张长清建筑材料讲稿-合课件

《建筑材料》授课教师：张长清Email:CivilEngineeringMaterials教材和参考资料：《土木工程材料》湖南大学等四校编，建工出版社《建筑材料》符芳编，东南大学出版社《建筑材料》湖南大学等四校编，建工出版社《土木工程材料》陈志远编，武工大出版社《道路建筑材料》严家及编，交通出版社《CivilEngineeringMaterials》EditedbyNJackson绪论一.

土木工程与土木工程材料

二.土木工程材料的发展

三.土木工程材料的分类

四.土木工程材料的标准化

五.本课程的学习目的和方法Preface1.没有材料就没有建筑.2.土木工程各方面的要求促进材料的发展.一.

土木工程与土木工程材料材料抵御严寒1.没有材料就没有建筑.无梁殿1.没有材料就没有建筑.中山陵1.没有材料就没有建筑武汉大桥南京大桥武汉白沙洲大桥香港青马大桥(主跨1377米，1997年)杨浦大桥1.没有材料就没有建筑1.没有材料就没有建筑武汉阳逻长江大桥阳逻长江大桥是武汉市在长江上建设的第六座大桥、第一座悬索桥。北岸为新洲区阳逻镇，南岸为洪山区向家尾村。项目建设里程约10公里，大桥主跨1280米，列国内第三总投资19．3亿元，计划2007年前建成通车。

1.没有材料就没有建筑日本明石海峡大桥大桥全长3910m，主跨长1991m，桥面宽35m，设6车道；桥塔高280m，基础沉箱的直径约80m，高约70m；两根大缆各由290根高强钢索构成，直径为1.222m；总投资约40亿美元。大桥按可以承受里氏8.5级强烈地震和抗150年一遇的80m/s的暴风设计。

1.没有材料就没有建筑葛州坝1.没有材料就没有建筑三峡大坝建筑要改革，材料必须先行公元125年，古罗马万神庙1912年，波兰布雷斯劳市世纪大厅1958年，墨西哥洛斯马南休斯饭店1977年联邦德国斯图加斯市园艺展览馆2.土木工程各方面的要求促进材料的发展东南大学礼堂古罗马万神庙1、从干涸的河床上挖出盐巴2、盐和焚烧的木头灰烬和其他石灰物质混合3、加水后，混合物呈碱性4、水分蒸发后留下粘土状混合物（湿混凝土）5、这些粘土混合物PH值很高，很难处理，然后加盐中和6、湿混凝土被挑到金字塔上7、被灌入到一些木头模具中，最后变硬国家大剧院沙特哈吉机场（膜结构）聚四氟乙烯即特氟隆(Ｔｅｆｉｏｎ)膜结构具有以下特点：大跨度、无遮挡的可视空间，由于膜结构的重量只是传统结构的三十分之一，因此可以创造出巨大的无遮挡的可视空间；施工周期短，施工简便，建筑造价低，还可以方便的重复利用；白天采用自然光，节省人工照明费用：由于膜材本身具有良好的透光率，建筑空间白天可以得到自然的漫散射日光，夜晚则由于内部灯光外照，结合特殊外观，往往成为地标象征；自洁性：节省保养费用，膜材表面加涂的防护涂层具有耐高温的特点，而且本身不发粘，这样落到膜材表面的灰尘可以靠雨水的自然冲洗而达到自洁效果。“鸟巢”效果图建筑材料的发展:1824年烧制出水泥→1825年公路隧道(砼)→1850年(钢筋砼）

第一次飞跃:钢筋混凝土第二次飞跃:预应力混凝土(1928年)第三次飞跃:混凝土外加剂(70年代出现)现代建筑材料的三次飞跃：二.土木工程材料的发展建筑材料发展趋势：高性能材料的研究充分利用地方性材料节约能源提高经济效率生命周期评价二.土木工程材料的发展ThephotographshowstheplatformandcomparethestructuretoLondon'sTowerBridge.Theplatformhasatotalheightof472m.Theconcretegravitystructurecontains245000m3.

HPC美国建筑师设计出风力旋转公寓

HPC

HPCSteel:basicconstructionmaterialofthe19thand20thcenturiesIn1996inWinterthur,Switzerland,acable-stayedsinglepylonbridgeof124mlength,wasbuilt.HeretheCFRPstaycableswereappliedexperimentallyforthefirsttime.Carbonfibrereinforcedpolymer:astructuralmaterialofthefutureCFRP

(carbonfibrereinforcedpolymer)Carbonfibrereinforcedpolymer:astructuralmaterialofthefutureCFRPiscomposedofverythincarbonfibreswithadiameterof5±10mm,embeddedinpolyesterresin.Thecommercialcarbonfibreshavethetensilestrengthof3500±7000MPa,anelasticmodulusof230±650GPaandanelongationatfailurerangingfrom0.6to2.4%.ThetechnicalcharacteristicsoftheCFRPwiresusedinthestaycablesmentionedaboveareasfollows:materialdensityinthewires1.56g/m2,fibrescontentinthewires68%,tensilestrength3300MPa,longitudinalelasticmodulus165GPa,thermal-expansioncoefficient0.2X/kThekeyproblemthatwasfacedwasfindingthemethodofanchoringthecablesintheanchorageblocks.ThiswascausedbytheoutstandingmechanicalpropertiesofCFRPbeingpresentinthelongitudinaldirectiononly.TheanchoragesystemworkedoutbyEMPAlaboratorysolvedtheproblembytheuseofatruncatedconeshapedlockingblockfilledwithcastingmaterial,themechanicalpropertiesofwhichchangeinaccordancewiththelengthofAnchorage..

.1.按化学成分:

金属:有色金属,黑色金属

无机材料

非金属:玻璃陶瓷,水泥砂浆砼

木材

建筑材料

有机材料

沥青

塑料

涂料

复合材料

无机材料与无机材料复合:钢筋砼,GRC

无机材料与有机材料复合:玻璃钢

三.土木工程材料的分类

承重材料:砼、钢筋砼、粘土砖

非承重材料:加气砼砌块

保温和隔热材料

防水材料

装饰材料

2.按功能分3.按用途分

结构材料

墙体材料

屋面材料

饰面材料等

.四.土木工程材料的标准化

1.建筑材料的技术标准是产品质量的技术依据.2.建筑材料标准分:国家标准GBGBJ(GB175-92硅酸盐水泥)GB/T(推荐)行业标准(JGJ)JCYBJTSH

国外标准ASTMBSDINJISISO五.本课程的学习目的和方法

1.目的:掌握材料的建筑性质,合理选择材料.

