2005造价精讲班 建设工程技术与计量 （土建）

第六讲  水泥、石灰、石膏、砖、石、防水材料  

内容提要

水泥、石灰、石膏、砖、石、防水材料的介绍

重点难点

1、水泥、石灰、石膏分类、特性、适用
2、砖、石、防水材料主要知识点是：烧结砖的种类、技术性质、特点及应用，蒸压灰砂砖和砌块的种类、特点及应用，天然石材的品种、技术性质及选用，防水卷材，新型防水材料的品种及适用范围。

内容讲解

三、水泥

水泥与水混合后，经过物理化学反应过程变成坚硬的石状体，并能将散粒状材料胶结成为整体，所以水泥是一种良好的矿物胶凝材料。水泥属于水硬性胶凝材料。

(一)硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥

1．定义与代号
(1)硅酸盐水泥。凡由硅酸盐水泥熟料、0-5％的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，称为硅酸盐水泥(国外通称为波特兰水泥)。
硅酸盐水泥分为两种类型：不掺混合材料的称为I型硅酸盐水泥，代号P．I；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺入不超过水泥质量5％的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P?Ⅱ。

(2)普通硅酸盐水泥。由硅酸盐水泥熟料、6％-15％的混合材料、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，代号P．O。

2．硅酸盐水泥熟料的组成

硅酸盐水泥熟料主要矿物组成及其含量范围和各种熟料单独与水作用所表现特性，见教材表2.2.1 。

3．硅酸盐水泥的凝结硬化

水泥的凝结硬化是一个不可分割的连续而复杂的物理化学过程。其中包括化学反应(水化)及物理化学作用(凝结硬化)。水泥的水化反应过程是指水泥加水后，熟料矿物及掺入水泥熟料中的石膏与水发生一系列化学反应。水泥凝结硬化机理比较复杂，一般解释为水化是水泥产生凝结硬化的必要条件，而凝结硬化是水泥水化的结果。

4．硅酸盐水泥及普通水泥的技术性质。

(1)细度。细度表示水泥颗粒的粗细程度。水泥的细度直接影响水泥的活性和强度。颗粒越细，水化速度快，早期强度高，但硬化收缩较大。而颗粒过粗，又不利于水泥活性的发挥，且强度低。
(2)凝结时间。凝结时间分为初凝时间和终凝时间。初凝时间为水泥加水拌合起，至水泥浆开始失去塑性所需的时间。终凝时间从水泥加水拌合起，至水泥浆完全失去塑性并开始产生强度所需的时间。水泥凝结时间在施工中有重要意义，初凝时间不宜过短，终凝时间不宜过长。
硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h=390min；普通水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于10h=600min。水泥初凝时间不合要求，该水泥报废；终凝时间不合要求，视为不合格。

例题：水泥初凝时间不合要求，该水泥[     ]；

A.用于次要工程
B. 报废
C. 视为不合格。
D.加早凝剂后使用 

答案： B.

2004考题．关于水泥凝结时间的描述，正确的是(  A  )。

A．硅酸盐水泥的终凝时间不得迟于6．5h
B．终凝时间自达到初凝时间起计算
C．超过初凝时间，水泥浆完全失去塑性
D．普通水泥的终凝时间不得迟于6．5h

(3)体积安定性。体积安定性是指水泥在硬化过程中，体积变化是否均匀的性能，简称安定性。水泥安全性不良会导致构件(制品)产生膨胀性裂纹或翘曲变形，造成质量事故。    安定性不合格的水泥不可用于工程，应废弃。

(4)强度。水泥强度是指胶砂的强度，而不是净浆的强度，它是评定水泥强度等级的依据。按规定制成胶砂试件，在标准温度的水中养护，测3d和28d的试件抗折和抗压强度划分强度等级。将硅酸盐水泥强度等级分为42．5、42．5R、52．5、52．5R、62．5、62，5R(带“R”早强型，不带“R”普通型)；将普通水泥分为32，5、32，5R、42，5、42．5R、52．5、52．5R。www.edu24ol.com,王双增讲解

