水利水電工程建筑材料復(fù)習(xí)提綱

1、水利水電工程建筑材料掌握建筑材料的類(lèi)型和特性一、建筑材料的分類(lèi)建筑材料的分類(lèi)方法很多，常按材料的化學(xué)成分、來(lái)源、功能用途進(jìn)行分類(lèi)。 (一)建筑材料按材料的化學(xué)成分分類(lèi)1無(wú)機(jī)材料（1）金屬材料。包括黑色金屬，如合金鋼、碳鋼、鐵等;有色金屬，如鋁、鋅等及其合金.（2)非金屬材料。如天然石材、燒土制品、玻璃及其制品、水泥、石灰、混凝土、砂漿等。2.有機(jī)材料（1)植物材料。如木材、竹材、植物纖維及其制品等。 (2)合成高分子材料。如塑料、涂料、膠粘劑等。（3）瀝青材料。如石油瀝青及煤瀝青、瀝青制品。3.復(fù)合材料復(fù)合材料是指兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料經(jīng)適當(dāng)組合為一體的材料。復(fù)合材料可以克服單一材料的弱

2、點(diǎn)，發(fā)揮其綜合特性。以下介紹幾種常用的復(fù)合材料。(1)無(wú)機(jī)非金屬材料與有機(jī)材料復(fù)合。如玻璃纖維增強(qiáng)塑料、聚合物混凝土、瀝青混凝土、水泥刨花板等。 (2)金屬材料與非金屬材料復(fù)合。如鋼筋混凝土、鋼絲網(wǎng)棍凝土、塑鋁混凝土等。 (3)其他復(fù)合材料。如水泥石棉制品、不銹鋼包覆鋼板、人造大理石、人造花崗巖等。 (二)建筑材料按其材料來(lái)源分類(lèi)1.天然建筑材料。如常用的土料、砂石料、木材等。2.人工材料。如石灰、水泥、金屬材料、土工合成材料、高分子聚合物等。 (三)建筑材料按其功能用途分類(lèi)1.結(jié)構(gòu)材料。如混凝土、型鋼、木材等，2.防水材料。如防水砂漿、防水混凝土、紫銅止水片、膨脹水泥防水混凝土等。3.膠凝材

3、料。如石膏、石灰、水玻璃、水泥、瀝青等。4.裝飾材料。如天然石材、建筑陶瓷制品、裝飾玻璃制品、裝飾砂漿、裝飾水泥、塑料制品等。5.防護(hù)材料。如鋼材覆面、碼頭護(hù)木等。6.隔熱保溫材料。如石棉板、礦渣棉、泡沫混凝土、泡沫玻璃、纖維板等。二、建筑材料的基本性質(zhì) (一)表觀密度和堆積密度1.表觀密度，是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。材料在自然狀態(tài)下的體積是指包含材料內(nèi)部孔隙在內(nèi)的表觀體積。當(dāng)材料內(nèi)部的孔隙內(nèi)含有水分不同時(shí)，其質(zhì)量和體積均將有所變化，故測(cè)定表觀密度時(shí)，應(yīng)注明含水率。在烘干狀態(tài)下的表觀密度，稱(chēng)為干表觀密度。2.堆積密度。是指粉狀、顆粒狀或纖維狀材料在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。材料在

4、堆積狀態(tài)下的體積不但包括材料的表觀體積，而且還包括顆粒間的空隙體積。其值的大小與材料顆粒的表觀密度、堆積的密實(shí)程度、材料的含水狀態(tài)有關(guān)。 (二)密實(shí)度和孔隙率1.密實(shí)度。是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)的程度。其值為材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積與在自然狀態(tài)下的體積的百分比。2.孔隙率。是指材料中孔隙體積所占的百分比。建筑材料的許多工程性質(zhì)，如強(qiáng)度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性、導(dǎo)熱性、吸聲性等都與材料的致密程度有關(guān)。(塊狀材料) (三)填充率與空隙率1.填充率。是指粉狀或顆粒狀材料在某堆積體積內(nèi)，被其顆粒填充的程度。2.空隙率。是指粉狀或顆粒狀材料在某堆積體積內(nèi)，顆粒之間的空隙體積所占的比例。 (四)與

5、水有關(guān)的性質(zhì)1.親水性與憎水性。材料與水接觸時(shí)，根據(jù)其是否能被水潤(rùn)濕，分為親水性和憎水性材料兩大類(lèi)。親水性材料包括磚、混凝土等;憎水性材料如瀝青等。2.吸水性。材料在水中吸收水分的性質(zhì)稱(chēng)為吸水性。吸水性的大小用吸水率表示。吸水率有質(zhì)量吸水率和體積吸水率之分。質(zhì)量吸水率是指材料吸人水的質(zhì)量與材料干燥質(zhì)量的百分比;體積吸水率是指材料吸水飽和時(shí)吸收水分的體積占干燥材料自然體積之比值。3，吸濕性。材料在潮濕的空氣中吸收空氣中水分的性質(zhì)稱(chēng)為吸濕性。吸濕性的大小用含水率表示。材料含水后，可使材料的質(zhì)量增加，強(qiáng)度降低，絕熱性能下降，抗凍性能變差，有時(shí)還會(huì)發(fā)生明顯的體積膨脹。4.耐水性。材料長(zhǎng)期在飽和水作用下

6、不破壞，其強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)稱(chēng)為耐水性。.但材料因含水會(huì)減弱其內(nèi)部的結(jié)合力，因此其強(qiáng)度都會(huì)有不同程度的降低。5.抗?jié)B性。材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱(chēng)為抗?jié)B性(或稱(chēng)不透水性)，用滲透系數(shù)K表示，K值越大，表示其抗?jié)B性能越差;對(duì)于混凝土和砂漿材料，其抗?jié)B性常用抗?jié)B等級(jí)W表示，如材料的抗?jié)B等級(jí)為W4, W10，分別表示試件抵抗靜水水壓力的能力為0. 4MPa和1Mpa。6抗凍性。材料在飽和水的作用下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)的作用而不破壞，強(qiáng)度不顯著降低，且其質(zhì)量也不顯著減小的性質(zhì)稱(chēng)為抗凍性。用抗凍等級(jí)F表示，如F25, F50,分別表示材料抵抗25次、50次凍融循環(huán)，而強(qiáng)度損失未超過(guò)規(guī)定值?？箖鲂猿Ｊ?/p>

7、評(píng)價(jià)材料耐久性的重要指標(biāo)。 (五)材料的耐久性在使用過(guò)程中，材料受各種內(nèi)外因素或腐蝕介質(zhì)的作用而不破壞，保持其原有性能的性質(zhì)，稱(chēng)為材料耐久性。材料耐久性是一項(xiàng)綜合性質(zhì)，一般包括抗?jié)B性、抗凍性、耐化學(xué)腐蝕性、耐磨性、抗老化性等。掌握混凝土的分類(lèi)和質(zhì)量要求（W水、C水泥、S沙子、G石子）所謂混凝土指的是由膠凝材料與骨料（SG），按照適當(dāng)?shù)谋壤浜?，加水拌合成混合物，?jīng)凝結(jié)硬化而形成的較堅(jiān)硬的固體材料。一、混凝土骨料的分類(lèi)和質(zhì)量要求在混凝土中的砂、石起骨架作用，故稱(chēng)為骨料。其中砂稱(chēng)為細(xì)骨料，其粒徑在0. 154. 75mm之間;石稱(chēng)為粗骨料，其粒徑大于4. 75mm。 (一)細(xì)骨料1.砂的分類(lèi) (1

