建筑材料的定义和分类

绪论

内容：建筑资料的定义和分类

建筑资料—工程构造关系建筑资料组成—构造—性能关系

建筑资料—人类—环境关系建筑资料课程的特点与学习内容

一.建筑资料的定义建筑资料:是人类建造活动所用一切资料的总称.人类社会的根本活动如衣、食、住、行、无一不直接或间接地和建筑资料亲密相关如常见的粘土砖、石材、石灰、木材、水泥、混凝土、钢材、陶瓷砖、沥青卷材、玻璃、各种油漆、涂料、PVC管等等。二.建筑资料的分类一、按化学成分无机资料－金属资料、非金属资料有机资料－植物资料、沥青资料、合成高分子资料复合资料：有机－无机、金属－非金属、金属－有机二、按运用功能分建筑构造资料、墙体资料、建筑功能资料无机资料金属资料：黑色金属－钢铁、不锈钢有色金属－铝、铜、铝合金非金属资料：天然石材－花岗岩、大理石等烧土制品－粘土砖、瓦、陶瓷胶凝资料－石灰、石膏、水泥玻璃－平板玻璃、玻璃砖无机纤维资料－玻璃、碳纤维有机材料植物资料：木材、竹材、植物纤维等沥青资料：煤、石油沥青、各类卷材合成高分子资料：塑料、涂料、胶粘剂复合材料有机－无机：树脂混凝土、纤维加强塑料等金属－非金属：钢筋混凝土、钢纤维混凝土金属－无机资料：涂覆钢板、涂覆铝合金板、塑铝管、塑钢门窗等按运用功能分类建筑构造资料－构成建筑物受力构件〔梁、板、柱、根底、框架〕和构造所用的资料。常用石材、混凝土、钢材、钢筋混凝土等。墙体资料－构成建筑物内外和分隔室内空间所用的资料。砖、砌块、复合板材等。建筑功能资料－具有某种特殊功能的非承重资料。如防水资料、吸声资料、装饰资料等等。三、建筑资料与建筑构造的关系建筑资料的更新是新型构造出现与开展的根底新的轻质高强资料的不断涌现，为构造向大跨度、轻型化和新型构造方式开展提供了前提条件。四、建筑资料的构造—性能—组成要合理地选用资料，就必需对不同资料进展比较，了解各种资料的特性，包括强度与破坏特性、变形性能、耐久性能等多方面五、建筑资料—人类—环境关系建筑资料是人类与自然环境之间的重要媒介，直接影响人类的生活与社会环境。人类大量建造的根底设备对生存环境发扬着宏大的积极作用，同时也带来不容忽视的消极作用，即大量地耗费地球的资源和能源，在相当程度上污染了自然环境和破坏生态平衡。从人类社会可继续开展的前景出发，建筑资料也要留意可继续开展的方向。“绿色建筑资料〞、“生态建筑资料〞、资料的再循环运用。第一章建筑资料的根本性质

内容：资料的组成与构造资料的根本物理性质资料的根本力学性质资料的化学性质资料的耐久性内容：资料的组成资料的构造资料的孔隙及其对资料性质的影响

1.1资料的组成与构造一.资料的组成

一.资料的组成是决议资料的性质的内在要素之(一)化学组成(二)矿物组成二.资料的构造(一).宏观构造指用肉眼或放大镜能察看到的构造,它分为散粒构造,聚集构造,多孔构造,致密构造,纤维构造,层状构造

