建筑材料熱工設(shè)備過程裝備與控制工程系嚴晗課程簡介課程名稱：建筑材料與熱工設(shè)備課程學(xué)時：

36學(xué)時使用教材：《無機非金屬材料熱工設(shè)備》(第二版)姜洪舟主編武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2009.5參考書目：1.《陶瓷工業(yè)熱工設(shè)備》劉振群主編，武漢：武漢理工大學(xué)出版社，20042.《水泥工業(yè)熱工設(shè)備》胡道和主編，武漢：武漢理工大學(xué)出版社，20023.《玻璃工業(yè)熱工設(shè)備》孫承緒主編，武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，19964.《硅酸鹽工業(yè)熱工過程及設(shè)備》（第二版）姜金寧主編，冶金工業(yè)出版社，1994學(xué)習(xí)目的和任務(wù)本課程主要講解各種建筑材料工業(yè)窯爐熱工設(shè)備的基本流程、結(jié)構(gòu)特點、工作原理、操作控制和最新技術(shù)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握有關(guān)窯爐熱工設(shè)備的基本規(guī)律，初步具備使用、改進和設(shè)計窯爐的基本知識和能力。考核要求考核方式為考試。其中，反映基本概念、基本原理、基本流程和基本結(jié)構(gòu)內(nèi)容試題占80%，綜合性發(fā)揮題占20%。課程考核成績：平時成績占20%（包括考勤、作業(yè)），試卷成績占80%課程內(nèi)容緒論水泥窯玻璃窯陶瓷窯其它技術(shù)緒論緒論內(nèi)容建筑材料介紹建筑材料基本性質(zhì)熱工設(shè)備概述第一節(jié)建筑材料介紹1.1建筑材料的定義與分類廣義上建筑材料是指用于建筑工程中所有材料的總稱。不僅包括構(gòu)成建筑物的材料，而且包括在建筑工程施工中的一些輔助性材料。

狹義上建筑材料是指組成建筑物的材料。構(gòu)筑物建筑物1.1建筑材料的定義與分類按化學(xué)成分分按使用功能分建筑材料非金屬材料金屬材料復(fù)合材料無機非金屬材料有機非金屬材料黑色金屬有色金屬建筑材料建筑結(jié)構(gòu)材料墻體材料建筑功能材料如磚、砌塊、板材如鋼筋、混凝土等如防水、裝飾、絕熱材料等1.2建筑筑材材料料在在建建筑筑工工程程中中的的地地位位和和作作用用在建建筑筑工工程程總總投投資資中中，，建建筑筑材材料料投投資資占占60%以上上。。合理理選選擇擇、、正正確確使使用用建建筑筑材材料料，，決決定定著著建建筑筑物物的的使使用用功功能能及及耐耐久久性性。。建筑筑材材料料的的質(zhì)質(zhì)量量決決定定建建筑筑物物的的質(zhì)質(zhì)量量。。材料料的的發(fā)發(fā)展展影影響響結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式及及施施工工方方法法新技技術(shù)術(shù)、、新新工工藝藝的的開開發(fā)發(fā)，，依依賴賴于于建建筑筑材材料料的的更更新新。。1.3我國國建建材材及及建建材材工工業(yè)業(yè)的的發(fā)發(fā)展展歷史史上上傳傳統(tǒng)統(tǒng)建建筑筑材材料料的的應(yīng)應(yīng)用用建國國以以來來建建材材及及建建材材工工業(yè)業(yè)的的發(fā)發(fā)展展改革革開開放放以以后后建建材材工工業(yè)業(yè)的的發(fā)發(fā)展展我國國建建材材工工業(yè)業(yè)的的現(xiàn)現(xiàn)狀狀及及發(fā)發(fā)展展方方向向1.3我國國建建材材及及建建材材工工業(yè)業(yè)的的發(fā)發(fā)展展歷史史上上我我國國建建筑筑材材料料的的應(yīng)應(yīng)用用我國國的的建建筑筑材材料料主主要要是是天天然然石石材材、、木木材材、、磚磚、、石石灰灰等等一一些些材材料料。。古古代代勞勞動動人人民民在在建建筑筑材材料料的的生生產(chǎn)產(chǎn)和和使使用用方方面面，，取取得得了了許許多多重重大大成成就就。。例例如如：：我國國古古代代的的建建筑筑成成就就（（選選））建成成于于公公元元前前7世紀紀的的萬里里長長城城福建建泉泉州州的的洛洛陽陽橋橋建成成于于公公元元857年的的木木結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)佛佛光光寺寺大大殿殿河北北趙趙州州橋橋太順順廊廊橋橋1.3我國國建建材材及及建建材材工工業(yè)業(yè)的的發(fā)發(fā)展展建國國以以來來建建材材及及建建材材工工業(yè)業(yè)的的發(fā)發(fā)展展解放放后后，，建建材材工工業(yè)業(yè)的的發(fā)發(fā)展展隨隨著著國國民民經(jīng)經(jīng)濟濟的的發(fā)發(fā)展展而而迅迅猛猛發(fā)發(fā)展展。。