建筑材料小抄1范文

建筑材料小抄建筑材料小抄1 1范文范文 1 期 应力与应变成比例的增长 应力与应变之比为常数 2 当应力超过弹性极限 变形增加较快 此时除了产生弹性形变外 还产生部分塑性变形 当应力超过B点后 塑性应变急剧增加 曲线出现一个波动小平台 这种现象称作屈服 这一阶段的最大 最小应力分别称为上屈服点和下屈服点 由于下屈服点数值较稳定 因此以它作为钢材抗力的指标 称为屈 服点或屈服强度 材在交变荷载反复多次作用下 可以在最大应力远低于屈服点的情 况下就发生突然破坏 这种破坏现象称为疲劳破坏 在常温下对钢材进行机械加工 使它发生塑性变形 从而可以提高 屈服强度值 同时塑韧性会降低的现象 又称液体沥青 是用沥青加稀释剂而制成渗透力很强的液体历清 因为它可以在常温下打底 所以叫做冷底子油 1是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量 凡能在物理 化学作用下 从浆体变为坚固的石状体 并能胶结其 他物料而具有一定机械强度的物质 只能在空气中硬化 并保持和继续发展强度的胶凝材料 开始加水拌合到可塑性开始失去的时间称为初凝时间 凡由适量的硅酸盐水泥熟料 0 5 的石灰石或粒化高炉矿渣 适量 的石膏磨细而成的水硬性胶凝材料 指混凝土易于施工操作 搅拌 运输 浇注 捣实 并能获得均匀 密实的混凝土性能 1 刚材受力初 钢从水泥当木材中无自由水 而细胞壁内吸附水达到饱和时 这时 的木材含水率称为纤维饱和点 11 可提高钢材的屈服强度值 达到节约钢材的目的 2 可简化一部分施工工序 围介质发生化学反应而遭到的破坏 根据锈蚀作用的机理 钢材的锈蚀可分为化学锈蚀和电化学锈蚀两 种钢材直接与周围介质发生化学反应而产生的锈蚀 这种锈蚀多指其表面与周是指数是氧化作用 使钢材表面形成疏松 的氧化物 钢材与电解质溶液接触而产生电流 形成微电池而引起的锈蚀 1是指过火石灰 过火石灰的熟化速度非常缓慢 并产生一定的体积 膨胀 导致已硬化的结构产生鼓包或开裂的现象 影响工程质量 答防止石膏中含有部分答因为硅酸盐水泥的水化热大 对大体积工 程来说 内部的热量难以散发 造成内外温度差比较大 产生相应 的温度应力大 从而造成结构容易断裂 答主要有水泥 水 砂 石子组成 其中水泥和水组成的水泥浆起 润滑和胶结作用 有砂和石子组成的集料起着支撑骨架的作用 答 1 水泥的强度等级与水灰比的影响 2 集料的种类 质量 级配的影响 3 养护温度 湿度的影响 4 施工方法的影响 5 外加剂的影响 答 1 材料成分有差别 2 试件的边长尺寸有差别 砂浆是以边长为70 7MM的立方体试件 而混凝土是以边长150MM的立 方体试件 答 1 节约水泥用量 2 改善混凝土的和易性 1 水泥的体积安定性指水泥在水化 硬化中体积变化的均匀性2 不良的原因游离的CaO MgO含量过高 石膏的渗量过高 答加气混凝土砌块的气孔大部分是墨水瓶结构 只有小部分是水分 蒸发形成的毛细孔 肚大口小 毛细作用差 故吸水导热缓慢 烧结普通砖淋水后易吸足水 而加气混凝土表面浇水不少 实则吸 水不多 用一般的砂浆抹平易被加气混凝土吸去水分 而易产生干 裂或空鼓 顾可以分多次浇水 而且保水性好 粘结强度的高的砂浆 答屈服点是结构设计时的取值依据 表示钢材在正常工作承受的应 力不超过屈服点 屈服点和抗拉强度的比值称为屈服比 它反应钢材的利用率和使用 中安全可靠度 伸长率表示钢材塑性变形能力 刚才在使用中 为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中脆断 要 求塑性良好 即有一定的伸长率 可以使缺陷处超过屈服点时 随 着发生塑性变形 使应力重分布 而避免钢材提早破坏 同时常温下将钢材加工成一定形状 也要求钢材又有一定的塑性 但伸长率不能过大 否则会使钢材在使用中超过允许的变形值 碳素钢的化学成分主要是铁 其次是碳 故也称铁一碳合金 其含碳量为0 02 2 06 此外尚含有极少量的硅 锰和微量的硫 磷等元素 碳素钢按含碳量又可分为低碳钢 含碳量小于0 25 中碳钢 含 碳量为0 25 0 60 高碳钢 含碳量大于0 60 是指在 炼钢过程中 有意识地加入一种或多种能改善钢材性能的合金元素 而制得的钢种 常用合金元素有硅 锰 钛 钒 铌 铬等 按合金元素总含量的不同 合金钢可分为 合金元素总含量小于 合金元素总含量为 10 金元素总含量大于10 2 合 炼钢时仅加入锰铁进行脱氧 则脱氧不完全 这种钢水浇入锭模时 会有大量的 气体从钢水中外逸 引起钢 水呈沸腾状 故称沸腾钢 代号为 沸腾钢组织不够致密 