建筑材料課件

緒論緒論一、教學(xué)要求熟悉建築材料的分類及建築材料的標準化；瞭解建築材料的發(fā)展簡史，瞭解建築材料的發(fā)展前景。二、重點、難點1．建築材料的分類2．建築材料的標準化一、建築材料的含義Buildingmaterials廣義：建築工程中所使用的各種材料及製品的總稱，包括原材料、半成品和成品。Buildingmaterials:Eachkindofmaterialandproductalwayscallinarchitecturalengineering,includingrawmaterial、semi-finishedoff、finishedoff.狹義：直接構(gòu)成建築工程實體的材料。兩者有所區(qū)別的，如範本及腳手架等。本章所稱建築材料是廣義的。 二、建築材料的分類建築材料按材料的化學(xué)成份組成或材料在工程中的用途進行分類。1．按材料的化學(xué)成份組成分類如按材料的化學(xué)組成分類，建築材料可分為：無機材料、有機材料和複合材料三大類。（1）無機材料(inorganicmaterial)分為非金屬材料(Non-metallicmaterial)和金屬材料(metallicmaterial)。（2）有機材料(organicmaterial)分為植物材料(plantmaterial)、瀝青材料(asphaltmaterial)

和高分子材料(macromolecularmaterial)。（3）複合材料(compositmaterial)：金屬—非金屬；無機非金屬-有機複合材料。2．如按材料在工程中的用途分類1）膠結(jié)材料cementmaterial；2）結(jié)構(gòu)材料structuralmaterial；3）隔絕材料isolationmaterial；4）耐侵蝕材料corrosionmaterial；5）裝飾材料decorativematerial；6）吸音材料sound-absorbingmaterial。

三.建築材料的發(fā)展：隨生產(chǎn)力發(fā)展而發(fā)展原始時代——天然材料：木材、巖石、竹、粘土石器、鐵器時代——18世紀中葉——鋼材、水泥(J.Aspdin,1824）

金字塔（2000-3000BC)：石材、石灰、石膏 萬里長城（200BC):條石、大磚、石灰砂漿 布達拉宮：石材、石灰砂漿 羅馬園劇場（70-80AC):石材、石灰砂漿19世紀——鋼筋混凝土（1890-1892）20世紀——預(yù)應(yīng)力混凝土、高分子材料21世紀——輕質(zhì)、高強、節(jié)能、高性能綠色建材

胡夫金字塔，高146.59m,底部232m建方，用230多萬塊、每塊重2.5T的巖石砌成，萬里長城（200BC):條石、大磚、石灰砂漿布達拉宮：石材、石灰砂漿羅 馬鬥獸場（70-80AC):石材、石灰砂漿四.建築材料在國民經(jīng)濟中的地位和作用1.建築材料是發(fā)展建築業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ) 材料費用一般占建築工程總造價的50-70%；

2．土木工程材料經(jīng)濟性極強，直接影響工程造價。3．土木工程的發(fā)展將促進土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工技術(shù)的創(chuàng)新。

五．建築材料的標準化（一）國家標準nationalstandards國家標準有強制性標準（代號GB）和推薦標準（代號GB/T）。例如《矽酸鹽水泥》（GB175-1999）。（二）行業(yè)標準industrystandards行業(yè)標準有建材行業(yè)標準（代號JC）、建工行業(yè)標準（代號JG）、冶金行業(yè)標準（代號YB）、建工行業(yè)工程建設(shè)標準（代號JGJ）等。例如：《建築生石灰》（JC/T479-92）。（三）地方標準localstandards和企業(yè)標準enterprisestandards地方標準代號DB。企業(yè)標準代號為QB，其後分別注明企業(yè)代號、標準順序號、頒佈年代號。國家鼓勵企業(yè)制定技術(shù)標準，企業(yè)標準所制定的技術(shù)要求應(yīng)高於國家標準。建築工程中可能採用的其他標準還有：國際標準（ISO）、美國國家標準（ANS）、英國標準（BS）、日本工業(yè)標準（JIS）、法國標準（NF）等。

ASA-AmericanStandardAssociation美國標準ASTM–AmericanSocietyforTestingMaterialsBS-BritishStandard英國標準DIN–DeutschIndustrieNormen德國標準ISO-InternationalStandardOrganization

國際標準協(xié)會

第一章

建築材料的基本性質(zhì)

一、教學(xué)要求掌握材料的組成與構(gòu)造，掌握材料的物理、力學(xué)性質(zhì)及耐久性。二、重點、難點1．建築材料的各種情況下的密度計算2．建築材料的構(gòu)造3．建築材料的力學(xué)性質(zhì)4．建築材料與水有關(guān)的性質(zhì)

第一節(jié)材料的基本狀態(tài)參數(shù)一、材料的密度、表觀密度和堆積密度（一）密度density密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的品質(zhì)。公式表示如下：ρ=m/V（二）表觀密度apparentdensity表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的品質(zhì)。公式表示如下：ρ0=m/V0（三）堆積密度bulkdensity堆積密度是指散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的品質(zhì)。公式表示如下：ρ01=M/V01二、材料的密實度degreeofcompaction材料密實度是指在材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實的程度。公式表示如下：D=V/V0=ρ/ρ0三、材料的孔隙和空隙（一）材料的孔隙airvoids

材料中含有孔隙的多少常用孔隙率表示?？紫堵适侵覆牧蟽?nèi)部孔隙體積占材料總體積的百分率。公式表示如下：P=V0-V/V0×100%=（1-ρ0/ρ）×100%材料的密實度和孔隙率之和等於1，即D+P=1。（二）材料的空隙void

散粒材料顆粒間的空隙常用空隙率表示?？障堵适侵干⒘２牧项w粒間的空隙體積占堆積體積的百分率。公式表示如下：P1=V01-V0/V01×100%=（1-ρ01/ρ0）×100%

第二節(jié)材料物理性能一、材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料的親水性與憎水性親水性wateraffinity憎水性hydrophbicity

（二）材料的吸濕性和吸水性1.吸濕性hygroscopicity材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)稱為吸濕性。吸濕性的大小用含水率表示。2.材料的吸水性

材料能吸收水分的能力，稱為材料的吸水性。吸水的大小以吸水率來表示。

2.1品質(zhì)吸水率

品質(zhì)吸水率是指材料在吸水飽和時，所吸水量占材料在乾燥狀態(tài)下的品質(zhì)百分比，並以ｗm表示。品質(zhì)吸水率ｗm的計算公式為：

Wm=Mь-Mɡ/Mɡ*100%

體積吸水率——材料吸水飽和時，所吸水分體積占材料乾燥狀態(tài)時體積的百分率，計算式如下：Wv=Vь-V0/V0*100%（三）耐水性waterresistance材料的耐水性是指材料長期在水作用下不被破壞、強度也不明顯下降的性質(zhì)，耐水性用軟化係數(shù)表示：Kr=Fь/Fg（四）抗?jié)B性impermeability抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。材料抗?jié)B性的大小用滲透係數(shù)或抗?jié)B等級表示。1.滲透係數(shù)permeabilitycoefficient根據(jù)達西定律，滲透係數(shù)的計算公式如下：K=Qd/AtH2.抗?jié)B等級抗?jié)B等級是以規(guī)定的試件在標準試驗條件下所能承受的最大水壓力來確定?？?jié)B等級以符號“P”和材料可承受的水壓力值（以0.1MPa為單位）來表示。（五）抗凍性freezeresistance

抗凍性是指材料在含水狀態(tài)下能經(jīng)受多次凍融迴圈作用而不破壞，強度也不顯著降低的性質(zhì)。二、材料的熱工性能（一）導(dǎo)熱性thermalconductivity導(dǎo)熱性是材料傳導(dǎo)熱量的能力。導(dǎo)熱性的大小以導(dǎo)熱係數(shù)表示，導(dǎo)熱係數(shù)的含義是當材料兩側(cè)的溫差為1K時，在單位時間（1h）內(nèi)，通過單位面積(1㎡),並透過單位厚度(1m)的材料所傳導(dǎo)的熱量。（二）熱容量heatcapacity

熱容量是材料受熱時吸收熱量或冷卻時放出熱量的能力。熱容量的大小用比熱容表示。比熱容指1g材料溫度升高1K所吸收的熱量或溫度降低1K放出的熱量。（三）溫度變形temperaturedeformation溫度變形是指材料在溫度變化時的尺寸變換，除個別的如水結(jié)冰之外，一般材料均符合熱脹冷縮這一自然規(guī)律。

第三節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)

1.材料的強度strength

材料的強度是指材料在外力作用下不破壞時能承受的最大應(yīng)力。1)抗壓強度compressionstrength：用㎏/C㎡表示，也可用KN千牛，混凝土柱是250㎏/C㎡。2)抗拉強度tensilestrength3)抗剪強度shearstrength4)抗彎強度bendingstrength

