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1、建筑材料的定义与分类1.建筑材料的定义建筑屮所应用的各种材料的总称。包括:(1)构成建筑物本省的材料,如钢材,木材,水泥,石灰,砂石等。(2)施工过程中所川的材料,如钢,木模板,脚手架等。(3)各种建筑器材,如给排水设备,采暖通风设备,空调,电器等。2.建筑材料的分类(1)按化学成分分类分类实例无机材料金属材料黑色金属普通钢材,非合金钢,低合金钢,合金钢有色金属铝,铝合金,铜及其合金非金属材料夭然石材毛石,料石,石板材,碎石烧土制品烧结砖,瓦,陶器玻璃及熔融制品玻璃,玻璃棉,岩棉胶凝材料气硬性:石灰,石膏,水玻璃水硬性:各类水泥混凝土类砂浆,混凝土,硅酸盐制品有机材料植物质材料木材,竹板,
2、植物纤维及其制品合成高分子材料塑料,橡胶,胶凝剂,有机涂料沥青材料石油沥青,沥青制品复合材料金属1非金属复合港及混凝土,预应力混凝七非金属-有机复合沥青混凝土,聚合物混凝土(2)按使川功能分类分类定义实例建筑结构材料构成基础,柱,梁,板等承重结构的材料砖,适才,钢材,钢筋混凝土墙体材料构成建筑物内,外承重墙体及内分割墙体的材料石材,砖,加气混凝土,砌块建筑功能材料不作为承受荷载,且具有某种特殊功能的材料保温隔热材料:加气混凝土吸声材料毛毡,泡沫塑料采光材料各种玻璃防水材料沥青及其制品防腐材料煤焦油,涂料装饰材料石材,陶瓷,玻璃建筑器材为满足使用要求,而与建筑物配套使川的各种设备电工器材
3、坏保器材,及灯具,水暖及空调器材,建筑五金建筑材料的特点及其在工程中的地位1.建筑材料的特点建筑材料必须具备如下四大特点:适用、耐久、量大和价廉。2.建筑材料在工程中的地位建筑材料是一切建筑工程的物质基础。(1)工业建筑、水利工程、港口工程、交通运输工程以及人量民用住宅工程需要巨人的优质的品种齐全的建筑材料。(2)建筑材料冇很强的经济性,直接影响工程的总造价。(3)建筑材料的质量如何.直接影响建筑物的坚固性、适用性、耐久性。(4)随着人民的生活水平不断改善,要求建筑材料具有轻质、高强、美观、保温、吸声、防水、防震、放火、节能等功能。建筑材料技术标准简介1.定义建筑材料技术标很针对原材料、
4、产品以及工程质量、规格、检验方法、评定方法、应用技术等作出的技术规定。包括的内容:如原材料、材料及其产品的质量、规格、等级、性质、要求以及检验方法;材料以及产品的应用技术规范:材料生产以及设计规定:产品质量的评定标准等。2.材料技术标准的分级材料技术标准的分级发布单位适用范围国家标准国家技术监督局全国行业标准(部颁标准)中央部委标准机构全国性的某行业企业标准与地方标准工厂,公司,院所等单位某地区内,某企业内3.材料技术标准的分类分类方法种类必要时试行标准,正式标准按权威程度强制性标准,推荐性标准按特性基础标准,方法标准,原材料标准,能源标准,环保标准,包装标准等每个技术标准都冇自己的代号
