市政质检员基础部分.doc

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1、第一部分： 建筑材料第一章建筑材料的基本性质第一节 材料的组成与结构1.1材料的组成1.1.1 化学组成 无机非金属建筑材料的化学组成以各种氧化物含量来表示。金属材料以元素含量来表示。 化学组成决定着材料的化学性质，影响其物理性质和力学性质。1.1.2 矿物组成材料中的元素和化合物以特定的矿物形式存在并决定着材料的许多重要性质。矿物组成是无机非金属材料中化合物存在的基本形式。1.1.3 相组成 材料中结构相近性质相同的均匀部分。1.2材料的结构与构造1.2.1宏观结构（构造） 材料的宏观结构是指用肉眼和放大镜能够分辨的粗大组织。其尺寸约为毫米级大小，以及更大尺寸的构造情况。宏观构造，按孔隙尺寸

2、可以分为：（1）致密结构，基本上是无孔隙存在的材料。例如钢铁、有色金属、致密天然石材、玻璃、玻璃钢、塑料等。（2）多孔结构，是指具有粗大孔隙的结构。如加气混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造轻质材料等。 (3）微孔结构，是指微细的孔隙结构。如石膏制品、粘土砖瓦等。 (4）纤维结构，是指木材纤维、玻璃纤维、矿物棉纤维所具有的结构。 （5）层状结构，采用粘结或其他方法将材料迭合成层状的结构。如胶合板、迭合人造板、蜂窝夹芯板、以及某些具有层状填充料的塑料制品等。 (6）散粒结构，是指松散颗粒状结构。比如混凝土骨料、用作绝热材料的粉状和和粒状的添充料。1.2.2 微观结构微观结构是指材料在原子、分子层次

3、的结构。材料的微观结构，基本上可分为晶体与非晶体。晶体结构的特征是其内部质点（离子、原子、分子）按照特定的规则在空间周期性排列。非晶体也称玻璃体或无定形体，如无机玻璃。玻璃体是化学不稳定结构，容易与其它物体起化学作用。1.2.3 亚微观结构 亚微观结构也称作细观结构，是介于微观结构和宏观结构之间的结构形式。如金属材料晶粒的粗细及其金相组织，木材的木纤维，混凝土中的孔隙及界面等。从宏观、亚微观和微观三个不同层次的结构上来研究土木工程材料的性质，才能深入其本质，对改进与提高材料性能以及创制新型材料都有着重要的意义。第二节 材料的状态参数和结构特征2.1材料的体积体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具

4、有不同的物理状态，因而表现出不同的体积。2.1.1 材料的绝对密实体积干材料在绝对密实状态下的体积。即材料内部没有孔隙时的体积，或不包括内部孔隙的材料体积。一般以表示材料的绝对密实体积2.1.2 材料的表观体积材料在自然状态下的体积，即整体材料的外观体积（含内部孔隙和水分）。一般以V0 表示材料的表观体积。2.1.3 材料的堆积体积：粉状或粒状材料，在堆集状态下的总体外观体积。根据其堆积状态不同，同一材料表现的体积大小可能不同，松散堆积下的体积较大，密实堆积状态下的体积较小。材料的堆集体积一般以V 来表示。2.2 材料的密度材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量，按下式计算：式中：密

5、度, g/cm3 或 kg/m3m材料的质量，g 或 kgV材料的绝对密实体积，cm3 或 m3 测试时，材料必须是绝对干燥状态。含孔材料则必须磨细后采用排开液体的方法来测定其体积。2.3材料的表观密度表观密度（俗称“容重”）是指材料在自然状态下单位体积的质量。按下式计算： 材料的表观体积是指包括内部孔隙在内的体积。因为大多数材料的表观体积中包含有内部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影响其总质量（有时还影响其表观体积）。因此，材料的表观密度除了与其微观结构和组成有关外，还与其内部构成状态及含水状态有关2.4材料的堆积密度堆积密度是指粉状或粒状材料，在堆积状态下单位体积的

