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1、资料员考证l建筑工程建筑工程08级级l建筑材料要求建筑材料要求l熟熟悉悉建建筑筑工工程程主主要要材材料料分分类类、根根本本性性能能及及用用途途；掌掌握握混混凝凝土土强强度度等等级级及及配配合合比比计计算算；掌掌握握砂砂浆浆的的分分类类、特特点点及及配配合合比比计计算算；了了解解主主要要胶胶结结材材料的根本知识。料的根本知识。l第一章第一章 建筑材料的根本性能建筑材料的根本性能l一、熟悉密度、表观密度、堆积密度的概念，一、熟悉密度、表观密度、堆积密度的概念，熟悉密实度、孔隙率的概念，了解吸水性、吸熟悉密实度、孔隙率的概念，了解吸水性、吸湿性、耐水性、抗冻性和抗渗性的概念湿性、耐水性、抗冻性和抗渗
2、性的概念l（一）质量与体积（一）质量与体积l（1）密度：绝对密实状态下单位体积质量。密度：绝对密实状态下单位体积质量。l(二二)与构造状态有关的性质与构造状态有关的性质l1孔隙率孔隙率l孔孔隙隙率率是是指指材材料料内内部部孔孔隙隙体体积积占占其其总总体体积积的的百分率。用下式表示：百分率。用下式表示：ll式中式中P材料的孔隙率，材料的孔隙率，l材料的自然体积，材料的自然体积，cm3或或m3；lV材料的绝对密实体积，材料的绝对密实体积，cm3或或m3；l2空隙率空隙率l空空隙隙率率是是指指散散粒粒或或粉粉状状材材料料颗颗粒粒之之间间的的空空隙隙体体积积占占其其自自然然堆堆积积体体积积的的百百分分
3、率率。用用下下式式表表示：示：ll式中式中材料的空隙率，材料的空隙率，l材料的自然堆积体积，材料的自然堆积体积，cm3或或m3，l材料的颗粒体积，材料的颗粒体积，cm3或或m3。l亲水性与憎水性亲水性与憎水性l亲亲水水性性材材料料与与水水接接触触时时能能被被水水润润湿湿的的性性质质称称为为亲亲水水性性。具具备备这这种种性性质质的的材材料料称称为为亲亲水水性性材材料料。大大多多数数的的建建筑筑材材料料，如如砖、混凝土、木材等都属于亲水性材料。砖、混凝土、木材等都属于亲水性材料。l憎憎水水性性材材料料与与水水接接触触时时不不能能被被水水润润湿湿的的性性质质称称为为憎憎水水性性。具具备备这这种种性性
4、质质的的材材料料称为憎水性材料。如石蜡、沥青等。称为憎水性材料。如石蜡、沥青等。l材料的亲水性与憎水性可用润湿角材料的亲水性与憎水性可用润湿角来说明，来说明，越小，说明材料易被水湿润。实验证明，越小，说明材料易被水湿润。实验证明，当润湿角当润湿角900时，这种材料称为亲水性材时，这种材料称为亲水性材料，如图料，如图1-2a所示；当润湿角所示；当润湿角900时，时，这种材料称为憎水性材料，如图这种材料称为憎水性材料，如图12b所示。所示。图12 材料的润湿示意图(a)亲水性材科；(b)憎水性材料图图13亲水性材料与憎水性材料的毛细亲水性材料与憎水性材料的毛细管作用管作用(a)亲水性材料；亲水性材
5、料；(b)增水性材料增水性材料l1吸水性吸水性l材材料料浸浸入入水水中中汲汲取取水水分分的的能能力力称称为为吸吸水水性性。吸吸水水性性的大小常以吸水率表示。有以下两种表示方法：的大小常以吸水率表示。有以下两种表示方法：l(1)质质量量吸吸水水率率指指材材料料吸吸水水饱饱和和时时，所所吸吸水水量量占占材材料绝干质量的百分率。用公式表示如下：料绝干质量的百分率。用公式表示如下：ll式中式中wm材料的质量吸水率，；材料的质量吸水率，；lmsw材料吸饱水时所吸入的水量，材料吸饱水时所吸入的水量，g或或kg；lm1材料吸饱水时质量，材料吸饱水时质量，g或或kg；lm材料的绝干质量，材料的绝干质量，g或或
6、kg。l(2)体体积积吸吸水水率率指指材材料料吸吸水水饱饱和和时时，所所吸吸水水分分的的体体积占绝干材料自然体积的百分率。用公式表示为：积占绝干材料自然体积的百分率。用公式表示为：l式中式中wv材料的体积吸水率，；材料的体积吸水率，；lVsw材材料料吸吸饱饱水水时时所所吸吸入入的的水水的的体体积积，cm3或或m3；lV0绝干材料在自然状态下的体积，绝干材料在自然状态下的体积，cm3或或m3；l水的密度，水的密度，gcm3。常温下取。常温下取1gcm3。l质量吸水率与体积吸水率的关系为：质量吸水率与体积吸水率的关系为：l式中式中为材料的干表观密度，为材料的干表观密度，g/cm3。lwv可可用用来