宏观构造1.散粒构造由单独的颗粒组成2.聚集构造资料中的颗粒经过胶结资料彼此结实地结合在一同3.多孔构造资料中含有大量的,大的,或微小的均匀分布的孔隙4.致密构造资料在外观上和构造上都是致密的5.纤维构造是木材,玻璃纤维制品所特有的构造6.层状构造是板材常见的构造显维构造和微观构造(二).显维构造指借助关学显微镜和电子显微镜察看到的构造,它可分为结晶和无定型两种.结晶和无定型是同一物质的不同形状,晶体呈稳定形状,而无定型那么具有化学活性(三).微观构造指原子陈列构造,根据质子间键的特性分为原子晶体,离子晶体,分子晶体三.资料的孔隙(一).孔隙构成的缘由(1).水分子的占据作用建筑资料加水拌和,用水量通常超越实际上的用水量,多余的水分占据的空间即为孔隙(2).外加的发泡作用如消费加气混泥土等的各种发泡剂,可在资料中构成大量的孔隙(3).火山作用火山迸发时,喷到空中的岩浆,,冷却后在岩石中构成大量的孔隙(4).烧作用孔隙的类型及对资料性质的影响(二)孔隙的类型(1)连通孔隙(2)封锁孔隙(3)半封锁孔隙(三).孔隙对资料性质的影响(孔隙增多)(1).资料的体积密度减小(2).资料受力的有效面积减小,强度降低(3).体积密度减小,导热系数和热容随之减小(4).透气性,透水性,吸水性变大(5).对抗冻性,要试孔隙大小和形状而定,有些能提高抗冻性1.2资料的物理性质内容:资料的各种参数资料与水有关的性质资料与热有关的性质一.形状参数〔一〕资料的密度1、体积密度－资料在自然形状下单位体积的质量。单位g/cm3或kg/m3。公式：ρo=m/Vo式中ρo－表观密度〔g/cm3〕m－资料的质量〔g〕Vo－资料在自然形状下的体积〔cm3〕体积密度的丈量自然形状下的体积－是指构成资料的固体物质的体积与全部孔隙体积之和。资料内部孔隙含有水分时，其质量和体积均发生变化。注明含水情况体积密度的丈量：1〕.对外形规那么的资料：砖、混凝土、石材烘干－量测几何体积－称重－代入公式2〕.对外形不规那么的资料：烘干－蜡封－浮力天平密度2、密度－资料在绝对密实形状下单位体积的质量。单位g/cm3或kg/m3。公式：ρ=m/v式中ρ－实践密度〔g/cm3〕m－资料的质量〔g〕V－资料在绝对密实形状下的体积〔cm3〕密度的测量绝对密实形状下的体积－是指构成资料的固体物质本身的体积，或称实体积孔隙在内的体积。实践密度的丈量：1〕对近于绝对密实的资料：金属、玻璃等直接以排水法作为密实态体积近似值2〕对有孔隙的资料：砖、混凝土、石材磨成细粉－排水法求的体积即为密实态体积表观密度3、表观密度－对密实资料直接以排水法求的体积v’作为密实态体积的近似值。单位g/cm3或kg/m3。公式：ρ’=m/V’式中ρ’－表观密度〔g/cm3〕m－资料的质量〔g〕V’－用排水法求的的体积〔cm3〕〔二〕.资料的孔隙1.、孔隙率－指资料中孔隙体积与资料在自然形状下的体积之比的百分率。或称总空隙率公式：P=V孔/Vo*100%式中：P—空隙V孔—资料中全部孔隙的体积Vo—材在自然形状下的体积又由于P=(Vo–V)/Vo*100%=(1-V/Vo)*100%=(1-ρo/ρ)*100%2.开口孔隙率与闭口孔隙率开口孔隙率是指资料中能被水所饱和的孔隙体积与资料在自然形状下的体积百分率：PK=(m2-m1)/V0ρw×100%式中：m2—枯燥形状下资料的质量,gm1—水饱和形状下资料的质量,gρw—水的密度，常温下可取1g/cm3闭口孔隙率pb为总空隙率与开口孔隙率之差即PB=P-PK×(三〕散粒资料的堆积密度及空隙率3、堆积密度－散粒状资料在规定装填条件下〔包括散粒资料中颗粒在自然形状下的体积和颗粒之间空隙的体积〕的质量称为堆积密度。单位g/cm3或kg/m3。公式：ρ/o=m/V0′式中ρ/o－堆积密度〔g/cm3〕m－资料的质量〔g〕V/o－资料的堆积体积〔cm3〕空隙率4、空隙率－散粒资料在自然堆积形状下，其中的空隙体积与散粒在自然堆积形状下的体积之比的百分率称为空隙率公式：P’=(1-ρ/o/ρo)*100%P’—散粒资料的空隙率ρ/o—散粒资料的堆积密度ρo--资料的体积密度二、资料与水有关的性质1、亲水性与憎水性资料在空气中与水接触时，根据其能否能被水润湿，将资料分为亲水性和憎水性两大类。