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1、建筑材料料理论培培训教材材第一章建筑筑材料基基本性质质本章为全全书重点点之一。在在讨论具具体性质质之前，要要求同学学理解不不同材料料，在结结构物中中的功用用不同，所所处的环环境不同同，对其其性质的的要求也也不同。本本章所讨讨论的各各种性质质都是建建筑材料料经常要要考虑的的性质。掌掌握或了了解这些些性质的的概念（包包括定义义、表示示方法、实实用意义义等）对对以后讨讨论各种种材料意意义重大大。建筑筑材料的的性质可可归纳为为：物理理性质、力力学性质质、化学学性质、耐耐久性等等。第一节材料料的组成成与结构构一、材材料的组组成材料料的组成成是决定定材料性性质的内内在因素素之一。主要包括：化学组成和矿物组
2、成。二、材料的结构材料的性质与材料内部的结构有密切的关系。材料的结构主要分成：宏观结构显微结构微观结构。第二节材料的的物理性性质一、表表示材料料物理状状态特征征的性质质1、体积积密度：材料在在自然状状态下单单位体积积的质量量称为体体积密度度。2、密密度：材材料在绝绝对密实实状态下下单位体体积的质质量称为为密度。3、堆积密度：散粒材料在规定装填条件下单位体积的质量称为堆积密度。注意：密实状态下的体积是指构成材料的固体物质本身的体积；自然状态下的体积是指固体物质的体积与全部孔隙体积之和；堆积体积是指自然状态下的体积与颗粒之间的空隙之和。4、表观密度：材料的质量与表观体积之比。表观体积是实体积加闭口
3、孔隙体积，此体积即材料排开水的体积。5、孔隙率：材料中孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。6、开口孔隙率：材料中能被水饱和（即被水所充满）的孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。7、闭口孔隙率：材料中闭口孔隙的体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。即闭口孔隙率=孔隙率-开口孔隙率。8、空隙率：散粒材料在自然堆积状态下，其中的空隙体积与散粒材料在自然状态下的体积之比的百分率。二、与各种物理过程有关的材料性质1、亲水性：当水与材料接触时，材料分子与水分子之间的作用力（吸附力）大于水分子之间的作用力（内聚力），材料表面吸附水分，即被水润湿，表现出亲水性，这种材料称为亲水材料。2
4、、憎水性：当水与材料接触时，材料分子与水分子之间的作用力（吸附力）小于水分子之间的作用力（内聚力），材料表面不吸附水分，即不被水润湿，表现出憎水性，这种材料称为憎水材料。3、吸水性：材料吸收水分的能力称为吸水性，用吸水率表示。吸水率有两种表示方法：质量吸水率 体积吸水率质量吸水率是材料在浸水饱和状态下所吸收的水分的质量与材料在绝对干燥状态下的质量之比。体积吸水率是材料在浸水饱和状态下所吸收的水分的体积与材料在自然状态下的体积之比。4、含水率：材料在自然状态下所含的水的质量与材料干重之比例题：已知某种建筑材料试样的孔隙率为24%，此试样在自然状态下的体积为40立方厘米，质量为85.50克，吸水饱
5、和后的质量为89.77克，烘干后的质量为82.30克。试求该材料的密度、表观密度、开口孔隙率、闭口孔隙率、含水率。解：密度=干质量/密实状态下的体积=82.30/40（1-0.24）=2.7克/立方厘米开口孔隙率=开口孔隙的体积/自然状态下的体积=（89.77-82.3）1/40=0.187闭口孔隙率=孔隙率-开口孔隙率=0.24-0.187=0.053表观密度=干质量/表观体积=82.3/40（1-0.187）=2.53含水率=水的质量/干重=（85.5-82.3）/82.3=0.039第三节材料的力学性质一、材料在外力作用下的变形性质1、弹性变形：材料在外力作用下产生变形，当外力消除后，能
6、够完全恢复原来形状的性质称为弹性，这种变形称为弹性变形。2、塑性变形：材料在外力作用下产生变形而不出现裂缝，当外力消除后，不能够自动恢复原来形状的性质称为塑性，这种变形称为塑性变形。二、强度材料抵抗在应力作用下破坏的性能称为强度。强度通常以强度极限表示。强度极限即单位受力面积所能承受的最大荷载。有关材料的力学性质，在材料力学中有详尽的论述，本书不作要求。注意：对于以力学性质为主要性能指标的材料，通常按其强度值的大小划分成若干等级或标号。脆性材料（混凝土、水泥等）主要以抗压强度来划分等级或标号，塑性材料（钢材等）以抗拉强度来划分。强度值和强度等级或标号不能混淆，前者是表示材料力学性质的指标，后者
