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1、建筑装饰材料,第二章,建筑装饰用基本材料,建筑装饰用基本材料,2.1 无机胶凝材料 2.2 水泥混凝土 2.3 建筑砂浆2.4 墙体材料2.5 绝热材料 2.6 骨架材料,2.1 无机胶凝材料,在建筑工程中，将能够把散粒状材料（如砂、石等）和块状材料（如砖、砌块等）粘结成为一个整体的材料，统称为胶凝材料。胶凝材料按化学成分不同分为无机胶凝材料和有机胶凝材料两大类。无机胶凝材料按其能否在水中凝结硬化、保持和发展强度，又分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。,2.1 无机胶凝材料,气硬性胶凝材料只能在空气中凝结硬化，保持和发展强度。水硬性胶凝材料既能在水中又能在空气中凝结硬化，保持和发展强度。气硬性
2、胶凝材料耐水性差，一般只适用于地上或干燥环境，不适宜用于潮湿环境，更不可用于水中。水硬性胶凝材料耐水性好，既可用于空气中，也可用于地下或水中。,2.1 无机胶凝材料,2.1.1建筑石膏石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。当石膏中含有的结晶水不同时，可形成多种性能不同的石膏，主要有建筑石膏（）、无水石膏（）、生石膏（）等。其中建筑石膏及其制品具有质量轻、吸声性好、吸湿性好、保温隔热性好、形体饱满、表面平整细腻、装饰性好、使用方便、容易加工等优点，是建筑装饰工程中常用的胶凝材料。,2.1 无机胶凝材料,（1）建筑石膏的生产建筑石膏通常是用天然二水石膏矿石(又称生石膏)经压蒸或煅烧加热、磨细而
3、生成的。由于加热方式和温度的不同，可生产出不同的建筑石膏产品。将天然二水石膏在常压下加热到107170时，可生产出生成型建筑石膏：将天然二水石膏在124、0.13MPa压力的条件下蒸炼脱水，可得到型建筑石膏：,2.1 无机胶凝材料,（2）建筑石膏的凝结硬化建筑石膏与适量的水拌合后，形成可塑性的浆体，很快浆体就失去可塑性并产生强度，并逐渐发展成为坚硬的固体，这一过程称为石膏的凝结硬化。石膏的凝结硬化实际上是建筑石膏与水之间发生了化学反应的结果，反应方程式如下：,2.1 无机胶凝材料,建筑石膏的凝结硬化分为凝结和硬化两个过程。由于二水石膏在水中的溶解度仅为半水石膏溶解度的1/5左右，所以二水石膏首
4、先结晶析出，由于结晶体的不断生成，造成浆体的塑性开始下降，称为石膏的初凝；而后，随着晶体颗粒间摩擦力和黏结力的增大，浆体的塑性急剧下降，直到失去可塑性，称为石膏的终凝。整个过程称为石膏的凝结。石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断长大和相互交错，使浆体产生强度，并不断增长。直到水分完全蒸发，形成坚硬的石膏结构，这个过程称为石膏的硬化。,2.1 无机胶凝材料,（3）建筑石膏的技术标准和储运根据国家标准建筑石膏（GB977688），建筑石膏按强度、细度和凝结时间分为优等品、一等品和合格品三个等级，其技术要求见表2-1所示。其中有一项指标不合格，石膏应重新检验级别或者报废。建筑石膏在储运过程中必须防潮防水。
5、储存三个月后，强度下降30%左右，所以储存时间不宜过长，一般不超过三个月。,2.1 无机胶凝材料,表2-1 建筑石膏的技术标准(GB977688),2.1 无机胶凝材料,（4）建筑石膏的技术性质 1凝结硬化快建筑石膏加水后6min可达到初凝，30min可达到终凝。在施工中为了有足够的时间进行搅拌等操作，常掺入缓凝剂来延长其凝结时间。2装饰性好石膏浆体凝结硬化后体积不会出现收缩，反而略有膨胀（0.5%1.0%），而且不开裂。石膏的这一性质使得石膏制品形体饱满，尺寸精确，加之石膏质地细腻，颜色洁白，特别适合制作建筑装饰品及石膏模型。,2.1 无机胶凝材料,3孔隙率大、质量轻、强度低在生产石膏制品时
6、，为满足必要的可塑性，通常要加过量的水。凝结硬化后，由于大量多余水分蒸发，使石膏制品的孔隙率达50%60%。由于石膏制品的孔隙率较大，所以石膏制品的表观密度小，保温隔热性好，且吸声性、吸湿性好，可调节室内温度和湿度。由于石膏制品的孔隙率较大，使得石膏制品强度低，抗渗性、抗冻性差，通常石膏硬化后的抗压强度只有35MPa。4可加工性好建筑石膏硬化后具有微孔结构，硬度也较低，使得石膏制品可锯、可刨、可钉，易于连接，为安装施工提供了很大的方便，具有良好的可加工性。,2.1 无机胶凝材料,5防火性好，但耐火性差石膏制品遇火时，二水石膏中的结晶水蒸发，并能在制品表面形成水蒸气带，可有效地阻止火的蔓延，具有