常用润湿角θ表示。亲水性资料θ≤90°憎水性资料θ＞90°2.吸水性资料吸收水分的才干称为吸水性〔1〕质量吸水性：W=(m2-m1)/m1*100%式中：W—质量吸水率，%m2—资料在绝对枯燥形状下的质量m1—资料在浸水饱和形状下的质量〔2〕.体积吸率公式：W0=(m2-m1)/V0*ρw*100%式中：W0--体积吸水率m2—资料在自然形状下的体积m1—水的密度，常温下取1=g/cm3体积吸水率与质量吸水率的关系为：W0=W*ρo普通来说孔隙率愈大,吸水率也愈大,吸水率增大对吃的性质有不良影响,如体积密度添加,体积膨胀,导热性增大,强度及抗动性下降等...(3).水饱和度公式：KB=W0/PKB—水饱和度W0—资料的体积吸水率，%P—资料的孔隙率，%KB可在0—1之间动摇，当KB=0时即W0=0阐明该资料一切的孔隙均未充水，孔隙为闭口孔隙；当KB=1时即W0=P，阐明资料一切的孔隙全部充溢水，孔隙为开口孔隙耐水性3、耐水性－资料在水作用,坚持其原有性质的才干称为耐水性,用软化系数表示。公式:KP=fW/f式中:KP－资料的软化系数f－资料在枯燥形状下的抗压强度〔MPa〕fW－资料在浸水饱和形状下的抗压强度〔MPa〕资料软化系数的要求1).软化系数越小，阐明资料吸水饱和后的强度降低越多，其耐水性越差。2).对经常处于水中或受潮严重的重要构造物〔如地下构筑物、根底、水工构造〕的资料，其K软≥0.85；3).受潮较轻的或次要构造物的资料，其K软≥0.85；4).K软≥0.80的资料，普通称为耐水的资料。抗渗性4.、抗渗性－资料抵抗有压介质〔水、油、气〕浸透的性质称抗渗性。用浸透系数K表示。依达西定律:Q=KHFt/d式中K－资料的浸透系(cm/h)Q－浸透量〔cm3〕t－透水时间〔h〕F－渗水面积〔cm2〕H－水头差〔cm〕d－试件的厚度〔cm〕抗渗性用抗渗标号S表示抗动性5、抗冻性－浸水饱和的资料在冻,融循环作用下坚持其原有性质的才干称为抗冻性。用抗冻标号D表示。三.与热有关的性质1、导热性－资料传导热量的才干称为导热性。其大小用热导率〔λ〕表示。公式:λ=Q*a/A(t1-t2)Z式中λ－导热系数〔W/m.K〕Q－传导的热量〔J〕A－平壁面积〔m2〕a－资料的厚度〔m〕Z－传热时间〔s〕(T2-T1)－资料两侧温差〔K〕影响导热系数的因数无机资料的导热系数大于有机资料晶体的导热系数大于无定形体的热导系数资料的孔隙率愈大,即空气愈多,导热系数愈小同类资料的孔隙率是随体积密度的件小而增大,那么导热系数随体积密度的件小而减小导热系数与孔隙形状特征的关系,以为有微细而封锁孔隙组成的资料,导热系数小,反之大资料的含水率添加,导热系数也添加大多数资料的导热系数随温度升高而添加热容2、热容－资料加热时吸收热量，冷却时放出热量的性质，称为热容。大小用比热容〔比热〕表示公式Q=cm(T2－T1)式中Q－资料吸收或放出的热量〔J〕c－资料的比热(J/g.K)m－资料的质量〔g〕(T2－T1)－资料受热或冷却前后的温差〔K)1.3资料的力学性质内容：资料在外力作用下的变形性质实验条件对强度结果的影响强度标号与等级一.资料在外力作用下的变形性质弹性－资料在外力的作用下产生变形，当外力取消后，资料变形即可消逝并能完全恢复原来外形的性质。弹性模量E=σ/ε塑性－资料在外力的作用下产生变形而不出现裂痕,并且外力停顿后,不能自动恢复原来外形的性.遗留的变形称为塑性变形.实践的资料并不存在理想的弹性变形和塑性变形。二.实验条件对强度结果的影响1.强度与实验条件有亲密关系:如试的外形、尺寸、外表形状、含水率、温度、及实验时3.加荷速度等。2.棱柱体比正方体的强度低。3.尺寸大的试件强度低与尺寸小的试件。4.含水的试件，其强度较枯燥的低。5.普通老说温度高，强度将降低6.加荷速度快时，那么破环时的强度值较高1.4资料的耐久性1.耐久性是指资料坚持任务性能直到极限形状的性质。2.实验室快速实验包括：干湿循环，动融循环，加湿与紫外线枯燥循环，炭化，盐溶液浸渍与枯燥循环，化学介质浸渍等第二章：石材

