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第一章胶凝材料 一 基本概念和原理 一 水硬性胶凝材料1 水泥定义 硅酸盐水泥是指以硅酸盐水泥熟料 适量石膏和混合材料共同磨细所得的各种水泥 2 水泥的生产原料 石灰石 GaO粘土 SiO2 Al2O3 Fe2O3铁矿粉 Fe3O4 3 水泥熟料矿物组成及特性 4 主要技术指标 1 强度等级 采用水泥胶砂强度检验方法 测定水泥胶砂3d和28d的抗折强度和抗压强度 根据测定结果 硅酸盐水泥分为42 5 42 5R 52 5 52 5R 62 5 62 5R等6个强度等级 2 细度 细度是指水泥的粗细程度 3 凝结时间 初凝时间 从加水拌合起至水泥浆开始失去塑性所需的时间 终凝时间 从加水拌合起至水泥浆完全失去塑性并开始产生结构强度所需的时间 4 标准稠度用水量 指水泥净浆达到所规定稠度时所需的拌合水量 它以拌合水占水泥质量的百分率来表示 5 水泥的体积安定性 指水泥在凝结硬化过程中体积均匀变化的性能 水泥硬化后若产生不均匀的体积变化 称为体积安定性不良 6 水化热 水泥熟料矿物的水化是放热反应 在水化过程中放出的热量为水化热 二 气硬性胶凝材料 一 石膏1 成分石膏 以硫酸钙 CaSO4 为主要成分组成的气硬性胶凝材料 天然二水石膏 CaSO4 2H2O 天然硬石膏 无水石膏 CaSO4 建筑石膏 CaSO4 1 2H2O 2 建筑石膏的主要技术性质 1 技术要求 抗折强度 1 8MPa 2 5MPa 抗压强度 3 0MPa 5 0MPa 细度优等品方孔筛筛余不大于5 凝结时间初凝 不早于4min左右 根据等级 终凝 不迟于30min 2 技术特性 凝结硬化快 7 12min 硬化后孔隙率大 强度低 为使浆体具有可塑性 加水量大 体积稳定 微膨胀0 05 0 15 不耐水 有强吸湿性 吸湿后强度剧烈降低 防火性能良好 有一定调湿作用 吸水 干燥时释放水份 装饰性好 二 石灰 1 定义石灰是以碳酸钙 CaCO3 为主要成分的石灰石为原料 经高温煅烧所得的以氧化钙 CaO 为主要成分的产品 2 分类按成品加工方法分 建筑生石灰 建造生石灰粉 石灰浆按化学成分分 钙质石灰 MgO5 白云石消石灰粉 MgO含量为24 30 3 石灰的主要技术性质 1 消化时放热量大 体积膨胀大 1 2 5倍 2 饱水性和可塑性好 3 硬化缓慢且强度低 4 硬化时体积收缩大 且宜开裂 5 耐水性差 第二章骨料 一 基本概念和原理 一 细骨料1 细骨料定义 粒径在150 m 4 75mm之间的岩石颗粒称为细骨料 2 细骨料的质量要求 1 含泥量和泥块含量 如 类含泥量 10 泥块含量为0 2 有害物质含量有害物质 云母 轻物质 硫化物 硫酸盐 氯盐 有机物 草根 树叶等 3 碱活性集料水泥中的强碱物质和含有活性二氧化硅的集料反应 碱 集料反应 产生局部体积膨胀 引起破坏 4 砂的粗细程度和颗粒级配粗细程度 不同粒径的砂粒 混合在一起后的平均粗细程度 颗粒级配 不同粒径砂子的颗粒级配情况 通常采用筛分析方法测定 二 粗骨料 1 粗骨料的定义 粒径大于4 75mm的骨料 分为碎石和卵石 2 粗骨料的质量要求 1 含泥量和泥块含量 2 有害物质含量 有害物质 有机物 硫化物 硫酸盐 草根 