7、良好的防火效果。但二水石膏脱水后，强度下降，故耐火性差。6耐水性差建筑石膏可微溶于水，耐水性差，不宜用于潮湿环境和水中。,2.1 无机胶凝材料,（5）建筑石膏的应用1室内抹灰与粉刷建筑石膏加水、砂拌和成石膏砂浆，可用于室内抹灰。抹灰后的墙面光滑、细腻、洁白美观，给人以舒适感。建筑石膏加水及缓凝剂，拌和成石膏浆体，可作为室内的粉刷涂料。2制作石膏板石膏类板材具有质量轻、保温、隔热、吸声、防火、调湿、尺寸稳定、可加工性好、成本低等优良性能，是一种很有发展前途的新型板材，也是良好的室内装饰材料。石膏板在内墙板中占有较大的比例，常用的石膏板有纸面石膏板、纤维石膏板、石膏空心板、石膏刨花板等。,2.1
8、无机胶凝材料,纸面石膏板纸面石膏板是以建筑石膏为主要原料，加入适量纤维和外加剂构成芯板，再与两面特制的护面纸牢固结合在一起的建筑板材。护面纸主要起提高板材抗弯、抗冲击的作用。纸面石膏板按其用途分为普通纸面石膏板（代号P）、耐水纸面石膏板（代号S）、耐火纸面石膏板（代号H）三种。纸面石膏板常用规格为:长度：1800mm、2100mm、2400mm、2700mm、3000mm、3300mm。宽度：900mm、1200mm。厚度：普通纸面石膏板为9mm、12mm、15mm、18mm；耐火纸面石膏板为9mm、12mm、15mm；耐水纸面石膏板为9mm、12mm、15mm、18mm、21mm、25mm。
9、,2.1 无机胶凝材料,纸面石膏板的表观密度为8001000kg/m3，导热系数为0.190.21W/（mK），隔声指数为3545dB。纸面石膏板表面平整，尺寸稳定，重量轻、隔热、隔声、防火、易加工，并且施工简便，劳动强度低。但纸面石膏板由于用纸量大，因此成本较高。普通纸面石膏板主要适用于干燥环境中的室内隔墙、天花板、复合外墙板的内壁板等，不宜用于厨房、卫生间以及空气相对湿度经常大于70%的场所。耐水纸面石膏板主要用于厨房、卫生间等空气相对湿度较大的环境，耐火纸面石膏板主要用于对防火要求较高的建筑工程中。,2.1 无机胶凝材料,装饰石膏板装饰石膏板是以建筑石膏为胶凝材料，加入适量的增强纤维、胶
10、粘剂等辅料与水拌和，经成型、干燥而成的不带护面纸的建筑装饰板材。装饰石膏板分为普通板和防潮板两大类。装饰石膏板为正方形，板材的规格为500 mm500mm9mm、600 mm600mm11mm。装饰石膏板的表面洁白光滑、色彩、花纹图案丰富，质地细腻，给人以清新柔和之感。装饰石膏板广泛应用于各类建筑物的室内顶棚、内墙的装饰，对湿度较大的环境，应采用防潮板。,2.1 无机胶凝材料,纤维石膏板纤维石膏板是以建筑石膏为主要原料，以玻璃纤维或纸筋等为增强材料，经铺浆、脱水、成型、烘干等工序加工而成。纤维石膏板的规格尺寸为：长度2700mm3000mm，宽度800mm，厚度12 mm。纤维石膏板的表观密度
11、为11001230kg/m3，导热系数为0.180.19W/（mK），隔声指数为3640dB。纤维石膏板的抗弯强度和弹性模量均高于纸面石膏板，主要用于非承重内隔墙、天花板、内墙贴面等。,2.1 无机胶凝材料,石膏空心板石膏空心板是以石膏为胶凝材料，加入适量轻质材料（如膨胀珍珠岩等）和改性材料（如水泥、石灰、粉煤灰、外加剂等），经搅拌、成型、抽芯、干燥等工序制成的。石膏空心板的尺寸规格为：长度25003000mm，宽度500600mm，厚度6090mm。石膏空心板的表观密度为600900kg/m3，导热系数为0.22W/（mK），隔声指数大30dB，抗折强度为230 MPa，耐火极限为12.5h
12、。石膏空心板加工性好，质量轻，颜色洁白，表面平整光滑，石膏空心板主要适用于非承重内隔墙，但用于较潮湿环境中，表面须做防水处理。,2.1 无机胶凝材料,3制作石膏浮雕装饰件石膏浮雕装饰件包括装饰石膏线脚、花饰系列、艺术顶棚、灯圈、艺术柱廊、浮雕壁画等。石膏装饰线脚为长条状装饰构件，多用高强石膏或加筋建筑石膏制作，表面呈雕花形或弧形，线脚的宽度一般为45300mm，长度一般为18002300mm，主要用于建筑物室内装饰。石膏艺术柱廊仿造欧洲建筑流派风格造型，多用于营业门面、厅堂及门窗洞口处。,2.1 无机胶凝材料,2.1.2 石灰石灰是一种传统的建筑材料。由于生产石灰的原材料广泛，生产工艺简单，成
13、本低，使用方便，故石灰在建筑工程中一直得到广泛应用。（1）石灰的生产生产石灰的原料主要是石灰石（又称石灰岩），石灰石的主要成分是碳酸钙（CaCO3），另外还有少量的碳酸镁（MgCO3）和黏土杂质。将石灰石在高温下煅烧，即得块状生石灰。生石灰主要成分是CaO，另外还有少量MgO等杂质。(方程式如下页）,2.1 无机胶凝材料,生产石灰时，由于煅烧时间或煅烧温度控制不均匀，常会出现欠火石灰或过火石灰。欠火石灰是由于煅烧温度过低或煅烧时间不足，石灰石中的CaCO3尚未完全分解，生产出的石灰CaO含量低，降低了石灰的利用率。过火石灰是由于煅烧温度过高或煅烧时间过长，石灰石中的杂质发生熔结，生产出的石灰颗