7、来说说明明材材料料内内部部孔孔隙隙被被水水充充满满的的程程度度，而而在在材材料料中中，只只有有开开口口孔孔隙隙能能吸吸水水，故故体体积积吸吸水水率率即即为为材材料料的的开开口口孔孔隙隙率率。体体积积吸吸水水率率概概念念比比较较清清楚楚，但但为为方方便便起起见见，在在工工程程应应用用上上常常用用质质量量吸吸水水率率表表示示材材料的吸水性。料的吸水性。l由于材料的吸水率是表示材料汲取水分的能力，所由于材料的吸水率是表示材料汲取水分的能力，所以是一固定值。以是一固定值。l（4）抗抗冻冻性性：在在水水饱饱和和状状态态下下抵抵抗抗冻冻融融不不破破坏坏，不不严严峻峻降降低低强强度度的的性性质质，用用冻冻融
8、融次次数数表表示示，如如F25表表示示经经冻冻融融25个个循循环环强强度度和和质质量量损损失失不不超过规定数。超过规定数。l（5 5）抗渗等级：是指材料在标准试验方法下）抗渗等级：是指材料在标准试验方法下进行透水试验，以规定的试件在透水前所能承进行透水试验，以规定的试件在透水前所能承受的最大水压力来确定的，用符号受的最大水压力来确定的，用符号“P”“P”和材和材料透水前所能承受的最大水压力的（料透水前所能承受的最大水压力的（MPaMPa）数）数值表示。如值表示。如P4P4、P6P6、P8P8等分别表示材料能承受等分别表示材料能承受0.40.4、0.60.6、0.8 MPa0.8 MPa的水压而
9、不渗水。所以，的水压而不渗水。所以，抗渗等级愈高，材料的抗渗性能愈好。抗渗等级愈高，材料的抗渗性能愈好。l例题：例题：1 1、一块烧结一般砖，外形尺寸标准，、一块烧结一般砖，外形尺寸标准，吸水饱和后质量为吸水饱和后质量为2900g，烘干至恒重为，烘干至恒重为2500g，今将该砖磨细过筛再烘干后取，今将该砖磨细过筛再烘干后取50g，用李氏瓶测得其体积为用李氏瓶测得其体积为18.5cm3。试求该砖的。试求该砖的吸水率、密度、体积密度及孔隙率。吸水率、密度、体积密度及孔隙率。l解：吸水率解：吸水率l密度：密度：l体积密度：体积密度：l孔隙率：孔隙率：l开口孔隙率开口孔隙率=l2 2、取堆积密度为、取
10、堆积密度为1400kg/m1400kg/m3 3的干砂的干砂200g200g，装入广口，装入广口瓶中，再把瓶子注满水，此时称重为瓶中，再把瓶子注满水，此时称重为500g500g。已知空。已知空瓶加满水时的质量为瓶加满水时的质量为377g377g。求该砂的表观密度及空。求该砂的表观密度及空隙率。隙率。l解：表观密度解：表观密度l空隙率：空隙率：l3 3、河砂、河砂1000g，烘干至恒重后称重，烘干至恒重后称重988g，求此砂的含水率。，求此砂的含水率。l解：含水率解：含水率l4 4、某工地所用碎石的密度为、某工地所用碎石的密度为2650kg/m2650kg/m3 3，堆积，堆积密度为密度为168
11、0kg/m1680kg/m3 3，表观密度为，表观密度为2610kg/m2610kg/m3 3。求。求该碎石的孔隙率和空隙率。该碎石的孔隙率和空隙率。l解：孔隙率解：孔隙率l空隙率空隙率l5 5、某材料的密度为、某材料的密度为2600kg/m3，枯燥状态体积密度，枯燥状态体积密度为为1600kg/m3，现将一重，现将一重954g的该材料浸入水中，吸的该材料浸入水中，吸水饱和后取出称重为水饱和后取出称重为1086g。试求该材料的孔隙率、。试求该材料的孔隙率、质量吸水率、开口孔隙率和闭口孔隙率。质量吸水率、开口孔隙率和闭口孔隙率。l解：孔隙率解：孔隙率l质量吸水率质量吸水率l开口孔隙率开口孔隙率l
12、闭口孔隙率闭口孔隙率l二、熟悉强度、比强度的概念，熟悉弹性与塑性的概二、熟悉强度、比强度的概念，熟悉弹性与塑性的概念念l（一）强度、比强度（一）强度、比强度l强度：在外力作用下材料抵抗破坏的能力。强度：在外力作用下材料抵抗破坏的能力。l比强度：材料强度与其体积密度之比，是描写材料轻比强度：材料强度与其体积密度之比，是描写材料轻质高强的指标。愈轻质高强的比强度愈大。质高强的指标。愈轻质高强的比强度愈大。l（二）弹性、塑性（二）弹性、塑性l弹性：材料受力后变形，卸载后能完全恢复的性质弹性：材料受力后变形，卸载后能完全恢复的性质l塑性：受力变形，卸载后变形不恢复且不产生裂隙的塑性：受力变形，卸载后变
13、形不恢复且不产生裂隙的性质。性质。l6 6、已已知知混混凝凝土土试试件件的的尺尺寸寸为为150150150mm，质质量量为为8.1kg。其其体体积积密密度度为为多多少少？假假设设测测得得其其最最大大的的破坏压力为破坏压力为540KN，求其抗压强度。，求其抗压强度。l解：体积密度解：体积密度l抗压强度抗压强度l7、用直径为、用直径为18mm的钢筋做拉伸试验，的钢筋做拉伸试验，测得最大拉力为测得最大拉力为137KN，求其抗拉强度。，求其抗拉强度。l解：解：l第二章第二章胶凝材料胶凝材料l一、了解石灰的构成、技术性质及应用一、了解石灰的构成、技术性质及应用l分继续熟化爆灰起鼓。石灰完全熟化后成石灰膏
