建筑材料期末题库解读

2342建筑材料期末题库

一、单选题

1.材料的孔隙状态应属于材料的（物理性质）

2.孔隙按其连通性可以分为（连通孔、封闭孔、半连通孔）

3.材料的厚度加大则材料的导热系数（不变）

4.在冲击、震动荷载作用下，材料可吸收较大的能量产生一定的变形而不破坏的性质成为

（韧性）

5.下列各组胶凝材料均是气硬性胶凝材料的是（石灰、石膏、水玻璃）

6.石灰浆的硬化包括干燥硬化、结晶硬化、碳酸化硬化，其中，对硬度增长起主导作用的

是（结晶硬化）

7.建筑石膏的主要成份是（硫酸钙）

8.素有“建筑工业的粮食”职称的建筑材料的是（水泥）

9.一般情况下，水泥水化反应时的温度不低于（0℃）

10.硅酸盐水化热高的特点决定了硅酸盐水泥不宜用于（大体积混凝土工程）

11.下列不是废品水泥的一项是（水泥包装未标注工厂名称）

12.混凝土和钢筋可以共同工作，是由于两者具有几乎相等的（线膨胀系数）

13.砂在干燥的环境中自然堆放达到干燥状态往往是（气干状态）

14.混凝土拌合物的流动性能够反映（混凝土拌合物的稀稠程度及充满模板的能力）

15.当混凝土拌合物流动性偏小时，可以采取的调整措施是（保证水灰比不变的情况下，增

加水泥浆数量）

16.下列各种混凝土外加剂主要用来调节混凝土凝结时间的是（旱强剂）

17.将砖、石、砌块等粘结成为砌体的砂浆称为（砌筑砂浆）

18.低碳钢受拉破坏时经历四个阶段，其中最后一个阶段应是（颈缩阶段）

19.石油原油经蒸馏等工艺提炼出各种轻质油及润滑油后的残留物再进一步加工得到的沥

青是（石油沥青）。

20.木材、玻璃纤维、矿棉的构造都是（纤维状构造）

21.质量为M的湿沙，吸水率为W，其中水的质量为（ C.M-M/1+W ）

22.用量最多，用途最广的石膏是( 建筑石膏 )

23.水泥体积安定性指的是(水泥凝结硬化过程中，体积变化是否均匀适当的性质)

24.硅酸盐水泥石在温度为250℃。时，水化物并始脱水，水泥石强度下降，因此硅酸盐水

泥不宜单独用于(耐热混凝土工程)

25.用来表示硅酸盐水泥细度的指标是（比表面积）

26.砂的内部和表层均含水达到饱和状态，而表面的开口孔隙及面层却处于无水状态称为

( 饱和面干状态 )

27.下列关于坍落度说法有误的一项是(测定坍落度的同时，可以观察确定黏聚性 )

28.砂率的高低表示（混凝土拌合物中细骨料所占比例的多少）

29.混凝土的抗冻性用抗冻等级F来表示，抗冻等级为R的混凝土表示其(抗冻融循环次数

为8次 )

30.配置混凝土时，确定砂率主要应考虑的是（混凝土的工作性和节约水泥两方面）

31.在容易碰撞或潮湿的地方抹面时，宜选用（水泥砂浆）

32.通常所说的“马赛克”是指（陶瓷锦砖）

33.通常用来表示建筑钢材强度的指标是（屈服点和抗拉强度）

34.下列关于钢材性能与硫元素关系说法错误的是(非金属硫化物夹杂于钢中，会提高钢材

的各种机械性能 )

35.石油沥青的塑性是指(石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力后仍保持变

形后的形状不变的性质)

36.下列各种材料的构造属于纤维状的是( 木材 )

37.散粒材料的堆积体积内，颗粒之间的孔隙体积所占的比例称为（空隙率）

38.在100g含水率为3％的湿砂中，其中水的质量为( 2.9g )

39.材料在火焰和高温作用下，保持其不破坏、性能不明显下降的能力称为（耐火性）

40.生石灰加水之后水化戒熟石灰的过程称为(石灰的熟化 )

41.下列关于建筑石膏性质说法有误的一项是(耐水性、抗冻性都非常好)

42.硅酸盐水泥的水化速度表现为(早期快后期慢)

43.水泥细度指的是(水泥颗粒粗细的程度)

44.国际规定以水泥胶砂试件的龄期强度命名硅酸盐水泥的强度等级，其水泥胶砂试件的龄

期应为（3d,28d）

45.混凝土拌合物的饱水性能够反映（混凝土拌合物的稳定性）

46.砂率指的是（每立方米混凝土中砂的质量和砂石的总质量之比）

47.按照国家标准，评定混凝土强度系数的依据是（立方体抗压强度）

48.配置混凝土确定水灰比时，最应考虑的是（混凝土的强度和耐久性）

49.检验砂浆强度时，采用的配合比的个数不应少于（ 3 ）

50.以石灰和砂为主要原料，经坯料制备、压制成型，再经高压饱和蒸汽养护而成的砖称为

（蒸压灰砂砖）

51.钢材锈蚀时，钢材的体积将（增大）

52.石油沥青过于黏稠而需要稀释，一般采用（石油产品系统的轻质油）

53.材料的密度应属于材料的(物理性质 )

54.材料的体积内，孔隙体积所占的比例称为( 孔隙率 )

55.材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质为（.热容）

56.过火石灰产生的原因是（煅烧温度过高、煅烧时间过长）

57.普通硅酸盐水泥中掺入少量混合材料的主要作用是（扩大其强度等级范围，以利于合理

选用）。

58.配置混凝土时，水泥的选用主要考虑（品种和强度等级）

59.混凝土拌合物的粘聚性能够反映( 混凝土拌合物的均匀性 )

60.新拌制的混凝土随着时间的推移，部分拌合水挥发或被骨料吸收，同时水泥矿物逐渐水

化，进而使混凝土拌合物变稠，则混凝土的坍落度将（减小）

61.配合比正常的普通混凝土受压时，最可能发生的破坏形式是（水泥石与粗骨料的结合面

先发生破坏）

62.混凝土配合比设计中的三个基本参数分别是（水灰比、砂率、单位用水量）

63.用来表示砂浆流动性的是（沉入度）

64.砖坯中夹杂有石灰石，砖吸水后，由于石灰逐渐熟化而膨胀产生爆炸裂现象称为（石灰

爆裂）

65.下列关于玻璃的基本知识叙述有误的一项是（玻璃在冲击作用下易破碎，是典型的塑性

材料）

66.刚才抵抗冲击荷载而不被破坏的能力称为（冲击韧性）

67.决定着沥青的粘结力、黏度、温度稳定性和硬度等性能的组分是（沥青质）

68.材料的密实体积V，自然体积V0及堆积体积V1三者的大小关系是（V1≥V0≥V）

69.在100g含水率为4%的湿砂中，其中水的质量为（3.80g）

70.下列各指标中，表示材料传导热量能力的指标是（导热性）

71.建筑石膏凝结硬化时，最主要的特点是(体积膨胀大、凝结硬化快 )

72.下列各类水泥，用量最大，应用最为广泛的是(硅酸盐水泥 )

73.水泥石体积安定性不良的原因是（以上都是）

74.水泥石中引起腐蚀的组分主要是（氢氧化钙和水化铝酸钙）

75.相比较来讲，对于抢修工程或早期强度要求高的工程宜优先选用（铝酸盐水泥）

76.世界上用量最大的工程材料是（混凝土）

77.在水泥用量和水灰比不变的前提下，当砂率提高，拌合物的坍落度将（增大）

78.混凝土的强度有受压强度，受拉强度、受剪强度、皮蒡强度，其中最重要的是（受压强

度）

79.砖在使用过程中的盐析现象称为（泛霜）

80.建筑玻璃中用量最大的是(平板玻璃 )

81.下列各种钢锭脱氧程度最弱的是( 沸腾钢 )

