建筑材料教案( 62页).docx

硅湖职业技术学院教案
授课周次
1
授课时间
年 月 日至 年 月 日
课程章节
绪 论
教学目的
通过本章学习，了解建筑材料的基本概念，知道建筑材料的性质及其对材料的性能影响，并学会各性质的计算。

内容提要及板书设计
内容提要：
一、教学内容
二、重难点
三、教学目标
绪 论
一、建筑材料概述
二、建筑材料性质
重点、难点及解决方案
重点：建筑材料性质
难点：各性质直接的关系计算以及对材料的影响
解决方案：多媒体授课
教学内容时间分配
序号　
教 学 内 容
时间分配
1
课程介绍
20分钟
2
建筑材料概述
20分钟
3
建筑材料性质
50分钟
4

教学手段
理论讲授
教学形式（在右栏勾选）
理实一体教学（ ） 理论教学（√ ）
实验（ ） 实训（ ） 上机（ ）
必读书目
《建筑材料》
作业
书后作业
作业完成方式
书面（√）电子（ ）
教学后记
基本达到预期效果。

绪论
学习目标：掌握建筑材料的定义、分类、了解建筑材料与建筑、结构、施工、预算的关系及其在国民经济建设中的地位和建筑材料的现状及发展，明确本课程的任务和基本要求。
一、建筑材料的定义
用于土木建筑结构物的所有材料的总称，是建筑物与构筑物的重要物质基础。
二、分类
根据组成成分 ：无机材料：金属材料 非金属材料
有机材料：植物材料 合成高分子材料 沥青材料
复合材料：无机非金属材料与有机材料复合
金属材料与非金属材料复合
其他材料复合
根据在建筑上的用途：建筑结构材料
墙体材料
建筑功能材料
三、建筑材料与建筑、结构、施工、预算的关系及其在国民经济建设中的地位，建筑材料是建筑、结构、施工、预算的物资基础。
四、建筑材料的现状及发展
建筑材料工业不仅是发展建筑业的基础，也是国民经济的主要基础工业之一。今年来，各种新型建筑材料层出不穷，向轻质、高强度、多功能方面发展，建筑技术正处于新的变革之中。
五、课程的任务及基本要求
任务：使初学者具有建筑材料的基础知识和在实践中合理选择与使用材料的能力，并获得主要建筑材料试验的基本技能训练。
要求：掌握材料的组成、技术性质、特性，了解材料的组成、结构、外界因素等对材料性质的影响，了解各主要性质间的相互关系，初步学会主要建筑材料的试验方法。能够根据工程性质和环境特点合理选用材料，熟悉常用建筑材料的技术规范，了解材料使用方法的要点，同时对材料的储运方法也有所了解。
第二章、建筑材料的基本性质
学习目标：了解建筑材料基本性质的分类，掌握各种基本性质的概念、表示方法及有关的影响因素。牢固掌握表示材料基本性质的术语。
材料的基本物理性质
一、 材料的密度、表观密度与堆积密度
1、密度：密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。——密度 自身体积（不含孔隙） 磨成细粉消除内部孔隙，材料的排水体积 V
计算式 ρ= m/v
式中 ρ--- 材料的密度，g/㎝3 。
m --- 材料在干燥状态下的质量，g 。
v --- 材料在绝对密实状态下的体积，㎝3 。
2、表观密度和容积密度：表观密度 （又称为视密度、近似密度）表示材料单位细观外形体积（包括内部封闭孔隙）的质量，容积密度 （又称为体积密度、表观毛密度、容重）表示材料单位宏观外形体积（包括内部封闭孔隙和开口孔隙）的质量。——表观密度 细观外形体积（含闭口孔）干燥材料浸入水中，待吸水饱和后，测量排开水的体积 V
计算式 ρ'= m /v '
式中 ρ'--- 材料的表观密度，g/cm3 。
m --- 材料在干燥状态下的质量，g 。
v '--- 材料不含开口孔隙的 体积，cm3 。
3、堆积密度：堆积密度是指散粒材料或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。——堆积密度 自然堆积体积 (含材料间空隙) 颗粒材料正好装满容器，测量该容器的容积V
计算式 ρ0'= m/ v0 ' =m /(V+ VP + Vv )
式中 ρ0'--- 材料的堆积密度，kg/ m3 。
VP --- 颗粒内部孔隙的体积，m3 。
Vv --- 颗粒间空隙的体积，m3 。
注意 ：自然堆积状态下的体积含颗粒内部的孔隙积及颗粒之间的空隙体积。

