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建筑材料知识培训讲义,1.3园林建筑常用材料的类别,1.3.1 石材1、石材的基本知识 装饰石材包括天然石材和人工石材两类。天然石材是一种有悠久历史的建筑材料，河北赵州桥和江苏洪泽湖的洪湖大桥均为著名的古代石材建筑结构。,天然石材作为结构材料来说，具有较高的强度、硬度和耐磨、耐久等优良性能；而且，天然石材经表面处理可以获得优良的装饰性，对建筑物起保护和装饰作用。以结构与装饰两方面相比，天然石材作为装饰材料的发展前景更好。近年来发展起来的人造石材无论在材料加工生产、装饰效果和产品价格等方面都显示了其优越性，成为一种有发展前途的建筑装饰材料。,2、石材的来源与特点石材来自岩石，岩石按形成条件可分为：火成岩、沉积岩和变质岩三大类。,（一）火成岩（岩浆岩）火成岩是地壳内部岩浆冷却凝固而成的岩石，是组成地壳的主要岩石，按地壳质量计量，火成岩占89%。由于岩浆冷却条件不同，所形成的岩石具有不同的结构性质，根据岩浆冷却条件，火成岩分为三类：深成岩、喷出岩和火山岩。,1）、深成岩深成岩是岩浆在地壳深处凝成的岩石。由于冷却过程缓慢且较均匀，同时覆盖层的压力又相当大，因此有利于组成岩石矿物的结晶，形成较明显的晶粒，不通过其他胶结物质而结成紧密的大块。深成岩的抗压强度高，吸水率小，表观密度及导热性大；由于孔隙率小，因此可以磨光，但坚硬难以加工。建筑上常用的深成岩有花岗岩、正长岩和橄榄岩等。,2）、喷出岩喷出岩是岩浆在喷出地表时，经受了急剧降低的压力和快速冷却而形成的。在这种条件的影响下，岩浆来不及完全形成结晶体，而且也不可能完全形成粗大的结晶体。所以，喷出岩常呈非结晶的玻璃质结构、细小结晶的隐晶质结构，以及当岩浆上升时即已形成的粗大晶体嵌入在上述两种结构中的斑状结构。这种结构的岩石易于风化。当喷出岩形成很厚时，则其结构与性质接近深成岩；当形成较薄的岩层时，由于冷却快，多数形成玻璃质结构及多孔结构。工程中常用的喷出岩有辉绿岩、玄武岩及安山岩等。,3）、火山岩火山爆发时岩浆喷入空气中，由于冷却极快，压力急剧降低，落下时形成的具有松散多孔，表观密度小的玻璃质物质称为散粒火山岩；当散粒火山岩堆积在一起，受到覆盖层压力作用及岩石中的天然胶结物质的胶结，即形成胶结的火山岩，如浮石。,（二）沉积岩（旧称水成岩）沉积岩是露出地表的各种岩石（火成岩、变质岩及早期形成的沉积岩），在外力作用下，经风化、搬运、沉积、成岩四个阶段，在地表及地下不太深的地方形成的岩石。其主要特征是呈层状，外观多层理和含有动、植物化石。沉积岩中的所含矿产极为丰富，有煤、石油、锰、铁、铝、磷、石灰石和盐岩等。沉积岩仅占地壳质量的5%，但其分布极广，约占地壳表面积的75%，因此，它是一种重要的岩石。建筑中常用的沉积岩有石灰岩、砂岩和碎屑石等。,（三）变质岩变质岩是地壳中原有的岩石（包括火成岩、沉积岩和早先生成的变质岩），由于岩浆活动和构造运动的影响，原岩变质（再结晶，使矿物成分、结构等发生改变）而形成的新岩石。一般，由火成岩变质成的称为正变质岩，由沉积岩变质成的称副变质岩。按地壳质量计，变质岩占65%。建筑中常用的变质岩有大理岩、石英岩和片麻岩等。,2011.3.8,（2）常用天然石材,1）花岗石A、简介花岗石是一种由火山爆发的熔岩在受到相当的压力的熔融状态下隆起至地壳表层，岩浆不喷出地面，而在地底下慢慢冷却凝固后形成的构造岩，是一种深成酸性火成岩，属于岩浆岩。花岗石是火成岩，也叫酸性结晶深成岩，是火成岩中分布最广的一种岩石，由长石、石英和云母组成，岩质坚硬密实。,黑金沙,花岗岩这个术语是谷粒的意思，在拉丁文中常被理解为叶绿体，因为它在构造上是由小粒体而形成的，花岗岩是最硬的石材，由于它钢硬，防腐蚀性及镜面反光效果，迷人的颜色，优质的材质，花岗岩大板，花岗岩瓷砖已经占有显著的市场份额，如今花岗岩大板与瓷砖已经非常流行。花岗岩的特性优点还包括高承载性，抗压能力及很好的研磨延展性，花岗岩还很容易切割，塑造，可以创造出薄板大板等，总之，花岗岩具有超强的耐久能力。,由于它的密度很高，污渍很难入侵。抛光后的花岗岩大板，花岗岩瓷砖在全世界的建筑业上已经处于很重要的地位。花岗岩也使用在外墙包装，屋顶，地板以及各式各样的地板装潢运用中。门槛、橱柜台面、室外地面就适合使用花岗石。其中橱柜台面最好是使用深色的花岗石。,B、花岗石组成花岗岩由火成岩形成,是一种钢硬的晶状体石材,最初由长石,石英而形成且夹杂着一种或多种黑色矿物质,在结构上都是平整排列的。花岗石以石英、长石和云母为主要成分。其中长石含量为40%-60%，石英含量为20%-40%，其颜色决定于所含成分的种类和数量。