5、、编号.名称。代号:反映该标准的等级或发部单位,用汉语拼音表示;标号:表示标准的顺序号,颁布年代号,川阿拉伯数字表示;名称:反映该标准的主耍内容,以汉字表示。技术标准所属行业及其代号所属行业标准代号所属行业标准国家标准gb石汕sy建材jc冶金yb建设工程jg水利屯力sd交通jt例如:gb175-1999硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥代号顺序号批准年代号名称意义:表示国家标准175号,1999年颁布执行,其内容是硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。又如gb/t14684-2001建筑用砂表示国家推荐性标准14684号,2001年颁布执行的建筑用砂标准。注意:一方面,技术标准反映一个时期的技术水平,貝有
6、相对稳定性;另-方面,所有技术标准应根据技术发展的速度于要求不断进行修订。本课程的目的、任务与学习方法1目的为其他专业课程提供建筑材料的基木知识,为从事技术工作时,能合理选择和正确使用建筑材料打下基础。2.任务获得常用材料的性质于应用的基木知识和必要的基木理论,了解建筑材料的标准,并获得主要建筑材料检验方法的基木技能训练。3.学习方法运用好爭物内因与外闪的关系,共性与特性的关系,学握建筑材料的基木试验方法。检验与验收第一章建筑材料的基木性质材料的组成与结构1.材料的组成材料种类元索组成及其化学成分表示无机非金属材料金属元素和非金属元索;氧化物含量百分数金属材料金属元素;其元素含量百分数有
7、机材料主要c,h,0,n,s等元素矿物:山金属元素与菲金属元索按一定的化学组成和一定的结构特征构成。无机非金屈材料可由不同矿物构成,其性质受矿物组成及其含量的影响。2.材料的结构定义:从原子,分子水平直至宏观可见的各个层次的结构状态。般分为三个结构层次:微观结构,亚微观结构,宏观结构。分类定义及特点材料特点或实例微观结构晶体质点在空间中作周期性排列的固体。具有固定的几何外形,各向异性,最小内能由晶粒不规则排列组成;无以定儿何形状;瑕小内能,良好的化学稳定性非晶体(玻璃体)无明显晶体结构的结构状态。质点无序排列各向同性;无一定的熔点;良好的化学活性亚微观结构用光学显微镜观察
8、宏观结构致密结构用放大镜,肉眼观察金属,玻璃微孔结构水泥制品多孔结构加气混凝土注意:材料孔隙的多少.大小及其特征对材料吸湿性性、绝热性、吸声性、抗冻、抗渗有影响。宏观结构按构成形态分为:聚集结构(水泥混凝土.砂浆.沥青混凝土.塑料).纤维结构(木材、玻璃纤维.矿棉)、层次结构(胶合板、纸而石膏板)、散粒结构(砂、石、及粉状或颗粒状的材料)。材料的物理性质1.材料的密度(材料的质量与体积之比)定义及表达式详情密度材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。mp=vv材料在绝对密实状态下的体积,即材料体积内固体物质的实体积测含孔材料的密度的方法:磨成细粉,用李氏瓶测定其实体积。农观密度材料在自然状
9、态下,单位体积的质量。mr%自然状态下材料的体积自然状态卜孔隙分为开口孔,闭口孔。表观密度:包括所有孔隙t视密度(p):只包括闭口孔堆积密度粉状即颗粒状材料在自然堆积状态卜单位体积的质量。mpo=%材料的自然堆枳体枳,亦与材料颗粒的农观密度及堆积的疏密程度冇关。建筑工程中,进行配料计算,确定材料的运输罠及堆放空间,确定材料用是及构件门重等经常用到材料的密度.表观密度及堆积密度材料名称密度表观密度堆积密度钢材7.85木材(松木)1.550.40.8普通黏七砖2.52.71.61.8花岗岩2.62.92.52.8水泥2.83.110001600砂2.
