新型建筑材料何伟部分习题答案

参考答案第一章1-1狭义的新型建筑材料是指区别于传统的砖瓦、石灰、水泥、砂石、混凝土等建材的建筑材料新品种。而广义新型建筑材料的内涵则相对宽泛，还可以是现有材料科学技术和性能的显著提高，或者是更低资源消耗的新型建筑产品。例如，作为传统骨料的碎石，利用新的加工技术获得的高品质砂石骨料，可归类于新型建筑材料；含砖瓦的建筑垃圾代替天然骨料用于混凝土制备，这样基于废弃物资源化利用，成分不“新”而利用途径“新”的低碳建筑材料，同样可归类于新型建筑材料。1-2生命周期评价方法LCA（LifeCycleAssessment）是汇总和评估一个产品（或服务）体系生命周期的所有投入及产出对环境造成的和潜在的影响的方法。其核心在于对产品、生产、服务“从摇篮到坟墓”的整个生命过程造成的所有环境影响的全面分析和评估。其流程主要包括四个阶段：目标与范围确定、清单分析、影响评价和结果解释。1-3略第二章2-1材料的组成，一般可分为化学组成、矿物组成以及相组成三种。材料的结构，通常可分为宏观结构、细观结构以及微观结构。2-2材料的密度，是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量；表观密度，是指材料在自然状态下单位表观体积的质量；体积密度，是指材料在自然状态下单位宏观外形体积的质量；堆积密度是指粉状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。2-3孔隙率是指材料体积内，孔隙体积所占的比例。空隙率是指散粒材料在某种堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的比例。孔隙率P=V空隙率P'2-4在材料、水和空气的三相交点处，当沿水滴表面所引切线与材料表面所成的夹角θ≤90°时，这种材料属于亲水性材料。当润湿角90°＜θ＜180°时，这种材料称为憎水性材料。2-5吸水性是指材料在水中能吸收水分的性质，吸水性的大小用吸水率表示。吸湿性是指材料在潮湿的空气中吸收空气中水分的性质，吸湿性的大小用含水率表示。2-6抗渗性是指材料在压力水作用下抵抗水渗透的性质。抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻结和融化作用（冻融循环）而不被破坏，强度也无显著降低的性能。抗渗等级P=10H-1，H为材料透水前所能承受的最大水压力（MPa），材料的抗渗等级越大，表示材料的抗渗性越好。抗冻等级Fn表示。n表示材料试件经n次冻融循环试验后，质量损失不超过5%，抗压强度降低不超过25%，n的数值越大，说明抗冻性能越好。2-7材料在外力（荷载）作用下抵抗破坏的能力，称为强度。影响材料强度的因素包括：（1）材料的组成和结构；（2）试件的形状和尺寸；（3）加荷速度；（4）试验环境的温度、湿度；（5）受力面状态。2-8材料在外力作用下会发生变形。当外力消除后，材料能够完全恢复原来形状的性质称为弹性，这种可逆的变形称为弹性变形。当外力消除后，材料仍能保持变形后的形状尺寸且不出现裂缝的性质称为塑性，这种不可逆的变形称为塑性变形。2-9材料的耐久性是指在长期使用过程中，在环境因素作用下，能保持其原有性能而不变质、不破坏的性能。影响材料耐久性的因素主要有：（1）物理作用，包括干湿变化、冷热变化、冻融变化等；（2）化学作用，包括大气和环境水中的酸、碱、盐等溶液或其他有害物质对材料的侵蚀作用，以及日光、紫外线等对材料的作用；（3）生物作用，包括环境中存在的昆虫或菌类等的侵害作用。提高材料耐久性的措施，可从服役条件、材料特性等方面进行着手。例如，采用降低湿度，排除侵蚀性物质等，减轻大气或周围介质对材料的破坏作用；采用提高材料的密度，采取防腐措施等，提高材料本身对外界作用的抵抗性；可用覆面、抹灰、刷涂料等方式，使用物理隔离的方式保护主体材料免受破坏。2-10视密度：ρ=256/115=2.23g/cm3表观密度：ρ0=m/v0=256/118=2.17g/cm3m水＝V水·ρw=Vk·ρw=(V0－V′)·ρwWm＝m水/m×100%＝3/256×100%＝1.2%WV＝(V水/V0)×100%＝(3/118)×100%＝2.54% 2.11该材料的孔隙率为P=(1-ρ0/ρ)*100%=（1-1.6/2.6)*100%=38.5%质量吸水率为W质=（m湿-m干）/m干*100%=（1086-954）/954*100%=13.8%1kg材料中含水138ml，1kg材料自然状态下的体积为1/1600m3开口孔隙率Pk=138*1600/106*100%=22.08%闭口孔隙率为Pb=P－Pk=38.5%-22.08%=16.42%开口孔隙率就是体积吸水率。第三章3-1钢和生铁的主要成分都是铁和碳，其主要区别在于含碳量不同。生铁是铁矿石、溶剂（石灰石）和燃料（焦炭）在高炉中，经过还原反应和造渣反应而得到的一种铁碳合金，其中碳的含量为2.06%~6.67%，硫、磷等杂质的含量也较高。生铁硬而脆，塑性及韧性差，不易进行焊接、锻造、轧制等加工。钢是由生铁冶炼而成的。炼钢的原理就是通过将熔融的生铁进行氧化，使碳的含量降低到预定范围内，使其它杂质的含量降低到允许范围内。一般来说，凡含碳量在2.06%以下，含有害杂质较少的铁碳合金便可称之为钢。钢具有良好的塑性和韧性，强度高，适宜锻造和加工。3-2常用的炼钢方法主要有氧气转炉法、平炉法和电炉法三种。其中，氧气转炉法冶炼速度快，钢质较好且成本较低，常用于生产优质碳素钢和合金钢；平炉法治炼时间长，有足够的时间调整和控制其成分，去除杂质更为彻底，故钢的质量好，可用于炼制优质碳素钢、合金钢及其它有特殊要求的专用钢，缺点是能耗高，成本高，因此已逐步淘汰；电炉法熔炼温度高，且温度可自由调节，清除杂质较易，故电炉钢的质量最好，但成本也最高。