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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date土木工程材料-同济-复习提纲绪论土木工程材料绪论基本内容1. 基本性能2. 水泥3. 混凝土4. 钢材5. 沥青6. 、理论实践第一章 材料的物理性质密度类：定义：材料在-状态下，单位体积质量。1.密度：材料在绝对密实状态下，单位体积质量。测定：磨细，排水法测定。材料属于绝对密实状态：颗粒内无孔、外无孔。自然堆积状态：颗粒群体材料：单一颗粒内有孔、表面有孔、颗粒之间存
2、在空隙。自然状态：单一材料内有孔、表面有孔规则物体：计算求之不规则物体：排水法求之不涂蜡：表观密度涂蜡：体积密度（本书中的表观密度）。即：1.密度：材料内无孔、表面无孔2.表观密度： 定义：材料在近似密实状态下，单位体积质量。材料内有孔、表面无孔3.体积密度0（容积密度、容重）：材料内有孔、表面有孔2.1量尺寸求算体积 2.2排水法：需涂蜡4.堆积密度（松散容重）：材料内有孔、表面有孔；颗粒之间有空隙。用途：密度（比重）：科研、配料计算；表观密度：近似计算使用体积密度（容重）：荷载计算；堆积密度：筒仓等体积计算。体积密度与含水率有关。一般指干燥状态。2.孔隙与孔隙率孔隙率公式：（总体积-固体体
3、积）/总体积P=（1-0/）No1公式密实度D=1-P一堆石子、砂堆积密度：空隙率公式：P=（1-0/）研究材料孔隙率：保温材料；吸声材料；高强混凝土，材料耐久性、3.材料与水有关的性质 表面物理化学讨论的重点之一。3.1亲水性：混凝土要求质量优化，亲水性应好。润湿角90：亲水性润湿角：液气固三相交界处，液体表面切线与固体表面夹角。表面物理化学主要概念之一科密水：无机材料多为亲水性玻璃、混凝土、砖瓦、钢铁、憎水性：润湿角90石蜡、沥青、有机硅、硬脂酸（盐）。保温材料:保温砂浆为了提高抗渗性，配方中加入硬脂酸（盐）。新型防化服；防水材料3.2吸水性：材料在水中吸收水分的能力。用吸水率表示。2个指
4、标：质量吸水率：g/g体积吸水率g/cm31.体积吸水率=开口孔隙率。2.体积吸水率100%质量吸水率可大于，等于。小于100%。材料总孔隙率=开口孔隙率+闭口孔隙率。3.3吸湿性：材料在空气中吸收水分的能力。用含水率表示。与环境湿度有关，变量。平衡含水率！3.4水饱和度KB=W0/P3.5耐水性原土建筑：黄土；石膏制品：不可用于潮湿环境。耐水性差3.6抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质。用2个指标表示：1渗透系数：适于结构疏松材料：土、砂、砖；流沙现象：剪力盒2）抗渗等级P：适于结构密实材料：混凝土；砂浆P6P10；C30、3.7抗冻性：饱水试件承受多次冻-融循环而不破坏的性质。-2020；8
5、h饱、循、正常用抗冻等级F-表示。F100F100抗冻性一般。通常F300 P15:1. 材料受冻破坏原因 ：材料中水结冰，体积膨胀导致破坏。2. 抗冻性影响因素：闭口小孔，孔隙率高，材料抗冻性好。水饱和度大于0.8的材料抗冻性差。四、与热有关的性质1.导热性：材料传递热量的能力。（保温/绝热性）用导热系数表示。材料导热系数影响因素：化、孔、水。化：化学组成；孔：孔隙率、孔隙形状：闭口小孔，孔隙率高，材料保温性好。小。水：含水率高，材料保温性差。大。2.热阻：3.热容c：反映温度的稳定性：用比热表示。水的比热最大。砂石比热小。理想建筑材料,应当是：导热系数应小、热容c大;例题:理想建筑材料,应
6、当是：A.大、c大;B.小、c小C.小、c大D.大、c小五、与声有关性质吸声性：孔隙；隔声性：质量第二节 材料的力学性质 力学性质包括：强度；变形1.强度：材料抵抗荷载破坏的能力。强度分类：抗拉强度；抗压强度；抗剪强度；弯曲抗压强度（抗弯强度）=抗折强度钢：抗拉强度；混凝土：抗压强度；岩石：抗剪强度；混凝土：弯曲抗压强度（抗弯强度）水泥胶砂：抗折强度强度f:f拉f压：韧性材料：木材f拉=f压：钢材，韧性材料f拉f压：玻璃、混凝土：脆性材料。（二）影响材料强度试验的因素：1. 试件尺寸大，测得的强度低；（可能的缺陷尺寸大）2. 试件高宽比大，测得的强度低；轴心抗压强度fc立方体抗压强度fcu3.
