（3）纤维石膏板：无纸面纤维石膏板，内隔墙、吊顶及预制石膏板符合墙板n（4）装饰石膏制品：嵌装式装饰石膏板、艺术装饰石膏制品 72.3.2 2.3.2 建筑石灰建筑石

4、灰n原料：原料：石灰石、白垩为原料煅烧，成分石灰石、白垩为原料煅烧，成分CaOCaO，生石灰、消石灰和水，生石灰、消石灰和水硬性石灰的统称硬性石灰的统称1 1）石灰的种类）石灰的种类 n（1）生石灰n（2）生石灰粉n（3）消石灰粉n（4）石灰膏82 2）生石灰的水化）生石灰的水化n生石灰与水发生水化反应，生成生石灰与水发生水化反应，生成CaCa(OH)(OH)2 2的过程的过程特点：n（1）反应可逆n（2）水化热大，水化速率快n（3）水化过程中体积增大93 3）石灰浆的硬化）石灰浆的硬化n 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：n（1）结晶作用：游离水份蒸发，氢氧化钙结晶

5、析出。n（2）碳化作用：氢氧化钙与空气中CO2和水化合生成CaCO3，释出水分并被蒸发。 10n4 4）建筑石灰的特性与技术要求）建筑石灰的特性与技术要求n（1）保水性与可塑性好n（2）硬化缓慢 n（3）硬化后强度低 n（4）硬化时体积收缩大 n（5）耐水性差 11n5 5）建筑石灰的应用）建筑石灰的应用n（1）用于建筑室内粉刷n（2）大量用于拌制建筑砂浆n（3）配制三合土和灰土 n（4）加固含水的软土地基n（5）磨制生石灰粉 n（6）制造静态破碎剂和膨胀剂 122.4 水泥水泥n水泥：粉末状n用途：胶结材料混凝土、配制砂浆等n化学成分：硅酸盐硅酸盐、铝酸盐、硫铝酸盐、铁铝酸盐水泥n硅酸盐水泥

6、：性能和用途不同，又可分为通用硅酸盐水泥、专用水泥和特性水泥三大类。13n通用硅酸盐水泥 n通用硅酸盐水泥按混合材料的品种和掺量分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。各品种的组分和代号应符合表2-7的规定。 1415品 种代号组 分熟料+石膏粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰石灰石硅酸盐水泥PI100-P955-95-5普通硅酸盐水泥PO80且5且20-矿渣硅酸盐水泥PSA50且20且50-PSB30且50且70-火山灰质硅酸盐水泥PP60且20且40-粉煤灰硅酸盐水泥PF60且20且40复合硅酸盐水泥PC50且20且50本组分材

7、料均应符合国家有关规范的要求。表2-7 通用硅酸盐水泥各品种的组分和代号表2.4.1. 2.4.1. 硅酸盐水泥的生产及凝结硬化过程硅酸盐水泥的生产及凝结硬化过程（1 1）生产过程（简称二磨一烧）生产过程（简称二磨一烧）16石灰石黏土铁粉石膏生料煅烧煅烧约1450熟料硅 酸 盐水泥粉磨粉磨粉磨粉磨（2）凝结硬化过程一般认为可分为早、中、后三个时期 17n2.4.2 2.4.2 通用硅酸盐水泥的主要技术性质通用硅酸盐水泥的主要技术性质 n通用硅酸盐水泥（GB175-2007GB175-2007） n（1）强度及强度等级 n水泥胶砂强度检验方法（ISO法）（GB/T17671-1999）测定水泥强

8、度，该法是将水泥和中国ISO标准砂按质量计以1：3混合，用0.5的水灰比按规定的方法制成40mm40mm160mm的试件，在标准温度（201）的水中养护，分别测定其3天和天和28天天的抗折强度和抗压强度。水泥按3天强度又可分为普通型和早强型两种类型，其中有代号R者为早强型水泥。强度不符合规定者为不合格品。 18表2-8 通用硅酸盐水泥的强度要求 19品 种强度等级抗 压 强 度抗 折 强 度3d28d3d28d硅酸盐水泥42.517.042.53.56.542.5R22.04.052.523.052.54.07.052.5R27.05.062.528.062.55.08.0（2）化学指标）化学

9、指标 20表2-8 通用水泥的化学指标 单位 %品 种代号不溶物（质量分数）烧失量（质量分数）三氧化硫（质量分数）氧化镁（质量分数）氯离子（质量分数）硅酸盐水泥PI0.753.03.55.0a0.06cP1.503.5普通硅酸盐水泥PO-5.0矿渣硅酸盐水泥PSA-4.06.0bPSB-火山灰质硅酸盐水泥PP-3.56.0b粉煤灰硅酸盐水泥PF-复合硅酸盐水泥PC-na如果水泥压蒸试验合格，则水泥中氧化镁的含量（质量分数）允许放宽至6.0%。nb如果水泥中氧化镁的含量（质量分数）大于6.0%时，需进行水泥压蒸安定性试验并合格。nc当有更低要求时，该指标由买卖双方协商确定。 21（3 3）凝结时