13、孔的材料不易吸满水分,吸水率常小于孔隙率孔隙率较大,且具冇细小开口连通的亲水性材料具冇较人的吸水率材料的吸水率是一定值,是该材料的最人含水率。饱和系数:材料在水中吸水饱和后,吸入水的体积与孔隙体积之比。pk、p分别为材料的开口孔隙率及孔隙率意义:说明了材料的吸水程度,反映了材料的孔隙特征。心=0孔隙全部是闭口的;心=1开口材料吸水后不利:质屋增加、強度降低、保温性能下降、抗冻性能变差、体积膨胀。(4)耐水性表示方法:软化系数k材料的软化系数办一材料吸水饱和状态下的抗压强度f-材料在干燥状态下的抗压强度k=。1,k越小,说明材料吸水饱和后强度降低的越多,耐水性越差。受水浸泡或处于
14、潮湿环境屮的ut要建筑无所选用的材料k要求不低于0.85。k大于0.85的材料,常被认为是耐水的。干燥环境中使用的材料可不考虑耐水性。(5)抗渗性定义:材料抵抗压力水渗透的性质。表示方法:抗渗等级:用材料抵抗压力水渗透的最大水压力值来确jt抗渗等级越大,则材料抗渗性越好。渗透系数k:k越大,抗渗性越差。抗渗性的影响因素:材料的孔隙率及孔隙特征。対于建筑及水工构筑无等经常受水床力作用的工程材料及防水材料及防水材料都应具有良好的抗渗性。(6)抗冻性定义:材料在使用坏境中,经受多次冻融循环不破坏,强度也无显著降低的性质。影响因素:材料的构造特征、强度、含水程度等因素。-般情况下,密实的以及具
16、越好。材料的导热性主要取决于材料的纽成及结构状态。组成及微观结构金属材料的导热系数戢大,如铜;无机非金属材料次z,如普通混凝土;冇机材料戢小,如松木。相同组成的材料,结晶结构的导热系数最大,微晶结构次乙玻璃体结构的最小。为了获収导热系数较低的材料,可通过改变其微观结构的办法來实现,如水淬矿渣即是一种较好是绝热材料。孔隙率及孔隙特征孔隙率越大,材料的导热系数越小。孔隙率相近,孔径越大,孔隙互通的越多,导热系数偏大。对于纤维状材料,当其密度低于某一值时,其导热系数冇増大的趋势,这类材料存在一个瑕佳密度,即在该密度下导热系数戢小。此外,材料的含水程度对其导热系数的影响非常显著。所用材料受潮后
17、其导热系数将明显增加。将久不大于0.175的材料称为绝热(保温隔热)材料。(2)热容量定义:材料受热时吸收热量,冷却时放出热量的性质。q=cm(t2-tl)。一材料吸收(或放出)的热量c材料的比热加一材料的质量g_1材料受热(或冷却)前后的温度差几种典型材料的热性质指标材料导热系数比热材料导热系数比热钢材580.48泡沫塑料0.0351.30lu花冈773.490.92水0.584.19普通混凝土1.510.84冰2.332.05普通黏土砖0.800.88密闭空气0.0231.00松木横纹0.17顺纹0.352.5(3)耐热性与耐燃性耐热性定义:材料长期在
19、立即停止的材料。町燃材料为机体的复合材料,如沥青混凝土、水泥刨花板燃烧材料即在空气屮受高温作用会自行起火或微燃,当火源移走后仍能继续燃烧或微燃的材料。如木材等大部分有机材料提高防火性的描施:表而涂刷防火涂料。组成防火涂料的成膜物质可为非燃烧材料(如水玻璃)或有机含率的树脂。原因是英受热能分解而放出的气体中含有较多的卤素(f、c1等)和氮(n)的有机材料具有自消火性。常见材料的热性能材料温度注解材料温度注解普通黏土砖砌体500最高使用温度预应力混凝土400火灾时最高允许温度普通钢筋混凝土200域高使用温度钢材350火灾时最高允许温度普通混凝土200域高使用温度木材260火灾危险温度页岩陶