7、 试件加载面光滑，测得的强度低；（界面约束小）4. 加荷速度快，测得的强度高；5. 含水率高、温度高，测得的强度低。温度高：木材、钢、沥青强度低强度vs强度等级:比强度=强度/体积密度比强度大，表示材料轻质高强。建筑材料中比强度大者：木材、玻璃钢（玻璃纤维增强树脂）钛合金、硼、碳纤维增强树脂、芳纶增强树脂-凯芙拉碳纤维增强加固比强度大：钛合金：玻璃钢：玻璃（碳、硼）纤维增强树脂；工程上评价结构安全性：加载变形曲线描述二、变形1.弹性：材料在荷载作用下产生变形，两者呈线性关系；除去荷载，变形完全消失。（胡克定律）2.塑性：材料在荷载作用下产生变形，两者无线性关系；除去荷载，变形不能完全消失。3.
8、脆性：材料在破坏（尤其指冲击性的荷载）前无显著塑性变形的现象。玻璃：在荷载作用下产生变形至破坏，两者为线性关系。4.韧性：材料抵抗（冲击）荷载破坏的能力。第三节 耐久性1.在规定使用期限内（时间），2.在所处工作环境条件下，3.材料/结构正常发挥使用功能的性质。第四节 材料组成与结构1.材料组成：化学组成；矿物组成。2.材料结构：宏观、细观：显微镜；微观：电镜、XRD第二章 气硬性无机胶凝材料胶凝材料：“胶水”能将固体材料粘结形成整体的材料。无机胶凝材料：气硬性（4）；水硬性：水泥（1）有机胶凝材料：树脂。！气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化并在空气中保持强度的胶凝材料。水硬性胶凝材料：既可以在
9、空气中硬化、也可以在水中硬化并保持强度的胶凝材料。第一节 石膏传统、时尚一、 生产天然二水石膏焙烧（炒石膏）、磨细即可。雪花石膏Ca(SO)42H2OCa(SO)40.5H2O温度170：- Ca(SO)40.5H2O（-半水石膏；建筑石膏）温度124、1.3atm蒸汽下：- Ca(SO)40.5H2O（-半水石膏；高强石膏）1525Mpa左右；温度800：生成Ca(SO)4无水石膏、硬石膏。二、水化反应Ca(SO)40.5H2O+H2OCa(SO)42H2O重新生成二水石膏特点：凝结速度快：530min硬化原因： Ca(SO)40.5H2O溶解度大，生成的 Ca(SO)42H2O溶解度小，结
10、晶析出导致反应快速、完成。名词解释：石膏、水泥、混凝土初凝（时间）：浆体从加水拌合开始，至浆体初步失去流动性所经历的时间；终凝（时间）：浆体从加水拌合开始，至浆体完全失去流动性所经历的时间。三、石膏特点（/石灰）1.凝结硬化速度快（/慢）；2.硬化后体积略膨胀，不开裂（/收缩大）；3.防火性好（/保水性好）；4.耐水性差（/相同）。5.孔隙率高：吸湿性好；吸声性可化学石膏、脱硫石膏用于建筑，符合可持续发展战略。第二节 石灰传统、价廉一、 生产石灰石CaCO3CaCO3 CaO+CO2温度：9001100CaO：生石灰过火石灰：焙烧温度过高所制得的石灰；欠火石灰：焙烧温度过低所制得的石灰。二、
11、石灰的消化（熟化）CaO+H2OCa(OH)2+QCa(OH)2：熟石灰、石灰膏（乳）、石灰浆体。1.体积膨胀过程2.放热反应3. Ca(OH)2保水性好！熟化反应（消化反应）过火石灰与水反应速度极慢，使用时在空气中吸收水分，逐渐水化反应生成Ca(OH)2。体积膨胀导致石灰表面爆裂。名词：石灰爆裂反应一般硬化1年以上出现。为防止过火石灰危害，采用陈伏工艺解决陈伏：为防止过火石灰危害，石灰使用前在水中浸泡一段时间使之充分水化。此工艺称为；此段时间称为陈伏期。重点！三、 石灰的硬化分为两步：1. 干燥硬化：Ca(OH)2结晶析出；2. 碳化硬化Ca(OH)2+CO2+H2OCaCO3表面结硬石灰硬
