工程技术人员必备知识.doc

《工程技术人员必备知识.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程技术人员必备知识.doc（13页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除工程技术人员应当具备的技能： 安全与管理 质量与管理 成本与管理 进度与管理 文明施工与管理 建筑节能与管理质量管理的内容：原材料的质量； 施工的质量； 管理的质量；工作的质量；建筑材料课程的作用 为后续课程的学习提供必要的知识基础 为今后从事专业技术工作时，正确、合理选择和使用建筑材料打下基础 利于进行质量管理课程的任务1 了解材料在建筑物上所起的作用和要求2 了解常用材料的生产、成分和构造3 掌握常用材料的技术性质， 以及影响材料性质的主要因素及其相互关系4 掌握常用材料的标准，熟悉其分类、分等和规格学习方法 重点掌握材料的基本理论、基本知识

2、、基本技能 常用材料水泥、混凝土、石灰、石膏、玻璃、钢材、木材、沥青、高分子材料 主要的水泥、混凝土、钢材 每种材料：原料生产工艺组成成分构造特性应用检验储存以及它们之间的相互关系 重点：特性和应用，质检的基本原理（引起材性变化的内因和外因）具体学习内容 材料的生产 材料的组成成分 材料的质量要求 材料的特点 正确、合理地选择和使用2. 按用途分类 结构材料：砖、石材、砌块、钢材、混凝土 围护材料：砌墙砖、砌块、墙板 防水材料：沥青、塑料、橡胶、金属、聚乙烯胶泥饰面材料：墙面砖、石材、彩钢板、彩色混凝土吸声材料：多孔石膏板、塑料吸音板、膨胀珍珠岩绝热材料: 塑料、橡胶、泡沫混凝土功能材料：金属

3、管道、塑料、陶瓷 国际标准协会标准 JIS日本工业标准材料的共性（基本性质） 物理性质 （化学性质） 力学性质 耐久性 （功能性） （装饰性） 第一节 材料基本的物理性质一、与体积和质量有关的物理性质 （一）密度：材料单位体积的质量。按体积状态不同分为：实际密度、体积密度、堆积密度等 1. 材料的实际密度 （1） 材料的实际密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量（简称密度）。 2）按下式计算： =m/v 式中密度, g/cm3 （精度0.01 g/cm3 ） m材料的质量，g V材料的绝对密实体积， cm3 （3）测定 材料必须是绝对干燥状态。含孔材料则必须磨细后采用排开液体的方法来测定其

4、体积。 2、空隙率 空隙率是指散粒材料在其堆集体积中, 颗粒之间的空隙体积所占的比例。空隙率P， 按下式计算： 空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算含砂率的依据。三、与热有关的性 （一）导热性：质 1 .定义：2.评定指标： 3.影响因素： 4.应用： （二）热容量和比热 1 .定义： 2.评定指标：3.影响因素： 4.应用： （三）材料的温度变形性 强度的单位：帕斯卡 Pa（简称：帕） 1Pa=1N/mm2 。 1kPa=1000Pa 1MPa(兆帕)=106Pa 1GPa(吉帕)=109Pa 1MPa10kg/cm2 还需注意强度的精度（

5、按相关标准） 二、材料的环境协调性第三节 材料的声学性能与装饰性 一、材料的声学性能： 二、材料的吸声性能：三、材料的隔声性能： 四、材料的装饰性能：第三章 石 材 岩石是在地质作用下产生的、由一种或多种矿物按一定的规律组成的自然集合体。 石材是天然岩石不经机械加工或镜机械加工而的到的材料的统称。 建筑石材分为天然石材和人工石材。 天然石材：指从天然岩石中采得的毛石，或经加工制成的石块、石板及其定型制品等。 优点：抗压强度高、耐久性好、生产成本低等。是古今土木建筑工程的主要建筑材料。一.造岩矿物 天然岩石是矿物的集合体，组成岩石的矿物称为造岩矿物。 石英 是结晶的二氧化硅 长石 是钾、钠、钙等

