土木工程材料（第三版）课件全套 杨长辉 0绪论、01土木工程材料的基本性质-11沥青与防水材料

土木工程材料

绪论

学习本课程的主要目的：了解常用土木工程材料的基本知识、基本性能，学会如何选择与使用材料。掌握土木工程材料有关知识的重要性：合理选用材料，材尽其能，保证工程安全、实用、耐久并降低造价等

关于实验课关于考试什么叫土木工程?土木工程(CivilEngineering)泛指建筑工程(ConstructionalEngineering)、道路桥梁工程(Road&BridgeEngineering)、水利工程(irrigationWorks)等建设性工程。什么叫土木工程材料？土木工程中所使用的各种材料及制品，都统称为土木工程材料（也称为建筑材料）（按用途和应用领域来划分的）(ConstructionMaterials,BuildingMaterials)。

材料与土木工程的关系（材料在土木工程中的作用）材料是土木工程的重要物质基础。在土木工程中，材料费用一般要占工程造价的50%-70%。在材料的选择、生产、储运、保管、使用和检验评定的各个环节中，任何环节的失误都可能造成工程质量缺陷，甚至是重大的质量事故。

土木工程材料的发展历史天然材料（远古时期）→砖、瓦（5000-3000年B.C.）→石灰、石膏（2500-1000年B.C.）→玻璃、青铜（2000年B.C.）→铁（1400年B.C.）→钢材、水泥、混凝土等（18世纪以来）→化学建材、新型功能材料、新型建筑装饰材料（20世纪以来）→智能建材（未来……）材料的不断发展推动了社会物质文明的发展水泥混凝土强度发展历程年代强度等级20世纪50年代C2020世纪60年代C3020世纪70-80年代C6020世纪90年代C80本世纪C90、C100、C115各时期最高建筑的高度年份大厦名称层数高度(m)备注1870纽约公正大厦7约251885芝加哥家庭保险大厦—551902纽约大都会保险大厦—871913纽约伍尔沃斯大厦—2411930纽约克莱斯勒大厦773191931纽约帝国大厦1023811973纽约世界贸易中心1104179.11被毁1974芝加哥西尔斯大厦1094421997马来西亚吉隆坡石油大厦884502003中国台北金融大厦101508含天线2007上海环球金融中心1014922010韩国仁川大厦1516102009阿联酋比斯迪拜大厦160828——日本空中城市1000设想——上海仿生大厦3001250设想——日本X-SEED4004000设想东西塔金字塔雅典卫城角斗场比萨斜塔喜马拉雅山雪巴族人的小屋长城泰姬陵埃菲尔铁塔巴黎圣母院纽约帝国大厦世贸中心东方明珠台北101大厦

迪拜塔中央电视台主楼

一号塔楼51层，

二号塔楼44层，

总建筑面积约为

38万平方米，

高159m。

工程采用了世界

罕见的大悬臂结构，最大悬臂长

度达75.165m，

悬臂结构平均高

度56米，施工难度极大。

鸟巢都江堰水利工程二滩水电站三峡大坝修建中的三峡工程重庆鹅公岩大桥重庆李家沱大桥重庆朝天门大桥菜园坝大桥

重大工程事故掠影！！！2012.8.24哈尔滨阳明滩大桥引桥垮塌1999年1月4日重庆市綦江县城区一座步行桥（彩虹桥）突然整体垮塌，共造成40人死亡。垮塌原因——工程质量问题土木工程对材料的基本要求①必须具备足够的强度(strength)，能够安全地承受设计荷载；②轻质(lightweight)。材料自身的质量以轻为宜(即表观密度较小)，以减轻下部结构和地基的负荷；③具有与使用环境相适应的耐久性(durability)，以减少维修费用；④美观(beautiful)。用于装饰的材料，应能美化建筑，产生一定的艺术效果；⑤多功能(multi-function)。用于特殊部位的材料，应具有相应的特殊功能，例如屋面材料能隔热、防水，楼板和内墙材料能隔声等。土木工程材料的分类按化学成分分类按材料在建筑物或构筑物中的功能分类按材料的使用部位分类按化学成分分类土木工程材料无机材料金属材料非金属材料黑色金属：钢、铁、不锈钢等有色金属：铝、铜等及其合金天然石材：砂、石及石材制品等烧土制品：砖、瓦、玻璃等胶凝材料：石灰、石膏、水泥、水玻璃等混凝土及硅酸盐制品：混凝土、砂浆及硅酸盐制品有机材料植物材料：木材、竹材等沥青材料：石油沥青、煤沥青、沥青制品高分子材料：塑料、涂料、胶粘剂等复合材料无机非金属材料与有机材料复合：玻璃钢、聚合物混凝土、沥青混合料等金属材料与无机非金属材料复合：钢纤维混凝土等金属材料与有机材料复合：轻质金属夹芯板无机非金属材料的定义无机非金属材料几乎包括了除金属材料、高分子材料之外的所有材料，主要有陶器、瓷器、砖、瓦、玻璃、搪瓷、胶凝材料（水泥、石灰和石膏等）、混凝土、耐火材料和天然矿物材料等传统材料以及氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、复合陶瓷、微晶玻璃、光纤玻璃、MDF水泥、纤维增强混凝土等新型材料。无机非金属材料的特点①比金属的晶体结构复杂；②没有自由电子（金属的自由电子密度高）；③具有比金属键稳定的共价键、离子键和混合键；④结晶化合物的熔点比许多金属和有机高分子高；⑤硬度高，抗化学腐蚀能力强；⑥绝大多数是绝缘体，高温导电能力比金属低；⑦光学性能优良，制成薄膜时大多是透明的；⑧一般比金属的导热性低；⑨在大多数情况下观察不到变形。金属材料：黑色金属、有色金属

金属材料的特点：（1）结合键为金属键；（2）熔点高；（3）具有金属光泽；（4）延性好、可加工性好；（5）强度高、韧性好；（6）导热导电性好；（7）易被氧化。有机高分子材料：按使用性质：橡胶、塑料、涂料、纤维等；按主链结构：碳链、杂链、元素高聚物等；按热学性质：热塑性、热固性、热稳定性等。高分子材料基本性质：（1）结合键主要是共价键，部分为范氏力；（2）分子量大，无明显熔点；（3）有玻璃态、高弹态、粘流态，强度较高；（4）质量轻；（5）绝缘性好；（6）化学稳定性相对较好；（7）耐高温性能差按材料在建筑物或构筑物中的功能分类

