《土木工程材料》 课件全套 汪振双 第0-11章 绪论、材料基本性质- 沥青及沥青混合料

土木工程材料绪论土木工程材料在建设中的地位和现状土木工程材料的分类土木工程材料的有关标准规定土木工程材料课程的学习目的和要求土木工程材料的发展趋势2024/1/12ScienceofBuildingMaterials3一、土木工程材料在建设中的地位和现状在我国现代化建设中，土木工程材料占有极其重要的地位。各项建设的开始，无一例外地首先都是土木工程基本建设，而土木工程材料则是一切土木工程的物质基础。土木工程材料在土木工程中应用量大，经济性强，直接影响工程造价。在我国，通常材料费用在工程总造价中占40%~70%，因此，材料质量的优劣和配制是否合理以及选用是否适当等，对土木工程的安全、实用、美观、耐久和造价具有重要意义。应县木塔(1056年）——最高的古代木建筑塔身纯木质结构（没有钉子）2024/1/12ScienceofBuildingMaterials5安全：强度、稳定性适用/功能性：保温、隔热、隔声、防水耐久性：抗冻融、耐腐蚀美观：光泽、质感、色泽、图案、花纹经济建筑工程对材料的基本要求2024/1/12ScienceofBuildingMaterials6二、土木工程材料的分类1.按来源分类：矿物材料与人造材料2.按使用功能分类3.按化学成分分类7按使用功能分类结构材料——构成构筑物受力构件和结构所用的材料，如钢筋混凝土等。围护材料——建筑外围护材料，有承重和非承重围护材料之分，如建筑砌块、空心砖等。功能材料——装修装修材料、防水材料、吸声隔声材料、保温隔热材料、防火为目的的隔断材料等。

按材料的化学成分分类金属材料与有机材料复合：轻质金属夹芯板金属材料与无机非金属材料复合：钢纤维混凝土无机非金属材料与有机材料复合：聚合物混凝土复合材料高分子材料：塑料、涂料、胶粘剂等沥青材料：石油沥青、煤沥青、沥青制品等植物质材料：木材、竹材等有机材料混凝土及硅酸盐制品：混凝土、砂浆及硅酸盐制品胶凝材料：石灰、石膏、水泥、水玻璃等烧土制品：砖、瓦、玻璃等天然石材：砂、石及石材制品等非金属材料有色金属：铝、铜等及其合金黑色金属：钢、铁、不锈钢等金属材料无机材料土木工程材料2024/1/12ScienceofBuildingMaterials9材料按其化学组成可以分为哪几种？（）无机材料、有机材料金属材料、非金属材料植物质材料、高分子材料、沥青材料、金属材料无机材料、有机材料、复合材料ABCD提交单选题2分2024/1/12ScienceofBuildingMaterials10三、土木工程材料有关标准

标准：土木工程材料按一定格式的简要文字说明土木工程材料的标准，是企业生产的产品质量是否合格的技术依据，也是供需双方对产品质量进行验收的依据。标准内容包括：产品规格、分类、技术要求、检验方法、验收规则、标志、运输和贮存等方面内容。标准的格式

一般包括——①术语：某一技术领域标准所规定的该领域的专用名词和与之有关的各种物理量的定义与单位。②尺寸：规定不允许的缺陷和允许的公差等。③质量：有两种形式：一种是对制造过程的细则作出规定，如材料成分限制及生产加工方法；另一种则规定所要求性能水平，指明有关各种性能及衡量指标，为其合理选用提供尺度。④试验方法：根据试验质量所要求的各项性能指标，提出相应的实验方法，如仪器设备、标准试件制备和养护、试验步骤、试验结果计算等。⑤检验与质量控制：为保证材料，产品或处理方法都符合规范，必须依据试验方法进行检验。在其制造过程中各个阶段进行的检验叫质量控制。

2024/1/12ScienceofBuildingMaterials13世界各国均有自己的国家标准ISO国际标准ASME美国国家标准ASTM美国材料协会标准DIN德国标准BS英国标准NF法国标准JIS日本工业标准2024/1/12ScienceofBuildingMaterials14我国常用技术标准的分类国家标准行业标准地方标准企业标准《中华人民共和国标准化法》2024/1/12ScienceofBuildingMaterials15例：GB175-2007通用硅酸盐水泥“GB”为国家标准的代号“175”为标准顺序号“2007”为标准颁布年代号“通用硅酸盐水泥”为该标准所适应的产品名称（GB/T）—推荐性国家标准国家标准2024/1/12ScienceofBuildingMaterials16例：JC/T479-92建筑生石灰“JC”为建材行业的标准代号“T”表示推荐标准“479”为此类技术标准的顺序号“92”为标准颁发年代号行业标准2024/1/12ScienceofBuildingMaterials17JG建筑工业标准JGJ城乡建设行业标准CJ城镇建设标准JT交通标准JTJ交通部工程建设标准DL电力标准HG化工标准行业标准2024/1/12ScienceofBuildingMaterials18地方标准代号为：DB

例：DB21/1210-2001建筑模网混凝土技术规程21：地方代号（省、自治区、直辖市行政区划代码的前两位

）1210：标准顺序号2001：制定年代号地方标准2024/1/12ScienceofBuildingMaterials19企业标准代号为：Q/

例：Q/HCDP·J·01—1999帝枇建筑模网HCDP·J：企业代号01：标准顺序号1999：制定年代号企业标准2024/1/12ScienceofBuildingMaterials20在我国技术标准分为4级（）。国家标准行业标准地方标准企业标准ABCD提交ISO标准E多选题2分四、土木工程材料课程的学习目的和要求掌握常用土木工程材料的组成与构造、性质与应用、技术标准、检验方法及保管知识等。掌握土木工程材料所涉及的物理学（密度、变形、热以及水分传输等）、化学（酸、碱、盐侵蚀等）、力学（强度、硬度、刚度、弹性模量、徐变、韧性和耐疲劳特性等），甚至生物学（虫蛀等）学科诸多性质。掌握能按照使用目的与使用条件，安全合理的选择和使用材料，甚至创造新材料。掌握土木工程材料的检验方法、运输保管知识和基本试验技能。了解土木工程材料的成分、组分、构造以及矿物形成机理。2024/1/12ScienceofBuildingMaterials22五、现代建筑材料的发展趋势低碳化绿色生态化高性能、多功能与智能化装配式建筑与土木工程材料的融合发展2024/1/12ScienceofBuildingMaterials23材料的物理性质材料的基本力学性质材料的耐久性材料的组成、结构和构造第一章材料的基本性质2024/1/12ScienceofBuildingMaterials24第一节材料的状态物理性质

一、材料的状态参数（密度）二、材料的组成三、材料的物质结构（孔）

2024/1/12ScienceofBuildingMaterials25堆积密度

密度表观密度材料的状态参数ScienceofBuildingMaterials26

材料的孔隙1实体2闭口孔3开口孔除了钢材、玻璃等少数接近于绝对密实的材料外，绝大多数材料都有一些孔隙，如砂石、砖、石材等材料。V0=V+Vk+VbVVkVbV02024/1/12ScienceofBuildingMaterials281.密度定义：材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。绝干质量，105℃烘干至恒重时的质量，g绝对密实状态下的体积，即不包含孔隙在内的固态所占的实体积，cm32024/1/12ScienceofBuildingMaterials292.表观密度（视密度）

