2015年造价工程师土建李毅佳第三章工程材料

1、第三章工程材料、本章考试大纲（一）基本材料的分类、特性及应用;（二）结构材料的分类、特性及应用;（三）装饰材料的分类、特性及应用;（四）防水材料的分类、特性及应用。二、考情分析本章内容比较稳定，知识点比较成熟。涉及钢筋、水泥、混凝土为主要必考的部分，必须重视。 本章历年真题分值分布年份单项选择题多项选择题合计2008 年12分4分16分2009 年12分4分16分2010 年12分4分16分2011 年12分4分16分2012 年12分4分16分2013 年8分8分16分2014 年8分8分16分三、主要考点（1）热轧钢筋、冷加工钢筋、热处理钢筋的不同性质；钢筋的力学性能和工艺性能；钢材的化

2、学成分（2）新型木材材料的工艺特点和适用范围（3）水泥的技术性质；五种水泥的性质和适用范围；铝酸盐水泥的性质及适用范围（4）砂和石子的最大粒径、颗粒级配及其性质（5）石灰和石膏的加工工艺、技术性质及其应用（6）混凝土的性质、外加剂的种类及性质、特种混凝土的性质及应用（7）砖的分类及应用、砌块的分类及应用、石材的分类和技术性质、砌筑砂浆的等级及配合比（8）新型型钢材料的特点（9）饰面石材、饰面陶瓷、其他饰面材料的分类、特点和应用（10）建筑玻璃的分类、特点和应用（11）装饰涂料的组成、对外、对内和地面涂料的基本要求及种类（12）防水卷材、防水涂料、建筑密封材料的分类、特点和应用；新型刚性防水材料

3、的应用。（13）保温隔热材料和吸声材料。四、本章框架知识体系及分值章节分值第一节建筑钢材3分第二节木材0分第三节气硬性胶凝材料0分第四节水泥1分第五节混凝土6分第六节砌筑材料1分第七节装饰材料3分第八节防水材料1分第九节功能材料1分五、系统讲解 第一节建筑钢材一、钢筋（一）热轧钢筋根据现行国家标准钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB1499.1和钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB1499.2规定，热轧光圆钢筋分 HPB235 HPB300两种牌号，普通热轧钢筋分 HRB335 HRB4O0 HRB500 三种牌号，细晶粒热轧钢筋分 HRBF335HRBF4O0HRBF5OCE种牌号。热轧钢筋的技术要求见表

4、3.1.1. 表中所列的强度值和伸长率均为要求的最小值。表热轧钢筋的技术要求表面形状牌号公称直径（mn）b s 或 b P0.2 (Mpa)b b ( MPab 5 ( %冷弯试验（d 弯心直径；a公称直径）热轧光圆钢筋HPB2356.0 2223537025180°, d=aHPB300 6.0 22300420热轧带肋钢筋HRB335HRBF3362528 405> 40 5033545517180°, d=3a180°, d=4a180°, d=5aHRB400HRBF40(62528 400> 40 5040054016180

5、6;, d=4a180°, d=5a180°, d=6aHRB500HRBF50(62528 400> 40 5050063015180°, d=6a180°, d=7a180。， d=8aQ手写板图示0301-01HPE屈服怪度光HI钢筋螺纹钢筋人字纹钢筋月牙纹钢筋2014年真题18.热轧钢筋的级别提高，则其（）。A. 屈服强度提高，极限强度下降B. 极限强度提高，塑性提高C. 屈服强度提高，塑性下降D. 屈服强度提高，塑性提高正确答案C答案解析本题考查的是钢筋。热轧钢筋随钢筋级别的提高，其屈服强度和极限强度逐渐增 加，而其塑性则逐渐降低。参见教

6、材P110。手写板圏示0301-02III HKS 400IV HRB 500 J强度大 塑性钢筋混凝土结构对钢筋的要求是机械强度较高，具有一定的塑性、韧性和冷加工性等。综合钢 筋的强度、塑性、工艺性和经济性等因素，非预应力钢筋混凝土可选用HPB235 HRB335和HRB400钢筋，而预应力钢筋混凝土则宜选用HRB500 HRB400和HRB335钢筋。既可以用做预应力又可以用做非预应力的为 HRB33侨口 HRB400钢筋。（二）冷加工钢筋在常温下对热轧钢筋进行机械加工（冷拉、冷拔、冷轧而成。常见的品种有冷拉热轧钢筋、冷 轧带肋钢筋和冷拔低碳钢丝。1. 冷拉热轧钢筋。在常温下将热轧钢筋拉伸

7、至超过屈服点小于抗拉强度的某一应力，然后卸荷，即制成了冷拉热轧钢筋。如卸荷后立即重新拉伸，卸荷点成为新的屈服点，因此冷拉可使屈服点提高，材料变脆、屈服阶段缩短，塑性、韧性降低。若卸荷后不立即重新拉伸，而是保持一定时间后重新拉伸，钢筋的屈服强度、抗拉强度进一步提高，而塑性、韧性继续降低，这种现象称为冷拉时 效。实践中，可将冷拉、除锈、调直、切断合并为一道工序，这样可简化流程，提高效率。2. 冷轧带肋钢筋。用低碳钢热轧盘圆条直接冷轧或经冷拔后再冷轧，形成三面或两面横肋的钢 筋。现行国家标准冷轧带肋钢筋GB13788规定，冷轧带肋钢筋分为 CRB550 CRB650 CRB8O0CRB970四个牌号

