建筑材料简介(混凝土)

1、建筑材料简介建筑材料概况第一章混凝土概况第二章水泥概况第三章外加剂概况第四章目录1建筑材料概况1.建筑材料的定义2.建筑材料的分类建筑材料的定义定义：建筑材料是建筑中所应用的 各种材料的总称。分类：1.按材料的化学成分分类 2.按材料的使用功能分类 建筑材料的分类-按化学成分分类建筑材料无机材料有机材料复合材料金属材料非金属材料植物材料（木材、竹材、秸秆）沥青材料（石油沥青、煤沥青）高分子材料（塑料、橡胶、有机涂料和胶粘剂）有机-无机复合材料（聚合物混凝土、沥青混凝土、钙塑材料）金属-无机复合材料（钢筋混凝土、钢纤维混凝土）金属-有机复合材料（彩钢泡沫塑料夹芯板）黑色金属材料（钢、铁）有色金属

2、材料（铜、铝、铝合金）胶凝材料（水泥、石灰、石膏、水玻璃）天然石材混凝土和砂浆烧土制品（砖、瓦、玻璃、陶瓷）蒸压-蒸养硅酸盐制品建筑材料的分类-按使用功能分类用作承重构件梁、板、柱等的材料，如水泥、混凝土、木材、竹材、石材、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等。01结构材料所用材料在建筑上具有某些特殊功能，如装饰、防水、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等功能。02功能材料2混凝土概况概况1.案例分享2.混凝土的定义和分类3.混凝土的组成4.混凝土的性能5.普通混凝土的拌合物性能6.普通混凝土的力学性能7.普通混凝土的耐久性8.混凝土的检测标准案例分享上海环球金融中心高强度、高耐

3、久性、高流态、高泵送混凝土技术在上海环球金融中心施工中大量应用，仅中心主体基础的C40混凝土用量即达到36900m3，整栋建筑混凝土用量约24万方，这些混凝土构成了建筑物的主体结构。施工中混凝土一次泵送至492米高空新了世界纪录。水泥混凝土是使用最广泛、应用最成功的结构材料之一，是建筑工程的重要物质基础。案例分享广州中信大厦香港中环广场深圳平安金融中心上海中心大厦南京清秀万达广场案例分享 事件：重庆彩虹桥事件。1999年1月4日18时50分，30余名群众正行走于彩虹桥上，另有22名驻綦武警战士进行训练，由西向东列队跑步至桥上约三分之二处时，整座大桥突然垮塌，桥上群众和武警战士全部坠人綦河中。1

4、4人生还，40人遇难死亡(其中18名武警战士、22名群众。工程质量很大程度上取决于材料的质量控制案例分享钢管混凝土问题主拱钢管内混凝土强度达不到设计要求。主拱钢管焊接问题质量达不到施工及验收规范规定的二级焊缝验收标准。设计问题设计粗糙，随意更改。桥梁管理不善吊杆锁锚问题主拱钢绞线锁锚方法错误。原因分析12345案例分享深圳海砂楼事件2013年，深圳曝出居民楼房楼板开裂、墙体裂缝等问题，每逢雨天渗水不止。根据市政府的调查结果显示，问题的根源就是建设时使用大量海砂。专家指出，海沙含有氯离子(俗称氯盐)，使用海沙搅拌混凝土、浇灌建筑物，混凝土中的钢筋会慢慢被海沙渗透出来的盐分腐蚀氧化，造成建筑物强度

5、、硬度及承受力下降，严重影响建筑物的使用寿命。混凝土的定义和分类混凝土按表观密度分类按凝结材料分类按使用功能分类1、重混凝土 2、普通混凝土3、轻混凝土1、道路混凝土2、水工混凝土 3、防辐射混凝土1、水泥混凝土2、石膏混凝土3、沥青混凝土混凝土：是以胶凝材料、水和骨料按适当比例配合拌制成拌和物，经硬化后得到的人工石材。混凝土的组成普通混凝土是表观密度为19502500kg/m3的水泥混凝土。主要以砂、石子和水泥配制而成，是土木工程中最常用的混凝土。混凝土砼水水砂砂水泥水泥石子石子外加剂外加剂混凝土的性能普通混凝土的拌合物性能混凝土拌合物的和易性，也称工作性，是指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型