6、质量。按下式计算：式中0，材料的堆积密度, g/cm3 或 kg/m3m 材料的质量，g 或 kgV0，材料的堆积体积，cm3 或 m3 粉状或粒状材料的质量是指填充在一定容器内的材料质量，其堆积体积是指所用容器的容积而言。因此，材料的堆积体积包含了颗粒之间的空隙。在土木建筑工程中，计算材料用量、构件的自重，配料计算以及确定堆放空间时经常要用到材料的密度、表观密度和堆积密度等数据。2.5材料的密实度密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。密实度的计算式如下：对于绝对密实材料， 因 0 = ，故密实度D =1 或 100%。对于大多数土木工程材料， 因 0 ，故密实度D 1 或 D 100%。

7、 密度；0材料的表观密度2.6 孔隙率材料的孔隙率是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率。孔隙率P按下式计算：2.7空隙率空隙率是指散粒材料在其堆集体积中, 颗粒之间的空隙体积所占的比例。空隙率P， 按下式计算： 材料的表观密度； 材料的堆积密度 空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算含砂率的依据。第三节 材料的物理性质3.1材料与水有关的性质3.1.1材料的亲水性与憎水性与水接触时，有些材料能被水润湿，而有些材料则不能被水润湿，对这两种现象来说，前者为亲水性，后者为憎水性。材料具有亲水性或憎水性的根本原因在于材料的分子结构。亲水性材料与水

8、分子之间的分子亲合力，大于水分子本身之间的内聚力；反之，憎水性材料与水分子之间的亲合力，小于水分子本身之间的内聚力。工程实际中，材料是亲水性或憎水性，通常以润湿角的大小划分，润湿角为在材料、水和空气的交点处，沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的夹角。其中润湿角愈小，表明材料愈易被水润湿。当材料的润湿角 时，为亲水性材料；当材料的润湿角 时，为憎水性材料。水在亲水性材料表面可以铺展开，且能通过毛细管作用自动将水吸入材料内部；水在憎水性材料表面不仅不能铺展开，而且水分不能渗入材料的毛细管中。3.1.2材料的吸水性材料能吸收水分的能力，称为材料的吸水性。吸水的大小以吸水率来表示。1、 质量吸水率

9、质量吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分比，并以m 表示。质量吸水率m 的计算公式为：2、 体积吸水率体积吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水的体积占材料自然体积的百分率，并以W表示。体积吸水率W的计算公式为材料的吸水率与其孔隙率有关，更与其孔特征有关。因为水分是通过材料的开口孔吸入并经过连通孔渗入内部的。材料内与外界连通的细微孔隙愈多，其吸水率就愈大。3.1.3材料的吸湿性材料的吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质。干燥的材料处在较潮湿的空气中时，便会吸收空气中的水分；而当较潮湿的材料处在较干燥的空气中时，便会向空气中放出水分。前者是材料的吸湿过程，后者是材料的

10、干燥过程。由此可见，在空气中，某一材料的含水多少是随空气的湿度变化的。材料在任一条件下含水的多少称为材料的含水率，并以h表示，其计算公式为：显然，材料的含水率受所处环境中空气湿度的影响。当空气中湿度在较长时间内稳定时，材料的吸湿和干燥过程处于平衡状态，此时材料的含水率保持不变，其含水率叫作材料的平衡含水率。3.1.4 材料的耐水性材料的耐水性是指材料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质。衡量材料耐水性的指标是材料的软化系数KR 软化系数反映了材料饱水后强度降低的程度，是材料吸水后性质变化的重要特征之一。一般材料吸水后，水分会分散在材料内微粒的表面，削弱其内部结合力，强度则有不同程

11、度的降低。当材料内含有可溶性物质时（如石膏、石灰等），吸入的水还可能溶解部分物质，造成强度的严重降低。 材料耐水性限制了材料的使用环境，软化系数小的材料耐水性差，其使用环境尤其受到限制。软化系数的波动范围在0至1之间。工程中通常将 0.85的材料称为耐水性材料，可以用于水中或潮湿环境中的重要工程。用于一般受潮较轻或次要的工程部位时，材料软化系数也不得小于0.75 。3.1.5 抗冻性材料吸水后，在负温作用条件下，水在材料毛细孔内冻结成冰，体积膨涨所产生的冻胀压力造成材料的内应力，会使材料遭到局部破坏。随着冻融循环的反复，材料的破坏作用逐步加剧，这种破坏称为冻融破坏。抗冻性是指材料在吸水饱和状态