2.方法（一个中心，二个基本点）

材料性质，应用和影响因素

材料的运输和贮存知识

实验

作业:举出10种复合材料思考建筑材料对建筑风格或室内装饰的影响第一章材料的基本性质本章内容介绍建筑材料基本性质的分类，说明材料内部不同层次结构的特性和材料组成的表示方法，以及它们与材料性质的关系．比较详细地阐明各种基本性质的概念，表示方法及有关的影响因素．要求熟悉表示材料性质的许多术语，要牢固掌握，能熟练运用，为后面学习各种材料打下基础

空隙孔隙MMMV§1-1材料的物理性质一.密度、表观密度、堆积密度密度李氏瓶表观密度气干状态(干表密度烘干状态)堆积密度另;紧密堆积密度问三个密度谁大谁小?二.材料的孔隙率与空隙率

1.孔隙率：

孔隙特征(构造):孔隙率开口孔与闭口孔孔的大小2.空隙率如砼中砂石,空.(水泥+水)砂,空三.材料与水有关的性质

(一)亲水性憎水性

亲水性:材料能被水湿润;

憎水性:材料不能被水湿润

亲水性材料

憎水性材料

(二)吸水性吸湿性

1.吸水性-吸水率

质量吸水率

体积吸水率

θθΘ湿润边角开口孔隙2.吸湿性-含水率

还湿性平衡含水率

(三)耐水性能

材料长期在水作用下不破坏,强度也不显著降低的性质

软化系数

(0→1,粘土→钢,玻璃)耐水材料

>0.85

选用:长期处于水中或潮湿环境中的重要结构,=0.85受潮较轻或次要结构物材料,≮0.75(四)材料的抗渗性

材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性或称为透水性

表示:

抗渗性系数

抗渗标号Sn:S4S6S8

单位:1/10Mpa

材料抗渗性与孔隙率和孔隙特征有关

Lh1h2水头H=h1-h2(五)抗冻性

材料在水饱和状态,能经受多次冻融循环作用而不破坏,也不严重降低强度的性质.

重量损失≯５％

强度降低≯25％抗冻标号D25D500…...

冻融破坏机理?冻融破坏机理:结冰膨胀压力

因素:孔隙率,孔隙特征,充水程度,外界条件

破坏形式?破坏形式:从表面开始产生剥落,逐渐向内部发展.

抗冻性是材料耐久的一个重要指标.

四.材料的热工性质

(一)导热性

λ<0.23W/(m.K)为绝热材料.

如泡沫塑料λ=0.035,大理石λ=3.48,钢λ=55

导热系数aQQAt1t2导热性(二)热容量和比热

比热相变材料地板采暖系统

相变材料地板采暖系统在一个直径较大的圆管中，穿过一条直径较小的管。小管（内管）是通过热水的水管。在小管的外壁与大管的内壁之间填充了可蓄热的相变材料。管的两端各装有一个支撑物使内管固定在中央位置，同时还起到密封的作用，防止相变材料漏出。混凝土结构耐久性分析环境层次材料层次构件层次结构层次混凝土碳化：碳化机理，影响因素，碳化模式，其它中性化因素氯盐腐蚀：腐蚀机理，渗入模型，防护措施冻融破坏：冻害机理，影响因素，抗冻措施碱-集料反应：反应机理，影响因素，防治措施钢筋锈蚀：锈蚀机理，影响因素，锈蚀模型，检测与防护环境层次材料层次大气环境：二氧化碳，水气，汽车尾气海洋环境：氯离子，水等土壤环境：有害离子，微生物，水等工业环境：工业废渣废水，水汽等混凝土结构耐久性分析构件层次结构层次混凝土锈胀开裂模型粘结性能衰退模型构件承载力的变化耐久性设计：耐久性计算和验算，制定构造措施耐久性评估：传统经验法，模糊数学法，神经网络法，专家系统法，可靠度法混凝土结构耐久性分析序号孔隙和缺陷类型形成原因典型尺寸体积%开孔性1大孔洞，缺陷浇捣或振捣不密实1~50cm0~5开放的2气孔自然搅拌浇注振捣时0.1~5mm1~3多数闭孔引入外加剂引入5~25µm3~10多数闭孔3微孔，毛细孔水分蒸发1~50µm10~15多数开孔4水平裂缝拌和物内离析

0.1~1mm0.1~1多数开孔5内泌水孔隙位于集料钢筋下部，由于离析泌水造成0.01~0.1mm0.1~1多数开孔6微裂温度温度梯度1~20mm0~1开放的收缩湿度梯度1~5mm0~0.1开放的7凝胶孔水化和化学收缩300~30000µm

0.5~1.0多数闭孔混凝土的孔结构特点混凝土碱-集料反应1.碱-硅酸反应活性集料：蛋白石，黑硅石，燧石，鳞石英，方石英，玻璃质火山岩，玉髓，微晶，变质石英产物：硅胶体2.碱-硅酸盐反应（缓慢膨胀）活性集料：粘土质岩石，千板岩3.碱-碳酸盐反应活性成分：白云石质石灰岩混凝土碱-集料反应

§1-2力学性质

一.强度与强度等级

(一)强度(材料在外力作用下抵抗破坏的能力)

lL/3L/3L/3受剪影响强度的因素:

1.与孔隙率,组成结构有关.

2.与温度,含水状态有关

3.与试件的形状尺寸

4.试件表面形状有关

5.加荷速度

强度孔隙率(二)材料的等级和标号

如烧结普通砖硅酸盐水泥砼钢材

(三)比强度

比强度=轻质高强

玻璃钢0.225>木材0.200>钢0.054>砼0.017

(四)理论强度

(晶格缺陷微裂缝)

钢30000Mpa(1.3%-1.6%)

玻璃14000Mpa(0.5%-1.1%)

纤维(25%-37%)

二.弹性和塑性

E=

弹性变形

塑性变形

三.脆性和韧性

脆性脆性材料

韧性冲击韧性指标

σε四.硬度和耐磨性

硬度:材料表面抵抗硬物压入或刻划的能力.

确定硬度:刻划法(10级)

压入法

耐磨性—磨损率N=

木地面,砼砂浆地面,水磨石地面,生产履带产品的车间

§1-4材料的耐久性

耐久性:指建筑材料在环境多种因素作用下,能经久不变质,不破坏,长久的保持使用性能的性质.

环境作用:

物理作用

(如桥墩,大坝,地下室)

化学作用

(如酸雨,塑料门窗的经历,人造大理石)

机械作用

生物作用

测定方法:

长期观察和测定;模拟实际

§1-5材料的组成结构构造及对材料性质的影响

一.材料的组成

化学成分、化学组成决定材料的化学稳定性,大气稳定性,耐久性等.

