【正文】 硅酸三鈣（ C3S）： Tricalcium sillicate； 硅酸二鈣（ C2S）： Dicalcium sillicate； 鋁酸三鈣。 ，水灰比越大，毛細(xì)孔所占比例相對增加，因此該水泥石的強(qiáng)度和耐久性下降。 ，水化程度愈高，則水泥石結(jié)構(gòu)中水化物愈多，而毛細(xì)孔和未水化水泥的量相對減少。 （三）水泥石的結(jié)構(gòu) 水泥石的組成：凝膠體（ C—S—H） 、未水化的水泥顆粒內(nèi)核、毛細(xì)孔和凝膠孔 、 晶體粒子 Ca（ OH） 2 圖 水泥石的結(jié)構(gòu) A－未水化水泥顆粒； B－膠體粒子（ C－ S－ H 等）； C－晶體粒子（ Ca（ OH） 2 等）； D－毛細(xì)孔（毛細(xì)孔水）； E－凝膠孔 水泥石的工程性質(zhì) (強(qiáng)度和耐久性 )決定于水泥石的結(jié)構(gòu)組成，即決定于水化物的類型、水化物的相對含量以及孔的大小、形狀和分布。 （ 3）隨著水泥顆粒不斷水化，凝膠體膜層不斷增厚而破裂，并繼續(xù)擴(kuò)展，在水泥顆粒之間形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水泥漿體不斷逐漸變稠，粘度不斷增高，失去塑性，這就是水泥的凝結(jié)過程。 （ 1） 水泥加水拌和后，未水化的水泥顆粒分散在水中，成為水泥漿體。 （二）硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化 水泥的凝結(jié)硬化過程是很復(fù)雜的物理化學(xué)過程。12H2O 水化鋁酸鈣 石膏 水化硫鋁酸鈣或單硫型水化硫鋁酸鈣 由上可知，所得主要水化產(chǎn)物（在完全水化的 水泥石中 ）為 ： 水化硅酸鈣凝膠 70%（是水泥石形成強(qiáng)度的最主要化合物） 氫氧化鈣晶體 20% 水化鋁酸鈣 3% 水化硫鋁酸鈣晶體（也稱鈣礬石） 7% 水化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其放出的熱量稱為水化熱。Al2O33CaSO46H2O + CaSO4 → 3CaOH 2O 鐵鋁酸四鈣 水化鐵酸一鈣 3CaO6H2O+CaOFe2O3+7H2O → 3CaO6H2O 鋁酸三鈣 水化鋁酸三鈣 4CaOAl2O3+6H2O → 3CaO2SiO23H2O+3Ca(OH)2 硅酸三鈣 水化硅酸鈣 氫氧化鈣 2(2CaOSiO2)+6H2O → 3CaO 四、硅酸鹽水泥的水化與凝結(jié)硬化 （一）硅酸鹽水泥的水化 水泥和水拌合 ——表面的熟料礦物立刻與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng) ——各組分開始逐漸溶解 ——放出一定熱量 ——固相體積也逐漸增加。摻入少量石膏后，石膏與凝結(jié)最快的鋁酸三鈣反應(yīng)生成硫鋁酸鈣沉淀包圍水泥，延緩水泥的凝結(jié)時(shí)間。 水泥中摻入石膏，主要作用是調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)硬化的速度。因此，改變熟料礦物成分之間的比例，水泥的性質(zhì)會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。各種礦物單獨(dú)與水作用時(shí)所表現(xiàn)出的特性如表 所示。Fe2O3（簡寫為 C4AF），含量為 10％～ 18％。