土木工程材料全套教学课件

土

木

工

程

材

料ConstructionMaterials01_01_绪论.ppt02_02_第1章基本性质.ppt03_03_第2章

气硬性.ppt04_04_第3章水泥.ppt05_05_第4章混凝土.ppt06_06_第5章砂浆.pptx07_07_第6章墙体材料.ppt08_08_第7章金属材料.ppt09_09_第8章沥青.ppt10_10_第9章

合成高分子材料.ppt

11_11_第10章

建筑功能材料.ppt全套PPT课件绪

论一、

土木工程材料的分类土木工程材料：

建造建筑物和构筑物的所有材料，包括使用的各种原材料、半成品、成品（有机、无机、

复合材料）等的总称。一切建筑工程（建筑物的地基、基础、地面、墙、梁、板、柱、屋顶、装饰……）都是由各种各样的建筑

材料组成。绪

论一、

土木工程材料的分类>

按化学组成分类>

按功能分类>

按用途分类植物材料：

木、竹沥青材料：

石油沥青、煤沥青合成高分子：

塑料、橡胶、粘胶剂、涂料（油漆)等有机-无机复合材料：

沥青砼、树脂砼无机-无机复合材料：

钢筋砼、砼、砂浆

有机-有机复合材料：

胶合板、橡胶沥青黑色：

钢、铁有色：

铝、铜、铝合金胶凝材料：

水泥、石灰、水玻璃等石材：花岗岩、大理石砼和砂浆烧结制品与熔融制品：砖、瓦、玻璃蒸压和蒸养砖有机材料复合

材料非金属材料无机

材料化学

组成金属材料绪

论一、

土木工程材料的分类>按化学组成分类>按功能分类分为结构材料和功能材料结构材料：

承受荷载作用的材料，

如构筑物的基础、

梁、板、柱所用功能材料：

其他功能的材料，

如围护结构材料、防水材料

和装饰材料砌块建筑结构材料：

构成受力构件和结构的材料，

如

梁、板、柱、框架等，

要求强度和耐久性能满足

要求。墙体材料：

实心砖、空心砖、砼砌块、石膏板为了改进普通粘土砖块小、

自重大、耗土多等缺点，

正向轻质、高强度、空心、大块的方向发展。

比如推广使用利用工业废料制砖或生产空心砖等。建筑功能材料：

非承重用建筑材料（隔音、吸声、

采光、装饰、防水）用途木地板玻璃隔音材料绪

论二、土木工程材料在建筑工程中的地位及作用土木工程材料在建筑工程中起着举足轻重的作用①土木工程材料是建筑工程的物质基础②建筑材料的质量直接影响着建筑工程的质量③材料对土木工程造价有很大影响④建筑工程技术的突破有赖于材料性能的改进绪

论三、材料在建筑工程中的应用现状及发展要求1.建筑材料的发展史经历了古代、近代和现代三个阶段。古代建筑工程所用的材料•

当地的天然材料(土、石块、树枝、竹、茅草、芦苇等)

•

人造材料（土坯、石材、木材、砖、瓦、青铜、铁、铅、

以及混合材料如草筋泥、混合土等）•

古代建筑工程所用的工具：

石斧、石刀等简单工具

斧、凿、锤、钻、铲等青铜和铁制工具，

以及订桩机、

桅杆起重机等简单施工机械三、材料在建筑工程中的应用现状及发展要求1.建筑材料的发展史近代建筑工程材料1824年阿斯普丁（J.Aspdin)发明波特兰水泥1859年贝塞麦发明转炉炼钢法——钢材1875年法国修建钢筋混凝土桥•1875年，法国的一位园艺师蒙耶建成了世界上第一座钢筋混凝土桥。这座桥长16米、宽4米，是座人行的拱式体系桥。•由于普通混凝土的抗拉强度较低，通过给混凝土结构物预

加压应力的方法，使混凝土承重结构的受拉区处于受压状态，

在混凝土产生拉应力时，用预压应力抵消，从而提高混凝土的使用性能。三、材料在建筑工程中的应用现状及发展要求现代建筑工程材料特点：1928年发明预应力混凝土，

使得土木工程的设计理论和施工技术进一步完善。(1)轻质高强材料；(2)无污染、低能耗，

可持续发展；(3)智能化：

应用高科技实现对材料及产品各种功能的可控可调；

能感知外部刺激，

能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。国内建筑材料的发展赵州桥单孔圆弧形石拱桥（隋代公元595年－605年）八达岭长城辽清宁二年（公元1056年）,塔建造在四米高的台基上，

