建筑材料的介绍汇总 绪论 ?0.1 建筑材料的定义 ?0.2 建筑材料的分类 ?0.3 建筑材料在建筑工程中的地位 ?0.4 建筑材料的发展 ?0.5 建筑材料的技术标准 第一章 建筑材料的基本性质 ?1.1 建筑材料的基本物理性质 ?1.2 建筑材料的力学性质 ?1.3 建筑材料的耐久性 ?1.4 本章小结 ?1.5 复习思考题 第二章 石材 ?2.1 建筑中常用的天然岩石 ?2.2 天然石材的技术性质、加工类型及选用原则 ?2.3 人造石材 ?2.4 本章小结 ?2.5 复习思考题 第三章 气硬性胶凝材料 ?3.1 建筑石灰 ?3.2 建筑石膏 ?3.3 水玻璃 ?3.4 本章小结 ?3.5 复习思考题 第四章 水泥 ?4.1 硅酸盐水泥 ?4.2 掺混合材料的硅酸盐水泥 ?4.3 特性水泥及专用水泥 4.4 水泥的选用、验收与保管 ?4.5 本章小结 ?4.6 复习思考题 第五章 混凝土 ?5.1 概述 ?5.2 普通混凝土的组成材料 ?5.3 混凝土拌合物的和易性 ?5.4 硬化混凝土的强度 ?5.5 混凝土的变形性能 ?5.6 混凝土的耐久性 ?5.7 混凝土的外加剂 ?5.8 普通混凝土的配合比设计 ?5.9 本章小结 ?5.10 复习思考题 第六章 建筑砂浆 ?6.1 砌筑砂浆 ?6.2 抹面砂浆 ?6.3 其他砂浆 6.4 本章小结 ?6.5 复习思考题 第七章 墙体材料 ?7.1 砌墙砖 ?7.2 墙用砌块 ?7.3 墙用板材 ?7.4 本章小结 ?7.5 复习思考题 ? 第八章 建筑钢材 ?8.1 钢的冶炼加工与分类 ?8.2 建筑钢材的主要技术性能 ?8.3 建筑钢材的标准与选用 ?8.4 钢材的锈蚀及防止 ?8.5 本章小结 ?8.6 复习思考题 第九章 木材 ?9.1 木材的分类 ?9.2 木材的性质 ?9.3 木材的尺寸检量和材积计算 ?9.4 木材的应用 ?9.5 木材的处理 ?9.6 本章小结 ?9.7 复习思考题 ? 第十章 防水材料 ?10.1 石油沥青 ?10.2 石油沥青的技术性质和要求 ?10.3 沥青混合料 ?10.4 热拌沥青混合料的配合比设计 ?10.5 沥青防水制品 ?10.6 改性沥青防水制品 ?10.7 高分子防水材料 ?10.8 本章小结 ?10.9 复习思考题 第十一章 建筑装饰材料 ?11.1 天然石材 ?11.2 装饰混凝土 ?11.3 建筑陶瓷 ?11.4 玻璃及制品 ?11.5 金属装饰材料 ?11.6 木制饰面板 ?11.7 涂料 ?11.8 装饰材料的污染 ?11.9 本章小结 ?11.10 复习思考题 绪 论 建筑材料和建筑设计、建筑结构、建筑经济及建筑施工等一样，是建筑工程学科的一部分，而且是极为重要的部分。因为，建筑材料是建筑工程的物质基础。一个优秀的建筑师总是把建筑艺术和以最佳方式选用的建筑材料融合在一起。结构工程师只有在很好的了解建筑材料的性能后，才能根据力学计算，准确的确定建筑构件的尺寸和创造出先进的结构型式。建筑经济学家为了降低造价，节省，在基本建设中，特别是在已经兴起的商品房屋的事业中，首先要考虑的是节约和合理的使用建筑材料。而建筑施工和安装的全过程，实质上是按设计要求把建筑材料逐步变成建筑物的过程。它涉及材料的选用、运输、储存以及加工等诸方面。总之，从事建筑工程的技术人员都必须了解和掌握建筑材料有关技术知识。而且，应使所用的材料都能最大限度的发挥其效能，并合理、经济的满足建筑工程上的各种要求。 0.1 建筑材料的定义 建筑材料的定义有广义与狭义两种:????1. 广义的建筑材料是指建造建筑物和构筑物的所有材料，包括使用的各种原材料、半成品、成品等的总称。 如粘土、铁矿石、石灰石、生石膏等。????2. 狭义的建筑材料是指直接构成建筑物和构筑物实体的材料。如混凝土、水泥、石灰、钢筋、粘土砖、玻璃等。 ??? 作为建筑材料必须同时满足两个基本要求:????1、满足建筑物和构筑物本身的技术性能要求，保证能正常使用。????2、在其使用过程中，能抵御周围环境的影响与有害介质的侵蚀，保证建筑物和构筑物的合理使用寿命。同时也不能对周围环境产生危害。 0.2 建筑材料的分类 建筑材料的分类 按建筑材料的化学组成分 无机材料 有机材料 复合材料 按建筑材料的使用功能分 建筑结构材料 墙体材料 建筑功能材料 0.2.1 无机材料 无机材料，包括金属材料和非金属材料。????1. 金属材料：有钢、铁及其合金，铝、铜等。 钢 铝 铜 2. 非金属材料：包括天然石材、烧土制品、胶凝材料及制品、玻璃、无机纤维材料。????a、天然石材有砂、石及石材制品等。 砂 石 石材制品 b、烧土制品有粘土砖、瓦等。 粘土砖 瓦 c、玻璃有普通平板玻璃、特种玻璃等。 印花玻璃 玻璃幕墙 0.2.2 有机材料 ???有机材料，包括植物材料、沥青材料及合成高分子塑料。???a、植物材料有木材、竹材、植物纤维等。 木地板 竹地板 ???? b、沥青材料有煤沥青、石油沥青及其制品等。 沥青砼 ?????? c、合成高分子材料有塑料、涂料、合成橡胶等。 涂料 0.2.3 复合材料 ??? 复合材料，包括有机与无机非金属材料，金属与无机非金属复合材料，金属与有机复合材料。???a、有机与无机非金属复合材料有聚合物砼、玻璃纤维增强塑料。???b、金属与无机非金属复合材料有钢筋砼，钢纤维砼等。 钢筋砼 钢纤维砼 ??? c、金属与有机材料复合有PVC钢板、有机涂层铝合金板等。  铝合金板 0.2.4 建筑结构材料 ??? 建筑结构材料主要是指构成建筑物受力构件和结构所用的材料，如梁、板、柱、基础、框架及其它受力构件和结构等所用的材料。对这类材料主要技术性能 的要求是强度和耐久性。 板 柱 ??? 目前所用的主要结构材料有砖、石、水泥砼及两者的复合物--钢筋砼和预应力钢筋砼。随着工业的发展，轻钢结构和铝合金结构所占的比例将会逐渐加大。 水泥 水泥砼 ???? ?????? 预应力钢筋砼 0.2.5 墙体材料 ??? 墙体材料，主要指建筑物内、外及分隔墙体所用的材料，有承重和非承重两类。目前我国大量采用的墙体材料为粉煤灰砌块、砼及加气砼砌砖等。此外，还有砼墙板、石板、金属板材和复合墙板等。 粉煤灰砌块 砖墙 石板 铝塑复合板 0.2.6 建筑功能材料 ??? 建筑功能材料，主要指负担某些建筑功能的非承重用材料。如防水材料、绝热材料，吸声和隔声材料、采光材料、装饰材料等。 保温复合墙房屋 吸声材料 装饰材料（花岗岩1） 装饰材料（大理石） ???? 一般来说，建筑物的可靠度与安全度，主要决定于由建筑结构材料组成的构件和结构体系，而建筑物的使用功能与建筑品质，主要决定于建筑功能材料。对某一种具体材料来说，它可能兼有多种功能。 0.3 建筑材料在建筑工程中的地位 建筑材料和建筑设计、建筑结构、建筑经济及建筑施工等一样，是建筑工程学科的一部分，而且是极为重要的部分。因为建筑材料是建筑工程的物质基础。一个优秀的建筑师总是把建筑艺术和以最佳方式选用的建筑材料融合在一起。结构工程师只有很好地了解建筑材料的性能后，才能根据力学计算，准确地确定建筑构件的尺寸和创造出先进的结构型式。建筑经济学家为了降低造价，节省，在基本建设中，首先要考虑的是节约和合理地使用建筑材料。而建筑施工和安装的全过程，实质上是按设计要求把建筑材料逐步变成建筑物的过程。它涉及到材料的选用、运输、储存以及加工等诸方面。总之，从事建筑工程的技术人员都必须了解和掌握建筑材料有关技术知识，而且应使所用的材料都能最大限度地发挥其效能，并合理、经济地满足建筑工程上的各种要求。 ? 建筑、材料、结构、施工四者是密切相关的。从根本上说，材料是基础，材料决定了建筑和施工方法。新材料的出现，可以促使建筑形式的变化、结构设计和施工技术的革新。 建筑材料在建筑工程中的地位见图0.3.1 图0.3.1 建筑材料在建筑工程中的地位 0.4 建筑材料的发展 一、发展历程 ??? 自古以来，我国劳动者在建筑材料的生产和使用方面曾经取得了许多巨大成就。在上古时期，人工合成类居于天然山洞或树巢中，随后逐步采用粘土、石、木等天然材料建造房屋。土坯房、传统的吊脚楼等（图0.4.1）就是 利用天然材料建造的房屋，图0.4.2是采用粘土砖建造的房屋。 ????????? ????? 图0.4.1 传统的吊脚楼?????????????图0.4.2 采用粘土砖建造的房屋 建国以来，特别是改革开放以后，我国建筑材料生产得到了更迅速的发展。钢材已跻身世界生产大国之列；水泥工业已由解放前年产量不足百万吨的单一品种，发展为品种、标号齐全年产量突破4亿吨的水平陶瓷材料也由过去的单一白色瓷器发展到有上千种花色品种的陶瓷产品。玻璃工业也发展很快，普通玻璃已由建国初期年产仅108万标箱发展到1亿余标箱，且能生产功能各异的新品种。随着生活水平的提高和住房条件的改善，建筑装饰材料更是丰富多彩，产业蓬勃兴旺。图0.4.3为玻璃幕墙（纽约哥伦布圆环传媒中心大厦）。 