14、，分继续熟化爆灰起鼓。石灰完全熟化后成石灰膏，石灰膏掺入砂浆中成混合砂浆，比纯水泥砂浆有更石灰膏掺入砂浆中成混合砂浆，比纯水泥砂浆有更好的可塑性，提高劳动生产率和砌体强度。好的可塑性，提高劳动生产率和砌体强度。l（3）石石灰灰膏膏在在空空气气中中硬硬化化产产生生体体积积收收缩缩，故故石石灰灰膏膏用于罩面时应加麻刀或纸筋防裂。用于罩面时应加麻刀或纸筋防裂。l（4）石石灰灰与与粘粘土土拌拌合合加加水水并并夯夯实实可可提提高高土土的的紧紧密密度度，用于根底垫层和防渗层。用于根底垫层和防渗层。l（5 5）生石灰供货时块末比愈大质量愈好。预算中是）生石灰供货时块末比愈大质量愈好。预算中是以生石灰为准，石
15、灰膏与生石灰的换算为以生石灰为准，石灰膏与生石灰的换算为1m1m3 3石灰膏石灰膏约需生石灰约需生石灰630kg630kg。l二、了解建筑石膏的构成、技术性质及应用范围二、了解建筑石膏的构成、技术性质及应用范围l三、熟悉硅酸盐水泥和一般水泥的技术性质、特性三、熟悉硅酸盐水泥和一般水泥的技术性质、特性及适用范围；熟悉矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰及适用范围；熟悉矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥的特性及适用范围水泥的特性及适用范围l（二）（二）PI，P,P0水泥技术性质水泥技术性质l水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料l不仅能在空气中，而且能在水中凝结硬化并保持和不仅能在空气中，而且能在水中凝结硬化并保持和
16、开展强度的胶凝材料。开展强度的胶凝材料。l水泥泛指加水拌和成塑性浆体，能胶结砂、石等适水泥泛指加水拌和成塑性浆体，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材当材料并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。料。l一、硅酸盐水泥的定义一、硅酸盐水泥的定义l但但凡凡由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料，05的的石石灰灰石石或或粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣、适适量量的的石石膏膏磨磨细细制制成成的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料，称为硅酸盐水泥。称为硅酸盐水泥。l硅酸盐水泥可分为两种类型：硅酸盐水泥可分为两种类型：l型型硅硅酸酸盐盐水水泥泥，是是不不掺掺混混合合材材料料的的水水泥泥，其其代代号号
17、为为P。l型型硅硅酸酸盐盐水水泥泥，是是在在硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料粉粉磨磨时时掺掺加加不不超超过过水水泥泥质质量量5的的石石灰灰石石或或粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣混混合合材料的水泥，其代号为材料的水泥，其代号为P。l二、硅酸盐水泥生产工艺简介二、硅酸盐水泥生产工艺简介l生产硅酸盐水泥的关键是有高质量的硅酸盐生产硅酸盐水泥的关键是有高质量的硅酸盐水泥熟料。目前国内外多以石灰石、粘土为水泥熟料。目前国内外多以石灰石、粘土为主要原料（有时需参加校正原料），将其按主要原料（有时需参加校正原料），将其按一定比例混合磨细，首先制得具有适当化学一定比例混合磨细，首先制得具有适当化学成分的生料；然后将生料
18、在水泥窑（回转窑成分的生料；然后将生料在水泥窑（回转窑或立窑）中经过或立窑）中经过14001450的高温煅烧的高温煅烧至局部熔融，冷却后即得到硅酸盐水泥熟料；至局部熔融，冷却后即得到硅酸盐水泥熟料；最后将适量的石膏和最后将适量的石膏和05的石灰石或粒化的石灰石或粒化高炉矿渣混合磨细制成硅酸盐水泥高炉矿渣混合磨细制成硅酸盐水泥l三、硅酸盐水泥熟料的矿物组成三、硅酸盐水泥熟料的矿物组成l生生料料在在煅煅烧烧过过程程中中，首首先先是是石石灰灰石石和和粘粘土土分分别别分分解解成成CaO、SiO2、Al2O3和和Fe2O3，然然后后在在一一定定的的温温度度范范围围内内相相互互反反响响，经经过过一一系系列
