大学课件-建筑材料与检测-夏文杰

建筑材料与检测技术夏文杰主编第1章绪论本章内容1.1建筑材料的分类和作用1.2建筑材料的技术标准1.3建筑材料质量检测的有关规定1.4本课程的内容和学习要求

1.1建筑材料的分类和作用1.1.1建筑材料的定义广义：建筑工程中所使用的各种材料及制品，都统称为建筑材料(ConstructionMaterials,BuildingMaterials)。狭义：构成建筑工程实体的材料。1.1.2建筑材料的分类建筑材料按使用目的结构材料装饰材料等按使用功能按组成材料的物质和化学成分结构材料功能材料等无机材料有机材料复合材料金属材料非金属材料植物材料高分子材料无机非金属材料与有机材料复合沥青材料黑色金属有色金属天然石材烧土制品胶凝材料及其制品金属材料与无机非金属材料复合金属材料与有机材料复合1.1.3建筑材料在建筑工程中的地位和作用建筑材料是一切建筑工程的物质基础（材料费用一般占建筑工程总造价的50~70%）建筑材料发展赋予建筑鲜明的时代特征和风格建筑设计理论的进步和施工技术的革新受到建筑材料发展的制约和推动建筑材料的质量直接影响建筑物的坚固性、适用性和耐久性

万里长城建筑工程对材料的基本要求必须具备足够的强度(strength)，能够安全地承受设计荷载及自重；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；具有与使用环境相适应的耐久性(durability)，以减少维修费用；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；特定功能(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。

胡夫金字塔上海金茂大厦三峡大坝建筑材料的发展趋势高性能：轻质、高强、高耐久性。多功能：具备多种优异性能。节约资源、能源：充分利用地方材料，尽量少用天然资源,大量使用工业废渣、垃圾等废弃物生产建筑材料。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。环保：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。发展预制技术：在产品型式方面逐步提高构件化、单元化水平。1.2建筑材料的技术标准中国技术标准国家标准：GB行业标准：建工行业标准（JG）、建材行业标准（JC）、交通行业标准（JT）地方标准：DB企业标准：QB例：GB

175—2007

《普通硅酸盐水泥》

标准代号编号批准年份标准名称外国技术标准国际标准：ISO（InternationalStandardOrganization）美国国家标准：ANS（AmericanNationalStandard美国材料与试验学会标准：ASTM（AmericanSocietyforTestingandMaterials）英国标准：BS（BritishStandard）1.3建筑材料质量检测的有关规定1985年建设部发布了《建筑工程质量检测工作规定》；1996年建设部发布了《关于加强工程质量检测工作的若干意见》1.4本课程的内容和学习要求内容获得建筑材料的基础知识掌握建筑材料的技术性质、应用及检测方法正确评价、选择和使用各种常用材料学习要求着重学好主要内容——材料的技术性质和应用原料生产组成构造性质应用检验运输验收储存注意了解事物的本质和内在联系要知道形成材料性质的内在原因和这些性质之间的相互关系引起材料性质变化的内因和外因同一类不同品种的材料，不但要学习它们的共性，更要了解它们各自的特性实验课是本课程的重要教学环节验证基本理论，学习实验方法做实验时，要严肃认真，一丝不苟了解实验条件对实验结果的影响，因而对实验结果作出正确的分析和判断第2章建筑材料的基本性质本章内容2.1材料的基本物理性质2.2材料的力学性能2.3材料的耐久性

2.1材料的基本物理性质

2.1.1材料与质量有关的性能固体物质闭口孔隙开口孔隙材料体积组成示意图1.三种密度:实际密度、表观密度和堆积密度定义

指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。公式式中：ρ

—密度，g/cm³m—材料在干燥状态下(105+5℃烘干至恒重）的质量，gv—材料在绝对密实状态下的体积，cm³测试方法将岩石粉碎磨细，干燥后用李氏瓶测定体积，材料磨得越细越好，测得的体积越接近真实体积。1）实际密度定义指材料在自然状态下，单位体积的质量。公式式中：ρ0—表观密度，g/cm³或Kg/m³

m—材料的质量，g或Kgv0—材料自然状态下的体积，cm³或m³

测试方法

对于规则形状的材料，可用量具测得其体积；对于不规则形状的材料，可采用静水称量法和封蜡法测定。2）表观密度（体积密度）定义粉状或粒状材料，在堆积状态下，单位体积的质量。公式式中：ρo´—堆积密度，Kg/m³

m—材料的质量，Kg

vo´—材料的堆积体积，m³测试方法

将干燥的散粒材料试样装入规定尺寸的容器来测定的。不同的装料方式，颗粒排列的松紧程度不同，材料的堆积密度又可分为自然堆积密度、紧密堆积密度。

3）堆积密度常用建筑材料的密度、表观密度、堆积密度材料名称密度(g/cm3)表观密度(kg/m3)堆积密度(kg/m3)石灰岩2.6～2.81800～2600—花岗岩2.7～3.02000～2850—水泥2.8～3.1—1200～1300混凝土用砂2.5～2.6—1450～1650混凝土用石2.6～2.9—1400～1700普通混凝土—2100～2500—粘土2.5～2.7—1600～1800钢材7.857850—铝合金2.7～2.92700～2900—烧结普通砖2.5～2.71500～1800—建筑陶瓷2.5～2.71800～2500—红松木1.55～1.60400～800—玻璃2.45～2.552450～2550—泡沫塑料—10～50—1)密实度定义

材料体积中固体物质充实的程度。公式密实度反映材料的密实程度，D越大，材料越密实，含有孔隙的材料，密实度均小于1。2.材料的密实度与孔隙率2）孔隙率定义材料体积中孔隙体积所占的比例。公式

孔隙率与密实度的关系：P+D=1材料的密实度和孔隙率是从不同方面反映材料的密实程度，通常采用孔隙率表示。3）孔隙特征孔隙构造

连通的孔：彼此连通且与外界相通封闭的孔：相互独立且与外界隔绝孔隙大小微孔、细孔、大孔

封闭孔连通孔1）填充率定义散粒材料在某种堆积体积内被其颗粒填充的程度。公式

3.材料的填充率与空隙率定义散粒材料在某种堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的比例。公式空隙率与填充率的关系：P’+D’=1空隙率的大小反映了散粒材料颗粒间相互填充的致密程度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算含砂量的依据。2）空隙率

材料在空气中与水接触时，根据材料表面被水润湿的情况，分亲水性材料和憎水性材料两类。当材料分子与水分子间的相互作用力大于水分子间的作用力时，材料表面就会被水所润湿。此时在材料、水和空气的三相交点处，沿水滴表面所引切线与材料表面所成夹角θ≤90°，这种材料属于亲水性材料。2.1.2材料与水有关的性能1.亲水性与憎水性

如果材料分子与水分子间的相互作用力小于水本身分子间的作用力，则表示材料不能被水润湿。此时，润湿角90°＜θ＜180°，这种材料称为憎水性材料。

大多数建筑材料，如石材、砖瓦、陶器、混凝土、木材等都属于亲水性材料，而沥青、石蜡和某些高分子材料属于憎水性材料。材料润湿边角

吸水性是指材料在水中能吸收水分的性质。吸水性的大小用吸水率表示。吸水率为材料浸水后在规定时间内吸入水的质量（或体积）占材料干燥质量（或干燥时体积）的百分比。质量吸水率：2.吸水性体积吸水率：材料吸水率的大小与材料的孔隙率和孔隙构造特征有关。材料在潮湿的空气中吸收空气中水分的性质称为吸湿性。吸湿性的大小用含水率表示。含水率为材料所含水的质量占材料干燥质量的百分比。计算式为：3.

