2013年土木工程材料复习速成.doc

2013年土木工程材料复习速成（浔阳琵琶整理）一、主要内容黑色金属钢、铁、不锈钢等有色金属铅、铜等及其合金 金属材料 天然石材砂、石及石材制品等烧土制品砖、瓦、玻璃等胶凝材料石灰、石膏、水泥、水玻璃等混凝土及硅酸盐制品混凝土、砂浆及硅酸盐制品 无机材料 非金属材料植物材料木材、竹材等沥青材料石油沥青、煤沥青、沥青制品高分子材料塑料、涂料、胶黏剂、合成橡胶等土木工程 有机材料无机非金属材料与有机材料复合玻璃纤维增强塑料、聚合物水泥混凝土、沥青混合料等金属材料与无机非金属材料复合钢纤维增强混凝土等金属材料与有机材料复合轻质金属夹芯板材料复合材料国家标准其代号为GB；GB/T推荐性标准；部标准也是全国性的指导技术文件，由主管生产部(或总局)发布，其代号按部名而定，如建材标准代号为JC，建工标准代号为JG;地方标准是地方主管部门发布的地方性指导技术文件;企业标准其代号为QB。其中主要有：国际标准(ISO)、美国材料试验学会标准(ASTM)、日本工业标准(JIS)、德国工业标准(DIN)、英国标准(BS)、法国标准(NF)等。孔洞类型 有害孔，如：孔径较大的孔、 连通缝等； 无害孔，如：孔径很小的孔、 凝胶孔等； 有益孔，如：孔径很小的封闭孔等。材料内部孔隙的构造，可分为连通与封闭两种。密度：是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量视密度:是指材料在自然状态下，单位体积的质量（注：不包括物体表面的开口空隙体积、蜡封）闭口+实体表观密度：材料在包含实体积、开口和密闭孔隙的状态下单位体积的质量称为材料的表观密度。扔水里、闭口+开口+实体堆积密度：是指粉状或粒状材料，在堆积状态下，单位体积的质量；开口+闭口+空隙+实体密实度：是指材料的体积内被固体物质充实的程度；孔隙率：是指材料的体积内，孔隙体积所占的比例；密实度+孔隙率=1填充率：是指在某堆积体积中，被散粒材料的颗粒所填充的程度空隙率：是指在某堆积体积中，散粒材料颗粒之间的空隙体积所占的比例；填充率+空隙率=1湿润角 90 ，材料表现为亲水性；湿润角90 时，材料表现为憎水性。吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质。含水率：材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比:W=(M含-M干)/M干吸水性：材料与水接触吸收水分的性质。当材料吸水饱和时，其含水率称为吸水率:W=(M湿-M干)/M干材料抵抗水的破坏作用的能力称为材料的耐水性。材料的耐水性可用软化系数来表示：软化系数=材料在吸水饱和状态下的抗压强度/材料在干燥状态下的抗压强度（软化系数的范围在01之间，长期受水浸泡或处于潮湿环境的重要建筑物，应选择0.85以上的材料来建造）抗弯强度计算与受力情况有关，般有集中加荷和三分点加荷，对于矩形截面试件，计算式中f材料抗弯强度，MPa；P破坏时最大荷载，N；L两支点间的间距，mm；b、h为试件横截面的宽与高，mm。材料在外力作用下产生变形，当外力除去后变形随即消失，完全恢复原来形状的性质称为弹性材料在外力作用下，当应力超过一定限值是产生显著变形，且不产生裂缝或发生断裂，外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质称为塑性当外力达到一定限度后，材料突然破坏，且破坏时无明显的塑性变形，材料的这种性质称为脆性在冲击、振动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，不发生破坏的性质，称为韧性钢材的化学组成中，硫S、磷P、氧O、氮N是有害元素，硅Si、锰Mn、钛Ti、钒V、铌Ni是有益元素抗拉强度与屈服强度之比，称为强屈比。强屈比愈大，反应钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大，因而结构的安全性愈高。但强屈比太小，反映钢材性能不能被充分利用。