[建筑-土木]土木工程材料201711

1、建筑材料,第一章 建筑材料概述,建筑材料的分類及發(fā)展趨勢,建筑材料的分類 按材料的化學(xué)成分分類 按材料在建筑物中的功能分類 按使用部位分類 按來源分類 無論按什么方式分，建筑材料應(yīng)同時滿足兩個基本要求： 技術(shù)性能要求和經(jīng)久耐用。,按化學(xué)組成分類,建 筑 材 料,金屬材料,非金屬材料,植物材料,無機非金屬材料與有機材料復(fù)合,黑色金屬,有色金屬,天然石材,燒土制品,膠凝材料,金屬材料與無機非金屬材料復(fù)合,金屬材料與有機材料復(fù)合,無機材料,有機材料,復(fù)合材料,鋼、鐵、不銹鋼,鋁、銅及其合金,混凝土類,熔融制品,毛石、料石,燒結(jié)磚（瓦）、陶瓷,石灰、石膏、各種水泥,混凝土、砂漿,玻璃、鑄石、巖棉,瀝青

2、材料,高分子材料,按功能分類,結(jié)構(gòu)材料,功能材料,墻體材料,構(gòu)成梁、板、柱等承重系統(tǒng)材料,混凝土、磚、鋼材、石材,構(gòu)成建筑物或構(gòu)筑物承重或非承重墻體材料,磚、砌塊、墻板,不用于承重但具有某種特殊功能的材料,裝飾材料,光學(xué)材料,聲學(xué)材料,保溫隔熱材料,按使用部位分類,基礎(chǔ)材料毛石、料石、混凝土 結(jié)構(gòu)材料磚、石、木材、混凝土等 墻體材料墻板、磚、石等 屋面材料瀝青材料、膨脹珍珠巖等 地面材料地磚、混凝土、水磨石等 飾面材料玻璃、鋁合金等 其他,按材料來源分類,天然材料 人工材料,萬里長城,胡夫金字塔,上海金茂大廈,三峽大壩,建筑材料的發(fā)展趨勢,建筑材料的發(fā)展趨勢是： 減少結(jié)構(gòu)尺寸、降低結(jié)構(gòu)自重 具

3、有多功能性 高強 適應(yīng)于機械化施工,建筑材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 中國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 國家標(biāo)準(zhǔn)：GB 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JG）、建材行業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)（JC）、交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JT） 地方標(biāo)準(zhǔn)：DB 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：QB 例：GB 175 2007 普通硅酸鹽水泥 標(biāo)準(zhǔn)代號 編號 批準(zhǔn)年份 標(biāo)準(zhǔn)名稱,外國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 國際標(biāo)準(zhǔn)：ISO（International Standard Organization） 美國國家標(biāo)準(zhǔn)：ANS（American National Standard 美國材料與試驗學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)：ASTM （American Society for Testing and Materials） 英國標(biāo)準(zhǔn)：BS（B

4、ritish Standard）,學(xué)習(xí)方法 著重學(xué)好主要內(nèi)容材料的技術(shù)性質(zhì)和應(yīng)用,原料,生產(chǎn),組成,構(gòu)造,性質(zhì),應(yīng)用,檢驗,運輸,驗收,儲存,第二節(jié) 建筑材料的基本性質(zhì),本節(jié)內(nèi)容,與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì) 與水有關(guān)的性質(zhì) 與熱有關(guān)的性質(zhì),一、與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì),(一) 密度 1.密度 2.表觀密度 3.堆積密度 (二) 材料的密實度與孔隙率 1.密實度 2.孔隙率 (三) 材料的填充率與空隙率 1.填充率 2.空隙率,二、與水有關(guān)的性質(zhì),（一）親水性與憎水性 （二）吸濕性與吸水性 （三）耐水性 、抗?jié)B性 和抗凍性,三、與熱有關(guān)的性質(zhì),（一）導(dǎo)熱性 （二）熱容量 （三）熱變形性,（一）密度,定義： 1.密

5、度是指材料在絕對密實狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計算：,式中 材料的密度，g/cm3； m材料的質(zhì)量（干燥至恒重），g； V材料在絕對密實狀態(tài)下（不含任何孔）的體積，cm3。,一、與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì),（一）密度,密度測定方法 在測定有孔隙材料（如磚、石等）的密度時，應(yīng)把材料磨成細(xì)粉，干燥后，用李氏瓶測定其絕對密實體積。 材料磨得越細(xì)，測得的密實體積數(shù)值就越精確。,相對密度 相對密度又稱比重，是用材料的質(zhì)量與同體積水（4）的質(zhì)量的比值表示，無單位。,（一）密度,定義： 2.表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計算：,式中 0材料的表觀密度，kg/m3或g/cm3； m材料的質(zhì)量，

6、kg或g； V0材料在自然狀態(tài)下（含內(nèi)部所有孔） 體積，m3或cm3。 注：同種材料，由于含水狀態(tài)不同，而有不同的表觀密度值。,(a)材料的自然體積構(gòu)成 材料的體積構(gòu)成,（一）密度,定義： 3.堆積密度是指散粒材料（如粉狀、顆粒狀材料等）在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量，按下式計算：,式中 0材料的堆積密度，g/m3； m材料的質(zhì)量，kg； V0材料的堆積體積，m3。,(a)材料的堆放體積構(gòu)成 材料的體積構(gòu)成,幾種密度的比較,幾種密度的測定方法比較,附表1-1:常用建筑材料的密度、表觀密度與堆積密度,(二)材料的密實度與孔隙率,定義: 1.密實度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實的程度，即材料的密實體積

7、與總體積之比。按下式計算：,(二)材料的密實度與孔隙率,定義: 1.孔隙率是指材料體積內(nèi)孔隙體積所占的比例，即材料的密實體積與總體積之比。按下式計算：,孔隙特征 a. 孔尺寸：細(xì)孔、微孔、大孔 b. 連通性：連通孔、孤立孔 c. 孔種類：開口孔、閉口孔 孔隙率（或密實度）、孔隙特征在工程中的作用。 a. 影響材料的性質(zhì) b. 通過改變孔隙率和孔物征改善材料性能,(三) 材料的填充率與空隙率,定義: 1.填充率是指散粒材料在堆積狀態(tài)下被固體顆粒所填充的程度，按下式計算：,(三) 材料的填充率與空隙率,定義： 2.空隙率是指散粒狀材料在堆積體積狀態(tài)中，顆粒之間的空隙體積所占的比例，按下式計算：,孔

8、隙率與空隙率的比較,二、與水有關(guān)的性質(zhì),（一）親水性與憎水性 （二）吸濕性與吸水性 （三）耐水性 、抗?jié)B性 和抗凍性,(一)親水性與憎水性,親水性材料是指當(dāng)潤濕邊角90時，水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與材料分子間的相互吸引力，這種材料稱為親水性材料。 例：水泥制品、玻璃、陶瓷、金屬材料、石材等無機材料和部分木材。 憎水性材料是指當(dāng)潤濕邊角 90時，水分子之間的內(nèi)聚力大于水分子與材料分子間的吸引力，則材料表面不會表面不會被水浸潤，這種材料稱為憎水性材料。 例：瀝青、油漆、塑料、防水油膏等。,潤濕邊角：指氣、液、固三相的交點沿液面切線與固相和液相相接觸的方向所成的夾角。,在親水性材料表面涂刷憎水性