二.材料的微观结构

1.晶体

晶体质点呈规则排列

晶体内质点的相对密度和质点间的结合力

晶粒的大小粗细

2.玻璃体(无定形体)

具有化学不稳定性,即存在化学元素潜能.如矿渣,火山灰

3.胶体

溶胶

凝胶(触变性)

干凝胶体

三.宏观构造

密实构造

多孔构造

纤维构造

层状构造

粒状构造

纹理构造

作业：1.一烧结普通粘土砖的外形尺寸为240X115X53mm,吸水饱和后重为2940g,烘干至恒重为2580g.今将该砖磨细并烘干后取50g,用李氏瓶测得其体积为18.58.试求该砖的密度、表观密度、孔隙率、重量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率.2.某石灰岩的密度为2.62,孔隙率为1.20%,今将该石灰岩破碎成碎石,碎石的堆积密度为1580,求此碎石的表观密度和空隙率.3．甲、乙二同组成墙体材料，密度均为2.7g/cm3，甲干燥表现密度1400kg/m3，质量吸水率17%。乙吸水饱和后表观密度1850kg/m3，体积吸水率45%。求①甲的孔隙率和体积吸水率；②乙绝干体积密度和孔隙率；③评价甲、乙二种材料抗冻性，指出哪种不宜做外墙板。第二章无机气硬性凝材料问题:1.骨折上夹板,是用石膏还是石灰?2.在工地想煮鸡蛋,怎么办?3.能用石灰做雕塑吗?有机胶凝材料胶凝材料气硬性胶凝材料无机胶凝材料水硬性胶凝材料

§2-1建筑石膏一.建筑石膏的原料与生产生石膏(天然二水石膏)(),化工石膏(磷石膏,氟石膏,硼石膏等)生产:

(高强石膏,用于注模和雕塑)温度升高,可生成不溶性石膏,可溶性石膏,高温煅烧石膏二.建筑石膏的水化与硬化水化反应:凝结硬化:过饱和溶液初凝与终凝三.建筑石膏的技术性质按抗折,抗压强度和细度分为:优等品一等品合格品四.建筑石膏的特性1.凝结硬化快:初凝≮6min,终凝≯30min.可掺缓凝剂.2.硬化后孔隙大,强度较低.强度低的原因?强度低的原因:理论需水量18.6%,实际需水量50-70%强度测试方法:标准稠度需水量,三联试模,养护,龄期3.建筑石膏硬化体隔热性和吸音性能良好,但耐水性较差.入=0.121-0.205W/(m.k),软化系数0.3--0.45,长期浸水甚至溃散破坏.在建筑石膏中加入适量水泥,粉煤灰,磨细的粒化矿渣,有机防水剂,可提高耐水性.4.防火性能良好.5.硬化时体积略有膨胀.6.装饰性好.7.可加工性好.五.建筑石膏的应用1.粉刷石膏2.建筑石膏制品(1)纸面石膏板主要原料:纤维,外加剂和适量轻质填料工艺:浇注,凝结硬化,切断,烘干分类:普通纸面石膏板--室内吊顶和内隔墙.用于厨房,卫生间及相对湿度>70%环境中应用要采取防潮措施.耐水纸面石膏板--厨房,卫生间等潮湿环境防火纸面石膏板特点:原材料来源广,加工设备简单,生产能耗低,周期短.是重点发展新型材料之一.(2)石膏空心板多用于分户墙(3)纤维石膏板(4)石膏彻块比砖轻,与石膏板相比不需龙骨有实心,空心,夹心砌块(填泡沫)(5)装饰石膏制品装饰石膏板,嵌装式装饰石膏板,艺术装饰石膏§2-2建筑石灰一.石灰的生产,化学成分与品种欠烧石灰过火石灰:危害消除:陈伏2--3周.测定:钙质石灰镁质石灰产浆量未消化残渣量二.水化与硬化水化:1.放热量大11160KJ/mol2.体积膨胀区分:石灰石,生石灰,熟石灰,消石灰硬化:1.结晶作用2.碳化作用三.建筑石灰的持性1.可塑性好(保水性好,而水泥泌水大)2.硬化缓慢.3.硬化后强度低.4.硬化时体积收缩大.5.耐水性差.四.建筑石灰的应用1.室内粉刷消化消石灰粉20cm/层消石灰浆2.拌制砂浆3.配制三合土和灰土三合土---石灰:粘土:砂=1:2:3灰土---石灰:粘土=1:2--1:44.加固地基5.生产硅酸盐制品6.磨细石灰粉具有很高细度,熟化与硬化过程合二为一.过烧石灰欠烧石灰被磨细.7.制造静态破碎剂,膨胀剂.耐水性好,垫层§2-3水玻璃水玻璃(泡化碱)一.生产湿法干法水玻璃模数(分子数比)n1.5--3.5溶解性:n=1及n增加(热水,加蒸汽)粘结力,n,SiO2

n2.6--2.8,二.硬化促硬剂(氟硅酸钠)三.水玻璃的特性与应用良好的粘结能力.硅酸凝胶堵塞毛细孔防止水渗透.不燃烧.高温强度不降低.高度的耐酸能力.1.作灌浆材料:水玻璃,CaCl2(溶液)交替入水.2.涂刷建筑材料表面,提高密实性和抗风化能力.3.配制快凝防水剂.4.耐酸砼耐酸砂浆.5.耐热砂浆和砼.6.配制碱矿渣水泥.第三章水泥水泥的生产和原材料水泥的矿物组成及作用水泥的水化产物通用水泥的特性和应用其它水泥的特性和应用

水硬性胶凝材料按化学成分:硅酸盐水泥,铝酸盐水泥,硫铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥(三系)按用途分:硅酸盐水泥通用水泥专用水泥特性水泥

§3-1硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥一.硅酸盐水泥的生产石灰石粘土生料熟料水泥铁矿石石膏磨细煅烧1450°C磨细调节凝结时间生产工艺:二磨一烧回转窑加热窑灰生料温度二.定义硅酸盐水泥:熟料+石膏+(0%--5%)石灰石或高炉矿渣I型,P.III型,P.II6%-15%混合材活性非活性(不超过10%)窑灰(不超过5%)普通水泥三.硅酸盐水泥的矿物组成主要矿物硅酸三钙3CaO·SiO2C3S36%--60%硅酸二钙2CaO·SiO2C2S15%--17%铝酸三钙3CaO·Al2O3C3A5%--15%铁铝酸四钙4CaO·Al3O2·Fe2O3C4AF10%--18%次要矿物游离氧化钙f-CaO游离氧化镁f-MgO含碱矿物及玻璃体K2O,Na2O四。硅酸盐水泥的水化与凝结硬化（一）水化C3SC2SC3AC4AF+H2O放热C3S2H3+Ca（OH）2（3CaO·2SiO·3H2O）C3S2H3+Ca（OH）2C3AH6CFH+C3AH63CaO

