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1、建筑工程通用知识讲座建筑工程材料第一页，讲稿共一百四十四页哦第二篇第二篇 建筑工程材料建筑工程材料 第二页，讲稿共一百四十四页哦第一章材料基本性质一、材料与质量有关的性质1、密度：是指材料在绝对密实状态下单位体是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。积的质量。质量是指材料在干燥状态下的质量。质量是指材料在干燥状态下的质量。体积是指干燥材料在体积是指干燥材料在绝对密实状态下绝对密实状态下的体积，是的体积，是指材料指材料不包括材料内部孔隙体积在内的固体物质不包括材料内部孔隙体积在内的固体物质所占的体积。所占的体积。（建筑材料中，除了钢材、玻璃等材料可近似地直接量取其密实体积外，其它绝大多数材料都含
2、有一定的孔隙，如砖石、木材、混凝土及其制品等）第三页，讲稿共一百四十四页哦2、表观密度：是指材料在自然状态下单位体积的质量。材料的表观密度可按下式计算：材料在自然状态下的体积，是指包括孔隙体材料在自然状态下的体积，是指包括孔隙体积在内的材料体积。表观密度又根据其开口孔分积在内的材料体积。表观密度又根据其开口孔分为为体积密度和视密度体积密度和视密度。第四页，讲稿共一百四十四页哦3、散粒材料的堆积密度散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量，称为堆积密度。自然堆积状态下的体积，包括颗粒之间的空隙体积在内，通常用容器的标定容积表示。材料的堆积密度可按下式计算：第五页，讲稿共一百四十四页哦工程上常用的砂
3、、石材料，其颗粒内部孔隙极少，用排水法测出的颗粒体积与其实体积基本相同，所以，砂、石的表观密度可近似地视作其密度，常称视密度。材料表观密度的大小与含水量的关。当材料的孔隙中含有水分时，其质量（包括水的质量）和体积均会发生变化，影响材料的表观密度，故所测的表观密度必须注明其含水状态。通常材料的表观密度是指材料在气干状态（长期在空气中的干燥状态）下的表观密度。材料在烘干状态下的表观密度称为干表观密度。第六页，讲稿共一百四十四页哦4、密实度与孔隙率1）密实度：是指材料体积内被固体物质所充实的程度。密实度D可表示为：2）孔隙率：）孔隙率：是指材料中孔隙体积占材料总体积的百分是指材料中孔隙体积占材料总体
4、积的百分数。孔隙率可表示为数。孔隙率可表示为：第七页，讲稿共一百四十四页哦5、填充率与空隙率对于松散颗粒状态材料，如砂、石子等，可用填充率和空隙率表示互相填充的疏松致密程度。1）填充率填充率是指散粒状材料在堆积体积内被颗粒所填充的程度。2）空隙率）空隙率散粒状材料颗粒之间的空隙体积占材料堆积状态下散粒状材料颗粒之间的空隙体积占材料堆积状态下总体积的百分数，称为散粒材料的空隙率总体积的百分数，称为散粒材料的空隙率。第八页，讲稿共一百四十四页哦二、与水有关的性质二、与水有关的性质 1 1、亲水性与憎水性、亲水性与憎水性建筑材料在使用过程中常与水或水蒸气接触。材料在空气中与水接触时，根据其表面建筑材
5、料在使用过程中常与水或水蒸气接触。材料在空气中与水接触时，根据其表面能否被水润湿，可分能否被水润湿，可分亲水性材料亲水性材料与与憎水性材料憎水性材料两种。两种。材料的亲水性与憎水性可用润湿角来说明，如图材料的亲水性与憎水性可用润湿角来说明，如图1111中所示中所示。在材料、水、空气三相交点处，沿水滴表面所作切线与材料表面的夹角，称为润湿角。在材料、水、空气三相交点处，沿水滴表面所作切线与材料表面的夹角，称为润湿角。润湿角愈小，表明材料愈易被水湿润，润湿角润湿角愈小，表明材料愈易被水湿润，润湿角=0=0时，材料完全被水浸润；润湿角愈大，表时，材料完全被水浸润；润湿角愈大，表明材料愈难被水湿润明材
6、料愈难被水湿润。第九页，讲稿共一百四十四页哦2 2、吸水性与吸湿性、吸水性与吸湿性 1 1）吸水性：）吸水性：材料材料在水中吸收水分在水中吸收水分的性质称为的性质称为吸水性吸水性。由于材料。由于材料的亲水性及开口孔隙的存在，大多数材料具有吸水性。吸水的亲水性及开口孔隙的存在，大多数材料具有吸水性。吸水性的大小常以性的大小常以吸水率吸水率表示，可用质量吸水率和体积吸水率来表示，可用质量吸水率和体积吸水率来表示：表示：2 2）吸湿性：）吸湿性：材料材料吸收空气中水分吸收空气中水分的性质称为的性质称为吸湿性吸湿性。材料的。材料的吸湿性可用吸湿性可用含水率含水率表示，表示，材料的吸湿性主要与材料的组成