例题、水泥强度是指按规定制成胶砂试件，在标准温度的水中养护，测[   ]的试件抗折和抗压强度划分强度等级。

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

(5)水化热。水泥的水化热是水化过程中放出的热量。水泥的水化热主要在早期释放，后期逐渐减少。 对大型基础、水坝、桥墩等大体积混凝土工程，由于水化热积聚在内部不易发散，使内部温度上升，内外温度差引起的应力使混凝土可能产生裂缝，因此水化热对大体积混凝土工程是不利的。
(6)水泥的碱含量将影响构件(制品)的质量或引起质量事故。水泥中的碱含量按Na20+0．658K2O计算值来表示，
 
5．硅酸盐水泥、普通水泥的应用。

在工程应用的适应范围内两种水泥是一致的，主要应用在以下几个方面：
(1)强度较高，主要用于重要结构的高强度混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土工程。
(2)凝结硬化较快、抗冻性好，适用于早期强度要求高、凝结快，冬期施工及严寒地区遭受反复冻融的工程。
(3)不宜用于经常与流动的软水接触及有水压作用的工程，也不宜用于受海水和矿物水等作用的工程。
(4)因水化过程放出大量的热，故不宜用于大体积混凝土构筑物。

例题：硅酸盐水泥、普通水泥的应用正确的是[    ]。

A. 在工程应用的适应范围内两种水泥是一致的
B. 用于重要结构的高强度混凝土
C. 冬期施工
D. 用于受海水和矿物水等作用的工程
E. 均不宜用于大体积混凝土构筑物

答案：A.B.C..E

(二)掺混合材料的硅酸盐水泥

1．混合材料。按其性能分为活性(水硬性) 混合材料和非活性(填充性)混合材料两类。

(1)活性混合材料，可以改善水泥性能、调节水泥强度等级、扩大水泥使用范围、提高水泥产量、利用工业废料、降低成本，有利于环境保护。
(2)非活性混合材料，可以增加水泥产量、降低成本、降低强度、减少水化热、改善混凝土及砂浆的和易性等。

2．定义与代号。

(1)矿渣硅酸盐水泥。由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号P．S。水泥中粒化高炉矿渣掺加量按质量百分比计为20％～70％。  
(2)火山灰质硅酸盐水泥。由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号P．P。水泥中火山灰质混合材料掺量按质量百分比计为20％～50％。
(3)粉煤灰硅酸盐水泥。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，代号P?F。水泥中粉煤灰掺量按质量百分比计为20％～40％。 

3．五种水泥的主要特性及适用范围见教材表2.2.2此表很重要，结合技术性质和组成对比理解记忆。

例如：矿渣水泥与硅酸盐水泥、普通水泥相比具有以下特性：

①早期强度低，后期强度增长较快；
②水化热低；
⑧耐热性；
④抗腐蚀能力较强；
⑤抗冻性差、干缩性大、泌水现象显著。
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二、石膏

石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。

1．石膏的原料及生产

生产石膏的主要原料是天然二水石膏，又称软石膏． 生产石膏的主要工序是加热与磨细。由于加热方式和温度的不同，可生产不同性质的石膏品种，统称熟石膏。将天然二水石膏加热，随温度的升高，在不同阶段中，因加热条件不同，所获得的石膏不同。

2．建筑石膏的硬结过程
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建筑石膏与适量的水拌和后，最初成为可塑的浆体，但很快就失去塑性和产生强度，并逐渐发展成为坚硬的固体。
首先，半水石膏溶解于水，与水进行水化反应，生成二水石膏，随着水化的进行，二水石膏胶体微粒的数量不断增多，其颗粒比原来的半水石膏颗粒细得多，即总表面积增大，可吸附更多的水分；同时浆体中的水分因水化和蒸发而逐渐减少。所以浆体的稠度便逐渐增大，颗粒之间的摩擦力和粘结力逐渐增加，因而浆体可塑性逐渐减小，表现为石膏的凝结，称为石膏的初凝。在浆体变稠的同时，二水石膏胶体微粒逐渐变为晶体，晶体逐渐长大，共生和相互交错，使浆体凝结，逐渐产生强度，随着内部自由水排水，晶体之间的摩擦力、粘结力逐渐增大，石膏开始产生结构强度，称为终凝。