-材料所受外力示意圖（a）壓力（b）拉力（c）彎曲（d）剪切二、材料的彈性與塑性彈性elasticity塑性plasticity材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當外力去除後,能完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì),稱為彈性.這種可恢復(fù)的變形稱為彈性變形.若除去外力,材料仍保持變形後的形狀和尺寸,且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì),稱為塑性.此種不可恢復(fù)的變形稱為塑性變形.三、材料的脆性與韌性脆性brittleness韌性toughness當外力作用達到一定限度後，材料突然破壞且破壞是無明顯的塑性變形，材料的這種性質(zhì)稱為脆性。具有這種性質(zhì)的材料稱為脆性材料。材料在衝擊或振動荷載作用下，能產(chǎn)生較大的變形而不致破壞的性質(zhì)稱為韌性。具有這種性質(zhì)的材料稱為韌性材料。四、材料的硬度和耐磨性硬度hardness是材料抵抗較硬物質(zhì)刻劃或壓入的能力。測定硬度的方法很多，常用刻劃法和壓入法。耐磨性abrasionresistance是材料表面抵抗磨損的能力。材料的耐模性用磨損率表示，計算公式如下：M=M1-M2/A

第四節(jié)材料的耐久性

材料的耐久性durability是指用於構(gòu)築物的材料在環(huán)境的各種因素影響下，能長久地保持其性能的性質(zhì)。

材料在建築物之中，除要受到各種外力的作用之外，還經(jīng)常要受到環(huán)境中許多自然因素的破壞作用。這些破壞作用包括物理、化學(xué)、機械及生物的作用。

例1-2某工地所用卵石材料的密度為2.65g/cm3、表觀密度為2.61g/cm3、堆積密度為1680kg/m3，計算此石子的孔隙率與空隙率？解 石子的孔隙率P為：石子的空隙率P，為：第二章氣硬性膠凝材料一、教學(xué)要求掌握石灰、石膏的原料和生產(chǎn)過程，掌握石灰、石膏的技術(shù)性質(zhì)及應(yīng)用，瞭解水玻璃的的特性及應(yīng)用。二、重點、難點1．石灰的生產(chǎn)過程2．石灰的技術(shù)性質(zhì)及應(yīng)用3．石膏的生產(chǎn)過程4．石膏的技術(shù)性質(zhì)只能在空氣中硬化、保持或繼續(xù)發(fā)展強度的無機膠凝材料稱為氣硬性膠凝材料。不僅能在空氣中，而且能更好地在水中硬化、保持或繼續(xù)發(fā)展強度的無機膠凝材料稱為水硬性膠凝材料。

土木工程中常用的氣硬性無機膠凝材料主要有：石灰、石膏、菱苦土和水玻璃。第一節(jié)石灰

一、石灰的生產(chǎn)用於製備石灰的原料有石灰石、白雲(yún)石、白堊、貝殼等。經(jīng)煆燒後，即得到塊狀的生石灰，反應(yīng)式如下：將煆燒成的塊狀生石灰經(jīng)過不同的加工，還可得到石灰的另外三種產(chǎn)品生石灰粉quicklime石灰膏l(xiāng)imepaste消石灰粉slakedlime二、石灰的熟化與硬化1．生石灰與水反應(yīng)生成熟石灰的過程，稱為石灰的熟化（又稱消化）。生石灰熟化過程放出大量的熱，且體積迅速膨脹1～2.5倍。過火石灰

為了消除過火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰漿應(yīng)在儲灰坑中放置兩周以上，這一過程稱為石灰的“陳伏”。欠火石灰2.石灰的硬化石灰漿體在空氣中逐漸硬化，是由下麵兩個同時進行的過程來完成的：（１）結(jié)晶作用（２）碳化作用三、石灰的特性1.可塑性和保水性好2.硬化時體積收縮大3.強度低、耐水性差4.生石灰吸濕性強，是傳統(tǒng)的乾燥劑四.石灰的應(yīng)用（1）石灰乳和石灰砂漿將消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水攪拌稀釋，成為石灰乳，是一種廉價的塗料，主要用於內(nèi)牆和天棚刷白，增加室內(nèi)美觀和亮度。我國農(nóng)村也用於外牆。石灰乳可加入各種耐堿顏料。調(diào)入少量水泥、?；郀t礦渣或粉煤灰，可提高其耐水性，調(diào)入氯化鈣或明礬，可減少塗層粉化現(xiàn)象。石灰砂漿是將石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分為砌築砂漿和抹面砂漿。（2）石灰土（灰土）和三合土石灰與粘土或矽鋁質(zhì)工業(yè)廢料混合使用，製成石灰土或石灰與工業(yè)廢料的混合料，加適量的水充分拌合後，經(jīng)碾壓或夯實，在潮濕環(huán)境中使石灰與粘土或矽鋁質(zhì)工業(yè)廢料表面的活性氧化矽或氧化鋁反應(yīng)，生成具有水硬性的水化矽酸鈣或水化鋁酸鈣，適於在潮濕環(huán)境中使用。如建築物或道路基礎(chǔ)中使用的石灰土，三合土，二灰土（石灰、粉煤灰或爐灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或爐灰、級配碎石）等。（3）灰砂磚和矽酸鹽製品石灰與天然砂或矽鋁質(zhì)工業(yè)廢料混合均勻，加水攪拌,經(jīng)壓振或壓制，形成矽酸鹽製品。為使其獲早期強度，往往採用高溫高壓養(yǎng)護或蒸壓，使石灰與矽鋁質(zhì)材料反應(yīng)速度顯著加快，使製品產(chǎn)生較高的早期強度。如灰砂磚、矽酸鹽磚、矽酸鹽混凝土製品等。（4）碳化石灰板第二節(jié)建築石膏一、建築石膏的生產(chǎn)1.建築石膏gypsum將天然二水石膏在常壓下加熱到107～170℃時，可生產(chǎn)出生成β型半水石膏，再經(jīng)磨細得到的白色粉狀物，稱為建築石膏。其反應(yīng)式如下：

（二水石膏） （β型半水石膏）

（二水石膏） （α型半水石膏）α型半水石膏與β型半水石膏相比，結(jié)晶顆粒較粗，比表面積較小，強度高，因此又稱為高強石膏。當加熱溫度超過170℃時，可生成無水石膏，只要溫度不超過200℃，此無水石膏就具有良好的凝結(jié)硬化性能。2.高強石膏將天然而水石膏在124℃、0.13MPa壓力的條件下蒸煉脫水，可得到α型半水石膏，經(jīng)磨細後即為高強石膏。3.無水石膏和煆燒石膏當加熱溫度超過170℃時，可生成無水石膏（CaSO4）；當溫度高於800℃時，部分石膏會分解出CaO，經(jīng)磨細後稱為煆燒石膏。二、石膏的技術(shù)要求建築石膏色白，密度為2.60～2.75g/cm3，堆積密度為800～1100Kg/m3。根據(jù)GB9776-88規(guī)定，建築石膏按強度、細度、凝結(jié)時間指標分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。由於建築石膏粉易吸潮，會影響其以後使用時的凝結(jié)硬化性能和強度，長期儲存也會降低強度，因此建築石膏粉儲存運輸時必須防潮，儲存時間不得過長，一般不得超過三個月。建築石膏產(chǎn)品的標記順序為：產(chǎn)品名稱、抗折強度值、標準號。例如，抗折強度為2.5MPa的建築石膏標記為：建築石膏2.5GB9776。

三、建築石膏的特性1.凝結(jié)硬化快2.體積膨脹、裝飾性好3.孔隙率大、品質(zhì)輕4.防火性好5.可加工性能好6.強度低、耐水性差四、建築石膏的應(yīng)用1.室內(nèi)抹灰與粉刷2.製作石膏板、石膏浮雕花飾等石膏線石膏線模具

石膏板石膏板吊頂?shù)谌?jié).水玻璃水玻璃俗稱泡花堿，由鹼金屬氧化物和二氧化矽組成，屬可溶性的矽酸鹽類。水玻璃的技術(shù)性質(zhì)（１）粘結(jié)力強。（２）耐酸性好。（３）耐熱性高水玻璃的應(yīng)用（１）用作塗料，塗刷材料表面（2）配製防水劑（3）加固土壤

(4)配製水玻璃砂漿。（５）配製耐酸砂漿、耐酸混凝土、耐熱混凝土。

水化產(chǎn)物中x、y、z的大小與煆燒溫度、MgCl2溶液用量、初始配比、養(yǎng)護條件有關(guān)。水化產(chǎn)物是針狀結(jié)晶，彼此機械咬合，並相互連生、長大，形成緻密的結(jié)構(gòu)，使?jié){體凝結(jié)硬化。菱苦土的不足之處是硬化後易吸潮反鹵、耐水性差，其原因是硬化產(chǎn)物具有較高的溶解度，遇水會溶解。為提高耐水性，可採用外加劑，或改用硫酸鎂作為拌合水溶液，降低吸濕性、改進耐水性。#例3-1某單位宿舍樓的內(nèi)牆使用石灰砂漿抹面。數(shù)月後，牆面上出現(xiàn)了許多不規(guī)則的網(wǎng)狀裂紋。同時在個別部位還發(fā)現(xiàn)了部分凸出的放射狀裂紋。試分析上述現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。