花岗石为全结晶结构的岩石，优质花岗石晶粒细而均匀、构造紧密、石英含量多、长石光泽明亮。花岗石的二氧化硅含量较高，属于酸性岩石。某些花岗石含有微量放射性元素，这类花岗石应避免用于室内。花岗石结构致密、质地坚硬、耐酸碱、耐气候性好，可以在室外长期使用。,C、花岗石性质,花岗石物理性质花岩是独一无二的材料，这些的物理特点主要表现如下：多孔性/渗透性：花岗岩的物理渗透性几乎可以忽略不计；花岗岩具有高强度的耐热稳定性，它不会因为外界温度的改变而发生变化，花岗岩因其密度很高而不会因温度及空气成份的改变而发生变化。花岗岩具有很强的抗腐蚀性，因此很广泛的被运用在储备化学腐蚀品上 颜色：花岗岩的颜色及材质都是高度一致的 硬度：花岗岩是最硬的建筑材料，也由于它的超强硬度而使它具有很好的耐磨性。,花岗石分类花岗石由于成分形成复杂形成条件多样，所以种类繁多，有多种 的分类方式。按结构构造分可分为细粒花岗石、中粒花岗石、粗粒花岗石、斑状花岗石、似斑状花岗石、晶洞花岗石及片麻状花岗石等；按所含副矿物分可分为含锡石花岗石、含铌铁矿花岗石、含铍花岗石、锂云母花岗石、电气石花岗石等。常见长石化、云英岩化、电气石化等自变质作用。,花岗石特点花岗岩结构致密，抗压强度高，吸水率低，表面硬度大，化学稳定性好，耐久性强，但耐火性差。花岗石呈细粒、中粒、粗粒的粒状结构，或似斑状结构，其颗粒均匀细密，间隙小，吸水率不高，有良好的抗冻性能。,花岗岩的硬度高。花岗岩常常以岩基、岩株、岩块等形式产出，并受区域大地构造控制，一般规模都比较大，分布也比较广泛，所以开采方便，易出大料，并且其节理发育有规律，有利于开采形状规则的石料。花岗岩成荒率高，能进行各种加工，板材可拼性良好。还有花岗岩不易风化，能用做户外装饰用石。花岗岩的质地纹路均匀，颜色虽然以淡色系为主，但也十分丰富有红色，白色，黄色，绿色，黑色，紫色，棕色，米色，兰色等等，而且其色彩相对变化不大，适合大面积的使用。,花岗石特性花岗石美丽、耐久、非常坚硬。在古代，如果有了的开采、加工设备和技术，它肯定比大理石更流行。花岗石因经常含有其它矿物质，如角闪石和云母，而呈现各种颜色，包括：褐色、绿色、红色和常见的黑色等。因为它结晶过程很慢，它的晶体象魔方一样一个个地交织在一起，所以它很坚硬。它同房子一样耐久，不掉碎屑，不易刮伤，不怕高温。不论颜色或亮光，只要有一些养护的常识，都不会褪色或变暗。他几乎不受污染，抛光后表面光泽度很高，各种天气带来的杂质几乎都不能粘附。,开采花岗石一般用钢丝绳锯法。出现了密集排眼法和火焰喷射法等新工艺。火焰喷射法开采的石块切缝整齐，不生暗伤，生产效率高。采下的石块经粗整后称为荒料，再经人工钻眼打锲或机器锯割，制得所需规格尺寸的块材、板材；用铣石机或旋床加工，成为圆柱形或弧形体；最后人工斩凿粗、细岩状纹，或用机器研磨、抛光，使表面晶莹光亮。花岗石不污染环境。合成材料常伴有不好的甚至有毒的副产品，在建筑的使用期限内需要更换几次（每次都回有处理问题）。花岗石不需更换，因为它非常耐久。另外，花岗石非常实用，可做成多种表面-抛光、亚光、细磨、火烧、水刀处理和喷沙。由于花岗岩中常常含有放射性物质，使用花岗岩的时候需要测量其辐射水平，再确认其使用场合。,花岗石品种装饰花岗石磨光板材光亮如镜，有华丽高贵的装饰效果。常见 的花岗石磨光板品种有：红色系列四川红、石棉红、岑溪红、虎皮红、樱桃红、平谷红、杜鹃红、玫瑰红、贵妃红、鲁青红、连州大红等。,玫瑰红,贵妃红,黄红色系列岑溪桔红、东留肉红、连州浅红、兴洋桃红、兴洋 桔红、浅红小花、樱花红、珊瑚花、虎皮黄等。花白系列白石花、白虎涧、黑白花、芝麻白、花白、岭南花白、济南花白、四川花白等。黑色系列淡青黑、纯黑、芝麻黑、四川黑、烟台黑、沈 阳黑、长春黑等。青色系列芝麻青、米易绿、细麻青、济南青、竹叶青、菊花青、青花、芦花青、南雄青、攀西兰等。,花岗石制品天然花岗石制品根据加工方式不同可分为：剁斧板材石材表面经手工剁斧加工，表面粗糙，具有规则的条状斧纹。表面 质感粗犷，用于防滑地面、台阶、基座等。机刨板材石材表面机械刨平，表面平整，有相互平行的刨切纹，用于与剁斧板材类似用途，但表面质感比较细腻。粗磨板材石材表面经过粗磨，平滑无光泽，主要用于需要柔光效果的墙面、柱面、台阶、基座等。磨光板材石材表面经过精磨和抛光加工，表面平整光亮，花岗岩晶体结构纹理清晰，颜色绚丽多彩，用于需要高光泽平滑表面效果的墙面、地面和柱面。,应用花岗石的用途根据晶粒大小分：晶粒细小的可加以磨光或雕琢，作为装饰板材或艺术品；中等粒度的常用于修筑桥墩、桥拱、堤坝、海港、勒脚、基础、路面等；晶粒粗大的轧制成碎石，是混凝土的优良集料。由于花岗石耐酸，还用做化工、冶金生产中的耐酸衬料和容器。,选购1、检查所提供的石材为天然石材，其材料性能是否满足或优于天然花岗石。