《土木工程材料》課件匯 陳正 0緒論-4.5混凝土的變形

第0章緒論綱要0.1概述0.2土木工程材料的發(fā)展史0.3土木工程材料的技術(shù)標準0.4土木工程材料學科的特點、要求及學習方法第0章緒論–0.1概述定義什么是土木工程材料？土木工程材料是房屋、橋梁、道路、水工等土建工程中所有材料的總稱。水泥石灰砂石鋼材瀝青塑料木材第0章緒論–0.1概述土木工程材料的重要性體現(xiàn)在哪些方面？土木工程材料是建筑業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，在建筑工程總投資中，土木工程材料的投資通常占50%以上各式各樣建筑藝術(shù)的發(fā)揮以及各種建筑功能的實現(xiàn)，必須有品種多樣、質(zhì)量良好的土木工程材料土木工程材料的質(zhì)量直接關(guān)系到建筑工程的質(zhì)量重要性第0章緒論–0.1概述土木工程材料與現(xiàn)代生活安全、優(yōu)質(zhì)的土木工程材料AND為人類安居的場所提供保障合理使用劣質(zhì)的土木工程材料OR引發(fā)安全事故不合理使用第0章緒論–0.1概述與土木工程材料有關(guān)的工程事故2010年11月15日14時，上海靜安區(qū)膠州路一棟高層公寓起火，大火導致58人遇難。事故現(xiàn)場違規(guī)使用大量尼龍網(wǎng)、聚氨酯泡沫等易燃土木工程材料是導致大火迅速蔓延的主要原因之一第0章緒論–0.1概述與土木工程材料有關(guān)的工程事故2011年3月28日，貴陽市金陽新區(qū)的一個城中村發(fā)生在建樓房垮塌事故，9人遇難樓房的第三層和第四層違規(guī)采用空心磚作為承重墻第0章緒論–0.1概述劣質(zhì)建材帶來的問題劣質(zhì)木地板木地板吸水膨脹導致翹曲較高的吸水率和吸水膨脹率第0章緒論–0.1概述建材不合理使用引發(fā)的問題鋪設(shè)前未在當?shù)丨h(huán)境中放置木地板干縮導致開裂木地板中的含水率未降至平衡含水率第0章緒論–0.1概述土木工程材料如何分類？基礎(chǔ)用土木工程材料分類按所處部位分類主體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結(jié)構(gòu)材料按使用功能分類圍護材料保溫隔熱材料防水材料裝飾裝修材料吸聲隔聲材料第0章緒論–0.1概述土木工程材料如何分類？無機材料分類按化學成分和組成分類有機材料復合材料金屬材料非金屬材料植物材料高分子材料金屬非金屬復合材料無機有機復合材料鐵、鋼、鋁等混凝土、石灰、磚等木材、竹材及制品等瀝青、塑料、合成橡膠等鋼纖維混凝土、鋁塑板等瀝青混凝土、聚合物混凝土等第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史土木工程材料與人類文明土木工程材料人類文明第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史舊石器時代舊石器時代——居住在天然洞穴，不需要土木工程材料第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史土木工程材料發(fā)展時間軸土木新石器時代公元2000年公元1000年公元元年5000年前一萬年前西安半坡氏族的圓形房子木基礎(chǔ)、柱、梁粘土和草墻河姆渡干欄式房屋復原圖第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史新石器時代：土、木第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史新石器時代：土、木土磚房粘土秸稈或稻草曬干土磚粘土砌筑膠凝材料第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史新石器時代：土、木粘土砂和草曬干土磚粘土砌筑膠凝材料埃及人采用尼羅河的泥漿制做土磚砌筑房屋第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史新石器時代：土、木土優(yōu)點取材方便可塑性好缺點干縮開裂耐水性差第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史新石器時代：土、木木優(yōu)點輕質(zhì)高強易于加工彈性和韌性好缺點內(nèi)部不均勻濕脹干縮大耐火和耐腐朽性差第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史新石器時代：土、木古代工程建設(shè)也稱為大興土木土木工程土木第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史土木工程材料發(fā)展時間軸公元2000年公元1000年公元元年5000年前一萬年前土、木石石灰、石膏、火山灰青銅時代石器時代第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史青銅時代：石材柱礎(chǔ)墻垣第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史青銅時代：石材左塞爾階梯金字塔公元前2700年世界上最早用石塊修建的陵墓胡夫金字塔公元前2560年世界上最大的金字塔實心的巨石體第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史青銅時代：石材希臘巴特農(nóng)神廟空間架構(gòu)公元前438年建成46根高達10米的石柱支撐建筑中梁跨度都很小的抗壓強度非常石高但抗彎抗剪強度較弱第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史青銅時代：石材拱第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史青銅時代：石材建于公元72至82年間面積約2萬平方米10萬立方米石料可容納近九萬人

古羅馬圓形大劇場第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史青銅時代：石材趙州橋公元605至616年橋體全部用石料建成凈跨37m寬9m拱矢高度7.24m利用拱將石材的優(yōu)勢充分發(fā)揮第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史青銅時代：石材石優(yōu)點抗壓強度高耐久性好缺點自重大抗彎抗剪強度低加工運輸困難第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史青銅時代：石灰、石膏古埃及：石膏古希臘：石灰硫酸鈣氧化鈣(生石灰)氫氧化鈣(熟石灰)第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史青銅時代：石灰、石膏古羅馬：石灰+砂第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史青銅時代：石灰、石膏石灰共同點煅燒溫度較低可塑性和保水性好強度低耐水性差石膏第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史青銅時代：石灰、石膏石灰不同點石膏水化熱大凝結(jié)硬化慢體積收縮大凝結(jié)硬化快體積微膨脹第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史青銅時代：火山灰維蘇威火山龐貝古城第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史火山灰優(yōu)點具有潛在水硬性強度高耐久性好缺點天然資源較少活性氧化硅青銅時代：火山灰第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史青銅時代：火山灰羅馬砂漿羅馬萬神殿石灰砂火山灰第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史土木工程材料發(fā)展時間軸公元2000年公元1000年公元元年5000年前一萬年前土、木石器時代石、石灰、石膏、火山灰青銅時代磚瓦鐵器時代第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史鐵器時代：磚、瓦長城磚：重量不大，尺寸相同人工搬運

手工施工施工方便加快施工速度提升了施工質(zhì)量第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史鐵器時代：磚、瓦紅磚青磚第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史鐵器時代：磚、瓦磚優(yōu)點取材方便煅燒溫度較低抗壓強度較高運輸方便缺點孔隙率大抗彎抗剪強度低破壞土地資源第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史鐵器時代：磚、瓦多孔磚空心磚第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史鐵器時代：磚、瓦阿房宮前殿遺址西漢“都司空”瓦當?shù)?章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史鐵器時代：磚、瓦普通瓦琉璃瓦第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史鐵器時代：磚、瓦瓦優(yōu)點防水隔熱性好強度較高耐腐蝕性好缺點脆性大易破損第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史土木工程材料發(fā)展時間軸公元2000年公元1000年公元元年5000年前一萬年前土、木石器時代石、石灰、石膏、火山灰青銅時代磚、瓦鐵器時代鋼鐵混凝土工業(yè)時代第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土英國塞文河鐵橋（1779年）英國桑德蘭鐵橋（1796年）拱形結(jié)構(gòu)，跨度30米單跨拱橋，全長72米第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史法蘭西劇院的鐵屋頂（1786年）工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史巴黎舊王宮奧爾良廊（1829-1831年）巴黎植物園的溫室（1833年）工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史倫敦海德公園世界博覽會會館（1851年）工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史埃菲爾鐵塔（1889年）芝加哥家庭保險公司大廈（1885年）共10層，高55米塔高328米，重約7000噸18000個鋼鐵部件和250萬個鉚釘工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史鋼優(yōu)點輕質(zhì)高強剛度大材質(zhì)均勻塑性、韌性好缺點耐腐蝕性差耐火性差工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史紐約世貿(mào)中心110層，411米塔柱邊寬63.5米用鋼78000噸