承重材料、非承重材料、保温隔热材料、吸声隔声材料、防水材料、装饰材料按材料的使用部位分类

结构材料、墙体材料、屋面材料、地面材料、饰面材料及其他用途的材料土木工程材料的特点用量大：2011年中国水泥产量达20.6亿吨商品混凝土总产量达到了14.2亿立方米

种类多：100多类，2000多种使用年限长：50年，100年，永久土木工程材料的发展趋向①高性能(highperformance)。轻质、高强、高耐久性、优异装饰性和多功能复合。②可持续(sustainablegrowth)。节约资源(resourcesaving)。充分利用地方材料，尽量少用天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物作为生产土木工程材料的资源，以及保护自然资源和维护生态环境的平衡。节约能源(energysaving)。采用低能耗、无环境污染的生产技术，优先开发、生产低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的节能型材料。健康(healthy)。材料生产中不得使用有损人体健康的添加剂和颜料，如甲醛、铅、镉、铬及其化合物等。同时要开发对人体健康有益的材料功能，如抗菌、灭菌、除臭、除霉、防火、调温、消磁、防辐射、抗静电等。环保(environmentalprotection)。产品可再生循环和回收利用，无污染废弃物以防止二次污染。土木工程材料的技术标准

技术标准的意义材料的技术标准——国家标准、行业标准、企业标准三大类部门代号：GB、GB/T、GBJ、JGJ行业代号：JG、JT、JC、TB、SH、YB标准的表示方法：由产品名称、部门代号、编号、批准年份组成例如：塑性体改性防水卷材GB18243—2000第1章

土木工程材料的基本性质第1章土木工程材料的基本性质1.1材料的物理性质(physicalproperties)1.1.1材料的密度、表观密度与堆积密度(1)密度(density)近似密度（视密度）(apparentdensity)(2)表观密度(apparentdensity)(3)堆积密度（散粒体）(bulkdensity)(forparticles)压实密度（compacteddensity）1密实材料，如金属材料、花岗岩等材料的内部密实而没有孔隙材料的密度－（1）密度材料的密度－（2）表观密度2材料的内部有许多孔隙孔隙材料，如砖头、混凝土、木材等3内部有孔隙材料的材料破碎成颗粒堆积在一起，如石子、砂砾等堆积材料颗粒的内部有许多孔隙堆积材料颗粒之间存在许多空隙材料的密度－（3）堆积密度end第1章土木工程材料的基本性质1.1.2材料的密实度与孔隙率(1)密实度(density)(2)孔隙率(porosity)第1章土木工程材料的基本性质1.1.3材料的填充率与空隙率（散粒体）(1)填充率(fillingratio)(2)空隙率(voidsratio,voidcontent,voidvolume)表1.1常用材料的密度、表观密度、堆积密度第1章土木工程材料的基本性质1.1.4材料与水有关的性质

(1)材料的亲水性与憎水性亲水性（被水润湿θ

90°）(hydrophilicnature)憎水性（润湿角θ>90°）(hydrophobicnature)(2)材料的吸水性与吸湿性吸水性(waterabsorptivity)吸水率(waterabsorption)吸湿性(hydroscopicnature)含水率(moisturecontent)(3)材料的耐水性(抗水性)(waterresistance)软化系数(softeningcoefficient)第1章土木工程材料的基本性质1.1.5材料的抗冻性与抗渗性(1)抗冻性(frostresistance)水结冰时体积约增大9％，从而对孔隙产生压力而使孔壁开裂。冻融循环(freezingandthawingcircle)抗冻等级(grade)D15(Dong)→F15(Freeze)(2)抗渗性(impermeability)渗透系数(coefficientofpermeability)抗渗等级

S(Shen)→P(Permeate)材料的抗冻性oC-20-1001020304050601.材料的内部一般都充满着孔隙，2.如果浸入水中，孔隙中便会吸水3.气温下降，孔隙中的水会结冰并膨胀4.气温上升，孔隙中的冰会逐渐融化5.经过反复的浸水、冰冻、融化、干燥，材料的内部逐渐出现裂缝，表面会逐渐脱落，使材料的强度逐渐损失，质量变小。6.材料的质量损失>5％，强度损失>25％时，冻融的循环次数为材料的抗冻等级end由于结冰产生的膨胀会导致材料的表面部分破裂，内部产生裂纹。

第1章土木工程材料的基本性质1.2材料的基本力学性质1.2.1材料的强度(strength)(1)材料的抗压、抗拉及抗剪强度(2)材料的抗弯强度表1.3常用材料的强度/MPa1.2.2材料的弹性与塑性1.2.3材料的脆性与韧性第1章土木工程材料的基本性质1.3材料的热工、声学性质及材料的耐久性1.3.1材料的热工性质(1)材料的导热性（thermalconductivity)导热系数影响材料导热系数的主要因素①材料的表观密度②孔隙大小与构造③湿度④温度⑤热流方向(2)材料的热容量(heatcapacity)比热容第1章土木工程材料的基本性质(3)耐燃性（防失火）(flameresistance)

建筑物失火时，材料能经受高温与火的作用不破坏，强度不严重下降的性能。材料根据耐燃性可分为三大类：1)不燃烧类，如石材、混凝土、砖、石棉等；2)难燃烧类，如沥青混凝土、经防火处理的木材等；3)燃烧类，如木材、沥青等。第1章土木工程材料的基本性质(4)耐火性（耐高温）（耐热性）(fireresistance)

材料在长期高温作用下，保持不熔性并能工作的性能。按耐火性高低可将材料分为以下3类：1)耐火材料，耐火度>15800C，如耐火砖中的硅砖、镁砖、铝转、铬砖等；2)难熔材料，耐火度13500C~15800C，如难熔粘土砖、耐火混凝土等；3)易熔材料，耐火度<13500C，如普通粘土砖。第1章土木工程材料的基本性质1.3.2材料的声学性质(1)吸声性(soundabsorption)吸声系数(sound-absorptioncoefficient)(2)隔声性(soundinsulation)

隔声与吸声不同隔声量（R）第1章土木工程材料的基本性质1.3.3材料的耐久性(durability)作用于材料的自然因素和有害介质可概括为以下几个方面：(1)物理作用,如干湿、冷热、冻融变化等；(2)化学作用，如酸、盐、碱等溶液的侵蚀。(3)生物作用，如虫蛀、腐朽。第1章土木工程材料的基本性质1.4材料的组成、结构与构造及其对材料性质的影响1.4.1材料的组成(1)化学组成(chemicalcomposition)(2)矿物组成(mineralcomposition)(3)相组成(phases)第1章土木工程材料的基本性质1.4.2材料的结构和构造(structure&constitution)(1)宏观结构(＞10-3mm的尺度,macro-structure)

