建筑工程材料（第三版）课件 单元4-6 混凝土、建筑砂浆、建筑用钢及其他金属材料

建筑工程材料2绪论单元一建筑材料的基本性质单元二气硬性无机胶凝材料单元三水泥单元四混凝土单元五建筑砂浆单元六建筑用钢及其他金属材料单元七墙体材料单元八建筑塑料与胶粘剂单元九建筑功能材料单元十装饰材料建筑材料检测2目录13542

通过本章的学习：1掌握混凝土组成材料技术要求及选用。2掌握混凝土技术性质及检测、调整方法。3

熟练普通混凝土的配合比设计方法。4了解混凝土外加剂的种类及工程应用；了解其他混凝土种类及工程应用。教学目标4.1混凝土概述4.2普通混凝土的组成材料4.3新拌混凝土的和易性4.4硬化混凝土的强度、耐久性4.5普通混凝土的配合比设计6本章内容4.6其它种类混凝土单元四混凝土3浇筑中的混凝土44.1混凝土概述单元四混凝土感知到的硬化后的混凝土54.1混凝土概述单元四混凝土1.普通混凝土ordinaryconcrete干表观密度为2000kg/m3～2800kg/m3的混凝土2.干硬性混凝土

stiffconcrete拌合物坍落度小于10mm且须用维勃稠度(s)表示其稠度的混凝土3.塑性混凝土

plasticconcrete拌合物坍落度为10mm～90mm的混凝土4.流动性混凝土flowingconcrete拌合物坍落度为100mm～150mm的混凝土5.大流动性混凝土highflowingconcrete拌合物坍落度不低于160mm的混凝土6.抗渗混凝土impermeableconcrete抗渗等级不低于P6的混凝土7.抗冻混凝土Frost-resistantconcrete抗冻等级不低于F50的混凝土规范术语

《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)中术语64.1混凝土概述单元四混凝土规范术语8.高强混凝土

highstrengthconcrete强度等级不低于C60的混凝土9.泵送混凝土pumpedconcrete可在施工现场通过压力泵及输送管道进行浇筑的混凝土10.大体积混凝土massconcrete体积较大、由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝的结构砼11.胶凝材料binder混凝土中水泥和活性矿物掺合料的总称12.水胶比water-binderratic混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。13.矿物掺合料掺量

percentageofmineraladmixture混凝土中矿物掺合料用量占胶凝材料用量的质量百分比。14.外加剂掺量

percentageofchemicaladmixture

混凝土中外加剂用量相对于胶凝材料用量的质量百分比。

《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)中术语4.1混凝土概述

按胶凝材料分

水泥混凝土石膏混凝土

沥青混凝土水玻璃混凝土纤维混凝土聚合物混凝土按用途分结构混凝土装饰混凝土防水混凝土耐热混凝土按表观密度分重混凝土普通混凝土(

0=2400Kg/m3)轻混凝土

按施工工艺分

泵送混凝土喷射混凝土真空脱水混凝土热拌混凝土按强度等级分

普通混凝土：C15-C100高强混凝土：C100-120超高强混凝土：大于C120单元四混凝土7混凝土分类

按生产地点不同分

预拌混凝土（商品混凝土）

现场拌制混凝土

常规品A特制品B高强混凝土（H）自密实混凝土（S）纤维混凝土（F）轻骨料混凝土（L）重混凝土（W）

优点

1成本较低

2可塑性好

3抗压强度高

4耐久性好

5与钢筋共同工作性好（钢筋混凝土是建筑主要承重材料）4.1混凝土概述单元四混凝土缺点1自重大

2抗拉强度低、脆性材料3养护时间长：龄期28天混凝土特点重要名称——钢筋混凝土4.1混凝土概述单元四混凝土9梁的破坏裂缝形态承重梁柱柱重要名称——钢筋混凝土4.1混凝土概述单元四混凝土10混凝土中钢筋的种类4.1混凝土概述单元四混凝土问题思考硬化前浇筑不密实硬化后强度低硬化前、硬化后都有施工技术标准4.2普通混凝土的组成材料基本组分水水泥石子砂子单元四混凝土12各组成材料作

石子--骨架作用砂子--填充作用

水泥浆（水+水泥）

--润滑与粘结作用(骨料界面)

孔隙--影响强度及耐久性

混凝土结构组成4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土131.粘接强度影响混凝土强度2.气孔越多，混凝土强度越低一、水泥1.水泥品种选择见第三单元。4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土142.水泥强度等级的选择：混凝土强度较低时，水泥强度是混凝土的1.5～2倍。

混凝土强度较高时，水泥强度是混凝土的0.9～1.5倍。1.分类:按形成条件分：二、砂粒径小于4.75mm的岩石颗粒。4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土天然砂（来源）人工砂：机制砂混合砂：以上两种混合河砂

海砂

山砂15

河砂海砂山砂二、砂4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土16二、砂2.砂中的有害物质限制4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土依据《建筑用砂》（GB/T14684-2022）17另外，砂的坚固性、压碎指标、片状颗粒含量、放射性等规范也有详细规定。二、砂

3.颗粒级配与砂的粗细

颗粒级配指不同粒径的砂搭配组合情况。见《材料检测》6、7动画视频。最佳级配孔隙率较小；总表面积较低4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土18粒級数少空隙率高，水泥用量多。粒級数多总表面积大，强度较低。二、砂