外圍為密置的鋼柱墻面為鋁板和玻璃工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土78-84thfloors94-98thfloors第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史2001年9月11日8:46AM北樓10:28AM9:03AM南樓10:05AM工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史1750180018501900燒制水硬性石灰1756年愛迭斯頓燈塔英國工程師斯米頓發(fā)現(xiàn)：水硬性石灰，必須采用含有粘土的石灰石來燒制。工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史1750180018501900燒制水硬性石灰1756年燒制羅馬水泥1796年英國人帕克用泥灰?guī)r燒制出了一種水泥，外觀呈棕色，很像古羅馬時代的石灰和火山灰混合物，命名為羅馬水泥。天然泥灰?guī)r作原料，不經(jīng)配料直接燒制而成的，故又名天然水泥。具有良好的水硬性和快凝特性，特別適用于與水接觸的工程。工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史1750180018501900燒制水硬性石灰1756年燒制羅馬水泥1796年發(fā)明波特蘭水泥1824年英國建筑工人阿斯普丁取得了波特蘭水泥的專利權(quán)。他用石灰石和粘土為原料，按一定比例配合后，在立窯內(nèi)煅燒成熟料，再經(jīng)磨細制成水泥。工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史1750180018501900燒制水硬性石灰1756年燒制羅馬水泥1796年發(fā)明波特蘭水泥1824年發(fā)明鐵網(wǎng)水泥花盆1867年莫尼哀的鐵網(wǎng)水泥花盆的設(shè)計圖紙工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史1750180018501900燒制水硬性石灰1756年燒制羅馬水泥1796年發(fā)明波特蘭水泥1824年發(fā)明鐵網(wǎng)水泥花盆1867年建成鋼筋混凝土橋1875年首座鋼筋混凝土橋長16米、寬4米工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史1750180018501900燒制水硬性石灰1756年燒制羅馬水泥1796年發(fā)明波特蘭水泥1824年發(fā)明鐵網(wǎng)水泥花盆1867年建成鋼筋混凝土橋1875年建成英格爾斯大樓1903年美國辛辛那提市的英格爾斯大樓16層，高64米世界上第一幢鋼筋混凝土高層建筑工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史課堂討論：鋼筋和混凝土是兩種物理性質(zhì)和力學性能都很不相同的材料，它們?yōu)槭裁纯梢韵嗷ソY(jié)合，共同工作并獲得非常良好的效果呢？混凝土良好的粘結(jié)性能鋼筋和混凝土非常接近的線膨脹系數(shù)工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史混凝土優(yōu)點原材料豐富成本低抗壓強度高可塑性好與鋼筋粘結(jié)良好缺點抗拉強度低自重大硬化慢工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史鋼混凝土作為鋼筋的保護層降低鋼筋耐腐蝕性差和耐火性差給結(jié)構(gòu)帶來的風險

鋼和混凝土的組合結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能和耐腐蝕耐火等性能。作為承受拉力的載體可以彌補混凝土抗拉強度低的弱點工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史華沙文化科學宮（1955年）迪拜塔（2010年）42層241米162層，828米工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史土木工程材料發(fā)展時間軸公元2000年公元1000年公元元年5000年前一萬年前土、木石器時代石、石灰、石膏、火山灰青銅時代磚、瓦鐵器時代鋼鐵、水泥、混凝土工業(yè)時代功能材料、智能材料等新型建材科技時代新型智能材料第0章緒論–0.2土木工程材料的發(fā)展史科技時代：新型建材新型防水材料新型保溫材料新型復合材料第0章緒論–0.3土木工程材料的技術(shù)標準土木工程材料有哪些標準？代號是什么？強制性標準GB國家標準推薦性標準GB/T建工行業(yè)標準JGJ行業(yè)標準建材行業(yè)標準JC交通行業(yè)標準JT冶金行業(yè)標準YB水電行業(yè)標準SD林業(yè)行業(yè)標準LYDB地方標準QB企業(yè)標準標準第0章緒論–0.3土木工程材料的技術(shù)標準土木工程材料有哪些標準？代號是什么？《白色硅酸鹽水泥》GB/T

2015－2017發(fā)布年號：2017年發(fā)布順序號：2015標準代號：GBT為推薦標準，無T為強制標準

標準名稱：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范各級標準均有相應的代號，其表示方法由標準名稱、標準代號、發(fā)布順序號和發(fā)布年號組成標準第0章緒論–0.4土木工程材料學科的特點、要求及學習方法檢驗技術(shù)要求應用性質(zhì)生產(chǎn)參照標準組成和成分環(huán)境“一條主線”學習思維第1章材料的基本性質(zhì)綱要1.1材料的物理性質(zhì)1.2材料的力學性質(zhì)1.3材料的耐久性1.4材料的裝飾性1.5材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對材料性質(zhì)的影響第1章材料的基本性質(zhì)綱要1.1物理性質(zhì)1.1.1與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)1.1.2與水有關(guān)的性質(zhì)1.1.3與熱有關(guān)的性質(zhì)1.2力學性質(zhì)1.2.1強度與比強度1.2.2彈性與塑性1.2.3脆性和韌性1.2.4硬度和耐磨性物理性質(zhì)和力學性能的區(qū)別材料的物理性質(zhì)和力學性質(zhì)有何區(qū)別？第1章材料的基本性質(zhì)

材料的自身特性物理性質(zhì)材料在承受各種外加載荷時所表現(xiàn)出的特征力學性質(zhì)與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度有何區(qū)別？材料的體積構(gòu)成第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)封閉孔隙（體積為Vb）開口孔隙（體積為Vk）固體物質(zhì)（體積為V）絕對密實體積V （密度）表觀體積V’=V+Vb

（表觀密度）自然體積V0=V’+Vk （體積密度）與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度有何區(qū)別？材料的體積構(gòu)成第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)材料顆粒（體積為V0）顆粒間空隙（體積為Vp’）絕對密實體積V （密度）表觀體積V’=V+Vb

（表觀密度）自然體積V0=V’+Vk （體積密度）堆積體積V’0=V0+Vp’

（堆積密度）與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度有何區(qū)別？第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)工程中砂石材料，通常用排水法測定其表觀體積什么引起了材料性質(zhì)的千變?nèi)f化？

你能舉出身邊的例子進行說明嗎？

第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)紅木和速生桉都是木材，為什么紅木這么重？木材與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度有何區(qū)別？第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)絕對密實體積V 密度：

孔隙率：表觀體積V’=V+Vb

表觀密度：

密實度：自然體積V0=V’+Vk

體積密度：

空隙率：堆積體積V’0=V0+Vp’