伸长率反映的是材料的塑性指标，伸长率的公式=(l1-l0)/l0*100%钢材被腐蚀的主要原因：化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀；防止钢材腐蚀的措施：混凝土配筋的防腐措施有提高混凝土密实度、确保保护层厚度、限制氯盐外加剂及加入防锈剂等方法，钢结构中的型钢的防腐，主要采用表面涂覆的方法。碳素结构钢可分为5个牌号（即Q195、Q215、Q235、Q255和Q275）；例如：Q235-BZ，表示这种碳素结构钢的屈服点大于等于235MPa；质量等级为B(D最好)，脱氧程度为镇静钢；低合金高强结构钢可分为5个牌号（Q295、Q345、Q390、Q420、Q460）气硬性胶凝材料是指只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度的凝胶材料。水硬性胶凝材料既能在空气中硬化，又能更好地在水中硬化，保持并发展其强度。石膏的主要成分是硫酸钙；CaSO4.2H2O建筑石膏的化学成分是半水石膏。（1）凝结硬化快，建筑石膏在加水拌合后，浆体在几分钟内便开始失去可塑性，30min内完全失去可塑性而产生强度，大约一星期左右完全硬化。（2）凝结硬化时体积微膨胀。（3）孔隙率大。（4）具有一定的调湿性。（5）防火性好。（6）耐水性、抗冻性差。熟石灰成分是氢氧化钙；生石灰中含有欠火石灰和过火石灰，欠火石灰降低石灰的利用率过火石灰密度较大，表面常被杂质融化形成的玻璃釉状物包裹，熟化很慢当石灰已经硬化后，其中的过火颗粒才开始熟化，体积膨胀，引起隆起和开裂为了消除过火石灰的危害，石灰浆应在储灰坑中保存两星期以上的过程，称为”陈伏”，”陈伏”期间，石灰表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称型硅酸盐水泥，代号P。在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥重量5石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称型硅酸盐水泥，代号P。硅酸三钙含量37%60%，C3S、硅酸二钙含量15%37%,C2S、铝酸三钙含量7%15%,C3A、铁铝酸四钙含量10%18%,C4AF水泥中掺入适量石膏，可调节水泥的凝结硬化速度。瞬凝俗称急凝，是不正常的凝结现象。其特征是：水泥和水后，水泥浆很快凝结成为一种很粗糙、非塑性的混合物，并放出大量的热量。影响水泥凝结硬化的因素：养护时间、温度和湿度、石膏掺量我国现行国家标准规定：凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项不符合标准规定，均为废品。凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任一项不符合标准规定，或混合材掺加量超过最大限度，或强度低于商品标号规定的指标时，称为不合格品。1现浇楼板.梁.柱：快硬硅酸盐水泥.2采用蒸汽养护的预制构件：矿渣硅酸盐水泥，可显著加快硬化速度。3紧急抢护的工程或紧急军事工程：快硬硅酸盐水泥，硬化快。铝酸盐水泥：快凝，早强，早高的特性。4大体积混泥土坝.大型设备基础；矿渣硅酸盐水泥5有硫酸盐腐蚀的地下工程： 矿渣硅酸盐水泥、铝酸盐水泥（耐硫酸盐腐蚀强）6高炉基础：矿渣硅酸盐水泥7海港码头工程：矿渣硅酸盐水泥快硬硅酸盐水泥主要适用于要求早期强度高的工程，紧急抢修的工程，抗冲击及抗震性工程，冬季施工，制作混凝土及预应力混凝土预制构件。铝酸盐水泥可用于工期紧急的工程、抢修工程、冬季施工的工程，以及配置耐热混凝土及耐硫酸盐混凝土。矿渣硅酸盐水泥的特性是： 凝结硬化慢，早期强度低，后期强度高。耐硫酸盐类腐蚀，适合海港工程。在蒸汽养护中硬化速度快。可用于耐热混凝土工程按水泥混凝土表观密度大小可分为: 重混凝土、普通混凝土和轻混凝土水泥强度等级的选择应与混凝土的设计强度等级相适应。 