解

石灰砂漿抹面的牆面上出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂紋，引發(fā)的原因很多，但最主要的原因在於石灰在硬化過程中，蒸發(fā)大量的游離水而引起體積收縮的結(jié)果。

牆面上個別部位出現(xiàn)凸出的呈放射狀的裂紋，是由於配製石灰砂漿時所用的石灰中混入了過火石灰。這部分過火石灰在消解、陳伏階段中未完全熟化，以致於在砂漿硬化後，過火石灰吸收空氣中的水蒸汽繼續(xù)熟化，造成體積膨脹。從而出現(xiàn)上述現(xiàn)象。

例3-2既然石灰不耐水，為什麼由它配製的灰土或三合土卻可以用於基礎(chǔ)的墊層、道路的基層等潮濕部位？解：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配製而成的。加適量的水充分拌合後，經(jīng)碾壓或夯實，在潮濕環(huán)境中石灰與粘土表面的活性氧化矽或氧化鋁反應(yīng)，生成具有水硬性的水化矽酸鈣或水化鋁酸鈣，所以灰土或三合土的強度和耐水性會隨使用時間的延長而逐漸提高，適於在潮濕環(huán)境中使用。再者，由於石灰的可塑性好，與粘土等拌合後經(jīng)壓實或夯實，使灰土或三合土的密實度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大為減少。因此灰土或三合土可以用於基礎(chǔ)的墊層、道路的基層等潮濕部位。例3-3建築石膏及其製品為什麼適用於室內(nèi)，而不適用於室外使用？

解

建築石膏及其製品適用於室內(nèi)裝修，主要是由於建築石膏及其製品在凝結(jié)硬化後具有以下的優(yōu)良性質(zhì)：

（1）

石膏表面光滑飽滿，顏色潔白，質(zhì)地細膩，具有良好的裝飾性。加入顏料後，可具有各種色彩。建築石膏在凝結(jié)硬化時產(chǎn)生微膨脹，故其製品的表面較為光滑飽滿，棱角清晰完整，形狀、尺寸準確、細緻，裝飾性好；

（2）

硬化後的建築石膏中存在大量的微孔，故其保溫性、吸聲性好。

（3）

硬化後石膏的主要成分是二水石膏，當受到高溫作用時或遇火後會脫出21%左右的結(jié)晶水，並能在表面蒸發(fā)形成水蒸氣幕，可有效地阻止火勢的蔓延，具有一定的防火性。

（4）

建築石膏製品還具有較高的熱容量和一定的吸濕性，故可調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度和濕度，改變室內(nèi)的小氣候。

在室外使用建筑石膏制品時，必然要受到雨水冰凍等的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且其吸水率高，抗?jié)B性差、抗凍性差,所以不適用於室外使用.

建築材料

第三章水泥一、教學(xué)要求掌握矽酸鹽水泥的組成、水化特點、技術(shù)性質(zhì)及應(yīng)用，掌握水泥的正確合理選用；瞭解其他水泥品種的一般特性。二、重點、難點1．水泥的礦物組成2．水泥的技術(shù)性質(zhì)3．水泥種類的各自特性及用途水泥，指加水拌和成塑性漿體後，能將砂、石等適當材料膠結(jié)在一起並能在空氣和水中硬化的粉狀水硬性膠凝材料。常用的水泥主有：矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥、火山灰質(zhì)矽酸鹽水泥、粉煤灰矽酸鹽水泥等品種。矽酸鹽水泥portlandcement普通矽酸鹽水泥ordinaryportlandcement礦渣矽酸鹽水泥ironportlandcement火山灰質(zhì)矽酸鹽水泥portland-pozzolanacement粉煤灰矽酸鹽水泥portlandfly-ashcement膨脹水泥expandencement特種水泥specialcement第一節(jié)常用水泥一.常用水泥的生產(chǎn)及礦物組成1.原料生產(chǎn)矽酸鹽水泥的原料主要有石灰質(zhì)原料、黏土質(zhì)原料、校正原料三種。石灰質(zhì)原料主要提供CaO，可採用石灰石、白堊、石灰質(zhì)凝灰?guī)r等；黏土質(zhì)原料主要提供SiO2、Al2O3及少量的Fe2O3，可採用黏土、葉巖等；校正原料主要提供Fe2O3和SiO2，可採用鐵礦粉、砂巖等。2.生產(chǎn)過程生產(chǎn)水泥的基本工序可以概括為：“兩磨一燒”：先將原材料破碎並按其化學(xué)成分配料後，在球磨機中研磨為生料。然後入窯鍛燒至部分熔融，所得以矽酸鈣為主要成分的水泥熟料，配以適量的石膏及混合材料在球磨機中研磨至一定細度，即得到矽酸鹽水泥。3.水泥熟料的礦物組成矽酸鹽水泥熟料的主要礦物組成為:（ｌ）矽酸三鈣tricaleiumsilicate

矽酸三鈣的化學(xué)成分為３ＣaＯ·ＳiＯ2，其簡寫為Ｃ3S。它是矽酸鹽水泥熟料中最主要的礦物成分。矽酸三鈣遇水後能夠很快與水產(chǎn)生水化反應(yīng)，並產(chǎn)生較多的水化熱。它對促進水泥的凝結(jié)硬化，特別是對水泥３～７天內(nèi)的早期強度以及後期強度都起主要作用。（２）矽酸二鈣diculciumsilicate

矽酸二鈣的化學(xué)成分為2ＣaＯ·ＳiＯ2，其簡寫為C2S，約占水泥熟料總量的15％～37％。矽酸二鈣遇水後反應(yīng)較慢，水化熱也較低。它不影響水泥的凝結(jié)，對水泥的後期強度起主要作用。（３）鋁酸三鈣tricalciumaluminate

鋁酸三鈣的化學(xué)成分是３CaO·Al2O3，其簡寫為C3Ａ。鋁酸三鈣遇水後反應(yīng)極快。（４）鐵鋁酸四鈣tetracalciumaluminoferrite

鐵鋁酸四鈣的化學(xué)成分為:４CaO·Al2O3·Fe2O3，其簡寫為Ｃ4AF，約占水泥熟料總量的10％～18％。鐵鋁酸四鈣遇水時水化反應(yīng)也很快，水化熱較低，水化產(chǎn)物的強度不高，對水泥石的抗壓強度貢獻不大，主要對抗折強度貢獻較大。二、水泥的水化與凝結(jié)硬化1.矽酸鹽水泥的水化矽酸鹽水泥遇水後，水泥中的各種礦物成分會很快發(fā)生水化反應(yīng)，生成各種水化物。

矽酸二鈣 水 水化矽酸鈣 氫氧化鈣鋁酸三鈣水 水化鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣水水化鋁酸三鈣 水化鐵酸鈣矽酸三鈣 水 水化矽酸鈣氫氧化鈣水泥中的石膏也很快與水化鋁酸鈣反應(yīng)生成難溶的水化硫鋁酸鈣針狀結(jié)晶體，也稱為鈣礬石晶體：

水化硫鋁酸鈣（鈣礬石）經(jīng)過上述水化反應(yīng)後，水泥漿中不斷增加的水化產(chǎn)物主要有：水化矽酸鈣(50%)、氫氧化鈣(25%)、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣及水化硫鋁酸鈣等新生礦物。2.水泥的凝結(jié)和硬化水泥加水拌合後的劇烈水化反應(yīng)，一方面使水泥漿中起潤滑作用的自由水分逐漸減少；另一方面，水化產(chǎn)物在溶液中很快達飽和或過飽和狀態(tài)而不斷析出，水泥顆粒表面的新生物厚度逐漸增大，使水泥漿中固體顆粒間的間距逐漸減小，越來越多的顆粒相互連接形成了骨架結(jié)構(gòu)。此時，水泥漿便開始慢慢失去可塑性，表現(xiàn)為水泥的初凝。由於鋁酸三鈣水化極快，會使水泥很快凝結(jié)，為使工程使用時有足夠的操作時間，水泥中加入了適量的石膏。水泥加入石膏後，一旦鋁酸三鈣開始水化，石膏會與水化鋁酸三鈣反應(yīng)生成針狀的鈣礬石。鈣礬石很難溶解於水，可以形成一層保護膜覆蓋在水泥顆粒的表面，從而阻礙了鋁酸三鈣的水化，阻止了水泥顆粒表面水化產(chǎn)物的向外擴散，降低了水泥的水化速度，使水泥的初凝時間得以延緩。當摻入水泥的石膏消耗殆盡時，水泥顆粒表面的鈣礬石覆蓋層一旦被水泥水化物的積聚物所脹破，鋁酸三鈣等礦物的再次快速水化得以繼續(xù)進行，水泥顆粒間逐漸相互靠近，直至連接形成骨架。水泥漿的塑性逐漸消失，直到終凝。隨著水泥水化的不斷進行，水泥漿結(jié)構(gòu)內(nèi)部孔隙不斷被新生水化物填充和加固的過程，稱為水泥的“凝結(jié)”。隨後產(chǎn)生明顯的強度並逐漸變成堅硬的人造石——水泥石，這一過程稱為水泥的“硬化”。3.影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素（1）水泥熟料礦物組成和細度（2）水泥漿的水灰比（3）環(huán)境的溫度和濕度（4）齡期（5）石膏摻量三.矽酸鹽水泥的技術(shù)要求1.強度及強度等級strengthgrade國家標準規(guī)定，採用軟練膠砂法測定水泥強度。根據(jù)水泥3d和28d的抗壓強度和抗折強度，將矽酸鹽水泥分為六個強度等級，各齡期的強度值不得低於表中規(guī)定的數(shù)值。表中代號R表示早強型水泥。