7、是根据强度值划分的级别。第二章石石材本章的重重点内容容为常用用建筑石石材，其其他内容容不作要要求。一一、砌筑筑用石材材的规格格1、料料石：截截面的宽宽度、高高度不小小于2000毫米米，且不不小于长长度的11/4。2、细料石：叠砌面的凹入深度不大于10毫米。3、粗料石：叠砌面的凹入深度不大于20毫米。4、毛料石：外形大致方正，一般不加工，高度不小于200毫米，叠砌面的凹入深度不大于25毫米5、毛石：形状不规则，中部厚度不小于200毫米。主要用于基础、毛石混凝土。二、常用建筑石材1、花岗岩：主要矿物组成是长石、石英，为全晶制，块状结构，通常有灰、白、黄、红等多种颜色，具有很好的装饰性。抗风化性及耐
8、久性高，耐酸性好，使用年限高。2、石灰岩：主要由方解石组成，常呈灰、白等颜色，可用于基础、挡土墙等石砌体，破碎后可用于配制混凝土。它也是生产石灰和水泥等的原料。3大理石：主要矿物组成是方解石和白云石。构造致密，呈块状，常呈白、浅红、浅绿等斑纹，装饰效果好。其吸水率小、杂质少、质地坚硬。第三章气气硬性胶胶凝材料料本章的重重点是建建筑石膏膏和石灰灰。第一节石石膏一、石石膏的化化学组成成生产石石膏的原原料主要要为含硫硫酸钙的的天然石石膏（又又称生石石膏）或或含硫酸酸钙的化化工副产产品和磷磷石膏、氟氟石膏、硼硼石膏等等废渣，其其化学式式为CaaSO44.2HH2O,也称二二水石膏膏。将天天然二水水石膏
9、在在不同的的温度下下煅烧可可得到不不同的石石膏品种种。如将将天然二二水石膏膏在1007117000c的干干燥条件件下加热热可得建建筑石膏膏。二、建建筑石膏膏的凝结结与硬化化将建筑筑石膏加加水后，它它首先溶溶解于水水，然后后生成二二水石膏膏析出。随随着水化化的不断断进行，生生成的二二水石膏膏胶体微微粒不断断增多，这这些微粒粒比原先先更加细细小，比比表面积积很大，吸吸附着很很多的水水分；同同时浆体体中的自自由水分分由于水水化和蒸蒸发而不不断减少少，浆体体的稠度度不断增增加，胶胶体微粒粒间的黏黏结逐步步增强，颗颗粒间产产生摩擦擦力和黏黏结力，使使浆体逐逐渐失去去可塑性性，即浆浆体逐渐渐产生凝凝结。继
10、继续水化化，胶体体转变成成晶体。晶晶体颗粒粒逐渐长长大，使使浆体完完全失去去可塑性性，产生生强度，即即浆体产产生了硬硬化。这这一过程程不断进进行，直直至浆体体完全干干燥，强强度不在在增加，此此时浆体体已硬化化人造成成石材。浆体的凝结硬化过程是一个连续进行的过程。从加水开始拌合一直到浆体开始失去可塑性的过程称为浆体的初凝，对应的这段时间称为初凝时间；从加水拌合开始一直到浆体完全失去可塑性，并开始产生强度的过程称为浆体的硬化，对应的时间称为终凝时间。三、建筑石膏的特性、质量要求与应用（一）建筑石膏的特性建筑石膏与其他胶凝材料相比有以下特性：1、结硬化快2、凝结硬化时体积微膨胀3、孔隙率大与体积密度
11、小4、保温性与吸声性好5、强度较低6、具有一定的调温与调湿性能7、防火性好但耐火性较差8、耐水性、抗渗性、抗冻性差（二）建筑石膏的质量要求建筑石膏的质量要求主要有强度、细度和凝结时间。按强度和细度划分为优等品、一等品和合格品。各等级建筑石膏的初凝时间不得小于6min,终凝时间不得大于30min。（三）建筑石膏的应用 建筑石膏的应用很广，主要用于室内抹灰、粉刷、生产各种石膏板等。第二节石石灰一、石石灰的原原料与生生产生产产石灰的的原料主主要是含含碳酸钙钙为主的的天然岩岩石，如如石灰石石、白垩垩等。将将这些原原料在高高温下煅煅烧，即即得生石石灰，主主要成分分为氧化化钙。正正常温度度下煅烧烧得到的的
12、石灰具具有多孔孔结构，内内部孔隙隙率大，晶晶体粒小小，体积积密度小小，与水水作用快快。注意意：生产产时，由由于火候候或温度度控制不不均，常常会含有有欠火石石灰或过过火石灰灰。欠火火石灰中中含有未未分解的的碳酸钙钙内核，外外部为正正常煅烧烧的石灰灰，它只只是降低低了石灰灰的利用用率，不不会带来来危害。温温度过高高得到的的石灰称称为过火火石灰。过过火石灰灰的结构构致密，孔孔隙率小小，体积积密度大大，并且且晶粒粗粗大，表表面常被被熔融的的黏土杂杂质形成成的玻璃璃物质所所包覆。因因此过火火石灰与与水作用用的速度度很慢，须须数天甚甚至数年年，这对对石灰的的使用极极为不利利。为避避免过火火石灰在在使用以以