6、的铝硅酸盐的晶体 角闪石，辉绿石，方解石 白云石二.岩石的结构与性质 1.岩石大多数属于结晶晶体，少数属于玻璃质结构两者相比结晶质的较玻璃质的强度高，化学稳定性及耐久性好。 2.岩石的孔隙率较大，则岩石的强度，抗冻性，耐水性及耐久性等会显著下降。3。1天然石材的分类一。岩浆岩（深成岩，喷出岩，火山岩）二。沉积岩（机械沉积岩，化学沉积岩，有机沉积岩）三。变质岩3。2天然石材的技术性质1.表观密度：同种石材表观密度越大，抗压强度越高，吸水率越小，耐久性，导热性越好。2.吸水性：分为低，中，高吸水性岩石。3.耐水性：石材的耐水性用软化系数K表示。高耐水性石材，其软化系数为k0.90,中耐水性石材，其

7、软化系数为0.70.9, 低耐水性石材, 其软化系数为k0.60.7。 4.抗冻性：试件在规定的冻融循环次数内无（穿过试件两棱角的）贯穿裂纹，质量损失不超过，强度降低不大于的石材方为合格。5.耐热性：耐热性与岩石的物质组成有关。6.强度：根据边长70立方体试件的抗压强度，砌筑石材的强度等级分为：10、15、20、30、40、50、60、80、100共九个等级。 7.硬度：取决于矿物组成的硬度与构造。8.耐磨性：是石材抵抗摩擦，边缘剪切以及撞击等复杂作用的性质。9.抗风化性：10.放射性：3.3常用建筑石材（一）花岗岩常用建筑石材 它属于深成岩，是火成岩中分布最广的岩石，其主要的矿物组成为长石，

8、石英和少量的云母。它耐磨性好，抗风化性好及耐久性高，耐酸性好。 花岗岩主要用于基础，挡土墙，勒脚，踏步地面，外墙饰面雕塑。（二）大理岩 它属于副变质岩，由石灰岩或白云岩变质而成，主要矿物组成为方解石和白云石。大理岩主要用于室内的装修，如墙面，柱面及磨埙较小的地面，踏步。（三）石灰岩 它属于沉积岩，主要由方解石组成 石灰岩可用与基础，墙体，挡土墙等砌体。（四）砂岩3.4工程砌筑石材 1.工程对砌筑石材的要求 （）石材尺寸规格常用的砌筑石材有毛石和料石。 毛石为不规则形，但毛石的中间厚度不小于15，至少有一个方向的长度不小于30，平毛石应有两个大致平行的面。 料石宽度和厚度均不宜小于20，长度不宜

9、大于厚度的倍，形状应大致呈六面体。 （）石材抗压强度| 根据边长70立方体试件的抗压强度，砌筑石材的强度等级分为10、15、20、30、40、50、60、80、100共九个等级。3.5装饰石材1.天然大理石 天然大理石是石灰岩或白云岩在地壳内经过高温高压作用形成的变质岩，多为层状结构，有明显的结晶，纹理有斑纹、条纹之分，是一种富有装饰性的天然石材。 成分：化学成分为碳酸盐，矿物成分为方解石或白云石。 颜色：纯大理石为白色，当含有部分其它深色矿物时，产生多种色彩与优美花纹。从色彩上来说，有纯黑、纯白、纯灰、墨绿等数种。 纹理：有晚霞、云雾、山水、海浪等山水图案、自然景观。优点：抗压强度较高，但硬

10、度并不太高，易于加工雕刻与抛光。工程装饰中得以广泛应用。缺点：长期受雨水冲刷，特别是受酸性雨水冲刷时，易被侵蚀而失去原貌和光泽，影响装饰效果。因此大理石多用于室内装饰。 2.天然花岗石建筑用天然花岗石是由天然花岗石加工成板材、块材用于建筑装饰工程中。花岗岩是典型的火成岩，是全晶质岩石。主要成分：石英、长石和少量的暗色矿物和云母。结构：按结晶颗粒大小，分为细粒、中粒和斑状等。颜色：呈灰色、黄色、蔷薇色、红花等。优质花岗岩石英含量多（），云母含量少，晶粒细而匀，结构紧密，不含其他杂质，抛光后光泽明亮，不易风化，色调鲜明，花色丰富，庄重大方。优点：比大理石密度大，密度为23002800/3，抗压强度