矽酸鹽水泥在不同齡期的強度要求(GB175-1999)強度等級抗壓強度（MPa）抗折強度（MPa）3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0注：表中Ｒ表示早強型，其他為普通型。

2.細度3.凝結(jié)時間4.體積安定性volumestability水泥體積安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。當水泥漿體在硬化過程中體積發(fā)生不均勻變化時，會導(dǎo)致水泥製品膨脹、翹曲、產(chǎn)生裂縫等，即所謂體積安定性不良。體積安定性不合格的水泥為廢品，不得用於任何工程。5.堿含量四、水泥的運輸和儲存水泥有效期規(guī)定為三個月（自出廠日期算起），超過有效期的水泥，就應(yīng)視為過期水泥。過期水泥，如無結(jié)塊現(xiàn)象，經(jīng)試驗後，可根據(jù)實際強度使用。已結(jié)塊水泥，應(yīng)將松塊打碎，篩去硬塊，經(jīng)試驗後，降低標號使用，但不宜用於配製高標號混凝土和用於主要工程部位。水泥在運輸和儲存時應(yīng)注意防潮。貯存水泥應(yīng)注意分類。入庫的水泥要按品種、出廠日期分別堆放，樹立標誌，以便合理取用。五、水泥的基本特性與用途1.矽酸鹽水泥矽酸鹽水泥分為PⅠ和PⅡ。PⅠ為純水泥，不含有摻和料，其強度高、純度高、價格高；PⅡ摻雜一些混合料，砂、石灰石粉末等非活性物質(zhì)占0%～5%。2.普通水泥在矽酸鹽水泥熟料中摻入少量混合材料（石灰石、砂巖等，最多不超過15%）及適量的石膏，共同磨細後製成的水泥即為普通矽酸鹽水泥，簡稱普通水泥。(P58表3-7）3.礦渣水泥由矽酸鹽水泥熟料和２０％～７０％的?；郀t礦渣及適量石膏混合磨細而成的水硬性膠凝材料，稱為礦渣矽酸鹽水泥（簡稱礦渣水泥），代號P．S.由於其水化反應(yīng)緩慢，凝結(jié)硬化慢，早期3d時強度低，後期強度不斷增長，最後超過同標號普通水泥。4.火山灰水泥由矽酸鹽水泥熟料和２０％～５０％的火山灰質(zhì)混合材料及適量石膏混合磨細而成的水硬性膠凝材料，稱為火山灰質(zhì)矽酸鹽水泥（簡稱火山灰水泥），代號Ｐ．Ｐ。早期強度低、後期強度高，當溫度低時硬化速度顯著變慢，不宜用於冬季施工；具有較高抗硫酸侵蝕的性能。5.粉煤灰水泥由矽酸鹽水泥熟料和２０％～４０％的粉煤灰及適量石膏混合磨細而成的水硬性膠凝材料稱為粉煤灰矽酸鹽水泥（簡稱粉煤灰水泥），代號Ｐ．Ｆ。其表面較緻密且活性較低，不易水化，硬化速度慢，早期強度較低，但後期強度高。第二節(jié)其他品種水泥一、快硬高強水泥快硬高強水泥的種類很多，已列為國家標準和部頒標準的有高級水泥、快硬矽酸鹽水泥（簡稱快硬泥）、特快硬矽酸鹽水泥（簡稱特快硬水泥）及澆築水泥等。其主要特點是凝結(jié)硬化快，早期強度高，水化熱集中。二、鋁酸鹽水泥（高鋁水泥）aluminouscement鋁酸鹽水泥是以鋁礬土和石灰石為原料，經(jīng)高溫?zé)彑靡凿X酸鈣為主的鋁酸鹽水泥熟料，經(jīng)磨細製成的水硬性膠凝材料，代號為CA。三、膨脹水泥通常矽酸鹽水泥在空氣中硬化時會產(chǎn)生不同程度的收縮，從而導(dǎo)致水泥混凝土構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋，有損混凝土的整體性，同時使混凝土的一系列性能變壞。然而膨脹水泥在硬化過程中不僅不收縮反而有一定數(shù)量的膨脹，可以克服或改善普通水泥混凝土的上述缺點。其膨脹源於水泥石中所形成的鈣礬石的膨脹。適於配製收縮補償混凝土，用於要求防止混凝土收縮裂縫以及防止混凝土構(gòu)件最初尺寸變化的場合，用於製造混凝土過件、堵漏工程、修補工程、大型機械基座固定；配製自應(yīng)力混凝土，製造需低預(yù)應(yīng)力值的構(gòu)件。四、白色和彩色矽酸鹽水泥白色矽酸鹽水泥，是以質(zhì)地純潔的石灰石和白粘土等為主要原料製成。由白色水泥熟料加入適量無機礦物顏料可製成彩色水泥。

五、道路矽酸鹽水泥cementforroad-use道路水泥抗折強度高、耐磨性好、幹縮小、抗凍性和抗衝擊性好，可減少混凝土路面的斷板、溫度裂縫和磨耗，減少路面維修費用，延長道路使用年限。道路水泥適用於公路路面、機場跑道、人流量較多的廣場等工程的面層混凝土。例3-1何謂水泥的體積安定性？水泥的體積安定性不良的原因是什麼？安定性不良的水泥應(yīng)如何處理？解水泥漿體硬化後體積變化的均勻性稱為水泥的體積安定性。即水泥硬化漿體能保持一定形狀，不開裂，不變形，不潰散的性質(zhì)。導(dǎo)致水泥安定性不良的主要原因是：（1）由於熟料中含有的的游離氧化鈣、游離氧化鎂過多；（2）

摻入石膏過多；其中游離氧化鈣是一種最為常見，影響也是最嚴重的因素。熟料中所含游離氧化鈣或氧化鎂都是過燒的，結(jié)構(gòu)緻密，水化很慢。加之被熟料中其他成分所包裹，使得其在水泥已經(jīng)硬化後才進行熟化，生成六方板狀的Ca（OH）2晶體，這時體積膨脹97％以上，從而導(dǎo)致不均勻體積膨脹，使水泥石開裂。當石膏摻量過多時，在水泥硬化後，殘餘石膏與水化鋁酸鈣繼續(xù)反應(yīng)生成鈣礬石，體積增大約1.5倍，也導(dǎo)致水泥石開裂。體積安定性不良的水泥，會發(fā)生膨脹性裂紋使水泥製品或混凝土開裂、造成結(jié)構(gòu)破壞。因此體積安定性不良的水泥，應(yīng)判為廢品，不得在工程中使用。

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第四章建筑砂漿

一、教學(xué)要求熟悉建築砂漿的分類、性質(zhì)；瞭解建築砂漿的種類及性質(zhì)。二、重點、難點1．建築砂漿的分類2．砌築砂漿的組成及性質(zhì)第一節(jié)建築砂漿的基本組成與性質(zhì)

砂漿是由膠結(jié)料、細骨料、摻加料和水按照適當比例配制而成的建筑材料。

將磚、石、砌塊等粘結(jié)成為砌體的砂漿稱為砌筑砂漿。砌筑砂漿起著膠結(jié)塊材和傳遞荷載的作用，是砌體的重要組成部分。

一、建築砂漿的組成材料1.膠凝材料cement砂漿常用的膠凝材料有水泥、石灰等。

砌築砂漿所用水泥強度等級一般為砂漿強度等級的4～5倍，水泥砂漿採用的水泥強度等級不宜超過42.5。

砌磚時抹灰為8～12公分厚（約為一手指頭）。

2.細骨料finesaggeregate用於砌築石材的砂漿，砂子的最大粒徑不應(yīng)大於砂漿層厚度的1/5～1/4；砌磚所用的砂漿宜採用中砂或細砂，且砂子的粒徑不應(yīng)大於2.5㎜；用於各種構(gòu)件表面的抹面砂漿及勾縫砂漿，宜採用細砂，且砂子的粒徑不應(yīng)大於1.2㎜。3.水使用飲用水。4.摻和料admixture在砂漿中摻入摻和料可改善沙件的和易性，節(jié)約水泥，減低成本。常用的摻和料有石灰、粉煤灰、黏土等。

