《土木材料（第2版修訂）》全冊配套完整教學(xué)課件

1、 一.土木工程材料的定義 二.土木工程材料的分類 按化學(xué)成分無機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)合材料按使用功能結(jié)構(gòu)材料墻體材料功能材料土木工程（建筑物、構(gòu)筑物）中使用的各種材料及制品有機(jī)材料無機(jī)材料復(fù)合材料黑色金屬：鋼、鐵、不銹鋼等金屬材料非金屬材料有色金屬：鋁、銅等其他合金天然石材：砂、石及石材制品等燒土制品：磚、瓦、玻璃等膠凝材料：石灰、石膏、水泥、水玻璃等砼及硅酸鹽制品：砼、砂漿及硅酸鹽制品植物材料：木材、竹材等瀝青材料：石油瀝青、煤瀝青、瀝青制品等高分子材料：塑料、涂料、膠粘劑等無機(jī)非金屬與有機(jī)復(fù)合：玻璃鋼、聚合物砼、瀝青混合料等金屬材料與無機(jī)非金屬材料復(fù)合：鋼纖維砼等金屬材料與有機(jī)材料復(fù)合：輕質(zhì)金屬

2、夾芯板分：強(qiáng)制性推薦性如：GBGB/T國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)GBGB行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)DBDB標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)代號標(biāo)準(zhǔn)代號 標(biāo)準(zhǔn)順序號標(biāo)準(zhǔn)順序號 發(fā)布年代號發(fā)布年代號 標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)名稱建工JG交通JT建材JC冶金YB石化SH企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QBQB標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)名名稱稱標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)代代號號標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)順順序序號號發(fā)發(fā)布布年年代代號號例如：聚氨酯建筑密封膏聚氨酯建筑密封膏JC/T 4822003三.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)材料性質(zhì)材料性質(zhì)（性能性能）（特性特性）合理應(yīng)用合理應(yīng)用技術(shù)要求 物理性質(zhì)掌握目的 化學(xué)性質(zhì) 力學(xué)性質(zhì) 耐久性取決于1. .材料組成2. .材料結(jié)構(gòu)3. .試驗條件第一章第一章. .土木

3、工程材料的基本性質(zhì)土木工程材料的基本性質(zhì)檢驗檢測常用規(guī)格 1. .材料組成化學(xué)組成礦物組成相組成 2. .材料結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)細(xì)觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)納觀結(jié)構(gòu)A.晶體結(jié)構(gòu)B.玻璃體結(jié)構(gòu)C.膠體結(jié)構(gòu)3. .試驗條件試件形狀、尺寸試件表面狀況、含水狀態(tài)試驗溫、濕度；加荷速度定義特征A.晶體結(jié)構(gòu)B.玻璃體結(jié)構(gòu)定義特征C.膠體結(jié)構(gòu)定義特征質(zhì)點在空間按特定的規(guī)則呈周期性排列特定的幾何外形；各向異性(金屬材料除外)；固定的熔點，化學(xué)穩(wěn)定性高高溫熔融物經(jīng)急冷后，質(zhì)點來不及按一定的規(guī)則排列便凝固成固體各向同性；導(dǎo)熱性較低；無固定的熔點；化學(xué)穩(wěn)定性差(即，活性高)分散相分散在連續(xù)相介質(zhì)中形成的分散體系較強(qiáng)的吸附力和粘結(jié)力；

4、比晶體和玻璃體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、變形大1.密度2.表觀密度03.堆積密度04.孔隙率P 5.空隙率P材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積重量材料在自然狀態(tài)下單位體積重量散粒材料在堆積狀態(tài)下單位體積重量一一. .材材料料與與質(zhì)質(zhì)量量有有關(guān)關(guān)的的性性質(zhì)質(zhì)材料內(nèi)部孔隙體積占表觀體積的百分率材料之間空隙體積占堆積體積的百分率體積密度毛體積密度比重容重松散容重閉口孔隙開口孔隙實 體開口孔隙閉口孔隙實體VV閉閉V開開Vo孔隙體積 V孔孔= V開開+ V閉閉空 隙V空空堆積體積 Vo= Vo + V空空=V+V開開 + V閉閉+ V空空表觀體積 Vo= V+ V孔孔= V+V開開 + V閉閉VoV孔孔V空=V空iV0 =

5、V0i)(3cmgVm)(3300mkgcmgVVVmVm或閉開)(3300mkgcmgVVVVmVm或空閉開1 1.密度密度 2.2.表觀密度表觀密度 3.3.堆積密度堆積密度 式中：VV實體體積,李氏密度瓶測V V 式中：VV0表觀體積，表面封蠟測VV0表觀密度又稱容重，分000Vm干干00Vm飽飽00Vm濕濕式中： VV0堆積體積，容量筒測V V000經(jīng)比較可得：VVV00或得：干容重濕容重飽水容重4.4.孔隙率孔隙率 %1001100000孔VVVVVVVP5.5.開口孔隙率開口孔隙率 %10010OH02VMMVVPPk干飽開開6.6.閉口孔隙率閉口孔隙率 kBPPVVVVVVVVV

6、PP0000開孔開孔閉閉7.7.空隙率空隙率 %1001100000000VVVVVVVP空 粗孔與細(xì)孔粗孔與細(xì)孔 毛細(xì)孔使材料吸水率增大、耐久性 降低。一般來說粗孔不易吸滿水， 微細(xì)孔隙吸水率非常大. 開孔與閉孔開孔與閉孔 開孔相對閉孔對材料強(qiáng)度、保溫性、 耐久性更不利.或增加閉口孔隙，可 提高材料保溫性、耐久性.1.一般來說,(單個)孔隙尺寸增大, 材料強(qiáng)度降低,導(dǎo)熱系數(shù)增大2.孔隙率增大，材料表觀密度減??；強(qiáng)度降低；導(dǎo)熱系數(shù) 減小；吸水率增大；透氣、透水性變大。 抗凍性是否降低，要視孔隙大小和形態(tài)特 征而定3.孔隙(形態(tài))特征V =170 cm3V + V閉 =210 cm3V0=V +

7、 V開 + V閉 =260 cm3 某材料干燥試樣重450g，浸入水中吸水飽和后排出水的 體積210cm3；取出用濕布抹干再浸入水中排出水的體積260cm3；試樣磨細(xì)后烘干再浸入水中，排出水的體積170cm3 。 求：該材料密度，表觀密度0 ，開口孔隙率PK ，閉口孔隙率PB %23.19260500VVPk開%38.15260400VVPB閉則：3/65. 2170450cmgVm300/73. 1260450cmgVm例題例題解解：V = 170 cm3V閉 = 40 cm3V開 = 50 cm3密度表觀密度開口孔隙率閉口孔隙率二二. .材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì)1.親水性 憎水

8、性潤濕(邊)角 9090親水性材料 9090憎水性材料水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與材料分子之間的吸引力 大于水分子與材料分子之間的吸引力2.吸水性材料在水中吸收水分的性質(zhì)指標(biāo)重量吸水率、體積吸水率3.吸濕性材料在空氣中吸收水分的性質(zhì)指標(biāo)含水率 吸(含)水率增大，對材料的許多性質(zhì)有不良影響： 如容重增加、體積膨脹、導(dǎo)熱（系數(shù)）性增大，強(qiáng)度及抗凍性下降等。 6.材料的含 水狀態(tài)干燥(即，絕干)狀態(tài)4.耐水性材料抵抗水的破壞作用的能力指標(biāo)軟化系數(shù)：軟化系數(shù)增大，材料的耐水性愈好， 反之，材料的耐水性愈差。 工程中將軟化系數(shù)0.85的材料稱為耐水材料5.抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)指標(biāo)滲透系數(shù)：滲