8、。CRB500用于非预应力钢筋混凝土，其他牌号用于预应力混凝土。冷轧带肋钢筋克服了冷拉、冷拔钢筋握裹力低的缺点，具有强度高、握裹力强、节约钢材、质量稳定等优点，CRB650 CRB800 CRB970钢筋宜用作中、小型预应力钢筋混凝土结构构件中的受力主筋，CRB550级钢筋宜用作普通钢筋混凝土结构构件中的受力主筋、架立筋、箍筋和构造箍筋。3. 冷拔低碳钢丝。将直径 6.58mnm勺Q235或Q215盘圆条通过小直径的拔丝孔逐步拉拔而成， 直径35mm由于经多次拔制，其屈服强度可提高 40%60%同时失去了低碳钢的良好塑性，变得 硬脆。根据现行国家标准钢结构工程施工质量验收规范GB50205规定

9、，冷拔低碳钢丝分为两级,甲级用于预应力混凝土结构构件中，乙级用于非预应力混凝土结构构件中。甲乙2014年真题67.可用于预应力混凝土的钢筋有（）。A. HPB235B. HRB500C. HRB335D. CRB550E. CRB650正确答案BCE答案解析本题考查的是钢筋。 预应力钢筋混凝土宜选用HRB500 HRB400 HRB335 CRB650CRB800 CRB970级钢筋宜用作中、小型预应力钢筋混凝土结构构件中的受力主筋。参见教材 P110。（三）热处理钢筋热处理钢筋是钢厂将热轧的带肋钢筋（中碳低合金钢）经淬火和高温回火调质处理而成的，即 以热处理状态交货，成盘供应，每盘长约200

10、m。热处理钢筋强度高，用材省，锚固性好，预应力稳定，主要用作预应力钢筋混凝土轨枕，也可以用于预应力混凝土板、吊车梁等构件。（四）预应力混凝土用钢丝预应力混凝土钢丝是用优质碳素结构钢经冷加工及时效处理或热处理等工艺过程制得，具有很 高的强度，安全可靠，且便于施工。根据现行国家标准预应力混凝土用钢丝GB/T 5223的规定，预应力混凝土用钢丝按照加工状态分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两类，消除应力钢丝的塑性比冷拉钢丝好。消除应力钢丝按松弛性能又分为低松弛钢丝（WLR和普通松弛钢丝（WNR两种；按外形分为光面钢丝（P）、螺旋类钢丝（H）和刻痕钢丝三种。消除应力后钢丝的塑性比冷拉钢丝高；刻 痕钢丝是经压痕

11、轧制而成，刻痕后与混凝土握裹力大，可减少混凝土裂缝。预应力混凝土用钢丝强度高，柔性好，适用于大跨度屋架、薄腹梁、吊车梁等大型构件的预应 力结构。（五）预应力混凝土钢绞线 钢绞线是将碳素钢丝若干根，经绞捻及消除内应力的热处理后制成。预应力混凝土用钢绞线强 度高、柔性好，与混凝土黏结性能好，多用于大型屋架、薄腹梁、大跨度桥梁等大负荷的预应力混 凝土结构。2013 年真题：17. 预应力混凝土板的钢材为（ ）。A. 乙级冷拔低碳钢丝B. CRB550冷拔带肋钢筋C. HPB235热轧钢筋D. 热处理钢筋正确答案D答案解析本题考查的是钢筋。热处理钢筋主要用作预应力钢筋混凝土轨枕，也可用于预应 力混凝土

12、板、吊车梁等构件。参见教材 P111。2011 年真题：66. 下列可用于预应力钢筋混凝土施工的钢筋有（）。A. HPB235钢筋B. HRB400钢筋C. HRB335钢筋D. HRB500钢筋E. HPB300钢筋正确答案 BCD答案解析本题考查的是钢筋。非预应力钢筋混凝土可选用 HPB235 HRB335和HRB4O0钢筋, 而预应力钢筋混凝土则宜选用HRB5O0 HRB4O0和HRB335钢筋。参见教材 P110。2012 年真题17. 预应力钢筋混凝土不宜选用的钢筋牌号是（）。A. HPB235 B.HRB335C. HRB400 D.HRB500正确答案 A答案解析本题考查的是钢筋

13、。非预应力钢筋混凝土可选用 HPB235 HRB335和HRB4O0钢筋, 而预应力钢筋混凝土则宜选用HRB5O0 HRB4O0和HRB335钢筋。参见教材 P110。2012 年真题66. 下列钢筋宜用于预应力钢筋混凝土工程的有（）。A. CRB650冷轧带肋钢筋B. CRB800冷轧带肋钢筋C. 甲级Q235冷拔低碳钢丝D. 乙级Q235冷拔低碳钢丝E. 热处理HRB335钢筋正确答案 ABCE 答案解析本题考查的是钢筋。热处理钢筋主要用作预应力钢筋混凝土轨枕，也可用于预应 力混凝土板、吊车梁等构件。冷拔低碳钢丝分为两级，甲级用于预应力混凝土结构构件中，乙级用于非预应力混凝土结构构件中。冷