塔高67.31米，底层直径30.27米，

呈平

面八角形。整个木塔共用红松木

料3000立方，

约2600多吨重。山西应县木塔纽约哥伦布园环传媒中心绿化混凝土三峡工程三峡工程主体建筑物混凝土浇筑量2643万立方米，钢材59.3万

吨（安装占28.08万吨）

，

是世界上工程量最大的水利工程。总投资为954.6亿元（按1993年物价水平计算）

，

其中枢纽工程500.9

亿元，

移民安置300.7亿元，输变电工程153亿元。总投资约RMB1800亿。“水立方

”外层膜结构数量达到了1437块。膜结构采用ETFE材

料(乙烯-四氟乙烯共聚物)，

这种材料质地轻巧，但强度却超

乎想象。ETFE膜的强度可承受一辆汽车。吉萨金字塔群埃及开罗附近的吉萨高原,

包括三座金字塔及狮身人面

像，

第四王朝法老胡夫的金

字塔最大，底面正方形，边

长230.5m，

高146.59m。230

余块巨石垒砌，

每块石头平

均2000多公斤，

最大的100多

吨。国外建筑工程艾菲尔铁塔1887～1889年在法国巴黎

市中心建造，

高达320.7m，

由18000多个钢铁部件和250

万个铆钉铆接而成，

总重8500t，

地面处为边长100m

的正方形。帝国大厦1929～1931年建成，

102层，

高381m（1950年在顶部加

建电视塔后448m）

，采用

钢结构，

重365000t，

用钢51900t。明石海峡大桥于1998年4月建成的世界上跨度最大的悬索桥。这座大桥架设在神户市和淡路岛北端之间的明石海峡上，

大桥全

长3,910米，

中央支距长1,990米。2根主缆直径为1122mm，

为世界上直径最大的主缆.大桥可以抗8.5级地震，

而且在

每秒风速为80米的暴风下仍然可以确保安全。在2010年世博会上，意大利馆使用了这种新型的建筑材料来建筑场

馆的外立面。同时利用各种成分的比例变化达到不同透明度的渐变。

光线透过不同玻璃质地的透明混凝土照射进来，

营造出梦幻的色彩

效果，而自然光的射入也可以减少室内灯光的使用，从而节约能源。

同时，展馆内外的人们也可以透过“透明水泥

”互相看见，

了解室

内外情况。透明混凝土透明混凝土砖成分是由普通混凝土和玻璃纤维组成的，

因此这种新型混凝土

便可透过光线。它是由匈牙利建筑师阿隆.罗索尼奇发明的。2015年2月6日，

北京大兴国际机场的设计方案公布。

由英国女建筑师扎哈-哈迪德和法国巴黎机场集团建筑设计公司

ADPI联合设计的大兴机场，

每年将接待4500万名乘客，

也

将成为全球最大的机场。2014年12月，

日本清水建设公司推出了

水下城市的设计图，

未来感十足。这是

个直径为500米的浮动圆球建筑，

可以

容纳酒店、居住区和商业综合体。这个

浮球建筑可以做到绝对防水，在恶劣天气时能退入水面以下，在浮动圆球下方，

长约15公里的螺旋建筑将一直延伸到海底3到4公里。漂浮城市floating

city设计方：

伦敦ATDesignoffice

投资方：

中国交通建设集团水上面积：

10平方公里建筑用途：

住宅/商业/旅游建造年份：

2015年（最早）五月底

，

受中国交通建设集团委托

，

伦敦著名设计公司“ATDesignoffice

”已经交付了设计稿-真正的海中城市。这个海中城市分为水面和水下两部分

，

整体结

构并不固定在海底

，

而是

借助海面地基漂浮在大海

里

。海面部分地基的设计

是由三角形、平行四边形、

菱形和正六边形结构组成

的一大片……

，

简单说就

是个大型人工岛。由于深入水下的建筑结构中充满空气

，

所以浮力是由水

下部分提供的

，

海面地基起到

稳固作用

，

比起固定在近海地

基上的人工岛

，

这种浮岛的建

造难度显然更高

，

要抵抗住高

强度的地震、

台风和海啸

。套

用《新闻联播》

的措辞

，

“这

标志着我国的建筑技术处于世

界领先水平

”（如果能顺利造

出来的话）三、材料在建筑工程中的应用现状及发展要求2.土木工程材料的发展方向>

高性能化>

绿色环保

>

节能化2.土木工程材料的发展方向3D打印建筑3D打印建筑3D打印建筑装配式建筑

，

就像搭积木一样盖房子

。装配式住宅的优势：提高住宅质量：

内外墙传统的砌筑、抹灰都省了

，

全现浇外墙杜

绝空鼓

，

减少渗漏和开裂；延长房屋寿命：

外墙防水、卫生间防水、外墙保温由5年质保升级

为10年；提升居住感受：

装配式施工使维修项降低80%以上施工整洁、环保2016年2月

，

中央发布了

“发展新型建造方式，大力推广装配式建筑……

加大政策支持力度

，

力争用10年左右时间

，

使

装配式建筑占新建建筑

的比例达到30%

”的新政。绪

论四、土木工程材料标准及工程规范标准是对重复性事物和概念的统一规定，

是对某项技术或产品实行统一执行的要求。土木工程材料种类繁多，

生产、使用、储存都需遵照有关的技术标准进行，

有关部分制定并颁布了相应的技术标准，

涵盖产品质量、规格、检验方法、验

收规则、标志、运输和贮存等方面的内容。四、土木工程材料在标准及工程规范目前，

我国的技术标准分为国家标准、行业标准、地方

标准和企业标准四个等级。国标GB：由国家标准局发布的全国性指导技术文件，

是强制性标准，任何技术（产品）不得低于此标准规定的技术指标。行业标准：

由主管生产部分（或总局）发布，

为非强制性标准。地方标准DB：

只适用于制定标准的地区。企业标准QB：

只用于企业内部。标准的表示方法系由标准名称、部门代号、编号和批准年份等组成例如：国家标准《烧结普通砖》GB5101一93。标准的部门代号为GB，编号为

5101，批准年份为：

1993年。建材行业标准《建筑水磨石制品》JC507一93。标准的部门代号为JC，编

号为507，批准年份为1993年。国外标准“ANS

”代表美国国家标准（AmericanNational

Standard）“ASTM

”代表美国材料与试验学会标准（American

SocietyforTestingandMeterials）“JIS

”代表日本国家标准(JapaneseIndustrialStandar

“BS

”代表英国标准(BritishStandard）“DIN

”代表德国标准等。

(DeutscheIndustricNormen）

“NF

”代表法国标准等。

(NormesFrancaises）●另外，在世界范围内统一执行的标准称国际标准，

其代号为“ISO

”（InternationalStandardOrganization）。绪

论五、课程的学习内容和方法●

学习目的使学生通过学习，

获得建筑材料的基础知识

，

掌握

建筑材料的技术性能和应用方法及其试验检测技能，

同

时对建筑材料的储运和保护也有所了解，

以便在今后的

工作实践中能正确选择与合理使用建筑材料。五、课程的学习内容和方法•

学习内容当前常用建筑材料的性质、特点、生产方法、使用要

求、技术检验标准和试验方法。•

学习方法理论教学与试验相结合，

注重理论联系实际材料种类较多，

性能参数指标容易混淆，

须区别记忆第一章土木工程材料的基本性质第一章土木工程材料的基本性质1.1材料的组成、结构及构造1.2材料的基本物理性质1.3材料与水有关的性质1.4材料的力学性质1.5材料的热工性质1.6材料的耐久性第一章

土木工程材料的基本性质重点：

材料组成、结构与性质的关系、

材料的物理、力学和耐久性难点：

材料的密度及其计算方法、材料的亲水性、材料的热物理性质第一章

土木工程材料的基本性质1.1

材料的组成、结构及构造土木工程中，

由于工程性质、结构部位和环境条件不同对材料性能的要求也不同

材料应具备强度,

、刚度、耐久和装饰等作用。。第一章

土木工程材料的基本性质1.1

材料的组成、结构及构造1.

1.

1材料的组成.

化学组成.

物相组成1.1材料的组成、结构及构造1.

1.

1材料的组成.化学组成化学组成是指材料的化学成分。无机非金属材料的化学组成常以其氧化物含量表示

金属材料以化学元素的含量表示CuFeAi.物相组成物相是具有一定化学成分和结构特征的单质或化合物。1.1材料的组成、结构及构造1.

1.2材料的结构和构造按材料的结构和构造可观察程度，

分为宏观结构、显微结构和微观结构。1.1材料的组成、结构及构造1.

1.2材料的结构和构造宏观结构：

用肉眼或放大镜能分辨的毫米级以上的组织构造：

堆聚、纤维、层状、散粒：

岩石显微结构微观结构粗大组织，

是材料宏观存在的状态

孔隙：

致密、

微孔、多孔1.1材料的组成、结构及构造1.