9、透系數(shù)越大，抗?jié)B性越差。 抗?jié)B等級：P4、P6、P8、P10、P12等。 其中：P12表示材料能夠承受的最大水壓為1.2MPa氣干狀態(tài)飽和面干狀態(tài)濕潤狀態(tài)8.重量吸水率 %100MMM干干飽干水MMwm9.體積吸水率 %1001VV0O2H0VMMwv干飽水二者關(guān)系 000干干VMwwmv0mvww 10.含水率 %100MMM干干濕干水MMw某材料飽水容重0飽=1900/m3，體積吸水率wv=46% 求:干容重000O2H0飽干飽VMMwv解解:30044.146.09 .1cmgwv飽例題三三. .材料與熱有關(guān)的性質(zhì)材料與熱有關(guān)的性質(zhì)1.導(dǎo)熱性材料兩側(cè)存在溫差時,熱量由一側(cè)傳至另一側(cè)的性質(zhì)

10、 愈小，材料的保溫隔熱性能愈好，或絕熱性能愈好。工程界將 0.23W/(mk)的材料，稱為絕熱材料，或節(jié)能材料指標(biāo)導(dǎo)熱系數(shù) 材料組成與結(jié)構(gòu)材料的孔隙率材料的孔隙特征材料的含水狀態(tài)受控于最好的絕熱材料為靜止（態(tài)）空氣，其=0.023W/(mk) 房建中采用的空心磚(砌塊)、加氣砼砌塊中含有較多的靜態(tài)空氣，是良好的節(jié)能材料。2.熱容量材料加熱時吸收熱量，冷卻時放出熱量的性質(zhì)指標(biāo)比熱容比熱容大的材料，熱容大，有利于建筑物內(nèi)部溫度穩(wěn)定3.熱脹冷縮材料隨溫度變化時其尺寸變化的性質(zhì)指標(biāo)線膨脹系數(shù)用于計算材料在溫度變化時引起的變形或產(chǎn)生的溫度應(yīng)力建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)宜選用比熱容大、導(dǎo)熱系數(shù)小的材料4.保溫隔熱保

11、溫防止室內(nèi)熱量的散失隔熱防止室外熱量的進(jìn)入 一一. .強(qiáng)度強(qiáng)度 1.1.定義定義 材料在外力作用下抵抗破壞的能力 2.2.分類分類 抗壓、抗拉、抗剪、抗彎(折) . 抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度公式 式中： f f 強(qiáng)度（ MPa）； A 受力面積（mm2）； F max 最大破壞荷載（ N） . 抗彎（折）強(qiáng)度f f 分一點、兩點加荷。 公式見教材 3.3.比強(qiáng)度比強(qiáng)度 材料強(qiáng)度與表觀密度之比。 是衡量材料輕質(zhì)、 高強(qiáng)的指標(biāo)。AFfmax例例:直徑為18mm的鋼筋,最大破壞荷載120KN,求其抗拉強(qiáng)度f f解：由題知: A = 92 抗拉強(qiáng)度 f f = Fmax/ A = 120103/ 92 =

12、 471.57 MPa A. A.強(qiáng)度等級：強(qiáng)度等級：材料常根據(jù)極限強(qiáng)度的大小,劃分為不同的強(qiáng)度等級或標(biāo)號 我國的規(guī)范以前采用標(biāo)號值；目前采用強(qiáng)度等級值。 B.B.強(qiáng)度與強(qiáng)度等級強(qiáng)度與強(qiáng)度等級 區(qū)別：a.強(qiáng)度是實測值，強(qiáng)度等級是人為規(guī)定的強(qiáng)度范圍。 b.強(qiáng)度指的是材料的極限值，是唯一的。 c.每一強(qiáng)度等級則包含一系列強(qiáng)度值。 聯(lián)系：某一材料強(qiáng)度等級的確定必須以其極限強(qiáng)度值為依據(jù).5.5.影響材料強(qiáng)度的因素影響材料強(qiáng)度的因素 A. A.材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 即使材料的組成相同，其構(gòu)造不同，強(qiáng)度也不一樣。 B.B.孔隙率與孔隙特征：孔隙率與孔隙特征： 孔隙率愈大，材料的強(qiáng)度

13、愈小。一般表觀密度大的材料，其強(qiáng)度也大。 對于同一材料，其強(qiáng)度與孔隙率之間存在近似直線的反比關(guān)系。 C. C.試件的形狀和尺寸：試件的形狀和尺寸： 受壓時，立方體試件的強(qiáng)度值棱柱體試件的強(qiáng)度值，相同材料采用小試件測得的強(qiáng)度較大試件高。 D. D.加荷速度：加荷速度： 當(dāng)加荷速度快時，由于變形速度落后于荷載增長的速度，故測得的強(qiáng)度值偏高，反之，速度慢時，材料有充裕的變形時間，測得的強(qiáng)度值偏低。 E.E.試驗環(huán)境的溫度、濕度：試驗環(huán)境的溫度、濕度： 溫度高、濕度大時，試件會有體積膨脹，材料內(nèi)部質(zhì)點距離加大，質(zhì)點間的作用力減弱，測得的強(qiáng)度值偏低。 F.F.受力面狀態(tài)：受力面狀態(tài)： 受力面的平整度，潤

14、滑情況等。試件表面不平或表面涂潤滑劑時，所測強(qiáng)度值偏低?；炷谅访娲u抗折強(qiáng)度試驗混凝土路面磚抗壓強(qiáng)度試驗建筑鋼筋的拉伸試驗 在外力作用下，材料既產(chǎn)生內(nèi)力(M、V、N、T),又產(chǎn)生變形(彈、塑) A. 彈性變形彈性變形彈屬于可逆變形，胡克定律(=)代表彈性材料 B. 塑性變形塑性變形 (又稱：殘余變形、永久變形) 塑屬于不可逆變形 A. 脆性脆性外力作用下直至破壞無明顯塑性變形而突然發(fā)生破壞的性質(zhì) 抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度高若干倍以上 特征 適合作受壓構(gòu)件,不適合作受拉構(gòu)件 不適合承受沖擊、振動荷載 B. 韌性韌性沖擊外力下既吸收能量又產(chǎn)生變形而不破壞的性質(zhì)。 抗震結(jié)構(gòu)、承受動荷載的結(jié)構(gòu)需要考慮材料的