7、、孔隙率，材料的吸湿性主要与材料的组成、孔隙率，特别是孔隙特特别是孔隙特征有关征有关，还与周围环境的温度与湿度有关。一般，环境中温度越，还与周围环境的温度与湿度有关。一般，环境中温度越高，湿度越低，含水率越小。材料吸湿后，除了本身质量增加外，高，湿度越低，含水率越小。材料吸湿后，除了本身质量增加外，还会降低其绝热性、强度及耐久性，对工程产生不利的影响。还会降低其绝热性、强度及耐久性，对工程产生不利的影响。第十页，讲稿共一百四十四页哦3 3、耐水性、耐水性 材料长期在水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质称为耐材料长期在水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质称为耐水性：材料的耐水性以水性：材
8、料的耐水性以软化系数软化系数表示：表示：软化系数的取值范围在软化系数的取值范围在0101之间，其值越大，表明材料的耐水之间，其值越大，表明材料的耐水性越好。软化系数的大小，有时被作为选择材料的依据。性越好。软化系数的大小，有时被作为选择材料的依据。长期处于长期处于水中或潮湿环境的重要建筑物或构筑物，必须选用软化系数大于水中或潮湿环境的重要建筑物或构筑物，必须选用软化系数大于0.850.85的材料的材料。用于受潮湿较轻或次要结构的材料，则软化系数不宜。用于受潮湿较轻或次要结构的材料，则软化系数不宜小于小于0.700.70。通常认为软化系数大于。通常认为软化系数大于0.850.85的的材料是耐水性
9、材料。材料是耐水性材料。第十一页，讲稿共一百四十四页哦第二章无机胶凝材料1.11.1无机胶凝材料的种类和特性无机胶凝材料的种类和特性 土木工程中常常需要将散粒材料（如砂和石子）土木工程中常常需要将散粒材料（如砂和石子）或块状材料（如砖和石块）粘结成为整体，具有这或块状材料（如砖和石块）粘结成为整体，具有这种粘结作用的材料，统称为无机胶结材料或无机胶种粘结作用的材料，统称为无机胶结材料或无机胶凝材料。凝材料。胶凝材料胶凝材料按其化学成分可分为按其化学成分可分为有机有机和和无机无机两大两大类。无机胶凝材料按其类。无机胶凝材料按其硬化时的条件硬化时的条件又可分为：又可分为：气气硬性胶凝材料硬性胶凝材
10、料与与水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料只能在空气中硬化只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续提，也只能在空气中保持或继续提高其强度，如石灰、石膏、水玻璃等。高其强度，如石灰、石膏、水玻璃等。水硬性胶凝水硬性胶凝材料不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬材料不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，化，保持并继续提高其强度，如各种水泥。保持并继续提高其强度，如各种水泥。第十二页，讲稿共一百四十四页哦1.21.2通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥一、水泥的主要技术性质一、水泥的主要技术性质1.1.密度与堆积密度密度与堆积密度:(前面讲了前面讲了)2.2.细度细度:是指水
11、泥颗粒的粗细程度。水泥的细度既可是指水泥颗粒的粗细程度。水泥的细度既可用用筛余量筛余量表示，也可用表示，也可用比表面积比表面积来表示。凡来表示。凡水泥水泥细度不符合规定者细度不符合规定者为为不合格品不合格品。3.3.标准稠度用水量标准稠度用水量 标准稠度用水量是指水泥拌制成特定的标准稠度用水量是指水泥拌制成特定的塑性状态（标准稠度）时所需的用水量（以占水塑性状态（标准稠度）时所需的用水量（以占水泥重量的百分数表示），也称需水量。泥重量的百分数表示），也称需水量。硅酸盐水硅酸盐水泥的标准稠度需水量与矿物组成及细度有关，一泥的标准稠度需水量与矿物组成及细度有关，一般在般在2 21 1%2828%之
12、间之间。第十三页，讲稿共一百四十四页哦 4.4.凝结时间凝结时间:初凝初凝和和终凝终凝。初凝时间为自水泥加水拌合时起，。初凝时间为自水泥加水拌合时起，到水泥浆（标准稠度）到水泥浆（标准稠度）开始失去开始失去可塑性为止所需的时可塑性为止所需的时间。终凝时间为自水泥加水拌合时起，至水泥浆间。终凝时间为自水泥加水拌合时起，至水泥浆完全完全失去失去可塑性并开始产生强度所需的时间。可塑性并开始产生强度所需的时间。初凝时间初凝时间不不宜过快，以便有足够的时间对混凝土进行搅拌、运输宜过快，以便有足够的时间对混凝土进行搅拌、运输和浇注。当施工完毕之后，则要求混凝土尽快硬化，和浇注。当施工完毕之后，则要求混凝土