19、列的的中中间间过过程程后后，生生成成 硅硅 酸酸 三三 钙钙（3CaOSiO2）、硅硅 酸酸 二二 钙钙（2CaOSiO2）、铝铝酸酸三三钙钙（3CaOAl2O3）和和铁铁铝铝酸酸四四钙钙（4CaOAl2O3Fe2O3），称称为为水水泥泥的的熟熟料料矿物。矿物。l水泥具有许多优良的建筑技术性能，这些性能取决水泥具有许多优良的建筑技术性能，这些性能取决于水泥熟料的矿物成分及其含量，各种矿物单独与于水泥熟料的矿物成分及其含量，各种矿物单独与水作用时，表现出不同的性能。水作用时，表现出不同的性能。表表210水泥熟料矿物的组成、含量及特性水泥熟料矿物的组成、含量及特性l由表由表2 210可知，可知，C
20、3S支配水泥的早期强度，而支配水泥的早期强度，而C2S对水泥后对水泥后期强度影响明显。期强度影响明显。C3A本身强度不高，对硅酸盐水泥的整体本身强度不高，对硅酸盐水泥的整体强度影响木大，但其凝结硬化快。强度影响木大，但其凝结硬化快。矿物名称矿物名称硅酸三钙硅酸三钙硅酸二钙硅酸二钙 铝酸三钙铝酸三钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙氧化物成分氧化物成分3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O34CaOAl2O3Fe2O3简写式简写式C3SC2SC3AC4AF矿物含量（矿物含量（%）376715307151018凝结、硬化速度凝结、硬化速度快快慢慢最快最快中中强度上下（开展）强度上下（开展）高（快）高（
21、快）高（慢）高（慢）低（最快）低（最快）低（中）低（中）水化热水化热大大小小最大最大中中耐蚀性耐蚀性差差好好最差最差中中干缩干缩中中大大最大最大小小NJ160型水泥净型水泥净浆搅拌机该机是浆搅拌机该机是贯彻贯彻GB134689标准的专用设备，标准的专用设备，把水泥与水搅拌成把水泥与水搅拌成均匀的试验用净浆。均匀的试验用净浆。技术参数：技术参数：1、搅拌叶公转慢搅拌叶公转慢速：速：625转分转分搅拌叶公转快速：搅拌叶公转快速：12510转分转分2、搅拌叶自转慢、搅拌叶自转慢速：速：1405转分转分搅拌叶自转快慢搅拌叶自转快慢速：速：28510转分转分3、功率功率快速快速370瓦，瓦，慢速慢速17
22、0瓦瓦水泥标准稠度及凝结水泥标准稠度及凝结时间测定仪时间测定仪用途：用以测定水用途：用以测定水泥净浆的标准稠度泥净浆的标准稠度用水量及凝结时间。用水量及凝结时间。技术参数：试锥等技术参数：试锥等滑动部份总重量滑动部份总重量300g试锥滑动最大行程试锥滑动最大行程70mm净重净重3.8kg水泥标准养护箱本仪器根据国家水泥标准养护箱本仪器根据国家水泥院、交通部对水泥、砼试件水泥院、交通部对水泥、砼试件的标准养护要求而设计制造的，的标准养护要求而设计制造的，内部采用进口不锈钢板制作，内部采用进口不锈钢板制作，喷雾装置采用超声波加湿、制喷雾装置采用超声波加湿、制冷采用大功率压缩机，温湿度冷采用大功率压
23、缩机，温湿度（数显）并装有微型打印机（打（数显）并装有微型打印机（打印时间任意设置），是试验室、印时间任意设置），是试验室、质检部门对水泥砼试件养护的理质检部门对水泥砼试件养护的理想设备。想设备。技术参数：技术参数：1、温度操作仪误差：温度操作仪误差：12、箱内温差：箱内温差：13、湿温操作：湿温操作：904、工作压力：工作压力：220V5、加热功率：加热功率：500W6、压缩机功率：压缩机功率：180W7、内部尺寸：、内部尺寸：550460700mm雷氏夹测定仪雷氏夹测定仪用途：用于检测雷氏夹用途：用于检测雷氏夹质量是否符合要求，也质量是否符合要求，也用于测量沸煮前后水泥用于测量沸煮前后水泥
24、试件在雷氏夹两指针间试件在雷氏夹两指针间距离的增值来判定水泥距离的增值来判定水泥的平安性。技术参数：的平安性。技术参数：专用砝码重量专用砝码重量300g量值刻度板最小刻距量值刻度板最小刻距1mm净重净重1.65kg雷氏夹雷氏夹用途：灌注水泥净浆、经养护成型及沸煮后，测定试件用途：灌注水泥净浆、经养护成型及沸煮后，测定试件的安定性能。的安定性能。技术参数：在技术参数：在300克负荷下两针尖距离的克负荷下两针尖距离的最大膨胀值最大膨胀值17.52.5mm去负荷后要求恢复正常状态去负荷后要求恢复正常状态10mm净重净重30g水泥胶砂搅拌机水泥胶砂搅拌机该搅拌机是执行该搅拌机是执行国际水泥强度试国际水