15、韌性韌性 靜靜荷載荷載作用時不產(chǎn)生加速度的荷載。如結(jié)構(gòu)自重 動荷載動荷載作用時產(chǎn)生加速度的荷載。如沖擊、振動荷載三.脆性與韌性建筑鋼材建筑鋼材外力小時產(chǎn)生彈，外力超某限值時產(chǎn)生塑彈性塑性材料彈性塑性材料 混凝土混凝土外力作用時彈和塑同時產(chǎn)生彈塑性材料彈塑性材料混凝土混凝土、玻璃玻璃、石材石材、陶瓷陶瓷、鑄鐵鑄鐵等材料均為脆性材料如木材木材、鋼材鋼材1. 一質(zhì)量為4.1kg，體積為10L的容量筒，內(nèi)部裝滿最大粒徑為20mm的碎石，稱得總質(zhì)量為19.81kg。向上述容量筒內(nèi)注水，待石子吸水飽和后再注滿水，稱得其時總質(zhì)量為23.91kg。將此吸水飽和的石子用濕布擦干表面，稱得石子的質(zhì)量為16.02k

16、g。 求該碎石: (1) 堆積密度0 (1571 kg/m3)； (2) 質(zhì)量吸水率Wm (2%) (3) 表觀密度0 (2530 kg/m3)； (4) 空隙率P (37.9%) 提示：已知 m =19.814.1=15.71kg，V空空 = V水水 = (23.914.116.02)/ =3.79L 則 V0 =103.79 =6.21L = 6.21 10 -3 m3 表觀密度0 = m / V0 = 15.71 / 6.21 10 -3 = 2529.79 kg/m3 2.某材料在吸水飽和時的容重 0飽為1600kg/m3，體積吸水率 Wv為15% 。 計算該材料: (1) 干容重0干

17、 (1450kg/m3) (2) 質(zhì)量吸水率 Wm (10.3%) (3) 開口孔隙率 P k (15%) (4) 若材料的密度為2.6g/cm3 ,求孔隙率P (44.2%)作業(yè)OH2 膠凝材料膠凝材料 1.定義- 能將散粒材料或塊狀材料粘結(jié)成整體的材料 2.分類- 無機(jī)膠凝材料、有機(jī)膠凝材料 氣硬性膠凝材料-只能也只能 無機(jī)膠凝材料 水硬性膠凝材料-不僅而且強(qiáng) 度 耐水性抗?jié)B、抗凍性 用 途氣硬性 低 差 差地面以上、干燥環(huán)境水硬性 高 好 好干燥或潮濕環(huán)境、水中3.氣硬性與水硬性膠凝材料的差異有機(jī)膠凝材料有機(jī)膠凝材料瀝青瀝青樹脂樹脂各種水泥各種水泥水硬性水硬性石灰石灰石膏石膏水玻璃水玻璃

18、菱苦土菱苦土氣硬性氣硬性無機(jī)膠凝材料無機(jī)膠凝材料膠凝材料膠凝材料 放熱體積膨脹12.5倍石灰石正火（生）石灰分兩類正火（生）石灰分兩類 當(dāng)當(dāng)MgO 5%時時為鈣質(zhì)生為鈣質(zhì)生石灰；石灰； 當(dāng)當(dāng)MgO 5%時時為鎂質(zhì)生為鎂質(zhì)生石灰石灰欠火（生）石灰欠火（生）石灰 火候不足火候不足, ,不能消解（熟化）不能消解（熟化）過火（生）石灰過火（生）石灰 火候太足火候太足, ,熟化緩慢熟化緩慢, ,硬化后有膨脹硬化后有膨脹, ,引起隆起和開裂引起隆起和開裂 為消除上述危害，需為消除上述危害，需“陳伏陳伏”兩周以上方可使用兩周以上方可使用熟（消）石灰分三類熟（消）石灰分三類 當(dāng)當(dāng) MgO 4%，為鈣質(zhì)消，為鈣

19、質(zhì)消石灰石灰 當(dāng)當(dāng)4% MgO 24%，為鎂質(zhì)消，為鎂質(zhì)消石灰石灰 當(dāng)當(dāng)24% MgO 30%，為白云石消，為白云石消石灰石灰一.原料與生產(chǎn)二.石灰的熟(消)化、水化干燥結(jié)晶結(jié)晶 水分蒸發(fā), Ca(OH)2 飽和液中結(jié)晶析出碳化碳化硬化 CO2 +H2O+Ca(OH)2 CaCO3晶體三.石灰的硬化四.石灰的特性兩個過程石灰石灰硬化體由表里不同的晶體構(gòu)成硬化體由表里不同的晶體構(gòu)成-表面表面 CaCOCaCO3 3晶體、晶體、 內(nèi)部內(nèi)部 Ca(OH)Ca(OH)2 2晶體晶體 1.1.可塑性好可塑性好, ,保水性好保水性好2.2.凝結(jié)硬化慢凝結(jié)硬化慢, ,強(qiáng)度低強(qiáng)度低3.3.耐水性差耐水性差4.

20、4.體積收縮大，易開裂體積收縮大，易開裂（不宜單獨使用，使用時需摻入骨料或纖維不宜單獨使用，使用時需摻入骨料或纖維）五.石灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建筑生石灰JC/T 479-92 、 建筑生石灰粉JC/T 480-92 、 建筑消石灰粉JC/T 481-92六.石灰的應(yīng)用1.石灰砂漿,混合砂漿 砌筑墻體2.石灰土,三合土 作建筑地基、道路路基3.硅酸鹽建筑制品 ( (綠色建材綠色建材) ) 墻體材料 砂 灰砂磚 石灰 + + 粉煤灰 + + 水 粉煤灰磚 煤矸石 煤矸石磚過火石灰膨脹裂紋石灰網(wǎng)狀收縮裂紋 石膏礦 CaSO42H2O CaSO40.5H2O（晶體） CaSO40.5H2O（晶體）又分為 Ca

21、SO40.5H2O 高強(qiáng)石膏 CaSO40.5H2O 建筑石膏一.原料與生產(chǎn)二.石膏的硬化三.石膏的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)CaSO40.5H2O（晶體）+ H2O CaSO42H2O（晶體）建筑石膏GB 9776-2008高強(qiáng)石膏高強(qiáng)石膏晶體粗大結(jié)實,比表面積小,需水量小,孔隙率小,強(qiáng)度高建筑石膏建筑石膏晶體微細(xì),比表面積大,需水量大, 孔隙率大,強(qiáng)度低 四.石膏的特性1.凝結(jié)硬化快,強(qiáng)度低(比石灰高)2.硬化后體積微膨脹(0.51.0%) 可單獨使用可單獨使用 表面光滑細(xì)膩，形體飽滿密實裝飾性好、尺寸穩(wěn)定好 3.孔隙率大 則容重小,強(qiáng)度低,保溫隔熱、吸聲性好,可調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度； 但抗?jié)B性，抗凍性差，耐水性

22、差，吸濕性強(qiáng)。4.防火性能好，加工性能好1.石膏抹灰材料 2.石膏墻體材料 3.石膏裝飾板、浮雕藝術(shù)石膏裝飾配件普通石膏板耐水石膏板耐火石膏板紙面石膏板用作：分室墻、 內(nèi)隔墻、 吊頂 等裝飾石膏粉吸濕后受潮輕鋼龍骨紙面石膏板吊頂輕鋼龍骨紙面石膏板吊頂內(nèi)龍骨紙面石膏板墻體內(nèi)龍骨紙面石膏板墻體一.水玻璃的定義 由不同比例的堿金屬和二氧化硅組成，俗稱泡花堿常用硅酸鈉水玻璃 Na2OnSiO2。常用的n=1.5 3.5二.水玻璃的生產(chǎn)濕法(液體水玻璃)； 干法(固體水玻璃)三.水玻璃的模數(shù) SiO2與Na2O的分子比 n 稱為水玻璃的模數(shù) 1.1.模數(shù)對性能影響模數(shù)對性能影響 水玻璃模數(shù)越大，硬化越快

