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1、 西南科技大学城市学院建筑工程技术行业综合能力提升实训 西南科技大学城市学院土木工程系毕业设计第2阶段项目名称:工程质量事故分析与处理学生姓名:田辉 学 号:201330376 班 级:建工1305 专 业:建筑工程技术 指导教师:薛伟 教师职称:助教 53三大主材料的检测随着我国建筑业的高速发展,建筑材料作为土木工程施工的物质基础,其质量的好坏直接关系到建筑工程的质量,因此把好建筑材料质量关,做好检测与控制工作尤为重要。关键词:建筑材料;检测;实验目录第1章 绪论41.1 概述41.2 建筑材料的分类41.2.1按化学成分分类41.2.2按使用分类41.2.3建筑材料在工程中的地位和作用51
2、.3 水泥、砂石子、钢筋的检测目的51.3.1 水泥重点71.4水泥、砂、石子、钢筋的物理化学性质81.4.1水泥的物理化学性质81.4.2水泥按用途及性能81.4.3水泥按其主要水硬性物质名称81.4.4水泥按主要技术特性81.4.5水泥安定性81.4.6水泥细度91.4.7凝结时间101.4.8水泥物理化学性质101.5砂的物理化学性质111.6钢筋的物理化学性质121.6.1钢筋的机械性能121.7 水泥、砂石、钢筋的应用范围141.7.1水泥特性和应用范围141.8砂的应用范围181.9 砂石子、水泥、钢筋的关联联系20第2章建筑水泥的分析与检测221水泥检验工作和质量水平考核的主要依
3、据(相关标准和规程)222水泥样品的取样、接收、制备与存放222.1施工现场的取样222.3试验室样品存放233样品处理和实验操作234数据分析24第3章建筑钢材的分析与检测251钢材的力学性能251.1屈服强度251.2抗拉强度251.3伸长率251.4冷弯性能261.5冲击韧性262钢筋的质量检测262.1检查项目和方法262.2外观检查272.3力学性能试验272.4一般规定282.5拉伸实验282.6冷弯实验302.7实验数据312.8结果评定33第4章建筑砂石材料分析与检测341本节实验采用的标准及规范:342骨料的取样方法342.1砂子的取样方法342.2石子的取样方法353砂石检
4、测标准354砂子的颗粒级配及细度模数检验364.1实验目的364.2主要仪器设备364.3试样准备364.4实验方法与步骤364.5结果计算与数据处理364.6含泥量374.7泥块含量.374.8石的坚固性实验38第5章结语42参考文献43第1章 绪论1.1 概述 建筑工程的质量问题不仅仅是施工方,使用方所关心的问题,因为它不只是与人们的生产、生活息息相关,甚至还关系到人们群众的生命和财产安全,因此,质量是建筑工程建设过程中最为关键的环节。由于材料问题造成工程中的任何一个环节、任何一个部位出现问题,那么都会给工程的整体质量带来极其严重的后果,而且原材料的质量合格与否更是整个建筑工程质量的前提与
5、保障。因此,原材料的质量问题至关重要,必须严格按照国家、行业的相关标准、规范等,对建筑材料的各项性能指标指标进行严格的检查、检测,从而对其是否合格做出准确的判断,以免将不合格的材料用于工程建设中。近年来,随着检测技术更加趋于成熟和先进,有关检测的标准,规范先继颁布,实施,促进了检测工作的规范化,对保证工作质量起到了重要作用。1.2 建筑材料的分类1.2.1按化学成分分类金属材料:黑色金属、非金属材料非金属材料:天然石材、烧土制品、胶凝材料及其制品无机材料 :植物材料:木材、竹材有机材料 :植物材料、沥青材料、合成高分子材料复合材料 :有机与无机非金属材料复合、金属与无机非金属材料复合、金属与有
6、机材料复合1.2.2按使用分类结构材料 : 建筑骨架,如梁、柱、墙体等组合受力的材料、木材、石材、砖、混凝土、钢铁 装饰材料:室内外装饰材料,地面装饰材料、 瓷砖、玻璃、金属、涂料、壁纸、轻质板、粘铺材料隔断材料:以防水、防潮、防声、隔热等为目的而用的材料、沥青、嵌缝材料玻璃、玻璃棉防火材料:以提高难燃、防烟.耐火性等方面为目的而用材料、防火预制混凝土、石棉水泥板、硅钙板、防火隔断1.2.3建筑材料在工程中的地位和作用(1)建筑材料是建筑工程的物质基础。(2)建筑材料的发展赋予了建筑物以鲜明的时代特征和风格。(3)建筑设计理论的不断进步和施工技术的革新不但受到建筑材料的发展制约、同时也受其发展
7、的推动。(4)建筑材料的是质量如何直接影响建筑物的坚固性、适用性和耐久性。(5) 建筑材料的正确、节约、合理的运用直接影响到建筑工程的造价和投资。1.3 水泥、砂石子、钢筋的检测目的材料质量把关,以免造成重大的工程事故。当原材料进场后物资部应该及时委托,配合试验室完成检测任务。委托及时可以避免:未检已用、可以取到所需的样品。凡进入现场的原材料,每批都应出具生产厂家的质量保证书、检验合格证,每批次的原材料都应按规定的数量进行检验。为了不影响施工进度,所有进厂原材料都必须及时取样进行试验,所有需要检验的材料必须由试验室出具试验合格报告后才可使用。既先检验,后使用的原则,否则视为不合格品,禁止在工程