9、材料可達(dá)到防水的目的 如：屋面涂刷防水涂料和家具表面刷油漆,（二）吸水性與吸濕性,絕干,氣干,飽和面干,濕潤,材料含水狀態(tài),（二）吸水性與吸濕性,（二）吸水性與吸濕性,1.吸水性是指材料在水中吸入水分的能力。材料吸水性的大小用吸水率表示。 吸水率是指材料中所含水的質(zhì)量與絕干狀態(tài)下材料的質(zhì)量之比。吸水率按下式計算：,式中 材料的吸水率，%； m0材料在絕干狀態(tài)下的質(zhì)量，g； m1材料含水狀態(tài)下的質(zhì)量，g。,（二）吸水性與吸濕性,2.吸濕性是指材料在空氣中吸入水分的能力。材料吸濕性的大小用含水率表示。 含水率是指材料中所含水的質(zhì)量與絕干狀態(tài)下材料的質(zhì)量之比。含水率按下式計算：,式中 材料的含水率，

10、%； m0材料在絕干狀態(tài)下的質(zhì)量，g； m1材料潮濕狀態(tài)下的質(zhì)量，g。,吸水率與含水率的比較,材料的吸水率與孔隙率有關(guān)，更與孔隙特征有關(guān)。 因為水分是通過材料是通過開口孔吸入病通過連通孔 滲入到內(nèi)部的。,材料的吸濕性因素，除材料自身性質(zhì)外還與環(huán)境的溫濕度有關(guān)。,（三）耐水性 、抗?jié)B性 和抗凍性,1.耐水性是指材料長期在飽和水作用下不破壞,其強度也不顯著降低的性能。材料的耐水性用軟化系數(shù)表示。軟化系數(shù)按下式計算：,耐水材料是指軟化系數(shù)大于0.80的材料。,（三）耐水性 、抗?jié)B性 和抗凍性,2.抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)，用滲透系數(shù)或抗?jié)B等級表示。 滲透系數(shù)Ks按式計算：,式中 KS滲透系

11、數(shù)，cm/h； Q透水量，cm3； d試件厚度，cm； A透水面積，cm2； t時間，h； H水頭高度（水壓），cm。,滲透系數(shù)Ks越小， 抗?jié)B性就越強,（三）耐水性 、抗?jié)B性 和抗凍性,對于混凝土, 抗?jié)B性常用抗?jié)B等級P表示,共有P4、P6 、 P8 、 P10 、 P12 ，表示混凝土能抵抗0.4Mpa、0.6Mpa、0.8Mpa、1.0Mpa、1.2Mpa的靜水壓力而不滲漏。,影響抗?jié)B性的因素,3.抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，強度又不顯著降低的性質(zhì)。常用抗凍等級Fn表示。,（三）耐水性 、抗?jié)B性 和抗凍性,抗凍等級也是衡量材料耐久性的指標(biāo),混凝土的抗凍等級

12、 以符號F表示，后面帶一表示可經(jīng)受凍融循環(huán)次數(shù)的數(shù)字，記為F10、F15、F25、F100等。,如：F15表示所能承受的最大凍融循環(huán)（在-15的 溫度下凍結(jié)后，再在20的水中融化，為一次凍融 循環(huán)）次數(shù)不少于15次，這時強度損失率不超過 25%，質(zhì)量損失不超過5%。,（三）耐水性 、抗?jié)B性 和抗凍性,抗凍性影響因素 強度 材料強度越高，抗凍性越好； 孔隙特征 開口孔隙越多材料的抗凍性能越差。,凍融循環(huán)對材料的損害 材料表面將出現(xiàn)裂紋、剝落等現(xiàn)象，造成重量損失、強度降低。 原因：材料內(nèi)部孔隙中的水分結(jié)冰時體積增大對孔壁產(chǎn)生很大的壓力，冰融化時壓力又驟然消失所致。,孔隙大小 封閉大孔材料的抗凍性較

13、小孔材料的抗凍性好。 因材料孔隙中有一定的空間，可緩解冰凍的破壞作 用。 材料的耐水性 耐水性越好，抗凍性越強。 材料的吸水量大小 材料吸入的水量越大，抗凍性就越差,（三）耐水性 、抗?jié)B性 和抗凍性,三、與熱有關(guān)的性質(zhì),（一）導(dǎo)熱性 （二）熱容量 （三）熱變形性,（一）導(dǎo)熱性,導(dǎo)熱性是指材料傳遞熱量的能力。材料的導(dǎo)熱能力用導(dǎo)熱系數(shù)表示。 導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義 在穩(wěn)定傳熱條件下，當(dāng)材料層單位厚度內(nèi)的溫差為1時，在1h內(nèi)通過1m2表面積的熱量。 絕熱材料 通常將導(dǎo)熱系數(shù)0.175W/mK的材料稱為絕熱材料。,（一）導(dǎo)熱性,影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素有： （1）材料組成 金屬材料最大；無機非金屬材料次之；

14、有機材料最小。 （2）孔隙率 （3）孔隙特征 孔徑，孔隙間連通。 （4）含水率 由于水的導(dǎo)熱系數(shù)=0.58W/mK，遠(yuǎn)大于空氣，所以材料含水率增加后其導(dǎo)熱系數(shù)將明顯增加，若受凍（冰）能力該系數(shù)更大。,混凝土、砂漿、普通燒結(jié)磚和泡沫塑料的導(dǎo)熱系數(shù)分別為1.80、0.55、0.03（W/m.k) 混凝土結(jié)構(gòu)中常用燒結(jié)磚做填充墻，磚表面泡沫塑料面層處理，增強保溫效果。,已測得陶?；炷恋?0.35W（m.K)，而普通混凝土的 =1.40W（m.K) 。若在傳熱面積為0.4m2、溫差 為20、傳熱時間為1小時的情況下，請問要使水泥混 凝土墻與厚20cm的陶粒混凝土墻所傳導(dǎo)的熱量相等， 則水泥混凝土墻需

15、要多厚？,（二）熱容量,熱容量是指材料受熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質(zhì)。熱容量的大小用比熱容C表示，單位為kJ/(kgK) 式中 Q材料吸收或放出的熱量，kJ； m材料的質(zhì)量，kg； (T2-T1)材料受熱或冷卻前后的溫差，K。,對建筑物內(nèi)部溫度穩(wěn)定有很大意義,（三）熱變形性,材料的熱變形性是指材料在溫度變化時其尺寸的變化 常用長度方向變化的線膨脹系數(shù)表示。,第三節(jié) 建筑材料的力學(xué)性質(zhì),材料力學(xué)性能,（一）強度與比強度 （二）彈性和塑性 （三）脆性和韌性 （四）硬度和耐磨性,應(yīng)力與應(yīng)變的概念,應(yīng)力：作用于材料單位面積上的力。,應(yīng)變：沿外力作用方向上，單位長度所發(fā)生的變形。,（一）強度與比強