14、轧带肋钢筋分为CRB550 CRB650 CRB8O0 CRB970四个牌号。CRB500用于非预应力钢筋混凝土，其他牌号用于预应力混凝土。参见教材P110。二 钢结构用钢（一）热轧型钢常用的热轧型钢有工字钢、槽钢、角钢、L型钢、H型钢及T型钢等。（二）冷弯薄壁型钢通常是用26mm薄钢板冷弯或模压而成， 有空心薄壁型钢和开口薄壁型钢。 冷弯薄壁型钢由于 壁薄，刚度好，能高效地发挥材料的作用，在同样的负荷下，可减轻构件质量、节约材料，通常用于轻型钢结构。（三）钢板材（1）钢板和钢带。（2）花纹钢板。花纹钢板主要用于平台、过道及楼梯等的铺板。（3）压形钢板。压型钢板曲折的板形大大增加了钢板在其平面

15、外的惯性矩、刚度和抗弯能力， 具有重量轻、强度刚度大、施工简便和美观等优点。在建筑上，压型钢板主要用作屋面板、墙板、 楼板和装饰板等。（4）彩色涂层钢板。彩色涂层钢板主要用于建筑物的围护和装饰。（四）钢管和棒材。（1）钢管。在截面面积相同的情况下，钢管的刚度较大，是轴心受压杆的理想截面形式。钢管 大多用于制作桁架、塔桅等构件，也可用于网架、网壳结构和制作钢管混凝土。（2）棒材。三、钢筋的性能（一）抗拉性能 抗拉性能是钢筋的最主要性能，表征抗拉性能的技术指标主要是屈服强度、抗拉强度（全称抗 拉极限强度）和伸长率。3.1.1.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，见图对

16、® <55<4; L=10d A L=5d(1) 屈服强度。在弹性阶段 0A段，如卸去拉力，试件能恢复原状，此阶段的变形为弹性变形，应力与应变成正比，其比值即为钢材的弹性模量。与A点对应的应力称为弹性极限(b p)。当对试件的拉伸进入塑性变形的屈服阶段AB时，应力的增长滞后于应变的增加，屈服下限B下所对应的应力称为屈服强度，记做 b s。设计时一般以b s作为强度取值的依据。对屈服现象不明显的钢，规定以0.2%残余变形时的应力 b 0.2作为屈服强度。(2) 抗拉强度。从图 中BC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

17、于最高点C的应力称为抗拉强度，用b b表示。设计中抗拉强度虽然不能利用，但屈强比b s/ b b能反映钢材的利用率和结构安全可靠程度。屈强比愈小，反映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。但屈强比太小，手写板图示0力2-02Lq=5® L(j = 10d°变淫化阶段变形（3）伸长率。图中当曲线到达 C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。试件拉断后，量出拉断后标距部分的长度L。，即可按下式计算伸长率。5=也一对）xlOO%-血_式中Lo试件的原标距长度（mr）i伸长率表征了钢材的塑性变形能力。伸长率的大小与标距长度有关。

18、塑性变形在标距内的分布是不均匀的，颈缩处的伸长较大，离颈缩部位越远变形越小。因此原标距与试件的直径之比愈大， 颈缩处伸长值在整个伸长值中的比重愈小，计算伸长率愈小。通常以S 5和S io分别表示Lo=5do和Lo=1Odo （do为试件直径）时的伸长率，对同一种钢材，S 5应大于S io。0竇形恳宼妙 匕二 X100%= S强化阶段手写板图示0302-0建Q手写板图示饲手写板图示0302-06畫力。应力忑总瞬£酸（二）冷弯性能冷弯性能是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。冷弯性能指标是通过试件被弯曲的角度（90°、180 °）及弯心直径d对试件

19、厚度（或直径）a的比值（d/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，即认为冷弯 性能合格。冷弯试验能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力、夹杂物未熔合和微裂隙等缺陷。在拉 力试验中，这些缺陷常因塑造性变形导致应力重分布而得不到反映。因此冷弯试验是一种比较严格的试验，对钢材的焊接质量也是一种严格的检验，能揭示焊件在受弯表面存在的裂纹和夹杂物。Q9手写扳图不0302-07（三）冲击韧性冲击韧性指钢材抵抗冲击载荷的能力。其指标是通过标准试件的弯曲冲击韧性试验确定。按规 定，将带有V形缺口的试件进行冲击试验。试件在冲击荷载作用下折断时所吸收的功，称

20、为冲击吸 收功Av （J）。钢材的化学成分、组织状态、内在缺陷及环境温度等都是影响冲击韧性的重要因素。 Akv值随试验温度的下降而减小，当温度降低达到某一范围时，Akv急剧下降而呈脆性断裂，这种现象 称为冷脆性。发生冷脆时的温度称为脆性临界温度，其数值越低，说明钢材的低温冲击韧性越好。 因此，对直接承受动荷载而且可能在负温下工作的重要结构，必须进行冲击韧性检验。（四）硬度钢材的硬度是指表面层局部体积抵抗较硬物体压入产生塑性变形的能力。表征值常用布氏硬度 值HB表示。（五）耐疲劳性在交变荷载反复作用下，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。疲劳破坏的危险应力用疲劳

21、极限来表示，它是指钢材在交变荷载作用下，于规定的周期基 数内不发生断裂所能承受的最大应力。（六）焊接性能钢材的可焊性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。含碳量超过0.3%，可焊性显著下降等。四、钢材的化学成分及其对性能影响钢材的化学成分主要是指 碳、硅、锰、硫、磷 等，在不同情况下往往还需考虑 氧、氮及各种合 金兀素。1. 碳土木建筑工程用钢材含碳量不大于0.8%。在此范围内，随着钢中碳含量的提高，强度和硬度相应提高，而塑性和韧性相应降低；碳还可显著降低钢材的可焊性，增加钢的冷脆性和时效敏感性， 降低抗大气腐蚀性。2. 硅当硅在钢中的含量较