2、质量检测要求：外形尺寸规定值或允许偏差值 长1mm，宽、厚1mm，表面平整度规定值或允许偏差值0.5mm，对角线规定值或允许偏差值0.5mm。3、花岗石平台外观质量是否为优等品，块材的颜色、色差、花纹是否调和，均匀一致。4、平台表面是否有缺棱、缺角、裂纹、色斑、色线、坑窝外观缺陷。5、平台表面是否涂刷六面石材防护涂料，确保石材的防水、防污性能。6、石材是否通过国家石材质量监测中心的有关检验，包括物理性、放射性、冻融性等、并具有关检验报告。,7、石材产地及名称。从质量上来看，国产石材与进口石材的差距并不大，但是价格却少了许多。原因主要在于进口石材更加富于变化，更具装饰性，也就是说进口的石材铺起来要好看一些。这种工艺上的差距不是一下子就能消除的，中国各厂家都在努力缩小这个差距。在实用性上，国产石材可以说已经毫不逊色于进口石材了。购买的时候，很多人会停留在大理石与花岗石上。在购买的时候要注意哪些问题呢？厚薄要均匀，四个角要准确分明，切边要整齐，各个直角要相互对应；表面要光滑明亮，光亮在80度以上，且不要有凹坑；花纹要均匀，图案鲜明，没有杂色，色差也要一致；内部结构紧密，没有裂缝；承重厚度不能小于910mm。方块地板选购从表面上看要注意方块切割是否整齐，表面的光滑度、图案、颜色等。,花岗石分布济南青花岗石 中国花岗石矿产资源也极为丰富，储量大，品种多。据调查资料统计，中国天然花岗石的花色品种100多种。建筑装饰用花岗石其花纹、色泽特征及原料产地来命名的。其中较好的有河南僵师菊花青、雪花青、云里梅，山东济南的济南青，四川石棉的石棉，江西上高的豆绿色，广东中山的中山玉，山西灵邱的贵妃红，桔、麻点白、绿黑花、黄黑花等。花岗石取材于地下优质的岩石层，经过亿万年自然时效，形态极为稳定，不用担心因常规的温差而发生变形。花岗石平台经严格物理试验和选择的花岗石料，结晶细密，质地坚硬。由于花岗石系非金属材料，绝无磁性反应，亦无塑性变形。花岗石平台其硬度高，因此精度保持性好。由于花岗岩中常常含有放射性物质，使用花岗岩的时候需要测量其辐射水平，再确认其使用场合。,中国的花岗石资源丰富,品种繁多，自古在土木工程中大量采用。作为饰面石材的就有济南青等40余种，主要产地为：山东的泰山、崂山，陕西的华山，北京的西山以及福建南部等。,保养新铺设的花岗岩地面不宜做底蜡和面蜡：为何新铺设的花岗岩地面不适宜做底蜡和面蜡，我们可以把它和大理石做一个比较就可以得出结论。大理石表面不论新旧，都是由碳酸钙结晶体组成，颗粒大，因此孔隙大，即使经过细致的精心抛光，在显微镜下仍可看到凹凸不平的界面，这细微的孔隙对于落蜡来说正是优点：等涂上底蜡时，底蜡分子量小，渗透力强，再加上毛细作用，很快底蜡被吸附在大理石表面而成膜，当底蜡里的水分完全挥发后，吸附力更大，这种吸附力至关重要，它是用于抗衡因人员走动和拖动物品而施加在它表面的作用力，而不至于使蜡面脱离地面。而对于新铺设的花岗岩地面，它主要的成分为石英、云母、长石的结晶体，密度大，硬度极高，再加上人工抛光，使得花岗岩表面几无孔隙，因此当落蜡的时候，底蜡无法渗透，无毛细作用，当然也就没有或只有很微弱的吸附力，这样的蜡面当人员在它上面行走的时候，很容易就脱落，使得落蜡工作徒劳无益。针对这种情况，对于新铺设的花岗岩，在铺设后的半年至一年时间内，只需用喷洁保养蜡进行喷磨，以便防止污渍渗入花岗岩，并维持其表面光亮度即可。由于每天穿行的人流走向不同，力度不同，对花岗岩表面的磨损程度也不同，经过一段时间的作用。,辉绿岩（diabase）辉绿岩(又名福建青、大湖青、青石），成分相当于辉长岩的基性浅成岩。显晶质,细-中粒，暗灰-灰黑色,常具辉绿结构或次辉绿结构。深灰、灰黑色。主要由辉石和基性长石（与辉长岩成分相当的浅成岩类）组成，含少量橄榄石、黑云母、石英、磷灰石、磁铁矿、钛铁矿等。基性斜长石常蚀变为钠长石、黝帘石、绿帘石和高岭石；辉石常蚀变为绿泥石、角闪石和碳酸盐类矿物。因绿泥石的颜色而整体常呈灰绿色。辉绿岩跟辉长岩的成分差不多，但它形成得比较浅，不像辉长岩那样深。根据含有的不同成分，有多种。如含石英多的叫作石英辉绿岩；含沸石、正长石等的，称碱性辉绿岩等。辉绿岩是上等建筑材料。辉绿岩为深源玄武质岩浆向地壳浅部侵入结晶形成，常呈岩脉、岩墙、岩床或充填于玄武岩火山口中的岩株状产出。按次要矿物的不同，可分为橄榄辉绿岩、石英辉绿岩等。可做建筑石材或工艺石料，是铸石原料。质地均匀、无裂纹者可做石材原料，细粒者尤佳。如贵州的“罗甸绿”、浙江临海的“孔雀绿”、河南的“五龙青”、“菊花青”均属此类矿床。,3.15,大理石,大理石原指产于云南省大理的白色带有黑色花纹的石灰岩，剖面可以形成一幅天然的水墨山水画，古代常选取具有成型的花纹的大理石用来制作画屏或镶嵌画，后来大理石这个名称逐渐发展成称呼一切有各种颜色花纹的，用来做建筑装饰材料的石灰岩。