16、度,1.強度是指材料抵抗外力（荷載）破壞的能力。 不同材料的破壞可能出現(xiàn)兩種情況： 1.應(yīng)力達(dá)到一定值時出現(xiàn)較大的不可恢復(fù)變形而導(dǎo)致破壞，如鋼材的屈服； 2.應(yīng)力達(dá)到其極限值而出現(xiàn)斷裂，幾乎所有的脆性材料都屬于這種。 類型 抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度及抗剪強度。,（一）強度與比強度,抗壓、抗拉及抗剪強度按下式計算,式中：f材料強度，MPa； P破壞時最大荷載，N； F受力截面面積，mm2。,（一）強度與比強度,抗彎強度（中央集中荷載）按下式計算：,式中：fm材料抗彎強度，MPa； P材料所受的荷載，N； L兩支點間距離，mm； b試件截面的寬度，mm； h試件截面高度，mm。,（一）強度與比

17、強度,抗彎強度（兩個集中荷載）按下式計算：,式中：fm材料抗彎強度，MPa； P材料所受的荷載，N； L兩支點間距離，mm； b試件截面的寬度，mm； h試件截面高度，mm。,常用材料強度,（一）強度與比強度,2.比強度 比強度是指材料強度與其表觀密度之比。 它是評價材料輕質(zhì)高強的指標(biāo)。 下表列出常見幾種建筑材料的比強度。,（二）彈性和塑性,1.彈性是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，能夠完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)。 這種可完全恢復(fù)的變形稱為彈性變形，見圖。,（二）彈性和塑性,彈性模量E 彈性變形的變形量與對應(yīng)的應(yīng)力大小成正比，其比例系數(shù)用彈性模量E來表示。 按下式計算：,式中：材料所受的

18、應(yīng)力，MPa； 材料在應(yīng)力作用下產(chǎn)生的應(yīng)變，無 單位。 彈性模量越大，材料在荷載作用下越不易變形。,（二）彈性和塑性,2.塑性是指在外力作用下材料產(chǎn)生變形，不破壞。當(dāng)外力取消后，仍保持變形后的形狀和尺寸的性質(zhì)。 這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形，右圖。,（二）彈性和塑性,鋼材受力變形 在受力不大的情況下，表現(xiàn)為彈性變形，但受力超過一定限度后，則表現(xiàn)為塑性變形。 混凝土受力變形 在受力后，彈性變形及塑性變形同時產(chǎn)生，如果取消外力，則彈性變形部分可以恢復(fù)，而塑性變形部分則不能恢復(fù)。,（三）脆性和韌性,1.脆性是指材料在沖擊或震動荷載作用下，突然發(fā)生破壞而無明顯變形的性能，如玻璃、燒結(jié)磚、建筑陶瓷等。

19、 2.韌性是指材料在沖擊或震動荷載作用下，能夠吸收較大的能量而不破壞的性能，如建筑鋼材和木材。,（四）硬度和耐磨性,1.硬度 對于不同的建筑材料，有不同的硬度測試方法。主要有洛氏硬度、維氏硬度和布氏硬度。在后續(xù)課程中將結(jié)合具體材料進(jìn)行介紹。 2.耐磨性 耐磨性是指材料抵抗磨損的能力，用耐磨率(單位面積材料磨前磨后質(zhì)量變化率)表示。,水工混凝土和路面材料考慮耐磨性,第四節(jié) 建筑材料的耐久性,材料的耐久性,耐久性 耐久性是指材料在長期使用過程中，能保持其原有性能而不變質(zhì)、不破壞的能力。 環(huán)境中各種自然因素的破壞作用 （1）物理作用（如干濕交替、凍熔循環(huán)等） （2）化學(xué)作用 （如酸雨對混凝土的破壞）

20、 （3）生物作用 （如各種細(xì)菌、昆蟲對木材、混凝土、鋼材的破壞） （4）機械作用（如車輛等對道路橋梁的破壞等）,材料的耐久性,耐久性是一種綜合性質(zhì)。它包括 抗?jié)B性 抗凍性 抗風(fēng)化性 耐蝕性 抗老化性 耐熱性 耐磨性等 耐久性一般用抗凍等級指標(biāo)衡量。,P263,7、某材料孔隙率為2.5%，密度為2.6g/cm3,則其密度為（ ）kg/m3。 A.2535 B.253.5 C.2650 D.1950,解,選A,8、含水率為8%的濕砂120g，其中所含水的質(zhì)量為（ ）。 A.120X8% B. (120-8%)8% C. 120-120/(1+8%) D.120/(1+8%)-120,解,選C,9、

21、某材料自然狀態(tài)下1m3重量2400kg，孔隙率為25%，密度為（ ）。 A.1.8g/cm3 B.3.2g/cm3 C.1800g/cm3 D.3200g/cm3,解,選B,18、1m3水泥砂漿配用水泥松散體積0.45m3,其堆密度為1200kg/m3，攪拌損耗率為3%，1m3水泥砂漿的水泥耗用量是（ ）。 A.540kg B.556.2kg C.2666.67kg D.2746.67kg,解,選B,1、含水率為10%的濕砂220g，其中所含水的質(zhì)量為（ ）。 A.19.8g B. 22g C. 20g D.20.2g,選C,2、含水率為5%的砂420g，其干燥后的質(zhì)量為（ ）。 A.399g

22、 B. 441g C. 400g D.451g,選C,3、加氣混凝土的密度為2.55g/cm3，氣干表觀密度為500Kg/m3時，其孔隙率應(yīng)為（ ）。 A.19.6% B. 94.9% C. 5.1% D.80.4%,選D,4、從組成上看,( )的導(dǎo)熱率最大,( )的導(dǎo)熱率最小。 A.金屬材料 B.無機非金屬材料 C.有機材料,5、保溫效果好的材料，其（ ）。 A.熱傳導(dǎo)性小，熱容量要小 B.熱傳導(dǎo)性大，熱容量要小 C.導(dǎo)熱傳導(dǎo)性小，熱容量要大 D.導(dǎo)熱傳導(dǎo)性大，熱容量要大,答案,A,C,C,6、憎水材料的潤濕角為( )。 A. B. C. D.,7、能對凍融破壞起緩沖作用的是（ ）。 A.開

23、口孔隙 B.閉口孔隙 C.毛細(xì)孔隙 D.粗大孔隙,答案,B,C,B,8、欲使建筑物室內(nèi)盡可能冬暖夏涼的外墻材料應(yīng)選擇導(dǎo)熱率和比熱容C的值的大小是（ ）。 A. 值小c小B. 值大c小 C. 值小C大D. 值大C大,答案,10、同一建筑材料的構(gòu)造越密實，越均勻，它的（ ）。 A. 孔隙率越大 B. 吸水率越大 C. 強度越大 D. 彈性越小,C,D,9、在組成結(jié)構(gòu)一定的情況下，要使材料的導(dǎo)熱率盡量小應(yīng)采用（ ）。 使含水率盡量低 使孔隙率大，特別是閉口小孔盡量多 含水率盡量低，大孔盡量多 A和B,第二章 氣硬性膠凝材料,本章內(nèi)容,1.石膏 2.石灰 3.菱苦土 4.水玻璃,膠凝材料概述,膠凝材料