1.2材料的结构和构造宏观结构：

用肉眼或放大镜能分辨的毫米级mm以上:镜能看到的微米级um结构微观结构：

原子、分子层次的结构，用电子显微镜

和X射线来分析，

晶体、玻璃体和胶体的粗大组织，

是材料宏观存在的状态显微结构细观结构（亚微观结构）

用光学显微,第一章土木工程材料的基本性质1.2

材料的基本物理性质1.2.1孔隙构造体积是指材料占有的空间大小

。

由于材料具有不同的物理状态，

因而表现出不

同的体积。1-1第一章土木工程材料的基本性质1.2

材料的基本物理性质1.2.2体积体积是指材料占有的空间大小

。

由于材料具有不同的物理状态，

因而表现出不

同的体积。1.2

材料的状态参数和结构特征1.2.2体积与密度（

1）

绝对密实体积V与密度ρV是指绝对干燥的材料在绝对密实状态下的体积，即材料内部没有孔隙时的体积，

或不包括内部孔隙的材料体积。为了便于测定，

有时需将材料研磨成粉末状。1.2

材料的基本物理性质1.2.2体积与密度（

1）

绝对密实体积V与密度ρ式中：ρ—实际密度（g/cm3）m—材料的质量（g）V—

材料在绝对密实状态下的体积（cm3

）ρ是指材料在绝对密实状态下，单位体积的绝干质量。☺有孔隙的材料（砖、混凝土、石材）

：

将材料磨成细粉以排除其内部孔隙，经干燥后用密度瓶（李氏瓶）测定其实际体积，

该体积即可视为绝对密实状态下的体积。李氏瓶1.2.2体积与密度（

1）

绝对密实体积V与密度ρ绝对密实状态下的体积的测定：

☺近于绝对密实的材料（金属、

玻璃等）：直接以排水法测定；1.2

材料的基本物理性质1.2.2体积与密度（2）表观体积V’与表观密度ρ’V’是指材料在包括闭口孔隙条件下的体积，

由排液法测定。1.2.2体积与密度（2）表观体积V’与表观密度ρ’（容重）ρ’是指材料包含闭口孔条件下单位体积的绝干质量。（g/cm3或kg/m3

)式中：ρ

’—表观密度）m—材料的质量（g或kg）V’—

材料包含闭口孔隙状况下的体积（cm3

或m3

）1.2

材料的基本物理性质1.2.2体积与密度（3）

毛体积V0与体积密观体积（材料实体+开口孔隙体积）。对于外形规则的材料，可以直接量取其外形尺

寸，计算即可；

对于不规则的材料，采用封蜡处理

后用排液法测定。V0是指材料在自然状态下的体积，

即实体材料的外闭口孔隙体积+度

ρ01.2.2体积与密度（3）

毛体积V0与体积密度ρ0ρ0是材料包含开口、

闭口孔隙条件下的单位体积质量。式中：

ρ0—体积密度（g/cm3）m—干燥材料的质量（g)V0—材料在自然状态下的体积，

或称毛体积

（cm3或m3）

,包含内部孔隙在内的体积（规则几何

形状、松散体积用排液法）V0

’是指粉状或粒状材料在堆积状态下的总体外观体积。1.2

材料的基本物理性质1.2.2体积与密度（4）

堆积体积V0

’与堆积密度ρ0’ρ

1.2.2密度、表观密度及堆积密度（4）

堆积体积V0

’与堆积密度ρ0’0’粉状或粒状材料，在自然堆积状态下，单位体

积的质量。式中：ρ0

’

—散粒材料的堆积密度（g/cm3或kg/m3

）

m—散粒材料的质量（g或kg）,m3

），

包—含材内料部在和自颗然粒状之态间下的空堆隙积。体积（cm3或1.2

材料的基本物理性质1.2.3密实度和孔隙率（

1）

密实度密实度是指材料的固体物质部分的体积占总体积的

比例，

说明材料体积内被固体物质所充填的程度，

即反映了材料的致密程度，按下式计算：ρ—密度ρ0—体积密度1.2

材料的基本物理性质1.2.3结构参数（

1）

密实度密实度是指材料的固体物质部分的体积占总体积的

比例，

说明材料体积内被固体物质所充填的程度，

即反映了材料的致密程度，按下式计算：对于绝对密实的材料，ρ=ρ0，D=1或D=100%，但是大多数土木工程材料的ρ0>ρ,

所以D<11.2

材料的基本物理性质1.2.3结构参数（2）

孔隙率孔隙率是指材料体积内孔隙体积占总体积的百分率，

用P表示，按下式计算：孔隙率反映了材料内部孔隙的多少，会直接影响材料的多种性质密实度在量上反映了材料内部固体的含量，对材料性质的影响与孔隙率相反。D’表示，按下式计算：

1.2

材料的基本物理性质1.2.3结构参数（3）

填充率和空隙率填充率是指散粒材料在堆积中被颗粒填充的程度，用1.2

材料的基本物理性质1.2.3结构参数（3）

填充率和空隙率空隙率是指材料在堆积状态下，颗粒间空隙占堆积体积的百分率，又称间隙率，用P’表示，按下式计算：第一章

土木工程材料的基本性质1.3

材料与水有关的性质1.3.

1亲水性与憎水性亲水性：

材料能被水润湿的性质，

如砖、混凝土等。材料产生亲水性的原因是因其与水接触时，材料

与水分子之间的亲合力大于水分子之间的内聚力；当材料与水接触，材料与水分子之间的亲合力小于水

分子之间的内聚力时，材料则表现为憎水性。憎水性

材料如沥青、石油等。问题：

亲水性材料与憎水性材料在实际工程

中有何意义？1.3

材料与水有关的性质1.3.

1亲水性与憎水性材料的亲水和憎水程度可用润湿角θ来表示。当材料与水接触时，

在材料、水、空气的三相交界点，

沿水滴表面的切线，

此切线与材料和水接触面的夹角θ,称为润湿边角。材料的润湿示意图.亲水性和憎水性材料在空气中与水接触时被水润湿的程度,

0°≤θ≤180°。材料润湿角

(θ)

示意图1.3.