二、 材料的密实度与孔隙率
1、密实度（D）即材料体积内被固体物质充实的程度， D＝1－P。
表达式 D =V/V0×100 % =（ρ0 /ρ）×100 %
2、孔隙率（P）指材料内部孔隙体积占其总体积的百分率。
表达式 P=[(V0-V)/V0 ]=[1-V/V0 ] =(1-P0 /P)×100 %
孔隙率和密实度的关系 D + P= 1
材料孔隙率或密实度大小直接反映材料的密实程度。材料的孔隙率高，则表示密实程度小。计算式 P0'= m/ V0 ' =m /(V+ VP + Vv )
式中 P0'--- 材料的堆积密度，kg/ m3 。
VP --- 颗粒内部孔隙的体积，m3 。
Vv --- 颗粒间空隙的体积，m3 。
三、 材料的填充率与孔隙率
1、填充率（D＝1－P）是散粒状材料在某堆积体积中被其颗粒填充的程度。
2、空隙率（P）是指在某堆积体积中，散粒状材料颗粒之间的空隙体积所占的百分率。
孔隙率的大小反映了散以及填充率和孔隙率的定义、关系。要求能够进行简单的计算。粒材料的颗粒之间互相填充的致密程度。
表达式 P'=Vv /V0'=(V0'-V0 )/ V0' =(1-P0'/P0 )×100 %
注意：对致密材料，如天然砂、石，可用表观密度ρ′近似代替干燥时体积密度ρ0 。

硅湖职业技术学院教案
授课周次
2
授课时间
年 月 日至 年 月 日
课程章节
材料性质
教学目的
通过本章学习，了解建筑材料的热工性和耐久性，了解建筑材料与水有关的性质，了解建筑材料的力学性质，通过这些性质，结合上节课学习的一些基本性质，更好的了解建筑材料，了解它们的性能，熟悉它们的使用。

内容提要 及板书设计
内容提要：
一、教学内容
二、重难点
三、教学目标
材料性质
一、热工性
二、与水有关性质
三、力学性质
重点、难点 及解决方案
重点：材料力学性质
难点：与水有关性质
解决方案：多媒体授课
教学内容 时间分配
序号　
教 学 内 容
时间分配
1
热工性
20分钟
2
与水有关性质
20分钟
3
材料力学性质
30分钟
4
耐久性
20分钟
教学手段
理论讲授
教学形式
（在右栏勾选）
理实一体教学（ ） 理论教学（√ ）
实验（ ） 实训（ ） 上机（ ）
必读书目
《建筑材料》
作业
书后作业
作业完成方式
书面（√）电子（ ）
教学后记
基本达到预期效果。