判断题

1.材料化学组成的不同是造成其性能各异的主要原因（√ ）

2.一般情况下，大试件的强度往往大于小试件的强度（3）

3.陈伏期间，石灰浆表面应敷盖一层水，以隔绝空气，防止石灰浆表面碳化。（√ ）

4.生石灰具有强烈的消解能力，水化时需要吸收非常大的热量。（3 ）

5.生产硅酸盐水泥时，第一步先生产出水泥孰料。（√ ）

6.水泥的水化硬化一般在28d 内发展速度较慢，28d 后发展速度较快。（3 ）

7.从广义上讲，混凝土是以胶凝材料，粗细骨料及其它外掺材料按适当比例拌制、成型、

养护、硬化而成的人工石材。（√ ）

8.普通混凝土受压时，最可能发生破坏形式是骨料先破坏。（3 ）

9.建筑砂浆根据用途分类，可分为砌筑砂浆、抹面砂浆。（√ ）

10.玻璃是以黏土为主要原料，经成型、干燥、焙烧而得到的产品。（3 ）

11.含碳量在2%以下，含有害杂质较少的铁-碳合金称为钢。（√ ）

12.沥青的电绝缘性非常的差（3 ）

13.建筑材料的微观结构主要有晶体、玻璃体和胶体等形式。（√ ）

14.我国相关规范把材料按耐燃性分为非燃烧性材料、难燃性材料和可燃材料（√ ）

15.塑性是指当外力达到一定限度时，材料发生无先兆的突然破坏，且破坏时无明显变形的

性质。（3 ）

16.掺入到水泥或混凝土中的人工或天然矿物此类称为混合材料。（√ ）

17.高铝水泥早期的水化热非常小，因此，施工时环境湿度越高越好。（3 ）

18.砂和石子构成混凝土的骨架，在混凝土中赋予拌合混凝土流动性。（3 ）

19.配合比设计的过程是一逐步满足混凝土的强度、工作性、耐久性、节约水泥等设计目标

的过程。（√ ）

20.砂浆的流动性也叫做稠度，是指在白重或外力作用下流动的性能。（√ ）

21.通常釉面砖不宜用于室内。（3 ）

22.屈服强度和抗拉强度之比能反映钢材的利用率和结构的安全可靠性。（√ ）

23.石油沥青的粘滞性大小与组分及温度无关。（3 ）

24.毛细孔主要影响材料的密度、强度等性能；粗大孔主要影响材料的吸水性、抗冻性等性

能。（3 ）

25.脆性材料力学性能的特点是抗压强度远小于抗拉强度，破坏时的极限应变值极大。

（3 ）

26.影响硅酸盐水泥凝结硬化最主要因素是水灰比，与环境的温度和湿度无关。（3 ）

27.袋装水泥储存3个月后，强度增加约20％～40％。（3 ）

28.当腐蚀作用比较强烈时，应在水泥制品表面加做保护层。（√ ）

29.影响混凝土强度的因素主要有水泥强度和水灰比，养护条件，龄期和施工质量。（√ ）

30.砂浆的粘结力与砖石的表面状态、洁净程度、湿润情况及施工养护条件等有关。（√ ）

31.加气混凝土砌块最适合用于温度长期高于80"C的建筑部位。（3 ）

32.钢筋焊接时，应尽量避免不同国家的进口钢筋之间或进口钢筋与国产钢筋之间的焊接。

（√ ）

33.黏稠石油沥青的针入度值越小，表明其黏度越小。（3 ）

34.粗大孔主要影响材料的密度、强度等性能；毛细孔主要影响材辑的暧水性。抗冻性等性

能。（√ ）

35.磨损率越大，材料的耐磨性越差。（√ ）

36.水泥熟料的矿物组成有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。（√ ）

37.水泥放热量大小及速度与水泥孰料的矿物组成和细度没有任何关系。（3 ）

38.掺活性混合材料的硅酸盐水泥的共性是密度较大，早期强度特别高。（3 ）

39.按胶凝材料不同，可分为特重混凝土、重混凝土、轻混凝土、特轻混凝土。（3 ）

40.影响混凝土拌合物工作性的因素主要有组成材料和环境条件，而与时间无关。（3 ）

41.拌合砂浆用水，应选用无有害杂质的洁净水来拌制砂浆。（√ ）

42.蒸压粉煤灰砖强度非常低，因此不得用于工业与民用建筑的基础、墙体。（3 ）

43.钢筋焊接之前，焊接部位应清除铁锈、熔渣、油污等。（√ ）

44.由于涂料涂刷后靠其中的液体成分形成涂膜，因此固体含量多少与成膜厚度及涂膜质量

无任何关系。（3 ）

45.钢材的耐久性，主要决定于其抗锈蚀性，而沥青的耐久性则主要取决于其大气稳定性和

湿度敏感性。（√ ）

46.生石灰吸湿性和保水性都非常差，绝对不能作为干燥剂使用。（3 ）

47.水泥的抗拉强度较高，一般是抗压强度的lO~20倍。（3 ）

48.普通硅酸盐水泥与硅酸盐水泥比较，早期硬化速度稍慢，强度略低。（√ ）

49.水、水泥、砂（细骨料）、石子（粗骨料）是普通混凝土的四种基本组成材料。（√ ）

50.常将工人破碎而成的石子称为卵石，而将天然形成的石子称为碎石。（3 ）

51.砌筑砂浆用砂宜选用细砂，砂越细越好。（3 ）

计算题

1、一块烧结砖，其尺寸符合要求(2403115353mm)，当烘干至恒重时为。2500g，吸水饱和后为2900g，将该砖磨细过筛，再烘干后取50g，用比重瓶测得其体积为18。5cm3。试求该砖的吸水率、密度、体积密度及孔隙率。

2.

简答题

1.材料的密度、体积的密度和堆积密度分别指的是什么？

答：（1）密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量：（2）体积密度是材料在自然状态下，单位体积的质量；（3）材料的堆积密度是指粉状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。

2. 水泥的细度指的是什么，水泥的细度对水泥的性质有什么影响?

答案:水泥的细度指水泥颗粒粗细的程度。水泥的细度越细，冻结硬化越快，强度（特别是早期强度）越高，收缩也增大。但水泥越细，越易吸收空气中水分而受潮形成絮凝团，反而会使水泥活性降低。此外，提高水泥的细度要增加粉磨时能耗，降低粉磨设备的生产率，增加成本。

3.什么是石子的连续级配，采用连续级配的石子对混凝土性能有哪些影响？

答：连续级配是石子的粒径从大到小连续分级，每一级都占适当的比例。用其配置的混凝土拌合物工作性好，不易发生离析，在工程中应用较多。但其缺点是，当最大粒径较大时，天然形成的连续级配往往与理论最佳值有偏差，且在运输、堆放过程中易发生离析，影响到级配的均匀合理性，水泥较费。

4.为什么工程上常以抗压强度作为砂浆的主要技术指标?

答案: 砂浆在砌体中主要起传递荷载的作用。试验证明：砂浆的粘结强度、耐久性均随抗压强度的增大而提高，即它们之间有一定的相关性，而且抗压强度的试验方法较为成熟，测试较为简单准确，所以工程上常以抗压强度作为砂浆的主要技术指标。

5-什么是材料的吸水性．影响材料吸水性的主要因素有哪些?

答：(1)材料的吸水性是指材料在水中吸收水分达饱和的能力。

(2)髟响材料的吸水性的主要因素有材料本身的化学组成、结构和构造状况，尤其是孔隙状况。一般来说，材料的亲水性越强，孔踪率越大，连通的毛细孔隙越多．其吸水率越大。

6. 影响硅酸盐系水泥凝结硬化的主要因素有哪些?

答：(1)水泥的熟料矿物组成及细度；

(2)水灰比；

(3)石膏的掺量；

(4)环境温度和湿度；

(5)龄期；

(6)外加剂的影响。

7. 建筑钢材哪些优缺点？

答：建筑钢材材质均匀，具有较高的强度、有良好的塑性和韧性、能承受冲击和震动荷载、可焊接或铆接、易于加工和装配，钢结构安全可靠、构件自重小，所以被广泛应用于建筑工程中。但钢材也存在易锈蚀及耐火差等缺点。

8. 亲水材料与憎水材料各指什么?