·Al2O3

·3CaSO4·31H2O（高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石））（1.5倍体积膨胀,针状晶体,水泥杆菌)石膏消耗完+CaSO43CaO

·Al2O3

·CaSO4·12H2O低硫型水化硫铝酸钙反应能力(水化速率)：

C3A>C4AF>C3S>C2S放热反应:水化热--3天内(大部分)(初期)

水化热大小,放热速率

C3A>C3S>C4AF>C2S

(二)凝结硬化过程最后产物:水泥石(凝胶体,晶体),未水化颗粒内核,毛细孔(100-1000A)初期中期后期(三)影响水泥凝结硬化的主要因素1.熟料矿物组成的影响强度龄期(d)C2SC3AC4AFC3S(三)影响水泥凝结硬化的主要因素2.水泥细度的影响(7--200um)3.拌合加水量的影响

化学结合水约23%,水灰比water/cement强度w/c4.养护温度和湿度的影响标准养护条件202ºC,>90%T1T2T1>T2强度龄期5.养护龄期的影响3--14d强度增长较快,28d后增长较慢6.调凝外加剂的影响

C3SS3A促凝剂缓凝剂7.水泥受潮与久存

缓慢水化与碳化.表面.结快,轻微结快(压碎或重磨)硅酸盐水泥与普通水泥的技术性质(一)细度筛分法:80um方孔筛,筛余不大于10.0%比表面积:>300m/kg不合格品水50g100-105℃恒温,3g筛余3/50=6.0%阻力阻力越大越细(二)凝结时间

硅酸盐水泥

普通水泥

初凝:≮45min≮45min废品终凝:≯6.5hr≯10hr不合格品标准稠度用水量28±2mm(24%--30%)2-3mm初凝进入0.5-1mm终凝(标养箱)(三)体积安定性(废品处理)体积安定性:f-CaO沸煮法f-MgO压蒸法(MgO≯5.0%)石膏过量长期浸水检查(SO3≯3.5%)试饼法(3h,无裂纹,无弯曲雷氏夹法检验(C-A≯5mm合格,否则不合格A张开后C(四)强度及强度等级水泥:标准砂1:3,w/c0.5,测强度强度等级硅42.5,52.5,62.5(六个,R)普32.5,42.5,52.5(六个,R)普通型,早强型(R型)二条3d,28d10040X40X100PC压板长40mm40x40PfFc=Pc/A=Pc/(40X40)(舍最大,最小)例:某硅酸盐水泥3d抗压,抗折标号达到525.现测28d破坏荷载如下(KN)

抗折2.91,3.08,3.64

抗压131.0,132.0,139.0,138.0,132.5,136.0

解:1>抗折求荷载(2.91+3.08+3.64)/3=3.21KN(3.64-3.21)/3.21=13.4%(舍3.64)取平均值Pf=(2.91+3.08)/2=3.00KN

抗折强度ff=2.34x3.00=7.02Mpa

2>抗压平均值PC=(132.5+138.0+132.5+136.0)/4=134.8KNfc=0.4x134.8=53.9MPa(五)含碱量Na2O+0.658K2O≯0.6%(或供需双方确定)(六)密度与堆积密度密度3.1--3.2,堆积密度900-1300(紧密1400-1700)作业:补1:用简便方法区分白水泥,建筑石膏粉和磨细生石灰粉.作业:补2:某二种硅酸盐水泥,求强度等级.种类抗压破坏荷载(KN)抗折破坏荷载(KN)3d28d3d28dA33.3,34.234.5,33.633.8,34.268.7,69.269.5,70.167.3,68.11.801.821.762.832.752.79B37.2,37.838.9,39.240.1,39.283.1,83.783.3,84.794.5,82.21.901.601.772.512.903.12六.水泥石的腐蚀与防止(一)水泥石的几种主要侵蚀作用1.软水侵蚀(溶出性侵蚀)(溶析)水流入水流出氢氧化钙浓度2.盐类侵蚀(1)硫酸盐侵蚀水中的钾钠氨的硫酸盐与水泥石中的Ca(OH)2起置换作用生成硫酸钙钙矾石(水泥杆菌)结晶二水石膏(膨胀)(2)镁盐侵蚀MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO4

·2H2O+Mg(OH)2MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2硫酸镁盐与硫酸盐双重侵蚀作用.无胶凝能力3.酸类侵蚀Ca(OH)2+CO2+H2O=CCO+2H2OCaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2溶出,Ca(OH)2浓度降低,加速2HCl+Ca(OH)2=CaCl+H2O(溶于水)H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4·

2H2O(硫酸盐腐蚀)

4.强碱的腐蚀6NaOH+3CaO

·

Al2O3=3Na2O

·

Al2O3+3Ca(OH)22NaOH+CO2+H2O=Na2CO3+2H2O

(结晶沉淀,膨胀)碳酸侵蚀铝酸钠,易溶(二)水泥石腐蚀的原因内因:1.水泥石中存在易被腐蚀的组分Ca(OH)2和水化铝酸钙2.水泥石本身不密实(有毛细孔,易进入)(三)防止措施1.合理选用水泥品种2.提高水泥的密实度3.表面加保护层七.硅酸盐水泥和普通水泥的特性与应用(一)特性1.凝结硬化快,强度高,尤其早期强度高.2.抗冻性好.3.水化热大.4.不耐腐蚀.5.不耐高温.(二)应用1.适用重要结构的高强砼及预应力砼工程2.适用于早强要求高的工程及冬季施工3.适用于严寒地区遭受反复冻融及干湿交替的部位4.不能用于海水和有侵蚀介质存在的工程5.不能用于大体积砼6.不能用于高温环境的工程§3-2掺大量混合材料的硅酸盐水泥活性混合材:具有火山灰性或潜在水硬性磨细的矿物与水拌和后，单独不具水硬性，但能被激发或与激发剂反应，产生具有水硬性的物质．1.粒化高炉矿渣(水淬高炉矿渣)2.火山灰质混合材天然的:火山灰、凝灰岩、浮石、沸石、硅澡土等人工的:煤矸石(渣)、烧页岩、烧粘土、煤渣、硅质渣等(SO3≯3%,火山灰活性试验必须合格.28d强度比≮62%,烧失量≯10%3.粉煤灰I级、II级烧失量、含水率、三氧化硫、28d抗压强度比活性SiO2、Al2O3+激发剂石灰石膏水泥非活性混合材作用调节水泥强度增加水泥产量降低水化热石英砂，石灰粉，磨细的块状高炉矿渣，高硅质石灰矿渣(硅酸盐)水泥(P•S)(Slag)矿渣20%-70%1.早期强度低,后期强度增进率大2.水化热低3.硬化时对湿热敏感性强4.具有较强的抗溶出性侵蚀及抗硫酸盐侵蚀的能力5.抗碳化能力差6.耐热性较强7.保水性较差,泌水性较大8.干缩性较大9.抗冻性及耐磨性较差火山灰(硅酸盐)水泥(P•P)