1亲水性与憎水性θ角愈小，表明材料愈易被水润湿，

即水在材料表面铺开

当θ＜90

°

时，

材料表面吸附水，

材料能被水润湿而表现出亲水性，

这种材料称亲水性材料。θ>90

°

时，

材料表面不吸附水，称憎水性材料。

θ=0°

时，表明材料完全被水润湿。上述概念也适用于其它液体对固体的润湿情况，

相应称为亲液材料和憎液材料。材料的润湿示意图（a）亲水性材料；（b）

憎水性材料第一章

土木工程材料的基本性质1.3

材料与水有关的性质1.3.2吸水性与吸湿性(1)吸水性：

材料在水中吸收水分的性质，用吸水率来表示。吸水率（W）：

是指材料吸收水的质量占材料干燥

质量或材料体积的百分数。式中Wm——材料的质量吸水率(%)

;mb—材料在吸水饱和状态下的质量（

g

）；

mg—材料在干燥状态下的质量（

g）1.3

材料与水有关的性质1.3.2吸水性与吸湿性(1)吸水性质量吸水率质量吸水率是指材料在吸水饱和时，

内部所吸水分

的质量占材料干燥质量的百分率，用下式计算：花岗岩材料的吸水率：

~花岗岩的吸水率：

0.0.混凝土的吸水率：

2%~3%；粘土砖的吸水率：

8%20%；木材的吸水率：

可超过1007%；%。1.3

材料与水有关的性质1.3.2吸水性与吸湿性(1)吸水性体积吸水率是指材料在吸水饱和时，其内部所吸水分式中wv——材料的体积吸水率

(%);V0——干燥材料在自然状态下的体积（

cm3）；ρw——水的密度（g/cm3）的体积占干燥材料自然体积的百分率。用公式表示如下工程用建筑材料一般采用质量吸水率质量吸水率与体积吸水率的关系.

Wm与Wv的关系：WV

=Wm

×ρ0体积吸水率即为材料的开口孔隙率材料在水中吸水饱和之后，

吸入水的体

积与孔隙体积之比称为饱和系数。饱和系数反映孔隙特征。吸水率对于确定材料来说为定值1.3

材料与水有关的性质1.3.2吸水性与吸湿性(2)吸湿性材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。潮湿材料在干燥的空气中也会放出水分此称还湿性。材料的吸湿性用含水率表示。,1.3

材料与水有关的性质1.3.2吸水性与吸湿性(2)吸湿性含水率系指材料内部所含水的质量占材料干燥质量的百式中：Wh—材料的含水率

(%)ms

一材料含水时的质量

(

g

)mg—材料干燥至恒重时的质量

(

g

)材料的吸湿性随空气的湿度和环境温度的变化而改变。分率。用公式表示为例：

某立方体岩石试件

，

外形尺寸为50mm

×50mm

×50mm，

测得其在绝干、

自然状态及吸水饱和状态下的质量分别为325g

，

325.3g

，

326.

1g

，

并测得该岩石的密度为2.68g/cm3

。试求该岩石的体积吸水率、质量含水率、绝干体积密度、孔隙率。例：

某立方体岩石试件

，

外形尺寸为5

得其在绝干、

自然状态及吸水饱和状325.3g

，

326.1g

，

并测得该岩石的密的体积吸水率、质量含水率、绝干体解：

=

(1-2.6/2.68)*100%=2.98%

0mm×50mm×50mm，

测

态下的质量分别为325g，度为2.68g/cm3

。试求该岩石

积密度、孔隙率。88%V0

＝5×5×5

＝125cm3

m干

＝325g=

3253=0.3/325=0.092%=325/125=2.6g/cm3m含

.

gm饱

＝326.1g

ρ

w

＝1g/cm3=1.1/125=0.例：

岩石试件经完全干燥后

，

其质量为482g

，

将其放

入盛有水的量筒中

，

经一定时间岩石吸水饱和后

，

量

筒的水面由原来的452cm3上升至630cm3

。取出岩石，擦干表面水分后称得质量为487g

。试求该岩石的密度、

体积密度及质量吸水率？（假设岩石内有开口孔隙）解：

m干=482g

，m饱=487g

，V=630-452=

178cm3

V0

＝178+（487-482）=

183cm3故：

ρ=m干/V=482/178=2.71g/cm3ρ0=m干/V0=482/(178+5)=2.63g/cm3

Wm=

(m饱-m干)/m干×100%=(487-482)/482×100%=

1%吸湿性与含水率吸湿性材料在潮湿的空气中吸收水分的性

质，

以含水率衡量。量

态含水率（W：

材料所含水

与干燥状

下材料的质量之比。平衡含水率：

材料与空气中的湿度达到平衡

时的含水率。)1.3

材料与水有关的性质1.3.3耐水性耐水性：

材料在长期饱和水作用下，

不产生破坏，其强度也不明显降低的性质（材料抵抗水的破坏作用的能力）。破坏机理：

吸附作用、吸水膨胀、溶蚀作用软化系数（K软）1.3

材料与水有关的性质1.3.3耐水性软化系数K软

的大小表明材料在浸水饱和后强度降

低的程度。一般来说，材料被水浸湿后，

强度均会有所降低。K软越小，材料吸水饱和后的强度降低越多，

则耐水性差。1.3

材料与水有关的性质1.3.3耐水性材料耐水性限制了材料的使用环境，

软化系数小

的材料耐水性差，其使用环境尤其受到限制。软化系

数的变化范围在0~1之间。工程中，通常将k软＞0.85的材料称为耐水性材料，可以用于水中或潮湿环境中的重要工程。用于一般受潮较轻或次要的工程部位时，材料软

化系数不得小于0.75。特殊情况下，

k软应更高。例：某石材在气干、绝干、水饱和情况下测得的抗压

强度分别为174MPa、178MPa、165MPa，求该石材的软化系数，

并判断该石材否能用于水下工程。解：该石材的软化系数为

:由于该石材的软化系数为0.93

，

大于0.85

，

故该石材可用于水下工程。材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性，

或称不透水

性。材料的抗渗性通常用渗

透系数表示。渗透系数的物理意义是：一定厚度的材料，在一定水

压力下，单位时间内透过单

位面积的水量。1.3

材料与水有关的性质1.3.4抗渗性d材料的抗渗性示意图t时间（h）WHA1.3

材料与水有关的性质1.3.4抗渗性材料的抗渗性用渗透系数来表示：式中：

K——材料的渗透系数（cm/h）；Q——渗透水量（cm3

）；d——材料的厚度（cm）

；

A——渗水面积（cm2

）；t——渗水时间（h）；H——静水压力水头（cm）

。——实质上就是达西定律、1.3

材料与水有关的性质1.3.4抗渗性K值愈大，表示材料渗透的水量愈多，

即抗渗性愈差。能承受的最大水压力来确定，

以符号“Pn

”表示，其中n为该材料所能承受的最大水压力的十倍的压力（MPa）

，

如P4

、P6

、P8等分别表示材料能承受0.4、

0.6、0.8MPa的水压而不渗水。材料的抗渗性与其开口孔隙率和孔隙特征有关。材料的抗渗性也可用抗渗等级表示。抗渗等级是以规定的试件在标准试验方法下所现行抗渗等级的确定

，

是以龄期为28d的圆台体试件

m、

底面直径185mm、

顶面直径175mm）

来做抗渗定出抗渗等级

。抗渗圆柱体试件每组为六个

，

试验时，Pa,直至试块顶面透水

，

当试件只有两个试件表面开

水现象时的水压力值(以MPa计)