名稱解放前解放后備注水泥100萬4億多鋼材幾十萬噸1000多萬建筑陶瓷單一品種上千品種普通玻璃108萬標箱1億多標箱1.3我國國建建材材及及建建材材工工業(yè)業(yè)的的發(fā)發(fā)展展改革革開開放放后后建建材材工工業(yè)業(yè)的的發(fā)發(fā)展展改革革開開放放后后，，我我國國建建材材工工業(yè)業(yè)更更是是得得到到突突飛飛猛猛進進的的發(fā)發(fā)展展。。在在世世界界建建材材生生產(chǎn)產(chǎn)中中占占的的比比例例大大幅幅度度地地提提高高。。特特別別是是裝裝飾飾材材料料的的發(fā)發(fā)展展，，更更是是日日新新月月異異，，見見下下表表。。建筑材料的的品種花色色不斷地增增加。1.3我國建材及及建材工業(yè)業(yè)的發(fā)展建設(shè)具有中中國特色的的新技術(shù)結(jié)結(jié)構(gòu)，發(fā)展展新技術(shù)、、新工藝、、新產(chǎn)品；；建設(shè)高效益益的新產(chǎn)業(yè)業(yè)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù)術(shù)含量和檔檔次進一步步提高；建立新的現(xiàn)現(xiàn)代化管理理體制和制制度；塑造一支適適應(yīng)現(xiàn)代化化建設(shè)要求求的新隊伍伍。建筑材料向向輕質(zhì)、高高強、多功功能方向發(fā)發(fā)展。合理理利用工業(yè)業(yè)廢料生產(chǎn)產(chǎn)建筑材料料。1.4建筑材料技技術(shù)標準建筑材料的的標準及其其作用建材工業(yè)企企業(yè)必須嚴嚴格按技術(shù)術(shù)標準進行行設(shè)計、生生產(chǎn)，以確確保產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量，生產(chǎn)產(chǎn)出合格的的產(chǎn)品。建筑材料的的使用者必必須按技術(shù)術(shù)標準選擇擇、使用質(zhì)質(zhì)量合格的的材料，使使設(shè)計、施施工標準化化，以確保保工程質(zhì)量量，加快施施工進度，，降低工程程造價。供需雙方，，必須按技技術(shù)標準規(guī)規(guī)定進行材材料的驗收收，以確保保雙方的合合法權(quán)益。。建筑材料的的技術(shù)標準準分為國家家標準、行行業(yè)標準、、地方標準準、企業(yè)標標準等，分分別由相應(yīng)應(yīng)的標準化化管理部門門批準并頒頒布。1.4建筑材料技技術(shù)標準各級標準均均有相應(yīng)的的代號，其其表示方法法由標準名名稱、標準準代號、發(fā)發(fā)布順序號號和發(fā)布年年號組成。。例如：《燒結(jié)普通磚磚》GB/T5101－1998標準名稱：：燒結(jié)普通通磚標準代號：：GB推薦標準：：T發(fā)布順序號號：5101發(fā)布年號：：1998年1.4建筑材料技技術(shù)標準各級標準的的相應(yīng)代號號標準級別標準代號及名稱國家標準GB——國家標準；GBJ——建筑工程國家標準；GB/T——推薦國家標準行業(yè)標準（部分）JGJ——建設(shè)部行業(yè)標準；JC——國家建材局行業(yè)標準；JT——交通部行業(yè)標準；YB——冶金部行業(yè)標準；SD——水電部行業(yè)標準；LY——林業(yè)部行業(yè)標準地方標準DB——地方標準企業(yè)標準QB——企業(yè)標準1.5建筑材料—人類—環(huán)境關(guān)系建筑材料是是人類與自自然環(huán)境之之間的重要要媒介，直直接影響人人類的生活活與社會環(huán)環(huán)境。人類大量建建造的基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)施對生生存環(huán)境發(fā)發(fā)揮著巨大大的積極作作用，同時時也帶來不不容忽視的的消極作用用，即大量量地消耗地地球的資源源和能源，，在相當(dāng)程程度上污染染了自然環(huán)環(huán)境和破壞壞生態(tài)平衡衡。從人類社會會可持續(xù)發(fā)發(fā)展的前景景出發(fā)，建建筑材料也也要注意可可持續(xù)發(fā)展展的方向。。“綠色建筑材材料”、“生態(tài)建筑材材料”、材料的再再循環(huán)使用用。1.6建筑材料介介紹1.石膏建筑工程中中將能夠把把散粒狀材材料或塊狀狀黏結(jié)成一一個整體的的材料稱為為膠凝材料料。它分為為無機膠凝凝材料和有有機膠凝材材料。無機機膠凝材料料按硬化條條件分為氣氣硬膠凝材材料和水硬硬膠凝材料料。建筑石膏的的凝結(jié)與硬硬化建筑石膏的的水化CaSO4’1/2H2O+3/2H2O=CaSO4’2H2O建筑石膏的的凝結(jié)與硬硬化從加水開始始拌和一直直到漿體剛剛開始失去去可塑性的的過程稱為為漿體的初初凝，對應(yīng)應(yīng)的時間為為初凝時間間；從加水水開始拌和和一直到漿漿體完全失失去可塑性性，并開始始產(chǎn)生強度度的過程稱稱為漿體的的硬化，對對應(yīng)的時間間稱為終凝凝時間。1.6建筑材料介介紹1.6建筑材料料介紹建筑石膏膏的質(zhì)量量和應(yīng)用用1.建筑石膏膏的質(zhì)量量要求：：主要有強強度，細細度和終終凝時間間。