8、)砂按其產(chǎn)源不同可分為河砂、湖砂、海砂和山砂。工程一般采用河砂作細(xì)骨料。 (2)砂按技術(shù)要求分為I類(lèi)、II類(lèi)、III類(lèi)。I類(lèi)宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的混凝土;II類(lèi)宜用于強(qiáng)度等級(jí)為C30C60及有抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土;III類(lèi)宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土和砂漿配制。 (3)砂按粗細(xì)程度不同可分為粗砂、中砂和細(xì)砂。2.砂的主要質(zhì)量要求 (1)有害雜質(zhì)。配制混凝土用砂要求潔凈，不含雜質(zhì)，且砂中云母、硫化物、硫酸鹽、氯鹽和有機(jī)雜質(zhì)等的含量應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。 (2)砂的顆粒級(jí)配和粗細(xì)程度。砂的顆粒級(jí)配和粗細(xì)程度常用篩分析的方法進(jìn)行測(cè)定。用級(jí)配區(qū)表示砂的顆粒級(jí)配，用細(xì)度模數(shù)表示砂的粗細(xì)程度。篩

9、分析的方法是用一套孔徑為9.5mm, 4.75mm, 2.36mm, 1.18mm, 0.6mm, 0.3mm, 0.15mm的標(biāo)準(zhǔn)篩(方孔篩)。將500g的干砂試樣由粗到細(xì)依次過(guò)篩、然后稱(chēng)量留在各篩上的砂量(不包括孔徑為9. 5mm篩)，并計(jì)算出各篩上的篩余量占砂樣總質(zhì)量的百分率a1、a2、a3、a4、a5、a6及累計(jì)篩余百分率A1、A2、A3、A4、A5、A6，則: 砂的粗細(xì)程度用細(xì)度模數(shù)(Mx)為: 砂的粗細(xì)程度用細(xì)度模數(shù)(Mx)表示，從越大，表示砂越粗。從在3. 73. 1之間為粗砂，Mx在3. 02. 3之間為中砂，Mx在2. 21. 6之間為細(xì)砂，Mx在1. 50. 7之間為特細(xì)砂

10、。 (3)砂的堅(jiān)固性。是指砂在自然風(fēng)化和其他外界物理化學(xué)因素作用下抵抗破裂的能力。 (二)粗骨料1.粗骨料的分類(lèi)普通混凝土常用的粗骨料有碎石和卵石(礫石)。碎石是由天然巖石或大卵石經(jīng)破碎、篩分而得的粒徑大于4. 75mm的巖石顆粒。卵石是由天然巖石經(jīng)自然風(fēng)化、水流搬運(yùn)和分選、堆積形成的粒徑大于4.75mm的巖石顆粒，按其產(chǎn)源可分為河卵石、海卵石、山卵石等幾種。按卵石、碎石的技術(shù)要求分為I類(lèi)、II類(lèi)、III類(lèi)。I類(lèi)宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于C60的棍凝土;II類(lèi)宜用于強(qiáng)度等級(jí)為C30C60及抗凍、抗?jié)B或有其他要求的混凝土，III類(lèi)宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土。2.粗骨料的主要質(zhì)量要求(碎石：強(qiáng)度好；

11、卵石：和易性好) (1)有害雜質(zhì)。粗骨料中常含有一些有害雜質(zhì)，如勃土、淤泥、細(xì)屑、硫酸鹽、硫化物和有機(jī)雜質(zhì)。它們的危害作用與在細(xì)骨料中相同。其含量應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。 (2)顆粒形狀及表面特征。粗骨料的顆粒形狀及表面特征會(huì)影響其對(duì)水泥的粘結(jié)性和混凝土的和易性。碎石有棱角、表面粗糙，具有吸收水泥漿的孔隙特性，與水泥的粘結(jié)性較好;卵石多為圓形，表面光滑且少棱角，與水泥的粘結(jié)性較差，但混凝土拌合物的工作性較好。針、片狀顆粒不僅在受力時(shí)容易折斷，影響混凝土的強(qiáng)度，而且其架空作用會(huì)增大骨料的空隙率，使混凝土拌合物的工作性變差。針、片狀顆粒含量應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。 (3)最大粒徑及顆粒級(jí)配。粗骨料公稱(chēng)粒級(jí)的上限稱(chēng)

12、為該粒級(jí)的最大粒徑。當(dāng)骨料用量一定時(shí)，其比表面積隨著粒徑的增大而減小。粒徑越大，保證一定厚度潤(rùn)滑層所需的水泥漿或砂漿的用量就少，可節(jié)省水泥用量。因此，粗骨料的最大粒徑應(yīng)在條件許可的情況下，盡量選大些。但對(duì)于普通配合比的結(jié)構(gòu)混凝土，尤其是高強(qiáng)混凝土，骨料粒徑最好不大于40mm。粗骨料的最大粒徑還受結(jié)構(gòu)形式、配筋疏密及施工條件的限制。 (4)骨料的強(qiáng)度.為保證混凝土強(qiáng)度的要求，粗骨料都必須是質(zhì)地堅(jiān)實(shí)、具有足夠的強(qiáng)度。碎石或卵石的強(qiáng)度可采用巖石立方體強(qiáng)度和壓碎指標(biāo)兩種方法來(lái)檢驗(yàn)。壓碎指標(biāo)表示粗骨料抵抗受壓破壞的能力，其值越小，表示抵抗壓碎的能力越強(qiáng)。 (5)骨料體積穩(wěn)定性。體積穩(wěn)定性是指骨料因干濕或

13、凍融交替等作用不致引起體積變化而導(dǎo)致混凝土破壞的性質(zhì)?？捎昧蛩徕c溶液浸漬法來(lái)檢驗(yàn)其堅(jiān)固性。 (6)骨料的含水狀態(tài).骨料的含水狀態(tài)可分為干燥狀態(tài)、氣干狀態(tài)、飽和面干狀態(tài)和濕潤(rùn)狀態(tài)等四種。計(jì)算普通混凝土配合比時(shí)，一般以干燥狀態(tài)的骨料為基準(zhǔn)，而大型水利工程常以飽和面干狀態(tài)的骨料為基準(zhǔn)。二、混凝土的分類(lèi)和質(zhì)量要求 (一)混凝土的分類(lèi)根據(jù)不同的分類(lèi)條件混凝土可分為:1.按所用膠凝材料的不同可分為石膏混凝土、水泥混凝土、瀝青混凝土及樹(shù)脂混凝土等。2.按所用骨料的不同可分為礦渣混凝土、碎石混凝土及卵石混凝土等。3.按表觀密度的大小可分為重混凝土(干表觀密度大于2800kg/m3)、普通混凝土(干表觀密度在2