原则上配制高强度等级的混凝土应选用强度等级高的水泥； 配制低强度等级的混凝土， 选用强度等级低的水泥。混凝土是由水泥、粗骨料、细骨料和水所组成细度模数在3.7-3.1为粗砂，在3.0-2.3为中砂，在2.2-1.6为细砂。细度模数的公式： 细度模数=（A2+A3+A4+A5+A6）-5A1/（100-A1）A1、A2这些为累计筛余率，根据A4判断级配区配置混凝土时宜优先选用2区砂，当采用1区砂时应提高砂率，并保持足够的水泥用量，以满足混凝土的和易性，当采用3区砂时宜适当降低砂率，以保证混凝土强度。比表面积法是根据一定量空气通过一定空隙率和厚度的水泥层时，所受阻力不同而引起流速的变化来测定水泥的比表面积（单位质量的粉末所具有的总表面积）砂率是指混凝土中，细骨料(粒径0.165mm)占粗细骨料总量的百分数。骨料的含水状态有四种：全干状态、气干状态、饱和面干状态、湿润状态骨料；含水率等于或接近于零时称干燥状态；含水率与大气湿度相平衡时称气干状态；骨料表面干燥而内部孔隙含水达饱和时称饱和面干状态；骨料不仅内部孔隙充满水，而且表面还附有一层表面水时称湿润状态。 混凝土拌合用水按水源可分为饮用水、 地表水、 地下水、 海水以及经适当处理或处置后的工业废水。 对混凝土拌合及养护用水的质量要求是： 不得影响混凝土的和易性及凝结； 不得有损于混凝土强度发展； 不得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； 不得污染混凝土表面。用该水制成的砂浆或混凝土28d 抗压强度应不低于蒸馏水或饮用水制成的砂浆或混凝土抗压强度的 90。 海水中含有硫酸盐、 镁盐和氯化物， 对水泥石有侵蚀作用， 对钢筋也会造成锈蚀， 因此不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土。木质素磺酸钠（钙）是减水剂、缓凝剂减水剂的掺入方法有先掺法、同掺法、滞水法和后掺法减水剂的作用机理：将水泥絮凝结构中的游离水释放出来早强剂主要有氯盐类、硫酸盐类、有机胺三类，常用的有氯化钙、硫酸钠（元明粉）、三乙醇胺早强剂能加速混凝土早期强度发展早强剂的掺入方法：含有硫酸钠的粉状早强剂使用时，应加入水泥中，不能先与潮湿的砂石混合。含有粉煤灰等不溶物及溶解度较小的早强剂、早强减水剂应以粉剂掺入，并要适当延长搅拌时间。缓凝剂：能延长混凝土凝结时间而不显著降低混凝土后期强度的外加剂。作用机理：有机类缓凝剂多为表面活性剂，掺入混凝土中，能吸附在水泥颗粒表面，形成同种电荷的亲水膜，使水泥颗粒相互排斥，阻碍水泥水化产物凝聚，起到缓凝作用；无机类缓凝剂，往往是在水泥颗粒表面形成一层难溶的薄膜，对水泥颗粒的正常水化起阻碍作用，从而导致缓凝。掺入方法：缓凝剂及缓凝减水剂应配置成适当浓度的溶液加入拌合水中使用。糖蜜减水剂中常有少量难溶和不溶物，静置时会有沉淀现象，使用时应搅拌成悬浮液。当缓凝剂与其他外加剂复合使用时，必须是共溶的才能事先混合，否则应分别掺入。引气剂其作用机理是：由于它的表面活性，能定向吸附在水- 气界面上，而且显著降低水的表面张力，使水溶液易形成众多的新的表面（即水在搅拌下易产生气泡）;同时，引气剂分子定向排列在气泡上，形成单分子吸附膜，使液膜坚固而不易破裂。在溶液中产生气泡后，由于大大扩展了两相的界面，使表面能也随之增加，而对任何一个体系来说都有一个自由能自动趋于最小才稳定的趋势。那么要产生稳定的气泡必须是气液界面的表面能尽可能低。常用的混凝土掺合料有粉煤灰、磨细矿渣粉、烧粘土、天然火山灰材料（如凝灰岩粉、沸石岩粉）、硅粉及磨细煤矸石。和易性是指混凝土拌合物易于施工操作并能获得质量均匀、成型密实的性能。和易性是一项综合的技术性质，它与施工工艺密切相关，通常，包括有流动性、保水性和粘聚性三方面的含义。 流动性是指新拌混凝土在自重或机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。 粘聚性是指新拌混凝土的组成材料之间有一定的粘聚力，在施工过程中，不致发生分层和离析现象的性能。 保水性是指在新拌混凝土具有一定的保水能力，在施工过程中，不致产生严重泌水现象的性能。