8、中使用。 对进场的钢绞线、精轧螺纹钢等原材料工地试验室不能自检的试验项目,每批进场后由物资部填写检验通知单通知试验室,试验室再和试验监理工程师共同取样,一起外委有资质单位进行检验,外委试验合格后,方能用于施工。 水泥采用的是散装水泥,在使用散装水泥仓时,不同厂家、不同品种、不同标号的水泥严禁混用。对于存放超过三个月的水泥在使用时,对水泥的实际标号进行二次复查。凡进入现场的水泥,每批都应出具生产厂家的质量保证书、检验合格证,每批次的水泥都应按规定的数量进行检验。对于每次进场的水泥,试验员应该及时取样。避免水泥装入装入拌合站料仓后再取会很麻烦,而且那样水泥的量不好控制,会造成一
9、些不必要的损失。取样的时候最好是试验员和水泥罐车司机上罐车上取,避免司机自己取的时候会把事先在水泥厂就准备好的水泥给我们取下来。因为有时候水泥罐车有时候装的是半车水泥拿铁锹取会比较困难,司机为了方便难免会弄虚作假蒙混过关,同时也造成了我们取样的不真实性和没有代表性,所以试验员取样时务必亲自上车取样,确保试样的真实性和试验数据的真实可靠。 钢筋是质量重在吊装使用时占地大,根据规范要求,要求钢筋取样按同规格、同场家、同炉号、同一交货状态、同一进场时间小于等于60吨为一个检验批。因此及时取样可以取到所需的炉牌号的钢筋。避免想要的钢筋压到下面对取样造成一定的困难,从而避免不做无用功而一次成效
10、。焊接钢筋也是如此:到200个(闪光对焊)焊接接头应该及时委托抽查检验,避免未检而用或检验的不是本批次的。取样是一个很关键的环节,所取得样品直间关系到试验结果。如果样品取不好,检测结果毫无意义。取样是一个很重要的环节也是一个很困难的环节,在成捆的一堆,堆的很高很的钢筋里想要取试验要检测的钢筋,很难也很辛苦,一是你这样取工人不会配合你的工作,他们认为你为了要一组试验样品,而要我们把压在所要这批钢筋之上的取走,工人认为你是在刁难他们,很容易发生冲突,这就是我在上面所说的委托要及时,只有委托及时才能避免发生冲突。做任何事都要有计划,都要统筹安排,只有这样一天才可以在有效的时间里做有用功,否责导致的是
11、你做的却是无用功,工作要讲究效率,要有计划的工作而不是埋头苦干,要讲究效率而不是蛮干。此外取样要跟从监督,防止所取样品被调换,在我的工作当中曾经就遇到此事。比如你要取同一规格的钢筋,但炉号不同,你要根据钢筋牌号取所要的钢筋,那样是很浪费时间的,如果你不在现场,工人截取钢筋是可能从一根钢筋上取了你全部要的钢筋。焊接这一块也是,按规范要求焊接钢筋要求在成品里截取,在焊工水平不稳定时,或者是他们为了赶进度时,往往就忽略了质量,当你取到不太理想的样品时,他们很容易把样品给你换掉。遇到这种问题我们应该对工人进行教导,进行思想沟通,密切配合,让他们明白我们这样做的重要性。砂石材料是道路与桥梁建筑中用量最大
12、的一种建筑材料。对于每一批进场的石料,应取具有代表性的试样进行试验。在料堆上取样时应先铲除脚堆等处无代表性的部分,再在料堆的顶部,中部和底部,各由均匀分布的几个不同部位,取得大致相等的若干份组成一组试样,务必使所取试样能代表本批材料的情况和品质。1.3.1 水泥重点1.水泥检测指标 (1)水泥细度的检验;(2)标准稠度用水量测定试验;(3)水泥凝结时间检验; (4)水泥安定性检验;(5)水泥胶砂强度检验。2.水泥质量(1)包装:包装袋上应有厂名、品种、标号、批号、包装日期、生产许可证编号。包装袋两侧应印有水泥名称和标号,水泥品种不同,所用印刷色不同:硅酸水泥和普通硅酸盐水泥用红色;矿渣水泥用绿
13、色;火山灰和粉煤灰水泥用黑色。水泥生产许可证编号为XK23001。(2)色泽:硅酸盐水泥呈灰色或深灰色;火山灰灰质水泥用红矸石或碎砖作混合材时呈红色。(3)袋重:水泥可以袋装或散装,袋装水泥每袋净重50kg,且 不得少于标志重量的98。随意抽取20袋水泥总重量不得小于1000kg。(4)生产日期:超过三个月须重新化验确定质量。(5)劣质水泥包装袋的危害主要有以下三方面:一是不能保证水泥质量。二是劣质无复膜水泥包装袋难承压力,破损率常高达50以上,在灌装、运输过程中漏灰严重,污染环境,而且每袋重量约漏35kg,造成施工现场水泥配比计量失准,影响建筑工程质量。三是劣质塑编水泥包装袋泛滥,造成严重白
14、色污染。1.4水泥、砂、石子、钢筋的物理化学性质建筑工程主要使用的材料有:钢管、电线电缆、水泥、钢筋、砂石料等。工程常用材料的基本性质可分为物理性质(如密度、堆积密度、孔隙率、密实度、吸收率、抗冻性、导热性等)、力学性质(如抗压、抗拉、抗弯、抗剪等强度)和工艺性质。1.4.1水泥的物理化学性质物理性质(如密度、堆积密度、孔隙率、密实度、吸收率、抗冻性、导热性等)、力学性质(如抗压、抗拉、抗弯、抗剪等强度)和工艺性质。1.4.2水泥按用途及性能(1)通用水泥: 一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指:GB1752007规定的六大类水泥,即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山