21、止声波的传播。是环境中控制噪声的重要措施。墙体的单位面积质量越大,隔声效果越好。因此,砖及混凝土等材料的结构,隔声效杲都很好。表示方法:隔声量,即入射与透过材料声能相差的分贝数。隔声量越大,隔声性能越好。6.材料的光学性能(1)光泽度定义:材料表面反射光线能力的程度。颜色越浅,表面越光滑其光泽度越大。光泽度越大,表示材料表面反射光线能力越强。(2)透光率定义:光透过透明材料时,透过材料的光能与入射光能之比。厚度越厚,透光率越小。普通窗用玻璃的透光率约为0.750.90。材料的力学性质1.强度及强度等级(1)材料的强度定义:材料在外力作用下,抵抗破坏的能力。两种情况:当内部应力值达到某
22、一值后,应力不再增加也会产生较大的变形,此时虽未达到极限应力值,却使构件失去了使用功能。如钢材以屈服点值作为钢材的设计依据。应力未能使材料出现屈服现象就以达到了其极限应力值而出现断裂。如儿乎所有的脆性材料:石材,普通砖,混凝土等。(2)分类:材料的强度可分为抗压强度、抗拉强度、及抗弯强度等。影响因素:孔隙率、试件的形状、尺寸、表面状况、含水程度、温度、及加荷载的速度等。(3)强等级度、比强度强度等级将建筑材料按极限强度划分为不同的等级,即强度等级。石材、普通砖等脆性材料,以抗压强度来划分等级;建筑钢材以屈服点作为划分依据。比强度川來评价材料是否轻质高强的指标。等于材料的强度于其表观密
23、度之比。数值大者,材料质轻高强。常用材料的比强度材料名称表观密度强度值比强度低碳钢78002350.0301松木500340.0680普通混凝土2400300.0125红砖17001()0.00592.弹性和塑性(1)弾性定义: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來形状、尺寸的性质。能够完全恢复的变形称为弹性变形。特点:符合胡克定律,用弹性模港e來反映材料抵抗变形的能力。e越大,越不易变形。(2)塑性变形定义:材料在外力作用下产生不能口行恢复的变形,且不破坏的性质。实际上,单纯的塑性或弹性都是不存在的。3.脆性和韧性(1)脆性材料在外力作用下,玄至断裂前只发生弹性变形,不
24、出现明显的瞰性变形而突然破坏的性质。脆性材料的抗压强度比抗拉强度人得多,其抗冲击及动荷载能力很强。(2)韧性定义:材料在冲击、震动荷载作用下,能承受很大的变形而不致破坏的性质。采用冲击试验检验。材料的装饰性建筑材料对建筑物的装饰作用主要収决于建筑材料的色彩和材料木身的质感。i色彩建筑物的色彩首先应利用建筑材料的本色,这是最合理、经济、方便、可靠的來源。获得色彩的第二个來源是采用天然的矿物颜、植物染料及人工合成染料来改变建筑材料的色彩。最经济的办法是采用饰面材料本身来装饰建筑物。2.质感质感是指人们对建筑材料外观质地的种感觉。它包括的内容很多,如材料表而粗糙或细腻的程度;材料本身的纹理与花
25、样等。质感取决丁所有材料外,更重耍的是取决丁材料的加工方法和加工程必一定的分格峰、凹凸线条也是构成饰面装饰效果的因素。此外,质感的丰富与贫乏、粗犷与细腻是在比较中体现的。材料的耐久性定义:材料在使用环境屮,在多种因素作用下能经久不变质,不破坏而保持原冇性能的能力材料受自然i大i索的影响,如:物理作用(干湿类型、温度类型、冻融循环等人化学作用(酸、碱、盐类等物质的水溶液及有害气体作用),生物作用(昆虫.菌类等对材料的蛀蚀作用及腐朽作用)。耐久性是一项综合性质。它包括抗渗性、抗冻性、抗风化性、耐蚀性、耐老化性、耐热性、耐磨性。不同材料其耐久性的,内容各不相同。无机矿质材料抗风、抗冻性金属材