堆積密度：

填充率：與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)課堂計算：一塊規(guī)則的4.0cm×2.0cm×2.0cm的材料，稱得其質(zhì)量為34.4g，在水中浸泡足夠長時間，用布擦干后測其質(zhì)量為35.5g，將其烘干，磨細放入李氏瓶，測得其體積為13.2cm3。求：該材料的密度、表觀密度、體積密度和孔隙率。絕對密實體積V=13.2cm3

密度：

自然體積V0=4×2×2=16.0cm3

體積密度：

表觀體積V’=V0-Vk=16.0-(35.5-34.4)=14.9

cm3

表觀密度：孔隙率：

與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)親水性憎水性與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)全干狀態(tài)材料含水率等于或幾乎為零時可稱為全干狀態(tài)材料的含水狀態(tài)與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)全干狀態(tài)含水率與大氣濕度平衡時稱氣干狀態(tài)材料的含水狀態(tài)氣干狀態(tài)與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)全干狀態(tài)材料表面干燥而內(nèi)部孔隙含水達飽和時稱飽和面干狀態(tài)材料的含水狀態(tài)氣干狀態(tài)飽和面干狀態(tài)與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)全干狀態(tài)材料內(nèi)部孔隙水飽和且表面還附有一層水時稱濕潤狀態(tài)材料的含水狀態(tài)氣干狀態(tài)飽和面干狀態(tài)濕潤狀態(tài)與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

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。

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。吸濕性吸水性含水率含水狀態(tài)質(zhì)量–干燥狀態(tài)質(zhì)量干燥狀態(tài)質(zhì)量吸水率吸水飽和狀態(tài)質(zhì)量–干燥狀態(tài)質(zhì)量干燥狀態(tài)質(zhì)量與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)劣質(zhì)木地板木地板吸水膨脹導致翹曲較高的吸水率和吸水膨脹率與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

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)，耐水性用軟化系數(shù)表示。

通常認為軟化系數(shù)大于0.85的材料可作為耐水材料耐水性軟化系數(shù)吸水飽和狀態(tài)下的材料抗壓強度

干燥狀態(tài)下的材料抗壓強度與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)衛(wèi)生間頂部水池底部大壩底部天花板與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)衛(wèi)生間頂部水池底部大壩底部天花板：液體壓力與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)衛(wèi)生間頂部水池底部大壩底部天花板與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

材料的抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)，材料的抗?jié)B性好壞可用滲透系數(shù)和抗?jié)B等級表示。滲透系數(shù)抗?jié)B等級抗?jié)B性與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)滲透系數(shù)抗?jié)B等級

材料的抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)，材料的抗?jié)B性好壞可用滲透系數(shù)和抗?jié)B等級表示。抗?jié)B性與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)滲透系數(shù)抗?jié)B等級

材料的抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)，材料的抗?jié)B性好壞可用滲透系數(shù)和抗?jié)B等級表示?？?jié)B性

滲透系數(shù)反映了單位時間內(nèi),在單位水頭作用下,通過單位面積和厚度的滲透水量。WtdhA與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)抗?jié)B等級以符號“P”和材料可承受的水壓力值來表示，如P4、P6、P8和P10表示該試件抵抗靜水壓力的能力為0.4MPa、

0.6MPa、0.8MPa和1.0MPa。滲透系數(shù)抗?jié)B等級

材料的抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)，材料的抗?jié)B性好壞可用滲透系數(shù)和抗?jié)B等級表示?？?jié)B性與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)滲透系數(shù)抗?jié)B等級

材料的抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)，材料的抗?jié)B性好壞可用滲透系數(shù)和抗?jié)B等級表示。抗?jié)B性材料的抗?jié)B性越好越小越高與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)：凍融循環(huán)與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

材料的抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞的性質(zhì)。材料的抗凍性用抗凍等級表示?？箖龅燃?/p>

材料的抗凍等級是材料試塊在吸水飽和狀態(tài)下，經(jīng)受反復凍融循環(huán)，以抗壓強度下降不超過25%，且質(zhì)量損失不超過5%時所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)確定?？箖鲂耘c水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

材料的抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞的性質(zhì)。材料的抗凍性用抗凍等級表示?？箖龅燃壙箖鲂圆牧系目箖鲂栽胶迷礁吲c熱有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)導熱性是材料傳導熱量的能力。導熱性的大小以導熱系數(shù)表示，導熱系數(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㎡),并透過單位厚度(1m)的材料所傳導的熱量。材料的導熱系數(shù)越小，其絕熱性越好。導熱性與熱有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

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。

材料的比熱容是指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。熱容量與熱有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)與熱有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)課堂討論：雙層玻璃具有較好的保溫性能是利用材料的什么熱性質(zhì)？與熱有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

材料的熱變形性是指材料在溫度變化時的尺寸變化（熱脹冷縮）。材料的熱變形性常用線膨脹系數(shù)表示。

材料的線膨脹系數(shù)是指材料溫度升高1K時其線變形量與原尺寸的變化比例。熱變形性耐燃性與熱有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

耐燃性是材料對火焰和高溫的抵抗能力，是影響建筑物防火、建筑結(jié)構(gòu)耐火等級的一項因素。材料可分為： 非燃燒材料：不起火，不碳化，不微燃 難燃材料：難起火，難碳化，難微燃 可燃材料：火源移走還會繼續(xù)燃燒

易燃材料：立即起火并蔓延與熱有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)2010年11月15日14時，上海靜安區(qū)膠州路一棟高層公寓起火，大火導致58人遇難。事故現(xiàn)場違規(guī)使用大量尼龍網(wǎng)、聚氨酯泡沫等易燃材料是導致大火迅速蔓延的主要原因之一強度與比強度第1章材料的基本性質(zhì)–1.2力學性質(zhì)

材料的強度是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力。根據(jù)外力作用方式的不同，材料強度有抗壓、抗拉、抗剪、抗彎強度等。強度抗壓抗拉抗剪抗彎強度與比強度第1章材料的基本性質(zhì)–1.2力學性質(zhì)

材料的強度是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力。根據(jù)外力作用方式的不同，材料強度有抗壓、抗拉、抗剪、抗彎強度等。強度

材料的比強度是指材料的強度與其表觀密度之比。它是評價材料是否輕質(zhì)高強的指標。材料比強度越大，越輕質(zhì)高強。比強度比強度強度與比強度第1章材料的基本性質(zhì)–1.2力學性質(zhì)

材料的比強度是指材料的強度與其表觀密度之比。它是評價材料是否輕質(zhì)高強的指標。材料比強度越大，越輕質(zhì)高強。常用材料的比強度：低碳鋼 0.045普通混凝土 0.017松木（順紋抗拉） 0.2粘土磚 0.006玻璃鋼 0.225彈性與塑性第1章材料的基本性質(zhì)–1.2力學性質(zhì)

材料的彈性是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當外力取消后，能夠完全恢復原來形狀的性質(zhì)。這種完全恢復的變形稱為彈性變形。彈性

材料的塑性是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，如果外力取消后，有部分變形不能夠恢復的性質(zhì)。這種不能恢復的變形稱為塑性變形。塑性脆性與韌性第1章材料的基本性質(zhì)–1.2力學性質(zhì)