13、后，因因吸收空空气中的的水蒸气气而逐步步熟化膨膨胀，使使已硬化化的砂浆浆或制品品产生隆隆起、开开裂等破破坏现象象，在使使用以前前必须使使过火石石灰熟化化或将过过火石灰灰去除。常常采用的的方法是是在熟化化过程中中，利用用筛网除除掉较大大尺寸过过火石灰灰颗粒，而而较小的的过火石石灰颗粒粒在储灰灰坑中至至少存放放二周以以上，使使其充分分熟化，此此即所谓谓的“陈伏”。陈伏伏时为防防止石灰灰炭化，石石灰膏的的表面须须保存有有一层水水。二、石石灰的特特性1、保保水性与与可塑性性好2、凝凝结硬化化慢、强强度低%3、耐耐水性差差4、干干燥收缩缩大本章的的其他内内容一般般了解。第四章水水泥本章以硅硅酸盐水水泥和
14、掺掺混合材材料的硅硅酸盐水水泥为重重点，是是全书重重点之一一。第一节硅酸盐盐水泥一一、酸盐盐水泥的的矿物组组成国家标标准规定定：凡以以硅酸钙钙为主的的硅酸盐盐水泥熟熟料，55%以下下的石灰灰石或粒粒化高炉炉矿渣，适适量石膏膏磨细制制成的水水硬性胶胶凝材料料，统称称为硅酸酸盐水泥泥。硅酸酸盐水泥泥的主要要矿物组组成是：硅酸三三钙、硅硅酸二钙钙、铝酸酸三钙、铁铁铝酸四四钙。硅硅酸三钙钙决定着着硅酸盐盐水泥四四个星期期内的强强度；硅硅酸二钙钙四星期期后才发发挥强度度作用，约约一年左左右达到到硅酸三三钙四个个星期的的发挥强强度；铝铝酸三钙钙强度发发挥较快快，但强强度低，其其对硅酸酸盐水泥泥在1至至3天
15、或或稍长时时间内的的强度起起到一定定的作用用；铁铝铝酸四钙钙的强度度发挥也也较快，但但强度低低，对硅硅酸盐水水泥的强强度贡献献小。二、硅硅酸盐水水泥的凝凝结与硬硬化（一）硅硅酸盐水水泥的水水化硅酸盐盐水泥与与水拌合合后，熟熟料颗粒粒表面的的四种矿矿物立即即与水发发生水化化反应，生生成五种种水化产产物：水水化硅酸酸钙和水水化铁酸酸钙凝胶胶，氢氧氧化钙、水水化铝酸酸钙、水水化硫铝铝酸钙晶晶体。其其中，水水化硅酸酸钙凝胶胶约占550%，氢氢氧化钙钙晶体约约占200%。水水泥早期期强度增增长快，后后期强度度增长缓缓慢，若若温度和和湿度适适宜，其其强度在在几年或或十几年年后仍可可缓慢增增长。（二二）水泥
16、泥石及影影响其凝凝结硬化化的因素素硬硬化后的的水泥浆浆体，称称为水泥泥石，是是由胶凝凝体、未未水化的的水泥颗颗粒内核核、毛细细孔等组组成的非非均质体体。水泥泥石的硬硬化程度度越高，凝凝胶体含含量越多多，水泥泥石强度度越高。影影响水泥泥石凝结结硬化的的因素有有：1、水水泥熟料料的矿物物组成和和细度22、石膏膏掺量：掺入石石膏可延延缓其凝凝结硬化化速度33、养护护时间：随着养养护时间间的增长长，其强强度不断断增加44、温度度和湿度度：温度度升高，硬硬化速度度和强度度增长快快；水泥泥的凝结结硬化必必须在水水分充足足的条件件下进行行，因此此要有一一定的环环境湿度度5、水水灰比：拌合水水泥浆时时，水与与
17、水泥的的质量比比，称为为水灰比比。水灰灰比愈小小，其凝凝结硬化化速度愈愈快，强强度愈高高三、酸酸盐水泥泥的技术术要求11、细度度：水泥泥颗粒越越细，比比表面积积越大，水水化反应应越快越越充分，早早期和后后期强度度都较高高。国家家规定：比表面面积应大大于3000平方方米/千千克，否否则为不不合格。2、凝结时间：为保证在施工时有充足的时间来完成搅拌、运输、成型等各种工艺，水泥的初凝时间不宜太短；施工完毕后，希望水泥能尽快硬化，产生强度，所以终凝时间不宜太长。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390分钟。3、体积安定性：水泥浆体在凝结硬化过程中体积变化的均匀性称为水泥的体积安定性
18、。如体积变化不均匀即体积安定性不良，容易产生翘曲和开裂，降低工程质量甚至出现事故。四、水泥石的腐蚀与防止1、水泥石受腐蚀的基本原因：水泥石中含有易受腐蚀的成分，即氢氧化钙和水化铝酸钙等；水泥石不密实，内部含有大量的毛细孔隙。2、易造成水泥石腐蚀的介质：软水及含硫酸盐、镁盐、碳酸盐、一般酸、强碱的水。3、防止腐蚀的措施：合理选用水泥的品种；掺入活性混合材料；提高水泥密实度；设保护层。五、硅酸盐水泥的性质、应用与存放（一）硅酸盐水泥的性质与应用1、早期及后期强度均高：适用于预制和现浇的混凝土工程、冬季施工的混凝土工程、预应力混凝土工程等。2、抗冻性好：适用于严寒地区和抗冻性要求高的混凝土工程。3、