成分不太均匀 硫 磷等杂质偏析较严重 故质量较差 但因其成本低 产量高 故被广泛用于一般建筑工程 用锰铁 硅铁和铝锭等作脱氧剂 脱氧完全 且同时能起去 硫作用 这种钢水铸锭时能平静地充满锭模并冷却凝固 故称镇静钢 代号 为 镇静钢虽成本较高 但其组织致密 成分均匀 性能稳定 故质量 好 适用 炼钢时采于预应力混凝土等重要的结构工程 度介于沸腾钢和镇静钢之间 为质量较好的钢 其代号为 脱氧程 比镇静钢脱氧程度还要充分彻底的钢 故其质量最好 适用于特别 重要的结构工程 代号为 TZ 接钢中有害杂质磷 和硫 S 含量的多少 磷含量不大于0 045 硫含量不大于0 050 磷含量不大于0 035 硫含量不大于0 035 磷含量不大于0 025 硫含量不大于0 015 磷含量不大于0 025 硫含量不大于0 015 最重要的技术性质 其技术指标为由拉力试验测定的屈服点 抗拉强度和伸长率 低碳钢 软钢 受拉的应力一应变图能够较好地解释这些重要的技 术指标 试件拉力在 范围内时 如卸去拉力 试件能恢 复原状 应力与应变的比值为常数 因此 该阶段被称为弹性阶段 当对试件的拉伸进入塑性变形的屈服阶段 时 称屈服下限 下 所对应的应力为屈服强度或屈服点 记做 s 设计时一般以 s作为强度取值的依据 对屈服现象不明显的钢材 规定以0 2 残余变形时的应力 0 2作 为屈服强度 中 曲线逐步上升可以看出试件在屈服阶段以后 其 抵抗塑性变形的能力又重新提高 称为强化阶段 对应于最高点 的应力称为抗拉强度 用 b表示 中当曲线到达 点后 试件薄弱处急剧缩小 塑性变形迅速增加 产生 颈缩现象 而断裂 量出拉断后标距部分的长度Ll 标距的伸长值与原始标距L0的百分 率称为伸长率 指钢材在常温下承受弯曲变形的能力 是钢材的重要工艺性能 被弯曲的角度 90 180 及弯心直径 对试件厚度 或直径 a的比值 a 区分的 试件按规定的弯曲角和弯心直径进行试验 试件弯曲处的外表面无裂断 裂缝或起层 即认为当从图2图2 是通过试件冷弯性能合格 材抵抗冲击荷载的能力 冲击韧性指标是通过标准试件的弯曲冲击韧性试验确定的 以摆锤打击试件 于刻槽处将其打断 试件单位截面积上所消耗的 功 即为钢材的冲击韧性指标 用冲击韧性ak cm2 表示 ak值愈大 冲击韧性愈好 指钢 试验表明 冲击韧性随温度的降低而下降 其规律是开始下降缓和 当达到一定温度范围时 突然下降很多而呈脆性 这种脆性称为 随时间的延长而表现出强度提高 塑性和冲击韧性下降的现象称为 时效 完成时效变化的过程可达数十年 但是钢材如经受冷加工变形 或 使用中经受震动和反复荷载的影响 时效可迅速发展 因时效而导致性能改变的程度称为 对于承受动荷载的结构应该选 用时效敏感性小的钢材 面局部体积内抵抗外物压入产生塑性变形的能力 常用的测定硬度的方法有布氏法和洛氏法 是指其表是利用直径为 的淬火钢球 以P 的荷载将 其压入试件表面 经规定的持续时间后卸除荷载 即得到直径为 的压痕 以压痕表面积 除荷载 所得的应力 值即为试件的布氏硬度值 以数字表示 不带单位 洛氏法测定的原理与布氏法相似 但系根据压头压入试件的深度来 表示硬度值 洛氏法压痕很小 常用于判定工件的热处理效果 在反复荷载作用下的结构构件 钢材往往在应力远小于抗拉强度时 发生断裂 这种现象称为钢材的 疲劳破坏的危险应力用来表示 它是指疲劳试验中 试件在交变应 力作用下 于规定的周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力 是指焊接后在焊缝处的性质与母材性质的一致程度 影响钢材可焊性的主要因素是化学成分及含量 如硫产生热脆性 使焊缝处产生硬脆及热裂纹 又如 含碳量超过0 3 可焊性显著下降等 指碳 硅 锰 硫 磷等 在不同情况下往往还需考虑氧 氮及各 种合金元素 性很好 但强度 硬度很低 奥氏体为 在 一Fe中的固溶体 溶碳能力较强 高温时含 碳量可达2 06 低温时下降至0 8 其强度 硬度不高 但塑性好 在高温下易于轧制成型 渗碳 体为铁和碳的化合物Fe3C 其含 量高 达6 67 晶体结构复 杂 塑性差 性硬脆 抗拉强度低 珠光体为铁素体和渗碳体的机械混合物 含 量较低 0 8 层状结构 塑性较好 强度和硬度较高 将钢材在常温下进行冷拉 冷拔或冷轧 使产生塑性变形 其塑性 韧钢材在塑性变形中晶格的缺陷增多 而缺陷的晶格严重畸变 对晶格的进一步滑移将起到阻碍作用 故钢材的屈服点提高 塑性 和韧性降低 由于塑性变形中产生内应力 故钢材的弹性模量 降低 将经过冷拉的钢筋于常温下存放15 20 