3-3钢一般可按照脱氧程度、按化学成分、按有害杂质含量，以及按照用途等方式进行分类。对钢材进行分级，有着指导生产加工、简化选材流程和控制生产成本等现实意义。3-4低碳钢拉伸时的应力-应变曲线，可分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段四个阶段，各阶段的特征及指标见3.2.1节。3-5通过拉伸试验，可以测得钢材的三项重要技术指标，即屈服点（σs）、抗拉强度（σb）和伸长率（δ）。3-6屈服强度与抗拉强度之比称为屈强比（σs/σb）。屈强比是反映钢材利用率和安全可靠程度的一个指标。屈强比越小，钢材在受力超过屈服点工作时，可靠性就越大，结构安全性越高。但屈强比过小，钢材会因有效利用率太低而造成浪费。3-7进行钢材拉伸试验时，试件原始标距长度（L0）通常取为5d0或10d0（d0为试件的直径），其伸长率分别以δ5和δ10表示。对于同一种钢材，其δ5大于δ10。3-8钢材的冲击韧性，受到钢的化学成分、内部组织状态以及冶炼、轧制质量等因素影响。冲击韧性随温度的降低而下降，其变化规律是开始时下降缓和，当温度降低到某一范围时，突然下降很多而成脆性，这种现象称为钢材的冷脆性。发生转变的温度，称为脆性临界温度。钢材因时效而导致其性能改变的程度称为时效敏感性。3-9将钢材于常温下进行各种加工（包括冷拉，冷拔、冷轧，冷扭，刻痕等），使之产生塑性变形，从而提高其屈服强度，称为冷加工强化。钢材经冷加工后，在常温下放置15~20d，或加热至100~200℃保持2h左右，其屈服强度、抗拉强度及硬度都会得到进一步提高，而塑性及韧性则会继续降低，这种现象称为时效。前者称为自然时效，后者称为人工时效。由于时效过程中内应力的消减，故可使钢材的弹性模量得到基本恢复。钢材经过冷拉后，其屈服强度得到了提高，而抗拉强度基本保持不变。但塑性和韧性降低了。钢材经冷拉时效后，其屈服强度将得到进一步提高，同时抗拉强度也得到了相应提高，但塑性和韧性则进一步降低。3-10钢材的可焊性是指钢材是否适应用通常的方法与工艺进行焊接的性能。钢材可焊性的好坏，主要取决于钢的化学成分。为保证焊接质量，选择焊接结构用钢，应注意选含碳量较低的氧气转炉或平炉镇静钢。对于高碳钢及合金钢，为了改善其可焊性，焊接时一般需要采用焊前预热及焊后热处理等措施。钢材焊接应注意的问题是：冷拉钢筋的焊接应在冷拉之前进行；钢材焊接之前，焊接部位应清除铁锈、熔渣、油污等；应尽量避免不同国家进口钢材之间及进口钢材与国产钢材之间的焊接。3-11碳素结构钢的牌号由屈服点符号、屈服点数值、质量等级符号及脱氧程度符号四个部分按顺序组成。碳素结构钢随牌号的增大，含碳量在增加，屈服强度及抗拉强度在提高，但塑性、韧性以及冷弯性能则随之降低。其中，Q235牌号居中，既具有较高的强度，又具有良好的塑性、韧性及可焊性，其综合性能好，能够满足一般钢结构和钢筋混凝土结构用钢的要求，且成本较低，故在土木工程中得到了较为广泛的应用，可用于轧制各种钢筋﹑钢丝、型钢和钢板等用途。3-12低合金高强度结构钢的牌号由代表屈服强度“屈”字的汉语拼音首字母Q，规定的最小屈服强度数值，交货状态代号质量等级符号四个部分组成。当交货状态为热轧时，交货状态代号AR或WAR可省略；交货状态为正火或正火轧制状态时，交货状态代号均用N表示。由于合金元素细晶强化和固溶强化的作用，低合金结构钢的强度大大高于碳素结构钢，同时还具有较好的塑性、韧性，可焊性以及耐磨性，耐蚀性和耐低温性等。因此，它是一种综合性能较为理想的钢材。与碳素钢相比，使用合金钢可节约钢材20%~30%。3-13略。3-14用加热钢坯轧制成的条形成品钢材，称为热轧钢筋。热轧钢筋按其表面形状不同分为光圆钢筋和带肋钢筋。热轧光圆钢筋的塑性好、伸长率高，并且具有易弯折成型、容易焊接等施工特点，由于其属于低强度钢筋，比较广泛用于中小型钢筋混凝土结构的主要受力钢筋和其他各种钢筋混凝土结构的箍筋，以及钢、木结构的拉杆、水泥混凝土路面的传力杆等。热轧带肋钢筋因其表面带肋，加强了钢筋与混凝土之间的黏结力，而且其强度较高，塑性和焊接性也较好。广泛用于水坝、桥梁、港口工程和房屋建筑结构等大、中型钢筋混凝土结构的主筋。此外，热轧带肋钢筋经冷拉后，也可用作房屋建筑结构的预应力钢筋。3-15钢材的两大缺点通常指的是防火和防锈。影响钢材锈蚀的主要因素有环境温湿、度，侵蚀介质的性质及数量，钢材材质及表面状况等。根据锈蚀机理不同，锈蚀可分为化学锈蚀和电化学锈蚀两类。3-16耐候钢，全称是耐大气腐蚀钢。耐候钢是通过添加少量的合金元素如Cu、P、Cr、Ni等，使其在金属基体表面形成保护层，以提高大气腐蚀性能的钢。耐候钢的耐候性可达普通钢的2~8倍，涂装性为普碳钢的1.5~10倍，能减薄使用、裸露使用或简化涂装使用。耐候钢可用于铁道、车辆、桥梁、塔架、光伏、高速工程等长期暴露在大气中使用的钢结构。第四章4-1建筑涂料由基料、颜（填）料、助剂和水（或溶剂）四部分组成。4-2建筑涂料一般应具有保护功能、装饰功能、改善建筑的使用功能。4-3外墙涂料一般应具有装饰性好、耐水性好、耐污染性好、耐候性好以及耐老化性能好等特点。4-4内墙涂料需要一般应具备装饰性好、耐碱性好、耐水性好、透气性好、涂刷方便等特性。4-5地坪涂料的主要功能是装饰及保护室内地面，使得地面清洁、美观、坚固。常见的地坪涂料包括：环氧地坪涂料、聚氨酯地坪涂料、甲基丙烯酸甲酯地坪涂料、过氯乙烯地坪涂料等地坪涂料品种。4-6建筑功能性涂料是指除了具备一般建筑涂料的基本装饰和保护功能外，还具备着一些特殊功能的涂料。常见的建筑功能涂料主要有防水涂料、防火涂料、防腐涂料和保温隔热涂料等。4-7防水涂料分为乳液型、溶剂型和反应型三类。