19、耐腐蚀性差：不宜用于受流动软水和压力水作用的工程，也不宜用于受海水和其它腐蚀性介质作用的工程。4、水化热高：不宜用于大体积混凝土工程。5、抗炭化性好：适合用于二氧化碳浓度较高的环境，如翻砂、铸造车间等。6、耐热性差：不得用于耐热混凝土工程。7、干缩小：可用于干燥环境。8、耐磨性好：可用于道路与地面工程。（二）酸盐水泥的运输与储存水泥在运输过程中，须防潮与防水。散装水泥须分库储存，袋装水泥的堆放高度不得超过十袋；水泥不宜久存，超过三个月的水泥须重新试验，确定其标号。第二节掺掺混合材材料的硅硅酸盐水水泥一、混混合材料料1、非活活性混合合材料：常温下下不与氢氢氧化钙钙和水反反应的混混合材料料称为非非
20、活性混混合材料料。主要要有石灰灰石、石石英砂及及矿渣等等。作用用是调节节水泥标标号，降降低水化化热，增增加水泥泥的产量量，降低低水泥成成本等。2、活性混合材料：常温下与氢氧化钙和水发生反应的混合材料称为活性混合材料。主要有粒化高炉矿渣和火山灰质混合材料。主要作用是改善水泥的某种性能，此外也能起到调节水泥标号、降低水化热和成本、增加水泥产量的作用。二、普通硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料、6%-15%的混合材料及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，简称普通水泥。国家标准对普通硅酸盐水泥的技术要求有：（1）细度 筛孔尺寸为80m的方孔筛的筛余不得超过10%，否则为不合格。（2）凝结时
21、间 处凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于10小时。（3）标号 根据抗压和抗折强度，将硅酸盐水泥划分为325、425、525、625四个标号。普通硅酸盐水泥由于混合材料掺量较少，其性质与硅酸盐水泥基本相同，略有差异，主要表现为：（1）早期强度略低（2）耐腐蚀性稍好（3）水化热略低（4）抗冻性和抗渗性好（5）抗炭化性略差（6）耐磨性略差三、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥简称矿渣水泥。它由硅酸盐水泥熟料、20%-70%的粒化高炉矿渣及适量石膏组成。火山灰质硅酸盐水泥简称火山灰水泥。它由硅酸盐水泥熟料、20%-50%的火山灰质混合材料及适量石膏组成。粉煤灰硅酸
22、盐水泥简称粉煤灰水泥。它由硅酸盐水泥熟料、20%-40%的粉煤灰及适量石膏组成。（一）矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥的性质与应用1、三种水泥的共性（1）早期强度低、后期强度发展高。这三种水泥不适合用于早期强度要求高的混凝土工程，如冬季施工、现浇工程等。（2）对温度敏感，适合高温养护。（3）耐腐蚀性好。适合用于有硫酸盐、镁盐、软水等腐蚀作用的环境，如水工、海港、码头等混凝土工程。（4）水化热少。适合用于大体积混凝土。（5）抗冻性差。（6）抗炭化性较差。不适合用于二氧化碳含量高的工业厂房，如铸造、翻砂车间。2、三种水泥的特性（1）矿渣硅酸盐水泥适合用于有耐热要求的混凝土工程，
23、不适合用于有抗冻性要求的混凝土工程。（2）火山灰质硅酸盐水泥适合用于有抗渗性要求的混凝土工程，不适合用于干燥环境中的地上混凝土工程，也不宜用于有耐磨性要求的混凝土工程。（3）粉煤灰硅酸盐水泥适合用于承载较晚的混凝土工程，不宜用于有抗渗要求的混凝土工程，也不宜用于干燥环境中的混凝土工程及有耐磨性要求的混凝土工程。四、复合硅酸盐水泥凡有硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细而成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥。复合硅酸盐水泥由于掺入了二种以上的混合材料，起到了互相取长补短的作用，其效果大大优于只掺一种混合材料。其早期强度提高，且水化热低，耐腐蚀性、抗渗性及抗冻性较好。因而其
