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胶凝材料的定义：凡能在物理、化学作用下，可由可塑性浆体逐渐变成坚固石状体，并能将各种散粒矿物材料或块状材料粘结成一个整体的材料，统称为胶凝材料。分类 1.有机胶凝材料：是以高分子化合物为主要成分的胶凝材料2.无机胶凝材料：气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，适合于地上或干燥环境，不宜用于潮湿环境，更不可用于水中。如： 石膏、石灰、 菱苦土、 水玻璃水硬性胶凝材料：不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化。既适用于地上，也适用于地下或水中。如：各种水泥 建筑材料的定义建筑中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） 施工过程中所用的材料，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天然石材毛石，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，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-非金属复合港及混凝土，预应力混凝土非金属-有机复合沥青混凝土，聚合物混凝土（2）按使用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，而与建筑物配套使用的各种设备电工器材及灯具，水暖及空调器材，环保器材，建筑五金水泥分类按水硬性矿物不同，分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥 按用途和性能水泥又可分为通用水泥、专用水泥和特种水泥三大类 通用硅酸盐水泥：GB175-2007(2008-6-1实施）（common portland cement)：以硅酸盐水泥熟料和适量石膏，及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。按照混合材料的品种和掺量分为：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、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥生产过程两磨一烧生料的配制和磨细磨将生料煅烧成熟料烧熟料与混合材料一起磨成水泥磨干法：原料烘干磨成生料粉，再入窑烧成熟料半干法：生料粉加入适量水制成生料球，煅烧湿法：原料加水磨成生料浆，喂入窑中煅烧熟料矿物的组成结构及其性能一、硅酸盐水泥熟料矿物的结构1、硅酸三钙（ C3S ）：4462%左右常温下存在的介稳的高温型矿物。不稳定Al3+、Mg2+进入结构中形成固溶体（称为阿利特），引起C3S结构变形。固溶程度越高，活性越大。C3S结构中钙离子的氧配位数为6，比正常的（812个）少，且排列不规则，5个氧离子集中在一侧，另一侧只有1个氧离子，所以在氧离子少的一侧形成较大“空洞”，使水容易进入而发生化学反应。 2、硅酸二钙（ C2S ）：1830%左右b-C2S是常温下存在的介稳的高温型矿物。不稳定结构中存在杂质（固溶体，贝利特）使晶体排列的规律性受到某种程度的干扰，引起结构变形，提高了活性。b-C2S中钙离子的配位数不等，一半钙离子的配位数为6，另一半的配位数为8，并且各个氧离子与钙离子的距离不等，使晶体结构中存在“空洞”，可以与水反应，但因“空洞”较小，水化速度较慢。、铝酸三钙（ C3A ）：512%钙的配位数为6与12，配位数为12的钙离子周围的氧离子排列极为不规则，形成巨大的“空洞”，故铝酸三钙水化非常快。铝的配位数为4与6，AlO45-是变形的，使铝离子也具有较大的活性。4、铁铝酸四钙（ C4AF ）：1018%结构中钙离子的配位数为6与10，使结构中也有“空洞”，使其易于水化。铝原子取代铁原子形成的铁铝酸盐固溶体（才利特）。5、玻璃体熔融的液相来不及结晶形成，有活性6、游离氧化钙和游离氧化镁f-CaO：没有与其他矿物结合的氧化钙。特性：高温下形成，为死烧状态，水化很慢，常常在水泥浆硬化后才反应生成氢氧化钙，体积增大产生膨胀应力，有害。f-MgO晶体：方镁石晶体，高温死烧，水化极其缓慢，水化体积膨胀，有害处。硅酸盐水泥的水化反应及机理一、硅酸盐水泥熟料矿物的水化（一） C3S的水化1、水化反应式及产物3CaOSiO2+nH2O=xCaOSiO2yH2O+(3-x)Ca(OH)2简写为：C3S+nH=C-S-H+(3-x)OH水化产物：水化硅酸钙（C-S-H）凝胶和氢氧化钙。 （1）Ca(OH)2 层状结构的六方晶体。其中氧原子为四面体配位，钙原子为八面体配位。一般层间作用力很微弱2）C-S-H凝胶：主要胶结成分 化学成分：不确定，用C/S、H/S表示，完全水化时为3CaO2SiO23H2O形貌：尺寸都非常小，接近于胶体范围水化机理：分为五个阶段分为早期（诱导前期阶段和诱导期阶段）、中期（加速期阶段和衰减期阶段）和后期（稳定期阶段）三个时期和五个阶段：1）.诱导前期（初始反应期）：加水后立即发生急剧反应迅速放热，Ca2+迅速从表面释放，几分钟之内pH值超过12。此阶段约在15min内结束。SEM观察，数十秒后表面出现球形产物。水化并非从表面均匀进行，而是从若干点开始逐渐扩大，接着能看到箔状和蜂窝状的C-S-H，这些初始水化产物会转变为针状或纤维状。2） .诱导期（潜伏期、静止期）：反应极其缓慢，液相中Ca2+已达到饱和，但还没有达到极大值。Ca2+极大值的出现时间大致与诱导期结束时间相应。一般持续24h，这是硅酸盐水泥能在几小时内保持塑性的原因。原因：C3S与水接触后，表面水解，使Ca2+和OH-进入溶液中，在表面形成一个缺钙的富硅层，接着溶液中的Ca2+被表面吸附形成双电层，导致C3S溶解受阻而出现诱导期。双电层形成的x电位使C3S颗粒在液相中保持分散状态。C3S缓慢水化使溶液中Ca(OH)2浓度增大，当其达到过饱和时，析晶，双电层减弱或消失，促进C3S溶解，反应加速，诱导期结束，加速期开始。因为硅酸根离子的迁移速度比Ca2+慢，C-S-H主要在靠近颗粒表面的区域析晶，而Ca(OH)2晶体在远离颗粒表面，即在浆体的原充水空间中形成。（3）.加速期液相中Ca2+的过饱和度达到极大值，CH开始结晶，C-S-H开始沉淀并重新排列，使C3S的反应重新加快，反应速率随时间增长而加快，出现第二个放热峰，在峰顶达到最大反应速度，相应为最大放热速率。48h，终凝结束，开始早期硬化。（4）.减速期反应速率随时间下降，持续1224h。由于CH和C-S-H从溶液中析出，在C3S表面形成包裹层，水化产物层不但在增厚，还不断向颗粒间的空间扩展并填充水化产物层内的间隙。这样，水化体越来越致密，水的渗透越来越困难，使水化作用受水通过产物层扩散控制而变慢。水化进入慢速稳定发展阶段后期水化。外部水化物：最初生成的水化物，在C3S粒子原始周界以外的原来充水空间之中。内部水化物：后期水化形成的产物，大部分生长在C3S粒子原始周界以内。