22、低（小于1%时，随着含量的加大可提高钢材的强度，而对塑性和韧性影响不明显。3. 锰锰是我国低合金钢的主加合金元素，锰含量一般在1%- 2%它的作用主要是使强度提高；锰还能消减硫和氧引起的热脆性，使钢材的热加工性能改善。4. 硫硫是很有害的元素，呈非金属硫化物夹杂物存于钢中，具有强烈的偏析作用，降低各种机械性 能。硫化物造成的低熔点使钢在焊接时易于产生热裂纹，显著降低可焊性。5. 磷磷为有害元素，含量提高，钢材的强度提高，塑性和韧性显著下降，特别是温度愈低，对韧性 和塑性的影响愈大。磷在钢中偏析作用强烈，使钢材冷脆性增大，并显著降低钢材的可焊性。但磷 可提高钢的耐磨性和耐腐蚀性，在低合金钢中可配

23、合其他元素作为合金元素使用。6. 氮7. 氧8. 钛2010年真题17. 钢筋抗拉性能的技术指标主要是（）。A. 疲劳极限，伸长率B. 屈服强度，伸长率C塑性变形，屈强比D. 弹性变形，屈强比正确答案B答案解析本题考查的是钢材的性能。钢筋抗拉性能的技术指标主要是屈服强度、抗拉强度 和伸长率。参见教材 P113。第二节木材一、木材的分类和性质二、木材的应用第三节气硬性胶凝材料2013年真题67.气硬性胶凝材料有（）。A膨胀水泥B. 粉煤灰C. 石灰D. 石膏E. 水玻璃正确答案CDE答案解析本题考查的是石灰。气硬性胶凝材料包括：石灰、石膏、水玻璃。参见教材 P117。一、石灰石灰（生石灰 CaO

24、是在土木建筑工程中使用很早的矿物胶凝材料之一。1. 石灰的原料石灰是由含碳酸钙（CaCO）较多的石灰石经过高温锻烧生成的气硬性胶凝材料，其主要成分是 氧化钙，化学反应方式如下：石灰呈白色或灰色块状，根据它的块末比情况，其表观密度为12001400kg/m3。石灰加水后便消解为熟石灰Ca （OH 2,这个过程称为石灰的“熟化”，化学反应方程式如下：CaO+HO=Ca（ OH 2+64.9KJ/mol石灰熟化放热反应。 熟化时，放出大量的热量，温度升高，其体积增大12.5倍。未完全熟化的石灰不得用于拌制砂浆，防止抹灰后爆灰起鼓。手写板图示0302-C'SCaC03-CaD+COs生石灰Ca

25、O + H£0 “伽防 #Q 熟化 vf主石灰塾石灰(MtJHb *唧水化反应72. 石灰膏石灰加大量水熟化形成石灰浆，再加水冲淡成为石灰乳，俗称淋灰。石灰乳在储灰池中完成全 部熟化过程，经沉淀浓缩成为石灰膏。3. 石灰的硬化4. 石灰的技术性质和要求用石灰调成的石灰砂浆突出的优点是具有良好的可塑性，在水泥砂浆中掺入石灰浆，可使可塑 性显著提高。石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起显著的收缩，所以除调成石灰乳作薄层涂刷外， 不宜单独使用。常在其中渗入砂、纸筋等以减少收缩和节约石灰。5. 石灰的应用（1）制作石灰乳涂料。（2）配制砂浆。（3）拌制灰土或三合土。灰土和三合土广泛用作基

26、础、路面或地面的垫层，它的强度和耐水性 远远高出石灰或黏土。其原因是黏土颗粒表面的少量活性氧化硅、氧化铝与石灰之间产生了化学反 应，生成了水化硅酸钙和水化铝酸钙等水硬性矿物的缘故。石灰改善了黏土可塑性，在强夯之下，密实度提高也是其强度和耐水性改善的原因之一。（4）生产硅酸盐制品。二、石膏石膏是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。由于石膏胶凝材料及其制品具有许多优良性质，原料来源丰富，生产能耗低，因而在土木建筑工程中得到广泛应用。Q手写板图示0502-10CaS04' 2)Q0天然石膏1. 石膏的原料及生产2. 建筑石膏的硬结过程3. 建筑石膏的技术性质与应用（1）色白质轻。（2）凝结硬

27、化快。（3）微膨胀性。建筑石膏装饰制品，形状饱满密实，表面光滑细腻。（4）多孔性。石膏制品表面密度小、保温绝热性能好、吸声性强、吸水率大，但抗渗性、抗冻 性和耐水性差。（5）防火性。当受到高温作用时，二水石膏的结晶水开始脱出，吸收热量，并在表面上产生一 层水蒸气幕，阻止了火势蔓延，起到防火作用。（6）装饰性和可加工性（7）耐水性、抗冻性差。三、水玻璃水玻璃是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的可溶性碱金属硅酸盐材料，又称泡花碱。水玻 璃分为钠水玻璃和钾水玻璃。1. 水玻璃的性质水玻璃具有良好的耐酸性，可以抵抗除氢氟酸、热磷酸和高级脂肪酸以外的几乎所有无机和有 机酸的侵蚀。水玻璃不燃烧，在高温下硅