定义：指材料在自然状态下单位体积的质量。材料在自然状态下的体积，cm3或m32024/1/12ScienceofBuildingMaterials30对于外形规则的块状材料，通过测量几何尺寸，计算得到体积。不规则的块状材料的体积要采用排水法求得，但材料表面应预先涂上蜡，以防水分渗入材料内部而影响测定值。说明2024/1/12ScienceofBuildingMaterials31这两种情况下，得到的体积包括材料全部体积：即实体积与所含全部孔隙体积之和V0=V+Vk+Vb

说明体积密度材料在自然状态下的体积，包括开口孔和闭口孔2024/1/12ScienceofBuildingMaterials323.堆积密度

定义：是指粉状或颗粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量。材料的堆积体积，cm3，V′0=V+Vk+Vb+VV2024/1/12ScienceofBuildingMaterials33表观（体积）密度、堆积密度必须注明含水情况，未注明者常指气干状态（表面干燥状态）。说明——材料的含水状态绝干状态下，称为干表观密度ρad

、绝干体积密度ρod、绝干堆积密度ρpd。2024/1/12ScienceofBuildingMaterials34第二节建筑材料的工程性质一、材料的力学性质二、材料的耐久性

2024/1/12ScienceofBuildingMaterials35一、材料的力学性质定义：材料的力学性质指材料在外力作用下所引起的变化的性质。变形破坏材料在外力作用下，通过形状的改变来吸收能量当外力超过材料的承受极限时，材料出现断裂等丧失使用功能的变化力学性质——选择材料时首先考虑到的基本性质

——材料的力学性质本质上是指材料的应力—应变关系。材料受外力作用时，内部产生应力和应变2024/1/12ScienceofBuildingMaterials371.材料常用的力学性能强度弹性与塑性脆性、延性、韧性徐变硬度耐磨性

弹性、弹性变形材料受到外力作用时产生变形，外力解除时变形能完全消失的性质称为弹性；这种变形称为弹性变形（可逆变形）。

塑性、塑性变形材料受到外力作用时产生变形，外力解除时若还存在永久变形的性质称为塑性；这种永久变形称为塑性变形（不可逆变形）。

2024/1/12ScienceofBuildingMaterials39

弹性模量定义：材料在弹性变形阶段，应力和应变成正比例关系，其比例系数称为弹性模量（弹性变形范围内，弹性模量为常数）。意义：弹性模量是衡量材料抵抗弹性变形能力的指标，弹性模量愈大，材料愈不易变形（刚度越大）——结构设计的重要参数。2024/1/12ScienceofBuildingMaterials40

没有单纯的弹性材料，大多数材料在受力不大的情况下表现为弹性，受力超过一定限度后则表现为塑性，称之为弹塑性材料。

ba变形荷载0Aab—弹性变形ob—塑性变形弹塑性材料的变形曲线

脆性、脆性材料材料在外力作用下，当外力达一定值时发生突然破坏，破坏时不产生明显塑性变形，这种性质称为脆性；具有这种性质的材料称为脆性材料。特性：抗压强度远大于其抗拉强度，受力后不会产生塑性变形，如：岩石、砼、玻璃。材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时产生较大的变形而不破坏，这种性质称为韧性；具有这种性质的材料称为韧性材料（塑性材料）。特性：抗拉强度高，但受力后会产生塑性变形，如：钢筋。

韧性、韧性材料2024/1/12ScienceofBuildingMaterials43脆性材料只适合用作承压构件，且抵抗冲击载荷或振动作用的能力较差——对于要求承受冲击载荷和有抗震要求的结构，如吊车梁、桥梁、路面等，应选用韧性材料。材料在破坏前产生很大的塑性变形，这种性质叫延性；具有这种性质的材料称为延性材料，如软钢、橡胶、塑料。

延性、延性材料2024/1/12ScienceofBuildingMaterials45

徐变当材料长时间承受一定荷载（即荷载值不变）时，变形随时间而增长，这种现象称为徐变。徐变引起的桥梁垮塌2024/1/12ScienceofBuildingMaterials46

硬度硬度是材料表面能抵抗其它较硬物体压入或刻划的能力。一般情况下，硬度大的材料强度较高，工程中有时用硬度间接推算强度（回弹法）通常采用的测定方法：刻划法、压入法天然矿物（莫氏硬度）钢材、木材、砼等（布氏硬度）2024/1/12ScienceofBuildingMaterials47

耐磨性材料表面抵抗磨损的能力，以磨损率B表示。

m1、m2一材料磨损前、后的质量A—试件受磨损的面积组成成分

结构强度

硬度2024/1/12ScienceofBuildingMaterials48

耐磨性组成成分

结构强度

硬度2024/1/12ScienceofBuildingMaterials492.材料的力学破坏材料的力学破坏本质：是由于原子间或分子间的结合键受拉力作用发生断裂所造成的。断裂的形式：脆裂、产生晶界面滑移。材料受压破坏并非是压坏，而是由于压力作用引起内部产生拉应力或剪应力而造成的破坏。

2024/1/12ScienceofBuildingMaterials503.力学性能指标（强度）

根据作用方式不同——抗压抗拉抗弯/抗折抗剪2024/1/12ScienceofBuildingMaterials51破型实验：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上，施加外力直至破坏，根据试件尺寸和破坏时的荷载值，计算材料强度。强度测定——2024/1/12ScienceofBuildingMaterials52

影响材料强度的因素材料的组成、结构与构造试件的形状和尺寸受力面状态加荷速度试验环境的温度、湿度2024/1/12ScienceofBuildingMaterials53

烧结不完全的红砖浸水后强度会下降

——这是因为没有烧透的红砖内开口孔隙率大，吸水率高。吸水后，红砖强度下降，特别是当有水进入砖内时，未烧透的粘土遇水分散，强度下降更大。⇛举例2024/1/12ScienceofBuildingMaterials54

强度等级

强度等级：建筑材料常根据强度值的大小，划分为不同的强度等级或标号。强度是材料的极限值，是实测值，是唯一的；强度等级是人为规定的强度范围，每一强度等级则包含一系列强度值。比强度：材料强度与表观密度的比值——衡量材料轻质高强性能的重要指标。强度等级抗压强度，MPa抗折强度，MPa3d28d3d28d42.5≥17.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥4.052.5≥23.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥5.062.5≥28.0≥62.5≥5.0≥8.062.5R≥32.0≥5.52024/1/12ScienceofBuildingMaterials55二、材料耐久性定义：所谓材料的耐久性，是指在使用条件下，在各种因素作用下，在规定使用期限内不破坏，也不失去原有性能的性质。物理、机械、化学、生物双重标准2024/1/12ScienceofBuildingMaterials56（一）材料在水作用下的性质（二）材料的抗冻性（砼）（三）化学稳定性水二、材料耐久性2024/1/12ScienceofBuildingMaterials57（一）材料在水作用下的性质