，

就称为该混凝土的

,

用符号P来表示。我国（高150m

试验

，

并8h加0.1M

始发现渗

抗渗等级1.3

材料与水有关的性质1.3.5抗冻性材料在水饱和状态下，

能经受多次冻融循环作用而不破坏，

也不严重降低强度的性质，称为材料的抗冻性。1.3

材料与水有关的性质1.3.5抗冻性材料的抗冻性用抗冻等级表示。抗冻等级：

以吸水饱和的试件，在规定试验条件下，抗压强度下降不超过25%，而且重量损失不超过5%

时所能承受的最大冻融循环次数。用符号Fn表示，其中n即为最大冻融循环次数，

如F25、F50等。材料的抗冻等级可分为F25、F50、F100、F200等，

分

别表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的冻融循环。1.3

材料与水有关的性质1.3.5抗冻性.冻害机理：

水结冰，体积膨胀9%、对孔壁造成很

大的静水压力，使得孔壁开裂。材料的抗冻性与材料的强度、孔结构、耐水性和吸水饱和程度有关。第一章土木工程材料的基本性质1.4

材料的力学性质1.4.

1强度及强度等级（1）

强度材料抵抗外力破坏的能力，称为强度。f--强度（MPa）F—破坏荷载（N）A—受荷面积（mm2）强度类别受力示意图计算公式

附注抗压强度抗拉强度抗剪

强度第一章土木工程材料的基本性质1.4

材料的力学性质1.4.

1强度及强度等级（2）

强度等级脆性材料（砖、混凝土、石材、水泥）根据材

料的抗压强度划分强度等级。弹性和塑性材料按抗拉强度划分。（3）

比强度比强度是材料的强度与表观密度的比值，

是衡

量材料轻质高强的一项技术指标。比强度越大，材料的轻质高强性越好。常用材料

的比强度见表1.2.第一章土木工程材料的基本性质1.4

材料的力学性质1.4.

1强度及强度等级第一章土木工程材料的基本性质1.4

材料的力学性质1.4.2变形性质（1）

弹性变形弹性：

材料在外力的作用下产生变形,外力取消后,能够完全恢复原来形状的性质；

则材料发生的变形为弹性变形。受力后材料的应力与应变的比值为弹性模量。第一章土木工程材料的基本性质1.4

材料的力学性质1.4.2变形性质（2）

塑性变形塑性：

材料在外力作用下产生变形,外力取消后,仍保

持变形后的形状和尺寸,

并且不产生裂纹的性质。塑性变形为永久变形、不可逆变形。常见塑性材料:

砼拌合物,水泥浆,石灰膏,

钢材,沥青等.实际上，完全弹性的材料是没有的，

当材料所受外

力在一定范围内，材料产生弹性变形，

当外力超出

一定限度后，便出现明显塑性变形。因此，准确地讲，

大多数材料都是弹塑性材料。Ab

a

变形弹塑性材料的变形曲线荷载0第一章土木工程材料的基本性质1.4

材料的力学性质1.4.3脆性和韧性材料在冲击荷载作用下发生破坏的形式为脆性破坏和韧性破坏。1.4

材料的力学性质1.4.3脆性和韧性脆性：

材料受外力达到一定程的塑性变形的性质.石材、水泥砼、砂浆、玻璃和

陶瓷等属于脆性材料。特点：

抗压强度高，其它强度

低。按抗压强度极限值划分强

度等级。度后突然破坏,破坏时无明显脆性：

材料受外力达到一定程度后突然破坏,破坏时无明显

的塑性变形的性质.石材、水泥砼、砂浆、玻璃和

陶瓷等属于脆性材料。特点：

抗压强度高，其它强度

低。按抗压强度极限值划分强

度等级。1.4

材料的力学性质1.4.3脆性和韧性变形脆性材料的变形曲线A生一定变形而不致破坏的性质。钢材和木材等材料均属于韧性材料。特点：

有较高的抗拉和抗压等强

度。钢材以抗拉强度极限划分等

级。1.4

材料的力学性质1.4.3脆性和韧性韧性：

在冲击外力和震动荷载作

用下,材料能吸收大量的能量，产复习题：材料的密度、表观密度、堆积密度、孔隙率、空隙率之间有何关系？练习题：某立方体岩石试件

，

外形尺寸为50×50×50mm3，测得其在绝干、

自然状态及吸水饱和状态下的质量分

别为325g

，

325.3g

，

326.

1g

，

并测得该岩石的密度为2.68g/cm3

。试求该岩石的绝干体积密度、孔隙率。第一章土木工程材料的基本性质1.5

材料的热物理性质1.5.

1导热性当材料两面存在温度差时，

热量从材料一面通

过材料传导至另一面的性质，称为材料的导热性。导热性用导热系数

λ

表示。在物理意义上，度差为1K

时、在单1.5

材料的热物理性质1.5.

1导热性导热系数为单位厚度（1m）

的材料、两面温

位时间（1s0内通过单位面积（1㎡）的热量。Q-

传导的热量

，

Jd—材料厚度

，

m

;F——热传导面积

，

m2Z一热传导时间

，

h；（t2-t1）

－材料两面温度差

，

K式中λ——

导热系数

，

W/(m

·K

)

;.绝大多数建筑材料的导热系数0.023-3.49W/(mK)通常所指的绝热材料是指导热系数小于0.23W/m

·K的材料。1.5

材料的热物理性质1.5.

1导热性几种典型材料的热工性质指标（m

·K）

）

比热（J/

(kg

·K）

）

0.48花岗岩普通混凝土泡沫塑料冰静止空气材料

导热系数（w/钢

58

烧结普通砖

0.80

0.88

松木（横纹）0.17

0.35

2.72

2.202.05

0.584.18

0.0231.00

0.03

1.30

水0.920.843.491.511.5

材料的热物理性质1.5.