24、用途更为广泛，是一种很有发展前途的水泥。第五章混混凝土混凝凝土是以以胶凝材材料与骨骨料按适适当比例例配合，经经搅拌、成成型、硬硬化而成成的一种种人造石石材。按按所用胶胶凝材料料分为水水泥混凝凝土、石石膏混凝凝土、水水玻璃混混凝土等等，本章章主要介介绍广为为应用的的水泥混混凝土。本本章是全全书的重重点。第一节普普通混凝凝土的组组成及基基本要求求一一、混凝凝土的组组成混凝凝土是由由水泥、水水、砂和和石子组组成。水水和水泥泥成为水水泥浆，砂砂和石子子为混凝凝土的骨骨料。在在混凝土土的组成成中，骨骨料一般般占总体体积的770%-80%；水泥泥石约占占20%-300%，其其余是少少量的空空气。二、混混凝
25、土的的基本要要求1、混混凝土拌拌合物的的和易性性：混凝凝土拌合合物必须须具有与与施工条条件相适适应的和和易性。2、强度：混凝土经养护至规定天数，应达到设计要求的强度。3、耐久性4、经济性第二节普普通混凝凝土的组组成材料料一一、水泥泥水水泥标号号的选择择，根据据混凝土土的强度度要求确确定，使使水泥标标号与混混凝土强强度相适适应。水水泥的强强度约为为混凝土土强度的的1.55-2.0倍为为好。二、细细骨料粒径径为5以下的的骨料称称为细骨骨料，一一般采用用天然砂砂。混凝凝土用砂砂的质量量要求，主主要有以以下几项项：1、砂砂的粗细细程度及及颗粒级级配粒径越越小，总总表面积积越大。在在混凝土土中，砂砂的表
26、面面由水泥泥浆包裹裹，砂的的总表面面积越大大，需要要的水泥泥浆越多多。当混混凝土拌拌合物的的流动性性要求一一定时，显显然用粗粗砂比用用细砂所所需水泥泥浆为省省，且硬硬化后水水泥石含含量少，可可提高混混凝土的的密实性性，但砂砂粒过粗粗，又使使混凝土土拌合物物容易产产生离析析、泌水水现象，影影响混凝凝土的均均匀性，所所以，拌拌制混凝凝土的砂砂，不宜宜过细，也也不宜过过粗。评定定砂的粗粗细，通通常用筛筛分析法法。该法法是用一一套孔径径为5.00、22.500、1.25、00.6330、00.3115、00.1660的的标准筛筛，将预预先通过过孔径为为10.0筛筛的干砂砂试样5500克克由粗到到细依次
27、次过筛，然然后称量量各筛上上余留砂砂样的质质量，计计算出各各筛上的的“分计计筛余百百分率”和和“累计计筛余百百分率”，计计算如下下：筛孔尺寸寸/分计筛余余（克）分计筛余余百分率率（%）累计筛余余百分率率（%）5.000m1a1=mm1/m1=aa12.500m2a2=mm2/m2=aa1+a21.255m3a3=mm3/m3=aa1+a3+a30.6330m4a4=mm4/m4=aa1+a2+a3+a40.3115m5a5=mm5/m5=aa1+a2+a3+a4+a50.1660m6a6=mm6/m6=aa1+a2+a3+a4+a5+a6砂的粗细细程度，工工程上常常用细度度模数f表示示，其定定
28、义为：f=（2+3+4+5+6）-511/1000-1细度模模数越大大，表示示砂越粗粗。细度度模数在在3.77-3.1为粗粗砂，在在3.00-2.3为中中砂，在在2.22-1.6为细细砂。普普通混凝凝土用砂砂的细度度模数范范围在33.7-1.66，以中中砂为宜宜。在配配制混凝凝土时，除除了考虑虑砂的粗粗细程度度外，还还要考虑虑它的颗颗粒级配配。砂为为什么要要有良好好的颗粒粒级配呢呢？砂的的颗粒级级配是指指粒径大大小不同同的砂相相互搭配配的情况况。级配配好的砂砂应该是是粗砂空空隙被细细砂所填填充，使使砂的空空隙达到到尽可能能小。这这样不仅仅可以减减少水泥泥浆量，即即节约水水泥，而而且水泥泥石含量
29、量少，混混凝土密密实度提提高，强强度和耐耐久性加加强。可可见，要要想减少少砂粒间间的空隙隙，就必必须有良良好的级级配。22、泥、泥泥块及有有害物质质（11）泥及及泥块：泥黏附附在骨料料的表面面，防碍碍水泥石石与骨料料的黏结结，降低低混凝土土强度，还还会加大大混凝土土的干缩缩，降低低混凝土土的抗渗渗性和抗抗冻性。泥泥块在搅搅拌时不不宜散开开，对混混凝土性性质的影影响更为为严重。（2）有害物质：砂中的有害物质主要包括硫化物、硫酸盐、有机物及云母等，能降低混凝土的强度和耐久性。3、坚固性：必须选坚固性好的砂，不用已风化的砂。三、粗骨料最大粒径的大小表示粗骨料的粗细程度。粗骨料最大粒径增大时，骨料总表