12、化速度极慢，一般23月完成。四、 石灰特点1. 凝结硬化速度慢；2. 硬化后体积收缩大、开裂严重；3. 保水性好；（水泥砂浆加入石灰即利用此特性）4. 耐水性差。用途：砌墙砂浆、三合土、加气混凝土砌块；必须加入：砂（石灰砂浆）；纸筋（纸筋灰）；麻纤维第三节 水玻璃硅酸钠：Na2OnSiO2钠水玻璃硅酸钾、硅酸锂（质优、少用）n：水玻璃模数，重要！n大，水玻璃溶液粘度大，粘结力强，耐酸性、耐热性好、强度高；不易溶解，施工略困难。 水玻璃密度（浓度）大，粘结力强，耐酸性、耐热性好、强度高；施工略困难。 水玻璃在空气中生成SiO2SiO2紧密聚集，形成无机网络。具有强度、耐酸、耐高温；不耐碱。水玻璃
13、硬化缓慢，加入氟硅酸钠可以加速硬化。促硬剂。水玻璃特点：耐酸: 耐酸混凝土（有施工规范）耐高温: 1000。耐高温混凝土。砌筑窑炉。亦可作为无机涂料。墙面，价廉，性能一般。耐水性差。地坪：液体硬化剂： 硅酸锂为主。不耐碱；硅酸锂耐水性好。第四节 菱苦土MgCO3 MgO+CO2烧成温度：600比较：CaCO3MgO与水反应更慢，采用MgCl2 溶液拌合，凝结快。亦称为氯氧镁水泥。菱苦土特点：强度高；但是耐水性差，受潮后，体积扭曲、变形。使用受限。可使用憎水剂、聚合物乳液改性。改性产品使用时宜进行实验。很少用。第三章 水泥最基本建筑材料之一。水泥三大系列：硅酸盐水泥（为主，数以亿吨级）；硫铝酸盐
14、水泥；高铝水泥（铝酸盐水泥、矾土水泥）。铁酸盐水泥 硅酸盐水泥分类：6种硅酸盐水泥：P、P；普通硅酸盐水泥：PO；矿渣硅酸盐水泥：PS；火山灰硅酸盐水泥：PP；粉煤灰硅酸盐水泥：PF；复合硅酸盐水泥：PC；水门汀 硅酸盐水泥=波特兰水泥Portland cementSlag 矿渣Fly ash粉煤灰第一节 硅酸盐水泥1. 水泥原料、生产与定义：生产：2磨1烧；回转窑；立窑（淘汰） 粘土、石灰石、铁矿粉三者按比例混合、球磨（生料）焙烧（1450）熟料、加入石膏球磨（得到纯硅酸盐水泥）硅酸盐水泥定义：以硅酸盐水泥熟料、适量石膏及05%的混合材共同磨细所制得的产品。其他水泥定义：以硅酸盐水泥熟料、适
15、量石膏及特定品种与掺量的混合材共同磨细所制得的产品。熟料+石膏+X%磨细X水泥X:混合材名称特定品种与掺量：普通硅酸盐水泥：620%混合材矿渣水泥：水淬高炉矿渣:2070%火山灰水泥：火山灰2050%；粉煤灰水泥：粉煤灰2040%；复合水泥：2050%混合材2.水泥熟料的矿物组成与水化特性（必考 ）水泥化学矿物简写：C：CaO; S：SiO2；H：H2O；A：Al2O3；F：Fe2O3；S：SO3;C3Sd：天；y（a）年2.1水泥熟料的矿物组成： 4+14种矿物：C3S、C2S、C3A、C4AF（1）C3S：3CaOSiO2硅酸三钙：水泥强度主要来源；水化快：遇水即产生化学反应、反应持续增长
16、至28d以上；凝结快、硬化快；放热量大。水泥与水反应系放热反应。放热速率、放热量反映了水泥的水化进程。（2）C2S：2CaOSiO2硅酸二钙：水化慢：与水反应缓慢、反应至1a以上强度较为可观；凝结慢、硬化慢；放热速率低、放热量小。（3）C3A：3CaOAl2O3铝酸三钙：水化速度最快：遇水即反应、反应至3d（天 ）以上可不计；凝结快、硬化快；放热速率大、放热量大（短期内）。（4）C4AF4CaOAl2O3Fe2O3铁铝酸四钙（中）：水化中等速率：凝结硬化较快；放热量小。一般很少考虑。总体上：C3S、C2S、C3A、C4AFC3S：早高后高；（强度）C2S：早低后高；C3A：早高后低；要求水泥早