24、定義 膠凝材料是指建筑材料中，經(jīng)過一系列物理、化學(xué)作用，能將散粒材料或塊狀材料粘結(jié)成為堅固整體的材料。,膠凝材料的分類,膠凝材料概述,1.氣硬性膠凝材料 氣硬性膠凝材料是指只能夠在空氣中凝結(jié)硬化，也只能在空氣中保持和發(fā)展強度的膠凝材料。如石膏、石灰、水玻璃、菱苦土。 2.水硬性膠凝材料 水硬性膠凝材料是指不僅能夠在空氣中凝結(jié)硬化，而且能夠更好地在水中保持和發(fā)展強度的膠凝材料。如各種水泥。,石灰,水泥,氣硬性膠凝材料,水硬性膠凝材料,第一節(jié) 石膏,本節(jié)介紹 石膏的生產(chǎn) 石膏的熟化與硬化 石膏的性質(zhì)與技術(shù)要求 石膏的應(yīng)用,一、石膏的生產(chǎn),石膏原料（以硫酸鈣CaSO4為主要成分） （1）天然二水石膏

25、 （2）化工石膏 （3）天然無水石膏,石膏生產(chǎn),掌握,石膏生產(chǎn),建筑石膏,高強石膏,二、建筑石膏的熟化硬化,1.建筑石膏的熟化 建筑石膏加水拌和，與水發(fā)生水化反應(yīng)：,原理：由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大（約四倍），所以二水石膏處于過飽和狀態(tài)，不斷從溶液中析晶，水解反應(yīng)不斷右移，直至半水石膏全部轉(zhuǎn)變成二水石膏。,半水石膏和水反應(yīng)生成二水石膏的過程。,二、建筑石膏的熟化硬化,2.建筑石膏的凝結(jié)硬化 石膏的凝結(jié)過程 石膏漿體中的自由水分因水化和蒸發(fā)而逐漸減少，粒子總表面積增加，因而漿體可塑性逐漸減小，漿體漸漸變稠，這一過程稱為凝結(jié)。,硬化：失去可塑性漿體強度增加的過程。,凝結(jié)硬化的物理化學(xué)過程,

26、石膏漿體,半水石膏顆粒 二水石膏晶體,石膏膠體,石膏硬化體,水,孔隙,水化初期：二水石膏晶體較少,隨著水化反應(yīng)進(jìn)行二水石膏晶體量,石膏硬化體中晶體堆積體,三、建筑石膏的性質(zhì)與技術(shù)要求,1.建筑石膏的性質(zhì) （1）凝結(jié)硬化快 （2）凝結(jié)硬化時體積微膨脹 （可以單獨使用） （3）硬化后孔隙率高 （4）防火性能好 （5）耐水性和抗凍性差,三、建筑石膏的性質(zhì)與技術(shù)要求,2.建筑石膏的技術(shù)要求 主要技術(shù)指標(biāo)：強度、細(xì)度和凝結(jié)時間。 按強度、細(xì)度和凝結(jié)時間將建筑石膏分為優(yōu)等品、一等品、合格品三個等級。,四、建筑石膏的應(yīng)用,粉刷石膏 石膏板 紙面石膏板 纖維石膏板 空心石膏板 吸聲用穿孔石膏板 裝飾石膏板 石

27、膏裝飾件,第二節(jié) 石 灰,本節(jié)介紹 石灰的生產(chǎn)及分類 石灰的熟化與硬化 石灰的性質(zhì)與技術(shù)要求 石灰的應(yīng)用,一、石灰的生產(chǎn)及分類,石灰的生產(chǎn) 原料： 以CaCO3為主要成分的天然巖石，如：石灰石、白堊等。 原料在高溫下煅燒，碳酸鈣將按下式分解成為生石灰。(逸出二氧化碳?xì)怏w后得到的塊狀材料。),生石灰特征：呈白色或灰色塊狀。其內(nèi)部孔隙率大、晶粒細(xì)小、堆積密度小僅為(8001000kg/m )。,化工副產(chǎn)品主要有電石渣(消化電石而得)等:,塊狀 生石灰,熟石灰,制備工藝與產(chǎn)品,石灰石,900C,磨細(xì),生石 灰粉,生石灰,水噴淋,熟石 灰粉,(水)化灰池,石灰漿,濃縮,石灰膏,陳伏,煅燒石灰石 (內(nèi)含

28、CaCO3),正火石灰,欠火石灰,過火石灰,二、石灰的熟化與硬化,熟化過程 熟化是指生石灰（氧化鈣）與水作用生成氫氧化鈣（熟石灰，又稱消石灰）的過程，又稱石灰的消解或消化。生石灰的熟化反應(yīng)如下：,目的：使生石灰具有粘性和塑性。 特點：放熱和膨脹（12.5倍） 理論加水實際加水量(24.3%70%),熟化方法 根據(jù)熟化時加水量的不同，石灰的方式分為兩種。 1、熟化為熟石灰粉： 將生石灰塊分層淋適量的水，使石灰充分熟化，又不會過濕成團，此時得到的產(chǎn)品就是熟石灰粉。,2、熟化為石灰膏： 將生石灰放入化灰池中，加大量的水，熟化成石灰膏。 為了消除過火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰漿應(yīng)在儲灰坑中放置兩

29、周(14d)以上，這一過程稱為石灰的“陳伏”。過火石灰在這一期間將慢慢熟化。 石灰漿表面應(yīng)保有一層水分，與空氣隔絕，以免碳化。,嚴(yán)格控制加水量和加水速度 不同品質(zhì)的石灰熟化速度不同： 活潑性大的石灰：加水要快，水量充足，并加速攪拌散熱，否則已消化的石灰顆粒包圍于未消化顆粒周圍，使內(nèi)部石灰不易消化，稱為“過燒”現(xiàn)象； 活潑性小的石灰：加水要慢，水量少，如加水過快，則發(fā)熱量少，水溫過低，增加了未消化顆粒，稱為“過冷”現(xiàn)象。,二、石灰的熟化與硬化,石灰的硬化 （1）干燥過程 石灰漿（石灰膏）毛細(xì)孔隙失水，使得毛細(xì)管產(chǎn)生負(fù)壓力，氫氧化鈣顆粒間接觸變得緊密，產(chǎn)生一定強度。 （2）結(jié)晶過程 干燥過程中氫氧

30、化鈣還會逐漸從飽和溶液中結(jié)晶析出。,（3）碳化過程 碳化過程是指氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳在有水的情況下按下式反應(yīng)生成碳酸鈣晶體的過程。,結(jié)晶和碳化兩個過程同時進(jìn)行，但極為緩慢。碳化過程長時間只限于表面，結(jié)晶過程主要在內(nèi)部發(fā)生。 由于空氣中CO2含量稀薄，使碳化反應(yīng)進(jìn)展緩慢，同時表面的石灰漿一旦硬化就形成外殼，阻止了CO2的滲入，同時又使內(nèi)部的水分無法析出，影響硬化過程的進(jìn)行。,原因,三、石灰的性質(zhì)與技術(shù)要求,1.石灰的性質(zhì) （1）可塑性好 生石灰熟化為石灰漿時，能自動形成顆粒極細(xì)的呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣，表面吸附一層厚的水膜。因此用石灰調(diào)成的石灰砂漿其突出的優(yōu)點是具有良好可塑性。在水泥砂漿