12、下，能经受反复冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性能。抗冻性以试件在冻融后的质量损失、外形变化或强度降低不超过一定限度时所能经受的冻融循环次数来表示，或称为抗冻等级。材料的抗冻等级可分为15、25、50、100、200等，分别表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的冻融循环。材料的抗冻性与材料的强度、孔结构、耐水性和吸水饱和程度有关。3.1.6 材料的抗渗性 抗渗性是材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能。土木建筑工程中许多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，当材料两侧的水压差较高时，水可能从高压侧通过内部的孔隙、孔洞或其它缺陷渗透到低压侧。这种压力水的渗透，不仅会影响工程的

13、使用，而且渗入的水还会带入能腐蚀材料的介质，或将材料内的某些成分带出，造成材料的破坏。1、 渗透系数材料的渗透系数可通过下式计算:2、 抗渗等级材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水试验时，材料标准试件在透水前所能承受的最大水压力，并以字母P及可承受的水压力（以0.1MPa为单位）来表示抗渗等级。如P4、P6、P8、P10等，表示试件能承受逐步增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa的水压而不渗透。3.2材料的热工性质3.2.1 导热性当材料两面存在温度差时，热量从材料一面通过材料传导至另一面的性质，称为材料的导热性。导热性用导热系数 表示。3.2.2 热容量和比热材料在受热

14、时吸收热量，冷却时放出热量的性质称为材料的热容量。单位质量材料温度升高或降低1所吸收或放出的热量称为热容量系数或比热。3.2.3 热阻和传热系数 热阻是材料层（墙体或其它围护结构）抵抗热流通过的能力，热阻的定义及计算式为： /式中 材料层热阻，（m2K）/W； 材料层厚度，； 材料的导热系数，(K) 热阻的倒数称为材料层（墙体或其它围护结构）的传热系数。传热系数是指材料两面温度差为1时，在单位时间内通过单位面积的热量。3.2.4 材料的温度变形性 材料的温度变形是指温度升高或降低时材料的体积变化。除个别材料以外，多数材料在温度升高时体积膨胀，温度下降时体积收缩。这种变化表现在单向尺寸时，为线膨

15、胀或线收缩，相应的技术指标为线膨胀系数（）。材料的单向线膨胀量或线收缩量计算公式为：L =（t2 - t1） L式中L-线膨胀或线收缩量 （mm 或 cm）(t2-t1）-材料升（降）温前后的温度差（）-材料在常温下的平均线膨胀系数() L-材料原来的长度（或）第四节 材料的力学性质4.1材料的强度材料的强度是材料在应力作用下抵抗破坏的能力。通常情况下，材料内部的应力多由外力（或荷载）作用而引起，随着外力增加，应力也随之增大，直至应力超过材料内部质点所能抵抗的极限，即强度极限，材料发生破坏。 材料的抗弯强度与受力情况有关，一般试验方法是将条形试件放在两支点上，中间作用一集中荷载，对矩形截面试件

16、，则其抗弯强度用下式计算：4.2 弹性和塑性材料在外力作用下产生变形，当外力取消后能够完全恢复原来形状的性质称为弹性。这种完全恢复的变形称为弹性变形（或瞬时变形）。材料在外力作用下产生变形，如果外力取消后，仍能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。这种不能恢复的变形称为塑性变形（或永久变形）。4.3 脆性和韧性 材料受力达到一定程度时，突然发生破坏，并无明显的变形，材料的这种性质称为脆性。大部分无机非金属材料均属脆性材料，如天然石材，烧结普通砖、陶瓷、玻璃、普通混凝土、砂浆等。脆性材料的另一特点是抗压强度高而抗拉、抗折强度低。在工程中使用时，应注意发挥这类材料的特性。 材料在冲

17、击或动力荷载作用下，能吸收较大能量而不破坏的性能，称为韧性或冲击韧性。韧性以试件破坏时单位面积所消耗的功表示。计算公式如下：4.4 硬度和耐磨性4.4.1硬度 材料的硬度是材料表面的坚硬程度，是抵抗其它硬物刻划、压入其表面的能力。通常用刻划法，回弹法和压入法测定材料的硬度。 刻划法用于天然矿物硬度的划分，按滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄晶、刚玉、金刚石的顺序，分为个硬度等级。回弹法用于测定混凝土表面硬度，并间接推算混凝土的强度；也用于测定陶瓷、砖。砂浆、塑料、橡胶、金属等的表面硬度并间接推算其强度。4.4.2耐磨性 耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性用磨耗率表示。第