3.颗粒级配与砂的粗细

混凝土用砂应符合Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区的颗粒级配要求。详见《材料检测》7。4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土19砂的分类天然砂机制砂、混合砂级配区1区2区3区1区2区3区方筛孔尺寸/mm累计筛余/%4.7510〜010〜010〜05〜05〜05〜02.3635〜525〜015〜035〜525〜015〜01.1865〜3550〜1025〜065〜3550〜1025〜00.6085〜7170〜4140〜1685〜7170〜4140〜160.3095〜8092〜7085〜5595〜8092〜7085〜550.15100〜90100〜90100〜9097〜8594〜8094〜75累计筛余分计筛余方筛孔尺寸/mm4.752.361.180.600.300.15筛底分计筛余/%0〜1010〜1510〜2520〜3120〜305〜150〜20”对于机制砂,4.75mm筛的分计筛余不应大于5%。b对于MB>1.4的机制砂,0.15mm筛和筛底的分计筛余之和不应大于25%。c对于天然砂，筛底的分计筛余不应大于10%。二、砂

3.颗粒级配与砂的粗细

4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土砂的粗细用细度模数（Mx）表示，根据下式计算：粗砂Mx=3.1～3.7中砂Mx=3.0～2.3细砂Mx=2.2～1.6砂的规格20二、砂4.含水率干燥状态气干状态饱和面干状态：不吸附混凝土中拌和水、也不带入多余自由水湿润状态水界面砂粒4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土21三、石子

粒径4.75~40mm的岩石颗粒。22

碎石：由天然岩石经机械

破碎、筛分制成。

卵石：分为河卵石、海卵

石、山卵石。

1.种类：按表面形态分为碎石和卵石。4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土开采碎石碎石23卵石碎石混凝土骨料之间咬合力、摩阻力大，强度高；卵石混凝土流动性较好三、石子

4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土2.有害杂质(含泥量、针片状颗粒含量等)依据《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685-2022）24三、石子

4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土3.颗粒级配25三、石子

4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土4.最大粒径

根据《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2015规定最大粒径：

1.不得超过结构截面最小尺寸的1/4，

2.不得大于钢筋间最小净距的3/4；

3.不宜超过板厚的1/2，且不超过50mm；

4.泵送混凝土，骨料最大粒径与输送管内径之比，碎石不大于1：3，卵石不大于1：2.5。26三、石子

4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土5.强度和坚固性￭强度(抗压强度、压碎指标)￭坚固性（硫酸钠溶液法测损失值）压碎指标测定仪27检测方法见《材料检测》19动画视频三、石子

4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土

具体按《混凝土用水标准》（JGJ63-2006）规定使用。28

饮用水、清洁的天然水，都可拌制和养护混凝土。海水、工业废水慎用。四、水

4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土12345改善混凝土流动性外加剂调节混凝土凝结硬化性能的外加剂调节混凝土含气量外加剂改善混凝土耐久性外加剂提供混凝土特殊性能的外加剂1.外加剂分类（按功能命名）4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土减水剂、引气剂、泵送剂等。缓凝剂、速凝剂、早强剂等。有引气剂、加气剂、泡沫剂等。有防水剂、阻锈剂、抗冻剂等。防冻剂、膨胀剂、着色剂、泵送剂等29五、外加剂

304.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土五、外加剂

31五、外加剂

4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土32五、外加剂

4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土2.常用的外加剂品种减水剂减水剂是在混凝土坍落度相同条件下能减少拌和水量的外加剂。

减水剂为表面活性剂，其分子由亲水基和憎水基两个部分组成。水泥絮凝结构减水剂静电斥力效应水泥絮凝结构分散、自由水放出1）减水剂的作用机理33五、外加剂

4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土2）减水剂作用效果

①用水量相同情况下，提高流动性。②在保持流动性情况下，减少用水量，提高混凝土的强度。③在保持强度情况下，减少水泥用量。

3）减水剂类型1、普通减水剂⑴木质素磺酸盐系：减水率10%，掺量0.25%。⑵腐植酸：减水率6～8%，掺量0.2～0.35%。2、高效减水剂⑴多环芳香族磺酸盐系：又称萘系，掺量0.5～1.0%,减水率10～20%。⑵水溶性树脂系：如三聚氰胺树脂、古玛隆树脂等。掺量0.5～2.0%，减水率15～30%，砼强度提高20～30%，其他性能的提高也优于其它外加剂。34五、外加剂

4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土早强剂：是指能加速混凝土早期强度的外加剂。早强剂多为电解质盐类。1）主要功能早期强度明显提高。2）主要作用机理与水泥起化学反应，加速水化产物的早期结晶和沉淀。3）主要用途

有早强要求、防冻要求、低温、负温施工的混凝土。①氯化钙（CaCl2）：掺量0.5～3%。Cl-离子对钢筋有腐蚀作用，钢筋混凝土中掺量1%以内。混凝土3天强度提高50～100%，7天提高20～40%。②硫酸盐类早强剂：常用的为硫酸钠（Na2SO4）早强剂，掺量0.5～2.0%；早强效果不及CaCl2。潮湿环境中的钢筋混凝土掺量不得大于1.5%。超掺可导致混凝土膨胀开裂；混凝土表面起“白霜”，影响外观。③三乙醇胺（C6H15O3N）早强剂：有免于钢筋生锈，掺量0.02～0.05%。早强效果不及CaCl2。④复合早强剂：为了发挥各自特点，通常将三乙醇胺、硫酸钠、氯化钙、氯化钠、石膏及其他外加剂组成复合早强剂，可产生超叠加作用。4）主要品种35五、外加剂