11、高达120250MPa。孔隙率吸水率极低，材质硬度高，其耐磨、耐久、耐腐蚀性能均优于其他石材。经抛光后，是室内外地面、墙面、踏步、柱石、勒脚等处首选装饰材料。 胶凝性材料：在工程中，凡是能将粒状、散状材料胶结为整体的一类材料的总称。按其成分分为有机和无机两种。 有机：沥青、树脂等 胶凝性材料（按化学成分不同分为） 无机（按硬化条件不同）：分为气硬性和水硬性两种 第四章 气硬性无机胶凝材料 只能在空气中硬化、保持或继续发展强度的无机胶凝材料称为气硬性无机胶凝材料。 不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化、保持或继续发展强度的无机胶凝材料称为水硬性无机胶凝材料。 将胶凝性材料划分为气硬性和水硬性有

12、其重要的意义。 土木工程中常用的气硬性无机胶凝材料主要有：石灰、石膏、菱苦土和水玻璃。4.1 石 灰 一、生产 （一）原料：主要为天然碳酸盐类岩石（石灰石、白云石）其主要成分CaCO3。（二）生产：经高温煅烧， CaCO3分解为以CaO为主要成分的生石灰，其化学反应可表示如下：生石灰（堆积密度为8001000 kg/m3 )一般为白色或黄灰色块灰，块灰碾碎磨细即为生石灰粉。根据石灰石受热时温度不同，生产出的产品可能有： 正火石灰 欠火石灰 过火石灰二.石灰的消化和硬化1.石灰的熟化和“陈伏” 工地上使用石灰时，通常将生石灰加适量的水，使之消解为消（熟）石灰氢氧化钙，这个过程称为石灰的“消化”，

13、又称“熟化”： 生石灰熟化时的特点：放热；体积膨胀生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸过大或窑中温度不均匀等原因，生石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为“欠火石灰”。 第二种情况是由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，种石灰称为“过火石灰”。过火石灰表面常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周（七天）以上，这一过程称为石灰的“陈伏”。“陈伏”期间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝

14、，以免碳化。.2. 石灰的硬化石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个同时进行的过程来完成的：（）结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。（）碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发： 碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反应生成碳酸钙。所以这个作用不能在没有水分的全干状态下进行。需要注意的是：石灰的碳化和结晶相互制约、相互影响，同时进行。二.建筑石灰的技术指标建筑石灰的技术指标有细度、CaO+MgO含量、CO2含量和体积安定性等。并按技术指标分为优等品 一等品和合格品三个等级。具体技术要求见表： JC/T479-1992 建筑生石灰

15、JC/T480-1992 建筑生石灰粉 JC/T481-1992 建筑消石灰粉 钙质生石灰 MgO5%； 钙质消石灰粉 MgO4% 镁质生石灰 MgO5% 镁质消石灰粉 MgO4%三.石灰的技术性质（1）可塑性好 生石灰熟化为石灰浆时，能自动形成颗粒极细（直径约为1m）的呈胶体分散状态的氢氧化钙，表面吸附一层厚的水膜。因此用石灰调成的石灰砂浆其突出的优点是具有良好可塑性。在水泥砂浆中掺入石灰浆，可使可塑性显著提高。(2)硬化慢、强度低从石灰浆体的硬化过程可以看出，由于空气中二氧化碳稀薄，碳化甚为缓慢。而且表面碳化后，形成紧密外壳，不利于碳化作用的深入，也不利于内部水分的蒸发，因此石灰是硬化缓慢

16、的材料。 同时，石灰的硬化只能在空气中进行，硬化后的强度也不高。受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还会溃散。如石灰砂浆（1：3）28天强度仅为0.2-0.5MPa。所以，石灰不宜在潮湿的环境下作用，也不宜用于重要建筑物基础。（3）硬化时体积收缩大石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起显著的收缩，所以除调成石灰乳作薄层涂刷外，不宜单独使用。常在其中掺入砂、纸筋等以减少收缩和节约石灰。（4）耐水性差，不易贮存块状类石灰放置太久，会吸收空气中的水分而自动熟化成消石灰粉，再与空气中二氧化碳作用而还原为碳酸钙，失去胶结能力。所以贮存生石灰，不但要防止受潮，而且不宜贮存过久。最好运到后即熟化成石灰浆，将贮

