水工建筑材料-總復(fù)習(xí)

1、1水工建筑材料水工建筑材料總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)2期末考試1. 成績比例l 期末考試 70%； l 試驗及試驗報告15%l 平時及作業(yè) 15%l 2. 考試內(nèi)容：l 選擇題 40題,40分l 名詞解釋 6題，12分l 判斷題 8題，8分l 填空題 10分l簡答題 4題，20分l 計算題1題，10分3水工建筑材料課程復(fù)習(xí)要點 緒論緒論 第一章第一章 建筑材料基本性質(zhì)建筑材料基本性質(zhì) 第二章第二章 石石 材材 第三章第三章 氣硬性膠凝性材料氣硬性膠凝性材料 第四章第四章 水泥水泥 第五章第五章 混凝土混凝土 第六章第六章 建筑砂漿建筑砂漿 第七章第七章 瀝青及瀝青混合材料瀝青及瀝青混合材料 第八章第八章 建

2、筑鋼材建筑鋼材 4緒緒 論論 一.建筑材料定義、分類、對發(fā)展建筑業(yè)的作用及其發(fā)展概況。 二.建筑材料產(chǎn)品及其應(yīng)用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn): 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與工程標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 國際標(biāo)準(zhǔn):團體標(biāo)準(zhǔn)和公司標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的標(biāo)準(zhǔn)。 三.課程的目的、任務(wù)及基本要求。 5 第一章 建筑材料基本性質(zhì) 一.材料的組成與結(jié)構(gòu) (一)材料的化學(xué)組成與礦物組成。 (二)建筑材料材料的宏觀結(jié)構(gòu)(散粒,聚集,多孔,致密、纖維及層狀結(jié)構(gòu))、 顯微結(jié)構(gòu)(顯微鏡下的結(jié)晶的和無定形的)及微觀結(jié)構(gòu)(原子,離子,分子晶體）。 (三)建筑材料的孔隙、形成的原因、孔隙的類型及孔隙對材料性質(zhì)的影響。 6二.

3、材料的物理性質(zhì) (一)表示材料物理狀態(tài)特征的性質(zhì): 1.掌握區(qū)分四個密度：絕對密度、視密度、表觀密度、堆積密度 絕對密度視密度表觀密度堆積密度 2.掌握孔隙率、空隙率及計算 (二)與水有關(guān)的材料性質(zhì) 親水性與憎水性、吸水性概念及其計算、耐水性、抗?jié)B性及抗凍性概念。 了解等級標(biāo)號的意義。7三.材料的力學(xué)性質(zhì) (一)材料在外力作用下的變形性質(zhì):彈性變形、塑性變形及彈性模量。 (二）有關(guān)強度概念: 1.材料在不同受力方式下的強度:軸向抗壓強度和抗拉強度、抗彎強度的概念。 2.試驗條件對強度試驗結(jié)果的影響。 3.強度標(biāo)號或等級。 8材料的耐久性 耐水性 抗?jié)B性 抗凍性 耐腐蝕性 耐候性 抗老化9影響材

4、料耐久性的因素 材料在使用中會被破壞的原因有兩方面： 內(nèi)因，材料自身的內(nèi)部因素因：材料內(nèi)部存在不穩(wěn)定的化學(xué)組分，如Ca(OH)2、揮發(fā)份、雜質(zhì)等；材料內(nèi)部存在一些缺陷，如孔隙、裂縫等。 外因，材料服役環(huán)境因素：物理作用：光、熱、雨水、風(fēng)等化學(xué)作用：酸、堿、鹽、水等生物作用：細(xì)菌、昆蟲等10 第二章第二章 石石 材材 一.巖石的基本知識:常見造巖礦物(石英,長石方解石等)的形成,分類與性質(zhì)、 巖石的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。 二.常用建筑石材 (一)天然石材的性質(zhì)與技術(shù)要求:其物理性質(zhì)與要求、力學(xué)性質(zhì)與要求(抗壓強度,抗折強度,硬度,耐磨性,抗沖擊性。 二)花崗巖、石灰?guī)r、大理巖、砂巖的性質(zhì)與應(yīng)用。 (