2024/1/12ScienceofBuildingMaterials581.亲水性、憎水性

固、气、液三态交点处，沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的夹角。润湿角：材料遇水后表面能降低，水在材料表面易于扩展，这种与水的亲合性称为亲水性，相应材料亦称亲水材料。材料与水接触时不与水亲合，这种性质称为憎水性，相应材料称为憎水材料。（θ>

90°）当θ=0°时，表明材料完全被水润湿，称为铺展（θ≤90°）2024/1/12ScienceofBuildingMaterials602.吸水性与吸湿性

吸水性：材料在水中能吸收水分的性质称为吸水性。材料的吸水性用吸水率表示。吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。材料的吸湿性用含水率表示。2024/1/12ScienceofBuildingMaterials61质量吸水率Wm：材料在吸水饱和时，内部所吸水分的质量占材料干燥质量的百分率：

吸水率材料在吸水饱和状态下的质量材料在干燥状态下的质量2024/1/12ScienceofBuildingMaterials62体积吸水率WV：材料吸水饱和时，内部所吸水分的体积占干燥材料自然状态下体积的百分率：

吸水率材料在自然状态下的体积水的密度，常温下取ρW=1g/cm3开口孔隙率Pk：材料内部开口孔隙的体积（Vk）占材料在自然状态下体积的百分率。水可进入开口孔隙——工程中常将材料吸水饱和状态下所吸水的体积，视为开口孔隙的体积。Wv=Pk质量吸水率体积吸水率当材料吸水饱和时，Wm与WV存在如下关系：材料的干表观密度2024/1/12ScienceofBuildingMaterials64孔隙水饱和系数是材料体积吸水率与材料孔隙率的比值（Wv/P）。

孔隙水饱和系数Wv=Pk孔隙水饱和系数（Wv/P=Pk/P

）越小，说明材料的开口孔隙越少。2024/1/12ScienceofBuildingMaterials65材料的吸水性取决于材料的孔隙率及孔隙特征：密实材料和具有闭口孔的材料是不吸水的。粗大孔隙，水分虽然容易渗入，但仅能润湿孔壁表面而不易在孔内存留，所以吸水率也低。

细微连通的孔隙，孔隙率愈大吸水率愈大。材料的吸水性与什么有关？2024/1/12ScienceofBuildingMaterials66含水率Wh：材料内部所含水的质量占材料干燥质量的百分率。

含水率材料含水时的质量材料在干燥状态下的质量2024/1/12ScienceofBuildingMaterials67吸湿性与材料表面的化学性质、状态以及材料内部的孔结构有关：亲水性材料表面粗糙材料内部多开口孔、且孔径较小材料的吸湿性与什么有关？外因吸湿性大内因环境温度和湿度2024/1/12ScienceofBuildingMaterials68环境湿度较大且温度较低时——材料含水率大，反之则小。材料与环境湿度达到平衡状态时的含水率，称为平衡含水率。

吸湿性可逆（还湿性）材料吸湿达到饱和状态时的含水率=？

吸水率材料的吸湿性与什么有关？外因吸水率与含水率的区别比较项目吸水率含水率适用场合在水中吸收水分在空气中吸收水分表示方法吸收水分的质量比或体积比吸收水分的质量比吸收水量达到饱和与空气中水分平衡通常小于吸水率

材料的吸水性和吸湿性均会对材料性能产生不利影响——

自重增大导热性增大强度、耐久性下降形状尺寸改变，影响使用2024/1/12ScienceofBuildingMaterials703.耐水性与抗渗性

耐水性：材料长期处于水的作用下不破坏，其强度也不显著降低的性质。用软化系数KP表示

干燥状态下抗压强度MPa饱水状态下抗压强度MPaKp反映材料饱水后强度降低的程度Kp越小，材料的耐水性越差Kp在0～1之间——耐水材料：Kp≥0.85，可用于水中、潮湿环境中的重要结构材料。用于受潮湿较轻或次要结构的材料，

Kp≥0.752024/1/12ScienceofBuildingMaterials71抗渗性（不渗水性）：材料抵抗压力水渗透的性质。3.耐水性与抗渗性

影响材料抗渗性的因素

材料亲水性和憎水性（分子结构）材料的密实度（孔隙率）材料的孔隙特征d——试件厚度F——渗水面积抗渗性指标——抗渗等级（砼）渗透系数Q——渗透水量t——渗水时间2024/1/12ScienceofBuildingMaterials73（三）化学稳定性化学性质——材料与外界环境中物质进行化学反应的能力。材料在惰性环境的条件下保持其组成及结构稳定的能力。化学稳定性：化学稳定性是指材料抵抗有害介质作用的性能。化学结合不稳定结构有自动变化的倾向首先取决于材料的组成和密实度材料在酸碱介质中的化学稳定性，以材料化学组成的碱性率M0评价——2024/1/12ScienceofBuildingMaterials74材料的组成、结构和构造结构性能组成2024/1/12ScienceofBuildingMaterials751.化学组成定义：化学组成是指材料的化学成份

无机非金属材料：以氧化物含量的百分数表示；金属材料：以化学元素含量表示；有机高分子材料：由一种或几种简单的低分子化合物（单体）重复连接而成，用单体的单元结构式表示其化学组成。2024/1/12ScienceofBuildingMaterials762.基元组成

定义：基元是构成材料最基本单元

无机非金属材料的基元是矿物有机高分子化合物是链节2024/1/12ScienceofBuildingMaterials77材料的物质结构（一）微观结构（二）细观结构（三）宏观结构

（孔结构）2024/1/12ScienceofBuildingMaterials78孔结构对材料性能的影响

强度耐久性表观密度孔隙率吸水率第2章气硬性胶凝材料内容二、石灰三、石膏四、水玻璃五、镁质胶凝材料一、概述1、胶凝材料的定义

凡能在物理、化学作用下，从具有可塑性的浆体逐渐变成坚固石状体的过程中，能将其他物料胶结为整体并具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料，又称胶结料。2、胶凝材料的分类化学组成有机树脂沥青无机

石灰石膏水泥

硬化条件水硬性水泥气硬性

石灰石膏水玻璃

一、概述气硬性胶凝材料：指只能在空气中凝结硬化，且在空气中保持和发展其强度的胶凝材料。如建筑石膏、石灰、水玻璃和菱苦土等。水硬性胶凝材料：不仅能够在空气中硬化，同时在水中也能更好地硬化的胶凝材料。如水泥等。一、概述二、石灰

石灰（lime）是在建筑上使用较早的矿物胶凝材料之一。石灰的原料石灰石分布很广，生产工艺简单，成本低廉，所以在建筑上一直应用很广在建筑工程上主要用于粉刷和砌筑砂浆，在建筑材料工业中，广泛使用磨细生石灰，将磨细生石灰与活性混合材料，按需要掺入适量的石膏制作无熟料水泥，还可以制作硅酸盐制品和人工碳化的石灰制品等。二、石灰石灰吟---于谦千锤万凿出深山烈火焚烧若等闲粉骨碎身全不怕要留清白在人间二、石灰