影响和易性的主要因素1.水泥浆的数量和稠度 2.砂率3.水泥品种和骨料的性质 4.外加剂5.时间和温度水灰比的问题：水灰比增大，强度降低，耐久性降低；在水灰比不变的情况下，单位体积拌合物内，如果水泥浆愈多，则拌合物的流动性愈大普通混凝土划分为下列强度等级：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等12个强度等级。混凝土强度，随水灰比的增大而降低，呈曲线关系，而混凝土强度和灰水比的关系，则呈直线关系。混凝土立方体抗压强度标准值用fcu,k表示。混凝土立方体抗压强度标准值系指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。普通混凝土划分为下列强度等级：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等12个强度等级。轴心抗压强度fcp；混凝土劈裂抗拉强度fts；混凝土抗折强度fcf；水泥28d抗压强度实测值fce；混凝土28d抗压强度fcu；水泥28d抗压强度标准值fce,k；28d龄期混凝土的抗压强度f28；混凝土的配置强度fcu,0或fcu,t；fce=fce,k*rc养护温度高可以增大初期水化速度，混凝土初期强度也高。但是初期养护温度越高，混凝土后期强度的衰退越大。由于急促的初期水化反应会导致水化产物的不均匀分布，水化产物分布低的地方成为水泥石中的薄弱环节，从而降低整体的强度；水化产物分布高的区域包裹在水泥粒子的周围，妨碍水化反应的继续进行，从而减少水化产物的产量。在养护温度较低的情况下，由于水化速度缓慢，具有充分的扩散时间，从而使水化物在水泥石中均匀的分布，有利于后期强度的发展湿度适中，水泥水化能顺利进行，使混凝土强度得到充分发展。如果湿度不够，混凝土会失水干燥而影响水泥水化作用的正常进行，甚至停止水化，降低混凝土的强度。这不仅严重降低混凝土的强度，而且因水化作用未能完成，使混凝土结构疏松，渗水性增大，或形成干缩裂缝，从而影响耐久性混凝土徐变：混凝土在某一不变荷载的长期作用下(即，应力维持不变时), 其应变随时间而增长的现象。混凝土的碳化作用是二氧化碳与水泥中的氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水。碳化过程是二氧化碳由表及里向混凝土内部扩散的过程。水泥混凝土中水泥的碱与某些碱活性骨料发生化学反应，可引起混凝土膨胀、开裂甚至破坏这种化学反应称为碱骨料反应表观密度法：C+W+S+G=表观密度*1m3；=4，5，6（C20,C35）改善砂浆和易性：石灰膏、粉煤灰、沸石粉砂浆的强度等级分为M20、M15、M10、M7.5、M5、M2.5六个砂浆的和易性包括流动性和保水性。可用砂浆稠度仪来测定其稠度值（沉入度），进而来评价控制其流动性；砂浆的保水性可用分层度来经验和评定砖的标准尺寸为240*115*53砖根据抗压强度分为MU30、MU25、MU20、MU15和MU10泛霜是指粘土原料中的可溶性盐类（如硫酸钠等），随着砖内水分蒸发而在砖表面产生的盐析现象，一般为白色粉末，常在砖表面形成絮团状斑点。泛霜的砖用于建筑中的潮湿部位时，由于大量盐类的溶出和结晶膨胀会造成砖砌体表面粉化及剥落，内部孔隙率增大，抗冻性显著下降。石灰爆裂：当原料土中夹杂有石灰石，则烧砖时将被烧 成生石灰留在砖中，或掺入内燃料时带入了 生石灰。 生石灰在砖体内吸水消化时产生体积膨胀， 导致砖发生胀裂破坏的现象称为石灰爆裂。石灰爆裂对砖体影响较大，轻则影响外观，重则将使砖砌体强度降低直至破坏。砖中石灰质颗粒较大，含量越多，则对砌体强度影响越大。石油沥青是指石油原油经蒸馏等工艺提炼出各种轻质油及 润滑油以后的残留物,或将残留物进一步加工得到的产物。将沥青中化学成分及性质极为接近，并且与物理力学性质有一定关系的成分，划分为若干个组，这些组就称为“组分”。石油沥青的组分有油分、树脂、地沥青质石油沥青的粘滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性，以绝对粘度表示。