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2005造價精講班 建設工程技術與計量 （土建）

第六講  水泥、石灰、石膏、磚、石、防水材料  

內容提要

水泥、石灰、石膏、磚、石、防水材料的介紹

重點難點

1、水泥、石灰、石膏分類、特性、適用
2、磚、石、防水材料主要知識點是：燒結磚的種類、技術性質、特點及應用，蒸壓灰砂磚和砌塊的種類、特點及應用，天然石材的品種、技術性質及選用，防水卷材，新型防水材料的品種及適用范圍。

內容講解

三、水泥

水泥與水混合后，經過物理化學反應過程變成堅硬的石狀體，并能將散粒狀材料膠結成為整體，所以水泥是一種良好的礦物膠凝材料。水泥屬于水硬性膠凝材料。

(一)硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥

1．定義與代號
(1)硅酸鹽水泥。凡由硅酸鹽水泥熟料、0-5％的石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥(國外通稱為波特蘭水泥)。
硅酸鹽水泥分為兩種類型：不摻混合材料的稱為I型硅酸鹽水泥，代號P．I；在硅酸鹽水泥熟料粉磨時摻入不超過水泥質量5％的石灰石或粒化高爐礦渣混合材料的稱為Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號P?Ⅱ。

(2)普通硅酸鹽水泥。由硅酸鹽水泥熟料、6％-15％的混合材料、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥，代號P．O。

2．硅酸鹽水泥熟料的組成

硅酸鹽水泥熟料主要礦物組成及其含量范圍和各種熟料單獨與水作用所表現特性，見教材表2.2.1 。

3．硅酸鹽水泥的凝結硬化

水泥的凝結硬化是一個不可分割的連續而復雜的物理化學過程。其中包括化學反應(水化)及物理化學作用(凝結硬化)。水泥的水化反應過程是指水泥加水后，熟料礦物及摻入水泥熟料中的石膏與水發生一系列化學反應。水泥凝結硬化機理比較復雜，一般解釋為水化是水泥產生凝結硬化的必要條件，而凝結硬化是水泥水化的結果。

4．硅酸鹽水泥及普通水泥的技術性質。

(1)細度。細度表示水泥顆粒的粗細程度。水泥的細度直接影響水泥的活性和強度。顆粒越細，水化速度快，早期強度高，但硬化收縮較大。而顆粒過粗，又不利于水泥活性的發揮，且強度低。
(2)凝結時間。凝結時間分為初凝時間和終凝時間。初凝時間為水泥加水拌合起，至水泥漿開始失去塑性所需的時間。終凝時間從水泥加水拌合起，至水泥漿完全失去塑性并開始產生強度所需的時間。水泥凝結時間在施工中有重要意義，初凝時間不宜過短，終凝時間不宜過長。
硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于6.5h=390min；普通水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于10h=600min。水泥初凝時間不合要求，該水泥報廢；終凝時間不合要求，視為不合格。

例題：水泥初凝時間不合要求，該水泥[     ]；

A.用于次要工程
B. 報廢
C. 視為不合格。
D.加早凝劑后使用 

答案： B.

2004考題．關于水泥凝結時間的描述，正確的是(  A  )。

A．硅酸鹽水泥的終凝時間不得遲于6．5h
B．終凝時間自達到初凝時間起計算
C．超過初凝時間，水泥漿完全失去塑性
D．普通水泥的終凝時間不得遲于6．5h

(3)體積安定性。體積安定性是指水泥在硬化過程中，體積變化是否均勻的性能，簡稱安定性。水泥安全性不良會導致構件(制品)產生膨脹性裂紋或翹曲變形，造成質量事故。    安定性不合格的水泥不可用于工程，應廢棄。

(4)強度。水泥強度是指膠砂的強度，而不是凈漿的強度，它是評定水泥強度等級的依據。按規定制成膠砂試件，在標準溫度的水中養護，測3d和28d的試件抗折和抗壓強度劃分強度等級。將硅酸鹽水泥強度等級分為42．5、42．5R、52．5、52．5R、62．5、62，5R(帶“R”早強型，不帶“R”普通型)；將普通水泥分為32，5、32，5R、42，5、42．5R、52．5、52．5R。www.edu24ol.com,王雙增講解