15、灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。(2)专用水泥:专门用途的水泥。如:G级油井水泥,道路硅酸盐水泥。(3)特性水泥:某种性能比较突出的水泥。如:快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥、磷铝酸盐水泥和磷酸盐水泥。1.4.3水泥按其主要水硬性物质名称(1)硅酸盐水泥;(2)铝酸盐水泥;(3)硫铝酸盐水泥;(4)铁铝酸盐水泥;(5)氟铝酸盐水泥;(6)磷酸盐水泥(7)以火山灰或潜在水硬性材料及其他活性材料为主要组分的水泥。1.4.4水泥按主要技术特性(1)快硬性(水硬性):分为快硬和特快硬两类;(2)水化热:分为中热和低热两类;(3)抗硫酸盐性:分中抗硫酸盐腐蚀和高抗硫
16、酸盐腐蚀两类;(4)膨胀性:分为膨胀和自应力两类;(5)耐高温性:铝酸盐水泥的耐高温性以水泥中氧化铝含量分级。1.4.5水泥安定性水泥在硬化过程中,如果不产生不均匀的体积变形,没有产生裂缝、弯曲等现象,则称为体积安定性合格;如果水泥硬化后体积产生了不均匀变化,造成有害的膨胀,将使建筑物开裂,甚至崩溃,则称为安定性不合格。此种水泥不能在工程中使用。如果水泥中含有过多的游离氧化钙或氧化镁,特别是颗粒较粗,而且在工厂的存放时间又较短时,就会产生安定性不合格的现象。因为这种过火(1000以上)的氧化钙与氧化镁没有完全经过充分熟化,本身水化很慢,在水泥凝结以后即在有水泥石约束的条件下才开始水化,产生体积
17、膨胀后,就会形成开裂现象。此外,如果水泥中三氧化硫含量过多时,会生成硫铝酸钙,体积膨胀,也将造成安定性不良。检验水泥安定性,按GB/T 750-1992进行。检验过程是采用标准稠度的水泥净浆进行,将其制成一定形状的(直径7080mm,中心厚约lOmm,边缘渐薄)试饼,放人沸煮箱内沸煮4h,如煮后的试饼经肉眼观察未发现裂纹,用直尺检查也无弯曲现象时,则称为安定性合格;反之,则为不合格。安定性的检验方法除了上述试饼法之外,还有雷氏夹法和测长法等。后两种方法虽然具有定量的数值界限,但方法复杂,复演性也差;而试饼法则具有设备简单、操作方便、反应敏感,而且观察直观、复演性好等一系列优点,所以至今仍列为国
18、家标准方法。沸煮法只能裣查出游离氧化钙的破坏作用。由于过火的氧化镁比过火的氧化钙水化速度更慢,因此用沸煮法不能发现由氧化镁所引起的不安定性,只有通过高温、高压的压蒸试验,才能判断这种现象。而三氧化硫所引起的不安定性,只有采用冷饼法、水浸法才能进行检验,即将试饼放在20±3的水中养护28d后,检查是否有不安定现象。因为当温度超过6070时,将不能形成产生体积膨胀的硫铝酸钙。由于国家标准中已对氧化镁及三氧化硫含量作了限量规定,故压蒸法及水浸法两项检验一般可以不做。1.4.6水泥细度细度是指水泥颗粒的粗细程度,是鉴定水泥品质的主要项目之一。水泥细度通常采用筛析法或比表面积法测定,硅酸盐水泥
19、的比表面积不小于300m2/kg。水泥颗粒越细,与水发生反应的表面积越大,因而水化反应速度较快,而且较完全,早期强度也越高,但在空气中硬化收缩性较大,成本也较高。如水泥颗粒过粗则不利于水泥活性的发挥。一般认为水泥颗粒小于40m(0.04mm)时,才具有较高的活性,大于100m(0.1mm)活性就很小了。 1.4.7凝结时间凝结时间是指水泥从加水开始,到水泥浆失去塑性的时间。分初凝时间和终凝时间,初凝时间是指从水泥加水到水泥浆开始失去塑性的时间,终凝时间是指从水泥加水到水泥浆完全失去塑性的时间。硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min终凝时间不得迟于6.5h。凡初凝时间不符合规定者为废品
20、,终凝时间不符合规定者为不合格品。水泥凝结时间的测定,是以标准稠度的水泥净浆,在规定温度和湿度条件下,用凝结时间测定仪测定。所谓标准稠度用水量是指水泥净浆达到规定稠度时所需的拌合用水量,以占水泥重量的百分率表示。水泥的凝结时间对水泥混凝土和砂浆的施工有重要的意义。初凝时间不宜过短,以便有足够的时间来完成混凝土和砂浆的运输、浇捣或砌筑等操作;终凝时间不宜过长,使混凝土和砂浆在浇捣或砌筑完毕后能尽快凝结硬化,以利于下一道工序的及早进行。1.4.8水泥物理化学性质将发泡剂通过机械设备制备成泡沫,再将泡沫加入到由水泥基胶凝材料、集料、掺合料、外加剂和水制成的料浆中,经混合搅拌、浇注成型、养护而成的保温
21、板材(以下简称发泡水泥保温板)。将发泡剂加入由水泥基胶凝材料、集料、掺合料、外加剂和水制成的料浆中,经混合搅拌、浇注,使其在模具中通过化学反应而使浆体内部产生封闭气孔,经养护、切割而成的保温板材。硅酸盐水泥的主要化学成分:氧化钙CaO,二氧化硅SiO2,三氧化二铁Fe2O3,三氧化二铝Al2O3。硅酸盐水泥的主要矿物:硅酸三钙(3CaO·SiO2,简式C3S),硅酸二钙(2CaO·SiO2,简式C2S),铝酸三钙(3CaO·Al2O3,简式C3A),铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3,简式C4AF)。水泥的凝结和硬化:水泥速凝水泥的一