白色大理石一般称为汉白玉，但对翻译西方制作雕像的白色大理石也称为大理石。,大理石主要用于加工成各种形材、板材，作建筑物的墙面、地面、台、柱，还常用于纪念性建筑物如碑、塔、雕像等的材料。大理石还可以雕刻成工艺美术品、文具、灯具、器皿等实用艺术品。,大理石介绍主要用于加工成各种形材、板材，作建筑物的墙面、地面、台、柱，还常用于纪念性建筑物如碑、塔、雕像等的材料。大理石还可以雕刻成工艺美术品、文具、灯具、器皿等实用艺术品。质感柔和美观庄重，格调高雅，是装饰豪华建筑的理想材料，也是艺术雕刻的传统材料。,根据大理石的品种划分，命名原则不一：有的以产地和颜色命名，如丹东绿、铁岭红等；有的以花纹和颜色命名，如雪花白、艾叶青；有的以花纹形象命名，如秋景、海浪；有的是传统名称，如汉白玉、晶墨玉等。因此，因产地不同常有同类异名或异岩同名现象出现。所以“石材资源网”给予以上的权威命名。,特别是近10几年来大规模开采、工业化加工、国际性贸易，更使装饰板材大批量地进入建筑装饰装修业，不仅用于豪华的公共建筑物，也进入了家庭的装饰。大理石还大量用于制造精美的用具，如家具、灯具、烟具及艺术雕刻等。有些还可以作耐碱材料。在开采、加工过程中产生的碎石、边角余料也常用于人造石、水磨石、石米、石粉的生产，可用于涂料、塑料、橡胶等行业的填料。,评价与鉴别方法选好等级：根据规格尺寸允许的偏差、平面度和角度允许的公差，以及外观质量、表面光洁度等指标，大理石板材分为优等品、一等品和合格品三个等级；大理石板材的定级、鉴别主要是通过仪器、量具的检测来鉴别的。,检查外观质量不同等级的大理石板材的外观有所不同。因为大理石是天然形成的，缺陷在所难免。同时加工设备和量具的优劣也是造成板材缺陷的原因。有的板材的板体不丰满(翘曲或凹陷)，板体有缺陷(裂纹、砂眼、色斑等),板体规格不一(如缺棱角、板体不正)等。按照国家标准，各等级的大理石板材都允许有一定的缺陷，只不过优等品不那么明显罢了。,挑选花纹色调大理石板材色彩斑斓，色调多样，花纹无一相同，这正是大理石板材名贵的魅力所在。色调基本一致、色差较小、花纹美观是优良品种的具体表现，否则会严重影响装饰效果。,检测表面光泽度大理石板材表面光泽度的高低会极大影响装饰效果。一般来说优质大理石板材的抛光面应具有镜面一样的光泽，能清晰地映出景物。但不同品质的大理石由于化学成分不同，即使是同等级的产品，其光泽度的差异也会很大。当然同一材质不同等级之间的板材表面光泽度也会有一定差异。此外，大理石板材的强度、吸水率也是评价大理石质量的重要指标。,大理石的鉴别方法对于加工好的成品饰面大理石石材，其质量好坏可以从以下四个方面来鉴别：一观、二量、三听、四试。,一观即肉眼观察石材的表面结构。一般来说，均匀的细料结构的石材具有细腻的质感，为石材之佳品；粗粒及不等粒结构的石材其外观效果较差。另外，石材由于地质作用的影响常在其中产生一些细微裂缝，石材最易沿这些部位发生破裂，应注意剔除。至于缺棱角更是影响美观，选择时尤应注意。,二量即量石材的尺寸规格，以免影响拼接，或造成拼接后的图案、花纹、线条变形，影响装饰效果。,三听即听石材的敲击声音。一般而言，质量好的石材其敲击声清脆悦耳；相反，若石材内部存在轻微裂隙或因风化导致颗粒间接触变松，则敲击声粗哑。,四试即用简单的试验方法来检验石材的质量好坏。通常在石材的背面滴上一小粒墨水，如墨水很快四处分散浸出，即表明石材内部颗粒松动或存在缝隙，石材质量不好；反之，若墨水滴在原地不动，则说明石材质地好。,几点建议：1、石材有放射性合格证，您在购买时请向经销商索要。没有证的不要购买，同时要注意，家装要选用的是A类产品。2、在大理石和花岗岩选择上，要首先考虑大理石，在正常情况下，花岗岩的放射性大于大理石的放射性。3、一般情况下，石材的考虑应为黑色、灰白色、肉红色、绿色、红色，从放射性来看，从高到低，依次为：红色绿色肉红色灰白色白色黑色，基本上是这种排序。,石材的选择是绿色环保家装中的重要一关，放射性污染是一种隐性污染，没有仪器检测我们是无法感知的，从另一种角度来说其危害性比甲醛、苯更大，因此在装修时必须认真对待。,花岗岩与大理石的区别：花岗岩：花岗石石材是没有彩色条纹的，多数只有彩色斑点，还有的是纯色，岩质坚硬密实，硬度较高、耐磨，不易风化变质，外观色泽可保持百年以上，所以常用于高级建筑装修工程，在家居装饰装修中更适用于室外阳台、庭院、客餐厅的地面及窗台。大理石：大理石材矿物成分简单，易加工，多数质地细腻，镜面效果较好。其缺点是质地较花岗石软，被硬重物体撞击时易受损伤，浅色石材易被污染。由于大理石一般都含有杂质，而且碳酸钙在大气中受二氧化碳、碳化物、水气的作用，也容易风化和溶蚀，而使表面很快失去光泽。