并按按強度，，細度和和終凝時時間劃分分為優(yōu)等等品，一一等品，，和合格格品。各各等級建建筑石膏膏的初凝凝時間不不得小于于6min,終凝時間間不得大大于30min.2.建筑石膏膏的應(yīng)用用建筑石膏膏的用途途很廣，，主要用用于室內(nèi)內(nèi)摸灰，，粉刷，，和生產(chǎn)產(chǎn)各種石石膏板1.6建筑材料料介紹建筑石膏膏的特性性1）凝結(jié)硬硬化快2）凝結(jié)硬硬化時體體積膨脹脹3）孔隙率率大與體體積密度度小4）保溫性性和吸收收性好5）強度較較低6）具有一一定的調(diào)調(diào)溫和調(diào)調(diào)濕性能能7）防火性性好，但但耐火性性較差8）耐水性性，抗摻摻性，抗抗凍性差差1.6建筑材料料介紹2.石灰灰生產(chǎn)石灰灰的原料料主要是是碳酸鈣鈣為主的的天然巖石。CaCO3——CaO+CO2（900-1100度）即的生石石灰，其其內(nèi)部孔孔隙大，，晶粒小小，體積積密度小小，與水水作用快快。欠火石灰灰：溫度度控制不不夠產(chǎn)生生的，它它只是降降低低了石灰灰的利用用率，不不會帶來來危害。。過火石灰灰：是是由于于溫度過過高得到到的石灰灰，它的的結(jié)構(gòu)致致密，孔孔隙率小小，體積積密度大大1.6建筑材料料介紹石灰的熟熟化生石灰（（氧化鈣鈣）與水水發(fā)生作作用生成成熟石灰灰（氫氧氧化鈣））的過程程，稱為為石灰的的熟化或或消解。。CaO+H2O—Ca(OH)2熟石灰又又稱消石石灰，有有兩種熟熟化形式式即：石石灰膏與與消石灰灰1.6建筑材料料介紹石灰的硬硬化石灰漿體體的硬化化過程包包括干燥燥硬化和和炭化硬硬化.機理:干燥硬化化－砌體體吸水、、空氣碳碳化化硬化－－碳化生生成CaCO3由于空氣氣中的二二氧化碳碳少,且生成的的碳酸鈣鈣負在表表面阻止止反應(yīng)的的進行因因此石灰灰漿體硬硬化慢,強度低,也不耐水水.1.6建筑材料料介紹石灰的特特性:保水性與與可塑性性好；凝凝結(jié)硬化化慢,強度低耐水性差差；干燥燥收縮大大石灰的的的質(zhì)量要要求建筑生石石灰的技技術(shù)要求求為有效效氧化鈣鈣和有效效氧花鎂鎂的含量量,二氧化碳碳含量及及細度并并按此劃劃分優(yōu)等等品,一等品,合格品.見表3-31.6建筑材料料介紹建筑消石石灰的技技術(shù)要求求為有效氧化化鈣和有有效氧化化鎂含量量,游離水含含量,體積安定性性及細度,并由此劃分分優(yōu)等品,一等品,合格品見表表3-4(三).石灰的應(yīng)用用拌制灰土或或三合土、、配制制水泥石灰灰砂漿、石灰砂漿、、石灰灰膏罩白、、制作碳碳化石灰板板、制造加氣混混凝土砌塊塊、粉粉煤灰砌塊塊等配制無熟料料水泥：礦礦渣＋石灰灰－磨細1.6建筑材料介介紹3.水玻璃水玻璃的組組成俗稱泡花堿堿－石英砂砂＋苛性鈉鈉品種:硅酸鈉水玻玻（Na2O.nSiO2）硅硅酸鉀水水玻璃（K2O.nSiO2）硅硅酸鋰鋰水玻璃（（Li2O.nSiO2）通式：R2O.nSiO2n-水玻璃模數(shù)數(shù)1.6建筑材料介介紹二氧化硅與與氧化鈉的的摩爾數(shù)的的比值稱為為水玻璃的的摩爾數(shù)水玻璃的濃濃度越高,則水玻璃的的密度和黏黏度越大,硬化速度越越快,硬化后的黏黏結(jié)力與強強度,耐熱性與耐耐酸性越高高.水玻璃的模模數(shù)越高,則水玻璃的的密度和黏黏度越大,硬化速度越越快,硬化后的黏黏結(jié)力與強強度,耐熱性與耐耐酸性越高高水玻璃的硬硬化碳化硬化－－水玻璃吸吸水空氣中中的二氧化化碳,析出二氧化化硅凝膠,并逐漸干燥燥脫水成為為氧化硅而而硬化Na2O.nSiO2+CO2+mH2O--nSiO2.mH2O+Na2CO3晶體（SiO2）－膠體(nSiO2.mH2O)－晶體(nSiO2)1.6建筑材料介介紹1.6建筑材料介介紹水玻璃的堿堿性質(zhì)與應(yīng)應(yīng)用(1)水玻璃的性性質(zhì)a.黏結(jié)力強,強度較高b.耐酸性好c.耐熱性好d.耐堿性和耐耐水性差(2).水玻璃的應(yīng)應(yīng)用水玻璃可用用作耐熱和和耐酸材料料外,還有以下用用途:a.涂刷材料表表面b.提高抗風(fēng)化化能力c.加固土壤d.配置速凝防防水劑e.修補磚墻裂裂縫1.6建筑材料介介紹4.水泥硅酸鹽水泥泥定義－由由硅酸鹽水水泥熟料、、0％～5％石灰石或或粒化高爐爐礦渣，適適量石膏磨磨細制成的的水硬性膠膠凝材料稱稱為PortlandCement.一.硅酸鹽水泥泥熟料的礦礦物組成與與特性1.定義:煅燒時由生生料脫水和和分解出的的CaO,AL2O3,SiO2,Fe2O3,在約1450度的高高溫下下相互互間產(chǎn)產(chǎn)生化化學(xué)反反應(yīng),生成一一些以以硅酸酸鹽為為主的的新的的化合合物,稱為水水泥熟熟料.1.6建筑材材料介介紹2.四種熟熟料礦礦物:硅酸三三鈣(C3S),硅酸二二鈣(C2S),鋁酸三三鈣(C3A),鐵鋁酸酸四鈣鈣(C4AF)3.