3．建筑石膏的技术性质与应用：

(1)色白质轻。
(2)凝结硬化快。建筑石膏初凝和终凝时间很短，为便于使用，可加入缓凝剂。常用的缓凝剂有硼砂、酒石酸钾钠、柠檬酸、聚乙烯醇、石灰活化骨胶或皮胶等。
(3)微膨胀性。这一性质使石膏胶凝材料在使用中不会产生裂纹。因此建筑石膏装饰制品，形状饱满密实，表面光滑细腻。
(4)多孔性。内部具有很大的孔隙率，强度较低。石膏制品表观密度小、保温绝热性能好、吸音性强、吸水率大，以及抗渗性、抗冻性和耐水性差。
(5)防火性。当受到高温作用时，二水石膏的结晶水开始脱出，吸收热量，并在表面上产生一层水蒸汽幕，阻止了火势蔓延，起到了防火作用。
(6)耐水性、抗冻性差。建筑石膏硬化后具有很强的吸湿性，建筑石膏的耐水性、抗冻性都较差。

第四节  砖、石

一、砖

(一)烧结砖

1．烧结普通砖。包括粘土砖(N)、页岩砖(Y)、煤矸石砖(M)、粉煤灰砖(F)等多种。根据有关质量指标划分为三个质量等级：优等品A,一等B品，合格C品。 

1)主要技术性质。烧结普通砖的标准尺寸为240mm*ll5mm*53mm，加上10mm厚的砌筑灰缝，则4块砖长、8块砖宽、16块砖厚均为l m。lm3的砖砌体需砖数为：4*8*16＝512(块)。
2）外观质量：包括对尺寸偏差、缺棱掉角、弯曲和裂缝等缺陷程度作出规定，有关各项指标均应符合相应的标准。
3）强度等级：烧结普通砖的强度由10块砖样的抗压强度算术平均值(MPa)和抗压强度标准值(MPa)两个指标来确定。
4）耐久性：包括抗风化性、泛霜和石灰爆裂等指标。抗风化性通常以其抗冻性、吸水率(一般在8％～16％左右)及饱和系数等来进行判别。而石灰爆裂与泛霜均与砖中石灰夹杂有关，当砖砌筑完毕后，石灰吸水熟化，造成体积膨胀，导致砖开裂，称为石灰爆裂。同时，使砌体表面产生一层白色结晶，即为泛霜。标准规定：优等品砖不得有泛霜，且不允许出现最大破坏尺寸大于2mm的爆裂区域。

2004考题．对烧结普通砖应注意的质量指标是(    )。
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A．抗风化性   
B．脆性   
C．韧性   
D．高水密性

2．烧结多孔砖。

按照尺寸偏差、外观质量等项指标划分为：优等品(A)、一等品（B）和合格品(C)。   常用于六层以下承重墙体。M型能提高施工速度，节约砂浆。P型可与普通转配套使用。

3．烧结空心砖。

因使用时大面承压，砖的孔洞与承压面平行，强度不高，因而多用作非承重墙。

例题、烧结普通砖的说法正确的[    ]

A、包括粘土砖(N)、页岩砖(Y)、
B、优等品砖不得有泛霜
C、烧结普通砖的强度是取10块砖样的确定两个指标
D、烧结普通砖的强度由砖样指标的加权平均值来确定
E. 包括煤矸石砖(M)、粉煤灰砖(F)

答案；ABCE

(二)蒸压灰砂砖
蒸压灰砂砖以石灰和砂为原料，经制坯成型、蒸压养护而成。不耐腐蚀和高温。

(三)砌块
砌块是供砌筑用的人造块材，尺寸比砌墙砖要大，主要品种有：粉煤灰砌块。中型空心砌块。混凝土小型空心砌块。蒸压加气混凝土砌块（轻质，可用于绝热）。

二、石材

（一）天然石材
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(1)表观密度。与石材的矿物组成及孔隙率有关，根据表观密度可划分为轻质石材与重质石材两大类：
(2)抗压强度。是非均质各向异性脆性材料。按标准规定的试验方法测定石材标准试样的抗压强度平均值，将石材强度划分为九个等级。
(3) 吸水性。石材吸水后强度降低，抗冻性变差，导热性增加，耐水性和耐久性下降。表观密度大的石材，孔隙率小，吸水率也小。
(4)耐水性。石材的耐水性按其软化系数值的大小分为三等，即：
高耐水性石材：软化系数大于o．9；
中耐水性石材：软化系数介于0．7---0．9；
低耐水性石材：软化系数介于0．6---0，7
(5)抗冻性。石材的抗冻性与吸水率大小有密切关系。一般吸水率大的石材，抗冻性能较差。另外，抗冻性还与石材吸水饱和程度、冻结程度和冻融次数有关。石材在水饱和状态下，经规定次数的冻融循环后，若无贯穿缝且重量损失不超过5％，强度损失不超过25％时，则为抗冻性合格。