14、0002800kg/m3之間)及輕混凝土(干表觀密度小于2000kg/m3)。重混凝土可用作防輻射材料;普通混凝土廣泛應(yīng)用于各種建筑工程中;輕混凝土分為輕骨料混凝土、多孔混凝土及大孔混凝土，常用作保溫隔熱材料。4.按使用功能的不同可分為結(jié)構(gòu)混凝土、水工混凝土、道路混凝土及特種混凝土等。5.按施工方法不同可分為普通澆筑混凝土、離心成型混凝土、噴射混凝土及泵送混凝土等。6.按配筋情況不同可分為素混凝土、鋼筋混凝土、纖維混凝土、鋼絲混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土等。 (二)混凝土的主要質(zhì)量要求水泥混凝土的主要質(zhì)量要求。1.和易性和易性是指混凝土拌合物在一定施工條件下，便于操作并能獲得質(zhì)量均勻而密實(shí)的混凝土的性

15、能。和易性良好的混凝土在施工操作過(guò)程中應(yīng)具有流動(dòng)性好、不易產(chǎn)生分層離析或泌水現(xiàn)象等性能。和易性是一項(xiàng)綜合性指標(biāo)，包括流動(dòng)性、黏聚性及保水性三個(gè)方面的含義。流動(dòng)性是指新拌混凝土在自重或機(jī)械振搗力的作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)并均勻密實(shí)地充滿模板的性能。黏聚性是指混凝土拌合物中各種組成材料之間有較好的黏聚力，在運(yùn)輸和澆筑過(guò)程中，不致產(chǎn)生分層離析，使混凝土保持整體均勻的性能。黏聚性差的拌合物中水泥漿或砂漿與石子易分離，混凝土硬化后會(huì)出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞等不密實(shí)現(xiàn)象。保水性是指混凝土拌合物保持水分，不易產(chǎn)生泌水的性能。 (1)和易性的指標(biāo)及測(cè)定方法一般常用坍落度定量地表示拌合物流動(dòng)性的大小。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)

16、或現(xiàn)場(chǎng)的觀察，定性地判斷或評(píng)定混凝土拌合物粘聚性及保水性。坍落度的測(cè)定是將混凝土拌合物按規(guī)定的方法裝人標(biāo)準(zhǔn)截頭圓錐筒內(nèi)，將筒垂直提起后，拌合物在自身質(zhì)量作用下會(huì)產(chǎn)生坍落現(xiàn)象，坍落的高度(以mm計(jì))稱(chēng)為坍落度。坍落度越大，表明流動(dòng)性越大。按坍落度大小，將混凝土拌合物分為:低塑性混凝土(坍落度為1040mm)、塑性混凝土(坍落度為5090mm)、流動(dòng)性混凝土(坍落度為100150mm)、大流動(dòng)性混凝土(坍落度)160mm)。在測(cè)定坍落度的同時(shí)，應(yīng)檢查混凝土的黏聚性及保水性。黏聚性的檢查方法是用搗棒在已坍落的拌合物錐體一側(cè)輕打，若輕打時(shí)錐體漸漸下沉，表示黏聚性良好;如果錐體突然倒塌、部分崩裂或發(fā)生石

17、子離析，則表示黏聚性不好。保水性以混凝土拌合物中稀漿析出的程度評(píng)定，提起坍落度筒后，如有較多稀漿從底部析出，拌合物錐體因失漿而骨料外露，表示拌合物的保水性不好。如提起坍落筒后，無(wú)稀漿析出或僅有少量稀漿在底部析出，混凝土錐體含漿飽滿，則表示混凝土拌合物保水性良好。對(duì)于干硬性混凝土拌合物(坍落度小于l0mm)，采用維勃稠度(VB)作為其和易性指標(biāo)。 (2)影響混凝土拌合物和易性的因素影響拌合物和易性的因素很多，主要有水泥漿含量、水泥漿的稀稠、含砂率的大小、原材料的種類(lèi)以及外加劑等。水泥漿含量的影響。在混凝土的水灰比保持不變的情況下，單位體積混凝土內(nèi)水泥漿含量越多，拌合物的流動(dòng)性越大;但若水泥漿過(guò)多

18、，骨料不能將水泥漿很好地保持在拌合物內(nèi)，混凝土拌合物將會(huì)出現(xiàn)流漿、泌水現(xiàn)象，使拌合物的豁聚性及保水性變差。因此，混凝土內(nèi)水泥漿的含量，以使混凝土拌合物達(dá)到要求的流動(dòng)性為準(zhǔn)，不應(yīng)任意加大。含砂率的影響?；炷梁奥?簡(jiǎn)稱(chēng)砂率)是指砂的用量占砂、石總用量(按質(zhì)量計(jì))的百分?jǐn)?shù)?；炷林械纳皾{應(yīng)包裹石子顆粒并填滿石子空隙。砂率過(guò)小，砂漿量不足，不能在石子周?chē)纬勺銐虻纳皾{潤(rùn)滑層，將降低拌合物的流動(dòng)性，嚴(yán)重影響混凝土拌合物的黏聚性及保水性，使石子分離、水泥漿流失，甚至出現(xiàn)潰散現(xiàn)象;砂率過(guò)大，石子含量相對(duì)過(guò)少，骨料的空隙及總表面積都較大，在水灰比及水泥用量一定的條件下，混凝土拌合物顯得干稠，流動(dòng)性顯著降低

19、;在保持混凝土流動(dòng)性不變的條件下，會(huì)使混凝土的水泥漿用量顯著增大。因此，混凝土含砂率應(yīng)合理。合理砂率是在水灰比及水泥用量一定的條件下，使混凝土拌合物保持良好的黏聚性和保水性并獲得最大流動(dòng)性的含砂率。即在水灰比一定的條件下，當(dāng)混凝土拌合物達(dá)到要求的流動(dòng)性，而且具有良好的黏聚性及保水性時(shí)，水泥用量最省的含砂率，即最佳砂率。水泥漿稀稠的影響。在水泥品種一定的條件下，水泥漿的稀稠取決于水灰比的大小。當(dāng)水灰比較小時(shí)，水泥漿較稠，拌合物的豁聚性較好，泌水較少，但流動(dòng)性較小，相反，水灰比較大時(shí)，拌合物流動(dòng)性較大但黏聚性較差，泌水較多。普通混凝土常用水灰比一般在0. 400. 75范圍內(nèi)。其他因素的影響。除上

20、述影響因素外，拌合物和易性還受水泥品種、摻合料品種及摻量、骨料種類(lèi)、粒形及級(jí)配、混凝土外加劑以及混凝土攪拌工藝和環(huán)境溫度等條件的影響。2.強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度等。 (1)混凝土抗壓強(qiáng)度混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度。按照普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50081-2002，制作邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)(溫度20士2°C、相對(duì)濕度95%以上)條件下，養(yǎng)護(hù)至28d齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的極限抗壓強(qiáng)度，稱(chēng)為混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度，以fcu表示。按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程GB 50010-2002的規(guī)定，在立方體極限抗壓強(qiáng)度總體分布中，具有9

