《土木工程材料》课件汇 陈正 0绪论-4.5混凝土的变形

第0章绪论纲要0.1概述0.2土木工程材料的发展史0.3土木工程材料的技术标准0.4土木工程材料学科的特点、要求及学习方法第0章绪论–0.1概述定义什么是土木工程材料？土木工程材料是房屋、桥梁、道路、水工等土建工程中所有材料的总称。水泥石灰砂石钢材沥青塑料木材第0章绪论–0.1概述土木工程材料的重要性体现在哪些方面？土木工程材料是建筑业的物质基础，在建筑工程总投资中，土木工程材料的投资通常占50%以上各式各样建筑艺术的发挥以及各种建筑功能的实现，必须有品种多样、质量良好的土木工程材料土木工程材料的质量直接关系到建筑工程的质量重要性第0章绪论–0.1概述土木工程材料与现代生活安全、优质的土木工程材料AND为人类安居的场所提供保障合理使用劣质的土木工程材料OR引发安全事故不合理使用第0章绪论–0.1概述与土木工程材料有关的工程事故2010年11月15日14时，上海静安区胶州路一栋高层公寓起火，大火导致58人遇难。事故现场违规使用大量尼龙网、聚氨酯泡沫等易燃土木工程材料是导致大火迅速蔓延的主要原因之一第0章绪论–0.1概述与土木工程材料有关的工程事故2011年3月28日，贵阳市金阳新区的一个城中村发生在建楼房垮塌事故，9人遇难楼房的第三层和第四层违规采用空心砖作为承重墙第0章绪论–0.1概述劣质建材带来的问题劣质木地板木地板吸水膨胀导致翘曲较高的吸水率和吸水膨胀率第0章绪论–0.1概述建材不合理使用引发的问题铺设前未在当地环境中放置木地板干缩导致开裂木地板中的含水率未降至平衡含水率第0章绪论–0.1概述土木工程材料如何分类？基础用土木工程材料分类按所处部位分类主体用土木工程材料屋面用土木工程材料地面用土木工程材料结构材料按使用功能分类围护材料保温隔热材料防水材料装饰装修材料吸声隔声材料第0章绪论–0.1概述土木工程材料如何分类？无机材料分类按化学成分和组成分类有机材料复合材料金属材料非金属材料植物材料高分子材料金属非金属复合材料无机有机复合材料铁、钢、铝等混凝土、石灰、砖等木材、竹材及制品等沥青、塑料、合成橡胶等钢纤维混凝土、铝塑板等沥青混凝土、聚合物混凝土等第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史土木工程材料与人类文明土木工程材料人类文明第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史旧石器时代旧石器时代——居住在天然洞穴，不需要土木工程材料第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史土木工程材料发展时间轴土木新石器时代公元2000年公元1000年公元元年5000年前一万年前西安半坡氏族的圆形房子木基础、柱、梁粘土和草墙河姆渡干栏式房屋复原图第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史新石器时代：土、木第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史新石器时代：土、木土砖房粘土秸秆或稻草晒干土砖粘土砌筑胶凝材料第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史新石器时代：土、木粘土砂和草晒干土砖粘土砌筑胶凝材料埃及人采用尼罗河的泥浆制做土砖砌筑房屋第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史新石器时代：土、木土优点取材方便可塑性好缺点干缩开裂耐水性差第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史新石器时代：土、木木优点轻质高强易于加工弹性和韧性好缺点内部不均匀湿胀干缩大耐火和耐腐朽性差第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史新石器时代：土、木古代工程建设也称为大兴土木土木工程土木第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史土木工程材料发展时间轴公元2000年公元1000年公元元年5000年前一万年前土、木石石灰、石膏、火山灰青铜时代石器时代第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史青铜时代：石材柱础墙垣第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史青铜时代：石材左塞尔阶梯金字塔公元前2700年世界上最早用石块修建的陵墓胡夫金字塔公元前2560年世界上最大的金字塔实心的巨石体第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史青铜时代：石材希腊巴特农神庙空间架构公元前438年建成46根高达10米的石柱支撑建筑中梁跨度都很小的抗压强度非常石高但抗弯抗剪强度较弱第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史青铜时代：石材拱第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史青铜时代：石材建于公元72至82年间面积约2万平方米10万立方米石料可容纳近九万人

古罗马圆形大剧场第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史青铜时代：石材赵州桥公元605至616年桥体全部用石料建成净跨37m宽9m拱矢高度7.24m利用拱将石材的优势充分发挥第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史青铜时代：石材石优点抗压强度高耐久性好缺点自重大抗弯抗剪强度低加工运输困难第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史青铜时代：石灰、石膏古埃及：石膏古希腊：石灰硫酸钙氧化钙(生石灰)氢氧化钙(熟石灰)第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史青铜时代：石灰、石膏古罗马：石灰+砂第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史青铜时代：石灰、石膏石灰共同点煅烧温度较低可塑性和保水性好强度低耐水性差石膏第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史青铜时代：石灰、石膏石灰不同点石膏水化热大凝结硬化慢体积收缩大凝结硬化快体积微膨胀第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史青铜时代：火山灰维苏威火山庞贝古城第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史火山灰优点具有潜在水硬性强度高耐久性好缺点天然资源较少活性氧化硅青铜时代：火山灰第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史青铜时代：火山灰罗马砂浆罗马万神殿石灰砂火山灰第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史土木工程材料发展时间轴公元2000年公元1000年公元元年5000年前一万年前土、木石器时代石、石灰、石膏、火山灰青铜时代砖瓦铁器时代第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史铁器时代：砖、瓦长城砖：重量不大，尺寸相同人工搬运

手工施工施工方便加快施工速度提升了施工质量第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史铁器时代：砖、瓦红砖青砖第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史铁器时代：砖、瓦砖优点取材方便煅烧温度较低抗压强度较高运输方便缺点孔隙率大抗弯抗剪强度低破坏土地资源第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史铁器时代：砖、瓦多孔砖空心砖第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史铁器时代：砖、瓦阿房宫前殿遗址西汉“都司空”瓦当第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史铁器时代：砖、瓦普通瓦琉璃瓦第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史铁器时代：砖、瓦瓦优点防水隔热性好强度较高耐腐蚀性好缺点脆性大易破损第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史土木工程材料发展时间轴公元2000年公元1000年公元元年5000年前一万年前土、木石器时代石、石灰、石膏、火山灰青铜时代砖、瓦铁器时代钢铁混凝土工业时代第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史工业时代：钢铁、混凝土英国塞文河铁桥（1779年）英国桑德兰铁桥（1796年）拱形结构，跨度30米单跨拱桥，全长72米第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史法兰西剧院的铁屋顶（1786年）工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史巴黎旧王宫奥尔良廊（1829-1831年）巴黎植物园的温室（1833年）工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史伦敦海德公园世界博览会会馆（1851年）工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史埃菲尔铁塔（1889年）芝加哥家庭保险公司大厦（1885年）共10层，高55米塔高328米，重约7000吨18000个钢铁部件和250万个铆钉工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史钢优点轻质高强刚度大材质均匀塑性、韧性好缺点耐腐蚀性差耐火性差工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史纽约世贸中心110层，411米塔柱边宽63.5米用钢78000吨