13、尽快硬化，产生强度，以利下一步施工工作的进行。为此，水泥产生强度，以利下一步施工工作的进行。为此，水泥终凝时间终凝时间又不宜过迟。又不宜过迟。第十四页，讲稿共一百四十四页哦 水泥凝结时间的测定，是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度和温度条件下，用凝结时间测定仪进行。硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于6.5小时。实际上，硅酸盐水泥的初凝时间一般为13小时，终凝 时间为58小时。凡初凝时间不符合规定者为废品，终凝时间不符合规定者为不合格品。第十五页，讲稿共一百四十四页哦5.体积安定性:水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。使用安定性不良的水泥，能使构件产生膨
14、胀性裂缝，降低工程质量，甚至引起严重事故。国家标准规定,水泥安定性必须合格。安定性不良的水泥应作废品处理,不得用于工程中。第十六页，讲稿共一百四十四页哦6.强度:目前我国是将水泥、标准砂及水按规定比例拌制成塑性水泥胶砂，并按规定方法制成4040160mm的水泥胶砂试件，在标准温度（201）的水中养护，测定其抗拉、抗折、抗压强度。抗压强度一般是抗拉强度的10-20倍。强度主要取决熟料矿物的比例和水泥细度、还与试验方法、试验条件、养护龄期有关。第十七页，讲稿共一百四十四页哦7.7.水化热水化热:水泥在水化过程中所放出的热量，称为水泥水泥在水化过程中所放出的热量，称为水泥的水化热。的水化热。冬季施工
15、时，水化热有利于水泥的正冬季施工时，水化热有利于水泥的正常凝结硬化。但对大体积混凝土工程，如大型基常凝结硬化。但对大体积混凝土工程，如大型基础、大坝、桥墩等，水化热大是不利的。础、大坝、桥墩等，水化热大是不利的。因积聚因积聚在内部的水化热不易散的。因积聚在内部的水化在内部的水化热不易散的。因积聚在内部的水化热不易散出，常使内部温度高达热不易散出，常使内部温度高达50506060。由于。由于混凝土表面散热很快，内外温差引起的应力，可混凝土表面散热很快，内外温差引起的应力，可使混凝土产生裂缝。使混凝土产生裂缝。因此对大体积混凝土工程，因此对大体积混凝土工程，应采用水化热较低的水泥。应采用水化热较低
16、的水泥。第十八页，讲稿共一百四十四页哦8.8.不溶物和烧失量不溶物和烧失量 不溶物是指水泥经酸和碱处理后不能被溶解的残不溶物是指水泥经酸和碱处理后不能被溶解的残余物。余物。烧失量是指水泥经高温灼烧后的质量损失率。烧失量是指水泥经高温灼烧后的质量损失率。不溶物和烧失量不符合规定者为不合格品。不溶物和烧失量不符合规定者为不合格品。9.9.碱含量碱含量 碱含量高时，会发生碱骨（集）料反应，所以碱含量高时，会发生碱骨（集）料反应，所以水水泥碱含量一般不得大于泥碱含量一般不得大于0.6%0.6%，第十九页，讲稿共一百四十四页哦二、硅酸盐水泥的特性 1.强度高 2.水化热高 3.抗冻性好 4.碱度高，抗碳
17、化能力强 5.干缩小 6.耐磨性好 7.耐腐蚀性差 8.耐热性差 9.湿热养护效果差第二十页，讲稿共一百四十四页哦三、普通硅酸盐水泥三、普通硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料凡由硅酸盐水泥熟料6 61515混合材料、适量石混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）。（简称普通水泥）。普通水泥中混合材料掺加量按重量百分比计：掺普通水泥中混合材料掺加量按重量百分比计：掺活性混合材料时，活性混合材料时，不得超过不得超过15%15%，掺非活性混合材料，掺非活性混合材料时，最大掺量不得超过水泥质量时，最大掺量不得超过水泥质量1
18、0%10%。普通硅酸盐水普通硅酸盐水泥强度等级分为泥强度等级分为32.532.5、32.5R32.5R、42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5和和52.5R52.5R等三个等级两种类型（普通型和早强型）。等三个等级两种类型（普通型和早强型）。第二十一页，讲稿共一百四十四页哦普通水泥普通水泥初凝不得早于初凝不得早于4545分钟分钟，终凝不得迟于终凝不得迟于1010小小时时。对体积安定性要求与硅酸盐水泥相同。对体积安定性要求与硅酸盐水泥相同。普通硅酸盐水泥中掺入少量混合材料的作用，主普通硅酸盐水泥中掺入少量混合材料的作用，主要是调节水泥强度等级。但普通硅酸盐水泥要是调节水泥强度等