（1）乳液型防水涂料通过水分蒸发，高分子材料经过固体涂料靠近、接触、变形等过程而成膜，涂层干燥较慢，一次成膜的致密性较溶剂型涂料低；（2）溶剂型防水涂料通过溶剂的挥发，经过高分子材料的分子链接触、搭接等过程而成膜，涂层干燥快，结膜较薄而致密；（3）反应型防水涂料通过液态高分子预聚物与固化剂等辅料发生化学反应而成膜，可一次结成致密的较厚的涂膜，几乎无收缩。4-8防火涂料本身具有难燃性或不燃性，使得被保护基材不直接与空气接触从而延迟物体着火并减少燃烧的速度。与此同时，防火涂料通常还具有较低的导热系数，可以延迟火焰温度向被保护基材的传递。此外，部分防火涂料受热还可分解出不燃的惰性气体，这些气体会冲淡被保护物体受热分解出的可燃性气体，从而使物体不易燃烧或燃烧速度减慢。第五章5-1塑料是以合成树脂或天然树脂为基础原料，加入（或不加）各种填料、塑料助剂和增强材料，在一定的温度和压力下，加工塑制成型或交联固化成型，得到的固体材料或制品。塑料的组成主要包括树脂、填料和各类助剂。5-2常用的塑料制品包括：塑料管材、塑料门窗、塑料地板、塑料壁纸、塑料板材等。5-3新型建筑塑料主要有塑料模板、建筑膜材以及塑料墙体保温材料等品种。其中，塑料模板以其轻质、高强度和可回收利用的特点，为建筑施工提供了更为高效和环保的解决方案；建筑膜材则以其轻巧、透光和自洁的特性，为建筑设计带来了更多创新的可能性；塑料墙体保温材料以其良好的隔热性能和节能效果，对实现建筑行业的节能减排有很大的帮助。5-4典型的热塑性塑料有聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚苯乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚甲基丙烯酸甲酯等。典型的热固性塑料有酚醛塑料、有机硅树脂等。5-5塑料管材主要有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯等材质。塑料管材可用于建筑供水管、市政排污管道、气体输送、农业灌溉用水、电缆保护管等在内的众多场景。5-6塑料门窗具有制作工序简单、能耗较低、产品造型美观、质量轻、耐腐蚀性好、隔热保温、密封性好、隔音效果好、抗风压性好、绝缘性好和经济实惠等特点。塑料门根据结构形式分为镶板门、折叠门和整板门，根据开启方式分为平开门、推拉门和固定门。塑料窗按结构形式分为平开窗、推拉窗、固定窗和组合窗等品种。5-7塑料地板，即用塑料材料铺设的地板。塑料地板具有花色种类多、轻质耐磨、耐腐蚀、强度较高、抗老化、防水防潮、不易变形、成本低廉和可循环利用等特点。5-8塑料壁纸是以纸材为基材，将配制各种配方的糊状塑料配方料，通过各种工艺涂覆于基材上，再经压延热合而成的纸/塑复合材料。塑料壁纸主要包括普通塑料壁纸、发泡塑料壁纸和特种塑料壁纸三类。第六章6-1辅助胶凝材料是混合材和矿物掺合料的统称。6-2硅酸盐水泥的主要矿物包括硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A）和铁铝酸四钙（C4AF）。其中，C3S的水化速度快，水化热较高，水化产物的收缩率较大，水化会释放出大量的Ca(OH)2；C2S的水化速度很慢，水化热低，收缩率比C3S小，抗侵蚀性能好，强度发展缓慢，早期强度很低，但长期强度较为可观；C3A水化凝结速度最快，是水泥石产生早期强度的主要矿物，但C3A强度绝对值不高，而且后期产生强度倒缩现象。此外，C3A的水化热大且集中，水化后因为层间水的蒸发以及形成的水化产物在转型过程中体积缩小而产生较大的收缩；C4AF不仅有较高的早期强度，而且后期强度还能有所增长，C4AF对抗折强度的贡献远大于抗压强度，即脆性系数低，抗裂性好。6-3利：冬季施工时，水化热有利于水泥的正常凝结硬化。弊：对大型基础、水坝、桥墩等大体积混凝土构筑物，由于水化热积聚在内部不易散失，导致内部核心温度较高，内外温度差所引起的应力，可使混凝土产生裂缝，因此水化热对大体积混凝土是有害因素，在大体积混凝土中不宜采用水化热较高或放热较快的水泥。6-4水泥的水化可分为初始反应期、潜伏期、凝结期和硬化期。（1）初始反应期，水泥加水拌和后，未水化的水泥颗粒分散在水中，成为水泥浆体。（2）潜伏期，水泥颗粒的水化从其表面开始。水和水泥一接触，水泥颗粒表面的熟料矿物与水反应,形成相应的水化物并溶于水中。此种作用继续下去，使水泥颗粒周围的溶液很快达到水化产物的饱和或过饱和状态。由于各种水化产物的溶解度都很小，继续水化的产物以细分散状态的胶体颗粒析出，附在水泥颗粒表面,形成凝胶膜包裹层。在水化初期,水化物不多,包有水化物膜层的水泥颗粒之间还是分离着的,水泥浆具有可塑性。（3）凝结期，水泥颗粒不断水化，水化物膜层逐渐增厚，减缓了外部水分的渗入和水化物向外扩散的速度,使水化反应在一段时间变得缓慢。随着水化反应的不断深入，膜层内部的水化物不断向外突出，最终导致膜层破裂，水化又重新加速。水泥颗粒间的空隙逐渐缩小，而包有凝胶体的颗粒则逐渐接近,以致相互接触，接触点的增多形成了空间网状结构。凝聚结构的形成，使水泥浆开始失去可塑性,此为水泥的初凝,但这时还不具有强度。（4）硬化期，以上过程不断地进行，固态的水化物不断增多并填充颗粒间的空隙，毛细孔越来越少，结晶体和凝胶体互相贯穿形成的凝聚—结晶网状结构不断加强,结构逐渐紧密。水泥浆体完全失去可塑性，达到能担负一定荷载的强度。水泥表现为终凝,并开始进入硬化阶段。水泥进入硬化期以后，水化速度逐渐减慢，水化物随时间的增长而逐渐增加，扩展到毛细孔中，使结构更趋致密，强度相应提高。影响因素主要有：熟料矿物组成、石膏掺量、细度、温度和湿度、养护时间等。