4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土引气剂：指在混凝土和砂浆中能引入大量均匀、稳定封闭微小气泡的外加剂。1）作用机理

引气剂作用于气--液界面，使表面张力下降，从而形成稳定的封闭气孔。2）主要功能①改善砼和易性。每增加1%含气量可减少用水量6%～10%。②提高砼耐久性。3）应用注意事项每增加1%含气量，抗压强度下降5%左右，抗折强度下降2%～3%。工程上常用复合引气减水剂。常用的为松香热聚树脂和松香皂两种。

掺量0.005～0.01%。超掺将严重降低砼强度。采用高频振捣时，掺量可适当提高。4）常用类型36五、外加剂

4.2普通混凝土的组成材料单元四混凝土4.3新拌混凝土的和易性1.和易性概念

和易性又称工作性，指混凝土拌合物在搅拌、运输、浇筑、振捣施工环节，易于流动，且均匀、密实填充的性能。2.和易性包括内容单元四混凝土流动性

产生流动的能力粘聚性

粘附、聚合的能力保水性

水分均匀存在能力37单元四混凝土4.3新拌混凝土的和易性

3.和易性测评38流动性测定方法使用条件代表值（单位）塌落度法粗骨料最大粒径≤40㎜，塌落度≥10㎜。

混凝土拌合物塌落高度数值（mm）。扩展度法粗骨料最大粒径≤40㎜，塌落度≥160㎜；泵送高强混凝土和自密实混凝土。

混凝土拌合物展开扩展面的最大直径与其相垂直方向直径之差值（mm）。维勃稠度法粗骨料最大粒径≤40㎜，塌落度<10㎜；维勃稠度时间5s~30s。

混凝土拌合物在震动外力作用下与面板全部接触所需的时间（s）

混凝土流动性测定方法列比表4.3新拌混凝土的和易性单元四混凝土单元四混凝土4.3新拌混凝土的和易性

3.和易性测评39坍落度等级坍落度(mm)拓展度等级拓展直径(mm）维勃稠度等级维勃稠度时间（s）S110～40F1≤340V0≥31S250～90F2350～410V131～21S3100～150F3420～480V220～11S4160～210F4490～550V310～6S5≥220F5560～620V46～3

F6≥630

混凝土拌合物的坍落度、拓展度、维勃稠度等级划分4.3新拌混凝土的和易性单元四混凝土单元四混凝土4.3新拌混凝土的和易性4.3新拌混凝土的和易性单元四混凝土40单元四混凝土4.3新拌混凝土的和易性

通常用坍落度法见《材料检测》10、11动画视频部分

3.和易性测评

捣棒料斗坍落度桶坍落度值测定4.3新拌混凝土的和易性单元四混凝土41单元四混凝土4.3新拌混凝土的和易性施工现场混凝土和易性检测（塌落度法）4.4硬化混凝土的强度、耐久性标准试件150×150×150mm养护条件20±2℃，

相对湿度95%以上养护时间28d（加水开始计时）测定强度抗压强度（fcu、k）单元四混凝土42施工现场砼试块留置1.混凝土立方体抗压强度抗压强度测定43混凝土立方体抗压强度试验见《材料检测》12动画视频部分。1.混凝土立方体抗压强度4.4硬化混凝土的强度、耐久性单元四混凝土确定依据：依据混凝土立方体抗压强度标准值（95％保证率）确定。

2.混凝土强度等级普通混凝土强度等级划分：

C15

C20

C25

C30

C35

C40

C45

C50

C55

C60

C65

C70

C75

C80

“C”混凝土强度等级代表符号，数据表示混凝土立方体抗压强度标准值，单位是Μpa。444.4硬化混凝土的强度、耐久性单元四混凝土影响混凝土强度的因素

¤

胶凝材料强度和水胶比

¤

骨料特征

¤

养护条件

¤

龄期

3d达40%;7d达60%;14d达80%；28d达100%

¤

试验条件提高混凝土强度的措施¤选用适宜环境的水泥品种¤增加胶凝材料用量、降低水胶比¤采用最佳砂率：符合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区。¤掺入外加剂¤提高施工质量45

2.混凝土强度等级4.4硬化混凝土的强度、耐久性单元四混凝土464.4硬化混凝土的强度、耐久性单元四混凝土474.4硬化混凝土的强度、耐久性单元四混凝土单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计4849混凝土组成材料代表符号（以英文第一个字母作为缩写代表）50水泥

cement砂子sand石子Gravel水water.单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计

混凝土配合比

是指混凝土中各组成材料（水泥、水、砂、

石）用量之间的比例关系。

混凝土配合比设计是指确定混凝土中水泥、砂、石、水等各组成材料最佳比例的过程。51单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计一、混凝土配合比表示方法

1.砼单位体积用量表示法

以1㎡混凝土中各种材料的用量（kg）表示。

如：某混凝土梁，1㎡使用

水泥mc

=300

kg砂ms

=720

kg石子mg

=1200kg水mw

=180

kg2.相对水泥用量表示法

以水泥量为基数1，其他相对于水泥质量比表示。

水泥∶砂∶石=

mc∶ms∶mg

=1∶2.4∶4

水灰比=

=

=

0.60

按“水泥：细集料：粗集料；水灰比”的顺序排列表示52单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计二、配合比设计的基本要求