23、，干縮越大，粘結(jié)力愈大， 強(qiáng)度愈高； 2.2.密度對性能影響密度對性能影響 同一模數(shù)液體水玻璃，密度愈大，濃度愈大，粘結(jié)力 愈大，強(qiáng)度愈高。四.水玻璃的硬化 水玻璃吸收了空氣中的CO2形成了無定形硅酸。 Na2OnSiO2+ CO2 + mH2O Na2CO3 + nSiO2 mH2O 水玻璃硬化速度緩慢,需加熱加熱促進(jìn)硬化或加入NaNa2 2SiFSiF6 6作促硬（凝）劑促硬（凝）劑五.水玻璃的特性粘結(jié)力強(qiáng)，強(qiáng)度較高，耐酸、耐熱性高，耐堿性差，耐水性差六.水玻璃的應(yīng)用1.土壤加固；2.配制耐熱混凝土和耐熱砂漿；3.配制耐酸混凝土和耐酸砂漿石灰、石膏、水玻璃比較石灰、石膏、水玻璃比較 硬化條

24、件硬化條件 硬化速度硬化速度體積變化體積變化 強(qiáng)度強(qiáng)度 應(yīng)應(yīng) 用用 石灰石灰干燥環(huán)境，吸收CO2 慢 收縮 低混合砂漿；硅酸鹽制品 石膏石膏 干燥環(huán)境 快 膨脹 高裝飾材料水玻璃水玻璃干燥環(huán)境，吸收CO2 最慢 收縮 最高耐酸(熱)砂漿和混凝土,土壤加固 (2)按按化學(xué)成分化學(xué)成分分類分類硅酸鹽硅酸鹽系系水泥、鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽系系水泥、硫鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽系系水泥、水泥、 鐵鋁酸鹽鐵鋁酸鹽系系水泥等水泥等 1.水泥的定義 國外稱硅酸鹽水泥為波特蘭水泥（Portland Cement） 1824.10.21，英國利茲（Leeds）城的泥水匠阿斯譜?。↗. Aspdin）獲得英國第5022號的

25、“波特蘭水泥（Portland Cement）”專利證書 1892年，河北省唐山啟新洋灰有限公司生產(chǎn)出我國第一袋水泥 2.水泥的分類 (1) 按用途和性能用途和性能分類 分分 類類 品品 種種通用水泥硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥專用水泥道路水泥、砌筑水泥、耐酸水泥、耐堿水泥、油井水泥特性水泥高鋁水泥、膨脹水泥、快硬硅酸鹽水泥、自應(yīng)力水泥、白色硅酸鹽水泥 建筑三大材建筑三大材鋼材、水泥、木材鋼材、水泥、木材B. 生產(chǎn)方式C. C. 生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程 兩磨一燒兩磨一燒硅酸鹽水泥熟料硅酸鹽水泥熟料混合材料混合材料石膏石膏磨細(xì)為成品磨細(xì)為成品+ + +A. A. 技

26、術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 2008 2008年年6 6月月1 1日國家實施日國家實施通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥GB1752007新國標(biāo)新國標(biāo)。 我國已逐步淘汰了立窯工藝生產(chǎn)水泥，目前采用更環(huán)保、高效、節(jié)能的我國已逐步淘汰了立窯工藝生產(chǎn)水泥，目前采用更環(huán)保、高效、節(jié)能的旋窯（回轉(zhuǎn)窯）工藝。旋窯（回轉(zhuǎn)窯）工藝。水泥廠全景水泥廠全景水泥旋窯示意圖水泥旋窯示意圖水泥立窯水泥立窯 示意圖示意圖定義 以硅酸鹽水泥熟料熟料和適量石膏石膏，及規(guī)定的混合材料混合材料制成的水硬性膠凝材料分類 硅酸鹽 水 泥普通水泥 礦渣水泥 火山灰 水 泥 粉煤灰 水 泥復(fù)合水泥 I I 型混合材料 0% 5 % 且20%混合材料 A

27、型20%且50%?；郀t礦渣 20% 且40% 火山灰質(zhì) 混合材料 20% 且40% 粉煤灰 20% 且40%兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料 IIII 型混合材料 5% B 型50%且70%?；郀t礦渣 PI PO( ordinary portland cement ) PS( portland bl- astfurnace slag cement ) PP( portland pozzolane cement ) PF ( portland flyash cement ) PC( composite portland cement ) PII混混合合材材料料含含量量代代號號 礦 物 名 稱 化

28、 學(xué) 式 代 號 含 量硅酸三鈣硅酸三鈣 3CaOSiO C3S 37% 60%硅酸二鈣硅酸二鈣 2CaOSiOC2S 15% 37%鋁酸三鈣鋁酸三鈣 3CaOAl2O3 C3A 7% 15%鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣4CaO Al2O3 Fe2O3 C4AF 10% 18%游離氧化鈣、氧化鎂fCaO、 fMgO 少量堿Na2O +0.658K2O 少量 名 稱 硅酸三鈣硅酸三鈣 硅酸二鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣 凝結(jié)硬化速度凝結(jié)硬化速度 快 慢 最 快 快 28d 28d水化熱水化熱 多 少 最 多 中 強(qiáng)強(qiáng) 度度早期高,后期增長慢早期低,后期高 低 低 耐化學(xué)腐蝕耐化學(xué)腐蝕

29、中 良 差 優(yōu)硅酸鹽水泥熟料的主要礦物名稱、代號及含量硅酸鹽水泥熟料的主要礦物名稱、代號及含量硅酸鹽水泥熟料的特性硅酸鹽水泥熟料的特性 1.定義 在磨制水泥時摻入的人工的或天然的礦物材料 2.摻入目的 降低水泥成本,改善水泥性能,調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級 3.分類活性活性混合材料混合材料與石灰和水拌合后與石灰和水拌合后, ,常溫下能使石灰常溫下能使石灰成為水硬性膠凝材料的礦物材料成為水硬性膠凝材料的礦物材料非活性非活性混合材料混合材料與石灰和水拌合后與石灰和水拌合后, ,常溫下不能使石常溫下不能使石灰成為水硬性膠凝材料的礦物材料灰成為水硬性膠凝材料的礦物材料粒化高爐礦渣?；郀t礦渣火山灰質(zhì)混合材料火山

30、灰質(zhì)混合材料粉煤灰粉煤灰磨細(xì)石英砂、石灰石粉、慢冷礦渣等磨細(xì)石英砂、石灰石粉、慢冷礦渣等活性活性SiOSiO2 2、活性、活性AlAl2 2O O3 3玻璃體結(jié)構(gòu)玻璃體結(jié)構(gòu)三三. . 石膏石膏 調(diào)凝劑調(diào)凝劑, ,即調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)硬化速度即調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)硬化速度4.4.火山灰反應(yīng)火山灰反應(yīng)( (活性、效應(yīng)、作用活性、效應(yīng)、作用) )、二次、二次反應(yīng)反應(yīng)SiOSiO2 2C-S-H C-S-H 凝膠凝膠( (水化硅酸鈣水化硅酸鈣) )AlAl2 2O O3 3C-A-H C-A-H 晶體晶體( (水化鋁酸鈣水化鋁酸鈣) )H H2 2O OCa(OH)Ca(OH)2 2+ + +CaSOCaSO4