17、存期变为陈伏期。由于生石灰受潮熟化时放出大量的热，而且体积膨胀，所以，储存和运输生石灰时，还要注意安全。四. 石灰的应用（1）石灰乳和石灰砂浆将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水搅拌稀释，成为石灰乳，是一种廉价的涂料，主要用于内墙和天棚刷白，增加室内美观和亮度。我国农村也用于外墙。石灰乳可加入各种耐碱颜料。调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高其耐水性，调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化现象。石灰砂浆是将石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。（2）石灰土（灰土）和三合土石灰与粘土或硅铝质工业废料混合使用，制成石灰土或石灰与工业废料的混合料，加适量的水充分拌合后，经碾压或

18、夯实，在潮湿环境中使石灰与粘土或硅铝质工业废料表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，适于在潮湿环境中使用。如建筑物或道路基础中使用的石灰土，三合土，二灰土（石灰、粉煤灰或炉灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或炉灰、级配碎石）等。（3）灰砂砖和硅酸盐制品石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合均匀，加水搅拌, 经压振或压制，形成硅酸盐制品。为使其获早期强度，往往采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅铝质材料反应速度显著加快，使制品产生较高的早期强度。如灰砂砖、硅酸盐砖、硅酸盐混凝土制品等。4.2建筑石膏石膏是以硫酸钙为主要成分的矿物，当石膏中含有结晶水不同时可形成多种性能不同的石膏

19、。2.1 石膏的原料、分类及生产根据石膏中含有结晶水的多少不同可分为：（1）无水石膏（aSO4）：也称硬石膏，它结晶紧密，质地较硬，是生产硬石膏水泥的原料。（2）天然石膏（aSO42H2O）：也称生石膏或二水石膏，大部分自然石膏矿为生石膏，是生产建筑石膏的主要原料。（）建筑石膏 （aSO41/2 H2O） 也称熟石膏或半水石膏。它是由生石膏加工而成的，根据其内部结构不同可分为型半水石膏和型半水石膏： 建筑石膏通常是由天然石膏经压蒸或煅烧加热而成的。常压下煅烧加热到107170，可产生型建筑石膏： （二水石膏） （型半水石膏）| 124条件下压蒸（1.3大气压）加热可产生型建筑石膏： （二水石膏

20、）（型半水石膏）| 型半水石膏与型半水石膏相比，结晶颗粒较粗，比表面积较小，强度高，因此又称为高强石膏。| 当加热温度超过170时，可生成无水石膏，只要温度不超过200，此无水石膏就具有良好的凝结硬化性能。2.2 建筑石膏的水化与硬化建筑石膏与适量水拌合后，能形成可塑性良好的浆体，随着石膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失而发生凝结，此后进一步产生和发展强度而硬化。建筑石膏与水之间产生化学反应的反应式为：| 此反应实际上也是半水石膏的溶解和二水石膏沉淀的可逆反应，因为二水石膏溶解度比半水石膏的溶解度小得多，所以此反应总体表现为向右进行，二水石膏以胶体微粒自水中析出。| 随着二水石膏沉淀的不断增加

21、，就会产生结晶，结晶体的不断生成和长大，晶体颗粒之间便产生了磨擦力和粘结力，造成浆体的塑性开始下降，这一现象称为石膏的初凝；而后随着晶体颗粒间磨擦力和粘结力的增大，浆体的塑性很快下降，直至消失，这种现象为石膏的终凝。| 石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和连生，形成相互交错且孔隙率逐渐减小的结构，其强度也会不断增大，直至水分完全蒸发，形成硬化后的石膏结构，这一过程称为石膏的硬化。石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交叉进行的。| 2.3 建筑石膏的技术要求| 建筑石膏的技术要求有强度、细度和凝结时间。并按强度和细度分为优等品、一等品和合格品。具体技术要求见GB9776-1988。建筑材料P28表4-

22、4）建筑石膏的技术性质（）凝结硬化速度快建筑石膏的浆体，凝结硬化速度很快。一般石膏的初凝时间仅为10min左右，终凝时间不超过30min，这对于普通工程施工操作十分方便。有时需要操作时间较长，可加入适量的缓凝剂，如硼砂、动物胶、亚硫酸盐酒精废液等（）凝结硬化时的膨胀性 建筑石膏凝结硬化是石膏吸收结晶水后的结晶过程，其体积不仅不会收缩，而且还稍有膨胀（0.2%1.5%），这种膨胀不会对石膏造成危害，还能使石膏的表面较为光滑饱满，棱角清晰完整、避免了普通材料干燥时的开裂。（）硬化后的多孔性，重量轻，但强度低 建筑石膏在使用时，为获得良好的流动性，常加入的水分要比水化所需的水量多，因此，石膏在硬化过