或加热到100 200 并保持一段时间 这个过程称为时效处理 前者称为 后者称为 溶于 一Fe中的碳 氮原子 向晶格缺陷处 移动和集中的速度大为加快 这将使滑移面缺陷处碳 氮原子富集 使晶格畸变加剧 造成其滑移 变形更为困难 因而强度进一步 提高 塑性和韧性则进一步降低 而弹性模量则基本恢复 制度 将钢材加热到一定的温度 在此温度下保持一定的时间 再 以一定的速度和方式进行冷却 以使钢材内部晶体组织和显微结构 按要求进行改变 或者消除钢中的内应力 从而获得人们所需求的 机械力学性能 这一过程就称为钢材的热处理 按照一定的 将钢材加热至723 相变温度 以上某一温度 并保持一定时间后 迅速置于水中或机油中冷却 这个过程称钢材的淬火处理 钢材经淬火后 强度和硬度提高 脆性增大 塑性和韧性明显降低 将淬火后的钢材重新加热到723 以下某一温度范围 保温一定时间 后再缓慢地或较快地冷却至室温 这一过程称为回火处理 回火可消除钢材淬火时产生的内应力 使其硬度降低 恢复塑性和 韧性 回火温度愈高 钢材硬度下降愈多 塑性和韧性等性能均得以改善 若钢材淬火后随即进行高温回火处理 则称调质处理 其目的是使 钢材的强度 塑性 韧性等性能均得以改善 将钢材加热至723 以上某一温度 保持相当时间后 在退火炉中 缓慢冷却 退火能消除钢材中的内应力 细化晶粒 均匀组织 使钢材硬度降 低 塑性和韧性提高 热到723 以上某一温度 并保持相当长时间 然后在空气中缓 慢冷却 则可得到均匀细小的显微组织 钢材正火后强度和硬度提高 塑性较退火为小 按国家标准GB700 88规定 我国碳素结构钢分五个牌号 即 195 Q 215 Q 235 Q255和Q275 各牌号钢又按其硫 磷含量由多至少分为 四个质量 等级 退火是指是将钢材加 Q 屈服点数值 mm2 质量等级符号 A B C D 脱氧程度符号 F B Z TZ 等四部分组成 例如Q235 A F 它表示屈服点为235N 2的平炉或氧气转炉冶炼的 级沸 腾碳素结构钢 当为镇静钢或特殊镇静钢时 则牌号表示 与 Z 符号可予 以省略 在碳素钢的基础上 加入总量小于 的合金元素炼成的钢 称为 简称低合金结构钢 常用的合金元素有硅 锰 钛 钒 铬 镍 铜强度高 可代替高 强钢丝使用 配筋根数少 节约钢材 锚固性好 不易打滑 预应 力值稳定 施工简便 开盘后钢筋自然伸直 不需调直及焊接 主要用于预应力钢筋混凝土轨枕 也用于预应力梁 板结构及吊车 梁等 是采用由普通低碳钢或低合金钢热轧的圆盘条为母材 经冷轧减径 后在其表面冷轧成二面或三面有肋的钢筋 冷轧带肋钢筋是热轧圆盘钢筋的深加工产品 是一种新型高效建筑 钢材 是将直径为6 5 8 的Q235热轧盘条钢筋经冷拔加工而成 冷拔低碳钢丝分为甲 乙两级 甲级丝适用于作预应力筋 乙级丝 适用于作焊接网 焊接骨架 箍筋和构造钢筋 其力学性能应符合有关规定 大型预应力混凝土构件 由于受力很大 常采用高强度钢丝或钢绞 线作为主要受力钢筋 预应力高强度钢丝是用优质碳素结构钢盘条 经酸洗 冷拉或再经 回火处理等工艺制成 钢铰线是由 根直径为2 5 5 0 的高强度 钢丝 铰捻后经一定热处理清除内应力而制成 铰捻方向一般为左捻 是由石油原油经蒸馏提炼出各种轻质油 如汽油 柴油等 及润滑 油以后的残留物 再经过加工而得的产品 石油沥青是由许多高分子碳氢化合物及其非金属 主要为氧 硫 氮等 衍生物组成的复杂混合物 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 油分为淡黄色至红褐色的油状液体 是沥青中分子量最小和密度最 小的组分 密度介于0 7 1 0 cm3之间 在170 较长时间加热 油分可以挥发 沥青脂胶 沥青脂胶为黄色至黑褐色粘稠状物质 半固体 分子量比油分大 600 1000 密度为1 0 1 1g cm3 温度敏感性油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能 由于沥青是一种高分子非晶态热塑性物质 故没有一定的熔点 将砖 石 砌块等粘结成为砌体的砂浆称为砌筑砂浆 砌筑砂浆起着胶结块材和传递荷载的作用 是砌体的重要组成部分 砌筑砂浆的组成材料 1 常用的胶凝材料有水泥 石灰是指石砌筑砂浆膏 建筑石膏等 2 表示砂浆在自重或外力作用下流动的性能称为砂浆的流动性 也 叫表示砂浆流动性大小的指标是它是以砂浆稠度仪测定的 其单位 为 工程中对砂浆稠度选择的依据是砌体类型和施工气候条件 砂浆的 用水量 胶凝材料的种类和用量 集料的粒形和级配 外加剂的性 质和掺量 拌和的均匀程度等 