10、间）凝结时间n水泥的凝结时间有初凝与终凝初凝与终凝之分。 初凝初凝：自加水起至水泥浆开始开始失去塑性、流动性减小所需要的时间 ； 终凝终凝：自加水起至水泥浆完全完全失去塑性、开始有一定结构强度所需要的时间 。n国家标准规定：硅酸盐水泥初凝不小于4545minmin，终凝不大于390390minmin；普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝不小于4545minmin，终凝不大于600600minmin。凝结时间不符合规定者为不合格品不合格品。n规定水泥的凝结时间在施工中具有重要的意义。 22（4 4）体积安定性）体积安定性n水泥的体积安定性是指水

11、泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性体积变化的均匀性。水泥的体积安定性检验必须合格，体积安定性不合格的水泥为不合格品不合格品。（5 5）其它：）其它：细度、标准稠度用水量、化学指标细度、标准稠度用水量、化学指标n细度是指水泥颗粒的粗细程度水泥颗粒的粗细程度。细度可鉴定水泥的品质，是选择性指标是选择性指标。 23242.4.2.4.3 3常用水泥的特性及应用常用水泥的特性及应用硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水普通硅酸盐水泥（普通水泥）泥（普通水泥）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主要特性凝结硬化快、早期强度高水化热大抗冻性好耐热性差耐蚀性差干缩性较小凝结硬化

12、快、早期强度高水化热较大抗冻性较好耐热性较差耐蚀性较差干缩性较小凝结硬化慢、早期强度低，后期强度增长较快水化热较小抗冻性差耐热性好耐蚀性较好干缩性较大泌水性大、抗渗性差凝结硬化慢、早期强度低，后期强度增长较快水化热较小抗冻性差耐热性较差耐蚀性较好干缩性较大抗渗性较好凝结硬化慢、早期强度低，后期强度增长较快水化热较小抗冻性差耐热性较差耐蚀性较好干缩性较小泌水性大、抗渗性差凝结硬化慢、早期强度低，后期强度增长较快水化热较小抗冻性差耐热性较差其它性能与所掺入的两种或两种以上混合材料的种类、掺量有关25工程特点及所处环境条件优先选用可以选用不宜选用在一般气候环境中的混凝土普通水泥矿渣水泥、火山灰水泥、

13、粉煤灰水泥、复合水泥在干燥环境中的混凝土普通水泥矿渣水泥火山灰水泥、粉煤灰水泥在高湿度环境中或长期处于水中的混凝土矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥普通水泥厚大体积的混凝土矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥普通水泥硅酸盐水泥2.4.2.4.3 3常用水泥的特性及应用常用水泥的特性及应用2.4.42.4.4其他特性水泥其他特性水泥（1）白水泥与彩色硅酸盐水泥n白色和彩色硅酸盐水泥在装饰工程中常用来配制彩色水泥浆，配制装饰混凝土，配制各种彩色砂浆用于装饰抹灰，以及制造各种色彩的水刷石、人造大理石及水磨石等制品。（2）快硬高强水泥n主要用于配制早强混凝土，适用于紧急抢修工程和低温施工

14、工程。（3）膨胀水泥n做防渗层或防渗混凝土，填筑构件的接缝和管道接头，结构的加固及修补，固定机器底座及地脚螺栓等26272.5 建筑砂浆 n建筑砂浆在建筑工程中是常用的建筑材料，它用途广泛、用量较大。砌筑砂浆、抹面砂浆 2.5.1 2.5.1 砂浆的组成材料砂浆的组成材料n（1）胶凝材料n（2）砂n（3）塑化剂n（4）水 282.5.2 2.5.2 砂浆的技术性质砂浆的技术性质n和易性：流动性和保水性；强度和易性：流动性和保水性；强度（1）流动性 ：稠度，在自重或外力作用下流动的性能；n砂浆稠度选择与砌体材料的种类、施工条件及气候条件等有关；n影响砂浆稠度的因素：凝胶材料种类及数量；用水量；掺