30、面积减少，可减少水泥浆用量，节约水泥，且有助于提高混凝土密实度，因此，当配制中等强度以下的混凝土时，尽量采用粒径大的粗骨料。但粗骨料的最大粒径，不得大于结构截面最小尺寸的1/4，并不得大于钢筋最小净距的3/4；对混凝土实心板，最大粒径不得大于板厚的1/2，并不得超过50。四、混凝土拌合及养护用水 凡能饮用的自来水及清洁的天然水都能用来养护和拌制混凝土。污水、酸性水、含硫酸盐超过1%的水均不得使用。海水一般不用来拌制混凝土。第三节普普通混凝凝土拌合合物的性性质混凝土土的主要要性质是是和易性性。一、和和易性和和易性是是指混凝凝土是否否易于施施工操作作和均匀匀密实的的性能。主主要表现现为：是是否易于
31、于搅拌和和卸出；运输过过程中是是否分层层、泌水水；浇灌灌时是否否离析；振捣时时是否易易于填满满模型。可可见，和和易性是是一项综综合性能能，包括括流动性性、粘聚聚性和保保水性。1、流动性：指混凝土能够均匀密实的填满模型的性能。混凝土拌合物必须有好的流动性。2、粘聚性：为什么要有好的粘聚性呢？粘聚性差的拌合物中的石子容易与砂浆分离，并出现分层现象，振实后的混凝土表面还会出现蜂窝、空洞等缺陷。3、保水性：保水性差，泌水倾向加大，振捣后拌合物中的水分泌出、上浮，使水分流经的地方形成毛细孔隙，成为渗水通道；上浮到表面的水分，形成疏松层，如上面继续浇灌混凝土，则新旧混凝土之间形成薄弱的夹层；上浮过程中积聚
32、在石字和钢筋下面的水分，形成水隙，影响水泥浆与石字和钢筋的黏结。二、和易性的测定通常是测定拌合物的流动性，粘聚性和保水性一般靠目测。坍落度法：测定时，将混凝土拌合物按规定方法装入坍落筒内，然后将筒垂直提起，由于自重会产生坍落现象，坍落的高度称为坍落度。坍落度越大，说明流动性越好。粘聚性的检查方法，是用捣棒在已坍落的拌合物一测轻敲，如果轻敲后拌合物保持整体，渐渐下沉，表明粘聚性好；如果拌合物突然倒塌，部分离析，表明粘聚性差。保水性的检查方法，是当坍落筒提起后如有较多稀浆从底部析出而拌合物因失浆骨料外露，说明保水性差；如无浆或有少量的稀浆析出，拌合物含浆饱满，则保水性好。三、影响和易性的因素1、用
33、水量：用水量是决定混凝土拌合物流动性的主要因素。分布在水泥浆中的水量，决定了拌合物的流动性。拌合物中，水泥浆应填充骨料颗粒间的空隙，并在骨料颗粒表面形成润滑层以降低摩擦，由此可见，为了获得要求的流动性，必须有足够的水泥浆。实验表明，当混凝土所用粗、细骨料一定时，即使水泥用量有所变动，为获得要求的流动性，所用水量基本是一定的。流动性与用水量的这一关系称为恒定用水量法则。这给混凝土配合比设计带来很大方便。注意：增加用水量虽然可以提高流动性，但用水量过大，又使拌合物的粘聚性和保水性变差，影响混凝土的强度和耐久性。因此，必须在保持水灰比即水与水泥的质量比不变的条件下，在增加用水量的同时，增加水泥的用量
34、。2、水灰比：水灰比决定着水泥浆的稀稠。为获得密实的混凝土，所用的水灰比不宜过小；为保证拌合物有良好的粘聚性和保水性，所用的水灰比又不能过大。水灰比一般在0.5-0.8。在此范围内，当混凝土中用水量一定时，水灰比的变化对流动性影响不大。3、砂率：砂率是指混凝土中砂的用量占砂、石总量的质量百分率。当砂率过大时，由于骨料的空隙率与总表面积增大，在水泥浆用量一定的条件下，包覆骨料的水泥浆层减薄，流动性变差；若砂率过小，砂的体积不足以填满石子的空隙，要用部分水泥浆填充，使起润滑作用的水泥浆层减薄，混凝土变的粗涩，和易性变差，出现离析、溃散现象。而在合理砂率下，在水泥浆量一定的情况下，使混凝土拌合物有良
35、好的和易性。或者说，当采用合理砂率时，在混凝土拌合物有良好的和易性条件下，使水泥用量最少。可见合理砂率，就是保持混凝土拌合物有良好粘聚性和保水性的最小砂率。4、其他影响因素 影响和易性的其他因素有：水泥品种、骨料条件、时间和温度、外加剂等四、坍落度的选择 坍落度的选择原则是：在满足施工要求的前提下，尽可能采用较小的坍落度。第四节普普通混凝凝土结构构和性质质一一、混凝凝土强度度（一一）混凝凝土的抗抗压强度度和强度度等级混混凝土强强度包括括抗压、抗抗拉、抗抗弯和抗抗剪，其其中以抗抗压强度度为最高高，所以以混凝土土主要用用来抗压压。混凝凝土的抗抗压强度度是一项项最重要要的性能能指标。按按照国家家规定