外围为密置的钢柱墙面为铝板和玻璃工业时代：钢铁、混凝土78-84thfloors94-98thfloors第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史2001年9月11日8:46AM北楼10:28AM9:03AM南楼10:05AM工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史1750180018501900烧制水硬性石灰1756年爱迭斯顿灯塔英国工程师斯米顿发现：水硬性石灰，必须采用含有粘土的石灰石来烧制。工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史1750180018501900烧制水硬性石灰1756年烧制罗马水泥1796年英国人帕克用泥灰岩烧制出了一种水泥，外观呈棕色，很像古罗马时代的石灰和火山灰混合物，命名为罗马水泥。天然泥灰岩作原料，不经配料直接烧制而成的，故又名天然水泥。具有良好的水硬性和快凝特性，特别适用于与水接触的工程。工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史1750180018501900烧制水硬性石灰1756年烧制罗马水泥1796年发明波特兰水泥1824年英国建筑工人阿斯普丁取得了波特兰水泥的专利权。他用石灰石和粘土为原料，按一定比例配合后，在立窑内煅烧成熟料，再经磨细制成水泥。工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史1750180018501900烧制水硬性石灰1756年烧制罗马水泥1796年发明波特兰水泥1824年发明铁网水泥花盆1867年莫尼哀的铁网水泥花盆的设计图纸工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史1750180018501900烧制水硬性石灰1756年烧制罗马水泥1796年发明波特兰水泥1824年发明铁网水泥花盆1867年建成钢筋混凝土桥1875年首座钢筋混凝土桥长16米、宽4米工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史1750180018501900烧制水硬性石灰1756年烧制罗马水泥1796年发明波特兰水泥1824年发明铁网水泥花盆1867年建成钢筋混凝土桥1875年建成英格尔斯大楼1903年美国辛辛那提市的英格尔斯大楼16层，高64米世界上第一幢钢筋混凝土高层建筑工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史课堂讨论：钢筋和混凝土是两种物理性质和力学性能都很不相同的材料，它们为什么可以相互结合，共同工作并获得非常良好的效果呢？混凝土良好的粘结性能钢筋和混凝土非常接近的线膨胀系数工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史混凝土优点原材料丰富成本低抗压强度高可塑性好与钢筋粘结良好缺点抗拉强度低自重大硬化慢工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史钢混凝土作为钢筋的保护层降低钢筋耐腐蚀性差和耐火性差给结构带来的风险

钢和混凝土的组合结构具有良好的抗震性能和耐腐蚀耐火等性能。作为承受拉力的载体可以弥补混凝土抗拉强度低的弱点工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史华沙文化科学宫（1955年）迪拜塔（2010年）42层241米162层，828米工业时代：钢铁、混凝土第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史土木工程材料发展时间轴公元2000年公元1000年公元元年5000年前一万年前土、木石器时代石、石灰、石膏、火山灰青铜时代砖、瓦铁器时代钢铁、水泥、混凝土工业时代功能材料、智能材料等新型建材科技时代新型智能材料第0章绪论–0.2土木工程材料的发展史科技时代：新型建材新型防水材料新型保温材料新型复合材料第0章绪论–0.3土木工程材料的技术标准土木工程材料有哪些标准？代号是什么？强制性标准GB国家标准推荐性标准GB/T建工行业标准JGJ行业标准建材行业标准JC交通行业标准JT冶金行业标准YB水电行业标准SD林业行业标准LYDB地方标准QB企业标准标准第0章绪论–0.3土木工程材料的技术标准土木工程材料有哪些标准？代号是什么？《白色硅酸盐水泥》GB/T

2015－2017发布年号：2017年发布顺序号：2015标准代号：GBT为推荐标准，无T为强制标准

标准名称：混凝土结构设计规范各级标准均有相应的代号，其表示方法由标准名称、标准代号、发布顺序号和发布年号组成标准第0章绪论–0.4土木工程材料学科的特点、要求及学习方法检验技术要求应用性质生产参照标准组成和成分环境“一条主线”学习思维第1章材料的基本性质纲要1.1材料的物理性质1.2材料的力学性质1.3材料的耐久性1.4材料的装饰性1.5材料的组成、结构、构造及其对材料性质的影响第1章材料的基本性质纲要1.1物理性质1.1.1与质量有关的性质1.1.2与水有关的性质1.1.3与热有关的性质1.2力学性质1.2.1强度与比强度1.2.2弹性与塑性1.2.3脆性和韧性1.2.4硬度和耐磨性物理性质和力学性能的区别材料的物理性质和力学性质有何区别？第1章材料的基本性质

材料的自身特性物理性质材料在承受各种外加载荷时所表现出的特征力学性质与质量有关的性质材料的密度、表观密度、体积密度和堆积密度有何区别？材料的体积构成第1章材料的基本性质–1.1物理性质封闭孔隙（体积为Vb）开口孔隙（体积为Vk）固体物质（体积为V）绝对密实体积V （密度）表观体积V’=V+Vb

（表观密度）自然体积V0=V’+Vk （体积密度）与质量有关的性质材料的密度、表观密度、体积密度和堆积密度有何区别？材料的体积构成第1章材料的基本性质–1.1物理性质材料颗粒（体积为V0）颗粒间空隙（体积为Vp’）绝对密实体积V （密度）表观体积V’=V+Vb

（表观密度）自然体积V0=V’+Vk （体积密度）堆积体积V’0=V0+Vp’

（堆积密度）与质量有关的性质材料的密度、表观密度、体积密度和堆积密度有何区别？第1章材料的基本性质–1.1物理性质工程中砂石材料，通常用排水法测定其表观体积什么引起了材料性质的千变万化？