Al2O3（簡寫為 C3A），含量為 7％～ 15％； 鐵鋁酸四鈣 4CaOSiO2（簡寫為 C3S），含量為 36％～ 60％； 硅酸二鈣 3CaO （ 3）輔助原料：鐵 礦粉等 目前，常把硅酸鹽水泥的生產(chǎn)技術(shù)簡稱為兩磨一燒，其生產(chǎn)工藝如圖 所示。 （ 2）粘土質(zhì)原料：主要 SiO Al2O3 及 Fe2O3。 二、硅酸鹽水泥的生產(chǎn) （ 1）石灰質(zhì)原料：主要提供 CaO。Ⅱ 。Ⅰ 。 硅酸鹽水泥 一、硅酸鹽水泥的定義、類型及代號 ：凡由硅酸鹽水泥熟料、 0～ 5%石灰石或粒化高爐礦渣、適量的石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥 [國外通稱的波特蘭水泥（ Portland cement） ]。 水泥的品種很多，可從不同的角度進(jìn)行分類： ：硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥等； ：通用水泥 、專用水泥、特種水泥 通用水泥：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥等 專用水泥：中、低熱水泥、道路水泥、砌筑水泥等 特種水泥：快硬硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽水泥、膨脹水泥等。 水泥是一種粉末狀無機(jī)膠凝材料，加水拌和成塑性漿體后經(jīng)物理化學(xué)作用可變成堅(jiān)硬的石狀體，并能將砂、石等材料膠結(jié)成為整體。掌握常用水泥的技術(shù)性質(zhì)、質(zhì)量要求及如何合理選用水泥。 復(fù)習(xí)思考題 氣硬性膠凝材料與水硬性膠凝材料有何區(qū)別？ 建筑石膏是如何生產(chǎn)的？其主要化學(xué)成分是什么？ 石膏制品有哪些特點(diǎn)？建筑石膏可用于哪些方面？ 簡述石灰的消化和硬化過程及特點(diǎn)。要掌握這些膠凝材料的特性，在使用時(shí)應(yīng)注意環(huán)境條件的影響，它們宜用在室內(nèi)不與水長期接觸的工程部位。由它們組成的結(jié)構(gòu)長期在水作用下會(huì)溶解、潰散而破壞。 本章小結(jié) 本章所討論的四種材料，除水玻璃外，其特點(diǎn)是大都不能在水中或長期潮濕的環(huán)境中使用。 五、石灰的應(yīng)用 ——石灰乳 ； ，如石灰砂漿 （石灰膏 +砂 +水）和 混合砂漿（石灰砂漿 +水泥），用于抹灰工程和砌筑工程。由于空氣中 CO2 含量很低，故自然狀態(tài)下碳化速度較慢。 Ca（ OH） 2 與空氣中的和化合成晶體。 干燥時(shí)，石灰漿體中多余水分蒸發(fā)或被砌體吸收 而使石灰粒子緊密接觸，獲得一定強(qiáng)度。陳伏期間，石灰膏表面有一層水，以隔絕空氣，防止與 CO2 作用產(chǎn)生碳化。 陳伏：當(dāng)石灰中含有過火生石灰時(shí)，它將在石灰漿體硬化以后才發(fā)生水化作用，于是會(huì)因產(chǎn)生膨脹而引起崩裂或隆起現(xiàn)象。是指生石灰與水發(fā)生水化反應(yīng)，生成 Ca（ OH） 2的過程。 （ 5）將消石灰用 大量水消化而成的一種乳狀液體，主要成分為 Ca（ OH） 2和水。 （ 4）石灰膏：將消石灰 和水組成的具一定稠度的膏狀物。但成本較高，不易儲(chǔ)存。 根據(jù)成品的加工方法的不同，有四種成品： （ 1）塊狀生石灰：由石灰石煅燒成的白色疏 松結(jié)構(gòu)的塊 狀物 ,主要成分為 CaO ； （ 2）磨細(xì)生石灰：由塊狀生石灰磨細(xì)而成。當(dāng) MgO含量 ≤5%時(shí)稱為鈣質(zhì)石灰。