25、泥强度试验方法验方法IS0679的的专用设备，适用专用设备，适用于各种水泥试样于各种水泥试样混合料的搅拌。混合料的搅拌。技术参数：自转技术参数：自转1405r/min28510r/min公转公转625r/min12510r/min搅拌锅容积搅拌锅容积5L工作电压工作电压380V50HzMD7-4040160mm水泥抗折试模水泥抗折试模是国家标准是国家标准“水泥胶砂水泥胶砂强度检验方法强度检验方法(ISO法法)GB/T17671-1999”中中规定的统一设备。规定的统一设备。技术参数：模腔尺寸技术参数：模腔尺寸长长160mm宽宽40mm深深40mm底座外形最大尺寸底座外形最大尺寸245mm165
26、mm165mm净重净重66.5kgMD7-水泥刮平刀水泥刮平刀用于在制作试体时刮平多余胶砂。用于在制作试体时刮平多余胶砂。技术参数：工作面长度技术参数：工作面长度200mm正三角截面边长正三角截面边长26mmZT96型胶砂试体成型振实台型胶砂试体成型振实台该振实台是用于按该振实台是用于按ISO679：1989水泥强度试验方法测定水泥胶砂强水泥强度试验方法测定水泥胶砂强度的专用设备，其结构和性能符合度的专用设备，其结构和性能符合JCT6821997的要求。的要求。技术参数：技术参数：1、振幅：振幅：15mm3mm2、振动频率：振动频率：60次次S1S3、台盘总质量（包括臂杆）：台盘总质量（包括臂
27、杆）：13.75Kg0.25Kg4、电源：电源：220V5、体积：体积：104300460mm电动抗折试验机电动抗折试验机用于水泥、软练胶用于水泥、软练胶砂及非金属脆性材砂及非金属脆性材料的抗折强度试验料的抗折强度试验技术参数：最大拉技术参数：最大拉力：单杠杆力：单杠杆1200N双杠杆双杠杆6000N加荷速度：单杠杆加荷速度：单杠杆10N/S双杠杆双杠杆50N/S拉力精度：拉力精度：45mm净重净重4.6kglP.44试判断该水泥是否能按原强度等级使用？试判断该水泥是否能按原强度等级使用？l解：解：1.抗折强度抗折强度l2.抗压强度抗压强度l由于由于fc4超过平均值的超过平均值的10%，应与剔
28、除：，应与剔除：l所以所以fc平均值为平均值为l何谓活性混合材料和非活性混合材料？它们参加硅何谓活性混合材料和非活性混合材料？它们参加硅酸盐水泥中各起什么作用？硅酸盐水泥常掺入哪几酸盐水泥中各起什么作用？硅酸盐水泥常掺入哪几种活性混合材料？种活性混合材料？l（）非活性混合材料（）非活性混合材料l在常温条件下，不能与在常温条件下，不能与Ca（OH）2或水泥发生水化或水泥发生水化反响的混合材料称为非活性混合材料。将非活性混反响的混合材料称为非活性混合材料。将非活性混合材料掺入水泥中可提高水泥产量，降低水泥本钱，合材料掺入水泥中可提高水泥产量，降低水泥本钱，调节水泥强度等级，也可以减少水化热，改善耐
29、腐调节水泥强度等级，也可以减少水化热，改善耐腐蚀性。磨细的石灰石、石英砂、粘土、慢冷矿渣都蚀性。磨细的石灰石、石英砂、粘土、慢冷矿渣都属于非活性混合材料。属于非活性混合材料。l（二）活性混合材料（二）活性混合材料l在在常常温温条条件件下下，能能与与Ca（OH）2或或水水泥泥发发生生水水化化反反响响并并生生成成相相应应的的具具有有水水硬硬性性水水化化产产物物的的混混合合材材料料称称为为活活性性混混合合材材料料。活活性性混混合合材材料料除除具具有有非非活活性性混混合合材材料料的的作作用用外外，还还能能产产生生一一定定的的强强度度，并并能能明明显显改改善水泥的性能。常用的活性混合材料有以下三种：善水
30、泥的性能。常用的活性混合材料有以下三种：l1粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣l将炼铁高炉中的熔融矿渣经水淬等急冷方式而成的将炼铁高炉中的熔融矿渣经水淬等急冷方式而成的疏松颗粒称为粒化高炉矿渣，又称水淬矿渣。急冷疏松颗粒称为粒化高炉矿渣，又称水淬矿渣。急冷矿渣的结构为不稳定的玻璃体，储有较高的潜在化矿渣的结构为不稳定的玻璃体，储有较高的潜在化学活性，其活性成分为活性氧化硅和活性氧化铝，学活性，其活性成分为活性氧化硅和活性氧化铝，即使在常温下，也可以与即使在常温下，也可以与Ca（OH）2反响产生强度。反响产生强度。l2火山灰质混合材料火山灰质混合材料l火火山山喷喷发发时时，随随同同熔熔岩岩一一起起喷喷发发
31、的的大大量量碎碎屑屑沉沉积积在在地地面面或或水水中中成成为为松松软软物物质质，称称为为火火山山灰灰。由由于于喷喷出出后后即即遭遭急急冷冷，因因此此含含有有一一定定量量的的玻玻璃璃体体，这这些些玻玻璃璃体体是是火火山山灰灰活活性性的的主主要要来来源源，它它的的成成分分主主要要是是活活性性氧氧化化硅硅和和活活性性氧氧化化铝铝。火火山山灰灰质质混混合合材材料料泛泛指指火火山山灰一类物质，按其化学成分和矿物结构可分为三类：灰一类物质，按其化学成分和矿物结构可分为三类：l（1）含含水水硅硅酸酸质质混混合合材材料料：硅硅藻藻土土、硅硅藻藻石石、蛋蛋白石和硅质渣等。其活性成分以氧化硅为主。白石和硅质渣等。其