你能举出身边的例子进行说明吗？

第1章材料的基本性质–1.1物理性质红木和速生桉都是木材，为什么红木这么重？木材与质量有关的性质材料的密度、表观密度、体积密度和堆积密度有何区别？第1章材料的基本性质–1.1物理性质绝对密实体积V 密度：

孔隙率：表观体积V’=V+Vb

表观密度：

密实度：自然体积V0=V’+Vk

体积密度：

空隙率：堆积体积V’0=V0+Vp’

堆积密度：

填充率：与质量有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质课堂计算：一块规则的4.0cm×2.0cm×2.0cm的材料，称得其质量为34.4g，在水中浸泡足够长时间，用布擦干后测其质量为35.5g，将其烘干，磨细放入李氏瓶，测得其体积为13.2cm3。求：该材料的密度、表观密度、体积密度和孔隙率。绝对密实体积V=13.2cm3

密度：

自然体积V0=4×2×2=16.0cm3

体积密度：

表观体积V’=V0-Vk=16.0-(35.5-34.4)=14.9

cm3

表观密度：孔隙率：

与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质亲水性憎水性与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质全干状态材料含水率等于或几乎为零时可称为全干状态材料的含水状态与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质全干状态含水率与大气湿度平衡时称气干状态材料的含水状态气干状态与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质全干状态材料表面干燥而内部孔隙含水达饱和时称饱和面干状态材料的含水状态气干状态饱和面干状态与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质全干状态材料内部孔隙水饱和且表面还附有一层水时称湿润状态材料的含水状态气干状态饱和面干状态湿润状态与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质

材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。吸湿性的大小用含水率表示。

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。吸湿性吸水性含水率含水状态质量–干燥状态质量干燥状态质量吸水率吸水饱和状态质量–干燥状态质量干燥状态质量与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质劣质木地板木地板吸水膨胀导致翘曲较高的吸水率和吸水膨胀率与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质

材料的耐水性是指材料长期在水作用下不被破坏、强度也不明显下降的性质，耐水性用软化系数表示。

通常认为软化系数大于0.85的材料可作为耐水材料耐水性软化系数吸水饱和状态下的材料抗压强度

干燥状态下的材料抗压强度与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质卫生间顶部水池底部大坝底部天花板与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质卫生间顶部水池底部大坝底部天花板：液体压力与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质卫生间顶部水池底部大坝底部天花板与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质

材料的抗渗性是指材料抵抗压力水渗透的性质，材料的抗渗性好坏可用渗透系数和抗渗等级表示。渗透系数抗渗等级抗渗性与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质渗透系数抗渗等级

材料的抗渗性是指材料抵抗压力水渗透的性质，材料的抗渗性好坏可用渗透系数和抗渗等级表示。抗渗性与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质渗透系数抗渗等级

材料的抗渗性是指材料抵抗压力水渗透的性质，材料的抗渗性好坏可用渗透系数和抗渗等级表示。抗渗性

渗透系数反映了单位时间内,在单位水头作用下,通过单位面积和厚度的渗透水量。WtdhA与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质抗渗等级以符号“P”和材料可承受的水压力值来表示，如P4、P6、P8和P10表示该试件抵抗静水压力的能力为0.4MPa、

0.6MPa、0.8MPa和1.0MPa。渗透系数抗渗等级

材料的抗渗性是指材料抵抗压力水渗透的性质，材料的抗渗性好坏可用渗透系数和抗渗等级表示。抗渗性与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质渗透系数抗渗等级

材料的抗渗性是指材料抵抗压力水渗透的性质，材料的抗渗性好坏可用渗透系数和抗渗等级表示。抗渗性材料的抗渗性越好越小越高与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质：冻融循环与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质

材料的抗冻性是指材料在吸水饱和状态下能经受多次冻融循环作用而不破坏的性质。材料的抗冻性用抗冻等级表示。抗冻等级

材料的抗冻等级是材料试块在吸水饱和状态下，经受反复冻融循环，以抗压强度下降不超过25%，且质量损失不超过5%时所能承受的最大冻融循环次数确定。抗冻性与水有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质

材料的抗冻性是指材料在吸水饱和状态下能经受多次冻融循环作用而不破坏的性质。材料的抗冻性用抗冻等级表示。抗冻等级抗冻性材料的抗冻性越好越高与热有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质导热性是材料传导热量的能力。导热性的大小以导热系数表示，导热系数的含义是当材料两侧的温差为1K时，在单位时间（1h）内，通过单位面积(1㎡),并透过单位厚度(1m)的材料所传导的热量。材料的导热系数越小，其绝热性越好。导热性与热有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质

热容量是材料受热时吸收热量或冷却时放出热量的能力。热容量的大小用比热容表示。

材料的比热容是指1g材料温度升高1K所吸收的热量或温度降低1K放出的热量。热容量与热有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质与热有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质课堂讨论：双层玻璃具有较好的保温性能是利用材料的什么热性质？与热有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质

材料的热变形性是指材料在温度变化时的尺寸变化（热胀冷缩）。材料的热变形性常用线膨胀系数表示。

材料的线膨胀系数是指材料温度升高1K时其线变形量与原尺寸的变化比例。热变形性耐燃性与热有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质

耐燃性是材料对火焰和高温的抵抗能力，是影响建筑物防火、建筑结构耐火等级的一项因素。材料可分为： 非燃烧材料：不起火，不碳化，不微燃 难燃材料：难起火，难碳化，难微燃 可燃材料：火源移走还会继续燃烧

易燃材料：立即起火并蔓延与热有关的性质第1章材料的基本性质–1.1物理性质2010年11月15日14时，上海静安区胶州路一栋高层公寓起火，大火导致58人遇难。事故现场违规使用大量尼龙网、聚氨酯泡沫等易燃材料是导致大火迅速蔓延的主要原因之一强度与比强度第1章材料的基本性质–1.2力学性质

材料的强度是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力。根据外力作用方式的不同，材料强度有抗压、抗拉、抗剪、抗弯强度等。强度抗压抗拉抗剪抗弯强度与比强度第1章材料的基本性质–1.2力学性质

材料的强度是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力。根据外力作用方式的不同，材料强度有抗压、抗拉、抗剪、抗弯强度等。强度

材料的比强度是指材料的强度与其表观密度之比。它是评价材料是否轻质高强的指标。材料比强度越大，越轻质高强。比强度比强度强度与比强度第1章材料的基本性质–1.2力学性质

材料的比强度是指材料的强度与其表观密度之比。它是评价材料是否轻质高强的指标。材料比强度越大，越轻质高强。常用材料的比强度：低碳钢 0.045普通混凝土 0.017松木（顺纹抗拉） 0.2粘土砖 0.006玻璃钢 0.225弹性与塑性第1章材料的基本性质–1.2力学性质