材料受力達到一定程度時，突然發(fā)生破壞，并無明顯的變形，材料的這種性質(zhì)稱為脆性。

材料在荷載作用下，能夠吸收較大的能量，同時產(chǎn)生較大的變形而不破壞的性質(zhì)稱為韌性。脆性韌性脆性與韌性第1章材料的基本性質(zhì)–1.2力學性質(zhì)

在破壞前無明顯變形或其他預兆的突發(fā)性破壞類型稱為脆性破壞。

在破壞前有明顯變形或其他預兆的破壞類型稱為延性破壞。脆性破壞延性破壞硬度與耐磨性第1章材料的基本性質(zhì)–1.2力學性質(zhì)

材料的硬度是材料表面的堅硬程度，是抵抗其它硬物刻劃、壓入其表面的能力。通常用刻劃法，回彈法和壓入法測定材料的硬度。硬度

耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力。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試件的單位受磨面積上材料磨損前后的質(zhì)量差。第1章材料的基本性質(zhì)-1.3材料的耐久性生物作用化學作用環(huán)境作用物理作用機械作用材料耐久性的測定：通常采用快速檢驗法進行檢驗提高材料耐久性的意義：節(jié)約工程材料，保證建（構(gòu)）筑物長期安全、減少維修費用、延長建（構(gòu)）筑物使用壽命。第1章材料的基本性質(zhì)-1.4材料的裝飾性質(zhì)感紋樣光澤裝飾性顏色透明性裝飾性是裝飾材料的主要性能要求之一，指材料的外觀特性給人的感覺效果第1章材料的基本性質(zhì)-1.5材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對材料性質(zhì)的影響玻璃體微觀結(jié)構(gòu)晶體膠體材料的組成分為化學組成和礦物組成多孔結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)致密結(jié)構(gòu)微孔結(jié)構(gòu)聚集結(jié)構(gòu)等亞微觀結(jié)構(gòu)：光學顯微鏡所能觀察到的材料結(jié)構(gòu)建筑石灰2.1建筑石膏2.2水玻璃2.3內(nèi)容提要2氣硬性膠凝材料重點和難點石灰的技術(shù)要求、特性和應用石膏的技術(shù)要求、特性和應用重點難點石灰和石膏的特性區(qū)別水玻璃的特性2氣硬性膠凝材料2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰思考氣硬性膠凝材料與水硬性膠凝材料有何區(qū)別？石灰有何特點，使用時要注意什么？氣硬性膠凝材料建筑石膏建筑石灰水玻璃水硬性膠凝材料水泥無機膠凝材料分類2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰膠凝材料的定義在一定的條件下，經(jīng)過自身的一系列化學和物理作用后，由液態(tài)或半固態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的材料。膠凝材料的分類如瀝青、聚合物等膠凝材料無機膠凝材料有機膠凝材料氣硬性膠凝材料水硬性膠凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等“水泥”無機膠凝材料分類2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持或繼續(xù)發(fā)展其強度的膠凝材料（不能在水中硬化的膠凝材料）。如石灰、石膏、水玻璃等。只適用于地上和干燥環(huán)境。水硬性膠凝材料

不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化，并保持和繼續(xù)發(fā)展其強度的膠凝材料。如水泥。適用于地上、地下、水中工程。無機膠凝材料分類2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰石灰的原料石灰石2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰原材料生產(chǎn)石灰的原材料包括天然石灰石和化工副產(chǎn)品。主要成分為CaCO3。生產(chǎn)工藝——煅燒石灰生產(chǎn)過程，是石灰石煅燒過程。

CaCO3==CaO+CO2MgCO3==MgO+CO2900℃700℃生石灰石灰的生產(chǎn)2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰石灰的生產(chǎn)2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰在實際生產(chǎn)中，為加快分解，煅燒溫度常提高到1000～1100℃。由于石灰石原料的尺寸大或煅燒時窯中溫度分布不勻等原因，石灰中常含有欠火石灰和過火石灰。欠火石灰中的碳酸鈣未完全分解，使用時缺乏粘結(jié)力。過火石灰結(jié)構(gòu)密實，表面常包覆一層熔融物，熟化很慢。公路施工時的生石灰消解時間過短易形成過火石灰，形成蘑菇現(xiàn)象，造成路面隆起。過火石灰危害：過火石灰結(jié)構(gòu)緊密，且表面有一層深褐色的玻璃狀外殼。故熟化很慢，當被用于建筑后，能繼續(xù)熟化產(chǎn)生體積膨脹，從而引起裂縫和局部脫落現(xiàn)象。過火石灰消除：石灰漿應在消化池中存放2個星期以上（稱為“陳伏”），使未熟化的顆粒充分熟化?！瓣惙逼陂g，石灰漿表面應覆蓋一層水膜，以免石灰碳化。石灰的品種按石灰中的氧化鎂含量的高低分鎂質(zhì)石灰熟化較慢，易引發(fā)制品開裂。生石灰鈣質(zhì)石灰鎂質(zhì)石灰MgO≤5%MgO＞5%石灰的品種2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰石灰的品種按成品的加工方法分生石灰：石灰石煅燒后的塊狀物CaO生石灰粉：塊狀生石灰磨細后的粉末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狀物Ca(OH)2和水石灰的品種2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰生石灰的熟化熟化的過程生石灰+水熟石灰熟化的方式淋灰——生石灰粉（消石灰粉）化灰——熟石灰膏熟化過程的特點放出大量的熱；體積膨脹1.5～2倍。熟化過程的注意事項熟石灰在使用前必須陳伏2~3周以上——防止過燒石灰的危害；在化灰池表面保留一層水——防止石灰碳化。

MgO+H2O==Mg（OH）2CaO+H2O==Ca（OH）2+64.83kj石灰的熟化過程2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰石灰的硬化結(jié)晶作用：Ca（OH）2從飽和溶液中析出，晶體互相交叉連生，從而提高強度。碳化作用：Ca（OH）2空氣中的CO2發(fā)生化學反應，形成CaCO3使石灰的強度逐漸提高。Ca(OH)2

+CO2

+nH2O==CaCO3

+(n+1)

H2O石灰的硬化過程2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰石灰的質(zhì)量等級建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaO＋MgO的含量，可分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。石灰的特性1.可塑性和保水性好；2.凝結(jié)硬化慢、強度低；3.硬化后體積收縮大，易開裂；4.耐水性差；5.吸濕性強。石灰的技術(shù)性質(zhì)2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰石灰的應用2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰工程案例

