建筑材料-高瓊英課件

1、建筑材料 第一章 緒論 第二章 建筑材料基本性質(zhì) 第三章 石材 第四章 氣硬性膠凝材料 第五章 水泥 第六章 混凝土及砂漿 第七章 墻體與屋面材料 第八章 建筑鋼材 第九章 木材 第十章 建筑塑料與涂料 第十一章 防水材料 第十二章 絕熱材料和吸聲材料 第十三章 建筑裝飾材料 老師：夏禹第一章 緒論 1-1 建筑材料的定義和分類一、定義 建筑材料是指在建筑工程中所使用的各種材料及其制品的總稱。二、建筑材料的分類 1、按化學(xué)成分分類 無機(jī)材料：金屬材料、非金屬材料有機(jī)材料：植物材料、瀝青材料、合成高分子材料復(fù)合材料：有機(jī)與無機(jī)非金屬材料復(fù)合、有機(jī)與金屬材料復(fù)合等 2、按使用功能分類 建筑結(jié)構(gòu)材料

2、：如梁、墻、板、柱、基礎(chǔ)、框架等 墻體材料：建筑物內(nèi)、外及分隔墻體所用材料，分承重墻和非承重墻。 建筑功能材料：使建筑物獲得某些功能的非承重材料。 1-2 建筑材料在建筑工程中的地位 1-3 我國建筑材料及建材工業(yè)的發(fā)展 1-4 本課程的內(nèi)容和任務(wù)第二章 建筑材料基本性質(zhì) 2-1 材料的基本物理性質(zhì) 密度是指物質(zhì)單位體積的質(zhì)量。單位為g/cm3或kg/m3。一、材料的實(shí)際密度、表觀密度與堆積密度 1、實(shí)際密度（簡(jiǎn)稱密度） 實(shí)際密度：是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位體積所具有的質(zhì)量。 =m/V 單位為g/cm3，kg/m3 2、表觀密度 表觀密度：是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積所具有的質(zhì)量。 0=

3、m/V 0 單位為g/cm3，kg/m3 3、堆積密度 堆積密度：是指粉狀、粒狀或纖維狀在堆積狀態(tài)下，單位體積所具有的質(zhì)量。 0/=m/V 0 / 單位為g/cm3，kg/m3二、材料的密實(shí)度與孔隙率 1、密實(shí)度 密實(shí)度（D）：是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)的程度，也就是固體物質(zhì)的體積占總體積的比例。 D=V/V0 = 0/ 100% 2、孔隙率 孔隙率（P）：是指材料體積內(nèi)，孔隙體積與總體積之比。 P=（ V0 V）/V0 =1 V/V0 =（1 0/ ）100% 孔隙率與密實(shí)度的關(guān)系為：P+D=1三、材料的填充率與空隙率 1、填充率 填充率（ D /）：是指散粒材料在某容器的堆積體積中，被

4、顆粒填充的程度稱為填充率。 D / = V 0 / V 0 / = 0/ 0 100% 2、空隙率 空隙率（P/）：是指散粒材料在某容器的堆積體積中，顆粒之間的空隙體積所占的比例稱為空隙率。 P/ + D / =1 P/ =（ V 0 / V0 ）/ V 0 / =1 V 0 / V 0 / =（1 0/ 0 ）100% 材料的耐水性用軟化系數(shù)表示：K軟=f飽/f 干5、抗?jié)B性 抗?jié)B性：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性。 材料的抗?jié)B性用滲透系數(shù)表示：W=Kath/d 6、抗凍性 抗凍性：材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍結(jié)和融化作用而不破壞，同時(shí)也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性質(zhì)稱為抗凍融性。五、材料的

5、熱工性質(zhì) 1、導(dǎo)熱性 導(dǎo)熱性是材料傳導(dǎo)熱量的能力，以導(dǎo)熱系數(shù)表示（） 導(dǎo)熱系數(shù)：厚度為1m的材料，相對(duì)表面的溫度差為1K時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積所傳遞的熱量稱為導(dǎo)熱系數(shù)。 =Q/At（T2T1） 2、比熱容和熱容量 熱容量：材料加熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)，稱為熱容量。 比熱容：1g材料溫度升高1K時(shí)所吸收的熱量或降低1K時(shí)所放出的熱量。 Q=cm（ T2T1 ） c=Q/m（ T2T1 ） 3、材料的保溫隔熱性能 熱阻R=1/ R與是衡量建筑材料保溫隔熱性能的重要指標(biāo)。 2-2 材料的基本力學(xué)性質(zhì)一、材料的強(qiáng)度、比強(qiáng)度 強(qiáng)度：材料在外力（荷載）作用下抵抗破壞的能力稱為強(qiáng)度。 材料在