四種礦礦物的的比例例對水水泥性性質(zhì)的的影響響:如提高高C3S的含量量,可得到到高強強硅酸酸鹽水水泥;提高C3S和C3A的含量量,即可制制得快快硬硅硅酸鹽鹽水泥泥;降低C3S和C3A的含量量,提高的的含量量可的的低熱熱或中中熱硅硅酸鹽鹽水泥泥.1.6建筑材材料介介紹硅酸鹽鹽水泥泥的水水化、、凝結(jié)結(jié)硬化化水化－物質(zhì)質(zhì)由無無水狀狀態(tài)變變?yōu)橛杏兴疇顮顟B(tài)，，由低低含水水變?yōu)闉楦吆y(tǒng)稱稱為水水化。。凝結(jié)－水泥泥加水水拌和和初期期形成成具有有可塑塑性的的漿體體，然然后逐逐漸變變稠并并失去去可塑塑性的的過程程稱為為凝結(jié)結(jié)。硬化－此后后，漿漿體的的強度度逐漸漸提高高并變變成堅堅硬的的石狀狀固體體（水水泥石石），，這一一過程程稱為為硬化化。1.6建筑材材料介介紹水泥泥石石1.水泥石的的組成：：未水化水水泥顆粒粒水化產(chǎn)物物－晶體體、膠體體毛細孔、、毛細水水2.影響水泥泥石結(jié)構(gòu)構(gòu)的因數(shù)數(shù):a.石膏的摻摻量c.養(yǎng)護時間間,b.溫度和濕濕度d.水灰比1.6建筑材料料介紹硅酸鹽水水泥的技技術(shù)要求求(一)密度、細細度a.密度：3.05～3.20g/cm3，一般取取3.1堆積密度度：1.3g/cm3b.細度－指指水泥顆顆粒的粗粗細程度度，用篩篩余或比比表面積積表示（（300～350m2/kg），影響響水泥的的水化速速度、收收縮等性性質(zhì)c.粒徑：<3μm水化非常常迅速，，需水量量增大>40μm水化非常常緩慢，，接近惰惰性1.6建筑材料料介紹凝結(jié)時時間間a.初凝時間間（t初）－水泥泥開始加加水拌和和至水泥泥漿開始失去去可塑性性所需的時時間。b.終凝時間間（t終）－水泥開開始加水水拌和至至水泥漿漿完全失去去可塑性性并開始產(chǎn)產(chǎn)生強度度所需的的時間。。1.6建筑材料料介紹體積安定定性定義:是水泥硬化后因體積膨膨脹而產(chǎn)產(chǎn)生不均勻變變形的性質(zhì)。。體積安安定性不不良的水水泥應(yīng)作作廢品處處理。原因:熟料中含含游離氧化化鈣（f-CaO)過多熟料中含含游離氧氧化鎂（f-MaO)過多石膏過多多1.6建筑材料料介紹游離氧化化鈣、鎂鎂膨脹原原因a.熟料中f-CaO、f-MgO都是過燒燒的，結(jié)構(gòu)致密密，水化化很慢；；b.水泥硬化后才吸收孔孔隙中水水分熟化化：CaO+H2O=Ca(OH)2MgO+H2O=Mg(OH)2c.體積膨脹脹97％以上，，從而引引起不均均勻體積積膨脹，，使水泥泥石開裂裂。1.6建筑材材料介介紹定義－－凡在在硅酸酸鹽水水泥熟熟料中中，摻摻入一一定量量的混混合材材料和和適量量的石石膏共共同磨磨細制制成的的水硬硬性膠膠凝材材料，，均屬屬摻混混合材材的硅硅酸鹽鹽水泥泥。摻入目目的：：a.改善水水泥的的性能能b.增加品品種c.提高產(chǎn)產(chǎn)量d.節(jié)約熟熟料，，e.降低成成本第二節(jié)節(jié)建建筑材材料的的基本本性質(zhì)質(zhì)2.1材料與與質(zhì)量量有關(guān)關(guān)的性性質(zhì)材料的的體積積構(gòu)成成體積是是材料料占有有的空空間尺尺寸。。由于于材料料具有有不同同的物物理狀狀態(tài)，，因而而表現(xiàn)現(xiàn)出不不同的的體積積。2.1材料與與質(zhì)量量有關(guān)關(guān)的性性質(zhì)絕對密密實體體積干燥材材料在在絕對對密實實狀態(tài)態(tài)下的的體積積。即即材料料內(nèi)部部固體體物質(zhì)質(zhì)的體體積，，或不不包括括內(nèi)部部孔隙隙的材材料體體積。。一般般以Ｖ表示。。一般將將材料料磨成成規(guī)定定細度度的粉粉末，，用排排開液液體的的方法法得到到其體體積。。表觀體體積對于比比較密密實、、孔隙隙較少少的散散粒狀狀材料料，不不必磨磨細，，直接接用排排開液液體的的方法法測定定的體體積。。一般般以表表示示。材料的的自然然體積積材料在在自然然狀態(tài)態(tài)下的的體積積，即即整體體材料料的外外觀體體積（（含內(nèi)內(nèi)部孔孔隙和和水分分）。。一般般以V0表示。。形狀規(guī)規(guī)則的的材料料可根根據(jù)其其尺寸寸計算算其體體積；；形狀狀不規(guī)規(guī)則的的材料料可先先在材材料表表面涂涂臘，，然后后用排排開液液體的的方法法得到到其體體積。。材料的的堆積積體積積粉狀或或粒狀狀材料料，在在堆積積狀態(tài)態(tài)下的的總體體外觀觀體積積。松松散堆堆積狀狀態(tài)下下的體體積較較大，，密實實堆積積狀態(tài)態(tài)下的的體積積較小小。一一般以以表表示示。2.1材料與與質(zhì)量量有關(guān)關(guān)的性性質(zhì)1.密度指材料料在絕絕對密密實狀狀態(tài)下下單位位體積積的質(zhì)質(zhì)量，，按下下式計計算：：式中：：ρ——密度，，g/cm3或kg/m3；m——材料的質(zhì)質(zhì)量，g或kg；V——材料的絕絕對密實實體積，，cm3或m3。2.1材料與質(zhì)質(zhì)量有關(guān)關(guān)的性質(zhì)質(zhì)2.表觀密度度材料在自自然狀態(tài)態(tài)下，單單位體積積的質(zhì)量量。