31、 4 2H 2H2 2O O+ +Aft Aft 晶體晶體( (高硫型水化硫鋁酸鈣高硫型水化硫鋁酸鈣) )C-A-HC-A-HH H2 2O OCa(OH)Ca(OH)2 2+ + +堿性激發(fā)堿性激發(fā)劑劑硫酸鹽激發(fā)劑硫酸鹽激發(fā)劑粉煤灰顆粒粉煤灰顆粒礦渣顆粒礦渣顆粒 1.硅酸鹽、普通水泥的水化 混合材料少,主要為熟料礦物的水化熟熟料料礦礦物物石膏石膏C3SC2SC3AC4AFH2O+ +C-S-H C-S-H 凝膠凝膠( (水化硅酸鈣水化硅酸鈣) ) C-A-H C-A-H 晶體晶體( (水化鋁酸鈣水化鋁酸鈣) )CH 晶體晶體( (氫氧化鈣氫氧化鈣) )C-F-H C-F-H 凝膠凝膠( (水

32、化鐵酸鈣水化鐵酸鈣) ) + +C-A-H C-A-H 晶體晶體( (水化鋁酸鈣水化鋁酸鈣) )+ + +H2OH2O+ +CaSOCaSO4 4 2H 2H2 2O O+ +Aft Aft 晶體晶體( (高硫型水化硫鋁酸鈣高硫型水化硫鋁酸鈣) )C-A-HC-A-HAfm Afm 晶體晶體( (單硫型水化硫鋁酸鈣單硫型水化硫鋁酸鈣) )石膏耗盡時石膏耗盡時2.2.礦渣、火山灰及粉煤灰水泥礦渣、火山灰及粉煤灰水泥的水化的水化 混合材料多混合材料多, ,熟料礦物少熟料礦物少 水化分兩次（步）進(jìn)行水化分兩次（步）進(jìn)行熟料礦物水化熟料礦物水化一次水化一次水化CH 晶體晶體混合材料水化混合材料水化二次

33、水化二次水化火山灰反應(yīng)火山灰反應(yīng)激發(fā)劑激發(fā)劑3.3.綜上所述綜上所述, ,忽略次要成分忽略次要成分, ,通用硅酸鹽水泥的水化反應(yīng)通用硅酸鹽水泥的水化反應(yīng)( (產(chǎn)產(chǎn)) )物物水化（產(chǎn)）物水化（產(chǎn)）物凝膠凝膠晶體晶體C-S-H C-S-H 凝膠凝膠C-F-H C-F-H 凝膠凝膠CH 晶體晶體C-A-HC-A-H 晶體晶體AftAft 晶體、晶體、 AfmAfm 晶體晶體孔孔隙隙 1.水泥石水泥水化硬化后形成的具有一定強(qiáng)度的人造石人造石 水化水化( (產(chǎn)產(chǎn)) )物物 C-S-HC-S-H凝膠(70%), CHCH晶體(20%), AFtAFt晶體(7%) 未水化水泥顆粒未水化水泥顆粒( (內(nèi)核內(nèi)核

34、) ) 無論水化多久，水泥顆粒內(nèi)核很難完全水化 毛細(xì)孔毛細(xì)孔水泥顆粒間未被水化物填充(原來充水)的空間 孔隙孔隙 水泥水化理論需水23%，實際施工加水30%70%，多余水分蒸發(fā)形成毛細(xì)孔 凝膠孔凝膠孔凝膠(C-S-HC-S-H、C-F-HC-F-H)體內(nèi)部的孔隙,占凝膠體積28% 水水 （水化物內(nèi)部）結(jié)晶水、結(jié)晶水、（水泥水化剩余）自由水自由水 水水泥泥石石組組成成綜上所述綜上所述故：故：水泥石是由水泥石是由固、液、氣固、液、氣等三相組成的復(fù)雜的等三相組成的復(fù)雜的混合物混合物 由于水泥石中含有大量由于水泥石中含有大量CHCH晶體，或者說其它水化晶體，或者說其它水化( (產(chǎn)產(chǎn)) )物是在物是在C

35、HCH的飽和的飽和溶溶液液 中生長發(fā)育并能穩(wěn)定存在，則水泥石是一種堿性物中生長發(fā)育并能穩(wěn)定存在，則水泥石是一種堿性物質(zhì)，質(zhì)，其其PHPH值值 12.5 因砂石為惰性物質(zhì)，而水泥石呈堿性，則砼因砂石為惰性物質(zhì)，而水泥石呈堿性，則砼( (砂漿砂漿) )是堿性物質(zhì)是堿性物質(zhì) 堿性的砼堿性的砼( (砂漿砂漿) )容易被自然界中的酸、鹽類物質(zhì)腐蝕容易被自然界中的酸、鹽類物質(zhì)腐蝕 堿性的砼對埋入其中的鋼筋形成堿性保護(hù)，使鋼筋不易銹蝕堿性的砼對埋入其中的鋼筋形成堿性保護(hù)，使鋼筋不易銹蝕水水泥泥石石組組成成 軟水侵蝕軟水侵蝕（溶出性腐蝕） 雨(雪)水,蒸鎦(冷凝)水及含重碳酸鹽甚少的水為軟水 水泥石長期與軟水

36、(靜止、流動)接觸，CH被溶出水泥石堿度降低 其它水化物分解溶失水泥石結(jié)構(gòu)破壞。靜水靜水或無水壓無水壓時腐蝕僅限于表層， 而流水流水或壓力水壓力水下腐蝕由表及里不停止直至破壞。故后者比前者更有害更有害 硫酸鹽腐蝕海水、污水中含有鈉、鉀等硫酸鹽 Na2SO4+ Ca(OH) 2 CaSO42H2O + NaOH CaSO42H2O + C-A-H AFt( (高硫型水化硫鋁酸鈣高硫型水化硫鋁酸鈣,又名水泥桿菌水泥桿菌) 硫酸鹽濃度高時, CaSO42H2O 在孔隙中結(jié)晶,體積膨脹造成破壞 鎂鹽腐蝕海水、污水中含有大量鎂鹽,如硫酸鎂和氯化鎂 MgSO4 + Ca(OH)2 CaSO42H2O +

37、Mg (OH) 2 松軟無膠結(jié)力松軟無膠結(jié)力 MgCl2 + Ca(OH)2 CaCl2 + Mg (OH) 2 松軟無膠結(jié)力松軟無膠結(jié)力 CaCl2易溶于水, CaSO42H2O還產(chǎn)生硫酸鹽腐蝕故硫酸鎂硫酸鎂對水泥石有雙重雙重腐蝕腐蝕 酸的腐蝕 強(qiáng)堿的腐蝕腐腐蝕蝕類類型型 基本原因 水泥石(水化物)中存在CH晶體和C-A-H晶體 腐蝕原因 水泥石本身不密實 外在因素 介質(zhì)的溫度、流速、壓力等 水泥石的腐蝕是一個極為復(fù)雜的物理化學(xué)過程 水泥石的腐蝕很少僅是單一的侵蝕作用，而是幾種侵蝕同時存在，互 相影響，共同作用。 合理選擇水泥品種 提高耐腐蝕的措施 提高水泥石的密實度 做保護(hù)層石料、玻璃、陶

