建筑材料试验.ppt

1、建筑材料,建筑材料是一门实用性很强的专业基础课。它是以数学、力学、物理、化学等课程为基础，而又为学习建筑、结构、施工等专业课程提供建材基本知识。是从事工程设计、材料试验所应熟悉和掌握的基本知识。 建筑物是由各种建筑材料建造而成的，这些材料用在建筑物的各个部位均要承受各种不同的作用，为此，要求建筑材料必须具备相应的基本性质。 建筑材料的基本性质主要包括物理性质、力学性质、耐久性、防火性、防辐射性等。,第一节 材料的物理性质,一、简述材料的密度 (一)、材料的密度 材料在绝对密实状态下单位体积的质量（即重量）称为材料的密度。=m/v .（g/cm3） (二)、材料的表观密度 材料在自然状态下单位体

2、积的质量称为材料的表观密度。0=m/v0（kg/m3） (三)、材料的堆积密度 散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量称为堆积密度。0=m/v0（kg/m3）,二、材料的孔隙率和空隙率 (一)孔隙率 材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率，称为材料的孔隙率P0。材料孔隙的大小直接反映材料的密实程度，孔隙率大，密实度小. (二)空隙率 散粒材料堆积密度中，颗粒间空隙体积所占的百分率称为空隙率P0。,三、材料与水有关的性质 (一)材料的吸水性和吸湿性（简单介绍） (二)材料的耐水性 材料长期在水作用下不破坏，强度也不显著降低的性质称为耐水性。用软化系数表示Kr (三)材料的抗渗性 材料抵抗压力水渗

3、透的性质称为抗渗性，用Ks渗透系数表示。 (四)材料的抗冻性 材料在水饱和状态下，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，称为材料的抗冻性。用Fn表示。,第二节 材料的力学性质,材料的力学性质系指材料在外力作用下的变形性和抵抗破坏的性质，它是选用建筑材料时首要考虑的基本性质。,一、材料的强度与等级 （一）材料的强度 1.材料在外力作用下抵抗破坏的能力，称为材料的强度。 2.根据外力作用形式不同，材料的强度包括：抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度等。 3.材料的这些强度是通过静力试验来测定的，故总称为静力强度。材料的静力强度是通过标准试件的破坏试验而测得。 （二）影响材料强度

4、的因素 1.组成材料及结构 2.材料的孔隙率 3.含水状态及温度 4.试件的形状、尺寸，试验时的加荷速度与试件的表面性状。,二、材料的弹性与塑性 三、材料的脆性与韧性 四、材料的硬度与耐磨性,第三节 材料的耐久性,材料的耐久性是指用于建筑的材料，在环境的多种因素作用下，能经久不变质、不破坏，长久地保持其使用性能的性质。,一、材料经受的环境作用 1、物理作用。2、化学作用。3、机械作用。4、生物作用。 二、材料耐久性的测定 主要有：干湿循环、冻融循环、碳化等。 三、提高材料耐久性的重要意义,市政见证取样的主要项目,一、碎、砾石的常规检测包括：颗粒分析、表观密度、堆积密度、含泥量、泥块含量、针片状

5、含量、压碎值、岩石抗压等。市政所执行的标准是：JGJ52-2006（建设部行业标准） 二、砂的常规检测包括：颗粒分析、表观密度、堆积密度、含泥量、泥块含量、氯离子含量、有机物含量等。,三、烧结普通砖常规检测包括：外观尺寸、抗压强度、冻融试验等。 四、胶凝材料水泥物理性能试验：标准稠度用水量、体积安定性、凝结时间、胶砂强度、细度等。 五、沥青 （一）石油沥青：软化点、针入度、延度等三大指标。 （二）乳化沥青：标准粘度、蒸发残留物含量。,六、普通混凝土配合比设计：简述混凝土配合比原理 七、水泥砂浆配合比设计：简述砂浆配合比原理 八、沥青混凝土配合比设计（面层）：简述沥青混凝土配合比原理 九、无机结