6、，并获得质量均匀密实的混凝土的一项综合技术性能。普通混凝土的力学性能混凝土强度有立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗拉强度、抗折强度等。立方体抗压强度作为混凝土强度的特征值。普通混凝土的耐久性能混凝土的耐久性是指在外部和内部不利因素的长期作用下，保持其原有设计性能和使用功能的性质，是混凝土结构经久耐用的重要指标。GB/T 50080-2002GB/T 50081-2002GB/T 50082-2009普通混凝土的拌合物性能 指拌合物在自重或外力作用下产生流动的难易程度流动性 指拌合物各组成材料之间不产生分层离析现象粘聚性 指拌合物不产生严重的泌水现象保水性和易性GB/T 50080-2002混凝土

7、拌合物的和易性，也称工作性，是指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型，并获得质量均匀密实的混凝土的一项综合技术性能。 流动性1坍落度法维勃稠度法、探针法、斜槽法、流出时间法凯利球法等普通混凝土的拌合物性能GB/T 50080-2002 流动性1将搅拌好的混凝土分三层装入坍落度筒中，每层插捣25次，抹平后垂直提起坍落度筒，混凝土则在自重作用下坍落，以坍落高度（单位mm）代表混凝土的流动性。坍落度越大，则流动性越好。普通混凝土的拌合物性能GB/T 50080-2002 粘聚性2粘聚性通过观察坍落度测试后混凝土所保持的形状，或侧面用捣棒敲击后的形状判定。当坍落度筒一提起即出现图中（c）或（d）形状，表示粘

8、聚性不良；敲击后出现（b）状，则粘聚性好；敲击后出现（c）状，则粘聚性欠佳；敲击后出现（d）状，则粘聚性不良。普通混凝土的拌合物性能GB/T 50080-2002 保水性3保水性是以水或稀浆从底部析出的量大小评定。析出量大，保水性差，严重时粗骨料表面稀浆流失而裸露。析出量小则保水性好。普通混凝土的拌合物性能GB/T 50080-2002普通混凝土的力学性能1.混凝土的立方体抗压强度 立方体试件的标准尺寸为150mm150mm150mm；标准养护条件为温度203，相对湿度90%以上；标准龄期为28天。在上述条件下测得的抗压强度值称为混凝土立方体抗压强度。GB/T 50081-2002混凝土的强度

9、等级根据混凝土质量控制标准（GB501642011）规定，强度等级采用符号C和相应的标准值表示，混凝土强度等级划分为：C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60 、C65、C70、C75、C80 、C85、C90、C95、C100。如C30表示立方体抗压强度标准值为30MPa，亦即混凝土立方体抗压强度30MPa的概率要求95%以上。2.混凝土的轴心抗压强度（棱柱体抗压强度）试件尺寸：150mm150mm（300450）mm；标准养护条件为温度203，相对湿度90%以上；标准龄期为28天。同一材料的轴心抗压强度小于立方体强度，约为抗压强度的0.70.8

10、倍。普通混凝土的力学性能GB/T 50081-20023.混凝土的劈裂抗拉强度立方体试件的标准尺寸为150mm150mm150mm；标准养护条件为温度203，相对湿度90%以上；标准龄期为28天。混凝土的抗拉强度一般为抗压强度的1/10-1/20。抗拉强度对于开裂现象有重要意义，在结构设计中抗拉强度是确定混凝土抗裂度的重要指标。对于某些工程（如混凝土路面、水槽、拱坝），在对混凝土提出抗压强度要求的同时，还应提出抗拉强度要求。普通混凝土的力学性能GB/T 50081-20024.混凝土的抗折强度试件尺寸：150mm150mm600mm（550mm）标准养护条件为温度203，相对湿度90%以上；标