石灰石的主要成分是碳酸钙，将石灰石煅烧（1000~1300℃），碳酸钙将分解成为生石灰，其主要成分为氧化钙。石灰石白云质石灰石白垩贝壳二、石灰石灰的另一来源是化学工业副产品。例如用水作用于碳化钙（即电石）以制取乙炔时，所产生的电石渣，其主要成粉是氢氧化钙，即消石灰（或称熟石灰）。土窑立窑回转窑竖窑二、石灰分类1、根据石灰加工方法的不同，可以分为以下几种：块状生石灰，磨细生石灰，消石，石灰浆，石灰乳，石灰水。2、根据石灰中MgO含量的不同，可分为以下几种：低镁（钙质）石灰，MgO含量小于5%。镁质石灰，MgO含量在5%～20%之间。白云质石灰（高镁石灰），MgO含量在20%～40%之间。二、石灰3、根据石灰消化速度的不同，可分为以下几种：快速消化石灰，消化速度在10min以内；中速消化石灰，消化速度在10min～30min之间；慢速消化石灰，消化速度在30min以上。其中，消化速度是指一定量的生石灰粉在标准条件下与一定量水混合时，到达最高温度所需的时间。根据石灰消化时达到的温度指标，高于70℃的为高热石灰，低于70℃的为低热石灰。二、石灰生石灰的性质1、晶形和晶格结构

氧化钙具有面心立方晶格，晶格常数a=4.79≈0.48nm

氧化镁也具有面心立方体晶格，晶格常数a=0.4203nm，所以白云石比石灰石的密度稍高。2、煅烧度：指石灰被煅烧的程度。根据石灰在窑内煅烧的温度，可分为轻烧石灰、中烧石灰、硬烧石灰。一般认为轻烧石灰比硬烧石灰具有以下特点：晶体小，比表面积大，体积密度小，反应活性强。二、石灰3、体积密度生石灰的体积密度随煅烧的增加而增大的。轻烧石灰：1.57g/cm3；中烧石灰：1.8g/cm3～2.2g/cm3左右硬烧石灰：2.2～2.6g/cm3死烧石灰：2.8g/cm34、化学性质与水反应（即生石灰的消化或熟化），放出热量。二、石灰过火石灰：温度过高或煅烧时间过长；长期使用后崩裂、鼓泡。欠火石灰：温度过低或煅烧时间过短。降低质量（CaO含量低），胶结性低消解、陈伏二、石灰

熟石灰的性质

氢氧化钙是复三方偏三角面体结晶。呈层状或片状，Ca(OH)2由于晶形小，CaO水化后的熟石灰易呈现团絮状，其晶体特征不易立即识别，如果进行X射线照相，可以确认出是层状结构晶体，晶格常为：a0=0.35844nm；C0=0.48962nm。特点：溶解度小与某些气体作用流动性、可塑性、和易性二、石灰

石灰技术性质①保水性好在水泥砂浆中掺入石灰膏，配成混合砂浆，可显著提高砂浆的和易性。②硬化较慢、强度低1:3的石灰砂浆28d抗压强度通常只有0.2~0.5MPa③硬化时体积收缩大除调成石灰乳粉作粉刷外，不宜单独使用，工程上通常掺入砂、纸筋、麻刀等材料以减小收缩，并节约石灰。④耐水性差石灰不宜在潮湿环境中使用，也不易单独用于建筑物基础。易吸水，且不宜存储过久。二、石灰

生石灰和熟石灰的应用1．石灰乳涂料

将热化好的消石灰加入水稀释，直接用于室内墙壁和天棚的涂料。①加入各种耐碱颜料，可变成彩色涂料。②加入少量磨细slag或flyash，提高其耐水性。③加入明矾，氯化钙，聚乙烯醇等减少涂层粉化。2．石灰砂浆

①石灰膏+砂+水+拌制，既可用作砌筑砂浆又可用作抹面。②石灰膏+纤维+水拌制，多用于抹面。二、石灰3．石灰土和三合土石灰土（石灰+粘土）和三合土（石灰+粘土+砂碱炸渣等填料），多用于加固地面、密实地面，稳定地基。三合土用作铺筑步道砖的垫层二、石灰4．制作硅酸盐制品将石灰与硅质材料磨细后，一起加压成型，再经过蒸汽养护，生成以水化硅酸钙为主要产物的砼（灰砂砖、灰砂构件等）。5．碳化石灰板将磨细生石灰、纤维状填料或轻质骨料搅拌成型，然后用CO2进行人碳化，而成的一种轻质板材。6.制造加气混凝土砌块、粉煤灰砌块等7.配制无熟料水泥：矿渣+石灰（磨细）适当掺量掺量多或少活性高活性低二、石灰

JC/T479-2013《建筑生石灰》二、石灰

石膏的种类

石膏是一种应用历史悠久的胶凝材料。它与石灰、水泥并列为胶凝材料中的三大支柱。在现代建筑中，特别引人注目的是石膏胶凝材料和石膏制品。因为采用石膏材料与制品对于节约建筑资源，提高建筑技术水平有很大的潜力。三、石膏

生产石膏胶凝材料的原料有天然二水石膏、天然硬石膏及化工生产中的副产品——化学石膏

天然二水石膏（CaSO4·2H2O）：又称生石膏、软石膏，是生产建筑石膏最主要的原料；天然硬石膏（CaSO4）：又称硬石膏，它结晶紧密，质地坚硬，是生产硬石膏水泥的原料；

化工石膏：含有二水硫酸钙CaSO4·2H2O及CaSO4混合的化工副产品。三、石膏石膏的结构特征及特性二水石膏半水石膏无水石膏注意：二水分子层内部是偶极子与偶极子相互作用形成的结合力，水分子层与离子层是离子与偶极子相互作用产生的结合力，加热过程中，水分子层间的结合力较弱，水分子易于脱水形成半水或无水石膏。二水石膏两个离子层间有一个水分子层，相当于每个CaSO4有两个水分子，当其变为半水石膏时，发生两类变化，首先是两个离子层间失去3/4个水分子，再次是钙离子和硫酸根离子彼此错开，最终在水分子层间形成一个通道，水分子可通过，故而半水石膏容易发生水化。三、石膏石膏脱水转变建筑石膏高强石膏三、石膏建筑石膏（β型半水石膏）水化此反应实际上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的可逆反应，因为二水石膏溶解度比半水石膏的溶解度小得多（1/4），所以此反应总体表现为向右进行，二水石膏以胶体微粒自水中析出，直到半水石膏全部耗尽。建筑石膏（又称熟石膏），晶体较细，用水量较大但实际用水量小，大量的水分在硬化时蒸发，因而硬化后孔隙多，强度低。当其与适量水相混合，最初成为可塑性良好的浆体，随着石膏与水的反应，浆体很快就失去可塑性并产生强度，并发展成为坚硬的固体。三、石膏