搅拌好的砂浆在运输 停放和使用过程中 阻止水分与固体料之间 细浆体与集料之间相互分离 保持水分的能力为砂浆的保水性 加入适量的微沫剂或塑化剂 能明显改善砂浆的保水性和流动性 砂浆的保水性用砂浆分层度仪测定 以分层度 表示 分层度过大 表示砂浆易产生分层离析不利于施工及水泥硬化 砌筑砂浆分层度不应大于 分层度过小 容易发生干缩裂缝 故通常砂浆分层度不宜小于 建筑砂浆凝结时间 以贯入阻力达到0 5 a为评定依据 水泥砂浆不宜超过 水泥混合砂浆不宜超过10 加入外加剂 后应满足设计和施工的要求 强度与强度等级 砂浆以抗压强度作为其强度指标 标准试件尺寸为70 7 立方体试件一组 块 标养至28 测定其 抗压强度平均值 MPa 砌筑砂浆按抗压强度划分为 20 15 7 5 5 0 2 5等六个强度等级 砂浆的强度除受砂浆本身的组成材料及配比影响外 还与基层的吸 水性能有关 对于 不吸水基层 如致密石材 这时影响砂浆强度的主要因 素与混凝土基本相同 即主要决定于水泥强度和水灰比 计算公式如下式中fm 砂浆28 抗压强度 MPa ce 水泥的实测强度 MPa C W 灰水比 吸水基层 如粘土砖及其他多孔材料 这时由于基层能吸水 当其吸水后 砂浆中保留水分的多少取决于其本身的保水性 而 与水灰比关系不大 因而 此时砂浆强度主要决定于水泥强度及水泥用量 砌筑砂浆必须有足够的粘结力 才能将砖石粘结为坚固的整体 砂 浆粘结力的大小 将影响砌体的抗剪强度 耐久性 稳定性及抗振 能力 通常粘结力随砂浆抗压强度的提高而增大 砂浆粘结力还与砌筑材料的表面状态 润湿程度 养护条件等有关 砌筑砂浆的配合比应满足施工和易性 稠度 的要求 保证设计强 度 还应尽可能节约水泥 降低成本 干材料在绝对密实状态下的体积 即材料内部没有孔隙时的体积 或不包括内部孔隙的材料体积 一般以 表示材料的绝对密实体积1 2然状态下的体积 即整体材料 的外观体积 含内部孔隙和水分 一般以V0表示材料的表观体积 1 3粉状或粒状材料 在堆集状态下的总体外观体积 根据其堆积状态不同 同一材料表现的体积大小可能不同 松散堆 积下的体积较大 密实堆积状态下的体积较小 材料的堆集体积一般以来表示 2 材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量 按下式 计算式中 密度 g cm3或kg m3m 材料的质量 g或kg材料在自V 材料的绝对密实体积 cm3或m3测试时 材料必须是绝对干燥状态 含孔材料则必须磨细后采用排开液体的方法来测定其体积 3 表观密度 俗称 容重 是指材料在自然状态下单位体积的质 量 按下式计算是指包括内部孔隙在内的体积 因为大多数材料的表观体积中包含有内部孔隙 其孔隙的多少 孔 隙中是否含有水及含水的多少 均可能影响其总质量 有时还影响 其表观体积 因此 材料的表观密度除了与其微观结构和组成有关外 还与其内 部构成状态及含水状态有关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 按下式计算式中 0 材料的堆积密度 g cm3或kg m3m 材料的质量 g或kg V0 材料的堆积体积 cm3或m3粉状或粒状材料的质量是指填充在一定容 器内的材料质量 其堆积体积是指所用容器的容积而言 因此 材料的堆积体积包含了颗粒之间的空隙 在土木建筑工程中 计算材料用量 构件的自重 配料计算以及确 定堆放空间时经常要用到材料的密度 表观密度和堆积密度等数据 5 密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度 密实度的计算式如下对于绝对密实材料 因 0 故密实度D 1或 100 对于大多数土木工程材料 因 0 故密实度D 1或D 100 密度 0 材料的表观密度6 材料的孔隙率是指材料内部孔隙的体积占材料总 体积的百分率 孔隙率P按下式计算7空隙率是指散粒材料在其堆集体积中 颗粒之间 的空隙体积所占的比例 空隙率P 按下式计算空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充 的致密程度 空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算含砂率的依据 与水接触时 有些材料能被水润湿 而有些材料则不能被水润湿 对这两种现象来说 前者为亲水性 后者为憎水性 材料具有亲水性或憎水性的根本原因在于材料的分子结构 亲水性材料与水分子之间的分子亲合力 大于水分子本身之间的内 聚力 反之 憎水性材料与水分子之间的亲合力 