内容：岩石的根本性质常用建筑石材2.1岩石的根本性质石材是天然岩石不经机械加工或镜机械加工而的到的资料的统称。一.造岩矿物天然岩石是矿物的集合体，组成岩石的矿物称为造岩矿物。石英是结晶的二氧化硅长石是钾，钠钙等的铝硅酸盐的晶体角闪石，辉石，方解石白云石岩石的构造与性质二.岩石的构造与性质1.岩石大多数属于结晶晶体，少数属于玻璃质构造两者相比结晶质的较玻璃质的强度高，化学稳定性及耐久性好。2.岩石的孔隙率较大，那么岩石的强度，抗冻性，耐水性及耐久性等会显著下降。2.2常用建筑石材一.常用建筑石材〔一〕花岗岩它属于深成岩，是火成岩中分布最广的岩石，其主要的矿物组成为长石，石英和少量的云母。它耐磨性好，抗风化性好及耐久性高，耐酸性好。花岗岩主要用于根底，挡土墙，勒脚，踏步地面，外墙饰面雕塑。石灰岩和大理岩

〔二〕石灰岩它属于堆积岩，主要由方解石组成石灰岩可用与根底，墙体，挡土墙等砌体。〔三〕大理岩它属于副蜕变岩，由石灰岩或白云岩蜕变而成，主要矿物组成为方解石和白云石。大理岩主要用于室内的装修，如墙面，柱面及磨埙较小的地面，踏步。第三章气硬性胶凝资料内容提要：本章引见建筑工程中常用的石膏、石灰、菱苦土和水玻璃四种无机胶凝资料的原料、消费、硬化原理、技术性质及其在工程中的运用。其中石膏、石灰、水玻璃的技术性质、影响要素、工程运用是学习的重点。胶凝资料－cementingmaterial3.1石膏建筑工程中将可以把散粒状资料或块状黏结成一个整体的资料称为胶凝资料。它分为无机胶凝资料和有机胶凝资料。无机胶凝资料按硬化条件分为气硬胶凝资料和水硬胶凝资料。一.建筑石膏的凝结与硬化〔一〕建筑石膏的水化CaSO4’1/2H2O+3/2H2O=CaSO4’2H2O(二〕建筑石膏的凝结与硬化从加水开场拌和不断到浆体刚开场失去可塑性的过程称为浆体的初凝，对应的时间为初凝时间；从加水开场拌和不断到浆体完全失去可塑性，并开场产生强度的过程称为浆体的硬化，对应的时间称为终凝时间。三.建筑石膏的质量和运用1.建筑石膏的质量要求：主要有强度，细度和终凝时间。并按强度，细度和终凝时间划分为优等品，一等品，和合格品。各等级建筑石膏的初凝时间不得小于6min,终凝时间不得大于30min.2.建筑石膏的运用建筑石膏的用途很广，主要用于室内摸灰，粉刷，和消费各种石膏板建筑石膏的特性建筑石膏的特性：1〕凝结硬化快2〕凝结硬化时体积膨胀3〕孔隙率大与体积密度小4〕保温性和吸收性好5〕强度较低6〕具有一定的调温暖调湿性能7〕防火性好，但耐火性较差8〕耐水性，抗掺性，抗冻性差3.2石灰内容:石灰的原料与消费石灰的熟化与硬化石灰的特性与运用石灰质量要求一.石灰的原料与消费1.消费石灰的原料主要是碳酸钙为主的天然岩石。CaCO3——CaO+CO2〔900-1100度〕即的生石灰，其内部孔隙大，晶粒小，体积密度小，与水作用快。2.欠火石灰：温度控制不够产生的，它只是降低了石灰的利用率，不会带来危害。3.过火石灰：是由于温度过高得到的石灰，它的构造致密，孔隙率小，体积密度大二.石灰的熟化与硬化〔一〕石灰的熟化生石灰〔氧化钙〕与水发生作用生成熟石灰〔氢氧化钙〕的过程，称为石灰的熟化或消解。CaO+H2O—Ca(OH)2熟石灰又称消石灰，有两种熟化方式即：石灰膏与消石灰(二).石灰的硬化

石灰浆体的硬化过程包括枯燥硬化和炭化硬化.机理:枯燥硬化－砌体吸水、空气碳化硬化－碳化生成CaCO3由于空气中的二氧化碳少,且生成的碳酸钙负在外表阻止反响的进展因此石灰浆体硬化慢,强度低,也不耐水.三.石灰的特性、质量要求与运用(一).石灰的特性:1.保水性与可塑性好2.凝结硬化慢,强度低3.耐水性差4.枯燥收缩大(二).石灰的的质量要求建筑生石灰的技术要求为有效氧化钙和有效氧花镁的含量,二氧化碳含量及细度并按此划分优等品,一等品,合格品.见表3-3建筑消石灰的技术要求为有效氧化钙和有效氧化镁含量,游离水含量,体积安定性及细度,并由此划分优等品,一等品,合格品见表3-4(三).石灰的运用拌制灰土或三合土、配制水泥石灰砂浆、石灰砂浆、石灰膏罩白、制造碳化石灰板、制造加气混凝土砌块、粉煤灰砌块等配制无熟料水泥：矿渣＋石灰－磨细3.3.水玻璃一.水玻璃的组成俗称泡花碱－石英砂＋苛性钠种类:硅酸钠水玻〔Na2O.nSiO2〕硅酸钾水玻璃〔K2O.nSiO2〕硅酸锂水玻璃〔Li2O.nSiO2〕通式：R2O.nSiO2n-水玻璃模数二氧化硅与氧化钠的摩尔数的比值称为水玻璃的摩尔数水玻璃的浓度越高,那么水玻璃的密度和黏度越大,硬化速度越快,硬化后的黏结力与强度,耐热性与耐酸性越高.水玻璃的模数越高,那么水玻璃的密度和黏度越大,硬化速度越快,硬化后的黏结力与强度,耐热性与耐酸性越高二.水玻璃的硬化碳化硬化－水玻璃吸水空气中的二氧化碳,析出二氧化硅凝胶,并逐渐枯燥脱水成为氧化硅而硬化Na2O.nSiO2+CO2+mH2O--nSiO2.mH2O+Na2CO3晶体〔SiO2〕－胶体(nSiO2.mH2O)－晶体(nSiO2)三.水玻璃的碱性质与运用(1)水玻璃的性质a.黏结力强,强度较高b.耐酸性好c.耐热性好d.耐碱性和耐水性差(2).水玻璃的运用水玻璃可用作耐热和耐酸资料外,还有以下用途:a.涂刷资料外表b.提高抗风化才干c.加固土壤d.配置速凝防水剂e.修补砖墙裂痕第四章水泥

Cement

内容提要：重点引见硅酸盐水泥的矿物组成、水化硬化机理、影响水化要素；硅酸盐水泥主要技术性质；水泥石的腐蚀和防止；同时引见了其它掺混合材的水泥、特种水泥；到达正确的选择和运用水泥。