吸湿性

材料在长期饱和水作用下不被破坏，其强度也不显著降低的性质称为耐水性。材料的耐水性用软化系数表示。计算式为：4.耐水性

抗渗性是指材料在压力水作用下抵抗水渗透的性质。材料的抗渗性可用渗透系数表示。

5.抗渗性

材料的抗渗性也可以用抗渗等级Pn来表示。

抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻结和融化作用(冻融循环)而不被破坏，强度也无显著降低的性能。材料的抗冻性用抗冻等级Fn表示。n表示材料试件经n次冻融循环试验后，质量损失不超过5%，抗压强度降低不超过25%。n的数值越大，说明抗冻性愈好。6.抗冻性材料传导热量的性能称为导热性。材料的导热性用导热系数表示。导热系数的物理意义是指，单位厚度的材料，当两个相对侧面温差为1K时，在单位时间内通过单位面积的热量。

2.1.3材料的热工性能1.导热性式中：λ——材料的导热系数(W/(m•K))。

Q——传导的热量(J)。

d——材料的厚度(m)。

A——材料传热的面积(m2)。

z——传热时间(s)。

t1―t2——材料两侧的温度差(K)。材料的导热系数越小，其热传导能力越差，绝热性能越好。工程上把λ≤0.175W/(m•K)的材料称为绝热材料。

材料加热时吸收热量、冷却时放出热量的性质，称为热容量。热容量用比热表示，1g材料温度升高或降低1K时，所吸收或放出的热量称为比热。比热的计算式为：式中：Q——材料的热容量(J)。C——材料的比热容，J/(g•K)。m——材料的质量(g)。t1―t2——材料受热或冷却前后的温差(K)。2.热容量比热容与材料质量的积，称为材料的热容量值，即材料温度上升1K须吸收的热量或温度降低1K所放出的热量。材料比热容对保持室内温度稳定作用很大，比热容大的材料能在热流变化、采暖、空调不均衡时，缓和室内温度的波动；屋面材料也宜选用比热容大的材料。常用材料的热性质见下表。材料名称导热系数，W/(m·K)比热容，kJ/(kg·K)铜3700.38钢550.46石灰岩2.66～3.230.749～0.846花岗岩2.91～3.450.716～0.92大理岩2.450.875普通混凝土1.80.88粘土空心砖0.640.92松木0.17～0.352.51玻璃2.7～3.260.83泡沫塑料0.031.30水0.604.187密闭空气0.0231常用材料的热性质指标材料在温度变化时产生的体积变化。一般材料在温度升高时体积膨胀，温度下降时体积收缩。温度变形在单向尺寸上的变化称为线膨胀或线收缩，材料的热变形性常用线膨胀系数来衡量，其计算式如下：4.热变形性式中：α——线膨胀系数(1/K)。

ΔL——材料的变形量(mm)。

t2―t1——材料在升、降温前后的温度差(K)。

L——材料原来的长度(mm)。材料的线膨胀系数一般都较小，但由于土木工程结构的尺寸较大，温度变形引起的结构体积变化仍是关系其安全与稳定的重要因素。工程上常用预留伸缩缝的办法来解决温度变形问题。在建筑工程中常把l/λ称为材料的热阻，用R表示，单位为（m·K）／W。导热系数λ和热阻R都是评定建筑材料保温隔热性能的重要指标。人们常习惯把防止室内热量的散失称为保温，把防止外部热量的进入称为隔热，将保温隔热统称为绝热。

材料的导热系数越小，其热阻值越大，则材料的导热性能越差，其保温隔热性能越好，所以常将λ≤0.175W／(m·K)的材料称为绝热材料。3.材料的保温隔热性能2.2材料的力学性能1.强度：材料在外力(荷载)作用下抵抗破坏的能力，称为强度。当材料承受外力作用时，内部就产生应力。随着外力逐渐增加，应力也相应增大。直至材料内部质点间的作用力不能再抵抗这种应力时，材料即破坏，此时的极限应力值就是材料的强度。2.2.1材料的强度、强度等级和比强度根据外力作用方式的不同，材料强度有抗拉、抗压、抗剪和抗弯(抗折)强度。材料受力示意图(a)拉力；(b)压力；(c)剪切；(d)弯曲式中：f——材料的抗弯(折)强度，MPaF——材料承受的最大荷载，ＮL——两支点之间的距离，mmb——材料受力截面的宽度，mmh——材料受力截面的高度，mm

材料的抗弯强度的计算式为：材料的抗拉、抗压和抗剪强度的计算式为：式中：f——材料的抗压、抗拉、抗剪强度，MPaF——材料承受的最大荷载，ＮA——材料的受力面积，mm2材料的强度主要取决于它的组成和结构。一般说材料孔隙率越大，强度越低，另外不同的受力形式或不同的受力方向，强度也不相同。2.强度等级大部分建筑材料，根据其极限强度大小，可划分为若干不同的强度等级。如砂浆按抗压强度分为M20、M15、M10等6个强度等级，普通水泥按抗压强度分为32.5到62.5等强度等级等3.比强度比强度是按单位质量计算的材料强度，其值等于材料的强度与其表观密度之比，它是衡量材料轻质高强的一个主要指标材料在外力作用下产生变形，若除去外力后变形随即消失，这种性质称为弹性。这种可恢复的变形称为弹性变形。材料在外力作用下产生变形，若除去外力后仍保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质称为塑性。不能恢复的变形称为塑性变形。2.2.2材料的弹性和塑性

材料的弹性和塑性变形曲线材料受力破坏时，无显著的变形而突然断裂的性质称为脆性。在常温、静荷载下具有脆性的材料称为脆性材料。在冲击、振动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不致破坏的性质称为韧性或冲击韧性。2.2.3材料的脆性和韧性硬度是材料表面能抵抗其它较硬物体压入或刻划的能力。木材、混凝土、钢材等的硬度常用钢球压入法测定(布氏硬度HB)。一般来说，硬度大的材料耐磨性较强，但不易加工。耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力。建筑工程中，用于道路、地面、踏步等部位的材料，均应考虑其硬度和耐磨性。一般来说，强度较高且密实的材料，其硬度较大，耐磨性较好。2.2.4材料的硬度、耐磨性2.3材料的耐久性