所以多数大理石品种不宜用于室外，一般只用于室内装饰面。,砂岩,由石英颗粒（沙子）形成，结构稳定，通常呈淡褐色或红色，主要含硅、钙、黏土和氧化铁。砂岩是一种沉积岩，主要由砂粒胶结而成的，其中砂里粒含量要大于50%。决大部分砂岩是由石英或长石组成的。,砾石（卵石）是经过很长时间，逐渐形成的。砾石（卵石）的形成过程可以分为两个阶段，第一阶段是岩石风化、崩塌阶段；第二阶段是岩石在河流中被河水搬运和磨圆阶段。内含有小石子的卵石，其形成原因是破碎的岩块，仅长距离搬运使棱角消失，形成圆柱体，圆锥或椭圆体的石子（或称卵石、砾石），再经胶结的岩石称为砾石。,人造石,人造石是用非天然的混合物制成的，如树脂、水泥、玻璃珠、铝石粉等等加碎石黏合剂。人造石（又称人造大理石）是一种新型的复合材料，是用不饱和聚脂树脂与填料、颜料混合，加入少量引发剂，经一定的加工程序制成的。在制造过程中配以不同的色料可制成具有色彩艳丽、光泽如玉酷似天然大理石的制品。因其具有无毒性、无放射性、阻燃性、不粘油、不渗污、抗菌防霉、耐磨、耐冲击、易保养、拼接无缝、任意造型等优点，正逐步成为装修建材市场上的新宠。,人造石的定义人造石产品制造简便、生产周期短、成本低、广泛用于各种室内及室外建筑装饰。人造石30年前在美国问世，我国最早应用人造石制品作为装饰材料的是90年代中期一些沿海发达城市，几年后广泛流行。现在这股热潮正向内地中小城市蔓延。产品特点：份量轻（与天然石材相比）、硬度高、耐油耐脏耐腐蚀。板材厚薄均匀，光泽度好，透光效果明显，不变形，防火抗老化，无辐射、抗渗透等，可根据客户的需求随意弯曲，无缝粘接，真正达到浑然天成的境界。,第三章 无机气硬性胶凝材料,建筑上用来将散粒材料（如砂、石子）或块状材料（如砖、石块）粘结成为整体的材料，统称为胶凝材料。胶凝材料按其化学成分可分为无机胶凝材料和有机胶凝材料两大类，前者如水泥、石灰、石膏、菱苦土、水玻璃等，后者如沥青、有机高分子聚合物等。P23其中无机胶凝材料在建筑工程上应用更加广泛，用量也较大。无机胶凝材料按其硬化条件的不同又分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料两大类。,所谓气硬性胶凝材料是只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续提高强度的胶凝材料。如石灰、石膏。所谓水硬性胶凝材料是指不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化保持并继续提高其强度的胶凝材料。如各种水泥。,水 泥,水泥是最主要的建筑材料之一，广泛应用于工业民用建筑、道路、水利和国防工程。作为胶凝材料与骨料及增强材料制成混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土构件，也可配制砌筑砂浆、装饰、抹面、防水砂浆用于建筑物砌筑、抹面、装饰等。,水泥品种繁多，按其主要水硬性物质，可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥等系列，其中以硅酸盐系列水泥生产量最大，应用最为广泛。硅酸盐系列水泥是以硅酸钙为主要成分的水泥熟料、一定量的混合材料和适量石膏，共同磨细制成。按其性能和用途不同，又可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥三大类。,第一节 硅酸盐类水泥第二节 掺混合材料的硅酸盐水泥 第三节 其他品种水泥 返回键,第一节 硅酸盐类水泥,硅酸盐类水泥是硅酸盐类水泥熟料、05%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，即国外统称的波特兰水泥。硅酸盐类水泥分两种型号：不掺混合材料的称型硅酸盐水泥，在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥重量5%石灰石或矿渣混合材料的称为型硅酸盐水泥。,一、硅酸盐类水泥的生产及熟料矿物组成（一）硅酸盐类水泥的生产硅酸盐类水泥的生产过程是“两磨一烧”，即（1）将原料按一定比例配料并磨细成符合成分要求的生料：（2）将生料煅烧使之部分熔融形成熟料；（3）将熟料与适量的石膏共同磨细成为硅酸盐类水泥。其主要过程如下图：硅酸盐水泥生产过程,3.17,（二）硅酸盐类水泥的矿物组成在煅烧过程中，配成生料的各种原料首先要分解，然后在更高的温度下形成各种新的矿物。硅酸盐类水泥熟料的主要矿物有：硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）,铝酸三钙C3A），铁铝酸四钙（C4AF），以上矿物中硅酸钙约占70%以上。