4.1硅酸盐水泥定义－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资料称为PortlandCement.一.硅酸盐水泥熟料的矿物组成与特性1.定义:煅烧时由生料脱水和分解出的CaO,AL2O3,SiO2,Fe2O3,在约1450度的高温下相互间产生化学反响,生成一些以硅酸盐为主的新的化合物,称为水泥熟料.硅酸盐四种矿物2.四种熟料矿物:硅酸三钙(C3S),硅酸二钙(C2S),铝酸三钙(C3A),铁铝酸四钙(C4AF)3.四种矿物的比例对水泥性质的影响:如提高C3S的含量,可得到高强硅酸盐水泥;提高C3S和C3A的含量,即可制得快硬硅酸盐水泥;降低C3S和C3A的含量,提高的含量可的低热或中热硅酸盐水泥.二.硅酸盐水泥的水化、凝结硬化水化－物质由无水形状变为有水形状，由低含水变为高含水，统称为水化。凝结－水泥加水拌和初期构成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠并失去可塑性的过程称为凝结。硬化－以后，浆体的强度逐渐提高并变成巩固的石状固体〔水泥石〕，这一过程称为硬化。(一).水化反响2(3CaO.SiO2)+6H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+(水化硅酸钙凝胶)3Ca(OH)22(2CaO.SiO2)+4H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)23CaO.Al2O3+6H2O→3CaO.Al2O3.6H2O(水化铝酸三钙晶体)4CaO.AlO3.Fe2O3+7H2O→3CaO.Al2O3.6H2O+CaO.Fe2O3.H2O(水化铁酸钙凝胶)(二)水泥石1.水泥石的组成：未水化水泥颗粒水化产物－晶体、胶体毛细孔、毛细水2.影响水泥石构造的因数:a.石膏的掺量c.养护时间,b.温度和湿度d.水灰比三.硅酸盐水泥的技术要求(一)密度、细度a.密度：3.05～3.20g/cm3，普通取3.1堆积密度：1.3g/cm3b.细度－指水泥颗粒的粗细程度，用筛余或比外表积表示〔300～350m2/kg〕，影响水泥的水化速度、收缩等性质c.粒径：<3µm水化非常迅速，需水量增大；>40µm水化非常缓慢，接近惰性(二)凝结时间a.初凝时间〔t初〕－水泥开场加水拌和至水泥浆开场失去可塑性所需的时间。b.终凝时间〔t终〕－水泥开场加水拌和至水泥浆完全失去可塑性并开场产生强度所需的时间。c.GB1346规定：t初≮45mint终≯6.5h(三)体积安定性定义:是水泥硬化后因体积膨胀而产生不均匀变形的性质。体积安定性不良的水泥应作废品处置。缘由:熟料中含游离氧化钙〔f-CaO)过多熟料中含游离氧化镁〔f-MaO)过多石膏过多游离氧化钙、镁膨胀缘由a.熟料中f-CaO、f-MgO都是过烧的，构造致密，水化很慢；b.水泥硬化后才吸收孔隙中水分熟化：CaO+H2O=Ca(OH)2MgO+H2O=Mg(OH)2c.体积膨胀97％以上，从而引起不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。四.水泥石的腐蚀定义－水泥石在外界侵蚀性介质〔软水、含酸、含盐、含碱等〕的作用下构造遭到破坏，强度降低的景象称为水泥石的腐蚀。表现方式：体积膨胀－膨胀型腐蚀体积收缩－溶出型腐蚀(一)水泥石腐蚀的缘由内因－水泥石存在不稳定的Ca(OH)2和介稳的水化硫铝酸钙；外因－环境中有害介质〔软水、酸、盐等〕的存在；联络－水泥石中的孔缝系统，产生有害介质的侵蚀、交换作用。长期性、后期加剧性(二)水泥石腐蚀的防止措施：根据侵蚀环境特点,合理选用水泥种类；提高水泥石的密实度；加作维护层－石材、陶瓷、沥青五、硅酸盐水泥的运用常用于：重要构造的高强混凝土和预应力混凝土工程要求凝结快的现场浇注的混凝土工程冬季施工及严寒地域蒙受反复冻融的工程不宜用于：受流动的软水和有水压作用的工程受海水和矿物水作用的工程大体积工程耐热、耐酸工程4.2掺混合材的硅酸盐水泥定义－凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量的混合资料和适量的石膏共同磨细制成的水硬性胶凝资料，均属掺混合材的硅酸盐水泥。掺入目的：a.改善水泥的性能b.添加种类c.提高产量d.节约熟料，e.降低本钱一、混合材料定义－在水泥消费过程中，为改善水泥性能，调理水泥标号，扩展运用范围而掺入的天然或人工的矿质原料称为混合材。分类：活性混合材－具有火山灰性或潜在水硬性的资料，如矿渣、粉煤灰等。非活性混合材－不具有潜在水硬性的资料，如石灰石粉、慢冷矿渣等非活性混合材a.这类资料本身不具有潜在的水硬性或火山灰性，与水泥矿物组成不起化学作用b.掺入目的：扩展水泥标号、降低水化c.常用的有：磨细的石英砂、石灰石粉磨细的高炉矿渣、尾矿粉二、掺混合材的硅酸盐水泥1、普通硅酸盐水泥－代号P.O——OrdinaryPortlandCement硅酸盐水泥熟料＋(6~15)%混合材＋石膏后磨细制成的水硬性胶凝资料标号〔GB175-1999〕32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5性质：同硅酸盐水泥相近硅酸盐水泥的技术要求2.硅酸盐水泥的技术要求(1)细度筛孔尺寸为80μm的方孔筛的筛余不得超越10%,否那么为不合格(2)凝结时间初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于10h(3)标号根据3和28的抗压强度和抗折强度,将普通硅酸盐水泥划分为325,425,525,625等四个标号3.普通硅酸盐的特性普通硅酸盐与硅酸盐性质差别:(1)早期强度略低(2)耐腐蚀性销好(3)水化热略(4)抗冻性和抗掺性略差(5)耐磨性略差三种水泥的共性矿渣、火山灰质、粉煤灰硅酸盐水泥凝结硬化速度慢，早期强度低，后期强度高；水化放热速度慢，放热量低；对温度敏感性高，温度低时影响强度开展；抗软水、SO42+的腐蚀性好；矿渣水泥耐热性好适于水下、大体积混凝土构造和蒸养的混凝土构件；不适于抗冻、枯燥地域的混凝土工程。五种常用水泥的主要性能84特性品种P.ⅠP.ⅡP.OP.SP.PP.F水化热高低凝结时间快较快较慢，低温下尤甚强度发展早期强度高早期强度较高早期强度低，但后期强度可等于同标号硅酸盐水泥抗硫酸腐蚀较差较强当SiO2多时，抗硫酸盐腐蚀性好当AlO3多时，抗硫酸盐腐蚀性差抗冻性好较差干缩性小较大大较小保水性较好差好差蒸养适应性不宜高于60～80℃好4.3高铝水泥定义:高铝酸水泥属于铝酸盐类水泥,它是由绿矾土和石灰石为原料,经高温熔融煅烧所得的以铝酸钙为主要成分的熟料,经磨细而得的水硬性胶凝资料.(一)技术要求:(1)细度筛孔尺寸为80μm的方孔筛的筛余不得超越10%,否那么为不合格(2)凝结时间初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于10h(3)标号根据3和28的抗压强度和抗折强度,将普通硅酸盐水泥划分为325,425,525,625等四个标号高铝水泥的运用适于：紧急抢修的工程，暂时军事工事；冬季施工的工程－水化放热量大且集中；有抗硫酸盐腐蚀要求的工程－f-CaO极少耐高温〔1300～1400℃〕的工程－高温时，烧结结合替代了水化结合。不适于于：长期承重的构造工程－晶体转变引起的强度倒缩；大体积工程－温度过高引起强度倒缩。与硅酸盐水泥混用第五章混凝土

