(最新)建筑材料基礎知識(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 含較多氫氧化鈣，不適用于經常與流動軟水接觸及有水壓和受海水、礦物水等作用的工程 d 長期受熱時， 100℃水化物開始脫水， 300℃強度開始下降， 700℃ ~800℃強度明顯下降，氫氧化鈣 547℃脫水分解成氧化鈣遇水膨脹，故不能用于耐熱混凝土。 e 水化放熱量高不宜用于大體積混凝土。 ? 普通水泥是由硅酸鹽水泥熟料、少量混合材料、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱普通硅酸鹽水泥或普通水泥。普通硅酸鹽水泥熟料摻入的混合材料很少，其組成特性和適用范圍基本與硅酸鹽水泥相同，但 標號適用范圍較寬，利于合理選用。 ? 摻和料水泥：摻和料水泥主要有以下四種： ① 礦渣水泥：由硅酸鹽水泥熟料和粒化高爐礦渣，加入適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料。水泥中粒化高爐礦渣按重量計摻量為 20~70%，允許用不超過混合材料總摻量 1/3的火山灰質混合材料或粉煤灰代替部分粒化高爐礦渣。這種水泥水化熱低，宜用于大體積混凝土；氫氧化鈣含量較少，宜用于水工和海港工程；水泥石較致密，宜用于抗滲混凝土；具有較高的耐熱性，可用于耐熱混凝土；抗凍性較差，干縮率和泌水性較大，硬化過程中對溫濕度較敏感，低溫或干燥影響強度增 長，施工時應加強養護，但蒸汽養護效果較好。 ② 火山灰水泥：由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質混合料，加入適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料。水泥中火山灰質混合材料按重量計摻量為 20~50%，允許用不超過混合材料總摻量 1/3 的粒化高爐礦渣代替部分火山灰。這種水泥硬化較快，早期強度較低、后期強度可以趕上，選用較小水灰比可以更好的發揮其強度增長率大的特性；水化熱較小，宜用于大體積混凝土；耐淡水和當不摻用粘土質混合料時耐硫酸鹽腐蝕能力較強；當處在潮濕環境或水中時，緊密度和抗滲性較高，宜用于抗滲性較高的工程；在干燥環境時強度 會停止增長、且產生較大的體積收縮（即干縮大）和內應力、表面與二氧化碳反應而“起粉”，不宜在地上干燥結構中選用；高溫作用時強度顯著降低，耐熱性差，且需水量大、耐凍性差。 ③ 粉煤灰水泥：由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰，加入適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料。水泥中粉煤灰按重量計摻量為 20~50%，允許用不超過混合材料總摻量 1/3 粒化高爐礦渣代替部分粉煤灰。這種水泥硬化較慢，早期強度較低，但后期強度可以趕上甚至超過普通水泥；水化熱與火山灰水泥相近，可用于大體積混凝土；吸附水的能力較小，干縮性小；抗裂性較高，耐酸能力僅次 于礦渣水泥；抗碳化和耐凍性較差。初始析水速度快，表面易產生收縮裂紋，施工時應加強早期養護。 ?