按下下式計算算：式中：——表觀密度度，g/cm3或kg/m3；m——材料的質(zhì)質(zhì)量，g或kg；——材料在自自然狀態(tài)態(tài)下的體體積，cm3或m3。2.1材料與質(zhì)質(zhì)量有關(guān)關(guān)的性質(zhì)質(zhì)表觀體積積是指包包括內(nèi)部部封閉孔孔隙在內(nèi)內(nèi)的體積積。其封封閉孔隙隙的多少少，孔隙隙中是否否含有水水及含水水的多少少，均可可能影響響其總質(zhì)質(zhì)量或體體積。因此，材料的表表觀密度度與其內(nèi)內(nèi)部構(gòu)成成狀態(tài)及及含水狀狀態(tài)有關(guān)關(guān)。工程中砂砂石材料料，直接接用排水水法測定定其表觀觀體積2.1材料與質(zhì)質(zhì)量有關(guān)關(guān)的性質(zhì)質(zhì)砂表觀密密度ρs的測定（（kg/m3）式中：m0——砂試樣的的烘干質(zhì)質(zhì)量，g；m0＝300g；m1——砂試樣、、水及容容量瓶總總質(zhì)量，，g;m2——水及容量量瓶總質(zhì)質(zhì)量，g。測定瓶+砂+水的質(zhì)量量m1測定瓶+水的質(zhì)量量m22.1材料與質(zhì)質(zhì)量有關(guān)關(guān)的性質(zhì)質(zhì)3.堆積密度度堆積密度度是指粒粒狀或粉粉狀材料料，在自自然堆積積狀態(tài)下下單位體體積的質(zhì)質(zhì)量。按按下式計計算：式中：ρ0——材料的堆堆積密度度,g/cm3或kg/m3；m——材料的質(zhì)質(zhì)量，g或kg；——材料的自自然堆積積體積，，cm3或m3。2.1材料與質(zhì)質(zhì)量有關(guān)關(guān)的性質(zhì)質(zhì)砂堆積密密度的測測定將容量筒筒內(nèi)材料料刮平，，容量筒筒的容積積即為材材料堆積積體積2.1材料與質(zhì)質(zhì)量有關(guān)關(guān)的性質(zhì)質(zhì)幾種密度度的比較較比較項目密度表觀密度堆積密度材料狀態(tài)絕對密實自然狀態(tài)堆積狀態(tài)材料體積VV0計算公式應(yīng)用判斷材料性質(zhì)用量計算、體積計算2.1材料與質(zhì)質(zhì)量有關(guān)關(guān)的性質(zhì)質(zhì)4.孔隙率材料的孔孔隙率是是指材料料內(nèi)部孔孔隙的體體積占材材料總體體積的百百分率。。孔隙率率P按下式計計算：式中：V——材料的絕絕對密實實體積，，cm3或m3；V0——材料的表表觀體積積，cm3或m3；ρ0——材料的表表觀密度度,g/cm3或kg/m3；ρ——密度,g/cm3或kg/m3。2.1材料與質(zhì)質(zhì)量有關(guān)關(guān)的性質(zhì)質(zhì)5.空隙隙率率空隙隙率率是是指指散散粒粒材材料料在在其其堆堆積積體體積積中中,顆粒粒之之間間的的空空隙隙體體積積所所占占的的比比例例。。空空隙隙率率按按下下式式計計算算：：式中中：：ρ———材料料的的密密度度；；ρ0'———材料料的的堆堆積積密密度度。。空隙隙率率的的大大小小反反映映了了散散粒粒材材料料的的顆顆粒粒互互相相填填充充的的致致密密程程度度。。空空隙隙率率可可作作為為控控制制混混凝凝土土骨骨料料級級配配與與計計算算砂砂率率的的依依據(jù)據(jù)。。2.1材料料與與質(zhì)質(zhì)量量有有關(guān)關(guān)的的性性質(zhì)質(zhì)孔隙隙率率與與空空隙隙率率的的區(qū)區(qū)別別比較項目孔隙率空隙率適用場合個體材料內(nèi)部堆積材料之間作用可判斷材料性質(zhì)可進行材料用量計算計算公式2.1材料料與與質(zhì)質(zhì)量量有有關(guān)關(guān)的的性性質(zhì)質(zhì)6.材料料的的密密實實度度密實實度度是是指指材材料料體體積積內(nèi)內(nèi)固固體體物物質(zhì)質(zhì)填填充充的的程程度度。。密密實實度度的的計計算算式式如如下下：：式中中：：ρ———密度度；；ρ0———材料料的的表表觀觀密密度度。。對對于于絕絕對對密密實實材材料料，，因因ρ0=ρ，故故密密實實度度D=1或100%。對對于于大大多多數(shù)數(shù)土土木木工工程程材材料料，，因因ρ0＜ρ，故故密密實實度度D＜1或D＜100%。2.1材料料與與質(zhì)質(zhì)量量有有關(guān)關(guān)的的性性質(zhì)質(zhì)2.2材料料與與水水有有關(guān)關(guān)的的性性質(zhì)質(zhì)1.材料料的的親親水水性性與與憎憎水水性性與水水接接觸觸時時，，材材料料表表面面能能被被水水潤潤濕濕的的性性質(zhì)質(zhì)稱稱為為親親水水性性；；材材料料表表面面不不能能被被水水潤潤濕濕的的性性質(zhì)質(zhì)稱稱為為憎憎水水性性。。具具有有親親水水性性或或憎憎水水性性的的根根本本原原因因在在于于材材料料的的分分子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。