15、合料种类、数量；砂形状、粗细及级配；外加剂种类、数量；搅拌时间。（2）保水性 ：砂浆能够保持水分的能力，即新拌砂浆在运输、停放、使用过程中与水分不致分离的性质。n影响因素：材料组成29（3）强 度 ：n根据边长为7.07cm的立方体试块，按标准条件养护28天的抗压强度值确定其强度等级。砂浆强度等级可分为M30、M25、M20、M15、M10、M7.5和M5七种。 （4）粘结力n砂浆必须有足够的粘结力才能把砖石材料粘结为固定的整体 30n混凝土混凝土：由胶凝材料、粗细骨料与水按照一定比例、经过搅拌、捣实、养护、硬化而成的一种人造石材。n最广泛的胶凝材料为水泥水泥。n由水泥和普通砂、石配制而成的混

16、凝土称为普通混凝土普通混凝土n混凝土材料具有原料广泛、制作简单、造型方便、性能良好、耐久性强、防火性能好及造价低等优点，因此应用非常广泛。但这种材料也存在抗拉强度低、质量大等缺点，而钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土较好地弥补了抗拉强度低的问题。n发展发展：轻质、高强、多功能方向发展312.6 混凝土混凝土n2.6.1.混凝土组成材混凝土组成材料及质量要求料及质量要求n1 1）混凝土组成材料）混凝土组成材料n（1）水泥 n（2）细骨料 n（3）粗骨料 n（4）水 2021-12-1132n2 2）对粗细骨料的质量要求）对粗细骨料的质量要求n 为了保证混凝土质量，并且不耗用过多的水泥，对粗细骨料要有一

17、定的质量要求。n（l） 级配 n（2）含泥量 n（3）有害杂质含量n（4）粗骨料中针片状颗粒含量n（5）粗骨科的强度 2021-12-11332.6.22.6.2新拌混凝土的性质新拌混凝土的性质n1 1）和易性：）和易性：混凝土搅拌物易于施工操作（拌合、运输、混凝土搅拌物易于施工操作（拌合、运输、浇筑、捣实），并能获得质量均匀、成型密实的性能。浇筑、捣实），并能获得质量均匀、成型密实的性能。n（1）流动性 n（2）粘聚性和保水性 2021-12-11342021-12-1135n混混凝凝土土塌塌落落度度试试验验仪仪, ,2021-12-1136n装装满满混混凝凝土，土，并并刮刮平平2021-1

18、2-11372021-12-11382021-12-11392021-12-1140nHVC-1混凝土数显维勃稠度仪混凝土数显维勃稠度仪 的的产品属性产品属性 n产品数量：产品数量：100 n包装说明：木包装说明：木 n批号：批号：fv ；厂家：中科；厂家：中科 n产品描述产品描述/备注：备注： nHVC-1混凝土数显维勃稠度仪混凝土数显维勃稠度仪 本本仪器是测定砼拌合物的维勃稠度值。仪器是测定砼拌合物的维勃稠度值。用于评定混凝土拌合物坍落度在用于评定混凝土拌合物坍落度在10mm内的混凝土，骨料最大粒径内的混凝土，骨料最大粒径40mm，符合，符合GBJ80-85的国家标的国家标准。准。 技术参

19、数：技术参数： 1.震动频率震动频率503Hz 2.电机电机0.25千瓦千瓦380V 3.空载振幅空载振幅0.50.1mm 2021-12-11412021-12-1142nHVC-1混凝土数显维勃稠度仪n本仪器是测定砼拌合物的维勃稠度值。用于评定混凝土拌合物坍落度在10mm内的混凝土，骨料最大粒径40mm，符合GBJ80-85的国家标准。 技术参数：n1.震动频率503Hz2.电机0.25千瓦380V3.空载振幅0.50.1mm2021-12-1143n2 2）影响混凝土和易性的主要因素）影响混凝土和易性的主要因素n影响混凝土和易性的主要因素有水泥的比率、水灰比、砂率、水泥的品种、骨料的性质

20、、外加剂、温度和时间等。2021-12-11442.6.3 2.6.3 硬化后混凝土性质硬化后混凝土性质n1 1）强度）强度n混凝土的强度与水泥强度等级、水灰比有混凝土的强度与水泥强度等级、水灰比有很大关系，骨料的性质、级配，混凝土成很大关系，骨料的性质、级配，混凝土成型方法、硬化时的环境条件及混凝土的龄型方法、硬化时的环境条件及混凝土的龄期等不同程度地影响混凝土的强度。试件期等不同程度地影响混凝土的强度。试件的大小、形状，试验方法和加载速率也影的大小、形状，试验方法和加载速率也影响混凝土的强度。响混凝土的强度。 2021-12-1145（1）混凝土的抗压强度2021-12-1146混凝土的抗