随着二水石膏沉淀的不断增加，就会产生结晶，结晶体不断生成和长大，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凝。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，实际上是交叉进行的。建筑石膏凝结硬化三、石膏１-半水石膏；２-二水石膏胶体微粒；３-二水石膏晶体；４-交错的晶体建筑石膏水化、凝结、硬化三、石膏建筑石膏的性质凝结硬化快凝结硬化时体积略膨胀建筑石膏的浆体，凝结硬化速度快，一般石膏的初凝时间仅为10min，终凝时间不超过30min。有时为满足施工要求，需要加入缓凝剂。其他胶凝材料硬化过程中往往产生收缩，石膏略有膨胀（膨胀量约为0.1%）密度与堆积密度建筑石膏的密度为2600~2750Kg/m3，堆积密度为800~1000Kg/m3，属轻质材料。三、石膏硬化后孔隙率高石膏硬化后由于多余水分的蒸发，在内部形成大量毛细孔，制品气孔率可达50%~60%。防火性好受到高温作用或遇火后会脱出21%左右的结晶水，并能在表面形成水蒸气幕，可有效地阻止火势的蔓延，具有良好的防火效果。耐水性和抗冻性差石膏硬化体孔隙率高，具有很强的吸湿性和吸水性，并且二水石膏微溶于水，长期浸水使其强度降低。若吸水后受冻，则空隙内的水分结冰，产生体积膨胀，石膏体破坏。建筑石膏的性质三、石膏建筑石膏的技术要求及应用

建筑石膏的主要技术指标有强度、细度和凝结时间。国家标准GB9776—2008《建筑石膏》规定，按强度、细度和凝结时间将建筑石膏分为3.0、2.0、1.6三个等级。等级2h强度/MPa细度0.2mm方孔筛余/%凝结时间/min抗压抗折初凝终凝3.0≥6.0≥3.0≤10≥3≤302.0≥4.0≥2.01.6≥3.0≥1.6三、石膏

室内抹灰及粉刷建筑石膏是洁白细腻的粉末，用作室内抹灰及粉刷等装修有良好的效果，比石灰洁白，美观。

建筑装饰制品建筑石膏配以纤维增强材料、胶黏剂等可制成各种石膏装饰制品，也可掺入颜料制成彩色制品。

石膏板材建筑石膏与石棉、玻璃纤维、轻质填料等配制各种石膏板材。纸面石膏板石膏装饰品纤维石膏板石膏空心条板三、石膏水玻璃的定义及分类水玻璃俗称泡花碱，由碱金属氧化物和二氧化硅组成，属可溶性的硅酸盐类。根据碱金属氧化物的不同，水玻璃有:硅酸钠水玻璃（Na2O·ｎSiO2）硅酸钾水玻璃（Ｋ2Ｏ·ｎSiO2）硅酸锂水玻璃（Ｌi2O·ｎSiO2）等品种，试中的n为二氧化硅和R2O克分子数的比值，也称水玻璃的模数。n小于3的水玻璃叫碱性水玻璃，n大于3的水玻璃叫中性水玻璃。常用的水玻璃的模数为1.5~3.7之间。最常用的是硅酸钠水玻璃。四、水玻璃硅酸钠水玻璃技术参数模数n在1.5~3.5之间n=1时固体水玻璃可溶于常温的水中，n越大越难溶解于水。n越大则粘结能力越大浓度水玻璃的浓度用玻美度（ºBe)表示)。玻美度↑比重↑粘结力↑四、水玻璃硅酸钠水玻璃技术参数若模数n≤2，浓度<40%时是(聚)硅酸钠的真溶液，浓度提高时则析晶(水合晶体或无水晶体)，不会生成胶粒，即不会生成“水玻璃”。若模数n≥4，浓度>32%，不再含有真溶液，不宜称作水玻璃。四、水玻璃

水玻璃的生产生产水玻璃的方法分为湿法和干法两种。湿法生产硅酸水玻璃是将石英砂和苛性钠溶液在压蒸锅内用蒸汽加热,直接反应生液体水玻璃。干法生产硅酸钠水玻璃是将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在熔炉中于1300~1400ºC温度下熔化，按下式反应生成固体水玻璃。四、水玻璃

水玻璃的硬化

水玻璃中硅酸钠与空气中的二氧化碳反应，生成无定形硅酸凝胶，同时水分蒸发，无定形硅酸凝胶脱水变成氧化硅。①单分子和双分子硅酸聚合形成低聚体；②分子间硅氧基团的聚合导致环的闭合和最终粒子形成；③单个粒子的聚合形成长链。四、水玻璃

由于空气中CO2浓度较低，这个过程进行的很慢，为了加速硬化和提高硬化后的防水性，常加入氟硅酸钠Na2SiF6作为促硬剂，促使硅酸凝胶加速析出。氟硅酸钠的适宜用量为水玻璃重量的12％～15％。水玻璃的硬化途径:加热硬化气体硬化微波硬化醇和脂的硬化有机高分子硬化金属或金属氧化物硬化无机酸硬化硬化剂硬化四、水玻璃水玻璃的技术性质（１）粘结力强

水玻璃硬化后具有较高的粘结强度、抗拉强度和抗压强度。另外，水玻璃硬化析出的硅酸凝胶还有堵塞毛细孔隙而防止水分渗透的作用。

当水玻璃的模数相同时，浓度越高，粘度越大，比重越大，粘结力越强。浓度可以通过调节用水量来改变。水玻璃的粘结力随模数、粘度的增大而增强。加入添加剂可以改变水玻璃的粘结力。四、水玻璃水玻璃的技术性质（２）耐酸性好

硬化后的水玻璃，其主要成分是ＳiO2，具有高度的耐酸性能，能抵抗大多数无机酸和有机酸的作用。但其不耐碱性介质侵蚀。（３）耐热性高

水玻璃不燃烧，硬化后形成ＳiO2空间网状骨架，在高温下硅酸凝胶干燥得更加强烈，强度并不降低，甚至有所增加。（4）水玻璃的总固体含量增多，则冰点降低，性能变脆。四、水玻璃水玻璃的应用（1）用作涂料，涂刷材料表面

直接将液体水玻璃涂刷在建筑物表面，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、强度、抗渗性、耐水性均得到提高。

这是因为水玻璃与材料中的Ca(OH)2反应生成硅酸钙凝胶，填充了材料间孔隙。四、水玻璃（2）配制防水剂

以水玻璃为基料，配制防水剂。例如：四矾防水剂是以蓝矾(硫酸铜)、明矾（钾铝矾）、红矾（重铬酸钾）和紫矾（铬矾）各１份，溶于60份的沸水中，降温至50℃，投入400份水玻璃溶液中，搅拌均匀而成的。这种防水剂可以在1min内凝结,适用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。（3）加固土壤

将模数为2.5-3的液体水玻璃和氯化钙溶液通过金属管交替向地层压入，两种溶液发生化学反应，可析出吸水膨胀的硅酸胶体，包裹土壤颗粒并填充其空隙，阻止水分渗透并使土壤固结。用这种方法加固的砂土，抗压强度可达3-6MPa。四、水玻璃（4）配制水玻璃砂浆将水玻璃、矿渣粉、砂和氟硅酸钠按一定比例配合成砂浆,可用于修补墙体裂缝。（5）作为碱激发材料的激发剂