材料的弹性是指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。这种完全恢复的变形称为弹性变形。弹性

材料的塑性是指材料在外力作用下产生变形，如果外力取消后，有部分变形不能够恢复的性质。这种不能恢复的变形称为塑性变形。塑性脆性与韧性第1章材料的基本性质–1.2力学性质

材料受力达到一定程度时，突然发生破坏，并无明显的变形，材料的这种性质称为脆性。

材料在荷载作用下，能够吸收较大的能量，同时产生较大的变形而不破坏的性质称为韧性。脆性韧性脆性与韧性第1章材料的基本性质–1.2力学性质

在破坏前无明显变形或其他预兆的突发性破坏类型称为脆性破坏。

在破坏前有明显变形或其他预兆的破坏类型称为延性破坏。脆性破坏延性破坏硬度与耐磨性第1章材料的基本性质–1.2力学性质

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。通常用刻划法，回弹法和压入法测定材料的硬度。硬度

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。耐磨性

材料的磨耗率是指材料试件的单位受磨面积上材料磨损前后的质量差。第1章材料的基本性质-1.3材料的耐久性生物作用化学作用环境作用物理作用机械作用材料耐久性的测定：通常采用快速检验法进行检验提高材料耐久性的意义：节约工程材料，保证建（构）筑物长期安全、减少维修费用、延长建（构）筑物使用寿命。第1章材料的基本性质-1.4材料的装饰性质感纹样光泽装饰性颜色透明性装饰性是装饰材料的主要性能要求之一，指材料的外观特性给人的感觉效果第1章材料的基本性质-1.5材料的组成、结构、构造及其对材料性质的影响玻璃体微观结构晶体胶体材料的组成分为化学组成和矿物组成多孔结构宏观结构致密结构微孔结构聚集结构等亚微观结构：光学显微镜所能观察到的材料结构建筑石灰2.1建筑石膏2.2水玻璃2.3内容提要2气硬性胶凝材料重点和难点石灰的技术要求、特性和应用石膏的技术要求、特性和应用重点难点石灰和石膏的特性区别水玻璃的特性2气硬性胶凝材料2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰思考气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料有何区别？石灰有何特点，使用时要注意什么？气硬性胶凝材料建筑石膏建筑石灰水玻璃水硬性胶凝材料水泥无机胶凝材料分类2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰胶凝材料的定义在一定的条件下，经过自身的一系列化学和物理作用后，由液态或半固态变为固态的材料。胶凝材料的分类如沥青、聚合物等胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等“水泥”无机胶凝材料分类2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度的胶凝材料（不能在水中硬化的胶凝材料）。如石灰、石膏、水玻璃等。只适用于地上和干燥环境。水硬性胶凝材料

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。如水泥。适用于地上、地下、水中工程。无机胶凝材料分类2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰石灰的原料石灰石2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰原材料生产石灰的原材料包括天然石灰石和化工副产品。主要成分为CaCO3。生产工艺——煅烧石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。

CaCO3==CaO+CO2MgCO3==MgO+CO2900℃700℃生石灰石灰的生产2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰石灰的生产2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰在实际生产中，为加快分解，煅烧温度常提高到1000～1100℃。由于石灰石原料的尺寸大或煅烧时窑中温度分布不匀等原因，石灰中常含有欠火石灰和过火石灰。欠火石灰中的碳酸钙未完全分解，使用时缺乏粘结力。过火石灰结构密实，表面常包覆一层熔融物，熟化很慢。公路施工时的生石灰消解时间过短易形成过火石灰，形成蘑菇现象，造成路面隆起。过火石灰危害：过火石灰结构紧密，且表面有一层深褐色的玻璃状外壳。故熟化很慢，当被用于建筑后，能继续熟化产生体积膨胀，从而引起裂缝和局部脱落现象。过火石灰消除：石灰浆应在消化池中存放2个星期以上（称为“陈伏”），使未熟化的颗粒充分熟化。“陈伏”期间，石灰浆表面应覆盖一层水膜，以免石灰碳化。石灰的品种按石灰中的氧化镁含量的高低分镁质石灰熟化较慢，易引发制品开裂。生石灰钙质石灰镁质石灰MgO≤5%MgO＞5%石灰的品种2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰石灰的品种按成品的加工方法分生石灰：石灰石煅烧后的块状物CaO生石灰粉：块状生石灰磨细后的粉末CaO消石灰粉：生石灰消化并干燥后的粉末Ca(OH)2石灰膏：生石灰充分消化后的膏状物Ca(OH)2和水石灰的品种2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰生石灰的熟化熟化的过程生石灰+水熟石灰熟化的方式淋灰——生石灰粉（消石灰粉）化灰——熟石灰膏熟化过程的特点放出大量的热；体积膨胀1.5～2倍。熟化过程的注意事项熟石灰在使用前必须陈伏2~3周以上——防止过烧石灰的危害；在化灰池表面保留一层水——防止石灰碳化。

MgO+H2O==Mg（OH）2CaO+H2O==Ca（OH）2+64.83kj石灰的熟化过程2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰石灰的硬化结晶作用：Ca（OH）2从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连生，从而提高强度。碳化作用：Ca（OH）2空气中的CO2发生化学反应，形成CaCO3使石灰的强度逐渐提高。Ca(OH)2

+CO2

+nH2O==CaCO3

+(n+1)

H2O石灰的硬化过程2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰石灰的质量等级建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaO＋MgO的含量，可分为优等品、一等品和合格品三个等级。石灰的特性1.可塑性和保水性好；2.凝结硬化慢、强度低；3.硬化后体积收缩大，易开裂；4.耐水性差；5.吸湿性强。石灰的技术性质2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰石灰的应用2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰工程案例