21、压强度有立方体抗压强度立方体抗压强度和轴心抗压强轴心抗压强度度两种情况，这里仅对前者进行简单介绍。我国国家标准普通混凝土力学性能试验方法标准 (GB/T50081-2002)规定以边长为边长为150150的立方体为标准试件，标准立方体试件在（202）的温度和相对湿度95%以上的潮湿空气中养护2828天天，试件的承压面不涂润滑剂，按照标准试验方法测得的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度,单位为N/mm (MPa)。n用上述标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土的强度等级。混凝土结构设计规范GB50010-2002规定的混凝土强度等级有C15C15、C20C20、C25C25

22、、C30C30、C35C35、C40C40、C45C45、C50C50、C55C55、C60C60、C65C65、C70C70、C75C75和和C80C80，共共1414个等级个等级。例如C30表示立方体抗压强度标准值为30N/mm2。其中C50C80属高强度混凝土范畴。2021-12-1147加载速度对立方体强度也有影响，加载速度越快，测得的强度越高。与成型后的龄期有关，试件的尺寸效应 2021-12-1148表1-4 混凝土试件尺寸及强度的尺寸换算系数骨料最大粒径（mm）试件尺寸（mmmmmm）强度尺寸31.51001001000.95401501501501.00632002002001

23、.05n混凝土的棱柱体轴心抗压强度混凝土的棱柱体轴心抗压强度n混凝土的抗压强度与试件的形状有关，采用棱柱体比立方体能更好地反映混凝土结构的实际受力状态。用混凝土棱柱体试件测得的抗压强度称轴心抗压强度。n 我国普通混凝土力学性能试验方法规定以 150mm150mm300mm的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件。棱柱体试件与立方体试件的制作条件相同。混凝土结构设计规范规定以上述棱柱体试件试验测得的具有95保证率的抗压强度为混凝土轴心抗压强度标准值，用符号fck表示。 2021-12-1149（2）混凝土的轴心抗拉抗拉强度 n抗拉强度是混凝土的基本力学指标之一，也可用它间接地衡量混凝土的冲切

24、强度等其他力学性能。轴心抗拉强度只有立方抗压强度的1/101/20，混凝土强度等级愈高，这个比值愈小。 2021-12-1150nFCT101新拌混凝土测试仪n 现场测试新拌混凝土的工作性能n FCT101是一种坚固便携且非常准确的仪器.它能迅速测出新拌混凝土的坍落度及温度并估测水灰比及天抗压强度。仪器的操作十分简便不需要特殊技巧，在仪器标定后每次测试只需约分钟.用FCT 101进行现场测试.2021-12-1151n按下A键显示坍落度 2021-12-1152对已知成份的混凝土,只要它曾经被标定过,FCT101可以估测出混合料的水灰比及28天抗压强度预测值2 2）混凝土的长期性和耐久性）混凝

25、土的长期性和耐久性n耐久性指混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性的能力，它是一个综合性的概念，包括了抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗碳化、早期抗裂等性能，这些性能均决定着混凝土经久耐用的程度，故称为耐久性。相关内容可参加混凝土质量控制标准GB50164-2011.2021-12-11533 3）混凝土的变形性能）混凝土的变形性能n非荷载变形：化学收缩、碳化收缩、干湿变形、温度变形n荷载变形：短期作用下变形，长期徐变n（1）混凝土受压时的应力-应变关系 2021-12-1154n（2）荷载长期作用下混凝土的变形性能2021-12-1155n2.6.42.6.4混凝土外加剂混凝土外加

26、剂 n在混凝土拌合前和拌合时掺入的，掺入量一般不大于水泥质量的5%，并能按要求改善混凝土型能的物质。n1）普通减水剂及高效减水剂）普通减水剂及高效减水剂 n 普通减水剂主要成分为木质素磷酸盐。 n高效减水剂又称超塑化剂，其主要成分为耐磺酸盐甲醛缩合物、三聚氰胺甲醛混合物、木质素横酸盐等。 2021-12-11562021-12-11572021-12-1158n木钙减水剂主要性能指标与经济效果 1、改善混凝土性能当水泥用量相同，坍落度与空白混凝土相近，可减少用水量1015，28天强度提高1020，1年强度提高10左右。 2、节约水泥当混凝土的强度和坍落度相近时，可节省水泥10左右，使用1吨减水剂可节省3040吨水泥。 2021-12-11593、改善混凝土和易性当混凝土的水泥用量和用水量不变，低塑性混凝土的坍落度可增大两倍左右，（由3-5cm提高到8-18cm），早期强度与未掺者基本接近。n2）早强剂及早强减水剂）早强剂及早强减水剂 n（1）氯盐n（2）硫酸钠 n（3）三乙胺醇 n3）引气剂）引气剂 n引气的主要成分为表面活性剂，常用的引气剂为松香热聚物、烷基苯磷酸钠、脂肪酸硫酸钠等。 2021-12-11602021-12-11612021-12-1162n4 4）速凝