土建工程基础工程材料.pptx

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1、会计学1土建工程基础工程材料土建工程基础工程材料2.按使用功能分类第1页/共193页1.1.2 1.1.2 工程材料的物理性质工程材料的物理性质工程材料的物理性质工程材料的物理性质 开口孔隙：与外界相连通的孔隙；闭口孔隙：与外界隔绝的孔隙。极细孔隙：孔径D0.01mm；细小孔隙：孔径D1.0mm。第2页/共193页1.密度 式中：材料的密度，g/cm3；材料的质量（干燥至恒重），g；材料在绝对密实状态下的体积，cm3。(一一一一)密度、表观密度、体积密度和堆积密度密度、表观密度、体积密度和堆积密度密度、表观密度、体积密度和堆积密度密度、表观密度、体积密度和堆积密度 在测定有孔隙材料（如砖、石等

2、）的密度时，应把材料磨成细粉，干燥后，用李氏密度瓶测定其绝对密实体积。第3页/共193页2.表观密度（视密度）式中：材料的表观密度，kg/m3或g/cm3；材料在干燥状态下的质量；材料在包含闭口孔隙条件下的体积，m3或cm3。材料在包含闭口孔隙条件下的体积是采用排液置换法或水中称重法测量。材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积 第4页/共193页3.体积密度（容重）式中：材料的体积密度，kg/m3或g/cm3；材料的质量，按有关标准规定，该质量是指自然状态下 的气干质量，即将试件置于通风良好的室内存放7 d后 测得的质量，kg或g；材料在自然状态下的体积，包括材料实体及内部孔隙 （开口

3、孔隙和闭口孔隙）体积，m3或cm3。对于不规则形状材料的体积，可采用封蜡排液法测得。第5页/共193页4.堆积密度 式中：材料的堆积密度，kg/m3；材料的质量，kg；材料的堆积体积，m3。材料的堆积体积包括材料绝对体积、材料内部所有孔隙体积和颗粒间的空隙体积。第6页/共193页表1-1 常用建筑材料的密度、体积密度、堆积密度材料材料密度密度（g/cm3)体积密度体积密度（kg/m3)堆积密度堆积密度（kg/m3)碎石碎石砂砂普通砖普通砖空心砖空心砖水泥水泥普通混凝土普通混凝土木材木材钢材钢材2.602.602.502.503.101.557.851600 18001000 14002100

4、2600400 80078501400 17001450 16501200 1300第7页/共193页(二二二二)材料的孔隙率和密实度材料的孔隙率和密实度材料的孔隙率和密实度材料的孔隙率和密实度1.孔隙率 材料的孔隙率是指材料中的孔隙体积占材料自然状态下总体积的百分率。密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。2.密实度第8页/共193页 1.空隙率 材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积占堆积体积的百分率。填充率是指散粒状材料在自然堆积状态下，其中的颗粒体积占自然堆积状态下的体积的百分率。(三)材料的空隙率和填充率 2.填充率第9页/共193页例：某容量筒质量为3.4

5、 kg，容积为10L。容量筒装满绝对干燥石子后的总质量为18.4 kg。若向筒内注入水，待石子吸水饱和后，再注满此筒，共注入水 4.27 kg。将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为15.2kg。求该石子的表观密度、体积密度、堆积密度和填充率。第10页/共193页(四四四四)材料与水有关的性质材料与水有关的性质材料与水有关的性质材料与水有关的性质1.亲水性与憎水性亲水性材料：水泥、砂、石材、砖、木材等；憎水性材料：沥青、油漆、塑料、防水油膏等。亲水性是指材料与水接触后能被水湿润并将水吸入内部的性质；憎水性是指材料与水接触后能将水排斥在外的性质。第11页/共193页 2材料的吸水性与吸湿性（

6、1）吸水性1）质量吸水率 质量吸水率是指材料吸水饱和时，所吸收水分的质量占干燥材料质量的百分数。式中：质量吸水率，；材料在干燥状态下的质量，g；材料在吸水饱和状态下的质量，g。第12页/共193页2）体积吸水率 体积吸水率是指材料吸水饱和时，所吸水分的体积占干燥材料体积的百分数。式中：体积吸水率，；干操材料体积，cm3；水的密度，g/cm3。第13页/共193页（2）吸湿性 吸湿性指材料在潮湿空气中吸收水分的性质，以含水率表示。含水率是指材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比。式中：材料的含水率，；材料在干燥状态下的质量，g；材料含水状态下的质量，g。材料的含水率受环境影响，随空气的温度