11、准龄期为28天。公路混凝土中抗折强度是必须检测指标。普通混凝土的力学性能GB/T 50081-2002拌合成型装模养护拆模养护强度测试力学性能的试验过程普通混凝土的力学性能GB/T 50081-2002普通混凝土的耐久性能混凝土破坏的原因环境条件： 气候、温度、湿度、腐蚀、磨蚀内部缺陷及组成材料特性： 碱集料反应、渗透性、热应力抗冻试验动弹性模量抗水渗透抗氯离子渗透收缩早期抗裂GB/T 50082-2009混凝土的耐久性是指在外部和内部不利因素的长期作用下，保持其原有设计性能和使用功能的性质，是混凝土结构经久耐用的重要指标。受压徐变碳化试验混凝土中钢筋锈蚀抗压疲劳变形试验抗硫酸盐侵蚀试验碱-骨

12、料反应试验1. 抗冻试验（慢冻法、快冻法、单面冻融法）混凝土的抗冻性是指混凝土抵抗多次“冻融循环”而不疲劳破坏的性质。试验条件：试件尺寸，100mm100mm400mm 养护时间，标养或同条件养护24d，（202）水中浸泡4d试验结果： 抗冻等级：F50、F100、F150、F200、F250、F300、F350、F400、 F400及以上。F100“100”代表能承受100次反复冻融循环“F”代表抗冻性达到规定的冻融循环次数相对动弹性模量下降到60%（抗压强度下降25% ）质量损失5%普通混凝土的耐久性能GB/T 50082-2009抗渗等级：P2、P4、P6、P8、P10、P12、P12及

13、以上2. 抗水渗透试验（渗水高度法、逐级加压法）P6“6”代表抵抗0.6MPa水压力而不渗水“P”代表抗渗性试验条件：试件尺寸，上口内部直径175mm、下口内部直径185mm、 高度150mm的圆台体，6个 养护时间，养护28d（到达试验龄期的前一天从养护室取 出试件，擦拭干净，晾干后进行试验）试验结果： 6个试件中有3个试件表面出现渗水加至规定压力（设计抗渗等级）在8h内6个试件中表面渗水试件少于3个普通混凝土的耐久性能GB/T 50082-20093. 抗氯离子渗透试验（快速氯离子迁移系数法、电通量法）试验条件：试件尺寸，直径100mm、高度50mm的圆柱体 养护28d龄期试验结果：通电6

14、h的电通量表征 （电通量越大，混凝土抵抗氯离子侵蚀的能力越弱） 普通混凝土的耐久性能GB/T 50082-20094. 抗硫酸盐侵蚀试验试验条件：尺寸为100mm 100mm 100mm的立方体试 件， 每组3块，养护28d试验结果：用于测定混凝土试件在干湿交替环境中，以能够经受的最大干湿循环次数来表示的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能当抗压强度耐蚀系数达到75%干湿循环次数达到150次达到设计抗硫酸盐等级相应的干湿循环次数抗硫酸盐等级：KS15、KS30、KS60、KS90、KS120、KS150、KS150以上普通混凝土的耐久性能GB/T 50082-2009KS30“30”代表能承受最大干湿循环次

15、数“KS”代表抗硫酸盐侵蚀5. 碳化试验 混凝土碳化是指混凝土内水化产物Ca（OH）2与空气中的CO2在一定湿度条件下发生化学反应，产生CaCO3和水的过程。反应式如下：Ca（OH）2+ CO2+H2O= CaCO3+2H2O试验条件：试件尺寸，棱柱体试件（长宽比不宜小于3）， 3块1组 或立方体试件，数量相应增加 28d龄期进行碳化试验，试验前2d从标准养护室取出， 在60下烘48h。试验结果： 碳化深度 普通混凝土的耐久性能GB/T 50082-2009混凝土的检测标准序号标准编号标准名称序号标准编号标准名称1GB/T 50080-2002普通混凝土拌合物性能试验方法标准14GB 5016

16、4-2011混凝土质量控制标准2GB/T 50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准15JTG D40-2011公路水泥混凝土路面设计规范3GB/T 50082-2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验标准16GBJ 97-1987水泥混凝土路面施工及验收规范4JGJ/T 193-2009混凝土耐久性检验评定标准17JTG/T F30-2014公路水泥混凝土路面施工技术细则5JGJ 63-2006混凝土用水标准18GB/T 14902-2012预拌混凝土6GB 8076-2008混凝土外加剂19GB/T 1596-2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰7GB 50204-2015混凝土结构