17、强、凝结快： C3A高；要求水泥早强、高强 ： C3A 、C3S高；要求水泥水化热小： C3A 、C3S低，C2S高(大坝水泥)砼混凝土，tong砼混凝土 1石膏：缓凝作用二、水泥熟料的水化反应（重点 ）C3S+H2OC3S2H3+CH；反应速度快C3S2H3简写为C-S-H、CSH水化硅酸钙；凝胶C3S2H3: C3, S2下标 3,2是一个变量,C/S钙硅比,与溶液的碱度有关;C-S-H为凝胶体,在很小范围内有一定结晶度,尺寸,形状变化大. CH: Ca(OH)2,六角形片状晶体C2S+H2OC3S2H3+CH；产物与C3S相同，但反应速度慢;C3A+H2OC3AH6；反应速度极快、遇水1
18、s即反应C3AH6水化铝酸钙；晶体 C4AF+H2OC3AH6+CFH CFH：水化铁酸钙；凝胶 水泥熟料（4）石膏（1） 水泥矿物组成：41C3S、C2S、C3A、C4AF、CaSO4水泥水化反应：除以上4个反应外，还有一个极为重要反应：CaSO4C3AH63CaOAl2O33CaSO431H2O高（三）硫型水化硫铝酸钙简写为：Aft，钙矾石C3AH6：水化铝酸钙石膏作用:1.防止水泥速凝；不加石膏，水泥遇水即凝结:闪凝C/S：钙硅比，变量。CSH（C3S2H3）：水化硅酸钙；凝胶体；CH：Ca(OH)2：六角晶体、呈片状C3AH6：水化铝酸钙、晶体；CFH；水化铁酸钙；凝胶体；2. 水泥的
19、水化反应C3S+H2OC3S2H3+CH；反应速度快C2S+H2OC3S2H3+CH；反应速度慢C3A+H2OC3AH6；反应速度极快C4AF+H2OC3AH6+CFH；CaSO4+ C3AH63CaOAl2O3 3CaSO4 31H2O（高硫型、三硫型）水化硫铝酸钙；钙矾石；AFT；针状小结：水泥矿物：5个：41水泥水化产物5个：3晶、2凝CSH凝胶体；60强度Ca(OH)2：六角晶体、20强度C3AH6：晶体； CFH：凝胶体；AFT：针状晶体；10%石膏在水泥中作用：1.缓凝作用：水泥中无石膏时，C3A+H2OC3AH6；反应速度极快，形成“闪凝”，令水泥无法正常施工。2.早强作用：钙矾
20、石具有早期强度高特性。目前，需要混凝土具有早强性质要求情况下，多以钙矾石相为主。3.过多导致水泥石腐蚀作用。小结：水泥组成：4+1；水泥水化产物：3晶体、2凝胶。凝胶体：CSH；水化铁酸钙。晶体：Ca(OH)2：六角片状晶体；水化铝酸钙；水化硫铝酸钙针状晶体。3. 硅酸盐水泥水化机理4.1水泥水化热曲线：4阶段(或5阶段)：初始反应期：1s10m水泥快速水化、C3A+H2OC3AH6；反应速度极快C3S+H2OCSH；反应较快 ：潜伏期；CaSO4+ C3AH6Aft包覆水泥颗粒表面，水化减缓。 ：快速反应期；凝结期标志：Ca(OH)2大量形成。初凝；终凝：扩散期；硬化期强度不断增长，可持续数
21、年。 4. 水泥石组成水化产物：3晶2凝未水化水泥颗粒；孔；毛细孔、凝胶孔水：毛细水、凝胶水 4.2水化动力学：水化硅酸钙CSH有4种形态：型；针状；很短型；针状、有分叉；：等大粒子；型：内部水化产物。 图5a未经盐酸腐蚀的SEM形貌总结：水泥定义：熟料石膏混合材；水泥矿物组成：41；水泥水化产物：3晶2凝41特性：C3S、C2S、C3A；CaSO4作用！三、水泥的技术性质3.1密度：3.1g/cm3；（岩石、砂密度：2.72.6g/cm3）3.2：细度：颗粒粗细程度。注意：硅酸盐水泥细度用比表面积方法表示；其余所有水泥用筛分析方法表示。（0.08mm方孔筛）；3种方法。以负压法为准。细度大、
22、水泥强度高；细度过大、水泥需水量增大，强度反下降。3.3标准稠度用水量稠度：浆体的流动性大小。石膏、水泥、砂浆、混凝土均有此概念标准稠度：标准流动性标准稠度用水量。6.4凝结时间初凝（时间）：从浆体加水拌合开始，至初步失去流动性所经历的时间；终凝（时间）：从浆体加水拌合开始，至完全失去流动性所经历的时间。（石膏、水泥、混凝土及所有建筑材料意义相同）硅酸盐水泥初凝时间45min；不满足者为废品；硅酸盐水泥终凝时间390min；不满足者为不合格品。6.5安定性！1）水泥浆体在凝结硬化过程中，体积变化的整体均匀性。是否膨胀、开裂？水泥浆体在凝结硬化过程中，体积均匀收缩，属正常现象。 水泥浆体在凝结硬