某工地因工期紧，急需配置石灰砂浆。现建材市场有消石灰粉、生石灰粉和生石灰三种可供选择。因生石灰价格相对便宜，工地选择了生石灰作为原材料，买回后立刻加水进行配置石灰膏，再配置成石灰砂浆。使用数日后，石灰砂浆出现众多凸出的膨胀性裂缝。试分析其原因。石灰的应用2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰配制石灰砂浆（石灰+砂）和混合砂浆（石灰+水泥+砂），用于砌筑和内墙抹灰石灰的应用2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰配制灰土（石灰+黏土）和三合土（石灰+黏土+X砂碎石炉渣），用于基础和路面垫层在夯实或压实下，密实度大大提高，而且在潮湿环境中，黏土颗粒表面的少量活性氧化硅和氧化铝与氢氧化钙发生反应，生成水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙，改善了材料的耐水性、抗渗能力和抗压强度。三合土一般也被认为是土楼的建筑材料，使其能承载巨重、经风雨数百年不倒。石灰的应用2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰生产硅酸盐制品（如灰砂砖等）石灰的应用2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰制作碳化石灰板生石灰储存时间不宜过长，会吸收水分而熟化成消石灰，再和二氧化碳作用形成碳酸钙，因此要注意防潮。生石灰的熟化过程会放热，不能与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混合运输。石灰的储存和运输2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰小结气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料有何区别？石灰有何特点，使用时要注意什么？2气硬性胶凝材料–2.1建筑石灰1.可塑性和保水性好；2.凝结硬化慢、强度低；3.硬化后体积收缩大，易开裂；4.耐水性差；5.吸湿性强。思考与石灰相比，石膏有何特点？2气硬性胶凝材料–2.2建筑石膏什么是建筑石膏?是一种无机气硬性胶凝材料，白色的粉状胶结料，主要成分为：CaSO4·0.5H2O建筑石膏的原料与生产2气硬性胶凝材料–2.2建筑石膏墨西哥“水晶洞”：世界上最大的自然水晶洞，2600万年前，奈卡山脉出现火山活跃，充满了高温硬石膏灰。当山脉之下的岩浆冷却，以及温度下降，硬石膏便开始溶解。硬石膏缓慢地将水和硫酸盐、钙分子浓缩，数百万年以来沉积在这个洞穴里，进而形成了巨大透明石膏水晶体。建筑石膏的原料与生产2气硬性胶凝材料–2.2建筑石膏建筑石膏通常是把二水石膏在一定的温度下，经过煅烧、脱水，磨细而成。

CaSO4·2H2OCaSO4·0.5H2O+1.5H2O（二水石膏）（β型半水石膏）原材料：石膏矿（以CaSO4·2H2O为主要成分的矿石）纯净的石膏呈无色或白色，但大多数天然石膏因含有杂质而呈灰色、褐色、黄色等颜色。107～170℃建筑石膏的原料与生产2气硬性胶凝材料–2.2建筑石膏二水石膏在不同的煅烧温度下，得到不同的产品。二水石膏CaSO4·2H2OCaSO4·0.5H2OCaSO4·0.5H2OCaSO4ШCaSO4ⅡCaSO4Ⅰ107～170℃加热、脱水125℃0.13MPa蒸压锅170～360℃加热、脱水400～750℃800℃β型建筑石膏α型高强石膏可溶性石膏不溶性石膏高温煅烧石膏在常温下不存在在建筑工程中常用建筑石膏；高强石膏用于生产石膏制品。建筑石膏的原料与生产2气硬性胶凝材料–2.2建筑石膏建筑石膏加水后，与水发生的化学反应如下：

CaSO4·0.5H2O+1.5H2O=CaSO4·2H2O建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下：初凝：开始失去塑性的时间。终凝：开始具有强度的时间。建筑石膏+水浆体凝结硬化建筑石膏的凝结与硬化2气硬性胶凝材料–2.2建筑石膏建筑石膏凝结过程建筑石膏硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶结构网的形成过程。晶体之间互相交叉连生，形成网状结构；随着反应的继续进行，结晶结构网逐渐密实，从而使石膏晶体逐渐硬化。建筑石膏的凝结与硬化2气硬性胶凝材料–2.2建筑石膏溶解反应结晶半水石膏溶解半水石膏与水反应生成二水石膏二水石膏溶解度较小，饱和析出，游离水分逐渐减少，二水石膏不断增加，浆体稠度增大凝结硬化快。建筑石膏硬化后孔隙率大，强度较低。建筑石膏硬化体绝热吸音性能良好，耐水性较差。防火性能良好。（高温时释放水分）硬化时体积略有膨胀，不易产生裂纹，充分填充模型。装饰性好。硬化体的可加工性能好，可进行锯、钉、刨加工。建筑石膏的特性2气硬性胶凝材料–2.2建筑石膏建筑石膏的四个技术指标

细度、抗折强度、抗压强度、凝结时间。划分为3.0、2.0和1.6三个等级。具体指标见下表：等级3.02.01.62h强度抗折强度≥3.02.01.6抗压强度≥6.04.03.0细度（0.2mm方孔筛筛余）≤10.0%凝结时间初凝不早于3min，终凝不迟于30min建筑石膏的等级与技术性质2气硬性胶凝材料–2.2建筑石膏室内抹灰与粉刷。生产建筑石膏制品。建筑石膏的应用2气硬性胶凝材料–2.2建筑石膏建筑石膏的应用2气硬性胶凝材料–2.2建筑石膏工程案例某工程进行装饰面施工，采用统一采购的粉刷石膏进行内墙和外墙面的施工。饰面施工半年后，外墙层就出现了明显的脱落现象。请分析其中原因。[拓展思考]石膏作为新型墙体材料，其吸音、调湿、保温等功能性在使用过程中如何得以保证？小结与石灰相比，石膏有何特点？2气硬性胶凝材料–2.2建筑石膏项目建筑石膏建筑石灰化学成分CaSO4·0.5H2OCaO、Ca(OH)2生产原料石膏矿石灰石凝结硬化结晶作用结晶、碳化作用硬化速度快慢硬化后体积变化稍微膨胀收缩主要用途石膏装饰制品砌砖、抹灰建筑石膏与建筑石灰对比2气硬性胶凝材料–2.2建筑石膏思考水玻璃有何特性？2气硬性胶凝材料–2.3水玻璃水玻璃又称泡花碱，是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成。是一种能够溶解于水的硅酸盐材料。钠水玻璃：Na2O•nSiO2(常用)

钾水玻璃：K2O•nSiO2

水玻璃的模数：分子式中SiO2与Na2O分子数比n。水玻璃的模数越大，越难溶于水。水玻璃的硬化和性质2气硬性胶凝材料–2.3水玻璃水玻璃的硬化液体水玻璃吸收空气中的二氧化碳，形成无定型硅酸凝胶，并逐渐干燥硬化，具体反应式如下：