17、工程施工质量验收规范20DG/TJ 08-230-2006粉煤灰混凝土应用技术规程8GB/T 50107-2010混凝土强度检验评定标准21GB/T 18046-2008用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉9JGJ 55-2011普通混凝土配合比设计规程22DG/TJ 08-501-2008粒化高炉矿渣分粉在水泥混凝土中应用技术规程10GB 50010-2010混凝土结构设计规范23JTJ 275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范11JTJ 270-1998水运工程混凝土试验规程24GB/T 8075-2005混凝土外加剂定义、分类、命名与术语12DGJ 08-11-2011地基基础设计

18、规范25GB 50119-2013混凝土外加剂应用技术规范13DG/TJ 08-202-2007钻孔灌注桩施工规程3水泥概况1.水泥的定义和分类2.水泥的重要性3.通用水泥的技术指标4.通用水泥物理性能检测方法水泥的定义和分类通用水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥专用水泥油井水泥、道路水泥等特性水泥快硬硅酸盐水泥、自应力铝酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥等定义：水泥是指加水拌和成塑形浆体后，能胶结砂、石等适当材料并能在空气中硬化的水硬性胶凝材料。水泥的重要性NO.1 越细的水泥与外加剂相容性越差混凝土抗冻性随水泥比表

19、面积减小而提高过细的水泥具有更大的开裂敏感性含碱量过大时影响水泥的抗裂性，给混凝土结构耐久性增加隐患；水泥出厂温度过高，易引起混凝土早期开裂；水泥与外加剂相容性差，混凝土出现速凝、假凝、过度缓凝或不凝等水泥强度的影响其他因素的影响水泥细度的影响水泥和混凝土的关系，前者是后者产品质量的赖以生存的根基。水泥性能的好坏，对混凝土的质量和性能有较大影响。NO.2NO.3 一定程度决定混凝土的强度； 不断提高水泥强度的技术路线主要是增加C3S和C3A，提高比表面积，导致影响混凝土的耐久性通用水泥的技术指标（化学指标）GB 175-2007 通用硅酸盐水泥（化学指标）品种代号不溶物 （质量分数）烧失量 （

20、质量分数）三氧化硫（质量分数）氧化镁 （质量分数）氯离子 （质量分数）碱含量（选择性指标）硅酸盐水泥PI0.753.03.55.00.06按Na2O+0.658K2O计算值表示。若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，0.60%，或由买卖双方协商确定。PII1.503.5普通硅酸盐水泥PO-5.0矿渣硅酸盐水泥PSA-4.06.0PSA-火山灰质硅酸盐水泥PP-3.56.0粉煤灰硅酸盐水泥PF复合硅酸盐水泥PC通用水泥的技术指标（物理指标）GB 175-2007 通用硅酸盐水泥（物理指标）品种代号凝结时间安定性强度细度初凝时间终凝时间硅酸盐水泥PI45min390min沸煮法合格不同品种不同强

21、度等级的通用硅酸盐水泥，其不同龄期强度符合规定比表面300m2/kgPII普通硅酸盐水泥PO45min600min矿渣硅酸盐水泥PSA80m方孔筛筛余10%或45m方孔筛筛余30%PSA火山灰质硅酸盐水泥PP粉煤灰硅酸盐水泥PF复合硅酸盐水泥PC通用水泥的技术指标（物理指标）品种品种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/MPa3d28d3d28d硅酸盐水泥42.517.042.53.56.542.5R22.04.052.523.052.54.07.052.5R27.05.062.528.062.55.08.062.5R32.05.5普通硅酸盐水泥42.517.042.53.

22、56.542.5R22.04.052.523.052.54.07.052.5R27.05.0矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥32.510.032.52.55.532.5R15.03.542.515.042.53.56.542.5R19.04.052.521.052.54.07.052.5R23.04.51. 凝结时间（GB/T 1346-2011）试件制备：以标准稠度用水量的配比制备水泥净浆。凝结时间的测定：1.起始时间：水泥全部加入水中的时间作为凝结时间的起始时间。2.初凝时间：观察试针停止下沉或释放试针30s时指针的读数。 当试针沉至距底板4mm1mm时，为水