材料与水有关的性质
一、 亲水性与憎水性
材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性。材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性。
材料的亲水性与憎水性可用润湿边角θ来说明。θ愈小，表明材料易被水润湿。当θ≤90°时，该材料被称为亲水性材料；当θ＞90°时，称为憎水性材料。
二、 吸水性
吸水性：材料在水中吸收水分的能力称为吸水性。吸水性的大小常以吸水率表示。有以下两种表示方法：
质量吸水率（Wm）：指材料吸水饱和时，所吸水量占材料绝干质量的百分率。
体积吸水率（WV）：  指材料吸水饱和时，所吸水分的体积占绝干材料自然体积的百分率。体积吸水率在数值上等于开口孔隙率。
表达式用质量吸水率ωm 或体积吸水率ωv 表示。表达式分别如下。
ωm = mSw / m×100% = [( msw'- m )/ m ]×100%
ωv =VSw /v0×100% = [( msw‘ - m )/v0 /ρw ]×100%
式中 msw --- 材料吸水饱和时所吸水的质量，g 或 kg 。
ωSw‘ --- 材料吸水饱和时材料的质量，g 或 kg 。
VSw --- 材料吸水饱和时所吸水的体积，cm3 或 m3 。
ρw --- 水的密度，g/cm3 或 kg/m3 。
质量吸水率和体积吸水率的关系 ωv = ρ0×ωm
注意 ： 对多孔吸水材料，其质量吸水率往往超过100％，此时用体积
吸水率表示；材料受潮后导热性增大，故保温隔热材料需保持干燥状态。
三、吸湿性
材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。材料的吸湿性常以含水率（W含）表示，含水率等于含水量占材料绝干质量的百分率。含水率随环境温度和空气湿度的变化而改变。当与空气温湿度相平衡时的含水率称为平衡含水率。用含水率ω'm 表示
ω'm = mw /m×100%
式中 mw --- 材料在空气中吸收水分的量, kg 。
m ---材料干燥时的质量, kg 。
注意 ：材料在与空气湿度相平衡时的含水率称为平衡含水率, 建筑材料在正常状态下, 均处于平衡含水率状态。材料的亲水性越大，连通微细孔越多，则吸水率、含水率越大。
四、耐水性
材料长期在饱和水作用下不破坏，而且强度也不显著降低的性质称为耐水性。材料的耐水性用软化系数（K软＝f软／f干）表示。软化系数愈小，表示材料的耐水性愈差。工程上，通常将K软≥0.85的材料称为耐水性材料。
表达式：用软化系数KP 表示 。
KP = fsw / fd
式中 fsw--- 材料吸水饱和状态下的抗压强度，MPa 。
fd --- 材料在干燥状态下的抗压强度，MPa 。
五、抗渗性
材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性（不透水性）。材料的抗渗性可用渗透系数K或抗渗等级S或P表示。渗透系数愈小或抗渗等级愈大，表示材料的抗渗性愈好。
材料抗渗性好坏，与其孔隙率和孔隙特征有关。绝对密实的材料和具有闭口孔隙的材料，或具有极细孔隙的材料，可以认为是不透水的。开口大孔材料抗渗性最差。此外，亲水性材料的毛细孔由于毛细作用而有利于水的渗透
六、抗冻性
材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性质称为抗冻性。材料的抗冻性用抗冻等级（D或F）表示，即在一定条件下能够经受的冻融循环次数。
材料的孔隙率低、孔径小、开口孔隙少，则抗冻性好。另外还与材料吸水饱和的程度、材料本身的强度以及冻结条件等有关。
材料的力学性质
一、 理论强度
材料受外力作用而引起破坏的原因：由于拉力造成质点间结合键断裂，或由于剪力或切应力而造成的破坏。
二、 强度、比强度
强度：材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为强度。
比强度：比强度是按单位体积的质量计算的材料强度，其值等于材料强度与其容积密度之比。
比强度是评价材料是否轻质高强的重要指标。选用比强度大的材料对增加建筑高度、减轻结构自重、降低工程造价等具有重大意义 。
三、 材料的变形性质
弹性：材料受力就发生变形，外力撤除后变形可完全恢复的性质
塑性：材料在外力作用下产生变形，当外力除去后，材料仍保留一部分残余变形、且不产生裂缝的性质称为塑性。
脆性：外力作用于材料并达到一定限度后，材料无明显塑性变形而发生突然破坏的性质称为脆性。
韧性：在冲击或震动荷载作用下，材料能吸收较大能量，同时产生较大变形，而不发生突然破坏的性质称为材料的冲击韧性（简称韧性）。
材料的热工性质
一、 导热性
导热性：材料传导热量的性质称为导热性。大小用导热系数表示
导热系数：评价材料导热能力的指标。其物理意义为单位面积、单位厚度的材料，在单位温差下，单位时间内传导的热量。
表达式 用导热系数λ表示 。
λ= Q a / ( T1 - T2 ) A t
式中 λ --- 导热系数，w/(m .k ) 。
Q --- 传递的热量，J 。
a --- 材料的厚度，m 。
T1 - T2 --- 材料两侧的温差，k 。
A --- 材料传热面的面积，㎡。
t ---传热的时间，s 或 h 。
意义：通常把λ<0.23 w/(m·k) 的材料称为绝热材料，在运输、存放、施工及使用过程中，须保持干燥状态 。
导热系数越小，材料的绝热性越好
材料含水，导热系数会明显增大；高温下比常温下大；顺纤维方向导热系数也会大些。
二、 热容量
热容量：材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质，称为热容量，其值为比热C与材料重量m的乘积。
表达式 用比热C 表示,又称比热容或热容量系数,其表达式为： C = Q / m ( T2 - T1 )
　　 式中 C --- 材料的比热容，J / (kg . K ) 。
　　 Q --- 材料吸收（或放出）的热量，J 。
　　　 m --- 材料的质量，kg 。
(T2 -T1)--- 材料受热（或冷却）前后的温度差，K 。
比热：单位质量的材料温度变化一度吸收或放出的热量。
材料的热容量对保持建筑物内部温度稳定有重要意义，能在热流变动或采暖设备供暖不均匀时，缓和室内温度的波动。
材料的耐久性
定义：材料在长期使用过程中，抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏的性质，称为耐久性。内容：材料的耐久性是一项综合性能,包括有抗渗性、抗冻性、耐腐性、抗老化性、 耐磨性、耐光性等。
影响因素：内部因素是造成材料耐久性下降的根本原因。内部因素包括材料的组成、结构与性质等。外部因素是影响耐久性的主要因素。