31、中摻入石灰漿，可使可塑性顯著提高。,(2)硬化慢、強度低 從石灰漿體的硬化過程可以看出，由于空氣中二氧化碳稀薄，碳化甚為緩慢。而且表面碳化后，形成緊密外殼，不利于碳化作用的深入，也不利于內(nèi)部水分的蒸發(fā)，因此，石灰是硬化緩慢的材料，硬化后的強度也不高。如1：3石灰砂漿28天抗壓強度僅為0.2-0.5MPa。所以，石灰不宜用于重要建筑物的基礎(chǔ)。,(3)硬化時體積收縮大 石灰在硬化過程中，蒸發(fā)大量的游離水而引起顯著的收縮，所以除調(diào)成石灰乳作薄層涂刷外，不宜單獨使用。常在其中摻入砂、紙筋等以減少收縮和節(jié)約石灰。,（4）耐水性差 氫氧化鈣易溶于水，如果長期受潮或被水浸泡，會使已硬化的石灰潰散。若石灰漿體

32、在完全硬化之前就處于潮濕的環(huán)境中，石灰中的水分不能蒸發(fā)出去，其硬化就會被阻止，所以石灰不宜在潮濕的環(huán)境中應(yīng)用。,2.建筑石灰的技術(shù)要求 鈣質(zhì)生石灰（MgO含量5）； 鎂質(zhì)生石灰（MgO含量5）。鎂質(zhì)生石灰熟化較慢，但硬化后強度稍高。,三、石灰的性質(zhì)與技術(shù)要求,石灰的應(yīng)用 砌筑工程和抹面裝飾工程（石灰乳） 將消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水?dāng)嚢柘♂?，成為石灰乳，是一種廉價的涂料，主要用于內(nèi)墻和天棚刷白，增加室內(nèi)美觀和亮度。 石灰砂漿是將石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分為砌筑砂漿和抹面砂漿。,四、石灰的應(yīng)用和貯存,石灰砂漿,灰砂磚和硅酸鹽制品 石灰與天然砂或硅鋁質(zhì)工業(yè)廢料混合均勻，加水?dāng)嚢?/p>

33、，經(jīng)壓振或壓制，形成硅酸鹽制品。為使其獲早期強度，往往采用高溫高壓養(yǎng)護或蒸壓，使石灰與硅鋁質(zhì)材料反應(yīng)速度顯著加快，使制品產(chǎn)生較高的早期強度。如灰砂磚、硅酸鹽磚、硅酸鹽混凝土制品等。,蒸壓灰砂磚,蒸壓加氣砼砌塊,加固軟土地基 在軟土地基中打入生石灰樁，可以利用生石灰吸水產(chǎn)生膨脹對樁周土壤起擠密作用，利用生石灰和粘土礦物間產(chǎn)生的膠凝反應(yīng)使周圍的土固結(jié)，從而達(dá)到地基承載力的目的。,用于道路工程的墊層 石灰和粘土按一定比例拌和制成石灰土，或與粘土、砂石、礦渣制成三合土，用于道路工程的墊層。,三合土用作鋪筑步道磚的墊層,粘土顆粒表面的少量活性氧化硅和氧化鋁與氫氧化鈣起化學(xué)反應(yīng)， 生成了不溶性水化硅酸鈣和

34、水化鋁酸鈣，將粘土顆粒粘結(jié)起來， 因而提高了粘土的強度和耐水性。,用于道路路面基層 在道路工程中，隨著半剛性基層在高等級路面中的應(yīng)用，石灰穩(wěn)定土、石灰粉煤灰穩(wěn)定土及其穩(wěn)定碎石廣泛用于路面基層。,石灰穩(wěn)定用于土路面基層,四、石灰的應(yīng)用和貯存,石灰的貯存 磨細(xì)的生石灰粉應(yīng)貯存于干燥倉庫內(nèi)，采取嚴(yán)格防水措施。 塊狀生石灰放置太久，會吸收空氣中的水分而自動熟化成消石灰粉，再與空氣中二氧化碳作用而還原為碳酸鈣，失去膠結(jié)能力。所以貯存生石灰，不但要防止受潮，而且不宜貯存過久。最好運到后即熟化成石灰漿，將貯存期變?yōu)殛惙凇?由于生石灰受潮熟化時放出大量的熱，而且體積膨脹，所以，儲存和運輸生石灰時，還要注意安

35、全。,第三節(jié) 菱苦土（略）,第四節(jié) 水玻璃,一、水玻璃的生產(chǎn)與模數(shù),什么是水玻璃？ 堿金屬硅酸鹽的水溶液： R2O nSiO2 + H2O 其中R=Na、K 1水玻璃的制備方法： 濕法： R2OnSiO2 + H2O 水玻璃 干法： R2OnSiO2 R2O nSiO2 R2O nSiO2 + H2O 水玻璃,一、水玻璃的生產(chǎn)與模數(shù),2.水玻璃模數(shù) 水玻璃模數(shù)是二氧化硅與氧化鈉的摩爾比， 固體水玻璃在水中溶解的難易隨模數(shù)而定， 模數(shù)為1時能溶解于常溫的水中，模數(shù)加大，則只能在熱水中溶解； 當(dāng)模數(shù)大于時，要在個大氣壓以上的蒸壓條件下才能溶解于水。 低模數(shù)水玻璃的粘結(jié)能力較差；模數(shù)提高水玻璃的粘結(jié)

36、能力隨之增大。 建筑上常用的水玻璃模數(shù)一般為2.52.8。,3水玻璃硬化過程 水玻璃與空氣中的CO2反應(yīng)，生成無定型的硅酸凝膠，隨著水分揮發(fā)干燥，硅酸凝膠轉(zhuǎn)變成SiO2而硬化。 水玻璃的促硬劑：氟硅酸鈉 其原理是氟硅酸鈉加速水玻璃中硅酸凝膠的析出和SiO2的形成。,三、水玻璃的性能,（1）粘結(jié)能力強 （2）不燃燒、耐高溫。 （3）耐酸能力強 （4）不耐水 （5）不耐堿,四、水玻璃的應(yīng)用,1.用于涂刷在無機非金屬材料表面，提高材料的耐候性； 2.用于配制耐酸砂漿和耐酸混凝土； 3.與氯化鈣交替灌溉提高基礎(chǔ)的承載力。,第三章 水 泥,本章介紹,1.通用水泥 2.特性水泥 3.專用水泥,第一節(jié) 通用