例題、水泥強度是指按規定制成膠砂試件，在標準溫度的水中養護，測[   ]的試件抗折和抗壓強度劃分強度等級。

A、3d和7d  
B、3d和14d   
C、3d和28d   
D、7d和28d    
答案：C

(5)水化熱。水泥的水化熱是水化過程中放出的熱量。水泥的水化熱主要在早期釋放，后期逐漸減少。 對大型基礎、水壩、橋墩等大體積混凝土工程，由于水化熱積聚在內部不易發散，使內部溫度上升，內外溫度差引起的應力使混凝土可能產生裂縫，因此水化熱對大體積混凝土工程是不利的。
(6)水泥的堿含量將影響構件(制品)的質量或引起質量事故。水泥中的堿含量按Na20+0．658K2O計算值來表示，
 
5．硅酸鹽水泥、普通水泥的應用。

在工程應用的適應范圍內兩種水泥是一致的，主要應用在以下幾個方面：
(1)強度較高，主要用于重要結構的高強度混凝土、鋼筋混凝土和預應力混凝土工程。
(2)凝結硬化較快、抗凍性好，適用于早期強度要求高、凝結快，冬期施工及嚴寒地區遭受反復凍融的工程。
(3)不宜用于經常與流動的軟水接觸及有水壓作用的工程，也不宜用于受海水和礦物水等作用的工程。
(4)因水化過程放出大量的熱，故不宜用于大體積混凝土構筑物。

例題：硅酸鹽水泥、普通水泥的應用正確的是[    ]。

A. 在工程應用的適應范圍內兩種水泥是一致的
B. 用于重要結構的高強度混凝土
C. 冬期施工
D. 用于受海水和礦物水等作用的工程
E. 均不宜用于大體積混凝土構筑物

答案：A.B.C..E

(二)摻混合材料的硅酸鹽水泥

1．混合材料。按其性能分為活性(水硬性) 混合材料和非活性(填充性)混合材料兩類。

(1)活性混合材料，可以改善水泥性能、調節水泥強度等級、擴大水泥使用范圍、提高水泥產量、利用工業廢料、降低成本，有利于環境保護。
(2)非活性混合材料，可以增加水泥產量、降低成本、降低強度、減少水化熱、改善混凝土及砂漿的和易性等。

2．定義與代號。

(1)礦渣硅酸鹽水泥。由硅酸鹽水泥熟料和粒化高爐礦渣、適量的石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，代號P．S。水泥中粒化高爐礦渣摻加量按質量百分比計為20％～70％。  
(2)火山灰質硅酸鹽水泥。由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質混合材料和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，代號P．P。水泥中火山灰質混合材料摻量按質量百分比計為20％～50％。
(3)粉煤灰硅酸鹽水泥。由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，代號P?F。水泥中粉煤灰摻量按質量百分比計為20％～40％。 

3．五種水泥的主要特性及適用范圍見教材表2.2.2此表很重要，結合技術性質和組成對比理解記憶。

例如：礦渣水泥與硅酸鹽水泥、普通水泥相比具有以下特性：

①早期強度低，后期強度增長較快；
②水化熱低；
⑧耐熱性；
④抗腐蝕能力較強；
⑤抗凍性差、干縮性大、泌水現象顯著。
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二、石膏

石膏是以硫酸鈣為主要成分的氣硬性膠凝材料。

1．石膏的原料及生產

生產石膏的主要原料是天然二水石膏，又稱軟石膏． 生產石膏的主要工序是加熱與磨細。由于加熱方式和溫度的不同，可生產不同性質的石膏品種，統稱熟石膏。將天然二水石膏加熱，隨溫度的升高，在不同階段中，因加熱條件不同，所獲得的石膏不同。

2．建筑石膏的硬結過程
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建筑石膏與適量的水拌和后，最初成為可塑的漿體，但很快就失去塑性和產生強度，并逐漸發展成為堅硬的固體。
首先，半水石膏溶解于水，與水進行水化反應，生成二水石膏，隨著水化的進行，二水石膏膠體微粒的數量不斷增多，其顆粒比原來的半水石膏顆粒細得多，即總表面積增大，可吸附更多的水分；同時漿體中的水分因水化和蒸發而逐漸減少。所以漿體的稠度便逐漸增大，顆粒之間的摩擦力和粘結力逐漸增加，因而漿體可塑性逐漸減小，表現為石膏的凝結，稱為石膏的初凝。在漿體變稠的同時，二水石膏膠體微粒逐漸變為晶體，晶體逐漸長大，共生和相互交錯，使漿體凝結，逐漸產生強度，隨著內部自由水排水，晶體之間的摩擦力、粘結力逐漸增大，石膏開始產生結構強度，稱為終凝。