水泥熟料是以上四种矿物的混合物，其中每种矿物单独水化都具有一定的特点。如果改变熟料中矿物成分的比例，水泥的性质也将随着改变。,二、硅酸盐类水泥的凝结硬化水泥用适量的水调和后，最初形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠失去可塑性，这一过程称为凝结。然后逐渐产生强度不断提高，最后变成坚硬的石状物水泥石，这一过程称为硬化。水泥的凝结和硬化是人为划分的，实际上是一个连续、复杂的物理化学变化过程，这些变化决定了水泥石的某些性质，对水泥石的应用有着重要意义。,水泥的水化 水泥加水后，水泥颗粒被水包围，熟料矿物颗粒表面立即与水发生化学反应，生成水化产物，并放出一定的能量。为了调节水泥的凝结时间，在熟料磨细时，应掺有适量的（3%左右）石膏，这些石膏与部分水化铝酸钙反应，生成难溶的水化硫铝酸钙的针状晶体并伴有明显的体积膨胀。,综上所述，硅酸盐水泥与水作用后，生产的主要水化产物有水化硅酸钙、水化铁酸钙凝胶体、氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。在完全水化的水泥石中，水化硅酸盐约为50%，氢氧化钙约为25%。,2.水泥的凝结和硬化 当水泥加水拌合后，在水泥颗粒表面即发生化学反应，生产的胶体水化产物聚集在颗粒表面，使化学反应减慢，并使水泥浆体具有可塑性。由于生产的胶体状水化产物不断增多并在某些点接触，构成疏松的网状结构，使水泥浆体失去流动性及可塑性，这就是水泥的凝结。,此后由于生成的水化硅酸钙、氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体等水化产物不断增多，它们相互接触连生，到一定程度，建立起较为紧密的网状结晶结构，并在网状结构内部不断充实水化产物，使水泥具有初步的强度，此后水化产物不断增加，强度不断提高，最后形成具有较高强度的水泥石，这就是水泥的硬化。硬化后由水泥石水化产物，未水化完的水泥熟料颗粒，水及大小不等的孔隙所组成。,电镜下的水泥水化产物,水泥浆凝结硬化前后,水泥水化示意图1,水泥水化示意图8,幻灯片5,幻灯片6,国家标准GB175-92规定，硅酸盐水泥有不溶物、氧化镁、三氧化硫含量、烧失量、细度、凝结时间、安定性、强度和碱含量等九项技术要求。1.不溶物 型硅酸盐水泥中不溶物不得超过0.75%；型硅酸盐水泥中不溶物不得超过1.50%。2.烧失量 型硅酸盐水泥中烧失量不得大于3.0%，型硅酸盐水泥中烧失量不得大于3.5%。,3.细度 水泥的细度表示水泥磨细的程度，通常用比表面积法或筛粉法来确定。国家标准规定，硅酸盐水泥总表面积大于300M2/Kg。水泥的细度对水泥的性能影响很大，水泥颗粒越细，与水接触面积越大，水化反应月快，这对强度的发展，尤其是早期强度的发展是非常有利的。但是也不宜过细，水泥磨得过细一方面在存储期间容易细潮而降低强度，另一方面也会大大增加粉磨的能耗。,4.凝结时间 凝结时间分为初凝和终凝。由加水搅拌到水泥开始失去塑性的时间称为初凝，由加水拌合到水泥浆体完全失去塑性并开始产生强度的时间称为终凝时间。水泥的初凝不宜太早，以便施工时有足够的时间来完成混凝土或砂浆的搅拌，运输，浇筑和砌筑等操作，水泥的终凝不宜过迟，以便使混凝土能尽快地硬化，达到一定的强度，以利于下道工序的进行。国家标准规定，硅酸盐水泥初凝不得早于45分钟，终凝不得迟于390分钟。,影响水泥凝结的因素很多，如熟料的矿物组成，水泥的细度，环境的温度，和湿度，拌合水量等。使用时可加入调凝剂来调整水泥的凝结速度。,5.安定性：安定性是指标准稠度的水泥浆在凝结硬化过程中体积变化均匀性。如果在工程中使用安定性不合格的水泥，将使水泥制品产生膨胀性裂缝，甚至使构件破坏，引起严重的事故。,安定性是水泥在施工中保证质量的一项重要的技术指标，国家标准规定，水泥的安定性用沸煮法检验必须合格。但沸煮法只能检验由于游离氧化钙所引起的安定性不良，所以，氧化镁及石膏的数量在水泥生产时加以控制。国标中规定，水泥中氧化镁含量不得超过5.0%。如果水泥经过压蒸喊定性实验合格，则水泥中氧化镁含量允许放宽到6.0%。水泥中的石膏含量常用三氧化硫含量控制，国标规定，水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5%。,6.强度 水泥的强度是表明水泥质量的重要指标。根据国家标准水泥胶砂强度检验方法规定，水泥和标准砂按1：2.5混合，加入规定数量的水，按规定的方法制成试件，在标准温度（1822度）的水中养护，测定其规定的龄期的强度。