32、活性成分以氧化硅为主。l（2）铝铝硅硅玻玻璃璃质质混混合合材材料料：火火山山灰灰、凝凝灰灰岩岩、浮浮石和某些工业废渣。其活性成分为氧化硅和氧化铝。石和某些工业废渣。其活性成分为氧化硅和氧化铝。l（3）烧粘土质混合材料：烧粘土、煤渣、自燃煤）烧粘土质混合材料：烧粘土、煤渣、自燃煤矸石等。其活性成分以氧化铝为主。矸石等。其活性成分以氧化铝为主。l火火山山灰灰材材料料的的特特点点是是需需水水性性大大，比比外外表表积积大大，因因此此用用其其配配制制的的水水泥泥的的需需水水性性也也大大，其其中中活活性性二二氧氧化化硅硅和和三三氧氧化化二二铝铝与与水水泥泥水水化化时时生生成成的的氢氢氧氧化化钙钙进进行行反
33、反响响，生生成成非非水水溶溶性性的的含含水水硅硅酸酸钙钙及及含含水水铝铝酸酸钙钙，从从而而提提高高强强度度与与不不透透水性。水性。l3粉煤灰粉煤灰l粉煤灰（又称飞灰）是从煤粉炉烟道气体中收集的粉末，粉煤灰（又称飞灰）是从煤粉炉烟道气体中收集的粉末，以二氧化硅和氧化铝为主要成分，含有少量氧化钙，具以二氧化硅和氧化铝为主要成分，含有少量氧化钙，具有火山灰性。呈玻璃态实心或空心的球状颗粒，外表致有火山灰性。呈玻璃态实心或空心的球状颗粒，外表致密者较好。粉煤灰的活性主要决定于玻璃体的含量。密者较好。粉煤灰的活性主要决定于玻璃体的含量。l（三）六种水泥的特性及适用范围（见教材（三）六种水泥的特性及适用范
34、围（见教材39页表页表2-24）l第三章第三章结构材料结构材料l结构材料包括混凝土、建筑砂浆和建筑钢材。结构材料包括混凝土、建筑砂浆和建筑钢材。l混凝土是由有机或无机胶凝材料、集料和水，混凝土是由有机或无机胶凝材料、集料和水，必要必要时掺时掺入化学外加入化学外加剂剂和和矿矿物物质质混合材料，按混合材料，按预预先先设计设计好的比例拌合、成型，并于一定条件好的比例拌合、成型，并于一定条件下硬化而成的人造石材的下硬化而成的人造石材的总总称。称。l第一节第一节 一般混凝土的组成材料一般混凝土的组成材料l在一般混凝土中，砂石起骨架作用，称作集料在一般混凝土中，砂石起骨架作用，称作集料(又称骨料又称骨料)
35、。水泥和水组成的水泥浆填充在砂、。水泥和水组成的水泥浆填充在砂、石的空隙中起填充作用，使混凝土获得必要的石的空隙中起填充作用，使混凝土获得必要的密实性；同时水泥浆又包裹在砂、石的外表，密实性；同时水泥浆又包裹在砂、石的外表，起润滑作用，使新拌混凝土具有成型时所必需起润滑作用，使新拌混凝土具有成型时所必需的和易性；水泥浆还起胶结剂的作用，硬化后的和易性；水泥浆还起胶结剂的作用，硬化后将砂石牢固地胶结成为一个整体。将砂石牢固地胶结成为一个整体。l一、水泥一、水泥l水泥是混凝土中最主要的组成材料。合理选择水泥是混凝土中最主要的组成材料。合理选择水泥，对于保证混凝土的质量，降低本钱是非水泥，对于保证混
36、凝土的质量，降低本钱是非常重要的。水泥品种的选择，应根据结构物所常重要的。水泥品种的选择，应根据结构物所处的环境条件及水泥的特性等因素综合考虑。处的环境条件及水泥的特性等因素综合考虑。l水泥强度等级的选择，应与所配制的混凝土强水泥强度等级的选择，应与所配制的混凝土强度等级相适应，即低强度等级混凝土选用低强度等级相适应，即低强度等级混凝土选用低强度等级水泥，高强度等级混凝土选用高强度等度等级水泥，高强度等级混凝土选用高强度等级水泥。级水泥。l二、骨料二、骨料l骨骨料料是是混混凝凝土土的的主主要要组组成成材材料料之之一一，在在混混凝凝土土中中起起骨骨架架作作用用。粒粒径径在在4.75mm4.75m
37、m以以上上者者，称称粗粗骨骨料料；粒粒径径在在4.75mm4.75mm以以下下者者，称称细细骨骨料料。一一般般混混凝凝土土用用的的骨骨料料称称为为一一般般骨骨料料，一一般般为为各各种种天天然然岩石。岩石。l（一）砂（了解砂子级配的概念）（一）砂（了解砂子级配的概念）l（1）砂应粗、中、细合理级配，可节约水泥）砂应粗、中、细合理级配，可节约水泥l砂的粗细程度和颗粒级配通过筛分析法确定。砂的粗细程度和颗粒级配通过筛分析法确定。l筛筛 分分 析析 法法 是是 用用 一一 套套 孔孔 径径 为为 4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm和和0.15mm的的标标准准方方孔孔筛