粉煤灰(硅酸盐)水泥(P•F)火山灰20%--50%粉煤20%--40%1.同上8,9--见上8,抗裂性好,和易性好2.见上7,抗渗性好P

•IP

•S二种或二种以上的混合材复合(硅酸盐)水泥16%--50%§3-3特性水泥一.白水泥与彩色水泥白水泥:Fe2O33%--4%0.35%--0.4%

暗灰色白色

MnCr等氧化物也影响颜色1.原料2.燃料3.球磨4.漂白处理白水泥标准--标号白度:彩色水泥二.快硬(硅酸盐)水泥C3SS3A含量增大(≮60%--65%),石膏8%,提高细度4503d强度用途:早强砼紧急抢修工程,低温施工工程

三.高铝水泥(矾土水泥)铝酸钙Al2O3超过50%矿物:CACA2C2ASC12A7C2S水化产物:CAH10C2AH8Al2O3•

3HO3d强度特性:1.快硬早强(紧急军事工程,抢修工程),临时工程.2.水化热大,且放热量集中(15℃,

≯25℃施工,不能进行蒸汽养护).3.强的抗硫酸盐性能4.耐热性好(1300--1400℃),配制耐热砼,炉衬.5.长期强度要降低(40%--50%),不能用于长期承重结构及高温高湿环境.四.膨胀水泥与自应力水泥1.概念自应力自应力值自应力值≥2.0MPa自应力水泥<2.0MPa膨胀水泥

2.自应力来源硅酸盐膨胀水泥铝酸盐膨胀水泥硫铝酸盐膨胀水泥铁铝酸盐(钙)膨胀水泥五.道路水泥矿物成分:以硅酸钙为主,较多量的铁铝酸四钙(不得小于16.0%)强度:425,525,625三个标号特性:强度高,特别是抗折强度高,耐磨性好,干缩小,抗冲击性好,抗冻性好,抗硫酸盐性好应用:道路路面,机场跑道,城市广场

水泥品种选择

现浇砼楼板,梁,柱

蒸汽养护砼构件

紧急抢修工程或军事工程

大体积砼,大型设备基础

有硫酸盐腐蚀的地下工程

高炉基础

炉衬

码头工程

结构修补

玻璃纤维增强水泥(GRC)

可选取水泥1.普通水泥2.硅酸盐水泥3.矿渣水泥4.粉煤灰水泥5.火山灰水泥6.高铝水泥7.膨胀水泥8.快硬硅酸盐水泥9.中低热硅酸盐水泥(大坝水泥)10.快硬硫铝酸盐水泥第四章混凝土(砼)

§4-1概述

一.混凝土

定义:

二.分类1.按表观密度分重砼>2600

普通砼2600—1950

轻砼<19502.按用途分:

3.按所用胶凝材料分:

4.按生产和施工方法分:

5.其它

贫砼C<=170低强砼<30MPa

富砼C>=170高强砼>=60MPa

超高强砼>=100MPa

武汉2001年商品砼情况设计能力:607万方/年实际产量:142万方/年年增长率:24.02%企业总个数:29家搅拌机:75台运输车:298台砼泵:96台三.特点§4-2普通混凝土的组成材料一.水泥1.选择水泥品种2.选择水泥标号1.5—2倍高强砼0.9—1.5倍二.细骨料1.种类:天然砂,河砂,湖砂,海砂,山砂,人工砂2.质量要求

1)泥(0.08mm)和粘土块(0.63mm)含量

2)有害物质含量

树根,树叶,树枝,塑料,煤块,煤渣;云母,硫化物与硫酸盐,氯盐,有机物

3)碱活性骨料

活性SiO24)砂的粗细程度和颗粒级配

(细度模数)(砂筛分析法)

粗砂3.7—3.1,中砂3.0—2.3,

细砂2.2—1.6,特细砂1.5—0.7

级配区:Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ.

人工级配

例.筛分析试验法

孔径分计筛余

mmg%

5.0 0 a1=0 A1=0

2.5 75 a2=15 A2=a1+a2=15

1.25 75 a3=15 A3=a1+a2+a3=30

0.63 100 a4=20 A4=a1+a2=a3+a4=50

0.315 100a5=20 A5=a1+a2+a3+a4+a5=70

0.16 125 a6=25 A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6=95

<0.16 25 a7=5

∑100

累计筛余%中砂级配曲线Ⅱ区合格三.粗骨料

1.种类碎石

卵石

2.质量要求

1)泥和粘土块含量

2)有害物质含量

3)碱活性骨料(活性SiO2、活性碳酸盐)

4)强度

立方体抗压强度(C>=60Mpa),50x50x50mm饱水抗压

压碎指标

5)坚固性

6)颗粒状

针状:长>2.4倍平均料径

片状:厚<0.4倍平均料径

200KN3-5分钟10-20mmG2.5mm筛过筛7)最大粒径dmax

8)颗粒级配

连续级配间断级配单粒级

四.水

饮用水、地表水、地下水、海水、生活污水、工业废水

水泥碱性,水PH>4五.骨料的含水状态1.饱和面干状态和饱和面干吸水率2.砂子的容胀体积膨胀30%含水率1020含水率5-8%,体积膨胀20-30%

§4-3砼外加剂

一.砼外加剂定义与分类

1.砼外加剂:

2.分类

按主要指标分

1)改善砼拌合物流变性能的外加剂

2)调节砼凝结时间和硬化功能的外加剂

3)改善砼耐久的外加

4)改善砼其它性能的外加剂

按化学成分分:无机外加剂、有机外加剂、复合外加剂

二.常用外加剂

(一)减水剂

1.定义:

2.减水剂作用机理

表面活性剂:

表面活性剂类型:

阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂

机理:吸附-分散作用、润滑-湿润作用

空气憎水基亲水基分散湿润起泡乳化洗涤润滑水3.常用品种

1)木质素系减水剂

木质素磺酸盐(木钙),M剂.掺量0.2%--0.3%,减水10%.缓凝1—3h,引气1%--2%.

用途:

一般砼工程,尤其夏季砼施工、大体积砼、泵送砼.

注意掺量控制.不宜蒸汽养护.

2)萘磺酸盐系减水剂(萘系减水剂)

FDN、UNF等.0.5%-1.0%,减水10%-25%(高郊减水剂).缓凝性小,非引气型.

坍落度损失大.与缓凝剂复合使用.

高强、早强、流态砼和蒸汽养护砼等.