28、酸凝胶干燥的更加强烈，强度不降低，甚至有所增加，可用于配制 水玻璃耐热混凝土和水玻璃耐热砂浆。由于混合后易溶于碱，所以水玻璃不能在碱性环境中使用。2. 水玻璃的应用（1）配置特种混凝土和砂浆。（2）涂刷材料表面。水玻璃涂刷材料表面可提高材料抗风化能力。（3） 配置速凝防水剂。水玻璃可与多种矶配制成速凝防水剂，这种多矶防水剂的凝结速度很快, 多用于堵漏、填缝等局部抢修，但不宜用于配制防水砂浆。（4）加固地基基础。（5）防腐工程应用。 第四节水泥水泥是一种良好的矿物胶凝材料。水泥浆体不但能在空气中硬化，还能更好地在水中硬化，保 持并继续增长其强度，故水泥属于水硬性胶凝材料。水泥品种很多，工程中最常

29、用的是硅酸盐系列 水泥。一、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥1. 定义与代号（1） 硅酸盐水泥。凡由硅酸盐水泥熟料、05%的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（国外通称为波特兰水泥）可分为两种类型：不掺混合材料的称为I型硅酸盐水泥，代号P I ;掺入不超过水泥质量 5%勺石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为 n型硅酸盐水泥，代号 pn。（2） 普通硅酸盐水泥。由硅酸盐水泥熟料、6%15%的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，代号P- Q掺活性混合材料时，最大掺量不得超过15%其中允许用不超过水泥质量5%勺窑灰或不超过水泥质量10%勺非活

30、性混合材料来代替。掺非活性混合材料时，最大掺量不得超过水泥质量的10%2. 硅酸盐水泥熟料的组成硅酸盐水泥熟料主要矿物组成及其含量范围和各种熟料单独与水作用所表现特性，见表 341。表水泥熟料矿物含量与主要特征主要特征矿物名称化学式代号含量（%度热缩性硅酸三钙3CaO- SOC3S37-60快大高中中硅酸二钙2CaO- SQGS15-37慢小早期低，后期高中最好铝酸三钙3CaO，Al 2QC3A7-15最快最大低最大差铁铝酸四钙4CaO Al 2Q FqOGAF10-18较快中中最小好3.硅酸盐水泥的凝结硬化水泥的凝结硬化包括化学反应（水化）及物理化学作用（凝结硬化）水泥的水化反应过程是指 水

31、泥加水后，熟料矿物及掺入水泥熟料中的石膏与水发生一系列化学反应。水泥凝结硬化机理比较 复杂，一般解释为水化是水泥产生凝结硬化的必要条件，而凝结硬化是水泥水化的结果。4. 硅酸盐水泥及普通水泥的技术性质（1）细度。表示硅酸盐水泥及普通水泥颗粒的粗细程度。水泥的细度直接影响水泥的活性和强 度。颗粒越细，与水反应的表面积大，水化速度快，早期强度高，但硬化收缩较大，且粉磨时能耗大，成本高。但颗粒过粗，又不利于水泥活性的发挥， 强度也低。硅酸盐水泥比表面积应大于300mVkg。（2）凝结时间。凝结时间分为初凝时间和终凝时间。初凝时间为水泥加水拌和起，至水泥浆开 始失去塑性所需的时间；终凝时间从水泥加水拌

32、和起，至水泥浆完全失去塑性并开始产生强度所需 的时间。水泥凝结时间在施工中有重要意义，为使混凝土和砂浆有充分的时间进行搅拌、运输、浇 捣和砌筑，水泥初凝时间不能过短；当施工完毕后，则要求尽快硬化，具有强度，故终凝时间不能太长。硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于 6.5h。普通桂酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于 10h。水泥初凝时间不合要求，该水泥报废；终凝时间不合要求， 视为不合格。（3）体积安定性。指水泥在硬化过程中，体积变化是否均匀的性能，简称安定性。水泥安定性不良会导致构件（制品）产生膨胀性裂纹或翘曲变形，造成质量事故。引起安定性不良的主要原因 是

33、熟料中游离氧化钙、游离氧化镁过多或三氧化硫含量过多。安定性不合格的水泥不得用于工程，应废弃。（4）强度。水泥强度是指胶砂的强度而不是净浆的强度，它是评定水泥强度等级的依据。根据水泥胶砂强度检验方法（ISO法）GB/T 17671的规定，按照（质量比）水泥：标准砂 =1: 3拌 和用0.5的水灰比，按规定的方法制成胶砂试件，在标准温度下 20± 1C的水中养护，测 3d和28d 的试件抗折和抗压强度划分强度等级。 将硅酸盐水泥强度等级分为 42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、 62.5R （带“ R'早强型，不带“ R”普通型）六个等级；将普通硅酸盐水泥强度等

34、级分为 42.5、42.5R、 52.5、52.5R四个等级。（5）碱含量。水泥的碱含量将影响构件（制品）的质量或引起质量事故。通用硅酸盐水泥GB 175也作出规定：水泥中碱含量按NqO+0.658KzO计算值来表示，若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于0.60%或由供需双方商定。（6）水化热。水泥的水化热是水化过程中放出的热量。对大型基础、水坝、桥墩等大体积混凝土工程，由于水化热产生的热量积聚在内部不易发散， 将会使混凝土内外产生较大的温度差，所引起的温度应力使混凝土可能产生裂缝，因此水化热对大 体积混凝土工程是不利的。5. 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的应用普通硅酸盐