硅湖职业技术学院教案
授课周次
3
授课时间
年 月 日至 年 月 日
课程章节
气硬性胶凝材料
教学目的
通过本章学习，了解粘结材料的类型以及工作原理，以便更好的进行材料的选择，以及了解材料的性能，在出现问题后，知道问题的本质，更好的解决工程实际问题。

内容提要 及板书设计
内容提要：
一、教学内容
二、重难点
三、教学目标
气硬性胶凝材料
一、石灰
二、石膏
三、水玻璃
重点、难点 及解决方案
重点：石灰的工作原理及组成
难点：石灰的工作原理及组成，如何判定石灰的优劣
解决方案：多媒体授课
教学内容 时间分配
序号　
教 学 内 容
时间分配
1
回顾
10分钟
2
石灰
35分钟
3
石膏
25分钟
4
水玻璃
20分钟
教学手段
理论讲授
教学形式
（在右栏勾选）
理实一体教学（ ） 理论教学（√ ）
实验（ ） 实训（ ） 上机（ ）
必读书目
《建筑材料》
作业
课后习题
作业完成方式
书面（√）电子（ ）
教学后记
基本达到预期效果

无机气硬性胶凝材料
1、胶凝材料 在建筑工程中，将两种材料或散粒状材料胶结在一起的材料，称为胶凝┄胶结材料。通常将无机胶凝材料称为胶凝材料，将有机胶凝材料称为胶结材料。
2、种类 按凝结硬化条件的不同可分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，保持或继续发展其强度(石膏、石灰、水玻璃和菱苦土等)。水硬性胶凝材料在凝结后，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，保持并继续发展其强度(如水泥) 。
石灰
较早使用的胶凝材料，成本低廉，生产简便。
一、 石灰的原料及生产
原料：石灰岩，主要成分是碳酸钙并夹杂碳酸镁和粘土杂质（8%以内）
石灰是以碳酸钙为主要成分的石灰岩煅烧 (1000～1100℃)而成。煅烧时石灰岩中碳酸钙和碳酸镁分解，生成氧化钙、氧化镁( 称为生石膏）和二氧化碳气体, 反应式如下 ：
CaCO3 == CaO + CO2↑
MgCO3 == MgO +CO2↑
氧化钙、氧化镁称为生石灰。
注意：按生产中窑内温度和煅烧时间的控制不同分为欠火石灰、过火石灰和正火石灰。过火石灰的危害大，与水反映缓慢，在石灰浆体硬化后，反映体积膨胀，产生崩裂隆起现象。欠火石灰影响石灰的利用率。
二、 石灰的熟化
1、概念 生石灰加水生成熟石灰的过程，称为石灰的熟化或消解。反应如下 ： CaO + H2O = Ca(OH )2 + 64.9 kJ
MgO + H2O = Mg(OH)2 + 64.9 kJ
氢氧化钙、氢氧化镁称为熟石灰。
2、熟化时的现象 (1) 石灰熟化 过程中水化热较大。
(2) 外观体积约增加 1.5~2 倍 。
3、结论：生石灰使用前必须熟化。方式：“ 陈伏 ”或分层喷淋法得到消石灰粉。
4、熟化时注意事项 为了消除过火石灰的危害，须将石灰在化灰池内放置两周以上，称为“ 陈伏 ” ；“ 陈伏” 期间石灰膏表面应保持一层水膜，防止其碳化 。
5、消除过火石灰危害的措施
（1）块灰进行陈伏
（2）采用磨细的生石灰粉
三、石灰的硬化
1、干燥硬化与结晶硬化，形成氢氧化钙的晶体析出
2、碳化硬化，与空气中二氧化碳和水产生碳酸钙晶体。