36、，以以边长为为1500的立立方体试试块，在在标准养养护条件件下（温温度为220度左左右，相相对湿度度大于990%）养养护288天，测测得的抗抗压强度度值，称称为立方方抗压强强度fccu.混凝凝土按强强度分成成若干强强度等级级，混凝凝土的强强度等级级是按立立方体抗抗压强度度标准值值fcuu,k划划分的。立立方体抗抗压强度度标准值值是立方方抗压强强度总体体分布中中的一个个值，强强度低于于该值得得百分率率不超过过5%，即即有955%的保保证率。混混凝土的的强度分分为C77.5、CC10、CC15、CC20、CC25、CC30、CC35、CC40、CC45、CC50、CC55、CC60等等十二个个等级
37、。（二）普通混凝土受压破坏特点混凝土受压破坏主要发生在水泥石与骨料的界面上。混凝土受荷载之前，粗骨料与水泥石界面上实际已存在细小裂缝。随着荷载的增加，裂缝的长度、宽度和数量也不断增加，若荷载是继续的，随时间延长即发生破坏.决定混凝土强度的应该是水泥石与粗骨料界面的黏结强度。（三）影响混凝土强度的因素1、水泥强度和水灰比：从普通混凝土受压破坏特点得知，混凝土强度主要决定于水泥石与粗骨料界面的黏结强度。而黏结强度又取决于水泥石强度。水泥石强度愈高，水泥石与粗骨料界面强度也愈高。至于水泥石强度，则取决于水泥强度和水灰比。这是因为：水泥强度愈高，水泥石强度愈高，黏结力愈强，混凝土强度愈高。在水泥强度相
38、同的情况下，混凝土强度则随水灰比的增大有规律的降低。但水灰比也不是愈小愈好，当水灰比过小时，水泥浆过于干稠，混凝土不易被振密实，反而导致混凝土强度降低。我国通过实验求得的这种线性关系式为：fcu=Afc(C/W-B)式中：fcu混凝土28天龄期的抗压强度；C/W灰水比；fc水泥实际强度；A、B经验系数。碎石混凝土A=0.48,B=0.52卵石混凝土A=0.50,B=0.61式中的水泥实际强度是经实验测定的强度值。在无法取得水泥实际强度值时，对新出厂的水泥可按下式计算：Fc=Kcfcb式中：fbc水泥标号；kc水泥标号富余系数。（应按实际资料确定，在无统计资料时可取1.13）注意：混凝土强度与水
39、灰比关系的计算式只适用于塑性拌合物的混凝土，不适用于干性拌合物的混凝土。采用的灰水比宜在1.25-2.5范围内。利用此式可以初步解决以下两个问题：（1）当所采用的水泥强度已定，欲配制某种强度的混凝土时，可以估计出应采用的灰水比值。（2）当已知所采用的水泥强度与灰水比值，可以估计出混凝土28天可能达到的强度。2、龄期：混凝土在正常情况下，强度随着龄期的增加而增长，最初的7-14天内较快，以后增长逐渐缓慢，28天后强度增长更慢，但可持续几十年。3、养护温度和湿度：混凝土浇捣后，必须保持适当的温度和足够的湿度，使水泥充分水化，以保证混凝土强度的不断发展。一般规定，在自然养护时，对硅酸盐水泥、普通水泥
40、、矿渣水泥配制的混凝土，浇水保湿养护日期不少于7天；火山灰水泥、粉煤灰水泥、掺有缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土，则不得少于14天。4、施工质量：施工质量是影响混凝土强度的基本因素。若发生计量不准，搅拌不均匀，运输方式不当造成离析，振捣不密实等现象时，均会降低混凝土强度。因此必须严把施工质量关。（四）高混凝土强度的措施1、采用高标号水泥2、采用干硬性混凝土拌合物3、采用湿热处理：分为蒸汽养护和蒸压养护。蒸汽养护是在温度低于100度的常压蒸汽中进行。一般混凝土经16-20小时的蒸汽养护后，强度可达正常养护条件下28天强度的70%-80%。蒸压养护是在175度的温度、8个大气压的蒸压釜内进行。在
41、高温高压的条件下，提高混凝土强度。4、改进施工工艺：加强搅拌和振捣，采用混凝土拌合用水磁化、混凝土裹石搅拌法等新技术。5、加入外加剂：如加入减水剂和早强剂等，可提高混凝土强度。二、普通混凝土的变形性质混凝土在硬化后和使用过程中，受各种因素影响而产生变形，主要有化学收缩、干湿变形、温度变形和荷载作用下的变形等，这些都是使混凝土产生裂缝的重要原因，直接影响混凝土的强度和耐久性。（一）化学收缩 混凝土在硬化过程中，水泥水化后的体积小于水化前的体积，致使混凝土产生收缩，这种收缩叫化学收缩。（二）干湿变形当混凝土在水中硬化时，会引起微小膨胀，当在干燥空气中硬化时，会引起干缩。干缩变形对混凝土危害较大，它