某工地因工期緊，急需配置石灰砂漿?，F(xiàn)建材市場有消石灰粉、生石灰粉和生石灰三種可供選擇。因生石灰價格相對便宜，工地選擇了生石灰作為原材料，買回后立刻加水進行配置石灰膏，再配置成石灰砂漿。使用數(shù)日后，石灰砂漿出現(xiàn)眾多凸出的膨脹性裂縫。試分析其原因。石灰的應用2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰配制石灰砂漿（石灰+砂）和混合砂漿（石灰+水泥+砂），用于砌筑和內(nèi)墻抹灰石灰的應用2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰配制灰土（石灰+黏土）和三合土（石灰+黏土+X砂碎石爐渣），用于基礎(chǔ)和路面墊層在夯實或壓實下，密實度大大提高，而且在潮濕環(huán)境中，黏土顆粒表面的少量活性氧化硅和氧化鋁與氫氧化鈣發(fā)生反應，生成水硬性的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，改善了材料的耐水性、抗?jié)B能力和抗壓強度。三合土一般也被認為是土樓的建筑材料，使其能承載巨重、經(jīng)風雨數(shù)百年不倒。石灰的應用2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰生產(chǎn)硅酸鹽制品（如灰砂磚等）石灰的應用2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰制作碳化石灰板生石灰儲存時間不宜過長，會吸收水分而熟化成消石灰，再和二氧化碳作用形成碳酸鈣，因此要注意防潮。生石灰的熟化過程會放熱，不能與易燃、易爆等危險液體物品混合存放和混合運輸。石灰的儲存和運輸2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰小結(jié)氣硬性膠凝材料與水硬性膠凝材料有何區(qū)別？石灰有何特點，使用時要注意什么？2氣硬性膠凝材料–2.1建筑石灰1.可塑性和保水性好；2.凝結(jié)硬化慢、強度低；3.硬化后體積收縮大，易開裂；4.耐水性差；5.吸濕性強。思考與石灰相比，石膏有何特點？2氣硬性膠凝材料–2.2建筑石膏什么是建筑石膏?是一種無機氣硬性膠凝材料，白色的粉狀膠結(jié)料，主要成分為：CaSO4·0.5H2O建筑石膏的原料與生產(chǎn)2氣硬性膠凝材料–2.2建筑石膏墨西哥“水晶洞”：世界上最大的自然水晶洞，2600萬年前，奈卡山脈出現(xiàn)火山活躍，充滿了高溫硬石膏灰。當山脈之下的巖漿冷卻，以及溫度下降，硬石膏便開始溶解。硬石膏緩慢地將水和硫酸鹽、鈣分子濃縮，數(shù)百萬年以來沉積在這個洞穴里，進而形成了巨大透明石膏水晶體。建筑石膏的原料與生產(chǎn)2氣硬性膠凝材料–2.2建筑石膏建筑石膏通常是把二水石膏在一定的溫度下，經(jīng)過煅燒、脫水，磨細而成。

CaSO4·2H2OCaSO4·0.5H2O+1.5H2O（二水石膏）（β型半水石膏）原材料：石膏礦（以CaSO4·2H2O為主要成分的礦石）純凈的石膏呈無色或白色，但大多數(shù)天然石膏因含有雜質(zhì)而呈灰色、褐色、黃色等顏色。107～170℃建筑石膏的原料與生產(chǎn)2氣硬性膠凝材料–2.2建筑石膏二水石膏在不同的煅燒溫度下，得到不同的產(chǎn)品。二水石膏CaSO4·2H2OCaSO4·0.5H2OCaSO4·0.5H2OCaSO4ШCaSO4ⅡCaSO4Ⅰ107～170℃加熱、脫水125℃0.13MPa蒸壓鍋170～360℃加熱、脫水400～750℃800℃β型建筑石膏α型高強石膏可溶性石膏不溶性石膏高溫煅燒石膏在常溫下不存在在建筑工程中常用建筑石膏；高強石膏用于生產(chǎn)石膏制品。建筑石膏的原料與生產(chǎn)2氣硬性膠凝材料–2.2建筑石膏建筑石膏加水后，與水發(fā)生的化學反應如下：

CaSO4·0.5H2O+1.5H2O=CaSO4·2H2O建筑石膏的凝結(jié)硬化過程可以表示如下：初凝：開始失去塑性的時間。終凝：開始具有強度的時間。建筑石膏+水漿體凝結(jié)硬化建筑石膏的凝結(jié)與硬化2氣硬性膠凝材料–2.2建筑石膏建筑石膏凝結(jié)過程建筑石膏硬化過程則是二水石膏晶體之間，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過程。晶體之間互相交叉連生，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；隨著反應的繼續(xù)進行，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)逐漸密實，從而使石膏晶體逐漸硬化。建筑石膏的凝結(jié)與硬化2氣硬性膠凝材料–2.2建筑石膏溶解反應結(jié)晶半水石膏溶解半水石膏與水反應生成二水石膏二水石膏溶解度較小，飽和析出，游離水分逐漸減少，二水石膏不斷增加，漿體稠度增大凝結(jié)硬化快。建筑石膏硬化后孔隙率大，強度較低。建筑石膏硬化體絕熱吸音性能良好，耐水性較差。防火性能良好。（高溫時釋放水分）硬化時體積略有膨脹，不易產(chǎn)生裂紋，充分填充模型。裝飾性好。硬化體的可加工性能好，可進行鋸、釘、刨加工。建筑石膏的特性2氣硬性膠凝材料–2.2建筑石膏建筑石膏的四個技術(shù)指標

細度、抗折強度、抗壓強度、凝結(jié)時間。劃分為3.0、2.0和1.6三個等級。具體指標見下表：等級3.02.01.62h強度抗折強度≥3.02.01.6抗壓強度≥6.04.03.0細度（0.2mm方孔篩篩余）≤10.0%凝結(jié)時間初凝不早于3min，終凝不遲于30min建筑石膏的等級與技術(shù)性質(zhì)2氣硬性膠凝材料–2.2建筑石膏室內(nèi)抹灰與粉刷。生產(chǎn)建筑石膏制品。建筑石膏的應用2氣硬性膠凝材料–2.2建筑石膏建筑石膏的應用2氣硬性膠凝材料–2.2建筑石膏工程案例某工程進行裝飾面施工，采用統(tǒng)一采購的粉刷石膏進行內(nèi)墻和外墻面的施工。飾面施工半年后，外墻層就出現(xiàn)了明顯的脫落現(xiàn)象。請分析其中原因。[拓展思考]石膏作為新型墻體材料，其吸音、調(diào)濕、保溫等功能性在使用過程中如何得以保證？小結(jié)與石灰相比，石膏有何特點？2氣硬性膠凝材料–2.2建筑石膏項目建筑石膏建筑石灰化學成分CaSO4·0.5H2OCaO、Ca(OH)2生產(chǎn)原料石膏礦石灰石凝結(jié)硬化結(jié)晶作用結(jié)晶、碳化作用硬化速度快慢硬化后體積變化稍微膨脹收縮主要用途石膏裝飾制品砌磚、抹灰建筑石膏與建筑石灰對比2氣硬性膠凝材料–2.2建筑石膏思考水玻璃有何特性？2氣硬性膠凝材料–2.3水玻璃水玻璃又稱泡花堿，是由堿金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成。是一種能夠溶解于水的硅酸鹽材料。鈉水玻璃：Na2O?nSiO2(常用)

鉀水玻璃：K2O?nSiO2

水玻璃的模數(shù)：分子式中SiO2與Na2O分子數(shù)比n。水玻璃的模數(shù)越大，越難溶于水。水玻璃的硬化和性質(zhì)2氣硬性膠凝材料–2.3水玻璃水玻璃的硬化液體水玻璃吸收空氣中的二氧化碳，形成無定型硅酸凝膠，并逐漸干燥硬化，具體反應式如下：

Na2O?nSiO2+CO2+mH2O＝Na2CO3+nSiO2?mH20

為了加速水玻璃的硬化，可加熱或摻入12%~15%的促硬劑氟硅酸鈉。水玻璃的性質(zhì)