6、合料配合比设计（基层）：简述无机结合料配合比原理 十、钢材及焊件：抗拉试验、抗弯试验等 十一、混凝土的力学及耐久性测定：简述混凝土的抗压、抗折强度及抗渗、抗冻性能。 十二、土工试验：轻、重型击实，CBR(承载比)、液塑限等。,一、粗集料,1、含泥量：公称粒径小于0.08mm颗粒的含量。 2、泥块含量：公称粒径大于5.00mm，经水洗、手捏后变成小于2.5mm的颗粒的含量。 3、针状颗粒：颗粒长度大于骨料平均粒径的2.4倍。 4、片状颗粒：颗粒的厚度小于骨料平均粒径的 0.4倍。 5、碱活性骨料：能在一定条件下与混凝土中的碱发生化学反应导致混凝土产生膨胀、开裂甚至破坏的骨料。 6、压碎值：人工砂

7、、碎石或卵石抵抗压碎的能力。 7、颗粒级配是指材料不同粒径颗粒的组配情况，是通过筛分获得的。,二、细集料,1、含泥量：砂中公称粒径小于0.08mm颗 粒的含量。 2、泥块含量：砂中公称粒径大于1.25mm，经水洗、手捏后变成小于0.63mm的颗粒的含量。,3、氯离子含量：对于钢筋混凝土用砂，其氯离子含量不得大于0.06%。 *氯盐会对混凝土中的钢筋有锈蚀作用。 4、有机物含量：用比色法测定。,三、烧结普通砖,1、外观尺寸：24011553（mm）每立方米砌体512块。 2、强度：一般用于检查井等。MU10、MU15 3、抗风化性能：用抗冻性、吸水率和饱和系数等指标判别。,四、胶凝材料,（一）、

8、水泥呈粉末状，与水混合后，经物理化学作用能由可塑性浆体变成坚硬的石状体。 （二）、常用的水泥有：普通硅酸盐水泥（P O） 复合硅酸盐水泥（P C） 矿渣硅酸盐水泥（P S）,（三）、水泥的物理性能：标准稠度用水量、凝结时间、体积安定性、胶砂强度。 1、所谓标准稠度是指水泥净浆达到规定稠度时所 需的拌合水量，以占水泥质量的百分率表示 2、凝结时间包括初凝时间和终凝时间。 1）、自加水起至水泥浆开始失去塑性、流动性减小所需的时间，称为初凝时间。 2）、自加水起至水泥浆完全失去塑性、开始有一定结构强度所需的时间，称为终凝时间。 3）、国家标准规定普通水泥的初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于

9、600min.初凝不合格为废品，终凝不合格为不合格品。,3、 体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。 1）、水泥安定性不良的原因是由于其熟料矿物组成中含有过多的游离氧化钙或游离氧化镁，以及水泥粉磨时所掺石膏超量等所致。 2）、水泥的体积安定性在检测时必须合格，体积安定性不合格判为废品。,4、胶砂强度：是用水泥：ISO标准砂=1:3的质量比 水灰比一般为0.5，制作成40mm40mm160mm 的试件，在标准温度（201）的水中进行养护。 养护28天的强度为最后强度。 5、水泥的细度：一般是指0.08mm筛余量不大于10%， 硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度用比表面积表示，应大于3

10、00m2/kg。,五、沥青,（一）石油沥青是由石油原油经蒸馏提炼出各种轻质油（汽油、柴油）及润滑油以后的残留物，再经过加 工而得的产品。有石油沥青和如化沥青。,1、石油的主要技术性质 1）、粘滞性它是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性。是沥青材料软硬、稀稠程度的反映。针入度来表示，针入度越小表示粘度越大。在25条件下，质量100g的标准针在规定时间（5s）内针入深度表示。以1/10mm计。 2）、塑性是指石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后的形状的性质。用延度表示，以cm计。,3）、温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。用软化点表示。摄氏