5、三)建筑石材的規(guī)格。11 第三章第三章 氣硬性膠凝性材料氣硬性膠凝性材料 定義： 經(jīng)過一系列物理、化學(xué)作用，能由漿體變成堅硬的固體，并能將散粒或片、塊狀材料膠結(jié)成整體的物質(zhì)。 特征：嚴(yán)格意義上膠凝材料應(yīng)指漿體；能在常溫下凝結(jié)硬化為固體；有較強的膠結(jié)能力；具有一定的使用性能。 氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，并且在空氣中保持和發(fā)展其強度； 關(guān)鍵：干燥狀態(tài)下，其硬化體才有較好的性能！ 水硬性膠凝材料不僅能在空氣中，而且能更好地在水中硬化，保持并發(fā)展其強度。 關(guān)鍵：干燥或潮濕狀態(tài)下，其硬化體均有很好的性能！12石灰 建筑石灰的特性：建筑石灰的特性： 表觀密度較小表觀密度較小 漿體的可塑性好漿體的可塑

6、性好 硬化后的強度較低硬化后的強度較低 耐水性差耐水性差 漿體硬化中容易開裂漿體硬化中容易開裂 過火石灰的危害過火石灰的危害 與水反應(yīng)很慢，石灰硬化后再與水反與水反應(yīng)很慢，石灰硬化后再與水反應(yīng)發(fā)生體積膨脹而引起開裂應(yīng)發(fā)生體積膨脹而引起開裂 。 13石膏 性質(zhì)石膏是氣硬性膠凝材料，建筑石膏的主要成分是-半水石膏CaSO40.5H2O; 生產(chǎn)方法建筑石膏可用天然二水石膏或化學(xué)石膏在120180 C干燥下脫水制備； 凝結(jié)硬化機理“溶解沉淀”理論，即通過半水石膏在水中不斷溶解，二水石膏不斷結(jié)晶，晶體不斷生長、相互交錯與連生構(gòu)成晶體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而硬化； 性能漿體需水量較大，凝結(jié)硬化快、凝結(jié)時有微膨脹、表觀密

7、度較小、孔隙率較大、強度低、耐水與抗凍性差、容易吸水和吸潮、導(dǎo)熱系數(shù)低、隔熱與吸聲性好、耐火、對人體和環(huán)境無害。 應(yīng)用各種板材、粉刷砂漿、雕飾等。14第四章第四章 水泥（重點）水泥（重點） 一.硅酸鹽水泥 (一）硅酸鹽水泥的組成、生產(chǎn)過程、礦物組成特性、以及與水泥性能 的關(guān)系。 （二）硅酸鹽水泥的水化凝結(jié)過程、水化產(chǎn)物及水泥石的組成。硅酸鹽 水泥的凝結(jié)硬化與水泥石性能的關(guān)系，養(yǎng)護溫度、濕度對水泥水化及凝 結(jié)硬化的影響。硅酸鹽水泥的強度發(fā)展規(guī)律。 （三）硅酸鹽水泥的細(xì)度、凝結(jié)時間、體積安定性、標(biāo)號、等技術(shù)要求 及實用意義。 （四）六種典型介質(zhì)（軟水及含硫酸鹽、鎂鹽、碳酸鹽、一般酸、強堿 15礦物

8、名稱 英文名稱 縮寫分子式礦 物 式硅酸三鈣AliteC3SCa3SiO53CaOSiO2硅酸二鈣BeliteC2SCa2SiO42CaOSiO2鋁酸三鈣AluminateC3ACa3Al2O63CaOAl2O3鐵鋁酸四鈣FerriteC4AFCa2(Al,Fe)2O54CaOAl2O3Fe2O3含 量(mass%)376015377151018 化學(xué)組成：化學(xué)組成： 主要成分：主要成分：CaO(=C)，SiO2(=S)， Al2O3(=A)， Fe2O3(=F) 少量雜質(zhì)：少量雜質(zhì)：MgO、K2O、Na2O、SO3、P2O5等。等。 礦物組成：礦物組成： 硅酸鹽水泥熟料主要含有四種礦物：硅酸

9、鹽水泥熟料主要含有四種礦物：硅酸鹽水泥熟料的組成16需學(xué)習(xí)與掌握的內(nèi)容：需學(xué)習(xí)與掌握的內(nèi)容： 化學(xué)過程水泥熟料礦物的水化反應(yīng) 石膏的作用 物理過程水泥漿的凝結(jié)硬化 硬化水泥漿的組成與結(jié)構(gòu) 水泥漿凝結(jié)硬化的影響因素17石膏的作用 避免水泥漿的閃凝和假凝現(xiàn)象。 調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間。 導(dǎo)致鈣釩石和單硫型硫鋁酸鈣水化物的形成。18（1）水泥礦物組成）水泥礦物組成（2）水泥細(xì)度）水泥細(xì)度（3）養(yǎng)護條件（溫度、濕度）與時間）養(yǎng)護條件（溫度、濕度）與時間 （4）拌合用水量）拌合用水量（5）水泥中的混合材）水泥中的混合材（6）水泥外加劑）水泥外加劑水泥凝結(jié)硬化的主要影響因素19 C3S、C3A含量多，凝結(jié)硬化