7、和湿度的变化而变化。当材料中的湿度与空气湿度达到平衡时的含水率称为平衡含水率。第14页/共193页 3耐水性 软化系数的范围波动在01之间。通常将软化系数大于等于0.85的材料看作是耐水材料。材料的耐水性是指材料长期在水的作用下不破坏，而且强度也不显著降低的性质。材料耐水性用软化系数 表示。式中：材料在吸水饱和状态下的抗压强度，MPa；材料在干燥状态下的抗压强度，MPa。第15页/共193页 4抗渗性 抗渗性指材料抵抗压力水渗透的性质。材料的抗渗性常用渗透系数或抗渗等级来表示。式中：渗透系数，cm/h；透水量，cm3；试件厚度，cm；透水面积，cm2；时间，h；H水头高度，cm。渗透系数的物理

8、意义是：单位时间内，在一定的水压作用下，单位厚度的材料，单位截面积上的透水量。渗透系数越小的材料表示其抗渗性越好。第16页/共193页 抗渗等级是指在规定试验条件下，材料渗透时所能承受的最大水压力。如混凝土的抗渗性用抗渗等级表示，有P2、P4、P6、P8、P10、P12等几个等级。第17页/共193页 5抗冻性 抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻结和融化作用（冻融循环）而不破坏、强度又不显著降低的性质。材料的抗冻性用抗冻等级来表示。如混凝土的抗冻等级以符号F表示，F100表示所能承受的最大冻融循环次数不少于100次，试件的相对动弹性模量下降至60或质量损失不超过5。第18页/共193

9、页现象：某施工队原使用普通烧结粘土砖，后改为表现密度为700 kg/m3的加气混凝土砌块。在抹灰前采用同样的方式往墙上浇水，发现原使用的普通烧结粘土砖易吸足水量，但加气混凝土砌块虽表面看来浇水不少，但实则吸水不多，请分析原因。工程实例加气混凝土砌块吸水分析第19页/共193页(五五五五)材料的热工性质材料的热工性质材料的热工性质材料的热工性质 1.材料的热容量 材料的热容量是指材料在温度变化时吸收和放出热量的能力。材料的热容量用比热容来表示。材料比热容的物理意义是：单位重量的材料，在温度每改变1K时所吸收或放出的热量。式中：材料的热容量，kJ；材料的重量，kg；材料受热或冷却前后的温度差，K；

10、材料的比热容，kJ/（kgK）。第20页/共193页 2材料的导热性 当材料两侧存在温度差时，热量将由温度高的一侧通过材料传递到温度低的一侧，材料的这种传导热量的能力，称为导热性。材料的导热性可用导热系数来表示。式中：材料的导热系数，W/（mK）；传导的热量，J；材料的厚度，m；材料传热的面积，m2；传热时间，s；材料两侧温度差，K。导热系数的物理意义是：厚度为1m的材料，当温度每改变1K时，在1s时间内通过1m2面积的热量。第21页/共193页 材料的导热系数愈小，表示其绝热性能愈好。各种材料的导热系数差别很大，工程中通常把 0.23 W/（mK）的材料称为绝热材料。材料的导热系数和热容量是

11、建筑物围护结构（墙体、屋盖）进行热工计算要用到的重要参数，设计时应选用导热系数较小而热容量较大的建筑材料，以使建筑物保持室内温度的稳定性。第22页/共193页 表1-2 常用土木工程材料的热工性质指标材料名称材料名称导热系数导热系数 W/（mK）比热容比热容 J/（gK）钢材钢材普通混凝土普通混凝土水泥砂浆水泥砂浆粘土空心砖粘土空心砖松木松木泡沫塑料泡沫塑料58581.511.510.930.930.640.640.170.170.350.350.030.030.480.480.840.840.840.840.920.922.722.721.301.30第23页/共193页加气混凝土砌块与几种

12、墙体材料导热系数比较材料种类材料种类容重容重kg/m3导热系数导热系数W/（mK）加气混凝土砌块加气混凝土砌块烧结实心砖烧结实心砖烧结多孔砖烧结多孔砖蒸压灰砂砖蒸压灰砂砖钢筋混凝土钢筋混凝土40070016001200140023000.120.180.810.430.440.641.75第24页/共193页 1.1.3 1.1.3 工程材料的力学性质工程材料的力学性质工程材料的力学性质工程材料的力学性质(一一一一)强度强度强度强度 强度指材料抵抗外力破坏的能力，即材料达到破坏前所能承受的极限应力值。根据外力作用方式的不同，材料强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度及抗剪强度几种。表13 常用材料

13、强度(MPa)材料材料抗压强度抗压强度抗拉强度抗拉强度抗弯强度抗弯强度花岗岩花岗岩100250581014普通粘土砖普通粘土砖5201.64.0普通混凝土普通混凝土56019松木松木(顺纹顺纹)30508012060100建筑钢材建筑钢材24015002401500第25页/共193页材料材料 表观密度表观密度（kg/m3）抗压强度抗压强度（MPa）比强度比强度低碳钢低碳钢 7800415 0.053 松木松木 50034.3（顺纹）（顺纹）0.069 普通混凝土普通混凝土 240029.4 0.012 表1-4 钢材、木材和混凝土的强度比较 比强度，指材料强度与其体积密度之比。它是评价材料是