38、瓷、瀝青等六六. . 通用硅酸鹽水泥的儲存、運(yùn)輸與保管通用硅酸鹽水泥的儲存、運(yùn)輸與保管 1.一般儲存條件下,水泥的保質(zhì)期為_個月. 2.即使在良好儲存條件下也不能儲存過久,因為水泥會吸收空氣中_和_,使顆粒表面水化甚至碳化,喪失_, _大為降低. 3.過期或受潮的水泥應(yīng)重新檢驗后方可使用,且不得用于重要工程部位.硅酸鹽水 泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥復(fù)合水泥1.凝結(jié)硬化快2.早期強(qiáng)度高3.水化熱大4.抗凍性好5.干縮小6.耐腐蝕性差7.耐熱性差8.不適合濕熱 處理9.抗碳化性好1.凝結(jié)硬化較快2.早期強(qiáng)度較高3.水化熱較大4.抗凍性較好5.干縮較小6.耐腐蝕性 較差7.耐熱性較差8.

39、抗?jié)B性較好9.不適合濕熱 處理10.抗碳化性 較好 共 性 1.凝結(jié)硬化慢 2.早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長較快 3.水化熱小 4.抗凍性差 5.耐腐蝕性較好 6.抗碳化性差 7.適合于濕熱處理即:蒸氣養(yǎng)護(hù)、蒸壓養(yǎng)護(hù) 個(特) 性1.耐熱性高2.干縮大3.泌水性大1.抗?jié)B性好2.干縮大3.耐磨性差1.抗裂性好2.干縮小3.耐磨性差3d強(qiáng)度高于礦渣水泥 根據(jù)根據(jù)工程特點工程特點及及使用環(huán)境使用環(huán)境分：優(yōu)先選用、可以選用和不宜選用三種情況分：優(yōu)先選用、可以選用和不宜選用三種情況，詳，詳P69 表表3-10 六種六種通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥中：中：1. 屬于屬于“快硬早強(qiáng)快硬早強(qiáng)”的水泥有的水泥有_

40、普通水泥普通水泥_、_硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥_ “快硬早強(qiáng)快硬早強(qiáng)”的水泥可用于高強(qiáng)混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土及現(xiàn)澆混凝土的水泥可用于高強(qiáng)混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土及現(xiàn)澆混凝土2. 屬于屬于“水化熱小水化熱小”的水泥有的水泥有_、_ 、_ 、_ “水化熱小水化熱小”的水泥可用于大體積混凝土的水泥可用于大體積混凝土3.屬于屬于“耐腐蝕性好耐腐蝕性好”的水泥有的水泥有_、_ 、_ 、_ “ “耐腐蝕性好耐腐蝕性好”的水泥可用于有腐蝕介質(zhì)作用的環(huán)境中，如海港碼頭的水泥可用于有腐蝕介質(zhì)作用的環(huán)境中，如海港碼頭、污水管道等工程中、污水管道等工程中 4. 屬于屬于“干縮小干縮小”的水泥有的水泥有_、_ 、_ “干縮小干

41、縮小”的水泥可用于干燥環(huán)境中，如相對濕度小、風(fēng)速大等工程的水泥可用于干燥環(huán)境中，如相對濕度小、風(fēng)速大等工程中中5. 屬于屬于“抗碳化性好抗碳化性好”的水泥有的水泥有_、_ “抗碳化性好抗碳化性好”的水泥可用于的水泥可用于CO2濃度高環(huán)境中濃度高環(huán)境中 九九. 通用通用硅酸鹽硅酸鹽水泥的技術(shù)要求水泥的技術(shù)要求 1. 細(xì)度水泥顆粒的粗細(xì)程度 細(xì)度大總表面積大水化反應(yīng)快凝結(jié)硬化快強(qiáng)度高。 硅酸鹽、普通水泥細(xì)度用 比表面積法 檢驗， 其余水泥細(xì)度用 篩（分）析 法檢驗， 國標(biāo)要求詳下表；比表面儀比表面儀比表面儀比表面儀水泥標(biāo)準(zhǔn)篩水泥標(biāo)準(zhǔn)篩(80m方孔篩方孔篩) 2. 標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量 水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠

42、度(282mm)時所加水量，用水/水泥表示。 水泥達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度是為了檢驗 凝結(jié)時間 和 體積安定性 水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量試驗有 調(diào)整水量法 和 不變水量法 兩種方法先加水：先加水：120-150ml;再加水泥：再加水泥：500g（5-10s內(nèi)）內(nèi)）攪拌：低速攪拌：低速120s；停：；停：15s 高速高速: 120s釋放試釋放試桿桿30s時讀數(shù)時讀數(shù)：調(diào)整水調(diào)整水量法：量法：2630mm固定水固定水量法：量法：P33.4 0.185S3. 凝結(jié)時間分初凝和終凝 初凝水泥加水拌和到水泥漿開始失去可塑性所需的時間 終凝水泥加水拌和到水泥漿完全失去可塑性，并開始具有強(qiáng)度 所需的時間l初凝時間不宜早早；

43、l 終凝時間不宜晚晚。l初、終凝時間的規(guī)定詳下表水泥凝結(jié)時間的測定水泥凝結(jié)時間的測定4. 體積安定性水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的穩(wěn)定性 (硬化后)水泥制品產(chǎn)生不均勻體積變化(彎曲變形、開裂) 體積安定性不良 體積安定性不良原因 熟料中含有過量游離氧化鈣(f-CaO)、游離氧化鎂(f-MgO) 生產(chǎn)水泥時加入了過量的石膏(SO3) 體積安定性檢驗方法 f-CaO引起的安定性不良用沸煮法試餅法或雷氏法 f-MgO和石膏(SO3)引起的安定性不良不便于快速檢驗限制其含量試餅試餅法法雷雷氏氏法法5. 強(qiáng)度等級采用水泥膠砂法測定 水泥膠砂配合比：水泥:標(biāo)準(zhǔn)砂:水= = 1:3:0.5 標(biāo)準(zhǔn)試件： 40

44、40160mm,一組3塊 振動成型： 在頻率28003000次/min，振幅0.75mm振實臺上成型， 振動時間120s 試件養(yǎng)護(hù)： 在20 C 1C，相對濕度不低于90%的霧室或養(yǎng)護(hù)箱中24h， 然后脫模在20C 1 C的水中養(yǎng)護(hù)至測試齡期； 強(qiáng)度測量：強(qiáng)度測量： 先測定抗折強(qiáng)度，折斷后每截再測定抗壓強(qiáng)度。根據(jù)3d、28d抗 壓、抗折強(qiáng)度測定結(jié)果劃分強(qiáng)度等級 通用水泥的強(qiáng)度等級詳下表。試件成型試件成型先加水先加水225ml ；再加水泥再加水泥450g攪拌：低速攪拌：低速30s，第，第2 2個個30s時時自動均勻加砂自動均勻加砂 高速高速30s；停；停90s；高；高速速60s十十. . 通用硅