图0.4.3 玻璃幕墙（纽约哥伦布圆环传媒中心大厦） 建筑材料的进步伴随着生产力水平的提高，促使了建筑物规模尺寸是增大、结构形式的改变和使用功能的改善。建筑材料的发展历程如图0.4.4。 图0.4.4 建筑材料的发展历程 二、发展趋势 （1）高性能材料的研制； （2）充分利用地方原料、固体废弃物、各种工业废渣等； （3）节能材料开发； （4）具有良好经济效益的材料。； 0.5 建筑材料的技术标准 各级标准都有各自的部门代号，例如：GB—国家标准；GBJ—建筑工程国家标准；JGJ—建设部行业标准；JC—国家建材局标准；YB—冶金部标准；ZB—国家级专业标准等等。 ??? 标准的表示方法，系由标准名称、部门代号、编号和批准年份等组成，例如： ?? （1）国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175一99。标准的部门代号为GB，编号为175，批准年份为：1999年。 ?? （2）建设部标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55一2000。标准的部门代号为JGJ，编号为55，批准年份为2000年。 各个国家均有自己的国家标准，例如“ASTM“代表美国国家标准、“JIS”代表日本国家标准、“BS”代表英国标准、“DIN”代表德国标准等。另外，在世界范围内统一执行的标准称国际标准，其代号为“1SO”。 第一章 建筑材料的基本性质 内 容 提 要 ??? 了解和掌握材料的基本性质，对于合理选用材料至关重要。本章主要介绍材料的基本物理、力学、化学性质和有关参数及计算公式。 ??? 在建筑物中，建筑材料要承受各种不同的作用，因而要求建筑材料具有相应的不同性质。如用于建筑结构的材料要受到各种外力的作用，因此，选用的材料应具有所需要的力学性能。又如，根据建筑物各种不同部位的使用要求，有些材料应具有防水、绝热、吸声等性能；对于某些工业建筑，要求材料具有耐热、耐腐蚀等性能。此外，对于长期暴露在大气中的材料，要求能经受风吹、日晒、雨淋、冰冻而引起的温度变化、湿度变化及反复冻融等的破坏作用。为了保证建筑物的耐久性，要求在工程设计与施工中正确的选择和合理的使用材料，因此，必须熟悉和掌握各种材料的基本性质。 1.1 建筑材料的基本物理性质 建筑材料在建筑物的各个部位的功能不同，均要承受各种不同的作用，因而要求建筑材料必须具有相应的基本性质。 ??? 物理性质包括密度、密实性、空隙率、孔隙率（计算材料用量、构件自重、配料计算、确定堆放空间） 一、材料的密度、表观密度与堆积密度 ??? 密度是指物质单位体积的质量。单位为g/cm3 或kg/m3。由于材料所处的体积状况不同，故有实际密度（密度）、表观密度和堆积密度之分。 （1） 实际密度 (True Density） ??? 以前称比重、真实密度)，简称密度(Density)。 实际密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量，按下式计算： ?????????????????????????? 式中:?ρ－实际密度（g/cm3 ）； ???m－材料在干燥状态下的质量（g）；????????? V－材料在绝对密实状态下的体积（cm3）。 ??? 绝对密实状态下的体积是指不包括孔隙在内的体积。除了钢材、玻璃等少数接近于绝对密实的材料外，绝大多数材料都有一些孔隙，如砖、石材等块状材料。在测定有孔隙的材料密度时，应把材料磨成细粉以排除其内部孔隙，经干燥至恒重后，用密度瓶（李氏瓶）测定其实际体积，该体积即可视为材料绝对密实状态下的体积。材料磨得愈细，测定的密度值愈精确。 （2） 表观密度 (Apparent Density) ? ??以前称容重、有的也称毛体积密度。 表观密度是指材料在自然状态下，单位体积所具有的质量，按下式计算： ????????????????????????? 式中: ρ0－表观密度（g/cm3 或kg/m3）； ???m－材料的质量（g或kg）；??????????V0－材料在自然状态下的体积，或称表观体积（cm3或m3）。 ?? 材料在自然状态下的体积是指材料的实体积与材料内所含全部孔隙体积之和。对于外形规则的材料，其测定很简便，只要测得材料的重量和体积，即可算得表观密度。不规则材料的体积要采用排水法求得，但材料表面应预先涂上蜡，以防水分渗人材料内部而影响测定值。 （3）堆积密度 (Bulk Density) ??? 散粒材料在自然堆积状态下单位体积的重量称为堆积密度。可用下式表示： ???????????????????????? 式中: ρ0－堆积密度（kg/m3）； ???m－材料的质量（kg）；????????? V0－材料的堆积体积（m3）。 ??? 散粒材料在自然状态下的体积，是指既含颗粒内部的孔隙，又含颗粒之间空隙在内的总体积。测定散粒材料的堆积密度时，材料的质量是指在一定容积的容器内的材料质量，其堆积体积是指所用容器的容积。若以捣实体积计算时，则称紧密堆积密度。?? 土木工程中在计算材料用量、构件自重、配料计算以及确定堆放空间时，均需要用到材料的上述状态参数。常用土木工程材料的密度见表1.1.1所示。 ??? 表1.1.1? 常用建筑材料的密度、表观密度堆积密度及孔隙率 材料名称 密度（g/cm3） 表观密度（kg/m3） 堆积密度（kg/m3） 孔隙率（％） 钢材 7.8～7.9 7850 — 0 花岗岩 2.7～3.0 2500～2900 — 0.5～3.0 石灰岩 2.4～2.6 1800～2600 1400～1700（碎石） — 砂 2.5～2.6 — 1500～1700 — 粘土 2.5～2.7 — 1600～1800 — 水泥 2.8～3.1 — 1200～1300 — 烧结普通砖 2.6～2.7 1600～1900 — 20～40 烧结空心砖 2.5～2.7 1000～1480 — — 红松木 1.55～1.60 400～600 — 55～75 二、材料的密实度与孔隙率 （1）密实度（Dense Degree） ??? 密实度是指材料的固体物质部分的体积占总体积的比例，说明材料体积内被固体物质所充填的程度，即反映了材料的致密程度，按下式计算： ?????????????????? ?? 按孔隙的特征，材料的孔隙可分为开口孔隙和闭口孔隙两种，二者孔隙率之和等于材料的总孔隙率。按孔隙的尺寸大小，又可分为微孔、细孔及大孔三种。不同的孔隙对材料的性能影响各不相同。一般而言，孔隙率较小，且连通孔较少的材料，其吸水性较小，强度较高，抗冻性和抗渗性较好。工程中对需要保温隔热的建筑物或部位，要求其所用材料的孔隙率要较大。相反，对要求高强或不透水的建筑物或部位，则其所用的材料孔隙率应很小。 （2）孔隙率（Porosity) ??? 孔隙率是指材料体积内孔隙体积（Vp）占材料总体积（V0）的百分率。可用下式计算： ??????????????????? 孔隙率与密实度的关系为： ???????????????? （3）空隙率（Interstice ） ??? 空隙率是指散粒材料在某容器的堆积体积中，颗粒之间的空隙体积（Va）占堆积体积的百分率，以P表示，因Va＝V’0－V0，则P’值可用下式计算： ?????? 三、材料与水有关的性质 （一） 亲水性与憎水性 （1）亲水性与憎水性 ??? 亲水性：材料能被水润湿的性质，如砖、混凝土等。 ??? 材料产生亲水性的原因是因其与水接触时，材料与水分子之间的亲合力大于水分子之间的内聚力所致。当材料与水接触，材料与水分子之间的亲合力小于水分子之间的内聚力时，材料则表现为憎水性。憎水性材料如沥青、石油等。 ??? 问题： 亲水性材料与憎水性材料在实际工程中有何意义？ （2）润湿边角 ??? 材料被水湿润的情况可用润湿边角θ来表示。 ??? 当材料与水接触时，在材料、水、空气三相的交界点，作沿水滴表面的切线，此切线与材料和水接触面的夹角θ，称为润湿边角 。 ?? ? ???????????????????? ???????????????????????????? 图1.1.1? 材料的润湿示意图???????????????????????????（a）亲水性材料? （b）憎水性材（3）亲水性材料与憎水性材料 ??? θ角愈小，表明材料愈易被水润湿。 ??? 当θ＜90°时，材料表面吸附水，材料能被水润湿而表现出亲水性，这种材料称亲水性材料。 ??? θ90°时，材料表面不吸附水，此称憎水性材料。 ??? 当θ=0°时，表明材料完全被水润湿。 ??? 上述概念也适用于其它液体对固体的润湿情况，相应称为亲液材料和憎液材料。 （二） 材料的吸水性与吸湿性 1.吸水性(Water Absorption) ??? 材料在水中能吸收水分的性质称吸水性。材料的吸水性用吸水率(Ratio of Water Absorption)表示，有质量吸水率与体积吸水率两种表示方法。? ?? （1）质量吸水率 ??? 