1.满足和易性要求（硬化前性能）

2.满足强度要求（硬化后性能）

3.满足耐久性要求（使用过程中性能）

4.满足经济的要求（节约水泥，降低成本）53单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计三、配合比设计的资料准备1.砼性能要求（图纸、规范）：例，强度等级、坍落度值等。2.工程特点（图纸）：如构件几何尺寸、钢筋疏密。3.混凝土构件环境条件（图纸、地质资料）：如冻融状况等。4.原材料购买情况：包括水泥品种、强度等级；砂的种类、

细度模数、含水率；石子种类、含水率；外加剂种类等。5.施工工艺：浇筑振捣的方法等。54单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计55设计过程基准配合比实验室配合比施工配合比初步配合比计算配合比满足和易性要求满足强度要求符合现场砂、石实际含水率开始单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计四、混凝土配合比设计过程

（四个过程）

单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计

计算依据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55—2011）56§1.计算混凝土配制强度（fcu,0）式中fcu,0

—

砼配制强度（考虑施工人为等因素造成砼强度降低），MPa；

fcu,k

—

砼强度等级（设计强度），MPa；

σ

—

砼强度标准差（经验系数），MPa；若无统计资料按表1取值。（一）计算“初步配合比”（6小步骤）1）当砼强度小于C60时按下式计算：

fcu,0≥fcu,k+1.645σ表1混凝土强度等级≤C20C25～C45C50～C55σ（MPa）4.05.06.0强度标准差σ值2）当砼强度不小于C60时，按下式计算：

fcu,0≥1.15fcu,k单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计§

2.计算初步水胶比（W/B）（水泥砼为W/C）

1）计算水灰比（满足强度要求）式中

W/B—混凝土水胶比（水泥砼为W/C）

αaαb—回归系数，查表2

fcu,0—混凝土配制强度(MPa)

fb—胶凝材料强度（MPa）粗骨料品种/系数碎石卵石αa0.530.49αb0.200.13回归系数aa、ab选用表58表2单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计（一）计算“初步配合比”（6小步骤）式中：

yf、ys

—粉煤灰、粒化高炉矿渣粉影响系数，可按(表3)选用；

fce—水泥实际强度，也可按规程(第4条)选用。掺量（%）/种类粉煤灰影响系数yf粒化高炉矿渣粉影响系数ys01.001.00100.90～0.951.00200.80～0.850.95～1.00300.70～0.750.90～1.00……59表3水泥强度等级值32.542.552.5富余系数1.121.161.10

当水泥无实测值时，可按下式计算:

式中：

γc

—

水泥强度等级值的富余系数，也可按（表

4）选用;

fce，g

—

水泥强度等级值(MPa)。水泥强度等级值的富余系数(yc

)

表459单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计28d抗渗等级水灰比28d抗冻等级普通混凝土引气混凝土P2P4P6P8＜0.750.60～0.650.55～0.600.50～0.55F50F100F150F2000.600.55——0.650.600.550.50表5抗渗等级允许的最大水灰比表6抗冻等级允许的最大水灰比2）满足耐久性要求的水灰比依据规范查出满足抗渗性、抗冻性要求的水灰比值，与表5、表6对照，取三者中小值作为满足耐久性要求的水灰比。

60§

2.计算初步水胶比（W/B）（水泥砼为W/C）

单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计（一）计算“初步配合比”（6小步骤）§3.确定1m3混凝土用水量（mwo）

W/C

=

0.4

～

0.8时，塑性砼按表7选取单位砼用水量。拌合物稠度卵石最大粒径(mm)碎石最大粒径(mm)项目指标102031.540162031.540坍落度（mm）10～3019017016015020018517516535～5020018017016021019518517555～7021019018017022020519518575～90215195185175230215205195塑性混凝土用水量（kg/m3）61表7单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计（一）计算“初步配合比”（6小步骤）§4.计算1m3混凝土水泥用量（mC0）62

为了保证砼的耐久性，规范规定水泥应符合表8中最小胶凝材料用量的要求，最终取两值中大者作为1m3混凝土的水泥用量。最大水灰比最小胶凝材料用量（kg/m3）素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土0.602502803000.552803003000.50320≤0.45330表8单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计（一）计算“初步配合比”（6小步骤）§5.确定砂率（βs）水灰比（W/C）卵石最大粒径/mm碎石最大粒径/mm1020401620400.4026～3225～3124～3030～3529～3427～320.5030～3529～3428～3333～3832～3730～350.6033～3832～3731～3636～4135～4033～380.7036～4135～4034～3939～4438～4336～41混凝土的砂率（%）（JGJ55-2011）

表9坍落度为10mm~

60mm的混凝土按表9选取。63单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计（一）计算“初步配合比”（6小步骤）§

6.计算1m3混凝土的砂、石用量（mSo、mｇo）式中

mgo—

每立方米混凝土的石子的用量，kg；

mSo

—

每立方米混凝土的砂的用量，kg；

βs—

砂率，%。

mcp

—

每立方米混凝土拌合物的假定质量，取2350～2450kg/m3；

mCo

—

每立方米混凝土的水泥用量，kg；

mwo

—

每立方米混凝土的水的用量，kg；

mfo

—

每立方米混凝土的矿物掺合料用量，kg；641）质量法：单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计（一）计算“初步配合比”（6小步骤）式中