45、酸鹽水泥的合格性判定通用硅酸鹽水泥的合格性判定 1. 合格品合格品 不溶物、燒失量、氯離子、MgO、SO3、凝結(jié)時間、安定性、強(qiáng) 度等級等技術(shù)指標(biāo)均符合規(guī)范規(guī)定者為合格品 2. 不合格品不合格品不溶物、燒失量、氯離子、MgO、SO3、凝結(jié)時間、安定性、 強(qiáng)度等級等技術(shù)指標(biāo)任何一項不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定者 不合格品按復(fù)試結(jié)果使用或降級使用。 水泥可以袋裝或散裝，袋裝水泥每袋凈重50kg 項 目 硅酸鹽水泥普通水泥PO 礦渣水泥 PS火山灰水泥 PP粉煤灰水泥 PF復(fù)合水泥PC PP 細(xì) 度比表面積300m2/kg 0.08mm方孔篩篩余量10%凝結(jié)時間初凝45min終凝 6.5h 10h體積安定性安定性

46、 沸煮法必須合格(若試餅法與雷氏法發(fā)生爭議,以雷氏法為準(zhǔn))MgO 5% 6%; SO SO3 3 3.5%PS 4% ;其余 3.5 % 不溶物 0.75% 1.5% 燒失量 3% 3.5% 5% 氯離子 0.06%堿含量 (按Na2O + 0.658K2O計算)使用活性骨料時 0.6%；或由供需雙方商定 強(qiáng)度等級42.5、 52.5 、 62.542.5R、52.5R 、62.5R42.5 、 52.5 42.5R 、52.5R32.5、 42.5 、 52.5 32.5R、42.5R 、52.5R 強(qiáng)度 等級齡期硅酸鹽水泥 普通水泥礦渣、火山灰、 粉煤灰水泥 復(fù)合水泥抗壓強(qiáng)度/MPa抗折強(qiáng)

47、度/MPa抗壓強(qiáng)度/MPa抗折強(qiáng)度/MPa抗壓強(qiáng)度/MPa抗折強(qiáng)度/MPa抗壓強(qiáng)度/MPa抗折強(qiáng)度/MPa 32.53d28d 10.032.52.55.511.032.52.55.5 32.5 R3d28d 15.032.53.55.516.032.53.55.5 42.53d28d17.042.53.56.516.042.53.56.515.042.53.56.516.042.53.56.5 42.5 R3d28d22.042.54.06.521.042.54.06.519.042.54.06.521.042.54.06.5 52.53d28d23.052.54.07.022.052.54

48、.07.021.052.54.07.022.052.54.07.0 52.5 R3d28d27.052.55.07.026.052.55.07.023.052.55.07.026.052.55.07.0 62.53d28d28.062.55.08.0 62.5 R3d28d32.062.55.58.0 一.高鋁水泥(鋁酸鹽水泥)（代號CA ） 1.定義屬快硬、高強(qiáng)、耐腐蝕、耐熱的水泥,以3d抗壓強(qiáng)度表示強(qiáng)度等級 2.熟料礦物 鋁酸一鈣(CA)、二鋁酸一鈣(CA2)及少量硅酸二鈣(C2S) 3.水化產(chǎn)物 主要為水化鋁酸鈣(C-A-H)和鋁膠(AH3) 4.分類 按GH201-2000規(guī)定，高鋁水

49、泥根據(jù)Al2O3含量百分?jǐn)?shù)分為CA-50、 CA-60、CA-70和CA-80四類。 5.特性 (1)快硬早強(qiáng),1d 強(qiáng)度可達(dá)最高強(qiáng)度的80%以上. (2)水化熱大,且集中放熱, 1d內(nèi)放熱可達(dá)水化熱總量的70-80% (3)抗硫酸鹽腐蝕性強(qiáng),但抗堿性極差 (4)耐熱性好 (5)長期強(qiáng)度逐級降低,一般下降40-50%. (6)不得與石灰或硅酸鹽水泥混合使用,不得與尚未硬化的硅酸鹽 水泥接觸 6.應(yīng)用 (1)緊急軍事工程； (2)搶修工程 (3)配制耐熱砼及寒冷地區(qū)冬季施工砼 (4)不能用于長期承重結(jié)構(gòu)及高溫高濕環(huán)境中工程,不能蒸氣養(yǎng)護(hù)1.快硬硅酸鹽水泥以3d抗壓強(qiáng)度表示強(qiáng)度等級。 (1)特點快

50、硬、早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度亦高。 (2)應(yīng)用緊急軍事工程、冬季施工砼、高強(qiáng)砼預(yù)制構(gòu)件、抗沖擊及抗震工程2.快硬硫鋁酸鹽水泥 (1)特點快凝、早強(qiáng)、不收縮。 (2)應(yīng)用早強(qiáng)、抗?jié)B、抗硫酸鹽侵蝕砼、冬季施工砼、搶修、堵漏工程三.膨脹水泥與自應(yīng)力水泥 1.特點水泥硬化過程中不但不發(fā)生收縮，而且有不同程度的膨脹的水泥。 2.分類自應(yīng)力值 2MPa的稱為膨脹水泥,自應(yīng)力值 2MPa的稱為自應(yīng)力水泥 或自由膨脹率 3%的稱為膨脹水泥,自由膨脹率 3%的稱為自應(yīng)力水泥 3.應(yīng)用補(bǔ)償收縮砼、抗?jié)B砼、接縫或管道接頭、結(jié)構(gòu)加固與修補(bǔ)、砼壓力管等四.道路硅酸鹽水泥 1.定義以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為

51、主要成分和較多量的 鐵鋁酸鹽水泥熟料，再加入0 10%活性混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬 性膠凝材料 2.特點具有較高的抗壓和抗折強(qiáng)度、較高的耐磨和抗凍性、較小的收縮性 3.應(yīng)用機(jī)場跑道、公路路面五.白色和彩色硅酸鹽水泥 三.特點特點 1.優(yōu)點 就地取材；造價低；可塑性好；耐久性 高；與鋼筋有牢固的粘結(jié)；性能可調(diào)整。 2.缺點 自重大；比強(qiáng)度??；抗拉強(qiáng)度低，性脆； 導(dǎo)熱系數(shù)大；硬化慢；生產(chǎn)周期長。重砼(02800kg/m3)普通砼(2000kg/m302800kg/m3)天然砂石做骨料輕砼(01950kg/m3 )按表觀密度分按抗壓強(qiáng)度分低強(qiáng)砼(fcu30MPa)中強(qiáng)砼(fcu30-60MP

52、a) 高強(qiáng)砼(fcu60MPa)超高強(qiáng)砼(fcu100MPa)一. 定義定義 P76 二.分類分類 第一節(jié)第一節(jié). .概述概述 膠凝材料 砼未硬化前(fresh concrete) 起潤滑作用 漿體 水 砼硬化后(concrete) 起膠結(jié)作用砼 細(xì)骨料 起骨架作用、抗風(fēng)化 骨料 粗骨料 抑制水泥漿收縮、耐磨 四四. 砼中各組成材料的作用砼中各組成材料的作用 砼組成材料 膠凝材料 、水、細(xì)骨料和粗骨料，以及適量外加劑 膠凝材料（ binder ） 包括水泥、摻合料 摻合料 又稱輔助膠凝材料（ supplementary binder ）。主要包括：粉煤灰、硅粉、磨細(xì)礦渣粉、天然火山灰質(zhì)材料、磨