小于水分子本身 之间的内聚力 工程实际中 材料是亲水性或憎水性 通常以润湿角的大小划分 润湿角为在材料 水和空气的交点处 沿水滴表面的切线与水和固 体接触面所成的夹角 其中润湿角 愈小 表明材料愈易被水润湿 当材料的润湿角 时 为亲水性材料 当材料的润湿角 时 为憎水性材料 水在亲水性材料表面可以铺展开 且能通过毛细管作用自动将水吸 入材料内部 水在憎水性材料表面不仅不能铺展开 而且水分不能 渗入材料的毛细管中材料能吸收水分的能力 称为材料的吸水性 吸水的大小以吸水率来表示 指材料在吸水饱和时 所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分比 并以 m表示 是指材料在吸水饱和时 所吸水的体积占材料自然体积的百分率 并以W 表示 材料的吸水率与其孔隙率有关 更与其孔特征有关 因为水分是通过材料的开口孔吸入并经过连通孔渗入内部的 材料内与外界连通的细微孔隙愈多 其吸水率就愈大 是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质 干燥的材料处在较潮湿的空气中时 便会吸收空气中的水分 而当 较潮湿的材料处在较干燥的空气中时 便会向空气中放出水分 前者是材料的吸湿过程 后者是材料的干燥过程 由此可见 在空气中 某一材料的含水多少是随空气的湿度变化的 材料在任一条件下含水的多少称为材料的材料的含水率受所处环境 中空气湿度的影响 当空气中湿度在较长时间内稳定时 材料的吸湿和干燥过程处于平 衡状态 此时材料的含水率保持不变 其含水率叫作是指材料长期 在饱和水的作用下不破坏 强度也不显著降低的性质 衡量材料耐水性的指标是材料的软化系数KR水后强度降低的程度 是材料吸水后性质变化的重要特征之一 一般材料吸水后 水分会分散在材料内微粒的表面 削弱其内部结 合力 强度则有不同程度的降低 当材料内含有可溶性物质时 如石膏 石灰等 吸入的水还可能 溶解部分物质 造成强度的严重降低 材料耐水性限制了材料的使用环境 软化系数小的材料耐水性差 其使用环境尤其受到限制 软化系数的波动范围在0至1之间 工程中通常将 0 85的材料称为耐水性材料 可以用于水中或 潮湿环境中的重要工程 用于一般受潮较轻或次要的工程部位时 材料软化系数也不得小于0 75 水后 在负温作用条件下 水在材料毛细孔内冻结成冰 体积膨涨 所产生的冻胀压力造成材料的内应力 会使材料遭到局部破坏 随着冻融循环的反复 材料的破坏作用逐步加剧 这种破坏称为冻 融破坏 在吸水饱和状态下 能经受反复冻融循环作用而不破坏 强度也不 显著降低的性能 反映了材料饱材料吸是指材料抗渗性是材料在压力水作用下抵抗水 渗透的性能 土木建筑工程中许多材料常含有孔隙 孔洞或其它缺陷 当材料两 侧的水压差较高时 水可能从高压侧通过内部的孔隙 孔洞或其它 缺陷渗透到低压侧 这种压力水的渗透 不仅会影响工程的使用 而且渗入的水还会带 入能腐蚀材料的介质 或将材料内的某些成分带出 造成材料的破 坏 当材料两面存在温度差时 热量从材料一面通过材料传导至另一面 的性质 称为材料的导热性 导热性用导热系数 表示 材料在受热时吸收热量 冷却时放出热量的性质称为材料的热容量 单位质量材料温度升高或降低1 所吸收或放出的热量称为热容量系 数或比热 热阻是材料层 墙体或其它围护结构 抵抗热流通过的能力 材料 的强度是材料在应力作用下抵抗破坏的能力 通常情况下 材料内部的应力多由外力 或荷载 作用而引起 随 着外力增加 应力也随之增大 直至应力超过材料内部质点所能抵 抗的极限 即强度极限 材料发生破坏 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称为 弹性 这种完全恢复的变形称为弹性变形 或瞬时变形 材料在外力作用下产生变形 如果外力取消后 仍能保持变形后的 形状和尺寸 并且不产生裂缝的性质称为塑性 这种不能恢复的变形称为塑性变形 或永久变形 材料受力达到一定程度时 突然发生破坏 并无明显的变形 材料 的这种性质称为脆性 大部分无机非金属材料均属脆性材料 如天然石材 烧结普通砖 陶瓷 玻璃 普通混凝土 砂浆等 脆性材料的另一特点是抗压强度高而抗拉 抗折强度低 在工程中使用时 应注意发挥这类材料的特性 材料在冲击或动力荷载作用下 能吸收较大能量而不破坏的性能 称为韧性或冲击韧性 韧性材料在外力以试件破坏时单位面积所消耗的功表示 硬度材料 的硬度是材料表面的坚硬程度 是抵抗其它硬物刻划 压入其表面 的能力 通常用刻划法 回弹法和压入法测定材料的硬度 