35、水泥混合材料掺量十分有限，性质与硅酸盐水泥十分相近，所以在工程中的适应范 围是一致的，主要应用在以下几个方面：（1） 水泥强度等级较高， 主要用于重要结构的高强度混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土工程。（2）凝结硬化较快、抗冻性好，适用于早期强度要求高、凝结快，冬期施工及严寒地区受反复 冻融的工程。（3）水泥中含有较多的氢氧化钙，抗软水侵蚀和抗化学腐蚀性差，所以不宜用于经常与流动软 水接触及有水压作用的工程，也不宜用于受海水和矿物等作用的工程。（4）因水化过程放出大量的热，故不宜用于大体积混凝土构筑物。2014年真题19.受反复冰冻的混凝土结构应选用（）。A. 普通硅酸盐水泥B. 矿渣硅酸盐水泥

36、C. 火山灰质硅酸盐水泥D. 粉煤灰硅酸盐水泥正确答案A答案解析本题考查的是硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥适用于早期强度较 高、凝结快、冬期施工及严寒地区反复冻融的工程。参见教材P123。2013年真题：18. 受反复冻融的结构混凝土应选用（）。A. 普通硅酸盐水泥B. 矿渣硅酸盐水泥C. 火山灰质硅酸盐水泥D. 粉煤灰硅酸盐水泥正确答案A答案解析本题考查的是硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥凝结硬化较快、抗冻性好，适用于早期强度要求高、 凝结快，冬期施工及严寒地区受反复冻融工程。参见教材P123。二、掺混合材料的硅酸盐水泥1. 混合材料在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水

37、泥强度等级，而加到水泥中的人工的或天然的矿物材 料，称为水泥混合材料。按其性能分为活性（水硬性）混合材料和非活性（填充性）混合材料两类。2. 定义与代号（1） 矿渣硅酸盐水泥。由硅酸盐水泥熟料和20% 70%粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥，代号P- S。（2） 火山灰质硅酸盐水泥。由硅酸盐水泥熟料和20%- 50%的火山灰质混合材料、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，代号P- P。（3） 粉煤灰硅酸盐水泥。由硅酸盐水泥熟料和20% 40%勺粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬件胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥，代号P - F。3. 五种水泥

38、的主要特性及适用范围五种水泥的主要特性及适用范围见表3.4.2.表3.4.2特性及适用范围水泥种类硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐 水泥粉煤灰硅酸盐水泥密度(g/cm3)3.0 3.153.0 3.152.8 3.102.8 3.12.8 3.1堆密度(kg/m3)10001600100016001000120090010009001000强度等级和42.5 , 42.5R32.5 , 32.5R32.5 , 32.5R32.5 , 32.5R类型52.5，52.5R62.5，62.5R42.5，42.5R52.5，52.5R42.5，42.5R52.5，52.5R42.5

39、，42.5R52.5，52.5R42.5，42.5R52.5，52.5R主要特性1. 早期强度较 高，凝结硬化 快；2. 水化热较大；3. 耐冻性好；4. 耐热性较差；5. 耐腐蚀及耐 水性较差1. 早期强度较高；2. 水化热较大；3. 耐冻性较好；4. 耐热性较差；5. 耐腐蚀及耐水性较差1. 早期强度低，后期 强度增长较快；2. 水化热较小；3. 耐热性较好；4. 耐硫酸盐侵蚀和耐 水性较好；5. 抗冻性较差；6. 干缩性较大；7. 抗碳化能力差1.早期强度低，1. 早期强度低，后后期强度增长 期强度增长较快；较快；2. 水化热较小；2.水化热较小；3. 耐热性较差；3.耐热性较差；4.

40、耐硫酸盐侵蚀 4.耐硫酸盐侵 和耐水性较好； 蚀和耐水性较5. 抗冻性较差；好；6. 干缩性较大；5.抗冻性较差；7. 抗渗性较好；6.干缩性较小；8. 抗碳化能力差 7.抗碳化能力较差适用范围适用于快硬早 强的工程、配制 高强度等级混 凝土适用于制造地上、地 下及水中的混凝土、 钢筋混凝土及预应 力钢筋混凝土结构， 包括受反复冰冻的 结构；也可配制高强度等 级混凝土及早期强 度要求高的工程1. 适用于咼温车间 和有耐热、耐火要 求的混凝土结构；2. 大体积混凝土结构；3. 蒸汽养护的混凝土 结构；4. 一般地上、地下和 水中混凝土结构；5. 有抗硫酸盐侵蚀要 求的一般工程1. 适用于大体积工

41、程；2. 有抗渗要求的工程；3. 蒸汽养护的混 凝土构件；4. 可用于一般混 凝土结构；5. 有抗硫酸盐侵 蚀要求的一般工 程1. 适用于地上、 地下水中及大 体积混凝土工 程；2. 蒸汽养护的 混凝土构件；3. 可用于一般 混凝土工程；4. 有抗硫酸盐 侵蚀要求的一 般工程不适用范围1. 不宜用于大 体积混凝土工 程;2. 不宜用于受 化学侵蚀、压力 水（软水）作用 及海水侵蚀的 工程1. 不适用于大体积 混凝土工程；2. 不宜用于化学侵 蚀、压力水（软水） 作用及海水侵蚀的 工程1. 不适用于早期强度 要求较高的工程；2. 不适用于严寒地区 并处在水位升降范围 内的混凝土工程1. 不适用于