23、化过程中，局部产生膨胀、开裂体积安定性不良。2）原因：水泥三种成分（之一）超量将导致体积安定性不良： f-CaO：游离氧化钙；相当于过火石灰（石灰烧成温度：9001000；水泥烧成温度：1450），与水反应速度极慢，1年以上水化、产生体积膨胀令混凝土局部破坏。f-MgO：游离氧化镁；与水反应速度更慢，若干年以上水化、体积膨胀令混凝土局部破坏。SO3：三氧化硫；SO2与水泥水化产物C3AH6反应、生成钙矾石，体积膨胀。CaSO4+ C3AH6Aft包覆水泥颗粒表面，水化减缓。 SO3过多导致水泥石腐蚀作用。Aft特点：防止水泥速凝；早强；膨胀性能。CaSO43；水化减缓、过多导致水泥石腐蚀；Ca
24、(OH)233）安定性检验方法：f-CaO：采用沸煮法：试饼法：目视观察其是否开裂、变形；雷氏夹：测量针尖张开幅度。2者均可评价安定性；若有争议，以雷氏夹试验结果为准。沸煮法原理：100下f-CaO水化速度加速，其危害可测。f-MgO：结晶密实度高于f-CaO，100下水化速度不加速。在高温下（蒸压）可能加速。化学分析方法控制MgO含量。SO3：采用化学分析方法。4）处理：体积安定性不良水泥为废品。！硅酸盐水泥初凝时间45min；不满足者为废品；4.6强度水泥强度等级用水泥胶砂强度表示。如PO 42.5等。水泥：ISO标准石英砂：水=1：3：0.5；600号52542.5试件尺寸：404016
25、0mm；3条/组；养护条件：201，水中养护3d、28d，分别测试抗折强度、抗压强度。共4组强度值。强度计算！按4组强度值确定水泥强度等级。4.7水泥水化热很重要，但一般不测试。对于大体积混凝土重要！7.水泥石的腐蚀水泥浆体中有Ca(OH)2、C3AH6；在外界环境下，可产生腐蚀。7.1溶出性侵蚀：（软水腐蚀）：水泥浆体中Ca(OH)2在流动淡水作用下，持续溶解，导致水泥石结构松散、破坏。7.2镁盐腐蚀：例：海水含Mg2+Mg2+ Ca(OH)2Mg (OH)2；Mg (OH)2松散、无胶结作用。7.3硫酸盐腐蚀SO2与水泥水化产物C3AH6反应，生成钙矾石（水泥杆菌），体积膨胀。导致水泥混凝
26、土破坏。Mg SO4双重腐蚀；工程上，裂缝周边化学物质的确定：XRD分析、化学分析7.4碳酸盐腐蚀：CO2+ Ca(OH)2CaCO3CO2+CaCO3Ca（HCO3）2Ca（HCO3）2易溶于水7.5一般酸的腐蚀所有的酸（除了草酸）对水泥石均有腐蚀破坏作用。例：乳酸。水泥的腐蚀防止措施水泥石产生腐蚀的内因：一、Ca(OH)2，水化铝酸钙C3AH6；二、水泥石具有渗透性。 防止水泥石产生腐蚀的措施： 1.适当减少Ca(OH) 2；2.增加水泥石（混凝土）密实度；3.表面防护涂层。（极少使用）沥青、思考：1.Ca(OH)2在混凝土中作用：强度来源；腐蚀内因；钢筋混凝土：防止碳化（防锈）；碱性激发
27、剂碱度大，与活性骨料产生碱骨料反应。2. CaSO4在混凝土中作用：水泥调凝；硫酸盐激发剂作用；腐蚀。早强第二节掺混合材的硅酸盐水泥X硅酸盐水泥熟料适量石膏磨细混合材X为了节约熟料，在水泥中掺入部分工业或人工制作混合材料（废渣）。环保、绿色建材、节约。问题：掺混合材对水泥性质的影响？1.节约水泥熟料；2.调节水泥强度；3.改善混凝土某些性质。混合材硅酸盐水泥熟料适量石膏磨细混合材混合材包括：活性混合材；非活性混合材。活性混合材：常温下，可以与CaO在水中发生反应并生成硬化石状物的材料。活性混合材3种：矿渣slag（磨细矿渣、粒化高炉矿渣、矿粉）：炼铁副产品；（又：钢渣性能不稳定、安定性不良。