是材料表面抵抗磨损的能力 材料的耐磨性用磨耗率表示 是泛指材料在使用条件下 受各种内 在或外然因素及有害介质的作用 能长久地保持其使用性能的性质 材料在建筑物之中 除要受到各种外力的作用之外 还经常要受到 环境中许多自然因素的破坏作用 这些破坏作用包括物理 化学 机械及生物的作用 物理作用可有干湿变化 温度变化及冻融变化等 这些作用将使材料发生体积的胀缩 或导致内部裂缝的扩展 时间长久之后即会使材料逐渐破坏 在寒冷地区 冻融变化对材料会起着显著的破坏作用 在高温环境下 经常处于高温状态的建筑物或构筑物 所选用的建 筑材料要具有耐热性能 在民用和公共建筑中 考虑安全防火要求 须选用具有抗火性能的 难燃或不燃的材耐磨性 解密度表观密度堆积密度对于含孔材料 三者的测试方法要点如下测定密度时 需先将材料磨细 之后采用 排出液体或水的方法来测定体积 测定表观密度时 直接将材料放入水中 即直接采用排开水的方法 来测体积 测定堆积密度时 将材料直接装入已知体积的容量筒中 直接测试其自然堆积状态下体积 由胶结材料料 无机的 有机的或有机复合的 颗粒状集料以及 必须加入的化学外加剂和矿物质掺和料组分合理组成的混合料 或 经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料 为了提高构件的抗裂能力 在钢筋与混凝土结合之前 预先拉张钢 筋 使得构件在施加外负荷之前 钢筋受到一个预加的拉应力 而 混凝土受到一个预加的压应力 这种混凝土叫做预应力混凝土 混凝土一般按以下几方面进行分类 指采用普通砂 石配制的干密度为2000 2800Kg m3的混凝土 特种混凝土如抗渗混凝土等级大于P6级的混凝土 抗冻混凝土指抗 冻等级大于F50级的混凝土 高强混凝土指强度等级为C60级以上的 混凝土 大体积混凝土结构物中实体最小尺寸大于或等于1m 或容 易因温度应力引起裂缝的混凝土等 指混凝土拌合物的塌落度小于10mm的混凝土 塑性混凝土 指混 凝土拌合物的塌落度为10 90mm的混凝土 流动性混凝土 指混凝 土拌合物的塌落度为100 150mm的混凝土 大流动性混凝土 指混 凝土拌合物塌落度等于或大于160mm的混凝土 3如泵送混凝土 喷射混凝土 水下浇注混凝土 压力浆灌混凝土 离心混凝土等 4如无机的水泥混凝土 水玻璃混凝土 石膏混凝土 有机的沥青混 凝土 硫磺混凝土 聚合物胶结混凝土 无机有机混合的聚合物水 泥混凝土等 混凝土拌合物应具有易于浇筑 捣实和表面处理的条件 从而保证 良好的浇筑质量 进而为保证混凝土的强度和耐久性创造必要的条 件 因此 混凝土拌合物应具有下列各性能1混凝土拌合物的和易性是判 别混凝土初期质量优劣的标准 所谓和易性是指混凝土在施工中是否易于操作 是否具有能使浇注 的构件质量均匀 易于浇捣密实的性能 和易性是一项综合的技术 性能 包括流动性 粘聚性 和保水性等三方面的涵义 1是指混凝土拌合物在自重或施工机械振捣的作用下 能产生流动 并均匀密实地填满模板的性能 流动性的大小主要取决于单位用水量或水泥浆量的多少 单位用水量或水泥浆量多 混凝土拌合物的流动性大 反之则小 浇筑时易于填满模型 是指混凝土拌合物在施工过程中其组成材料之间的粘聚力 在运输 浇筑 捣实过程中不致产生分层 离析 泌水 而保持整 体均匀的性质 混凝土拌合物是由密度不同 颗粒大小不一的固体材料和水组成的 混合物 在外力作用下 各组成材料移动的倾向性不同 一旦配比 不当 就会出现分层和离析现象 使硬化后的混凝土成分不均匀 甚至产生蜂窝 狗洞等工程质量事 故 是指混凝土拌合物在施工过程中 具有一定的保持水分不易析出 的能力 混凝土拌合物在施工过程中 随着较重的骨料颗粒下沉 因水的密 度比骨料小 被迫逐渐上升到混凝土拌合物的表面 形成泌水 泌水会在混凝土内部形成泌水通道 使混凝土的密实性变差 降低 混凝土的质量 我国标准用塌落度和维勃稠度来测定混凝土拌合物的流动性 并辅 以直观经验来评定粘聚性和保水性 塌落度试验将混凝土拌合物按规定方法分三次装入塌落度筒内 在 装满刮平后 将塌落度筒垂直向上提起 移到混凝土拌合物一侧 混凝土拌合物因自重会产生塌落现象 然后测量出筒高与塌落后混凝土拌合物试体最高点之间的高度差 塌落度愈大 拌合物的流动性愈大 1选用C3A和碱含量都较低的水泥 2掺用缓凝型外加剂 3掺用优质粉煤灰 4尽可能选用塌烙度低的配比 5尽可能降低新拌混凝土的温度 为了同时评定拌合物的粘聚性和保水性 还应观察下列现象用捣棒 在已塌落的混凝土拌合物锥体一侧轻轻敲打 如锥体逐渐下沉 则 表示粘聚性良好 若锥体突然倒坍 部分崩裂或出现离析现象 则 