按孔隙特征可分为：1)致密结构2)多孔结构3)微孔结构按存在状态或构造特征分为：1)堆聚结构2)纤维结构-3)层状结构4)散粒结构(2)细观结构(亚微观结构)(10-3~10-6mm尺度,submicro-)金属材料的金相组织木材的木纤维混凝土内的微裂缝等第1章土木工程材料的基本性质(3)微观结构(10-6~10-10mm原子、分子尺度,micro-structure)1)晶体(crystal)①原子晶体(atomiccrystal)②离子晶体(ioniccrystal)③分子晶体(molecularcrystal)④金属晶体(metalcrystal)2)玻璃体(glass)3)胶体(gel)第1章土木工程材料的基本性质习题：(1)某石灰岩的密度为2.62g/cm3，孔隙率1.2%。今将石灰岩破碎成碎石，碎石的堆积密度为1580kg/m3。求此碎石的表观密度和空隙率。(2)一块烧结普通砖的外型尺寸为24011553，吸水饱和后重为2940g，烘干至恒重为2580g。今将该砖磨细并烘干后取50g,用李氏瓶测得其体积为18.58cm3。试求该砖的密度、表观密度、孔隙率、质量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。(3)某材料的体积吸水率为10%，密度为3,0g/cm3，绝干时的表观密度为1500kg/m3。试求该材料的质量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率，并估计该材料的抗冻性如何？第1章土木工程材料的基本性质思考题(1)当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观密度、强度、吸水率、抗冻性及导热性是下降、上升还是不变?(2)材料的密度、近似密度、表观密度、堆积密度有何差别?(3)材料的孔隙率和空隙率的含义如何?如何测定?了解它们有何意义?(4)亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的?举例说明怎样改变材料的亲水性与憎水性?(5)普通粘土砖进行抗压实验，浸水饱和后的破坏荷载为183kN，干燥状态的破坏荷载为207kN(受压面积为115mm×l20mm)，问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位?第1章土木工程材料的基本性质(6)塑性材料和脆性材料在外力作用下，其变形性能有何区别?(7)材料的耐久性应包括哪些内容?(8)建筑物的屋面、外墙、基础所使用的材料各应具备哪些性质?ENDOFTHISCHAPTER附录材料的密度

材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。按下式计算：式中：ρ——密度，g／cm3；

m——材料在干燥状态的质量，g；

V——材料的绝对密实体积，cm3。

材料的表观密度材料在自然状态下，单位体积的质量。按下式计算：式中：ρ0——表观密度，kg／m3；

m——材料的质量，kg；

V0——材料在自然状态下的外形体积，m3。材料为散粒或粉状，如砂、石子、水泥等，在堆积状态下，单位体积的质量。按下式计算：式中：——材料的堆积密度，kg／m3；

m——材料的质量，kg；

——材料的自然(松散)堆积体积(包括材料颗粒体积和颗粒之间空隙的体积)，m3。材料的堆积密度材料的密实度材料体积内被固体物质充实的程度。按下式计算：材料的孔隙率材料体积内，孔隙体积所占的比例。按下式计算：即：D＋P=1或密实度＋孔隙率=1。材料的填充率散粒材料堆积体积中，颗粒填充的程度。按下式计算：材料的空隙率

散粒材料堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。用下式计算：即：D’＋P’=1或填充率＋空隙率=1。材料的吸水率

材料在水中通过毛细孔隙吸收并保持水分的性质，用吸水率表示，即式中：Wm——材料质量吸水率，%；

m——材料干燥状态下质量，g；

m1——材料吸水饱和状态下质量，g。材料的含水率

材料在一定温度和湿度下吸附水分的能力，用含水率表示，即式中：W含——材料质量吸水率，%；

m含——材料含水时的质量，g；

m——材料干燥状态下的质量，g。材料的软化系数(附动画)

材料抵抗水破坏作用的性质称为耐水性，用软化系数表示，即式中：KP——材料的软化系数；

fw——材料在吸水饱和状态下的抗压强度，MPa；

f——材料在干燥状态下的抗压强度，MPa。材料的渗透系数

材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性，用渗透系数表示，即式中：K——渗透系数，cm／h；

Q——透水量，cm3；

d——试件厚度，cm；

A——透水面积，cm2；

t——渗水时间，h；

H——静水压力水头，cm。材料的抗渗等级P=10H－1式中：P——抗渗等级；

H——试件开始渗水时的水压力，MPa。

S(Shen)→P(Permeate)材料的抗压、抗拉及抗剪强度(compressive,tensileandshearstrength)材料的抗压、抗拉及抗剪强度按下式计算：式中：f——材料的强度，MPa；

Fmax——破坏时最大荷载，N；

A——受力截面面积，mm2。材料的抗弯强度(bendingstrength)1)二分法。将条形试件放在两支点上，中间作用一集中荷载，对矩形截面试件，则抗弯强度按下式计算：2)三分法。在跨度的三分点上作用两个相等的集中荷载，则抗弯强度按下式计算：式中：fm——抗弯强度，MPa；

Fmax——弯曲破坏时最大荷载，N；

b、h——试件横截面的宽及高，mm；

L——两支点间的距离，mm。材料的弹性与塑性、脆性与韧性弹性：材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，变形能完全消失的性质。(elasticity)塑性：材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，仍保持变形后的形状，并不产生裂缝的性质。(plasticity)脆性：材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料突然破坏，而破坏时无明显的塑性变形的性质。(brittleness,fragility)韧性：材料在冲击、震动荷载作用下，能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏的性质。(fracturetoughness)材料的导热系数

(coefficientofthermalconduction)材料传导热量的性质称为导热性，以导热系数表示，即式中：λ——导热系数，W／(m·K)；

Q——总传热量，J；

a——材料厚度，m；

A——热传导面积，m2；

t——热传导时间，h；

T2—T1——材料两面温度差，K。可将本式与材料的渗透系数定义式比较理解和记忆材料的比热容(specificheatcapacity)

材料受热(或冷却)时吸收(或放出)热量的性质称为材料的热容量，用比热容表示，即式中：C——材料比热容，J/(g·K)Q——材料吸收或放出的热量，J；

m——材料的质量，g；

T2—T1——材料受热或冷却前后温差，K。材料的吸声系数(acousticalcoefficient)

声能穿透材料和被材料消耗的性质称为材料的吸声性，评定材料的吸声性能好坏的主要指标称为吸声系数(α)，即式中：E——材料吸收的声能；

E0——入射到材料表面的全部声能。材料的吸声特性与声波的方向、频率，以及材料的表观密度、孔隙构造、厚度等有关。化学组成指构成材料的化学元素及化合物的种类和数量。如水泥化学组成：