材料的耐久性是指其在长期的使用过程中，能抵抗环境的破坏作用，并保持原有性质不变、不破坏的一项综合性质。由于环境作用因素复杂，耐久性也难以用一个参数来衡量。工程上通常用材料抵抗使用环境中主要影响因素的能力来评价耐久性，如抗渗性、抗冻性、抗老化和抗碳化等性质。环境对材料的破坏作用，可分为物理作用、化学作用和生物作用，不同材料受到的环境作用及程度也不相同。影响材料耐久性的内在因素很多，除了材料本身的组成结构、强度等因素外，材料致密程度、表面状态和孔隙特征对耐久性影响很大。工程上常用提高密实度、改善表面状态和孔隙结构的方法来提高耐久性。第3章胶凝材料本章内容

3.1气硬性胶凝材料3.2水泥胶凝材料：在土木工程材料中，凡是经过一系列的物理、化学作用，能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料，统称为胶凝材料。胶凝材料有机胶凝材料如沥青、树脂等无机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料如石膏、石灰、菱苦土、水玻璃各种水泥气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，且只能在空气中保材或发展其强度。水硬性不仅在空气中，而且能更好的在水中硬化，并保持、发展其强度。石灰水泥3.1气硬性胶凝材料3.1.1石灰石灰的早期发现与应用考古学家认为，石灰石烧成石灰是偶然发现。其中有些石块受热失去强度，遇水后裂为白色粉末（应用生石灰却需要一定知识才行）。石灰石——埃及的齐阿普斯金字塔；希腊人雕刻石像等。石灰稳定地基——罗马人修筑道路，中国建造的西藏佛教塔和万里长城都已加以应用。1.石灰的原料生产石灰的原料主要是含碳酸钙为主的天然岩石。石灰的另一来源是利用化学工业副产品。2．生石灰的生产块状生石灰熟石灰煅烧石灰石(内含CaCO3)温度在900℃左右时温度过高时温度过低时正火石灰欠火石灰过火石灰3．生石灰的熟化生石灰的熟化（又称消化或消解）是指生石灰与水发生化学反应生成熟石灰的过程。其反应式如下：CaO+H2O=Ca(OH)2+64.9kJ目的：使生石灰具有粘性和塑性。特点：①放热和膨胀（1～2.5倍）②理论加水<实际加水量(24.3%<70%)熟化方法根据熟化时加水量的不同，石灰的方式分为两种。1）熟化为熟石灰粉：将生石灰块分层淋适量的水，使石灰充分熟化，又不会过湿成团，此时得到的产品就是熟石灰粉。2）熟化为石灰膏：将生石灰放入化灰池中，加大量的水，熟化成石灰膏。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以上，这一过程称为石灰的“陈伏”。石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。严格控制加水量和加水速度不同品质的石灰熟化速度不同：活泼性大的石灰：加水要快，水量充足，并加速搅拌散热，否则已消化的石灰颗粒包围于未消化颗粒周围，使内部石灰不易消化，称为“过烧”现象；活泼性小的石灰：加水要慢，水量少，如加水过快，则发热量少，水温过低，增加了未消化颗粒，称为“过冷”现象。4．石灰的硬化石灰的硬化速度很缓慢，且硬化体强度很低。石灰浆体在空气中逐渐硬化，主要是干燥结晶和碳化这三个过程同时进行来完成。⑴干燥作用。石灰浆中多余的水分蒸发或砌体吸收而使石灰粒子紧密接触，获得一定强度。⑵结晶作用。石灰浆体中的游离水分逐渐蒸发，Ca(OH)2逐渐从饱和溶液中结晶析出，形成结晶结构网，促使石灰浆体的硬化，同时干燥使浆体紧缩而产生强度。⑶碳化作用。Ca(OH)2与空气中的CO2和H2O发生化学反应，生成碳酸钙，并释放出水分，使强度提高。其反应式如下：Ca(OH)2＋CO2＋nH2OCaCO3＋(n＋1)H2O石灰的硬化主要依靠结晶作用，结晶作用又主要依靠水分蒸发速度，由于自然界中水分的蒸发速度是有限的，且因表面形成的CaCO3结构致密，会阻碍CO2进一步进入，且空气中的CO2的浓度很低，在相当长得时间内，仍然是表层CaCO3内部为Ca(OH)2，因此石灰的硬度是一个相当缓慢的过程。5．石灰的品种及技术性质1)按石灰中氧化镁的含量分类：生石灰可分为钙质生石灰（MgO含量≤5%）和镁质生石灰（MgO含量＞5%），见表3-1。熟石灰分为钙质消石灰粉（MgO含量≤4%）、镁质消石灰粉（MgO含量为4%-24%）和白云石质消石灰粉（MgO含量为24%-30%）。2)按石灰加工方法不同分类:块灰，其直接高温煅烧所得的块状生石灰，其主要成分是CaO。磨细生石灰粉，其块灰经破碎、磨细即为磨细生石灰，然后包装成袋待用。消石灰粉，其由生石灰加适量水充分消化所得的粉末，主要成分是Ca(OH)2，其技术指标见表3-3所示。石灰膏，其消石灰和一定量的水组成的具有一定稠度的膏状物,其主要成分是Ca(OH)2和H2O。石灰乳，其生石灰加入大量水熟化而成的一种乳状液，主要成分是Ca(OH)2和H2O。生石灰产浆量和未消化残渣含量产浆量是单位质量(1Kg)的生石灰经消化后，所产石灰浆体的体积(L)。石灰产浆量愈高，则表示其质量越好。未消化残渣含量是生石灰消化后，未能消化而存留在5mm圆孔筛上的残渣占试样的百分率。其含量愈多，石灰质量愈差，须加以限制。

二氧化碳(CO2)含量CO2含量越高，即表示未分解完全的碳酸盐含量越高，则（CaO+MgO）含量相对降低，导致石灰的胶结性能的下降。生石灰试样1g放于坩埚内，在高温电炉中于580±20℃灼烧结晶水，再将试样950～1000℃高温1h，冷却至室温。以试验前后试样质量的差与原试样质量的百分比计算CO2含量。

消石灰游离水含量游离水含量，指化学结合水以外的含水量。生石灰消化时加入的水比理论需水量多很多，多加的水残留于青氢氧化钙中，残余水分蒸发后，留下孔隙会加剧消石灰粉碳化作用，因而影响其使用质量。取试样100g，在100～105℃烘箱中烘干至恒重，冷却至室温。以试验前后试样质量的差与原试样质量的百分比计算游离水含量。细度细度与石灰的质量有密切联系，过量的筛余物影响石灰的粘结性。现行标准《建筑生石灰粉》(JC／T480—92)和《建筑消石灰粉》(JC／T481—92)以0.9mm和0.125mm筛余百分率控制。试验方法是，称取试样50g，倒入0.9mm、0.125mm套筛内进行筛分，分别称量筛余物，按原试样计算其筛余百分率。技术标准建筑石灰按现行标准《建筑生石灰》(JC／T479一92)、《建筑生石灰粉》(JC／T480—92)和《建筑消石灰粉》(JC／T481—92)规定，按其氧化镁含量划分为钙质石灰和镁质石灰两类。见下表。钙质石灰和镁质石灰中氧化镁含量(%)界限石灰种类生石灰生石灰粉消石灰粉钙质石灰≤5≤5<4镁质石灰>5>5≥4生石灰技术标准根据氧化镁含量按上表分为钙质生石灰和镁质生石灰两类，然后再按有效氧化钙和氧化镁含量、产浆量、未消解残渣和CO2含量等4个项目的指标分为优等品、一等品和合格品3个等级，如下表。项目钙质生石灰镁质生石灰优等品一等品合格品优等品一等品合格品（CaO+MgO）含量（%）≥908580858075未消化残渣含量（5mm圆孔筛余）(%)≤5101551015CO2(%)≤5796810产浆量（L/Kg-1）