26、料化学腐蚀作用木材等有机材料生物作川沥青,高分子材料老化提高耐久性的方法:(1)提高材料本身对外界作用的抵抗力(提高密实度改变孔结构,选择恰当的组成材料等)。(2)用其他材料对主体材料加以保护(覆而,刷涂料等)。(3)减轻环境条件对材料的破坏作用(对材料处理或采取必要构适措施)。第二章无机气硬性胶凝材料石灰1.石灰的生产石灰是将含碳酸钙的天然岩石在崙温下锻烧而成。ccico,为cao+co.t2.石灰的熟化与硬化(1)石灰的熟化:生石灰(氧化钙)与水发生作用生成熟石灰(氢氧化钙)的过程。cao+h20tcaoh+64.83伴随着熟化过程,放出大量的热,并且体积迅速膨涨
27、12.5倍。(2)石灰的硕化干燥硬化石灰浆体在干燥过程中,毛细孔隙失水,使得由丁-水的农面张力作川而产生的毛细管圧力増大,使氮氧化钙颗粒变得紧密,产生-定强度同时体积明显缩小的过程。碳化硬化氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙品体的过程,反应如下:caoh+c02+hqtcaco3+2hq3石灰的技术要求(1)根据冇效氧化鈣和冇效氧化镁含量、未消化残渣含量(欠火石灰、过火石灰及杂质含量)、二氧化碳含屋及产浆量(1kg生石灰制得石灰育的体积数l)化分为优等品、一等品和合格品。(2)根据有效氧化钙和有效氧化镁含量、二氧化碳含量及细度化分为优等品、一等品和合格品。(3)根
28、据冇效氧化鈣和冇效氧化镁含量、游离水含量、体积安定性及细度为优等品、一等品和合格品。4.石灰的性质与应用(1)石灰的性质:保水性与可塑性好。凝结硬化慢、强度低。耐水性差。干燥收缩大。(2)石灰的应用石灰乳和砂浆:石灰加大量水所的稀浆,即石灰乳。主要川丁室内粉刷。石灰讦或消石灰粉可配制成石灰砂浆或水泥石灰混合砂浆,用于抹灰和砌筑。灰土和三合土:消石灰粉与粘土拌和后称为灰土或石灰土,再加砂、石屑、炉渣即成三合土,使土的密实度、強度和耐水性得到改善三合土广泛用于建筑物的基础和道路的垫层。硅酸盐混凝土及其制品。如:粉煤灰砖及砌块、灰沙砖及砌块、加气混凝土等。石膏1.石育的生产与品种石膏的
30、石膏板等。2.建筑石旁的凝结与硬化(1)建筑石背的水化caso4-h2o+l-h2otcaso4-2/72o22止|于二水石膏的溶解度较半水石膏的溶解度小许多,所以二水石肓从过饱和溶液中不断析出结晶并沉淀。二水石育的析出促使上述反应不断进行。(2)建筑石膏的凝结与硬化凝结:随着水化的不断进行,生成的二水石膏胶体微粒不断增多,这些微粒较原來的半水石膏更加细小,比表面积很大,吸附着很多的水分;同时浆体中的自由水分由丁水化和蒸发而不断减少,浆体的稠度不断增加,胶体微粒间的接近及相互z间不断增加的范得华力,使浆体逐渐失去可塑性。硬化:随水化的不断进行,二水石膏胶体微粒凝聚并转
33、膩,特别适合制作建筑装饰制品。孔隙率大石膏制品的孔隙率达50%60%,体积密度为8001000kg/m导热系数小吸声性较好,属于轻质保温材料。但因石膏制品的孔隙率大,口二水石膏可微溶于水,故石膏的抗渗性、抗冻性和耐水性差。石膏的软化系数只冇0.2().3。具冇一定的调温调湿性能建筑石讶制品的比热较人,因而具有一定的调节温度的作用。它内部的大量毛细孔隙对空气中的水蒸气具有较强的吸附能力,所以对室内空气湿度有一定的调节作用。防火性好、但耐火性较差石膏的导热系数小,传热慢,口二水石膏受热脱水产牛的水蒸气能肌碍火势的蔓延。但二水石膏脱水厉,强度卜降,凶而不耐火。(2)建筑石有的应用建筑石