SiO220~24%CaO62~67%Fe2O32.5~6.0%AL2O3

4~7%MgO<5%矿物组成将无机非金属材料中具有特定的晶体结构、特定的物理力学性能的组成结构称为矿物。矿物组成指构成材料的矿物的种类和数量。如水泥的矿物组成：

3CaO.SiO237~60%2CaO.SiO215~37%3CaO.AL2O37~15%4CaO.AL2O3.Fe2O310~18%相组成材料中具有相同物理、化学性质的均匀部分称为相。自然界中的物质可分为气相、液相和固相。建筑材料大多数是复合相。8:29:23PMPage:95第2章天然石材8:29:23PMPage:96地壳物质的组成与循环8:29:23PMPage:97岩石地壳物质的组成与循环岩浆岩浆岩浆岩沉积岩变质岩8:29:23PMPage:98地壳物质的组成与循环一、岩浆岩岩浆AB8:29:23PMPage:99

观察下面两幅沉积岩图片，能总结一下沉积岩的构造特征吗？地壳物质的组成与循环二、沉积岩一、岩浆岩三、变质岩8:29:23PMPage:100第2章天然石材2.1岩石的组成与分类2.1.1岩石的组成岩石是由矿物组成的，土木工程材料中最常见的造岩矿物有石英(quartz)、长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石、方解石、白云石、菱镁矿、石膏(gypsum)等。单矿岩：如白色大理石，由方解石或白云石组成多矿岩：如花岗岩，由长石、石英、云母及暗色矿物组成8:29:23PMPage:101第2章天然石材2.1.2岩石的分类（根据生成条件，按地质分类法）(1)岩浆岩（火成岩，占地壳总量的89%）①深成岩：花岗岩、辉长岩、闪长岩特点：矿物全部结晶且晶粒较粗，呈块状结构，构造致密；具有抗压强度高，吸水率小，表观密度大，抗冻性、耐磨性、耐水性好。②喷出岩：玄武岩、辉绿岩、安山岩特点：大部分结晶不完全，多呈细小结晶（隐晶质）或玻璃质结构。③火山岩：火山灰、浮石、火山凝灰岩特点：表观密度小，呈多孔玻璃质结构。8:29:23PMPage:102第2章天然石材(2)沉积岩(水成岩）①机械沉积岩：砂岩、页岩、砾岩②化学沉积岩：石膏岩、菱镁矿③生物沉积岩：石灰岩（占地壳总量的5%，达地壳表面积的75%)、白垩、硅藻土特点：与岩浆岩比较，沉积岩表观密度小，密实度差，吸水率较大，强度较低，耐久性较差。8:29:23PMPage:103第2章天然石材(3)变质岩：大理岩、石英岩、片麻岩

在地层的温度或压力作用下，原岩石在固体状态发生变质作用而形成新的岩石。如石灰岩变质形成大理岩；砂岩变质形成石英岩；花岗岩变质形成片麻岩。特点：不仅是岩石的结构和构造发生改变，甚至生成新的矿物，性能有很大变化。8:29:23PMPage:104地壳物质的组成与循环岩石岩浆岩花岗岩玄武岩沉积岩砾岩砂岩页岩石灰岩变质岩大理岩板岩用箭头来表示类别关系8:29:23PMPage:105第2章天然石材2.2土木工程中常用的岩石及其加工类型2.2.1土木工程中常用的岩石(1)花岗岩(granite)

花岗石建筑板材(2)玄武岩(basalt)(3)石灰岩(limestone)(4)砂岩(sandstone)(5)大理岩(marble)

大理石建筑板材(6)石英岩(quartz)(7)片麻岩(gneiss)8:29:23PMPage:1068:29:23PMPage:1078:29:23PMPage:1088:29:23PMPage:109玄武岩的形成

8:29:23PMPage:110玄武岩8:29:23PMPage:111大理岩8:29:23PMPage:112

石英岩8:29:23PMPage:113石英岩板材8:29:23PMPage:114

片麻岩8:29:23PMPage:1158:29:23PMPage:116第2章天然石材2.2.2石材的加工类型(1)砌筑用石材1)毛石(rubble)①乱毛石②平毛石2)料石(squaredstone)①毛料石②粗料石③半细料石④细料石8:29:23PMPage:117第2章天然石材(2)板材(3)颗粒状石料①碎石②卵石③石渣2.2.3石材的选用选用原则：适用性、经济性、色彩承重用的石材围护结构用的石材地面、台阶装饰等8:29:23PMPage:118第2章天然石材2.3石材的技术性质2.3.1物理性质(1)表观密度(2)吸水性(3)耐水性（抗水性）(4)抗冻性(5)耐热性(6)导热性8:29:23PMPage:119第2章天然石材2.3.2力学性质(1)抗压强度（707070mm)表2.1石材强度等级的换算系数(2)冲击韧性（脆性）(3)硬度(4)耐磨性2.3.3工艺性质(1)加工性(2)磨光性(3)抗钻性8:29:23PMPage:120第2章天然石材2.4天然石材的破坏及防护为了减轻与防止石材的风化与破坏，可以采取以下防护措施：(1)合理选材(2)表面处理8:29:23PMPage:121第2章天然石材思考题(1)岩石按成因可分为哪几类?举例说明。(2)比较花岗岩、石灰岩、大理岩、砂岩的性质和用途，并分析它们具有不同性质的原因(3)工程上常应用的岩石哪些种类耐火性最差?哪些岩石耐酸性最差?(4)选择天然石材应考虑哪些原则?为什么?ENDOFTHISCHAPTER8:29:23PMPage:122附录8:29:23PMPage:123花岗石建筑板材岩石学中花岗岩指由石英、长石、及少量云母和暗色矿物（橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云母等）组成的全晶质的岩石。建筑上所说的花岗石是广义的，指具有装饰功能，可磨光、抛光的岩浆岩及少量其它类岩石。有花岗岩、闪长岩、正长岩、辉长岩（以上均属深成岩）、辉绿岩、玄武岩、安山岩（以上均属喷出岩）、片麻岩（属变质岩）等。不抗火8:29:23PMPage:124大理石建筑板材岩石学中所指大理石是由石灰岩或白云岩变质而成的变质岩，主要矿物成分是方解石或白云石，主要化学成分为碳酸盐类。建筑上所说的大理石是广义的，指具有装饰功能，并可磨光、抛光的各种沉积岩和变质岩。有大理岩、石英岩、蛇纹岩（以上均属变质岩）、致密石灰石、砂岩、白云岩（以上均属沉积岩）等。硬度不大，抗风化性差8:29:23PMPage:125第3章气硬性胶凝材料8:29:23PMPage:126第3章气硬性胶凝材料胶凝材料(cements,bindingmaterials)能将砂、石等散粒材料或砖、板等片状材料粘接为一个整体的材料称为胶凝材料。有机胶凝材料：沥青、树脂无机(矿物)胶凝材料气硬性胶凝材料：airhardeningbindingmaterials石膏、石灰、水玻璃、菱苦土水硬性胶凝材料：hydrauliccements水泥8:29:23PMPage:127第3章气硬性胶凝材料3.1石灰(lime,CaO)3.1.1石灰的原料与生产3.1.2石灰的熟化(消解)(slake)3.1.3石灰的凝结、硬化(setandharden)同时进行的两个过程：(1)结晶作用→氢氧化钙晶体(2)碳化作用Ca(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O