親親水水性性材材料料與與水水分分子子之之間間的的分分子子作作用用力力，，大大于于水水分分子子相相互互之之間間的的內(nèi)內(nèi)聚聚力力；；憎憎水水性性材材料料與與水水分分子子之之間間的的作作用用力力，，小小于于水水分分子子相相互互之之間間的的內(nèi)內(nèi)聚聚力力。。（ａ）親水水性材料（（ｂ）憎水水性材料2.2材料與水有有關(guān)的性質(zhì)質(zhì)2.材料的吸水水性材料在水中中吸收水分分的能力，，稱為材料料的吸水性性。吸水水性的大小小以吸水率率來表示。。（1）質(zhì)量吸吸水率質(zhì)量吸水率率是指材料料在吸水飽飽和時，所所吸水量占占材料在干干燥狀態(tài)下下的質(zhì)量百百分比，并并以ｗm表示。質(zhì)量量吸水率ｗｗm的計算公式式為：式中：m濕——材料吸水飽飽和狀態(tài)下下的質(zhì)量（（g或kg）；m干——材料在干燥燥狀態(tài)下的的質(zhì)量（g或kg）。（2）體積吸吸水率體積吸水率率是指材料料在吸水飽飽和時，所所吸水的體體積占干燥燥材料自然然體積的百百分率，計計算公式為為：式中:m濕——材料吸水飽飽和狀態(tài)下下的質(zhì)量（（g或kg）；m干——材料在干燥燥狀態(tài)下的的質(zhì)量（g或kg）。V0——材料在自然然狀態(tài)下的的體積，（（cm3或m3）；ρ水——水的密度,（g/cm3或kg/m3），常溫溫下取ρw=1.0g/cm3。2.2材料與水有有關(guān)的性質(zhì)質(zhì)2.2材料與水有有關(guān)的性質(zhì)質(zhì)（3）影響材料料吸水性的的因素材料的吸水水率與其孔孔隙率有關(guān)關(guān)，更與其其孔特征有有關(guān)。因為為水分是通通過材料的的開口孔吸吸入并經(jīng)過過連通孔滲滲入內(nèi)部的的。材料內(nèi)內(nèi)與外界連連通的細微微孔隙愈多多，其吸水水率就愈大大。2.2材料與水有有關(guān)的性質(zhì)質(zhì)3.材料的吸濕濕性材料的吸濕濕性是指材材料在潮濕濕空氣中吸吸收水分的的性質(zhì)。用用含水率Ｗ含表示，其計計算公式為為：式中：m含——材料吸濕狀狀態(tài)下的質(zhì)質(zhì)量（g或kg）m干——材料在干燥燥狀態(tài)下的的質(zhì)量（g或kg）。當(dāng)空氣中濕濕度在較長長時間內(nèi)穩(wěn)穩(wěn)定時，材材料的吸濕濕和干燥過過程處于平平衡狀態(tài)，，此時材料料的含水率率保持不變變，其含水水率稱為平平衡含水率率。2.2材料與與水有有關(guān)的的性質(zhì)質(zhì)吸水率率與含含水率率的區(qū)區(qū)別比較項目吸水率含水率適用場合在水中吸收水分在空氣中吸收水分表示方法吸收水分的質(zhì)量比或體積比吸收水分的質(zhì)量比吸收水量達到飽和與空氣中水分平衡通常小于吸水率4.材料的的耐水水性材料的的耐水水性是是指材材料長長期在在飽和和水的的作用用下不不破壞壞，強強度也也不顯顯著降降低的的性質(zhì)質(zhì)。材材料耐耐水性性的指指標用用軟化化系數(shù)數(shù)K軟表示：：式中：：K軟——材料的的軟化化系數(shù)數(shù)；f飽——材料吸吸水飽飽和狀狀態(tài)下下的抗抗壓強強度（（MPa）；f干——材料在在干燥燥狀態(tài)態(tài)下的的抗壓壓強度度（MPa）。2.2材料與與水有有關(guān)的的性質(zhì)質(zhì)2.2材料與與水有有關(guān)的的性質(zhì)質(zhì)軟化系系數(shù)反反映了了材料料飽水水后強強度降降低的的程度度，是是材料料吸水水后性性質(zhì)變變化的的重要要特征征之一一。一般材材料吸吸水后后，水水分會會分散散在材材料內(nèi)內(nèi)微粒粒的表表面，，削弱弱其內(nèi)內(nèi)部結(jié)結(jié)合力力，強強度則則有不不同程程度的的降低低。當(dāng)當(dāng)材料料內(nèi)含含有可可溶性性物質(zhì)質(zhì)時（（如石石膏、、石灰灰等）），吸吸入的的水還還可能能溶解解部分分物質(zhì)質(zhì)，造造成強強度的的嚴重重降低低。軟化系系數(shù)的的波動動范圍圍在0至1之間。。工程程中通通常將將KR＞0.85的材料料稱為為耐水水性材材料，，可以以用于于水中中或潮潮濕環(huán)環(huán)境中中的重重要工工程。。用于于一般般受潮潮較輕輕或次次要的的工程程部位位時，，材料料軟化化系數(shù)數(shù)也不不得小小于0.75。2.2材料與與水有有關(guān)的的性質(zhì)質(zhì)5.材料的的抗?jié)B滲性抗?jié)B性性是材材料在在壓力力水作作用下下抵抗抗水滲滲透的的性能能。用用滲透透系數(shù)數(shù)或抗抗?jié)B等等級表表示。。（1）滲透透系數(shù)數(shù)材料的的滲透透系數(shù)數(shù)K可通過過下式式計算算:式中：：K——滲透系系數(shù),（cm/h）;Q——滲水量量，（（cm3）；A——滲水面面積,（cm2）；H——材料兩兩側(cè)的的水壓壓差，，（cm）；d——試件厚厚度（（cm）；t——滲水時時間（（h）。材材料料的滲滲透系系數(shù)越越小，，說明明材料料的抗抗?jié)B性性越強強。