18、五节 材料的耐久性材料的耐久性是泛指材料在使用条件下，受各种内在或外来自然因素及有害介质的作用，能长久地保持其使用性能的性质。 材料在建筑物之中，除要受到各种外力的作用之外，还经常要受到环境中许多自然因素的破坏作用。这些破坏作用包括物理、化学、机械及生物的作用。 物理作用可有干湿变化、温度变化及冻融变化等。这些作用将使材料发生体积的胀缩，或导致内部裂缝的扩展。时间长久之后即会使材料逐渐破坏。在寒冷地区，冻融变化对材料会起着显著的破坏作用。在高温环境下，经常处于高温状态的建筑物或构筑物，所选用的建筑材料要具有耐热性能。在民用和公共建筑中，考虑安全防火要求，须选用具有抗火性能的难燃或不燃的材料。化

19、学作用包括大气、环境水以及使用条件下酸、碱、盐等液体或有害气体对材料的侵蚀作用。1、机械作用包括使用荷载的持续作用，交变荷载引起材料疲劳，冲击、磨损、磨耗等。2、生物作用包括菌类、昆虫等的作用而使材料腐朽、蛀蚀而破坏。砖、石料、混凝土等矿物材料，多是由于物理作用而破坏，也可能同时会受到化学作用的破坏。金属材料主要是由于化学作用引起的腐蚀。木材等有机质材料常因生物作用而破坏。沥青材料、高分子材料在阳光、空气和热的作用下，会逐渐老化而使材料变脆或开裂。材料的耐久性指标是根据工程所处的环境条件来决定的。例如处于冻融环境的工程，所用材料的耐久性以抗冻性指标来表示。处于暴露环境的有机材料，其耐久性以抗老

20、化能力来表示。第二章 结构材料第一节 胶凝材料胶凝材料：在建筑材料中，经过一系列物理作用、化学作用，能从浆体变成坚固的石状体，并能将其他固体物料胶结成整体的材料。胶凝材料根据化学组成的不同，可分为无机胶凝材料与有机胶凝材料两大类。常用的有机胶凝材料：沥青、树脂、橡胶等。无机胶凝材料按其硬化条件的不同分为气硬性和水硬性两类。气硬性无机胶凝材料：只能在空气中硬化，也只能在空气中保持和发展其强度的无机胶凝材料，如石灰、石膏和水玻璃等；水硬性胶凝材料：既能在空气中，还能更好地水中硬化、保持和继续发展其强度的无机胶凝材料胶凝材料，如各种水泥。1.1水泥水泥无机水硬性胶凝材料，重要的建筑材料之一，在建筑工

21、程中被广泛应用。水泥品种繁多，如按其主要水硬性物质名称进行分类可分为：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥等。根据国家标准水泥的命名、定义和术语（GB/T41311997）规定，水泥按其性能及用途可分为通用水泥、专用水泥及特性水泥三类。目前，在我国建筑工程中常用的水泥是通用水泥。通用水泥主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥等水泥组成。通用硅酸盐水泥的组分见表21。 常用硅酸盐水泥的组分（%） 表2-1品种代号组分（质量分数）熟料+石灰粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰石灰石硅酸盐水泥PI100PII95

22、5955普通硅酸盐水泥PO85且955且20矿渣硅酸盐水泥PSA50且8020且50PSB30且5050且70火山灰质硅酸盐水泥PP60且8020且40粉煤灰硅酸盐水泥PF60且8020且40复合硅酸盐水泥PC60且8020且501.1.1常用水泥的技术要求（1）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：从水泥加水拌合起至水泥浆开始失去可塑性所需的时间；终凝时间：从水泥加水拌合起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。水泥的凝结时间在施工中具有非常重要的意义。为了保证有足够的时间在初凝时间前完成混凝土的搅拌、运输等施工工序，初凝时间不宜太短；为了使混凝土、砂浆能尽快的硬化