凝结硬化缓慢8:29:23PMPage:128第3章气硬性胶凝材料3.1.4石灰的技术性质(1)良好的保水性：直径约为1μm的呈胶体分散状态的氢氧化钙，其表面吸附一层较厚的水膜。(2)凝结硬化慢、强度低：碳酸钙和氢氧化钙结晶体(3)耐水性差：氢氧化钙晶体易溶于水(4)体积收缩大：蒸发大量的游离水8:29:23PMPage:129第3章气硬性胶凝材料3.1.5石灰的应用(1)石灰乳涂料：内墙和天棚刷白(2)石灰砂浆：砌筑(3)灰土和三合土：建筑物基础和地面的垫层(4)硅酸盐制品：蒸养粉煤灰砖及砌块，蒸压灰砂砖及砌块，加气混凝土等(5)碳化石灰板：将磨细生石灰、纤维状填料或轻质骨料加水搅拌成型为坯体，然后再通入高浓度二氧化碳进行人工碳化(12-24h)制成的一种轻质板材。

8:29:23PMPage:130第3章气硬性胶凝材料3.2石膏(gypsum)3.2.1石膏的原料、生产及品种8:29:23PMPage:131第3章气硬性胶凝材料3.2.2建筑石膏(calcinedgypsum)

（1）建筑石膏的凝结硬化（2）建筑石膏的技术性质（3）建筑石膏的应用及保管8:29:23PMPage:132第3章气硬性胶凝材料3.2.3高强石膏(highstrengthgypsum/plaster)

α型和β型半水石膏的性能差异3.2.4粉刷石膏3.2.5无水石膏水泥和地板石膏8:29:23PMPage:133第3章气硬性胶凝材料3.3水玻璃（sodiumsilicate，Potassiumsilicate

）

3.3.1概述3.3.2水玻璃的生产3.3.3水玻璃的凝结硬化3.3.3水玻璃的性质3.3.4水玻璃的应用8:29:23PMPage:1343.4菱苦土3.4.1菱苦土的生产

菱苦土是将天然菱镁矿(MgCO3)煅烧、磨细而成的粉状物质。菱苦土密度为3.1~3.4g/cm3，堆积密度为800~900kg/m3。

750~850℃

MgCO3 MgO+CO2第3章气硬性胶凝材料8:29:23PMPage:135第3章气硬性胶凝材料3.4.2菱苦土的性质及应用

MgO+H2OMg(OH)2XMgO+YMgCL2.6H2OXMgO.YMgCL2.ZH2O用水调制菱苦土时，生成Mg(OH)2，浆体凝结硬化慢，强度低。一般可用氯化镁（MgCL2.6H2O）、硫酸镁、氯化铁、硫酸亚铁等盐类的溶液调拌，最常用的是氯化镁溶液。菱苦土吸湿性大，抗水性差，易变形和在表面泛霜。菱苦土最突出的优点是与植物纤维有良好的黏结力，且碱性较弱。建筑工程中常用来制造菱苦土木屑地面、木屑板和木丝板。8:29:23PMPage:136第3章气硬性胶凝材料思考题(1)气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料有何区别?(2)石灰熟化成石灰浆使用时，一般应在储灰坑中“陈伏”两星期以上，为什么?(3)何为欠火石灰、过火石灰?各有何特点?(4)试述石灰的技术性能与应用?(5)试述建筑石膏的技术性能与应用。(6)水玻璃有哪些用途?ENDOFTHISCHAPTER8:29:23PMPage:137附录8:29:23PMPage:138石灰的原料与生产(附动画)

生产石灰的原料主要是石灰石，也可利用含有碳酸钙成分的天然物质或化工副产品作原料。

欠烧、正烧、过烧低镁石灰（钙质石灰，MaO≤5%）、高镁石灰（镁质石灰，MaO>5%）块灰、磨细生石灰、消石灰粉、石灰浆、石灰膏8:29:23PMPage:1398:29:23PMPage:140石灰的熟化(消解)(slake)熟化(消解)：CaO+H2O=Ca(OH)2+15.5千卡

石灰浆、石灰膏、熟石灰粉

常用的熟化方法有：①化灰池（用于调制石灰砌筑砂浆或抹灰砂浆）②分层淋水法(用于拌制灰土、三合土)③在石灰工业企业里进行干消化生产熟石灰粉8:29:23PMPage:141灰蛋灰蛋化灰池(附动画)8:29:23PMPage:1428:29:23PMPage:143石膏的原料石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。天然二水石膏，又称软石膏或生石膏。天然硬石膏化工废石膏(含有二水石膏(CaSO4·2H2O)或含有CaSO4·2H2O与CaSO4的混合物的化工副产品及废渣)脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、硼石膏等8:29:23PMPage:144二水石膏加热脱水形成的各种石膏变体(附动画)8:29:23PMPage:1458:29:23PMPage:1468:29:23PMPage:147建筑石膏建筑石膏是以β型半水石膏为主要成分，不预加任何外加剂的粉状胶结料，主要用于制作石膏制品。建筑石膏色白，杂质含量很少，粒度很细，亦称模型石膏，是制作装饰制品的主要原料。β型半水石膏晶粒细，需水量较大（60%~80%），强度低。8:29:23PMPage:148建筑石膏的凝结硬化(附动画)8:29:23PMPage:1498:29:23PMPage:150建筑石膏的技术性质

建筑石膏的密度为2.50~2.80g/cm3，堆积密度为800~1100kg/m3。空隙率大（约占50~60%），强度低。水化反应理论需水量为18.6％，但为了使石膏浆体具有可塑性，通常实际加水为60％~80%凝结迅速：缓凝剂(retarder)硼砂、柠檬酸、酒石酸钾钠、聚乙烯醇、石灰活化骨胶或皮胶等。石膏制品堆密度小，保温绝热性能好，吸音性强，吸水率大，抗渗性、抗冻性和耐水性差(石膏硬化体的软化系数在0.2～0.3之间