14、粒粗大、结构致密，熟化速度十分缓慢，对石灰的利用极为不利。建筑石灰按照MgO含量不同，将生石灰分为钙质石灰（MgO5%）和镁质石灰（MgO5%）。镁质石灰熟化较慢，但硬化后强度较高。,2.1 无机胶凝材料,按照成品加工方法的不同，建筑工程中常用的石灰类型主要有：块状生石灰 由原料煅烧直接而成的原产品，主要成分为CaO。生石灰粉 块状生石灰经磨细而成的粉状产品，其主要成分也为CaO。消石灰粉 将生石灰用适量的水消化而成的粉末，也称熟石灰粉，其主要成分为Ca(OH)2。石灰膏（浆）将生石灰加入石灰体积34倍的水消化而成。石灰浆在储灰坑中沉淀，并除去上层水分后，称为石灰膏。如果水分加得更多，则呈白色
15、悬浮液，称为石灰浆（或石灰乳）。,2.1 无机胶凝材料,（2）石灰的熟化与硬化生石灰与水发生反应生成熟石灰的过程，称为石灰的熟化（又称消解或消化）。熟化后的石灰称为熟石灰，其主要成分为Ca(OH)2。CaO+H2O Ca(OH)2+64.8kJ生石灰熟化过程放出大量的热，且体积迅速膨胀12.5倍。煅烧良好、氧化钙含量高的生石灰熟化快、放热量多、体积增大多，因此产浆量高。,2.1 无机胶凝材料,在建筑工程中，生石灰必须经充分熟化后方可使用。这是因为块状生石灰中常含有过火石灰，过火石灰熟化十分缓慢。生石灰如果没有充分熟化而直接使用，生石灰中的过火石灰就会吸收空气中的水分继续熟化，体积膨胀使构件表面
16、凸起、开裂或局部脱落，严重影响施工质量。为了保证生石灰充分熟化，一般在工地上将块状生石灰放在化灰池内，加水经过两周以上时间的消化，这个过程称为生石灰的熟化处理，又称“陈伏”。在陈伏期间，石灰浆表面应保持有一层水覆盖，使其与空气隔绝，避免碳化。,2.1 无机胶凝材料,石灰浆体的硬化包含干燥、结晶和碳化三个交错进行的过程。在石灰浆体中由于多余水分的蒸发使Ca(OH)2的浓度增加，获得一定的强度。随着水分继续减少，Ca(OH)2逐渐从溶液中结晶出来，使强度继续增加。Ca(OH)2与潮湿空气中的CO2反应生成CaCO3（称为碳化），新生成的CaCO3晶体相互交叉连生或与Ca(OH)2共生，构成紧密交织
17、的结晶网，使浆体的强度进一步提高。由于空气中的CO2浓度低，且CO2较难深入内部，故碳化过程十分缓慢。从石灰浆体的硬化过程可以看出，石灰浆体硬化速度慢，硬化后强度低，耐水性差。,2.1 无机胶凝材料,（3）石灰的技术标准根据建材标准建筑生石灰（JC/T47992）、建筑生石灰粉（JC/T48092）、建筑消石灰粉（JC/T48192）的规定，将生石灰、生石灰粉、消石灰粉分为优等品、一等品和合格品三个等级。其相应技术指标见表2-2、表2-3、表 2-4。,2.1 无机胶凝材料,表2-2 建筑生石灰的技术指标（JC/T47992）,2.1 无机胶凝材料,表2-3 建筑生石灰粉的技术指标（JC/T4
18、8092）,2.1 无机胶凝材料,表2-4 建筑消石灰粉的技术指标（JC/T48192）,2.1 无机胶凝材料,（4）石灰的技术性质 1可塑性、保水性好生石灰熟化为石灰浆时，氢氧化钙颗粒极其微小，且颗粒间水膜较厚，颗粒间的滑移较易进行，故可塑性、保水性好。用石灰调成的石灰砂浆具有良好的可塑性，在水泥砂浆中加入石灰膏，可显著提高砂浆的可塑性（和易性）。2强度低、耐水性差石灰浆的凝结硬化缓慢，且硬化后的强度低，如1：3的石灰砂浆28天的抗压强度通常只有0.20.5MPa，受潮后石灰溶解，强度更低。石灰硬化后的主要成分为氢氧化钙，易溶于水，故石灰的耐水性差，不宜用于潮湿环境和水中。,2.1 无机胶凝
19、材料,3体积收缩大。石灰浆在硬化过程中由于大量水分蒸发，使石灰浆体产生显著的体积收缩而开裂。因此石灰除粉刷外不宜单独使用，常掺入砂子、纸筋等混合使用。4生石灰吸湿性强，是传统的干燥剂。（5）石灰的应用石灰在建筑工程中主要应用于以下几个方面：1石灰乳涂料和砂浆用消石灰粉或熟化好的石灰膏加水稀释成为石灰乳涂料，可用于内墙和天棚粉刷；用石灰膏或生石灰粉配制的石灰砂浆或水泥石灰混合砂浆，可用来砌筑墙体，也可用于墙面、柱面、顶棚等的抹灰。,2.1 无机胶凝材料,2灰土和三合土消石灰粉和黏土按一定比例配合称为灰土，再加入炉渣、砂、石等填料，即成三合土。灰土和三合土经夯实后强度高、耐水性好，且操作简单、价格