5.外加劑aruhuesiru如引氣劑、緩凝劑、早強劑等。

二、砂漿的技術(shù)性質(zhì)砂漿的技術(shù)性質(zhì)主要是新拌砂漿的和易性和硬化後砂漿的強度，另外還有砂漿的黏結(jié)力、變形等性能。（一）新拌砂漿的和易性1.流動性flowproperty新拌砂漿的流動性又稱稠度，是指在自重或外力作用下流動的性質(zhì)。砂漿的稠度大小用沉入度表示，用砂漿稠度儀測定。

砂漿保水性是指砂漿保持水分的能力，也指砂漿中各項組成材料不易分層離析的性質(zhì)。砂漿保水性的大小用分層度表示，用砂漿分層度儀測定。

（二）砂漿的強度根據(jù)砂漿的抗壓強度，將砂漿劃分為M2.5、M5.0、M7.5、M10、M15、M20六個強度等級。如M10表示砂漿的抗壓強度為10MPa。（三）砂漿的黏結(jié)力一般砂漿的抗壓強度越高，黏結(jié)力越大。此外，砂漿的黏結(jié)力還與基層材料的表面狀態(tài)、潤濕情況、清潔程度及施工養(yǎng)護等條件有關(guān)，在粗糙的、濕潤的、清潔的基層上使用且養(yǎng)護良好的砂漿與基層的黏結(jié)力較好。（四）砂漿的變形砂漿在承受荷載、溫度變化或濕度變化時，均會產(chǎn)生變形。第二節(jié)常用的建築砂漿一、砌築砂漿將磚、石、砌塊等各種塊材粘結(jié)成為整體砌體的砂漿為砌築砂漿。砌築砂漿起著膠結(jié)塊材、傳遞荷載的作用，同時還起著填實塊材縫隙，提高砌體絕熱、隔聲等性能的作用。常用砌築砂漿的種類：1.水泥砂漿2.石灰砂漿3.水泥石灰混合砂漿二、抹面砂漿用於室外，對建築物或牆體起保護作用；用於室內(nèi)可改善建築物的適用性和使表面平整、光潔、美觀，具有裝飾效果。抹面砂漿分為兩層或三層進行施工：①底層砂漿作用是使砂漿與底面牢固粘結(jié)，和易性好，粘結(jié)力較高，且保水性好，尤其當基底表面粗糙有利於砂漿粘結(jié)。②中層砂漿主要用來找平。③面層砂漿起裝飾作用。

第三節(jié)其他種類砂漿一、裝飾砂漿裝飾砂漿是塗抹在建築物室內(nèi)外表面，主要起裝飾作用的砂漿。下麵主要介紹幾種建築工程中常用的裝飾砂漿1.水磨石2.水刷石3.幹粘石4.斬假石5.拉毛灰6.彈塗7.拉條抹灰

水磨石人造水磨石

米黃石米石二、防水砂漿防水砂漿是指用於防水層的砂漿。防水砂漿又稱剛性防水層，適用於不受振動和具有一定剛性的混凝土或磚石砌體表面。塗抹前先將清潔的底面抹一層純水泥漿，然後抹一層5㎜厚的防水砂漿，在初凝前用木抹子壓實一遍，第二、三、四層都是同樣操作，共塗抹4～5層，約20～30㎜厚，最後一層要進行壓光，抹完之後要加強養(yǎng)護。三、絕熱砂漿絕熱砂漿是以水泥、石灰膏、石膏等膠凝材料與膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、陶粒、火山渣等輕質(zhì)多孔骨料按一定比例配製成的砂漿。四、吸聲砂漿用水泥、石膏、砂、鋸末等可配製成吸聲砂漿，也可在石灰砂漿、石膏砂漿中摻入玻璃纖維、礦物棉等鬆軟纖維材料製成吸聲砂漿，另外由輕質(zhì)多孔骨料製成的絕熱砂漿也具有吸聲性能。吸聲砂漿用於有吸聲要求室內(nèi)牆壁和頂棚的抹灰。五、防輻射砂漿在順中摻入重晶石粉和重晶石砂可配製成具有防X射線的砂漿，在水泥砂漿中摻加硼砂、硼酸等可配製成具有防中子輻射能力的砂漿，可用於射線防護工程。

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第五章混凝土

CONCRETE

一、教學(xué)要求掌握混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)——和易性、力學(xué)性質(zhì)及耐久性等；熟悉混凝土的基本組成材料及其對各組成材料的要求；瞭解外加劑和摻合料，瞭解其他種類混凝土的特點及用途。

二、重點、難點1．混凝土的組成材料2．混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)3.混凝土外加劑、摻合料的用途第一節(jié)概述一、砼的種類砼以所用膠結(jié)材料、石子及用途等的不同，可作如下分類：1．按膠結(jié)材料分（1）水泥砼（2）瀝青砼（3）石膏砼2．按用途分（1）普通砼（2）耐熱砼（3）耐酸砼（4）隔熱砼（5）水工砼（6）其他砼3．按表觀密度分（1）特重砼（2）重砼（3）稍輕砼（4）輕砼（5）特輕砼4．按石子分普通砼按石子分為礫石砼與碎石砼兩類。二、普通砼的優(yōu)點1．在砼的組成材料中，砂、石、水占總重的85％左右，價格低廉，可就地取材；2．砼具有較高的抗壓強度，可根據(jù)不同要求配製成不同強度的砼；3．砼拌和物有良好的可塑性，能澆築成各種形狀的構(gòu)件，也可以連續(xù)澆築成整體；4．砼對外界的侵蝕破壞作用有較強的抵抗力，使用壽命較長；5．砼和鋼筋有牢固的粘結(jié)力，製作出的鋼筋砼構(gòu)件，能承受多種外力；6．砼在使用過程中，維護費用少；7．砼有較好的防火性能。第一節(jié)普通混凝土的組成材料普通混凝土（簡稱為混凝土）是由水泥、砂、石和水所組成，另外還常加入適量的摻合料和外加劑。在混凝土中，砂、石起骨架作用，稱為骨料；水泥與水形成水泥漿，水泥漿包裹在骨料表面並填充其空隙。在硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦予拌合物一定的和易性，便於施工。水泥漿硬化後，則將骨料膠結(jié)為一個堅實的整體。一、水泥水泥是混凝土中最重要的組分。水泥品種的選擇，應(yīng)當根據(jù)混凝土工程性質(zhì)與特點，工程的環(huán)境條件及施工條件，結(jié)合各種水泥特性進行合理的選擇。水泥強度等級的選擇應(yīng)當與混凝土的設(shè)計強度等級相適應(yīng)。經(jīng)驗證明，配製C30以下的混凝土，水泥強度等級為混凝土強度等級的1.5～2.0倍，配製Ｃ40以上的混凝土，水泥強度等級為混凝土強度等級的1.0～1.5倍，同時宜摻入高效減水劑。二、細骨料fineaggregate砂子分為天然砂和人工砂兩類。天然砂包括河砂、山砂（巖石風(fēng)化，有機物高）及淡化海砂；人工砂包括機制砂和混合砂。1.砂的品質(zhì)要求①有害雜質(zhì)的含量②砂子的堅固性與堿活性③粗細程度2.砂的顆粒級配①空隙：砂子粒徑越統(tǒng)一，空隙越大；粒徑不等將會把空隙填滿。②砂樣過篩：砂的顆粒級配和粗細程度，常用篩分析的方法進行測定。用級配區(qū)表示砂的顆粒級配，用細度模數(shù)表示砂的粗細。篩分析的方法，是用一套孔徑（淨(jìng)尺寸）為9.50、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15㎜的標準篩，將500g的幹砂試樣由粗到細依次過篩，然後稱得各篩餘留在各個篩上的砂的重量，並計算出各篩上的分計篩餘百分率ai及累計篩餘百分率Ａi（各個篩和比該篩粗的所有分計篩餘百分率之和）。細度模數(shù)的計算公式為：式中 ai-----分計篩餘百分率，即該號篩的篩餘量除以試樣總量；Ａi---累計篩餘百分率，即該號篩與大於該號各篩分計篩餘百分率之和。細度模數(shù)（Ｍx）愈大，表示砂愈粗，砂的細度模數(shù)範圍一般為3.7～0.7，其中Ｍx在3.7～3.１為粗砂，Ｍx在３.0～2.3為中砂，Ｍx在2.2～1.6為細砂，Ｍx在1.5～0.7為特細砂。普通混凝土用砂的細度模數(shù)一般.在2.2～3.2之間較為適宜。國家規(guī)範將細度模數(shù)為3.7～1.6的普通混凝土用砂，以0.60㎜篩孔的累計篩餘量分成三個級配區(qū)，如表4-1所示及圖4-1所示。普通混凝土用砂的篩分曲線必須包容在三個級配曲線區(qū)域中的任一個區(qū)域以內(nèi)。圖4-1砂的1、2、3級配區(qū)曲線例4-６．某幹砂500g的篩分結(jié)果如下表所列。試計算該砂的細度模數(shù)並評定其級配砂按技術(shù)要求分為三類：I類宜用於強度等級>C60的混凝土II類宜用於強度等級C30~C60的混凝土及有抗凍抗?jié)B或其他要求的混凝土；III類宜用於強度等級<C30的混凝土和建築砂漿三、粗骨料harshaggregate（一）表面狀態(tài)粗骨料一般指粒徑大於4.72㎜的巖石顆粒，有卵石和碎石兩大類。卵石是由於自然條件作用形成的巖石顆粒，分為河卵石、海卵石和山卵石；碎石是由天然巖石（或卵石）經(jīng)破碎、篩分而得。卵石、碎石分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類。Ⅰ類宜用於強度等級大於C60的混凝土；Ⅱ類宜用於強度等級C30～C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土；Ⅲ類宜用於強度等級小於C30的混凝土（或建築砂漿）。