表示粘聚性不好 保水性是以拌合物中稀浆析出的程度来评定 提起塌落度筒以后 如果有较多的稀浆从底部析出 则表示此混凝土拌合物保水性良好 拌合物的离析是指拌合物各组分分离而造成不均匀和失去粘聚性 的现象 表现为骨料从拌合物中分离或从稀水泥浆中淌出 虽然拌合物的离析是不可避免的 尤其是在粗骨料最大粒径较大的 混凝土中 但若配合比适当 掺加外加剂可减少或抑制离析的产生 拌合物泌水是指拌合物在浇筑后到初凝前 固定颗粒下沉水上升 在混凝土表面析出水的现象 泌水将使混凝土质量不均匀 易于形成表面裂缝 并会降低钢筋与 混凝土的粘结力等 必须尽可能降低混凝土的泌水 通常采取掺加适当混合材 粉煤灰 矿渣粉等 外加剂 改善混 凝土和易性以提高保水性的措施 从而降低泌水现象 凝结时间分为初凝时间和终凝时间 为使混凝土有充分的时间进行搅拌 运输 浇灌 混凝土的初凝时间不宜过短 当施工完毕 则要求尽快硬化 增强 强度 故终凝时间不宜太长 但拌合物的凝结时间 随着水泥品种及用量 外加剂品种 混凝土 配合成分 气候条件等变化而有快 慢之别 如用普通硅酸盐水泥的拌合物凝结时间要早于用矿渣水泥的拌合物 用速凝剂的混凝土拌合物几分钟就达到终凝 而用缓凝剂的混凝土 拌合物凝结时间可达20h 甚至更长 强度是混凝土最重要的力学性能 因为混凝土结构物主要用以承受 荷载或抵抗各种作力 通常用混凝土强度来评定和控制混凝土的质量 混凝土的强度包括抗压强度 抗拉强度 抗折强度 抗剪强度和与 钢筋的粘结强度等 其中抗压强度最大 抗拉强度最小 约为抗压强度的1 10 1 20 混凝土的抗压强度是指标准试件在压力作用下直到破坏时单位面 积所能承受的最大压力 根据国家标准 普通混凝土力学性能试验方法 规定 制作边长为1 50mm的立方体试件 在标准条件 温度20 3 相对湿度90 以上 下 养护到28天龄期 测得的抗压强度值为混凝土立方体抗压强 度的标准值 单位Mpa 当按骨料最大粒径选用非标准尺寸的试件时 应将其抗压强度按表1 2系数换算成标准尺寸试件的抗压强度 混凝土的轴心抗压强度是指用棱柱体 标准试件为150mm 150mm 3 00mm 试件测得的单位面积上所能承受的最大轴心压力 轴心抗压强度与立方体抗压强度之比约为0 7 0 8 混凝土的轴心抗拉强度是指用立方体试件测得的单位面积上所能承 受的最大轴向拉力 混凝土的抗拉强度只有抗压强度的1 10 1 20 并随着混凝土强度 等级的提高 比值有所降低 即当抗压强度等级提高时 抗拉强度 的增加不如抗压强度提高的快 混凝土的抗折强度是指混凝土受弯曲作用时所能承受的最大弯曲 应力 也称弯曲抗拉强度 a 水泥强度等级与水灰比 b 骨料的品种 质量及数量 c 养护的 温度和湿度 d 养护龄期 成型方式 混凝土的耐久性是指混凝土抵抗周围介质不利因素长期作用的性能 提高混凝土的耐久性 对于延长结构寿命 减少修复所耗巨资 具 有重要价值 抗渗性是指混凝土抵抗液体在压力作用下的渗透的性能 抗冻性是指混凝土在饱和水状态下 能经受多次冻融循环而不破坏 同时也不严重降低强度的性能 3 当混凝土所处的环境中含有的侵蚀性介质 如硫酸盐侵蚀 淡水 酸性水 海水侵蚀 碱类侵蚀等 就要求混凝土具有抗侵蚀 的能力 4 炭化作用是大气中的二氧化碳在水存在的条件下与水泥水化产 物氢氧化钙发生反应 生成碳酸钙和水 因碳酸钙是中性 所以炭 化又称中性化 炭化使混凝土的碱度降低 削弱了对钢筋的保护 当水泥碱含量 Na2O 0 658KO2 大于0 6 时 在有水存在的条件 下 水泥中的碱与骨料中的活性二氧化硅化合 在骨料表面形成一 层复杂的碱 硅酸凝胶 这种凝胶遇水膨胀 使骨料与水泥石界面胀裂 粘结强度下降 这种化学反应称为碱 骨料反应 此反应一般进行很慢 由此引起的破坏作用 往往要经过几年后才 能出现 它的破坏作用更大更危险 对耐久性十分不利 1根据工程情况 合理选择水泥品种 2适当控制水灰比及水泥用量 3选用质量良好 技术条件合格的砂 石骨料 是保证混凝土耐久 性的重要条件4掺入引气剂 对提高混凝土的抗渗性和抗冻性有良好 的作用 5改善施工操作 保证施工质量 2 砂建筑用砂分为天然砂和人工砂两种 是由天然岩石经长期风化等自然条件作用而形成的大小不等 由不 同矿物颗粒组成的混合物 按其产源不同 可分为河砂 湖砂 海 砂及山砂等几种 是采用机械的方法将天然岩石破碎 磨制而成 其具有颗粒表面菱 角多 比较清洁 砂石呈片状颗粒及细粉含量较多的特点 分为粗 中 细三种规格 其细度模数分别为普通混凝土的粗集料 有碎石和卵石两种 碎石大多由天然岩石经破碎 筛分而成 也可将大卵石轧碎 筛分 