23、程中由于水分的蒸发，使原来的充水部分空间形成孔隙，造成石膏内部的大量微孔，使其重量减轻，但是抗压强度也因此下降。通常石膏硬化后的表观密度约为00kg31000 kg3，抗压强度约为Pa5Pa。（）良好的隔热和吸音和“呼吸”功能 石膏硬化体中大量的微孔，使其传热性显著下降，因此具有良好的绝热能力；石膏的大量微孔，特别是表面微孔对声音传导或反射的能力也显著下降，使其具有较强的吸声能力。大热容量和大的孔隙率及开口孔结构， 使石膏具有呼吸水蒸气的功能。（）防火性好，但耐水性差 硬化后石膏的主要成分是二水石膏，当受到高温作用时或遇火后会脱出21%左右的结晶水，并能在表面蒸发形成水蒸气幕，可有效地阻止火势

24、的蔓延，具有良好的防火效果。 由于硬化石膏的强度来自于晶体粒子间的粘结力，遇水后粒子间连接点的粘结力可能被削弱。部分二水石膏溶解而产生局部溃散，所以建筑石膏硬化体的耐水性较差。（6）有良好的装饰性和可加工性 石膏表面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，具有良好的装饰性。微孔结构使其脆性有所改善，硬度也较低，所以硬化石膏可锯、可刨、可钉。具有良好的可加工性。2.4 建筑石膏的应用（1）石膏砂浆及粉刷石膏（2）建筑石膏制品：石膏板、石膏砌块等 (3） 制作建筑雕塑和模型4.3. 水玻璃 水玻璃俗称泡花碱，由碱金属氧化物和二氧化硅组成，属可溶性的硅酸盐类。 根据碱金属氧化物的不同，水玻璃有： 硅酸钠水玻璃

25、（Na2OSiO2）、硅酸钾水玻璃2SiO2）、硅酸锂水玻璃（i2OSiO2）等品种，最常用的是硅酸钠水玻璃。（ 称为水玻璃模数） 根据水玻璃模数的不同，又分为“碱性”水玻璃（和“中性”水玻璃（3）。实际上中性水玻璃和碱性水玻璃的溶液都呈明显的碱性反应。3.1 水玻璃的生产 生产水玻璃的方法分为湿法和干法两种。 湿法生产硅酸水玻璃是将石英砂和苛性钠溶液在压蒸锅内用蒸汽加热。直接反应生液体水玻璃。 干法生产硅酸钠水玻璃是将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在熔炉中于13001400C温度下熔化，按下式反应生成固体水玻璃。固体水玻璃于水中加热溶解而生成液体水玻璃。其反应式为：3.2水玻璃的硬化 液体水玻璃在

26、空气中吸收二氧化碳，形成无定形硅酸凝胶，并逐渐干燥而硬化： 由于空气中CO2浓度较低，这个过程进行的很慢，为了加速硬化和提高硬化后的防水性，常加入氟硅酸钠Na2SiF6作为促硬剂，促使硅酸凝胶加速析出。氟硅酸钠的适宜用量为水玻璃重量的12。| 3.3 水玻璃的技术性质（）粘结力强。 水玻璃硬化后具有较高的粘结强度、抗拉强度和抗压强度。另外，水玻璃硬化析出的硅酸凝胶还有堵塞毛细孔隙而防止水分渗透的作用。（）耐酸性好。 硬化后的水玻璃，其主要成分是iO2，具有高度的耐酸性能，能抵抗大多数无机酸和有机酸的作用。但其不耐碱性介质侵蚀。（）耐热性高 水玻璃不燃烧，硬化后形成iO2空间网状骨架，在高温下硅