海卵石黑色卵石鵝卵石（二）技術(shù)要求1.有害雜質(zhì)含量2.強度與堅固性3.最大粒徑和顆粒級配①最大粒徑對粗骨料最大粒徑做了以下規(guī)定：粗骨料的最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，同時不得超過鋼筋間最小淨(jìng)距的3/4；對混凝土實心板，粗骨料最大粒徑不宜超過板厚的1/2，且不得超過50㎜；對於泵送混凝土，粗骨料最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比要求碎石不宜大於1：3，卵石不已大於1：2.5。②顆粒級配連續(xù)級配是石子粒級呈連續(xù)性，即顆粒由大到小，每級石子占一定的比例。單粒級配是人為剔除某些粒級顆粒，從而使粗骨料的級配不連續(xù)，又稱間斷級配。單粒級配一般不單獨使用，常用於組合成連續(xù)粒級，也可與連續(xù)粒級配合使用。4．骨料的飽和面幹吸水率骨料的幾種含水狀態(tài)如圖所示。（ａ）全幹狀態(tài)；（ｂ）氣幹狀態(tài)；（c）飽和面幹狀態(tài)；（ｄ）濕潤狀態(tài)砂石骨料的這一特性，在設(shè)計和稱料拌合混凝土中應(yīng)加以注意，並作相應(yīng)調(diào)整。四、拌和及養(yǎng)護用水對拌和和養(yǎng)護混凝土用水的品質(zhì)要求是：不影響混凝土的凝結(jié)和硬化；無損於混凝土的強度發(fā)展和耐久性；不加快鋼筋的銹蝕；不引起預(yù)應(yīng)力鋼筋脆斷；不污染混凝土表面等。五、外加劑aruhuesiru混凝土外加劑是指在拌制混凝土過程中摻入的用以改善混凝土性能的物質(zhì)，其摻量一般不大於水泥品質(zhì)的5%（特殊情況除外）。1.減水劑waterreducingagent2.引氣劑airentrainingagent3.早強劑earlystrengthadmixture4.緩凝劑retardar第三節(jié).普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)混凝土在未凝結(jié)硬化以前，稱為混凝土拌合物。它必須具有良好的和易性，便於施工，以保證能獲得良好的澆灌品質(zhì)；混凝土拌合物凝結(jié)硬化以後，應(yīng)具有足夠的強度，以保證建築物能安全地承受設(shè)計荷載；並應(yīng)具有必要的耐久性。一、混凝土拌合物的和易性（一）和易性的概念和易性是指混凝土拌合物易於施工工序（拌合、運輸、澆築、振搗）操作並能獲致品質(zhì)均勻、成型密實的性能。和易性是一項綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括有流動性、粘聚性和保水性等三方面的含義。流動性是指混凝土拌合物在本身自重或施工機械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動，並均勻密實地填滿範本的性能。流動性的大小取決於混凝土拌合物中用水量或水泥漿含量的多少。

粘聚性是指混凝土拌合物在施工過程中其組成材料之間有一定的粘聚力，不致產(chǎn)生分層和離析的性能。粘聚性的大小主要取決於細骨料的用量以及水泥漿的稠度等。保水性是指混凝土拌合物在施工過程中，具有一定的保水能力，不致產(chǎn)生嚴重泌水的性能。保水性差的混凝土拌合物，由於水分分泌出來會形成容易透水的孔隙，從而降低混凝土的密實性。（二）和易性測定及評價指標１．坍落度試驗在平整、潤滑且不吸水的操作面上放置坍落度筒，將混凝土拌和物分三次（每次裝料1/3筒高）裝入筒內(nèi)，分次搗實，裝滿後刮平。然後垂直提起坍落度筒，拌和物在自重作用下會向下坍落，坍落的高度（以㎜計）就是該混凝土拌和物的坍落度。坍落度數(shù)值越大，表示混凝土拌和物的流動性越好在做坍落度試驗的同時，應(yīng)觀察混凝土拌合物的粘聚性、保水性及含砂等情況，以更全面地評定混凝土拌合物的和易性。坍落度法適用於骨料最大粒徑不大於40㎜，坍落度值不小於10㎜的混凝土拌合物。根據(jù)坍落度的不同，可將混凝土拌合物分為：大流動性混凝土（坍落度大於160ｍｍ）；流動性混凝土（坍落度為100～150ｍｍ）；塑性混凝土（坍落度為50～90ｍｍ）及低塑性混凝土（坍落度為10～40ｍｍ）。坍落度值小於10ｍｍ的拌合物為幹硬性混凝土。２．維勃稠度法（ＶＢ法）對幹硬性的混凝土拌合物通常採用維勃稠度儀測定其稠度。維勃稠度測試方法是：在維勃稠度儀上的坍落度筒中按規(guī)定方法裝滿拌合物，垂直提起坍落度筒，在拌合物試體頂面放一透明圓盤，開啟振動臺，同時用碼錶計時，在透明圓盤的底面完全為水泥漿所佈滿的瞬間，停止碼錶，關(guān)閉振動臺。此時可認為混凝土混合物已密實。讀出碼錶的秒數(shù)，稱為維勃稠度。該法適用於粗骨料最大粒徑不超過40ｍｍ，維勃稠度在５～30ｓ之間的混凝土拌合物的稠度測定。注：①本表系採用機械振搗混凝土?xí)r的坍落度，採用人工搗實其值可適當增大；②需配製泵送混凝土?xí)r，應(yīng)摻外加劑，坍落度宜為120～180㎜。（三）影響和易性的因素１．水泥漿的數(shù)量２．水泥漿的稠度（水灰比）3．砂率4．環(huán)境的溫度和濕度5．施工工藝6．其他因素的影響二、混凝土的強度混凝土的強度指標有立方體抗壓強度、軸心抗壓強度、抗拉強度等。（一）混凝土的抗壓強度與強度等級我國以立方體抗壓強度為混凝土強度的特徵值。根據(jù)測定的抗壓強度值的不同，砼被劃分為：C7.5、C10（只能用於墊層）、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60十二個強度等級。其中，C為砼的英文單詞Concrete的打頭字母，數(shù)字表示立方體抗壓強度的極限值（N/mm2或MPa）。數(shù)字越大，表明砼的強度越高。（二）影響混凝土抗壓強度的主要因素1.水泥強度等級和水灰比的影響2.骨料的影響3.齡期與強度的關(guān)係混凝土在正常養(yǎng)護條件下，其強度將隨齡期的增長而增長。4.養(yǎng)護濕度及溫度的影響三、混凝土的耐久性（一）混凝土的抗?jié)B性混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力液體（水、油等）滲透的能力。混土的抗?jié)B及用代號P表示。（二）混凝土的抗凍性混凝土的抗凍性是指混凝土在水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融迴圈作用而不破壞，同也不嚴重降低強度的性能。（三）混凝土抗侵蝕性混凝土抗侵蝕性是指混凝土抵抗外界侵蝕性介質(zhì)破壞作用的能力。（四）混凝土的碳化混凝土的碳化作用是指混凝土中的Ca（OH）2與空氣中的CO2作用生成CaCO3和水使表層混凝土的鹼度降低。（五）提高混凝土耐久性的主要措施1.合理選擇水泥品種。2.控制混凝土的最大水灰比及最小水泥用量。3.選用較好的砂、石骨料。4.摻入引氣劑或減水劑，提高混凝土抗凍性、抗?jié)B性。5.改善混凝土的施工操作方法，應(yīng)攪拌均勻、振搗密實、加強養(yǎng)護等。第四節(jié)其他種類混凝土一、輕混凝土lightconcrete凡幹表觀密度小於1950㎏/m3的混凝土稱為輕混凝土。輕混凝土因原材料與製造方法不同可分為三大類：輕骨料混凝土、多孔混凝土和無砂大孔混凝土。1.輕骨料混凝土light-weightconcrete用輕粗骨料、輕細骨料（或普通砂）和水泥配製而成的混凝土，稱為輕骨料混凝土。輕骨料混凝土按細骨料種類又可分為：全輕混凝土（粗、細骨料君為輕骨料）和砂輕混凝土（細骨料全部或部分為普通砂）。保溫輕骨料混凝土主要用於保溫的圍護結(jié)構(gòu)或熱工構(gòu)築物；結(jié)構(gòu)保溫輕骨料混凝土主要用於既承重又保溫的圍護結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土主要用作承重構(gòu)件或構(gòu)築物。2.多孔混凝土porousconcrete多孔混凝土是一種不含骨料且內(nèi)部分佈著大量細小封閉孔隙的輕混凝土。根據(jù)孔的生成方式，可分為加氣混凝土和泡沫混凝土兩種。3.無砂大孔混凝土無砂大孔混凝土是由水泥、粗骨料和水拌制而成的一種不含砂的輕混凝土。