34、膏的用途很广,主耍用于室内抹灰、粉刷和生产各种石膏板等。室内抹灰和粉刷山于建筑石膏的优良特性,常被用于室内高级抹灰和粉刷o建筑石膏加水、砂及缓凝剂拌合成的石膏砂浆,用于室内抹灰。抹灰的表面光滑、细腻.洁白美观。石膏板种类制作特点用途纸面石膏板以建筑石膏为主要原料,掺入适量的纤维材料、缓凝剂等作为芯材,并以纸板作为增强护面材料,经加水搅拌.浇注.辘压、凝结.切断、烘干等工序制得。生产效率高,但纸板用量大,成木较高。主要用于隔墙、内墙等纤维石膏板以纤维材料为增強材料,与建筑石膏.缓凝剂、水等经特殊工艺制成強度高于纸而石脣板,规格某本相同,但生产效率低。用于隔墙、内墙,还可
35、以用來代替木材制作家具。装饰石膏板以建筑右膏为主要原料,掺入适量的纤维增强材料和外加剂,与水一起搅拌成均匀的料浆,经浇注成型.干燥而成的不带护面纸的装饰板材造型美观、装饰强,具有良好的吸声.防火功能,主要用于公共建筑的内墙、吊顶等。空心石膏板以建筑石讦为主,加入适量的轻质多孔材料、纤维材料和水经搅拌、浇注、振捣成型、抽芯、脱模、干燥而成主要用于隔墙、内墙等。吸声用穿孔石膏板以装饰石営板或纸面石習板为基板,背而粘贴或不贴背覆材料用于吸声性耍求高的建筑建筑石膏在贮运小,应防潮防水,且储存期不宜超过三个月。过期或受潮都会使其强度显著降低。菱苦土1.定义菱苦土,乂称镁质胶凝
36、材料或氯氧化镁水泥,是由含mgco3为主的原料,在750850c下锻烧,经磨细而得的-种白色或浅黄色粉末,其主要成分为mgoo锻烧适当的菱苦土,密度为3.14.lg/cm堆积密度为800900kg/m2.水化与硬化(1)水化:菱苦土与水拌合后的迅速水化并放出大量的热.但其凝结硬化很慢,强度很低。通常用氯化镁的水溶液來拌合(2)碾化:氯化镁可大大加速菱苦土的襖化,且碾化后的强度很窩。7天左右可达最高强度,属于轻质高强材料。碾化后的主要产物为xmgoymgcl2zh2o吸湿性大、耐水性差。遇水或吸湿后易产生翘曲变形,表面泛霜,且强度人大降低。因此菱苦土制品不宜用于潮湿环境。为改善其
37、耐水性,可采用硫酸镁、硫酸亚铁来拌合,但强度冇所降低。也可掺入少暈的磷酸盐或防水剂。此外还可掺入活性混合材料,如粉煤灰等。(3)菱苦土与各种纤维的粘结良好,且碱性较低.对各种纤维和植物的腐蚀较弱。建筑上常用菱苦土与木屑及氯化镁溶液。它具有保温、防火、防爆及一定的弹性。(4)保存:菱苦土存放时,须防潮、防水,且贮存期不宜超过三个月。过期或受潮均会使其强度发生显著的下降。水玻璃1.水玻璃的组成(1)水玻璃:俗称泡花碱,是由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐。水玻璃为青灰色或淡黄色粘稠状液体。(2)钠水玻璃:建筑常用的为硅酸钠的水溶液。(3)钾水玻璃:硅酸钾的水溶
38、液。(4)模数:二氧化硅与氧化钠的摩尔数的比值魚模数越高,越难溶于水,水玻璃的密度和黏度越大、彼化速度越快,彼化后的粘接力与强度、耐热性与耐酸性越高。(5)浓度:浓度越高,则水玻璃的密度和黏度越大.碾化速度越快,硬化后的粘接力与强度、耐热性与耐酸性越高。但浓度a高,则黏度太大不利于施工操作,难以保证质量。2.水玻璃的硬化加入弑硅酸钠作为促破剂,加速二氧化硅凝胶的析出。3.水玻璃的性质(1)粘结力强、强度较高:水玻璃在硬化后,其主要成分为二氧化硅凝胶和氧化硅,因而具有较面的粘结力和強度。用水玻璃配制的混凝土的抗压强度可达1540mpao(2)耐酸性好:山于水玻璃破化后的主要成分为二氧化