23、达到一定的强度，从而有利于下道工序及早尽快进行，终凝时间不宜太短。国家标准规定，六大常用水泥的初凝时间都不得短于45分钟。硅酸盐水泥的终凝时间不得长于6.5小时，其他五类常用水泥的终凝时间不得长于10小时。（2）体积安定性水泥的体积安定性：水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。若水泥硬化后产生不均匀的体积变化，这就是所谓的体积安定性不良。一旦水泥发生体积安定性不良的问题就会使混凝土构件产生膨胀性裂缝，降低建筑工程质量，甚至引起严重事故。因此，施工中所使用的水泥必须经过安定性检测，合格后方能使用。引起水泥体积安定性不良主要原因有：1、水泥熟料矿物组成中游离氧化钙或氧化镁过多；2、水泥粉磨时石膏

24、惨量过多。水泥熟料中一旦憨厚游离氧化钙或者氧化镁这些熟化很慢的元素时，将使水泥已经硬化后才在慢慢水化并产生体积的膨胀，引起不均匀的体积变化，导致水泥石的开裂。石膏掺量太多后，水泥硬化后过量的石膏还会继续与已经固化的水化铝酸钙作用，生成钙矾石，体积增大约1.5倍，使水泥石开裂。国家标准规定,游离氧化钙对水泥体积安定性的影响的实验是：煮沸法。测试方法可采用试饼法或雷氏法。由于游离氧化镁及过量石膏对水泥体积安定性的影响不便于检验，故国家标准对水泥中的氧化镁和三氧化硫的含量分别作了限制。（3）强度及强度等级水泥的强度是评价和选用水泥的重要的技术指标，也是进行划分水泥强度等级的重要依据。水泥的强度除了受

25、水泥孰料的矿物组成、混合料的掺量、石膏掺量、细度、龄期和养护条件等因素影响外，还与实验方法有关。国家标准规定，水泥的强度应采用胶砂法来测定。该法是将水泥和标准砂按1：3混合，加入规定量的水，按规定的方法制成试件，并按规定进行养护，分别测定其3d和28d的抗压强度和折抗强度。根据测定结果，按表22所列的有关国家标准中的规定，可确定该水泥的强度等级。 水泥的强度等级（MPa） 表2-2品种强度等级抗压强度抗折强度3d28d3d28d硅酸盐水泥42.517.042.53.56.542.5R22.04.052.523.052.54.07.052.5R27.05.062.528.062.55.08.06

26、2.5R32.05.5普通硅酸盐水泥42.517.042.53.56.542.5R22.04.052.523.052.54.07.052.5R27.05.0矿渣硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥32.510.032.52.55.532.5R15.03.542.515.042.53.56.542.5R19.04.052.521.052.54.07.052.5R23.04.5注：强度等级中，R表示早强型。（4）其他技术要求其他技术要求包括水泥的细度及化学指标。水泥的细度属于选择性指标。通用硅酸盐水泥的化学指标有不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子和碱含量。碱含量是指水泥中

27、碱金属氧化物的含量，以Na2O+0.658K2O计算值来表示。水泥中的碱含量高时，如果配制混凝土的骨料具有碱活性，可能产生碱骨料反应，导致混凝土因不均匀膨胀而破坏。因此，若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，则水泥中的碱含量应小于水泥用量的0.6%或由供需双方商定。（5）常用水泥的包装及标志国家标准规定，除以上主要技术要求外，水泥还有混合材料掺加量、包装标志等方面的技术要求。水泥可以散装或袋装，袋装水泥每袋净含量为50Kg，且不应少于标志质量的99%；随机抽取20袋总质量（含包装袋）应不少于1000kg。水泥包装袋上应清楚标明：执行标准、水泥品种、代号、强度等级、生产者名称、生产许可证标志及

28、编号、出厂编号、包装日期、净含量。包装袋两侧应根据水泥的品种采用不同的颜色印刷水泥名称和强度等级，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥采用红色，矿渣硅酸盐水泥采用绿色；火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥采用黑色或蓝色。1.1.2常用水泥的特性及应用六大常用水泥的主要特性见表23。 常用水泥的主要特性 表2-3硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥复合水泥主要特性凝结硬化快、早期强度高水化热大抗冻性好耐热性差耐蚀性差干缩性较小凝结硬化较快、早期强度高水化热较大抗冻性较好耐热性较差耐蚀性较差干缩性较小凝结硬化慢、早期强度低，后期强度增长较快水化热较小抗冻性差耐热性好耐蚀性较好干缩性