28、）火山灰：品种相当多。多为地方性材料：如火山灰、沸石、烧高岭土、硅灰:铁合金冶炼废渣，比表面积极大。水化性能好。价钱高。强度高！粉煤灰：火电厂燃煤废渣。活性混合材共同特点：含有活性氧化钙、活性氧化硅。空心微珠。！掺活性混合材硅酸盐水泥的水化特点：掺活性混合材硅酸盐水泥水化反应为二次水化反应：掺活性混合材硅酸盐水泥水化步骤分为2阶段：1. 硅酸盐水泥水化，生成CSH与Ca(OH)2。2.活性混合材中的活性氧化钙、活性二氧化硅在CaSO4存在条件下，与Ca(OH)2反应，生成新的水化产物：二次水化产物。相应的，Ca(OH)2称为碱性激发剂；CaSO4称为硫酸盐激发剂。二次水化反应特点：1、前期强度
29、较低；后期强度逐渐提高；2、混凝土碱度较低。pH值低。掺加混合材水泥特点:1、硅酸盐熟料含量少：原本含量低，加之被吸收一部分。（Ca(OH)2少！）2、水泥早期强度低，后期强度提高；3、水化热低；4、耐腐蚀性好。5、抗冻性差（冬季施工，早期强度低导致。注意与混凝土的抗冻性区别：后者具有耐久性概念）。水泥的选择（必考！）共性-个性：将6种水泥分为2个群、（团队、集合）。硅酸盐水泥：P、P；普通硅酸盐水泥：PO；矿渣硅酸盐水泥：PS；火山灰硅酸盐水泥：PP；粉煤灰硅酸盐水泥：PF；复合硅酸盐水泥：PC；A群：性质相同，普通硅酸盐水泥加“较”。硅酸盐水泥：P、P；普通硅酸盐水泥：PO；早期强度高，后
30、期强度高；水化热大；耐腐蚀性差。抗冻性好。熟料多！B群 矿渣硅酸盐水泥：PS；火山灰硅酸盐水泥：PP；粉煤灰硅酸盐水泥：PF；熟料少，掺有活性混合材。共性：早期强度低，后期强度高；水化热低；耐腐蚀性好。抗冻性差。原因：Ca(OH)2少。原料中就少，加之二次水化反应又消耗一部分。B群特点共性：早期强度低，后期强度高；水化热低；耐腐蚀性好。抗冻性差。个性： 矿渣硅酸盐水泥：耐热性好；抗渗性差。矿渣磨碎玻璃相、多棱角。（不是耐高温！200）火山灰硅酸盐水泥：抗渗性好：水化充分（潮湿环境中）；干缩大：一般需水量大（干燥环境中易于开裂）。粉煤灰硅酸盐水泥：干缩小：颗粒呈球状、需水量小；早期强度最低；泌水
31、大不耐磨；碳化严重；小结：A/B：1.早强高/低，后期强度高；2.水化热高/低；3.耐腐蚀差/好。4.抗冻好/差。5. B群水泥适于蒸养（蒸汽养护；工厂化生产）：活性混合材可充分发挥作用。B内部：矿渣：耐热好；抗渗差。火山灰：抗渗好；干缩大。粉煤灰：干缩小；早强低；典型问题：早期强度高；冬季施工；高强混凝土；耐热；抗渗；耐腐蚀；水化热；干燥环境；蒸汽养护混凝土、复合硅酸盐水泥：混合材品种不限制。1.早强低，后期强度高；2.水化热低；3.耐腐蚀好。4.抗冻差。高性能混凝土第三节 其他品种水泥（特种水泥）一、 高铝水泥、铝酸盐水泥、矾土水泥特点明显：以铝酸盐矿物为主。CA1.凝结、硬化快、强度增长
32、快。紧急抢修用。2h凝结硬化。2.水化热集中释放、短期内水化热最大；总量不大。3.可以冬季施工；4.耐高温：1200；5.强度下降，温度高时尤甚。下降达50%。结构工程、大体积混凝土不可用铝酸盐矿物遇水生成水化铝酸钙，水化铝酸钙系列相多为亚稳定态，温度不同，产生相转变，强度逐渐降低。注意：高铝水泥/或C3AH6经过蒸汽养护，强度=0。二、硫铝酸盐水泥 矿物组成主要为Aft（钙矾石）。特点：早强、凝结快；碱度低（PH低）；微膨胀；可负温下施工。强度不会倒缩。 碱度：制作玻璃纤维水泥制品（代石棉瓦）碱度：水泥水化产生氢氧化钙，pH=1113。锈蚀与水泥的碱含量不同！ Na2O、K2O：与混凝土碱骨