Concrete

本章重点引见普通混凝土的组成及各个组成资料的质量要求和砂石级配的概念、作用及评定方法；普通混凝土的主要技术性质---和易性、强度、变形性质及耐久性；普通混凝土质量控制的方法和意义；普通混凝土配合比设计的原理方法和步骤；

混凝土的定义广义上----凡由胶凝资料、骨料按适当比例配合，拌合制成的混合物，经一定时间硬化而成的人造石材统称之为混凝土。目前工程上运用最多的是以水泥为胶结资料，以砂、石为骨料，加水及掺入适量外加剂和掺和料拌制的普通水泥混凝土〔简称普通混凝土〕5.1.混泥土的根本要求一.混凝土组成资料的作用水和水泥成为水泥浆.在硬化前的混凝土拌和物中,水泥浆在砂,石颗粒之间起光滑作用,硬化后,水泥浆成为水泥石,将骨料结实地胶结成为整体.混凝土中的骨料,普通不与水泥浆起化学反响,其作用是构成混凝土的骨架.二.混凝土的根本要求四项性能要求:(1)混凝土拌和物的和易性(2)强度(3)耐久性(4)经济性5.2普通混凝土的组成资料水泥+水+天然砂+石子+掺和料和外加剂水泥+水——水泥桨〔Paste〕水泥浆＋砂——水泥砂浆〔Mortar〕水泥砂浆＋石子——混凝土〔Concrete)外加剂－Admixture掺和料－一、水泥的质量要求水泥种类的选择—根据工程性质、工程环境、施工条件等合理选择。水泥标号的选择—与配制的混凝土强度等级相顺应。当混凝土强度：≤C30：fce=(1.5~2.0)fcu＞C30：fce=(0.9~1.5)fcu水泥标号假设水泥标号过低时,为满足强度要求必然使水泥用量过大,不够经济;假设水泥标号过高时,较少的水泥用量就可以满足混凝土强度的要求.,但往往不能满足混凝土拌和物和易性和混凝土耐久性的要求,为保证这些性质,还必需再添加水泥,因此也不经济二、细骨料