国家标准中规定，水泥标号按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分，各标号水泥的各龄期强度不得低于表1-12的数值。,7.碱含量 是指水泥中Na2O和2O的含量。在水泥中含碱是引起混凝土产生碱-骨料反应的条件，为了避免碱-骨料反应的发生，国标中规定若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量（按氧化钠+0.658氧化钾计算）不得大于0.60%。国标还规定：凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任何一项不符合标准规定时，均为废品。凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任何一项不符合标准规定或混合材料掺加量超过最大限度和强度低于商品标号规定的指标时称为不合格品。废品水泥在工程中严禁使用。,（四）水泥石的腐蚀及防止方法已经硬化的水泥制品在一般条件下，具有良好的耐久性，但在某些腐蚀性液体和气体（统称侵蚀介质）的作用下，有时也会逐渐遭到破坏，引起强度降低甚至造成建筑物结构破坏，这样的现象叫做水泥石的腐蚀。产生水泥石腐蚀的主要原因有以下几种：,1.淡水腐蚀 水泥石中氢氧化钙等易溶于水的成分，在淡水中有较大的溶解度，水质越纯，溶解度越大。特别是在流动水的冲刷或压力水的渗透作用下会加速其溶解，致使水泥石的孔隙增大强度降低，逐渐被破坏。,2.酸性腐蚀 在工业废水、地下水、沼泽水中常含有不同种类的酸，这些酸与水泥石中的氢氧化钙作用，生成的化合物有的易溶于水，有的体积膨胀，使水泥石受到腐蚀以至破坏。,3.硫酸盐腐蚀 在海水、地下水或某些工业废水中常含有钠、钾、铵等硫酸盐，它们与水泥石中的氢氧化钙起置换作用，在水泥石的孔隙中形成石膏，石膏进一步与水泥石中水化铝酸钙起作用，生成针状结晶的水化硫铝酸钙，体积增大22.5倍，从而对水泥石产生巨大的破坏作用。因水化硫铝酸钙的针状结晶与细菌中的杆菌外形相似，所以被称为“水泥杆菌”。此外，镁盐、碳酸水及强碱等对水泥石均有一定的腐蚀作用。,根据产生腐蚀的原因可采取下列防止措施：（1）根据工厂所处的环境，选用适当的水泥；（2）提高水泥制品本身的密实度，减少侵蚀介质的渗透；（3）当侵蚀作用很强时，在水泥结构物表面加做防护层，如涂刷沥青、粘贴瓷砖等。,五、硫酸盐水泥的特征及应用硫酸盐水泥具有一些良好的特征，因此应用广泛。六、水泥的运输及保管水泥很容易吸收空气中的水分，发生水化作用凝结成块状，从而失去胶结能力。因此水泥在运输和保管中应特别注意防水，防潮。,工地存储水泥应有专用仓库，库房要干燥。存放袋装水泥时，地面垫板要离地30cm，四周离墙 30cm，堆放高度一般以10袋为宜，水泥的储存应按照到货先后依次堆放，尽量作到先到先用，防止存放过久。不同品种不同标号的水泥要分别存放，不得混杂，并要防止其他杂务混入。,一般水泥的储存期为三个月，三个月后的强度降低约1020%，时间越长，强度降低越多，使用存放三个月以上的水泥，必须重新检验其强度，否则不得使用。对于受潮水泥可以进行处理，然后再使用。,2）掺混合材料的硅酸盐水泥,掺混合材料的硅酸盐水泥，是用硅酸盐熟料加入一定比例的混合材料和适量石膏，经过共同磨细而制成的。加入混合料后，可以改善水泥的性能，调节水泥的标号，增加品种，提高产量和成本，同时可以综合利用工业废料和地方材料。,这类水泥根据掺入的混合材料的数量和品种的不同有：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。,一、混合材料混合材料一般为天然矿物材料或工业废料，根据其性能分为活性混合材料和非活性混合材料。1.活性混合材料 这类混合材料掺入硅酸盐水泥后，能与水泥水化产物氢氧化钙起化学反应，生成水硬性胶凝材料，凝结硬化后具有强度并能改善硅酸盐水泥的某些性质，常用的有粒化高炉矿渣，火山灰质混合材料和粉煤灰硅酸盐水泥。,2.非活性混合材料 这类混合材料又被称为填充材料，它不能与水泥起化学反应或化学作用很小，仅能起调节水泥标号，增加产量，降低水化热等作用，常用的有：磨细的石英砂，石灰石、黏土等。窑灰也是一种混合材料，它是从水泥的回转窑窑尾废气中收集的粉尘，其性能介于活性混合材料和非活性混合材料之间。,1、普通硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料、615%的混合材料、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，都称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥，代号PO。