19、级。但普通硅酸盐水泥早期硬化早期硬化速度稍慢，其速度稍慢，其3 3天强度较硅酸盐水泥稍低，抗冻性及天强度较硅酸盐水泥稍低，抗冻性及耐磨性也较硅酸盐水泥稍差。耐磨性也较硅酸盐水泥稍差。普通硅酸盐水泥被广泛普通硅酸盐水泥被广泛应用于各种混凝土工程中，是我国主要水泥品种之一。应用于各种混凝土工程中，是我国主要水泥品种之一。第二十二页，讲稿共一百四十四页哦四、矿渣硅酸盐水泥四、矿渣硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥（简磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥）。称矿渣水泥）。特点：特
20、点：1 1）早期强度低，后期强度高）早期强度低，后期强度高 2 2）具有较强的抗溶出性侵蚀及抗硫酸盐侵蚀的能力）具有较强的抗溶出性侵蚀及抗硫酸盐侵蚀的能力 3 3）水化热低）水化热低 第二十三页，讲稿共一百四十四页哦五、火山灰质硅酸盐水泥五、火山灰质硅酸盐水泥 火山灰水泥和矿渣水泥在性能方面有许多共火山灰水泥和矿渣水泥在性能方面有许多共同点：同点：如早期强度较低，后期强度增长率较大，水如早期强度较低，后期强度增长率较大，水化热低，耐蚀性较强，抗冻性差等化热低，耐蚀性较强，抗冻性差等。其本身的特点。1、抗渗性及耐水性高2、在干燥环境中易产生裂缝3、耐蚀性较强第二十四页，讲稿共一百四十四页哦六、粉
21、煤灰硅酸盐水泥六、粉煤灰硅酸盐水泥 粉煤灰水泥各龄期的强度要求与矿渣水泥和火粉煤灰水泥各龄期的强度要求与矿渣水泥和火山灰水泥相同。细度、凝结时间、体积安定性的要山灰水泥相同。细度、凝结时间、体积安定性的要求与硅酸盐水泥相同。粉煤灰本身就是一种火山灰求与硅酸盐水泥相同。粉煤灰本身就是一种火山灰质混合材料，因此实质上粉煤灰水泥就是一种火山质混合材料，因此实质上粉煤灰水泥就是一种火山灰水泥。其特点：灰水泥。其特点：1 1、早期强度低、早期强度低 2 2、干缩小，抗裂性高、干缩小，抗裂性高第二十五页，讲稿共一百四十四页哦 七、复合硅酸盐水泥七、复合硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上混合材凡
22、由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥（简称复合水泥），代号煤灰硅酸盐水泥（简称复合水泥），代号P PC C。见见P123P123表表2-1-42-1-4第二十六页，讲稿共一百四十四页哦1.3 1.3 特性水泥特性水泥一、高铝水泥一、高铝水泥 高铝水泥也称矾土水泥，是以铝矾土和石灰高铝水泥也称矾土水泥，是以铝矾土和石灰石为原料，经高温煅烧得到以铝酸钙为主要成分石为原料，经高温煅烧得到以铝酸钙为主要成分的熟料，经磨细而成的水硬性胶凝材料。这种水的熟料，经磨细而成的水硬性胶凝材料。这种水泥与上述的硅酸
23、盐水泥不同，属于铝酸盐系列的泥与上述的硅酸盐水泥不同，属于铝酸盐系列的水泥。它是一种水泥。它是一种耐腐蚀、耐热耐腐蚀、耐热的水泥。的水泥。第二十七页，讲稿共一百四十四页哦高铝水泥的特性与应用：高铝水泥的特性与应用：1 1、快硬、早强、快硬、早强 2 2、水化热大、水化热大 3 3、抗硫酸盐侵蚀性强、抗硫酸盐侵蚀性强 4 4、耐碱性差、耐碱性差 5 5、耐热性高、耐热性高第二十八页，讲稿共一百四十四页哦二、快硬硅酸盐水泥二、快硬硅酸盐水泥 凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，所得以凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，
24、加入适量石膏，磨细制成具有早期强度增长率较高的水硬性胶膏，磨细制成具有早期强度增长率较高的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥，简称快硬水泥。凝凝材料，称为快硬硅酸盐水泥，简称快硬水泥。凝结时间初凝规定不得早于结时间初凝规定不得早于4545分钟分钟，终凝不得迟于，终凝不得迟于1010小时小时。第二十九页，讲稿共一百四十四页哦特点：特点：凝结硬化快，早期强度增长率高，凝结硬化快，早期强度增长率高，适用：适用：紧急抢修工程，军事工程，冬季施工的工程紧急抢修工程，军事工程，冬季施工的工程及预应力钢筋混凝土构件及预应力钢筋混凝土构件。保管：快硬水泥在运输及储存过程中容易风化、受保管：快硬水泥在运输及储存
25、过程中容易风化、受潮，因此须特别潮，因此须特别注意防潮注意防潮。一般保存期不应超过一般保存期不应超过一个月，否则应重新进行检验，合格后方可使用一个月，否则应重新进行检验，合格后方可使用。第三十页，讲稿共一百四十四页哦三、膨胀类水泥三、膨胀类水泥 在水泥硬化过程中产生体积膨胀的水泥属膨胀在水泥硬化过程中产生体积膨胀的水泥属膨胀类水泥。按膨胀值不同分为膨胀水泥和自应力水类水泥。按膨胀值不同分为膨胀水泥和自应力水泥（自应力值大于泥（自应力值大于2MPa2MPa）用途：）用途：1 1、硅酸盐膨胀水泥制造防水砂浆和防水混凝土、硅酸盐膨胀水泥制造防水砂浆和防水混凝土2 2、低热微膨胀水泥用于抗渗和抗硫酸盐