可作为碱激发-高炉矿渣、碱激发-粉煤灰、碱激发-火山灰、碱激发-粉煤灰、碱激发-偏高岭土、碱激发-钙铝水泥等地聚物的激发剂。在应用的时候需要注意水玻璃的老化问题。（6）配制耐酸砂浆、耐酸混凝土、耐热混凝土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，可配制不同耐热度的水玻璃耐热混凝土。四、水玻璃（7）防腐工程应用改性水玻璃耐酸泥是耐酸腐蚀重要材料，主要特性是耐酸、耐温、密实抗渗、价格低廉、使用方便。可拌和成耐酸胶泥、耐酸沙浆和耐酸混凝土，适用于化工、冶金、电力、煤炭、纺织等部门各种结构的防腐蚀工程，是纺酸建筑结构贮酸池、耐酸地坪、以及耐酸表面砌筑的理想材料。四、水玻璃五、镁质胶凝材料

镁质胶凝材料俗称为“菱苦土”，镁水泥主要原料来源是由菱镁石（菱镁石即镁矿石）煅烧而成，后来改称“菱镁材料”。近几十年来，人们对镁质胶凝材料的认知和理解在不断升华，逐渐将菱镁材料改称镁质胶凝材料或镁水泥。菱苦土的组成及制备菱苦土又称苛性苦土、苦土粉，主要成分是MgO。菱苦土是由天然菱镁矿或天然白云石经高温（温度一般为800~850°C）煅烧后粉磨而成的一种无机气硬性胶凝材料。

菱苦土一般呈现纯白或白色，或近淡黄色，新鲜的菱苦土有闪烁玻璃光泽，不溶于水和乙醇。五、镁质胶凝材料菱苦土硬化菱苦土能够与空气中的水、CO2反应分别生成氢氧化镁、碱式碳酸镁。

但菱苦土于其他胶凝材料不用，需用一定浓度的氯化镁溶液或其他盐类溶液来调和。如果氧化镁单独与水拌和，水化生成氢氧化镁，很快以胶体状态析出，包裹在菱苦土表面，因而其凝结硬化慢，且硬化后强度也很低，所以氧化镁不适合单独与水拌和。在实际使用中，通常采用氯化镁水溶液（MgCl2·6H2O）作为调和剂，加入调和剂后主要水化产物是氯氧化镁，氯化镁适宜掺量为菱苦土的50~60%。五、镁质胶凝材料

氯氧化镁在水中的溶解度比氢氧化镁高，可降低溶液的过饱和度，促进水化反应不断进行。当反应不断进行、生成的氯氧化镁达到饱和时,水化产物不再溶解，而是直接以胶体状态析出形成凝胶体,通过再结晶逐渐长大成细小的晶粒,使浆体凝结硬化,产生强度。因此用氯化镁溶液调制的菱苦土胶凝材料,凝结硬化速度很快,强度高。但其水化产物具有很强的吸湿性和较高的溶解度，所以菱苦土硬化体耐水性差,容易返潮和翘曲变形,仅适合于干燥部位使用。菱苦土硬化五、镁质胶凝材料菱苦土的性质及应用 菱苦土硬化后具有一定的强度（用氯化镁调和后，强度会显著提高），微膨胀，吸湿性强，耐水性差。 以氯化镁、硫酸镁、氯化铁等盐类溶液作为拌合剂，可以与菱苦土制备氯镁水泥。菱苦土与植物纤维具有很好的粘结性，与硅酸盐类水泥、石灰等胶凝材料相比，本身碱性较弱，对有机材料纤维没有腐蚀作用，因此在建筑工程中常用来制造菱苦土木屑地板、木屑板和木丝板等人造板材。由于盐类溶液对钢材有强烈的腐蚀作用，菱苦土中不能配置钢筋，可与竹筋、苇筋、玻璃纤维等有机纤维组合制备混凝土。此外，菱苦土中加入泡沫剂或轻骨料，可制备保温材料。谢谢！第3章水硬性胶凝材料—水泥内容二、硅酸盐水泥三、掺混合材的硅酸盐水泥四、硅酸盐水泥的选用和储备五、镁质胶凝材料特性水泥一、概述

水泥：是一种无机水硬性胶凝材料，加水拌和可成塑性浆体，该塑性浆体既可在空气中凝结硬化，又可在潮湿环境或水中凝结硬化，并可将其它材料胶凝成整体，形成坚硬的人造石材的材料。按矿物组成分类硅酸盐系水泥；铝酸盐系水泥；硫铝酸盐系水泥；铁铝酸盐系水泥、少熟料和无熟料水泥等。按用途分类通用水泥－六大品种；专用水泥－油井水泥、大坝水泥；特种水泥－膨胀水泥、快硬水泥、白水泥、耐硫酸盐水泥等。一、概述通用水泥（OrdinaryCement）

硅酸盐水泥（Portlandcement）普通硅酸盐水泥（OrdinaryPortlandcement）矿渣硅酸盐水泥（Portlandblastfurnace-slagcement）火山灰质硅酸盐水泥（Portlandpozzolanacement）粉煤灰硅酸盐水泥（Portlandfly-ashcement）复合硅酸盐水泥（CompositePortlandcement）一、概述

1）硅酸盐水泥

由熟料、石灰石（0~5%）或粒化高炉矿渣（或混合材）以及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，统称为硅酸盐水泥。

种类：

Ⅰ型硅酸盐水泥(P·Ⅰ)－不掺混合材；

Ⅱ型硅酸盐水泥(P·Ⅱ)－掺小于5％的混合材。2）普通硅酸盐水泥

由硅酸盐水泥熟料、6~15%混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，统称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥，P·O）。其中：掺活性混合材时，最大掺量不超过15%，允许用不超过水泥质量5%的窑灰或不超过水泥质量10%的非活性混合材料来替代。掺非活性混合材的最大掺量应不超过水泥质量的10%。二、硅酸盐水泥

3）硅酸盐水泥原材料及生产工艺流程

（1）原材料钙质原料：石灰石、白垩、石灰质凝灰岩等。硅铝质原料：各种粘土、黄土、硅石、煤矸石、粉煤灰等。铁粉（铁质）：黄铁矿烧渣、红铁矿粉、高铁粘土等成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OK2OIL含量20.115.033.1462.341.350.211.114.27石灰石白云质石灰石白垩二、硅酸盐水泥