,普通水泥的标号的范围比较宽，使用范围也比较广，其标号分为32.5、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。各种标号水泥在各个龄期的强度见表1-13。国标GB175-92中规定：普通硅酸盐水泥中烧失量不得大于5.0%，细度用80m方空筛，筛余量不得超过10.0%，初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于10h。其余技术要求与硅酸盐水泥相同。,三、矿渣硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥，代号PS。粒化高炉矿渣的掺加量按质量的百分比计为2070%，它比普通硅酸盐水泥中混合材料的掺加量要大得多。,四、火山灰质硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为火山灰质硅酸盐水泥，简称火山灰水泥，代号PP。火山灰质混合材料掺加量按质量百分比计为2050%。,五、粉煤灰硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥，简称为粉煤灰水泥，代号 PF，粉煤灰水泥 掺加量按按质量百分比计为2040%。,对矿渣水泥、粉煤灰水泥和火山灰水泥，除了矿渣水泥中三氧化硫含量不得超过4.0%外，其他技术要求均与普通水泥相同。,六、水泥的质量等级根据建材行业标准水泥质量分等原则JC/T452-92规定，水泥产品水平划分为优等品，一等品和合格品三个等级。P29表1-17,其他品种水泥,在实际建筑施工中，往往会遇到一些有特殊要求的工程，如紧急抢修工程、具有鲜艳色彩的工程，耐热耐酸工程，新旧混凝土搭接工程等，前面介绍的五个品种的水泥已不能满足这些工程的要求，这就需要采用其他品种的水泥，如快硬硅酸盐水泥，高铝水泥，白色硅酸盐水泥等。,一、快硬硅酸盐水泥凡以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏磨细而成的，以3d抗压强度表示标号的水硬性胶凝材料称为快硬硅酸盐水泥。这种水泥凝结硬化快，根据快硬硅酸盐水泥GB199-90规定，初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于10h，并以3d抗压强度表示标号。分为32.5、37.5、42.5三个标号。各种标号水泥各龄期强度不得低于表3-8数值。这种水泥可用来配制早强、高标号混凝土，适用于紧急抢修工程，低温施工工程和高标号混凝土预制件等，在存储和运输中要特别注意防潮。,二、铝酸盐水泥（高铝水泥）高铝水泥也称为矾土水泥是以铝矾土和石灰石为原料，经高温煅烧得到以铝酸钙为主要成的熟料，经磨细而成的水硬性胶凝材料。高铝水泥早期强度增长快，水化热大而且强度高，并以3d抗压强度表示标号，分为42.5、52.5、62.5、72.5四个标号。高铝水泥不仅强度高，而且耐硫酸盐腐蚀和高温，在运输和储存过程中要注意高铝水泥防潮，否则吸湿后强度下降快，在施工中不得与硅酸盐水泥、石灰等混用，否则使水泥迅速凝结，强度降低。,三、白色硅酸盐水泥由白色硅酸盐水泥熟料加入适量石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料称为白色硅酸盐水泥，简称白水泥。白水泥的基本性质与普通水泥相同，根据标准划分为32.5、42.5、52.5、62.5四个标号，各龄期的强度不得超过低于表3-10所列数值。,表3-11水泥的白度等级,此外白水泥的一个重要指标是白度，我过的白水泥的白度分为四个等级，各等级白度不得低于表3-11所列数值。白水泥产品分为优等品、一等品和合格品，主要用于建筑物内外表面的装饰，制作具有一定装潢效果的水磨石、水刷石、人造大理石、斩假石和砂浆等各种装饰制品。,返回键,表3-12如下 白水泥的等级划分,返回键,返回键,返回键,返回键,返回键,第一节 石 膏,建筑石膏及其制品具有轻质，高强，隔热，吸声，美观及易于加工等优点，因此用途广泛，是一种有发展前途的新型建筑材料之一。,自然界中存在有天然的无水石膏CaSO4和二水石膏CaSO42H2O。在建筑工程中所使用的石膏是由天然二水石膏经过加工而成的半水石膏CaSO41/2H2O，又成熟石膏。天然二水石膏在加工时随温度和压力等条件的不同，会得到结构和性能不同的产物。高强度石膏硬化后，密实度大，强度高，可用于建筑抹灰或者制成石膏制品，但成本高，建筑石膏生产方便，成本低，可在建筑工程中广泛大量使用。,一、建筑石膏的凝结硬化建筑石膏与适量水混合后