11、度（）计。,2、乳化沥青是沥青以微粒分散在有乳化剂的水中而成的如胶体。 1）、标准粘度：是指乳化沥青的稀稠程度。（s）表示 2）、蒸发残留物：是把乳化沥青中的水分和乳化剂蒸发掉而残存的沥青含量。（%）表示。,六、普通混凝土,（一）、混凝土的定义 凡由胶凝材料、骨料和水按适当的比例配合、拌合制成混合物，经一定时间后硬化而成的人造石材。称之为混凝土。 （二）、普通混凝土的表观密度为21002500kg/m3,一般多在2400 kg/m3,（三）、混凝土中各组成材料的作用 在混凝土组成材料中，砂、石是骨料，对混凝土起骨架作用，其中小颗粒的骨料填充大颗粒的空隙。水泥和水组成水泥浆，它包裹在所有粗、细骨

12、料的表面并填充在骨料空隙中。在混凝土硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予混凝土拌合物流动性，便于施工；在混凝土硬化后起胶结作用，把砂、石骨料胶结成为整体，使混凝土产生强度，成为坚硬的人造石材。,（四）、混凝土拌合物的和易性 1、和易性是指混凝土拌合物能保持其组成成分均匀，不发生分层离析、泌水等现象，适于运输、浇筑、捣实成型等施工作业，并能获得质量均匀、密实的混凝土的性能。和易性为一综合技术性能，它包括流动性、粘聚性和保水性三方面含义。 2、和易性的指标是用塌落度筒和维勃稠度仪测得。,3、影响混凝土和易性的主要因素 1）、水泥浆和稠度的影响 2）、砂率的影响 3）、组成材料性质的影响 4）、拌合物存放

13、时间及环境温度的影响 4、改善和易性的措施 1）、采用最佳砂率，以提高混凝土的质 量及节约水泥； 2）、改善砂、石级配； 3）、在可能条件下尽量采用较粗的砂、石； 4）、当混凝土拌合物塌落度太小时，保持水灰比不变，增加适量的水泥浆；当塌落度太大时，保持砂石比不变，增加适量的砂石。 5）、有条件时尽量掺用外加剂减水剂、引气剂。,（五）、影响混凝土强度的因素 1、水泥强度等级和水灰比的影响 2、骨料的影响 3、养护温度及湿度的影响 4、龄期的影响 5、施工方法的影响 6、压力速度的影响 (C30时，0.3-0.5MPa) (C30时，0.5-0.8MPa) (C60时，0.8-1.0MPa),（六

14、）、混凝土常见的几种耐久性问题 耐久性的定义是指混凝土在长期外界因素作用下，抵抗外部和内部不利影响的能力 1、混凝土的抗渗性 是指混凝土抵抗压力液体（水、油、溶液等）渗透作用的能力。它是决定混凝土耐久性最主要的因素。试验方法是逐级加压法；抗渗等级用P来表示。,2、混凝土的抗冻性 是指硬化混凝土在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。GB/T50082-2009规定，慢冻法用D表示。,（七）、普通混凝土设计 1、混凝土设计的基本要求 1）、满足结构设计的强度等级要求； 2）、满足混凝土施工所要求的和易性； 3）、满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求； 4）、符

15、合经济原则，即节约水泥以降低混凝土成本。,2、混凝土配合比设计的资料准备 1）、了解工程设计要求的混凝土强度等级，以备确定混凝土配制强度及强度标准差。 2）、了解工程所处环境对混凝土耐久性的要求，以便确定所配混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。 3）、了解结构构件断面尺寸及钢筋配置情况，以便确定混凝土骨料的最大粒径。 4）、了解混凝土施工方法，以便选择混凝土拌合物塌落度。 5）、掌握各原材料的性能指标。,3、普通混凝土配合比设计的方法与原理 1)、体积法的基本原理 C0/c+ W0/w + S0/0s +G0/0g+10 =1000 Vc+Vw+Vs+Vg+Vk=Vh 2)、重量法的基本原理 0

16、c表示混凝土的表观密度 C0 +W0+ S0 +G0=0c 0c假定在2400-2450kg之间选定。,4混凝土配合比设计的步骤 1）、确定混凝土配制强度（fcu,o） fcu,o=fcu,k+1.645 fcu,k 混凝土设计强度 低于C20取4.0MPa；C20-C35 取5.0 MPa大于C35取6.0 MPa 2）、确定水灰比（W/C） W/C=A fce/ fcu,o+AB fce fce水泥的实际强度 A、B回归系数（碎石A取0.46，B取0.07） （卵石A取0.48，B取0.33）,3）确定混凝土拌合物用水量（W0） 根据粗骨料的种类和最大粒径及施工的塌落度值选定用水量W0。