快硬水泥主要有以下五種： ① 高級水泥：以適當礦物組成的硅酸鹽水泥熟料加入適當的石膏，在合理的粉磨細度下制成的快硬高強的膠凝材料。它主要調整了水泥熟料中的硅酸三鈣和鋁酸三鈣的含量比例，凝結硬化快、早期強度高，不但可以代替一般高標號硅酸鹽水泥，還可以配制Ｃ 100 特高強混凝土，適用于高層裝配式混凝土結構，薄殼結構，鋼絲水泥結構，鋼絲網水泥結構，緊急搶修工程等。 ② 快硬硅酸鹽水泥：以適當成分的生料燒至部分熔融所得以硅酸 鈣為主要成分的熟料，摻加適量石膏磨成細粉制成的早期強度增進率較快的水硬性膠凝材料，稱快硬硅酸鹽水泥或快硬水泥。其制造方法與硅酸鹽水泥基本相同，主要依靠調節礦物組成、控制生產工藝、提高早期強度增進率，主要是提高硅酸三鈣和鋁酸三鈣的含量和提高細度，以及提高石膏摻量。主要適用于要求早期強度高的工程，如緊急搶修工程，抗沖擊、抗震動工程，冬季施工和制作混凝土及預應力混凝土構件。 ④ 特快硬硅酸鹽水泥：以適當成分的生料燒至部分熔融所得以硅酸鈣為主要成分的熟料，摻加適量優質石膏，經細磨制成的強度發揮極快的水硬性膠凝材料。 主要用于要求早期強度極高的緊急搶修工程和國防工程等要求較高的預應力混凝土構件上。 ⑤ 礬土水泥：以適當成分的生料經燒結熔融，所得以弱堿性鋁酸鈣為主要成份的熟料，磨成細粉制成的一種早期強度增進率較快的水硬性膠凝材料，也稱高鋁水泥。礬土水泥快硬、高強、耐熱、耐酸腐蝕、低溫硬化快、抗凍性與不透水性好。正常養護兩天強度可達 80%、三天可達 100%；在干熱情況下強度下降少， 900℃時強度下降 30%， 1300℃時強度下降 50%。用于緊急搶修及軍事工程，抵抗硫酸鹽浸蝕及凍融交替工程，制作耐熱砂漿、混凝土和配制膨脹水泥。 ⑥ 澆筑水泥：是一種無收縮或微膨脹的特種硅酸鹽水泥，它具有快硬、高強、無收縮的特性，抗凍、抗滲性能優良，配制混凝土的和易性較好。 ? 膨脹水泥：膨脹水泥也屬于快硬高強水泥，其特點是在硬化過程中體積膨脹，主要有： ① 硅酸鹽膨脹水泥：是在硅酸鹽水泥熟料中加入石膏和適量膨脹劑磨細制得的水硬性膠凝材料，通過調整膨脹劑的摻量可以調節水泥的膨脹速度和大小。適用于防水砂漿和防水混凝土；澆灌裝配鋼筋混凝土構件接縫、管道接頭、機器底座、地腳螺栓灌漿及修補工程，禁用于有硫酸鹽腐蝕的工程中 。 ② 石膏礬土膨脹水泥：以礬土水泥熟 料、天然二水石膏和少量助磨劑，按一定比例混合共同粉磨而制成的具有快硬、早強、膨脹特性的水硬性膠凝材料。非常適用于緊急補強和防水抹面。 ? 白色與彩色硅酸鹽水泥：白色硅酸鹽水泥是用含極少量著色物質（氧化鐵、氧化錳、氧化鈦、氧化鉻等）的原料，在較高溫度燒制成熟料，再在磨細時加入 10~15%的白色混合材料制成的，稱白色水泥。白色水泥和耐堿礦物顏料（赭石、鉛丹、鉻、群青、普魯士紅等）共同磨細，可制成各種顏色的彩色水泥。這些水泥因原料和加工過程有特殊要求，故價格較高，主要用于建筑的樓地面和墻面裝飾。 ? 水工及耐腐蝕 水泥 ① 抗硫酸鹽硅酸鹽水泥具有較高抗硫酸鹽性能，適用于受硫酸鹽浸蝕、凍融和干濕作用的海港、水利工程及地下工程。 ② 大壩水泥水化熱較低，抗凍性、耐腐性較高，具有一定的抗硫酸鹽能力，適用于大體積水工工程。以硅酸鈣為主要成份的稱硅酸鹽大壩水泥，水泥成品中加入 20~50%粒化高爐礦渣的稱礦渣大壩水泥。 ③ 防潮硅酸鹽水泥是一種在粉磨硅酸鹽水泥熟料時，加入少量防潮劑共同磨細制成的具有吸濕性低、可塑性好的水泥。 ? 硫鋁酸鹽水泥具有普通水泥 5~6 倍的高抗凍性能、 2~3 倍高抗滲性，同時具有高強、高抗腐蝕性和抗堿－集料 反應性能，是飛機跑道、鐵路建設等不可或缺的功能性建筑材料。這種水泥近期在河北唐山六九水泥有限公司的年產量已經達到 45 萬噸 /年的生產能力。 ? 常用水泥的特性和適用范圍 上述８種類型的水泥中，常用的是普通水泥和摻和料水泥，摻和料一般是根據水泥生產廠所獨有的摻和料品種或工業廢料品種而生產的。其它除硅酸鹽水泥外的 4 類水泥均是根據不同的使用需要而專門研制的水泥，需要添加特種材料或特殊的加工工藝生產，其運輸、儲存、使用也有其特殊的要求，故又稱特種水泥。四種常用水泥的特性和適用范圍綜合列入表 中，供參考。 表 四種常用水泥的特性和使用范圍 普通水泥 礦渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥 主要成分 用硅酸鈣為主要成分的熟料制成，允許摻15％以下的混合材料。 用硅酸鹽水泥熟料中，摻占水泥重量 20－ 70％的粒化高爐礦渣。 在硅酸鹽水泥熟料中，摻占水泥重量20－ 50％的火山灰質混合材料。 在硅酸鹽水泥熟料中，摻占水泥重量20 － 40 ％的粉煤灰。 特性 ，后期強度增長快 及耐水性好 ，干縮性大 同礦渣水泥 ，抗裂性好 其他同火山灰水泥 適用范圍 一般土建工程中的混凝土結構，包括反復受凍的結構，可制高強混凝土高。 ，耐熱耐火要求的混凝土結構 ，地下，水中的混凝土結構 、水中，大體積混凝土結構件，抗滲要求的混凝土結構 土構件 般工程 、地下，水中及大體積混凝土結構 土結構 要求的一般工程 不適用 的工程 處于嚴寒區，水位 的混凝土結構 的混凝土工程 工程 范圍 工程 五、 水泥混凝土 ： ? 混凝土是由膠凝材料、水和粗、細骨料四種材料按適當比例配合、拌制成混和物，經一定時間硬化 而成的人造石材，所以業內采用人、工、石組合創造“砼”字代表混凝土。 為了改善混凝土的和易性，提高混凝土強度和耐久性、縮短施工工期、節約水泥，在混凝土工程和混凝土制品中廣泛采用了混凝土外加劑。由于外加劑摻量不多（通常在水泥干重5%以內），但能明顯改變混凝土的性能，提高其技術經濟效果，且使用方便，因此受到國內外普遍重視，已經成為混凝土的第五種成分。 為了響應節約資源、保護環境、大力發展綠色世界的呼喚，美國混凝土學界提出了高性能混凝土（ HPC）的概念，中國工程界從我國的國情出發，將綠色與高性能結合起來，提出“綠色 高性能混凝土”（ GHPC）的概念，并提出 GHPC 應具有下列主要特征： ① 更多的節約熟料水泥，減少環境污染； ② 更多的摻加工業廢渣為主的細摻料； ③ 更大的發揮高性能的優勢，減少水泥與混凝土的用量 ④ 擴大 GHPC 的應用范圍，收到更大的環境與經濟效益。 因此，以工業廢渣為主的細摻料在混凝土中的應用得到快速發展，有成為第六種混凝土組成成份的趨勢。即將有可能改寫為：混凝土由膠凝材料、水、粗骨料、細骨料、外加劑、細摻料六種材料組成。 ? 混凝土通常按容重和用途分為四類： ① 特重混凝土：容重大于 2700kg/m3,使用特別密實和特別重的骨料制成的。如重晶石混凝土、鋼屑混凝土等，具有不透 X、γ射線的性能。 ② 普通混凝土：容重約在 2400kg/m