3)密胺树脂类减水剂(密胺树脂减水剂)

SM,0.5%-2.0%,减水20%-27%.高强早强

4)糖密类减水剂

缓凝型减水剂

5)复合减水剂

4.减水剂掺加方法

同掺法

后掺法

(二)早强剂

定义:

原理

1.促进C3A、C3S水化

2.早强剂与水给产物产生新的物质,形成骨架

3.生产CaSO4,形成钙矾石

1.氯盐类早强剂

CaCl、NaCl、KCl.

早强(3d、7d)、防冻.

促使钢筋锈蚀(1)限制含量(2)阻锈剂

2.硫酸盐类早强剂

Na2SO4(芒硝、元明粉)

3.有机胺类早强剂

三乙醇胺早强剂.缓凝早强(控制掺量)

4.复合早强剂

(三)引气剂

引气剂:

作用:

1.改善砼拌合物和易性(泌水严重砼、贫砼、轻砼)

2.提高砼的抗渗性和抗冻性(抗冻砼、抗渗砼、抗硫酸盐侵蚀砼)

3.砼强度有所降低

以溶液掺加

(四)速凝剂

民族文化宫加固改造外墙双面加固,外侧加固厚40mm,内侧加固厚70mm.内墙双面加固,加固厚均为70mm.由于加固厚度薄,支模浇筑砼难保证质量,决定采用喷射砼加固墙体.(五)防冻剂

组成:防冻组分、早强组分、减水组分、引气组分

(六)膨胀剂

应用:补偿收缩砼、填充用膨胀砼、自应力砼

§4-4砼掺合料

掺合料

作用:

一.粉煤灰

高钙灰(CaO>15%)、低钙灰;湿排灰、干排灰;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级

粉煤灰效应:活性效应、形态效应、微骨料效应

应用:

1.Ⅰ级粉煤灰适用于钢筋砼和跨度小于6m的预应力钢筋砼;

2.Ⅱ级粉煤灰适用于钢筋砼和无钢筋砼;

3.Ⅲ级粉煤灰适用于无筋砼,强度大于等于C30的无筋砼宜采用Ⅰ或Ⅱ级;

4.

二.硅灰(凝聚硅灰、硅粉)

SiO2>80%,非结晶无定型SiO2,平均粒径0.1-0.2μm,比表积20000-25000,ρ=2.2,ρ0=250-350

三.磨细矿渣粉

四.沸石

五.磨细自燃煤矸石

§4-5砼拌合物的和易性砼拌合物新拌砼一.和易性流动性粘聚性保水性二.和易性的指标坍落度h目测坍落度试验h维勃稠度试验三.影响和易性的因素1.水泥数量与稠度的影响水灰比W/C2.砂率W/C比-----水泥稠度C不变,W的影响保持W/C不变,改变WC(50-100),W------恒定用水量法则(SG砂石的重量)坍落度SP合理砂率最佳砂率WC一定水泥用量合理砂率SP坍落度一定(SP每组相差2-3%,五组测坍落度影响砂率的因素:粗骨料种类,最大粒径W/C(,SP)水泥品种存放时间和温度3.新拌砼存放时间和温度的影响坍落度损失:随时间延长,新拌砼坍落度逐渐减少.温度升高,砼中水分蒸发加快,水泥水化反应速度加快,坍落度损失加快.四.和易性的选择低塑性砼,塑性砼,流动性砼,大流动性砼1.结构构件截面尺寸大小2.配筋疏密3.施工捣实方法原则上,不妨碍施工操作和保证振捣密实前提下,尽可能采用较小坍落度,节约水泥.五.改善和易性的措施1.通过试验,采用最佳砂率,以提高砼的质量和节约水泥.2.改善砂石级配3.在可能的条件下尽可能采用较粗的砂石.4.有条件时尽可能采用砼外加剂--减水剂,引气剂.§4-6砼的强度一.砼受压破坏过程10070-9030ⅠⅡⅢⅣ变形强度界面微裂缝原因--化学减缩和泌水破坏过程:Ⅰ阶段:“比例极限”(30%极限荷载)Ⅱ阶段:Ⅲ阶段:“临界荷载”Ⅳ阶段:二.砼立方体抗压强度及强度等级1.立方体抗压强度(fcu):标准养护(标养)(20℃±3℃,>90%)28d试件150X150X150mm若100X100X100mm0.95(尺寸换算系数若200X200X200mm1.052.砼强度标准值:95%的保证率3.强度等级:C7.5--C60(Mpa)12个强度等级砼强度等级的实用意义1.结构设计时,强度计算取值的依据.C.5--C15:垫层,基础,地坪及受力不大结构C15--C25:梁,柱,板,楼梯和屋架C25--C30大跨度结构,耐久性要求高结构,预制构件C30以上:预应力结构,吊车梁及特种结构.2.砼施工中,控制工程质量和工程验收的重要依据.三.砼轴心抗压强度fc150x150x300mm标准试件(非-长:宽约2-3)四.砼抗拉强度150x150x150mm(砼劈拉强度)+拉-压劈拉法五.影响砼强度的因素1.水泥强度等级和水灰比的影响强度f28W/C机械捣实手工捣实f28C/W砼强度经验公式(鲍罗米公式):为水泥实际强度水泥强度值的富余系数碎石卵石用途:已知fcu和水泥等级,求W/C已知水泥等级和W/C,求28天强度

2.骨料的影响碎石>卵石(较小,W/C<0.4,38%;W/C>0.65后影响不显著)3.养护温度和湿度决定水泥水化作用速度快慢水泥正常水化的必要条件4.龄期与砼强度的关系应用:1>可由所测砼的早期强度,估算28d的强度.2>由28d的强度推算28d前砼达到某强度需要养护的天数.(控制生产施工进度)5.施工方法的影响机械搅拌>人工搅拌;强制式>自落式;分次投料搅拌(造壳砼)n总结:一.恒定用水量法则.例h,W175;h60,W185

W

鲍罗米公式(砼强度经验公式)例:和易性如坍落度过小:坍落度过大:粘聚性,保水性不好:W/C如坍落度过小:在W/C不变,分次掺入5%或10%水泥浆(强度不变,坍落度改变坍落度过大:砂率(SP)不变,酬情增加石和砂粘聚性,保水性不好:改变砂率，或增加水泥浆量例:强度(W不变)W/C-0.05W/CW/C+0.05SP-1%SPSP+1%二.减水剂效果M剂(木钙)掺量0.2--0.3%1.减水率约10%:W/C降低,强度提高10%2.不减水,坍落度增大80--100mm3.(W和C都降低,W/C保持不变,强度和坍落度不变)节约水泥5--10%萘系(FDN)0.5--1.0%1.减水率10--25%,强度增加2.不减水,坍落度提高3.节约水泥10--20%三.养护方法自然养护蒸汽养护:100℃常压.16h,强度达70-80%.普通水泥和硅酸盐水泥<80℃蒸压养护:8atm(大气压),175℃.(压蒸釜)§4-7砼的变形性能一.化学减缩40天趋稳定,收缩量很小(<1%)柱梁化学减缩沉降二.干湿变形砼中的水:自由水毛细水吸附水失水干缩(变形)试验条件下测得干缩率(3-5)比实际构件大.影响砼干缩变形的因素1.水泥用量细度品种2.水灰比3.骨料质量的影响4.砼施工质量的影响三.温度变形线膨胀系数℃(0.01mm/m℃)大体积砼(最小边长>1m)------温度裂缝中低热水泥缓凝剂人工降温(冰或冷却水)抛大石设伸缩缝,分仓缝基础受限贯穿裂缝自由表面裂缝四.在荷载作用下的变形(一)短期荷载作用朔弹总荷载变形03fafa(0.3-0.5fa)