含 SiO Al2O3 雜質(zhì)，塊體容重大，熟化慢。 三、建筑石膏的應(yīng)用 、粉刷，做為裝飾材料，并可調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度 圖 建筑石膏作為裝飾材料 ：紙面石膏板：（內(nèi)墻、隔墻、天花板）石膏空心條板、纖維石膏板、裝飾石膏制品等 圖 石膏板 石灰 一、石灰的生產(chǎn)、化學(xué)成分與品種 ： 石灰是以碳酸鈣為主要成分的石灰石、白云質(zhì)石灰?guī)r、白堊等為原料，在一定燒結(jié)溫度下，煅燒所得的產(chǎn)物。 。 。 ，著火溫度下，石膏脫水，水分蒸發(fā)，火與板之間形成蒸汽帶，阻止火蔓延。 硬化后強(qiáng)度 3～ 5MPa——隔墻、飾面 存放三個(gè)月強(qiáng)度下降 30%。 二、建筑石膏的特性 初凝時(shí)間：不小于 6min 終凝時(shí)間：不大于 30min 1 星期左右完全硬化 實(shí)際應(yīng)用中加適量緩凝劑 （達(dá) 50%～ 60%），水化的理論需水量為 %，實(shí)際用水量為 60%～ 80%，多余水分蒸發(fā)形成孔隙。 石膏 建筑中使用最多的石膏膠凝材料建筑石膏高強(qiáng)石膏硬石膏水泥石膏制品優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量輕，易加工，耐火，隔音，絕熱，可作吊頂和非承重內(nèi)墻。其已硬化并具有強(qiáng)度的制品在水的長期作用下，強(qiáng)度會(huì)顯著下降以至 破壞。 氣硬性膠凝材料只能在空氣中凝結(jié)硬化，保持并發(fā)展其強(qiáng)度。 凡在一定條件下，經(jīng)過自身的一系列物理、化學(xué)作用后，能將散?；驂K狀材料粘結(jié)成為具有一定強(qiáng)度的整體的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料。 巖石孔隙率的大小，對哪些性質(zhì)有影響？為什么？ 如何確定石材的強(qiáng)度等級？ 選擇天然石材應(yīng)考慮哪些原則？為什么？ 人造石材有哪些類型？它們之間有何區(qū)別？ 第四章 氣硬性膠凝材料 內(nèi)容提要 本章講述了建筑工程中常用的氣硬 性膠凝材料 ——石膏、石灰、鎂質(zhì)膠凝材料和水玻璃。重點(diǎn)掌握石材的技術(shù)性能，以及如何合理的應(yīng)用于工程中。為減輕建筑物的自重和保護(hù)環(huán)境，在居室裝修中要多用人造石材，以 取代天然石材。但石材開采對環(huán)境保護(hù)不利，近年來對天然石材抽查檢測表明，天然石材中（如花崗石等）有的含放射性物質(zhì)超標(biāo)，對人身健康有害，必須引起重視。如仿花崗石瓷磚，仿大理石陶瓷藝術(shù)板等。有機(jī)單體可用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯、丙稀氰、二氯乙烯、丁二烯等。 復(fù)合型人造石材 該類人造石材，是由無機(jī)膠結(jié)料和有機(jī)膠結(jié)料共同組合而成。與天然大理石相比，聚酯 型人造石材具有強(qiáng)度高、密度小、厚度薄、耐酸堿腐蝕及美觀等優(yōu)點(diǎn)。 目前，國內(nèi)外人造大理石、花崗石以聚酯型為多，該類產(chǎn)品光澤好、顏色淺，可調(diào)配成各種鮮明的花色圖案。該類產(chǎn)品的規(guī)格、色澤、性能等均可根據(jù)使用要求制作。 