1.粘結(jié)力強2.耐酸3.耐熱

4.不耐水5.不耐堿2氣硬性膠凝材料–2.3水玻璃水玻璃的硬化和性質(zhì)涂刷表面混凝土、黏土磚、天然石材及硅酸鹽制品的表面，提高材料的密實性、抗水性和抗風化能力。注：石膏表面不能涂刷水玻璃，因兩者反應生成體積膨脹的硫酸鈉，使材料脹裂。水玻璃的應用2氣硬性膠凝材料–2.3水玻璃配制耐酸砂漿和耐酸混凝土澆筑各種有耐酸要求的池、罐和貯槽等水玻璃的應用2氣硬性膠凝材料–2.3水玻璃配制耐熱砂漿和耐熱混凝土用于高爐基礎(chǔ)、熱工設(shè)備基礎(chǔ)及圍護結(jié)構(gòu)等耐熱工程水玻璃的應用2氣硬性膠凝材料–2.3水玻璃加固土壤將液態(tài)水玻璃和氯化鈣溶液交替注入土壤中，兩者反應析出硅酸膠體，能起膠結(jié)和填充孔隙的作用，并可阻止水分的滲透，提高土壤密度和強度。水玻璃的應用2氣硬性膠凝材料–2.3水玻璃配制防水劑在水玻璃中加入2~5種礬，可配制成各種快凝防水劑，以摻入到水泥漿、砂漿或混凝土中，可堵漏，填縫及作局部搶修。水玻璃的應用2氣硬性膠凝材料–2.3水玻璃小結(jié)水玻璃有何特性？2氣硬性膠凝材料–2.3水玻璃

1.粘結(jié)力強2.耐酸3.耐熱

4.不耐水5.不耐堿摻混合材料的硅酸鹽水泥3.2內(nèi)容提要3水泥鋁酸鹽水泥3.4硅酸鹽水泥3.1常用水泥的選用與儲運3.3其他品種水泥3.5重點和難點水泥的組分及其性質(zhì)水泥的水化重點難點硅酸鹽水泥的特性影響水泥性能的因素3水泥3水泥–3.1硅酸鹽水泥思考硅酸鹽水泥的四大礦物組成各有何特點？硅酸鹽水泥的特性如何？影響硅酸鹽水泥性能的因素有哪些？硅酸鹽水泥的主要技術(shù)要求有哪些？3水泥–3.1硅酸鹽水泥課程導入——三峽大壩

“世紀工程”三峽大壩在建設(shè)過程中使用了近500萬噸的中熱硅酸鹽水泥，以避免大壩混凝土裂縫的產(chǎn)生。中熱硅酸鹽水泥是以適當成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，磨細制成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料。大量研究表明，使用中熱硅酸鹽水泥配制的混凝土質(zhì)量優(yōu)良，后期強度增長率大，自生體積變形多呈正值，滿足三峽大壩的設(shè)計要求。大壩設(shè)計的要求是什么？對材料提出了什么樣的要求？為什么采用中熱硅酸鹽水泥？還有其他的水泥可以滿足要求嗎？何謂水泥一種細磨材料，加入適量水后成為塑性漿體，不僅能在空氣中硬化，而且在水中能更好地硬化，保持和發(fā)展強度，并且能把砂、石等材料牢固地粘結(jié)在一起，形成堅固的石狀體的水硬性膠凝材料。水泥使用范圍水泥是用量最大的一種建筑材料和工程材料，廣泛用于建筑、水利、道路、石油、化工、軍事工程中，素有“建筑業(yè)的糧食”之稱。3水泥–3.1硅酸鹽水泥約2000年前，希臘和古羅馬人在建筑工程中使用了一種石灰和火山灰的混合物，它能在水中緩慢反應生成堅硬的固體，這是最早應用的水泥。水泥的產(chǎn)生3水泥–3.1硅酸鹽水泥19世紀初，英、法等國將粘土化的石灰經(jīng)燒結(jié)成為水硬性材料，稱為天然水泥。這種水泥的燒成溫度低，難以控制水泥成分。水泥的產(chǎn)生3水泥–3.1硅酸鹽水泥1824年英國人阿斯普丁用石灰石和粘土的人工混合物燒成一種水硬性的膠凝材料，它在凝結(jié)硬固后的顏色、外觀和當時英國波特蘭半島出產(chǎn)的天然石灰石相近，故起名為波特蘭水泥（Portlandcement）。水泥的產(chǎn)生3水泥–3.1硅酸鹽水泥水泥種類主要水硬性物質(zhì)主要品種硅酸鹽水泥硅酸鈣絕大多數(shù)通用水泥、專用水泥和特性水泥鋁酸鹽水泥鋁酸鈣高鋁水泥、自應力鋁酸鹽水泥、快硬高強鋁酸鹽水泥等。硫鋁酸鹽水泥無水硫鋁酸鈣硅酸二鈣有自應力硫鋁酸鹽水泥、低堿度硫鋁酸鹽水泥、快硬硫鋁酸鹽水泥等鐵鋁酸鹽水泥鐵相、無水硫鋁酸鈣、硅酸二鈣有自應力鐵鋁酸鹽水泥、膨脹鐵鋁酸鹽水泥、快硬鐵鋁酸鹽水泥等氟鋁酸鹽水泥氟鋁酸鈣、硅酸二鈣氟鋁酸鹽水泥等以火山灰或潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水泥活性二氧化硅活性氧化鋁石灰火山灰水泥、石膏礦渣水泥、低熱鋼渣礦渣水泥等水泥的分類3水泥–3.1硅酸鹽水泥按化學成分按性能和用途分水泥通用水泥特種水泥硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥復合硅酸鹽水泥如白色硅酸鹽水泥、快凝快硬硅酸鹽水泥等水泥的分類3水泥–3.1硅酸鹽水泥何謂硅酸鹽水泥？

以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。硅酸鹽水泥的定義和分類3水泥–3.1硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥：1.硅酸鹽水泥（P·Ⅰ、P·Ⅱ）無、0~5%混合材2.普通硅酸鹽水泥（P·O）5~20%混合材3.礦渣硅酸鹽水泥（P·S）20~70%礦渣4.火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥（P·P）20~40%火山灰質(zhì)材料5.粉煤灰硅酸鹽水泥（P·F）20~40%粉煤灰6.復合硅酸鹽水泥（P·C）20~50%復合混合材硅酸鹽水泥熟料的原材料石灰質(zhì)原料天然石灰石。也可采用與天然石灰石化學成分相似的材料。粘土質(zhì)原料主要為黏土或頁巖，其主要化學成分為SiO2，其次為Al2O3和少量Fe2O3。鐵礦粉采用赤鐵礦，化學成分為Fe2O3。原材料和生產(chǎn)工藝3水泥–3.1硅酸鹽水泥石灰石黏土赤鐵礦石膏主要為天然石膏礦、無水硫酸鈣等?；旌喜牧?/p>

包括活性混合材料（?；郀t礦渣、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料等）和非活性混合材料（石灰石粉、磨細石英砂等）。原材料和生產(chǎn)工藝3水泥–3.1硅酸鹽水泥石膏粉煤灰礦渣硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝——“兩磨一燒”工藝石灰石CaO+CO2粘土SiO2+Al2O3+Fe2O3水泥煅燒過程在窯內(nèi)進行，水泥窯型主要有立窯和回轉(zhuǎn)窯兩種。石灰石粘土鐵礦粉生料石膏硅酸鹽水泥混合材料熟料按比例混合磨細1450℃煅燒磨細原材料和生產(chǎn)工藝3水泥–3.1硅酸鹽水泥生產(chǎn)過程3水泥–3.1硅酸鹽水泥兩磨一燒生產(chǎn)過程3水泥–3.1硅酸鹽水泥