ρc、ρw、ρf—

分别对应水泥、水的密度（kg/m3）；

ρs、ρg

—

砂、石的表观密度（kg/m3）；

α

—

混凝土含气量百分数，不使用引气剂时，可取α=1652）体积法：

至此，得到初步计算配合比。但以上多是依据经验公式、资料获得，可能不符合施工现场实情及砂、石含水情况。所以须对配合比试配、调整。§

6.计算1m3混凝土的砂、石用量（mSo、mｇo）单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计（一）计算“初步配合比”（6小步骤）试拌按初步配合比计算结果配制15L～30L混凝土拌和物。（二）确定满足和易性要求的“基准配合比”

66测试

测定坍落度，同时观察粘聚性和保水性。调整若不符合要求，进行配合比调整。调整原则

若流动性太大，砂率不变，增加砂、石用量；

若流动性太小，保持水灰比不变，增加水和水泥量；

粘聚性和保水性不良时，降低或增大砂率。则基准配合比计算公式为：式中

mwj、mcj、msj、mgj

—

基准配合比水、水泥、细骨料和粗骨料用量，kg；

ρcp

—

混凝土拌和物表观密度实测值，kg/m3。

mwb、mCb、mSb、mgb

—

调整和易性后水、水泥、砂、石子用量，kg；单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计采用三组水灰比不同的配合比方案一：基准配合比水灰比，方案二：水灰比比基准配合比增加0.05方案三：水灰比比基准配合比减少0.05。（三）确定符合强度的“试验室配合比”

Csh

=Cb·δWsh

=Wb·δSsh

=Sb·δGsh

=Gb·δ67试验测得混凝土强度

求出与砼配制强度（fcu，o）相对应灰水比。计算试验室配合比1）用水量Wb。以基准配合比中水量值，根据制作强度试件时测得的坍落度调整确定。2）水泥用量Cb。以用水量乘以通过试验确定的与配制强度相对应的灰水比值。3）砂、石用量Sb、Gb。取基准配合比中的砂、石用量，按定出的水灰比作适当调整。4）计算校正系数，计算出试验室配合比。单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计（四）换算成符合现场砂、石实际含水率的“施工配合比”

假设

施工现场砂的含水率为a%；石子的含水率为b%，则施工配合比按下列各式计算：68单元四混凝土4.5普通混凝土的配合比设计抗渗混凝土12345大体积混凝土

抗冻混凝土

高强混凝土泵送混凝土69单元四混凝土4.6其它种类混凝土70

规范对各种混凝土的原材料、配合比、检验检测等方面作了标准规定，列举如下：单元四混凝土4.6其它种类混凝土716.1

抗渗混凝土单元四混凝土4.6其它种类混凝土726.2

抗冻混凝土单元四混凝土4.6其它种类混凝土736.3

高强混凝土单元四混凝土4.6其它种类混凝土746.4

泵送混凝土单元四混凝土4.6其它种类混凝土756.5

大体积混凝土单元四混凝土4.6其它种类混凝土祝学习

进步76建筑工程材料78目录78

绪论单元一建筑材料的基本性质单元二气硬性无机胶凝材料单元三水泥单元四混凝土单元五建筑砂浆单元六建筑用钢及其他金属材料单元七墙体材料单元八建筑塑料与胶粘剂单元九建筑功能材料单元十装饰材料建筑材料实验1342

通过本章的学习：⑴了解建筑砂浆组成材料要求及选用。⑵掌握砂浆技术性能、检测方法及工程应用。⑶熟悉砌筑砂浆配比计算方法及抹灰砂浆常用配比。⑸了解其他砂浆种类及工程应用。教学目标5.1建筑砂浆的组成材料5.2砂浆拌合物性质5.3砌筑砂浆5.4其他建筑砂浆本章内容单元五建筑砂浆79砌筑砂浆抹面粘贴瓷砖裂修补缝下水管接缝80感知到的单元五建筑砂浆

建筑砂浆是由胶凝材料、细骨料、水、掺合料及外加剂配制而成。由于没有粗骨料，所以又称为细骨料混凝土。

水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆、石膏砂浆、沥青砂浆等。

砌筑砂浆、抹面砂浆、特殊用途砂浆。81概念

现场拌制砂浆、预拌砂浆（包括湿拌砂浆、干混砂浆）等。砂浆分类分类按用途分按胶凝材料分按生产工艺分单元五建筑砂浆按用途分按胶凝材料分按生产工艺分825.1建筑砂浆的组成材料要求单元五建筑砂浆和易性

指新拌砂浆是否易于在基面上（砖、混凝土等）铺设成均匀薄层，并与基面有很好的粘结能力。1.流动性2.保水性835.2砂浆拌合物性质包括包括单元五建筑砂浆

指砂浆在自重或外力作用下流动的性质。以沉入度值(mm)表示。一、流动性（稠度）概念沉入度(mm)84测定用砂浆稠度测定仪测定。详见«材料检测»15-砂浆稠度试验视频。

沉入度大，流动性好，但过大，砂浆易分层、析水。试锥砂浆砂浆稠度测定仪5.2砂浆拌合物性质单元五建筑砂浆一、流动性（稠度）稠度规定

砌筑砂浆的稠度应符合《砌体结构工程施工质量验收规范》GB50203-2011的规定。见下表：5.2砂浆拌合物性质单元五建筑砂浆指新拌砂浆保持水分均匀存在的能力。以分层度值(mm)表示。保水性好，砂浆中水分不易被基底吸走，砂浆与基面的粘结力和强度有保证。86二、保水性概念测定分层度测定仪