27、酸凝胶干燥得更加强烈，强度并不降低，甚至有所增加。| 3.4 水玻璃的应用（）用作涂料，涂刷材料表面 直接将液体水玻璃涂刷在建筑物表面，或涂刷粘土砖、硅酸盐制品、水泥混凝土等多孔材料，可使材料的密实度、强度、抗渗性、耐水性均得到提高。 这是因为水玻璃与材料中的a（OH）2反应生成硅酸钙凝胶，填充了材料间孔隙。反应式为：| 同时硅酸钠本身硬化所析出的硅酸凝胶也有利于材料保护。选用不同的耐火填料，还可配制不同耐热度的水玻璃耐热涂料。| （2）配制防水剂| 以水玻璃为基料，配制防水剂。例如：四矾防水剂是以蓝矾(硫酸铜)、明矾（钾铝矾）、红矾（重铬酸钾）和紫矾（铬矾）各份，溶于60份的沸水中，降温至，

28、投入400份水玻璃溶液中，搅拌均匀而成的。这种防水剂可以在1min内凝结, 适用于堵塞漏洞、缝隙等局部抢修。| （3）加固土壤 将模数为.的液体水玻璃和氯化钙溶液通过金属管交替向地层压入，两种溶液发生化学反应，可析出吸水膨胀的硅酸胶体，包裹土壤颗粒并填充其空隙，阻止水分渗透并使土壤固结。用这种方法加固的砂土，抗压强度可达| 。| ( 4 ) 配制水玻璃砂浆。 将水玻璃、矿渣粉、砂和氟硅酸钠按一定比例配合成砂浆,可用于修补墙体裂缝。（）配制耐酸砂浆、耐酸混凝土、耐热混凝土 用水玻璃作为胶凝材料，选择耐酸骨料，可配制满足耐酸工程要求的耐酸砂浆、耐酸混凝土。选择不同的耐热骨料，可配制不同耐热度的水玻

29、璃耐热混凝土。例3-1 某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后，墙面上出现了许多不规则的网状裂纹。同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹。试分析上述现象产生的原因。例3-2 既然石灰不耐水，为什么由它配制的灰土或三合土却可以 用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？例3-3 建筑石膏及其制品为什么适用于室内，而不适用于室外使用？例3-4 水玻璃的化学组成是什么？水玻璃的模数、密度（浓度）对水玻璃的性能有什么影响？例3-1 某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后，墙面上出现了许多不规则的网状裂纹。同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹。试分析上述现象产生的原因。解 石灰砂浆抹面的墙

30、面上出现不规则的网状裂纹，引发的原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起体积收缩的结果。 墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹，是由于配制石灰砂浆时所用的石灰中混入了过火石灰。这部分过火石灰在消解、陈伏阶段中未完全熟化，以致于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水蒸汽继续熟化，造成体积膨胀。从而出现上述现象。例3-2 例3-2 既然石灰不耐水，为什么由它配制的灰土或三合土却可以 用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？ 解：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的。加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具

31、有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。 再者，由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使灰土或三合土的密实度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大为减少。因此灰土或三合土可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位。例3-3 建筑石膏及其制品为什么适用于室内，而不适用于室外使用？解 建筑石膏及其制品适用于室内装修，主要是由于建筑石膏及其制品在凝结硬化后具有以下的优良性质：（1） 石膏表面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，具有良好的装饰性。加入颜料后，可具有各种色彩。建筑石膏在凝结硬化时产生微膨胀，故其制品的表面较为光滑

32、饱满，棱角清晰完整，形状、尺寸准确、细致，装饰性好；（2） 硬化后的建筑石膏中存在大量的微孔，故其保温性、吸声性好。（3） 硬化后石膏的主要成分是二水石膏，当受到高温作用时或遇火后会脱出21%左右的结晶水，并能在表面蒸发形成水蒸气幕，可有效地阻止火势的蔓延，具有一定的防火性。（4） 建筑石膏制品还具有较高的热容量和一定的吸湿性，故可调节室内的温度和湿度，改变室内的小气候。在室外使用建筑石膏制品时，必然要受到雨水冰冻等的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且其吸水率高，抗渗性差、 抗冻性差, 所以不适用于室外使用.| 例3-4 水玻璃的化学组成是什么？水玻璃的模数、密度（浓度）对水玻璃的性能有什么影

