第一章材料的基本性質
第一節材料的物理性質
一、材料的密度、表觀密度與堆積密度
1、密度
測試方法：用李氏瓶進行測試。
2、表觀密度
3、堆積密度
二、材料的孔隙率與空隙率
1、孔隙率（與表觀密度對應）
2、空隙率（與堆積密度對應）
三、材料與水有關的性質
1、親水性與憎水性
當潤濕邊角θ≤90，親水性。當潤濕邊角θ＞90，憎水性。
2、吸水性與吸濕性
1）吸水性
重量吸水率（wm）：
體積吸水率（wv）：
2）吸濕性
3、材料的耐水性
4、抗滲性
定義：材料抵抗壓力水滲透的性質，以滲透係數表示。
5、抗凍性
定義：材料在水飽和狀態下，能經受多次凍融迴圈作用而不破壞，也不嚴重降低強度的性質，以抗凍標號表示。
四、熱工性質
材料的導熱係數愈小，表示其絕熱效能愈好，工程中通常把λ＜0.23的材料稱為絕熱材料。
第二節材料的力學性質
#一、材料的強度
抗壓、抗拉、抗剪和抗彎強度。（水泥、混凝土、鋼筋）
比強度：材料強度與表觀密度之比、衡量材料的輕質、高強的指標（p14)
二、彈性與塑性
彈性：材料受力後會產生變形，當外力卸除後變形能完全恢復的性質。
塑性：外力卸除後，仍保持變形後的形狀和尺寸的性質。
三、脆性與韌性
脆性：材料破壞時無明顯塑性變形的性質。
韌性：在衝擊、振動荷載作用下，材料能夠吸收較大的能量，不發生破壞的性質。
第三節材料的耐久性
定義：材料在使用過程中，抵抗其自身和環境的長期破壞作用，保持其原有效能而不破壞、不變質的能力。
混凝土材料的耐久性
第二章無機氣硬性膠凝材料
什麼是氣硬性膠凝材料？、(了解水凝膠材料)
第一節石膏
一、石膏生產簡介
(β-半水石膏，建築石膏)
2、建築石膏的凝結硬化
凝結硬化的機理：溶解－析晶
三、建築石膏的特性
1、凝結硬化快 2、硬化時體積略有膨脹（唯一的） 3、硬化後孔隙率大，表觀密度和強度較低
4、隔熱、吸音效能好 5、防火效能好 6、具有一定的調溫調濕性（呼吸作用）
7、耐水性與抗凍性差 8、加工效能好
四、石膏的技術性質
書p45頁表3-1。
第二節石灰
一、石灰生產簡介
（cao：生石灰）
根據生石灰中mgo含量的多少，生石灰分為鈣質石灰和鎂質石灰。
mgo≤5％，鈣質石灰，mgo >5％，鎂質石灰。
二、石灰的水化與硬化
1、石灰的水化
欠火石灰：石灰石（caco3）未完全分解，降低了石灰的利用率。
過火石灰：內部結構緻密，熟化緩慢。當石灰漿中含有這類過火石灰時，它將在石灰漿硬化後才發生水化作用，此時產生膨脹，引起區域性隆起和開裂。
如何消除過火石灰的危害？石灰在使用之前應在儲灰坑中陳伏14天以上。
2、石灰的硬化 ,硬化機理：結晶、碳化
三、石灰的特性
1、生石灰熟化時水化熱大，體積增大 2、硬化緩慢 3、硬化後體積收縮大 4、硬化後強度低
5、耐水性差 6、可塑性與保水性好
四、石灰的技術性質
詳見書中p48頁表3-2、表3-3、表3-4。
第三節水玻璃
一、生產
二氧化矽(sio2)與氧化鈉(na2o)的摩爾數的比值n，稱為水玻璃的模數。
二、水玻璃的硬化
（矽酸凝膠）
為加速水玻璃的硬化，常加入氟矽酸鈉(na2sif6)作為促硬劑，加速二氧化矽凝膠的析出，其摻量一般為12％～15％。
三、水玻璃的特性與應用
注意：水玻璃不能用來塗刷或浸漬石膏製品，因為矽酸鈉會與硫酸鈣反映生成硫酸鈉，在製品孔隙中結晶，體積顯著膨脹，從而導致製品的破壞。
第三章水泥
什麼是水硬性膠凝材料？
矽酸鹽水泥性質相近
普通矽酸鹽水泥
礦渣矽酸鹽水泥
火山灰矽酸鹽水泥性質相近
粉煤灰矽酸鹽水泥
復合矽酸鹽水泥
第一節矽酸鹽水泥的生產及礦物組成
矽酸鹽水泥＝矽酸鹽水泥熟料+ 0～5％混合材料+石膏
一、矽酸鹽水泥的生產
兩磨一燒，加點石膏。 水泥生產加入石膏是為了調節水泥的凝結硬化速度。
二、水泥熟料的礦物組成
矽酸三鈣：；矽酸二鈣：
鋁酸三鈣：； 鐵鋁酸四鈣：
第二節矽酸鹽水泥的水化及凝結硬化
一、矽酸鹽水泥的水化
水化方程式見書p52頁。
水泥水化後的水化產物主要為：c-s-h，cfh，c3ah6，aft，afm，ch。
四種熟料礦物的水化特性各不相同，對水泥的性質也產生不同的影響。
二、矽酸鹽水泥的凝結硬化
水泥凝結硬化的過程：
a、初步反應期：水泥初始溶解，與水強烈反應。
b、潛伏期：水化產物來不及擴散，在水泥顆粒表面形成包裹膜並不斷增厚。
c、凝結期：包裹膜破裂，水化加速，水化產物伸展、粘結，失去可塑性，漿體凝結。
d、硬化期：凝膠體進一步填充水泥顆粒之間的空隙（毛細孔），晶體長大、共生，漿體產生強度，開始硬化。