29、较大泌水性大、抗渗性差凝结硬化慢、早期强度低，后期强度增长较快水化热较小抗冻性差耐热性较差耐蚀性较好干缩性较大抗渗性较好凝结硬化慢、早期强度低，后期强度增长较快水化热较小抗冻性差耐热性较差耐蚀性较好干缩性较小抗裂性较高凝结硬化慢、早期强度低，后期强度增长较快水化热较小抗冻性差耐蚀性较好其他性能与所掺入的两种或两种以上混合材料的种类、掺量有关在混凝土工程中，根据使用场合、条件的不同，可选择不同种类的水泥，具体可参考表24。 常用水泥的选用 表2-4混凝土工程特点或所处环境条件优先选用可以使用不宜使用普通混凝土1在普通气候环境中的混凝土普通水泥矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥2在干燥环境

30、中的混凝土普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥3在高湿度环境中或长期处于水中的混凝土矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥普通水泥4厚大体积的混凝土矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥硅酸盐水泥有特殊要求的混凝土1要求快硬早强的混凝土硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥复合水泥2高强（大于C50级）的混凝土硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥3严寒地区的露天混凝土，寒冷地区的处在水位升降范围内的混凝土普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥4严寒地区处在水位升降范围内的混凝土普通水泥（42.5级）矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥复合水泥5有抗渗要求的混凝土普通水泥、火山灰

31、水泥矿渣水泥6有耐磨性要求的混凝土硅酸盐水泥、普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥7受侵蚀介质作用的混凝土矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥硅酸盐水泥1.1.3水泥的储存和使用水泥在储存和运输过程中，应按不同强度等级、品种及出厂日期分别储运，水泥储存时应注意防潮。存放时间过长或受潮的水泥要经过试验才能使用。水泥储存时间不宜过长，以免降低强度。水泥按出厂日期起算，超过三个月（快硬硅酸盐水泥为一个月）时，应视为过期水泥。不同品种的水泥不能混合使用。对同一品种的水泥，但强度等级不同，或出厂期差距过久的水泥，也不能混合使用。1.1.4水泥的检验水泥进场时必须检查验收才能使用。水泥进场时，必须有

32、出厂合格证或质量保证证明，并应对品种、强度等级、包装、出厂日期等进行检查验收，验收要求：1检验内容和检验批确定（1）按同一生产厂家、同一等级、同一品种、同一批号且连续进场的水泥，袋装不超过200t为一批，散装不超过500t为一批，每批抽样不少于一次。（2）取样时应随机从不少于3个车罐中各采取等量水泥，经混拌均匀后，再从中称取不少于12kg水泥作为检验样。水泥进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查，并应对其强度、安定性及其他必要的性能指标进行复验，其质量必须符合现行国家标准通用硅酸盐水泥（GB175）等的规定。当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂超过三个月（快硬硅酸盐水泥超过

33、一个月）时，应进行复验，并按复验结果使用。钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的水泥。2复验项目水泥的复验项目主要有：细度或比表面积、凝结时间、安定性、标准稠度用水量、抗折强度和抗压强度。1.2 石灰石灰是建筑工程中使用最早的气硬性胶凝材料之一。由于生产石灰的原料分布广，生产工艺简单，成本低廉，所以在土木工程中至今仍被广泛地采用。1.2.1 石灰的品种和生产 1. 石灰的品种建筑工程中常用的石灰有块状生石灰（块灰）、生石灰粉、熟石灰粉（又称消石灰粉）、石灰膏以及石灰乳等不同品种。生石灰是石灰岩、白垩等以CaCO3为主要成分的天然岩石经高温煅烧，分解并排出CO2而制得的白色或灰色