生料進料氣溫料溫生產(chǎn)過程3水泥–3.1硅酸鹽水泥

干燥區(qū)自由水生料進料氣溫料溫生產(chǎn)過程3水泥–3.1硅酸鹽水泥

干燥區(qū)分解區(qū)自由水黏土礦

物分解石灰石

分解初始化合物形成生料進料氣溫料溫生產(chǎn)過程3水泥–3.1硅酸鹽水泥

干燥區(qū)分解區(qū)自由水黏土礦

物分解石灰石

分解初始化合物形成液相

形成C2S

形成生料進料氣溫料溫生產(chǎn)過程3水泥–3.1硅酸鹽水泥

干燥區(qū)分解區(qū)燒結(jié)區(qū)自由水黏土礦

物分解石灰石

分解初始化合物形成液相

形成C2S

形成C3S

形成生料進料氣溫料溫生產(chǎn)過程3水泥–3.1硅酸鹽水泥

干燥區(qū)分解區(qū)燒結(jié)區(qū)冷卻區(qū)自由水黏土礦

物分解石灰石

分解初始化合物形成液相

形成C2S

形成C3S

形成生料進料熟料出料氣溫料溫生產(chǎn)過程3水泥–3.1硅酸鹽水泥熟料的礦物組成水泥熟料礦物硅酸二鈣（15-30%）鐵鋁酸四鈣（5-15%）游離氧化鈣和氧化鎂鋁酸三鈣（5-10%）硅酸三鈣（50-70%）堿類及雜質(zhì)2CaO?SiO2，C2S4CaO?Al2O3?Fe2O3，C4AFf－CaO和f－MgO3CaO?Al2O3，C3A3CaO?SiO2，C3S石灰石CaO+CO2粘土SiO2+Al2O3+Fe2O3水泥熟料的礦物組成3水泥–3.1硅酸鹽水泥熟料礦物的水化反應硅酸三鈣C3S＋H==C-S-H＋CH硅酸二鈣C2S＋H==C-S-H＋CH鋁酸三鈣C3A＋H==C3AH6鐵鋁酸四鈣

C4AF＋H==C3AH6

＋CFH水化作用的主要產(chǎn)物為：水化硅酸鈣C-S-H（約70%）氫氧化鈣CH（約20%）水泥的水化3水泥–3.1硅酸鹽水泥熟料礦物的水化反應過程水泥的水化3水泥–3.1硅酸鹽水泥未水化（0h）水泥顆粒水分熟料礦物的水化反應過程水泥的水化3水泥–3.1硅酸鹽水泥未水化（0h）水化初期（0h~3h）水泥顆粒表面迅速溶解與水發(fā)生化學反應，水化產(chǎn)物不斷地從液相中析出并聚集在水泥顆粒表面，形成以水化硅酸鈣凝膠為主體的凝膠薄膜，

隨著水化反應的發(fā)展，膜層長厚并互相連接，漿體逐漸失去流動性，產(chǎn)生“初凝”。凝膠熟料礦物的水化反應過程水泥的水化3水泥–3.1硅酸鹽水泥未水化（0h）水化初期（0h~3h）水化中期（3h~30h）水化硅酸鈣（C－S－H）和氫氧化鈣快速形成，漿體完全失去可塑性，并開始產(chǎn)生結(jié)構(gòu)強度，即為“終凝”。凝膠晶體熟料礦物的水化反應過程水泥的水化3水泥–3.1硅酸鹽水泥未水化（0h）水化初期（0h~3h）水化中期（3h~30h）水化后期（30h~）由于新生成的水化產(chǎn)物的壓力，水泥顆粒薄膜的凝膠薄膜破裂，使水進入未水化水泥顆粒的表面，水化反應繼續(xù)進行。水化產(chǎn)物之間互相交叉連生，不斷密實，水化產(chǎn)物不斷填充毛細孔，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不斷加強，結(jié)構(gòu)逐漸緊密，水泥漿體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢◤姸鹊乃嗍腆w，即為“硬化”。未水化水泥顆粒毛細孔名稱C3S(硅酸三鈣)C2S(硅酸二鈣)C3A(鋁酸三鈣)C4AF(鐵鋁酸四鈣)含量(％)50～7015～307～155～15特性主要礦物，含量通常為50%左右。水化較快，28天達70%水化程度，強度發(fā)展較快，早期強度高，28天強度可達一年強度的70%。水化熱較高。通常含量為20%，水化較慢，28天僅水化20%左右，凝結(jié)硬化緩慢，早期強度較低，但28天以后強度仍能較快增長，一年后強度超過C3S

。水化熱較小。水化迅速，凝結(jié)硬化很快，如不加石膏做緩凝劑，會產(chǎn)生速凝。早期強度較高，后期強度不再增長，甚至倒退。水化速度在早期介于C3A與C3S之間，后期強度能繼續(xù)增長，但不如C3S。水泥的水化3水泥–3.1硅酸鹽水泥礦物名稱C3SC2SC3AC4AF含量范圍