20、低廉，广泛应用于建筑物、道路等的垫层和基础。石灰土和三合土的强度形成是由于石灰改善了黏土的和易性，在强力夯打之下，大大提高了紧密度。而且，黏土颗粒表面的少量活性氧化硅和氧化铝与氢氧化钙起化学反应，生成了不溶性的水化硅酸钙和水化铝酸钙，将黏土颗粒粘结起来，从而提高了黏土的强度和耐水性。,2.1 无机胶凝材料,3硅酸盐制品将磨细生石灰或消石灰粉与硅质材料（如粉煤灰、火山灰、炉渣等）按一定比例配合，经成型、养护等工序制造的人造材料，称为硅酸盐制品。常用的有粉煤灰砖、粉煤灰砌块、灰砂砖、加气混凝土砌块等。（6）石灰和储运石灰在运输和储存时要防止受潮，且储存时间不宜过长。否则生石灰会吸收空气中的水分自行
21、消化成消石灰粉，然后再与二氧化碳作用形成碳化层，失去胶凝能力。工地上一般将石灰的储存期变为陈伏期，陈伏期间，石灰膏上部要覆盖一层水，以防碳化。另外，生石灰不宜与易燃、易爆品装运和存放在一起。这是因为储运中的生石灰受潮熟化要放出大量的热且体积膨胀，会导致易燃、易爆品燃烧和爆炸。,2.1 无机胶凝材料,2.1.3 水泥水泥呈粉末状，是一种水硬性胶凝材料。水泥与水混合后成为可塑性浆体，经一系列物理化学作用变成坚硬的石状固体，并能胶结散粒或块状材料成为整体。水泥是重要的建筑材料之一，广泛应用于建筑工程、道路、桥梁、水利、国防工程等。水泥的种类很多，建筑工程中常用的五大水泥是：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥
22、、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和火山灰质硅酸系水泥。常用的装饰水泥有：白色硅酸盐水泥和彩色硅酸盐水泥。,2.1 无机胶凝材料,（1）硅酸盐水泥硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、05%的混合材料、适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料。1硅酸盐水泥的生产生产硅酸盐水泥的原料主要有石灰质原料、黏土质原料、校正原料三种。石灰质原料主要提供，可采用石灰石、白垩、石灰质凝灰岩等；黏土质原料主要提供、及少量的，可采用粘土、页岩等；校正原料主要提供和，可采用铁矿粉、砂岩等。生产硅酸盐水泥的过程可简单概括为“两磨一烧”，硅酸盐水泥的生产工艺流程见下页图2-1所示。,2.1 无机胶凝材料,在硅酸盐水泥生产中加入适
23、量石膏的目的是延缓水泥的凝结速度，使之便于施工操作。石膏的掺加量一般为水泥质量的3%5%，可采用建筑石膏，天然二水石膏或工业副产品石膏。,2.1 无机胶凝材料,硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成是：硅酸三钙（），简写为；硅酸二钙（），简写为；铝酸三钙（），简写为；铁铝酸四钙（），简写为。硅酸盐水泥各熟料矿物的特性见表2-5。,表2-5 硅酸盐水泥熟料的主要矿物特性,2.1 无机胶凝材料,2硅酸盐水泥的水化和凝结硬化水泥熟料矿物成分遇水后，会发生一系列化学反应，生成各种水化物，并放出一定的热量。水泥具有许多优良的性能，主要是水泥熟料中几种主要矿物水化作用的结果。硅酸盐水泥水化后的产物主要为：水化硅酸钙
24、（）、氢氧化钙、水化铁酸钙 和水化铝酸钙。另外还有水化铝酸钙与石膏反应生成的高硫型水化硫铝酸钙（又称钙矾石）。,2.1 无机胶凝材料,水泥加水拌合后形成可塑性的水泥浆，随着水化反应的进行，水泥浆体逐渐变稠失去可塑性，这一过程称为水泥的凝结；随着水化反应的继续进行，失去可塑性的水泥浆逐渐产生强度并发展成为坚硬的水泥石，这一过程称为水泥的硬化。水泥的凝结、硬化是人为地划分的，实际上是一个连续的复杂的物理化学变化过程。水泥的凝结硬化过程，也就是水泥强度的发展过程。为了正确使用水泥，并在生产中采取有效措施改善水泥的性能，必须了解影响水泥凝结硬化的因素。影响水泥凝结硬化的因素主要有以下五个因素：(在下页
25、）,2.1 无机胶凝材料,水泥的熟料矿物组成和细度 水泥熟料中各种矿物组成的凝结硬化速度不同，当各矿物的相对含量不同时，水泥的凝结硬化速度就不同。当水泥熟料中硅酸三钙、铝酸三钙相对含量较高时，水泥的水化反应速率快，凝结硬化速度也快。水泥颗粒越细，水化时与水接触的表面积越大，水化反应速度和凝结硬化快，早期强度高。水泥浆的水灰比 水泥浆的水灰比，是指水泥浆中水与水泥的质量之比。当水灰比较大时，水泥浆的塑性好，水泥的初期水化反应得以充分进行。但当水灰比过大时，由于水泥颗粒间被水隔开的距离较远，颗粒间相互连接形成骨架结构所需的凝结时间长，所以水泥浆凝结较慢；而且水泥浆中多余水分蒸发后形成的孔隙较多，造