34、块状材料，也称为块灰，其主要成分为CaO。因为生产原料中往往含有MgCO3成分，所以经煅烧生成的生石灰中，也会相应地含有少量的MgO成分。按照我国建材行业标准JC/T4791992建筑生石灰规定，MgO含量5时，称为钙质生石灰；MgO含量5时，称为镁质生石灰。为便于使用，块状生石灰常需加工成生石灰粉、消石灰粉或石灰膏等使用形态。生石灰粉是将块状的生石灰破碎、磨细而得到的细粉，其主要成分是CaO；熟石灰粉是块状生石灰用适量水熟化和干燥而得到的粉末，又称消石灰粉，其主要成分是Ca(OH)2；石灰乳是将生石灰用较多的水(约为生石灰质量的3倍)熟化而成的一种乳状液体，其主要成分是Ca(OH)2和H2O

35、；石灰膏则是石灰乳沉淀后除去表层多余水分而得到的具有一定稠度的膏状物，其主要成分是Ca(OH)2和H2O。2. 石灰的生产生石灰的生产过程就是煅烧石灰石，使CaCO3分解并排出CO2的过程。其化学反应式如下： 在实际生产中，石灰石致密程度、块体大小及杂质含量有所不同，并考虑到热损失等因素，所以为了加快分解，煅烧温度常提高到10001100。由于石灰石的外形尺寸大或煅烧时窑中温度分布不均等原因，生石灰中常含有欠火石灰和过火石灰。当煅烧温度过低，煅烧时间不充足时，CaCO3不能完全分解，将生成欠火石灰。欠火石灰使用时，粘结力小，产浆量较低，降低了石灰的利用率。当煅烧温度过高，煅烧时间过长时，将生成

36、颜色较深，密度较大的过火石灰。过火石灰结构密实，晶粒粗大，熟化速度很慢，容易使硬化的浆体产生隆起和开裂，影响工程质量。注意：生产时，由于火候或温度控制不均，常会含有欠火石灰或过火石灰。欠火石灰中含有未分解的碳酸钙内核，外部为正常煅烧的石灰，它只是降低了石灰的利用率，不会带来危害。温度过高得到的石灰称为过火石灰。过火石灰的结构致密，孔隙率小，体积密度大，并且晶粒粗大，表面常被熔融的黏土杂质形成的玻璃物质所包覆。因此过火石灰与水作用的速度很慢，须数天甚至数年，这对石灰的使用极为不利。为避免过火石灰在使用以后，因吸收空气中的水蒸气而逐步熟化膨胀，使已硬化的砂浆或制品产生隆起、开裂等破坏现象，在使用以

37、前必须使过火石灰熟化或将过火石灰去除。常采用的方法是在熟化过程中，利用筛网除掉较大尺寸过火石灰颗粒，而较小的过火石灰颗粒在储灰坑中至少存放二周以上，使其充分熟化，此即所谓的“陈伏”。陈伏时为防止石灰炭化，石灰膏的表面须保存有一层水。在建筑材料中，石灰既能在空气中，也能在水中硬化、保持和继续发展其强度的材料，我们称之为水硬性胶凝材料。石灰的生成：将主要成分为碳酸钙（CaC03）的石灰石在适当的温度下煅烧，所得的以氧化钙（CaO）为主要成分的产品即为石灰，又称生石灰。在煅烧过程中，由于石灰石的尺寸过大或者煅烧时窑中温度分布不均匀等原因，所生产出的石灰中常常含有欠火石灰和过火石灰。欠火石灰：是未完全

38、分解的石灰石，在使用之前可以用筛子出去，对施工质量影响不大。过火石灰颜色较深、结构密实，表面常包覆一层熔融物质，与水反应较慢，对工程施工有比较严重的影响。按石灰中氧化镁的含量，将生石灰分为钙质生石灰（MgO5%）和镁质生石灰（MgO5%）两类。镁质生石灰熟化较慢，但硬化后强度稍高。它们按技术指标又可分为优等品、一等品和合格品三个等级。1.2.2石灰的熟化生石灰（CaO）与水反应生成氢氧化钙（熟石灰，又称消石灰）的过程，称为石灰的熟化或消解（消化）。石灰熟化过程中会放出大量的热，同时体积增大12.5倍。石灰中的过火石灰熟化较慢，若在石灰浆体硬化后再发生熟化，会因熟化产生的膨胀而引起“崩裂”或者“