26、侵蚀的工程、低热微膨胀水泥用于抗渗和抗硫酸盐侵蚀的工程3 3、硫酸铝盐膨胀水泥应用浇筑构件节点及应用于抗、硫酸铝盐膨胀水泥应用浇筑构件节点及应用于抗渗和补偿收缩的混凝土工程渗和补偿收缩的混凝土工程4 4、自应力水泥用于自应力钢筋混凝土压力管及其配、自应力水泥用于自应力钢筋混凝土压力管及其配件件第三十一页，讲稿共一百四十四页哦1.4 石灰一、石灰的品种一、石灰的品种1、生石灰石灰按氧化镁的含量不同：钙质生石灰石灰 氧化镁的含量小于5%镁质生石灰石灰 氧化镁的含量5%-24%2、建筑用石灰：石灰：生石灰（块灰）、石灰（块灰）、生石灰粉、熟石灰粉、石灰膏石灰粉、熟石灰粉、石灰膏 第三十二页，讲稿共一
27、百四十四页哦二、石灰的熟化与硬化二、石灰的熟化与硬化1 1、石灰的熟化、石灰的熟化 生石灰加水之后水化为熟石灰的过程称为熟化生石灰加水之后水化为熟石灰的过程称为熟化（消解）（消解）其反应如下：其反应如下：CaO+H2O=CaCaO+H2O=Ca（OHOH）2 2 熟化时放出大量热量，体积增大熟化时放出大量热量，体积增大1 12.52.5倍。倍。生石灰熟化的方法有淋灰法和化灰法。生石灰熟化的方法有淋灰法和化灰法。熟石灰有两种形式：石灰膏和熟石灰粉。熟石灰有两种形式：石灰膏和熟石灰粉。第三十三页，讲稿共一百四十四页哦石灰熟化成石灰浆使用时为何要陈伏石灰熟化成石灰浆使用时为何要陈伏?石灰在烧制过程中
28、，往往由于煅烧温度过高石灰在烧制过程中，往往由于煅烧温度过高或时间过长，会使石灰表面出现裂缝或玻璃状的或时间过长，会使石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，块体密度大，消化缓慢，这种石灰叫外壳，块体密度大，消化缓慢，这种石灰叫“过过火石灰火石灰”。它用在建筑结构中仍能继续缓慢的消。它用在建筑结构中仍能继续缓慢的消化，基于上述原因从而引起体积膨胀，导致墙面化，基于上述原因从而引起体积膨胀，导致墙面鼓胀、地基胀裂等破坏现象，危害极大。鼓胀、地基胀裂等破坏现象，危害极大。所以生石灰在使用前要经过消解，并在洗灰所以生石灰在使用前要经过消解，并在洗灰池中池中“陈伏陈伏”1 14 4天天以上以上第三十四页，讲稿
29、共一百四十四页哦2 2、石灰的硬化、石灰的硬化 石灰浆体的硬化过程：石灰浆体的硬化过程：1 1）干燥硬化）干燥硬化 2 2）结晶硬化）结晶硬化 3 3）碳酸化硬化）碳酸化硬化 第三十五页，讲稿共一百四十四页哦三、石灰的特性三、石灰的特性：1 1保水性好保水性好 2 2凝结硬化慢，强度低，凝结硬化慢，强度低，3 3耐水性差耐水性差 4 4体积收缩大体积收缩大 5 5、吸湿性强、吸湿性强6 6、化学稳定性差、化学稳定性差第三十六页，讲稿共一百四十四页哦1.5 1.5 石膏石膏 一、石膏的生产及品种一、石膏的生产及品种 生产石膏的主要原料为天然石膏、或称生石膏，生产石膏的主要原料为天然石膏、或称生石
30、膏，属于沉积岩，属于沉积岩，其化学式为其化学式为CaSO4CaSO4。2H2O2H2O也称二水石膏。也称二水石膏。化学工业副产物的石膏废渣（如磷石膏、氟石膏、硼化学工业副产物的石膏废渣（如磷石膏、氟石膏、硼石膏）其成分也是二水石膏。石膏）其成分也是二水石膏。其品种：其品种：建筑石膏和模型石膏建筑石膏和模型石膏 高强度石膏高强度石膏 硬石膏硬石膏第三十七页，讲稿共一百四十四页哦二、建筑石膏的特征二、建筑石膏的特征（1 1）凝结硬化快。）凝结硬化快。（2 2）硬化时体积微膨胀。石灰和水泥等胶凝材料硬）硬化时体积微膨胀。石灰和水泥等胶凝材料硬化时往往产生收缩，而建筑石膏却略有膨胀（膨化时往往产生收缩
31、，而建筑石膏却略有膨胀（膨胀率约为胀率约为1%1%），这能使石膏制品表面光滑饱满，），这能使石膏制品表面光滑饱满，棱角清晰，干燥时不开裂。棱角清晰，干燥时不开裂。（3 3）硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低。）硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低。（4 4）隔热吸声性能良好。）隔热吸声性能良好。第三十八页，讲稿共一百四十四页哦（5 5）防火性能良好。）防火性能良好。(遇火时石膏硬化后的主要成遇火时石膏硬化后的主要成分二水石膏中的结晶水蒸发并吸收热量，制品表分二水石膏中的结晶水蒸发并吸收热量，制品表面形成蒸汽幕，能有效阻止火的蔓延面形成蒸汽幕，能有效阻止火的蔓延)。（6 6）具有一定的调温调湿