注意：由于二氧化碳浓度低，且表层生成的碳酸钙结构致密，阻止二氧化碳继续深入，并影响水分蒸发，所以石灰硬化很慢。
四、石灰的技术要求和技术标准
1、技术要求
（1）有效氧化钙和氧化镁含量：决定粘结力大小
（2）生石灰产浆量和未消化残渣含量：与质量相关
（3）二氧化碳含量：控制煅烧中欠火的现象
（4）消石灰粉游离水含量：过多会造成碳化现象。
（5）细度
2、技术标准
按氧化镁含量的多少建筑石灰粉为钙质和镁质两类，建筑消石灰粉分为钙质、镁质和白云石质。
五、石灰的应用及储存
1、石灰的特性
（1）良好的保水性 于氢氧化钙粒子极细(直径约1μm)，数量多，总表面积大，能吸附水膜而不易失去。利用保水性好的特性拌制石灰砂浆或石灰混合砂浆 。
（2）凝结硬化慢、强度低 石灰浆碳化在表面形成碳酸钙外壳，碳化作用难以深入，内部水分又不易蒸发，因此凝结硬化缓慢。硬化后的强度也不高, 1:3 的石灰砂浆28天的抗压强度为 0.2～0.5 MPa。
（3）耐水性差 石灰浆体在潮湿环境中，难以晶体析出，凝结硬化不会进行。而硬化后的石灰长期受水浸泡，氢氧化钙晶体也会重新溶于水，使硬化的石灰溃散 。
（4）硬化后体积收缩大 石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起毛细管显著的收缩，从而造成了体积极大的收缩。
2、 石灰的应用
（1） 砂浆 常用于配制石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆。
（2） 粉刷 石灰膏加水拌合，可配制成石灰乳，用于粉刷墙面。
（3）石灰土和三合土 石灰土由石灰、粘土组成 , 三合土由石灰粘土和碎料(砂、石渣、碎砖等)组成。石灰土或三合土其耐水性和强度均优于纯石灰。广泛用于建筑物的基础垫层和临时道路。
（4）水泥和硅酸盐建筑制品 石灰是生产灰砂砖、蒸养粉煤灰砖、粉煤灰砌块或墙用板材等的主要原料。也是各种水泥的主要原料。
（5） 碳化石灰板 在磨细生石灰中掺加玻璃纤维、植物纤维、轻质骨料等，用碳化的方法使氢氧化钙碳化成碳酸钙，即为碳化石灰板。用作隔墙、天花板等。
3、石灰的储存
防潮、防爆、随到随用，及时进行陈伏
石膏
制作粉刷石膏、抹灰石膏、石膏砂浆、石膏水泥、各种石膏墙板、天花板、装饰吸声板、石膏砌块、纸面石膏板、嵌缝石膏、粘结石膏、自流平地板石膏及其它装饰部件等，是一种在建筑工程上应用广泛的建筑材料。主要应用于作为轻质墙体材料和建筑装饰制品，是高效节能材料。
一、石膏的原料及生产
(一)原料：（我国石膏资源极其丰富，年产石膏总量约1000多万吨）
90%
1. 天然二水石膏 又称生石膏（CaSO4 ·2H2O) , 是由含两个结晶水的硫酸
钙所组成的沉积岩石。
2.天然硬石膏 又称为无水石膏，主要是由无水硫酸钙（CaSO4 ) 组成的沉积岩石。
3.工业副产石膏 系指某些化工生产过程中，所产生的以硫酸钙为主要成分的副产品，经适当处理后，作为石膏胶凝材料的原料。常见品种有磷石膏和氟石膏。
107∽170℃
(二)生产：
CaSO4 ·2H2O CaSO4 ·1/2H2O + 2/3H2O β—半水石膏
空气中
（建筑石膏）
190℃