答：若润湿角θ≤90°，说明材料与水之间的作用力要大于水分子之间的作用力，故材料可被水浸润，称该种材料是亲水的。反之，当润湿角θ＞90°，说明材料与水之间的作用力要小于水分子之间的作用力，则材料不可被水浸润，称该种材料是憎水的。

9. 硅酸盐水泥的凝结时间、初凝时间：、终凝时间各指什么?

答：水泥从加水开始到失去流动性，即从可塑状态发展到固体状态所需要的时间称为凝结时间。凝结时间又分为初凝时间和终凝时间。初凝时间是指从水泥加水拌和时起到水泥浆开始失去塑性所需要的时间；终凝时间是指从水泥加水拌合时起到水泥浆完全失去可塑性，并开始具有强度的时间。

10. 、提高混凝土耐久性的措施有哪些? 118页

答：1.合理选择水泥品种；2.适当控制混凝土的水灰比及水泥用量，水灰比的大小是决定混凝土密实性的主要因素，它不但影响混凝土的强度，而且也严重影响其耐久性。保证足够的水泥用量，同样可以起到提高混凝土密实性和耐久性的作用。3.选用良好的砂、石骨料，并注意颗粒级配的改善；4.掺用引气剂或减水剂；5.严格控制混凝土施工质量，保证混凝土的均匀、密实。

11. 何谓屈强比，屈强比有何意义?

答：屈强比即屈服强度和抗拉强度之比。屈强比能反映钢材的利用率和结构的安全可靠性，屈强比愈小，反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大，因而结构的安全性愈高。但屈强比太小，则反映钢材不能有效地被利用，造成钢材浪费。

12. 石灰主要有哪些用途?

答：(1)粉刷墙壁和配制石灰砂浆或水泥混合砂浆； (2)配制灰土和三合土。熟石灰粉

可用来配制灰土和三合土；(3)生产无熟料水泥、硅酸盐制品和碳化石灰板。

13. 根据建筑部位的不同，如何选择抹面砂浆?

答：用于砖墙的底层抹灰，多用石灰砂浆；用于板条墙或板条顶棚的底层抹灰多用混合砂浆或石灰砂浆；混凝土墙、梁、柱、顶板等底层抹灰多用混合砂浆、麻刀石灰浆或纸筋石灰浆。在容易碰撞或潮湿的地方，应采用水泥砂浆。如墙裙、踢脚板、地面、雨棚、窗台以及水池、水井等处一般多用1：2．5的水泥砂浆。

14. 釉面砖为什么不宜用于室外

答：因釉面砖为多孔精陶坯体，吸水率被大，吸水后将产生湿胀，而其表面釉层的湿胀性很小，因此如果用手室外，经常受到大气温、湿度影响及日晒雨淋作用，当砖坯体产生的湿胀应力超过了釉层本身酌抗拉强度时，就会导敦釉层爱生裂玟我剥落，严重影响建筑物的饰面效果。

15. 何谓普通硅酸盐水泥，其与硅酸盐水泥比较其应用性质有何异同?

答：凡由硅酸盐水泥熟料、6％～15％混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥。

答：普通硅酸水泥中掺人混合材料的量较少，其矿物组成的比例仍在硅酸盐水泥的范围内，所以其性能应用范围与同强度等级的硅酸盐水泥相近。与硅酸盐水泥比较，早期硬化速度稍慢，强度略低；抗冻性、耐磨性及抗碳化性能稍差；耐腐蚀性稍好，水化热略低。

16. 碳元素对钢材性能的影响如何?

答：碳是决定钢材性质的主要元素。钢材随含碳量的增加，强度和硬度相应提高，而塑性和韧性相应降低。当含量超过1%时；钢材的极限强度开始下降。此外，含碳量过高还会增加钢的冷脆性和时效敏感性，降低抗腐蚀仕和可焊性。

建筑材料（A）复习资料（建筑专）

重点、难点问题解答1

第1章绪论

1. 建筑材料在建筑工程中的作用。

首先，建筑材料是建筑工程的物质基础。

其二，建筑材料的发展赋予了建筑物以时代的特性和风格。

其三，建筑设计理论不断进步和施工技术的革新不但受到建筑材料发展的制约，同时亦受到其发展的推动。其四，建筑材料的正确、节约、合理的运用直接影响到建筑工程的造价和投资。

第2章

1.建筑材料的微观结构。

建筑材料的微观结构主要有晶体、玻璃体和胶体等形式。

晶体的微观结构特点是组成物质的微观粒子在空间的排列有确定的几何位置关系。玻璃体微观结构的特点是组成物质的微观粒子在空间的排列呈无序浑沌状态。胶体是建筑材料中常见的一种微观结构形式，通常是由极细微的固体颗粒均匀分布在液体中所形成。

2.晶体、玻璃体和胶体等形式结构物质的各自特点。

晶体结构的物质具有强度高、硬度较大、有确定的熔点、力学性质各向异性的共性。玻璃体结构的材料具有化学活性高、无确定的熔点、力学性质各向同性的特点。胶体与晶体、玻璃体最大的不同点是可呈分散相和网状结构两种结构形式，分别称为溶胶和凝胶。溶胶失水后成为具有一定强度的凝胶结构，可以把材料中的晶体或其他固体颗粒粘结为整体。

3.建筑材料构造形式以及各自的特点。

致密状构造。该构造完全没有或基本没有孔隙。具有该种构造的材料一般密度较大，导热性较高。

多孔状构造。该种构造具有较多的孔隙，孔隙直径较大（mm级以上）。该种构造的材料一般都为轻质材料，具有较好的保温隔热性和隔音吸声性能，同时具有较高的吸水性。

微孔状构造。该种构造具有众多直径微小的孔隙，该种构造的材料通常密度和导热系数较小，有良好的隔音吸声性能和吸水性，抗渗性较差。

颗粒状构造。该种构造为固体颗粒的聚集体，如石子、砂和蛭石等。该种构造的材料可由胶凝材料粘结为整体，也可单独以填充状态使用。该种构造的材料性质因材质不同相差较大。

纤维状构造。该种构造通常呈力学各向异性，其性质与纤维走向有关，一般具有较好的保温和吸声性能。层状构造。该种构造形式最适合于制造复合材料，可以综合各层材料的性能优势，其性能往往呈各向异性。

4.材料的孔隙状况。单2

材料的孔隙状况由孔隙率、孔隙连通性和孔隙直径三个指标来说明。

孔隙率是指孔隙在材料体积中所占的比例。一般孔隙率越大，材料的密度越小、强度越低、保温隔热性越好、吸声隔音能力越高。

孔隙按其连通性可分为连通孔和封闭孔。连通孔是指孔隙之间、孔隙和外界之间都连通的孔隙（如木材、矿渣）；封闭孔是指孔隙之间、孔隙和外界之间都不连通的孔隙（如发泡聚苯乙烯、陶粒）；界于两者之间的称为半连通孔或半封闭孔。一般情况下，连通孔对材料的吸水性、吸声性影响较大，而封闭孔对材料的保温隔热性能影响较大。

孔隙按其直径的大小可分为粗大孔、毛细孔、极细微孔三类。粗大孔指直径大于mm级的孔隙，其主要影响材料的密度、强度等性能。毛细孔是指直径在μm~mm级的孔隙，这类孔隙对水具有强烈的毛细作用，主要影响材料的吸水性、抗冻性等性能。极细微孔的直径在μm以下，其直径微小，对材料的性能反而影响不大。

5.材料的密度、表观密度、体积密度和堆积密度。33题

密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。

表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的干质量。

材料的体积密度是材料在自然状态下，单位体积的质量。

材料的堆积密度是指粉状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。

6.材料的密实度、孔隙率、填充率、空隙率

密实度是指材料的体积内，被固体物质充满的程度。

孔隙率是指在材料的体积内，孔隙体积所占的比例。

填充率是指散粒状材料在其堆积体积中，被颗粒实体体积填充的程度。

空隙率是指散粒材料的堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的比例。

7. 材料与水有关的性质

材料与水之间的作用力要大于水分子之间的作用力，故材料可被水浸润，称该种材料是亲水的。反之，当润湿角θ＞90°，说明材料与水之间的作用力要小于水分子之间的作用力，则材料不可被水浸润，称该种材料是憎水的。