37、水泥,本節(jié)介紹,1.硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝 2.通用水泥代號及命名 3.水泥的基本組成 4.水泥的水化硬化 5.水泥的技術(shù)性質(zhì) 6.通用水泥的選用,水泥分類,一、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝,硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝流程,I型硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝流程,三、水泥的基本組成,硅酸鹽水泥熟料礦物組成,除了上表組成外，還含有少量游離氧化鈣、游離氧化鎂和堿，但其總含量一般不超過水泥質(zhì)量的10。,（二）水泥混合材料定義： 在生產(chǎn)水泥時，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強度等級而加到水泥中去的人工的和天然的礦物材料，稱為水泥混合材料。 水泥混合材料分類： 非活性混合材料 活性混合材料,1.非活性混合材料,非活性混合材料 指在水泥中

38、主要起填充作用而又不損害水泥性能的礦物質(zhì)材料。 將其摻入硅酸鹽水泥中可 提高水泥產(chǎn)量 降低水泥強度等級 減少水化熱。 常用非活性混合材料 磨細(xì)的石英砂，石灰石，粘土，慢冷礦渣等。,2.活性混合材料,活性混合材料定義 能夠與水泥水化后的氫氧化鈣起反應(yīng)生成新的水硬性膠凝材料的物質(zhì)稱為活性混合材料。 常用的活性混合材料有： （1）?；郀t礦渣 （2）火山灰質(zhì)混合材料 （3）粉煤灰,四、水泥的水化硬化,1.水化 熟料礦物與水發(fā)生的水解或水化作用。 水泥各礦物單獨與水反應(yīng)式如下：,四、水泥的水化硬化,水泥的凝結(jié)硬化過程示意圖,水泥石中多余的水（自由水和吸附水）蒸發(fā)后，會在水泥中留下微孔（裂紋），從而降低

39、水泥石強度。,影響水泥凝結(jié)硬化的因素,（1）熟料礦物成分 （2）細(xì)度 （3）用水量 （4）養(yǎng)護時間 （5）溫度和濕度 （6）石膏摻量,五、水泥的技術(shù)性質(zhì),水泥的技術(shù)性質(zhì)主要包括： （1）細(xì)度 （2）凝結(jié)時間 （3）安定性 （4）強度 （5）水化熱,（一）細(xì)度,細(xì)度是指水泥顆粒粗細(xì)的程度。 水泥顆粒細(xì)度的意義 水泥顆粒越細(xì)與水反應(yīng)的表面積就越大，水化較快而且較完全，早期強度和后期強度都較高，但在空氣中硬化時收縮較大，成本也較高。 水泥顆粒過粗則不利于水泥活性的發(fā)揮。 水泥細(xì)度的檢驗 篩析法：用孔邊長為0.08mm的方孔篩對水泥試樣進(jìn)行篩析試驗，要求篩余率應(yīng)小于10%。 比表面積法：硅酸鹽水泥用比

40、表面積法檢驗，單位以m2/kg表示，要求大于300m2/kg。 細(xì)度不合格的水泥應(yīng)當(dāng)次品處理。,（二）凝結(jié)時間,初凝 水泥加水拌合時起至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿開始失去可塑性所需的時間； 終凝 水泥加水拌和時起至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度所需的時間。,2.凝結(jié)時間,水泥初凝時間不能過短 為使混凝土和砂漿有充分的時間進(jìn)行攪拌、運輸、澆搗和砌筑。 硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min。 初凝不合格的水泥應(yīng)為廢品。 終凝時間不能太長 當(dāng)施工完畢，則要求盡快硬化，具有強度。 硅酸鹽水泥終凝時間不得遲于390min。 終凝不合格的水泥應(yīng)為次品。 凝結(jié)時間的測定 以標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿,在規(guī)定溫度及濕度環(huán)

41、境下用維卡儀測定。,3.安定性,定義 安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。 安定性不良的水泥應(yīng)為廢品。 安定性不良 水泥漿體硬化過程發(fā)生了不均勻的體積變化，會導(dǎo)致水泥石膨脹開裂、翹曲，即安定性不良。 危害：安定性不良的水泥會降低建筑物質(zhì)量，甚至引起嚴(yán)重事故。,3.安定性,引起水泥安定性不良的原因有三個： （1）熟料中游離氧化鈣過多。 （2）熟料中游離氧化鎂過多。 （3）石膏摻量過多,（四） 強度,強度是劃分水泥強度等級的依據(jù)。 水泥膠砂強度的測定 水泥、標(biāo)準(zhǔn)砂和水按1:3:0.5混合，按規(guī)定的方法制成試件（4040160mm），在標(biāo)準(zhǔn)溫度（201）的水中養(yǎng)護，測定其3d和28d的強

42、度。,（五）水化熱,水泥與水反應(yīng)會產(chǎn)生熱量，如不能及時釋放，會使水泥制品產(chǎn)生開裂。,硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥的特性,（1）硬化快，強度高，尤其是早期強度 （2）抗凍性好 （3）水化熱大 （4）耐腐蝕性差 （5）耐高溫性能較差,六、通用水泥的特點,1礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和復(fù)合水泥 （1）共性 早期強度低，后期強度高 水化熱低 耐腐蝕性較好 蒸汽、蒸壓養(yǎng)護效果好 共同的缺點 抗碳化能力差 抗凍性、耐磨性差,第二節(jié) 特性水泥,本節(jié)介紹,1.快硬型水泥 2.膨脹型水泥,一、快硬型水泥,（1）快硬硅酸鹽水泥 （2）快硬高強鋁酸鹽水泥 （3）快硬鐵鋁酸鹽水泥 學(xué)習(xí)上述知識時，注意它們與通用水

43、泥的不同點和不得使用的工程環(huán)境。,二、膨脹水泥,（一）硅酸鹽膨脹水泥 （二）鋁酸鹽膨脹水泥 （三）硫鋁酸鹽膨脹水泥 （四）自應(yīng)力水泥 學(xué)習(xí)上述知識時，注意它們與通用水泥的不同點和不得使用的工程環(huán)境。,第三節(jié) 專用水泥,（一）白色硅酸鹽水泥和彩色硅酸鹽水泥 （二）砌筑水泥 （三）道路水泥 （四）低水化熱水泥,第四章 混凝土,本章介紹,1.普通混凝土 2.輕混凝土 3.其他混凝土,混凝土概述,混凝土定義 是由膠凝材料（水）、粗骨料、細(xì)骨料按適當(dāng)比例混合拌制成，經(jīng)一定時間硬化而成的混合材料。,混凝土按表硯密度分類,混凝土的分類,按表觀密度分類 按用途分類 按膠凝材料分類 按施工工藝分類 按強度分類,

44、混凝土的特點,優(yōu)點 原材料來源豐富，造價低廉。 性能可按需要調(diào)節(jié) 混凝土拌和物具有良好的塑性 抗壓強度高 耐久性好 可與鋼筋共同作用 缺點 抗拉強度低 自重大，比強度小 生產(chǎn)周期長,混凝土的發(fā)展趨勢,對混凝土的基本要求是： （1）具有與施工條件相適應(yīng)的施工和易性； （2）具有符合設(shè)計要求的強度； （3）具有與工程環(huán)境相適應(yīng)的耐久性； （4）在保證質(zhì)量前提下，節(jié)約造價,第一節(jié) 普通混凝土,本節(jié)介紹,1.普通混凝土的材料組成 2.普通混凝土的主要性能 3.混凝土外加劑(轉(zhuǎn)到材料組成中) 4.混凝土質(zhì)量控制與強度評定 5.普通混凝土配合比設(shè)計,一、普通混凝土的組成材料,本節(jié)介紹 水泥 細(xì)骨料-砂 粗