硬化水泥石的組成：
未水化的水泥顆粒，水泥水化產物（凝膠體與晶體），
水（自由水與吸附水），孔隙（毛細孔）
三、影響水泥凝結硬化的因素
1、熟料礦物的組成；2、細度；3、用水量（水灰比）；
4、溫度與濕度；5、石膏摻量
第三節矽酸鹽水泥的技術性質
一、細度
細度↑：水化速率↑，水化熱↑，強度↑，能耗↑，收縮↑
國標規定矽酸鹽水泥細度用比表面積法檢測，其它品種水泥用篩析法檢測。
二、凝結時間
規範規定：矽酸鹽水泥的初凝時間≥45min，終凝時間≤6.5h。
凝結時間的工程意義。
三、體積安定性
定義：水泥石在硬化過程中體積變化的均勻性。如果水泥在硬化過程中產生不均勻變形，則會使構件產生膨脹性開裂，即為體積安定性不良。
引起體積安定性不良的原因：f－cao過量，f－mgo過量，石膏過量。
體積安定性的檢測：雷氏夾法、試餅法。
四、強度
水泥強度等級的確定。（參考課件中的例題及試驗報告）
五、鹼含量
若水泥中鹼含量過高，而配製砼時又使用了鹼活性骨料，則會發生鹼骨料反應，導致砼開裂。
六、水化熱
上述各指標決定著水泥品質的劃分，規範規定：
不合格品：a、終凝時間不合格，b、細度不合格，c、強度低於商品等級規定的指標
廢品：a、初凝時間不合格，b、安定性不合格（即f－cao），c、f－mgo含量超標，d、so3含量超標，e、強度低於最低強度等級規定的指標。
不合格品可用於次要工程。廢品嚴禁用於土木工程中。
第四節水泥石的腐蝕與防止
一、軟水侵蝕（溶出**蝕）
二、鹽類腐蝕
1、硫酸鹽腐蝕2、鎂鹽破壞
三、酸腐蝕
1、碳酸腐蝕2、一般酸的腐蝕
四、強鹼的腐蝕
水泥石腐蝕的內因：
水泥石中存在有引起腐蝕的成分ca（oh）2和水化鋁酸鈣；
水泥石本身不密實，有許多毛細孔通道，導致侵蝕性物質可以進入；
水泥石腐蝕的外因：外界有腐蝕性物質存在。
五、腐蝕的防治
（1）根據侵蝕環境的特點，合理選用水泥品種。
（2）提高水泥石的密實程度。
（3）加做保護層。
第五節矽酸鹽水泥的應用與存放
一、矽酸鹽水泥的性質與應用
早期及後期強度均高、抗凍性好、耐腐蝕性差、水化熱高、抗碳化性好、耐熱性差、耐磨性好
第六節摻混合材料的矽酸鹽水泥
一、混合材料
1、非活性混合材料；2、活性混合材料：
能激發混合材潛在活性的物質稱為激發劑，氫氧化鈣稱為鹼性激發劑，石膏稱為硫酸鹽激發劑。
二、普通矽酸鹽水泥
其應用與矽酸鹽水泥基本相同。
三、摻大量混合材水泥
1、定義
礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復合水泥
2、摻大量混合材水泥的水化
二次水化：摻大量混合材水泥早期強度低（7d以前），而在後期（28d以後），隨著活性混合材活性的發揮，水泥石強度不斷增長，最後可以趕上同強度等級的普通水泥的強度。
3、摻大量混合材水泥的性質及其應用
第七節水泥的選用
具體選用見書中表3-11。
第四章水泥砼
第一節概述
一、砼的定義
二、砼的分類
三、砼的特點
砼的基本要求：
與設計相符合的強度；與施工相適應的和易性
與環境相適應的耐久性；在保證上述三項要求前提下的經濟性
第二節普通砼的組成材料
一、砼中各組成材料的作用
砂、石起骨架作用；
水泥與水形成水泥漿，水泥漿包裹骨料表面並填充其空隙。
a、在硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦予拌合物一定的和易性，便於施工；
b、水泥漿硬化後，則將骨料膠結成乙個堅實的整體。
外加劑和摻合料主要是改善砼的某些特性。
二、砼組成材料的技術要求
1、水泥
2、細骨料
（1）有害雜質
硫化物與硫酸鹽：會與固態水化鋁酸鈣反應生成鈣礬石，導致砼產生膨脹性裂縫；
泥土：影響骨料與水泥的粘結，增大需水量，使砼強度降低；
cl－：使鋼筋生鏽；
有機物：延緩水泥的凝結硬化，導致砼早期強度降低；
雲母片：影響骨料與水泥的粘結，在砼內形成薄弱環節；
活性二氧化矽：發生鹼－骨料反應，導致砼產生膨脹性裂縫。
（2）顆粒形狀及表面特徵
細骨料的顆粒形狀與表面特徵會影響其與水泥的粘結及砼拌合物的流動性。
用山砂配製的砼強度高，但流動性差；用河砂與海砂配製的砼強度低，但流動性好。
（3）顆粒級配及粗細程度
顆粒級配：指骨料中不同粒徑顆粒的分布情況。
骨料的粗細程度指不同粒徑的顆粒混在一起的平均粗細程度。
砂的顆粒級配和粗細程度常用篩分析方法測定。
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