)。硬化后体积微膨胀。防火性好。8:29:23PMPage:151建筑石膏的应用及保管(1)石膏抹灰材料(2)石膏板材：纸面石膏板、石膏空心条板、纤维石膏板(3)石膏砌块建筑石膏在运输和贮存中要注意防止受潮，一般贮存3个月后，其强度会降低约30%。8:29:23PMPage:152高强石膏高强石膏即α型半水石膏。α型半水石膏结晶良好，晶粒坚实、粗大，比表面积较小，需水量约为35~45%，所以此石膏硬化后具有较高密实度和强度。3小时抗压强度可达9~24PMa，7天抗压强度可达15~40PMa。高强石膏适用于强度要求较高的抹灰工程、装饰制品和石膏板。掺入防水剂，可用于湿度较高的环境中。加入有机材料，如聚乙烯醇水溶液、聚醋酸乙烯乳液等，可配成黏结剂，其特点是无收缩。8:29:23PMPage:153α型和β型半水石膏的性能差异性能α型半水石膏（高强石膏）β型半水石膏（建筑石膏）强度（MPa）10以上5～10标准稠度用水量（％）40～5060～80凝结时间（min）17～207～128:29:23PMPage:154粉刷石膏是由β型半水石膏和其它石膏相（硬石膏或煅烧黏土质石膏）、各种外加剂（木质磺酸钙、柠檬酸、酒石酸等缓凝剂）及附加材料（石灰、烧黏土、氧化铁红等）所组成的一种新型抹灰材料。粉刷石膏具有表面坚硬、光滑细腻、不起灰的优点，还可调节室内空气湿度，提高舒适度的功能。8:29:23PMPage:155无水石膏水泥和地板石膏将天然二水石膏加热至400℃以上（400--750℃）,石膏完全失去水分，成为不溶性硬石膏，失去凝结硬化能力，但当加入适量激发剂混合磨细后，又能凝结硬化，称为无水石膏水泥。无水石膏水泥宜用于室内，主要用作石膏板或其它制品，也可用于室内抹灰。将天然二水石膏加热到800℃以上，得到的石膏称为地板石膏。地板石膏有较高的强度和耐磨性，抗冻性也较好。8:29:23PMPage:156水玻璃概述硅酸钠水玻璃(Na2O·nSiO2)硅酸钾水玻璃(K2O·nSiO2)水玻璃分子式中的n，即二氧化硅与碱金属氧化物的摩尔比，称为水玻璃的模数，一般在1.5-3.5之间。工程中常用的水玻璃模数为2.6~2.8。水玻璃在其水溶液中的含量（或称浓度）一般用相对密度（D）或波美度（°B‘e）来表示。

8:29:23PMPage:157水玻璃的生产水玻璃的主要原料是石英砂、纯碱、烧碱。

1300~1400℃

Na2CO3+nSiO2Na2O.nSiO2+CO2

固态

2~3个大气压

Na(OH)+nSiO2Na2O.nSiO2+CO2

蒸气加热搅拌

液态

8:29:23PMPage:158水玻璃的凝结硬化Na2O·nSiO2+CO2+mH2O→Na2CO3+nSiO2·mH2O

硅胶（nSiO2·mH2O）脱水析出固态的SiO2

氟硅酸钠(Na2SiF6)促硬剂（accelerant）

2Na2O·nSiO2＋mH2O＋Na2SiF6＝(2n＋1)SiO2·mH2O＋6NaFSiO2·mH2O＝SiO2＋mH2O8:29:23PMPage:159水玻璃的性质良好的粘结能力

良好的耐热性：若以镁质耐火材料为骨料时，则耐热度可达1100℃。

良好的耐酸性(acidresistance/acid-proof)：不耐碱性介质的腐蚀8:29:23PMPage:160水玻璃的应用①用水玻璃涂刷建筑材料表面，浸渍多孔性材料，提高材料的密实度、强度和抵抗风化的能力，增加材料的耐久性。

②土壤固结(stabilize)③配制二矾防水剂或四矾防水剂，用于堵漏局部抢修工程。④配制耐酸胶泥、耐酸砂浆、耐酸混凝土等⑤配制保温绝热材料⑥配制耐热砂浆和耐热混凝土⑦配制碱矿渣（JK）混凝土8:29:23PMPage:161第4章水泥8:29:23PMPage:162第4章水泥、水泥的分类六大通用水泥其它水泥8:29:23PMPage:163通用硅酸盐水泥的组分应符合表1的规定

表4.1(GB175—2007)品种代号组分熟料+石膏粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰石灰石硅酸盐水泥P·I100----P·Ⅱ≥95≤5---≥95---≤5普通硅酸盐水泥P·O≥80且<95>5且≤20a-矿渣硅酸盐水泥P·S·A≥50且<80>20且≤50b---P·S·B≥30且<50>50且≤70b---火山灰质硅酸盐水泥P·P≥60且<80->20且≤40c--粉煤灰硅酸盐水泥P·F≥60且<80-->20且≤40d-复合硅酸盐水泥P·C≥50且<80>20且≤50ea本组分材料为符合本标准5.2.3的活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量8%且符合本标准5.2.4的非活性混合材料或不超过水泥质量5%且符合本标准5.2.5的窑灰代替。b本组分材料为符合GB/T203或GB/T18046的活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量8%且符合本标准第5.2.3条的活性混合材料或符合本标准第5.2.4条的非活性混合材料或符合本标准第5.2.5条的窑灰中的任一种材料代替。c本组分材料为符合GB/T2847的活性混合材料。d本组分材料为符合GB/T1596的活性混合材料。e本组分材料为由两种（含）以上符合本标准第5.2.3条的活性混合材料或/和符合本标准第5.2.4条的非活性混合材料组成，其中允许用不超过水泥质量8%且符合本标准第5.2.5条的窑灰代替。掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥重复。8:29:23PMPage:164第4章水泥4.1硅酸盐水泥(portlandcement)4.1.1硅酸盐水泥的生产(两磨一烧)

(1)生料的配制(2)硅酸盐水泥的煅烧

水泥煅烧工艺示意图(3)水泥熟料的粉磨重庆拉法基水泥厂水泥预热煅烧工艺流程8:29:23PMPage:167第4章水泥4.1.2水泥熟料(clinker)的组成及特性(1)水泥熟料的组成(2)水泥熟料矿物的特性表4.3硅酸盐水泥主要矿物特性(3)硅酸盐水泥的水化(hydrate)-水化硅酸钙凝胶C-S-H形貌