26、成水泥石的强度较低。,2.1 无机胶凝材料,环境的温度和湿度 温度对水泥的凝结硬化有明显影响。温度越高，水泥凝结硬化速度越快；温度降低，凝结硬化速度减慢。特别是当温度低于时，凝结硬化停止，并有可能在冻融的作用下，造成已硬化的水泥石破坏。因此，混凝土工程冬季施工要采取一定的保温措施。水是水泥水化、硬化的必要条件。周围环境的湿度越大，水分不易蒸发，水泥水化越充分，水泥硬化后强度高；若水泥处于干燥环境，水分蒸发快，水泥浆体缺水使水化不能正常进行，甚至水化停止，强度不再增长。因此，混凝土工程在浇注后23周内要洒水养护，以保证水化时所必需的水分。,2.1 无机胶凝材料,龄期 水泥水化是由表及里逐步深入进
27、行的。随着时间的延续，水泥的水化程度不断增加。因此，龄期越长，水泥的强度越高。一般情况下，水泥加水拌和后的前28d水化速度较快，强度发展也快；28d之后，强度发展显著变慢。但是，只要维持适当的温度与湿度，水泥的强度在几个月、几年，甚至几十年后还会继续增长。工程中常以水泥28d的强度作为设计强度。石膏掺量 在硅酸盐水泥生产中掺入适量的石膏会起到良好的缓凝作用，同时由于钙矾石的生成，还能改善水泥石的早期强度。但如果石膏的掺量过多，不仅不能缓凝。还会在后期引起水泥石膨胀开裂。因此，石膏的掺量应适宜，一般为水泥质量的3%5%。,2.1 无机胶凝材料,3硅酸盐水泥的性质 细度 水泥的细度是指水泥颗粒的粗
28、细程度。水泥颗粒越细，与水反应的表面积越大，水化反应速度快，早期强度高；但在空气中的硬化收缩大，成本也高。水泥颗粒越粗，则不利于水泥活性的发挥，且硬化后强度低。故水泥颗粒粗细应适中，一般水泥颗粒粗细在7200m（0.0070.2mm）范围内。国家标准规定硅酸盐水泥的细度用比表面积表示，硅酸盐水泥的比表面积应大于300m2/kg。,2.1 无机胶凝材料,标准稠度及标准稠度用水量 水泥净浆标准稠度是对水泥净浆以标准方法拌制、测试并达到规定的可塑性程度时的稠度。水泥净浆标准稠度用水量是指水泥净浆达到标准稠度时所需的加水量，常以水和水泥质量之比的百分数表示。各种水泥的矿物成分、细度不同，拌和成标准稠度
29、时的用水量也各不相同，水泥的标准稠度用水量一般为24%33%。测定水泥凝结时间和体积安定时必须采用标准稠度的水泥浆。,2.1 无机胶凝材料,凝结时间 水泥的凝结时间分为初凝时间和终凝时间。初凝时间是指从水泥浆加水拌和起到水泥浆失去可塑性所需的时间；终凝时间是指从水泥浆加水拌和起到水泥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，硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不迟于6h30min。凝结时间不合格的水泥作废品处理水泥的凝结时间在工程施工中有重要作用。初凝时间不宜过短，以便有足够的时间对混凝土进行搅拌、运输、浇筑和振捣。终凝时间不宜过长，以便使混凝土尽快硬化具有一定强度，
30、尽快拆出模板和进行下一工序操作，可提高工作效率，加快施工进度。,2.1 无机胶凝材料,（3）建筑石膏的技术标准和储运根据国家标准建筑石膏（GB977688），建筑石膏按强度、细度和凝结时间分为优等品、一等品和合格品三个等级，其技术要求见表2-1所示。其中有一项指标不合格，石膏应重新检验级别或者报废。建筑石膏在储运过程中必须防潮防水。储存三个月后，强度下降30%左右，所以储存时间不宜过长，一般不超过三个月。,2.1 无机胶凝材料,体积安定性 水泥体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。当水泥浆体在硬化过程中体积发生不均匀变化时，会导致水泥制品膨胀、翘曲、产生裂缝等，即所谓体积安定性不
31、良。体积安定性不合格的水泥为废品，不得用于任何工程。水泥体积安定性不良的原因是由于水泥熟料中游离氧化钙、氧化镁过多或掺入的石膏量过多。上述物质在水泥硬化后开始或继续进行水化反应，其水化产物体积膨胀使水泥石开裂。因此国家标准规定，硅酸盐水泥熟料中游离氧化镁含量不超过5.0%，三氧化硫含量不超过3.5%，石膏的掺量为水泥质量的3%5%。,2.1 无机胶凝材料,强度及强度等级 根据硅酸盐水泥3d和28d的抗压强度和抗折强度，将硅酸盐水泥分为六个强度等级，各龄期的强度值不得低于表2-6中规定的数值。为了满足某些工程对水泥早期强度的要求，国家标准对某些水泥的早期强度要求较高，并在这些水泥的强度等级符号后
32、附以字母“R”，表示为早强型水泥。一般情况下相同强度等级时，早强型水泥的3d强度要高于非早强型水泥。,2.1 无机胶凝材料,表2-6 硅酸盐水泥各龄期的强度要求（GB1751999）,2.1 无机胶凝材料,水化热 水化热是指水泥在水化过程中放出的热量。水泥的水化热大部分在37d内放出，7d内放出的热量可达总热量的80%左右。水化热的大小主要决定于水泥熟料的矿物组成和细度，若水泥熟料中硅酸三钙和铝酸三钙的含量高，水泥细度越细，则水化热越大。水化热较大的水泥有利于冬季施工，但对大体积混凝土不利。为了避免由于温度应力引起水泥石的开裂，在大体积混凝土中不宜采用水化热较大的硅酸盐水泥，应采用水化热较小的