1导热性影响导热系数的因素无机材料的导热系数大于有机材料；材料的孔隙率愈大,即空气愈多,导热系数愈小同类材料的孔隙率是随体积密度的件小而增大,则导热系数

随体积密度的减小而减小；导热系数与孔隙形态特征的关系,认为有微细而封闭孔隙组成的材料,导热系数小,反之大；材料的含水率增加,导热系数也增加。1.5

材料的热物理性质1.5.2热容量和比热容材料在受热时吸收热量，

冷却时放出热量的性质称

为材料的热容量。单位质量材料温度升高或降低1K所吸

收或放出的热量称为热容量系数或比热容。

比热容的计

算式如下所示：式中C—材料的比热，J/（

g

·K）Q—材料吸收或放出的热量(热容量)m—材料质量，

g（t2

-t1

）

—材料受热或冷却前后的温差，K1.5

材料的热物理性质1.5.2热容量和比热容比热容是反映材料的吸热和放热能力的物理量。不同材料的比热容不同，

它对保持建筑物内部温度温度有很大的意义，

比热容大的材料，

能在热流变动或采暖设备供热不均匀时，

缓和室内的温度波动。1.5

材料的热物理性质1.5.3热阻热阻是材料抵抗热量传递的能力，

与热导相对

——电阻、

电导热阻的倒数称为材料的传热系数，

是材料两面温度差为1k时，

单位时间内通过单位面积的热量。1.5

材料的热物理性质1.5.3温度变形性材料的温度变形是指温度升高或降低时材

料的体积变化

。除个别材料以外，

多数材料在温度升高时体积膨胀，

温度下降时体积收缩

。这种变化表现在单向尺寸时，

为线膨胀或线收缩，

相应的技术指标为线膨胀系数

(α)。1.5

材料的热物理性质1.5.3温度变形性材料的单向线膨胀量或线收缩量计算公式为：

ΔL=（t2

-t1

）·

α

·

L式中ΔL——线膨胀或线收缩量

（mm或cm）(t2-t1

）

——材料升（降）温前后的温度差

(K)建筑工程中，对材料的温度变形大多关心其某一单向尺寸的变化，

因此，

研究其平均线膨胀系数具有实际意义。

材料的线膨胀系数与材料的组成和结构有关，

常选择合适

的材料来满足工程对温度变形的要求。α-——材料在常温下的平均线膨胀系数(1/

K)

L——材料原来的长度

(

mm或m

)第一章

土木工程材料的基本性质1.7

材料的耐久性耐久性：

材料在各种环境因素作用下，

在长期使

用过程中保持其性能稳定的性质。说明：

环境因素是多种多样的，

有物理(如温度、湿度、机械力等)、化学(大气、光、酸、碱、

盐等作用)以及生物(细菌、

昆虫等)等方面的

作用

。耐久性是一个综合性能，

包括抵抗上述

各类因素的长期作用。对砼材料，

与耐久性有关的主要有抗渗性、抗冻性、碱骨料反应、碳化、钢筋锈蚀等。第三章

气硬性无机胶凝材料本章知识点：

胶凝材料的概念

，

石灰

、石膏的生产原理

、凝结硬化过程

、技术性质要求

、特

性及应用重点及难点：

石膏

、石灰的原料与生产

、凝结硬化原理

、技术性质要求

、特性及应用第二章

气硬性无机胶凝材料指经过自身的物理

、化学作用后

，

由液态或半固态变成坚硬的固态

，

并能将散粒状材料（砂

、石等）

或块状材料（砖

、石块等）

粘结成

为一个整体的材料

，

统称为胶凝材料。一、胶凝材料的定义只能在空气中硬化、保持

和发展强度如：

石膏、石灰、水玻璃、

菱苦土等。能在空气和水中硬化、保持和发展强度

。如：

水泥。有机胶凝材料无机胶凝材料基本成分为天然的或合成的有机

高分子化合物

，

如沥青

、树脂。气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料二、胶凝材料的分类基本成分为无机化合物胶凝材料①

气硬性胶凝材料：

只能在空气中硬化，

保持并发展其强度的材料。适合：

地上和干燥环境②

水硬性胶凝材料：

既能在空气中硬化，

又能更

好的在水中硬化，

保持并发展其强度的材料。适合：

既适宜于地上，

也可用于地下和水中环境。二、胶凝材料的分类石灰原料来源广泛

，

生产工艺简单

，

成本低廉，胶结性能较好

，

广泛用于建筑中。>

石灰的制备>

石灰的熟（消化）

和硬化>

石灰的技术性质>

应用第一节

石

灰生石灰MgCO3

700℃

MgO+CO2根据MgO的含量，

生石灰分为两种：

钙质生石灰MgO≤5%

镁质生石灰MgO≥5%一、生石灰的生产生产石灰的原料主要是以碳酸钙为主要成分的矿物、岩石或贝壳等

。高温煅烧碳酸钙尽可能分解

，

并排出二

氧化碳得到氧化钙。根据石灰制备的温度和时间，

生石灰可分为两种：过火石灰欠火石灰>

煅烧时间过长或温度过高→过火石灰；

粘土杂质熔融、填充或包裹石灰表面→密实度高

→石灰消解慢>

温度过低或煅烧时间不足→欠火石灰；一

、生石灰的生产解不足、产率低。CaCO

分3●

欠火石灰：

欠火石灰的中心部分仍是碳酸钙硬块，不能熟化，

形成渣子。●

过火石灰：

过火石灰结构紧密，

熟化很慢，

当用

于建筑后，

可能继续熟化产生体积膨胀，

引气隆起、

鼓包和开裂。石灰浆的陈伏：

为消除过火石灰的危害

，

石灰浆需在消解坑里存放两星期以上（称为“

陈伏

”），使未熟化的石灰充分熟化

。

陈伏期间石灰浆表面应

覆盖一层水

，

以免石灰浆碳化。石灰的陈伏二

、石灰的品种①

生石灰（块灰）：

石灰石煅烧而成

。②

生石灰粉（磨细生石灰）：

块灰破碎、磨

细而成。③

消石灰粉（熟石灰）：

块灰淋水消解而得。④

石灰膏：

块灰加入足量的水，

淋制熟化而

成（膏状）

。⑤

石灰乳（石灰水）：

石灰膏用水冲淡而成

（浆液状）

。石灰乳石灰膏三、石灰的熟（消化）和硬化1

、生石灰的熟化（消化）：

熟石灰反应：cao

+H2O→

ca(OH)⃞

+Q熟石灰特点：①放热量大、快（1h放热是混凝土1d放热量的9倍多）②体积增大：

1～2.5倍二

、石灰的熟（消化）

和硬化2、石灰的硬化石灰浆体在空气中逐渐硬化是由两个同时进行的

过程完成的：

结晶作用和碳化作用。结晶过程中产生Ca(OH)2

，

反应快。在碳化过程中，

Ca(OH)2吸收空气中的CO2生成

CaCO3

，

由内向外反应缓慢。ca(OH),+CO,+nH,O→caco,+(N+1)H,O结晶

硬化过程

碳化Ca(OH)2

Ca(OH)2结晶析出

主要变化

结晶析出特征2

、石灰的硬化内部反应快由表及里项目钙质生石灰镁质生石灰优等品一等品合格品优等品一等品合格品CaO+MgO含量≥

,

（%）908580858075CO2含量≤

,

（%）5796810未消解残渣含量（5mm

圆孔筛余）

≤

,

（%）5101551015产浆量≥

,（L/kg）2.82.32.02.82.32.0三

、石灰的技术性质1.建筑生石灰>产品标准：

《建筑生石灰》（JC/T479-92）>钙质生石灰（MgO≤5%）

，

镁质生石灰（MgO＞5%）

。建筑生石灰的技术指标项目钙质生石灰粉镁质生石灰粉优等品一等品合格品优等品一等品合格品CaO+MgO含量≥,（%）908580858075CO2含量≤,（%）5796810细0.90mm筛的筛余≤,（%）0.20.51.50.20.51.5度0.