水泥型人造石材 以白色、彩色水泥或硅酸鹽、鋁酸鹽水泥為膠結(jié)料，砂為細(xì)骨料，碎大理石、花崗石或工業(yè)廢渣等為 粗骨料，必要時(shí)再加入適量的耐堿顏料，經(jīng)配料、攪拌、成型和養(yǎng)護(hù)硬化后，再進(jìn)行磨平拋光而制成。它們具有天然石材的花紋、質(zhì)感和裝飾效果，而且花色、品種、形狀等多樣化，并具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐污染、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。 人造石材 人造石材是以大理石、花崗石碎料，石英砂、石渣等為骨料，樹脂或水泥等為膠結(jié)料，經(jīng)拌和、成型、聚合或養(yǎng)護(hù)后，研磨拋光、切割而成。 （ 3）安全性 由于天然石材是構(gòu)成地殼的基本物質(zhì)，因此可能存在含有放射性的物質(zhì)。 （ 2）經(jīng)濟(jì)性 天然石材的密度大，運(yùn)輸不便、運(yùn)費(fèi)高，應(yīng)綜合考慮地方資源，盡可能做到就地取材。 （ 1）適用性 主要考慮石材的技術(shù)性能是否能滿足使用要求。可用于各類高級建筑物的墻、柱、地、樓梯、臺 階等的表面裝飾及服務(wù)臺、展示臺及家具等。該類板材的品種、質(zhì)地、花色繁多。通常，只有漢白玉、艾葉青等少數(shù)幾種致密、質(zhì)純的品種可用于室外。大理石板材主要用于建筑物室內(nèi)飾面。料石常用于砌筑墻身、地坪、踏步、拱和紀(jì)念碑等；形狀復(fù)雜的料石制品可用于柱頭、柱基、窗臺板、欄桿和其它裝飾品等。按料石表面加工的平整程度可分為以下四種：毛料石、粗料石、半細(xì)料石和細(xì)料石。常用于砌筑基礎(chǔ)、勒腳、墻身、堤壩、擋土墻等，也可配制片石混凝土等。按其表面的平整程度分為亂毛石和平毛石兩類。 表 建筑中常用天然石材的性能及用途 名 稱 主 要 質(zhì) 量 指 標(biāo) 主 要 用 途 項(xiàng) 目 指 標(biāo) 花 崗 巖 表觀密度（ kg/m3） 2500～ 2700 基礎(chǔ)、橋墩、堤壩、拱石、階石、路面、海港結(jié)構(gòu)、基座、勒腳、窗臺、裝飾石材等 強(qiáng)度（ MPa） 抗壓 120～ 250 抗折 ～ 抗剪 13～ 19 吸水率（％） ＜ 1 膨脹系數(shù)（ 106/℃ ） ～ 平均韌性（ cm） 8 平均質(zhì)量磨耗率（％） 11 耐用年限（年） 75～ 200 石 灰 巖 表觀 密度（ kg/m3） 1000～ 2600 墻身、橋墩、基礎(chǔ)、階石、路面、石灰及粉刷材料的原料等 強(qiáng)度（ MPa） 抗壓 ～ 抗折 ～ 20 抗剪 ～ 吸水率（％） 2～ 6 膨脹系數(shù)（ 106/℃ ） ～ 平均韌性（ cm） 7 平均質(zhì)量磨耗率（％） 8 耐用年限（年） 20～ 40 砂 巖 表觀密度（ kg/m3） 2200～ 2500 基礎(chǔ)、墻身、襯面、階石、人行道 、紀(jì)念碑及其它裝飾石材等 強(qiáng)度（ MPa） 抗壓 47～ 140 抗折 ～ 14 抗剪 ～ 18 吸水率（％） ＜ 10 膨脹系數(shù)（ 106/℃ ） ～ 平均韌性（ cm） 10 平均質(zhì)量磨耗率（％） 12 耐用年限（年） 20～ 200 大 理 巖 表觀密度（ kg/m3） 2500～ 2700 裝飾材料、踏步、地面、墻面、柱面、柜臺、欄桿、電氣絕緣板等 強(qiáng)度（ MPa） 抗壓 47～ 140 抗 折 ～ 16 抗剪 8～ 12 吸水率（％） ＜ 1 膨脹系數(shù)（ 106/℃ ） ～ 平均韌性（ cm） 10 平均質(zhì)量磨耗