14、否轻质高强的指标。材料比强度越大，越轻质高强。第26页/共193页 (二二二二)弹性和塑性弹性和塑性弹性和塑性弹性和塑性 弹性指材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能够完全恢复原来形状的性质。这种可完全恢复的变形称为弹性变形。式中：材料所受的应力，MPa；材料在应力 作用下产生的应变，无量纲。塑性指在外力作用下材料产生变形，外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质。这种不能恢复的变形称为塑性变形。第27页/共193页 (三三三三)脆性和韧性脆性和韧性脆性和韧性脆性和韧性 脆性指材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质。具有这种性质的材料称为脆性材料。脆性材料的抗压强度比其抗拉强度

15、往往要高很多倍。它对承受振动作用和抵抗冲击荷载是不利的。砖、石材、陶瓷、玻璃、铸铁等都属于脆性材料。韧性指在冲击或振动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏的性质。低碳钢、木材等属于韧性材料。第28页/共193页 (四四四四)硬度和耐磨性硬度和耐磨性硬度和耐磨性硬度和耐磨性 耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性用磨损率表示，即材料受磨损后单位受磨面积损失的材料质量。材料的耐磨性与材料的组成结构及强度、硬度有关。硬度是指材料表面抵抗其他物体压入或刻划的能力。金属材料等的硬度常用压入法测定，如布氏硬度法，是以单位压痕面积上所受的压力来表示。陶瓷等材料常用刻划法测

16、定。一般情况下，硬度大的材料强度高、耐磨性较强，但不易加工。第29页/共193页 1.1.4 1.1.4 工程材料的耐久性工程材料的耐久性工程材料的耐久性工程材料的耐久性 材料的耐久性是指材料在长期使用过程中，抵抗周围环境各种介质的侵蚀，能长期保持材料原有性质的能力。材料的耐久性是指材料在长期使用过程中，抵抗周围环境各种介质的侵蚀，能长期保持材料原有性质的能力。n n物理作用：干湿变化、温度变化及冻融变化等物理作用：干湿变化、温度变化及冻融变化等物理作用：干湿变化、温度变化及冻融变化等物理作用：干湿变化、温度变化及冻融变化等n n化学作用：酸、碱、盐等化学作用：酸、碱、盐等化学作用：酸、碱、盐

17、等化学作用：酸、碱、盐等n n生物作用：细菌、微生物等生物作用：细菌、微生物等生物作用：细菌、微生物等生物作用：细菌、微生物等第30页/共193页作业作业1.名词解释平衡含水率 耐水性 比强度 弹性2.简答题材料的密度、表观密度、体积密度及堆积密度有何区别？3.计算题某材料密度为2.60g/cm3，干燥表观密度为1600 kg/m3，现将质量为954g 的该材料浸入水中，待吸水饱和后取出称得质量为1086g。试求该材料的孔隙率、质量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。第31页/共193页1.2.1 1.2.1 水泥的分类水泥的分类水泥的分类水泥的分类1.按矿物组成分 可分为硅酸盐类水泥、铝酸盐类水

18、泥、硫铝酸盐类水泥和铁铝酸盐类水泥等。2.按用途分 通用水泥：用于一般土木建筑工程的水泥，包括硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥以及复合硅酸盐水泥。专用水泥：专门用途的水泥，如油井水泥、低热水泥、道路水泥等。特性水泥：某种性能比较突出的水泥，如快硬水泥、白色水泥、膨胀水泥、抗硫酸盐水泥等。第32页/共193页1.2.2 1.2.2 硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、05石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥（即国外通称的波特兰水泥）。硅酸盐水泥分两种类型：不掺加混合材料的称I型硅酸盐水泥，代号PI

19、；在硅酸盐水泥粉磨时掺入不超过水泥质量 5的石灰石或料化高炉矿渣混合材料的称型硅酸盐水泥，代号P。(一)硅酸盐水泥的生产与基本组成第33页/共193页1.硅酸盐水泥的生产 硅酸盐水泥的生产过程分为制备生料、煅烧熟料、粉磨水泥三个主要阶段，该生产工艺过程可概括为“两磨一烧”，如图1-2所示。石灰质原料粘土质原料铁矿粉等按比例配合磨细生料煅烧(1450)熟料水泥石膏图1-2 硅酸盐水泥的生产流程第34页/共193页2.硅酸盐水泥熟料矿物组成 表1-5 硅酸盐水泥熟料主要矿物及其含量矿物名称矿物名称化学成分化学成分缩写符号缩写符号含量含量硅酸三钙硅酸三钙 3CaOSiO2C3S37%60%硅酸二钙硅