21、5%強(qiáng)度保證率的立方體試件抗壓強(qiáng)度，稱(chēng)為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(以MPa計(jì))，以f'cu, k表示。混凝土強(qiáng)度等級(jí)按混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為C15, C20, C25, C30, C35,C40, C45, C50、 C55、 C60, C65、 C70, C75, C80等14個(gè)等級(jí)。例如，強(qiáng)度等級(jí)為C25的混凝土，是指25Mpaf'cu, k30MPa的混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不小于C30。測(cè)定混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，也可以按粗骨料最大粒徑的尺寸選用不同的試件尺寸。但在計(jì)算其抗壓強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)乘以換算系數(shù)。選用邊長(zhǎng)為100的立方體試件，換算系數(shù)為0

22、.95;邊長(zhǎng)為200mm的立方體試件，換算系數(shù)為1. 05.混凝土棱柱體抗壓強(qiáng)度。按棱柱體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，制成邊長(zhǎng)為150mm×150mm×300mm的標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28d，測(cè)其抗壓強(qiáng)度，即為棱柱體的抗壓強(qiáng)度(fck )，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，fck0.67fcu,k。 (2)混凝土的抗拉強(qiáng)度混凝土在直接受拉時(shí)，很小的變形就會(huì)開(kāi)裂，它在斷裂前沒(méi)有殘余變形，是一種脆性破壞?；炷恋目估瓘?qiáng)度一般為抗壓強(qiáng)度的1/10/20。我國(guó)采用立方體的劈裂抗拉試驗(yàn)來(lái)測(cè)定混凝土的抗拉強(qiáng)度，稱(chēng)為劈裂抗拉強(qiáng)度?？估瓘?qiáng)度對(duì)于開(kāi)裂現(xiàn)象有重要意義，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗拉強(qiáng)度是確定混凝土抗裂度的重要

23、指標(biāo)。對(duì)于某些工程(如混凝土路面、水槽、拱壩)，在對(duì)混凝土提出抗壓強(qiáng)度要求的同時(shí)，還應(yīng)提出抗拉強(qiáng)度要求。3.混凝土的變形混凝土在硬化后和使用過(guò)程中，受各種因素影響而產(chǎn)生變形，主要有化學(xué)收縮、干濕變形、溫度變形及荷載作用下的變形等。這些變形是使混凝土產(chǎn)生裂縫的重要原因之一，直接影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性。4.混凝土的耐久性硬化后的混凝土除了具有設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度外，還應(yīng)具有與所處環(huán)境相適應(yīng)的耐久性，混凝土的耐久性是指混凝土抵抗環(huán)境條件的長(zhǎng)期作用，并保持其穩(wěn)定良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)安全、正常使用的能力?；炷恋哪途眯允且粋€(gè)綜合性概念，包括抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕、抗碳化、抗磨性、抗堿-

24、骨料反應(yīng)等性能。(1混凝土的抗?jié)B性抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力水、油等液體滲透的性能?；炷恋目?jié)B性主要與其密實(shí)性及內(nèi)部孔隙的大小和構(gòu)造有關(guān)?；炷恋目?jié)B性用抗?jié)B等級(jí)(P)表示，即以28d齡期的標(biāo)準(zhǔn)試件，按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)所能承受的最大水壓力(MPa)來(lái)確定?；炷恋目?jié)B等級(jí)可劃分為P2 ,P4 P6 P8, Pl0 P12等6個(gè)等級(jí)，相應(yīng)表示混凝土抗?jié)B試驗(yàn)時(shí)一組6試件中4個(gè)試件未出現(xiàn)滲水時(shí)的最大水壓力分別為0 2MPa, 0 4MPa, 0 6MPa, 0 8MPa, 1. 0MPa, 1. 2Mpa。提高混凝土抗?jié)B性能的措施有:提高混凝土的密實(shí)度，改善孔隙構(gòu)造，減少滲水通道;減小水灰比;摻

25、加引氣劑;選用適當(dāng)品種的水泥;注意振搗密實(shí)、養(yǎng)護(hù)充分等。 (2)混凝土的抗凍性混凝土的抗凍性是指混凝土在含水飽和狀態(tài)下能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，同時(shí)強(qiáng)度不嚴(yán)重降低的性能?；炷恋目箖鲂砸钥箖龅燃?jí)(F)表示。抗凍等級(jí)按28d齡期的試件用快凍試驗(yàn)方法測(cè)定，分為F50, F100, F150, F200, F300, F400等6個(gè)等級(jí)，相應(yīng)表示混凝土抗凍性試驗(yàn)?zāi)芙?jīng)受50. 100, 150, 200, 300, 400次的凍融循環(huán)。影響混凝土抗凍性能的因素主要有水泥品種、強(qiáng)度等級(jí)、水灰比、骨料的品質(zhì)等。提高混凝土抗凍性最主要的措施是:提高棍凝土密實(shí)度;減小水灰比;摻和外加劑;嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，注

26、意搗實(shí)，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等。(3)提高混凝土耐久性的主要措施嚴(yán)格控制水灰比。水灰比的大小是影響混凝土密實(shí)性的主要因素，為保證混凝土耐久性，必須嚴(yán)格控制水灰比?；炷了貌牧系钠焚|(zhì)，應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的要求。合理選擇骨料級(jí)配?？墒够炷猎诒ＷC和易性要求的條件下，減少水泥用量，并有較好的密實(shí)性。這樣不僅有利于混凝土耐久性而且也較經(jīng)濟(jì)。摻用減水劑及引氣劑?？蓽p少混凝土用水量及水泥用量，改善混凝土孔隙構(gòu)造。這是提高混凝土抗凍性及抗?jié)B性的有力措施。保證混凝土施工質(zhì)量。在混凝土施工中，應(yīng)做到攪拌透徹、澆筑均勻、振搗密實(shí)、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，以保證混凝土耐久性。掌握膠凝材料的分類(lèi)和用途能夠通過(guò)自身的物理化學(xué)作用，從漿體(液態(tài)和半

27、固態(tài))變成堅(jiān)硬的固體，并能把散粒材料(如砂、石)或塊狀材料(如磚和石塊)膠結(jié)成為整體材料的物質(zhì)稱(chēng)為膠凝材料。膠凝材料根據(jù)其化學(xué)組成可分為有機(jī)膠凝材料和無(wú)機(jī)膠凝材料;無(wú)機(jī)膠凝材料按硬化條件差異又分為氣硬性膠凝材料和水硬性膠凝材料。氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化、保持或發(fā)展強(qiáng)度，適用于干燥環(huán)境，如石灰、水玻璃等;水硬性膠凝材料不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在潮濕環(huán)境或水中硬化、保持并繼續(xù)發(fā)展其強(qiáng)度，如水泥。瀝青屬于有機(jī)膠凝材料。一、石灰 (一)石灰的原料及生產(chǎn)石灰是工程中常用的膠凝材料之一，其原料石灰石主要成分是碳酸鈣(CaCO3 )，石灰石經(jīng)高溫媛燒分解產(chǎn)生以CaO為主要成分(少量Mg0)的生