6、建筑物上所受的外力有拉力、壓力、彎曲及剪力，材料抵抗這些外力破壞的能力分別稱為抗拉、抗壓、抗彎和抗剪強(qiáng)度 抗壓強(qiáng)度：fc=F/A 抗拉強(qiáng)度：ft=F/A 抗彎強(qiáng)度：fv=F/A 抗剪強(qiáng)度：ftm=3Fl/2bh2二、材料的彈性與塑性 彈性：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，材料變形即可消失并能完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)稱為彈性。 彈性模量：E=/ 塑性：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，仍保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱為塑性。 第三章 石材 建筑用石材分為天然石材和人造石材兩種。 3-1 建筑中常用的天然石材 巖石是由各種不同的地質(zhì)作用所形成的天然固態(tài)礦物的集合體。已發(fā)

7、現(xiàn)的礦物有3300多種，絕大多數(shù)是固態(tài)無機(jī)物。主要造巖礦物有30多種。 單礦巖：由單一礦物組成的巖石稱為 。 如 方解石、石英 多礦巖：由兩種或更多的礦物組成的巖石稱為。 如 花崗巖 按地質(zhì)分類法可將天然巖石分為巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖等。一、巖漿巖(又稱火成巖) 1、巖漿巖的形成和種類 深成巖：地殼深處的巖漿，在受上部覆蓋層壓力的作用下經(jīng)緩慢冷凝而形成的巖石。如：花崗巖、正長(zhǎng)巖、橄欖巖、閃長(zhǎng)巖等。 噴出巖：巖漿噴出地表時(shí)，在壓力降低和冷卻較快的條件下而形成的巖石。 如：輝綠巖、玄武巖、安山巖等 火山巖：火山爆發(fā)時(shí)，巖漿被噴到空中而急速冷卻后形成的巖石。 如：火山灰、火山渣、浮石等。2、建筑中常

8、用的巖漿巖 花崗巖（深成巖） 花崗巖是由長(zhǎng)石、石英和少量云母組成，具有致密的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和塊狀構(gòu)造 外感顏色：灰白、微黃、淡紅等 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)致密；孔隙率和吸水率很?。槐碛^密度大；抗壓強(qiáng)度高；抗凍融性好；耐風(fēng)化；化學(xué)穩(wěn)定性好等。 應(yīng)用：基礎(chǔ)、閘壩、橋墩、臺(tái)階、路面、墻石、勒腳、紀(jì)念性建筑物等。 輝綠巖、玄武巖（噴出巖） 暗色礦物，常呈玻璃質(zhì)或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。 特點(diǎn)：硬度高，脆性大，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，表觀密度大，抗壓強(qiáng)度高 應(yīng)用：骨料，路面，耐火材料等。 火山灰、浮石、火山凝灰?guī)r 輕質(zhì)、多孔材料?？勺魈盍?、保溫隔熱材料等。二、沉積巖(水成巖) 1、沉積巖的形成和種類 是由地表的各類巖石經(jīng)自然界的風(fēng)化、搬運(yùn)、沉

9、積并重新成巖（壓實(shí)、相互膠結(jié)、重結(jié)晶等）而形成的巖石。 沉積巖的生成條件分為以下三種； 機(jī)械沉積巖：松散的巖石或砂經(jīng)風(fēng)、雨、冰川、沉積等作用重新形成巖石，如砂巖、頁巖等。 化學(xué)沉積巖：礦物溶解于水經(jīng)聚積、反應(yīng)、重結(jié)晶等并沉積形成巖石。如石膏、白云石等。 有機(jī)沉積巖：由各種有機(jī)體的殘骸沉積形成的巖石。如石灰石、硅藻土2、建筑中常用的沉積巖 石灰?guī)r 主要的化學(xué)成分為CaCO3，主要礦物為方解石，常含有白云石、菱鎂礦、石英、蛋白石、鐵礦石和粘土等。 外觀顏色：通常為灰白色、淺灰色，因雜質(zhì)呈深灰、灰黑、淺黃、淺紅等 應(yīng)用：基礎(chǔ)、墻身、路面、階石等，還是生產(chǎn)水泥和石灰的原料。 砂巖 主要是由石英砂或石英