质量吸水率是指材料在吸水饱和时，内部所吸水分的质量占材料干燥质量的百分率，用下式计算： ???????????????? ?? ??????? W质————?材料的质量吸水率?（％）；? ??????? m湿————材料在吸水饱和状态下的质量（g）； ??????? m干?————材料在干燥状态下的质量（g）。?????????? ? ?? （2）体积吸水率 ??? 体积吸水率是指材料在吸水饱和时，其内部所吸水分的体积占干燥材料自然体积的百分率。用公式表示如下：? ?????????????????????? ???????? W体———?材料的体积吸水率?（％）；? ????????? V0———干燥材料在自然状态下的体积（cm3）； ???????? ρ水———水的密度（g/cm3）。? 2.吸湿性??? ??? 材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。 ??? 潮湿材料在干燥的空气中也会放出水分，此称还湿性。 ??? 材料的吸湿性用含水率表示。 ??? 含水率系指材料内部所含水的质量占材料干燥质量的百分率。用公式表示为： ??????????????? ????? W含————材料的含水率（％）； ????? m含————材料含水时的质量（g）； ????? m干————材料干燥至恒重时的质量（g）。 （三）材料的耐水性 ??? 材料长期在水作用下不破坏，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，如下式： ?????????????????????? ????? K软————材料的软化系数； ?????? f饱————材料在饱水状态下的抗压强度（MPa）； ?????? f干————材料在干燥状态下的抗压强度（MPa）。 ??? 软化系数大于0.80的材料，通常可认为是耐水材料。 （四）材料的抗渗性 （Permeability Resistance） ??? 材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性，或称不透水性。 ??? 材料的抗渗性通常用渗透系数K表示。 ??? 渗透系数的物理意义是：一定厚度的材料，在一定水压力下，在单位时间内透过单位面积的水量。用公式表示为： ????????????????????? ???????? W————透过材料试件的水量(mL)； ???????? t————透水时间(t)； ???????? A————透水面积(cm2)； ??????????????? h______静水压力水头(cm)； ???????? d———— 试件厚度(cm).? ???? K值愈大，表示材料渗透的水量愈多，即抗渗性愈差。 ??? 混凝土的抗渗性用抗渗等级表示。抗渗等级是以规定的试件、在标准试验方法下所能承受的最大静水压力来确定，以符号Pn表示，其中n为该材料所能承受的最大水压力的十倍的MPa数，如P4、P6、P8、P10、P12等,分别表示材料能承受0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的水压而不渗水。材料的抗渗性与其孔隙率和孔隙特征有关。 （五）材料的抗冻性（Frost Resistance） ??? 材料在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，也不严重降低强度的性质，称为材料的抗冻性。? ??? 材料的抗冻性用抗冻等级表示。抗冻等级是以规定的试件，在规定试验条件下，测得其强度降低不超过25％，且质量损失不超过5％时所能承受的最多的循环次数来表示。 ??? 用符号Fn表示，其中n即为最大冻融循环次数，如F25、F50等。 ??? 材料抗冻标号的选择，是根据结构物的种类、使用条件、气候条件等来决定的。 1.2 建筑材料的基本力学性质 一、材料的强度 ??? 材料在外力作用下抵抗破坏的能力，称为材料的强度。 ??? 根据外力作用形式的不同，材料的强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度及抗剪强度等，均以材料受外力破坏时单位面积上所承受的力的大小来表示。 材料的这些强度是通过静力试验来测定的，故总称为静力强度。材料的静力强度是通过标准试件的破坏试验而测得，必须严格按照国家规定的试验方法标准进行。材料的强度是大多数材料划分等级的依据。表1.2.1列出了材料的抗压、抗拉、抗剪和抗弯强度的计算公式。  表1.2.1 材料的抗压、抗拉、抗剪、抗弯强度计算公式 强度类别 受力作用示意图 强度计算式 附注 ? 抗压强度fc(MPa) ? ? ? F——破坏荷载(N); A——受荷面积(mm2); l——跨度(mm); b——断面宽度(mm); h——断面高度(mm) 抗拉强度ft?? (MPa) ? 抗剪强度fv(MPa) ? ? 抗弯强度ftm(MPa) ? 二、材料的等级 ??? 大部分建筑材料根据其极限强度的大小，可划分为若干不同的强度等级。如：??? 烧结普通砖按抗压强度分为六个等级：Mu30、 Mu25、 Mu20、 Mu15、 Mu10、 Mu7.5； ????硅酸盐水泥按抗压和抗折强度分为四个 等级：32.5、42.5、52.5、62.5等； ????混凝土按其抗压强度分为十二个等级：C7.5、C10、…、C80等； ????碳素结构钢按其抗拉强度分为五个等级，如Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等。 ?? 建筑材料按强度划分为若干个强度等级，对生产者和使用者均有重要的意义，它可使生产者在生产中控制产品质量时有依据，从而确保产品的质量。对使用者而言，则有利于掌握材料的性能指标，便于合理选用材料、正确进行设计和控制工程施工质量。常用建筑材料的强度见表1.2.2所示。 表1.2.2 常用建筑材料的强度（MPa） 材料 抗压强度 抗拉强度 抗弯强度 花岗岩 100~250 5~8 10~14 烧结普通砖 7.5~30 — 1.8~4.0 普通混凝土 7.5~60 1~4 — 松木（顺纹） 30~50 80~120 60~100 建筑钢材 235~1600 235~1600 — 三、材料的比强度 ??? 比强度是按单位质量计算的材料强度，其值等于材料强度与其表观密度之比。对于不同强度的材料进行比较，可采用比强度这个指标。比强度是按单位体积质量计算的材料强度，其值等于材料强度与其表观密度之比。比强度是衡量材料轻质高强性能的重要指标。优质的结构材料，必须具有较高的比强度。几种主要材料的比强度见表2.2.3所示。?? 由表1.2.3可知，玻璃钢和木材是轻质高强的高效能材料，而普通混凝土为质量大而强度较低的材料，所以努力促进普通混凝土这一当代最重要的结构材料向轻质、高强方向发展，是一项十分重要的工作。??? ?????? ????????????? 表1.2.3? 钢材、木材和混凝土的强度比较 材料 表观密度ρ0(kg/m3) 抗压强度fc(MPa) 比强度fc/ρ0 低碳钢 7860 415 0.053 松木 500 34.3(顺纹) 0.069 普通混凝土 2400 29.4 0.012 四、材料的弹性与塑性 ????材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质，称为弹性。材料的这种当外力取消后瞬间内即可完全消失的变形，称为弹性变形。弹性变形属可逆变形，其数值大小与外力成正比，其比例系数E称为材料的弹性模量。材料在弹性变形范围内，弹性模量E为常数，其值等于应力σ与应变ε的比值，即 ????????????????? 式中: σ——材料的应力（MPa）；???? ε——材料的应变；????? E——材料的弹性模量（MPa）。 弹性模量是衡量材料抵抗变形能力的一个指标。E值愈大，材料愈不易变形，亦即刚度好。弹性模量是结构设计时的重要参数。???在外力作用下材料产生变形，如果取消外力，仍保持变形后的形状尺寸，并且不产生裂缝的性质，称为塑性。这种不能恢复的变形称为塑性变形。塑性变形为不可逆变形，是永久变形。???实际上纯弹性变形的材料是没有的，通常一些材料在受力不大时，仅产生弹性变形；受力超过一定极限后，即产生塑性变形。有些材料在受力时，如建筑钢材，当所受外力小于弹性极限时，仅产生弹性变形；而外力大于弹性极限后，则除了弹性变形外，还产生塑性变形。有些材料在受力后，弹性变形和塑性变形同时产生，当外力取消后，弹性变形会恢复，而塑性变形不能消失，如混凝土。弹塑性材料的变形曲线所示，图中ab为可恢复的弹性变形，bo为不可恢复的塑性变形。 ?? 图1.2.1 弹塑性材料的变形曲线 五、材料的脆性与韧性 ?? ?材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料发生突然破坏，且破坏时无明显的塑性变形，这种性质称为脆性。