材料的吸水性是指材料在水中吸收水分达饱和的能力。

材料的吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的能力。

耐水性是指材料在长期饱和水的作用下，不破坏、强度也不显著降低的性质。

抗渗性是指材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质。

抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，抵抗多次冻融循环，不破坏、强度也不显著降低的性质。

8.材料与热有关的性质

导热性是指材料传导热量的能力。

材料受热时吸收热量,冷却时放出热量的性质称为热容。

耐燃性是指材料在火焰和高温作用下可否燃烧的性质。

耐火性是材料在火焰和高温作用下，保持其不破坏、性能不明显下降的能力。

9.材料的导热系数相关主要因素

（1）材料的化学组成和物理结构：一般金属材料的导热系数要大于非金属材料，无机材料的导热系数大于有机材料，晶体结构材料的导热系数大于玻璃体或胶体结构的材料。

（2）孔隙状况：因空气的λ仅0.024W/（m2K），且材料的热传导方式主要是对流，故材料的孔隙率越高、闭口孔隙越多、孔隙直径越小，则导热系数越小。

（3）环境的温湿度：因空气、水、冰的导热系数依次加大（见表2-2），故保温材料在受潮、受冻后，导热系数可加大近100倍。因此，保温材料使用过程中一定要注意防潮防冻。

10.材料的力学性质单4

材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为强度。

比强度是指材料的强度与其体积密度之比，是衡量材料轻质高强性能的指标。

弹性是指材料在外力作用下发生变形，当外力解除后，能完全恢复到变形前形状的性质，这种变形称为弹性变形或可恢复变形。

塑性是指材料在外力作用下发生变形，当外力解除后，不能完全恢复原来形状的性质。这种变形称为塑性变形或不可恢复变形。

在冲击、震动荷载作用下，材料可吸收较大的能量产生一定的变形而不破坏的性质称为韧性或冲击韧性。脆性是指当外力达到一定限度时，材料发生无先兆的突然破坏，且破坏时无明显塑性变形的性质。

硬度是指材料表面耐较硬物体刻划或压入而产生塑性变形的能力。

试件受磨表面积之商。

建筑材料除应满足各项物理、力学的功能要求外，还必须经久耐用，反映这一要求的即耐久性。

11. 影响强度试验的结果因素

在进行材料强度试验时,我们发现以下因素往往会影响强度试验的结果：

（1）试件的形状和大小：一般情况下，大试件的强度往往小于小试件的强度。棱柱体试件的强度要小于同样尺度的正立方体试件的强度。

（2）加荷速度：强度试验时，加荷速度越快，所测强度值越高。

（3）温度：一般情况，试件温度越高，所测强度值越低。但钢材在温度下降到某一负温时，其强度值会突然下降很多。

（4）含水状况：含水试件的强度较干燥的试件为低。

（5）表面状况：作抗压试验时，承压板与试件间磨擦越小，所测强度值越低。

12.材料的强度等级

强度等级是材料按强度的分级，如硅酸盐水泥按7d、28的抗压、抗折强度值划分为42.5、52.5、62.5等强度等级。强度等级是人为划分的，是不连续的，根据强度划分强度等级时，规定的各项指标都合格，才能定为某强度等级，否则就要降低级别。而强度具有客观性和随机性，其试验值往往是连续分布的。强度等级与强度间的关系，可简单表述为“强度等级来源于强度，但不等同于强度”。

13. 影响材料耐久性的外部作用因素

影响材料耐久性的外部作用因素是多种多样的。环境的干湿、温度及冻融变化等物理作用会引起材料的体积胀缩，周而复使会使材料变形、开裂甚至破坏。材料长期与酸、碱、盐或其他有害气体接触，会发生腐蚀、碳化、老化等化学作用而逐渐丧失使用功能。木材等天然纤维材料会由于自然界中的虫、菌的长期生物作用而产生腐朽、虫蛀，进而造成严重破坏。

14. 影响材料耐久性有关的内部因素

与材料耐久性有关的内部因素，主要是材料的化学组成、结构和构造的特点。当材料含有易与其他外部介质发生化学反应的成分时，就会造成因其抗渗性和耐腐蚀能力差而引起的破坏。如玻璃因其玻璃体结构所呈出的导热性较小，而弹性模量又很大的原因，使其极不耐温度剧变作用。材料含有较多的开口孔隙，会加快外部侵蚀性介质对材料的有害作用，而使其耐久性急剧下降。

15.建筑材料密度试验步骤

（1）将无水煤油注入李氏瓶中直至0-1mL刻度范围间，盖上瓶塞放入恒温水槽内，在20℃时使刻度部分浸入水中恒温30min，记下第一次读数V1（mL）。

（2）从恒温水槽中取出李氏瓶，用滤纸将李氏瓶细长颈内没有煤油的部分擦拭干净。

（3）称取水泥试样60g（m），精确至0.01g。用小匙将水泥样品装入李氏瓶中，反复摇动至没有气泡排出。再次将李氏瓶置于恒温水槽中恒温30min，记下第二次读数V2（mL）。

两次读数时恒温水槽温度差不大于0.2℃

16. 砂的表观密度试验试验步骤

称取烘干的试样300g（m0），将试样装入容量瓶中，注入冷开水至接近500mL的刻度。摇转容量瓶，使试样在水中充分搅动以排除气泡，塞紧瓶塞，静置24h。然后用滴管添水，使水面与瓶颈刻度线平齐，再塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其质量（m1）。倒出瓶内的水

和试样，洗净容量瓶，再向瓶内注入冷开水至瓶颈刻度线，塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其质量（m2）。17. 石子的表观密度试验试验步骤

将试样浸水饱和，装入广口瓶中。注入饮用水，用玻璃片覆盖瓶口，以上下左右摇晃的方法排除气泡。气泡排尽后，向瓶中添加饮用水，直到水面凸出瓶口边缘。然后用玻璃片沿瓶口迅速滑行，使其紧贴瓶口水面。擦干瓶外水分后，称出试样、水、瓶和玻璃片的总质量m1。将瓶中试样倒入浅盘中，放入(105±5)℃的烘箱中烘干至恒量，待冷却至室温后称其质量m0。将瓶洗净并重新注入饮用水，用玻璃片紧贴瓶口水面，擦干瓶外水分后，称出水、瓶和玻璃片总质量m2。

18. 体积密度试验试验步骤

(1)几何形状规则的材料

用游标卡尺量出试样尺寸，计算出试样的体积V0。用天平称量出试样的质量m。

(2)几何形状不规则的材料——此类材料体积密度的测试采用“排液法”。

用天平称量出试样的质量m。对试样的表面进行蜡封：将试件置于熔融的石蜡中，(1～2)s后取出，使试样表面沾上一层蜡膜，以防水分渗入试件。将开口孔隙封闭后，称出蜡封试样在空气中的质量m1。称出蜡封试样在水中的质量m2。

19.砂的堆积密度试验步骤

（1）松散堆积密度：取试样一份，用漏斗或料勺，将其从容量筒中心上方50mm处徐徐倒入，让试样以自由落体落下，当容量筒上部试样呈堆体，且容量筒四周溢满时，即停止加料。用直尺将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平，称取试样和容量筒总质量m2，精确至1g（下同）。倒出试样，称取空容量筒质量m1。

（2）紧密堆积密度：取试样一份，分两层装入容量筒。装完一层后，在筒底垫放一根直径为10mm的圆钢，

的方向应与第一层放置方向垂直）。两层装完并颠实后，再加试样直至超出容量筒筒口，然后用直尺将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平，称其质量m 2。

20.石子的堆积密度试验步骤

（1）松散堆积密度：取试样一份，置于平整干净的地板（或铁板）上，用平头铁锹铲起试样，使其自由落入容量筒内，此时，从铁锹的齐口至容量筒上口的距离应保持为50mm左右，装满容量筒并除去凸出筒口表面的颗粒，并以合适的颗粒填入凹陷空隙，使表面稍凸起部分和凹陷部分的体积大致相等，称取试样和容量筒总质量m2。