22、种不正常的早期固化或过早变硬现象。高温使得石膏中结晶水脱水,变成浆状体,从而失去调节凝结时间的能力。假凝现象与很多因素有关,一般认为主要是由于水泥粉磨时磨内温度较高,使二水石膏脱水成半水石膏的缘故。当水泥拌水后,半水石膏迅速与水反应为二水石膏,形成针状结晶网状结构,从而引起浆体固化。另外,某些含碱较高的水泥,硫酸钾与二水石膏生成钾石膏迅速长大,也会造成假凝。假凝与快凝不同,前者放热量甚微,且经剧烈搅拌后浆体可恢复塑性,并达到正常凝结,对强度无不利影响。1.5砂的物理化学性质外观与性状:石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物,其主要矿物成分是SiO2,石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明
23、状,硬度,性脆无解理,贝壳状断口,油脂光泽。 相对密度:密度为2.65,堆积密度,20-200目为1.5,溶解性:其化学、热学和机械性能具有明显的异向性,不溶于酸,微溶于KOH溶液,熔点1750。 石英砂的主要规格0.5-1mm、1-2mm、2-4mm、4-8mm、8-16mm、16-32mm、在日常生活、生产和科研等方面石英砂有着重要的用途,但有时也会对人体造成危害。某些硅物质对人体有害,如石棉。石棉是一种纤维状的硅质矿物。人长期吸入,会引致肺部组织受破坏,这些极微细的石棉纤维会沉积在肺气泡内,引致肺部组织逐步纤维化,继而影响肺部气体交换的功能。石英砂的粉尘极细,比表面积
24、达到100/g以上可以悬浮在空气中,如果人长期吸入含有石英砂的粉尘,就会患硅肺病(因硅旧称为矽,硅肺旧称为矽肺)。 硅肺是一种职业病,它的发生及严重程度,取决于空气中粉尘的含量和粉尘中石英砂的含量,以及与人的接触时间等。长期在石英砂粉尘含量较高的地方,如采矿、翻砂、喷砂、制陶瓷、制耐火材料等场所工作的人易患此病。因此,在这些粉尘较多的工作场所,应采取严格的劳动保护措施,采用多种技术和设备控制工作场所的粉尘含量,以保证工作人员的身体健康。石英砂是重要的工业矿物原料,非化学危险品,广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、高纯石英砂磨料等工业。
25、 可汽运,火车运输,水运。工业生产一般为50KG或25KG包装及出口吨袋包装。 常用规格:0.5-1.0mm 0.6-1.2mm 1-2mm 2-4mm 4-8mm 8-16mm 16-32mm.(mm为毫米单位)。石子:固体(s),硬度大,密度高,耐高温,融沸点很高,主要成分是碳酸钙,还含有一些其他矿物元素,颜色与它所含的金属元素的量有关。常用的有碎石及卵石两种。碎石是天然岩石或岩石经机械破碎、筛分制成的,粒径大于4.75 mm的岩石颗粒卵石是由自然风化、水流搬运和分选、堆积而成的、粒径大于4.75 mm的岩石颗粒。碎石表面粗糙有棱,拌制混凝土混合物时粘结力较好。卵石和碎石颗粒的
26、长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒;厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒(平均粒径指该粒级上、下限粒径的平均值)。碎石表面粗糙有棱,拌制混凝土混合物时粘结力较好。卵石表面光滑,拌制混凝土混合物时流动性较好。颗粒级配,砂的颗粒级配应符合规定;砂的级配类别应符合规定。对于砂浆用砂,4.75mm筛孔的累计筛余量应为0.砂的实际颗粒级配除4.75mm和600m筛档外, 可以略有超出,但各级累计筛余超出值总和应不大于5%。表观密度、堆积密度、空隙率砂表观密度、堆积密度、空隙率应符合如下规定 -表观密度不小于2500kg/m3 -松散堆积密度不小于1400 kg/m3 -空隙率不大于
27、44%。 1.6取样方法 在料堆上取样时取样部位应均匀分布取样前先将取样部位表层铲除然后从不同部位抽取大致等量的砂8份组成一组样品。从皮带运输机上取样时应用接料器在皮带运输机机尾的出料处定时抽取大致等量的砂 4 份组成一组样品。从火车、汽车、货船上取样时从不同部位和深度抽取大致等量的砂8份组成一组样品。1.6钢筋的物理化学性质1.6.1钢筋的机械性能钢筋的机械性能通过试验来测定,微量钢筋质量标准的机械性能有屈服点、抗拉强度、伸长率,冷弯性能等指标。1.屈服点(fy)当钢筋的应力超过屈服点以后,拉力不增加而变形却显著增加,将产生较大的残余变形时,以这时的拉力值除以钢筋的截面积所得到的钢筋单位面积
28、所承担的拉力值,就是屈服点s°2.抗拉强度(fu)抗拉强度就是以钢筋被拉断前所能承担的最大拉力值除以钢筋截面积所得的拉力值,抗拉强度又称为极限强度。它是应力一应变曲线中最大的应力值,虽然在强度计算中没有直接意义,但却是钢筋机械性能中必不可少的保证项目。因为:抗拉强度是钢筋在承受静力荷载的极限能力,可以表示钢筋在达到屈服点以后还有多少强度储备,是抵抗塑性破坏的重要指标。钢筋有熔炼、轧制过程中的缺陷,以及钢筋的化学成分含量的不稳定,常常反映到抗拉强度上,当含碳量过高,轧制终止时温度过低,抗拉强度就可能很高;当含碳量少,钢中非金属夹杂物过多时,抗拉强度就较低。抗拉强度的高低,对钢筋混凝土结
29、构抵抗反复荷载的能力有直接影响。3.伸长率伸长率是应力一应变曲线中试件被拉断时的最大应变值,又称延伸率,它是衡量钢筋塑性的一个指标,与抗拉强度一样,也是钢筋机械性能中必不可少的保证项目。伸长率的计算,是钢筋在拉力作用下断裂时,被拉长的那部分长度占原长的百分比。把试件断裂的两段拼起来,可量得断裂后标距段长L1,减去标距原长L0就是塑性变形值,此值与原长的比率用表示,即伸长率值越大,表明钢材的塑性越好。伸长率与标距有关,对热轧钢筋的标距取试件直径的10倍长度作为测量的标准,其伸长率以10表示。对于钢丝取标距长度为100mm作为测最检验的标准,以100表示。对于钢绞线则为200。4.冷弯性能冷弯性能
