水泥和混凝土(Cement & Concrete):最常见的建筑材料

水泥和混凝土Cement & Concrete简介水泥 (Cement) 在混凝土 (Concrete) 和砂浆中是作为粘合材料来使用的。人造水泥通过化学反应,从硬化的塑性材料中提取矿物成分,这种技术使水泥的应用更加广泛。自从1842年以来,波特兰水泥(Portland Cement)对现代建筑和土木工程的影响超过了其他任何材料。


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水泥和混凝土

Cement & Concrete

简介

水泥 (Cement) 混凝土 (Concrete) 和砂浆中是作为粘合材料来使用的。人造水泥通过化学反应,从硬化的塑性材料中提取矿物成分,这种技术使水泥的应用更加广泛。自从1842年以来,波特兰水泥(Portland Cement)对现代建筑和土木工程的影响超过了其他任何材料。

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Cement

大部分水泥都是用来和集料,水混合,用来制成混凝土。罗马时期,水泥就被大量应用(例如罗马的各种神庙)。直到1842年,波特兰水泥的发明开启了人造水泥的时代,集高强度和低价格于一身,极大的影响了近代建筑和土木工程的发展。

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Pantheon, Rome

水泥的具体性能是由水泥和水调和比例决定的。理想比例为3-4:1。如果水过少,水泥无法完全调和。如果水太多,调和的水泥的强度和韧性会大大降低。

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混凝土的混合成分

特性

类别

水泥: 火山灰或者人造水泥(波特兰水泥)

水泥合成物:混凝土,砂浆,砖头,粉饰灰泥,水磨石

性能

抗压强度高

抗风化侵蚀,但是多孔结构意味着水泥容易剥落

防火

典型应用

水泥建筑,公共设施,室内和家具

砖瓦行业

工艺品

可持续性

水泥的制造需要消耗大量的能源,并会造成一定污染

水泥是碱性的,所以有少量危险性

成本

水泥成本非常低

水泥加工成本低

类别和应用

自然材料调和的水泥

古代罗马人制造的水泥,是通过混合石灰石,火山灰和水调制而成。在调制过程中,通过加热石灰石,水和氢氧化钙发生反应,形成异常坚硬稳定的水合硅酸铝钙(Calcium-aluminium-silicate-hydrate, C-A-S-H)。这种通过水合作用调制的水泥的优势在于:即使长期泡在水下,也能保持原样。因此罗马时代的很多建筑可以完好的保留至今。

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波特兰水泥(人造水泥)

波特兰水泥是由硅酸盐水泥熟料、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成为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥分为两种类型,其中:

P·Ⅰ:Ⅰ型硅酸盐水泥是不掺加混合材料,代号为P·Ⅰ;

P·Ⅱ:Ⅱ型硅酸盐水泥是掺加不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料;

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预制混凝土

是指在工厂或工地现场制作混凝土制品的混凝土。可以确保稳定的物理特性和精确的尺寸,例如砖瓦。

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蒸压泡沫混凝土

是一种质轻的预制混凝土。采用发泡剂通过机械制备泡沫,将优质不易破裂的泡沫强制加入到水泥基胶凝材料、集料、掺合料、外加剂和水拌合的混合料内,形成具有微气泡结构的轻质料浆,经浇注成型后再进行蒸压反应等工序而制作成的微孔硅酸盐制品。 物理发泡和蒸压养护是蒸压泡沫混凝土砖的两个主要特点。

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高强混凝土

高强混凝土作为一种新的建筑材料,以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低的优越性,在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。高强混凝土最大的特点是抗压强度高,一般为普通强度混疑土的4~6倍,因此最适宜用于高层建筑。

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纤维增强混凝土

以水泥浆、砂浆或混凝土为基材,以非连续的短纤维或连续的长纤维作为增强材料,均匀的掺合在混凝土中而组成的一种新型水泥基复合材料的总称。

纤维增强混凝土为了改善混凝土的抗拉性能差、延性差等缺点,在混凝土中掺加纤维以改善混凝土性能的研究,发展得相当迅速。研究较多的有钢纤维、耐碱玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚丙烯纤维或尼龙合成纤维混凝土等。

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白水泥

白色硅酸盐水泥的简称, 以适当成分的生料烧至部分熔融,所得以硅酸钙为主要成分,铁质含量少的熟料加入适量的石膏,磨细制成的白色水硬性胶凝材料。磨制水泥时,允许加入不超过水泥重量5%的石灰石。 白水泥多为装饰性用,而且它的制造工艺比普通水泥要好很多。主要用来勾白瓷片的缝隙,一般不用于墙面,原因就是强度不高。

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可持续性

水泥

每年消耗大量的废料,但是高温处理废料的过程中会产生大量的污染。

混凝土

混凝土变得越来越轻,硬度和韧性则越来越强。生产过程中所消耗的能源也越来越少。但是生产过程中造成的污染仍然没有改善,仍然停留在5%的工业二氧化碳排放量。同时,混凝土的低价造成了其被大量使用,致使混凝土的负面影响被放大。

水泥设计欣赏

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Workshop

碰撞实验室

看到这么多有趣的作品大家有没有心动呢?快来了解春节后我们开展的:树脂+水泥,粗犷与剔透的材料碰撞实验室。

Lecturer

李瑾晨

Martina

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