Na2O•nSiO2+CO2+mH2O＝Na2CO3+nSiO2•mH20

为了加速水玻璃的硬化，可加热或掺入12%~15%的促硬剂氟硅酸钠。水玻璃的性质

1.粘结力强2.耐酸3.耐热

4.不耐水5.不耐碱2气硬性胶凝材料–2.3水玻璃水玻璃的硬化和性质涂刷表面混凝土、黏土砖、天然石材及硅酸盐制品的表面，提高材料的密实性、抗水性和抗风化能力。注：石膏表面不能涂刷水玻璃，因两者反应生成体积膨胀的硫酸钠，使材料胀裂。水玻璃的应用2气硬性胶凝材料–2.3水玻璃配制耐酸砂浆和耐酸混凝土浇筑各种有耐酸要求的池、罐和贮槽等水玻璃的应用2气硬性胶凝材料–2.3水玻璃配制耐热砂浆和耐热混凝土用于高炉基础、热工设备基础及围护结构等耐热工程水玻璃的应用2气硬性胶凝材料–2.3水玻璃加固土壤将液态水玻璃和氯化钙溶液交替注入土壤中，两者反应析出硅酸胶体，能起胶结和填充孔隙的作用，并可阻止水分的渗透，提高土壤密度和强度。水玻璃的应用2气硬性胶凝材料–2.3水玻璃配制防水剂在水玻璃中加入2~5种矾，可配制成各种快凝防水剂，以掺入到水泥浆、砂浆或混凝土中，可堵漏，填缝及作局部抢修。水玻璃的应用2气硬性胶凝材料–2.3水玻璃小结水玻璃有何特性？2气硬性胶凝材料–2.3水玻璃

1.粘结力强2.耐酸3.耐热

4.不耐水5.不耐碱掺混合材料的硅酸盐水泥3.2内容提要3水泥铝酸盐水泥3.4硅酸盐水泥3.1常用水泥的选用与储运3.3其他品种水泥3.5重点和难点水泥的组分及其性质水泥的水化重点难点硅酸盐水泥的特性影响水泥性能的因素3水泥3水泥–3.1硅酸盐水泥思考硅酸盐水泥的四大矿物组成各有何特点？硅酸盐水泥的特性如何？影响硅酸盐水泥性能的因素有哪些？硅酸盐水泥的主要技术要求有哪些？3水泥–3.1硅酸盐水泥课程导入——三峡大坝

“世纪工程”三峡大坝在建设过程中使用了近500万吨的中热硅酸盐水泥，以避免大坝混凝土裂缝的产生。中热硅酸盐水泥是以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料。大量研究表明，使用中热硅酸盐水泥配制的混凝土质量优良，后期强度增长率大，自生体积变形多呈正值，满足三峡大坝的设计要求。大坝设计的要求是什么？对材料提出了什么样的要求？为什么采用中热硅酸盐水泥？还有其他的水泥可以满足要求吗？何谓水泥一种细磨材料，加入适量水后成为塑性浆体，不仅能在空气中硬化，而且在水中能更好地硬化，保持和发展强度，并且能把砂、石等材料牢固地粘结在一起，形成坚固的石状体的水硬性胶凝材料。水泥使用范围水泥是用量最大的一种建筑材料和工程材料，广泛用于建筑、水利、道路、石油、化工、军事工程中，素有“建筑业的粮食”之称。3水泥–3.1硅酸盐水泥约2000年前，希腊和古罗马人在建筑工程中使用了一种石灰和火山灰的混合物，它能在水中缓慢反应生成坚硬的固体，这是最早应用的水泥。水泥的产生3水泥–3.1硅酸盐水泥19世纪初，英、法等国将粘土化的石灰经烧结成为水硬性材料，称为天然水泥。这种水泥的烧成温度低，难以控制水泥成分。水泥的产生3水泥–3.1硅酸盐水泥1824年英国人阿斯普丁用石灰石和粘土的人工混合物烧成一种水硬性的胶凝材料，它在凝结硬固后的颜色、外观和当时英国波特兰半岛出产的天然石灰石相近，故起名为波特兰水泥（Portlandcement）。水泥的产生3水泥–3.1硅酸盐水泥水泥种类主要水硬性物质主要品种硅酸盐水泥硅酸钙绝大多数通用水泥、专用水泥和特性水泥铝酸盐水泥铝酸钙高铝水泥、自应力铝酸盐水泥、快硬高强铝酸盐水泥等。硫铝酸盐水泥无水硫铝酸钙硅酸二钙有自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥等铁铝酸盐水泥铁相、无水硫铝酸钙、硅酸二钙有自应力铁铝酸盐水泥、膨胀铁铝酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥等氟铝酸盐水泥氟铝酸钙、硅酸二钙氟铝酸盐水泥等以火山灰或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥活性二氧化硅活性氧化铝石灰火山灰水泥、石膏矿渣水泥、低热钢渣矿渣水泥等水泥的分类3水泥–3.1硅酸盐水泥按化学成分按性能和用途分水泥通用水泥特种水泥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质硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥如白色硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥等水泥的分类3水泥–3.1硅酸盐水泥何谓硅酸盐水泥？

以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥的定义和分类3水泥–3.1硅酸盐水泥硅酸盐水泥：1.硅酸盐水泥（P·Ⅰ、P·Ⅱ）无、0~5%混合材2.普通硅酸盐水泥（P·O）5~20%混合材3.矿渣硅酸盐水泥（P·S）20~70%矿渣4.火山灰质硅酸盐水泥（P·P）20~40%火山灰质材料5.粉煤灰硅酸盐水泥（P·F）20~40%粉煤灰6.复合硅酸盐水泥（P·C）20~50%复合混合材硅酸盐水泥熟料的原材料石灰质原料天然石灰石。也可采用与天然石灰石化学成分相似的材料。粘土质原料主要为黏土或页岩，其主要化学成分为SiO2，其次为Al2O3和少量Fe2O3。铁矿粉采用赤铁矿，化学成分为Fe2O3。原材料和生产工艺3水泥–3.1硅酸盐水泥石灰石黏土赤铁矿石膏主要为天然石膏矿、无水硫酸钙等。混合材料

包括活性混合材料（粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料等）和非活性混合材料（石灰石粉、磨细石英砂等）。原材料和生产工艺3水泥–3.1硅酸盐水泥石膏粉煤灰矿渣硅酸盐水泥的生产工艺——“两磨一烧”工艺石灰石CaO+CO2粘土SiO2+Al2O3+Fe2O3水泥煅烧过程在窑内进行，水泥窑型主要有立窑和回转窑两种。石灰石粘土铁矿粉生料石膏硅酸盐水泥混合材料熟料按比例混合磨细1450℃煅烧磨细原材料和生产工艺3水泥–3.1硅酸盐水泥生产过程3水泥–3.1硅酸盐水泥两磨一烧生产过程3水泥–3.1硅酸盐水泥