针入度是目前我国粘稠石油沥青的分级标准。塑性指石油沥青在外力作用时产生变形而不破坏，除去外力后，则仍保持变形后形状的性质；石油沥青的塑性用延度表示。延度愈大，塑性愈好，有利于低温变形温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能；沥青软化点是反映沥青的温度敏感性的重要指标 Q1=(T2-T)/(T2-T1) *100；Q2=100-Q1；Q1是较软沥青用量（例如10号与60号沥青，10号较软，软化点高）闪点是指加热沥青至挥发出的可燃气体和空气的混合物，在规定条件下与火焰接触初次闪火时的沥青温度燃点或称着火点，指加热沥青产生的气体和空气的混合物，与火焰接触能持续燃烧的5S以上时，此时沥青的温度即为燃点油分溶于大部分有机溶剂，具有光学活性，树脂温度敏感性高，熔点低；地沥青质加热不熔化分解为硬焦炭，使沥青呈黑色沥青混合料是由矿料（粗集料、细集料和填料）与沥青拌和而成的混合料。当木材细胞腔和细胞间隙中的自由水完全脱去为零，而细胞壁吸附水尚未饱和时，木材的含水率称为“木材的纤维饱和点”木材的含水率将随周围空气的湿度变化而变化，直到木材含水率与周围空气的湿度达到平衡时为止，此时的含水率称为平衡含水率木材中的水根据其存在形式分为三类：自由水（存在于细胞腔和细胞间隙中的水）吸附水（存在于细胞壁中的水）化合水（木材化学组成中的结合水）顺纹抗压强度大于横纹抗压强度；顺纹抗拉强度是横纹抗拉强度的1040倍；顺纹抗剪强度低于横纹抗剪强度木材的腐朽原因：真菌的种类有很多，木材中常见的有霉菌、变色菌、腐朽菌；霉菌和变色菌只使木材变色，影响外观，而不影响木材的强度，腐朽菌对木材危害严重，使木材腐朽败坏二、主要考点第一章 土木工程材料基本性质 (一）、密度: 密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量 2、计算公式： ，m材料在绝干状态下的质量(g) V材料在绝对密实状态下的体积（cm3） 材料的密度（精确到0.01g/cm3） 表观密度：指材料在自然状态下，单位体积的质量。 2、计算公式： m材料在绝干状态下的质量(g、kg) V0材料在自然状态下的体积（cm3、m3） o材料的表观密度（精确到0.01g/cm3、 （三）、堆积密度指粉状或粒状材料，在堆积状态下状、，单位体积的质量10kg/m3） 计算公式 m材料在绝干状态下的质量(kg（可为含水状态） V0材料的堆积体积（m3）o材料的堆积密度（精确到10kg/m3） V0= V +VB+VK+VJ （一）、密实度1、概念：指材料体积内被固体物质填充（或充实）的程度。 1，2，4 侵润边角越小侵润性愈好。当角度90水分子间的内聚力小于水分子与材料表面分子间的相互吸引力 此种材料称为亲水性材料 当侵润角90水分子间的内聚力大于水分子与材料表面分子间的相互吸引力 此材料称为憎水性材料 2 含水率材料在潮湿空气中吸收空气中水分的性质称为材料的吸湿性。含水率的计算公式 m材料在干燥状态下的质量（g） m1材料在含水状态下的质量（g） W材料的含水率（%） 1、吸水性 A、概念：材料在水中能吸收水分的性质为材料的吸水性。2、吸湿性A、概念： 材料在潮湿空气中吸收空气中水分的性质称为材料的吸湿性。区分两者（三）材料的耐水性：A、概念：材料长期在水作用下，保持其原有性质（结构不破坏、强度也不显著降低）的能力。B：表征参数 软化系数k软 D、耐水性与k软大小间的关系：k软愈大，耐水性愈好 四）材料的抗渗性1在这里同学们要注意抗渗等级、渗透系数大小与材料抗渗性能之间的关系。 材料的渗透系数越小，说明材料的抗渗性越强三、脆性与韧性（一）在外力达到一定限度后，材料突然破坏，而破坏时并无明显的塑性变形，材料的这种性称为脆性 脆性材料的特点是材料在外力作用下，达到破坏荷载时的变形值是很小的。它抵抗冲击荷载或震动作用的能力很差，其抗压强度比抗拉强度高很多（二）韧性与韧性材料：在冲击、震动荷载作用下，材料能产生一定的变形而不致破坏的性质称为韧性。