30、是指钢筋在经冷加工(即常温下加工)产生塑性变形时,对产生裂缝的抵抗能力。冷弯试验是测定钢筋在常温下承受弯曲变形能力的试验。试验时不应考虑应力的大小,而将直径为d的钢筋试件,绕直径为D的弯心(D规定有1d、3d、4d、5d)弯成180°或90°。然后检查钢筋试样有无裂缝、鳞落、断裂等现象,以鉴别其质量是否合乎要求,冷弯试验是一种较严格的检验,能揭示钢筋内部组织不均匀等缺陷。1.7 水泥、砂石、钢筋的应用范围水泥粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体,能在空气中硬化或者在水中更好的硬化,并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。cement一词由拉丁文caementum发展而来,是
31、碎石及片石的意思。早期石灰与火山灰的混合物与现代的石灰火山灰水泥1很相似,用它胶结碎石制成的混凝土,硬化后不但强度较高,而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。长期以来,它作为一种重要的胶凝材料,广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程;不仅适合用于干燥环境中的工程部位,而且也适合用于潮湿环境及水中的工程部位。1.7.1水泥特性和应用范围1.水泥应用范围特性使用范围优点缺点适用于不适用于硅酸盐水泥凝结硬化快抗冻性好早期强度高水化热大耐海水浸蚀和耐化学腐蚀性差重要结构的高强度混凝土和预应力混凝土冬季施工及严寒地区遭受反复冰冻工程经常受压力水作用的工程受海水、矿物水作用的工程大体积混凝土普通水泥早期强度高水化
32、热大抗冻性好耐热性差耐腐蚀与抗渗性较差一般土建工程及受冰冻作用的工程早期强度要求高的工程大体积混凝土工程受化学及海水浸蚀的工程受水压作用的工程矿渣硅酸盐水泥抗浸蚀、耐水性好耐热性好水化热低蒸汽养护强度发展较快后期强度较大早期强度低、凝结慢抗冻性较差干缩性大,有泌水现象地下、水下(含海水)工程及受高压水作用的工程大体积混凝土蒸汽养护工程有抗浸蚀、耐高温要求的工程早期强度要求高的工程严寒地区处在水位升降范围内的工程火山灰质水泥抗侵蚀能力强抗渗性好水化热低后期强度较大耐热性较差抗冻性差吸水性强干缩性url=较大/url地上、地下及水中的大体积混凝土工程蒸汽养护的混凝土构件有抗浸蚀要求的一般工程早期强
33、度要求高的工程受冻工程干燥环境中的工程有耐磨性要求的工程粉煤灰水泥抗渗性较好干缩性小水化热低抗侵蚀能力较好抗碳化能力差地上、地下及水中的大体积混凝土工程蒸汽养护的混凝土构件有抗浸蚀要求的一般工程有碳化要求的工程复合硅酸盐水泥后期强度增长较快水化热较低耐蚀性较好凝结硬化慢早期强度低抗冻性差在高湿环境中或长期处于水中的混凝土工程厚大体积的混凝土工程受浸蚀介质作用的混凝土工程要求快硬早强的混凝土工程严寒地区处在水位升降范围内的混凝土工程水泥的分类、成分、适用范围、与特性2.水泥分类水泥的分类方法有多种。(1)根据生产的原料性质分为天然水泥、有熟料水泥(用石灰石和粘土按所需成分配合,在较高温度下煅烧得
34、到的产物称为熟料)和无熟料水泥(利用粉煤灰、高炉矿渣等工业废料或天然火山灰与石灰、水玻璃等碱性激发剂以及石膏按比例磨细,不经煅烧而制得的水泥)。(2)根据水泥的性能,可分为快硬水泥(早强水泥)、低热水泥、膨胀水泥、耐酸水泥、耐火水泥等。(3)根据用途,可分为油井水泥、大坝水泥、喷射水泥、海工水泥等。(4)根据水泥中主要化学成分,分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥(高铝水泥)、磷酸盐水泥等,后者应用较少。虽然水泥的品种繁多,但95以上属硅酸盐水泥类,只是根据工程的要求改变其中化学组成,或在使用时加入某些调节性能的物质而已。(5)硅酸盐水泥:一类以高碱性硅酸盐为主要化合物的水硬性水泥的总称(在西方国家通称
35、波特兰水泥)。它是将钙质(石灰石等)和铝硅酸质(粘土等)原料按一定比例混合,磨细后在水泥窑内经高温(约1720K)煅烧,得到水泥熟料,再与适量的石膏共同研磨至一定细度而制得的。3.性能 硅酸盐水泥的相对密度为3.13.2。水泥与水接触会放出热量,经过一定时间便凝结(不同品种的水泥有不同的凝结时间)。为保证水泥有合适的凝结时间,常加入适量的石膏,化肥工业副产品磷石膏、氟石膏也可作代用品。石膏的加入量主要决定于水泥熟料中铝酸盐的含量,加入量以三氧化硫计不能超过3.5。水泥应有良好的体积安定性。凝结后的水泥在空气中和水中很快硬固并具有机械强度(抗压和抗折强度)。一般以水泥:砂=1:2.5的