3）硅酸盐水泥原材料及生产工艺流程

（2）生产工艺流程熟料磨生料磨厂区效果示意图二、硅酸盐水泥二、硅酸盐水泥

4）硅酸盐水泥熟料矿物组成及水化特性

（1）组成硅酸三钙（3CaO·SiO2）→C3S

37～60％硅酸二钙（2CaO·SiO2）→C2S

15～37％铝酸三钙（3CaO·Al2O3）→C3A

7～15％铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3）→C4AF

10～18％少量f-CaO、f-MgO、SO3及碱（K2O、Na2O）

二、硅酸盐水泥

（2）水化特性C3S

3CaO·SiO2+nH2O→xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2

C3S在最初四个星期内强度发展迅速，它实际上决定着硅酸盐水泥四个星期以内的强度；C3S的水化热较多，其含量也最多，故它放出的热量多；但其耐腐蚀性较差。C2S

2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2

C2S的硬化速度慢，在大约4个星期后才发挥其强度作用，约一年左右达到C3S四个星期的发挥程度；而其水化热少；耐腐蚀性好。二、硅酸盐水泥C3A

C3A硬化速度最快，但强度低，其对硅酸盐水泥在1~3d或稍长的时间内的强度起到一定作用；C3A的水化热多；耐腐蚀性最差。无石膏条件：

3CaO·Al2O3+6H2O→3CaO·Al2O3·6H2O水化铝酸钙有石膏条件：3(CaSO4·2H2O）+3CaO·Al2O3·6H2O+19H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O水化硫铝酸钙（钙矾石AFt）C4AF水泥熟料中铁相固溶体可用C4AF作为代表。其水化反应为：

4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O→3CaO·Al2O3·6H2O(水化铝酸钙)+CaO·Fe2O3·H2O（水化铁酸钙）。C4AF的硬化速度也较快，但强度低，当含量增多时，有助于提高水泥的抗折强度。二、硅酸盐水泥二、硅酸盐水泥矿物组成

硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙

铁铝酸四钙

C3SC2SC3AC4AF含量/%

37～60

最多15～37次之

7～15少

10～18少

水化速度

较快慢快中水化热

中低高中强度

高早期低后期高低中（抗折强度）耐化学侵蚀

中良差优干缩性

中小大小28d内绝对强度：C3S>C4AF>C3A>C2S水化速度：C3A>C4AF>C3S>C2S水化热：C3A>C3S>C4AF>C2S水泥加水拌和初期形成具有流动性、可塑性的浆体，随着水泥颗粒表面与水发生水化反应，自由水逐渐减少，水化产物，即高度分散的凝胶体及晶体不断增多，水泥浆不断稠化，并逐渐失去流动性、可塑性（但尚不具有强度）的过程称为凝结。

水泥浆终凝后，水化作用仍不断进行，自由水仍不断减少，水化产物仍不断增加。形成的水化凝胶及晶体不断填充、加固水泥浆体结构内部孔隙，使其形成具有一定强度的坚硬的石状固体（水泥石），这一过程称为硬化。水泥完全加入水中开始拌合开始失去可塑性完全失去可塑性初凝时间终凝时间

5）硅酸盐水泥的凝结、硬化二、硅酸盐水泥

5）硅酸盐水泥的凝结、硬化

（1）凝结、水化过程

水泥加水后，C3S、C3A、C4AF均很快水化，同时石膏迅速溶解，形成Ca(OH)2与CaSO4

的饱和溶液，水化产物首先出现六方板状的Ca(OH)2

与针状的钙矾石AFt相以及无定形的C-S-H。之后，由于不断生成AFt相，SO42-

不断减少，继而形成(单硫型水化硫铝酸钙AFm相及C-A-H晶体和C4（A.F）H13晶体）。钙矾石形成期→C3A迅速水化，放出大量热，形成第一放热峰。C-S-H凝胶形成期→C3S和C2S水化，放出热量，形成第二放热峰。结构形成和发展期。二、硅酸盐水泥

6）水泥石特性

二、硅酸盐水泥

7）硅酸盐水泥的技术性质

细度比表面积

胶砂强度

体积安定性

凝结时间标准稠度用水量氧化镁、氧化钙、三氧化硫含量二、硅酸盐水泥

7）硅酸盐水泥的技术性质

品种检验项目硅酸盐水泥普通水泥P·CP·FP·PP·S不溶物√Loss√√SO3√√√MgO√√√Cl-√√√凝结时间√√√安定性√√√强度√√√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P·I≤0.75≤3.0≤3.5≤5.0a≤0.06cP·Ⅱ≤1.50≤3.5普通硅酸盐水泥P·O—≤5.0矿渣硅酸盐水泥P·S·A——≤4.0≤6.0bP·S·B———火山灰质硅酸盐水泥P·P——≤3.5≤6.0b粉煤灰硅酸盐水泥P·F——复合硅酸盐水泥P·C——a.如果水泥压蒸试验合格,由水泥中氧化镁的含量(质量分数)允许放宽至6.0%。b.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合格。c.当有更低要求时,该指标由买卖双方确定。二、硅酸盐水泥1）混合材

水泥混合材料是指在水泥粉末过程中掺加的物质材料，它能改善水泥性能，调节水泥强度等级。根据所加矿物质材料的性质，可将水泥混合材料划分为活性混合材和非活性混合材。混合材料有天然的，也有人为加工的（或工业废渣）。活性混合材料

粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材等非活性混合材料

石英砂、石灰石粉及磨细的块状高炉矿渣与高炉硅质炉灰等三、掺混合材的硅酸盐水泥

矿渣硅酸盐水泥简称矿渣水泥（P﹒S），是由硅酸盐水泥熟料、20~70%的粒化高炉矿渣及适量的石膏磨细所得的水硬性胶凝材料。其中允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料替代粒化高炉矿渣，代替总量不得超过水泥质量的8.0%，替代后粒化高炉矿渣总量不得低于20.0%。 矿渣硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥相比，其主要特点及适用范围有：能应用于任何地上工程，配制各种混凝土及钢筋混凝土。但在施工时，应严格控制混凝土用水量，并尽量排出混凝土表面泌水，加强养护工作，否则，不但强度会过早停止发展，而且容易产生较大干缩，导致开裂。拆模时间应适当延长。适用于底下或水中工程，以及经常受较高水压的工程；对于要求耐淡水侵蚀和耐硫酸盐侵蚀的水工或海工建筑尤其适宜。水化热较低，适用于大体积混凝土工程。最适用于蒸汽养护的预制构件。矿渣水泥经蒸汽养护后，不但能获得较好的力学性能，而且浆体结构的微孔变细，能改善制品和构件的抗裂性和抗冻性。 适用于受热（200°C以下）的混凝土工程。还可掺加耐火砖粉等耐热掺料，配制成耐热混凝土。但矿渣水泥不适用于早期强度要求较高的混凝土工程，不适用于受冻融或干湿循环的混凝土。同时，对于低温（10°C以下）环境中需要强度发展迅速的工程，如不能采取加热保温或加速硬化等措施时，亦不宜采用。三、掺混合材的硅酸盐水泥-矿渣硅酸盐水泥2）火山灰质硅酸盐水泥

火山灰质水泥，简称火山水水泥，是由硅酸盐水泥熟料、20~40%火山灰质混合材料，以及适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号为P﹒P。