10、快，反之亦然。含量多，凝結(jié)硬化快，反之亦然。 摻加混合材，熟料減少，凝結(jié)硬化速度減慢。摻加混合材，熟料減少，凝結(jié)硬化速度減慢。 有些化合物可以使水泥漿體促凝或緩凝。有些化合物可以使水泥漿體促凝或緩凝。 細(xì)度越小，水化反應(yīng)越快，凝結(jié)硬化越快。細(xì)度越小，水化反應(yīng)越快，凝結(jié)硬化越快。 水灰比越大，漿體需填充的孔隙越多，凝結(jié)硬化水灰比越大，漿體需填充的孔隙越多，凝結(jié)硬化速度越慢。速度越慢。 提高溫度，加快水泥的凝結(jié)硬化；保持足夠的水提高溫度，加快水泥的凝結(jié)硬化；保持足夠的水分有利于水泥的凝結(jié)硬化分有利于水泥的凝結(jié)硬化 20硅酸鹽水泥應(yīng)滿足哪些技術(shù)性質(zhì) 密度與堆積密度密度與堆積密度 細(xì)度細(xì)度 標(biāo)準(zhǔn)稠度用

11、水量標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 凝結(jié)時間凝結(jié)時間 體積安定性體積安定性 強度強度 水化熱水化熱耐腐蝕性耐腐蝕性 軟水侵蝕軟水侵蝕 鹽類侵蝕鹽類侵蝕 酸類腐蝕酸類腐蝕 強堿腐蝕強堿腐蝕 防腐措施防腐措施21影響水泥石的強度水灰比 水灰比越大，孔隙率越大，強度越低水泥組成：熟料礦物、混合材養(yǎng)護條件：溫度、濕度、齡期水泥細(xì)度：水泥顆粒越細(xì)，強度發(fā)展越快22活性混合材水泥的共性 密度較小密度較小 2.703.10。 早期強度較低，后期強度增長率高。早期強度較低，后期強度增長率高。 對養(yǎng)護溫濕度敏感，適合蒸汽養(yǎng)護。對養(yǎng)護溫濕度敏感，適合蒸汽養(yǎng)護。 水化熱較小。水化熱較小。 耐腐蝕性較好。耐腐蝕性較好。 抗凍性、耐磨

12、性不及硅酸鹽水泥和普通硅抗凍性、耐磨性不及硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。酸鹽水泥。23活性混合材水泥的特性 礦渣水泥：礦渣水泥： 保水性差，泌水性大，干縮較大，耐熱性較好。保水性差，泌水性大，干縮較大，耐熱性較好。 火山灰水泥：火山灰水泥： 易吸水，易反應(yīng)，結(jié)構(gòu)較致密，抗?jié)B性和耐水性較好，易吸水，易反應(yīng)，結(jié)構(gòu)較致密，抗?jié)B性和耐水性較好，體積收縮較大，抗硫酸鹽能力較差。體積收縮較大，抗硫酸鹽能力較差。 粉煤灰水泥：粉煤灰水泥： 吸水能力弱，需水量較低，干縮性較小，結(jié)構(gòu)致密，吸水能力弱，需水量較低，干縮性較小，結(jié)構(gòu)致密，抗裂性較好?？沽研暂^好。 復(fù)合水泥：復(fù)合水泥： 取決于所摻的混合材種類。取決于所

13、摻的混合材種類。24其他水泥快硬水泥 ，C3A和C3S含量高，凝結(jié)硬化快，早強；中、低熱水泥， C3A和C3S含量較低，水化熱較小 ；抗硫酸鹽水泥， C3A和C3S含量較低，抗蝕系數(shù)較大；膨脹、自應(yīng)力水泥，生產(chǎn)體積可膨脹的水化物；高鋁水泥，熟料礦物主要為鋁酸鈣，快硬，耐高溫等。25高鋁水泥的特點與應(yīng)用 1. 耐高溫性能好，配制耐高溫混凝土或砌筑砂漿；2. 耐硫酸鹽腐蝕性能較好，適用于有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程；3.耐堿性較差，不能用于接觸堿溶液的工程；4. 水化熱較大，適用于冬季施工，不適用于大體積混凝土；5. 快硬早強，宜用于緊急搶修工程。6. 高鋁水泥有強度倒縮現(xiàn)象，如需用于工程中，應(yīng)按最低