CaSO4 ·2H2O CaSO4 ·1/2H2O + CaSO4+H2O 模型石膏
空气中

124℃

CaSO4 ·2H2O CaSO4 ·1/2H2O + 2/3H2O α—半水石膏
1.3个大气压
（高强石膏）
二、建筑石膏的水化硬化
CaSO4 ·1/2H2O + 2/3H2O CaSO4 ·2H2O
生成物溶解度小，晶体析出，水分蒸发，凝结，连生交错，强度增大，硬化。
三、建筑石膏的技术性质及特性
技术性质：密度、表观密度、分类、产品名称（产品名称、抗折强度和标准号）
特性：
1.凝结硬化快 石膏加水拌和后，在6～10 min便开始失去可塑性,终凝不超过30 min，一般加硼砂、亚硫酸盐纸浆废液等缓凝剂 。
2.硬化后体积微膨胀 石膏浆体在凝结硬化时会产生微膨胀(0.5～1.0%)，这使石膏制品的表面光滑、细腻、形体饱满，所以适合制作建筑装饰制品 。
3.硬化后孔隙率大，重量轻但强度低 水化需水18.6%，石膏硬化后具有很大孔隙率（约50～60%)，因而强度低(7d为8～12 Mpa)，抗冻性、抗渗性及耐水性较差。但具有轻质、保温隔热、吸声、吸湿的特点 。同样体积的石膏板与水泥板相比较，重量只有其四分之一。美国108层的摩天大楼由于大量采用了石膏建材，总重量只相当于我国20－30层的楼房。石膏建材由于自身轻、厚度小，同时大大降低了高层建筑的地基施工费用，缩短了工期，又增加了房屋的使用面积。
4.具有良好的保温隔热和吸声性能（石膏吸收电磁波的作用、无毒害），一般80mm厚的石膏砌块相当于240mm厚实心砖的保温隔热能力。微孔吸声能力强。
5.具有一定的调节温度、湿度性能 具有呼吸功能，房间内过量湿气可很快吸收：当气候变化湿度减小能再次放出湿气，而不影响墙体牢固程度：也即具有调节室内大气湿度功能，可调节室内小气候。墙面在空气湿度较高时也无冷凝水。
6.防火性能优良 遇火时，二水石膏的结晶水蒸发，吸收热量，水蒸气在表面形成水蒸汽膜，还能起到阻火的作用。如墙厚80mm的石膏砌块墙体，火灾时每平方米要蒸发出约15kg水份，墙体才能进一步升温。一般1kg的结晶水全部挥发需要126KJ左右的热量。40㎡的办公室相当于要蒸发1t左右的水，将消耗掉大量的热量。石膏与混凝土相比，其耐火性能要高5倍。极限抗火时间5—20min。
7.耐水性差微溶于水。
8.具有良好的装饰性和可加工性 用石膏建材建造的房屋洁白如霜，十分美观。石膏制品，具有可锯、可刨、可钉性 。
四、建筑石膏的应用
1.   石 膏 板
（1）纸面石膏板 以建筑石膏为主要原料，掺加少量外加材料，如填充料，发泡剂、缓凝剂等，加水搅拌、浇注辊压后作芯材，两面用纸作护面制成。主要用于内墙、隔墙、天花板等处 。是室内装修的主要材料。石膏板体积稳定，湿胀干缩小。纸面石膏板是吊顶、隔石膏板是吊顶、隔墙、隔断工程最基本的中间材料,必须经过表面装饰后才能正式使用。所以石膏板的使用同木材板材的方法相同,可以通过锯、刨、钉等加工工艺,制成各种装饰作品的结构,再通过面饰乳胶漆、壁纸、陶瓷墙砖(要用防水型石膏板)做装饰,才能完成装饰工程。隔墙主要结构形式为中间龙骨，两面覆以石膏板，如果要求更好的隔音，在两块石膏板之间填充隔音材料。从价格上考虑,使用纸面石膏板比使用木质板材要经济、合理（1/3）。