36、砂浆试样在水中养护3天、7天和28天的抗压和抗折强度,均符合国家标准作为水泥的强度指标,以kg/cm2计,并以28天的抗压强度的数值称为水泥的标号。硅酸盐水泥常用标号有325、425、525和625。一些高强和超高强水泥的标号,甚至可达1000以上。水泥熟料中各矿物与水接触时发生水化反应(即水合),同时生成氢氧化钙、水化硅酸钙凝胶、水化铝酸钙和水化铁酸钙等。当有石膏时,后两种水化物分别生成水化硫铝酸钙和水化硫铁酸钙。水泥浆体在干燥条件下会收缩,在潮湿环境下会膨胀。氢氧化钙和水化铝酸钙将受海水中硫酸盐的侵蚀作用,因此对海港等所用水泥要限制水泥中铝酸钙的含量。若水泥中碱含量过高,而制成混凝土的集料
37、又含有活性氧化硅时,还会发生碱集料反应,体积膨胀,水泥石和混凝土将会毁坏。熟料中过多的游离氧化钙和方镁石在水化反应时,也产生体积膨胀,造成水泥体积安定性不良,这种水泥就不合格。4.品种硅酸盐水泥根据其中矿物组成的变化和外加混合材料的不同而有不同的品种。熟料中只加石膏而制得的水泥称纯硅酸盐水泥,如在其中加入高炉矿渣、粉煤灰或火山灰等混合材料,则分别称为矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和火山灰硅酸盐水泥。如果上述混合材料的加入量不超过15,则称为普通硅酸盐水泥(简称普通水泥)。上述五种水泥的生产量最大,常称为五大品种水泥。根据工程要求,在生产过程中可以改变水泥熟料的化学成分,从而生成的各种矿物的含
38、量有差别,如对于高温油井水泥要求硅酸二钙含量增多;大坝用水泥则要求铝酸钙和硅酸三钙的含量低;白色硅酸盐水泥要求氧化铁的含量小于0.5;快硬水泥应使硅酸三钙的含量高等。从节约能源和开拓资源出发,生产硅酸盐水泥时,组分中有时还加入石膏和萤石,提高氧化铁含量,降低氧化钙含量,生成以硅酸二钙、铁铝酸钙和无水硫铝酸钙为主要矿物的水泥熟料。有的水泥中并含有少量的氟铝酸钙。硅酸盐水泥熟料中的主要化学组成是氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁。氧化钙主要来源于石灰质原料,如石灰石、白垩、泥灰岩等;氧化铝和氧化硅则来源于含硅酸铝的物质,如粘土、高炉矿渣、粉煤灰等;氧化铁则利用硫酸生产中的硫铁矿渣。用于生产硅酸盐水泥的
39、石灰质原料中的氧化钙含量一般在52左右;粘土质原料中的氧化硅含量达57左右,氧化铝的含量则小于20。为了降低煅烧温度,并在煅烧过程中生成一部分熔融物,常加少量氧化铁原料。对原料还要控制其中碱和氧化镁的含量,即在水泥熟料中氧化镁的含量应小于5,总碱量(Na2O+K2O)对于一般水泥应小于1.2,对低碱水泥则应小于0.6。5.水泥成分水泥生料在窑内受热过程中发生一系列物理和化学变化,如游离水的蒸发、粘土脱去结晶水、碳酸钙分解成氧化钙。后者与粘土中的氧化硅和氧化铝及铁矿石间发生固相反应生成化合物,它们的存在形式主要有四种,即硅酸三钙(3CaO·SiO2,简写C3S)、硅酸二钙(2CaO
40、183;SiO2,简写C2S),铝酸三钙(3CaO·AI2O3,简写C2A)和铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3,简写C4AF)。还有少量未化合的氧化钙和方镁石(MgO)。有时还有硫酸盐、钛酸盐等,但数量更少。由于熟料中还含有其他氧化物,上述各化合物并不是以纯的状态存在,往往固溶有其他各种氧化物。故又将它们按照矿物相(即晶相)来命名,如硅酸三钙称阿利特,它在熟料中占50以上;硅酸二钙称贝利特,约含有25;铝酸三钙为铝酸盐;铁铝四钙称才利特。从反光显微镜下观察到的水泥熟料结构可见到六方晶体是阿利特,圆粒晶体是贝利特。晶体间的物质系由于物料在1450左右温度
41、下有约30熔融经冷却后形成,称中间相,其中亮的部分是才利特,又称白色中间相(即无定形的非晶相),暗色的是铝酸盐,又称黑色中间相。水泥熟料化学成分()有一定范围要求,氧化钙6267,氧化硅2024,氧化铝47,氧化铁35。1.8砂的应用范围分为天然砂、人工砂两类:天然砂、人工砂天然砂:包括河砂、湖砂、风化砂、化海砂;自然界中岩石经风化、剥蚀等多种地表作用,发生破碎分离而成大小不一的颗粒。在水、风、冰川等作用,这些颗粒搬运堆积,形成砂石层。第四纪(距今200-300万年以前)以前形成的砂石层基本都形成了岩石,即各种砂岩、砂砾岩等。而第四纪期间形成的均未固结成岩石,即各种砂砾石、砾质砂、砂质砾等,或
42、称第四纪松散堆积物。天然而成的砂石,也称为天然砂。人工砂:包括机制砂、混合砂。人类通过制砂机等设备把石料破碎而成的材料,称为机制砂。不同砂石结构差异较大,有的颗粒粗细均匀,有的大小不一;有的砂石中碎屑磨圆度很好,有的砂石中碎屑棱角鲜明。砂石属松散物,但其颗粒一般硬度较大,且在地表环境下,化学性质稳定。对于砂岩来说,其抗风化能力一般较强,特别是经过硅化的石英砂岩,其硬度超过花岗石。砂石因其良好的硬度和稳定的化学性质,常常作为优质的建筑材料、混凝土原料而广泛应用于房屋、道路、公路、铁路、工程等领域。 级配砂石(Graded sand)是指按一定的比例混合后用来做基础或其他用途的
43、混合材料,它的配比是根据具体的工程设计不同而有所差别。如设计未指明,可以参照定额。天然级配是指连砂石,人工级配配合比是砾石(20mm-40mm):天然砂:水=9.11:4.97:3级配碎石垫层应密实稳定,其粒径级配范围满足下表:以上两种级配均为垫层级配 第一种规定了所有颗粒直径均不能大于50mm,为了更好满足压实度,推荐选用第一种!另外为了防止冻胀和湿软,应注意控制小于0.5mm细料的含量和塑性指数.在中湿和潮湿路段,用做沥青路面的垫层时,应在级配中加石灰,细料可适当增加,加入的石灰剂量占细料含量的8%-12%.目的在于增加垫层强度和稳定性. 级配砾石有时候用来做垫层叫做级