33、水泥，或采取其它降温措施。,2.1 无机胶凝材料,4硅酸盐水泥的特性和应用强度高 硅酸盐水泥凝结硬化速度快，早期和后期强度都较高，适用于早期强度有较高要求的工程，也适用于重要结构的高强度混凝土和预应力混凝土工程。水化热大、抗冻性好 硅酸盐水泥中硫酸三钙和铝酸三钙的含量高，水化时放出的热量大，有利于冬季施工，但不宜用于大体积混凝土工程。硅酸盐水泥硬化后的水泥石结构密实，抗冻性好，适用于严寒地区遭受反复冻融的工程和抗冻性要求高的工程，如大坝溢流面等。干缩小、耐磨性好 硅酸盐水泥硬化时干缩小，不易产生干缩裂缝，可用于干燥环境工程。由于干缩小，表面不易起粉尘，因此耐磨性好，可用于道路工程。,2.1 无
34、机胶凝材料,耐腐蚀性差 硅酸盐水泥石中有较多的氢氧化钙，耐软水和耐化学腐蚀性差。故硅酸盐水泥不宜用于经常与流动的淡水接触和压力水作用的工程；也不适用于受海水、矿物水等作用的工程。耐热性差 硅酸盐水泥石在温度超过250时水化产物开始脱水，体积产生收缩，强度开始下降。当受热温度超过600，水泥石由于体积膨胀而造成破坏。因此，硅酸盐水泥不宜用于耐热要求高的工程，如工业窑炉、高炉基础等，也不宜用来配制耐热混凝土。,2.1 无机胶凝材料,（2）掺混合材料的硅酸盐水泥凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量（5%）的混合材料和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为掺混合材料的硅酸盐水泥。在硅酸盐水泥中掺加一定量
35、的混合材料能改善水泥的性能，增加水泥品种，降低水泥成本，扩大水泥的应用范围。掺混合材料的硅酸盐水泥主要有：普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和火山灰质硅酸系水泥。,2.1 无机胶凝材料,1普通硅酸盐水泥由普通硅酸盐水泥熟料、6%15%的混合材料和适量石膏共同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，代号为PO）。当掺活性混合材料时，不得超过水泥质量的15%，其中允许用不超过5%的窑灰或不超过10%的非活性混合材料来代替；当掺非活性混合材料时，不得超过水泥质量的10%。,2.1 无机胶凝材料,普通水泥与硅酸盐水泥的不同之处有以下几点：普通水泥的细度为通过0.08mm
36、的方孔筛，筛余量得超过10%；普通水泥的初凝时间不早于45分钟，终凝时间不得迟于10小时；普通硅酸盐水泥按3d和28d的抗压强度、抗折强度分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5和52.5R六个强度等级，各龄期的强度不得低于表2-7中规定的数值。除以上所述之外，普通水泥的其它性能要求与硅酸盐水泥完全相同。普通硅酸盐水泥由于掺加混合材料的量较少，其性能和用途与硅酸盐水泥相近，是我国建筑工程中用量最大的水泥品种之一。,2.1 无机胶凝材料,表2-7 普通硅酸盐水泥各龄期的强度要求（GB1751999）,2.1 无机胶凝材料,2.矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥由
37、硅酸盐水泥熟料、20%70%的粒化高炉矿渣和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥，代号为PS）。矿渣水泥中可由不得超过水泥质量8%的其它材料代替粒化高炉矿渣，替代后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20%。由硅盐水泥熟料、20%50%的火山灰质混合材料和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥，代号为PP）。,2.1 无机胶凝材料,由硅酸盐水泥熟料、20%40%的粉煤灰和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥，代号为PF）。矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥的强度等级与普硅酸盐水泥的强度等级相同，但各龄期