23、泥达到初凝状态。3.完成初凝时间测定后，立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板取下，翻转180度，直径大端向上，小端向下放在玻璃平板上，再放入湿气养护箱中养护。4.终凝时间：当试针沉入试体0.5mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时，为水泥达到终凝状态。通用水泥物理性能检测方法2.安定性（GB/T 1346-2011）（雷士夹法和试饼法）通用水泥物理性能检测方法试验条件：试件尺寸：直径70mm-80mm、中心厚约10mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼，2个。养护：湿气养护箱中养护24h2h。沸煮：在试饼无缺陷的情况下将试饼放在沸煮箱水中的蓖板上，在30min5min内加热至沸并恒沸180mi

24、n5min。试验结果：目测试饼未发现裂缝，用钢直尺检查也没有弯曲（使钢直尺和试饼底部紧靠，以两者间不透光为不弯曲）的试饼为安定性合格，反之不合格。当两个试饼判别结果有矛盾时，该水泥安定性为不合格。3. 水泥强度测试（GB/T 17671-1999）试验条件：试件尺寸：40mm 40mm 160mm配合比：水泥4502；标准砂13505；水2251养护：成型装模后，带模养护24h后脱模，水中养护至试验龄期抗折强度的测定抗压强度的测定通用水泥物理性能检测方法4.水泥细度测试方法（比表面积GB/T 8074-2008、筛析法GB/T 1345-2005）通用水泥物理性能检测方法定义：水泥比表面积是指

25、单位质量的水泥粉末所具有的总表面积，以m2/kg来表示。试验：W= V-（1-） 式中：W 需要的试样量，g； 试样密度，g/cm3； V 试料层体积，cm3； 试料层空隙率，一般水泥采用0.5000.005。式中：S 被测试样的比表面积，cm2/g；Ss 标准试样的比表面积，cm2/g；T 被测试样试验时，压力计中液面降落测得的时间，s；Ts 标准试样试验时，压力计中液面降落测得的时间，s；当被测物料的密度、试料层中空隙率与标准试样相同，试验时温差3 时，可按下式计算： S=SsT1/2/（Ts1/2）4.水泥细度测试方法（比表面积GB/T 8074-2008、筛析法GB/T 1345-20

26、05）通用水泥物理性能检测方法定义：采用45m方孔标准筛和80m方孔标准筛对水泥试样进行筛析试验，用筛网上所得筛余物的质量百分数来表示水泥样品的细度。1.负压筛析法：用负压筛析仪，通过负压源产生的恒定气流，在规定筛析时间内使试验筛内的水泥达到筛分。2.水筛法：将试验筛放在水筛座上，用规定压力的水流，在规定时间内使试验筛内的水泥达到筛分。3.手工筛析法：将试验筛放在接料盘（底盘）上，用手工按照规定的拍打速度和转动角度，对水泥进行筛析试验。试验：试验时，80m筛析试验称取试样25g，45m筛析试验称取试样10g。试验结果：F=Rs/W*100 式中：F 水泥试样的筛余百分率，%； Rs 水泥筛余物

27、的质量，g； W 水泥试样的质量，g。4外加剂概况1.外加剂的定义2.外加剂的分类3.外加剂的技术指标4.外加剂的检测标准化学外加剂的定义外加剂是一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、用以改善新拌混凝土和（或）硬化混凝土性能的材料。其掺量一般不超过水泥质量的5%。项目传统混凝土现代混凝土水胶比0.5以上0.12-0.6强度75#-400#C15-C200以上流动性干硬性、低塑性、塑性塑性、流态、自密实骨料在混凝土中的状态紧密堆积悬浮骨料对混凝土强度影响大很大小-无配合比选择四组分、三要素以强度为目标多组分、三要素以耐久性、施工性为目标化学外加剂的分类02改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，如各种减水剂、泵送剂等。010304调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，如缓凝剂、促凝剂、速凝剂等。改善混凝土耐久性的外加剂，如引气剂、防水剂、阻锈剂和矿物外加剂等。改善混凝土其他性能的外加剂，如膨胀剂、防冻剂、着色剂等。外加剂的技术指标匀质性指标项目指标氯离子含量/%不超过生产厂控制值总碱量/%不超过生产厂控制值含固量/%S25%时，应控制在0.95S1.05