20、酸二钙 2CaOSiO2 C2S15%37%铝酸三钙铝酸三钙 3CaOAl2O3 C3A7%15%铁铝酸四钙铁铝酸四钙 4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF10%18%第35页/共193页表1-6 各种熟料矿物单独与水作用的性质C3SC2SC3AC4AF水化速度水化速度快快慢慢最快最快较快较快28天水化热天水化热大大小小最大最大中中强度强度高高早期低，后早期低，后期高期高低低中中抗硫酸盐侵蚀性抗硫酸盐侵蚀性中中最好最好差差好好体积收缩体积收缩中中中中最大最大最小最小性质矿物名称第36页/共193页硅酸盐水泥硬化后生成的主要水化物有：水化硅酸钙(3CaO2SiO23H2O)水化铁酸钙(CaOF

21、e2O3H2O)水化铝酸钙(3CaOAl2O36H2O)水化硫铝酸钙(3CaOAl2O33CaSO432H2O)氢氧化钙 Ca(OH)2 水化硅酸钙对水泥石的强度和其他主要性质起主导作用。第37页/共193页(二二二二)硅酸盐水泥的主要技术要求硅酸盐水泥的主要技术要求硅酸盐水泥的主要技术要求硅酸盐水泥的主要技术要求1.细度 细度是指水泥颗粒的粗细程度。根据国家标准（GB175-2007）规定，硅酸盐水泥比表面积应大于300m2/kg(1kg水泥所具有的总表面积)。缺点:水泥越细优点：总表面积越大，与水发生水化反应的速度越快，水泥石的早期强度越高。硬化收缩越大；易受潮而降低活性；成本越高。第38

22、页/共193页2.凝结时间 水泥加水拌合时起开始失去可塑性完全失去可塑性初凝终凝 水泥凝结时间分初凝时间和终凝时间。第39页/共193页 水泥的初凝和终凝时间对工程有重要意义。例如：混凝土的施工。结论1：水泥的初凝时间不能过短，否则在施工前即已失去流动性和可塑性而无法施工。结论2：水泥的终凝时间不能过长，否则将延长施工进度和模板周转期。硅酸盐水泥初凝时间不得早于45 min，终凝时间不得迟于6.5 h。凡凝结时间不符合规定的水泥，为不合格品。第40页/共193页3.体积安定性 体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀程度，又称水泥安定性。安定性不良的水泥硬化后体积发生不均匀膨胀，导致

23、水泥石开裂、翘曲等现象。注意：安定性不良的水泥为不合格品。国家标准规定，硅酸盐水泥熟料中游离氧化钙含量用沸煮法检验必须合格，游离氧化镁的含量一般不得超过5%，三氧化硫的含量不得超过3.5%。第41页/共193页4.强度 水泥强度等级是按规定龄期水泥胶砂的抗压强度和抗折强度来划分，水泥胶砂的抗压强度和抗折强度是指按水泥：标准砂（质量比）=1：3，水灰比0.5，以规定方法制成尺寸为4040160mm 胶砂试件，在标准温度201的水中养护，测定3天、28天的试件抗压强度和抗折强度。第42页/共193页表1-7 硅酸盐水泥的强度要求强度等级强度等级抗压强度抗压强度(MPa)抗折强度抗折强度(MPa)3

24、d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0第43页/共193页(三三三三)硅酸盐水泥石的腐蚀与防止硅酸盐水泥石的腐蚀与防止硅酸盐水泥石的腐蚀与防止硅酸盐水泥石的腐蚀与防止 1.硅酸盐水泥石的腐蚀(1)软水腐蚀 软水侵蚀又称溶出性侵蚀，它是指水泥石长期与雨水、雪水、蒸馏水、工厂冷凝水等含少量碳酸氢盐的软水相接触，使水泥石中氢氧化钙不断溶解流失，从而使水泥石的结构受到破坏。(2)硫酸盐腐蚀 含硫酸盐的海

25、水、湖水、地下水及某些工业污水，长期与水泥石接触时，其中的硫酸盐会与水泥石中的氢氧化钙发生反应，生成二水硫酸钙（CaSO42H2O）。二水硫酸钙与水泥石中的水化铝酸钙作用会生成高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石）：3CaOAl2O36H2O+3（CaSO42H2O）+19H2O =3CaOAl2O33CaSO43lH2O 第44页/共193页(3)镁盐腐蚀 在海水及地下水中，常含有大量的镁盐，主要是硫酸镁和氯化镁。它们与水泥石中的氢氧化钙发生反应：MgSO4+Ca(OH)2+H2O=CaSO42H2O+Mg(OH)2 MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2(4)一般酸性腐蚀 无机酸中的