38、的强度不得低于表2-8中规定的数值。这三种水泥对细度，凝结时间，安定性的要求均与普通硅酸盐水泥相同。,2.1 无机胶凝材料,表2-8矿渣水泥、火山灰水泥与粉煤灰水泥各龄期的强度要求（GB13441999）,2.1 无机胶凝材料,矿渣水泥、火山灰质水泥、粉煤灰水泥的共同特点是：水化热低，早期强度低，但后期强度发展较快，耐腐蚀性强，蒸汽养护效果好，抗冻性差，抗碳化能力差。这三种水泥除用于一般的混凝土工程和钢筋混凝土工程外，特别适用于大体积混凝土工程以及蒸汽养护的混凝土构件，也适用于抗硫酸盐和软水侵蚀的工程。另外，由于这三种水泥由于掺混合材料不同，相互间性能也有所差别。矿渣水泥耐热性好，可用于高温车
39、间和耐热要求高的混凝土工程；火山灰水泥的抗渗性好；粉煤灰水泥在硬化过程的干缩小，抗裂性好。,2.1 无机胶凝材料,目前，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、粉煤灰硅酸盐水泥是我国广泛使用的五种通用水泥。在混凝土结构工程中，这些水泥的使用可参照表2-9选择。（3）白色硅酸盐水泥 白色硅酸盐水泥简称白水泥，是以硅酸钙为主要成分，严格控制水泥中氧化铁含量，加入适量石膏磨细制成的水硬性胶材料。白水泥的生产、矿物组成、性能和普通硅酸盐水泥基本相同，只是氧化铁的含量是普通硅酸盐水泥的1/10。,2.1 无机胶凝材料,表2-9（上）常用水泥的选用,2.1 无机胶凝材料,表2-9（
40、下）常用水泥的选用,2.1 无机胶凝材料,按照国家标准白色硅酸盐水泥(GB201591)规定：白色硅酸盐水泥的细度要求为0.080mm方孔筛的筛余量不得超过10%；白色硅酸盐水泥分为325、425、525和625四个标号，各龄期的强度值不得低于表2-10中规定的数值；白水泥的初凝时间不得早于45min，终凝不得迟于12h；水泥熟料中氧化镁的含量不得超过4.5%，三氧化硫含量不得超过3.5%。白色硅酸盐水泥的其它技术要求与普通硅酸盐水泥相同。白水泥根据白度分为特级、一级、二级、三级，各级白度不能低于表2-11中规定的数值。白水泥根据标号和白度分为优等品、一等品、合格品三个等级，各产品等级的强度等
41、级和白度要求见表2-12。,2.1 无机胶凝材料,白水泥具有洁白的外观和硅酸盐水泥的特点，在建筑装饰工程中已得到广泛应用，主要用于以下方面：用于镶贴浅色陶瓷面砖、白色饰面石材和卫生洁具安装时的嵌缝等局部处理；用于建筑物室内外表面腻子或刷浆，进行白色表面处理 制作白色仿石装饰构件，如白色栏杆、柱、雕塑等；制作彩色水泥、彩色水磨石、人造大理石、彩色混凝土以及硅酸盐装饰制品等。,2.1 无机胶凝材料,表2-10 白水泥各龄期强度要求（GB201591）,2.1 无机胶凝材料,表2-11 白水泥白度等级,表2-12 白水泥产品等级,2.1 无机胶凝材料,（4）彩色硅酸盐水泥彩色硅酸盐水泥简称彩色水泥，
42、是除了白色和灰色以外的其他颜色水泥。常用彩色水泥的颜色有红、黄、蓝、绿、紫、黑等。彩色水泥的着色方法有染色法和直接烧成法。1染色法它是利用白色硅酸盐水泥熟料或普通硅酸盐水泥熟料为原料，加入适量的石膏和无机矿物颜料混合在一起共同磨细制成的彩色水泥。有时也可直接利用白色水泥与颜料配制。染色法制作水泥时必须注意水泥颜色的均匀性，应对其进行充分混合，通常还加入分散剂，以提高水泥颜色的均匀程度。,2.1 无机胶凝材料,2直接烧成法直接烧成法是在白水泥生料中加入少量金属氧化物，直接烧成彩色水泥熟料，然后再加入适量石膏磨细制成的水泥。这种水泥的颜色具有均匀耐久的特点，是建筑装饰中可靠的彩色装饰材料。彩色水泥
43、主要用于制作彩色水泥浆、彩色砂浆和彩色混凝土，用于建筑物的内外粉刷、抹灰、面层处理等，也可用来生产人造大理石、水磨石、花岗岩、装饰砌块等。在配制彩色砂浆和彩色混凝土时应注意颜料对水泥强度和耐久性的影响、骨料对颜色的影响等，初次使用前最好进行必要的小样试验，以防止在工程中出现质量问题。,2.1 无机胶凝材料,（5）水泥的储存和运输水泥在储存和运输时不得受潮和混入杂质，储存时间不宜过长，一般不超过三个月。即使储存条件良好的水泥存放三个月后强度也会明显降低，储存期超过三个月的水泥为过期水泥，过期水泥和受潮结块的水泥，均应重新检测其强度后才能决定如何使用。不同品种、强度等级、出厂日期的水泥分开存放，并
44、标志清楚；袋装水泥堆放高度一般不超过10袋，散装水泥应分库存放，应注意先到先用，避免积压过期。不同品种、标号、批次的水泥由于矿物组成不同，凝结时间不同，严禁混杂使用。,返回,2.2 水泥混凝土,水泥混凝土是由胶凝材料（水泥）、水和粗、细骨料按适当比例配合，拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的人造石材。也可根据工程需要加入外加剂和掺和料。水泥混凝土具有抗压强度高、可塑性好、耐久性好、原材料丰富、价格低廉、可用钢筋来加强等优点，广泛应用于建筑工程、水利工程、道路、地下工程、国防工程等，是当代最重要的建筑材料之一，也是世界上用量最大的人工建筑材料。水泥混凝土按表观密度大小分为重混凝土、普通混凝土和轻混