32、性）具有一定的调温调湿性 （7 7）耐水性和抗冻性差。）耐水性和抗冻性差。（8 8）加工性能好。）加工性能好。(石膏制品可锯，可刨，可钉，石膏制品可锯，可刨，可钉，可打眼可打眼)。第三十九页，讲稿共一百四十四页哦第二章混凝土2.1水泥混凝土的应用与分类什么是混凝土？混凝土是由胶凝材料、水和粗、细集料及具有特定性能的外加剂或混合材按适当比例配合、拌制成拌合物。经一定时间硬化而成具有一定强度的人造石材。一、混凝土的分类1.按胶凝材料分：水泥混凝土、沥青混凝土、水玻璃混凝土、合物混凝土。第四十页，讲稿共一百四十四页哦2.按体积不同分：特重混凝土、重混凝土、轻混凝土、特轻混凝土3.按性能特点分：抗渗混
33、凝土、耐酸混凝土、耐热混凝土、高强混凝土、高性能混凝土4.按施工方法分：现浇混凝土、预制混凝土、泵送混凝土、喷射混凝土5.按强度分：普通混凝土、高强混凝土、超高强混凝土第四十一页，讲稿共一百四十四页哦二、混凝土的主要技术性质1、材料来源广泛2、性能可调范围大3、在凝结前具有良好的可塑性4、可用钢筋增强5、有较高的强度和耐久性6、施工工艺简易、多变第四十二页，讲稿共一百四十四页哦三、混凝土应用的基本要求三、混凝土应用的基本要求 1 1、强度要求、强度要求 2 2、工作性要求、工作性要求 3 3、耐久性要求、耐久性要求 4 4、经济性要求、经济性要求第四十三页，讲稿共一百四十四页哦2 2.2.2
34、普通混凝土的组成材料及主要技术要求普通混凝土的组成材料及主要技术要求 一、普通混凝土的组成材料及要求一、普通混凝土的组成材料及要求 普通混凝土的组成材料主要包括四种：普通混凝土的组成材料主要包括四种：水泥、水、石子（粗集料）、砂（细集料）水泥、水、石子（粗集料）、砂（细集料）（一）水泥（一）水泥 一般情况下、水泥强度等级应为混凝土设计强度一般情况下、水泥强度等级应为混凝土设计强度等级的等级的1.5-2,01.5-2,0倍，对于较高强度的混凝土（倍，对于较高强度的混凝土（C30C30以以上）应为混凝土设计强度等级的上）应为混凝土设计强度等级的0.9-1.50.9-1.5倍。倍。（二）细集料（砂）
35、（二）细集料（砂）细集料（砂）一般是指粒径小于细集料（砂）一般是指粒径小于4.75mm4.75mm的岩石颗粒。的岩石颗粒。第四十四页，讲稿共一百四十四页哦1 1、砂的种类和分级、砂的种类和分级 砂按生产过程分：天然砂、人工砂砂按生产过程分：天然砂、人工砂2 2、砂的主要技术要求、砂的主要技术要求 (1)(1)粗细程度和颗粒级配粗细程度和颗粒级配 （2 2）砂的含水状态）砂的含水状态 （3 3）含泥量、泥块含量和石粉含量）含泥量、泥块含量和石粉含量 （4 4）砂的有害物质）砂的有害物质（三）粗集料（石子）（三）粗集料（石子）粗集料（石子）一般是指粒径大于粗集料（石子）一般是指粒径大于4.75mm
36、4.75mm的的岩石颗粒，分碎石（人工破碎）和卵石（天然形岩石颗粒，分碎石（人工破碎）和卵石（天然形成）成）第四十五页，讲稿共一百四十四页哦粗集料的技术性能：粗集料的技术性能：1 1、最大粒径与颗粒级配、最大粒径与颗粒级配2 2、强度（有、强度（有立方体抗压强度和压碎指标值立方体抗压强度和压碎指标值两种）两种）3 3、坚固性、坚固性4 4、针片状颗粒、针片状颗粒5 5、含泥量、泥块含量、含泥量、泥块含量6 6、有害物质、有害物质（满足（满足P140P140表表2-2-32-2-3的要求）的要求）第四十六页，讲稿共一百四十四页哦（四）拌合用水（四）拌合用水 一般有：饮用水、地表水、地下水、海水。
37、一般有：饮用水、地表水、地下水、海水。拌合用水所含物质拌合用水所含物质不能产生以下有害作用不能产生以下有害作用。（1 1）影响混凝土的工作性能及凝结。）影响混凝土的工作性能及凝结。（2 2）有碍于混凝土强度的发展。）有碍于混凝土强度的发展。（3 3）降低混凝土的耐久性，加快钢筋腐蚀及导致）降低混凝土的耐久性，加快钢筋腐蚀及导致 预应力钢筋脆断。预应力钢筋脆断。（4 4）污染混凝土表面。）污染混凝土表面。第四十七页，讲稿共一百四十四页哦二、硬化混凝土的技术性质硬化混凝土的技术性质 （一）混凝土的强度（一）混凝土的强度 混凝土的强度有混凝土的强度有抗压抗压强度、强度、抗拉抗拉强度、强度、抗剪抗剪强
38、度、强度、疲劳疲劳强度等多种。以强度等多种。以抗压强度抗压强度最重要。是最重要。是判定混凝土质量的主要依据。判定混凝土质量的主要依据。1 1、普通混凝土受压破坏的特点、普通混凝土受压破坏的特点 三种破坏形式：三种破坏形式：一是一是骨料先破坏；骨料先破坏；二是二是水泥石先破坏；水泥石先破坏；三是三是水泥水泥石与粗骨料的结合面发生破坏。石与粗骨料的结合面发生破坏。第四十八页，讲稿共一百四十四页哦2、混凝土的抗压强度及强度等级混凝土的抗压强度及强度等级 （1 1）立方体抗压强度）立方体抗压强度 以边长为以边长为150mm150mm的立方体试件，在标准条件的立方体试件，在标准条件(温度温度2020土土