树叶 塑料等 3 粗骨料的碱活性 比细骨料的危害性更大 4 粗骨料的强度 碎石的强度用其母岩岩石的立方体抗压强度或压碎指标值表示 卵石的强度用压碎指标值表示 5 粗骨料的坚固性 坚固性是指粗集料在自然风化和其他外界物理 化学因素作用下抵抗碎裂的能力 通常采用硫酸钠溶液法进行检验 6 粗骨料的颗粒形状及表面特征 以接近立方体形或球形为好 应控制针状和片状颗粒的含量 针状颗粒 颗粒长度大于平均粒径的2 4倍的颗粒 片状颗粒 颗粒厚度小于平均粒径的0 4倍的颗粒 7 粗骨料的最大粒径和颗粒级配大体积混凝土 应尽量选用最大粒径较大的粗骨料 对高强度混凝土 最大粒径超过40mm后 由于大粒径粗骨料造成的不均匀性 可能导致混凝土强度下降 最大粒径受混凝土结构截面尺寸及配筋间距的限制 8 骨料的含水状态分为四种含水状态 干燥状态 气干状态 饱和面干状态 湿润状态测定现场骨料含水率 调整混凝土组成材料实际用量比例 第三章拌合用水 一 基本概念和原理1 混凝土拌合用水要求 1 不得妨碍混凝土的凝结和硬化 2 不得影响混凝土强度的发展和耐久性 3 不得含有加快钢筋混凝土中钢筋锈蚀的成分 4 不得含有污染混凝土表面的成分 2 混凝土中用水中物质含量限制 pH值 不溶物 可溶物 氯化物 硫酸盐 硫化物预应力混凝土的要求最高 其次混凝土 最后为素混凝土 3 混凝土用水种类 自来水 地表水 地下水 海水 经过处理达到要求的工业废水 地表水和地下水经检验后才能用 海水不能用于拌制钢筋混凝土 混凝土有饰面要求时不得用海水拌制 表面有盐析 生活污水比较复杂 不能作为混凝土拌合用水 第四章外加剂 一 基本概念和原理1 外加剂的定义混凝土外加剂是在混凝土生产和施工过程中 掺入不超过水泥质量5 并能明显改善混凝土性质的物质 2 分类 1 按外加剂主要功能划分 改善新拌混凝土流变性能的外加剂 减水剂 泵送剂 引气剂 保塑剂等 调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂 缓凝剂 速凝剂 早强剂等 调节混凝土含气量的外加剂 引气剂 加气剂 泡沫剂 消泡剂 改善混凝土物理力学性能的外加剂 引气剂 膨胀剂 防冻剂 防水剂 减水剂等 增强混凝土抗侵蚀能力的外加剂 阻锈剂 防水剂 碱 集料反应抑制剂 减水剂等 为混凝土提供特殊性能的外加剂 着色剂 脱模剂 增亮剂 2 按外加剂化学成分划分 无机物类 钠盐 钾盐等 有机物类 减水剂 引气剂等3 外加剂的作用机理减水剂的作用机理 吸附分散加入减水剂后絮凝结构湿润作用 降低了水与水泥的界面张力 润滑作用 水泥颗粒表面溶剂化水膜 4 对混凝土性能的影响 1 减水剂 提高混凝土流动性 原配比保持不变 提高混凝土强度 流动性和水泥用量不变 减少混凝土泌水 离析现象 增大密实度 提高耐久性 2 引气剂 改善新拌混凝土和易性 提高混凝土抗渗性和抗冻性 变形能力增加 提高抗裂性 混凝土弹性模量降低 强度和耐磨性降低 含气量每提高1 抗压强度下降3 抗折强度下降2 3 第五章掺合料 一 基本概念和原理1 掺合料的定义在混凝土拌合物中 为了节约水泥 改善混凝土性能加入具有一定细度的天然或人造的矿物粉体材料 称为混凝土掺合料 2 分类 1 非活性矿物掺合料 石英砂 石灰石 粘土等 2 活性矿物掺合料 与氢氧化钙反应 