（2）石膏空心条板和石膏砌块 以建筑石膏为主要原料，掺加适量填充料或少量纤维材料，加水搅拌、振捣成型、抽芯、脱模、烘干而成, 该板和砌块不用纸，不用胶，强度高。可用作内隔墙，安装时不需龙骨。
（3）石膏装饰板 石膏装饰板是以建筑石膏为主要原料，掺加少量纤维增强材料和胶结料，加水搅拌制成。装饰板有平板、多孔板、花纹板、浮雕板等多种 。贴膜饰面系列将聚乙烯贴膜与石膏板相复合粘贴而成；浮雕饰面系列将石膏板表面进行压花图案处理，施以面漆而成。
（4）纤维石膏板 以建筑石膏为主要原料，掺适量纤维增强材料制成，其抗弯强度高，可用于内墙和隔墙，也可代替木材作家具 。其中纤维可使用玻璃纤维或木质纤维。我国大量生产木质纤维石膏纤维板，石膏纤维板的性能较目前国内生产的纸面石膏板好。在施工石膏纤维板的破损率极低。
此外尚有石膏蜂窝板、防潮石膏板、耐火石膏板、石膏矿棉复合板等品种。
2. 粉 刷 石 膏
在建筑石膏中加入其他石膏（硬石膏或煅烧粘土质石膏）、各种缓凝剂（木质磺酸钙、柠檬酸、酒石酸等）及附加材料（石灰、烧粘土、氧化铁红等）可配制成像水泥一样在施工中现场拌制的新型抹灰材料┄粉刷石膏。它具有表面坚硬,光滑细腻，一是黏结力强,不易脱落,克服了传统的水泥砂浆经常出现的空鼓、开裂现象;二是具有呼吸功能,可调节室内空气湿度。三是无毒无味。四是凝结度快,体质轻。五是绿色生态建材,防火性能良好。六是施工工序简便,落地灰少。特别适用于砼顶板、加气砼墙面各种保温材料的表面抹灰。解决新材料抹灰难。
水 玻 璃
定义：俗称泡化碱，分为钾水玻璃和钠水玻璃，主要为硅酸钠 Na2O • n SiO2 。
一、水玻璃的生产
1生产简介 水玻璃原料是石英砂、纯碱或含碳酸钠的原料, 加热
至1300～1400℃, 熔融, 冷却即为固态水玻璃硅酸钠，反应式如下：
Na2 CO3 + n SiO2 == Na2O • n SiO2 + CO2
固态水玻璃在蒸压锅内加热、溶解，即成液态水玻璃。氧化钠与二氧化硅的分子比n为水玻璃的模数。
二、水玻璃的硬化
水玻璃在空气中吸收二氧化碳，析出二氧化硅凝胶，失水后硬化，反应式如下 ：
Na2O • n SiO2 + CO2 + m H2O == Na2CO3 + n SiO2 • n H2O
二氧化碳少，上述过程很慢，将水玻璃加热或掺加适量促硬剂，如氟硅酸钠（ Na2SiF6）。氟硅酸钠也能提高水玻璃耐水性 。
三、水玻璃的性质 水玻璃能溶解于水。模数大，其粘度大，较易硬化。一般为2—3。常用的水玻璃模数为 2.6～2.8 。无色、淡黄色或青灰色透明的粘稠液体。抗渗性、耐酸腐蚀性、耐热性好。
四、水玻璃的用途
1. 水玻璃与粒状高炉矿渣粉配制的砂浆，可作补缝材料。
2. 涂料 水玻璃溶液喷涂在建筑材料表面，如天然石料、粘土砖、混凝土等，能提高材料的密实度、强度、耐水性和抗风化能力。石膏制品不能用水玻璃溶液喷涂。钢筋阻锈。
3.灌浆材料 水玻璃溶液与氯化钙溶液交替灌入土壤内，是加固建筑地基的一种灌浆材料。此外，水玻璃能加速水泥的凝结、硬化，可作为水泥的促凝剂。。。
4.作防水剂与多种矾配制
5.耐酸、耐热制品 水玻璃是一种耐酸材料。用水玻璃、胶凝材料与耐酸骨料等可制成耐酸砂浆及耐酸混凝土; 水玻璃耐热性良好，能长期承受高温作用而强度不降低。用其作胶凝材料，与耐热骨料等可配制成耐热砂浆及耐热混凝土。