53、細(xì)煤矸石等。其中粉煤灰粉煤灰和（磨細(xì)）礦渣粉（磨細(xì)）礦渣粉應(yīng)用最為普遍水泥( (cement) ) 水( (water) ) 潔凈水細(xì)骨料( (fine-aggregate) ) 粗骨料 ( (coarse -aggregate ) )化學(xué)外加劑( (chemical dmixture ) )礦物摻合料( (mineral admixture ) )分類泥、泥塊；有害物質(zhì)細(xì)度、級配堅固性、堿活性定義、分類、減水劑、引氣劑分類泥、泥塊；有害物質(zhì)粒形、粒徑級配、強(qiáng)度定義、分類粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉 砼concrete 1.品種 依據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點、使用環(huán)境及水泥特性選擇 2.強(qiáng)度等級 水泥強(qiáng)度等級應(yīng)與砼

54、強(qiáng)度等級相適應(yīng) 原則 高強(qiáng)度等級砼用高強(qiáng)度等級水泥；低強(qiáng)度等級砼用低強(qiáng)度等級水泥二二. .水水( (water) ) 1.基本要求 不影響砼的凝結(jié)和硬化；無損于砼強(qiáng)度發(fā)展和耐久性； 不加快鋼筋銹蝕；不引起預(yù)應(yīng)力鋼筋脆斷；不污染砼表面 2.滿足 混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)JGJ 63-2006的規(guī)定：凡是能引用的水 和潔凈的天然水，均可用于混凝土拌合和養(yǎng)護(hù)。三三. .細(xì)骨料( (fine-aggregate) ) 建筑用砂GB/T 14684 2011； 普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)JGJ 52 2006 1.定義 粒徑在0.15mm-4.75mm的骨料稱為細(xì)骨料，常稱作砂(sand)。 天然砂 河

55、砂、湖砂、山砂、淡化海砂 按產(chǎn)源分 2.分類 人工砂 機(jī)制砂 按細(xì)度模數(shù)分 粗砂、中砂、細(xì)砂 3.泥、泥塊、有害物質(zhì) 含泥量-粗（細(xì)）骨料中粒徑小于0.075mm的顆粒； 石粉含量-機(jī)制砂中粒徑小于0.075mm的顆粒； 泥塊含量-粗（細(xì)）骨料中粒徑大于4.75（1.18）mm ， 水洗后小于2.23（0.6）mm的顆粒 (2)有害物質(zhì)包括云母、輕物質(zhì)、有機(jī)物、硫化物及硫酸鹽、氯鹽等 (3)危害 (4)要求符合JGJ 522006泥,泥塊,云母,輕物質(zhì) 粘附在砂的表面,妨礙水泥與砂的 ,降低 砼的 ,增加砼的 ,加大砼 的 ,降低砼的抗?jié)B性和抗凍性。硫化物及硫酸鹽對水泥有(硫酸鹽)腐蝕作用有機(jī)

56、物會分解出有機(jī)酸對水泥有腐蝕作用氯鹽對鋼筋有腐蝕作用。 4.粗細(xì)程度( fineness ) A.定義不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸷蟮钠骄傮w）粗細(xì)程度 B.目的使砂總表面積總表面積較小，包裹砂粒表面的水泥漿較少，節(jié)約水泥 11654321005AAAAAAAf E.分類 f = 3.1-3.7為粗砂，f = 2.3-3.0為中砂， f = 1.6-2.2為細(xì)砂，f = 0.7-1.5為特細(xì)砂 配制砼時優(yōu)先選用中粗砂 5.顆粒級配( gradation) A.定義砂中不同粒徑顆粒的搭配情況 B.目的使砂總空隙率較小，填充砂?？障兜乃酀{較少，節(jié)約水泥 細(xì)砂細(xì)砂，總表面積大大；粗砂粗砂，總表面積小

57、小。砂粒表面由水泥漿包裹。 因此，粗砂粗砂較細(xì)砂細(xì)砂水泥用量省省。C. 測定用篩分析方法（簡稱篩分法篩分法）測定D. 指標(biāo)細(xì)度模數(shù)( finenessmodulus) E. 級配合格的標(biāo)志 各篩孔累計篩余百分 率(Ai)落在任一級配區(qū)， 級配合格 除4.75、0.6mm外， 允許有少量超出， 但超出總量不大5%， 級配合格。配制砼時優(yōu)先選用II區(qū)砂 6. 堅固性7. 堿活性級配骨料中粗粗、中中、細(xì)細(xì)粒徑顆粒的合理搭配 較多的（ ）粒徑顆粒，骨料的合理級配 適當(dāng)?shù)模?）粒徑顆粒， 少量的（ ）粒徑顆粒。 骨料總表面積總表面積（ ） 骨料總孔隙率總孔隙率（ ） 合理級配具有 水泥用量用量（ ） 混

58、凝土強(qiáng)度強(qiáng)度（ ） 混凝土密實性密實性（ ）C. 測定用篩分析方法（簡稱 篩分法篩分法）測定D. 評定 按 A0.6 分三個級配 區(qū)I、 II、 III 區(qū) 標(biāo)準(zhǔn)篩孔(方孔) 4.75、2.36、1.18、0.6、0.3 、0.15 試樣總重 M = = 500g 篩孔尺寸 mm篩余量 mi (g)分計篩余ai (%) 累計篩余 Ai (%) 4.75 50 10 10 2.36 90 18 28 1.18 120 24 52 0.6 150 30 82 0.3 65 13 95 0.15 20 4 99計算公式 miai =(mi/M)100Ai =ai4.752.361.180.60.30

59、.15篩底細(xì)度模數(shù)細(xì)度模數(shù)f = (28+52+82+95+99) 510 / (100-10) = 3.4,屬粗砂 A0.6= 82%落在級配區(qū)，按區(qū)評定 經(jīng)檢查所有篩孔Ai i均落在區(qū)，則該砂為區(qū)砂，級配合格教材教材P P157157習(xí)題習(xí)題4.44.4 細(xì)砂的細(xì)度與級配細(xì)砂的細(xì)度與級配篩孔尺寸(mm)4.752.361.180.60.30.15篩 余 量（g）0252575120245分計篩余（%）055152449累計篩余（%）051025499811654321005AAAAAAA細(xì)度模數(shù) 細(xì)010005984925105= 1.87對比教材P81表4-2知：0.6 mm累計篩余落在

60、區(qū)，按區(qū)評定。但0.3 mm累計篩余未落在區(qū)，超分界線5549%= 6%5%，級配不合格，細(xì)砂細(xì)砂不能單獨用于配制砼。 粗砂的細(xì)度與級配粗砂的細(xì)度與級配篩孔尺寸(mm)4.752.361.180.60.30.15篩 余 量（g）50150150755025分計篩余（%）10303015105累計篩余（%）1040708595100細(xì)度模數(shù)粗 = = = 3.78對比教材P81表4-2知： 0.6 mm累計篩余落在區(qū)，按區(qū)評定，但2.36 mm和1.18 mm累計篩余均未落在區(qū)，超分界線4035%+7065% = 10%5% ，級配不合格，粗砂粗砂不能單獨用于配制砼。10100105100958