将砂浆拌合物装入分层度筒内，第一次测定沉入度值。静置30min后，取底部1/3的砂浆第二次测其沉入度值。两次测得值之差即砂浆的分层度值。

分层度值过大，砂浆易产生离析、泌水。分层度过小，硬化后易产生干缩裂缝。分层度在10～20mm为宜。5.2砂浆拌合物性质单元五建筑砂浆87三、凝结时间概念测定试针贯入阻力值达到0.5MPa所需时间即为砂浆的凝结时间。砂浆施工要经过搅拌、运输、浇捣或砌筑等一系列工艺过程，此过程中砂浆必须在初凝时间前完成。因此，水泥初凝时间不能过短；当施工操作完毕，则要求尽快硬化，形成强度，故终凝时间不能太长。砂浆搅拌时间，分成初凝和终凝。砂浆完全失去流动性、开始失去可塑性叫做初凝；当完全失去可塑性叫做终凝。砂浆凝结时间测定仪5.2砂浆拌合物性质单元五建筑砂浆

标准试块70.7mm×70.7mm×70.7mm的带底试模。

养护条件温度20±2℃；相对湿度90%以上。

养护龄期28d

强度测定

抗压强度平均值。

详见«材料检测»视频动画16-砂浆抗压强度试验视频。

砂浆模具砂浆试块885.3砌筑砂浆一、强度强度等级测定砂浆压力试验单元五建筑砂浆89一、强度强度等级评定5.3砌筑砂浆以三个试件测值的算术平均值的1.3倍作为砂浆立方体抗压强度平均值(精确至0.1MPa)。

规范中强度等级规定：水泥砂浆及预拌砌筑砂浆分为M5、M7.5、M10、M15、M20、M25、M30水泥混合砂浆分为M5、M7.5、M10、M15

单位MPa单元五建筑砂浆1.用于不吸水基面(如密实石材)

主要取决于水泥强度和水灰比。公式如下：

2.用于吸水基面(如粘土砖或其他多孔材料)

砂浆的强度主要取决于水泥的强度等级与水泥用量。公式如下：90影响砂浆强度的因素5.3砌筑砂浆一、强度单元五建筑砂浆

二、粘结力

粘结力是砂浆与基材的粘接能力。

是影响砌体抗剪强度、耐久性和稳定性，乃至抗震能力和抗裂性的基本因素之一。

砂浆的抗压强度越高，其粘结强度越高。粘结力还与粘接基面的粗糙程度、清洁程度、湿润程度及养护等因素有关。

指砂浆在各种形变引起的拉应力或剪应力作用下，发生空鼓、开裂、脱落等质量问题的强度。砂浆本身粘结力高，拉伸粘接强度也会提高。

三、拉伸粘接强度915.3砌筑砂浆单元五建筑砂浆925.3砌筑砂浆单元五建筑砂浆

935.3砌筑砂浆单元五建筑砂浆

945.3砌筑砂浆单元五建筑砂浆砌筑砂浆配合比计算实例

955.3砌筑砂浆

某工程的墙体，砌筑砂浆强度等级为M7.5

。原材料条件如下：复合水泥32.5级，砂细度模数2.2，Ⅲ区细砂，砂堆积密度1500Kg／m3，施工水平一般。试计算砂浆的配合比。

（一）计算试配强度

fm.o＝k

f2＝1.2×7.5＝9MPak系数查表取1.2Mpa。

（二）计算水泥用量Qc

Qc=1000(9+15.09)/3.03×32.5=245(Kg)

单元五建筑砂浆

965.3砌筑砂浆（三）计算石灰膏用量QD

QD=QA－Qc=350－245=105(Kg)（四）砂用量

砂1m3堆积密度作为砂的用量，砂用量为1500Kg／m3

（五）选择用水量

用水量范围210～310Kg

细砂选上限，本题选300Kg

该工程M7.5砌筑砂浆计算配合比为：水泥：砂：石灰膏：水＝245：1500：105：300＝1：6.12：0.43：1.25砌筑砂浆配合比计算实例单元五建筑砂浆

防水砂浆绝热砂浆吸声砂浆膨胀砂浆装饰砂浆975.4其他建筑砂浆1.种类普通抹灰砂浆单元五建筑砂浆

材料配合比(体积比)应用范围石灰∶砂1∶2～1∶4用于砖石墙表面(檐口、勒脚等潮湿房间的墙除外)石灰∶粘土∶砂1∶1∶4～1∶1∶8干燥环境的墙表面石灰∶石膏∶砂1∶0.6∶2～1∶1.5∶3用于不潮湿房间的墙及天花板石灰∶石膏∶砂1∶2∶2～1∶2∶4用于不潮湿房间的线脚及其他修饰工程石灰∶水泥∶砂1∶0.5∶4.5～1∶1∶5用于檐口、勒脚、女儿墙外脚以及比较潮湿的部位水泥∶砂1∶2～1∶1.5用于地面、天棚或墙面面层水泥∶砂1∶0.5～1∶1用于混凝土地面随时压光水泥∶石膏∶砂∶锯末1∶1∶3∶5用于吸音粉刷水泥∶白石子1∶1.5用于剁假石(打底用1∶2～1∶2.5水泥砂浆)石灰膏∶麻刀100∶2.5(质量比)用于板层、天棚底层石灰膏∶麻刀100∶1.3(质量比)用于板层、天棚面层石灰膏∶纸筋灰膏0.1m3，纸筋0.36kg用于较高级墙面、天棚普通抹灰砂浆配合比及应用范围98