（質(zhì)量％）50～7015～307～155～15水化速度快慢最快快，僅次于C3A水化熱多少最多中早期強度高低低低后期強度高高低低水泥的水化3水泥–3.1硅酸鹽水泥水泥的水化熱是指在水化過程中的放熱量，單位為kJ/kg。水化熱的高低與熟料礦物的相對含量有關(guān)。鋁酸三鈣、硅酸三鈣的水化熱高，而鐵鋁酸四鈣、硅酸二鈣的水化熱較低。因此要降低水化熱，可適當減少鋁酸三鈣和硅酸三鈣的含量。水化熱主要對大體積混凝土工程有影響。對于大體積混凝土工程，應選擇水化熱較低的水泥，或者采取特殊措施降低水化熱的危害。水泥的水化熱3水泥–3.1硅酸鹽水泥大體積混凝土的水化熱分析石膏的緩凝作用若水泥中無石膏存在時，C3A會使水泥瞬間產(chǎn)生凝結(jié)。為了控制C3A的水化和凝結(jié)硬化速度，就必須在水泥中摻入適石膏的緩凝原理C3A的水化后的產(chǎn)物將與石膏反應，在水泥顆粒表面生成難溶于水的鈣礬石，阻礙C3A水化，從而起到延注意事項石膏摻量不能過多，否則不僅緩凝作用不大，還會引起水泥的體積安定性不良。水泥的凝結(jié)硬化3水泥–3.1硅酸鹽水泥水泥顆粒表面生成的針狀鈣礬石A——凝膠體（C－S－H凝膠，水化硅酸鈣凝膠）；B——晶體（氫氧化鈣、水化鋁酸鈣、水化硫鋁酸鈣）；C——孔隙（毛細孔、凝膠孔、氣孔等）；D——未水化的水泥顆粒水泥石的結(jié)構(gòu)水泥石主要由凝膠體、晶體、孔隙、水、空氣和未水化的水泥顆粒等組成，存在固相、液相和氣相。因此硬化后的水泥石是一種多相多孔體系。水泥石的結(jié)構(gòu)（水化產(chǎn)物的種類及相對含量、孔的結(jié)構(gòu)）對其性能影響最大。水泥的凝結(jié)硬化3水泥–3.1硅酸鹽水泥水泥石腐蝕的方式（1）軟水侵蝕（2）鹽類侵蝕（膨脹性化學腐蝕）（3）酸的腐蝕一般酸的腐蝕碳酸的腐蝕（4）強堿腐蝕防止水泥石腐蝕的措施水泥石的腐蝕及防止3水泥–3.1硅酸鹽水泥水泥板表面的蝕坑如果你參與了青藏鐵路的建設(shè)，你如何防止水泥石發(fā)生腐蝕？凝結(jié)硬化快，早期及后期強度均高。水化熱高，不宜用于大體積混凝土工程。耐腐蝕性差，因水化后氫氧化鈣和水化鋁酸鈣的含量較多?？箖鲂院?，適合水工混凝土和抗凍性要求高的工程。耐熱性差。因水化后氫氧化鈣含量高。不適用于承受高溫作用的混凝土工程。耐磨性好，適用于高速公路、道路和地面工程。硅酸鹽水泥的特性3水泥–3.1硅酸鹽水泥小結(jié)硅酸鹽水泥的四大礦物組成各有何特點？硅酸鹽水泥的特性如何？影響硅酸鹽水泥性能的因素有哪些？硅酸鹽水泥的主要技術(shù)要求有哪些？3水泥–3.1硅酸鹽水泥混合材料：為了改善水泥性能、提高水泥的產(chǎn)量，在生產(chǎn)時摻入的天然或人工礦物質(zhì)材料。活性混合材料具有潛在水硬性或火山灰特性，或者兼具有潛在水硬性和火山灰特性的混合材料。?；郀t礦渣；粉煤灰；火山灰質(zhì)混合材料混合材料及其分類3水泥–3.2摻混合材料的硅酸鹽水泥粉煤灰礦渣混合材料：為了改善水泥性能、提高水泥的產(chǎn)量，在生產(chǎn)時摻入的天然或人工礦物質(zhì)材料。活性混合材料非活性混合材料不具有潛在水硬性或質(zhì)量活性指標不能達到規(guī)定要求的混合材料。如磨細石灰石粉、磨細石英砂等?；旌喜牧霞捌浞诸惸ゼ毷沂勰ゼ毷⑸?水泥–3.2摻混合材料的硅酸鹽水泥綜合利用工業(yè)廢渣，減少環(huán)境污染。提高水泥產(chǎn)量，降低水泥生產(chǎn)成本，獲得較好的經(jīng)濟效益。有利于改善水泥的性能，如改善水泥的安定性，降低水泥水化熱，提高混凝土的抗蝕能力。生產(chǎn)不同品種的水泥，滿足各項工程建設(shè)的需要。添加混合材料的目的3水泥–3.2摻混合材料的硅酸鹽水泥熟料＋適量石膏＋20%～70%

?；郀t礦渣20%～40%

粉煤灰20%～40%

火山灰質(zhì)混合材料礦渣硅酸鹽水泥（P·S）粉煤灰硅酸鹽水泥（P·F）火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥（P·P）磨細磨細磨細其它水泥20%～50%兩種或兩種以上混合材料復合硅酸鹽水泥（P·C）磨細3水泥–3.2摻混合材料的硅酸鹽水泥主要特性（與硅酸鹽水泥、普通水泥相比）三種水泥的共同特性凝結(jié)硬化較慢，早強強度較低，后期強度增長較快；水化熱較低，放熱速度慢；抗硫酸鹽腐蝕和抗水性較好；蒸汽養(yǎng)護適應性好；抗凍性、耐磨性及抗碳化性能較差。三種水泥各自特性礦渣水泥的抗?jié)B性較差，但耐熱性好，可用于溫度不高于200℃的混凝土工程中?；鹕交宜嗟目?jié)B性好，但干縮較大，不適用于長期處于干燥環(huán)境中的混凝土工程。粉煤灰水泥干縮小根據(jù)混合材的種類和摻量，復合硅酸鹽水泥的特性總體上與上述三種水泥有不同程度的相似之處其它水泥3水泥–3.2摻混合材料的硅酸鹽水泥水泥組成成分的影響水泥細度的影響?zhàn)B護條件（溫度、濕度）的影響齡期的影響拌合用水量的影響貯存條件的影響影響水泥性能的主要因素3水泥–3.2摻混合材料的硅酸鹽水泥強制性技術(shù)要求 1.凝結(jié)時間 2.體積安定性 3.強度及強度等級 4.氯離子含量 5.不溶物含量 6.燒失量選擇性技術(shù)要求 1.細度 2.堿含量水泥的主要技術(shù)性質(zhì)3水泥–3.2摻混合材料的硅酸鹽水泥凝結(jié)時間初凝時間是從加水至水泥漿開始失去塑性的時間；終凝時間是從加水至水泥漿完全失去塑性的時間。水泥初凝時間不宜過早，終凝時間不宜過遲。國家標準GB175－2007規(guī)定：六大硅酸鹽水泥的初凝時間均不得早于45min，硅酸鹽水泥的終凝時間不得遲于390min，其他五類水泥的終凝時間不得遲于600min。水泥的主要技術(shù)性質(zhì)3水泥–3.2摻混合材料的硅酸鹽水泥體積安定性定義：指水泥漿體硬化后體積變化的穩(wěn)定性。水泥在硬化過程中體積變化不穩(wěn)定，即為體積安定性不良。水泥安定性不良的原因：熟料中含有過量的游離氧化鈣（f－CaO），或含有過量的游離氧化鎂（f－MgO）；生產(chǎn)水泥時摻入的石膏過量。檢測方法：由游離氧化鈣引起的水泥安定性不良用試餅法或雷氏法檢驗。水泥的主要技術(shù)性質(zhì)雷氏夾3水泥–3.2摻混合材料的硅酸鹽水泥強度及強度等級（1）檢測方法國家標準規(guī)定，水泥和標準砂按1：3質(zhì)量比混合，加入規(guī)定量的水（水灰比為0.50），經(jīng)標準試驗方法攪拌成型。制成40mm×40mm×160mm的標準試件，在標準條件（溫度為20±1℃，相對濕度90％以上的空氣中帶模養(yǎng)護；1d以后拆模，放入20±1℃的水中養(yǎng)護）下養(yǎng)護。根據(jù)水泥品種不同，分別測定3d、28d的抗折強度和抗壓強度，即為水泥的膠砂強度。水泥的主要技術(shù)性質(zhì)水泥膠砂振動臺水泥膠砂抗折強度試驗儀3水泥–3.2摻混合材料的硅酸鹽水泥（2）強度等級根據(jù)水泥的膠砂強度劃分的級別稱為強度等級。硅酸鹽水泥的強度等級劃分為42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R共六個等級。強度等級抗壓強度，MPa抗折強度，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型為早強型，主要是3d強度較高。水泥的主要技術(shù)性質(zhì)3水泥–3.2摻混合材料的硅酸鹽水泥氯離子含量國家標準規(guī)定：水泥中氯離子含量不得大于0.06％。當有更低要求時，由供需雙方商定不溶物含量不溶物是指經(jīng)鹽酸和氫氧化鈉溶液處理后，不能被溶解的殘余物質(zhì)。國家標準規(guī)定：Ⅰ型硅酸鹽水泥不溶物不得超過0.75％；Ⅱ型硅酸鹽水泥不溶物不得超過1.50％燒失量燒失量是指水泥