45、骨料-石子 拌合及養(yǎng)護用水 混凝土外加劑 混凝土摻合料,混凝土結(jié)構(gòu)示意圖,（一）水泥,1.水泥品種的選擇(略) 2.水泥強度等級選擇 混凝土用水泥強度等級選擇的一般原則： 配制高強度的混凝土，水泥強度等級為混凝土強度等級的0.91.5倍； 一般情況下，水泥強度等級為混凝土強度等級的1.52.倍；,(二)細(xì)骨料-砂,定義 粒徑小于4.75mm的骨料為細(xì)骨料。 1.有害雜質(zhì)含量 2.砂的粗細(xì)及顆粒級配 3.砂的堅固性 4. 堿骨料反應(yīng),1.有害雜質(zhì)含量,砂所需的質(zhì)量是按國標(biāo)GB14684-2001確定的,混凝土的質(zhì)量在很大程度上被砂的成分的各種灰塵、淤泥、粘土、有機物存在的量所影響。,2.砂的粗細(xì)

46、及顆粒級配,對于混凝土而言, 砂是指由不同尺寸(0.154.75 mm)的顆粒組成的,并獲得最小空隙的物質(zhì);砂所形成的空隙越小,獲得密實混凝土所需水泥量就越少。,2.砂的粗細(xì)及顆粒級配,砂的級配是由通過一組篩孔尺寸為4.75, 2.36, 1.18, 0.60, 0.30, 0.15 mm(從頂?shù)降?的篩子的篩分試驗確定的.砂的樣品被干燥至恒重.稱取500克,并在4.75, 2.36, 1.18, 0.60, 0.30, 0.15 mm連續(xù)篩孔的篩子上進(jìn)行篩分。 每個篩子上的篩余量被稱量后按下面的方法計算。 分計篩余量按下列公式計算,精確到0.10% ai= GI/G100% 累計篩余量是某一

47、篩子上所有分計篩余量的總和.它的計算式如下: Ai=a2.36 +a1.18 +.+ai a2.36 a1.18分別為篩孔尺寸為2.36，1.18 mm篩子上的分計篩余量。 ai 為某篩子上的分計篩余量。,砂的細(xì)度模數(shù)是劃分砂粒尺寸等級的指標(biāo).尺寸大小范圍為2.360.15 mm.細(xì)度模數(shù)的計算公式如下。 Mk= (A2+A3+A4+A5+A6)-5A1/100-A1,基于細(xì)度模數(shù)，砂子被分為粗砂、中砂、細(xì)砂和特細(xì)砂。相應(yīng)的細(xì)度模數(shù)值為：粗砂 Mk=3.73.1，中砂 Mk=3.02.3，細(xì)砂 Mk=2.21.6，特細(xì)砂 Mk1.6。砂子級配的篩分曲線如下所示。,（三）粗骨料-石子,1.有害雜

48、質(zhì)含量 2.最大粒徑的選擇 3.堅固性 4.強度 5.堿骨料反應(yīng),（三）粗骨料-石子,普通混凝土的粗骨料是由卵石、碎石、碎礦渣和碎磚塊組成。粗骨料是尺寸大于4.75 mm的碎塊混合物（ GB14685-2001），一般它分為卵石和碎石。按照技術(shù)要求，卵石和碎石被分為3類。 卵石是由自然風(fēng)化形成的，它呈圓形并具有光滑的表面。碎石則擁有許多棱角。因此，碎石混凝土具有較高的強度，但流動性差；卵石混凝土強度較低，但又很好的流動性。,粗骨料類似于砂，含有害雜質(zhì)，如灰塵、淤泥、粘土、有機酸等。有害雜質(zhì)的含量不應(yīng)超過特定指標(biāo)。,1.有害雜質(zhì)含量,2.最大粒徑的選擇,按照國標(biāo)(BG50204-2002)在建筑

49、中的混凝土所用骨料允許尺寸是不能大于結(jié)構(gòu)最小橫截面尺寸的1/4，同時不能大于鋼筋間距的3/4。 對于實心板，混凝土易于澆搗，故可用大尺寸的顆粒，但其尺寸不宜大于板厚尺寸的1/3，且不得超過40.00 mm。對于泵送混凝土，碎石最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比，不宜小于或等于1：3，卵石不宜小于或等于1：2.5。在水力工程中，集料尺寸可大于70.00 mm 。,3.堅固性,堅固性是石子在自然風(fēng)化和其他外界物理、化學(xué)因素作用下抵抗破壞的能力。 常用硫酸鈉溶液浸泡法進(jìn)行試驗，石子經(jīng)5次浸泡、沖洗循環(huán)后，其質(zhì)量損失表示。,4.強度,1）立方體抗壓強度 碎石取自于不小于80Mpa的火成巖、 60Mpa 的變質(zhì)巖

50、和30Mpa水成巖。碎石的形狀接近于立方體cubes(50mm50mm50mm)。 用在工業(yè)與民用建筑中的顆粒強度和等級（飽和水抗壓強度）應(yīng)比混凝土強度高。對低于的碎石強度為1.50 倍，等于或大于的碎石強度為 倍或更高。,4.強度,2）壓碎指標(biāo) 粒徑1020mm放在圓柱體內(nèi)，施加200kN的荷載持續(xù)160300s，然后在篩孔直徑為2.5mm的篩上進(jìn)行篩分，再按壓碎指標(biāo)公式計算。G0為未施荷前樣品質(zhì)量， G為樣品篩余量。壓碎指標(biāo)越小，粗骨料抗碎能力越強。,5.堿骨料反應(yīng),堿骨料反應(yīng)是指普通混凝土中活性骨料（蛋白石、白云石）與水泥中的堿性物質(zhì)（氧化鈉和氧化鉀）起反應(yīng)，在界面（水泥與石子的接觸面）

51、產(chǎn)生膨脹性破壞的現(xiàn)象。,（四）拌合及養(yǎng)護用水,對混凝土拌合及用水質(zhì)量的要求是： 不得影響混凝土的凝結(jié)硬化； 不得有損于混凝土強度發(fā)展及耐久性； 不得加快鋼筋腐蝕； 不引起預(yù)應(yīng)力鋼筋脆斷； 不得污染混凝土表面。,（五）混凝土外加劑 （P295）,目前，在工程中常用的外加劑有： 減水劑 緩凝劑 早強劑 引氣劑 膨脹劑 防凍劑,（五）混凝土外加劑,混凝土外加劑按其主要功能分為四類： 改善混凝土拌合物流變性能的外加劑。包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。 調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。 改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。 改善混凝土其他性能的外