3．天然石材的选用

(1)毛石。毛石是指以开采所得、未经加工的形状不规则的石块。毛石主要用于砌筑建筑物的基础、勒角、墙身、挡土墙、堤岸及护坡，还可以用来浇筑片石混凝土。
(2)料石。料石是指以人工斩凿或机械加工而成，形状比较规则的六面体块石。按表面加工平整程度分为四种：毛料石；粗料石；半细料石；细料石。若按外形划分为条石、方石、拱石(楔形)。料石主要用于建筑物的基础、勒脚、墙体等部位，半细料石和细料石主要用作镶面材料。
(3)石板。石板是用致密的岩石凿平或锯成的一定厚度的岩石板材。
(4)广场地坪、路面、庭院小径用石材。

例题、料石按表面加工平整程度分为[    ]等：

A、 毛料石   
B、粗料石   
C、条石 
D、细料石 
E、方石
答案：A、B、D、

2004考题．建筑工程使用的花岗岩比大理石(    )。

A．易加工                 
B．耐火
C．更适合室内墙面装饰      
D．耐磨

第五节防水材料

防水材料由多层防水向单层防水发展，由单一材料向复合型多功能材料发展，施工方法也由热熔法向冷粘贴法或自粘贴法发展。各种防水材料的分类及特点见表2．5．1所示。
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一、防水卷材

1．沥青防水卷材 

石油沥青纸胎油毡是用高软化点的石油沥青涂盖油纸的两面，再涂撒隔离材料制成的。油毡按原纸1m2的重量克数分为200、350和500三个标号；其中200号油毡适用于简易防水、临时性建筑防水、防潮及包装等；350号和500号油毡适用于一般工程的屋面和地下防水。

2．聚合物改性沥青防水卷材

聚合物改性沥青防水卷材是以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎体，粉状、粒状、片状或薄膜材料为覆面材料制成的可卷曲片状防水材料。性能优异，且价格适中。此类防水卷材一般单层铺设，也可复层使用，根据不同卷材可采用热熔法、冷粘法、自粘法施工。

(1)SBS改性沥青防水卷材。SBS改性沥青防水卷材属弹性体沥青防水卷材中的一种，该类卷材使用玻纤毡或聚酯毡两种胎基。弹性体沥青防水卷材以10m2卷材的标称重量(kg)作为卷材的标号；
玻纤毡胎基的卷材分为25号、35号和45号三种标号，聚酯毡胎基的卷材分为25号、35号、45号和55号四种标号。按卷材的物理性能分为合格品、一等品、优等品三个等级。

该类防水卷材广泛适用于各类建筑防水、防潮工程，尤其适用于寒冷地区和结构变形频繁的建筑物防水。其中，35号及其以下品种用作多层防水；35号以上的品种可用作单层防水或多层防水的面层，并可采用热熔法施工。

(2)APP改性沥青防水卷材。APP改性沥青防水卷材属塑性体沥青防水卷材中的一种。本类卷材也使用玻纤毡或聚酯毡两种胎基。塑性体沥青防水卷材以10m2卷材的标称重量(kg)作为卷材的标号；玻纤毡胎基的卷材分为25号、35号和45号三种标号，聚酯毡胎基的卷材分为25号、35号、45号和55号四种标号。按卷材的物理性能分为合格品、一等品、优等品三个等级。

该类防水卷材广泛适用于各类建筑防水、防潮工程，尤其适用于高温或有强烈太阳辐射地区的建筑物防水。其中，35号及其以下品种用作多层防水：35号以上的品种可用作单层防水或多层防水层的面层，并可采用热熔法施工。

例题、弹性体沥青防水卷材以[   ]卷材的标称重量(kg)作为卷材的标号；

A、m2  
B、m3 
C、10m2  
D、每卷
答案：C

3，合成高分子防水卷材.