39、33，相对温度，相对温度9090以上以上)下，养护到下，养护到28d28d龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件龄期，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度抗压强度(简称立方抗压强度简称立方抗压强度)，以，以fc,cfc,c表示。表示。采采用非标准试件时的换算系数见用非标准试件时的换算系数见P141P141页表页表2-2-52-2-5第四十九页，讲稿共一百四十四页哦(2)(2)轴心抗压强度轴心抗压强度 为了使测得的混凝土强度接近于混凝土为了使测得的混凝土强度接近于混凝土结构的实际情况，在钢筋混凝土结构计算中结构的实际情况，在钢筋混凝土结构计算中计算轴心受压构件计算轴心受压构件(例如柱子、
40、衍架的腹杆例如柱子、衍架的腹杆等等)时，都是采用混凝土的轴心抗压强度时，都是采用混凝土的轴心抗压强度fc,pfc,p作为依据。测轴心抗压强度，采用作为依据。测轴心抗压强度，采用150mm150mm300mm150mm150mm300mm棱柱体作为标准试件。棱柱体作为标准试件。第五十页，讲稿共一百四十四页哦(3)(3)立方体抗压强度标准值和强度等级立方体抗压强度标准值和强度等级 混凝土混凝土“强度等级强度等级”是根据是根据“立方体抗压强度标立方体抗压强度标准值准值”来确定的。来确定的。例如例如“C30”C30”即表示立方体抗即表示立方体抗压强度标准值压强度标准值fcu,kfcu,k30MPa30
41、MPa的混凝土。的混凝土。混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：C7.5C7.5、C10C10、C15C15、C20C20、C25C25、C30C30、C35C35、C40C40、C45C45、C50C50、C55C55和和C60C60等等1212个强度等级个强度等级 第五十一页，讲稿共一百四十四页哦3、影响混凝土强度的因素(1)材料组成(水泥强度和水灰比、粗集料的表面特征、浆集比）(2)养护条件（温度、湿度）(3)龄期(4)施工质量（搅拌、运输、振捣、现场养护）第五十二页，讲稿共一百四十四页哦4 4、提高混凝土强度的措施、提高混凝土强度的措施 (1)(1)采
42、用高标号水泥和快硬早强类水泥采用高标号水泥和快硬早强类水泥(2)(2)减小水灰比和单位体积用水量减小水灰比和单位体积用水量(3)(3)采用湿热处理采用湿热处理(蒸汽养护和蒸压养护蒸汽养护和蒸压养护)(4)(4)龄期调整龄期调整(5)(5)改进施工工艺（采用机械搅拌和振捣改进施工工艺（采用机械搅拌和振捣)(6)(6)掺加混凝土外加剂和掺合料掺加混凝土外加剂和掺合料第五十三页，讲稿共一百四十四页哦（二）混凝土的耐久性混凝土的耐久性 混凝土的耐久性是指混凝土在所处环境及使用混凝土的耐久性是指混凝土在所处环境及使用条件下经久耐用的性能。混凝土的耐久性是一个条件下经久耐用的性能。混凝土的耐久性是一个综合
43、性概念，包含的内容很多，如：综合性概念，包含的内容很多，如：抗渗性、抗抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、碳化反应、碱集料反应冻性、抗侵蚀性、碳化反应、碱集料反应等等，等等，这些性能都决定着混凝土经久耐用的程度，故统这些性能都决定着混凝土经久耐用的程度，故统称为耐久性。称为耐久性。1 1、抗渗性：、抗渗性：是指混凝土抵抗水、油等液体在压力是指混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。作用下渗透的性能。第五十四页，讲稿共一百四十四页哦2 2、抗冻性：、抗冻性：是指混凝土在水饱和状态下，经受多次是指混凝土在水饱和状态下，经受多次冻融循环作用，能保持强度和外观完整性的能力。冻融循环作用，能保持强度和外观完
44、整性的能力。3 3、抗侵蚀性：、抗侵蚀性：当混凝土所处环境中含有侵蚀性介质当混凝土所处环境中含有侵蚀性介质时，混凝土便会遭受侵蚀，通常有软水侵蚀、硫时，混凝土便会遭受侵蚀，通常有软水侵蚀、硫酸盐侵蚀、镁盐侵蚀、碳酸侵蚀、一般酸侵蚀与酸盐侵蚀、镁盐侵蚀、碳酸侵蚀、一般酸侵蚀与强碱侵蚀等，强碱侵蚀等，4 4、碳化：、碳化：是二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用，是二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水。碳化过程是二氧化碳由表及里生成碳酸钙和水。碳化过程是二氧化碳由表及里向混凝土内部逐渐扩散的过程。向混凝土内部逐渐扩散的过程。第五十五页，讲稿共一百四十四页哦碳化使混凝土碱度降低，减弱了对钢筋的