28、石灰。 (二)石灰的熟化石灰的熟化又稱(chēng)消解，是指生石灰與水(H2O)發(fā)生反應(yīng)，生成Ca(OH)2的過(guò)程。生石灰的熟化過(guò)程伴隨著劇烈的放熱與體積膨脹現(xiàn)象(l. 53. 5倍)。 (三)石灰的特點(diǎn)1.可塑性好。生石灰消解為石灰漿時(shí)，其顆粒極微細(xì)，呈膠體狀態(tài)，比表面積大，表面吸附了一層較厚的水膜，因而保水性能好，同時(shí)水膜層也降低了顆粒間的摩擦力，可塑性增強(qiáng)。2.強(qiáng)度低。石灰硬化緩慢、強(qiáng)度較低，通常1:3的石灰砂漿，其28d抗壓強(qiáng)度只有0. 20. 5Mpa.3.耐水性差。在石灰硬化體中存在著大量尚未碳化的Ca(OH)2，而Ca(OH):易溶于水，所以石灰的耐水性較差，故石灰不宜用于潮濕環(huán)境中。4.體

29、積收縮大。石灰在硬化過(guò)程中蒸發(fā)掉大量的水分，引起體積顯著收縮，易產(chǎn)生裂紋。因此，石灰一般不宜單獨(dú)使用，通常摻人一定量的骨料(砂)或纖維材料(紙筋、麻刀等)或水泥以提高抗拉強(qiáng)度，抵抗收縮引起的開(kāi)裂。二、水玻璃水玻璃是一種堿金屬硅酸鹽水溶液，俗稱(chēng)“泡花堿”。根據(jù)堿金屬氧化物的不同，分為硅酸鈉水玻璃和硅酸鉀水玻璃等。常用的是硅酸鈉(Na2O·nSiO2)水玻璃的水溶液，硅酸鈉中氧化硅與氧化鈉的分子比“n”稱(chēng)為水玻璃模數(shù)。 (一)水玻璃的性質(zhì)水玻璃通常為青灰色或黃灰色黏稠液體，具有較強(qiáng)的粘結(jié)力，其模數(shù)越大，粘結(jié)力越強(qiáng)。同一模數(shù)的水玻璃溶液，濃度越大，密度越大;勃度越大，粘結(jié)力越強(qiáng)。水玻璃硬化

30、時(shí)析出的硅酸凝膠，可堵塞材料的毛細(xì)孔隙，具有一定的防滲作用;能抵抗多數(shù)無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸的腐蝕，具有很強(qiáng)的耐酸腐蝕性;還有著良好的耐熱性，在高溫下不分解、強(qiáng)度不降低甚至有所增加。 (二)水玻璃的用途1.灌漿材料。常用于加固地基，水玻璃和氯化鈣溶液交替灌人地基中，兩種溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，析出硅酸膠體，起到膠結(jié)和填充土壤空隙的作用，增加了土的密實(shí)度和強(qiáng)度。2.涂料。天然石材、混凝土硅酸鹽制品等表面涂上一層水玻璃，可提高其防水性和抗風(fēng)化性;用水玻璃涂刷鋼筋混凝土中的鋼筋，可起到一定的阻銹作用。3.防水劑。水玻璃還可以與多種礬配制成防水劑，用于防水砂漿和防水混凝土。4.耐酸材料。水玻璃與促硬劑、耐酸粉、耐酸

31、骨料配合可制得耐酸砂漿和耐酸混凝土，對(duì)于硫酸、鹽酸、硝酸等無(wú)機(jī)酸具有較好的耐腐蝕能力，常用于防腐工程。5.耐熱材料。利用水玻璃的耐熱性可配制耐熱砂漿和耐熱混凝土。6.粘合劑。液體水玻璃、?；郀t礦渣、砂和氟硅酸鈉按一定的比例配合可制得水玻璃礦渣砂漿，用于塊材裂縫的修補(bǔ)、輕型內(nèi)墻的粘結(jié)等。三、水泥凡磨細(xì)成粉末狀，加人適量水后能成為塑性漿體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能將砂、石等材料牢固地膠結(jié)成整體材料的水硬性膠凝材料，通稱(chēng)為水泥。水泥種類(lèi)很多，按照主要的水硬性物質(zhì)不同可分為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥等系列。按用途和性能，又可分為通用水泥、專(zhuān)用水泥、特性水泥三大類(lèi)

32、。 (一)通用水泥通用水泥是指大量用于一般土木建筑工程的水泥，包括硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和復(fù)合水泥。使用最多的為硅酸鹽類(lèi)水泥，如硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等。 (二)專(zhuān)用水泥專(zhuān)用水泥是指有專(zhuān)門(mén)用途的水泥。下面介紹水利工程中常用的大壩水泥和低熱微膨脹水泥。大壩水泥包括中熱和低熱水泥。以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，加人適量石膏，磨細(xì)制成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料，稱(chēng)為中熱硅酸鹽水泥，簡(jiǎn)稱(chēng)中熱水泥;以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，加人適量礦渣、石膏，磨細(xì)制成的具有低等水化熱的水硬性膠凝材料，稱(chēng)為低熱硅酸鹽水泥，簡(jiǎn)稱(chēng)

33、低熱水泥。低熱、中熱水泥適用于大壩工程及大型構(gòu)筑物等大體積混凝土工程。低熱微膨脹水泥(LHEC)是指以粒化高爐礦渣為主要組分，加人適量硅酸鹽水泥熟料和石膏，磨細(xì)制成的具有低水化熱和微膨脹性能的水硬性膠凝材料。低熱微膨脹水泥由于水化熱低，并且具有微膨脹的性能，對(duì)防止大體積混凝土的干縮開(kāi)裂有重要作用。適用于要求低熱和補(bǔ)償收縮的混凝土、大體積混凝土、要求抗?jié)B和抗硫酸鹽侵蝕的工程。 (三)特性水泥特性水泥是指其某種性能比較突出的一類(lèi)水泥，如快硬硅酸鹽水泥、快凝快硬硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥、白色硅酸鹽水泥、自應(yīng)力鋁酸鹽水泥、膨脹硫酸鹽水泥等。1.快硬硅酸鹽水泥，是指以硅酸鹽水泥熟料和適量石膏磨細(xì)制

34、成，以3d抗壓強(qiáng)度表示強(qiáng)度等級(jí)的水硬性膠凝材料，簡(jiǎn)稱(chēng)快硬水泥?？煊菜喑跄坏迷缬?5min，終凝不得遲于l0h。2，快凝快硬硅酸鹽水泥，是指以硅酸三鈣、氟鋁酸鈣為主的熟料，加人適量的硬石膏、粒化高爐礦渣、無(wú)水硫酸鈉，經(jīng)過(guò)磨細(xì)制成的凝結(jié)快、強(qiáng)度增長(zhǎng)快的水硬性膠凝材料，簡(jiǎn)稱(chēng)雙快水泥。雙快水泥初凝不得早于l0min，終凝不得遲于60min。主要用于緊急搶修工程，以及冬季施工、堵漏等工程。施工時(shí)不得與其他水泥混合使用。3.抗硫酸鹽硅酸鹽水泥.是指以硅酸鈣為主的特定礦物組成的熟料，加人適量石膏，磨細(xì)制成的具有一定抗硫酸鹽侵蝕性能的水硬性膠凝材料?？沽蛩猁}水泥適用于受硫酸鹽侵蝕的海港、水利、地下隧涵等工