26、盐酸、氢氟酸、硝酸、硫酸和有机酸中的醋酸等对水泥石都有不同程度的腐蚀作用。例如，盐酸与水泥石中的氢氧化钙作用生成氯化钙，反应产物易溶于水，导致水泥石破坏。第45页/共193页(5)强碱腐蚀 碱类溶液在浓度不大时，一般对水泥石是无害的。但铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到强碱（如氢氧化钠）作用后也会发生腐蚀。氢氧化钠与水泥熟料中未水化的铝酸盐反应，会生成易溶的铝酸钠：3CaOAl2O3+6NaOH=3Na2OAl2O3+3Ca(OH)2第46页/共193页 2.腐蚀的防止(1)根据侵蚀环境特点，合理选用适当品种的水泥。(2)尽量提高水泥石的密实度，减少腐蚀水的渗透作用。(3)必要时可在混凝土表面设置

27、防护层。第47页/共193页 1.2.3 1.2.3 掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥1.活性混合材料 活性混合材料也称为水硬性混合材料，它是具有火山灰性或潜在水硬性，以及兼有火山灰性和水硬性的矿物质材料，包括粒化高炉矿渣、火山灰质混合料、粉煤灰。(一一一一)水泥混合材料水泥混合材料水泥混合材料水泥混合材料2.非活性混合材料 非活性混合材料是不具备上述活性材料性能或只具有微弱活性的材料，如石英砂、石灰石粉等，另外，不符合技术要求的粒化高炉矿渣、火山灰质混合料、粉煤灰，也可作为非活性混合材料应用。第48页/共193页(二二二二)几种通用水泥

28、的组成与技术要求几种通用水泥的组成与技术要求几种通用水泥的组成与技术要求几种通用水泥的组成与技术要求 1.普通硅酸盐水泥(1)组成 凡由硅酸盐水泥熟料，520混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性凝胶材料，称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号PO。掺活性混合材料时，最大掺量不得超过20，其中允许用不超过水泥质量5的窑灰或不超过水泥质量8的非活性混合材料来代替。(2)技术要求 细度要求比表面积应大于300m2/kg；初凝不得早于45 min，终凝不得迟于10 h；强度等级按3d天28d龄期的抗压强度和抗折强度共分42.5、42.5R、52.5、52.5R四个强度等级。第49页/共193页 2.矿

29、渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥(1)组成 1）矿渣水泥 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凝胶材料称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥），代号PS。水泥中粒化高炉矿渣掺加量按质量百分比计为 2070。2）火山灰水泥 凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥），代号PP。水泥中火山灰质混合材料掺加量按质量百分比计为2040。第50页/共193页 3)粉煤灰水泥 凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、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（简称粉煤灰水泥），代号PF。水泥中粉煤灰掺加量按质量百分比计为 20

30、40。4）复合硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥），代号PC。水泥中混合材料总掺加量按质量百分比计应大于20，但不超过50。允许用不超过8的窑灰代替部分混合材料，掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥重复。第51页/共193页技术要求1）细度 细度用筛分法检测，80m方孔筛筛余量不得超过10.0或45m方孔筛筛余量不得超过30.0。2）凝结时间 初凝不得早于45 min，终凝不得迟于10 h。3）强度 水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度共分32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5

31、、52.5R六个强度等级。第52页/共193页 (三三三三)几种通用水泥的性能特点及应用几种通用水泥的性能特点及应用几种通用水泥的性能特点及应用几种通用水泥的性能特点及应用名名称称硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通水泥普通水泥矿渣水泥矿渣水泥火山灰水泥火山灰水泥粉煤灰水泥粉煤灰水泥特特性性早期强度高；早期强度高；水化热较大；水化热较大；抗冻性较好；抗冻性较好；耐蚀性差；干耐蚀性差；干缩较小。缩较小。与硅酸盐与硅酸盐水泥类同。水泥类同。早期强度较低，早期强度较低，后期强度增长后期强度增长较快；水化热较快；水化热较低；较低；耐热性耐热性好；好；耐腐蚀性耐腐蚀性较强；抗冻性较强；抗冻性差；干缩性较差；干缩性较

32、大；泌水较多。大；泌水较多。早期强度较低，早期强度较低，后期强度增长后期强度增长较快；水化热较快；水化热较低；耐腐蚀较低；耐腐蚀性较强；性较强；抗渗抗渗性好；性好；抗冻性抗冻性差；干缩性大。差；干缩性大。早期强度较低，早期强度较低，后期强度增长后期强度增长较快；水化热较快；水化热较低；耐腐蚀较低；耐腐蚀性较强；性较强；干缩干缩性较小；性较小；抗裂抗裂性较高；抗冻性较高；抗冻性差。性差。第53页/共193页名名称称硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通水泥普通水泥矿渣水泥矿渣水泥火山灰水泥火山灰水泥粉煤灰水泥粉煤灰水泥适适用用范范围围一般土建工程一般土建工程中的钢筋混凝中的钢筋混凝土及预应力钢土及预应力钢筋混