3．建筑石膏的技術性質與應用：

(1)色白質輕。
(2)凝結硬化快。建筑石膏初凝和終凝時間很短，為便于使用，可加入緩凝劑。常用的緩凝劑有硼砂、酒石酸鉀鈉、檸檬酸、聚乙烯醇、石灰活化骨膠或皮膠等。
(3)微膨脹性。這一性質使石膏膠凝材料在使用中不會產生裂紋。因此建筑石膏裝飾制品，形狀飽滿密實，表面光滑細膩。
(4)多孔性。內部具有很大的孔隙率，強度較低。石膏制品表觀密度小、保溫絕熱性能好、吸音性強、吸水率大，以及抗滲性、抗凍性和耐水性差。
(5)防火性。當受到高溫作用時，二水石膏的結晶水開始脫出，吸收熱量，并在表面上產生一層水蒸汽幕，阻止了火勢蔓延，起到了防火作用。
(6)耐水性、抗凍性差。建筑石膏硬化后具有很強的吸濕性，建筑石膏的耐水性、抗凍性都較差。

第四節  磚、石

一、磚

(一)燒結磚

1．燒結普通磚。包括粘土磚(N)、頁巖磚(Y)、煤矸石磚(M)、粉煤灰磚(F)等多種。根據有關質量指標劃分為三個質量等級：優等品A,一等B品，合格C品。 

1)主要技術性質。燒結普通磚的標準尺寸為240mm*ll5mm*53mm，加上10mm厚的砌筑灰縫，則4塊磚長、8塊磚寬、16塊磚厚均為l m。lm3的磚砌體需磚數為：4*8*16＝512(塊)。
2）外觀質量：包括對尺寸偏差、缺棱掉角、彎曲和裂縫等缺陷程度作出規定，有關各項指標均應符合相應的標準。
3）強度等級：燒結普通磚的強度由10塊磚樣的抗壓強度算術平均值(MPa)和抗壓強度標準值(MPa)兩個指標來確定。
4）耐久性：包括抗風化性、泛霜和石灰爆裂等指標。抗風化性通常以其抗凍性、吸水率(一般在8％～16％左右)及飽和系數等來進行判別。而石灰爆裂與泛霜均與磚中石灰夾雜有關，當磚砌筑完畢后，石灰吸水熟化，造成體積膨脹，導致磚開裂，稱為石灰爆裂。同時，使砌體表面產生一層白色結晶，即為泛霜。標準規定：優等品磚不得有泛霜，且不允許出現最大破壞尺寸大于2mm的爆裂區域。

2004考題．對燒結普通磚應注意的質量指標是(    )。
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A．抗風化性   
B．脆性   
C．韌性   
D．高水密性

2．燒結多孔磚。

按照尺寸偏差、外觀質量等項指標劃分為：優等品(A)、一等品（B）和合格品(C)。   常用于六層以下承重墻體。M型能提高施工速度，節約砂漿。P型可與普通轉配套使用。

3．燒結空心磚。

因使用時大面承壓，磚的孔洞與承壓面平行，強度不高，因而多用作非承重墻。

例題、燒結普通磚的說法正確的[    ]

A、包括粘土磚(N)、頁巖磚(Y)、
B、優等品磚不得有泛霜
C、燒結普通磚的強度是取10塊磚樣的確定兩個指標
D、燒結普通磚的強度由磚樣指標的加權平均值來確定
E. 包括煤矸石磚(M)、粉煤灰磚(F)

答案；ABCE

(二)蒸壓灰砂磚
蒸壓灰砂磚以石灰和砂為原料，經制坯成型、蒸壓養護而成。不耐腐蝕和高溫。

(三)砌塊
砌塊是供砌筑用的人造塊材，尺寸比砌墻磚要大，主要品種有：粉煤灰砌塊。中型空心砌塊。混凝土小型空心砌塊。蒸壓加氣混凝土砌塊（輕質，可用于絕熱）。

二、石材

（一）天然石材
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(1)表觀密度。與石材的礦物組成及孔隙率有關，根據表觀密度可劃分為輕質石材與重質石材兩大類：
(2)抗壓強度。是非均質各向異性脆性材料。按標準規定的試驗方法測定石材標準試樣的抗壓強度平均值，將石材強度劃分為九個等級。
(3) 吸水性。石材吸水后強度降低，抗凍性變差，導熱性增加，耐水性和耐久性下降。表觀密度大的石材，孔隙率小，吸水率也小。
(4)耐水性。石材的耐水性按其軟化系數值的大小分為三等，即：
高耐水性石材：軟化系數大于o．9；
中耐水性石材：軟化系數介于0．7---0．9；
低耐水性石材：軟化系數介于0．6---0，7
(5)抗凍性。石材的抗凍性與吸水率大小有密切關系。一般吸水率大的石材，抗凍性能較差。另外，抗凍性還與石材吸水飽和程度、凍結程度和凍融次數有關。石材在水飽和狀態下，經規定次數的凍融循環后，若無貫穿縫且重量損失不超過5％，強度損失不超過25％時，則為抗凍性合格。