生料进料气温料温生产过程3水泥–3.1硅酸盐水泥

干燥区自由水生料进料气温料温生产过程3水泥–3.1硅酸盐水泥

干燥区分解区自由水黏土矿

物分解石灰石

分解初始化合物形成生料进料气温料温生产过程3水泥–3.1硅酸盐水泥

干燥区分解区自由水黏土矿

物分解石灰石

分解初始化合物形成液相

形成C2S

形成生料进料气温料温生产过程3水泥–3.1硅酸盐水泥

干燥区分解区烧结区自由水黏土矿

物分解石灰石

分解初始化合物形成液相

形成C2S

形成C3S

形成生料进料气温料温生产过程3水泥–3.1硅酸盐水泥

干燥区分解区烧结区冷却区自由水黏土矿

物分解石灰石

分解初始化合物形成液相

形成C2S

形成C3S

形成生料进料熟料出料气温料温生产过程3水泥–3.1硅酸盐水泥熟料的矿物组成水泥熟料矿物硅酸二钙（15-30%）铁铝酸四钙（5-15%）游离氧化钙和氧化镁铝酸三钙（5-10%）硅酸三钙（50-70%）碱类及杂质2CaO•SiO2，C2S4CaO•Al2O3•Fe2O3，C4AFf－CaO和f－MgO3CaO•Al2O3，C3A3CaO•SiO2，C3S石灰石CaO+CO2粘土SiO2+Al2O3+Fe2O3水泥熟料的矿物组成3水泥–3.1硅酸盐水泥熟料矿物的水化反应硅酸三钙C3S＋H==C-S-H＋CH硅酸二钙C2S＋H==C-S-H＋CH铝酸三钙C3A＋H==C3AH6铁铝酸四钙

C4AF＋H==C3AH6

＋CFH水化作用的主要产物为：水化硅酸钙C-S-H（约70%）氢氧化钙CH（约20%）水泥的水化3水泥–3.1硅酸盐水泥熟料矿物的水化反应过程水泥的水化3水泥–3.1硅酸盐水泥未水化（0h）水泥颗粒水分熟料矿物的水化反应过程水泥的水化3水泥–3.1硅酸盐水泥未水化（0h）水化初期（0h~3h）水泥颗粒表面迅速溶解与水发生化学反应，水化产物不断地从液相中析出并聚集在水泥颗粒表面，形成以水化硅酸钙凝胶为主体的凝胶薄膜，

随着水化反应的发展，膜层长厚并互相连接，浆体逐渐失去流动性，产生“初凝”。凝胶熟料矿物的水化反应过程水泥的水化3水泥–3.1硅酸盐水泥未水化（0h）水化初期（0h~3h）水化中期（3h~30h）水化硅酸钙（C－S－H）和氢氧化钙快速形成，浆体完全失去可塑性，并开始产生结构强度，即为“终凝”。凝胶晶体熟料矿物的水化反应过程水泥的水化3水泥–3.1硅酸盐水泥未水化（0h）水化初期（0h~3h）水化中期（3h~30h）水化后期（30h~）由于新生成的水化产物的压力，水泥颗粒薄膜的凝胶薄膜破裂，使水进入未水化水泥颗粒的表面，水化反应继续进行。水化产物之间互相交叉连生，不断密实，水化产物不断填充毛细孔，网状结构不断加强，结构逐渐紧密，水泥浆体逐渐转变为具有一定强度的水泥石固体，即为“硬化”。未水化水泥颗粒毛细孔名称C3S(硅酸三钙)C2S(硅酸二钙)C3A(铝酸三钙)C4AF(铁铝酸四钙)含量(％)50～7015～307～155～15特性主要矿物，含量通常为50%左右。水化较快，28天达70%水化程度，强度发展较快，早期强度高，28天强度可达一年强度的70%。水化热较高。通常含量为20%，水化较慢，28天仅水化20%左右，凝结硬化缓慢，早期强度较低，但28天以后强度仍能较快增长，一年后强度超过C3S

。水化热较小。水化迅速，凝结硬化很快，如不加石膏做缓凝剂，会产生速凝。早期强度较高，后期强度不再增长，甚至倒退。水化速度在早期介于C3A与C3S之间，后期强度能继续增长，但不如C3S。水泥的水化3水泥–3.1硅酸盐水泥矿物名称C3SC2SC3AC4AF含量范围