-Aft和Afm形貌(4)硅酸盐水泥的凝结和硬化(setandharden)水泥水化过程8:29:23PMPage:169第4章水泥(5)影响水泥凝结硬化的主要因素1)熟料矿物组成的影响2)水泥细度(fineness)的影响3)龄期(age)(养护(curing)时间)的影响4)养护温度和湿度5)水灰比(WaterCementRatio)(W／C)：水灰比越大，凝结硬化后水泥石中的毛细孔越多，强度、抗冻性、抗渗性下降。

8:29:23PMPage:170第4章水泥4.1.3硅酸盐水泥的技术标准(1)密度、细度1)密度和堆密度(densityandbulkdensity)2)细度(fineness)(2)标准稠度需水量(standardconsistencywaterdemand)(3)凝结时间(settingtime)8:29:23PMPage:171第4章水泥(4)体积安定性1)水泥熟料中含有过多的游离氧化钙和游离氧化镁2)石膏掺量过多(5)强度等级水泥的强度是指胶砂的强度，而不是净浆的强度，是评定水泥强度等级的依据。按GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》测定。水泥和标准砂按1:3混合，加入规定数量的水（水灰比0.5），制成40

40

160mm的试件，在20

1℃水中养护，经一定龄期（3d、28d），测得试件的抗折和抗压强度来划分强度等级。表4.4硅酸盐水泥各强度等级、各龄期的强度值／MPa8:29:23PMPage:172第4章水泥(6)水化热(heatofhydration)早期水化热曲线(earlyage)(7)碱含量(alkalicontent)（8）氯离子含量氯离子含量应不大于0.06%8:29:23PMPage:173第4章水泥4.1.4硅酸盐水泥的腐蚀(attack)与防止(1)软水腐蚀(溶出性腐蚀)：氢氧化钙不断地溶解流失

(2)离子交换腐蚀(溶解性腐蚀)1)碳酸的腐蚀2)一般酸的腐蚀3)镁盐的腐蚀(3)膨胀性腐蚀1)硫酸盐腐蚀2)硫酸的腐蚀(4)碱的腐蚀(5)水泥石腐蚀的防止8:29:23PMPage:174氢氧化镁晶体形貌8:29:23PMPage:175钙矾石微观形貌

钙矾石的SEM图8:29:23PMPage:176第4章水泥4.1.5硅酸盐水泥的特性、应用及储存(1)硅酸盐水泥的特性、应用1)早期强度和后期强度高2)水化热大3)抗冻性好4)干缩小、耐磨性较好5)抗碳化性较好6)耐腐蚀性差7）不耐高温(2)水泥的储存和运输8:29:23PMPage:177第4章水泥4.2掺混合材的硅酸盐水泥4.2.1混合材料(additionofcement)(1)非活性混合材：石灰石粉、窑灰等

(2)活性混合材(activeadditionofcement)1)粒化高炉矿渣(granulatedfurnaceslag)2)火山灰混合材料(pozzolan)3)粉煤灰混合材料(flyash)粉煤灰形貌表4.4用于水泥中的粉煤灰技术要求用于水泥中粉煤灰分Ⅰ级灰和Ⅱ级灰两种8:29:23PMPage:178第4章水泥4.2.2普通硅酸盐水泥(OrdinaryPortlandCement,OPC)(1)普通硅酸盐水泥的技术要求1)细度：比表面积不小于300m2/kg。2)凝结时间：初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于10h。

3)强度等级

32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R表4.4普通硅酸盐水泥各龄期强度值／MPa(2)普通硅酸盐水泥的性质基本同硅酸盐水泥的性质8:29:23PMPage:179第4章水泥4.2.3矿渣硅酸盐水泥(portlandblast-furnaceslagcement)(1)矿渣水泥的水化特点(2)技术要求：SO3的含量不得超过4％。表4.6矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥各龄期的强度值／MPa(3)特性及应用①凝结硬化速度慢：早期强度低，后期强度高

②对温度湿热敏感性强：适于蒸养

(steamcuringorhigh-pressuresteamcuring)8:29:23PMPage:180第4章水泥③耐腐蚀性好：可用于海港工程和水工大坝的建设。

④水化热小：可用于大体积混凝土，大型基础和混凝土大坝等。

⑤耐热性好⑥抗碳化(carbonization)能力差⑦矿渣水泥的保水性差、抗渗性差、泌水通道较多、干缩较大，使用中要严格控制用水量，加强早期养护。⑧抗冻性差：不宜用于冬季施工

,特别不宜用于严寒地区水位经常变动的部位。8:29:23PMPage:181第4章水泥4.2.4火山灰硅酸盐水泥(portlandpozzolancement)(1)技术要求：SO3的含量不得大于4％。(2)技术性质在干燥环境中易产生裂缝。抗冻性和耐磨性比矿渣水泥还要差。保水性好，抗渗性高。掺入粘土质的火山灰水泥不抗硫酸盐侵蚀。

8:29:23PMPage:182第4章水泥4.2.5粉煤灰硅酸盐水泥(portlandfly-ashcement)(1)技术要求：粉煤灰水泥的技术要求同火山灰水泥。(2)技术性质干缩小，抗裂性高。凝结硬化慢，早期强度低。色深。8:29:23PMPage:183第4章水泥4.2.6复合硅酸盐水泥(compositeportlandcement)(1)技术要求复合水泥的技术要求同火山灰水泥。(2)技术性质：耐腐蚀性好，水化热小，抗渗性好，早强。

表4.4掺混合材硅酸盐水泥的强度要求8:29:23PMPage:184第4章水泥

见教材第64页:

表4.6通用硅酸盐水泥的选用8:29:23PMPage:185第4章水泥4.3特种水泥和专用水泥(specialcements)4.3.1铝酸盐水泥(aluminatecement)(1)铝酸盐水泥的矿物组成(2)铝酸盐水泥的水化和硬化(3)铝酸盐水泥的技术要求1)细度、密度2)凝结时间3)强度等级8:29:23PMPage:186第4章水泥(4)铝酸盐水泥的性质与应用①凝结硬化快②水化热大，并且集中在早期，一天内可放出水化热70％-80％，使温度上升很高。③抗硫酸盐性能强，比抗硫酸盐水泥还要好。④耐热性好。⑤耐碱性差。⑥在国家标准中明文规定不能用于钢凝筋混凝土结构工程中。⑦

施工时不得与石灰和硅酸盐水泥混合，也不得与尚未硬化的硅酸盐水泥接触使用。8:29:23PMPage:187第4章水泥4.3.2快硬水泥(earth-strengthcementorquickhardeningcement)(1)快硬硅酸盐水泥(quickhardeningportlandcement)1)快硬硅酸盐水泥的技术要求①细度：0.08mm方孔筛筛余量小于10.0％。