17、4）计算水泥用量（C0） C0= W0/ W/C 5）、确定合理砂率（Sp） 根据粗骨料的种类、最大粒径及水灰比查表选定砂率Sp,6)、计算砂、石用量 C0/c+ W0/w + S0/0s +G0/0g+10 =1000 S0/ S0+ G0=Sp 最后根据实验室配合比计算出施工配合比。,七、建筑砂浆 （一）配合比设计 1、计算砂浆配制强度（fm,o） fm,o= f2+0.645 f2砂浆设计强度（MPa） 依据现场的施工水平和砂浆强度等级查表。 2、计算每立米砂浆中水泥用量（Qc）kg/m3 Qc=1000(fm,o-B)/Afce A、B砂浆的特征系数 3、确定砂用量Qs kg/m3,也

18、就是1立米的堆积密度。 4、确定用水量Qw kg/m3 按砂浆稠度要求，根据经验选定。水泥砂浆一般约为270-330 kg/m3。,八、沥青混凝土检验项目（面层）： 沥青混合料：是将石子、砂、和矿粉经人工合理选择级配组成的矿物混合料与适量的沥青材料经拌合所组成的混合物。 （一）简单了解沥青混合料种类 AC沥青混凝土 AM沥青碎石 ATB沥青稳定碎 SMA沥青玛蹄脂碎石,（二）、沥青混合料的技术性质 1、高温稳定性 用马歇尔试验法：击实成直径101.6mm,高63.5mm的圆柱形试件，按规定的试验条件操作，然后加压， 当试件达到破坏时的最大荷载即为稳定度（KN）。此时对应的压缩变形量称为流值（0

19、.1mm）。 流值是反映混合料变形能力的一种指标，变形能力太小，冬天易产生裂缝；变形太大，则说明热稳定性差。还有应测得沥青混合料的密度、空隙率、饱和度，用这五个指标共同控制混合料的技术性质。,2、低温抗裂性 是指沥青混合料在低温下抵抗断裂破坏的能力。 3、耐久性 定义：反映路面材料抵抗自然因素作用的能力。用马歇尔试验测定沥青混合料试件的空隙率、饱和度和残留稳定度等指标来评价沥青混合料的耐久性。 4、抗滑性 沥青路面的抗滑能力与沥青混合料的粗糙度、级配组成、沥青用量和矿质集料的微表面性质等因素有关。 5、施工和易性,（三）、沥青混合料配合比设计 1、选择矿质混合料配合比例 2、确定沥青最佳用量,

20、九、无机结合料 定义：水泥、石灰、粉煤灰及其他工业废渣。 1、石灰有效钙的测定 X=VM0.028/m 0.028氧化钙毫克当量 2、粉煤灰的质量 1）、粉煤灰的化学分析 二氧化硅、氧化铝、氧化铁测定 2）、粉煤灰的烧失量 3）、粉煤灰的细度,3、水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法（EDTA滴定法） 就是指EDTA标准溶液的消耗量与相应的水泥或石灰剂量存在近似线性关系 4、最大干密度与最佳含水量（击实试验） 采用体积2177cm3（内径15.2cm、高17cm/12cm）落高45cm,锤重4.5kg。 5、无侧限抗压试验,十、钢材 1、钢材的技术性质 钢材的技术性质包括力学性能和工艺性能两个方面。 2、屈服的意义 钢材受力达屈服点后，变形即迅速发展，尽管尚未破坏但已不能满足使用要求。故设计中一般以屈服点作为强度取值依据。,3、屈强比的意义 工程上使用的钢材，不仅希望具有较高的屈服强度s,还希望具有一定的屈强比（s/b）,屈强比越小，钢材在受力超过屈服点工作时的可靠性越大，结构愈安全。但如果屈强比过小，则钢材有效利用率太低，造成浪费