52、加劑。如加氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、防水劑等。,減水劑按其主要化學(xué)成分不同可分為： 木質(zhì)素系減水劑； 多環(huán)芳香族磺酸鹽系減水劑； 水溶性樹脂磺酸鹽系減水劑等。,（六）混凝土礦物摻合料,在混凝土（或砂漿）攪拌前或攪拌過程中加入的天然或人工礦物粉狀材料，統(tǒng)稱為混凝土礦物摻合料，簡稱礦物摻合料或摻合料。 礦物摻合料多數(shù)是以氧化硅、氧化鋁為主要成分 粉煤灰 ?；郀t礦渣粉 硅灰,二、普通混凝土的主要性能,（一）混凝土拌和物的和易性 1.和易性概念 和易性又稱工作性，是指混凝土拌和物在一定的施工工藝及設(shè)備條件下，易于施工（攪拌、運輸、澆灌、搗實），并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實的混凝土的性能。 和易性包

53、括：流動性、粘聚性、保水性。,2.和易性測定方法 對其流動性進(jìn)行測定，再輔以目測和經(jīng)驗評定其粘聚性和保水性。 坍落度法； 維勃稠度法。,坍落度與坍落擴展度法,坍落度與坍落擴展度法 坍落度試驗的方法 粘聚性的檢查方法 保水性的檢查方法,按照國標(biāo)(GB/T50080-2002)，混凝土拌合物的坍落度分類如下： 大流動性混凝土拌合物坍落度可大于 160.00 mm； 流動性)混凝土拌合物坍落度為100150 mm； 塑性混凝土拌合物 坍落度為5090 mm； 低流動性混凝土拌合物坍落度為1040 mm； 干硬性混凝土拌合物和超干硬性混凝土拌合物沒有坍落度。,維勃稠度法,應(yīng)用于干硬性的混凝土拌合物（坍

54、落度值小于10mm）。 維勃稠度測試方法 適用范圍 適用于骨料最大粒徑不超過40mm, 維勃稠度在5-30s之間的混凝土拌合物的稠度測定。,維勃稠度儀,3.影響和易性的主要因素 （1）水泥漿的用量 （2）水灰比 （3）砂率,合理砂率,（4）外加劑 （5）環(huán)境條件的影響 溫度 濕度 風(fēng)速 （6）攪拌工藝的影響 攪拌方式 攪拌時間 （7）放置時間的影響,（二）混凝土的強度,1.混凝土立方體抗壓強度與強度等級 2.混凝土的軸心抗壓強度 3.抗拉強度 4.影響混凝土強度的因素,1.混凝土立方體抗壓強度與強度等級,混凝土立方體試件抗壓強度 定義： 按照普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50081-

55、2002）規(guī)定，將混凝土拌合物制作邊長為150mm的立方體試件， 在標(biāo)準(zhǔn)條件（溫度202，相對濕度95以上），養(yǎng)護到28d齡期，測得的抗壓強度值。 簡稱立方體抗壓強度以cu表示。 非標(biāo)準(zhǔn)的試塊還有邊長為200.00 mm 和 100.00 mm的立方體。它們的試驗值應(yīng)分別乘以1.05 和 0.95的系數(shù),混凝土試件受壓破壞后形狀分析,下圖是混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件抗壓強度試驗破壞前后的形狀，請分析試件破壞后所得形狀的原因。,混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件抗壓強度試驗破壞前后的形狀,1.混凝土立方體抗壓強度與強度等級,混凝土強度等級 是按混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值來劃分的。 混凝土強度等級表示方法 符號C加立方體抗壓強度

56、標(biāo)準(zhǔn)值（以MPa計）下限表示。 普通混凝土有：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、 C65、C70、C75和 C80 共14個等級。,2.混凝土的軸心抗壓強度,軸心抗壓強度的測定 標(biāo)準(zhǔn)試件：150mm150mm300mm棱柱體 特點 軸心抗壓強度c比同截面的立方體強度值cu小。立方體抗壓強度cu=1055(MPa)的范圍內(nèi)，軸心抗壓強度c與cu之比約為0.700.80。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計中混凝土受壓構(gòu)件的計算采用混凝土的軸心抗壓強度c（又稱棱柱強度）。,3 .混凝土的抗拉強度,混凝土抗拉強度只有抗壓強度的1/101/20，且隨著混凝土強度等級的提高，比值降

57、低。 混凝土抗拉強度采用立方體劈裂抗拉試驗來測定，稱為劈裂抗拉強度ts。 劈裂抗拉強度應(yīng)按下式計算：,4.影響混凝土強度的因素,（1）水泥強度等級與水灰比 混凝土的強度主要決定于水灰比和水泥強度。 水灰比太小，拌合物過于干硬，無法保證澆灌質(zhì)量，混凝土中出現(xiàn)蜂窩、孔洞，強度也將下降。,4.影響混凝土強度的因素,混凝土強度與水灰比和水泥強度的關(guān)系可用公式來表示： 無水泥28d抗壓強度實測值時，用水泥強度等級（fce,g）代入式中，并乘以水泥強度等級富余系數(shù)（c），即fce = cfce,g c值應(yīng)按統(tǒng)計資料確定，一般取1.13。,4.影響混凝土強度的因素,4.影響混凝土強度的因素,(2)骨料的種類

58、、質(zhì)量和數(shù)量 (3)施工條件的影響,4.影響混凝土強度的因素,(4)養(yǎng)護條件(1)溫度 環(huán)境溫度對水泥水化速度的影響： 溫度高，水泥早期水化速度快； 早期過快水化會導(dǎo)致水化物分布不均勻，對后期強度的發(fā)展不利。 溫度降至冰點以下時的危害 水分大部分結(jié)冰，水泥顆粒不能和冰發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； 水分結(jié)冰而引起的膨脹使混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭受破壞。,養(yǎng)護溫度對混凝土強度的影響,4.影響混凝土強度的因素,(4)養(yǎng)護條件(2)濕度 環(huán)境濕度不夠的危害 拌合物表面水份蒸發(fā)，內(nèi)部水份向外遷移，混凝土?xí)蚴稍锒绊懰嗨饔玫恼＿M(jìn)行。 危害 水化反應(yīng)的水量不足，不僅嚴(yán)重降低混凝土的強度，而且因水化作用未能完成，使混凝土結(jié)構(gòu)疏松，滲水性增大，或形成干縮裂縫，從而影響耐久性。,4.影響混凝土強度的因素,(5)養(yǎng)護時間（齡期） 齡期：是指混凝土在正常養(yǎng)護條件下所經(jīng)歷的時間。 普通水泥混凝土在標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護下，齡期不小于3d的混凝土強度發(fā)展大致與其齡期對數(shù)成正比。,n 養(yǎng)護齡期，n3d。,4.影響混凝土強度的因素,14,28,抗壓強度,齡期/d,14,28,齡期/d,（三）混凝土的變形性能,非荷載作用下的變形 化學(xué)收縮 干濕變形濕脹干縮 溫度變形 荷載作用下的變形 在短期荷載作用下的變形 長期荷載作用下的變形徐變,1.化學(xué)收縮,定義 由于水泥水化生成物的固相體積比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積（包括水的體