33、料反应相关。水泥中的碱包括2层含义：1.Ca(OH)2：提供水泥混凝土碱度，防止碳化；2.Na2O：碱骨料反应；第四章 混凝土定义：胶凝材料胶结骨料所形成的固体材料。广义：沥青混凝土；环氧树脂混凝土；水泥混凝土狭义：水泥混凝土分类：1.按胶凝材料：沥青混凝土；环氧树脂混凝土；水泥混凝土；水玻璃混凝土、2.按体积密度分类：轻混凝土：小于2000 kg/m3。承重、不承重。保温；结构上层部分。普通混凝土：20002500kg/m3重混凝土：大于2500。防辐射。3.按施工方法：泵送混凝土；喷射混凝土；碾压混凝土；真空混凝土（少）；水下混凝土、4.按材料性能：纤维混凝土（钢纤维、聚丙烯纤维混凝土、）
34、；聚合物混凝土、混凝土性能特点：1.强度较高：C30C80。对比：2.价格低廉：砂石易于获得；3.与钢筋粘结牢固、热膨胀系数接近；4.耐久性较好；5.耐火性好6.可加工性好：形状可塑。缺点：1.自重大：2.5t/m3；2.抗拉强度低，易于开裂（抗拉强度/抗压强度比大：韧性材料）目前对策：混凝土高强化；预应力混凝土。C30：混凝土42.5：水泥Q235：钢材MU20：砖、石M10：砂浆第一节 混凝土的组成一普通混凝土结构与组成2.混凝土材料组成与作用 水泥、水、细骨料、粗骨料。水泥+水水泥浆体，作用为:2项新拌混凝土：决定流动性主要因素;硬化混凝土：强度来源。2.粗骨料(石) ：构建混凝土的骨架
35、；集料3.细骨料（砂）：与水泥浆体均匀混合组成砂浆。作用：2填充粗骨料颗粒间空隙；减少粗骨料机械摩擦。骨料=集料1.水泥选择：强度应与混凝土强度匹配32.5水泥：C20、C3042.5水泥：C20、C30、C40、C50、C60；52.5水泥：C40、C50、C60、C80、62.5水泥少。掺加掺合料：矿渣，粉煤灰，掺合料与细骨料关系。二混凝土基本性质混凝土基本要求：4项工作性（和易性）；强度耐久性经济性第一节 骨料的性质一细骨料（砂）粒径在0.165.0mm范围内的岩石颗粒砂。（新标准：0.154.75mm） 石的定义：粒径大于5mm的岩石颗粒。小于0.16mm的颗粒称为粉。石粉砂分类：天然
36、砂；机制砂 天然砂：河砂：颗粒圆润、洁净、含泥量低；海砂：颗粒圆润、洁净、含泥量低；缺点：含盐分；使用时需水洗。山砂：颗粒粗糙、级配差、含泥量高。差！工程上河砂最佳。机制砂：岩石破碎制得。级配好，颗粒粗糙。（一） 有害杂质: 1.含泥量、泥块含量 降低混凝土强度：粉尘包覆于骨料表面，令水泥石与骨料粘结强度降低；低等级混凝土影响小。C20C30增大混凝土干缩：粘土呈层状、干燥时收缩大。混凝土易于开裂。泥块含量负面影响更大。提高混凝土生产成本：商品混凝土需加入减水剂。含泥量大将降低减水效果。减水剂用量需增加。2.云母含量：解理性、层片状，憎水。与水泥粘结强度差，将影响混凝土强度。原子力显微镜AFM
37、3.SO3含量：对水泥石产生腐蚀；生成Aft（水化硫铝酸钙、钙矾石）水泥、骨料、外加剂中所有SO3含量合计；4.轻物质：影响混凝土强度；5.有机物：影响混凝土强度；端由强度试验决定。6.碱活性：防止碱骨料反应：Na2O+0.658K2O+H2O+活性SiO2-反应产物体积膨胀、导致混凝土破坏。最严重！极少发生。预防为主。（二）砂的颗粒细度与级配：2个概念。1.颗粒细度：砂的平均粗细程度；2.级配：各粒径颗粒在体系中的分布情况。（大小颗粒的搭配）。级配决定/影响体系的空隙率。评价固体颗粒粒度及分布的方法有许多：激光粒度、沉降法、比表面积测定、筛分法、筛分法简便、迅捷、价廉骨料的筛分析评价骨料粗细