6-5水泥的主要性能指标包括细度、标准稠度用水量、凝结时间、安定性和强度。细度反映了水泥颗粒的粗细程度，对水泥的活性及水化速度有影响；标准稠度用水量对水泥的凝结时间、体积安定性等的测定值有较大的影响；凝结时间决定了水泥浆体从流动到失去塑性再到产生强度的过程，影响施工进度和工程质量；安定性是评价水泥在使用过程中是否会产生有害膨胀的指标，对结构的耐久性至关重要；强度则是评价水泥硬化后抵抗外力破坏的能力。6-6硅酸盐水泥的侵蚀类型主要包括软水侵蚀、盐类腐蚀、酸类腐蚀和强碱腐蚀。造成硅酸盐水泥的侵蚀的内因，首先是水泥石中存在有易被腐蚀的组分，即氢氧化钙和水化铝酸钙；其次是水泥石本身不密实，有很多毛细孔通道甚至是宏观裂缝，侵蚀性介质易通过该通道进入其内部。改善硅酸盐水泥抗侵蚀性能的措施主要有选择合适的水泥品种，提高水泥石的密实度，以及进行表面处理等方式。6-7强度发展方面：硅酸盐水泥早期强度发展快，而矿渣硅酸盐水泥早期强度较低，但后期强度增长较快；水化热方面：硅酸盐水泥水化热较高，矿渣硅酸盐水泥水化热较低；耐热性：矿渣硅酸盐水泥的耐热性优于硅酸盐水泥；适宜蒸汽养护方面：矿渣硅酸盐水泥更适宜蒸汽养护，因为其后期强度增长快。6-8与硅酸盐水泥相比，矿渣水泥具有水化热低、耐热性好、后期强度增长快、抗硫酸盐侵蚀能力强等特性，但早期强度较低，抗冻性较差。6-9在硅酸盐水泥的生产过程中，掺入适量的石膏主要是为了调节水泥的凝结时间，防止水泥过快地凝结，从而有利于混凝土的搅拌、运输和施工。石膏与水泥中的铝酸三钙（C3A）反应，生成难溶于水的钙矾石，这层钙矾石包裹在C3A粒子表面，减缓了C3A的进一步水化，从而延缓了水泥的凝结时间。然而，当硬化后的水泥石暴露在含有硫酸盐的环境介质中时，硫酸盐与水泥中的氢氧化钙等物质发生反应生成二水石膏等膨胀性产物，从而造成水泥石破坏。原因在于，硬化后的水泥石已经具有一定的结构强度，此时内部生成的石膏会产生体积膨胀，这种膨胀会对水泥石结构造成内应力，可能导致水泥石开裂和破坏。6-10在水泥混凝土中掺加混合材料的主要目的是改善混凝土的某些性能，例如提高抗渗性、耐久性，降低水化热，节约水泥用量等。常见的混合材料包括矿渣、粉煤灰、硅灰、火山灰等。6-11粉煤灰的三大效指的是形态效应、活性效应和微集料效应。形态效应，粉煤灰中含有大量的玻璃微珠，这些颗粒形态完整、表面光滑、质地致密。这种形态能够在混凝土中起到减水、致密和匀质的作用，改善拌合物的流变性质、初始结构以及硬化后的功能，尤其对于泵送混凝土，能起到良好的润滑作用。活性效应（火山灰效应）：粉煤灰中的活性氧化硅和活性氧化铝成分，在潮湿环境中与氢氧化钙等碱性物质发生化学反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等胶凝物质，从而增强粉煤灰制品和混凝土的结构，并堵塞混凝土中的毛细孔，提高混凝土的抗腐蚀能力。微集料效应：粉煤灰中的粒径较小的微珠和碎屑，在水泥石中相当于未水化的水泥颗粒，能够改善和增强混凝土及制品的结构强度，提高匀质性和致密性。这种效应既包含物理效应也包含化学效应，与粉煤灰的形态效应和活性效应相互关联，互为补充。6-12用磨细矿渣替代部分硅酸盐水泥，可改善混凝土的抗硫酸盐性的原因在于：（1）矿渣的二次水化反应消耗掉了部分一次水化反应生成的氢氧化钙，导致氢氧化钙含量的减少，减少了侵蚀的反应物；（2）矿渣二次水化反应生成的水化产物有助于提高混凝土抗渗性，从而防止了服役环境中有侵蚀性的硫酸根的渗入，从而提高了混凝土的抗硫酸盐性能。6-13见6.4.3。6-14用石灰石粉做辅助胶凝材料的优点有：（1）石灰石的分布广泛，原料的价格低廉，而且石灰石的硬度较低，易于粉磨；（2）石灰石粉取代水泥在降低造价成本，减小混凝土水化温升，降低单位体积用水量，提高资源利用率以及保护生态环境等方面有突出的作用；（3）超细石灰石粉具有减水增塑效果，可明显改善混凝土工作性能.掺入超细石灰石粉可以减少单位体积用水量，减少混凝土塑性收缩和干燥收缩，降低混凝土的开裂敏感性；（4）超细石灰石粉可以明显减小混凝土孔隙率，提高混凝土密实性；（5）超细石灰石粉掺加过多可能导致新拌混凝土产生较多的气泡。石灰石粉具有很低的需水性，主要是因为石灰石粉表面能很低，使粉体分散更均匀，也可以说填充效率高。第七章7-1两种砂子，如果细度模数相同，它们的级配不一定相同。7-2砂、石的有害物质主要指云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、氯化物、贝壳等成分。其中，云母呈薄片状，表面光滑，容易沿着解理面裂开，与水泥粘结不牢，会降低混凝土强度；粘土，淤泥多覆盖在砂的表面，妨碍水泥与砂的粘结，降低混凝土的强度和耐久性。硫酸盐，硫化物将对硬化的水泥凝胶体产生腐蚀；有机物通常是植物的腐烂产物，妨碍，延缓水泥的正常水化，降低混凝土强度；氯盐能引起混凝土中钢筋锈蚀，破坏钢筋与混凝土的粘结，使保护层混凝土开裂。7-3砂的级配用筛分析的方法进行测试，以级配区表示；粗骨料的级配也采用筛分法测定，以不同方孔筛的累计筛余进行了规定。7-4级配良好的砂石空隙率小，不同粒径的颗粒相互填充，使得大颗粒之间的空隙被中颗粒填充，中颗粒之间的空隙又被小颗粒填充。最终使得颗粒堆积后留下的总体积最小，结构最密实。级配良好的砂石，可使得新拌混凝土工作性好，硬化后的强度高、耐久性好。此外，由于对于胶凝材料的节约，可起到降低成本和碳排放的作用。7-5略。7-6粗集料中公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。集料最大粒径受结构形式和配筋疏密限制，石子粒径过大，对运输和搅拌都不方便，因此，要综合考虑集料最大粒径。7-7在相同的配合比时，碎石混凝土一般比卵石混凝土强度高，但流动性较低。