10、巖等細(xì)小碎經(jīng)沉積并重新膠結(jié)而成的巖石。主要礦物為石英，次要礦物為長(zhǎng)石、云母及粘土等。 特點(diǎn)：密度大、強(qiáng)度高、硬度大、加工困難、耐酸性好等。 應(yīng)用：基礎(chǔ)、踏步、人行道等，也可用于紀(jì)念性建筑及耐酸工程。三、變質(zhì)巖 1、變質(zhì)巖的形成及種類 地殼中原有的各類巖石，在地層的壓力和溫度作用下，原巖石在固體狀態(tài)下發(fā)生再結(jié)晶作用，使礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及化學(xué)成分發(fā)生部分或 全部改變而形成的新巖石。 一般由巖漿巖變質(zhì)形成的稱正變質(zhì)巖，如片麻巖等。 一般由沉積巖變質(zhì)形成的稱副變質(zhì)巖，如大理石、石英巖等。 2、建筑中常用的變質(zhì)巖 大理巖（大理石） 是由石灰?guī)r和白云石經(jīng)高壓高溫作用，重新結(jié)晶變質(zhì)形成。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)致密，

11、密度大、硬度較小、易于分割。 外觀顏色：純大理石呈雪白色，含有雜質(zhì)時(shí)呈黑、紅、黃、綠等。 應(yīng)用：室內(nèi)臺(tái)階、墻面、扶手、勒腳、紀(jì)念性建筑物等 石英巖 是由硅質(zhì)砂巖變質(zhì)而成，可作貼面石，骨料等。 片麻巖 是由花崗巖變質(zhì)而成，可作碎石、石塊，人行道石板等。 3-2 天然石材的技術(shù)性質(zhì)、加工類型及選用原則 一、技術(shù)性質(zhì) 1、物理性質(zhì) 表觀密度 輕質(zhì)石材 表觀密度1800kg/m3 重質(zhì)石材 表觀密度1800kg/m3 吸水性 低吸水性巖石 吸水率1.5% 中吸水性巖石 吸水率1.5% 3.0% 高吸水性巖石 吸水率 3.0% 耐水性 高耐水性巖石 軟化系數(shù) 0.90 中耐水性巖石 軟化系數(shù) 0.75

12、0.90 低耐水性巖石 軟化系數(shù) 0.60 0.75 巖石的軟化系數(shù) 0.60，不允許用于重要的建筑物。 抗凍性 石材分為5、10、15、25、50、100、200等標(biāo)號(hào)，吸水率0.5%不作實(shí)驗(yàn)。 耐熱性 耐熱性與其化學(xué)成分及礦物組成有關(guān)。 導(dǎo)熱性 輕質(zhì)石材 熱導(dǎo)率為2.913.49W/(m K) 重質(zhì)石材 熱導(dǎo)率為0.230.70W/(m K)2、力學(xué)性質(zhì) 抗壓強(qiáng)度 根據(jù)抗壓強(qiáng)度的大小，分為九個(gè)強(qiáng)度等級(jí)：MU100、 MU80、 MU60、 MU50、 MU40、 MU30、 MU20、 MU15、 MU10 。 沖擊韌性 與巖石的礦物成分與構(gòu)造有關(guān)，晶體結(jié)構(gòu)較非晶體結(jié)構(gòu)的巖石有較高韌性 硬

13、度 與礦物組成的硬度與構(gòu)造有關(guān)，凡致密、堅(jiān)硬的礦物組成的石材硬度高。 耐磨性 與內(nèi)部組成礦物的硬度、構(gòu)造、構(gòu)造特征、抗壓強(qiáng)度、沖擊韌性有關(guān)。 一般組成礦物愈堅(jiān)硬，構(gòu)造愈致密以及抗壓強(qiáng)度和沖擊韌性愈高，則石材的耐磨性愈好。 天然大理石板材 用大理石荒料經(jīng)鋸切、研磨、拋光等加工后的石板。 天然大理石板可分為普通型板材(N)、異型板材(S)。 按外觀質(zhì)量、鏡面光潔度等可分為優(yōu)等品(A)、一等品 (B) 、合格品(C) 。 天然花崗石板材 用花崗石荒料經(jīng)鋸切、研磨、拋光等加工后的石板。 天然花崗石板可分為普通型板材(N)、異型板材(S)。 按表面加工程度可分為細(xì)面板材(RB)、鏡面板材 (PL) 、粗