又可分为加筋增强型与非加筋增强型两种。是新型高档防水卷材。一般单层铺设，可采用冷粘法或自粘法施工。

(1)三元乙丙(EPDM)橡胶防水卷材。三元乙丙橡胶防水卷材有优良的耐候性、耐臭氧性和耐热性。广泛适用于防水要求高、耐用年限长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据其基料的组成与特性分为S型和P型。该种卷材的尺度稳定性、耐热性、耐腐蚀性、耐细菌性等均较好，适用于各类建筑的屋面防水工程和水池、堤坝等防水抗渗工程。
(3)氯化聚乙烯―橡胶共混型防水卷材。  氯化聚乙烯―橡胶共混型防水卷材兼有塑料和橡胶的特点。该类卷材特别适用于寒冷地区或变形较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，特别适合于各种复杂不规则部位的防水，能形成无接缝的完整防水膜。它大多采用冷施工，不必加热熬制。防水涂料按成膜物质的主要成分可分为沥青基防水涂料、聚合物改性沥青防水涂料和合成高分子防水涂料等三类。

2004考题．防水涂料具有的显著特点是(    )。

A．抵抗变形能力强
B．有利于基层形状不规则部位的施工   
C．施工时不需加热
D．使用年限长

(1)沥青基防水涂料。这类涂料对沥青基本没有改性或改性作用不大。
(2)高聚物改性沥青防水涂料。这类涂料在柔韧性、抗裂性、拉伸强度、耐高低温性能、使用寿命等方面比沥青基涂料有很大改善。
(3)合成高分子防水涂料。这类涂料具有高弹性、高耐久性及优良的耐高低温性能。

三、建筑密封材料

建筑密封材料是能承受位移并具有高气密性及水密性而嵌入建筑接缝中的定形和不定形的材料。按构成类型分为溶剂型、乳液型和反应型；按使用时的组分分为单组分密封材料和多组分密封材料；按组成材料分为改性沥青密封材料和合成高分子密封材料。为保证防水密封的效果，建筑密封材料应具有高水密性和气密性，良好的粘结性，良好的耐高低温性和耐老化性能，一定的弹塑性和拉伸---压缩循环性能。建筑物中不同部位的接缝，对密封材料的要求不同，如室外的接缝要求较高的耐候性，而伸缩缝则要求较好的弹塑性和拉伸----压缩循环性能。

2004考题．选用建筑密封材料时应首先考虑其(    )。
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A．使用部位和黏结性能        
B．耐高低温性能
C.“拉伸――压缩”循环性能   
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：沥青嵌缝油膏、聚氯乙烯接缝膏和塑料油膏、丙烯酸类密封膏、聚氨酯密封膏、聚硫密封膏和硅酮密封膏等。

(1)沥青嵌缝油膏。沥青嵌缝油膏主要作为屋面、墙面、沟和槽的防水嵌缝材料。
(2)聚氯乙烯接缝膏和塑料油膏。这种密封材料适用于各种屋面嵌缝或表面涂布作为防水层，也可用于水渠、管道等接缝，用于工业厂房自防水屋面嵌缝，大型墙板嵌缝。
(3)丙烯酸类密封膏。具有优异的耐候性。丙烯酸类密封膏主要用于屋面、墙板、门、窗嵌缝，但它的耐水性不算很好，所以不宜用于经常泡在水中的工程。
(4)聚氨酯密封膏。 聚氨酯密封膏的弹性、粘结性及耐气候老化性能特别好，与混凝土的粘结性也很好，同时不需要打底。尤其适用于游泳池工程。
(5)硅酮密封膏。硅酮密封膏具有优异的耐热、耐寒性和良好的耐候性；与各种材料都有较好的粘结性能；耐拉抻一压缩疲劳性强，耐水性好。硅酮建筑密封膏分为F类和C类两种类别。其中，F类为建筑接缝用密封膏， G类为镶装玻璃用密封膏，主要用于镶嵌玻璃和建筑门、窗的密封。

2．定形密封材料    定形密封材料包括密封条带和止水带，如铝合金门窗橡胶密封条、丁腈胶――PVC门窗密封条、白粘性橡胶、橡胶止水带、塑料止水带等。定形密封材料按密封机理的不同可分为遇水非膨胀型和遇水膨胀型两类。

例题．定形密封材料按密封机理的不同可分为[   ]和两类。

A、 PVC门窗密封    
B、密封条带   
C、遇水膨胀型
D、遇水非膨胀型     
E、白粘性橡胶
答案：C、D、