（质量％）50～7015～307～155～15水化速度快慢最快快，仅次于C3A水化热多少最多中早期强度高低低低后期强度高高低低水泥的水化3水泥–3.1硅酸盐水泥水泥的水化热是指在水化过程中的放热量，单位为kJ/kg。水化热的高低与熟料矿物的相对含量有关。铝酸三钙、硅酸三钙的水化热高，而铁铝酸四钙、硅酸二钙的水化热较低。因此要降低水化热，可适当减少铝酸三钙和硅酸三钙的含量。水化热主要对大体积混凝土工程有影响。对于大体积混凝土工程，应选择水化热较低的水泥，或者采取特殊措施降低水化热的危害。水泥的水化热3水泥–3.1硅酸盐水泥大体积混凝土的水化热分析石膏的缓凝作用若水泥中无石膏存在时，C3A会使水泥瞬间产生凝结。为了控制C3A的水化和凝结硬化速度，就必须在水泥中掺入适石膏的缓凝原理C3A的水化后的产物将与石膏反应，在水泥颗粒表面生成难溶于水的钙矾石，阻碍C3A水化，从而起到延注意事项石膏掺量不能过多，否则不仅缓凝作用不大，还会引起水泥的体积安定性不良。水泥的凝结硬化3水泥–3.1硅酸盐水泥水泥颗粒表面生成的针状钙矾石A——凝胶体（C－S－H凝胶，水化硅酸钙凝胶）；B——晶体（氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙）；C——孔隙（毛细孔、凝胶孔、气孔等）；D——未水化的水泥颗粒水泥石的结构水泥石主要由凝胶体、晶体、孔隙、水、空气和未水化的水泥颗粒等组成，存在固相、液相和气相。因此硬化后的水泥石是一种多相多孔体系。水泥石的结构（水化产物的种类及相对含量、孔的结构）对其性能影响最大。水泥的凝结硬化3水泥–3.1硅酸盐水泥水泥石腐蚀的方式（1）软水侵蚀（2）盐类侵蚀（膨胀性化学腐蚀）（3）酸的腐蚀一般酸的腐蚀碳酸的腐蚀（4）强碱腐蚀防止水泥石腐蚀的措施水泥石的腐蚀及防止3水泥–3.1硅酸盐水泥水泥板表面的蚀坑如果你参与了青藏铁路的建设，你如何防止水泥石发生腐蚀？凝结硬化快，早期及后期强度均高。水化热高，不宜用于大体积混凝土工程。耐腐蚀性差，因水化后氢氧化钙和水化铝酸钙的含量较多。抗冻性好，适合水工混凝土和抗冻性要求高的工程。耐热性差。因水化后氢氧化钙含量高。不适用于承受高温作用的混凝土工程。耐磨性好，适用于高速公路、道路和地面工程。硅酸盐水泥的特性3水泥–3.1硅酸盐水泥小结硅酸盐水泥的四大矿物组成各有何特点？硅酸盐水泥的特性如何？影响硅酸盐水泥性能的因素有哪些？硅酸盐水泥的主要技术要求有哪些？3水泥–3.1硅酸盐水泥混合材料：为了改善水泥性能、提高水泥的产量，在生产时掺入的天然或人工矿物质材料。活性混合材料具有潜在水硬性或火山灰特性，或者兼具有潜在水硬性和火山灰特性的混合材料。粒化高炉矿渣；粉煤灰；火山灰质混合材料混合材料及其分类3水泥–3.2掺混合材料的硅酸盐水泥粉煤灰矿渣混合材料：为了改善水泥性能、提高水泥的产量，在生产时掺入的天然或人工矿物质材料。活性混合材料非活性混合材料不具有潜在水硬性或质量活性指标不能达到规定要求的混合材料。如磨细石灰石粉、磨细石英砂等。混合材料及其分类磨细石灰石粉磨细石英砂3水泥–3.2掺混合材料的硅酸盐水泥综合利用工业废渣，减少环境污染。提高水泥产量，降低水泥生产成本，获得较好的经济效益。有利于改善水泥的性能，如改善水泥的安定性，降低水泥水化热，提高混凝土的抗蚀能力。生产不同品种的水泥，满足各项工程建设的需要。添加混合材料的目的3水泥–3.2掺混合材料的硅酸盐水泥熟料＋适量石膏＋20%～70%

粒化高炉矿渣20%～40%

粉煤灰20%～40%

火山灰质混合材料矿渣硅酸盐水泥（P·S）粉煤灰硅酸盐水泥（P·F）火山灰质硅酸盐水泥（P·P）磨细磨细磨细其它水泥20%～50%两种或两种以上混合材料复合硅酸盐水泥（P·C）磨细3水泥–3.2掺混合材料的硅酸盐水泥主要特性（与硅酸盐水泥、普通水泥相比）三种水泥的共同特性凝结硬化较慢，早强强度较低，后期强度增长较快；水化热较低，放热速度慢；抗硫酸盐腐蚀和抗水性较好；蒸汽养护适应性好；抗冻性、耐磨性及抗碳化性能较差。三种水泥各自特性矿渣水泥的抗渗性较差，但耐热性好，可用于温度不高于200℃的混凝土工程中。火山灰水泥的抗渗性好，但干缩较大，不适用于长期处于干燥环境中的混凝土工程。粉煤灰水泥干缩小根据混合材的种类和掺量，复合硅酸盐水泥的特性总体上与上述三种水泥有不同程度的相似之处其它水泥3水泥–3.2掺混合材料的硅酸盐水泥水泥组成成分的影响水泥细度的影响养护条件（温度、湿度）的影响龄期的影响拌合用水量的影响贮存条件的影响影响水泥性能的主要因素3水泥–3.2掺混合材料的硅酸盐水泥强制性技术要求 1.凝结时间 2.体积安定性 3.强度及强度等级 4.氯离子含量 5.不溶物含量 6.烧失量选择性技术要求 1.细度 2.碱含量水泥的主要技术性质3水泥–3.2掺混合材料的硅酸盐水泥凝结时间初凝时间是从加水至水泥浆开始失去塑性的时间；终凝时间是从加水至水泥浆完全失去塑性的时间。水泥初凝时间不宜过早，终凝时间不宜过迟。国家标准GB175－2007规定：六大硅酸盐水泥的初凝时间均不得早于45min，硅酸盐水泥的终凝时间不得迟于390min，其他五类水泥的终凝时间不得迟于600min。水泥的主要技术性质3水泥–3.2掺混合材料的硅酸盐水泥体积安定性定义：指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。水泥在硬化过程中体积变化不稳定，即为体积安定性不良。水泥安定性不良的原因：熟料中含有过量的游离氧化钙（f－CaO），或含有过量的游离氧化镁（f－MgO）；生产水泥时掺入的石膏过量。检测方法：由游离氧化钙引起的水泥安定性不良用试饼法或雷氏法检验。水泥的主要技术性质雷氏夹3水泥–3.2掺混合材料的硅酸盐水泥强度及强度等级（1）检测方法国家标准规定，水泥和标准砂按1：3质量比混合，加入规定量的水（水灰比为0.50），经标准试验方法搅拌成型。制成40mm×40mm×160mm的标准试件，在标准条件（温度为20±1℃，相对湿度90％以上的空气中带模养护；1d以后拆模，放入20±1℃的水中养护）下养护。根据水泥品种不同，分别测定3d、28d的抗折强度和抗压强度，即为水泥的胶砂强度。水泥的主要技术性质水泥胶砂振动台水泥胶砂抗折强度试验仪3水泥–3.2掺混合材料的硅酸盐水泥（2）强度等级根据水泥的胶砂强度划分的级别称为强度等级。硅酸盐水泥的强度等级划分为42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R共六个等级。强度等级抗压强度，MPa抗折强度，MPa3d28d3d28d42.542.5R52.552.5R62.562.5R17.022.023.027.028.032.042.542.552.552.562.562.53.54.04.05.05.05.56.56.57.07.08.08.0R型为早强型，主要是3d强度较高。水泥的主要技术性质3水泥–3.2掺混合材料的硅酸盐水泥氯离子含量国家标准规定：水泥中氯离子含量不得大于0.06％。当有更低要求时，由供需双方商定不溶物含量不溶物是指经盐酸和氢氧化钠溶液处理后，不能被溶解的残余物质。国家标准规定：Ⅰ型硅酸盐水泥不溶物不得超过0.75％；Ⅱ型硅酸盐水泥不溶物不得超过1.50％烧失量烧失量是指水泥