14、面板材(RU) 。 按尺寸、平面度、外觀質(zhì)量等可分為優(yōu)等品(A)、一等品 (B) 、合格品(C) 。 3、顆粒狀石材 碎石：卵石：石渣：三、石材的選用原則 實(shí)用性 經(jīng)濟(jì)性四、天然石材的破壞及其防護(hù) 合理選材 表面處理 3-3 人造石材及制品 人造石材是以大理石碎料、石英砂、石渣等為骨料，以樹脂、聚酯、水泥等為膠結(jié)材料，經(jīng)拌和、成型、聚合或養(yǎng)護(hù)后，打磨拋光切割而成。 一、人造石材的分類 根據(jù)人造石材使用的膠結(jié)材料可分為四類： 1、水泥型人造石材 2、聚酯型人造石材 3、復(fù)合型人造石材 4、燒結(jié)型人造石材 二、人造石材的性能 1、裝飾性 2、物理性能 3、耐久性 4、可加工性一、石膏膠凝材料的生產(chǎn)

15、 1071700C 加熱、脫水 CaSO41/2H2O(型半水石膏) 建筑石膏 1250C 0.13MPa 蒸壓鍋 CaSO41/2H2O(型半水石膏) 高強(qiáng)石膏 CaSO42H2O 1073600C 加熱、脫水 CaSO4 可溶性硬石膏 4007500C CaSO4 不溶性硬石膏 8000C CaSO4 高溫煅燒石膏二、建筑石膏的凝結(jié)硬化 CaSO41/2H2O(型半水石膏) +3/2H2O = CaSO42H2O+放熱三、建筑石膏的等級(jí)與技術(shù)性質(zhì) 1、建筑石膏的等級(jí) 建筑石膏按強(qiáng)度、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間分為優(yōu)等品、一等品、合格品三個(gè)等級(jí)。 2、建筑石膏的技術(shù)性質(zhì) 表觀密度小，強(qiáng)度較低 凝結(jié)硬化快

16、，初凝（6min）與終凝（ 30min ）時(shí)間很短。 孔隙率大、熱導(dǎo)率小。 凝固時(shí)體積微膨脹。 吸濕性強(qiáng)、耐水性差 防火性好四、建筑石膏的用途 1、室內(nèi)抹灰及粉刷 2、制作石膏板(紙面石膏板、纖維石膏板、石膏空心條板、裝飾板、吸音板) 4-2 石灰 石灰一般是不同化學(xué)組成和物理形態(tài)的生石灰(CaO)、消石灰Ca (OH)2 、水硬性石灰的統(tǒng)稱。 一、生石灰的生產(chǎn) 生石灰的原料有天然石灰?guī)r、白堊、白云質(zhì)石灰?guī)r等。 Ca CO3 9001000 0C CaO（生石灰）+ CO2 二、石灰的消化 生石灰的消化是指生石灰與水作用生成氫氧化鈣（熟石灰）的化學(xué)反應(yīng)。 CaO + H2O Ca (OH)2+

17、64.9kJ 三、石灰的硬化 石灰漿體的硬化包含了干燥、結(jié)晶和炭化三個(gè)交錯(cuò)進(jìn)行的過程。 Ca (OH)2+ CO2 +nH2O Ca CO3 + （n+1）H2O 四、石灰的品種及技術(shù)指標(biāo) 1、根據(jù)石灰中氧化鎂的含量分類 鈣質(zhì)石灰 MgO5% 鎂質(zhì)石灰 MgO5% 鈣質(zhì)消石灰粉 氧化鎂含量不大于4%（MgO4%） 鎂質(zhì)消石灰粉 4%MgO24% 白云石質(zhì)消石灰粉 24%MgO30%2、根據(jù)成品加工方法不同分類 灰塊； 磨細(xì)生石灰粉；消石灰粉；石灰膏；石灰乳。五、石灰的特性 1、可塑性和保水性好；2、吸濕性強(qiáng)；3、凝結(jié)硬化慢、強(qiáng)度低； 4、體積收縮大；5、耐水性差。六、石灰的用途 1、配制石灰沙

18、漿和石灰乳涂料； 2、配制灰土和三合土； 3、制作炭化石灰板； 4、制作硅酸鹽制品； 5、配制無熟料水泥。七、石灰的儲(chǔ)存 防止受潮，而且不宜久存；石灰受潮消化過程防出大量的熱，且體積膨脹，因此在儲(chǔ)存和運(yùn)輸石灰時(shí)，要注意安全。 4-3 鎂質(zhì)膠凝材料 鎂質(zhì)膠凝材料是以MgO為主要成分的氣硬性膠凝材料，如：菱苦土一、鎂質(zhì)膠凝材料的生產(chǎn) MgCO3 600650 0C MgO + CO2 Ca CO3 MgCO3 650700 0C MgO + CO2+ Ca CO3二、菱苦土的水化硬化 菱苦土用水拌和時(shí)，生成Mg (OH)2，疏松、膠凝性差。故通常用Mg Cl2、Mg SO4、 FaCl3、 FaS