二、纖維混凝土fibrousconcrete纖維混凝土是一種於普通混凝土為基材，外摻各種短切纖維材料而製成的纖維增強混凝土。三、聚合物混凝土polymerconcrete聚合物混凝土是一種在其中引入了聚合物的混凝土。按聚合物引入的方法不同，可分為聚合物浸漬混凝土（PIC）、聚合物膠結(jié)混凝土（PC）和聚合物水泥混凝土（PCC）。1.聚合物浸漬混凝土2.聚合物膠結(jié)混凝3.聚合物水泥混凝土四、高強混凝土highstrengthconcrete高強混凝土是指常規(guī)材料和常規(guī)工藝配製的C60及以上強度等級的混凝土。目前，我國應(yīng)用較廣的是C60～C80高強混凝土，主要用於橋樑、軌枕、高層建築的基礎(chǔ)和柱、輸水管、預(yù)應(yīng)力管樁等。

建筑材料

第六章

砌築材料

一、教學(xué)要求掌握燒結(jié)普通磚(包括粘土磚、葉巖磚、煤矸石磚、粉煤灰磚)和蒸壓磚(包括灰砂磚等)的相關(guān)技術(shù)性能及應(yīng)用；瞭解砌塊的種類，掌握砌塊的相關(guān)性質(zhì)；理解巖石的種類，熟悉常用的石材，掌握相關(guān)的力學(xué)性質(zhì)。二、重點、難點1．磚的類型及技術(shù)性能2．砌塊的種類及相關(guān)性質(zhì)3．巖石的分類及特性4．常用石材及選用原則第一節(jié)磚一、燒結(jié)磚bakedbrick（一）燒結(jié)普通磚燒結(jié)普通磚是以粘土、葉巖、煤矸石、粉煤灰為主要原材料，經(jīng)焙燒而成的尺寸為240×115×53㎜直角六面體塊材。粘土質(zhì)材料在一定溫度下，其中的鋁矽酸鹽礦物部分熔融，冷卻後將其餘礦物顆粒粘結(jié)成一體，保持磚坯的形體，並具有一定的物理、力學(xué)性能。這一工藝稱為“燒結(jié)”或“焙燒”。燒結(jié)普通磚俗稱小磚、標準磚、實心磚等。

1．生產(chǎn)工藝：燒結(jié)普通磚的主要原料為粉質(zhì)或砂質(zhì)粘土，其主要化學(xué)成分為SiO2、Al2O3和Fe2O3和結(jié)晶水，由於地質(zhì)生成條件的不同，可能還含有少量的鹼金屬和鹼土金屬氧化物等。粘土磚的生產(chǎn)工藝主要包括取土、煉泥、制坯、乾燥、焙燒等。

2．主要技術(shù)性質(zhì)：根據(jù)國家標準GB/T5101-1998《燒結(jié)普通磚》的規(guī)定，燒結(jié)普通磚的技術(shù)要求包括形狀、尺寸、外觀品質(zhì)、強度等級和耐久性等方面。根據(jù)尺寸偏差和外觀品質(zhì)分為優(yōu)等品、一等品和合格品3個等級。①規(guī)格②強度等級。共有MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五個等級。

③抗風(fēng)化性能。磚的抗風(fēng)化性能通常用抗凍性、吸水率及飽和係數(shù)三項指標劃分?？箖鲂允侵附?jīng)15次凍融迴圈後不產(chǎn)生裂紋、分層、掉皮、缺棱、掉角等凍壞現(xiàn)象；且重量損失率小於2%，強度損失率小於規(guī)定值。吸水率是指常溫泡水24h的重量吸水率。飽和係數(shù)是指常溫24h吸水率與5h沸煮吸水率之比。④合格品出廠規(guī)定。要求棱角整齊、尺寸偏差小、顏色一致、不夾帶石灰等炸裂性礦物雜質(zhì)；在成批成品中不得混有欠火磚或酥磚。磚分為一等品和二等品。燒結(jié)磚的形成是磚坯經(jīng)高溫焙燒，使部分物質(zhì)熔融，冷凝後將未經(jīng)熔融的顆粒粘結(jié)在一起成為整體。當焙燒溫度不足時，熔融物太少，難以充滿磚體內(nèi)部，粘結(jié)不牢，這種磚稱為欠火磚。欠火磚孔隙率大，強度低，抗凍性差，外觀顏色較淺，為有缺陷磚。當焙燒溫度過高時，磚內(nèi)熔融物過多，造成高溫下的磚體變軟，此時磚在點支撐下易產(chǎn)生彎曲變形，這種磚為過火磚。它也屬於有缺陷磚。欠火磚與過火磚均為不合格產(chǎn)品。3．燒結(jié)普通磚的應(yīng)用普通粘土磚具有一定的強度和保溫隔熱性，耐久性好，生產(chǎn)工藝簡單，價格低廉，在建築工程中主要用作牆體材料，其中優(yōu)等品的磚可用於砌築清水牆，也可用於砌築柱、拱、煙囪、基礎(chǔ)等。在砌體中配製適當?shù)匿摻罨蜾摻罹W(wǎng)成為配筋砌體，可代替鋼筋混凝土過梁或柱。

紅磚

青磚（二）燒結(jié)多孔磚和空心磚（1）燒結(jié)多孔磚porousbrick燒結(jié)多孔磚內(nèi)的孔洞尺寸小而數(shù)量多，孔洞分佈在大面尚且均勻合理，非孔部分磚體較密實，所以強度較高。燒結(jié)多孔磚根據(jù)10塊的抗壓強度分為ＭＵ30、ＭＵ25、ＭＵ20、ＭＵ15、ＭＵ10五個強度等級。（2）燒結(jié)空心磚holdbrick

燒結(jié)空心磚是指孔洞率大於3５％，孔尺寸大而孔數(shù)量少的磚。燒結(jié)空心磚的尺寸一般較大，空洞通常平行於承壓面，抗壓強度較低。依據(jù)抗壓強度可劃分為ＭＵ5.0、ＭＵ3.0和ＭＵ2.0三種強度等級。根據(jù)空心磚（含空洞）的表觀密度劃分為800、900、1100㎏/m3三個等級的空心磚。每個密度級別根據(jù)外觀品質(zhì)、強度等級、尺寸偏差和物理性能，又分為優(yōu)等品（Ａ）、一等品（Ｂ）與合格品（Ｃ）三個等級。

玻璃空心磚二、非燒結(jié)磚1.蒸壓灰砂磚。蒸壓灰砂磚是以石灰和砂為主要原料，經(jīng)磨細、混合攪拌、陳化、壓制成型和蒸壓養(yǎng)護製成的。一般石灰占10%～20%，砂占80%～90%。根據(jù)抗壓強度分為MU25、MU20、MU15、MU10四個等級。強度等級大於MU15的磚可用於基礎(chǔ)及其他建築部位。MU10磚可用於砌築防潮層以上的牆體。長期使用溫度高於200℃以及承受急冷、急熱或有酸性介質(zhì)侵蝕的建築部位應(yīng)避免使用灰砂磚。

2.粉煤灰磚。粉煤灰磚是用粉煤灰和石灰為主要原料，摻加適量石膏和爐渣，加水混合拌成坯料，經(jīng)陳化、輪碾、加壓成型，再通過常壓或高壓蒸汽養(yǎng)護而製成的一種牆體材料。其尺寸規(guī)格與普通粘土磚相同。3．爐渣磚。爐渣磚是以煤燃燒後的殘渣為主要原料，配以一定數(shù)量的石灰和少量石膏，配料、加水攪拌、陳化、輪輾、成型和蒸養(yǎng)或蒸壓養(yǎng)護而制得的實心砌牆磚。其規(guī)格與普通粘土磚相同。