14、穩(wěn)定強度設(shè)計。 26第四章（重點）水泥混凝土27 牢記基本概念混凝土是由膠凝材料(水泥)膠結(jié)各種粗、細(xì)顆粒狀骨料，形成的一種顆粒堆聚材料。 理解混凝土中各組分材料的要求與作用； 熟悉混凝土的各種性質(zhì)及其影響因素； 掌握混凝土的配合比設(shè)計方法和質(zhì)量控制措施； 了解各種混凝土的應(yīng)用技術(shù)。 28 普通混凝土由水泥、砂、石和水組成，為了改善性能，可添加化學(xué)外加劑與礦物摻合料；砂石構(gòu)成混凝土的骨架，傳遞應(yīng)力，限制變形；水泥與水形成水泥漿，賦予新拌混凝土流動性，硬化后將骨料顆粒膠結(jié)成整體； 混凝土微結(jié)構(gòu)是由骨料相、水泥石相和界面過渡區(qū)相構(gòu)成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)； 結(jié)構(gòu)特點有多物相、多孔性的堆積體復(fù)雜而不均勻非固定而

15、多變 混凝土的理想結(jié)構(gòu)均勻、密實的堆積體29混凝土中骨料的基本要求 具有良好的顆粒級配，使堆積空隙率小，顆?？偙缺砻娣e較小，以減少水泥漿用量； 骨料顆粒表面干凈，以保證與水泥漿有良好的粘結(jié)力； 含有害雜質(zhì)少，不得含有影響水泥凝結(jié)硬化和后期混凝土耐久性的成分； 具有足夠的強度和堅固性，以保證起到骨架和傳力作用。 30表面特征與形狀對混凝土性能的有何影響？ 表面粗糙和針片狀顆粒需要更多的水泥漿，影響混凝土的成本。 影響新拌混凝土的和易性，表面光滑且等徑顆粒易于流動，而粗糙且針片狀顆粒不易流動。 影響混凝土中界面區(qū)的結(jié)合力，粗糙表面骨料與水泥漿的界面結(jié)合力較大。 影響混凝土的強度骨料表面越粗糙，與水

16、泥漿接觸面越大，混凝土強度越高；針片狀骨料使混凝土強度低于圓形骨料；大粒徑骨料使混凝土強度低于小粒徑骨料31混凝土拌和物的性能 和易性流動性粘聚性保水性 凝結(jié)時間 水化熱與溫度32 和易性是一項綜合評價混凝土拌合物施工性能的指標(biāo)，包括流動性、粘聚性、保水性。 和易性用坍落度或維勃稠度定量指標(biāo)，輔以粘聚性和保水性的定性觀察，綜合評價。 和易性影響到澆灌后混凝土的均勻密實性，從而影響硬化后混凝土性能。 和易性受下列因素影響： 水泥品種、細(xì)度與水泥用量； 用水量與水灰比 骨料(顆粒特征、粒徑與級配、砂率等) 外加劑 攪拌方式與時間33合理砂率的選用原則1) 粗骨料的Dmax較大，級配較好時，可選用較

17、小砂率；2) 砂的細(xì)度模數(shù)較小時，砂的總表面積較大，可選用較小砂率； 3) 水灰比較小、水泥漿較稠時，可選用較小砂率； 4) 流動性要求較大時，需采用較大砂率； 5) 摻用引氣劑或減水劑時，可適當(dāng)減小砂率； 34外加劑種類： 按照功能有：改善和易性：減水劑、泵送劑、引氣劑等；調(diào)節(jié)凝結(jié)時間：速凝劑、緩凝劑、早強劑等；減少塑性收縮：減縮劑、膨脹劑等；提高耐久性：引氣劑、阻銹劑、防水劑等；35礦物外加劑(摻合料)問題？ 混凝土中為什么要使用礦物外加劑或摻合料？ 代替水泥，所以也稱水泥代用材料 改善混凝土微結(jié)構(gòu)，尤其是界面過渡區(qū)結(jié)構(gòu) 改善混凝土性能，尤其是耐久性 保護生態(tài)環(huán)境，節(jié)約資源和能源36混凝土