125mm筛的筛余≤,（%）7.012.018.07.012.018.02.建筑生石灰粉>产品标准：

《建筑生石灰粉》（JC/T480-92）；>分类：

钙质生石灰粉（MgO≤5%）

，

镁质生石灰粉（MgO

>5%）

。建筑生石灰粉的技术指标项目钙质消石灰粉镁质消石灰粉白云石消石灰粉优等品一

等品合格品优等品一

等品合格品优等品一

等品合格品CaO+MgO含量≥,（%）706560656055656055游离水（%）0.4~2体积安定性合格合格—合格合格—合格合格—细

度0.90mm筛的筛余≤,(%)000.5000.5000.50.

125mm筛的筛余≤,(%)3101531015310153.建筑消石灰粉>产品标准：

《建筑消石灰粉》（JC/T481-92）；>分类：

钙质消石灰粉（MgO＜4%）

，

镁质消石灰粉（4%≤

MgO＜24%）

，

白云石消石灰粉（24%≤MgO＜30%）

。建筑消石灰粉的技术指标cao

+H2O=ca(OH)2+64.9KJ

石灰的“熟化

”或“消化

”过火石灰：

硬化后慢慢水化膨胀→局部隆起和开裂→需“预

水化

”（陈状）

二周左右。陈伏：

为保证石灰完全熟化

，

石灰必须放入坑中以水覆盖保存

两星期以上

，

这个过程称为“陈伏

”。

否则

，

未水化的石灰颗

粒将混入砂浆中

，

在砂浆应用之后熟化

，

体积膨胀

，

致使已硬

化的砂浆产生“崩裂

”或“鼓包

”现象

，

影响工程质量。2.生石灰水化时水化热大

，

体积增大（增大1.0～2.5倍）1.可塑性和保水性较好高度分散的Ca(OH)2胶体表面吸附较厚水膜。四

、石灰的特性石灰砂浆膨胀性开裂>游离水分蒸发所致。>除调成石灰乳做薄层粉刷外

，

不宜单独使用。>施工时常加入骨料或纤维材料（如麻刀

、纸筋）

。>结晶作用

。水分蒸发

，

Ca(OH)2逐渐结晶析出。>碳化作用

。

ca(OH)2+CO2+nH2O→

caco;+(n-1)H2O表层以CaCO3为主

，

内层以Ca(OH)2晶体为主

，

内部水分脱

出缓慢

，

因而石灰凝结硬化缓慢。4.硬化时体积收缩大3.硬化缓慢石灰浆的硬化过程：>生石灰消化理论需水量32.

13%

，

实际消化用水量很大，多余水分在硬化后蒸发留下大量孔隙。>1

:3石灰砂浆28d抗压强度只有0.2~0.5MPa。>大部分尚未碳化的Ca(OH)2易溶于水所制。

>石灰不宜用于潮湿环境。7.吸湿性强

，

是传统的干燥剂5.硬化后强度低6.耐水性差品种适用范围生石灰配置石灰膏；

磨细成生石灰粉。生石灰粉

（磨细生

石灰粉）调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆；

配置无熟料水泥（石灰矿渣水

泥、石灰粉煤灰水泥、石灰火山灰水泥等）；

制作硅酸盐制品

（如灰砂砖等）；

制作碳化制品（如碳化石灰空心板）；

石灰

土（灰土）和三合土。消石灰粉制作硅酸盐制品；

石灰土和三合土。石灰膏调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆；

稀释成石灰乳（石灰水）涂料。石灰乳用于内墙和平顶刷白抹面砂浆。五

、石灰的应用*

石膏生产简介*

石膏的凝结与硬化*

石膏的技术要求和性质

*

建筑石膏的应用第二节

石

膏一

、建筑石膏的原料与生产（一）建筑石膏的原料1、天然二水石膏CaSO4•2H2O(生石膏）2、化工石膏含有二水硫酸钙CaSO4.2H2O和CaSO4

的混合物、第二节

石

膏废渣(磷石膏、氟石膏、硼石膏)。天然二水石膏（二）

建筑石膏的生产建筑石膏是以β型半水石膏为主要成分

，

不加任何外加剂的白色粉状胶结料

。

由天然二水石膏经低温煅烧、脱水、磨细而成。二水石膏β型半水石膏s-cso

u:o

为建筑石膏

，

又称熟石膏。

为高强石膏。由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大（约四倍）

，

所以二水石膏处于过饱和状态，

不断从溶

液中析晶，

水解反应不断右移，

直至半水石膏全

部转变成二水石膏。1

、水化：

半水石膏和水反应生成二水石膏的过程。二

、石膏的凝结与硬化二

、石膏的凝结与硬化

2、凝结：

可塑性浆体失去可塑性，

开始产生强

度的过程。生成二水石膏用水水分蒸发溶液中的自由水浆体变稠摩擦力粘结力吸附水失去可塑性石膏晶体数量增加，

晶体长大，

彼此连生，

相

互交错，

形成结晶网，

产生强度。以上三个过程是相互交错，

连续进行的。3、硬化：

失去可塑性浆体强度增加的过程。二

、石膏的凝结与硬化··技术指标优等品一等品合格品抗折强度，MPa，

≥2.52.11.8抗压强度，MPa，

≥4.93.92.9细度（0.2mm方孔筛筛

余，%）

，

≤5.010.015.0凝结时间初凝时间≥6min；

终凝时间≤30min。三

、石膏的技术要求>产品标准：

《建筑石膏》（GB

9776-88）

>分为优等品、一等品和合格品。建筑石膏技术指标caso·2H2O的溶解度很小

，

约为半水石膏的1/5

，

很

快达到饱和析出晶体

，

晶体长大、连生、交错

，

并产

生强度。常温下完全水化的时间为5～15min

，

终凝时间不超过

30min

，

7d左右完全硬化。三

、石膏的技术要求1.凝结硬化快。凝结硬化原理>石膏缓凝剂：

硼砂

、酒石酸钾钠

、柠檬酸

、

聚乙烯醇

、石灰活化动物骨胶或皮胶等。>作用：

降低半水石膏的溶解度和溶解速度。胶化结晶开始结晶长大与交错1

－半水石膏；

2

－二水石膏胶粒；

3

－二水石膏晶体；

4

－交错的晶体建筑石膏凝结硬化示意图>膨胀率约为0.05%

至0.