火山灰质水泥保水性好，干缩特别大，在干燥、高温的环境中，与空气中的二氧化碳反应使水化硅酸钙分解成碳酸钙和氧化硅，易产生“起粉”现象。抗冻性和耐磨性比矿渣水泥还要差，由于火山灰质水泥水化生成的水化硅酸钙凝胶多，所以水泥石致密，从而提高了火山灰质水泥的抗渗性。因此，火山灰质水泥的抗渗性高，适用于有抗渗要求的混凝土工程，特别适用于水中混凝土工程，不宜用于干燥环境中的工程，也不宜用于有抗冻和耐磨要求的混凝土工程。 火山灰质硅酸盐水泥的主要使用范围有：最适宜用在地下或水中工程，尤其是需要抗渗性、抗淡水及抗硫酸盐侵蚀的环境中；可用于地面工程，但使用软质混合材料的火山灰质水泥，由于干缩变形较大，不宜用于干燥环境或高温车间；适宜用蒸汽养护生产混凝土预制构件；由于水化热较低，宜用于大体积混凝土工程。 火山灰质硅酸盐水泥不适用于早期强度要求较高、耐磨性要求较高的混凝土工程，抗冻性较差，不宜用于受冻部位。三、掺混合材的硅酸盐水泥3）粉煤灰硅酸盐水泥

凡是由硅酸盐水泥熟料、20~40%粉煤灰，以及适量石膏磨细制备成的水硬性胶凝材料，均称为粉煤灰硅酸盐水泥，简称粉煤灰水泥，代号为P﹒F。 对于粉煤灰水泥要求三氧化硫的质量分数不能超过3.5%，氧化镁含量不得超过6.0%（若超过，则需要对水泥进行压蒸安定性检测且合格才能使用），氯离子含量不能超过0.06%，凝结时间与普通硅酸盐水泥一致。 粉煤灰水泥与火山灰水泥相比有着许多相同的特点，但由于掺加的混合材料不同，因此相互间还存在一些不同。粉煤灰水泥主要用于以下情况：除适用于地面工程外，还非常适用于大体积混凝土以及水工混凝土工程等；粉煤灰水泥的缺点是泌水较快，易引起失水裂缝，因此在混凝土凝结期间宜适当增加抹面次数，在硬化期应加强养护。三、掺混合材的硅酸盐水泥4）复合硅酸盐水泥

复合硅酸盐水泥，简称复合水泥，是指由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量的石膏磨细制成，代号为P﹒C。水泥中混合材总掺量按照质量分数计应在20~40%范围内，水泥中窑灰代替混合材料的质量不应超过8.0%；掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣水泥重复。 复合硅酸盐水泥中氧化镁的含量不应大于6.0%。若水泥经压蒸试验后合格，水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5%。安定性用沸煮法检验必须合格；经0.08mm方孔筛的筛余量不得超过10.0%，初凝和终凝时间与普通硅酸盐水泥一致。 复合硅酸盐水泥的综合性质较好，耐腐蚀性好，水化热小，抗渗性好。复合水泥由于使用了复合混合材料，改变了水泥石的微观结构，促进了水泥熟料的水化，因此，其早期强度大于同标号的矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰质水泥，因而复合水泥的用途较硅酸盐水泥、矿渣水泥等更为广泛，是一种大力发展的新型水泥。三、掺混合材的硅酸盐水泥名称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复合硅酸盐水泥密度/g·cm-33.00~3.153.00~3.152.80~3.102.80~3.102.80~3.102.80~3.10硬化快较快慢慢慢慢早期强度高较高低低低低水化热高高低低低低抗冻性好较好差差差差耐热性差较差好较差较差好干缩性较小较小较大较大较小较大抗渗性较好较好差较好较好差耐腐蚀性差较差较强较强较强较强泌水性较小较小明显小小较大通用硅酸盐水泥的主要特性四、硅酸盐水泥的选用和储备三、掺混合材的硅酸盐水泥混凝土工程特点或所处环境条件优先选用可以选用不宜选用普通混凝土普通气候环境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复合硅酸盐水泥—干燥环境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高湿度环境或永久水下矿渣硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥—厚大体积混凝土矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥—普通硅酸盐水泥有特殊要求的混凝土要求快硬的混凝土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复合硅酸盐水泥高强（大于C40）的混凝土硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥—严寒地区的露天混凝土，寒冷地区处于水位升降范围内的混凝土普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥—严寒地区处于水位升降范围内的混凝土普通硅酸盐水泥——有抗渗要求的混凝土———有耐磨要求的混凝土普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥—通用硅酸盐水泥的选用通用硅酸盐水泥的使用范围并非是绝对的。如使用硅酸盐水泥的同时掺入一定量的粉煤灰和磨细的矿渣粉等掺合料，目前已大量应用于大体积混凝土、受化学及海水侵蚀的工程。还需要说明的是，复合硅酸盐水泥除具有与其他混合材料掺量大于20%的通用硅酸盐水泥共同特点外，其他特性取决于主要掺入的混合材料类别。如以粉煤灰为主要混合材料，则性能接近于粉煤灰硅酸盐水泥。由于通用硅酸盐水泥自身特点，因此，在对其进行储存的时候，首先应该避免受潮，其次坚持现存现用，不可储存过久，严格按照不同水泥品种储存时间要求进行使用。水泥等级越高，越细吸湿受潮越严重。在正常储存条件下，经3个月后，水泥强度约降低10％～25％；储存6个月降低25％～40％。四、硅酸盐水泥的选用和储备

镁质胶凝材料俗称为“菱苦土”，镁水泥主要原料来源是由菱镁石（菱镁石即镁矿石）煅烧而成，后来改称“菱镁材料”。近几十年来，人们对镁质胶凝材料的认知和理解在不断升华，逐渐将菱镁材料改称镁质胶凝材料或镁水泥。 用MgCl2溶液替代水作MgO的调和剂，可以加速其水化速度，并且能与之作用形成新的水化物相。这种新的水化物相的平衡溶解度比Mg(OH)2高，因此其过饱和度也相应降低。用MgCl2溶液调制的镁质胶凝材料，即为氯氧镁水泥，也称镁水泥。 氯化镁溶液的掺量一般为菱苦土的55%~60%。若掺量太大，则会造成镁水泥的凝结速度过快，且硬化后体积收缩大、强度低。当其掺量过少时，则镁水泥的凝结硬化太慢，最后形成的结构体强度较低。此外，温度对镁水泥的凝结硬化影响很敏感，氯化镁掺量可作适当调整。五、镁质胶凝材料特性水泥相比通用硅酸盐水泥制品，镁质胶凝材料制品具有以下优势：相同规格下，其比重约是粘土砖墙的1/3~1/4，可较大减轻建筑的基础承重，可扩大5~10%的建筑使用面积，可大大提高施工速度，促进了建筑的预制化、装配化和现代化。抗压、抗拉强度可提高1~2倍，抗冲击性能可提高1~5倍，抗冻性可提高2~4倍，耐磨性可提高3倍，是理想的墙体材料。加入发泡剂，用镁水泥可制作保温板。具有优于木材的蓄热系数，较低的体积密度和导热系数，有极好的反抗温度变化的性能（保温、隔热性能），能够较大程度上提升人居舒适性