42、可使混凝土表面开裂，是混凝土的耐久性严重降低。影响干湿变形的因素主要有：用水量（水灰比一定的条件下，用水量越多，干缩越大）、水灰比（水灰比大，干缩大）、水泥品种及细度（火山灰干缩大、粉煤灰干缩小；水泥细，干缩大）、养护条件（采用湿热处理，可减小干缩）。（三）温度变形温度缩降1度，每米胀缩0.01毫米。温度变形对大体积混凝土极为不利。在混凝土硬化初期，放出较多的水化热，当混凝土较厚时，散热缓慢，致使内外温差较大，因而变形较大。（四）荷载作用下的变形混凝土的变形分为弹性变形和塑性变形。徐变：混凝土在持续荷载作用下，随时间增长的变形称为徐变。徐变变形初期增长较快，然后逐渐减慢，一般持续2-3年才逐渐
43、趋于稳定。徐变的作用：徐变可消除钢筋混凝土内的应力集中，.使应力较均匀的重新分布，对大体积混凝土能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力。但在预应力混凝土结构中，徐变将使混凝土的预加应力受到损失。影响徐变的因素：水灰比较大时，徐变较大；水灰比相同，用水量较大时，徐变较大；骨料级配好，最大粒径较大，弹性模量较大时，混凝土徐变较小；当混凝土在较早龄期受荷时，产生的徐变较大。三、普通混凝土的耐久性 抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗炭化性、以及防止碱-骨料反应等，统称为混凝土的耐久性。提高耐久性的主要措施：1选用适当品种的水泥；2严格控制水灰比并保证足够的水泥用量；3选用质量好的砂、石，严格控制骨料中的泥
44、及有害杂质的含量。采用级配好的骨料。4适当掺用减水剂和引气剂。5在混凝土施工中，应搅拌均匀，振捣密实，加强养护等，以增强混凝土的密实性。第五节普普通混凝凝土配合合比设计计混凝土土配合比比是指混混凝土中中各组成成材料（水水泥、水水、砂、石石）之间间的比例例关系。有两种表示方法：一种是以1立方米混凝土中各种材料用量，如水泥300千克，水180千克，砂690千克，石子1260千克；另一种是用单位质量的水泥与各种材料用量的比值及混凝土的水灰比来表示，例如前例可写成：C:S:G=1:2.3:4.2,W/C=0.6。一、混凝土配合比基本参数的确定混凝土配合比设计，实质上就是确定四项材料用量之间的三个比例关
45、系，即水与水泥之间的比例关系用水灰比表示；砂与石子之间的比例关系用砂率表示；水泥浆与骨料之间的比例关系，可用1立方米混凝土的用水量来反映。当这三个比例关系确定，混凝土的配合比就确定了。（一）水灰比的确定满足强度要求的水灰比，可根据确定出的配制强度，按混凝土强度公式算出。满足耐久性要求的水灰比，根据最大水灰比和最小水泥用量的规定查表。根据强度和耐久性要求确定的水灰比有时是不相同的，应选取其中较小的水灰比。（二）确定用水量用水量参照混凝土用水量参考表进行初步估计。然后按估计的用水量试拌混凝土拌合物，测其坍落度，坍落度若不符合要求，应保持水灰比不变的情况下调整用水量，再做试验，直到符合要求为止。（三
46、）砂率的确定 通常确定砂率的方法，可先凭经验或经验图表进行估算，然后按初步估计的砂率拌制混凝土，进行和易性试验，通过调整确定。二、混凝土配合比设计的方法和步骤配合比设计工作，一般均在实验室进行。选用干燥状态的骨料，在标准条件下制作试件和养护，这样获得的配合比称为实验室配合比。在施工现场，骨料多在露天堆放，含有水分，在这种条件下使用的配合比叫做施工配合比。设计混凝土时，先设计实验室配合比，在根据施工现场的实际情况换算成施工配合比。（一）初步估算配合比1、确定配制强度fcufcu=fcu,k+1.645式中：fcu,k设计要求的混凝土强度等级混凝土强度标准差-1.645强度保证率为95%的t值。2
47、、确定水灰比w/cfcu=Afc(C/W-B)则 W/C=Afc/(fcu+A Bfc)式中：fc水泥实际强度 A、B经验系数。如不通过试验，可选取以下数值：碎石：A=0.46，B=0.52；卵石：A=0.48，B=0.61注意：为保证混凝土的耐久性，由上式计算出的水灰比应小于规范中规定的最大水灰比值。如果计算出的水灰比大于规范规定的最大水灰比，则取规定的最大水灰比值。3、确定用水量：按施工要求的坍落度指标，凭经验选用，或根据骨料的种类和规格查表。4、计算水泥用量：由以求得的水灰比和用水量，可计算出水泥用量。注意：计算出的水泥用量应大于规范规定的最小水泥用量。当计算的水泥用量小于规范规定时，则选用规范规定的最小水泥用量。5、确定合理砂率：可