42、处在 干燥环境的混凝 土工程；2. 不宜用于耐磨 性要求高的工程；3. 其他同矿渣硅 酸盐水泥1. 不适用于有 抗碳化要求的 工程；2. 其他同矿渣 硅酸盐水泥2012年真题18. 下列水泥品种中，不适宜用于大体积混凝土工程的是（）。A. 普通硅酸盐水泥B.矿渣硅酸盐水泥C. 火山灰质硅酸盐水泥D.粉煤灰硅酸盐水泥正确答案A答案解析本题考查的是掺混合材料的硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥水化热大，不适宜用于 大体积混凝土工程参见教材P124。2011年真题：）。17. 判定硅酸盐水泥是否废弃的技术指标是（A. 体积安定性B. 水化热C. 水泥强度D. 水泥细度正确答案A答案解析本题考查的是掺混合材料

43、的硅酸盐水泥。初凝时间不合要求，该水泥报废；终凝 时间不合要求，视为不合格。水泥的安定性不合格的水泥不得用于工程，应废弃。2011年真题：18. 可用于有高温要求的工业车间大体积混凝土构件的水泥是（）。A. 硅酸盐水泥B. 普通硅酸盐水泥C. 矿渣硅酸盐水泥D. 火山灰质硅酸盐水泥正确答案C答案解析本题考查的是掺混合材料的硅酸盐水泥。根据题意，要求选用水化热低的水泥， 并且耐热性好，所以选择矿渣硅酸盐水泥。2009真题1. 隧道开挖后，喷锚支护施工采用的混凝土，宜优先选用（）。A. 火山灰质硅酸盐水泥B. 粉煤灰硅酸盐水泥C. 硅酸盐水泥D. 矿渣硅酸盐水泥正确答案C答案解析本题考查的是掺混合

44、材料的硅酸盐水泥。喷锚支护需要混凝土具有快硬早强的特 点，从而保证支护的强度与稳定性。因此需采用硅酸盐混凝土。三、铝酸盐水泥铝酸盐水泥，以前称为高铝水泥，也称矶土水泥。根据铝酸盐水泥GB 201的规定，凡以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料称为铝酸盐水泥，代号CA根据需要也可在磨制Al 2O3含量大于68%勺水泥时.掺加适量的a Al 2O3粉。根据Al 2O3含量百分数将铝酸盐水泥 分为四类：CA-5O CA-60、CA-70、CA-80。铝酸盐水泥的细度要求比表面积不小于300m2/kg, CA-60水泥初凝时间不得早于 60min,终凝时间不得迟于 18h. 其余三类水

45、泥均要求初凝时间不得早于 30min. 终凝时间不得迟于 6h。 铝酸盐水泥早期强度高 . 凝结硬化快，具有快硬、早强的特点，水化热高，放热快且放热量集 中，同时具有很强的抗硫酸盐腐蚀作用和较高的耐热性，但抗碱性差。铝酸盐水泥可用于配制不定型耐火材料；与耐火粗细集料（如铬铁矿等）可制成耐高温的耐热 混凝土；用于工期紧急的工程，如国防、道路和特殊抢修工程等；也可用于抗硫酸盐腐蚀的工程和 冬季施工的工程。铝酸盐水泥不宜用于大体积混凝土工程；不能用于与碱溶液接触的工程；不得与未硬化的硅酸 盐水泥混凝土接触使用，更不得与硅酸盐水泥或石灰混合使用；不能蒸汽养护，不宜在高温季节施 工。2012 年真题）。

46、B. 与硅酸盐水泥混合使用的混凝土19. 铝酸盐水泥适宜用于（A. 大体积混凝土C. 用于蒸汽养护的混疑土 正确答案 DD. 低温地区施工的混凝土答案解析本题考查的是铝酸盐水泥。铝酸盐水泥不宜用于大体积混凝土工程；不能用于与 碱溶液接触的工程；不得与未硬化的硅酸盐水泥混凝土接触使用，更不得与硅酸盐水泥或石灰 混合使用；不能蒸汽养护，不宜在高温季节施工。参见教材 P125。2011 年真题：19. 铝酸盐水泥主要适宜的作业范围是（ ）。A. 与石灰混合使用B. 高温季节施工C .蒸汽养护作业D. 交通干道抢修正确答案 D答案解析本题考查的是铝酸盐水泥。铝酸盐水泥可用于配制不定型耐火材料；与耐火粗

47、细 集料（如铬铁矿等）可制成耐高温的耐热混凝土；用于工期紧急的工程，如国防、道路和特殊 抢修工程等；也可用于抗硫酸盐腐蚀的工程和冬季施工的工程。铝酸盐水泥不宜用于大体积混 凝土工程；不能用于与碱溶液接触的工程；不得与未硬化的硅酸盐水泥混凝土接触使用，更不 得与硅酸盐水泥或石灰混合使用；不能蒸汽养护，不宜在高温季节施工。参见教材P125。四、白色和彩色硅酸盐水泥 白色硅酸盐水泥是以适当的生料烧至部分熔融 . 得到以硅酸钙为主要成分、 氧化铁含量很小的白 色硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏和标准规定的混合材料，共同磨细制成的水硬性胶凝材料，代号P.W。白色硅酸盐水泥的性质与普通硅酸盐水泥相同，按照白色