具有这种性质的材料称脆性材料。?? 脆性材料抵抗冲击荷载或振动荷载作用的能力很差。其抗压强度远大于抗拉强度，可高达数倍甚至数十倍。所以脆性材料不能承受振动和冲击荷载，也不宜用作受拉构件，只适于用作承压构件。建筑材料中大部分无机非金属材料均为脆性材料，如天然岩石、陶瓷、玻璃、普通混凝土等。???材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，产生一定的变形而不破坏，这种性质称为韧性。如建筑钢材、木材等属于韧性较好的材料。材料的韧性值用冲击韧性指标αK表示。冲击韧性指标系指用带缺口的试件做冲击破坏试验时，断口处单位面积所吸收的功。其计算公式为 ?????????????????? 式中:?αK— 材料的冲击韧性指标（J／mm2）；???? AK— 试件破坏时所消耗的功（J）；???? A—试件受力净截面积（mm）。???在建筑工程中，对于要求承受冲击荷载和有抗震要求的结构，如吊车梁、桥梁、路面等所用的材料，均应具有较高的韧性。 六、材料的硬度、耐磨性 1.硬度 ?? 硬度是材料表面能抵抗其它较硬物体压入或刻划的能力。不同材料的硬度测定方法不同，通常采用的有刻划法和压入法两种。刻划法常用于测定天然矿物的硬度。矿物硬度分为10级（莫氏硬度），其递增的顺序为：滑石1；石膏2；方解石3；萤石4；磷灰石5；正长石6；石英7；黄玉8；刚玉9；金刚石10。钢材、木材及混凝土等的硬度常用钢球压人法测定（布氏硬度HB）。材料的硬度愈大，则其耐磨性愈好，但不易加工。工程中有时也可用硬度来间接推算材料的强度。 2 .耐磨性 ??? 耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性用磨损率（B）表示，其计算公式为 ??????? 式中:?B——材料的磨损率（g／cm2）；?????????? ? m1、m2一分别为材料磨损前、后的质量（g）；???????????? A—试件受磨损的面积（cm2）。 ??? 材料的耐磨性与材料的组成成分、结构、强度、硬度等有关。在建筑工程中，对于用作踏步、台阶、地面、路面等的材料，应具有较高的耐磨性。一般来说，强度较高且密实的材料，其硬度较大，耐磨性较好。 1.3 建筑材料的耐久性 一、概念 ??? 材料的耐久性是指用于建筑物的材料，在环境的多种因素作用下不变质、不破坏，长久地保持其使用性能的能力。? ??? 耐久性是材料的一种综合性质，诸如抗冻性、抗风化性、抗老化性、耐化学腐蚀性等均属耐久性的范围。 ??? 此外，材料的强度、抗渗性、耐磨性等也与材料的耐久性有密切关系。 二、环境影响因素 ??? 材料在建筑物使用过程中长期受到周围环境和各种自然因素的破坏作用，一般可分为物理作用、化学作用、机械作用、生物作用等。 物理作用包括材料的干湿变化、温度变化及冻融变化等。 化学作用包括酸、碱、盐等物质的水溶液及气体对材料产生的侵蚀作用，使材料产生质的变化而破坏。 生物作用是昆虫、菌类等对材料所产生的蛀蚀腐朽等破坏作用。 ??? 钢材易受氧化而锈蚀 ??? 无机金属材料常因氧化、风化、碳化、溶蚀、冻融、热应力、干湿交替作用而破坏 ??? 有机材料因腐烂、虫蛀、老化而变质 1.4 本章小结 本章是学习建筑材料课程应首先具备的基础知识和理论。材料的材质不同，其性质也必有差异。通过本章学习可以了解、明辨建筑材料所具有的各种基本性能的定义、内涵、参数及计算表征方法，了解材料性能对建筑结构质量的影响作用，为下一步学习材料的性能打下基础。 1.5 复习思考题 1、何谓材料的实际密度、表观密度和堆积密度？如何计算？??? 2、何谓材料的密实度和孔隙率？两者有什么关系？??? 3、某一块状材料的全干质量为100g，自然状态体积为cm3 ，绝对密实状态下的体积为33cm3 ，试计算其密度、表观密度、密实度和孔隙率。??? 4、建筑材料的亲水性和憎水性在建筑工程中有什么实际意义？??? 5、材料的质量吸水率和体积吸水率有何不同？两者存在什么关系？什么情况下采用体积吸水率或质量吸水率来反映材料的吸水性？??? 6、何谓材料的吸水性、吸湿性、耐水性、抗渗性和抗冻性？各用什么指标表示？??? 7、材料的孔隙率与孔隙特征对材料的表观密度、吸水、吸湿、抗渗、抗冻、强度及保温隔热等性能有何影响？??? 8、软化系数是反映材料什么性质的指标？为什么要控制这个指标？??? 9、弹性材料与塑性材料有何不同？??? 10、何谓材料的强度？根据外力作用方式不同，各种强度如何计算？其单位如何表示？??? 11、何谓材料的耐久性？它包括哪些内容？ 第二章 石 材 内 容 提 要 重点了解常用建筑石材的品种、性能和应用范围。通过对天然石材形成过程的了解，认识岩石的形成条件对其结构、构造和性质的影响，理解材料的组成、结构与技术性能之间的关系。正确、经济的选用石材。 一、石材的定义 ??? 建筑石材是指具有一定的物理、化学性能，可用作建筑材料的岩石。它有天然形成的和人工制造的两大类。 ??? 由天然岩石开采的，经过或不经过加工而制得的材料，称为天然石材。 人造石材是用无机或有机胶结料、矿物质原料及各种外加剂配制而成，例如人造大理石、花岗石等。从广义而言，各种混凝土也属这一类。由于人造石材可以人为控制其性能、形状、花色图案等，因此也得到广泛应用。 ?? 石材建筑物：河北的隋代赵州永济桥、江苏洪泽湖大堤、北京人民英雄纪念碑等。 二、石材的应用 ??? 重质致密的块体石材，常用于砌筑基础、桥涵、挡土墙、护坡、沟渠与隧道衬砌等，是主要的石砌体材料； ??? 散粒石料，如碎石、砾石、砂等，则广泛用作混凝土骨料、道碴和铺路材料等； ??? 轻质多孔的块体石材常用作墙体材料，粒状石料可用作轻混凝土的骨料； ??? 坚固耐久、色泽美观的石材可用作建筑物的饰面或保护材料。 ?? 由于天然石材具有抗压强度高，耐久性和耐磨性良好，资源分布广，便于就地取材等优点而至今仍被广泛应用。但岩石的性质较脆，抗拉强度较低，表观密度大，硬度高，因此开采和加工比较困难。 2.1 建筑中常用的天然岩石 岩石是由各种不同地质作用所形成的天然固态矿物组成的集合体。矿物是在地壳中受各种不同地质作用，所形成的具有一定化学组成和物理性质的单质（如石英、方解石等）或化合物（如云母、角闪石等）。而组成岩石的矿物称为造岩矿物。目前，已发现的矿物有3300多种，绝大多数是固态无机物。主要的造岩矿物有30多种。由单一矿物组成的岩石叫单矿岩；由两种或更多种矿物组成的岩石叫多矿岩。例如：石灰岩是主要由方解石矿物组成的单矿岩；花岗岩是由长石、石英、云母等几种矿物组成的多矿岩。??? 根据岩石的成因，按地质分类法，天然岩石可以分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。 一、岩浆岩??????? （1）岩浆岩的形成和种类??? 岩浆岩又称火成岩，是地壳内的熔融岩浆在地下或喷出地面后冷凝而成的岩石。根据不同的形成条件，岩浆岩可分为以下三种：??? 深成岩－－是地壳深处的岩浆，在受上部覆盖层压力的作用下，经缓慢冷凝而形成的岩石。建筑上常用的深成岩有花岗岩、正长岩、橄榄岩、闪长岩和辉长岩等。??? 喷出岩－－是岩浆冲破覆盖层喷出地表时，在压力降低和冷却较快的条件下而形成的岩石。建筑上常用的喷出岩有玄武岩、安山岩等。??? 火山碎屑岩－－是火山爆发时，岩浆被喷到空中而急速冷却后形成的岩石。??? （2）建筑中常用的岩浆岩 ??? 花岗岩－－是岩浆岩中分布较广的一种岩石，主要由长石、石英和少量云母（或角闪石等）组成，具有致密的结晶结构和块状构造。在建筑中花岗岩常用于基础、闸坝、桥墩、台阶、路面、墙石和勒脚及纪念性建筑物等。但在高温作用下，由于花岗岩内的石英膨胀而引起破坏，因此其耐火性不好。 ??? 玄武岩－－是喷出岩中最普通的一种，颜色一般为黑色或棕黑色，常呈玻璃质或隐晶质结构，有时也呈多孔状或斑状构造。常用作高强混凝土的骨料，也用其铺筑道路路面等。 ??? 辉绿岩－－具有深灰、墨绿等色，致密块状构造，有时有气孔或杏仁状构造。可用作建筑材料，铺砌道路，它具有较高的耐酸性，可作耐酸混凝土骨料。 ??? 火山灰－－颗粒粒径小于2mm，具有火山灰活性，磨细后在常温和有水的情况下，可与石灰反应生成具有水硬性胶凝能力的水化物。因此，可作水泥的混合材料及混凝土的掺合料。 ????浮石－－是粒径大于5mm并具有多孔构造（海绵状或泡沫状火山玻璃）的火山碎屑岩，其表观密度小，可作轻质混凝土的骨料。 ??? 凝灰岩－－是凝聚并胶结成大块的火山碎屑岩，具有多孔构造，表观密度小，抗压强度为5～20MPa，可作砌墙材料和轻混凝土的骨料。 二、沉积岩 ??? （1）沉积岩的形成和种类 ??? 沉积岩又称水成岩，是由沉积物固结而形成的岩石。根据沉积岩的生成条件，可分为以下三种： ??? 机械沉积岩－－由自然风化而逐渐破碎松散的岩石及砂等，经风、雨、冰川、沉积等机械力的作用而重新压实或胶结而成的岩石，如砂岩、页岩等。 ??? 化学沉积岩－－由溶解于水中的矿物质经聚积、反应、重结晶等并沉积而形成的岩石。如石膏、白云岩等。 ??? 有机沉积岩－－由各种有机体的残骸沉积而成的岩石。如生物碎屑灰岩、硅藻土等。 ??? （2）建筑中常用的沉积岩 ??? 石灰岩－－俗称灰石或青石，主要化学成分为CaCO3。主要矿物成分为方解石。石灰岩来源广，硬度低，易劈裂，便于开采，具有一定的强度和耐久性，因而广泛用于建筑工程中。其块石可作基础、墙身、阶石及路面等，其碎石是常用的混凝土骨料。此外，它也是生产水泥和石灰的主要原料。 ??? 砂岩－－主要是由石英砂或石灰岩等的细小碎屑经沉积并重新胶结而成的岩石。它的性质决定于胶结物的种类及胶结的致密程度。致密的硅质砂岩性能接近于花岗岩，密度大、强度高、硬度大、加工较困难，可用于纪念性建筑及耐酸工程等；钙质砂岩的性质类似于石灰岩，较易加工，应用较广，可作基础、踏步、人行道等，但不耐酸的侵蚀；铁质砂岩的性能比钙质砂岩差，其中密实者可用于一般建筑工程；粘土质砂岩侵水易软化，建筑中一般不用。 三、变质岩 ??? （1）变质岩的形成及种类 ??? 变质岩是由原有岩石经变质后形成的岩石。即地壳中原有的各类岩石，在地层的压力或温度作用下，在固体状态下发生再结晶作用，而使其矿物成分、结构构造以至化学成分发生部分或全部改变而形成的新岩石，如大理岩、石英岩等。 ??? （2）建筑中常用的变质岩 ??? 大理岩－－又称大理石，是一种碳酸盐矿物大于50％的变质岩。大理石构造致密，密度大，但硬度不大，易于分割。锯切、雕刻性能好，磨光后非常美观，可用于高级建筑物的装饰和饰面工程。 ??? 石英岩－－是由硅质砂岩变质而成，晶体结构。岩体均匀致密，抗压强度高，耐久性好。但硬度大，加工困难。常用作重要建筑物的贴面石，耐磨耐酸的贴面材料，其碎块可用于道路或作混凝土的骨料。 ??? 片麻岩－－是由花岗岩变质而成，其矿物成分与花岗岩相似，呈片状构造，因而各个方向的物理力学性质不同。常用作碎石、块石及人行道石板等。 2.2 天然石材的技术性质、加工类型及选用原则 一、技术性质 ??? 天然石材的技术性质，可分为物理性质、力学性质和工艺性质。 （一）物理性质 （1）表观密度 ??? 天然石材根据表观密度大小可分为： ??? 轻质石材 表观密度≤1800kg/m3； ??? 重质石材 表观密度＞1800kg/m3。 ??? 表观密度的大小常间接反映石材的致密程度与孔隙多少。在通常情况下，同种石材的表观密度愈大，则抗压强度愈高，吸水率愈小，耐久性好，导热性好。 （2）吸水性 吸水率低于1.5％的岩石称为低吸水性岩石，介于1.5％～3.0％的称为中吸水性岩石，吸水率高于3.0％的称高吸水性岩石。 岩浆深成岩以及许多变质岩，它们的孔隙率都很小，故而吸水率也很小，例如花岗岩的吸水率通常小于0.5％。沉积岩由于形成条件、密实程度与胶结情况有所不同，因而孔隙率与孔隙特征的变动很大，这导致石材吸水率的波动也很大，例如致密的石灰岩，它的吸水率可小于1％，而多孔的贝壳石灰岩吸水率可高达15％。 石材的吸水性对其强度与耐水性有很大影响。石材吸水后，会降低颗粒之间的粘结力，从而使强度降低。有些岩石还容易被水溶蚀，因此，吸水性强与易溶的岩石，其耐水性较差。 （3）耐水性 石材的耐水性以软化系数表示。岩石中含有较多的粘土或易溶物质时，软化系数则较小，其耐水性较差。根据软化系数大小，可将石材分为高、中、低三个等级。软化系数＞0.90为高耐水性，软化系数在0.75～0.90之间的为中耐水性，软化系数在0.60～0.75之间为低耐水性，软化系数＜0.60者，则不允许用于重要建筑物中。 （4）抗冻性 石材的抗冻性，是指其抵抗冻融破坏的能力。其值是根据石材在水饱和状态下按规范要求所能经受的冻融循环次数表示。能经受的冻融循环次数越多，则抗冻性越好。石材抗冻性与吸水性有密切的关系，吸水率大的石材其抗冻性也差。根据经验，吸水率＜0.5％的石材，则认为是抗冻的。 （5）耐热性 石材的耐热性与其化学成分及矿物组成有关。石材经高温后，由于热胀冷缩、体积变化而产生内应力或因组成矿物发生分解和变异等导致结构破坏。如含有石膏的石材，在100℃以上时就开始破坏；含有碳酸镁的石材，温度高于725℃会发生破坏；含有碳酸钙的石材，温度达827℃时开始破坏。由石英与其它矿物所组成的结晶石材，如花岗岩等，当温度达到700℃以上时，由于石英受热发生膨胀，强度迅速下降。 （二）力学性质 ??? 天然石材的力学性质主要包括：抗压强度、冲击韧性、硬度及耐磨性等。 （1）抗压强度 石材的抗压强度，是以三个边长为70mm的立方体试块的抗压破坏强度的平均值表示。根据抗压强度值的大小，石材共分九个强度等级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、和MU10。抗压试件也可采用表3.1所列各种边长尺寸的立方体，但应对其试验结果乘以相应的换算系数。?????????????????????? 表2.2.1? 石材强度等级的换算系数 立方体边（mm） 200 150 100 70 50 换算系数 1.43 1.28 1.14 1 0.86 （2）冲击韧性 石材的冲击韧性决定于岩石的矿物组成与构造。石英岩、硅质砂岩脆性较大。含暗色矿物较多的辉长岩、辉绿岩等具有较高的韧性。通常，晶体结构的岩石较非晶体结构的岩石具有较高的韧性。 （3）硬度 它取决于石材的矿物组成的硬度与构造。凡由致密、坚硬矿物组成的石材，其硬度就高。岩石的硬度以莫氏硬度表示。 （4）耐磨性 耐磨性是指石材在使用条件下抵抗摩擦、边缘剪切以及冲击等复杂作用的能力。石材的耐磨性包括耐磨损与耐磨耗两方面。凡是用于可能遭受磨损作用的场所，例如台阶、人行道、地面、楼梯踏步等和可能遭受磨耗作用的场所，例如道路路面的碎石等，应采用具有高耐磨性的石材。 （三）工艺性质 ??? 石材的工艺性质，主要指其开采和加工过程的难易程度及可能性，包括加工性、磨光性与抗钻性等。 （1）加工性 石材的加工性，主要是指对岩石开采、锯解、切割、凿琢、磨光和抛光等加工工艺的难易程度。凡强度、硬度、韧性较高的石材，不易加工；质脆而粗糙，有颗粒交错结构，含有层状或片状构造，以及业已风化的岩石，都难以满足加工要求。 （2）磨光性 指石材能否磨成平整光滑表面的性质。致密、均匀、细粒的岩石，一般都有良好的磨光性，可以磨成光滑亮洁的表面。疏松多孔、有鳞片状构造的岩石，磨光性不好。 （3）抗钻性 指石材钻孔时，其难易程度的性质。影响抗钻性的因素很复杂，一般石材的强度越高、硬度越大，越不易钻孔。 由于用途和使用条件的不同，对石材的性质及其所要求的指标均有所不同。工程中用于基础、桥梁、隧道以及石砌工程的石材，一般规定其抗压强度、抗冻性与耐水性必须达到一定指标。 建筑工程中常用天然石材的技术性能可参见表2.2.2。 表2.2.2? 建筑中常用天然石材的性能及用途 名??? 称 主? 要? 质? 量? 指? 标 主 要 用 途 项??????? 目 指? 标 花 岗 岩 ? 表观密度（kg/m3） 2500～2700 ??? 基础、桥墩、堤坝、拱石、阶石、路面、海港结构、基座、勒脚、窗台、装饰石材等 ? 强度（MPa） 抗压 120～250 抗折 8.5～15.0 抗剪 13～19 ? 吸水率（％） ＜1 ? 膨胀系数（10-6/℃） 5.6～7.34 ? 平均韧性（cm） 8 ? 平均质量磨耗率（％） 11 ? 耐用年限（年） 75～200 石 灰 岩 ? 表观密度（kg/m3） 1000～2600 ??? 墙身、桥墩、基础、阶石、路面、石灰及粉刷材料的原料等 ? 强度（MPa） 抗压 22.0～140.0 抗折 1.8～20 抗剪 7.0～14.0 ? 吸水率（％） 2～6 ? 膨胀系数（10-6/℃） 6.75～6.77 ? 平均韧性（cm） 7 ? 平均质量磨耗率（％） 8 ? 耐用年限（年） 20～40 砂??? 岩 ? 表观密度（kg/m3） 2200～2500 ??? 基础、墙身、衬面、阶石、人行道、纪念碑及其它装饰石材等 ? 强度（MPa） 抗压 47～140 抗折 3.5～14 抗剪 8.5～18 ? 吸水率（％） ＜10 ? 膨胀系数（10-6/℃） 9.02～11.2 ? 平均韧性（cm） 10 ? 平均质量磨耗率（％） 12 ? 耐用年限（年） 20～200 大 理 岩 ? 表观密度（kg/m3） 2500～2700 ??? 装饰材料、踏步、地面、墙面、柱面、柜台、栏杆、电气绝缘板等 ? 强度（MPa） 抗压 47～140 抗折 2.5～16 抗剪 8～12 ? 吸水率（％） ＜1 ? 膨胀系数（10-6/℃） 6.5～11.2 ? 平均韧性（cm） 10 ? 平均质量磨耗率（％） 12 ? 耐用年限（年） 30～100 二、加工类型 ??? 建筑上使用的天然石材常加工为散粒状、块状，形状规则的石块、石板，形状特殊的石制品等。 ??? 毛石――是在采石场爆破后直接得到的形状不规则的石块。按其表面的平整程度分为乱毛石和平毛石两类。建筑用毛石，一般要求石块中部厚度不小于150mm，长度为300～400mm，质量约为20～30kg，其强度不宜小于10MPa，软化系数不应小于0.75。常用于砌筑基础、勒脚、墙身、堤坝、挡土墙等，也可配制片石混凝土等。 ??? 料石――是用毛料加工成较为规则的，具有一定规格的六面体石材。按料石表面加工的平整程度可分为以下四种：毛料石、粗料石、半细料石和细料石。料石常用致密的砂岩、石灰岩、花岗岩等开采凿制，至少应有一个面的边角整齐，以便相互合缝。料石常用于砌筑墙身、地坪、踏步、拱和纪念碑等；形状复杂的料石制品可用于柱头、柱基、窗台板、栏杆和其它装饰品等。 ??? 大理石板材――是用大理石荒料经锯切、研磨、抛光等加工后的石板。大理石板材主要用于建筑物室内饰面。当用于室外时，因大理石抗风化能力差，易受空气中二氧化硫的腐蚀，而使表面层失去光泽，变色并逐渐破损。通常，只有汉白玉、艾叶青等少数几种致密、质纯的品种可用于室外。 ??? 花岗石板材――是由火成岩中的花岗岩、闪长岩、辉长岩、辉绿岩等荒料加工而成的石板。该类板材的品种、质地、花色繁多。由于花岗石板材质感丰富，具有华丽高贵的装饰效果，且质地坚硬、耐久性好，所以是室内外高级饰面材料。可用于各类高级建筑物的墙、柱、地、楼梯、台阶等的表面装饰及服务台、展示台及家具等。 三、选用原则 ??? 在建筑设计和施工中，应根据适用性和经济性等的原则选用石材。 （1）适用性 主要考虑石材的技术性能是否能满足使用要求。可根据石材在建筑物中的用途和部位及所处环境，选定其主要技术性质能满足要求的岩石。 （2）经济性 天然石材的密度大，运输不便、运费高，应综合考虑地方资源，尽可能做到就地取材。难于开采和加工的石料，将使材料成本提高，选材时应加注意。 （3）安全性 由于天然石材是构成地壳的基本物质，因此可能存在含有放射性的物质。石材中的放射性物质主要是指镭、钍等放射性元素，在衰变中会产生对人体有害的物质。 2.3 人造石材 人造石材是以大理石、花岗石碎料，石英砂、石渣等为骨料，树脂或水泥等为胶结料，经拌和、成型、聚合或养护后，研磨抛光、切割而成。常用的人造石材有人造花岗石、大理石和水磨石三种。它们具有天然石材的花纹、质感和装饰效果，而且花色、品种、形状等多样化，并具有质量轻、强度高、耐腐蚀、耐污染、施工方便等优点。目前常用的人造石材有下述四类。 1、水泥型人造石材 以白色、彩色水泥或硅酸盐、铝酸盐水泥为胶结料，砂为细骨料，碎大理石、花岗石或工业废渣等为粗骨料，必要时再加入适量的耐碱颜料，经配料、搅拌、成型和养护硬化后，再进行磨平抛光而制成。例如，各种水磨石制品。该类产品的规格、色泽、性能等均可根据使用要求制作。 2、聚酯型人造石材 以不饱和聚酯为胶结料，加入石英砂、大理石渣、方解石粉等无机填料和颜料，经配制、混合搅拌、浇注成型、固化、烘干、抛光等工序而制成。 目前，国内外人造大理石、花岗石以聚酯型为多，该类产品光泽好、颜色浅，可调配成各种鲜明的花色图案。由于不饱和聚酯的粘度低，易于成型，且在常温下固化较快，便于制作形状复杂的制品。与天然大理石相比，聚酯型人造石材具有强度高、密度小、厚度薄、耐酸碱腐蚀及美观等优点。但其耐老化性能不及天然花岗石，故多用于室内装饰。 3、复合型人造石材 该类人造石材，是由无机胶结料和有机胶结料共同组合而成。例如，可在廉价的水泥型板材上复合聚酯型薄层，组成复合型板材，以获得最佳的装饰效果和经济指标；也可将水泥型人造石材侵渍于具有聚合性能的有机单体中并加以聚合，以提高制品的性能和档次。有机单体可用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯、丙稀氰、二氯乙烯、丁二烯等。 4、烧结型人造石材 ??? 这种石材是把斜长石、石英、辉石石粉和赤铁矿以及高岭土等混合成矿粉，再配以40％左右的粘土混合制成泥浆，经制坯、成型和艺术加工后，再经1000℃左右的高温焙烧而成。如仿花岗石瓷砖，仿大理石陶瓷艺术板等。 2.4 本章小结 在土建工程中，石材用途较广，且可就地取材，也是用量较大的一种建筑材料。但石材开采对环境保护不利，近年来对天然石材抽查检测表明，天然石材中（如花岗石等）有的含放射性物质超标，对人身健康有害，必须引起重视。因此，用于室内外的饰面石材应经检测，使用上应符合国家标准所规定的要求。为减轻建筑物的自重和保护环境，在居室装修中要多用人造石材，以取代天然石材。 ??? 通过本章学习，了解岩石的形成条件对石材的结构及其性能的影响。重点掌握石材的技术性能，以及如何合理的应用于工程中。 2.5 复习思考题 1、什么是矿物、岩石、石材？??? 2、岩石按成因可分为哪几类？并举例说明。??? 3、岩石孔隙率的大小，对哪些性质有影响？为什么？??? 4、如何确定石材的强度等级？??? 5、选择天然石材应考虑哪些原则？为什么？??? 6、人造石材有哪些类型？它们之间有何区别？ 第三章 气硬性胶凝材料 内 容 提 要 本章讲述了建筑工程中常用的气硬性胶凝材料——石膏、石灰、镁质胶凝材料和水玻璃。要求掌握这四种胶凝材料的制备方法、硬化机理、化学及物理性质和各自的使用条件，以及它们在配制、储运和使用中应注意的问题。 凡在一定条件下，经过自身的一系列物理、化学作用后，PP电子 PP电子平台能将散粒或块状材料粘结成为具有一定强度的整体的材料，统称为胶凝材料。 ??? 胶凝材料根据化学成分分为无机胶凝材料和有机胶凝材料两大类。 ??? 气硬性胶凝材料只能在空气中凝结硬化，保持并发展其强度。在水中不能硬化，也就不具有强度。其已硬化并具有强度的制品在水的长期作用下，强度会显著下降以至破坏。 ??? 水硬性胶凝材料既能在空气中硬化，又能更好的在水中硬化，保持并继续发展其强度。 3.1 石膏 建筑中使用最多的石膏胶凝材料建筑石膏高强石膏硬石膏水泥石膏制品优点：质量轻，易加工，耐火，隔音，绝热，可作吊顶和非承重内墙。 一、建筑石膏的原料 ??? CaSO4.2H2O(生石膏) 一等? 含量95%，二等 94～85%，三等84～75%，四等74～65%，五等 64～55%。 二、建筑石膏的特性 1.凝结硬化快 ??? 初凝时间：不小于6min ??? 终凝时间：不大于30min ??? 1星期左右完全硬化 ??? 实际应用中加适量缓凝剂 2.硬化后孔隙率大（达50%～60%），水化的理论需水量为18.6%，实际用水量为60%～80%，多余水分蒸发形成孔隙。故其强度较低。 ??? 硬化后强度3～5MPa——隔墙、饰面 ??? 存放三个月强度下降30%。 3.建筑石膏硬化隔热性和吸音性能良好，但耐水性较差。 4.防火性能良好，着火温度下，石膏脱水，水分蒸发，火与板之间形成蒸汽带，阻止火蔓延。 5.建筑石膏硬化时体积略有膨胀,能充满模型。 6.装饰性好。可作吊顶和天花板。 7.硬化体的可加工性能好。可制作模型雕刻。 三、建筑石膏的应用1.用于室内抹灰、粉刷，做为装饰材料，并可调节室内温度和湿度 图3.1.1 建筑石膏作为装饰材料 图3.1.2 石膏板 2.石膏制品：纸面石膏板：（内墙、隔墙、天花板）石膏空心条板、纤维石膏板、装饰石膏制品等 3.2 石灰 一、石灰的生产、化学成分与品种 1.生产： ??? 石灰是以碳酸钙为主要成分的石灰石、白云质石灰岩、白垩等为原料，在一定烧结温度下，煅烧所得的产物。其主要成分为氧化钙（CaO) ????????????????? CaCO3——CaO+CO2 ????????????????? MgCO3——MgO+CO2 ?? 过火石灰：灰黑色，表面出现裂纹，有玻璃体的外壳。含SiO2、Al2O3杂质，块体容重大，熟化慢。 ??? 欠火石灰：未分解的石灰石，废品，利用率很低，不能消化，降低石灰浆的产量 ??? 正火石灰：煅烧正常，质量轻，无裂缝，密度3.1-3.4g/cm3，表观密度800-1000kg/m3。当MgO含量≤5%时称为钙质石灰。当MgO含量＞ 5%时称为镁质石灰。 ??? 根据成品的加工方法的不同，有四种成品： （1）块状生石灰：由石灰石煅烧成的白色疏松结构的块 状物,主要成分为CaO ； （2）磨细生石灰：由块状生石灰磨细而成。消化时间短，直接加水即可。但成本较高，不易储存。 （3）消石灰粉：将生石灰用适量的水经消化和干燥而成的粉末，主要成分为Ca（OH）2，亦称为熟石灰。 （4）石灰膏：将消石灰 和水组成的具一定稠度的膏状物。主要成分为Ca（OH）2和水。 （5）将消石灰用 大量水消化而成的一种乳状液体，主要成分为Ca（OH）2和水。 二、生石灰的水化 ??又称熟化或消化。是指生石灰与水发生水化反应，生成Ca（OH）2的过程。 其反应如下： ?????????????? CaO＋H2O=Ca（OH）2 ? 生石灰熟化时放出大量热，体积增大1～2.5倍。 ?? ?