(最新)建筑材料基础知识

(最新)建筑材料基础知识内容摘要：

含较多氢氧化钙，不适用于经常与流动软水接触及有水压和受海水、矿物水等作用的工程 d 长期受热时， 100℃水化物开始脱水， 300℃强度开始下降， 700℃ ~800℃强度明显下降，氢氧化钙 547℃脱水分解成氧化钙遇水膨胀，故不能用于耐热混凝土。 e 水化放热量高不宜用于大体积混凝土。 ? 普通水泥是由硅酸盐水泥熟料、少量混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称普通硅酸盐水泥或普通水泥。 普通硅酸盐水泥熟料掺入的混合材料很少，其组成特性和适用范围基本与硅酸盐水泥相同，但 标号适用范围较宽，利于合理选用。 ? 掺和料水泥：掺和料水泥主要有以下四种： ① 矿渣水泥：由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣，加入适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 水泥中粒化高炉矿渣按重量计掺量为 20~70%，允许用不超过混合材料总掺量 1/3的火山灰质混合材料或粉煤灰代替部分粒化高炉矿渣。 这种水泥水化热低，宜用于大体积混凝土；氢氧化钙含量较少，宜用于水工和海港工程；水泥石较致密，宜用于抗渗混凝土；具有较高的耐热性，可用于耐热混凝土；抗冻性较差，干缩率和泌水性较大，硬化过程中对温湿度较敏感，低温或干燥影响强度增 长，施工时应加强养护，但蒸汽养护效果较好。 ② 火山灰水泥：由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合料，加入适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 水泥中火山灰质混合材料按重量计掺量为 20~50%，允许用不超过混合材料总掺量 1/3 的粒化高炉矿渣代替部分火山灰。 这种水泥硬化较快，早期强度较低、后期强度可以赶上，选用较小水灰比可以更好的发挥其强度增长率大的特性；水化热较小，宜用于大体积混凝土；耐淡水和当不掺用粘土质混合料时耐硫酸盐腐蚀能力较强；当处在潮湿环境或水中时，紧密度和抗渗性较高，宜用于抗渗性较高的工程；在干燥环境时强度 会停止增长、且产生较大的体积收缩（即干缩大）和内应力、表面与二氧化碳反应而“起粉”，不宜在地上干燥结构中选用；高温作用时强度显著降低，耐热性差，且需水量大、耐冻性差。 ③ 粉煤灰水泥：由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，加入适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 水泥中粉煤灰按重量计掺量为 20~50%，允许用不超过混合材料总掺量 1/3 粒化高炉矿渣代替部分粉煤灰。 这种水泥硬化较慢，早期强度较低，但后期强度可以赶上甚至超过普通水泥；水化热与火山灰水泥相近，可用于大体积混凝土；吸附水的能力较小，干缩性小；抗裂性较高，耐酸能力仅次 于矿渣水泥；抗碳化和耐冻性较差。 初始析水速度快，表面易产生收缩裂纹，施工时应加强早期养护。 ?快硬水泥主要有以下五种： ① 高级水泥：以适当矿物组成的硅酸盐水泥熟料加入适当的石膏，在合理的粉磨细度下制成的快硬高强的胶凝材料。 它主要调整了水泥熟料中的硅酸三钙和铝酸三钙的含量比例，凝结硬化快、早期强度高，不但可以代替一般高标号硅酸盐水泥，还可以配制Ｃ 100 特高强混凝土，适用于高层装配式混凝土结构，薄壳结构，钢丝水泥结构，钢丝网水泥结构，紧急抢修工程等。 ② 快硬硅酸盐水泥：以适当成分的生料烧至部分熔融所得以硅酸 钙为主要成分的熟料，掺加适量石膏磨成细粉制成的早期强度增进率较快的水硬性胶凝材料，称快硬硅酸盐水泥或快硬水泥。 其制造方法与硅酸盐水泥基本相同，主要依靠调节矿物组成、控制生产工艺、提高早期强度增进率，主要是提高硅酸三钙和铝酸三钙的含量和提高细度，以及提高石膏掺量。 主要适用于要求早期强度高的工程，如紧急抢修工程，抗冲击、抗震动工程，冬季施工和制作混凝土及预应力混凝土构件。 ④ 特快硬硅酸盐水泥：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的熟料，掺加适量优质石膏，经细磨制成的强度发挥极快的水硬性胶凝材料。 主要用于要求早期强度极高的紧急抢修工程和国防工程等要求较高的预应力混凝土构件上。 ⑤ 矾土水泥：以适当成分的生料经烧结熔融，所得以弱碱性铝酸钙为主要成份的熟料，磨成细粉制成的一种早期强度增进率较快的水硬性胶凝材料，也称高铝水泥。 矾土水泥快硬、高强、耐热、耐酸腐蚀、低温硬化快、抗冻性与不透水性好。 正常养护两天强度可达 80%、三天可达 100%；在干热情况下强度下降少， 900℃时强度下降 30%， 1300℃时强度下降 50%。 用于紧急抢修及军事工程，抵抗硫酸盐浸蚀及冻融交替工程，制作耐热砂浆、混凝土和配制膨胀水泥。 ⑥ 浇筑水泥：是一种无收缩或微膨胀的特种硅酸盐水泥，它具有快硬、高强、无收缩的特性，抗冻、抗渗性能优良，配制混凝土的和易性较好。 ? 膨胀水泥：膨胀水泥也属于快硬高强水泥，其特点是在硬化过程中体积膨胀，主要有： ① 硅酸盐膨胀水泥：是在硅酸盐水泥熟料中加入石膏和适量膨胀剂磨细制得的水硬性胶凝材料，通过调整膨胀剂的掺量可以调节水泥的膨胀速度和大小。 适用于防水砂浆和防水混凝土；浇灌装配钢筋混凝土构件接缝、管道接头、机器底座、地脚螺栓灌浆及修补工程，禁用于有硫酸盐腐蚀的工程中。 ② 石膏矾土膨胀水泥：以矾土水泥熟 料、天然二水石膏和少量助磨剂，按一定比例混合共同粉磨而制成的具有快硬、早强、膨胀特性的水硬性胶凝材料。 非常适用于紧急补强和防水抹面。 ? 白色与彩色硅酸盐水泥：白色硅酸盐水泥是用含极少量着色物质（氧化铁、氧化锰、氧化钛、氧化铬等）的原料，在较高温度烧制成熟料，再在磨细时加入 10~15%的白色混合材料制成的，称白色水泥。 白色水泥和耐碱矿物颜料（赭石、铅丹、铬、群青、普鲁士红等）共同磨细，可制成各种颜色的彩色水泥。 这些水泥因原料和加工过程有特殊要求，故价格较高，主要用于建筑的楼地面和墙面装饰。 ? 水工及耐腐蚀 水泥 ① 抗硫酸盐硅酸盐水泥具有较高抗硫酸盐性能，适用于受硫酸盐浸蚀、冻融和干湿作用的海港、水利工程及地下工程。 ② 大坝水泥水化热较低，抗冻性、耐腐性较高，具有一定的抗硫酸盐能力，适用于大体积水工工程。 以硅酸钙为主要成份的称硅酸盐大坝水泥，水泥成品中加入 20~50%粒化高炉矿渣的称矿渣大坝水泥。 ③ 防潮硅酸盐水泥是一种在粉磨硅酸盐水泥熟料时，加入少量防潮剂共同磨细制成的具有吸湿性低、可塑性好的水泥。 ? 硫铝酸盐水泥具有普通水泥 5~6 倍的高抗冻性能、 2~3 倍高抗渗性，同时具有高强、高抗腐蚀性和抗碱－集料 反应性能，是飞机跑道、铁路建设等不可或缺的功能性建筑材料。 这种水泥近期在河北唐山六九水泥有限公司的年产量已经达到 45 万吨 /年的生产能力。 ? 常用水泥的特性和适用范围 上述８种类型的水泥中，常用的是普通水泥和掺和料水泥，掺和料一般是根据水泥生产厂所独有的掺和料品种或工业废料品种而生产的。 其它除硅酸盐水泥外的 4 类水泥均是根据不同的使用需要而专门研制的水泥，需要添加特种材料或特殊的加工工艺生产，其运输、储存、使用也有其特殊的要求，故又称特种水泥。 四种常用水泥的特性和适用范围综合列入表 中，供参考。 表 四种常用水泥的特性和使用范围 普通水泥 矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥 主要成分 用硅酸钙为主要成分的熟料制成，允许掺15％以下的混合材料。 用硅酸盐水泥熟料中，掺占水泥重量 20－ 70％的粒化高炉矿渣。 在硅酸盐水泥熟料中，掺占水泥重量20－ 50％的火山灰质混合材料。 在硅酸盐水泥熟料中，掺占水泥重量20 － 40 ％的粉煤灰。 特性 ，后期强度增长快 及耐水性好 ，干缩性大 同矿渣水泥 ，抗裂性好 其他同火山灰水泥 适用范围 一般土建工程中的混凝土结构，包括反复受冻的结构，可制高强混凝土高。 ，耐热耐火要求的混凝土结构 ，地下，水中的混凝土结构 、水中，大体积混凝土结构件，抗渗要求的混凝土结构 土构件 般工程 、地下，水中及大体积混凝土结构 土结构 要求的一般工程 不适用 的工程 处于严寒区，水位 的混凝土结构 的混凝土工程 工程 范围 工程 五、 水泥混凝土 ： ? 混凝土是由胶凝材料、水和粗、细骨料四种材料按适当比例配合、拌制成混和物，经一定时间硬化 而成的人造石材，所以业内采用人、工、石组合创造“砼”字代表混凝土。 为了改善混凝土的和易性，提高混凝土强度和耐久性、缩短施工工期、节约水泥，在混凝土工程和混凝土制品中广泛采用了混凝土外加剂。 由于外加剂掺量不多（通常在水泥干重5%以内），但能明显改变混凝土的性能，提高其技术经济效果，且使用方便，因此受到国内外普遍重视，已经成为混凝土的第五种成分。 为了响应节约资源、保护环境、大力发展绿色世界的呼唤，美国混凝土学界提出了高性能混凝土（ HPC）的概念，中国工程界从我国的国情出发，将绿色与高性能结合起来，提出“绿色 高性能混凝土”（ GHPC）的概念，并提出 GHPC 应具有下列主要特征： ① 更多的节约熟料水泥，减少环境污染； ② 更多的掺加工业废渣为主的细掺料； ③ 更大的发挥高性能的优势，减少水泥与混凝土的用量 ④ 扩大 GHPC 的应用范围，收到更大的环境与经济效益。 因此，以工业废渣为主的细掺料在混凝土中的应用得到快速发展，有成为第六种混凝土组成成份的趋势。 即将有可能改写为：混凝土由胶凝材料、水、粗骨料、细骨料、外加剂、细掺料六种材料组成。 ? 混凝土通常按容重和用途分为四类： ① 特重混凝土：容重大于 2700kg/m3,使用特别密实和特别重的骨料制成的。 如重晶石混凝土、钢屑混凝土等，具有不透 X、γ射线的性能。 ② 普通混凝土：容重约在 2400kg/m。