45、凝土。重混凝土是指干表观密度大于2800kg/m3的混凝土，重混凝土常用重晶石、铁矿石、铁屑等做骨料，主要用作防辐射的屏蔽材料；普通混凝土的干表观密度在20002800kg/m3之间，一般采用天然的砂、石做骨料，普通混凝土在建筑工程中用量最大、用途最广泛，主要用于各种承重结构；轻混凝土是指干表观密度小于2000kg/m3的混凝土，主要用于承重、保温和轻质结构。本节主要讲述以水泥为胶凝材料的普通水泥混凝土。,2.2 水泥混凝土,2.2.1 普通水泥混凝土的组成材料普通混凝土是由水泥、砂子、石子和水按适当比例配合，拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的人造石材。在混凝土中，砂子、石子统称为骨料，主要起
46、骨架作用。水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在混凝土硬化前，水泥浆主要起润滑作用，赋予混凝土拌合物一定的流动性，以便于施工；水泥浆硬化后主要起胶结作用，将砂、石骨料胶结成为一个坚实的整体，并使混凝土具有一定的强度。,2.2 水泥混凝土,混凝土的技术性质在很大程度上是由原材料的性质及其相对含量决定的，同时也与施工工艺（搅拌、成型、养护等）等有关。因此，要保证混凝土的质量，就必须了解组成混凝土原材料的性质和质量要求，做到合理选择原材料。（1）水泥水泥是混凝土中价格最贵、最重要的原材料，它直接影响混凝土的强度、耐久性和经济性。所以，在混凝土中要合理选择水泥的品种和强度等级。,2.
47、2 水泥混凝土,1水泥品种的选择 配制混凝土用的水泥，应根据混凝土的工程特点和所处的环境，结合各种水泥的不同特性进行选用。常用水泥品种的选用详见2.1中表2-9。2水泥强度等级的选择配制混凝土所用水泥的强度等级应与混凝土的设计强度等级相适应。原则上是配制高强度等级的混凝土，选用高强度等级水泥；配制低强度等级的混凝土，选用低强度等级水泥。对于一般强度的混凝土，水泥强度等级宜为混凝土强度等级的1.52.0倍。如配制C25混凝土，可选用强度等级为42.5的水泥；配制C30混凝土，可选用强度等级为52.5的水泥。,2.2 水泥混凝土,（2）细骨料砂子粒径在0.154.75mm之间的骨料称为细骨料（砂子
48、）。砂子分为天然砂和人工砂两类。天然砂是岩石自然风化后所形成的大小不等的颗粒，包括河砂、山砂及淡化海砂；人工砂是经机械破碎制成的颗粒。目前工程中混凝土多采用天然砂。拌制混凝土要选用质量良好的砂子，国家标准依据砂子的技术指标分为类、类和类：类宜用于强度等级大于C60的混凝土；类宜用于强度等级C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；类宜用于强度等级小于C30的混凝土和砂浆。对砂的质量要求主要有以下几个方面：,2.2 水泥混凝土,1有害杂质的含量用来配制混凝土的砂要求清洁不含杂质，以保证混凝土的质量。但实际上砂中常含有云母、硫酸盐、黏土、淤泥等有害杂质，这些杂质粘附在砂的表面，妨碍水泥与砂的粘结
49、，降低混凝土的强度和耐久性。一些硫酸盐、硫化物，还对水泥石有腐蚀作用。氯化物容易加剧钢筋混凝土中钢筋的锈蚀，也应进行限制。根据国家标准建筑用砂（GB/T146842001）对砂中有害杂质含量做了具体规定，见表2-13。,2.2 水泥混凝土,表2-13 混凝土用砂有害杂质及坚固性要求/%,2.2 水泥混凝土,2砂子的坚固性与碱活性 砂子的坚固性，是指其抵抗自然环境对其腐蚀或风化的能力。通常用硫酸钠溶液干湿循环5次后的质量损失来表示砂子坚固性的好坏，对砂子的坚固性要求见表2-13。砂中若含有活性氧化硅时，可能与水泥中的碱分起作用，产生碱骨料反应，并使混凝土发生膨胀开裂。因此，通常应选用无活性氧化硅
50、的骨料。,2.2 水泥混凝土,3砂的粗细程度与颗粒级配砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起的平均粗细程度。根据砂的粗细程度，砂可分为粗砂、中砂、细砂和特细砂。在砂用量相同的条件下，若砂子过细，则砂的总表面积就较大，需要包裹砂粒表面的水泥浆的数量多，水泥用量就多；若砂子过粗，虽能少用水泥，但混凝土拌合物粘聚性较差，容易发生分层离析现象。所以，用于拌制混凝土的砂细度应适中。,2.2 水泥混凝土,砂的颗粒级配是指大小不同粒径的砂粒相互间的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为了节约水泥和提高混凝土强度，就应尽量减小砂粒之间的空隙。要想减小砂粒间的空隙，就必须要有大小不同粒径的砂相