（2）紧密堆积密度：将试样一份分三层装入容量筒，装完一层后，在筒底垫放一根直径为16mm的圆钢（第二层时钢筋放置方向与第一层垂直，第三层与第二层垂直），将筒按住，左右交替颠击底面各25下。待三层装填完毕后，加料直到试样超出容量筒口，用钢筋沿筒口边缘滚转，刮下高出筒口的颗粒，用合适的颗粒填平凹处，使表面稍凸起部分和凹陷部分的体积大致相等，称取试样和容量筒总量m2。

（3）称取容量筒质量m1。

第3章建筑石材

1.岩石的成因分类

（1）按岩石的成因分类：自然界的岩石以其成因可分为三类：由地球内部的岩浆上升到地表附近或喷出地表，冷却凝结而成的岩石称为岩浆岩；由岩石风化后再经搬运、沉积、胶结而成的岩石称为沉积岩；岩石在温度、压力作用或化学作用下变质再结晶而成的新岩石称为变质岩。

（2）按岩石形状分类：石材用于建筑工程可分为砌筑和装饰两方面。砌筑用石材分为毛石和料石。装饰用石材主要为板材。

2. 岩石的物理性质

表观密度：造岩矿物的密度约为2.6-3.3 g/ cm3。由于岩石中存在孔隙，因此除轻石软质凝灰岩外，其余岩石的表观密度为2-3g/ cm3。

硬度：岩石的硬度大，它的强度也高，其耐磨性和抗刻化性也好，其磨光后有良好的镜面效果。

3.岩石的风化

岩石的物理风化，岩石的风化分为物理风化和化学风化。物理风化是当岩石温度发生明显变化产生不均匀的热胀冷缩或受干、湿循环的影响，使其发生长期反复胀缩而产生微细裂纹。在寒冷地区，渗入岩石缝隙中的水还会因结冰而体积增大，加剧了岩石的开裂进而导致其风化剥落，最后造成岩石破坏的现象。

4. 岩石的力学性质

岩石的抗压强度很大，而抗拉强度却很小，后者约为前者的1/10—1/20，是典型的脆性材料。这是岩石区别于钢材和木材的主要特征之一，也是限制石材作为结构材料使用的主要原因。

岩石的抗压强度取决于其母岩的抗压强度，它是以三个边长为70mm的立方体试块的抗压强度的平均值表示。根据抗压强度的大小，石材共分九个强度等级：MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15、MU10。

岩石的矿物组成对其的抗压强度有一定的影响。组成花岗岩的主要矿物成分中石英是很坚硬的矿物，其含量越高，花岗岩的强度也越高；而云母为片状矿物，易于分裂成柔软的薄片。因此，若云母含量越多，则其强度越低。沉积岩的抗压强度与胶结物成分有关，由硅质物质胶结的沉积岩其抗压强度较大，石灰石物质胶结的，强度次之，粘土物质胶结的，抗压强度最小。

岩石的结构与构造特征对石材的抗压强度也有很大的影响。结晶质石材的强度较玻璃质的高；等粒结构的石材较斑状结构的高，构造致密的强度较疏松多孔的高。

5. 常用的建筑石材

毛石（又称片石或块石）是由爆破直接获得的石块。

料石（又称条石）系由人工或机械开采出的较规则的六面体石块，略经加工凿琢而成。

建筑装饰工程上所指的花岗石是指以花岗岩为代表的一类装饰石材，包括各类以石英、长石为主要的组成矿物，并含有少量云母和暗色矿物的岩浆岩和花岗质的变质岩。

建筑装饰工程上所指的大理石是广义的，除指大理岩外，还泛指具有装饰功能，可以磨平、抛光的各种碳酸盐岩和与其有关的变质岩。

6．天然花岗岩和大理石

建筑装饰工程上所指的花岗石是指以花岗岩为代表的一类装饰石材，包括各类以石英、长石为主要的组成矿物，并含有少量云母和暗色矿物的岩浆岩和花岗质的变质岩，如花岗岩、辉绿岩、辉长岩、玄武岩、橄榄岩等。从外观特征看，花岗石常呈整体均粒状结构，称为花岗结构。

花岗石构造致密、强度高、密度大、吸水率极低、质地坚硬、耐磨，属酸性硬石材。

建筑装饰工程上所指的大理石是广义的，除指大理岩外，还泛指具有装饰功能，可以磨平、抛光的各种碳酸盐岩和与其有关的变质岩。如石灰岩、白云岩、钙质砂岩等。主要成分为碳酸盐矿物。

大理石质地较密实、抗压强度较高、吸水率低、质地较软，属碱性中硬石材。天然大理石易加工、开光性好，常被制成抛光板材，其色调丰富、材质细腻、极富装饰性。

7．人造饰面石材

经成型、固化、表面处理而成的一种人造材料。它一般具有重量轻、强度大、厚度薄、色泽鲜艳、花色繁多、装饰性好、耐腐蚀、耐污染、便于施工、价格较低的特点。按照所用材料和制造工艺的不同，可把人造饰面石材分为水泥型人造石材、聚酯型人造石材、复合型人造石材、烧结型人造石材和微晶玻璃型人造石材几类。其中聚酯型人造石材和微晶玻璃型人造石材是目前应用较多的品种。

第4章气硬性胶凝材料

1．石灰的品种

石灰是将以碳酸钙（CaCO3）为主要成分的岩石（如石灰岩、贝壳石灰岩等）经适当煅烧、分解、排出二氧化碳（CO2）而制得的块状材料，其主要成分为氧化钙（CaO），其次为氧化镁（MgO）。根据生石灰中氧化镁含量的不同，生石灰分为钙质生石灰和镁质生石灰。钙质生石灰中的氧化镁含量小于5%；镁质生石灰的氧化镁含量为5—24%。

建筑用石灰有：生石灰（块灰），生石灰粉，熟石灰粉（又称建筑消石灰粉、消解石灰粉、水化石灰）和石灰膏等几种形态。

2．生石灰熟化的方法

生石灰熟化的方法有淋灰法和化灰法。淋灰法就是在生石灰中均匀加入70%左右的水（理论值为31.2%）便可得到颗粒细小、分散的熟石灰粉。工地上调制熟石灰粉时，每堆放半米高的生石灰块，淋60-80%的水，再堆放再淋，使之成粉且不结块为止。目前多用机械方法将生石灰熟化为熟石灰粉。化灰法是在生石灰中加入适量的水（约为块灰质量的2.5-3倍）,得到的浆体称为石灰乳,石灰乳沉淀后除去表层多余水分后得到的膏状物称为石灰膏。

3．石灰浆的硬化类别

干燥硬化：浆体中大量水分向外蒸发，使浆体中形成大量彼此相通的孔隙，尚留于孔隙内的自由水由于水的表面张力产生毛细管压力，使石灰粒子更加紧密，因而获得强度。

结晶硬化：浆体中高度分散的胶体粒子，为粒子间的扩散水层所隔开，当水分逐渐减少，扩散水层逐渐减薄，因而胶体粒子在分子力的作用下互相粘结，形成凝聚结构的空间网，从而获得强度。

碳酸化硬化：浆体从空气中吸收CO2气体，形成不溶解于水的碳酸钙。这个过程称为浆体的碳酸化（简称碳化）。

4．石灰的技术性质

（1）良好的保水性：生石灰熟化为石灰浆时，氢氧化钙粒子呈胶体分散状态。其颗粒极细，直径约为1μm，颗粒表面吸附一层较厚的水膜。由于粒子数量很多，其总表面积很大，这是它保水性良好的主要原因。利用这一性质，将其掺入水泥砂浆中，配合成混合砂浆，克服了水泥砂浆容易泌水的缺点。

（２）凝结硬化慢、强度低：由于空气中的CO2含量低，而且碳化后形成的碳酸钙硬壳阻止CO2向内部渗透，也阻止水分向外蒸发，结果使CaCO3和Ca(OH)2结晶体生成量少且缓慢，已硬化的石灰强度很低。1：3的石灰砂浆，28天的强度只有0.2-0.5MPa。