33、凝土结构；筋混凝土结构；受反复冰冻作受反复冰冻作用的结构；配用的结构；配制高强混凝土制高强混凝土等等与硅酸盐与硅酸盐水泥基本水泥基本相同相同高温车间和有耐高温车间和有耐热耐火要求的混热耐火要求的混凝土结构；大体凝土结构；大体积混凝土结构；积混凝土结构；蒸汽养护的构件；蒸汽养护的构件；有抗硫酸盐侵蚀有抗硫酸盐侵蚀要求的工程。要求的工程。地下、水中大体地下、水中大体积混凝土结构和积混凝土结构和有抗渗要求的混有抗渗要求的混凝土结构；蒸汽凝土结构；蒸汽养护的构件；有养护的构件；有抗硫酸盐侵蚀要抗硫酸盐侵蚀要求的工程求的工程地上、地下及地上、地下及水中大体积混水中大体积混凝土结构；蒸凝土结构；蒸汽养护的

34、构件；汽养护的构件；抗裂性要求较抗裂性要求较高的构件；有高的构件；有抗硫酸盐侵蚀抗硫酸盐侵蚀要求的工程要求的工程不不适适用用范范围围大体积混凝土大体积混凝土结构；受化学结构；受化学及海水侵蚀的及海水侵蚀的工程工程与硅酸盐与硅酸盐水泥基本水泥基本相同相同早期强度要求较早期强度要求较高的混凝土工程；高的混凝土工程；有抗冻要求的混有抗冻要求的混凝土工程凝土工程处在干燥环境中处在干燥环境中的混凝土工程；的混凝土工程；其他同矿渣水泥其他同矿渣水泥有抗碳化要求有抗碳化要求的工程；其他的工程；其他同矿渣水泥同矿渣水泥第54页/共193页(四四四四)水泥的包装、标志、运输与贮存水泥的包装、标志、运输与贮存水泥

35、的包装、标志、运输与贮存水泥的包装、标志、运输与贮存1.包装 水泥可以散装或袋装，袋装水泥每袋净含量为50kg，且应不少于标志质量的99。2.标志 水泥包装袋上应清楚标明：执行标准、水泥品种、代号、强度等级、生产者名称、生产许可证标志（QS）及编号、出厂编号、包装日期、净含量。3.运输与贮存 水泥在运输与贮存时不得受潮和混入杂物，不同品种和强度等级的水泥在贮运中避免混杂。第55页/共193页现象：某大体积的混凝土工程，浇筑两周后拆模，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水泥厂生产的42.5型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成如下C3S占61%，C2S占14%，C3A占14%，C4AF占11

36、%。工程实例分析挡墙开裂与水泥的选用第56页/共193页作业作业1.名词解释水泥终凝时间 普通水泥2.简答题硅酸盐水泥的强度等级是如何划分的？分析水泥石侵蚀破坏的主要类型。可采取哪些措施进行预防？下列混凝土工程中应优先选用哪种硅酸盐水泥？请说明理由。大体积混凝土工程；采用湿热养护的混凝土构件；高强混凝土工程；严寒地区受到反复冻融的混凝土工程；与硫酸盐介质接触的混凝土工程；有耐磨要求的混凝土工程。第57页/共193页1.3.1 1.3.1 混凝土的分类及特点混凝土的分类及特点混凝土的分类及特点混凝土的分类及特点(一一一一)混凝土的分类混凝土的分类混凝土的分类混凝土的分类1.按体积密度分第58页/

37、共193页2.按胶凝材料分3.按用途分第59页/共193页4.按强度等级分类5.按生产和施工工艺分类第60页/共193页(二二二二)混凝土的特点混凝土的特点混凝土的特点混凝土的特点1.具有良好的可塑性；2.可按需配制各种不同性质的混凝土；3.具有较高的抗压强度，但抗拉强度很低；4.具有良好的耐久性。第61页/共193页1.3.2 1.3.2 普通混凝土的组成材料普通混凝土的组成材料普通混凝土的组成材料普通混凝土的组成材料 普通混凝土一般是由水泥、砂、石和水所组成。为改善混凝土的某些性能还常加入适量的外加剂和掺合料。混凝土内部结构示意图砂石子水泥浆第62页/共193页(一一一一)水泥水泥水泥水泥

38、 1.水泥的品种选择 配制普通混凝土通用的水泥有：硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥。必要时也可采用快硬硅酸盐水泥或其他水泥。水泥品种的选择应根据混凝土工程特点、所处环境条件以及设计施工的要求进行。2.水泥强度等级选择一般情况下，对中、低强度的混凝土，水泥强度等级为混凝土强度等级的1.52倍为宜；对高强度混凝土，水泥强度等级应为混凝土强度等级的0.91.5 倍。用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土时，每立方米混凝土的水泥用量偏少，会影响混凝土的和易性和密实性。第63页/共193页(二二二二)细骨料细骨料细骨料细骨料 砂的粒径在0.154.75mm之间，可分为天然砂