38、筛，按按照照筛筛孔孔的的大大小小顺顺序序，将将用用9.50mm方方孔孔筛筛筛筛出出的的500g干干砂砂，由由粗粗到到细细过过筛筛，称称得得各各号号筛筛上上的的筛筛余余量量，并并计计算算出出各各筛筛上上的的分分计计筛筛余余百百分分率率a1、a2、a3、a4、a5和和a6(各各筛筛上上的的筛筛余余量量占占砂砂样样总总重重的的百百分分率率)及及累累计计筛筛余余百百分分率率A1、A2、A3、A4、A5和和A6(各各号号筛筛的的分分计计筛筛余余百百分分率率加加上上大大于于该该筛筛的的分分计计筛筛余余百百分分率率之之和和)。其关系见表其关系见表35。l表表35累计筛余与分计筛余的关系累计筛余与分计筛余的关
39、系l砂的粗细程度用细度模数砂的粗细程度用细度模数M Mx表示。表示。M Mx计算公式为计算公式为 筛孔尺寸筛孔尺寸mm 分计筛余分计筛余累计筛余累计筛余%4.752.361.180.600.300.15a1a2a3a4a5a6A1=a1A2=a1+a2A3=a1+a2+a3A4=a1+a2+a3+a4A5=a1+a2+a3+a4+a5A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6l砂按细度模数砂按细度模数M Mx x分为粗、中、细三种规格：分为粗、中、细三种规格：lM Mx3.73.73.1 3.1 为粗砂为粗砂lM Mx3.03.02.3 2.3 为中砂为中砂lM Mx2.22.21.6 1.6
40、为细砂为细砂l一般混凝土用砂以中砂较为适宜。一般混凝土用砂以中砂较为适宜。l砂的颗粒级配用级配区表示，根据建筑用砂砂的颗粒级配用级配区表示，根据建筑用砂(GB/T14684-2001)规定，对细度模数为规定，对细度模数为3.71.6的砂，的砂，按累计筛余百分率划分为三个级配区，见表按累计筛余百分率划分为三个级配区，见表36。混。混凝土用砂的颗粒级配，应处于表凝土用砂的颗粒级配，应处于表36中的任何一个级中的任何一个级配区内配区内。表中所列的累计筛余百分率，除表中所列的累计筛余百分率，除4.75mm和和0.60mm筛号外，允许稍有超出分界线，其总量不大筛号外，允许稍有超出分界线，其总量不大于于5
41、。l表表3-6砂颗粒级配区砂颗粒级配区级配区级配区方筛孔方筛孔 1 1区区2 2区区3 3区区9.50mm9.50mm0 00 00 04.75mm4.75mm10100 010100 010100 02.36mm2.36mm35355 525250 015150 01.18mm1.18mm656535355050101025250 00.60mm0.60mm8585717170704141404016160.30mm0.30mm9595808092927070858555550.15mm0.15mm100100909010010090901001009090l例例31某砂样筛分结果列于表某砂
42、样筛分结果列于表37中，试中，试评定该砂的粗细程度和颗粒级配。评定该砂的粗细程度和颗粒级配。l表表37某砂样（干砂某砂样（干砂500g）筛分结果）筛分结果筛孔尺寸筛孔尺寸mm分分计计筛筛余余累计筛余累计筛余筛余量筛余量/g分计筛余率分计筛余率4.7525552.367014191.187014330.609018510.3012024750.1510020950.15255l解解计算细度模数：计算细度模数：l属于中砂属于中砂l查表查表36得，该批砂颗粒级配区为得，该批砂颗粒级配区为2区。区。l结果评定：该砂样为结果评定：该砂样为2区中砂。区中砂。l如果砂子自然级配不适宜，如甲砂比第如果砂子自然
43、级配不适宜，如甲砂比第3 3级配区的级配区的要求偏粗，而比第要求偏粗，而比第2 2级配区的要求偏细；乙砂比第级配区的要求偏细；乙砂比第1 1级配区的要求偏粗，这时就要采用人工级配的方法级配区的要求偏粗，这时就要采用人工级配的方法来改善。最简单的措施是将粗、细砂按适当比例掺来改善。最简单的措施是将粗、细砂按适当比例掺合使用，进行试配。如甲、乙两种不符合级配要求合使用，进行试配。如甲、乙两种不符合级配要求的砂，按甲砂的砂，按甲砂2020十乙砂十乙砂8080配合调整后的混合砂配合调整后的混合砂级配符合第一级配区要求；按甲砂级配符合第一级配区要求；按甲砂5050十乙砂十乙砂5050配合调整后的混合砂，