2.抹灰砂浆配合比5.4其他建筑砂浆单元五建筑砂浆

99

3.包装、贮存和运输

1

包装

1）干混砂浆可采用散装或袋装。

2）袋装干混砂浆每袋净含量不应少于标志质量的99%，随机抽取20袋,总质量不应少于标志质量总和。

3）袋装干混砂浆包装袋上标明产品名称、标记、商标、加水量范围、净含量、使用说明、贮存条件及保质期、生产日期或批号、生产单位、地址和电话等。5.4其他建筑砂浆

2

贮存

1）干混砂浆贮存不应受潮和混人杂物。不同品种和规格型号的干混砂浆应分别贮存。

2）散装干混砂浆应贮存在移动筒仓中，筒仓应密闭,且防雨、防潮。砂浆保质期自生产日起为3个月。

3）袋装干混砂浆应贮存在干燥环境中,应有防雨、防潮、防扬尘措施。贮存过程中包装袋不应破损。

4）袋装干混砌筑砂浆、抹灰砂浆、地面砂浆、普通防水砂浆、自流平砂浆的保质期为三个月（自生产日起）,其他袋装干混砂浆的保质期自生产日起为6个月。3

运输

1）湿拌砂浆应采用搅拌运输车运送；不应向砂浆加水；湿拌砂浆供货量以立方米(m3)为计算单位。

2）干混砂浆运输时,应有防扬尘措施,不应污染环境

3）散装干混砂浆宜采用散装干混砂浆运输车运送,并提交与袋装标志相同内容的卡片,并附有产品使用说明书。单元五建筑砂浆

100

祝学习进步建筑工程材料绪论单元一建筑材料的基本性质单元二气硬性无机胶凝材料单元三水泥单元四混凝土单元五建筑砂浆单元六建筑用钢及其他金属材料单元七墙体材料单元八建筑塑料与胶粘剂单元九建筑功能材料单元十装饰材料建筑材料实验目录10213421了解建筑钢材的化学成分、分类、选用。2

掌握建筑钢材主要技术性能及评定指标。3熟悉钢材的冷加工及时效处理；常用钢种的特性、保管。4

了解其他金属材料。教学目标6.1钢的基本知识6.2钢的化学成分6.3技术性能6.4钢材的热加工与冷加工处理本章内容单元六建筑用钢及其他金属材料56.5常用建筑钢材6.6建筑钢材的锈蚀和保管676.7其他金属材料103

单元六建筑用钢及其他金属材料钢结构厂房混凝土中的钢筋鸟巢澜沧江大桥（大理至瑞丽铁）104钢结构楼梯钢结构房屋索膜结构感知到的扁钢

钢丝钢筋

型材钢绞线105

单元六建筑用钢及其他金属材料感知到的

106光面钢板花纹钢板

彩色涂层钢板

单元六建筑用钢及其他金属材料感知到的钢与铁的区别

含碳量小于2%的铁碳合金称为钢。含碳量超过2%的称铁。钢的特点

具有强度高、塑性好、韧性好；工艺性能良好，易于加工；

但是，钢材易锈蚀、耐火性差。金属材料类型黑色金属–指以铁元素为主的金属。有色金属--除黑色金属以外的其他金属107一、概念

单元六建筑用钢及其他金属材料6.1钢的基本知识单元六建筑用钢及其他金属材料6.1钢的基本知识二、

钢的分类高合金钢合金钢中碳钢低合金钢高碳钢低碳钢中合金钢1.按化学成分分类碳素钢C＜0.25%C=0.25%～0.60％C＞0.60％合金总含量＜5%5%～10％＞10％2.按品质(杂质S、P含量)分普通钢优质钢高级优质钢

单元六建筑用钢及其他金属材料6.1钢的基本知识二、

钢的分类3.按冶炼时脱氧程度分沸腾钢F镇静钢Z特殊镇静钢TZ工具钢特殊钢(如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、磁钢等)结构钢4.按用途分

碳C提高钢的强度和硬度；塑性和韧性下降。锰Mn提高钢材的强度和硬度;能消除热脆性。氧O2降低韧性，可焊性变差。硫S形成热脆现象。钛Ti显著提高强度和韧性。硅Si

提高钢材的强度和硬度;有益元素有害元素110单元六建筑用钢及其他金属材料6.2钢的化学成分磷P增加钢的冷脆性。显著降低钢材的塑性和韧性。1.抗拉性能111拉伸标准试件车床切削加工制得，见下图。l0

A0d0l非标准试件：直接在钢筋线材上切取。头部头部工作段

单元六建筑用钢及其他金属材料6.3技术性质一、力学性能0OA段—弹性阶段AB段—屈服阶段BC段—强化阶段CD段—颈缩阶段AB

112拉伸的四个阶段

单元六建筑用钢及其他金属材料6.3技术性质一、力学性能CD弹性变形；应力与应变成比例曲线锯齿波动，承载力无提高承载力再次提高试件薄弱处收缩直至断裂F1.抗拉性能低碳钢应力-应变曲线图σε0弹性阶段—σp称为弹性极限。屈服阶段—σs屈服强度，又称屈服点。强化阶段—