3．天然石材的選用

(1)毛石。毛石是指以開采所得、未經加工的形狀不規則的石塊。毛石主要用于砌筑建筑物的基礎、勒角、墻身、擋土墻、堤岸及護坡，還可以用來澆筑片石混凝土。
(2)料石。料石是指以人工斬鑿或機械加工而成，形狀比較規則的六面體塊石。按表面加工平整程度分為四種：毛料石；粗料石；半細料石；細料石。若按外形劃分為條石、方石、拱石(楔形)。料石主要用于建筑物的基礎、勒腳、墻體等部位，半細料石和細料石主要用作鑲面材料。
(3)石板。石板是用致密的巖石鑿平或鋸成的一定厚度的巖石板材。
(4)廣場地坪、路面、庭院小徑用石材。

例題、料石按表面加工平整程度分為[    ]等：

A、 毛料石   
B、粗料石   
C、條石 
D、細料石 
E、方石
答案：A、B、D、

2004考題．建筑工程使用的花崗巖比大理石(    )。

A．易加工                 
B．耐火
C．更適合室內墻面裝飾      
D．耐磨

第五節防水材料

防水材料由多層防水向單層防水發展，由單一材料向復合型多功能材料發展，施工方法也由熱熔法向冷粘貼法或自粘貼法發展。各種防水材料的分類及特點見表2．5．1所示。
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一、防水卷材

1．瀝青防水卷材 

石油瀝青紙胎油氈是用高軟化點的石油瀝青涂蓋油紙的兩面，再涂撒隔離材料制成的。油氈按原紙1m2的重量克數分為200、350和500三個標號；其中200號油氈適用于簡易防水、臨時性建筑防水、防潮及包裝等；350號和500號油氈適用于一般工程的屋面和地下防水。

2．聚合物改性瀝青防水卷材

聚合物改性瀝青防水卷材是以合成高分子聚合物改性瀝青為涂蓋層，纖維織物或纖維氈為胎體，粉狀、粒狀、片狀或薄膜材料為覆面材料制成的可卷曲片狀防水材料。性能優異，且價格適中。此類防水卷材一般單層鋪設，也可復層使用，根據不同卷材可采用熱熔法、冷粘法、自粘法施工。

(1)SBS改性瀝青防水卷材。SBS改性瀝青防水卷材屬彈性體瀝青防水卷材中的一種，該類卷材使用玻纖氈或聚酯氈兩種胎基。彈性體瀝青防水卷材以10m2卷材的標稱重量(kg)作為卷材的標號；
玻纖氈胎基的卷材分為25號、35號和45號三種標號，聚酯氈胎基的卷材分為25號、35號、45號和55號四種標號。按卷材的物理性能分為合格品、一等品、優等品三個等級。

該類防水卷材廣泛適用于各類建筑防水、防潮工程，尤其適用于寒冷地區和結構變形頻繁的建筑物防水。其中，35號及其以下品種用作多層防水；35號以上的品種可用作單層防水或多層防水的面層，并可采用熱熔法施工。

(2)APP改性瀝青防水卷材。APP改性瀝青防水卷材屬塑性體瀝青防水卷材中的一種。本類卷材也使用玻纖氈或聚酯氈兩種胎基。塑性體瀝青防水卷材以10m2卷材的標稱重量(kg)作為卷材的標號；玻纖氈胎基的卷材分為25號、35號和45號三種標號，聚酯氈胎基的卷材分為25號、35號、45號和55號四種標號。按卷材的物理性能分為合格品、一等品、優等品三個等級。

該類防水卷材廣泛適用于各類建筑防水、防潮工程，尤其適用于高溫或有強烈太陽輻射地區的建筑物防水。其中，35號及其以下品種用作多層防水：35號以上的品種可用作單層防水或多層防水層的面層，并可采用熱熔法施工。

例題、彈性體瀝青防水卷材以[   ]卷材的標稱重量(kg)作為卷材的標號；

A、m2  
B、m3 
C、10m2  
D、每卷
答案：C

3，合成高分子防水卷材.