44、配沙砾垫层,其级配沙砾要求颗粒尺寸在5-40mm之间,其中25-40mm含量不少于50% 按大小可分为粗砂、中砂和细砂。砂又分为:粗砂、中砂、细砂粗砂:主要用于,梁、板、柱、基础、地坪的砼。中砂:主要用于内外墙、天棚的抹灰及楼(屋)面的找平层,也可用于,梁、板、柱、基础的砼。细砂:主要用于砌体砌筑用的砂浆,当用粗、中砂制作砼或抹灰砂浆时,因为砂子太粗而不起浆的时候,也可以适当掺入一定量的细砂,但不能掺入太多,适可而止。砂石的产品质量必须合格,应先试验后使用,要有出厂质量合格证和试验单。使用前应按照品种、规格、产地、批量的不同进行取样试验。砂的必试项目有筛分析,含泥量,泥块含量。碎石的
45、必试项目有筛分析、含泥量,泥块含量,针、片状颗粒含量,压碎指标。对于用来配制有特殊要求的混凝土的砂石,还需做相应的项目试验。1机制砂:是指通过制砂机和其它附属设备加工而成的砂子,成品更加规则,可以根据不同工艺要求加工成不同规则和大小的砂子,更能满足日常需求。机制砂要有专业的设备才能制出合格适用的砂石,国内制砂设备坤克机械生产的较为专业。1.9 砂石子、水泥、钢筋的关联联系1.砂石子相互联系砂颗粒级配的优劣,粒度的粗细,既影响混凝土的技术性能,又影响水泥用量。砂子的颗粒级配表示砂子大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂子之间的空隙由水泥浆填充,为了节约水泥和提高强度的目的,就应减少砂子之间的空隙。砂子
46、的粗细程度通常用细度模数来表示。细度模数越大表示细集料越粗,砂的粗度按细度模数可分为粗砂,中砂,细砂三级。虽然细度模数在一定程度上能反映砂的粗细程度,但并不能全面反映砂的粒径分布情况,因为不同级配的砂可以具有相同的细度模数。砂子和碎石一样它们的含泥量对混凝土的强度危害很大,因此要控制在一定的指标范围内。2.水泥在钢筋混泥土中的作用联系粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体,能在空气中硬化或者在水中更好的硬化,并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。3.钢筋在混泥土中的作用联系混凝土硬化后产生体积收缩,给钢筋一定的压力并紧紧地裹住钢筋,产生很强的握裹力。由于两者膨胀系数接近,都在0.0000100
47、.000014之间故能共同受力。起到了如下作用: (1)强度高、刚性大。由于强度高,适用于各类承重结构物;由于刚性大,在使用荷载的作用下变形和挠度均较小,故近代有不少高层建筑物和大型结构物都采用了钢筋混凝土。 (2)抗震、抗冲击性能好。由于可浇筑成整体式结构,能经受地震和风浪的冲击而不易倒塌。在地震烈度较高的地区,常采用钢筋混凝土建造高层建筑物和烟囱、水塔等结构物;在海港工程中,则常用来建造抵御巨浪的防波堤。 (3)耐久、耐火性好。由于强度较高,耐久性和耐火性也较好,耐用年限一般较长;钢筋混凝土结构中钢筋又受混凝土的保护,不致在火灾中丧失承载能力。 (4)拌合物具有可塑性。可以浇筑成符合设计要
48、求的不同形状、尺寸的构件或结构物,如空心楼板、薄壳等。第2章建筑水泥的分析与检测基于我国建筑事业的不断发展,对水泥的需求量也在不断的增加。水泥质量的好坏直接影响着建筑的施工质量。因此,为了增加水泥的生产质量,水泥生产部门以及国家也提出了比较严格的质量检测标准。在对水泥进行检测的过程当中,生产厂家必须严格遵守国家规定的水泥质量检测标准。对此本文主要对水泥质量检测过程中的注意事项以及提高水泥检测质量的措施等进行了介绍。关键词:水泥;质量;质量检测标准;注意事项;措施为了提高建筑的施工质量,我国对水泥的生产过程提出了严格的要求。其中,水泥质量的检测是确保水泥生产质量的一个非常重要的环节。我国相关部门
49、对水泥质量的检测标准根据我国的实际情况进行了不断的改进与完善,使得我国的水泥生产质量得到了有效的提高。 1水泥检验工作和质量水平考核的主要依据(相关标准和规程)(1)水泥质量检验工作的依据主要是国家和行业的相关标准和规程,工作质量水平考核的依据是参照水泥行业和质量监督部门的相关标准和规程的规定,主要标准和规程如:GB175-2007通用硅酸盐水泥、GB/T1346-2001水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法、GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法(ISO 法)、GB/T 1345-2005水泥细度检验方法筛析法等。(2)水泥检验用的检测仪器还要符合相关行业制定的标准和检定规