FineAggregate定义：粒径在0.16—5mm之间的岩石颗粒称为细骨料。分类：天然砂——天然砂是由天然岩石经长期风化等自然条件作用而构成的。人工砂——人工砂是将天然岩石轧碎而成，其颗粒棱角多，较干净，但片状颗粒及细粉含量较多，且本钱较高，普通只在当地缺乏天然砂源时才采用人工砂。(一)、砂的粗细程度和颗粒级配砂的粗细程度—是指不同粒径的砂粒，混合在一同后的总体的粗细程度。砂子通常分为—粗砂、中砂、细砂和特细砂等几种。在一样用砂量条件下，细砂的总外表积较大，粗砂的总外表积较小。在混凝土中砂子外表需用水泥桨包裹，赋予流动性和粘结强度，砂子的总外表积愈大，那么需求包裹砂粒外表的水泥桨就愈多。普通用粗砂配制混凝土比用细砂所用水泥为省。砂的颗粒级配定义：是指不同大小颗粒和数量比例的砂子的组合或搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥桨所填充，为到达节约水泥和提高强度的目的，就应尽量减小砂粒之间的空隙。颗粒级配和粗细程度的定量表示砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法进展测定。用级配区表示砂的级配，用细度模数表示沙的粗细。筛分析的方法是用一套孔径〔净尺寸〕为5、2.5、1.25、0.63、0.315、0.16mm的6个规范筛，将500g干砂试样由粗到细依次过筛，然后称量余留在各筛上的砂重，并计算出个筛上的分计筛余百分率a1、a2、a3、a4、a5、a6、〔各筛上的筛余量占砂样总重的百分率〕及累计筛余百分率A1、A2、A3、A4、A5、A6〔各筛和比该筛粗的一切分计筛余百分率之和〕。累计筛余百分率与分计筛余百分率的关系见下表。砂的粗细－细度模数〔μf〕砂的粗细程度用表示细度模数〔μf〕，其计算公式为μf=(β2+β3+β4+β5+β6)-5β1/100细度模数〔μf〕愈大，表示砂愈粗，普通混凝土用砂的细度模数范围普通为3.7－0.7，其中μf在3.7－3.1为粗砂，μf在3.0－2.3为中砂，μf在2.2－1.6为细砂，μf在1.5－0.7为特细砂砂的巩固性与饱和面干定义：是指砂在气候、环境或其它物理要素作用下抵抗破裂的才干。按规范规定，用硫酸钠溶液检验，砂样经5次循环后其质量损失应符合书中表5-5的规定饱和面干定义:当骨料颗粒外表枯燥,而颗粒内部的孔隙含水饱和时,称为饱和面干形状,此时的含水率,称为饱和面干吸水率.三、粗骨料定义：粒径＞5mm的岩石颗粒分类：卵石〔砾石〕碎石卵石——是由天然岩石经自然条件长期作用而构成的粒径大于5mm的颗粒，按其产源可分为河卵石、海卵石、山卵石等几种，其中河卵石运用较多。碎石——由天然岩石经破碎、筛分而成，也可将大卵石轧碎、筛分而得。规范：<普通混凝土用碎石或卵石质量规范及检验方法>〔JGJ53－92〕(一)、骨料最大粒径(Dmax)1.定义:粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大立径2.最大粒级径的大小表示骨料的粗细程度,粗骨料粒径增大时,骨料的总外表积件小,因此可使水泥浆用量减小,这不仅能节约水泥,而且有助于提高混凝土的密实度,件小发热量及混凝土的收缩,因此在条件允许的情况下,当配置中等强度等级以下的混凝土时,应尽量采用最大粒径大粗骨料.