②凝结时间：初凝时间不得早于45min，终凝不得迟于10h。

③强度等级(strengthgrading)

表4.12快硬硅酸盐水泥各龄期、各等级强度／MPa2)快硬硅酸盐水泥的应用：紧急抢修和低温施工

8:29:23PMPage:188第4章水泥(2)快硬硫铝酸盐水泥(sulphoaluminateearly-strengthcement)1)技术要求①细度：比表面积不得低于350m2／kg。

②凝结时间：初凝时间不得早于25min，终凝时间不得迟于3h。

③安定性：水泥中不允许出现游离氧化钙，否则为废品。

④强度等级(strengthgrading)

表4.13快硬硫铝酸盐水泥各等级、各龄期强度值／MPa2)特性及应用8:29:23PMPage:189第4章水泥4.3.3白色硅酸盐水泥(whiteportlandcement)白色水泥的技术要求：①细度：0.08mm方孔筛筛余量不得大于10％。

②凝结时间：初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于12h。

③强度等级(strengthgrading)

表4.14白水泥各龄期各等级的强度值/MPa8:29:23PMPage:190第4章水泥④白度(whiteness)白度值不能低于87。⑤安定性：沸煮法检验必须合格。白色硅酸盐水泥的应用各种装饰性混凝土及装饰性砂浆，如水刷石、水磨石及人造大理石等。8:29:23PMPage:191第4章水泥4.3.4道路硅酸盐水泥(roadportlandcement)(1)技术要求①凝结时间：初凝时间不得早于1.5h，终凝时间不得迟于10h。

②干缩性：28d的干缩率不得大于0.10%。③耐磨性：耐磨性试验磨损率不得大于3.00kg／m2。

④强度(strengthgrading)表4.16道路水泥各龄期强度值／MPa(2)技术性质及应用8:29:23PMPage:192第4章水泥4.3.5水工硅酸盐水泥(hydraulicengineeringportlandcement)1)技术要求游离氧化钙的含量：中、低热水泥中不得超过1.0％，低热矿渣水泥中不得超过1.2％。三氧化硫含量：不得超过3.5％，细度：比表面积不低于250m2/kg。凝结时间：初凝不得早于60min，终凝不得迟于12h。强度等级表4.17中热水泥和低热水泥各龄期强度值／MPa水化热2)特性及应用8:29:23PMPage:193第4章水泥4.3.6抗硫酸盐硅酸盐水泥表4.15抗硫酸盐水泥各龄期强度值／MPa8:29:23PMPage:194第4章水泥4.3.7膨胀水泥和自应力水泥(1)自应力水泥(2)膨胀水泥①硅酸盐膨胀水泥②铝酸盐膨胀水泥③硫铝酸膨胀盐水泥④铁铝酸盐膨胀水泥8:29:23PMPage:195第4章水泥4.3.8砌筑水泥凡是由一种或一种以上的水泥混合材料，加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏，经磨细所制得的工作性较好的水硬性胶凝材，称为砌筑水泥，代号M。砌筑水泥主要技术要求有：细度：0.08mm方孔筛筛余量不得超过10％。

凝结时间：初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于12h。安定性：三氧化硫(SO3)不得超过4.0％。表4.19砌筑水泥各龄期强度值(GB/T3183—2003)8:29:23PMPage:196第4章水泥思考题(1)硅酸盐水泥的主要矿物成分是什么?这些矿物的特性如何?(2)硅酸盐水泥的水化产物有哪些?水泥石的结构是怎样的?影响水泥石强度的因素有哪些?(3)硅酸盐水泥的腐蚀有哪几种类型?腐蚀的原因是什么?为什么同是硅酸盐系列水泥的矿渣水泥耐腐蚀性好?8:29:23PMPage:197第4章水泥(4)在生产硅酸盐水泥时掺人石膏起什么作用?硬化后多余的石膏会引起什么现象发生?(5)如何检验水泥的安定性?(6)什么叫活性混合材料?其硬化的条件是什么?(7)高铝水泥的熟料与硅酸盐水泥的熟料有何区别?两种水泥的性质有何不同?8:29:23PMPage:198第4章水泥(8)在下列混凝土工程中应分别选用那种水泥，并说明理由?①紧急抢修的工程或军事工程；②高炉基础；③大体积混凝土坝和大型设备基础；④水下混凝土工程；⑤海港工程；⑥蒸汽养护的混凝土预制构件；8:29:23PMPage:199第4章水泥⑦现浇混凝土构件；⑧高强混凝土；⑨混凝土地面和路面；⑩冬季施工的混凝土；⑾与流水接触的混凝土；⑿水位变化区的混凝土；⒀耐热混凝土；⒁有抗渗要求的混凝土。ENDOFTHISCHAPTER8:29:23PMPage:200附录8:29:23PMPage:201六大通用水泥硅酸盐水泥：Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P.Ⅰ。Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P.Ⅱ。普通硅酸盐水泥：简称普通水泥，代号P.O。矿渣硅酸盐水泥：简称矿渣水泥，代号P.S.A及P.S.B。火山灰质硅酸盐水泥：简称火山灰水泥，代号P.P。粉煤灰硅酸盐水泥：简称粉煤灰水泥，代号P.F。复合硅酸盐水泥：复合水泥，代号P.C。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、复合硅酸盐水泥统称掺混合材料的硅酸盐水泥。8:29:23PMPage:202硅酸盐水泥定义硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P.Ⅰ。在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量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，代号P.Ⅱ。8:29:23PMPage:203普通硅酸盐水泥定义普通硅酸盐水泥代号为P·O。其中加入了大于5%且不超过20%的活性混合材，并允许不超过水泥质量的8％的非活性混合材料或不超过水泥质量5％的窑灰代替部分活性混合材。8:29:23PMPage:204矿渣硅酸盐水泥定义矿渣硅酸盐水泥分为两个类型，加入大于20%且不超过50%的粒化高炉矿渣的为A型，代号P·S·A；加入大于50%且不超过70%的粒化高炉矿渣的为B型，代号P·S·B。其中允许不超过水泥质量的8％的活性混合材、非活性混合材料和窑灰中的任一种材料代替部分矿渣。8:29:23PMPage:205火山灰质硅酸盐水泥定义火山灰质硅酸盐水泥代号为P·P。其中加入了大于20%且不超过40%的火山灰质混合材料。8:29:23PMPage:206粉煤灰硅酸盐水泥定义粉煤灰硅酸盐水泥代号为P·F。其中加入大于20%且不超过40%的粉煤灰。8:29:23PMPage:207复合硅酸盐水泥定义复