44、其级配符合第配合调整后的混合砂，其级配符合第2 2级配区要求。级配区要求。l（2）砂的三种状态）砂的三种状态l（3）砂体积与含水率的关系：）砂体积与含水率的关系：l砂体积随其含水率的不同而变化：含水率在砂体积随其含水率的不同而变化：含水率在6%左右时体积膨胀最大，堆积密度最小；而左右时体积膨胀最大，堆积密度最小；而含水率达含水率达20%时体积反而收缩，堆积密度最大。时体积反而收缩，堆积密度最大。砂垫层不能夯实，而是灌水使其密实，就是利砂垫层不能夯实，而是灌水使其密实，就是利用这一性质。用这一性质。l（二）石子（二）石子l（1）作作为为混混凝凝土土中中的的粗粗骨骨料料，石石子子分分为为碎碎石石和
45、和卵卵石石，其粒径最小其粒径最小510mm，最大，最大540mm。l（2）石石子子的的最最大大粒粒径径：从从节节省省水水泥泥的的角角度度，石石子子粒粒径径愈愈大大愈愈好好，因因单单位位体体积积径径愈愈大大石石子子的的外外表表积积愈愈小小愈愈节节省省水水泥泥，但但从从结结构构和和施施工工要要求求，石石子子最最大大粒粒径径应应用用上上限值：限值：l第二节第二节一般混凝土的主要技术性质一般混凝土的主要技术性质l熟熟悉悉混混凝凝土土的的分分类类及及混混凝凝土土的的技技术术性性质质，掌掌握握混混凝凝土土的的强强度度等等级级分分类类；掌掌握握混混凝凝土配合比设计的方法。土配合比设计的方法。l一、分类一、分
46、类l二、技术性质二、技术性质l第三节第三节一般混凝土配合比设计一般混凝土配合比设计l1设计已知条件：设计已知条件：l（1）要求设计）要求设计C混凝土混凝土,l（2）准备采用的水泥种类及强度等级）准备采用的水泥种类及强度等级,l（3）据施工要求的坍落度）据施工要求的坍落度,l（4）砂子类别）砂子类别,l（5）石子类别）石子类别(碎、卵碎、卵)及颗粒级配及颗粒级配l配比计算中的文字符号含意：配比计算中的文字符号含意：W水量；水量；C水泥量；水泥量；S砂子量；砂子量；G石子量。石子量。下标下标“0”的为每的为每m3用量。用量。l2 2设计步骤设计步骤l（1 1）确定配制强度）确定配制强度f fcu,
47、ocu,ol混凝土标准差可查表：混凝土标准差可查表：f fcu,ocu,o=f=fcu,kcu,k+1.645+1.645l（2 2）确定水灰比）确定水灰比W/CW/C。l根据公式根据公式f fcu,ocu,o=a af fcece(C/W-(C/W-b b)可得。可得。l粗粗骨骨料料回回归归系系数数：碎碎石石a a=0.46,=0.46,b b=0.07=0.07；卵卵石石a a=0.48,=0.48,b b=0.33=0.33。lf fcece:水泥水泥2828天抗压强度实测值，无实测值时按公式确天抗压强度实测值，无实测值时按公式确定定ffcece=c cf fce,gce,gl（3 3）
48、确定单位体积用水量）确定单位体积用水量l干干硬硬混混凝凝土土和和塑塑性性混混凝凝土土，根根据据骨骨料料品品种种、粒粒径径及及施施工工要要求求的的拌拌合合物物稠稠度度表表查查3-273-27、3-283-28选取。选取。l流流动动性性、大大流流动动性性混混凝凝土土，按按表表3-283-28中中坍坍落落度度9090用水量每增大用水量每增大2020用水量增加用水量增加5 5。l（4 4）计算水泥用量）计算水泥用量l（5 5）确定砂率）确定砂率l按表按表3-293-29选取选取l（6 6）计算砂石用量）计算砂石用量l体积法体积法l上上两两方方程程有有两两个个未未知知数数（m msoso,m,mgogo
49、）联联立立求求解。解。l重量法重量法l原原理理：混混凝凝土土的的密密度度=（每每立立方方米米）各各组组成成局局部部密密度度之和之和l公式：公式：m mcoco+m+mgogo+m+msoso+m+mwowo=m=mcpcpll联立求解联立求解m mgogo、m msosol最最后后得得到到的的是是每每立立方方米米混混凝凝土土中中各各组组分分的的用用量量m mcoco、m mwowo、m msoso、m mgogol按此配比试拌养护后检验是按此配比试拌养护后检验是f fcu,ocu,o否到达设计要求。否到达设计要求。l三、混凝土配合比设计例题三、混凝土配合比设计例题l(一一)设计要求设计要求 l
50、某某工工程程的的钢钢筋筋混混凝凝土土梁梁，混混凝凝土土设设计计强强度度等等级级为为C20C20，坍坍落落度度要要求求35mm35mm50mm50mm。施施工工单单位位生生产产质质量量水平优良，采用机械拌合，机械振捣。水平优良，采用机械拌合，机械振捣。l(二二)原材料原材料 l42.5级一般硅酸盐水泥，实际强度为级一般硅酸盐水泥，实际强度为43MPa，密，密度为度为3100kgm3，中砂，表观密度为，中砂，表观密度为2650Kgm3，堆积密度为，堆积密度为1500kgm3；碎石，粒级为；碎石，粒级为5mm20mm，表观密度为，表观密度为2680kgm3，堆积密度为，堆积密度为1500kgm3；自