33、响？解通常使用的水玻璃都是Na2OnSiO2的水溶液，即液体水玻璃。 一般而言，水玻璃的模数n越大时，水玻璃的粘度越大。硬化速度越快、干缩越大硬化后的粘结强度、抗压强度等越高、耐水性越好、抗渗性及耐酸性越好。其主要原因是硬化时析出的硅酸凝胶SiO2mH2O较多。水玻璃的模数n为氧化硅和氧化钠的分子比。同一模数的水玻璃，密度越大，则其有效成分Na2OnSiO2的含量越多，硬化时析出的硅酸凝胶也多，粘结力愈强。 然而如果水玻璃的模数或密度太大，往往由于粘度过大而影响到施工质量和硬化后水玻璃的性质，故不宜过大。第五章 水 泥 水泥，指加水拌和成塑性浆后，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉

34、状水硬性胶凝材料。 土木建筑工程通常采用的水泥主要有：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、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等品种。第一节 硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。 硅酸盐水泥在国际上分为两种类型：不掺混合材的称I型硅酸盐水泥，其代号为P. I；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺入不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称II型硅酸盐水泥，其代号为II。一. 硅酸盐水泥的生产 生产硅酸盐水泥的原料，主要是石灰质和粘土质两类原料。为了补充铁质及改善煅烧条件，还可加入适量铁粉、萤石等。 生产水

35、泥的基本工序可以概括为：“两磨一烧”：先将原材料破碎并按其化学成分配料后，在球磨机中研磨为生料。然后入窑锻烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的水泥熟料，配以适量的石膏及混合材料在球磨机中研磨至一定细度，即得到硅酸盐水泥。 二.硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成为: （）硅酸三钙 硅酸三钙的化学成分为 ai2，其简写为3S。它是硅酸盐水泥熟料中最主要的矿物成分，约占水泥熟料总量的。硅酸三钙遇水后能够很快与水产生水化反应，并产生较多的水化热。它对促进水泥的凝结硬化，特别是对水泥天内的早期强度以及后期强度都起主要作用。 （）铝酸三钙 铝酸三钙的化学成分是 CaOAl2O3，其简

36、写为C3，约占水泥熟料总量的715。铝酸三钙遇水后反应极快，产生的热量大而且很集中。铝酸三钙对水泥的凝结起主导作用，但其水化产物强度较低，主要对水泥的早期强度有所贡献。 铁铝酸四钙的化学成分为: CaOAl2O3Fe2O3，其简写为4AF，约占水泥熟料总量的1018。铁铝酸四钙遇水时水化反应也很快，水化热较低，水化产物的强度不高，对水泥石的抗压强度贡献不大，主要对抗折强度贡献较大。 三.硅酸盐水泥的水化 硅酸盐水泥遇水后，水泥中的各种矿物成分会很快发生水化反应，生成各种水化物。 硅酸三钙 水 水化硅酸钙 氢氧化钙 硅酸二钙 水 水化硅酸钙 氢氧化钙 铝酸三钙 水 水化铝酸三钙 铁铝酸四钙 水

37、水化铝酸三钙 水化铁酸钙 初凝时间为水泥加水拌和至标准稠度的净浆完全失去可塑性所需的时间。 终凝时间为水泥加水拌和至标准稠度的净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。 国家标准规定，水泥的凝结时间是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度及湿度环境下用水泥净浆凝结时间测定仪测定。硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于390min。 9、硅酸盐水泥的储运： 硅酸盐水泥的保质期为3个月。储运时要防潮、防水。并且分品种储运，储存堆放高度一般不宜超过10袋。第二节 掺混合材料的硅酸盐水泥 一、混合材料 混合材料是指在生产水泥时加入到水泥中的，用以改善水泥的性能、调节水泥的强度、调节水化热

38、的一类物质。 根据应用效果不同分为活性混合材料和非活性混合材料。 （一）活性混合材料是指具有火山灰性或潜在水硬性，或兼有火山灰性和潜在水硬性的矿物质材料。 火山灰性是指磨细的矿物质材料和水拌合成浆体后，单独不具有水硬性，但在常温下与外加的石灰一起和水的浆体，能形成具有水硬性化合物的性能，如：火山灰、粉煤灰、硅藻土等。 潜在水硬性是指该类矿物质材料只需在少量外加剂的激发下，即可利用自身溶出的化学成分，生成具有水硬性的化合物，如：粒化高炉矿渣等。 （二）非活性混合材料是指在生产水泥时掺入的，主要起填充作用，而又不损害水泥性能的矿物质材料。非活性混合材料掺入后主要起调节水泥的强度、增加水泥的产量、降