而得 因而具有表面粗糙 多棱角 较洁净 与水泥浆粘结比较牢固的特 点 是建筑工程中用量最大的粗骨料 卵石又称砾石 这是由天然岩石经自然条件长期作用而形成的粒径 大于5mm的颗粒 按其产源不同可分为河卵石 海卵石及山卵石等几种 其中以河卵 石应用较多 卵石中有机杂质含量较多 与碎石相比 卵石具有表面光滑拌制混 凝土时需水量小 拌和物的和易性较好特点 但卵石与水泥石的胶 结力较差 在相同条件下 卵石混凝土的强度较碎石混凝土的低 颗粒级配一般为连续级配 公称粒径为5 40mm 单粒级配 是指混凝土拌和过程中掺入的 用以改善混凝土性能的物质 一般掺量不大于水泥质量的5 混凝土外加剂的分类 按功能分为以下五类1 改善所拌混凝土流 动性能的外加剂有减水剂 引气剂 2 调节混凝土凝结 硬化性能的外加剂有缓凝剂 早强剂 速凝 剂等 3 调节混凝土含气量的外加剂有引气剂 发泡剂 消泡剂等 4 改善混凝土抗冻性及耐久性的外加剂有引气剂 阻锈剂 防冻 剂 防水剂等 5 改善混凝土特殊性能的外加剂有着色剂 膨胀剂 粘结剂 碱 骨料反应抑制剂等 一 施工性能混凝土拌合物应具备满足施工操作的和易性 二 力学性能硬化后的混凝土应满足工程结构设计或施工进度所要 求的强度和其它有关力学性能 三 耐久性能 硬化后的混凝土必须满足抗冻性 抗渗性等耐久 性要求 四 经济性能应在保证混凝土全面质量的前提下 尽量节约水泥 合理利用原材料 降低成本 配合比设计的三个参数 混凝土的配合比设计 实质上就是确定四项 材料用量之间的三个对比关系 即三个参数 1 水与水泥之间的对比关系 用水与水泥用量的质量比来表示 2 砂子与石子之间的对比关系 用砂子重量占砂石总重的百 分数来表示 3 水泥净浆与骨料之间的对比关系 用1m3混凝土的用水量来表 示 1 计算配合比 又称理论配合比 按照已合理选择的原材料性能及对混凝土的技术要求 利用一些经 验公式和经验数据进行初步计算后得到的混凝土配合比 2 基准配合比 在计算配合比的基础上 通过试验室对混凝土拌和物和易性进行测 定 并进行配比调整 调整到和易性满足要求时的混凝土配合比 3 试验室配合比 在基准配合比的基础上 在试验室进行混凝土强度调整 调整达到 设计强度的配合比 4 以试验室配合比为基础 根据现场砂 石含水状况对配合比进行调 整 考虑到砂 石含水量 并进行调整的配合比 答生产硅酸盐水泥时 第一步先生产出水泥熟料 将石灰石 粘土和校正原料 常为铁矿石粉 按比例混合磨细 再 煅烧而形成水泥熟料 然后将水泥熟料与适量石膏 混合材料按比例混合磨细而制成水泥 成品 硅酸盐水泥的生产过程可简称为 两磨一烧 答国家标准对硅酸盐水泥定义为凡由硅酸盐水泥熟料 0 5 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 答水泥熟料的矿物组成有硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙和铁铝酸 四钙 答经水化反应后生成的主要水化产物有水化硅酸钙和水化铁酸钙为 凝胶体 它是水泥具有胶结性能的主要物质 氢氧化钙 水化铝酸 钙和水化硫铝酸钙为晶体 在完全水化的水泥石中 凝胶体约为70 氢氧化钙约占20 答影响硅酸盐系水泥凝结硬化的主要因素 1 水泥的熟料矿物组成及细度 2 水灰比是指水泥浆中水与水泥的质量比 当水泥浆中加水较多时 水灰比变大 此时水泥的初期水化反应得 以充分进行 但是水泥颗粒间由于被水隔开的距离较大 颗粒间相 互连接形成骨架结构所需的凝结时间长 所以水泥凝结较慢 3 石膏的掺量 生产水泥时掺入石膏 主要是作为缓凝剂使用 以 延缓水泥的凝结硬化速度 此外 掺入石膏后 由于钙矾石晶体生成 还能改善水泥石的早期 强度 但是石膏掺量过多时 不仅不能缓凝 反而对水泥石的后期性能造 成危害 4 环境温度和湿度 5 龄期水泥的水化硬化是一个长期的不断进行的过程 随着水泥 颗粒内各熟料矿物水化程度的加深 凝胶体不断增加 毛细孔不断 减少 水泥的水化硬化一般在28d内发展速度较快 28d后发展速度较慢 6 外加剂的影响答硅酸盐水泥的水化速度表现为早期快后期慢 特别是最初的3 7d内 水泥的水化速度最快 所以硅酸盐水泥的早 期强度发展最快 硬化后的水泥浆体称为水泥石 主要是由凝胶体 胶体与晶体 未水化的水泥熟料颗粒 毛细孔及游离水分等组成 是指水泥颗粒粗细的程度 通常水泥越细 凝结硬化速度越快 强度 特别是早期强度 越高 收缩也增大 但水泥越细 越易吸收空气中水分而受潮形成絮团 反而会使水泥 活性降低 此外 提高水泥的细度要增加粉磨时的能耗 降低粉