（３）吸湿性强：生石灰吸湿性强，保水性好，是传统的干燥剂。

（4）体积收缩大：石灰浆体凝结硬化过程中，蒸发大量水分，由于毛细管失水收缩，引起体积收缩。其收缩变形会使制品开裂。因此石灰不宜单独用来制作建筑构件及制品。

（5）耐水性差：若石灰浆体尚未硬化之前，就处于潮湿环境中，由于石灰中水分不能蒸发出去，则其硬化停止；若是已硬化的石灰，长期受潮或受水浸泡，则由于Ca(OH)2可溶于水，会使已硬化的石灰溃散。因此，石灰胶凝材料不宜用于潮湿环境及易受水浸泡的部位。

（6）化学稳定性差：石灰是碱性材料，与酸性物质接触时，易发生化学反应，生成新物质。此外，石灰及含石灰的材料长期处在潮湿空气中，容易发生碳化生成碳酸钙。

5．石灰的应用

（1）粉刷墙壁和配制石灰砂浆或水泥混合砂浆。（2）配制灰土和三合土。

（3）生产无熟料水泥、硅酸盐制品和碳化石灰板。

6．建筑石膏及其种类单7

建筑石膏是一种以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。石膏及其制品具有轻质、高强、隔热、阻火、吸音、形体饱满、容易加工等一系列优良性能，是室内装饰工程常用的装饰材料。建筑装饰工程中常用的石膏品种有建筑石膏、模型石膏、高强石膏和粉刷石膏。

7．建筑石膏的凝结硬化的微观机理

半水石膏遇水后发生溶解，并生成不稳定的过饱合溶液，溶液中的半水石膏经过水化成为二水石膏。由于二水石膏在水中的溶解度（20℃为2.05g/l ）较半水石膏的溶解度（20℃为8.16g/l ）小得多,所以二水石膏溶液会很快达到过饱合,因此很快析出胶体微粒并且不断转变为晶体。由于二水石膏的析出便破坏了原来半水石膏溶解的平衡状态，这时半水石膏会进一步溶解，以补偿二水石膏析晶而在液相中减少的硫酸钙含量。如此不断地进行半水石膏的溶解和二水石膏的析出，直到半水石膏完全水化为止。与此同时由于浆体中自由水因水化和蒸发逐渐减少，浆体变稠，失去塑性。以后水化物晶体继续增长，直至完全干燥，强度发展到最大值，完成硬化过程。

8．与石灰等胶凝材料相比，石膏的性质特点

自然干燥条件下，约1周时间可完全硬化。为施工方便，常掺加适量缓凝剂，如硼砂、纸浆废液、骨胶、皮胶等。

（2）孔隙率高，表观密度小，保温、吸声性能好。建筑石膏水化反应的理论需水量仅为其质量的18.6%，但施工中为了保证浆体有必要的流动性，其加水量常达60-80%，多余水分蒸发后，将形成大量孔隙，硬化体的孔隙率可达50-60%。由于硬化体的多孔结构特点，而使建筑石膏制品具有表观密度小、质轻，保温隔热性能好和吸声性强等优点。

（3）具有一定的调湿性。由于多孔结构的特点，石膏制品的热容量大、吸湿性强，当室内温湿度变化时，由于制品的“呼吸”作用，可使环境温度、湿度能得到一定的调节而保持恒定。

（4）耐水性、抗冻性差。石膏是气硬性胶凝材料，吸水性大，长期在潮湿环境中，其晶体粒子间的结合力会削弱，直至溶解，因此不耐水、不抗冻。

（5）凝固时体积微膨胀。建筑石膏在凝结硬化时具有微膨胀性，其体积膨胀率为0.05-0.15%。这种特性可使成型的石膏制品表面光滑、轮廓清晰，线角饱满，尺寸准确。干燥时不产生收缩裂缝。

（6）防火但不耐火。二水石膏遇火后，结晶水蒸发，形成蒸汽幕，可阻止火势蔓延起到防火作用。但建筑石膏不耐火，长时间经受高温，二水石膏会脱水分解形成无水硫酸钙，强度降低甚至丧失。

9．石膏的应用

（1）室内抹灰及粉刷

将建筑石膏加水调成浆体，可用作室内粉刷材料。

将建筑石膏加水、砂拌合成石膏砂浆，可用于室内抹灰。石膏砂浆隔热保温性能好，热容量大，吸湿性大，因此能够调节室内温、湿度，使其经常保持均衡状态，给人以舒适感。粉刷后的墙面表面光滑、细腻、洁白美观。这种抹灰墙面还具有绝热、阻火、吸音以及施工方便、凝结硬化快、粘结牢固等特点，为室内高级粉刷和抹灰材料。石膏抹灰的墙面及天棚，可以直接涂刷油漆或粘贴墙纸。

（2）建筑装饰制品

以模型石膏为主要原料，掺加少量纤维增强材料和胶料，加水搅拌成石膏浆体。将浆体注入各种各样的金属（或玻璃）模具中，就获得了花样、形状不同的石膏装饰制品。如平板、多孔板、花纹板、浮雕板等。石膏装饰板具有色彩鲜艳、品种多样、造型美观、施工方便等优点。是室内墙面和顶棚常用的装饰制品。（3）石膏板

近年来随着框架轻板结构的发展，石膏板的生产和应用也迅速地发展起来。石膏板具有轻质、隔热保温、吸音、不燃以及施工方便等性能。还具有原料来源广泛，燃料消耗低，设备简单，生产周期短等优点。常见的石膏板主要有纸面石膏板、纤维石膏板和空心石膏板。另外新型石膏板材不断涌现。

10．水玻璃的性质

（1）强度高

水玻璃硬化后具有较高的粘结强度、抗拉强度和抗压强度。水玻璃硬化后的强度与水玻璃模数、密度、固化剂用量及细度，以及填料、砂和石的用量及配合比等因素有关，同时还与配制、养护、酸化处理等施工质量有关。

（2）耐酸性高

硬化后的水玻璃，其主要成分为SiO2，所以它的耐酸性能很高。尢其是在强氧化性酸中具有较高的化学稳定性，但水玻璃类材料不耐碱性介质的侵蚀。

（3）耐热性好

水玻璃硬化形成SiO2空间网状骨架，因此具有良好的耐热性能。若以镁质耐火材料为骨料配制水玻璃混凝土,其使用温度可达1100℃。

11．水玻璃的应用

（1）涂刷材料表面，浸渍多孔性材料，加固地基

以水玻璃涂刷石材表面，可提高其抗风化能力，提高建筑物的耐久性。以密度为1.35g/cm3的水玻璃浸渍或多次涂刷粘土质砖、水泥混凝土等多孔材料，可以提高材料的密实度和强度，其抗渗性和耐水展性均有提高。但需要注意，切不可用水玻璃处理石膏制品。因为含CaSO4的材料与水玻璃生成Na2SO4，具有结晶膨胀性，会使材料受结晶膨胀作用而破坏。以模数2.5-3的水玻璃和氯化钙溶液一起灌入土壤中,生成的硅酸凝胶在潮湿环境下,因吸收土壤中水分而处于膨胀状态,使土壤固结,地基抗渗性得到提高。

（2）配制防水剂

以水玻璃为基料，加入二种或四种矾的水溶液，称为二矾或四矾防水剂。这种防水剂可以掺入硅酸盐水泥砂浆或混凝土中，以提高砂浆或混凝土的密实性和凝结硬化速度。四矾防水剂凝结速度快，一般不超过1min，适用于堵塞漏洞、缝隙等抢修工程。

（3）水玻璃混凝土

以水玻璃为胶结材料，以氟硅酸钠为固化剂，掺入铸石粉等粉状填料和砂、石骨料，经混合搅拌、振捣成型、干燥养护及酸化处理等加工而成的复合材料叫水玻璃混凝土。若采用的填料和骨料为耐酸材料，则称为水玻璃耐酸混凝土；若选用耐热的砂、石骨料时，则称为水玻璃耐热混凝土。