朔

弹割线弹性模量(3--5次)弹性模量测定:150X150X300mm.应力荷载值0.4fa.3次反复加荷和卸后测比.结构上有:影响砼弹性模量的因素:1.水泥浆量少,骨料多,弹性模量较大.如干硬性的弹性模量大于塑性砼.2.骨料弹性模量大,则砼的弹性模量也大.3.早期养护温度较低的砼弹性模量较大.故相同情况下,蒸汽养护砼的小于标养的.4.引气剂砼的弹性模量低于普通砼的20%--30%.5.湿试件的弹性模量比干试件的大.(二)长期荷载作用变形时间徐变应变瞬时应变徐变恢复残余恢复瞬时恢复2-3倍2-3年才稳定徐变：影响徐变的因素：1.毛细孔(龄期长,结构密实,强度高,W/C小,则徐变小.较早时间加荷,徐变大.)2.骨料量,弹模,级配,dmax徐变作用:有利----消除应力集中;大体积砼不利-----预应力损失4-8砼的耐久性一.耐久性的含义二.几种耐久性问题1.砼的抗渗性渗水原因:毛细管道(蒸发,泌水),水隙,浇捣不密实,裂缝(干缩,温度变形),造成渗水通道.危害:抗渗标号:S4-------S12(0.4------1.2MPa水压)措施:提高密实度引气剂,引气减水剂2.砼的抗冻性冻融破坏影响抗冻性能因素:孔隙数量,孔隙特征(开口孔,封闭孔;大孔,毛细孔,凝胶孔),孔隙内充水程度;降温速度,冻融循环次数密实度(W/C≯0.60);引气剂,引气减水剂抗冻标号:D10D15D25D50D100D150D200D250D300 九个等级慢冻法:标养老28d,立方体试件,水饱和后,+20℃-15℃,反复冻融,抗压强度降低≯25%,重量损失≯5%,最大冻融循环次数.快冻法:100X100X400mm试件相当动弹性模量≮60%,重量损失≮5%.

3.砼的抗侵蚀性4.砼的碳化(中性化)5.砼的碱--骨料反应具备条件:水泥中碱含量Na2O+0.658K2O≯0.6%(我国水泥常0.7%)

骨料中含活性二氧化硅成分有水存在钢筋三.提高砼耐久性的措施提高砼密实度;原材料品质及施工1.选用适当品种的水泥2.严格控制水灰比并保证有足够的水泥用量3.选用品质良好,级配合格的骨料4.掺减水剂,引气剂等5.保证砼的施工质量7-9砼质量控制与评定一.砼生产质量控制的必要性1.原材料的影响2.施工操作的影响3.试验条件的影响二.砼强度波动的规律--正态分布频数强度施工质量好σ

σ三.数理统计方法(一)砼强度质量的评定1.平均强度2.强度标准差(均方差)3.变异系数4.强度保证率t11.6452.5p(%)84.195.099.4工程中:N25组,优良一般差(砼生产管理水平)不低于要求等级的组数σσfcu,ktσfcu,o四.砼配制强度

fcu,o=fcu,k+1.645σ

σ由统计资料查<<施工验收规范>>,例C20--C35,σ=5.0配制强度设计强度例:配制相同C30碎石砼，甲厂σ=6.0MPa乙厂σ=4.0MPa比较甲乙二厂经济效益.解:水泥标号=30(1.5------2.0),取决425#水泥甲厂:fcu,o=fcu,k+1.645σ=30+1.645x6.0=39.87MPa乙厂:fcu,o=fcu,k+1.645σ=30+1.645x4.0=36.58MPa比较:坍落度相同,W相同乙厂比甲厂节约水泥:4-10砼配合比设计一.基本要求(四项基本原则)1.满足结构设计的强度等级要求2.满足砼施工所要求的和易性

W(W,W/CC)3.满足工程所处环境对砼耐久性的要求4.符合经济原则,即节约水泥以降低砼成本二.原理1.体积法不使用引气剂(或引气型外加剂)时,2.重量法砼的重量(砼拌合物的湿表观密度)2400--2500Kg三.步骤1.计算初步配合比2.确定基准配合比3.确定试验室配合比4.换算施工配合比砼配合比设计三个参数:WW/C砂率SP例:某框架结构现浇梁,截面300X450mm(钢筋最小净间距50mm),砼C30,试进行配合比设计.解:1.确定原材料水泥:P.S525#,砂:中砂,级配合格,石:(5--31.5)5--30mm碎石,级配合格,(最小尺寸(截面)75mm

钢筋最小净间距37.5mm)2.求砼初步配合比(计算配合比)(1)确定砼配制强度fcu,ofcu,o=fcu,k+1.645σ=30+1.645x5=38.23MPa(2)求水灰比W/C选W/C=0.52(3)确定用水量(WO)坍落度30--50mmWO=185Kg(4)计算水泥用量(CO)(5)确定砂率(SP)SP=35%(6)计算砂石用量体积法：得：重量法：（取新拌砼表观密度）得：=185+356+644+1196=2381Kg（7）配合比砼表观密度校正差值不校核若该例初步配合比：砼：C356kg，W185kg，S644kg，G1196kg

以重量比表示：3.掺FDN减水剂(0.5%)