≥2.82.32.02.82.32.0生石灰粉技术标准根据氧化镁含量分为钙质石灰和镁质石灰两类后，再按(CaO+MgO)含量、CO2含量和细度等项目的指标，分为优等品、一等品和合格品3个等级，如下表。项目钙质生石灰镁质生石灰优等品一等品合格品优等品一等品合格品（CaO+MgO）含量（%）≥858075807570CO2(%)≤791181012细度0.9mm筛的筛余（%）≤0.20.51.50.20.51.50.125mm筛的筛余（%）≤7.012.018.07.012.018.0消石灰粉技术标准消石灰粉按氧化镁含量<4％时称为钙质消石灰粉，4％≤氧化镁含量<24％时称为镁质消石灰粉，24％≤氧化镁含量<30％时称为白云石消石灰粉。按等级分为优等品、一等品和合格品等3个等级，如下表。项

目钙质消石灰粉镁质消石灰粉白云石消石灰粉

优等品一级品合格品优等品一级品合格品优等品一级品合格品（CaO+MgO）含量（%）≥706560656055656055游离水／（%）0.4-20.4-20.4-20.4-20.4-20.4-20.4-20.4-20.4-2体积安全性合格合格-合格合格-合格合格-细度0.9mm筛的筛余（%）≤000．5000.5000．50.125mm筛的筛余（%）≤3101531015310156.石灰的特性、应用及储存1)石灰的特性⑴凝结硬化缓慢，强度低。⑵可塑性好，保水性好。⑶硬化后体积收缩较大（图3-3）。⑷耐水性差（图3-4）。⑸吸湿性强。

2)石灰的应用⑴广泛用于建筑室内粉刷。⑵用于配制建筑砂浆。⑶配制三合土和灰土（图3-5）。⑷制作碳化石灰板。⑸生产硅酸盐制品。图3-5灰土

3)石灰的储存生石灰会吸收空气中的水分和CO2生成CaCO3固体，从而失去胶凝性能。所以生石灰在储存时要防止受潮，且时间不宜太长。另外，石灰熟化时要放出大量的热，因此应将生石灰与可燃物分开保管，以免引起火灾。3.1.2石膏建筑石膏高强石膏1．石膏的生产β型半水石膏α型半水石膏2.石膏的凝结硬化建筑石膏与水拌合后，很快与水发生化学水化反应，反应式如下：CaS04·1/2H2O+3/2H2O→CaS04·2H2O凝结：可塑性浆体失去可塑性，开始产生强度的过程硬化：失去可塑性浆体强度增加的过程。

3．建筑石膏的技术性质1、技术要求：建筑石膏按细度、强度和凝结时间分为三级。2、特点：凝结硬化快早期强度发展快，但后期强度并不高微膨胀性：石膏硬化过程中产生1%左右的膨胀孔隙率高，吸声性、吸湿性较强防火性强但耐火性差耐水性与抗冻性较差，石膏及制品只能在干燥环境中使用石膏的水化2．建筑石膏的凝结硬化半水石膏和水反应生成二水石膏的过程。

由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大（约四倍），所以二水石膏处于过饱和状态，不断从溶液中析晶，水解反应不断右移，直至半水石膏全部转变成二水石膏。

四、建筑石膏的应用纸面石膏板装饰石膏板吸声用穿孔石膏板石膏艺术制品

室内抹灰和粉刷水泥生产中，做水泥的缓凝剂五、建筑石膏运输及储存建筑石膏在存储和运输的过程中，应防止受潮和混入杂物。储存时间不宜超过三个月。建筑石膏一般是采用袋装，包装带上应标有产品标记、生产厂名、生产批号、出厂日期、质量等级、商标和防潮标志。3.1.3水玻璃什么是水玻璃？碱金属硅酸盐的水溶液：

R2O·nSiO2+H2O其中R=Na＋、K＋什么是水玻璃的模数？

n:氧化硅SiO2与碱金属氧化物R2O的摩尔比模数对水玻璃性能的影响模数越大，粘度与粘结力越大，耐水性越好水玻璃的制备方法：湿法：R2O＋nSiO2+H2O水玻璃干法：R2O＋nSiO2R2O·nSiO2

R2O·nSiO2+H2O水玻璃水玻璃硬化过程水玻璃与空气中的CO2反应，生成无定型的硅酸凝胶，随着水分挥发干燥，硅酸凝胶转变成SiO2而硬化。水玻璃的促硬剂：氟硅酸钠其原理是氟硅酸钠加速水玻璃中硅酸凝胶的析出和SiO2的形成。水玻璃的特性良好的胶结能力耐热性好、不燃烧较好的耐酸性能耐水性和耐碱性差水玻璃在建筑上应用配制耐酸混凝土与砂浆配制耐热混凝土与砂浆配制快凝防水剂加固地基基础3.1.4菱苦土菱苦土是以MgO为主要成分的气硬性无机胶凝材料，属于镁质胶凝材料。菱苦土的生产菱苦土与天然白云石经温度为800-850℃的煅烧、磨细而制成。菱苦土的凝结硬化菱苦土与水拌合后，MgO与水发生化学反应生成Mg(OH)2。菱苦土的性质及应用菱苦土具有较低的碱性、较高的胶凝性，对植物纤维无腐蚀等优点。菱苦土与木质材料的粘接性很好，其余木削、刨花、木丝、亚麻等纤维材料，经加工后可以制成刨花板、木丝板、木屑板等板材。菱苦土耐水性能差，遇水或吸湿后容易发生翘曲变形，表面泛白，强度变差。所以，这类制品不宜长期置于潮湿的环境中，只能用于干燥环境。3.2水泥水泥的定义和分类水泥是一种细磨成粉末状，加入适量水后成为可塑性的浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等材料牢固地胶结成具有一定强度的整体的水硬性胶凝材料。按用途和性能分类水泥通用水泥专用水泥特种水泥用于一般土木建筑工程中的水泥，如硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等具有专门用途水泥，如中、低热水泥，道路水泥等具有某种性能比较突出的水泥，如快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥等按其化学成分类虽然水泥品种繁多，分类方法各异，但我国水泥产量的90%左右属以硅酸盐为主要水硬性矿物的硅酸盐水泥。水泥硅酸盐系列水泥铝酸盐系列水泥硫铝酸盐系列水泥氟铝酸盐系列水泥铁铝酸盐系列水泥我国水泥工业现状近年来我国水泥工业发展很快，无论是品种、产量、质量都有很大的突破，尤其是产量居世界前列。但同时也存在着严重的不足，主要表现为：能耗大、污染严重。我们来看一组统计数据：如何降低水泥能耗、减少污染物的排放量，将是今后应该研究的主要内容，绿色产业化是水泥工业的发展方向。生产1吨水泥约1.2t石灰石约169kg标准煤约1tCO2约2kgSO24kgNOx耗电100kWh大量粉尘与烟尘3.2.1硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥

现行国家标准GB175-2007定义：凡由硅酸盐水泥熟料、0～5％的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（国外统称为波特兰水泥）。

硅酸盐水泥Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅰ不掺加混合材料Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅱ掺加不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料（一）硅酸盐水泥的生产工艺生产原料

主要是石灰质原料和粘土质原料两类。石灰质原料：如石灰石、白垩等，主要提供CaO粘土质原料：如粘土、粘土质页岩等，主要提供SiO2、

Al2O3、Fe2O3

有时两种原料化学组成不能满足要求，还要加入少量校正原料(如铁矿粉等)调整。生产工艺概述硅酸盐水泥的生产工艺可概括为三个阶段：生料制备：以石灰石、粘土和铁矿粉为主要原料（有时需加入校正原料），将其按一定比例配合、磨细，制得具有适当化学成分、质量均匀的生料。熟料煅烧：将生料在水泥窑内经1450℃高温煅烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料。水泥粉磨：将熟料加适量石膏和0～5％的石灰石或粒化高炉矿渣共同磨细得到硅酸盐水泥。硅酸盐水泥生产工艺可概括为“两磨一烧”。

石灰质原料粘土质原料校正原料熟料生料水泥石膏磨细按比例配合1450℃煅烧磨细水泥生产流程图（二）硅酸盐水泥熟料的矿物组成

生料SiO2CaO化合反应800～1450℃800℃左右分解反应Al2O3Fe2O32CaO·SiO23CaO·SiO23CaO·Al2O34CaO·Al2O3·Fe2O3硅酸盐水泥熟料的矿物组成

硅酸盐水泥熟料矿物的特性矿物名称化学成分缩写符号含量硅酸三钙3CaO·SiO2

C3S36％～60％硅酸二钙2CaO·SiO2

C2S15％～37％铝酸三钙3CaO·Al2O3

C3A7％～15％铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3

C4AF10％～18％矿物名称硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙与水反应速度快慢最快快水化放热量大小最大中强度高早期低后期高低低矿物组成对水泥性能的影响以上是单个矿物组成的性能，水泥是几种熟料矿物的混合物，改变熟料矿物成分间的比例，水泥的性质即发生相应的变化。硅酸三钙↑——高强水泥铝酸三钙、硅酸三钙↓硅酸二钙↑铁铝酸四钙↑——抗折强度↑——道路水泥

—水化热↓——大坝水泥（三）硅酸盐水泥的水化和凝结硬化水化

水泥加水拌和后，水泥颗粒立即分散于水中并与水发生化学反应，生成各种水化物。

硅酸三钙 水化硅酸钙氢氧化钙

硅酸二钙 水化硅酸钙氢氧化钙

铝酸三钙水化铝酸钙铁铝酸四钙水化铝酸钙 水化铁酸钙水泥中的石膏也很快与水化铝酸钙反应生成难溶的水化硫铝酸钙，也称为钙矾石晶体：水化硫铝酸钙（钙矾石）经过上述水化反应后，主要水化产物为：水化硅酸钙(50%)、氢氧化钙(25%)、水化铝酸钙、水化铁酸钙及水化硫铝酸钙等。

凝结硬化随着时间的推延，水泥浆逐渐失去塑性，形成具有一定强度的石状体，这个过程叫水泥的凝结硬化。水泥的凝结硬化大致可划分为以下三个阶段：潜伏期（诱导期）：水泥矿物的水化反应凝结期：1h初凝；6－8h终凝硬化期：固体水泥加水拌合后的水化反应，一方面使水泥浆中起润滑作用的自由水分逐渐减少；另一方面，水化产物在溶液中很快达饱和或过饱和状态而不断析出，水泥颗粒表面的新生物厚度逐渐增大，使水泥浆中固体颗粒间的间距逐渐减小，越来越多的颗粒相互连接形成了骨架结构。此时，水泥浆便开始慢慢失去可塑性，表现为水泥的初凝。

随着水化产物的不断增加，水泥颗粒之间的毛细孔不断被填实，加之水化产物中的氢氧化钙晶体、水化铝酸钙晶体不断贯穿于水化硅酸钙等凝胶体之中，逐渐形成了具有一定强度的水泥石，从而进入了硬化阶段。水化产物的进一步增加，水分的不断丧失，使水泥石的强度不断发展。水泥的硬化期可以延续至很长时间，但28天基本表现出大部分强度。实际上，水泥的水化过程很慢，较粗水泥颗粒的内部很难完全水化。因此，硬化后的水泥石是由晶体、胶体、未完全水化颗粒、游离水及气孔等组成的不均质体。

（四）硅酸盐水泥的技术性质化学性质氧化镁含量三氧化硫含量烧失量不溶物物理性质细度细度指水泥颗粒的粗细程度。一般情况下，水泥颗粒越细，其总表面积越大，与水反应时接触的面积也越大，水化反应速度就越快，所以相同矿物组成的水泥，细度越大，凝结硬化速度越快，早期强度越高。一般认为，水泥颗粒粒径小于40μm时才具有较大的活性。但水泥颗粒太细，使混凝土发生裂缝的可能性增加，此外，水泥颗粒细度提高会导致生产成本提高。水泥细度可用下列方法表示：

①筛析法以80μm方孔筛上的筛余量百分率表示。筛析法分负压筛法和水筛法两种，以负压筛法为准。

水泥试样筛余百分率按下式计算

式中：F

—水泥试样筛余百分率，%；

ms—水泥试样在80μm筛上筛余质量，g；

m—水泥试样的质量，g。

水泥负压筛析仪②比表面积法以每千克水泥所具有的总表面积（m2）表示。比表面积采用勃氏法测定。我国现行国标规定：硅酸盐水泥的细度比表面积大于300㎡/㎏，其余四品种水泥在80μm方孔筛上筛余量不大于10%。标准稠度用水量在测定水泥的凝结时间和安定性时，为使其测定结果具有可比性，必须采用标准稠度的水泥净浆进行测定。现行国家标准(GB/T1346-2001)规定，以标准法维卡仪的试杆沉入净浆距底板的距离为6mm±1mm时的水泥浆的稠度作为标准稠度。水泥净浆达到标准稠度时所需拌和水量称为标准稠度用水量。