第二章 建筑钢材值得注意：强屈比的概念抗拉强度与屈服强度比抢去比喻结构安全性及材料利用关系？值越大,可靠性越高,安全性越高,但利用率降低，浪费增大 第三节钢材的冷加工强化及时效强化钢材经冷加工产生塑性变形，从而提高其屈服强度，这一过程称为冷加工强化。1、时效处理:将经过冷拉的钢筋于常温下存放1520d，或加热到100200，并保持一段时间，这个过程称为时效处理。前者称为自然时效，后者称为人工时效。 2、时效处理的作用: 冷加工以后再经过时效处理的钢筋，其屈服点进一步提高，抗拉强度稍见增长，塑性继续有所降低。 由于时效过程中应力的消减，故弹性模量可基本恢复。 牌号与钢材性能间的关系：碳素结构钢依牌号越大，含碳量越高，强度越高，但塑性和韧性越低。注意：冷轧扭钢筋在拉伸时无明显屈服台阶，为安全起见，其抗拉设计强度采用0.8b。钢材的防护具体防护措施：（一）钢结构用 钢的防护1采用耐候钢（耐大气腐蚀钢2金属覆盖电镀或喷镀3非金属覆盖在钢材表面用非金属材料做为保护膜,如喷涂涂料、搪瓷和塑料等。（二）混凝土用钢筋的防锈1提高砼密实度；2钢筋砼保护层厚度；3限制使用含Cl-的外加剂；4钢筋涂覆环氧树脂或镀锌第三章 无机胶凝材料在土木工程中凡能在物理化学作用下，从具有流动性的浆体变成坚固的石状体，并能将散粒状或块状材料粘结成具有一定机械强度的整体的材料，称为胶凝材料。一、石膏：1、原材料：A、天然二水石膏软石膏B、工业废石膏：如磷石膏、氟石膏、硼石膏等 。它们的主要化学成分：CaSO4.2H2O1建筑石膏的凝结硬化机理2必须理解的是，石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交叉进行的，贯穿于整个凝结硬化全过程。 二、石灰石灰的熟化：生石灰与水发生反应生成熟石灰的过程，称为石灰的熟化（或称消解、消化）。注解：本反应的特点： 1、放热量大、放热速度快。2、体积膨胀反应。3、反应可逆2、石灰的硬化结晶作用：和碳化作用3陈伏定义第二节 硅酸盐水泥硅酸盐系水泥，铝酸盐系水泥，硫铝酸盐系水泥。磷酸盐系水泥等。（一）硅酸盐水泥的概念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，称为硅酸盐水泥矿物名称硅酸三钙C3S硅酸二钙C2S铝酸三钙C3A铁铝酸四钙C4AF四、硅酸盐水泥的水化凝结硬化 （一）硅酸盐水泥的水化： C3S + H2O 3CaO.2SiO2.3H2O(C-S-H) + Ca(OH)2(CH) C2S + H2O3CaO.2SiO2.3H2O(C-S-H) + Ca(OH)2(CH) C3A + H2O 3CaO.AI2O3.6H2O(C3AH6) C4AF + H2O 3CaO.AI2O3.6H2O(C3AH6)+CaO.Fe2O3.H2O（CFH） C3AH6 +CaSO4.2H2O + H2O3CaO.AI2O3.3CaSO4.31H2O（AFt） 归纳起来，硅酸盐水泥的主要水化产物有五种，其中有两种凝胶、三种晶体。 凝胶：水化硅酸钙、水化铁酸一钙 晶体：氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝5、体积安定性A、概念：水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性称为水泥的体积安定性。B、水泥体积安定性不良的原因：（1）水泥熟料中MgO含量过大；（2）水泥熟料中CaO含量过大；（3）水泥生产中石膏掺量过大；（一）腐蚀类型及腐蚀机理：1、软水侵蚀机理：当水泥石处在软水中，软水能使水泥石中的Ca(OH)2溶解，并溶出水泥石，留下孔隙另一方面，水泥石中游离的钙离子的减少，打破原有的溶解平衡，导致水化物分解、溶失和转变，产生大量孔隙。尤其是处于压力水或流水条件下，腐蚀更快。硫酸盐的腐蚀： 腐蚀机理： 硫酸盐与水泥石中的氢氧化钙反应，生成硫酸钙。硫酸钙再与水泥石中未水化的铝酸钙反应，生成钙矾石，其体积增加2.22倍，引起水泥石的破坏 2当硫酸钙浓度高时，他们可直接结晶，造成膨胀压力，引起破坏。