重点、难点2

1．硅酸盐的概念和种类

通用硅酸盐水泥是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。其包括硅酸盐水泥、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。2．水泥的组成材料

通用硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料、石膏和混合材料等材料组成。

（1）硅酸盐水泥熟料

硅酸盐水泥熟料是由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按适当比例磨成细粉成为生料，再将生料送入水泥窑（立窑或回转窑）中进行高温煅烧（约1450℃），烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。其中硅酸钙矿物不小于66%，氧化钙和氧化硅的质量比不小于2.0。

（2）石膏

石膏是通用硅酸盐水泥中的重要组成部分，其主要作用是调节水泥的凝结时间，如天然二水石膏、硬石膏、混合石膏）以及工业副产石膏（以硫酸钙为主要成分的工业副产品，如磷石膏、氟石膏、硼石膏、盐石膏等）。

（3）混合材料

混合材料也是通用硅酸盐水泥中经常采用的重要组成材料，主要是指为改善水泥性能，调节水泥强度等级而加入到水泥中的矿物质材料。根据其性能分为活性混合材料与非活性混合材料。

3．活性材料作用及其种类

活性混合材料是指具有火山灰性或潜在的水硬性，或兼有火山灰性和水硬性的矿物质材料，其绝大多数为工业废料或天然矿物，应用时不需再经煅烧。活性混合材料的主要作用是改善水泥的某些性能、扩大水泥强度等级范围、降低水化热、增加产量和降低成本的作用。

活性混合材料的种类有：粒化高炉矿渣与粒化高炉矿渣粉、火山灰质混合材料、粉煤灰等。

4．非活性混合材料

非活性混合材料是指在水泥中主要起填充作用，而对水泥的基本物理化学性能无影响的矿物质材料。其在常温下不能与氢氧化钙和水发生反应或反应甚微，也不能产生凝结硬化，它掺在水泥中的主要作用是：扩大水泥强度等级范围、降低水化热、增加产量、降低成本等。常用的非活性混合材料主要有石灰石（Al2O3≤2.5%）、砂岩以及不符合质量标准的活性混合材料等。

5．水泥的化学指标

不溶物是指水泥经酸和碱处理后，不能被溶解的残余物。它是水泥中非活性组分的反映，主要由生料、混合材和石膏中的杂质产生。

烧失量是指水泥经高温灼烧以后的质量损失率，主要由水泥中未煅烧组分产生，如未烧透的生料、石膏带入的杂质、掺合料及存放过程中的风化物等。当样品在高温下灼烧时，会发生氧化、还原、分解及化合等一系列反应并放出气体。

6．水泥的物理指标及对性能的影响34题

细度，水泥细度是指水泥颗粒粗细的程度。

水泥与水的反应从水泥颗粒表面开始，逐渐深入到颗粒内部。水泥颗粒越细，其比表面积越大，与水的接触面积越多，水化反应进行的越快和越充分。因此水泥的细度对水泥的性质有很大影响。通常水泥越细，凝结硬化越快，强度（特别是早期强度）越高，收缩也增大。但水泥越细，越易吸收空气中水分而受潮形成絮凝团，反而会使水泥活性降低。此外，提高水泥的细度要增加粉磨时的能耗，降低粉磨设备的生产率，增加成本。

凝结时间

水泥从加水开始到失去流动性，即从可塑性状态发展到固体状态所需要的时间称为凝结时间。凝结时间又分为初凝和终凝。初凝时间是指从水泥加水拌和起到水泥浆开始失去塑性所需的时间；终凝时间为从水泥加水拌和时起到水泥浆完全失去可塑性，并开始具有强度的时间。

水泥凝结时间的测定是以标准稠度的水泥净浆，在规定的温湿度条件下，用凝结时间测定仪来测定（见水泥试验）。

规定水泥的凝结时间，在施工中有重要意义。初凝时间不宜过早是为了有足够的时间对混凝土进行搅拌、运输、浇注和振捣；终凝时间不宜过长是为了使混凝土尽快硬化，产生强度，以便尽快拆去模板，提高模板周转率。

安定性

水泥凝结硬化过程中，体积变化是否均匀适当的性质称为安定性。一般来说，硅酸盐水泥在凝结硬化过程中体积略有收缩，这些收缩绝大部分是在硬化之前完成的，因此水泥石（包括混凝土和砂浆）的体积变化比较均匀适当，即安定性良好。如果水泥中某些成分的化学反应不能在硬化前完成而在硬化后进行，并伴随体积不均匀的变化，便会在已硬化的水泥石内部产生内应力，达到一定程度时会使水泥石开裂，从而引起工程质量事故，即安定性不良。

水泥安定性不良，一般是由于熟料中所含游离氧化钙、游离氧化镁过多或掺入的石膏过多等原因所造成的。熟料中所含的游离CaO和游离MgO均属过烧物质，水化速度很慢，在已硬化的水泥石中继续与水反应，在水泥石中产生膨胀应力，降低水泥石强度，严重时会造成结构开裂和崩溃。

水泥作为胶凝胶材料，强度是它最重要的性质之一，也是划分强度等级的依据。

水泥强度一般是指水泥胶砂试件单位面积上所能承受的最大外力，根据外力作用方式的不同，把水泥强度分为抗压强度、抗折强度、抗拉强度等，这些强度之间既有内在的联系又有很大的区别。水泥的抗压强度最高，一般是抗拉强度的10~20倍，实际建筑结构中主要是利用水泥的抗压强度较高的特点。

硅酸盐水泥的强度主要取决于四种熟料矿物的比例和水泥细度，此外还和试验方法、试验条件、养护龄期有关。

水化热

水泥在水化过程中所放出的热量，称为水泥的水化热。大部分的水化热是在水化初期（3~7d内）放出的，以后则逐步减少。水泥放热量大小及速度与水泥熟料的矿物组成和细度有关。

硅酸盐水泥水化热很大，冬季施工时，水化热有利于水泥的正常凝结硬化。但对于大体积混凝土工程，如大型基础、大坝、桥墩等，水化热是有害因素。由于混凝土本身是热的不良导体，积聚在内部的水化热不易散出，常使内部温度高达50℃~60℃。由于混凝土表面散热很快，内外温差引起的应力，可使混凝土产生裂缝。所以，水化热是大体积混凝土施工时必须要考虑的问题。水化热还容易在水泥混凝土结构中引起微裂缝，影响混凝土结构的完整性和耐久性。因此大体积混凝土中一般要严格控制水泥的水化热。

7．水泥运输和保管时注意事项

水泥在运输和保管时，不得混入杂物。不同品种、强度等级及出厂日期的水泥，应分别储存，并加以标志，不得混杂。散装水泥应分库存放。袋装水泥堆放时应考虑防水防潮，堆置高度一般不超过10袋，每平方米可堆放1t左右。使用时应考虑先存先用的原则。存放期一般不应超过三个月。即使在储存良好的条件下，因为水泥会吸收空气中的水分缓慢水化而散失强度。袋装水泥储存3个月后，强度约降低10%~20%；6个月后，约降低15%~30%；1年后约降低25%~40%。

8．水泥的质量验收

交货时水泥的质量验收可抽取实物试样以其检验结果为依据，也可以生产者同编号水泥的检验报告为依据。采取何种方法验收由买卖双方商定，并在合同或协议中注明。卖方有告知买方验收方法的责任。当无书面合同或协议，或未在合同、协议中注明验收方法的，卖方应在发货票上注明“以本厂同编号水泥的检验报告为验收依据”字样。以抽取实物试样的检验结果为验收依据时，买卖双方应在发货前或交货地共同取样和签封。取样数量为20kg，缩分为二等份。一份由卖方保存40d，一份由买方按本标准规定的项目和方法

进行检验。

在40d以内，买方检验认为产品质量不符合标准规定要求，而卖方又有异议时，则双方应将卖方保存的另一份试样送省级或省级以上国家认可的水泥质量监督检验机构进行仲裁检验。水泥安定性仲裁检验时，应在取样之日起10d以内完成。以生产者同编号水泥的检验报告为验收依据时，在发货前或交货时买方在同编号水泥中取样，双方共同签封后由卖方保存90d，或认可卖方自行取样、签封并保存90d的同编号水泥的封存样。