15%；>石膏制品表面光滑

饱满

、棱角清晰

，

表

面洁白细腻

，

适用于

浇注各种建筑花饰和

雕塑；>干燥时不开裂。2.硬化时体积微膨胀>石膏制品遇火时

，

二水石膏的结晶水蒸发

，

吸收热量

，

并在

表面形成蒸汽幕和脱水物隔热层

。蒸汽幕可阻止火势蔓延

，

能

起到防火作用。>不宜长期靠近65℃以上高温的部位

，

以免脱水分解

。二水石膏脱水分解

，

强度降低

，

因而不耐火。半水石膏水化

，

理论需水量18.6%

，

实际加水量约为60~80%，

多余水分硬化后蒸发

，

留下孔隙。3.孔隙率大

，

表观密度小

，

强度低。5.防火性好

，

耐火性差4.隔热、吸声性良好。孔隙率高

，

且为微细的毛细孔。加入水硬性材料

，

如水泥

、矿渣。加入水溶性树脂氨基

、密胺

、

聚乙烯醇等

加入有机乳液

，

如沥青

、石蜡潮湿条件→

晶粒间的结合力减弱

，

强度下降；水中浸泡→水化物二水石膏晶体逐渐溶解而破坏；

吸水受冻→空隙中水分会结冰膨胀破坏。6.具有一定的调温、调湿性。热容量大

，

吸湿性强

，

可以保持室内“小气候

”均衡状态。7.耐水性和抗冻性差。8.加工性能好。可锯

，

可刨

，

可钉

，

可打眼。提高石膏耐水性四

、建筑石膏的应用1.制备粉刷石膏。2.石膏砂浆

。室内抹灰与粉刷；3.建筑石膏制品

。如石膏墙板

、石膏砌块；4.艺术装饰石膏

。如装饰石膏板

、石膏浮雕花饰

、雕塑制品；5.用作石膏板

:纸面石膏板

、纤维石膏板

、空心石膏板；纸面石膏板装饰石膏制品天花板装饰花壁花罗马柱线条拐角、线条装饰石膏制品艺术镜框梁托第三章水

泥水

泥本章主要知识点：

水泥的定义

、原料及生产工艺流程；水泥熟料的矿物组成及其对水泥性质的影响；

水泥的水

化

、凝结

、硬化过程

，

影响水泥凝结硬化及强度发展的

因素。重点：

水泥的矿物组成及特性

，

影响水泥凝结与硬化的因素。难点：

水泥的凝结硬化及水化产物与水泥性能的关系。1824年10月21日

，

英国利兹（Leeds）

城的水泥匠阿斯

普丁（J.Aspdin）

获得英国第5022号“波特兰水泥

”专利

证书

，

从而一举成为流芳百世的水泥发明人。强生确定了水泥制造的两个基本条件：

第一是烧窑的温度必须高到足以使烧块含一定量玻璃体并呈墨绿色；

第二是原料比例必须正确而固定

，

烧成物内部

不能含过量石灰

，

水泥硬化后不能开裂

。这些条件确

保了“波特兰水泥

”质量

，

解决了阿普斯丁无法解决

的质量不稳定问题

。从此

，

现代水泥生产的基本参数

已被发现。1824年，

英国石匠阿斯普丁偶然发现粘土+石灰+水——人造石（波特兰水泥）特点：

强度高、耐久性好、

防水、

防火。水泥

，

是一种无机、粉末状材料

，

与水拌合能形成具有流动性、可塑性的浆体——水泥浆

，

随着

时间延长

，

水泥浆体经自身的物理和化学作用

，

由可塑性的浆体变成坚硬的固体

，

具有一定的强

度

，

并能将块状或颗粒状材料胶结成整体。水泥不仅能在空气中硬化

，

产生强度

，

还能

在水中硬化

，

并能很好地保持和发展强度

，

是一

种水硬性胶凝材料。水泥具有以下优点

，

因此

，

在土木工程领域得到广泛的应用。水硬性多样性工艺简单与钢筋

粘结性好可塑性水泥的优点低成本耐久性3.

1

硅酸盐水泥硅酸盐水泥的原材料与生产工艺

硅酸盐水泥的组成硅酸盐水泥的水化和凝结硬化硅酸盐水泥的技术要求水泥石的腐蚀与防止硅酸盐水泥的特性、应用及储存硅酸盐系水泥的分类硅酸盐系水泥按用途可分为通用水泥、专用水泥和

特性水泥。

特性水泥•

快硬水泥•

膨胀水泥•

抗硫酸盐水泥

•

中热水泥□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□复合水泥专用水泥•砌筑水泥

•油井水泥

•道路水泥

通用水泥□硅酸盐水泥水泥按矿物成分可分为硅酸盐类水泥、铝酸盐类水泥和硫铝酸盐类水泥等。快硬

、早强

。主要用于紧急

抢修工程

、早强工程

、冬季

施工

、抗蚀

、抗冻等工程。早强

、膨胀

。适用于抢修工

程

、锚固和地下工程等。一般工程硫铝酸盐水泥铝酸盐水泥硅酸盐水泥Back常用的彩色掺加颜料有氧化铁（红

、黄

、褐

、黑），

二氧化锰（褐

、黑），氧化铬（绿），钴蓝（蓝），

群青蓝（靛蓝），孔雀蓝（海蓝）

、炭黑（黑）

等3.

1.

1

硅酸盐水泥的原材料及生产工艺1.原料主

（1）

石灰质原料：

主要提供CaO

。采用石灰岩

、凝

灰岩和贝壳等。料（2）

粘土质原料：

主要SiO2

、Al2O3及Fe2O3

。采用

粘土

、黄土

、页岩

、泥岩

、粉砂岩及河泥等。（3）

校正原料（辅助原料）：

为满足成分要求用。

如：

铁矿粉的铁质原料补充氧化铁的含量。砂岩的硅质原料增加二氧化硅的成分等。原原要要3.

1.

1

硅酸盐水泥的原材料及生产工艺生产水泥的基本工序可以概括为“两磨一

烧

”：

先将原材料破碎并按化学成分配料后

，

在球磨机中研磨成生料

，

然后入窑煅烧至部分

熔融

，

得到以硅酸钙为主要成分的水泥熟料

，配以适量的石膏及混合料在球磨机中再研磨至

一定细度

，

即得到硅酸盐水泥。3.

1.

1

硅酸盐水泥的原材料及生产工艺两磨一烧：

制备生料（

一磨）煅烧熟料（

一烧）粉磨水泥（二磨）

P石灰石或粒化高炉矿渣

P生料

1450℃熟料

磨细图4.2

硅酸盐水泥的生产工艺流程黏土铁矿粉磨细

均化

石灰

石灰石Ⅰ

Ⅱφ3.5×10m中卸烘干磨（生料粉磨）生料粉磨工艺五级旋风预热器CDC窑外分解系统熟料