35、程。4.白色硅酸鹽水泥，是指以白色硅酸鹽水泥熟料加人適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料.5.鋁酸鹽水泥，是以鋁酸鈣為主要成分的各種水泥的總稱(chēng)。主要品種有:高鋁水泥、低鈣鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽自應(yīng)力水泥等。其中工程中常用的高鋁水泥特點(diǎn)是早期強(qiáng)度遞增快、強(qiáng)度高、水化熱高，主要用于緊急搶修和早強(qiáng)要求的特殊工程，適用于冬期施工，主要缺點(diǎn)是后期強(qiáng)度倒縮，在使用35年后高鋁水泥混凝土的強(qiáng)度只有早期強(qiáng)度的一半左右，抗凍滲和耐蝕等性能亦隨之降低。高鋁水泥不宜用于結(jié)構(gòu)工程;使用溫度不宜超過(guò)30;不得與其他水泥混合使用。四、石油瀝青工程中常用的瀝青材料主要是石油瀝青和煤瀝青，石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)優(yōu)于煤瀝青。石油瀝青按原油

36、的成分分為石蠟基瀝青、瀝青基瀝青和混合基瀝青;按加工方法不同分為直餾瀝青、氧化瀝青、裂化瀝青等;按瀝青用途不同分為道路石油瀝青、建筑石油瀝青、專(zhuān)用石油瀝青和普通石油瀝青。掌握外加劑的分類(lèi)和應(yīng)用一、外加劑的分類(lèi)混凝土外加劑種類(lèi)繁多，按其主要功能分為四類(lèi);1.改善混凝土拌合物流動(dòng)性能的外加劑。包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。2.調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強(qiáng)劑和泵送劑等。3.改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。4.改善混凝土其他性能的外加劑。包括引氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑等。二、工程中常用的外加劑目前在工程中常用的外加劑主要有減水劑、引氣劑、早強(qiáng)劑

37、、緩凝劑、防凍劑等。 (一)減水劑減水劑是在混凝土坍落度基本相同的條件下，能顯著減少混凝土拌合水量的外加劑。在混凝土中加人減水劑后，根據(jù)使用目的的不同，一般可取得以下效果:在用水量及水灰比不變時(shí)，混凝土坍落度可增大100200mm，且不影響混凝土的強(qiáng)度，增加流動(dòng)性;在保持流動(dòng)性及水泥用量不變的條件下，可減少拌合水量10%15%，從而降低了水灰比，使混凝土強(qiáng)度提高15%20%，特別是早期強(qiáng)度提高更為顯著;在保持流動(dòng)性及水灰比不變的條件下，可以在減少拌合水量的同時(shí)，相應(yīng)減少水泥用量，即在保持混凝土強(qiáng)度不變時(shí)，可節(jié)約水泥用量10%15%;摻人減水劑能顯著改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)，使混凝土的密實(shí)度提高，透

38、水性可降低40%80%，從而可提高抗?jié)B、抗凍、抗化學(xué)腐蝕及抗銹蝕等能力，改善混凝土的耐久性。此外，摻用減水劑后，還可以改善混凝土拌合物的泌水、離析現(xiàn)象，延緩混凝土拌合物的凝結(jié)時(shí)間，減慢水泥水化放熱速度和可配制特種混凝土。 (二)早強(qiáng)劑早強(qiáng)劑是指能加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑。早強(qiáng)劑可促進(jìn)水泥的水化和硬化進(jìn)程，加快施工進(jìn)度，提高模板周轉(zhuǎn)率，特別適用于冬期施工或緊急搶修工程。目前廣泛使用的混凝土早強(qiáng)劑有三類(lèi)，即氯化物(如CaCl2 , NaCl等)、硫酸鹽系(如Na2SO4等)和三乙醇胺系，但使用更多的是以它們?yōu)榛牡膹?fù)合早強(qiáng)劑。其中氯化物對(duì)鋼筋有銹蝕作用，常與阻銹劑共同使用。 (三)引氣劑引氣

39、劑是指攪拌混凝土過(guò)程中能引人大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑。引氣劑能使混凝土的某些性能得到明顯的改善或改變:改善混凝土拌合物的和易性，顯著提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性，但混凝土強(qiáng)度略有降低。引氣劑可用于抗?jié)B混凝土、抗凍混凝土、抗硫酸侵蝕混凝土、泌水嚴(yán)重的混凝土、輕混凝土以及對(duì)飾面有要求的混凝土等，但引氣劑不宜用于蒸養(yǎng)混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。引氣劑的摻用量通常為水泥質(zhì)量的0.005%0.015%(以引氣劑的干物質(zhì)計(jì)算)。 (四)緩凝劑緩凝劑是指能延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間，并對(duì)混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展無(wú)不利影響的外加劑。緩凝劑主要有四類(lèi):糖類(lèi)，如糖蜜;木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi)，如木鈣、木鈉;經(jīng)基竣酸及其鹽類(lèi)

40、，如檸檬酸、石酸;無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，如鋅鹽、硼酸鹽等。常用的緩凝劑是木鈣和糖蜜，其中糖蜜的緩凝效果最好，糖蜜緩凝劑是制糖下腳料經(jīng)石灰處理而成，糖蜜的適宜摻量為0.1%0.3%混凝土凝結(jié)時(shí)間可延長(zhǎng)24h，摻量過(guò)大會(huì)使混凝土長(zhǎng)期不硬，強(qiáng)度嚴(yán)重下降。緩凝劑具有緩凝、減水和降低水化熱等的作用，對(duì)鋼筋也無(wú)銹蝕作用。主要適用于大體積混凝土、炎熱氣候下施工的混凝土，以及需長(zhǎng)時(shí)間停放或長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)幕炷?。緩凝劑不宜用在日最低氣?以下施工的混凝土，也不宜單獨(dú)用于有早強(qiáng)要求的混凝土及蒸養(yǎng)混凝土。 (五)防凍劑防凍劑是指在規(guī)定溫度下，能顯著降低混凝土的冰點(diǎn)，使混凝土液相不凍結(jié)或僅部分凍結(jié)，以保證水泥的水化作用，并在一定的