39、低水泥的水化热等作用。常用的有：磨细的石英砂、石灰石粉、磨细的块状的高炉矿渣等。 二、普通硅酸盐水泥 （一）定义：凡是由硅酸盐水泥熟料，掺加65%的混合材料，加入适量的石膏，磨细而制成的具有水硬性的胶凝性材料，简称普通水泥，代号PO 。 （二）技术性质：包括细度、凝结时间、体积安定性和强度等。除细度外，其它检验指标与硅酸盐水泥相同。按国家标准要求，普通水泥的细度是用筛余量评定的，即过0.08mm 的方孔筛，筛余量不得大于10% 。 凝结时间：初凝不得早于45min,终凝不迟于10h。 体积安定性：用沸煮法或雷氏夹法检验必须合格。 强度：按3d和28d规定龄期检验的抗折和抗压强度，划分为32.5

40、、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R等强度等级。 （三）特性：普通水泥的特性基本与硅酸盐水泥的特性相同。只不过掺加了较多的混合材料，密度较小，生产成本较低，并且多了一个低等级（32.5级），故应用范围较广。三、矿渣硅酸盐水泥 （一）定义：凡是由硅酸盐水泥熟料，加入2070%的粒化的高炉矿渣和适量的石膏，磨细制成的具有水硬性的胶凝性材料，简称矿渣水泥，代号PS 。 （二）技术性质：同普通水泥。 （三）特性： 1、具有二次水化的特点； 2、早期强度低，后期强度高； 3、水化热小； 4、耐腐蚀性好； 5、耐热性好； 6、干缩性大、泌水性大； 7、抗渗性差； 8、抗冻性差； 9、抗

41、碳化性差四、火山灰硅酸盐水泥 （一）定义：凡是由硅酸盐水泥熟料，加入2050%的火山灰质混合材料和适量的石膏，磨细而制成的水硬性胶凝性材料，简称火山灰水泥，代号PP 。 （二）技术性质：同普通水泥。 （三）特性： 1、具有二次水化的特点； 2、早期强度较低，后期强度较高； 3、水化热小； 4、耐腐蚀性好（但不及矿渣水泥）； 5、耐热性较差； 6、干缩性较大； 7、抗冻性差； 8、在潮湿环境中，抗渗性较好； 9、该水泥不宜用于气候干燥的环境中，否 则易出现“起粉”现象。 10、抗碳化性能差。五、粉煤灰硅酸盐水泥 （一）定义：凡是由硅酸盐水泥熟料，加入2040%的粉煤灰，以及适量的石膏，磨细制成的

42、水硬性胶凝性材料，简称粉煤灰水泥，代号PF 。 （二）技术性质：同矿渣水泥。 （三）特性： 1、具有二次水化的特点； 2、早期强度较低，后期强度较高； 3、水化热小； 4、耐腐蚀性好； 5、耐热性较差； 6、抗冻性差； 7、干缩性较小； 8、抗裂性好； 9、抗渗性较好； 10、抗碳化性能差； 11、同配合比条件下，和易性较好。六、复合硅酸盐水泥 （一）定义：凡是由硅酸盐水泥熟料，加入两种或两种以上混合材料，以及适量的石膏，磨细制成的水硬性胶凝性材料，简称复合水泥，代号PC 。 （二）技术性质：同普通水泥。 （三）特性：在所掺混合材料相匹配的 前提下： 1、早期强度较高，后期强度持续增长； 2、水化热较小； 3、耐腐蚀性较好； 4、其它特性与所掺混合材料的种类有关第三节 其它品种的水泥 一、高铝水泥 （一）定义：凡是以铝矾土为主要原料，烧至熔融，所得以铝酸钙为主要成分的水泥熟料，磨细制成的水硬性胶凝性材料，代号CA。 二、分类：根据铝酸盐水泥（GB2012000）规定，铝酸盐水泥按Al2O3含量百分数分为四类:CA50；CA60；CA70；CA80。起化学成分见下表： 类别 Al2O3 SiO2 Fe2O3CA50 50, 60 8.0 2.5CA60