39、与人工砂两类。1.砂的定义及分类第64页/共193页2.砂的粗细程度 砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合物的平均粗细程度，常用细度模数来衡量。细度模数按下面的公式计算：式中：Mx细度模数；A1，A2，A3，A4，A5，A6分别为4.75 mm，2.36 mm，1.18 mm，600m，300m，150m筛的累积筛余百分率。砂按细度模数大小可分为粗砂、中砂、细砂和特细砂。其细度模数分别为：粗砂（3.73.1）、中砂（3.02.3）、细砂（2.21.6）、特细砂（1.50.7）。第65页/共193页3.砂的颗粒级配 砂的颗粒级配是指粒径大小不同的砂颗粒相互搭配的情况。表1-8 砂颗粒级配 1239

40、.50mm0004.75mm10010 010 02.36mm35 525 015 01.18mm65 3550 1025 0600m85 7170 4140 16300m95 8092 7085 55150m100 90100 90100 90级配区方孔筛第66页/共193页例：某砂样500g经筛分析试验，各筛的筛余量见下表，试评定该砂的粗细程度和颗粒级配。筛孔尺寸筛孔尺寸/mm4.752.361.180.600.300.150.15以下以下分计筛余量分计筛余量/g4060801201009010解先计算分计筛余率和累计筛余率分计筛余率分计筛余率812162420182累计筛余率累计筛余率8

41、2036608098100第67页/共193页细度模数的计算如下：评定结果：该砂属于中砂，颗粒级配为2区。第68页/共193页 粗骨料的粒径大于4.75mm，又分天然形成的卵石和人工破碎的碎石二种。粗骨料的粗细程度用最大粒径表示。(三三三三)粗骨料粗骨料粗骨料粗骨料 粗骨料颗粒级配有连续级配与间断级配两种。连续级配配制的混凝土拌合物和易性好，不容易发生离析现象，目前应用较为广泛。卵石碎石第69页/共193页混凝土粗骨料最大粒径的选用原则：从结构上考虑，粗骨料最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的1/4,同时不得大于钢筋最小净距的3/4；对混凝土空心板，可允许采用最大粒径达1/2板厚的骨料，但最大粒

42、径不得超过50mm。从施工方面考虑，根据搅拌、运输、振捣方式，选择合适的粒径。对泵送混凝土，碎石最大粒径与输送管内径之比，宜小于或等于1:3,卵石宜小于或等于1:2.5。从经济上考虑，粒径越大，水泥用量越小。当最大粒径小于80mm时，节约效果显著，粒径再大，节约效果不明显。故一般取粒径小于80mm。第70页/共193页骨料粒径太大使转换梁浇筑不密实第71页/共193页(四四四四)混凝土拌合及养护用水混凝土拌合及养护用水混凝土拌合及养护用水混凝土拌合及养护用水 对混凝土拌合用水的质量要求是：不影响混凝土的凝结和硬化；无损于混凝土强度的发展及耐久性；不加快钢筋锈蚀；不引起预应力钢筋脆断；不污染混凝

43、土表面。混凝土用水标准（JGJ632006）第72页/共193页(五五五五)混凝土外加剂混凝土外加剂混凝土外加剂混凝土外加剂 1.减水剂木质素系减水剂 木质素系减水剂的主要品种有木质素磺酸钙（又称木钙或M型减水剂）、木质素磺酸钠（又称木钠）及碱木素等。M型减水剂的掺量，一般为水泥质量的0.20.3。M型减水剂适用于大模板、滑模施工、泵送混凝土及夏季施工等。萘系减水剂 萘系减水剂主要成分为萘或萘的同系物的磺酸盐与甲醛的缩合物，有NNO、NF、FDN、UNF、MF等品种。萘系减水剂的减水、增强效果显著，属高效减水剂。适用于配制早强、高强及流态混凝土。第73页/共193页水溶性树脂系减水剂 水溶性树

44、脂系减水剂是以一些水溶性树脂为主要原料的减水剂，如三聚氰胺树脂减水剂（代号SM）、古马隆树脂减水剂等。树脂系减水剂减水及增强效果比萘系减水剂更好。适用于早强、高强、蒸养及流态混凝土。第74页/共193页 2.缓凝剂 缓凝剂是指延长混凝土凝结时间的外加剂。缓凝剂的主要种类有：木质素磺酸盐类缓凝剂（如木质素磺酸钙），糖蜜类缓凝剂（如糖蜜、蔗糖），羟基羧酸及其盐类缓凝剂。缓凝剂主要用于高温季节施工、大体积混凝土工程、泵送与滑模方法施工以及较长时间停放或远距离运送的商品混凝土等。第75页/共193页 3.早强剂 早强剂是指能提高混凝土早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂。早强剂的常用种类有：氯盐类