41、時(shí)間內(nèi)獲得預(yù)期強(qiáng)度的外加劑。常用的防凍劑有氯鹽類(lèi)(氯化鈣、氯化鈉);氯鹽阻銹類(lèi)(以氯鹽與亞硝酸鈉阻銹劑復(fù)合而成);無(wú)氯鹽類(lèi)(以硝酸鹽、亞硝酸鹽、碳酸鹽、乙酸鈉或尿素復(fù)合而成)。氯鹽類(lèi)防凍劑適用于無(wú)筋混凝土;氯鹽阻銹類(lèi)防凍劑適用于鋼筋混凝土;無(wú)氯鹽類(lèi)防凍劑用于鋼筋混凝土工程和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土工程。硝酸鹽、亞硝酸鹽、碳酸鹽易引起鋼筋的腐蝕，故不適用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土以及與鍍鋅鋼材或與鋁鐵相接觸部位的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。防凍劑用于負(fù)溫條件下施工的混凝土。目前國(guó)產(chǎn)防凍劑品種適用于015.的氣溫，當(dāng)在更低氣溫下施工時(shí)，應(yīng)增加其他混凝土冬期施工的措施，如暖棚法、原料(砂、石、水)預(yù)熱法等。 (六)速凝劑速凝劑

42、是指能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。速凝劑主要有無(wú)機(jī)鹽類(lèi)和有機(jī)物類(lèi)兩類(lèi)。我國(guó)常用的速凝劑是無(wú)機(jī)鹽類(lèi)，主要型號(hào)有紅星I型、7 II, 728型、8604型等。紅星I型速凝劑是由鋁氧熟料(主要成分為鋁酸鈉)、碳酸鈉、生石灰按質(zhì)量1:1:0.5的比例配制而成的一種粉狀物，適宜摻量為水泥質(zhì)量的2.5%4.0% 。7II型速凝劑是鋁氧熟料與無(wú)水石膏按質(zhì)量比3:1配合粉磨而成，適宜摻量為水泥質(zhì)量的3%5%速凝劑摻人混凝土后，能使混凝土在5min內(nèi)初凝，l0min內(nèi)終凝，1h就可產(chǎn)生強(qiáng)度，1d強(qiáng)度提高23倍，但后期強(qiáng)度會(huì)下降，28d強(qiáng)度約為不摻時(shí)的80%90%。速凝劑主要用于礦山井巷、鐵路隧道、引水涵洞、地

43、下工程。 (七)膨脹劑膨脹劑是使混凝土產(chǎn)生一定體積膨脹的外加劑，如硫鋁酸鈣類(lèi)、氧化鈣類(lèi)、氧化鎂類(lèi)等。摻人適量的膨脹劑可提高混凝土的抗?jié)B性和抗裂性，而對(duì)混凝土的力學(xué)性能不會(huì)帶來(lái)大的改變。三、外加劑的選擇和使用在混凝土中摻人外加劑，可明顯改善混凝土的技術(shù)性能，取得顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。若選擇和使用不當(dāng)，會(huì)造成事故。因此，在選擇和使用外加劑時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(一) 外加劑品種選擇外加劑品種、品牌很多，效果各異，特別是對(duì)于不同品種的水泥效果不同。使用時(shí)應(yīng)根據(jù)工程需要和現(xiàn)場(chǎng)的材料條件，參考有關(guān)資料并通過(guò)試驗(yàn)確定。 (二)外加劑摻量確定混凝土外加劑均有適宜摻量，摻量過(guò)小，往往達(dá)不到預(yù)期效果;摻量過(guò)大，則會(huì)

44、影響混凝土質(zhì)量，甚至造成質(zhì)量事故，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)試配確定最佳摻量。 (三)外加劑摻加方法外加劑摻量很少，必須保證其均勻度，一般不能直接加人混凝土攪拌機(jī)內(nèi);對(duì)于可溶水的外加劑，應(yīng)先配成一定濃度的水溶液，隨水加人攪拌機(jī);對(duì)不溶于水的外加劑，應(yīng)與適量水泥或砂混合均勻后加人攪拌機(jī)內(nèi)。另外，外加劑的摻人時(shí)間、方式對(duì)其效果的發(fā)揮也有很大影響，如為保證減水劑的減水效果，減水劑有同摻法、后摻法、分次摻人三種方法。掌握鋼材的分類(lèi)和應(yīng)用一、鋼筋的分類(lèi) (一)鋼筋按化學(xué)成分分類(lèi)鋼筋按化學(xué)成分不同可分為碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通低合金鋼兩類(lèi)。1.碳素結(jié)構(gòu)鋼。根據(jù)含碳量的不同又可分為低碳鋼(含碳量小于0.25%)，如I級(jí)鋼;中碳鋼(

45、含碳量0. 25%一0.60%);高碳鋼(含碳量0. 60%一1.40%)，如碳素鋼絲、鋼絞線等。隨著含碳量的增加，鋼材的強(qiáng)度提高，塑性降低。2.普通低合金鋼(合金元素總含量小于5mm)。除了含碳素鋼各種元素外，還加人少量的合金元素，如錳、硅、釩、欽等，使鋼筋強(qiáng)度顯著提高，塑性與可焊性能也可得到改善，如II級(jí)、II級(jí)和IV級(jí)鋼筋都是普通低合金鋼。 (二)鋼筋按生產(chǎn)加工工藝分類(lèi)可分為熱軋鋼筋、熱處理鋼筋、冷拉鋼筋和鋼絲(直徑不大于5mm)四類(lèi)。熱軋鋼筋由冶金廠直接熱軋制成，按強(qiáng)度不同分為I,II、III和IV級(jí)，隨著級(jí)別增大，鋼筋的強(qiáng)度提高，塑性降低。熱處理鋼筋是由強(qiáng)度大致相當(dāng)于IV級(jí)的某些特定

46、鋼號(hào)鋼筋經(jīng)淬火和回火處理后制成，鋼筋強(qiáng)度能得到較大幅度的提高，但其塑性降低并不多。冷拉鋼筋由熱軋鋼筋經(jīng)冷加工而成，其屈服強(qiáng)度高于相應(yīng)等級(jí)的熱軋鋼筋，但塑性降低。鋼絲包括光面鋼絲、刻痕鋼絲、冷拔低碳鋼絲和鋼絞線等。三)鋼筋按其外形分類(lèi)可分為光面鋼筋和變形鋼筋兩種。變形鋼筋有螺紋、人字紋和月牙紋，月牙紋鋼筋最常用。通常變形鋼筋直徑不小于10mm，光面鋼筋的直徑不小于6mm. (四)鋼筋按力學(xué)性能分類(lèi)可分為有物理屈服點(diǎn)的鋼筋和無(wú)物理屈服點(diǎn)的鋼筋。前者包括熱軋鋼筋和冷拉熱軋鋼筋;后者包括鋼絲和熱處理鋼筋。二、鋼筋的主要力學(xué)性能 (一)鋼筋的應(yīng)力一應(yīng)變曲線1.有物理屈服點(diǎn)鋼筋的典型應(yīng)力一應(yīng)變曲線如圖ZF