18、強度 軸心抗壓強度和抗拉強度的確定及其與立方體抗壓強度之間的大致關(guān)系 立方體抗壓強度、立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值及強度等級的確定 影響混凝 土強度的諸因素、水灰比對強度影響的規(guī)律、強度經(jīng)驗公式的運用、不同齡期 混凝土強度的估算方法及提高混凝土強度的主要措施。37荷載作用下的變形 單軸受壓時的應(yīng)力應(yīng)變行為 混凝土的彈性模量 混凝土彈性模量的主要影響因素；382、混凝土在非荷載作用下的變形 干燥收縮 自收縮 溫度變形39骨料和水泥石是彈性體，而混凝土是彈塑性體或粘彈性體，在受壓應(yīng)力作用，既產(chǎn)生彈性變形，又產(chǎn)生塑性變形；混凝土的彈性模量不是一個常數(shù)，工程應(yīng)用中，一般用割線彈性模量作為設(shè)計依據(jù)，其大小取決于

19、水泥石和骨料的彈性模量及其相對含量，以及界面狀況；在干燥狀態(tài)下，混凝土內(nèi)部水的損失，而引起干縮變形，它與混凝土的組成、構(gòu)件幾何尺寸與形狀、環(huán)境條件等有關(guān)；在與外界隔絕的條件下，由于水泥水化會引起混凝土內(nèi)部自干燥，而產(chǎn)生整體的自干縮變形；在荷載長期作用下，混凝土?xí)l(fā)生隨時間增加的變形徐變，干燥會使徐變增大；在約束條件下，混凝土發(fā)生的各種變形，可引起開裂。40 強度是混凝土的重要性能指標(biāo)，它與混凝土其它性能有著密切的關(guān)系； 混凝土強度主要是抗壓與抗拉強度，二者之間沒有直接關(guān)系； 抗壓強度采用單軸抗壓試驗直接測量，而抗拉強度一般采用劈裂和四點彎曲試驗間接測量與評價； 混凝土強度的主要影響因素比較復(fù)雜

20、，主要有三個方面： 組成材料的性能與摻量； 成型工藝與養(yǎng)護條件 試件與試驗參數(shù)(影響測試值) 獲得指定強度的技術(shù)途徑： 原材料的選擇 配合比設(shè)計 成形工藝與養(yǎng)護制度413、混凝土強度的影響因素 混凝土的強度fc隨著齡期和養(yǎng)護不斷增長，主要有三方面的影響因素：組成材料的特性與配合比（內(nèi)在因素）澆灌與養(yǎng)護條件（溫濕度、時間）生產(chǎn)工藝與條件此外，強度試驗參數(shù)影響到測試值。分析和掌握的思路： 材料的強度與其組成、結(jié)構(gòu)密切有關(guān) 組成影響因素：水泥、骨料和水及其特性與摻量； 結(jié)構(gòu)影響因素：組成材料及其分布、生產(chǎn)工藝與條件、澆灌與養(yǎng)護制度等。水泥品種齡期養(yǎng)護條件外加劑水化度水灰比凝膠結(jié)構(gòu)與組成孔隙率含水量水

21、泥石強度骨料質(zhì)量表面特征化學(xué)組成骨料用量粒徑彈 模水泥石骨料粘結(jié)力混凝土混凝土強度強度生產(chǎn)因素混凝土強度的影響因素圖解42 混凝土的質(zhì)量評定：常用統(tǒng)計量（平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)）的意義，直方圖和頻率分布曲線，正態(tài)分布曲線和正態(tài)概率密度函數(shù)，混凝土 強度保證率，混凝土配制強度。 普通混凝土配合比設(shè)計。4344 第六章第六章 建筑砂漿建筑砂漿 一.砂漿的技術(shù)性質(zhì)：新拌砂漿的和易性（流動性及保水性），硬化砂漿的強 度（砂漿的抗壓強度、強度等級與影響強度的因素）。 二.砌筑砂漿：組成材料（膠凝材料、細(xì)骨料、水、摻合料與外加劑），砂漿 配合比選擇（砌筑砂漿的種類、強度等級的選擇及配合比設(shè)計）。 45第七章 瀝青及瀝青材料 瀝青材料有機