不同的水泥品种，标准稠度用水量各不相同，一般在21%～33%之间。水泥净浆搅拌机标准法维卡仪水泥全部加入水中开始失去可塑性完全失去可塑性初凝时间终凝时间凝结时间

水泥从加水时至水泥浆失去可塑性所需的时间。凝结时间分初凝时间和终凝时间。初凝时间：从水泥加水至水泥浆开始失去可塑性所经历的时间；终凝时间：从水泥加水至水泥浆完全失去可塑性所经历的时间。凝结时间以试针沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需时间表示。现行国家标准(GB/T1346-2001)规定：将标准稠度的水泥净浆装入凝结时间测定仪的试模中，以标准试针（分初凝用试针和终凝用试针）测试。标准法维卡仪初凝试针终凝试针当初凝试针沉至距底板4mm±1mm时，为水泥达到初凝状态，由水泥加水时至达到初凝状态所经历的时间作为初凝时间；完成初凝时间测定后，将试模连同浆体翻转180°，换上终凝试针（终凝针上装有一个环形附件），当试针沉入试体0.5mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时，为水泥达到终凝状态，由水泥加水时至达到终凝状态所经历的时间作为水泥的终凝时间。

水泥的初凝时间不宜过短，终凝时间不宜过长。水泥的初凝时间太短，则在施工前即已失去流动性和可塑性而无法施工；水泥的终凝时间过长，则将延长施工进度和模板周转期。我国现行国标(GB175-1999)规定，硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于6.5h。普通硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。水泥的体积安定性

水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀程度。如果这种体积变化是轻微的均匀的，则对建筑物的质量没什么影响，但是如果混凝土硬化后，由于水泥中某些有害成分的作用，在水泥石内部产生了剧烈的、不均匀的体积变化，则会在建筑物内部产生破坏应力，导致建筑物的强度降低。若破坏应力发展到超过建筑物的强度，则会引起建筑物开裂、崩塌等严重质量事故，这种现象称为水泥的体积安定性不良。引起水泥体积安定性不良的原因是：①水泥中含有过多的游离CaO和MgO。熟料中所含游离CaO或MgO都是过烧的，结构致密，水化很慢。加之被熟料中其它成分所包裹，使得其在水泥已经硬化后才进行熟化，生成六方板状的Ca(OH)2晶体，这时体积膨胀97%以上，从而导致不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。

②石膏掺量过多。当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，残余石膏与水化铝酸钙继续反应生成钙矾石，体积增大约1.5倍，从而导致水泥石开裂。国家标准(GB175-1999)规定，硅酸盐水泥的体积安定性用沸煮法检验必须合格。沸煮法分雷氏法（标准法）和试饼法（代用法）两种。

①雷氏法是将标准稠度的水泥净浆按规定方法装入雷氏夹的环形试模中，湿养24h后测定指针尖端距离。雷氏夹雷氏夹膨胀测定仪接着将其放入沸煮箱内，30min内加热至水沸腾，然后恒沸3h。待试件冷却后再测定指针尖端的距离，若沸煮前后指针尖端增加的距离不超过5.0mm，则认为水泥的体积安定性合格。沸煮箱

②试饼法是用标准稠度的水泥净浆按规定方法制成规定的试饼，经养护、沸煮后，观察饼的外形变化，如目测试饼无裂纹，用钢直尺检查无弯曲，则认为安定性合格，反之为不合格。雷氏法为标准法，试饼法是代用法，有矛盾时以标准法为准。强度水泥技术要求中最基本的指标，它直接反映了水泥的质量水平和使用价值。水泥的强度越高，其胶结能力也越大。硅酸盐水泥的强度主要取决于熟料的矿物组成和水泥的细度，此外还与水灰比、试验方法、试验条件、养护龄期等因素有关。

我国现行标准《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（GB17671－1999）规定：将水泥、标准砂及水按规定的比例（水泥：标准砂：水＝1：3：0.5），用规定方法制成40mm×40mm×160mm的标准试件，在标准条件（24h之内在温度20℃±1℃，相对湿度不低于90％的养护箱或雾室内，24h后在20℃±1℃的水中）下养护，测定其3d和28d的抗折强度和抗压强度。相对湿度：空气中实际所含水蒸气密度和同温度下饱和水蒸气密度的百分比值。水泥胶砂搅拌机水泥胶砂试模水泥胶砂振实台电动抗折试验机压力试验机抗折强度结果评定：以一组三个棱柱体抗折强度结果的平均值作为试验结果。当三个强度值中有一个超出平均值±10%时，应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果。若两个超出则试验结果无效。抗压强度结果评定：以一组三个棱柱体上得到的六个抗折强度测定值的算术平均值作为试验结果。如六测定值中有一个超出六个平均值的±10%，就应剔除这个结果，而以剩下五个的平均数为结果，如果五个测值中再有超过它们平均数±10%的，则此结果作废。水泥强度等级

按规定龄期抗压强度和抗折强度来划分，硅酸盐水泥各龄期强度不低于课本表2-10数值。在规定各龄期的抗压强度和抗折强度均符合某一强度等级的最低强度值要求时，以28d抗压强度值（MPa）作为强度等级，硅酸盐水泥强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个强度等级。

水泥型号为提高水泥早期强度，我国现行标准将水泥分为普通型和早强型（或称R型）两个型号。早强型水泥3d的抗压强度较同强度等级的普通型强度提高10%～24%；早强型水泥的3d抗压强度可达28d抗压强度的50%。

硅酸盐水泥强度标准（GB175－2007）水泥混凝土路面用水泥，在供应条件允许时，应尽量优先选用早强型水泥，以缩短混凝土养护时间，提早通车。品种强度等级抗压强度(MPa)

抗折强度(MPa)3d28d3d28d硅酸盐水泥42.542.5R17.022.042.542.53.54.06.56.552.552.5R23.027.052.552.54.05.07.07.062.562.5R28.032.062.562.55.05.58.08.0（五）硅酸盐水泥的技术标准

按我国现行国标《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GB175-2007)规定：硅酸盐水泥的技术标准注：1、如水泥经压蒸安定性试验合格，则允许放宽到6.0％；

2、水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算值表示。若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于0.60％或由供需双方商定。技术标准细度比表面积(m2/kg)凝结时间(min)安定性(沸煮法)抗压强度(MPa)不溶物(%)MgO含量(%)SO3含量(%)烧失量(%)碱含量(%)初凝终凝Ⅰ型Ⅱ型Ⅰ型Ⅱ型指标＞300≥45≤390必须合格见上表≤0.75≤1.55.0≤3.5≤3.0≤3.50.60我国现行国家标准（GB175-2007）规定：合格品：不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子、凝结时间、安定性、强度符合标准规定的，为合格品；不合格品：不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子、凝结时间、安定性、强度中的任何一项技术要求不符合标准规定的，为不合格品。（六）硅酸盐水泥石的腐蚀与防止硅酸盐水泥硬化后形成的水泥石，在正常环境条件下将继续硬化，强度不断增长。但在某些腐蚀性液体或气体的长期作用下，水泥石就会受到不同程度的腐蚀，严重时会使水泥石强度明显降低甚至完全破坏，这种现象称为水泥石的腐蚀。水泥石腐蚀的类型软水侵蚀（溶出性侵蚀）水泥石长期接触软水时，会使水泥石中的氢氧化钙不断被溶出，当水泥石中游离的氢氧化钙减少到一定程度时，水泥石中的其它含钙矿物也可能分解和溶出，从而导致水泥石结构的强度降低，甚至破坏。当水泥石处于软水环境时，特别是处于流动的软水环境中时，水泥被软水侵蚀的速度更快。一般酸的腐蚀工程结构处于各种酸性介质中时，酸性介质易与水泥石中的氢氧化钙反应，其反应产物可能溶于水中而流失，或发生体积膨胀造成结构物的局部被胀裂，破坏了水泥石的结构。其基本化学反应式为： 2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O