又可分為加筋增強型與非加筋增強型兩種。是新型高檔防水卷材。一般單層鋪設，可采用冷粘法或自粘法施工。

(1)三元乙丙(EPDM)橡膠防水卷材。三元乙丙橡膠防水卷材有優良的耐候性、耐臭氧性和耐熱性。廣泛適用于防水要求高、耐用年限長的土木建筑工程的防水。

(2)聚氯乙烯(PVC)防水卷材。聚氯乙烯防水卷材根據其基料的組成與特性分為S型和P型。該種卷材的尺度穩定性、耐熱性、耐腐蝕性、耐細菌性等均較好，適用于各類建筑的屋面防水工程和水池、堤壩等防水抗滲工程。
(3)氯化聚乙烯―橡膠共混型防水卷材。  氯化聚乙烯―橡膠共混型防水卷材兼有塑料和橡膠的特點。該類卷材特別適用于寒冷地區或變形較大的土木建筑防水工程。

二、防水涂料  
 
防水涂料固化成膜后的防水涂膜具有良好的防水性能，特別適合于各種復雜不規則部位的防水，能形成無接縫的完整防水膜。它大多采用冷施工，不必加熱熬制。防水涂料按成膜物質的主要成分可分為瀝青基防水涂料、聚合物改性瀝青防水涂料和合成高分子防水涂料等三類。

2004考題．防水涂料具有的顯著特點是(    )。

A．抵抗變形能力強
B．有利于基層形狀不規則部位的施工   
C．施工時不需加熱
D．使用年限長

(1)瀝青基防水涂料。這類涂料對瀝青基本沒有改性或改性作用不大。
(2)高聚物改性瀝青防水涂料。這類涂料在柔韌性、抗裂性、拉伸強度、耐高低溫性能、使用壽命等方面比瀝青基涂料有很大改善。
(3)合成高分子防水涂料。這類涂料具有高彈性、高耐久性及優良的耐高低溫性能。

三、建筑密封材料

建筑密封材料是能承受位移并具有高氣密性及水密性而嵌入建筑接縫中的定形和不定形的材料。按構成類型分為溶劑型、乳液型和反應型；按使用時的組分分為單組分密封材料和多組分密封材料；按組成材料分為改性瀝青密封材料和合成高分子密封材料。為保證防水密封的效果，建筑密封材料應具有高水密性和氣密性，良好的粘結性，良好的耐高低溫性和耐老化性能，一定的彈塑性和拉伸---壓縮循環性能。建筑物中不同部位的接縫，對密封材料的要求不同，如室外的接縫要求較高的耐候性，而伸縮縫則要求較好的彈塑性和拉伸----壓縮循環性能。

2004考題．選用建筑密封材料時應首先考慮其(    )。
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A．使用部位和黏結性能        
B．耐高低溫性能
C.“拉伸――壓縮”循環性能   
D．耐老化性

1．不定形密封材料
目前，常用的不定形密封材料有：瀝青嵌縫油膏、聚氯乙烯接縫膏和塑料油膏、丙烯酸類密封膏、聚氨酯密封膏、聚硫密封膏和硅酮密封膏等。

(1)瀝青嵌縫油膏。瀝青嵌縫油膏主要作為屋面、墻面、溝和槽的防水嵌縫材料。
(2)聚氯乙烯接縫膏和塑料油膏。這種密封材料適用于各種屋面嵌縫或表面涂布作為防水層，也可用于水渠、管道等接縫，用于工業廠房自防水屋面嵌縫，大型墻板嵌縫。
(3)丙烯酸類密封膏。具有優異的耐候性。丙烯酸類密封膏主要用于屋面、墻板、門、窗嵌縫，但它的耐水性不算很好，所以不宜用于經常泡在水中的工程。
(4)聚氨酯密封膏。 聚氨酯密封膏的彈性、粘結性及耐氣候老化性能特別好，與混凝土的粘結性也很好，同時不需要打底。尤其適用于游泳池工程。
(5)硅酮密封膏。硅酮密封膏具有優異的耐熱、耐寒性和良好的耐候性；與各種材料都有較好的粘結性能；耐拉抻一壓縮疲勞性強，耐水性好。硅酮建筑密封膏分為F類和C類兩種類別。其中，F類為建筑接縫用密封膏， G類為鑲裝玻璃用密封膏，主要用于鑲嵌玻璃和建筑門、窗的密封。

2．定形密封材料    定形密封材料包括密封條帶和止水帶，如鋁合金門窗橡膠密封條、丁腈膠――PVC門窗密封條、白粘性橡膠、橡膠止水帶、塑料止水帶等。定形密封材料按密封機理的不同可分為遇水非膨脹型和遇水膨脹型兩類。

例題．定形密封材料按密封機理的不同可分為[   ]和兩類。

A、 PVC門窗密封    
B、密封條帶   
C、遇水膨脹型
D、遇水非膨脹型     
E、白粘性橡膠
答案：C、D、