σb抗拉极限强度。CD下BB

113三个特征值σsσbσp

单元六建筑用钢及其他金属材料6.3技术性质一、力学性能B上低碳钢应力-应变曲线图A1.抗拉性能σε

衡量钢材弹性的指标

钢材结构设计强度取值依据。屈强比

评价钢材安全可靠性和强度利用率的参数。伸长率评定钢材塑性的指标。弹性模量114

单元六建筑用钢及其他金属材料6.3技术性质一、力学性能屈服强度σSσb/σs钢材重要技术指标1.抗拉性能σε高碳钢拉伸σ-ε图0σp—比例极限，MPaσb—抗拉极限，MPaσ0.2Cσ0.2—条件屈服点，MPa

硬钢强度高，塑性差，拉伸过程无明显屈服阶段。用条件屈服强度σ0.2来代表屈服强度。σ0.2

为硬钢产生0.2%塑性变形所对应的应力值。115

单元六建筑用钢及其他金属材料6.3技术性质高碳钢条件屈服点σpσb一、力学性能BA残余变形0.2％1.抗拉性能FD定义指钢材抵抗冲击荷载的能力。指标用冲击韧性值αk表示。单位J/cm2影响因素

硫、磷含量高，含非金属夹杂物；焊接

裂纹，温度降低等，均会降低冲击韧性。工程应用承受冲击、震动荷载的钢材必须检验冲击韧性。116

单元六建筑用钢及其他金属材料6.3技术性质一、力学性能2.冲击韧性冲击试验机硬度测定仪3.硬度117

单元六建筑用钢及其他金属材料6.3技术性质一、力学性能定义钢材表面抵抗重物压入产生塑性变形的能力。指标

有布氏硬度(HB)和洛氏硬度(HR)，前者常用。影响因素

强度越高，抵抗塑性变形越强，硬度值也越大工程应用

当HB<175时，

HBHB>175时，

HB4.疲劳强度定义钢材承受交变荷载反复作用，发生疲劳

破坏的指标。指

标交变荷载106

～107次时不发生破坏的最大应力

值作为疲劳强度值。影响因素

一般抗拉强度高，疲劳强度也高。工程应用承受交变荷载的钢材必须检验耐疲劳性能。118

单元六建筑用钢及其他金属材料6.3技术性质一、力学性能1.冷弯性能119

钢筋冷弯性能试验

单元六建筑用钢及其他金属材料6.3建筑钢材的主要技术性质二、工艺性能定义指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。指标弯心直径d与试件厚度（直径）a的比值d/a；弯曲角度

（90°或180°）；试样弯曲外表面无裂纹则冷弯合格。影响因素

内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。工程应用常温下承受弯曲荷载的钢材必须检验冷弯性能。120

单元六建筑用钢及其他金属材料6.3建筑钢材的主要技术性质二、工艺性能1.冷弯性能定义指钢材适应通常的方法与工艺进行焊接连接的性能。影响因素

含碳、硫量高、合金含量高时，均会降低可焊性。含碳量

小于0.25%的非合金钢具有良好的可焊性。工程应用焊接结构应选择含碳量较低的镇静钢。当采用高碳钢及合

金钢时，为了改善焊接后的硬脆性，焊接时一般要采用焊

前预热及焊后热处理等措施。1212.焊接性能

单元六建筑用钢及其他金属材料6.3建筑钢材的主要技术性质二、工艺性能122退

火

将钢加热到723℃以上，然后随炉冷却。退火可消除前工序(铸、锻、焊)的组织缺陷，提高力学性能；调整硬度以利于切削。正

火

钢件加热到30～50℃后，在空气中匀速冷却。正火与退火的差别在于冷却速度较快，获得的珠光体型组织较细，钢的强度、硬度也较高。淬

火

将钢加热到30～50℃后快速冷却的热处理工艺。目的是得到良好的强度、塑性、韧性等力学性能。回

火

钢件淬火后，将其加热到30

℃以下的温度，然后冷却到室温。主要是降低脆性，防止工件变形或开裂。

单元六建筑用钢及其他金属材料6.4钢材的热加工与冷加工处理一、钢材的热处理定义

冷加工是钢材在常温下，进行冷拉、冷拔、冷轧等的加工过程。

时效是经过冷加工后的钢材，放置一段时间，其屈服强度、抗拉强度及硬度明显提高，而塑性及韧性下降的过程。123

单元六建筑用钢及其他金属材料6.4钢材的热加工与冷加工处理二、钢材冷加工及时效钢材冷加工及时效σ-ε图目的

提高屈服强度和抗拉极限强度，但塑性和韧性则相应降低。见右图。124钢筋冷拔横截面的控制

单元六建筑用钢及其他金属材料6.4钢材的热加工与冷加工处理二、钢材冷加工及时效125牌号表示

由屈服点字母Q、屈服点数值(195、215、235、275)、质量等级符号

（A、B、C、D）、脱氧方法符号(特殊镇静钢TZ、镇静钢Z、沸腾钢F)等四个部分按顺序组成。

如：Q235－AF

表示屈服点不小于235MPa的A级沸腾钢。

技术要求

化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB/T700-2006规定。工程应用

Q195、Q215含碳量低，强度低，塑性、韧性、加工性能和可焊性好，主要用于轧制薄板和盘条、制造铆钉、地脚螺栓等。

Q235含碳适中，综合性能好，用途最广。常轧制盘条、钢筋、型钢等。

Q275强度、硬度较高，耐磨性较好，塑性和可焊性能有所降低。主要用作铆接与螺栓连接的结构及加工机械零件。

单元六建筑用钢及其他金属材料6.5常用建筑钢材一、主要钢种1.碳素结构钢牌号表示

由屈服强度字母Q、最小上屈