陈伏：当石灰中含有过火生石灰时，它将在石灰浆体硬化以后才发生水化作用，于是会因产生膨胀而引起崩裂或隆起现象。为消除此现象，应将熟化的石灰浆在消化池中储存2～3周，即所谓陈伏。陈伏期间，石灰膏表面有一层水，以隔绝空气，防止与CO2 作用产生碳化。 三、石灰的硬化 ?? 石灰浆体的硬化包含了干燥、结晶和碳化三个交错进行的过程。 1.干燥作用 ??? 干燥时，石灰浆体中多余水分蒸发或被砌体吸收而使石灰粒子紧密接触，获得一定强度。 2.结晶作用 ??? 游离水分蒸发，Ca（OH）2逐渐从饱和溶液中结晶析出，形成结晶结构网，使强度继续增加。 3.碳化作用 ?? ?Ca（OH）2与空气中的和化合成晶体。反应式如下： Ca（OH）2＋CO2＋nH2O → CaCO3 ＋（n＋1）H2O CaCO3 晶体相互交叉连生或与氢氧化钙共生，构成较精密的结晶网，使硬化浆体强度进一步提高。由于空气中CO2含量很低，故自然状态下碳化速度较慢。 四、石灰的技术性质 1.可塑性好和保水性好； 2.硬化缓慢； 3.硬化后强度低 ，一般只有0.2～0.5MPa； 4.硬化时体积收缩大 ，易引起体积收缩而产生开裂； 5.耐水性差，不宜在潮湿的环境中使用。 五、石灰的应用 1.广泛应用于建筑室内粉刷——石灰乳 ； 2.大量用于拌制建筑砂浆，如石灰砂浆 （石灰膏+砂+水）和 混合砂浆（石灰砂浆+水泥），用于抹灰工程和砌筑工程。 ?????????????? 图4.2.1 石灰膏 3.配制三合土和灰土 ?? 三合土：生石灰粉（或消石灰粉）、粘土和砂子 ????? ?? 比例：1：2：3???? 加水——拌合、夯实作基础垫层 ? 灰土：生石灰粉、粘土 ??????? 比例：1：2 ～1：4???? 加水——拌合、夯实 用于：建筑物的基础、路面或地面的垫层 4.加固软土地基 如：石灰桩——生石灰块灌入软土（高含水量、高孔隙比土）中，形成石灰桩。 3.3 水玻璃 3.4 本章小结 本章所讨论的四种材料，除水玻璃外，其特点是大都不能在水中或长期潮湿的环境中使用。因为建筑石膏的水化产物二水石膏、石灰的水化产物氢氧化钙、镁质胶凝材料的水化产物氯氧镁水化物均溶解于水。由它们组成的结构长期在水作用下会溶解、溃散而破坏。因此，这些材料的软化系数小，抗冻性差。要掌握这些胶凝材料的特性，在使用时应注意环境条件的影响，它们宜用在室内不与水长期接触的工程部位。而且，在储运过程中应注意防潮，储存期也不宜过长。 3.5 复习思考题 1、气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料有何区别？??? 2、建筑石膏是如何生产的？其主要化学成分是什么？??? 3、石膏制品有哪些特点？建筑石膏可用于哪些方面？??? 4、简述石灰的消化和硬化过程及特点。??? 5、什么是欠烧石灰和过烧石灰？各有何特点？??? 6、何谓陈付，石灰在使用前为什么要进行陈付？??? 7、菱苦土可用水拌和使用吗？在工程中有何用途？??? 8、水玻璃的性质是怎样的？有何用途？ 第四章 水 泥 内 容 提 要 本章通过对硅酸盐水泥较详细的阐述，以了解水泥熟料的矿物组成及水泥浆凝结硬化过程对水泥硬化体的结构、性能的影响。掌握常用水泥的技术性质、质量要求及如何合理选用水泥。简要了解一些专用及特性水泥的组成和性能特点及应用范围。 水泥是一种粉末状无机胶凝材料，加水拌和成塑性浆体后经物理化学作用可变成坚硬的石状体，并能将砂、石等材料胶结成为整体。水泥属于水硬性胶凝材料。 ??? 水泥的品种很多，可从不同的角度进行分类： 1.按化学成分分类：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥等； 2.按用途分类：通用水泥、专用水泥、特种水泥 ????通用水泥：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥等 ????专用水泥：中、低热水泥、道路水泥、砌筑水泥等 ????特种水泥：快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥、膨胀水泥等。 我国水泥产量的90％左右属于硅酸盐系列水泥。 4.1 硅酸盐水泥 一、硅酸盐水泥的定义、类型及代号 1.定义：凡由硅酸盐水泥熟料、0～5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥[国外通称的波特兰水泥（Portland? cement）]。 2.类型及代号 ? Ⅰ型硅酸盐水泥：不掺混合材料的硅酸盐水泥，代号P·Ⅰ。 ? Ⅱ型硅酸盐水泥：粉磨时掺加不超过水泥重量5% 的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料，代号P·Ⅱ。硅酸盐水泥分42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个强度等级。 二、硅酸盐水泥的生产 1.原料 ?? （1）石灰质原料：主要提供CaO。采用石灰岩、凝灰岩和贝壳等。 ?? （2）粘土质原料：主要SiO2、Al2O3及Fe2O3。采用粘土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等。 ? （3）辅助原料：铁矿粉等 2.生产过程 目前，常把硅酸盐水泥的生产技术简称为两磨一烧，其生产工艺如图4.1.1所示。 ????????????????? 图4.1.1 硅酸盐水泥生产工艺流程示意图 3.生料 ? CaO：62% ～67% ? SiO2:?20% ～24% ? Al2O3 : 4% ～7% ? Fe2O3：2.5%～6.0% ? 生料在窑内经历 过程： 干燥——预热——分解——烧成——冷却 三、硅酸盐水泥熟料的矿物组成 1.主要成分：主要由四种矿物化学组成 ,分别为： 硅酸三钙3CaO·SiO2（简写为C3S），含量为36％～60％； 硅酸二钙3CaO·SiO2（简写为C2S），含量为15％～37％； 铝酸三钙3CaO·Al2O3（简写为C3A），含量为7％～15％； 铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3（简写为C4AF），含量为10％～18％。 ? 上述四种矿物中硅酸钙矿物（包含C3S和C2S）是主要的，其含量约占70％～85％。各种矿物单独与水作用时所表现出的特性如表4.1.1所示。 ???????????????????? 表4.1.1??? 硅酸盐水泥熟料主要矿物的特性 性能指标 熟料矿物 C3S C2S C3A C4AF 水化速率 快 慢 最快 快，仅次于C3A 凝结硬化速率 快 慢 快 快 放热量 多 少 最多 中 强度 早期 高 低 低 低 后期 高 高 低 低 水泥熟料是由各种不同特性的矿物所组成的混合物。因此，改变熟料矿物成分之间的比例，水泥的性质会发生相应的变化。 2.其它成分 ?? 游离CaO、MgO及SO3，其含量过高将造成水泥安定性不良；碱矿物及玻璃体等，其中的Na2O和K2O含量较高时，遇到活性骨料时，易产生碱—骨料反应，影响混凝土的质量。 3.石膏 ? 水泥中掺入石膏，主要作用是调节水泥凝结硬化的速度。如不掺入少量石膏，水泥浆可在很短时间内迅速凝结。掺入少量石膏后，石膏与凝结最快的铝酸三钙反应生成硫铝酸钙沉淀包围水泥，延缓水泥的凝结时间。 一般掺量为2～5%，过多的石膏会引起强度下降或产生瞬凝，安定性不良。 四、硅酸盐水泥的水化与凝结硬化 （一）硅酸盐水泥的水化 ??? 水泥和水拌合——表面的熟料矿物立刻与水发生化学反应——各组分开始逐渐溶解——放出一定热量——固相体积也逐渐增加。其反应式如下： 2(3CaO·SiO2)+6H2O?→ 3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2? 硅酸三钙?????????????水化硅酸钙???? 氢氧化钙 2(2CaO·SiO2)+4H2O?→?3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2?硅酸二钙????????????? 水化硅酸钙????? 氢氧化钙??? ?3CaO·Al2O3+6H2O? → 3CaO·Al2O3·6H2O? 铝酸三钙 ??????????????水化铝酸三钙 4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O →?3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O 铁铝酸四钙????????????????????????????????水化铁酸一钙 3CaO·Al2O3·6H2O + CaSO4 ?→ 3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O ???????????????????????????? 