45、早强剂（氯化钙），硫酸盐类早强剂（NC复合早强剂，即硫酸钠60%、糖钙2%及细砂38%，混合磨细而成），有机氨类早强剂（三乙醇胺复合早强剂，即三乙醇胺掺量为0.03%0.05%，氯化钠为0.5%0.7%，亚硝酸钠为1%）。早强剂主要用于混凝土冬季施工和抢修工程等。第76页/共193页 4.引气剂 引气剂是在混凝土拌制过程中，能引入大量均匀分布、稳定封闭的微小气泡的外加剂。引气剂的主要类型有：松香树脂类（松香热聚物、松香皂），烷基苯磺酸盐类（烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠），木质素磺酸盐类（木质素磺酸钙等），脂肪醇类（脂肪醇硫酸钠）等。第77页/共193页现象：某糖厂建宿舍，以自来水拌制混凝土，浇筑后

46、用曾装过食糖的麻袋覆盖于混凝土表面，再淋水养护。后来发现该混凝土两天仍未凝结，而水泥经检验无质量问题。工程实例分析第78页/共193页1.3.3 1.3.3 混凝土的主要技术性质混凝土的主要技术性质混凝土的主要技术性质混凝土的主要技术性质(一一一一)混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性混凝土拌合物的和易性 1.和易性的概念 和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（搅拌、运输、浇灌、捣实）并能获得质量均匀，成型密实的混凝土的性能。和易性流动性粘聚性保水性第79页/共193页流动性 流动性是指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并能均匀密实地填满模板的性能

47、。粘聚性 粘聚性是指混凝土拌合物在施工过程中，其组成材料之间具有一定的粘聚力，不致产生分层和离析的现象。保水性 保水性是指混凝土拌合物在施工过程中，具有一定的保水能力，不致产生严重的沁水现象。第80页/共193页 2.和易性的测定方法及评定 用坍落度或维勃稠度测定混凝土流动性，再通过直观目测评定混凝土的粘聚性和保水性。坍落度法适用于骨料最大粒径不大于40 mm，坍落度不小于 10 mm的混凝土拌合物。坍落度法坍落度坍落度第81页/共193页维勃稠度法 维勃稠度法适用于骨料最大粒径不超过 40 mm，坍落度值小于10 mm，维勃稠度在530s之间的混凝土拌合物的稠度测定。维勃稠度仪第82页/共1

48、93页混凝土浇筑时的坍落度要求项目项目结构种类结构种类坍落度坍落度（mm）1基础或地面等的垫层、无筋的厚大结构或基础或地面等的垫层、无筋的厚大结构或配筋稀疏的结构构件配筋稀疏的结构构件10302板、梁和大型及中型截面的柱子等板、梁和大型及中型截面的柱子等30503配筋密列的结构（薄壁、筒仓、细柱等）配筋密列的结构（薄壁、筒仓、细柱等）50704配筋特密的结构配筋特密的结构7090第83页/共193页粘聚性和保水性的测定方法 粘聚性的检测方法是：用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，若锥体逐渐下沉，则表示粘聚性良好；如果锥体倒塌，部分崩裂或出现离析现象，则表示粘聚性不好。保水性是以混凝土拌合物

49、中的稀水泥浆析出的程度来评定。坍落度筒提起后，如有较多稀水泥浆从底部析出，锥体部分混凝土拌合物也因失浆而骨料外露，则表明混凝土拌合物的保水性能不好；如坍落度筒提起后无稀水泥浆或仅有少量稀水泥浆自底部析出，则表示此混凝土拌合物保水性良好。第84页/共193页 3.影响混凝土拌合物和易性的主要因素水泥浆用量 在水灰比不变的情况下，水泥浆用量越多，则混凝土拌合物流动性越好，但粘聚性及保水性会变差。水泥浆的稠度 水灰比 在水泥用量不变的情况下，水灰比越小，水泥浆越稠，混凝土拌合物的流动性越小。砂率 砂率是指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率(图1-5)。为了保证混凝土拌合物具有良好的和易性，应选用

50、合理砂率（最优砂率），所谓合理砂率，就是在保持水泥浆用量不变的条件下，可以使混凝土拌合物具有最大的流动性，并且能保持粘聚性和保水性良好。第85页/共193页第86页/共193页观察与讨论：试比较石子表面状态不同对混凝土和试比较石子表面状态不同对混凝土和易性的影响易性的影响卵石碎石第87页/共193页当混凝土流动性小于设计要求时，为了保证混凝土的强度和耐久性，不能单独加水，必须保持水灰比不变，增加水泥浆用量。当混凝土流动性大于设计要求时，可在保持砂率不变的前提下，增加砂石用量。改善骨料级配。掺减水剂或引气剂。4.混凝土和易性的调整与改善第88页/共193页现象：某混凝土搅拌站原混凝土配方均可生产