第二節(jié)砌塊砌塊一、蒸壓加氣混凝土砌塊蒸壓加氣混凝土砌塊是以鈣質(zhì)材料（水泥、石灰等）、矽質(zhì)材料（砂、粉煤灰、?；郀t礦渣等）和水按一定比例配合，加入少量發(fā)氣劑（鋁粉）和外加劑，經(jīng)攪拌、澆築、切割、蒸壓養(yǎng)護等工序製成的一種輕質(zhì)、多孔砌築材料。蒸壓加氣混凝土砌塊具有品質(zhì)輕（約為燒結(jié)普通磚的1/3）、保溫隔熱性好、易加工、施工方便等優(yōu)點，在建築物中主要用於低層建築的承重牆、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的填充牆以及其他非承重牆。在無可靠的防護措施時，蒸壓加氣混凝土砌塊不得用於水中或高濕度環(huán)境、有侵蝕作用的環(huán)境和長期處於高溫環(huán)境中的建築物。二、混凝土砌塊1.普通混凝土小型空心砌塊普通混凝土小型空心砌塊是以水泥、砂子、石子、水為原料，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護而成的空心砌塊。砌塊的空心率不小於25%，主規(guī)格為390㎜×190㎜×190㎜，配以3～4種輔助規(guī)格，即可組成砌塊系列。2.輕骨料混凝土小型空心砌塊輕骨料混凝土小型空心砌塊是以矽酸鹽系列水泥為膠凝材料，普通砂或輕砂為細骨料，天然輕骨料或陶粒為粗骨料製成的砌塊。輕骨料混凝土小型空心砌塊根據(jù)幹表觀密度將砌塊分為500、600、700、800、900、1000、1200、1400八個密度等級級別。三、粉煤灰砌塊粉煤灰砌塊是以粉煤灰、石灰、石膏和骨料等為原料，加水攪拌、振動成型、蒸汽養(yǎng)護而成的。粉煤灰砌塊的形狀為直角六面體，主要規(guī)格尺寸880㎜×380㎜×240㎜和880㎜×430㎜×240㎜。粉煤灰砌塊按抗壓強度分為10級和13級兩個等級；根據(jù)外觀品質(zhì)、尺寸偏差及幹縮值分為一等品（A）、合格品（B）兩個品質(zhì)等級，其中一等品要求幹縮值≤0.75㎜，合格品要求幹縮值≤0.90㎜。粉煤灰砌塊適用於一般建築物的牆體和基礎(chǔ)。但由於粉煤灰砌塊的幹縮值較大，變形大於同標號的水泥混凝土製品，因此不宜用於長期受高溫影響的承重牆，也不宜用於有酸性介質(zhì)侵蝕的部位。第三節(jié)天然石材天然巖石根據(jù)其形成的地質(zhì)條件不同，可分為巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖三大類。

一、巖漿巖magmaticrock

（一）巖漿巖的形成及種類

巖漿巖又稱火成巖，它是地殼深處的熔融巖漿上升到地表附近或噴出地表經(jīng)冷凝而形成的巖石。根據(jù)巖漿冷凝情況不同，巖漿巖又可分為深成巖、噴出巖和火山巖三種1.深成巖deep-seatedrock深成巖是地殼深處的巖漿，在受上部覆蓋層壓力的作用下經(jīng)緩慢且較均勻地冷凝而形成的巖石。常見的深成巖有花崗巖、正長巖、閃長巖、橄欖巖。2.噴出巖噴出巖是巖漿噴出地表後，在壓力驟減、迅速冷卻的條件下形成的巖石。其特點是大部分結(jié)晶不完全，多呈細小結(jié)晶（隱晶質(zhì)）或玻璃質(zhì)（解晶質(zhì)）。

3.火山巖火山巖是火山爆發(fā)時，巖漿被噴到空中急速冷卻後形成的巖石。其特點是呈多孔玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，表觀密度小。常見的火山巖有火山灰、浮石、火山渣、火山凝灰?guī)r等。噴出巖中的安山巖（二）建築工程常用的巖漿巖

1．花崗巖granite花崗巖是巖漿巖中分布較廣的一種巖石，主要由長石、石英和少量雲(yún)母（或角閃石等）組成，有時也稱為麻石。

2．玄武巖、輝綠巖basaltdiabase玄武巖是噴出巖中最普通的一種，顏色較深，常呈玻璃質(zhì)或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，有時也呈多孔狀或斑形構(gòu)造。常用作高強混凝土的骨料，也用其鋪築道路路面等。輝綠巖主要由鐵、鋁矽酸鹽組成。具有較高的耐酸性，可用作耐酸混凝土的骨料。

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金湖紅羅源紅B

羅源紅A羅源櫻花紅光澤珍珠紅永定紅

蒲城牡丹紅光澤紅A光澤紅B光澤鐵關(guān)紅玄武巖3．火山灰、浮石、火山凝灰?guī)r火山灰是顆粒粒徑小於5mm的粉狀火山巖。磨細後可用作水泥的混合材料及混凝土的摻合料。浮石floatstone是粒徑大於5mm並具有多孔構(gòu)造（海綿狀或泡沫狀火山玻璃）的火山巖。其表觀密度?。ㄒ话銥?00～600kg/m3），可用作輕質(zhì)混凝土的骨料。

火山凝灰?guī)r是凝聚並膠結(jié)成大塊的火山巖。具有多孔構(gòu)造，表觀密度小，抗壓強度為5～20MPa?？捎米髌鰻澆牧虾洼p混凝土的骨料。浮石二、沉積巖sedimentaryrock

1．石灰?guī)rlimerock俗稱灰石或青石。主要化學(xué)成分為CaCO3。2．砂巖sandstone砂巖主要是由石英砂或石灰?guī)r等細小碎屑經(jīng)沉積並重新膠結(jié)而成的巖石。三、變質(zhì)巖metamorphicrock

1．大理巖marble天然大理巖具有純黑、純白、純灰、淺灰、綠、米黃等多種色彩，並且斑紋多樣，千姿百態(tài)，樸素自然。大理巖石質(zhì)細膩、光澤柔潤、絢麗多彩，磨光後具有優(yōu)良的裝飾性。石灰?guī)r

白砂巖

黃色大理巖石灰?guī)r深雕2．石英巖quartzite石英巖是由矽質(zhì)砂巖變質(zhì)而成，晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)均勻緻密，抗壓強度高（250～400MPa），耐久性好。但硬度大、加工困難。常用作重要建築物的貼面，耐磨耐酸的貼面材料，其碎塊可用作混凝土的骨料。

3．片麻巖gneiss片麻巖是由花崗巖變質(zhì)而成，其礦物成分與花崗巖相似，呈片狀構(gòu)造，沿解理方向易於開採加工，但在凍融迴圈過程中易剝落分離成片狀，故抗凍性差，易於風(fēng)化。常用作碎石、塊石及人行道石板等。二、建築工程常用天然石材及選用原則（一）塊狀石材

1.毛石rubble

指形狀不規(guī)則的塊石。根據(jù)其外形又分為亂毛石和平毛石兩種。毛石主要用於砌築基礎(chǔ)、勒腳、牆身、擋土牆、堤壩等。

2.料石squaredstone

指經(jīng)人工鑿琢或機械加工而成的規(guī)則六面體塊石。按表面加工的平整度可分為四種：

⑴毛料石：表面不經(jīng)加工或稍加修整的料石。

⑵粗料石：表面加工成凹凸深度不大于20mm的料石。

⑶半細料石：表面加工成凹凸深度不大於10mm的料石。

⑷細料石：表面加工成凹凸深度不大於2mm的料石。

（二）板狀石材

1.天然大理石板材主要用於室內(nèi)飾面，如牆面、地面、柱面、臺面、欄桿、踏步等。通常只有白色大理石（漢白玉）等少數(shù)緻密、質(zhì)純的品種可用於室外。

2.天然花崗石板材由於花崗石板材質(zhì)感豐富，具有華麗高貴的裝飾效果，且質(zhì)地堅硬、耐久性好，所以是室內(nèi)外高級裝飾材料。主要用於建築物的牆、柱、地、樓梯、臺階、欄桿等表面裝飾及服務(wù)臺、展示臺等。三、工程對砌築石材的要求有：（１）石材尺寸規(guī)格常用的砌築石材有毛石和料石。毛石為不規(guī)則形，但毛石的中間厚度不小於15ｃｍ，至少有一個方向的長度不小於30㎝，平毛石應(yīng)有兩個大致平行的面。料石的寬度和厚度均不宜小於20ｃｍ，長度不宜大於厚度的４倍，形狀應(yīng)大致呈六面體。（２）石材抗壓強度根據(jù)邊長70ｍｍ立方體試件的抗壓強度，砌築石材的強度等級分為ＭＵ10、ＭＵ15、ＭＵ20、ＭＵ30、ＭＵ40、ＭＵ50、ＭＵ60、ＭＵ80、ＭＵ100共九個等級。(４)石材抗凍性試件在規(guī)定的凍融迴圈次數(shù)內(nèi)無（穿過試件兩棱角的）貫穿裂紋，品質(zhì)損失不超過５％，強度降低不大於２５％的石材方為合格。常用砌築石材有花崗巖、石灰?guī)r、砂巖、片麻巖等。四、裝飾石材1．天然大理石天然大理石是石灰?guī)r或白雲(yún)巖在地殼內(nèi)經(jīng)過高溫高壓作用形成的變質(zhì)巖，多為層狀結(jié)構(gòu)，有明顯的結(jié)晶，紋理有斑紋、條紋之分，是一種富有裝飾性的天然石材。天然大理石化學(xué)成分為碳酸鹽（如碳酸鈣或碳