在90d内，买方对水泥质量有疑问时，则买卖双方应将共同认可的试样送省级或省级以上国家认可的水泥质量监督检验机构进行仲裁检验。

水泥进场以后应立即进行检验，为确保工程质量，应严格贯彻先检验后使用的原则。水泥检验的周期较长，一般要1个月。

9．硅酸盐水泥的凝结

水泥加水拌合后的剧烈水化反应,一方面使水泥浆中起润滑作用的自由水分逐渐减少；另一方面，由于结晶和析出的水化产物逐渐增多，水泥颗粒表面的新生物厚度逐渐增大，使水泥浆中固体颗粒间的间距逐渐减少，越来越多的颗粒相互连接形成了骨架结构。此时，水泥浆便开始慢慢失去可塑性，表现为水泥的初凝。由于铝酸三钙水化极快，会使水泥很快凝结，使得工程中缺少足够的时间操作使用。为此，水泥中加入了适量的石膏，水泥加入石膏后，一旦铝酸三钙开始水化，石膏会与水化铝酸三钙反应生成针状的钙矾石。当钙矾石的数量达到一定量时，会形成一层保护膜覆盖在水泥颗粒的表面，阴止水泥颗粒表面水化产物的向外扩散，降低了水泥的水化速度，也就延缓了水泥颗粒间相互靠近的速度，使水泥的初凝时间得以延缓。当掺入水泥的石膏消耗殆尽时，水泥颗粒表面的钙矾石覆盖层一旦被水泥水化物的积聚所胀破，铝酸三钙等矿物的再次快速水化得以继续进行，水泥颗粒间逐渐相互靠近，直至连接形成骨架。此过程表现为水泥浆的塑性逐渐消失，直到终凝。

10．硅酸盐水泥的硬化及特点

随着水泥水化的不断进行，凝结后的水泥浆结构内部孔隙不断被新生水化物填充和加固，使其结构的强度不断增长，即使已形成坚硬的水泥石，其强度仍在缓慢增长。因此，只要条件适宜，硅酸盐水泥的硬化在长时期内是一个无休止的过程。

硅酸盐水泥的水化速度表现为早期快后期慢，特别是在最初的3~7天内水泥的水化速度最快，所以硅酸盐水泥的早期强度发展最快。

硬化后的水泥浆体称为水泥石，主要是由凝胶体（胶体）、晶体、未水化的水泥熟料颗粒、毛细孔及游离水分等组成。

水泥石的硬化程度越高，凝胶体含量越多，未水化的水泥颗粒和毛细孔含量越少，水泥石的强度越高。11．影响硅酸盐水泥的技术要求

水泥熟料中各种矿物的凝结硬化特点不同，当水泥中各矿物的相对含量不同时，水泥的凝结硬化特点就不同。水泥熟料的各种矿物凝结硬化特点见表4-2。

水泥磨得愈细，水泥颗粒平均粒径小，比表面积大，水化时与水的接触面大，水化速度快，相应地水泥凝结硬化速度就快，早期强度就高。

水灰比

水灰比是指水泥浆中水与水泥的质量之比。当水泥浆中加水较多时，水灰比较大，此时水泥的初期水化反应得以充分进行；但是水泥颗粒间由于被水隔开的距离较远，颗粒间相互连接形成骨架结构所需的凝结时间长，所以水泥浆凝结较慢。

水泥完全水化所需的水灰比约为0.15~0.25，而实际工程中往往加入更多的水，以便利用水的润滑取得较好的塑性。当水泥浆的水灰比较大时，多余的水分蒸发后形成的孔隙较多，造成水泥石的强度较低，因此当水灰比过大时，会明显降低水泥石的强度。

石膏的掺量

生产水泥时掺入石膏，主要是作为缓凝剂使用，以延缓水泥的凝结硬化速度。掺入石膏后，由于钙矾石晶体的生成，还能改善水泥石的早期强度。但是石膏的掺量过多时，不仅不能缓凝，而且可能对水泥石的后期性能造成危害。

环境温度和湿度

水泥水化反应的速度与环境的温度有关，只有处于适当温度下，水泥的水化、凝结和硬化才能进行。通常，温度较高时，水泥的水化、凝结和硬化速度就较快。温度降低，则水化作用延缓，强度增长缓慢，当环境温度低于0℃时,水化反应停止,由于水分结冰,会导致水泥石冻裂,破坏其结构。温度的影响主要表现在水泥水化的早期阶段，对后期影响不大。

水泥水化是水泥与水之间的反应，只有在水泥颗粒表面保持有足够的水分，水泥的水化、凝结硬化才能充分进行。环境湿度大，水分不易蒸发，水泥的水化及凝结硬化就能够保持足够的化学用水。如果环境干燥，水泥浆中的水分蒸发过快，当水分蒸发完毕后，水化作用将无法继续进行，硬化即行停止，强度也不再增长，甚至还会在制品表面产生干缩裂缝。因此，使用水泥时必须注意养护，使水泥在适宜的温度及湿度环境中进行硬化，从而不断增长其强度。

龄期

水泥的水化硬化是一个较长时期内不断进行的过程，随着水泥颗粒内各熟料矿物水化程度的提高，凝胶体不断增加，毛细孔不断减少，使水泥石的强度随龄期增长而增加。实践证明，水泥一般在28d内强度发展较快，28d后增长缓慢。

外加剂的影响

硅酸盐水泥的水化、凝结硬化受硅酸三钙、铝酸三钙的制约，凡对硅酸三钙和铝酸三钙的水化能产生影响的外加剂，都能改变硅酸盐水泥的水化、凝结硬化性能。如加入促凝剂（CaCl2、Na2SO4等）就能促进水泥水化硬化，提高早期强度。相反，掺加缓凝剂（木钙糖类等）就会延缓水泥的水化、硬化，影响水泥早期强度的发展。

12. 各类型侵蚀作用，对水泥石的三种破坏形式

第一种破坏形式是溶解浸析。主要是介质将水泥石中的某些组成逐渐溶解带走，造成溶失性破坏。

第二种破坏形式是离子交换。侵蚀性介质与水泥石的组分发生离子交换反应，生成容易溶解或是没有胶结能力的产物，破坏了原有的结构。

第三种破坏形式是形成膨胀组分。在侵蚀性介质的作用下，所形成的盐类结晶长大时体积增加，产生有害的内应力，导致膨胀性破坏。

13. 防止水泥石破坏的措施

（１）根据侵蚀环境特点，合理选用水泥品种

水泥石中引起腐蚀的组分主要是氢氧化钙和水化铝酸钙。当水泥石遭受软水等侵蚀时，可选用水化产物中氢氧化钙含量较少的水泥。水泥石如处在硫酸盐的腐蚀环境中，可采用铝酸三钙含量较低的抗硫酸盐水泥。在硅酸盐水泥熟料中掺入某些人工或天然矿物材料（混合材料）可提高水泥的抗腐蚀能力。

（２）提高水泥石的密实度

水泥石中的毛细管、孔隙是引起水泥石腐蚀加剧的内在原因之一。因此，采取适当技术措施，如强制搅拌、振动成型、真空吸水、掺加外加剂等，在满足施工操作的前提下，努力降低水灰比，提高水泥石的密实度，都将使水泥石的耐侵蚀性得到改善。

（３）表面加做保护层

当侵蚀作用比较强烈时，需在水泥制品表面加做保护层。保护层的材料常采用耐酸石料（石英岩、辉绿岩）、耐酸陶瓷、玻璃、塑料、沥青等。

14. 硅酸盐水泥的特性及其应用

（1）强度高硅酸盐水泥凝结硬化快，强度高，尤其是早期强度增长率大，特别适合早期强度要求高的工程、高强混凝土结构和预应力混凝土工程。

（2）水化热高硅酸盐水泥C3S和C3A含量高，使早期放热量大，放热速度快，早期强度高，用于冬期施工常可避免冻害。但高放热量对大体积混凝土工程不利，如无可靠的降温措施，不宜用于大体积混凝土