卵石混凝土强度低一点，但流动性更好。7-8细骨料的粗细程度以细度模数表示，级配以累计筛余量表示的级配区来表示。7-9机制砂是以岩石、卵石、矿山废石和尾矿等为原料，经除土处理，由机械破碎、整形、筛分、粉控等工艺制成的，级配、粒形和石粉含量满足要求且粒径小于4.75mm的颗粒，但不包括软质、风化的颗粒。7-10骨料的四种含水状态，一般指的是干燥状态、气干状态，饱和面干状态和湿润状态。其中，骨料含水率等于或接近于零时称干燥状态；含水率和大气湿度相平衡时称气干状态；骨料表面干燥而内部孔隙含水达饱和时称饱和面干状态；骨料不仅内部充满水，而且表面还附有一层表面水时称湿润状态。7-11混凝土拌和及养护用水不得影响混凝土的和易性及凝结、不得有损于混凝土强度发展、不得降低混凝土的耐久性、不得加快钢筋腐蚀及导致预应力钢筋脆断、不得污染混凝土表面。7-12相较于中砂，如果使用细砂，相同流动性时混凝土用水量加大，强度降低，而且容易导致起砂、开裂；如果使用粗砂，相同配合比时混凝土更容易泌水，粘聚性差。7-13砂中的泥土包裹在颗粒表面，阻碍水泥凝胶体与砂粒之间的粘结，降低界面强度，降低混凝土强度，并增加混凝土的干缩，易产生开裂，影响混凝土耐久性。第八章8-1混凝土化学外加剂，简称混凝土外加剂，是指在拌制混凝土过程中掺入用以改善混凝土性能的物质。根据主要功能，混凝土外加剂可以分为：（1）改善混凝土拌合物流变性能的化学外加剂，包括减水剂、引气剂和泵送剂等；（2）调节混凝土凝结时间、硬化性能的化学外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂；（3）改善混凝土耐久性的化学外加剂，包括防冻剂、防水剂和阻锈剂等；（4）改善混凝土其他性能的化学外加剂，如加气剂、膨胀剂、着色剂等。8-2聚羧酸系减水剂被称为高性能减水剂，主要是因其具有以下优点：（1）减水效果更好，相同工作性条件下聚羧酸系减水剂能够更为明显的减少混凝土水灰比，从而提高混凝土的强度和耐久性；（2）工作性改善更为显著，聚羧酸系减水剂可显著提高流动性，使混凝土更易于施工和泵送；（3）更加环保，与传统的减水剂相比，聚羧酸系减水剂在生产过程中不使用甲醛，因此更环保。8-3水泥基材料的水化反应对减水剂分散与保持流动性的效率有极大影响，一方面水泥水化消耗用水量，另一方面，水化凝胶产物消耗减水剂，大量吸附自由水。8-4减水剂应用于混凝土的三种主要作用分别是：（1）改善混凝土施工工作性；（2）减少水灰比，提高混凝土的强度和耐久性；（3）节约水泥，减少混凝土初始缺陷。8-5典型减水剂的分子表达式分别是：（1）萘系高效减水剂、蒽系高效减水剂、蜜胺系高效减水剂等传统磺酸类高效减水剂，其分子结构特点是结构单元带磺酸基的线型分子结构，长链的单元结构为单环、双环、三环和杂环，通过亚甲基连接；（2）苯酚磺酸盐类、脂肪族磺酸盐类、芳香族氨基磺酸类减水剂等新型磺酸系减水剂，其分子结构为多枝链型线形分子结构；（3）高性能聚羧酸系减水剂，其分子为梳形侧链分子结构，主要通过不饱和单体的自由基聚合反应获得，其分子结构单元带有羧酸基或羧酸衍生物单体组成的结构单元。8-6减水剂分子吸附于水泥水化物表面，使水膜层增厚而增加颗粒的滚动润滑作用；由于减水剂属于阴离子表面活性剂，吸附作用使水泥颗粒表面带有相同负电荷，产生静电斥力作用，促使水泥颗粒进一步相互分开，水泥颗粒之间在初期形成的絮凝结构解体，因此释放游离水，增大了水泥拌合物的流动性。此外，由于水泥颗粒表面吸附减水剂分子，减水剂分子对水泥颗粒起包裹作用，隔离水分子的进一步渗入，抑制了内部结构水泥矿物继续水化，延长了水泥水化的诱导期；随着吸附在水泥颗粒表面的减水剂分子使溶剂化水膜增厚，一方面增加了颗粒之间的润滑性能，另一方面位阻作用增大了水泥颗粒与水接触弹性碰撞的机会，团聚凝结可能性降低，达到水泥－水体系的高度分散。梳形聚羧酸系减水剂主要通过在水泥颗粒或者水泥水化产物上吸附，产生空间位阻效应，对水泥颗粒同时起分散与保持分散的作用。8-7早强剂是能加速混凝土早期强度并对后期强度无显著影响的外加剂，主要用于预制混凝土、蒸养混凝土及常温和最低气温不低于-5℃条件下施工的混凝土工程。早强剂可单独使用，也可由早强剂与减水剂复合成早强减水剂来提高混凝土早期强度，从而兼具缩短施工周期，节约水泥，改善拌合物流动性的效果。8-8预拌混凝土用缓凝剂的主要特点包括能够延长混凝土的凝结时间，改善混凝土的工作性能，提高其可泵性和流动性。首先，缓凝剂中的有机成分能够吸附在水泥颗粒表面，形成一层稳定的吸附膜，从而阻碍水泥颗粒之间的相互作用。其次，缓凝剂能够降低水泥水化反应速率，延缓混凝土的凝结和硬化过程，为施工提供更为充裕的时间。此外，缓凝剂还可通过吸附、生成络盐、沉淀理论和控制氢氧化钙结晶生长等机理阻挡水分进入混凝土内部孔道，保持混凝土体系的稳定性。8-9高性能喷射混凝土除了能够更好保证工程开挖初期支护以及成为永久衬砌支护的质量，还能更好适应混凝土智能化的喷射设备，确保隧道施工过程中的安全性。高性能喷射混凝土的应用还能为透水道路碾压混凝土、3D打印建筑混凝土与喷涂砂浆装饰、UHPC结构修补等新材料的研发提供一定的理论基础。8-10混凝土膨胀剂的主要效果在于：（1）提高混凝土抗裂能力，减少并防止裂缝出现；（2）阻塞混凝土毛细孔渗水，提高混凝土抗渗等级；（3）使超长钢筋混凝土结构保持连续性，满足建筑设计要求；（4）有助于减少后浇带以加快工程进度，还可以防止后浇带处理不好引起结构渗水。8-11膨胀剂是一种在水泥凝结硬化过程中使混凝土（包括砂浆及水泥净浆）产生可控制的膨胀以减少收缩的外加剂。在水泥水化和硬化阶段，膨胀剂本身可产生膨胀，也可与水泥混凝土中其他成分反应产生膨胀。