H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4·2H2O碳酸的腐蚀雨水及地下水中常溶有较多的二氧化碳，形成了碳酸。碳酸水先与水泥石中的氢氧化钙反应，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸钙，碳酸钙再与碳酸反应生成可溶性的碳酸氢钙，并随水流失，从而破坏了水泥石的结构。其腐蚀反应过程为：

Ca(OH)2+CO2+H2O→CaCO3+2H2O

CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2硫酸盐的腐蚀（膨胀性侵蚀）

当环境中含有硫酸盐的水渗入到水泥石结构中时，会与水泥石中的氢氧化钙反应生成石膏，石膏再与水泥石中的水化铝酸钙反应生成钙矾石，产生1.5倍的体积膨胀，这种膨胀必然导致脆性水泥石结构的开裂，甚至崩溃。由于钙矾石为微观针状晶体，人们常称其为水泥杆菌。4CaO·Al2O3·12H2O+3CaSO4+20H2O

=3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O+Ca(OH)2

当水中硫酸盐浓度较高时，硫酸钙还会在孔隙中直接结晶成二水石膏，体积膨胀，引起膨胀应力，导致水泥石破坏。镁盐的腐蚀海水及地下水中，常含有大量的镁盐，主要是硫酸镁和氯化镁。它们与水泥石中的氢氧化钙起复分解反应：

MgCl2+Ca(OH)2+2H2O=CaCl2+Mg(OH)2MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO4·2H2O+Mg(OH)2

硫酸镁对水泥石起镁盐和硫酸盐的双重腐蚀作用。强碱的腐蚀碱类溶液如浓度不大时一般是无害的.但铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到强碱（如氢氧化钠）作用后也会破坏。氢氧化钠与水泥熟料中未水化的铝酸盐作用，生成易溶的铝酸钠：3CaO·Al2O3+6NaOH=3Na2O·Al2O3+3Ca(OH)2当水泥石被氢氧化钠浸透后又在空气中干燥，与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钠，碳酸钠在水泥石毛细孔中结晶沉积，会使水泥石胀裂。

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

水泥石腐蚀的基本原因内因：水泥石中存在有引起腐蚀的组成成分氢氧化钙和水化铝酸钙；水泥石本身不密实，有很多毛细孔通道，侵蚀性介质易进入其内部；外因：外界存在腐蚀性介质和条件。水泥石腐蚀的防止根据环境特点，合理选择水泥品种。如处于软水环境的工程，常选用掺混合材料的矿渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥，因为这些水泥的水泥石中氢氧化钙含量低，对软水侵蚀的抵抗能力强。提高水泥石的致密度，降低水泥石的孔隙率。通过减小水灰比，掺加外加剂，采用机械搅拌和机械振捣，可以提高水泥石的密实度。在水泥石的表面涂抹或铺设保护层，隔断水泥石和外界的腐蚀性介质的接触。例如，可在水泥石表面涂抹耐腐蚀的涂料，如：水玻璃、沥青、环氧树脂等；或在水泥石的表面铺建筑陶瓷、致密的天然石材等。（七）硅酸盐水泥的特性与应用凝结硬化快，早期及后期强度均高。适用于有早强要求的工程（如冬季施工、预制、现浇等工程），高强度混凝土工程（如预应力钢筋混凝土，大坝溢流面部位混凝土）。抗冻性好。适用于抗冻性要求高的工程。水化热高。不宜用于大体积混凝土工程。但有利于低温季节蓄热法施工。耐腐蚀性差。因水化后氢氧化钙和水化铝酸钙的含量较多。不宜用于流动的淡水接触及有水压作用的工程，也不适用于受海水、矿物水等作用的工程。抗碳化性好。因水化后氢氧化钙含量较多，故水泥石的碱度不易降低，对钢筋的保护作用较强。适用于空气中二氧化碳浓度高的环境。耐热性差。因水化后氢氧化钙含量高。不适用于承受高温作用的混凝土工程。耐磨性好。适用于高速公路、道路和地面工程。（八）硅酸盐水泥的储存与运输硅酸盐水泥在储存和运输过程中，应按不同品种、不同强度等级及出厂日期分别储运，不得混杂。要注意防潮、防水。水泥的有效储存期是3个月。一般水泥在储存3个月后，强度降低约10％～20％，6个月后降低15％～30％。存放超过6个月的水泥必须经过检验后才能使用。二、掺混合材料的硅酸盐水泥为改善硅酸盐水泥的某些性能，同时达到增加产量和降低成本的目的，在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定数量的混合材料和适量石膏共同磨细的水硬性胶凝材料，称为掺混合材料的硅酸盐水泥。可分为普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥及复合硅酸盐水泥。（一）混合材料活性混合材料活性混合材料是具有较高的火山灰性或潜在的水硬性或两者兼有，性能符合有关国家标准的矿物材料。火山灰性：指一种材料磨成细粉，单独不具有水硬性，但在常温下与石灰一起和水拌合后，能生成具有水硬性化合物的性能。潜在的水硬性：指将磨细的材料与水拌合后，在有少量激发剂的情况下，具有水硬性的性能。常用的活性混合材料：粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰。粒化高炉矿渣

粒化高炉矿渣是炼铁高炉的熔融矿渣经急速冷却而成的松软颗粒，其粒径一般为0.5～5mm。矿渣经水淬的原因，就是要使之形成无定形的玻璃体，具有热力学不稳定性，因此具有活性。火山灰质混合材料凡是天然或人工的以氧化硅、氧化铝为主要成分，具有火山灰性的矿物材料，称为火山灰质混合材料。如火山灰、凝灰岩、煤矸石渣等。粉煤灰

是以煤粉为燃料的火力发电厂从其锅炉烟气中收集下来的粉末，又称飞灰。粉煤灰中含有较多的活性SiO2、Al2O3，具有较高的活性。非活性混合材料经磨细后加入水泥中不具有或只具有微弱的化学活性，在水泥水化中基本上不参加化学反应，仅起提高产量、降低水泥强度等级、节约水泥熟料的作用，因此又称为填充性混合材料。如石英砂、石灰石、粘土等。（二）普通硅酸盐水泥