48、硅酸盐水泥GB 2015的规定，白色硅酸盐水泥分 32.5 、42.5 和 52.5 三个强度等级。白色硅酸盐水泥的白度应不低于87%，其初凝时问不得早于45min，终凝时间不得迟于IOh。白色硅酸盐水泥熟料、石膏和耐碱性矿物颜料（氧化铁、氧化锰、氧化铬等）共同磨细，可制 成彩色硅酸盐水泥，但耐碱性矿物颜料不能对水泥起有害作用。白色和彩色硅酸盐水泥主要用于建筑物内外的表面装饰工程，如地画、 楼面、墙、柱及台阶等。可做成水泥拉毛、彩色砂浆、水磨石、水刷石、斩假石等饰面。五、硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥是以适当成分的生料. 经煅烧所得以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物成分的熟料，掺入不同量的石灰石、适

49、量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料，代号P SAC硫铝酸盐水泥分为快硬硫铝酸盐水泥 （R SAC、低碱度硫铝酸盐水泥 （L SAC和自应力硫铝酸盐水泥 （S SAC。根据硫铝酸盐水泥 GB 20472，快硬硫铝酸盐水泥以 3d 抗压强度划分为 42.5 、 52.5 、 62.5和 72.5 四个强度等级。快硬硫铝酸盐水泥中不允许出现游离氧化钙，比表面积不得低于380m2 /kg ，其初凝时间不得早于 25min. 终凝时间不得迟于 3h。硫铝酸盐水泥具有快凝、早强、不收缩的特点，宜用于配制早强、抗渗和抗硫酸盐侵蚀等混凝 土，适用于浆锚、喷锚支护、抢修、抗硫酸盐腐蚀、海洋建筑等工程。由于硫铝酸

50、盐水泥水化硬化后生成的钙矶石在 150C高温下易脱水发生晶形转变，引起强度大幅下降，所以硫铝酸盐水泥不宜 用于高温施工及处于高温环境的工程。六、膨胀水泥和自应力水泥 膨胀水泥和自应力水泥在硬化过程中不但不收缩，而且有不同程度的膨胀。膨胀水泥和自应力水泥有两种配制途径：一种以硅酸盐水泥为主配制，凝结较慢，俗称硅酸盐型；另一种以高铝水泥 为主配制，凝结较快，俗称铝酸盐型。当膨胀水泥中高铝水泥膨胀组分含量较多，其膨胀值就较大。在膨胀过程中又受到限制时（如 受到钢筋的限制），则水泥石本身就会受到压应力。该压力是依靠水泥本身的水化反应而产生的， 所以称为自应力，并以自应力值表示所产生压应力的大小。自应力

51、值大于2MPa的称为自应力水泥。膨胀水泥适用于补偿收缩混凝土， 用作防渗混凝土； 填灌混凝土结构或构件的接缝及管道接头， 结构的加固与修补，浇注机器底座及固结地脚螺丝等。自应力水泥适用于制作自应力钢筋混凝土压 力管及配件。七、道路硅酸盐水泥道路硅酸盐水泥是由道路硅酸盐水泥熟料，010%标准规定的活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号 P R。道路硅酸盐水泥熟料是以硅酸钙为主要成分和较多量的铁铝酸钙2的硅酸盐水泥熟料。根据道路硅酸盐水泥 GB 13693的规定，比表面积为 300450m2/kg, 28d 干缩率不得大于 0.10%，其初凝时间不得早于 1.5h, 终凝时间不得迟于

52、 1Oh。道路硅酸盐水泥主要用于公路路面、机场跑道等工程结构，也可用于要求较高的工厂地面和停 车场等工程。第五节 混凝土一、普通混凝土组成材料（一）水泥 水泥是影响混凝土强度、耐久性及经济性的重要因素。当混凝土强度等级为 C30及C30以下时，水泥强度等级为混凝土设计强度等级的 1.52.5倍; 当混凝土强度等级为 C30C50时，水泥强度等级为混凝土设计强度等级的 1.11.5倍为宜；当混 凝土强度等级为 C60及以上时，水泥强度等级为混凝土设计强度等级的比值应小于1.0，但一般不低于 0.70 。（二）砂砂石是混凝土的主要组成之一，习惯称集料或骨料，在混凝土中起骨架作用。粒径在 4.75m

53、m以上者称石子，4.75mm以下者为砂子。主要有天然砂和人工砂两类。建设工程中一 般采用河砂作为细骨料。手写板圏示0304-02趙等级水泥趙砂C301.52.5IIIC30C501. W1.5C30C&0皿抗冻“抗诲0.71.0>C&0I骨料、细石子z 4.T5mm 砂2013年真题：68.拌制流动性相同的混凝土，所用砂料需水量较少的有（）。A. 山砂B. 河砂C. 湖砂D. 海砂E. 机制砂正确答案BCD答案解析本题考查的是普通混凝土组成材料。河砂、湖砂、海砂由于受水流的冲刷作用， 颗粒表面较光滑，拌制混凝土时需水量较少。参见教材P127。建筑用砂GB/T 14684中，将砂按技术要求分为I类、H类、川类。I类宜用于强度等级大 于C60的混凝土； H类宜用于强度等级为 C30C60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；川类宜用于强度等级小于C30的混凝土。2013年真题：19. C25抗冻混凝土所用砂的类别应为（）。A. I类B. II 类C. III 类D. IV 类正确答案B答案解析本题考查的是普通混凝土组成材料。n类砂宜用于强度等级为C30-C60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