膨胀剂遇水会与水泥矿物组分发生化学反应，反应产物主要为导致体积膨胀效应的高硫型水化硫铝酸钙（即钙矾石）或氢氧化钙等。在钢筋和邻位约束下使结构中产生一定的预压应力从而防止或减少结构产生有害裂缝。同时，生成的反应产物晶体具有充填、堵塞毛细孔隙的作用，增强混凝土的密实性。8-12见8.3.5。8-13见8.3.6。8-14外加剂的复配要遵循3个基本原则分别是：（1）时效性原则，复配外加剂满足外加剂组分之间互溶性和与工程用水泥基材料相容性的要求，有针对性，先小试再下订单生产，避免浪费；（2）叠加效应原则，甲乙两种主要组分复配，其叠加作用提升产品应用效果；（3）高性价比原则，在混凝土强度发展正常增长并满足混凝土施工和混凝土工程应用的特殊指标要求条件下，尽量降低成本。8-15影响外加剂与水泥基材料相容性的因素主要有4个方面：（1）水泥方面，如水泥的矿物组成、含碱量、细度以及混合材料的性质等；（2）化学外加剂方面，如减水剂分子结构，极性基团种类，非极性基团种类，平均分子量及分子量分布、聚合度、杂质含量等；（3）砂石骨料的类型及品质方面，大城市面临着砂石料紧缺，因而混凝土用砂石的来源复杂，质量呈下降趋势，含泥量高、波动大等问题影响了减水剂的稳定减水效果；（4）混凝土施工的环境条件方面，如温湿度、运输距离等。第九章9-1传统混凝土的基本组成材料是水泥、砂石细骨料和水。这四大组分中，水泥和水形成的水泥浆体占比20-30%，砂石骨料占比70%左右。水泥浆在硬化前起润滑作用，使混凝土拌和物具有可塑性，在混凝土拌合物中，水泥浆填充砂子孔隙，包裹砂粒，形成砂浆，砂浆又填充石子孔隙，包裹石子颗粒，形成混凝土浆体；在混凝土硬化后，水泥浆则起胶结和填充作用。粗细骨料主要起骨架作用，传递应力，提高混凝土的体积稳定性。现代混凝土的第五和第六组分，分别是外加剂和矿物掺合料。其中外加剂是为改善混凝土性能在拌制混凝土过程中掺入的化学物质，掺量一般不大于水泥基材料质量的5%，通常可以起到改善混凝土的性质和施工条件，以及节省水泥、提高强度、缩短工期、加快模板周转等作用，进而达到降低成本、节约资源能源的效果；矿物掺合料是指在配制混凝土时加入的能改善新拌混凝土和硬化混凝土性能的无机矿物细粉。通常矿物掺合料掺量大于水泥用量的5%，细度与水泥细度相同或比水泥更细。9-2可泵性是反映混凝土拌和物采用泵送施工时被压送的难易程度的特性。可泵性可用坍落度值和相对压力泌水率两个指标来评定。9-3和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并获得质量均匀、成型密实的混凝土性能。作为一项综合的技术性质，和易性包括流动性、粘聚性和保水性等三方面的内容。混凝土和易性可采用坍落度法和维勃稠度法进行测定。9-4碎石比河卵石粗糙、棱角多，内摩擦阻力大，因而在水泥浆量和水灰比相同条件下，流动性与压实性要差些；石子最大粒径较大时，需要包裹的水泥浆少，流动性要好些，但稳定性较差，即容易离析；细砂的表面积大，拌制同样流动性的混凝土拌合物需要较多水泥浆或砂浆。所以采用最大粒径稍小、粒形好（片针状、非常不规则的颗粒少）、级配好的粗骨料；细度模数偏大的中粗砂、砂率稍高、水泥浆体量较多的拌和物，其工作度的综合指标较好9-5粉煤灰在混凝土中的作用：（1）提高混凝土流动性，降低混凝土用水量；（2）参与二次水化反应，提高混凝土的后期强度；（3）颗粒小，起到填充作用，提高混凝土的密实度，从而提高混凝土抗渗性；（4）降低混凝土早期温升，抑制开裂；（5）减少混凝土Ca(OH)2含量，提高抗腐蚀性；（6）掺量大时，可以抑制碱骨料病害；（7）降低Cl-渗透能力，提高混凝土的护筋性。9-6水泥用量过大，混凝土干缩较大，且水化热较大，易导致混凝土的开裂。同时浪费水泥，提高工程成本。9-7在水泥浆用量一定的条件下，当砂率过小时砂浆数量不足以填满石子的空隙体积或甚少富余，在此情况下，石子接触点处的砂浆太少，混合料的流动性很小。当砂率过大时，集料的总表面积及空隙率增大，耗用于包裹细集料表面的水泥砂浆数量增多，砂粒接触点处的水泥浆不足，甚至水泥浆不足以包裹所有砂粒，使砂浆干涩，混合料的流动性随之变差。9-8当混凝土搅拌站将原使用的砂的细度模数从2.5改为2.1后，砂的粒径变得更细。细度模数较低的砂（细度模数为2.1）比表面积更大，这意味着它需要更多的水泥浆来达到相同的流动性。由于原混凝土配比没有改变，水泥浆的数量没有增加，因此新拌混凝土的坍落度会明显变小。此外，细砂会吸附更多的水分，减少了用于流动的自由水，这也会导致坍落度减小。所以，如果混凝土搅拌站改用细度模数较低的砂，通常需要调整混凝土配比，增加水泥浆用量或调整外加剂用量，以保持所需的工作性。9-9影响混凝土强度的因素：（1）水泥强度和水胶比。在水胶比不变的前提下，水泥强度等级越高，混凝土强度越高；在用同一水泥的前提下，并且保证混凝土密实成型，水胶比越小，强度越高。（2）矿物掺合料和化学外加剂。掺入减水剂，可以降低水胶比，从而提高混凝土强度；矿物掺合料在常温下能与水泥浆中的氢氧化钙发生反应，产生大量的水化硅酸钙，使基体和界面过渡区的孔隙率显著降低，从而提高混凝土的长期强度。（3）养护温度和湿度。温度和湿度对混凝土强度的影响是通过影响水泥的水化凝结硬化来实现的，温度适宜、湿度较高时，强度发展较快，反之，不利于混凝土强度的发展。（4）骨料。采用适宜的较大粒径的、级配较好且干净的碎石和砂石，可降低水灰比，提高界面粘结强度，因而混凝土的强度较高。（5）龄期。养护时间越长，水化越彻底，孔隙率越小，混凝土强度越高。（6）施工方法。主要指搅拌、振捣成型工艺，机械搅拌和振捣密实作用强烈时混凝土强度较高。提高混凝土强度的措施：（1）选用高等级水泥。（2）降低水胶比。（3）掺用优质的混凝土化学外加剂和矿物掺合料。（4）加强养护的温度和湿度，使用热处理，蒸汽养护和蒸压养护。