45、保护作碳化使混凝土碱度降低，减弱了对钢筋的保护作用，可能导致钢筋锈蚀。碳化将显著增加凝凝土的收用，可能导致钢筋锈蚀。碳化将显著增加凝凝土的收缩，碳化使混凝土的抗压强度增大。缩，碳化使混凝土的抗压强度增大。5 5、碱集料反应、碱集料反应(简称简称AAR)AAR)碱集料反应是指混凝土内水泥中的碱性氧化物碱集料反应是指混凝土内水泥中的碱性氧化物(此此处专指氧化钠和氧化钾处专指氧化钠和氧化钾)含量较高时它会与集料中含量较高时它会与集料中所含的活性二氧化硅发生化学反应，并在集料表面生所含的活性二氧化硅发生化学反应，并在集料表面生成一层复杂的碱成一层复杂的碱硅酸凝胶硅酸凝胶，凝胶吸水后凝胶吸水后，会产生很
46、，会产生很大的大的体积膨胀体积膨胀(约增大约增大3 3倍以上倍以上)，从而导致泥凝土胀，从而导致泥凝土胀裂这种现象称为碱集料反应。裂这种现象称为碱集料反应。第五十六页，讲稿共一百四十四页哦2.3 2.3 混凝土的配合比设计混凝土的配合比设计一、配合比设计的基本要求一、配合比设计的基本要求1 1、满足结构物设计强度的要求水泥的强度、满足结构物设计强度的要求水泥的强度、水灰比水灰比2 2、满足施工工作性的要求单位体积用水量、满足施工工作性的要求单位体积用水量3 3、满足环境耐久性的要求、满足环境耐久性的要求 最大水灰比、最最大水灰比、最小水泥用量小水泥用量4 4、满足经济的要求水泥用量、满足经济的
47、要求水泥用量第五十七页，讲稿共一百四十四页哦二、混凝土配合比设计的三参数二、混凝土配合比设计的三参数(P150)(P150)1 1、水灰比、水灰比w/c(w/c(取决于砼强度和耐久性）取决于砼强度和耐久性）2 2、砂率、砂率SpSp（满足工作性和节约水泥）满足工作性和节约水泥）3 3、单位用水量、单位用水量w w（反映水泥浆量与骨料用量的比（反映水泥浆量与骨料用量的比例关系）例关系）第五十八页，讲稿共一百四十四页哦2.5 2.5 常用外加剂的性能和使用常用外加剂的性能和使用一、外加剂的作用与分类一、外加剂的作用与分类1 1、外加剂的作用、外加剂的作用(1)(1)能能改善混凝土拌合物的和易性改善
48、混凝土拌合物的和易性、(2)(2)能能减少养护时间减少养护时间、或缩短预制构件厂的蒸养时、或缩短预制构件厂的蒸养时间；也可以使工地提早拆除模板，加快模扳周转；间；也可以使工地提早拆除模板，加快模扳周转；还可以提早对预应力钢筋混凝上的钢筋放张、剪还可以提早对预应力钢筋混凝上的钢筋放张、剪筋。筋。第五十九页，讲稿共一百四十四页哦(3)(3)能能提高或改善混凝土质量提高或改善混凝土质量。有些外加剂掺入到混。有些外加剂掺入到混凝土中后，可以提高温凝土的强度，增加混凝土凝土中后，可以提高温凝土的强度，增加混凝土的耐久性、密实性、抗冻性及抗渗性，并可改善的耐久性、密实性、抗冻性及抗渗性，并可改善混凝土的干
49、燥收缩及徐变性能。有些外加剂还能混凝土的干燥收缩及徐变性能。有些外加剂还能提高温凝土中钢筋的耐锈蚀性能。提高温凝土中钢筋的耐锈蚀性能。(4)(4)在采取一定的工艺措施之后，掺加外加剂能适当在采取一定的工艺措施之后，掺加外加剂能适当地地节约水泥节约水泥而不致影响混凝土的质量。而不致影响混凝土的质量。(5)(5)可以使水泥混凝土可以使水泥混凝土具备一些特殊性能具备一些特殊性能，如产生膨，如产生膨胀或可以进行低温施工等性能。胀或可以进行低温施工等性能。第六十页，讲稿共一百四十四页哦2 2、外加剂的分类：、外加剂的分类：按其主要功能分为四类：按其主要功能分为四类：(1)(1)改善改善混凝土拌合物混凝土
50、拌合物流变性能流变性能的外加刘。包括各种的外加刘。包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。减水剂、引气剂和泵送剂等。(2)(2)调节调节混凝土混凝土凝结时间凝结时间、硬化性能硬化性能的外加剂。包括的外加剂。包括缓凝剂、早强剂相速凝剂等。缓凝剂、早强剂相速凝剂等。(3)(3)改善改善混凝土混凝土耐久性耐久性的外加剂。包括引气剂、防水的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。剂和阻锈剂等。(4)(4)改善改善混凝土混凝土其他性能其他性能的外加剂。包括加气剂、膨的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂第六十一页，讲稿共一百四十四页哦二、减水剂是指在不影响新拌混凝土工作