50、程的规定。(3)另外对工程实验室有些检验工作还要满足建筑工程相关设计、施工和验收规范的要求和规定。如:GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准和 GB 50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范等标准的要求和规定。 2水泥样品的取样、接收、制备与存放2.1施工现场的取样水泥进施工现场交货时验收不规范,买卖双方未按标准规定的方法验收并抽取样品;复验见证取样未严格履行规范规定方法,使样品的代表性受到质疑。 2.2制备水泥样品制备样品前需要有水泥生产企业名称;水泥品种、强度等级;出厂日期、编号;以及代表数量和见证手续等。样品制备方法严谨,数量和程序(应经筛分、缩分法并拌匀后留样)
51、及留样能满足规定要求。2.3试验室样品存放存放的环境条件符合要求,样品密封好,标识和存放时间规范。 3样品处理和实验操作实验室接收水泥样品后应尽快安排检验,尤其是凝结时间、安定性和三天强度(必要时还有细度)的数据,应及时向施工单位报出,以指导现场施工。若实验室不能立即安排检验应及时通知委托单位,或按相关程序的规定通过分包方式解决检验的及时性问题。(1) 试验时所用的水泥样品、标准砂、水和其它用具的温度应确保与试验室温度(20)相同;养护箱或雾室各个区域的温湿度应控制准确和均衡;破型时相关试验室和仪器设备本身的温度也应保持在 20的基准上。(2) 成型的胶砂试模四周应用黄油密封好,以使振动成型和
52、养护时水泥浆不致渗出;削平操作时不得扰动水泥胶砂试体;养护箱架子和搁板必须保持水平,以使试模内水泥胶砂试体的表面保持平整,水泥浆体不得流(渗)出。(3) 脱模时每个试件最好能按规定顺序编上序号,试体的各龄期分布应符合标准规定;试件抗折破型时按上述编号依次进行,之后的抗压破型也应按上述规定的顺序编号依次进行。应注意不能随意打乱破型顺序,以便今后能够对数据通过“统计(分析)技术”进行综合评价和误差分析。(4)在抗折破型中,杠杆初始的起伏高度调整到试件在破坏时接近平衡位置,这一点是非常重要的。总之,在破型中无论抗折或抗压试件出现非正常破坏情况或特异值时,操作人员均应对此进行记录,以便事后进行分析判断
53、,并对结果进行必要的误差分析和客观评价。(5)水泥的安定性试验如用试饼法判定处于“界限”左右的情况时,应立即按雷氏夹法进行复检,再根据标准做出判定。用试饼法判定安定性不合格的,应在试验报告中对不合格试饼的形态给予表述(GB/T1346-2001 的第 12 条)。(6)试验所用标准砂应根据国家和省技术监督部门的文件规定向指定专门经营部门采购,不得购买来源于非正规渠道的标准砂和假冒砂。(7)对细度筛子在使用期间应经常检查其状态情况,必要时应及时用标准粉校正,适时淘汰换算系数超差的筛子。 4数据分析水泥企业质量管理规程7 中关于试验允许误差的规定:1)同一实验室(不大于):a 比表面积:±
54、;3.0%(相对误差)。b 细度 (0.080m): 筛余 5.0% 的为 ±0.5%(绝对误差);筛余 5.0% 的为 ±1.0%(绝对误差)。c 标准稠度用水量:±3.0%(相对误差)。d 凝结时间: 初凝:±15min(绝对误差);终凝:±30min(绝对误差)。e 抗折强度:±7.0%(相对误差);f 抗压强度:±5.0%(相对误差)。2)不同实验室(不大于):a 比表面积:±5.0%(相对误差)。b 细度 (0.080m): 筛余 5.0% 的为 ±1.0%(绝对误差);筛余 5.0% 的为 &
55、#177;1.5%(绝对误差)。c 标准稠度用水量:±5.0%(相对误差)。d 凝结时间: 初凝:±20min(绝对误差);终凝:±45min(绝对误差)。e 抗折强度:±9.0%(相对误差);f 抗压强度:±7.0%(相对误差)。第3章建筑钢材的分析与检测现代建筑工程中大量采用钢筋混凝土结构,钢筋又被称为钢筋混凝土 结构的“骨架”,其重要性不言而喻,而钢筋原材料质量好坏,由直接影响着建筑工程耐久性、安全性、可靠性等;近年来劣质钢筋、瘦身钢筋等质量问题频出,钢 筋质量良莠不齐;做好钢筋原材料力学性能等检测报告检查,对把好钢筋原材料进场质量关十分
56、重要。关键词:钢筋材料;检测报告;检测要点钢筋是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材,其横截面为圆形,有时为带有圆角的方形。包括光圆钢筋、带肋钢筋、扭转钢筋。 钢筋混凝土用钢筋是指钢筋混凝土配筋用的直条或盘条状钢材,其外形分为光圆钢筋和变形钢筋两种,交货状态为直条和盘圆两种。1钢材的力学性能是指标准条件下钢材的屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能和冲击韧性等,也称机械性能。 1.1屈服强度 钢材单向拉伸应力应变曲线中屈服平台对应的强度称为屈服强度,也称屈服点,是建筑钢材的一个重要力学特征。屈服点是弹性变形的终点,而且在较大变形范围内应力不会增加,形成理想的弹塑性模型。低碳钢和低合金钢都具有明显的屈服平台,而热处理钢材和高碳钢则没有。 1.2抗拉强度 单向拉伸应力应变曲线中最高点所对应的强度,称为抗拉强度,它是钢材所能承受的最大应力值。由于钢材屈服后具有较大的残余变形,已超出结构正常使用范畴,因此抗拉强度只能作为结构的安全储备。 1
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