最大粒径限值<混凝土构造工程施工及验收规范>〔GBJ50204—92〕规定:混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于构造截面最小尺寸的1/4，同时不得大于钢筋最小净距的3/4；对于混凝土实心板，可允许采用最大粒径达1/2板厚的骨料，但最大粒径不得超越50mm；对泵送混凝土，碎石最大粒径与保送管内径之比，宜小于或等于1：3，卵石宜小于或等于1：2.5延续级配和延续级配延续级配——是按颗粒尺寸大小由小到大延续分级〔5mm—Dmax〕,每一级骨料都占有一定比例。延续级配颗粒级差小〔D/d≈2〕,配制的混凝土拌和物和易性好，不易发生离析；延续级配——是人为剔除某些中间粒级颗粒，大颗粒的空隙直接由比它小得多的颗粒去填充，颗粒级差大〔D/d≈6〕,空隙率的降低比延续级配快得多，可最大限制地发扬骨料的骨架，减小水泥用量。但混凝土拌和物易产生离析景象；5.3普通混凝土的拌和物的性质混凝土硬化前:混凝土拌合物的和易性〔任务性Workability〕混凝土硬化后:混凝土的强度、变形性能和耐久性一.和易性和易性——指混凝土拌和物易于各施工工序施工操作〔搅拌、运输、浇注、捣实〕并能获得质量均匀，成型密实的混凝土的性能。和易性是一项综合性的技术目的，包括：a.流动性b.粘聚性c.保水性不同的施工方式，所要求的和易性不同。(一).黏聚性粘聚性—是指混凝土拌和物内部组分之间具有一定的凝聚力，在运输和浇注过程中不致发生分层离析景象使混凝土坚持整体均匀的性能。粘聚性差的混凝土拌合物，在施工过程中易出现分层、离析景象。离析—指混凝土拌合物各组分分别，呵斥不均匀和失去延续性的景象。常有两种方式：粗骨料从混合料中分别；稀水泥浆从混合料中淌出。分层—指混凝土浇注后由于重力沉降产生的不均匀分布景象。(二).流动性流动性——是指混凝土拌和物在自重或机械振捣作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。〔广义上：流动性是固、液体混合物，即分散系统中抑制内阻力而产生变形的性能，其大小取决于固、液相的比例〕。流动性的大小，反映混凝土拌和物的稀稠，直接影响着浇捣施工的难易和混凝土的质量。(三).保水性保水性——是指混凝土拌和物具有一定的坚持内部水份的才干，在施工过程中不致产生严重的泌水景象.保水性差的混凝土拌和物，在施工过程中，一部分水易从内部析出至外表，在混凝土内部构成泌水通道，使混凝土的密实性变差，降低混凝土的强度和耐久性。它反映混凝土拌和物的稳定性。影响和易性的要素水泥浆的数量水泥浆的稠度砂率组成资料性质的影响外加剂时间和温度5.4普通混凝土构造及性质一.砼的抗压强度与强度等级定义：混凝土的抗压强度是指规范试件在压力作用下直到破坏的单位面积所能接受的最大应力〔亦称极限强度〕。混凝土构造物常以抗压强度为主要参数进展设计，而且抗压强度与其它强度及变形有良好的相关性，因此，抗压强度常作为评定混凝土质量的目的，并作为确定强度二、影响混凝土强度的要素砼构造延续性的丧失：硬化后的混凝土在未遭到外力作用之前，由于水泥水化呵斥的化学收缩和物理收缩引起砂浆体积的变化，在粗骨料与砂浆界面上产生了分布极不均匀的拉应力，从而导致界面上构成了许多微细的裂痕。另外还由于混凝土成型后的泌水作用，某些上升的水分为粗骨料颗粒所阻止，因此聚集于粗骨料的下缘，混凝土硬化后就成为界面裂痕。当混凝土受力时，这些预存的界面裂痕会逐渐扩展、延伸并集合连通起来，构成可见的裂痕，致使混凝土构造丧失延续性而破环.三.荷载作用下的变形(一)混凝土的弹性模量定义——在应力－应变曲线上任一点的应力σ与其应变ε的比值，称作混凝土在该应力下的变形模量。弹性模量的三种表示方法:a.初始切线模量b.切线模量c.割线模量(二)影响混凝土弹性模量的要素混凝土的强度越高,弹性模量也越大;骨料弹性模量越高,混凝土的弹性模量越大;形状下的混凝土弹性模量要比枯燥的高;混凝土中水泥浆含量较少,弹性模量较大;蒸气养护混凝土比潮湿养护混凝土的弹性模量低10%.(三).徐变及其对构造物的影响定义:混凝土在继续荷载作用下,随时间增长的变形.有利面：徐变可消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力重分布，从而使部分应力集中得到缓解；对大体积混凝土那么能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力。不利面：在预应力钢筋混凝土中，混凝土的徐变将使钢筋的预加应力遭到损失。四.混凝土的耐久性

DURABILITYofCONCRETE长期以来，人们不断以为混凝土资料是一种耐久性良好的资料，由于不少用其建造的构造物运用寿命长久。如一些早期建成的混凝土建筑物，曾经运用了100年上下依然完好。但与此同时不少构造物过早地毁坏，维修困难而且费用高昂，促使人们注重耐久性问题；许多大型构造物的兴建，例如海底隧道、跨海大桥、石油钻井平台、核废料储存容器等，对运用寿命提出了更高的要求，如100年、150年，甚至几百年(一).耐久性的定义定义——混凝土抵抗环境介质作用并长期坚持其良好的运用性能和外观完好性，从而维持混凝土构造的平安、正常运用的才干称为耐久性。(二).提高混凝土耐久性的措施a.合理选择水泥种类。b.选用质量良好，技术条件合格的砂石骨料。c.控制水灰比及保证足够的水泥用量是保证混凝土密实度的重要措施，是提高混凝土耐久性的关键。d.掺入减水剂或引气剂，改善混凝土的孔构造，对提高混凝土的抗渗性和抗冻性有良好作用.e.改善施工操作，保证施工质5.6混凝土配合比设计目的：确定混凝土中各组成资料数量之间的比例关系。常用的表示方法：以每1混凝土中各项资料的质量表示，水泥〔mc〕300kg、水〔mw〕180kg、砂〔ms〕720kg、石子〔mg〕1200kg以各项资料的质量比来表示〔以水泥质量为1〕如:水泥：砂：石子：水＝1：2.4:4:0.6一.混凝土配合比设计中的三个参数Ⅰ、水与水泥之间的比例关系—水灰比表示；Ⅱ、砂与石子之间的比关系—砂率表示；Ⅲ、水泥浆与骨料之间的比例关系—单位体积用水量来表示确定三个参数的根本原那么：在满足混凝土强度和耐久性的根底上，确定混凝土的水灰比；在满足混凝土施工要求的和易性根底上，根据粗骨料的种类和规格确定混凝土的单位用水量；砂在骨料中的数量应以填充石子空隙后略有富余的原那么来确定砂率。混凝土配合比设计的步骤Ⅰ初步计算配合比Ⅱ基准配合比(调整坍落度)Ⅲ实验室配合比(校核强度、耐久性)Ⅳ施工配合比(扣减工地砂石含水量)二、初步计算配合比计算步骤：第一步：确定配制混凝土强度第二步：确定水灰比