39、鼓泡”现象，严重影响工程质量。因此生石灰（块灰）不能直接用于工程，使用前需要进行熟化。由块状生石灰熟化而成的石灰膏，一般应在储灰坑中陈伏2周左右。石灰膏在陈伏期间，表面应覆盖有一层水，以隔绝空气，避免与空气中的二氧化碳发生碳化反应。根据加水量的不同，石灰可熟化成为消石灰粉或者石灰膏。将块灰淋以适当的水，使之充分熟化成为粉状，再干燥筛分成为干粉，称为消石灰粉或者熟石灰粉。将块状生石灰用较多的水熟化，或将消石灰粉与水拌合，所得到的具有一定稠度的膏状物称为石灰膏或者石灰乳。1.2.3石灰的硬化调制好的石灰浆体具有一定的流动性、可塑性，将它放置在空气中一段时间后，它逐渐失去流动性，并产生一定的强度，也

40、就是所谓的凝结、硬化过程。这个过程一般包括以下三方面内容： (1)干燥硬化：石灰浆体因大量水分向外蒸发或被吸收而干燥，在浆体内的大量彼此相通的孔隙网中，产生毛细管压力。使氢氧化钙颗粒更加紧密而获得强度。这种强度类似于粘土失水干燥而获得的强度，其值不大，当再遇到水时强度又会丧失。(2) 结晶硬化：石灰浆在使用过程中，因游离水分逐渐蒸发或被砌体吸收，使得Ca(OH)2溶液过饱和而逐渐析出晶体，形成规则的空间网状结构，促进石灰浆体的硬化，进一步提高了强度。干燥硬化和结晶硬化两个过程基本是同步进行的，并且提供了主要的强度。(3) 碳化硬化：石灰浆体表面的Ca(OH)2与空气中的CO2作用，生成不溶解于

41、水的CaCO3的化学反应称为碳酸化反应，简称碳化反应。其反应如下：碳化反应生成的CaCO3晶体，与Ca(OH)2颗粒一起构成紧密交织的结晶网，提高了浆体强度。另外，由于CaCO3的固相体积比Ca(OH)2固相体积大，从而使硬化的石灰浆体表面结构更加致密，强度进一步提高。但空气中的CO2含量少，碳化反应主要发生在与空气接触的表层上，而且表层生成的致密的CaCO3薄层，阻碍了空气中的CO2进一步渗入，同时也阻碍了内部水分向外蒸发，使Ca(OH)2的结晶作用也进行得较慢，随着时间的增长，表层CaCO3厚度增加，阻碍作用更大，所以石灰硬化是个相当缓慢的过程。1.2.4石灰的技术要求 生石灰是以石灰中活

42、性氧化钙和氧化镁的含量高低、过火石灰和欠火石灰及其它杂质含量的多少作为主要指标来评价其质量等级的。根据建材行业标准（JC/T479-1992和JC/T480-1992），将建筑生石灰和建筑生石灰粉划分为三个等级，具体指标见表2-5，表2-6。 建筑生石灰技术指标JC/T479-1992 表2-5项目钙质石灰镁质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圆孔筛筛余）（%）5101551015CO2含量 （%）5796810产浆量 （L/Kg）2.82.32.02.82.32.0 建筑生石灰技术指标JC/T480-1992

43、表2-6项目钙质石灰镁质石灰优等品一等品合格品优等品一等品合格品CaO + MgO含量 （%）908580858075CO2含量 （%）5796810细度0.90mm筛筛余 （%）0.20.51.50.20.51.50.125mm筛筛余 （%）7.012.018.07.012.018.0建筑消石灰粉（熟石灰粉）按MgO含量分为：钙质消石灰粉、镁质消石灰粉和白云石消石灰粉等，其分类界限见表2-7。 建筑消石灰粉按氧化镁含量的分类界限 表2-7品种名称MgO指标钙质消石灰粉MgO4%镁质消石灰粉MgO4%24%白云石消石灰粉MgO25%30%建筑消石灰粉的品质余有效物质和水分的相对含量及细度有关，消石灰粉颗粒愈细，有效成分愈多，其品质愈好。建筑消石灰粉的质量按建筑消石灰粉（JC/T481-1992）规定也可分为三个等级，具体指标见表2-8。 建筑消石灰技术指标JC/T481-1992 表2-8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等品合格品优等品一等品合格品优等品