39、硅,其可以抵抗除氢氟酸、过热磷酸以外的几乎所有的无机和有机酸。用于配制水玻璃耐酸混凝土.耐酸砂浆.耐酸胶泥等。(3)耐热性好:硬化后形成的二氧化硅网状骨架,在高温下强度下降不大。用于配制水玻璃耐热混凝土、耐热砂浆、耐热胶泥。耐碱性和耐水性差:水玻璃在加入赢硅酸钠后仍不能完全硬化,仍然有-定量的水玻璃由于可溶丁碱,且可溶于水,所以水玻璃硬化厉不耐碱、不耐水。为提高耐水性,常采用中等浓度的酸对已硬化的水玻璃进行酸洗处理。4.水玻璃的应用(1)涂刷材料表而,提高抗风化能力:可提高材料的密实度、強度、抗渗性、抗冻性及耐水性等。但不能用以涂刷或沒泽石膏制品,因为硅酸钠会与硫酸钙反应生成硫酸钠,在
40、制品孔隙屮结晶,体积显著膨胀,从而导致制品破坏。(2)配制速凝防水剂:水玻璃加两、三种或四种矶,即可配制成所谓的二矶、三矶、四矶速凝防水剂。(3)修补砖墙裂缝:将水玻璃、粒化高炉旷渣粉、砂及氟硅酸钠按适当比例拌合后,直接压入砖墙裂缝,可起到粘接和补强作用。(4)加固土:将水玻璃和氯化钙溶液交替压注到土中,生成的硅酸凝胶和硅酸钙凝胶可使土固结,从而避免了11!于地下水渗透引起的土下沉。(5)存放:密闭存放,长期存放会有沉淀,使用时搅拌均匀。第三章水泥硅酸盐类水泥硅酸盐水泥是以硅酸钙为主要成分的乞种水泥的总称。硅酸盐水泥通用水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉
42、式c2s)、铝酸三钙(3caoa12o3,简式c3a)、铁铝酸四鈣(4caoa12o3fe2o3,简式c4af)。酸盐水泥熟料的矿物组成及特性硅酸盐水泥熟料矿物的特性矿物成分含量(%)密度(g/cm3)水化反应速度水化放热量强度3cao.si02c3s37603.25快大高2cao.si02c2s15373.28慢小早期低后期低3cao.a1203c3a7153.04最快最大低4caoa1203fc203c4af10183.77快中低可以通过调整配料比例和生产工艺,改变熟料矿物的含屋比例,制的性能不同的水泥。如提高c3s含量,可制成高强水泥;提高c3sc3
43、a含量,可制得快硬水泥;降低c3sc3a含量,提高c2s含量,可制得中、低热水泥;提高c4af含量,降低c3a含量,可制得道路水泥。(2)石讶缓凝剂石膏的加入可以使水泥凝结速度减慢,使之便丁施工操作。作为缓凝剂的石習可采川天然二水石?h半水石習、破石汙或工业副产品石膏(磷石膏、盐石膏)。石膏掺加量一般为水泥质量的3%5%。(3)水泥混合材料活性混合材料貝有火iii灰性或潜在水硬性的矿物材料。火山灰性:磨成细粉与消石灰和水拌合后,在湿空气小能够凝结硬化,并在水屮继续硬化的性能。潜在水硕性:磨成细粉与石膏粉和水拌合后,在湿空气屮能够凝结硕化,并在水屮继续硕化的性能。活性混合材料含有活性氧