减水8%,减水泥5%(即和易性有所改善,又节约水泥)(1)C=356X(1-5%)=338kg(2)W=185X(1-8%)=170kg,w/c=0.5(w/c由0.520.50,SP若不变,粘聚性较大,故SP降低)S=645kgG=1252kg(3)求S和G(4)减水剂FDN:J=338X0.5%=1.69kg4.试验室配合比(1)基准配合比-----检验和易性1>试拌试祥15L(或12L)砼拌合物,各材料用量C=356X0.015=5.34kgW=185X0.015=2.78kgS=644X0.015=9.66kgG=1196X0.015=17.94kg2>调整和易性要求坍落30--50mm,实测20mm.增加W/C=0.52的水泥浆0.41kg,再搅拌后测坍落度为30mm,满足要求.目测粘聚性和保水性合格.[W/（W+C）=0.52/(0.52+1)=0.34]各材料实际用量:水泥5.34+0.41X66%=5.61kg水2.78+0.41X34%=2.92kg砂9.66kg石17.94kg3>各材料体积水泥水砂石拌和物总体积=1.87+2.92+3.65+6.64=15.08L4>基准配合比材料用量:水泥水砂石(2)试验室配合比-------检验强度fcuC/w1/0.551/0.51/0.4538.23MPa实验室称量15L表中数据X0.0154.施工配合比(砂石以自然干燥状态,若含水率S<0.5%,G<0.2%;若超过,要计算石子中的水,例如砂3%,石1%)作业:1.某砼W/C=0.5,W=180kg,砂率SP=33%,拌合物成型后实测表观密度为2400,试计算配合比.2.为确定砼的实验室配合比,采用W/C分别为0.7,0.60,0.65配制砼实测28天抗压强度分别为19.1,24.4,23.1MPa(1)试确定配制C15砼所采用的W/C.(假定(2)若基准砼配合比为C277kg,W180kg,S700kg,G1200kg,试计算实验室配合比.测定拌合物实测湿表观密度为2370掺粉煤灰砼配合比设计<<粉煤灰砼应用技术>>GB164-90一.掺加方法(在基准砼配合比(未掺粉煤灰)基础上)1.等量取代法:以等重量的粉煤灰取代砼中的水泥.适用于掺加I级粉煤灰,砼超强较大以及大体积砼工程.2.超量取代法:粉煤灰掺入量超过取代水泥的重量,超量的粉煤灰取代等体积细骨料(砂).目的:增加砼中胶凝材料量,补尝由于粉煤灰取代水泥而造成的强度降低.方法:等和易等强度原则(与基准砼配合相同)3.外加法:保持砼水泥用量不变情况下,外掺一定数量的粉煤灰.目的:改善砼拌合物和易性.二.计算方法(超量取代法)1.基准砼本合比(即初步配合比)

GOSOCOWO2.选用粉煤灰取代水泥率(f)和超量取代系数(K)

粉煤灰超量取代系数粉煤灰级别IIIII

超量取代系数(K)1.1--1.41.3--1.71.5--2.0

3.计算粉煤灰取代水泥量(F),超量部分质量(Fe),总掺量(Ft)F=COfFe=(k-1)FFt=F+Fe=KF4.水泥的质量CC=CO-F5.调整后砂的质量Se6.粉煤灰砼材料用量:CFWoSeGO二.计算方法(超量取代法)粉煤灰密度砂表观密度4-11轻砼(轻骨料砼)轻骨料砼:用轻骨料轻砂(或普通砂)水泥和水配制而成的砼,干表观密度一.特点(与普通砼不同之处在于骨料中存在大量孔隙,从而赋予许多优越性)1.轻质(高强)一般CL15--CL50,最高可达CL70.国外CL55.5MPa,而干原因:1.轻骨料拌合时,因多孔而具有吸水作用,造成轻骨料表面的局部W/C,增加了骨料表面附近水泥石的密实度.2.轻骨料表面粗糙具有微孔,提高轻骨料与水泥石的粘结力,在骨料周围形成坚强的水泥外壳,约束骨料横向变形,使骨料处于三向受力状态,从而提高了骨料的极限强度,使轻骨料砼与变砼强度相接近.2..保温性能良好导热系数轻骨料砼是一种性能良好的墙体材料.与普通砖相比,不仅强度高,整体性能好,而且保温性能良好.在同等保温要求下,墙厚可减少40%,墙自可减少50%以上.3.抗震性能好原因:自重轻,弹性模量低.用它建造房屋,在地震荷载作用,的受的地震力小,振动波的传递也较慢,自振周期长,对冲击能量吸收快,减震效果好.适用于有抗震要求地区的建筑.4.耐久性好保温性能好,热膨胀小,不燃烧.高温作用下可保护钢筋不遭受破坏.对同一耐用火等级,可比普通砼减薄20%以上.适用于耐火等级要求高的高层建筑和工业建筑.5.易于加工缺点:抗强度与普通砼相接近,但抗拉强度和弹性模量较低,会产生过大的变形及较大的收缩和徐变.二.轻骨料1.轻骨料种类轻粗骨料:粒径(堆积密度)轻细骨料:粒径(轻砂)按来源:天然轻骨料:地壳破裂流出的熔岩通过冷却而成的多孔质岩石,经简单破碎筛分加工而成.由于内部孔隙大,表观密度低,强度低,只能用作配制非结构用轻骨料砼工业废渣轻骨料:人造轻骨料:按制造方法(煅烧):烧胀法:料球在高温(1100--1250度)下软化并形成具有适当粘度的熔融体,释放的气体,被熔融气体包围,气体膨胀形成多孔结构.烧结法:主要用于生产粉煤灰陶粒,高温(1200-1300度)煅烧料球,部分熔融形成适量的液相,含碳物质被烧掉,冷却凝固后,各个微小固体颗粒相互粘结在一起形成多孔轻骨料.(我国习惯上将高温煅烧而成的轻骨料称为陶粒)粒形:圆球形:造粒(球型)煅烧而成.普通型:原料破碎成块,煅烧而成的非球型集料.碎石型:天然轻骨料,大块煤渣,自燃煤矸石等经破碎后直接用于轻骨料.2.技术要求1>密度等级:按堆积密度----轻粗骨料300-1000

轻细骨料500--12002>筒压强度3>强度标号:以该骨料的“砼合理强度”来表示.因为并不是任何一种轻骨料都适合配制任何强度的砼,对于某种特定轻骨料配制砼时,有它合理的强度范围.4>颗粒级配:骨料颗粒大小的搭配,级配均匀性对砼和易性和强度都有极大影响.轻粗骨料的颗粒维配的要求可比普通砂石要宽些.因为骨料强度低,水泥用量略高(同普通砼同强度时对比).轻粗骨料的体积也要少,故轻粗骨料的级配好坏对砼影响要小些.5>吸水率轻粗骨料1h吸水率(为24h吸水率的62%--94%),作为配合比计算考虑骨料附加水的依据(完全满足施工对轻骨料砼拌制后,不应迟于45min浇筑完的要求)吸水率过大,会给硬化砼性质带来不利影响,如降低砼早期的抗冻和保温性能,和易性也难控制.故不大于22%.表面有“釉化”致密硬壳,内部孔隙小,吸水率小.表面开口,或表面有较大孔洞,内部孔隙较多,且相互连通,吸水率大.轻砂,轻天然骨料的吸水率大,缺乏统计数据,故尚无统一规定.三.轻骨料砼等级强度等级:立方体抗压强度标准值CL5.0--CL50.1