凡由硅酸盐水泥熟料、6%～20%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号P·O。水泥中混合材料掺量按质量百分比计，掺活性混合材料时，最大掺量不得超过15%，其中允许用不超过水泥质量5％的窑灰或不超过水泥质量8%的非活性混合材料来代替。普通硅酸盐水泥强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个强度等级。普通硅酸盐水泥强度标准（GB175－2007）

品种强度等级抗压强度(MPa)

抗折强度(MPa)3d28d3d28d普通硅酸盐水泥

42.542.5R17.022.042.542.53.54.06.56.552.552.5R23.027.052.552.54.05.07.07.0由于混合材料的掺量较少，所以普通硅酸盐水泥的性质与硅酸盐水泥基本相同，略有差异，主要表现为：1.早期强度略低；2.耐腐蚀性略有提高；3.耐热性稍好；4.水化热略低；5.抗冻性、耐磨性、抗碳化性略有降低。（三）矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥：简称矿渣水泥，由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号P·S。水泥中粒化高炉矿渣掺加量按质量百分比计为>20%且≤70%，并分为A型和B型。A型矿渣掺量>20%且≤50%，代号P·S·A；B型矿渣掺量>50%且≤70%，代号P·S·B。火山灰质硅酸盐水泥：简称火山灰水泥，凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号P·P。水泥中火山灰质混合材料掺加量按质量百分比计为20％～50％；粉煤灰硅酸盐水泥：简称粉煤灰水泥，凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号P·F。水泥中粉煤灰掺加量按质量百分比计为20％～40％。

这三种水泥强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。矿渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥的强度标准(GB1344—2007)强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0这三种水泥与水拌和后，首先是水泥熟料水化，然后，水化生成的Ca(OH)2再与活性混合材料中的活性组分发生二次水化反应生成相应的水化产物。由该水化过程和活性混合材料的水化特点可知，掺活性混合材料的水泥较硅酸盐水泥的凝结硬化速度慢、早期强度低。三种水泥的共性凝结硬化慢，早期强度低，后期强度高；对温度敏感，适合高温养护；抗软水、海水和硫酸盐腐蚀的能力较强；水化放热量小；抗冻性和耐磨性较差三种水泥的特性矿渣水泥耐热性较好，可用于高温环境中；保水性差，易产生泌水，抗渗性差，干缩性大，不宜用于有抗渗要求的混凝土工程中。火山灰水泥保水性好，具有较高的抗渗性和耐水性，可用于有抗渗要求的混凝土工程。粉煤灰水泥干缩性小，抗裂性好，抗碳化能力差。（四）复合硅酸盐水泥

凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥(简称复合水泥)，代号P·C。水泥中混合材料总掺加量按质量百分比应大于15％，不超过50％。允许用不超过8％的窑灰代替部分混合材料；掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥重复。复合硅酸盐水泥强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。其它品种水泥道路水泥随着我国高等级道路的迅速发展，水泥混凝土路面已成为主要路面类型之一。道路硅酸盐水泥是专供公路、城市道路和机场道面用的一种水泥。以适当成分生料烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分和较多量的铁铝酸四钙的硅酸盐水泥熟料，加0～10％活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为道路硅酸盐水泥（简称道路水泥）。矿物组成：高铁（铁铝酸四钙）低铝（铝酸三钙）特性与应用：道路硅酸盐水泥强度高，特别是抗折强度高，耐磨性好，干缩小，抗冲击性好，抗冻性好，抗硫酸盐腐蚀性能好。适用于道路路面、机场跑道道面、城市广场等工程。大坝水泥中热水泥适用于要求水化热较低的大体积混凝土，如大坝、大体积建筑物和厚大基础等工程中，可以克服因水化热引起的温差应力而导致混凝土的破坏；低热矿渣水泥主要适用于大坝或大体积混凝土及水下等要求低水化热的工程。砌筑水泥

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，磨细制成的和易性较好的水硬性胶凝材料，称为砌筑水泥，代号M。水泥中混合材料掺加量按质量分数计应大于50%。

砌筑水泥具有强度较低，但和易性好的特点，主要用手工业与民用建筑配制砌筑砂浆和抹面砂浆，不得用于混凝土结构。做其他用途时，必须通过试验。特性水泥快硬硅酸盐水泥

由硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成，以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料称为快硬硅酸盐水泥（简称快硬水泥）。快硬硅酸盐水泥凝结硬化快，早期强度高，后期强度也高，抗冻性及抗渗性强，水化放热量大，耐腐蚀性差。适用于要求早期强度高的工程，紧急抢修工程，冬期施工工程以及制作预应力钢筋混凝土或高强混凝土预制构件。不适用于大体积混凝土工程及与腐蚀介质接触的混凝土工程。铝酸盐水泥凡以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料称为铝酸盐水泥，代号为CA。铝酸盐水泥的特点是快硬早强，后期强度下降；耐热性强；水化热高，放热快；抗渗性及耐腐蚀性强。膨胀水泥

硬化过程中不产生收缩而具有一定膨胀性能的水泥。按膨胀值的大小，膨胀水泥可分为补偿收缩水泥和自应力水泥两大类。补偿收缩水泥膨胀率较小，因此又叫做无收缩水泥，这种水泥可防止混凝土产生收缩裂缝；自应力水泥的膨胀值较大这种靠水泥自身水化产生膨胀来张拉钢筋达到的预应力称为自应力。在路桥工程中，膨胀水泥常用于水泥混凝土路面、机场道面或桥梁结构中修补混凝土。白色和彩色硅酸盐水泥

白色水泥是以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分、含氧化铁少的熟料，掺入为水泥质量0-10%的石灰石或窑灰，及适量石膏磨细制成，称为白色硅酸盐水泥，简称白水泥（P.W）。按国标规定，凡由硅酸盐水泥熟料及适量的石膏、混合材及着色剂磨细或混合制成的带有色彩的水硬性胶凝材料称为彩色硅酸盐水泥。

白色和彩色硅酸盐水泥主要用于装饰工程，可配成彩色砂浆、混凝土等，用于制造各种水磨石、水刷石、斩假石等饰面、雕塑和装饰部件等制品。3.3水泥的取样、验收和保管通用水泥的取样

水泥交货时的质量验收可抽取实物试样以其检验结果为依据；也可以水泥厂同编号水泥的试验报告为依据。采用何种方法验收由买卖双方商定，并在合同或协议中注明。以水泥厂同编号水泥的试验报告为验收依据时，在发货前或交货时，买方在同编号水泥中抽取试样，双方共同签封后保存三个月；或委托卖方在同编号水泥中抽取试样，签封后保存三个月。在三个月内，买方对质量有疑问时，则买卖双方应将签封的试样送交有关监督检验机构进行仲裁检验。

以抽取实物试样的检验结果为验收依据时，买卖双方应在发货前或交货地共同取样和签封。取样方法按（GB12573-2008）进行。通用水泥的验收包装标志和数量的验收

①包装标志的验收

水泥的包装方法有袋装和散装两