44、化硅、活性氧化铝。常用的性混合材料主要包括:粒化高炉矿渣、火山灰质材料、煤灰等、粒化高炉矿渣:高炉冶炼生铁时,浮在铁水表面的熔融物经极冷处理成疏松颗粒状材料。主要成分a12o3caosio2o火山灰质混合材料:火山灰、凝灰岩、浮石、沸石.硅藻土.自然煤肝石.锻烧煤肝石.煤渣、烧页岩、烧黏土、硅灰等。粉煤灰:山煤粉燃烧炉烟道气体屮搜集的粉末。非活性混合材料掺入水泥中主耍起填充作川而乂不损害水泥性能的矿物材料称为非活件混合材料,乂称惰性混合材料。常川的有:石灰石、石英石、粘土、慢冷矿渣以及不符合质量要求的活性混合材料。2.硅酸盐水泥的水化和凝结硬化水泥的凝结:水泥加水拌合后成为可塑
46、四钙c4afh2c3s+6h二c3s2h3+3ca(oh)22c2s+4h=c3s2h3+ca(oh)2c3a+6h=c3ah6c4af+7h=c3ah6+cfh熟料矿物反应的基本特性矿物反应速度强度水化热耐化学侵蚀性干缩早期后期c3s快高高中中中c2s慢低高小小c3a极快咼低大大c4af快低低小优小综上所述,忽略-些次要、少量成分,则硅酸盐水泥熟料矿物与水反应后,生成是主要水化产物为:水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶、氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙品体。在完全水化的水泥石中,凝胶休约占70%,氢氧化钙约占20%。(2)石膏的缓凝作用石膏在水泥
49、晶体构成的膜层,卩illi了与水的接触使水化反应速度很慢,这一阶段水化放热量小,水化产物增加不多,水泥浆体仍保持塑性。凝结期在潜伏期屮,山于水缓慢穿透水泥颗粒表而的包裹膜,与矿物成分发生水化反应,而水化生成物穿透膜层的速度小于水分渗入膜层的速度,形成渗透压,导致水泥颗粒表面膜层破裂,使眾露出来的矿物进一步水化。结束了潜伏期。水泥水化产物体积约为水泥体积的2.2倍,生成的人量的水化产物填充在水泥颗粒z间的空间,水的消耗与水化产物的填充使水泥浆体逐渐变稠失去可塑性而凝结。硬化期在凝结期以后,进入破化期,如图3.2所示。水泥水化反应继续进行使结构更加密实,但放热速度逐渐下降,水泥水化反应越
51、率进一步下降,28天强度已达到较离水平,28天以后强度虽然还会继续发展,但强度増长率却越來越小。(4)掺混介材料的硅酸盐水泥的凝结破化活性混合材料在水泥中的作用:掺混合材料的硅酸盐类水泥的水化,首先是熟料矿物的水化,熟料矿物水化生成的ca(oh)2再与活性混合材料发生反应,生成水化硅酸钙和水化铝酸钙;当冇石膏存在时,还会进-步反应生成水化硫铝酸钙。活性混合材料对水泥性质的影响a.掺入大量熟料数量相当减少,水泥屮水化快的c3s、c3a相对减少,二次反应速度会更慢。所有此类水泥凝结鮫化过程缓慢,强度的增长速度较低,早期强度较低,但后期强度会赶上共至超过同强度等级的硅酸盐水泥。由于c3
52、s、c3a相对减少,二次反应水化放热较低。b.二次反应消耗了水化产物中的大部分ca(oh)2,此类水泥硬化后碱度较低。耐腐蚀性好,耐水侵蚀性好。碱度低的水泥对钢筋的保护作用差,所冇掺人量活性混合材料的水泥一般不宜于较强腐蚀条件下的重要的钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土。3水泥石的腐蚀与防止(1)主要的侵蚀类型软水侵蚀(溶出性侵蚀)硅酸盐水泥属于典型的水硬性胶凝材料,在遇到“硕水”时,有足够的抵抗能力。但是,当水泥石受到冷凝水、雪水、冰川水等比较纯净的“软水s尤其是流动的“软水”作川时,水泥石中的ca(oh)2首先溶解,并被流水带走。ca(oh)2的溶失,乂会引起水化硅酸盐.水