2.2材料與與水有有關(guān)的的性質(zhì)質(zhì)（2）抗抗?jié)B等等級材料的的抗?jié)B滲等級級是指指用標標準方方法進進行透透水試試驗時時，材材料標標準試試件在在透水水前所所能承承受的的最大大水壓壓力，，并以以字母母P及可承承受的的水壓壓力（（以0.1MPa為單位位）來來表示示抗?jié)B滲等級級。如如P4、P6、P8、P10…等，表表示試試件能能承受受逐步步增高高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa……的水壓壓而不不滲透透。（3）影響響材料料抗?jié)B滲性的的因素素材料親親水性性和憎憎水性性通通常憎憎水性性材料料其抗抗?jié)B性性優(yōu)于于親水水性材材料；；材料的的密實實度密密實實度高高的材材料其其抗?jié)B滲性也也較高高；材料的的孔隙隙特征征具具有開開口孔孔隙的的材料料其抗抗?jié)B性性較差差。2.2材料與與水有有關(guān)的的性質(zhì)質(zhì)6.抗凍性性抗凍性性是指指材料料在吸吸水飽飽和狀狀態(tài)下下，能能經(jīng)受受反復(fù)復(fù)凍融融循環(huán)環(huán)作用用而不不破壞壞，強強度也也不顯顯著降降低的的性能能。材料吸吸水后后，在在負溫溫作用用條件件下，，水在在材料料毛細細孔內(nèi)內(nèi)凍結(jié)結(jié)成冰冰，體體積膨膨脹所所產(chǎn)生生的凍凍脹壓壓力造造成材材料的的內(nèi)應(yīng)應(yīng)力，，會使使材料料遭到到局部部破壞壞。隨隨著凍凍融循循環(huán)的的反復(fù)復(fù)，材材料的的破壞壞作用用逐步步加劇劇，這這種破破壞稱稱為凍凍融破破壞。。抗凍性性以試試件在在凍融融后的的質(zhì)量量損失失和強強度損損失不不超過過一定定限度度時所所能經(jīng)經(jīng)受的的凍融融循環(huán)環(huán)次數(shù)數(shù)來表表示，，或稱稱為抗抗凍等等級。。材料的的抗凍凍等級級可分分為F15、F25、F50、F100、F200等，分分別表表示此此材料料可承承受15次、25次、50次、100次、200次的凍凍融循循環(huán)。。2.2材料與與水有有關(guān)的的性質(zhì)質(zhì)影響抗抗凍性性的因因素1.材料的的密實實度（（孔隙隙率））密密實度度越高高則其其抗凍凍性越越好。。2.材料的的孔隙隙特征征開開口孔孔隙越越多則則其抗抗凍性性越差差。3.材料的的強度度強強度越越高則則其抗抗凍性性越好好。4.材料的的耐水水性耐耐水性性越好好則其其抗凍凍性也也越好好。5.材料的的吸水水量大大小吸吸水水量越越大則則其抗抗凍性性越差差。2.3材料的的熱工工性質(zhì)質(zhì)1.導(dǎo)熱性性當(dāng)材料料兩面面存在在溫度度差時時，熱熱量提提高建建筑材材料傳傳遞的的性質(zhì)質(zhì)，稱稱為材材料的的導(dǎo)熱熱性。。導(dǎo)熱熱性用用導(dǎo)熱熱系數(shù)數(shù)λ表示：：式中：：λ——導(dǎo)熱系系數(shù)，，W/（m·K）；Q——傳導(dǎo)的的熱量量，J；a——材料厚厚度，，m；A——熱傳導(dǎo)導(dǎo)面積積，m2；t——熱傳導(dǎo)導(dǎo)時間間，h；（（T2－T1）——材料兩面溫溫度差，K。物理意義：：單位厚度度（1m）的材料、、兩面溫度度差為1K時、在單位位時間（1s）內(nèi)通過單單位面積（（1m2）的熱量。。2.熱容量和比比熱材料在受熱熱時吸收熱熱量，冷卻卻時放出熱熱量的性質(zhì)質(zhì)稱為材料料的熱容量量。用熱容容量系數(shù)或或比熱表示示。比熱的的計算式如如下所示：：式中：C——材料的比熱熱容，J/（g·K）；Q——材料吸收或或放出的熱熱量(熱容量)；m——材料質(zhì)量，，g；（T2－T1）——材料受熱熱或冷卻卻前后的的溫差，，K。2.3材料的熱熱工性質(zhì)質(zhì)2.4材料的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)材料的強強度是材材料在應(yīng)應(yīng)力作用用下抵抗抗破壞的的能力。。根據(jù)外力力作用方方式的不不同，材材料強度度有、抗抗壓、抗抗剪、抗抗彎（抗抗折）強強度等。。抗壓抗拉抗剪抗彎抗壓強度度、抗拉拉強度、、抗剪強強度的計計算：式中：f——材料強度度，MPa；Fmax——材料破壞壞時的最最大荷載載，N；A——試件受力力面積，，mm2。抗彎強度度的計算算：中間作用用一集中中荷載，，對矩形形截面試試件，則則其抗彎彎強度用用下式計計算：式中：fw——材料的抗抗彎強度度，MPa；Fmax———材料受彎彎破壞時時的最大大荷載，，N；A——試件受力力面積，，mm2；L、b、h——兩支點的的間距，，試件橫橫截面的的寬及高高，mm。-2.4材料的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)1.彈性材料在外外力作用用下產(chǎn)生生變形，，當(dāng)外力力取消后后能夠完完全恢復(fù)復(fù)原來形形狀的性性質(zhì)稱為為彈性。。這種完完全恢復(fù)復(fù)的變形形稱為彈彈性變形形（或瞬瞬時變形形）。