38、及粒径分布的方法砂的定义：粒径小于5mm的岩石颗粒。筛分过程：称500g 干砂，依次过筛，各号筛上的残留砂：各筛的筛余；筛余/500=各筛的分计筛余1#筛：5mm：5g2#筛：2.5mm：100g 1.25mm：150g0.63mm0.315mm0.16mm1#筛的分计筛余aia1=5/500=1%2#筛的分计筛余a2=100/500=20%、2#筛的累计筛余a1+a2=A2、细度模数Mx=3.73.1：粗砂；3.02.3：中砂；2.21.6：细砂。均可拌制混凝土。1.50.7特细砂计算题；砂级配分为3个区域建筑工程中，混凝土用砂宜采用区、中砂。砂的级配区域划分按0.63mm（0.6mm）筛的
39、累积筛余确定。二、粗骨料（石）有害杂质: 1.含泥量、泥块含量 降低混凝土强度；增大混凝土干缩；提高混凝土生产成本 注意：石子的含泥量限制严格。2.硫化物含量：同砂（二） 粗骨料的几何特征41.最大粒径Dm：公称粒级的上限。规格：525；5401/4，3/4，1/2最大粒径对混凝土影响：1）Dm增大，混凝土强度提高；但Dm过大，混凝土强度反降低；均（匀）质性差。Dm，f；Dm，f；2） Dm增大，混凝土流动性提高；但Dm过大，混凝土易于离析。后述2.颗粒级配3种连续级配：颗粒粒径分布连续的颗粒体系；间断级配：缺少若干粒径分布的颗粒体系；单粒级：瓜子片：细石混凝土；苍蝇头：绿豆砂级配对混凝土影响
40、：连续级配不易离析，但理论空隙率大；间断级配易于离析，但理论空隙率小；关键在于施工的硬件设施与管理水平。一般均为连续级配。混凝土级配应良好。3.颗粒形态：针片状颗粒差针片状颗粒多，混凝土强度、流动性均降低。4.表面形貌：碎石表面粗糙：强度提高（水泥与混凝土粘结较好）、流动性降低。卵石表面光滑：过去时态复习：粗骨料4大要素：1.最大粒径Dm：Dm，f；Dm，f；2.Dm增大，混凝土流动性提高；但Dm过大，混凝土易于离析；2.颗粒级配混凝土级配应良好3.颗粒形态：针片状颗粒多，强度、流动性均降低。4.表面形貌：碎石强度提高、流动性降低。（三） 其他概念1.骨料的坚固性（抗风化性能）：骨料抵抗物理因
41、素破坏的性质。风、冰冻、热造成的破坏坚固性强度强度：骨料抵抗荷载作用破坏的性质。坚固性用硫酸钠溶液浸泡-干燥测试。2.骨料含水状态：4种全干状态：烘干气干状态：自然干燥：含有少量水分饱和面干状态：内部水饱和、表面干燥状态！湿润状态3.骨料的强度2种表示方法：立方体抗压强度：50*50*50mm（采石场）；压碎指标:压碎指标大，骨料强度低。一、 拌和水可饮用水第三节 混凝土拌和物从加水开始到硬化为止的混凝土均为混凝土拌和物（料）、新拌混凝土。混凝土拌和物性质用和易性表示。和易性亦称为工作性，含义极为广泛：包括搅拌是否容易？运输是否离析？浇注后混凝土是否密实？从学习角度，和易性用三点表示：流动性；
42、粘聚性；保水性。和易性流动性；粘聚性；保水性。流动性指混凝土拌和料易于流动易于成型的性质。例如：自流平混凝土流动性好，混凝土易于密实。流动性表示方法有2种：坍落度：适于流动性比较大的混凝土；维勃稠度：适于干硬性混凝土。考试极少、工程上已不用。坍落度大，混凝土流动性大；维勃稠度大，混凝土干硬度大。粘聚性：混凝土保持一定的内聚力而不分散。保水性：混凝土保持水分的性质。两者有相关性。粘聚性用离析表示；保水性用泌水表示。粘聚性差，保水性差。检测方法：坍落度测定后，目视观察混凝土的粘聚性与保水性。！影响混凝土和易性的主要因素1.W增大，混凝土流动性提高；但W过大，混凝土易于离析；比较：Dm2.合理砂率Sp：Sp过大，混凝土坍落度低；Sp过小，混凝土干涩、易于离析。不大不小正好3.粗骨料：1）最大粒径Dm：Dm增大，混凝土流动性提高；但Dm过大，混凝土易于离析；2）颗粒级配混凝土级配应良好；3）颗粒形态：针片状颗粒多，流动性低；强度低。4）表面形貌：碎石流动性低、强度高。4.其它：温度高：坍落度损失大时间延长：坍落度损失大5.外加剂：掺加减水剂可大幅度提高混凝土的流动性。坍落度损失：随时间延长，新拌混凝土坍落度逐渐降低的现象。实际