或3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O?????? ??水化铝酸钙???????石膏???? 水化硫铝酸钙或单硫型水化硫铝酸钙 ? 由上可知，所得主要水化产物（在完全水化的水泥石中 ）为 ： ????1、 水化硅酸钙凝胶??? 70%（是水泥石形成强度的最主要化合物）? ????2、氢氧化钙晶体??????20% ????3、水化铝酸钙??????? 3% ????4、水化硫铝酸钙晶体（也称钙矾石）7% ??? 水化反应为放热反应，其放出的热量称为水化热。其水化热大，放热的周期也较长，但大部分（50%以上）热量是在3天以内,特别是在水泥浆发生凝结、硬化的初期放出。 （二）硅酸盐水泥的凝结硬化 ??? 水泥的凝结硬化过程是很复杂的物理化学过程。下面仅作简单介绍。 （1） 水泥加水拌和后，未水化的水泥颗粒分散在水中，成为水泥浆体。 （2）水泥表面开始与水发生化学反应，逐渐形成水化物膜层。 （3）随着水泥颗粒不断水化，凝胶体膜层不断增厚而破裂，并继续扩展，在水泥颗粒之间形成网状结构，水泥浆体不断逐渐变稠，粘度不断增高，失去塑性，这就是水泥的凝结过程。 （4）随着水化的不断进行，水化产物不断生成并填充颗粒之间空隙，毛细孔越来越少，使结构更加密实，水泥浆体逐渐产生强度而进入硬化阶段。 （三）水泥石的结构 水泥石的组成：凝胶体（C—S—H） 、未水化的水泥颗粒内核、毛细孔和凝胶孔、晶体粒子Ca（OH）2???? 图4.1.2? 水泥石的结构 A－未水化水泥颗粒； B－胶体粒子（C－S－H等）；?C－晶体粒子（Ca（OH）2等）；D－毛细孔（毛细孔水）；?E－凝胶孔 ??? 水泥石的工程性质(强度和耐久性)决定于水泥石的结构组成，即决定于水化物的类型、水化物的相对含量以及孔的大小、形状和分布。 水化物的类型取决于水泥品种，水化物的相对含量取决于水化程度，孔的大小决定了水灰比大小。 1.水灰比相同时，水化程度愈高，则水泥石结构中水化物愈多，而毛细孔和未水化水泥的量相对减少。水泥石结构密实、强度高、耐久性好。 2.水化程度相同而水灰比不同的水泥石结构，水灰比越大，毛细孔所占比例相对增加，因此该水泥石的强度和耐久性下降。 （四）影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素 1.熟料矿物组成的影响? 硅酸盐水泥熟料矿物组成是影响水泥的水化速度、凝结硬化过程及强度等的主要因素。 ? 硅酸三钙（C3S）：Tricalcium sillicate； ? 硅酸二钙（ C2S）：Dicalcium sillicate； ? 铝酸三钙（ C3A）： Tricalcium? aluminate； ? 铝酸四钙 （C4AF ）：Tetriacalcium aluminoferrie 四种主要熟料矿物中，C3A是决定性因素，是强度的主要来源。 改变熟料中矿物组成的相对含量，即可配制成具有不同特性的硅酸盐水泥。 提高C3S的含量 ，可制得快硬高强水泥； 减少C3A和C3S的含量，提高C2S的含量，可制得水化热低的低热水泥； 降低C3A的含量，适当提高C4AF的含量，可制得耐硫酸盐水泥。 2. 水泥细度的影响 水泥的细度即水泥颗粒的粗细程度。 ??? 水泥越细，凝结速度越快，早期强度越高。但过细 时，易与空气中的水分及二氧化碳反应而降低活性，并且硬化时收缩也较大，且成本高。因此，水泥的细度应适当，硅酸盐水泥的比表面积应大于300m2/kg。 3. 石膏的掺量 ??? 水泥中掺入石膏，可调节水泥凝结硬化的速度。掺入少量石膏，可延缓水泥浆体的凝结硬化速度，但石膏掺量不能过多，过多的石膏不仅缓凝作用不大，还会引起水泥安定性不良。一般掺量约占水泥重量的3％～5％，具体掺量需通过试验确定。 4. 养护湿度和温度的影响 （1）湿度——应保持潮湿状态 ，保证水泥水化所需的化学用水。混凝土在浇筑后两到三周内必须加强洒水养护。 （2）温度——提高温度可以加速水化反应。如采用蒸汽养护和蒸压养护。冬季施工时，须采取保温措施。 5. 养护龄期的影响 ??? 水泥水化硬化是一个较长时期不断进行的过程 ，随着龄期的增长水泥石的强度逐渐提高。水泥在3～14d内强度增长较快，28d后增长缓慢。水泥强度的增长可延续几年，甚至几十年。 五、硅酸盐水泥的技术性质 1.实际密度、堆积密度、细度 ??? 硅酸盐水泥的密度主要取决于其熟料矿物组成，一般为3.05～3.20。堆积密度主要取决于堆积时的紧密程度。在混凝土配合比设计时，通常采用1300kg/m3。 2.标准稠度用水量 ??? 标准稠度用水量是指拌制水泥净浆时为达到标准稠度所需的用水量，以水与水泥质量之比的百分数表示，一般在24%～30％之间。 3.凝结时间 凝结时间是指水泥从加水开始到失去流动性所需大时间，分为初凝和终凝。 初凝时间为水泥从开始加水拌和起至水泥浆失去可塑性所需的时间； 终凝时间为水泥从开始加水拌和起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。 ??? 水泥的初凝时间不宜过早，以便在施工时有足够的时间完成混凝土的搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作；水泥的终凝时间不宜过迟，以免拖延施工工期。国家标准规定：硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h。 4.体积安定性 ??? 水泥的体积安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。安定性不良的水泥，在浆体硬化过程中或硬化后产生不均匀的体积膨胀，并引起开裂。 ??? 安定性不良的原因：熟料中含有过量的游离氧化钙、游离氧化镁或掺入的石膏过多。体积安定性不合格的水泥不能用于工程中。 5.水泥的强度与等级 ??? 水泥强度是表征水泥力学性能的重要指标。水泥强度必须按《水泥胶砂强度试验方法（ISO法）》的规定制作试块，养护并测定其抗压和抗折值。该值是评定水泥等级的依据。各强度等级水泥的各龄期强度不得低于表4.1.2的数值。 ????????????????? 表4.1.2??? 硅酸盐水泥的强度要求（GB175－99） 品种 强度等级 抗压强度（MPa） 抗折强度（MPa） 3d 28d 3d 28d 硅酸盐水泥 42.5 17.0 42.5 3.5 6.5 42.5R 22.0 42.5 4.0 6.5 52.5 23.0 52.5 4.0 7.0 52.5R 27.0 52.5 5.0 7.0 62.5 28.0 62.5 5.0 8.0 62.5R 32.0 62.5 5.5 8.0 注：R－早强型。 6.水化热 ??? 水化热是指水泥和水之间发生化学反应放出的热量。大部分水化热是在水化初期（7d）放出的，以后则逐步减少。 ??? 水泥水化热大小主要取决于水泥的矿物组成和细度。冬季施工时，水化热有利于水泥的正常凝结硬化。但对大体积混凝土工程，如大型基础、大坝、桥墩等，水化热大是不利的，可使混凝土产生裂缝。因此对大体积混凝土工程，应采用水化热较低的水泥，如中热水泥、低热矿渣水泥等。 7.氧化镁、三氧化硫、碱及不溶物含量 ??? 水泥中氧化镁含量不得超过5％，三氧化硫的含量不得超过3.5％。若使用活性骨料，水泥中碱含量不得大于0.60％。不溶物的含量，在Ⅰ型水泥中不得超过0.75％；在Ⅱ型水泥中不得超过1.5％。 六、水泥石的腐蚀及防止 （一）水泥石的腐蚀 ??? 在某些腐蚀性介质的作用下，水泥石的结构逐渐遭到破坏，强度下降以致全部崩溃的现象为水泥石的腐蚀。水泥石的抗腐蚀系数用耐蚀系数表示，以同一龄期浸在侵蚀性溶液中的水泥试体强度与在淡水中养护的水泥试体强度之比表示。耐蚀系数越大，水泥的抗侵蚀性越好。 1.软水腐蚀（溶出性侵蚀） 软水指工业冷凝水、蒸馏水、天然的雨水以及含含重碳酸盐很少的河水及湖水。 ①静水中，Ca（OH）2至饱和使溶出停止，作用仅限于表面。 ②流水、压力水中， Ca（OH）2被带走，侵蚀不断深入内部，使水泥石孔隙增大，强度下降至全部崩溃。 ③含重碳酸盐的硬水中 产生如下反应： Ca（OH）2+Ca（HCO3）2→ CaCO3＋2H2O 生成的CaCO3积聚于水泥石空隙，形成密实保护层，阻止外界水入侵和内部Ca（OH）2析出。 2.盐类腐蚀 （1）硫酸盐腐蚀（膨胀性化学腐蚀） ??? 当海水、沼泽水、工业污水等中含有碱性硫酸盐（如Na2SO4、K2SO4等）时，水泥石还会受到侵蚀作用。 ??? 以硫酸钠为例，硫酸钠与水泥石中的氢氧化钙作用，生成硫酸钙： ?? ??? Ca（OH）2+Na2SO4?→ CaSO4＋2NaOH ??? 然后硫

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