（5）采用粒径较大、级配较好、粒型较好且干净的骨料。（6）延长养护龄期。养护时间越长，水化程度越高，孔隙率越小，混凝土强度越高。（7）采用高效的机械搅拌和振捣，提高混凝土匀质性。9-10混凝土在干燥条件下，由于水化过程不能充分进行，混凝土内毛细孔隙的含量较高，因而收缩值较大；当在潮湿条件下养护时，水分较充分，毛细孔隙的数量相对较少，因而干缩值较小；混凝土在水中养护时，毛细孔隙内的水面不会弯曲，不会引起毛细压力，因而混凝土不会产生收缩，且凝胶表面吸附水，增大了凝胶颗粒间的距离，使得混凝土在水中几乎不产生收缩。但将水中养护的混凝土放置空气时，混凝土也会产生干缩，不过干缩值小于一直处于空气中养护的混凝土。9-11混凝土耐久性是指混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全正常使用的能力。包括抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性、抗碱集料反应、抗氯离子渗透等方面。影响混凝土耐久性的关键因素是混凝土的密实度，而影响混凝土密实度的关键因素是水胶比。提高混凝土耐久性的措施：（1）减少拌和水及胶凝材料浆体的用量。（2）选择合理的胶凝材料体系。（3）降低水胶比。（4）合理选用水泥品种。（5）合理使用引气剂、减水剂等化学外加剂。（6）控制混凝土总碱含量和氯离子含量。（7）加强混凝土质量的生产控制。（8）不宜追求高强度，尤其是高早强。（9）应该注意控制混凝土拌和物的浇注温度。9-12（1）假设水泥用量为X，则有X解得：X=270.6kg，所以水泥质量为270.6kg，砂子质量为270.6×2.6=703.6kg，石子质量为270.6×4.6=1244.8kg，水质量为270.6×0.6=162.4kg。（2）假设水泥用量为X，1.05X+2.6X+4.6X+0.6•1.05X=2390kg。求得X=269.1kg。则水泥用量为1.05×269.1=282.6kg，砂子为2.6×269.1=699.7kg，石子为4.6×269.1=1237.9kg，水为269.1×0.63=169.5kg。9-13相比于普通混凝土，高性能混凝土具有以下优点：（1）高耐久性；（2）高工作性；（3）高体积稳定性；（4）高强度。9-14高性能混凝土掺加矿物细粉掺和料，其主要功能和作用体现在：（1）填充效应；（2）流化效应；（3）增强效应；（4）耐久性效应9-15在高性能混凝土的制备过程中通过掺入一些特殊的物质，例如粉煤灰、引气剂等材料，可以帮助混凝土形成更紧密的孔隙结构，从而提高混凝土的抗渗性、抗冻融性和抗化学腐蚀性等，能有效地抵抗硫酸盐、氯离子等有害介质的侵蚀，从而提供更长的使用寿命。例如掺用引气剂的高性能混凝土，引气剂的引入让微小气泡切断了许多毛细孔的通道，减少了水分的渗透，但其含量宜控制在3％~5％；在胶凝材料体系中掺用30%粉煤灰会有效减少混凝土的吸水性，主要原因是优质粉煤灰能发挥其形态效应、微集料效应和活性效应，提高了混凝土的密实度，细化了孔隙，能够有效提高耐久性。第十章10-1建筑领域中常见的智能材料有：（1）自感应材料；（2）自调节材料；（3）自修复材料。10-2智能混凝土主要有：（1）自感应混凝土，在混凝土中掺入复合材料，可以判断混凝土结构内部所发生的变化，可应用于混凝土裂缝的检测、损伤定位等；（2）自调节混凝土，可以根据外部环境变化或内部状态调整自身性能；（3）自修复混凝土，具有感知和修复性能作用，能够模仿生物机体受创伤后的再生、恢复机理采用修复胶粘剂和混凝土材料相复合的方法，对材料损伤破坏具有自修复和再生功能。10-3建筑领域中常见的导电材料主要有：（1）碳系导电填料，如炭黑、石墨、碳纤维等；（2）金属与金属衍生物导电填料，如钢纤维、钢渣等。10-4形状记忆合金与混凝土结合制成智能混凝土，主要是通过将SMA材料埋入受拉区，当结构出现一定程度的裂缝破坏时，对SMA材料加以激励（通电加热），通过SMA材料自身特性，加热时会产生收缩，使其结构的裂缝得到修复，这样就使得其混凝土结构具有了自诊断、自修复的功能。10-5相变材料是指利用相变过程中吸收或释放的热量来进行潜热储能的物质。相变材料应满足以下几个特点：（1）相变潜热高，相变材料相变过程中能够吸收和释放较多的热量；（2）合适的相变温度，满足居住舒适度的要求；（3）无毒、无腐蚀、绿色健康；（4）导热系数大，比热容大，相变材料利用率高；（5）制造方便，成本低。10-6水泥基材料的自修复方法分为两类：自然愈合与工程愈合。自然愈合是指未水化水泥熟料的继续水化和碳化作用在裂缝中形成碳酸钙完成愈合。工程愈合可分为自动愈合（粉煤灰的火山灰效应、特殊矿物材料和渗透结晶自愈合等）与主动修复（微胶囊自修复、玻璃纤维管自修复、微生物自修复等）。10-7中空纤维自修复技术的优点：（1）中空纤维的排布可以与结构纤维相匹配；（2）可以按堆积规律排布，以应对可能的失效威胁；（3）可以根据不同的操作需要应用不同的修复剂；（4）可以用不同的激化方法处理树脂；（5）由纤维通道，潜在地可以有大量的液体树脂用于修复裂纹。中空纤维自修复技术尚存以下缺点：(1)纤维必须破裂以释放修复剂；(2)为了方便纤维渗流，必须使用低粘度的树脂；(3)修复剂必须作为一种附加的处理方法被注入；(4)如果用在碳纤维混合的复合材料中，玻璃纤维的热膨胀系数会不匹配。10-8略第十一章11-1防辐射混凝土是指干表观密度不小于2800kg/m3用于防护和屏蔽核辐射的混凝土。防辐射混凝土根据骨料种类可分为重晶石防辐射混凝土（WZ）、铁矿石防辐射混凝土（WT）和复合骨料防辐射混凝土（WF）。