2.塑性材料在外外力作用用下產(chǎn)生生變形，，如果外外力取消消后，仍仍能保持持變形后后的形狀狀和尺寸寸，并且且不產(chǎn)生生裂縫的的性質(zhì)稱稱為塑性性。這種種不能恢恢復(fù)的變變形稱為為塑性變變形（或或永久變變形）。。2.4材料的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)脆性：材料受力力達到一一定程度度時，突突然發(fā)生生破壞，，并無明明顯的變變形，材材料的這這種性質(zhì)質(zhì)稱為脆脆性。大大部分無無機非金金屬材料料均屬脆脆性材料料，如天天然石材材，燒結(jié)結(jié)普通磚磚、陶瓷瓷、玻璃璃、普通通混凝土土、砂漿漿等。脆脆性材料料的另一一特點是是抗壓強強度高而而抗拉、、抗折強強度低。。在工程程中使用用時，應(yīng)應(yīng)注意發(fā)發(fā)揮這類類材料的的特性。。韌性（或或沖擊韌韌性）:材料在沖沖擊、振振動荷載載作用下下，能吸吸收較大大的能量量，同時時也能產(chǎn)產(chǎn)生一定定的塑性性變形而而不致破破壞的性性質(zhì)。2.4材料的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)1.硬度材料的硬硬度是材材料表面面的堅硬硬程度，，是抵抗抗其它硬硬物刻劃劃、壓入入其表面面的能力力。通常常用刻劃劃法，回回彈法和和壓入法法測定材材料的硬硬度。刻劃法用用于天然然礦物硬硬度的劃劃分，按按滑石、、石膏、、方解石石、螢石石、磷灰灰石、長長石、石石英、黃黃晶、剛剛玉、金金剛石的的順序，，分為10個硬度等等級。回彈法用用于測定定混凝土土表面硬硬度，并并間接推推算混凝凝土的強強度；也也用于測測定陶瓷瓷、磚。。砂漿、、塑料、、橡膠、、金屬等等的表面面硬度并并間接推推算其強強度。2.4材料的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)2.耐磨性耐磨性是是材料表表面抵抗抗磨損的的能力。。材料的的耐磨性性用磨耗耗率表示示，計算算公式如如下：式中：G——材料的磨磨耗率，，（g/cm2）；m1——材料磨損損前的質(zhì)質(zhì)量，（（g）；m2——材料磨損損后的質(zhì)質(zhì)量，（（g）；A——材料試件件的受磨磨面積（（cm2）。2.4材料的力力學(xué)性質(zhì)質(zhì)2.5材料耐久久性材料的耐耐久性是是泛指材材料在使使用條件件下，受受各種內(nèi)內(nèi)在或外外來自然然因素及及有害介介質(zhì)的作作用，能能長久地地保持其其使用性性能的性性質(zhì)。材料在建建筑物之之中，除除要受到到各種外外力的作作用之外外，還經(jīng)經(jīng)常要受受到環(huán)境境中許多多自然因因素的破破壞作用用。這些些破壞作作用包括括物理、、化學(xué)、、機械及及生物的的作用。。材料受環(huán)環(huán)境的作作用物理作用用可有干干濕變化化、溫度度變化及及凍融變變化等。。化學(xué)作用用包括大大氣、環(huán)環(huán)境水以以及使用用條件下下酸、堿堿、鹽等等液體或或有害氣氣體對材材料的侵侵蝕作用用。機械作用用包括使使用荷載載的持續(xù)續(xù)作用，，交變荷荷載引起起材料疲疲勞，沖沖擊、磨磨損、磨磨耗等。。生物作用用包括菌菌類、昆昆蟲等的的作用而而使材料料腐朽、、蛀蝕而而破壞。。2.5材料耐久久性提高材料料耐久性性合理選擇擇材料提高材料料的密實實度改變環(huán)境境的影響響2.5材料耐久久性第三節(jié)熱熱工設(shè)設(shè)備概述述3.1熱工設(shè)備備概述水泥、玻玻璃、陶陶瓷等硅硅酸鹽材材料是國國民經(jīng)濟濟建設(shè)不不可缺少少的基礎(chǔ)礎(chǔ)性材料料，它們們有一個個共同特特點，就就是在生生產(chǎn)過程程中都要要經(jīng)過高高溫煅燒燒或加熱熱處理。。我們通通常將用用來煅燒燒和加熱熱的設(shè)備備稱之為為熱工設(shè)設(shè)備，例例如：水水泥窯、、玻璃熔熔窯、陶陶瓷隧道道窯以及及各種烘烘干機等等。3.1熱熱工設(shè)設(shè)備概述述熱工設(shè)備備往往是是一個復(fù)復(fù)雜的系系統(tǒng)。在這個系系統(tǒng)中，，燃料燃燃燒提供供了熱量量，物料料經(jīng)過輸輸運、加加熱、發(fā)發(fā)生物理理化學(xué)反反應(yīng)、冷冷卻等過過程成為為“熟料料”。根根據(jù)能量量守恒原原理，對對于一個個穩(wěn)定的的系統(tǒng)，，輸入熱熱量之和和應(yīng)等于于輸出熱熱量之和和，稱之之為熱平平衡。3.1熱熱工設(shè)設(shè)備概述述水泥工業(yè)業(yè)熱工設(shè)設(shè)備主要要是指水水泥窯。。水泥窯分分為回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)窯和立立窯兩大大類。傳傳統(tǒng)的回回轉(zhuǎn)窯又又分為濕濕法回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)窯、干干