强碱腐蚀 腐蚀机理： 氢氧化钠、氢氧化钾等强碱可与水泥石中的铝酸钙矿物或水化物反应，生成可溶性铝酸盐。当介质中强碱浓度较高是，会造成水泥石的严重破坏。 1导致水泥石腐蚀性破坏的原因外因： 环境中的腐蚀性介质，如：软水；酸、碱、盐的水溶液等。内因：水泥石内存在原始裂缝和孔隙，为腐蚀性介质侵入提供了通道； 水泥石内有在某些腐蚀性介质下不稳定的组分，如：Ca(OH)2，水化铝酸钙等； 腐蚀与毛细孔通道的共同作用加剧水泥石结构的破坏。 水泥品种 组成特点 代号普通水泥 615的混合材 P O矿渣水泥 2070矿渣 P S火山灰水泥 2050火山灰 P P粉煤灰水泥 2040粉煤灰 P F复合水泥 1550两种混合材 P CPS、PP、PF的性质与应用：1、三种水泥的共性：（共6项）（1）早期强度低、后期强度发展较高（2）对温度敏感，适合湿热养护（3）耐腐蚀性好（4）水化热小 （5）抗冻性较差 （6）抗碳化性较差2、三种水泥的特性：（1）矿渣硅酸盐水泥A：矿渣水泥的抗渗性较差B：干缩较大C：耐热性好（2）火山灰硅酸盐水泥A：保水性好B：抗渗性好C：干缩大（易失水）；D：耐磨性差（3）粉煤灰硅酸盐水泥A：抗渗性差；B：干缩小C：耐磨性差12高铝水泥一般不能用于永久性承载结构的原因：CAH10和C2AH8都是亚稳相，随着时间的推移会逐渐转化为稳定的C3AH6，在高温高湿条件下这种转化更为迅速。 晶型转化的结果是会使水泥石内析出大量的游离水，大大增加水泥石的“P”，同时由于C3AH6的强度较低，转化后水泥石的强度会明显下降。第四章 水泥混凝土一 普通混凝土的组成各组成材料的作用水泥浆： 包裹润滑作用与水形成水泥浆，赋予新拌混凝土以流动性 胶结填充作用包裹在所有骨料表面，通过水泥浆的凝结硬化，将砂、石骨料胶结成整体；填充骨料堆积体空隙，形成固体骨 料： 廉价的填充材料，节省水泥用量 混凝土的骨架，减小收缩，抑制裂缝的扩展 传力作用 降低水化热 提供耐磨性1：颗粒级配及粗细程度的概念： 颗粒级配是指粒径大小不同的集料相互搭配的比例情况。2：砂的颗粒级配、粗细程度的表证参数A：砂的粗细程度的表证参数：细度模数f B：砂的颗粒级配的表证参数： 级配区和级配曲线3最大粒径“粗骨料所在公称粒级的上限称为粗骨料最大粒径选着原则；混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的1/4, 且不得大于钢筋间最小净距的3/4。对于混凝土实心板, 骨料的最大粒径不宜超过板厚的1/3, 且不得超过40mm。4、混凝土拌合物的和易性 和易性：混凝土拌合物便于各种施工工序操作，并能获得均匀、密实混凝土的一种综合性能，包括流动性。粘聚性。保水性5影响和易性的主要因素和规律P1026塔罗度P1047砼拌合物和易性的调整原则： 当砼拌合物坍落度太小时，保持水灰比不变，增加水泥浆的用量；当砼拌合物的坍落度太大时、粘聚性良好时，保持砂率不变，增加砂石用量。8砼立方体抗压强度 根据标准试验方法，规定以边长为150mm的立方体试件为标准试件，在标准养护条件（温度203、相对湿度90%以上）下，养护到28天，测定的抗压强度。 以fcu来表示。9砼立方体抗压强度标准值： 是指按标准试验方法测得的立方体抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5（亦即具有95保证率的立方体抗压强度）。fcu.k 10、砼强度等级： 是指按照砼立方体抗压强度标准值划分出的不同的强度范围。11影响砼强度的因素 （1）、水泥强度等级和水灰比（2）、骨料的种类、质量及数量（3）、养护条件与龄期（1）、水泥强度等级和水灰比A、B系数为经验系数，与粗骨料的品种有关： 碎石：A=0.46 B=0.07 卵石：A=0.48 B=0.3312徐变A：概念砼在长期荷载作用下，沿作用力方向产生的随时间而增长的变形。 B：徐变的特点在荷载不变的情况下，随时间的增加而增长；早期增长快，后期增长速度变慢；不可完全恢复。 13