其中，重晶石防辐射混凝土和铁矿石防辐射混凝土分别是以重晶石和铁矿石作为粗、细骨料配制的防辐射混凝土，而复合骨料防辐射混凝土是以重晶石、铁矿石、石灰石、铁质骨料、铅质骨料等两种或两种以上类别作为骨料配制的防辐射混凝土。防辐射混凝土主要应用于医院CT室防辐射墙体、核反应堆的外壳、粒子加速器、放射性同位素设备的维护、核废料的固化处理等。11-2X和γ射线与物质的相互作用方式为：光电效应、康普顿效应、电子对效应。中子射线与物质的相互作用方式为：吸收和散射。11-3用于屏蔽X射线和γ射线的材料应该选择原子序数高或者密度较大的物质。X射线屏蔽材料通常有铅及其氧化物、防辐射混凝土等，γ射线屏蔽材料通常有铅、钨、铁及其合金、防辐射混凝土等。屏蔽中子射线所选择的材料需保持一定的含水量和轻元素，通常有铁、铅板、石蜡、聚乙烯、碳化硼、防辐射混凝土等。11-4（1）钡水泥：具有表观密度大、早期强度高、干缩小、抗冻性强的特点，但是其煅烧温度较高，且热稳定性差，100℃时水化结构会受到破坏，因此只适用于低温环境。主要用于制作放射性同位素的防护设施，如防护墙、贮源室、活动防护屏等，以及原子反应堆外壳低温部位，不宜用作受热的辐射防护墙。（2）高铝水泥：具有早期强度高、结晶水含量高、耐高温、耐腐蚀的特点，但是其水化热较高，耐碱性差，后期强度会产生倒缩。主要用于工期紧急的工程，如堤防、道路和特殊抢修工程等，也可用于冬季施工以及要求早强等特殊需要的工程。（3）含硼水泥：具有早期强度高、抗冻性好、抗渗性好、热稳定性好、结晶水含量较高的特点。含硼水泥中有一定量的氧化硼和较多的化学结合水，适用于快中子和热中子防护的屏蔽工程，如核反应堆、粒子加速器和中子应用实验室的生物屏蔽，以及防原子辐射的国防工程等。11-5常用防辐射混凝土天然骨料主要有：（1）重晶石，采用重晶石作为原料制备的防辐射混凝土，能有效的吸收X、γ射线，减少其外泄及对人体的伤害。但是重晶石所含石粉含量较高，混凝土坍落度值损失较普通混凝土大。（2）蛇纹石，以蛇纹石作为骨料制成的混凝土具有较高的耐久性和抗压性能，蛇纹石混凝土含水量较高且在高温下具有较好的保水能力，被认为适用于中子射线辐射屏蔽。（3）褐铁矿，褐铁矿的密度较高、结晶水含量丰富，随着褐铁矿骨料用量的增大，不仅能提高防辐射混凝土的密度，还能提高氢元素含量，褐铁矿作为粗细骨料制备的防辐射混凝土具有较好的中子射线屏蔽性能。11-6防辐射添加剂是掺入混凝土中，用以增强材料或产品对辐射（如电磁辐射、射线）的屏蔽能力，减少辐射对人体或环境造成影响的一种外加剂。举例：含硼元素的氧化硼、硼酸、碳化硼和硼铁等，含锂元素的氟化锂、溴化锂、氢氧化锂等。11-7屏蔽X射线和γ射线时防辐射混凝土所用原材料的密度要高，而屏蔽中子射线时所选材料要保持一定的轻元素（主要是化学结合水）来保证屏蔽能力。根据射线屏蔽对象，可适当选择重晶石、磁铁矿、褐铁矿等作为骨料，硅酸盐水泥或高铝水泥、钡水泥等特种水泥作为胶凝材料，使用粒化高炉矿渣粉、粉煤灰等作为掺合料，掺入含硼、锂、铬等的防辐射添加剂，以及减水剂等外加剂，进行配合比设计。11-8与普通混凝土相比，防辐射混凝土密度较大，且多为大体积混凝土，施工难度要更大，主要表现在：（1）骨料与浆体间密度差异大，施工的时候骨料易发生沉降，导致均匀性和密实性较差。（2）防辐射混凝土多为大体积混凝土，易发生开裂，而裂缝会造成混凝土防辐射能力的降低，其对密实度和裂缝要求较高。（3）防辐射混凝土的容重较高，不利于泵送。11-9根据GB/T50557-2010中规定，重晶石防辐射混凝土振捣浇筑要求具体如下：（1）重晶石防辐射混凝土竖向构件应分层浇筑，每层高度不应大于500mm；浇筑重晶石防辐射混凝土水平构件时，宜采用斜面分层连续浇捣。分层浇筑时，上层与下层的浇筑间歇时间不得超过混凝土的初凝时间。（2）重晶石防辐射混凝土的振捣应采用插入式振捣器。振捣泵送重晶石防辐射混凝土时，振动棒移动间距宜为400mm，振捣时间宜控制在15s~25s，且宜以表面出现浮浆为准。分层振捣时，振动棒应插入下层50mm。重晶石防辐射混凝结构板面除应采用插入式振捣器振捣外，尚应采用平板式振捣器配合振捣密实。（3）施工缝处继续浇筑重晶石防辐射混凝土时，已浇筑重晶石防辐射混凝土的抗压强度不应小于1.2MPa。施工前应对结合层重度凿毛、清洗，并应提前24h用水湿润。水平施工缝宜先铺设10mm~15mm同重晶石防辐射混凝土配合比的重晶石砂浆再浇捣后续重晶石防辐射混凝土。（4）重晶石防辐射混凝土入模温度宜控制在5℃~25℃。当遇到炎热、低温、大风或雨雪天气时，应采取保证混凝土浇筑质量符合设计和国家现行有关标准要求的技术措施。11-10防辐射混凝土在养护过程的主要注意事项有：（1）根据施工现场条件和环境气候影响因素，混凝土的养护可采用覆盖麻袋片洒水养护的方法，也可采用涂刷养护剂的方法，但养护时间需满足要求。（2）混凝土浇筑完毕，待其收水后，可在顶板的表面覆盖塑料薄膜，并保障浇水养护≥14d；可采用湿布覆盖，经常洒水湿润，防止散热过快。（3）重晶石混凝土在7d内保证混凝土的养护温度≥10℃，相对湿度>90%。（4）严格控制模板的拆除时间和拆除方式，严禁过早拆除模板以及采用非正当的方式拆除模板。（5）在养护期间，要始终保持混凝土表面湿润并且要将混凝土内外温差控制在规定要求范围内。当混凝土内部与环境温度差接近内部与表面温差控制值时，就可以全部撤掉保温材料，正常洒水养护。第十二章12-1装配式建筑是指用工厂生产的预制构件在现场装配而成的建筑，是工业化建筑的重要组成部分。按照国家标准《装配式混凝土建筑技术标准》（GB/T51231-2016）的定义，装配式建筑由结构系统、外围护系统、设备与管线系统以及内装系统四个系统组成。按主体结构材料分，可以分为装配式混凝土建筑、装配式钢结构建筑、装配式木结构建筑、装配式轻钢结构建筑和装配式复合材料建筑等。