粒化高炉矿渣 粉煤灰等 3 粉煤灰质量要求 粉煤灰在细度 需水量比 烧失量 含水量 三氧化硫含量等方面都有严格要求 根据其含量不同 分为 三个等级 其中 级品质最好 4 粉煤灰应用规定 级灰适用于钢筋混凝土和跨度小于6m的预应力钢筋混凝土 级灰适用于钢筋混凝土和无筋混凝土 级灰主要用于无筋混凝土 5 粉煤灰的作用 节约水泥 改善混凝土和易性 滚珠轴承作用 降低水化热 提高抗腐蚀性 反应产物中氢氧化钙含量少 提高抗渗性 粉煤灰颗粒小 分布于水泥颗粒间 提高胶凝体密实性 抑制碱 集料反应 提高后期强度 粉煤灰与氢氧化钙二次水化 提高混凝土抗裂性 滚珠轴承作用 减少用水量 第六章钢材 一 基本概念和原理1 钢材的定义钢材是将炼钢生铁和废钢材等原材料在炼钢炉内冶炼而成的铁碳合金的总称 2 分类 1 根据所含合金元素的多少不同分 碳素钢合金钢 2 根据钢材中含碳量的不同分 低碳钢中碳钢 含碳量0 25 0 6 高碳钢 3 根据合金钢材中合金元素的多少分 低合金钢中合金钢 合金元素总含量5 10 高合金钢 4 根据钢材中所含有害杂质 硫 磷 的多少分 普通钢优质钢高级优质钢特级优质钢 5 根据钢材的用途不同分 结构钢工具钢特殊性能用钢 不锈钢 耐酸钢 磁钢等 3 牌号或强度等级 1 结构用型钢 碳素结构钢根据钢材屈服强度高低不同 分为 Q195 Q215 Q235 Q255 Q275五个牌号 根据其杂质含量及性能不同 分为 A B C D四个等级 其中A级质量最差 D级质量最好 根据脱氧程度不同 分为 F b Z TZ四种 其中表示镇静钢的的符号Z和特殊镇静钢的TZ可省略 如Q215AF Q235C 优质碳素结构钢根据所含碳量的万分数来划分 分为 08F 10F 15F 08 10 15 20 25 30 85等20个品种 低合金高强度结构钢根据屈服强度不同 分为 Q295 Q345 Q390 Q420 Q460五个牌号 根据杂质含量和性能不同 分为 A B C D E五个质量等级 2 钢筋混凝土用钢筋 热轧钢筋依据其屈服强度 抗拉强度 伸长率 及冷弯等技术指标划分为 Q215 Q235 R235 HRB335 HRB400 HRB500 前3种为圆形光面 后3种为圆形带肋 预应力钢筋混凝土用钢丝 钢绞线冷拉钢丝 RCD 预应力混凝土用钢丝光面钢丝消除应力钢丝 S 刻痕钢丝 SI 螺旋肋钢丝 SH 4 力学性能 1 抗拉性能低碳钢的受拉过程分为四个阶段 弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 颈缩阶段 2 冲击韧性钢材在瞬间动载作用下 抵抗破坏的能力 硫 磷含量高 冲击韧性差 冲击韧性随温度的下降而降低 钢材具有冷脆性 3 耐疲劳性疲劳破坏由应力集中引起 5 工艺性能 1 冷弯性能钢材在常温下承受弯曲变形的能力 冷弯是钢材局部发生的不均匀变形下的塑性 它比伸长率更能很好地揭示钢材是否存在内部组织不均匀 内应力和夹杂物等缺陷 2 焊接性能钢材的可焊性性能与其化学成分及含量有关 含碳量高 可焊性差 硫使焊缝处产生热裂纹 6 化学成分对钢材性能的影响碳 含碳量不大于0 8 的碳素钢 含碳量增加 抗拉强度 硬度增加 塑性和冲击韧性降低 硅 提高钢的强度 提高抗腐蚀能力 锰 削弱热脆性 提高强度和硬度 