47、311035(a)所示。2;無(wú)物理屈服點(diǎn)鋼筋的應(yīng)力一應(yīng)變曲線如圖2F311035(b)所示。這類(lèi)鋼筋的抗拉強(qiáng)度一般都很高，但變形很小，也沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)，通常取相應(yīng)于殘余應(yīng)變=0.2%時(shí)的應(yīng)力，作為名義屈服點(diǎn)，即條件屈服強(qiáng)度或條件流限，其值約相當(dāng)于0.8倍的抗拉強(qiáng)度。 (二)鋼筋的強(qiáng)度和變形指標(biāo)有物理屈服點(diǎn)的鋼筋的屈服強(qiáng)度是鋼筋強(qiáng)度的設(shè)計(jì)依據(jù)。另外，鋼筋的屈強(qiáng)比(屈服強(qiáng)度與極限抗拉強(qiáng)度之比)表示結(jié)構(gòu)可靠性的潛力，抗震結(jié)構(gòu)要求鋼筋屈強(qiáng)比不大于0.8，因而鋼筋的極限強(qiáng)度是檢驗(yàn)鋼筋質(zhì)量的另一強(qiáng)度指標(biāo)。無(wú)物理屈服點(diǎn)的鋼筋由于其條件屈服點(diǎn)不容易測(cè)定，因此這類(lèi)鋼筋的質(zhì)量檢驗(yàn)以極限強(qiáng)度作為主要強(qiáng)度指標(biāo)。反映

48、鋼筋塑性性能的基本指標(biāo)是伸長(zhǎng)率和冷彎性能。伸長(zhǎng)率5或10是鋼筋試件拉斷后的伸長(zhǎng)值與原長(zhǎng)的比值，它反映了鋼筋拉斷前的變形能力。伸長(zhǎng)率大的鋼筋(如有物理屈服點(diǎn)的鋼筋)在拉斷前有足夠的預(yù)兆，屬于延性破壞。伸長(zhǎng)率小的鋼筋(如無(wú)物理屈服點(diǎn)的鋼筋)塑性差，拉斷前變形小，破壞突然，屬于脆性破壞。鋼筋的冷彎性能是鋼筋在常溫下承受彎曲變形的能力。在達(dá)到規(guī)定的冷彎角度時(shí)鋼筋應(yīng)不出現(xiàn)裂紋或斷裂。因此冷彎性能可間接地反映鋼筋的塑性性能和內(nèi)在質(zhì)量。屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和冷彎性能是有物理屈服點(diǎn)鋼筋進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的四項(xiàng)主要指標(biāo)，而對(duì)無(wú)物理屈服點(diǎn)的鋼筋則只測(cè)定后三項(xiàng)。三、混凝土結(jié)構(gòu)用鋼材 (一)熱軋鋼筋熱軋鋼筋按表面形狀

49、分為熱軋光圓鋼筋和熱軋帶肋鋼筋。1.牌號(hào)。鋼筋混凝土用熱軋鋼筋有HPB235, HRB335, HRB400, HRB500四個(gè)牌號(hào)。牌號(hào)中HPB代表熱軋光圓鋼筋，HRB代表熱軋帶肋鋼筋，牌號(hào)中的數(shù)字表示熱軋鋼筋的屈服強(qiáng)度。其中熱軋光圓鋼筋由碳素結(jié)構(gòu)鋼軋制而成，表面光圓;熱軋帶肋鋼筋由低合金鋼軋制而成，外表帶肋。2.選用。光圓鋼筋的強(qiáng)度較低，但塑性及焊接性好，便于冷加工，廣泛用做普通鋼筋混凝土;HRB335, HRB400帶肋鋼筋的強(qiáng)度較高，塑性及焊接性也較好，廣泛用做大、中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋;HRB500帶肋鋼筋強(qiáng)度高，但塑性與焊接性較差，適宜用做預(yù)應(yīng)力鋼筋。 (二)冷拉熱軋鋼筋為了

50、提高強(qiáng)度以節(jié)約鋼筋，工程中常按施工規(guī)程對(duì)熱軋鋼筋進(jìn)行冷拉。冷拉I級(jí)鋼筋適用于非預(yù)應(yīng)力受拉鋼筋，冷拉II, III,IV級(jí)鋼筋強(qiáng)度較高，可用做預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋。由于冷拉鋼筋的塑性、韌性較差，易發(fā)生脆斷，因此，冷拉鋼筋不宜用于負(fù)溫度、受沖擊或重復(fù)荷載作用的結(jié)構(gòu)。 (三)冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋是以普通低碳鋼或低合金鋼熱軋圓盤(pán)條為母材，經(jīng)冷拉或冷拔減徑后，在其表面軋成具有三面或兩面月牙形橫肋的冷軋帶肋鋼筋。冷軋帶肋鋼筋代號(hào)為L(zhǎng)L，按抗拉強(qiáng)度分為三級(jí):LL550, LL650, LL800，其中數(shù)值表示鋼筋應(yīng)達(dá)到的最小抗拉強(qiáng)度值。冷軋帶肋鋼筋強(qiáng)度與冷拔低碳鋼絲強(qiáng)度接近，但塑性比冷拔低碳鋼絲要

51、好，因其表面帶肋，與混凝土的粘結(jié)能力比冷拔低碳鋼絲強(qiáng)，可廣泛用于中、小型預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，也可用于焊接鋼筋網(wǎng)。 (四)冷軋扭鋼筋冷軋扭鋼筋由低碳鋼熱軋圓盤(pán)條經(jīng)專(zhuān)用鋼筋冷軋扭機(jī)調(diào)直、冷軋并冷扭一次成型，具有規(guī)定截面形狀和節(jié)距的連續(xù)螺旋狀鋼筋。按其截面形狀不同分為工型(矩形截面)和B型(菱形截面)兩種類(lèi)型。代號(hào)為L(zhǎng)ZN。冷軋扭鋼筋可適用于鋼筋混凝土構(gòu)件。冷軋扭鋼筋與混凝土的握裹力與其螺距大小有直接關(guān)系。螺距越小，握裹力越大，但加工難度也越大，因此應(yīng)選擇適宜的螺距。冷軋扭鋼筋在拉伸時(shí)無(wú)明顯屈服臺(tái)階，為安全起見(jiàn)，其抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度采用0. 8b。 (五)熱處理鋼筋熱處理鋼筋是用熱軋螺紋鋼筋經(jīng)淬火和回火處理而成的，代號(hào)為RB150。按螺紋外形可分為有縱肋和無(wú)縱肋兩種。根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，熱處理鋼筋有40Si2Mn, 48Si2Mn和45Si2Cr三個(gè)牌號(hào)。熱處理鋼筋目前主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕，用以代替高強(qiáng)度鋼絲，配筋根數(shù)減少，制作方便，錨固性能好，建立預(yù)應(yīng)力穩(wěn)定。也用于預(yù)應(yīng)力混凝土板、梁和吊車(chē)梁，使用效果良好。熱處理鋼筋系成盤(pán)供應(yīng)，開(kāi)盤(pán)后能自然伸直，不需調(diào)直、焊接，故施工簡(jiǎn)單，并可節(jié)約鋼材。 (六)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線預(yù)應(yīng)力鋼絲按交貨狀態(tài)分為冷拉鋼絲及消除應(yīng)力鋼絲兩種，按外形分為光面鋼絲、刻痕鋼絲、螺旋鋼絲三種。按松弛能力分為I級(jí)松弛和II級(jí)松弛