硅湖职业技术学院教案
授课周次
4
授课时间
年 月 日至 年 月 日
课程章节
水泥
教学目的
掌握1、硅酸盐水泥的概念2、硅酸盐水泥熟料的成分和各自的作用3、混合材料的种类和作用4、硅酸盐水泥的水化产物5、细度的影响理解 1、硅酸盐水泥的原料和生产硅酸盐水泥的化学性质与标准
内容提要 及板书设计
内容提要：
一、教学内容
二、重难点
三、教学目标
水泥
一、水泥的分类及性质
二、水泥的技术性质

重点、难点 及解决方案
重点：水泥的技术性质和指标
难点：水泥的技术性质和指标
解决方案：实验
教学内容 时间分配
序号　
教 学 内 容
时间分配
1
回顾
10分钟
2
水泥的分类及性质
25分钟
3
水泥的技术性质
55分钟
4

5

教学手段
理论讲授
教学形式
（在右栏勾选）
理实一体教学（ ） 理论教学（√ ）
实验（ ） 实训（ ） 上机（ ）
必读书目
《建筑材料》
作业
课后习题
作业完成方式
书面（√）电子（ ）
教学后记
达到预期效果

水泥
概念：具有拌水后的粘结性能，能在空气和水中硬化，将散粒和纤维材料胶结在一起形成强度的材料称为水泥。
分类：水泥的种类按水硬性物质分为硅酸盐、铝酸盐、硫铝酸盐、铁铝酸盐水泥，按用途和性能分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。
通用水泥
硅酸盐水泥，分为六大类型
5.1.1硅酸盐水泥
又称波特兰水泥，由硅酸盐水泥熟料、0-5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
分为 不掺入混合材的称为Ⅰ型硅酸盐水泥,代号P·Ⅰ
加入不超过5％混合材料的称为Ⅱ型硅酸盐水泥 ,代号P·Ⅱ
规范：GB175-1999分为六个强度等级
一、硅酸盐水泥的原料与生产
硅酸盐水泥生产的原材料、主要工艺流程如下：
生料
按比例配合、磨细
铁矿粉
粘土
石灰石

磨细
煅烧，1450℃

水泥
硅酸盐熟料

石膏

“两磨一烧”
二、硅酸盐水泥的组成材料
（一）硅酸盐水泥熟料
硅酸盐水泥熟料由硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙四种矿物组成
硅酸钙(包括硅酸三钙和硅酸二钙)约占70%以上，对硅酸盐水泥的性能具有重要影响。也是“ 硅酸盐水泥 ” 这一名称由来的原因。
不同熟料矿物与水作用时表现的性能是不同：
C3S水化速度快、水化热多，早期强度和最终强度高 强度的来源
C2S水化速度慢、水化热少，早期强度低，最终强度高
C3A水化速度最快、水化热最多，强度低，与C4AF同属“熔媒矿物”
改变水泥熟料组成的相对含量，水泥的技术性能会随之变化。例如：提高硅酸三钙的含量，可以制得快硬高强的优质水泥 。
（二）石膏
在水泥生产过程中加入 适量石膏起缓凝作用。掺量3%-5%，过多导致水泥石膨胀性破坏。（水化硫铝酸钙）
（三）混合材料
1、定义：在水泥生产时, 所掺入的天然或人工矿物材料, 称为混合材料
2、作用：（1）改善性质（2）增产，降水化热、降强度、降成本
3、分类：混合材料按其是否可发生化学反应可分为活性混合材和非活性混合材料。
非活性混合材料与水泥不能或很少反应生成水化物，在水泥中仅起填充作用。例如石英砂、粘土、石灰岩等。
活性混合材料与水泥能生成具有胶凝性的水化物，它可改善水泥的某些性能, 提高水泥产量，降低水泥成本，扩大使用范围，还能充分利用工业废渣。这类混合材料常用的有粒化高炉矿渣、火山灰与粉煤灰等。主要成分为活性的氧化硅、氧化钙、三氧化二铝。
窑灰是从水泥回窑窑尾废气中收集下的粉尘。窑灰的性能介于非活性混合材料和活性混合材料之间 。
三、硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化
（一）水化 硅酸盐水泥遇水后，各熟料矿物与水发生化学反应, 这一过程称为水化，其反应式如下 ：
3( CaO·SiO2 )+ 6 H2O = 3CaO·2SiO2·3 H2O (胶体) +3 Ca(OH)2 (晶体)
2( 2CaO·SiO2)+4 H2O = 3CaO·2SiO2·3H2O + Ca(OH)2(晶体)
3 CaO·Al2O3 + 6 H2O = 3 CaO·Al2O3 ·6 H2O（晶体）
4 CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O = 3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O (胶体)
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。水化硫铝酸钙的存在，延缓了水泥的凝结时间。 （钙矾石）
综上所述，硅酸盐水泥水化反应后，生成的水化产物有胶体和晶体，其结构称为水泥凝胶体。水化产物水化硅酸钙、水化铁酸钙的胶体和水化铝酸钙、水化铁酸钙、、水化硫铝酸钙、氢氧化钙的晶体，主要水化产物水化硅酸钙的胶体。
（二）凝结与硬化
塑性失去，强度产生，洛赫尔三阶段理论来解释：
1、加水至初凝：水化产物小，数量少，呈可塑状态。
2、初凝至24h：水化加快，水化物大量形成，各颗粒交错连接成网，水泥凝结。
3、24h至水化结束：石膏耗尽，结构致密，强度提高。
水泥的水化和硬化过程是连续的。水化是凝结硬化的前提, 而凝结硬化是水化的结果。凝结标志着水泥浆失去流动性而具有了塑性强度，硬化则表示水泥浆