降低焊接性能 磷 提高钢的强度 降低塑性和韧性 具有冷脆性 硫 降低钢的冲击韧性 疲劳强度和抗腐蚀性 具有热脆性 氧 降低各种机械性能 降低可焊性 氮 提高钢的屈服强度 抗拉强度和硬度 降低韧性和可焊性 钛 提高钢的强度 提高可焊性和抗腐蚀性 塑性略有降低 钒 提高强度和韧性 可焊性降低 第七章砌筑材料 一 基本概念和原理 一 石料1 石料的种类 岩浆岩 沉积岩 变质岩2 力学性质 1 抗压强度 制成立方体试件进行测试 2 耐磨耗性 抵抗撞击 剪切和摩擦等综合作用的性能 3 冲击韧性 4 硬度 二 砖1 砖的定义以砂质黏土 工业废料及其他地方资源为主要原料 按不同工艺制成的 在建筑上用来砌筑墙体的块状材料 2 砖的品种及分类普通砖烧结砖多孔砖空心砖 孔洞率大于25 砖蒸压灰砂砖 石灰和天然砂为原料 蒸氧砖粉煤灰砖 3 普通烧结砖的规格尺寸 240mm 115mm 53mm等级 按抗压强度分为MU30 MU25 MU20 MU15 MU10五个强度等级 4 普通烧结砖的技术要求 1 尺寸允许偏差 2 外观质量 3 强度等级 4 抗风化能力 用抗冻融试验或吸水率试验来衡量 5 泛霜 可溶性盐类在砖表面的析出现象 4 石灰爆裂 砖中有生石灰 生石灰遇水膨胀导致砖块裂缝 第八章防水材料 一 基本概念和要求 一 石油沥青1 石油沥青分类 1 按原油基属不同分 石蜡基沥青 环烷基沥青 中间基沥青 2 按常温下的物理状态分 粘稠沥青 液体沥青 3 按主要用途分 道路石油沥青 建筑石油沥青 普通石油沥青2 化学组成按三组分分析法 油分 树脂 沥青质按四组分分析法 沥青质 饱和分 芳香分 胶质 3 结构胶体结构 胶团核心为沥青质 沥青质周围是胶质 胶团分散于芳香分和饱和分的分散介质中 4 主要技术性质 1 粘滞性反映沥青抵抗其本身相对变形的能力 常表现为沥青的软硬程度或稀稠程度 对液体石油沥青 用标准粘度来表示 对粘稠沥青 用针入度表征 2 延展性反映沥青塑性变形能力 用延度指标表示 3 温度敏感性指石油沥青的粘滞性 塑性等物理性能随温度升降而变化的性能 用软化点指标或针入度指数表示 4 粘附性粘附性是指石油沥青与其他材料的界面粘结性能或抗剥落性能 采用水煮法或水浸法检验 5 大气稳定性大气温度性是指石油沥青在热 阳光 氧气和潮湿等因素的长期综合作用下抵抗老化的性能 用沥青试样加热蒸发前后的蒸发损失百分率 蒸发后针入度比等来评定 6 施工安全性闪点 沥青出现闪火现象时的温度为闪点 燃点 沥青开始燃烧时的温度为燃点 二 防水卷材 1 定义沥青防水卷材一般是以原纸 纤维织物或纤维毡等为胎体 浸涂石油沥青或煤沥青 并撒布防粘物料制成的防水卷材 2 分类纸质沥青油纸和油毡沥青防水卷材沥青玻璃布油毡沥青玻纤毡油毡 第九章粘接修补材料 一 基本概念和要求1 修补材料的种类分为两类 1 无机材料 水泥 2 有机材料 环氧树脂 聚胺酯2 性能要求 1 修补材料必须稳定 耐久 能抵抗各种环境侵蚀的作用 2 与老混凝土粘结时 其结合性能良好 结合后其粘结强度不得小于所粘混凝土的抗压强度 3 力学性能高于老混凝土5 10MPa 4 变形性能与老混凝土接近 5 灌浆用材料抗渗性好 第十章土工合成材料 一 基本概念和要求1 水运工程对土工织物及相关产品的要求 选用聚酯 聚丙烯 聚乙烯等高分子聚合物纤维制造