19、O4等鹽類的水溶液拌和，以改善其性能。 菱苦土的水化硬化產(chǎn)物為：xMgO yMg Cl2 zH2O+ nMg (OH)2三、菱苦土的應(yīng)用 在建筑上用于制作木屑地板，木絲板、刨花板等。 4-4 水玻璃 一、水玻璃的組成 水玻璃俗稱泡花堿，是由金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成的能溶于水的一種金屬硅酸物質(zhì)。 化學(xué)通式為R2O nSiO2 水玻璃的模數(shù)n=SiO2 摩爾數(shù)/R2O摩爾數(shù) 市場(chǎng)上銷售水玻璃的模數(shù)為1.53.5，建筑上常用水玻璃的模數(shù)2.52.8。二、水玻璃的硬化 液體水玻璃吸收空氣中的二氧化碳，形成無定形硅酸凝膠，并逐漸干燥而硬化。 R2O nSiO2 +CO2 +mH2O R2 CO3 +

20、 nSiO2 mH2O 三、水玻璃的性質(zhì) 1、粘結(jié)力強(qiáng)； 2、耐酸性好； 3、耐熱性好。四、水玻璃的用途 1、配制耐酸砂漿和混凝土； 2、配制耐熱砂漿和混凝土； 3、加固地基； 4、刷涂或浸漬材料； 5、修補(bǔ)裂縫、堵漏。第五章 水泥本章主要內(nèi)容及學(xué)習(xí)重點(diǎn) 1、了解水泥熟料的礦物組成及水泥漿凝結(jié)硬化過程對(duì)水泥硬化體的結(jié)構(gòu)、性能的影響。 2、掌握常用水泥的技術(shù)性質(zhì)、質(zhì)量要求及如何合理選用水泥。 3、了解一些專用水泥的組成、性能特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。 水泥：是一種加水拌和成塑性漿體，能膠結(jié)砂、石等適當(dāng)材料，并能在空氣和水中硬化的粉狀水硬性膠凝材料。 5-1 硅酸鹽水泥 硅酸鹽水泥：凡由硅酸鹽水泥熟料、05

21、%的石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏細(xì)磨制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。 型硅酸鹽水泥，代號(hào)P，水泥熟料粉磨時(shí)不摻加混合材料水泥。 型硅酸鹽水泥，代號(hào)P ，水泥熟料粉磨時(shí)摻加05%混合材料水泥。 硅酸鹽水泥按強(qiáng)度可分為：42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。一、硅酸鹽水泥生產(chǎn)簡(jiǎn)介 4CaOAl2O3 Fe2O3+ 7 H2O 3CaOAl2O36 H2O + CaO Fe2O3 H2O 3CaOAl2O36 H2O +3(CaSO42H2O)+ 19H2O 3CaOAl2O3 3CaSO4 31 H2O 水泥熟料四種礦物的水化特點(diǎn)： C3S：凝結(jié)硬化快，水化時(shí)放

22、出大量熱，28d內(nèi)水泥石強(qiáng)度的主要貢獻(xiàn)者。 C2S：凝結(jié)硬化慢，水化時(shí)放熱小，28d以后，是水泥石強(qiáng)度后期的貢獻(xiàn)者。 C3A：凝結(jié)硬化最快，水化時(shí)放熱較大，3d天以內(nèi)水化反應(yīng)基本完成，是水泥石強(qiáng)度早期的主要貢獻(xiàn)者，而對(duì)水泥石強(qiáng)度后期的貢獻(xiàn)較小。 C4AF：凝結(jié)硬化較快，水化時(shí)放熱小， 對(duì)水泥石強(qiáng)度的貢獻(xiàn)居中等。3、熟料礦物組成對(duì)水泥性能的影響 表5-1 三、水泥石的結(jié)構(gòu) 水泥石的結(jié)構(gòu)組成： A未水化的水泥顆粒；B凝膠體的水化產(chǎn)物；C結(jié)晶體的水化產(chǎn)物；D未被水泥顆粒和水化產(chǎn)物所填滿的原充水空間(毛細(xì)孔或毛細(xì)孔水)；E凝膠體中的孔。4、硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì) 1)、實(shí)際密度、堆積密度、細(xì)度 硅酸鹽水

23、泥的實(shí)際密度為3.053.20g/cm3，通常取3.10g/cm3 硅酸鹽水泥的堆積密度為10001100kg/m3，通常取1300kg/m3 硅酸鹽水泥的細(xì)度以比表面積表示：通常大于300m2/kg。 2）氧化鎂、三氧化硫、堿及不溶物含量 氧化鎂含量(MgO) 5% ，水泥安定性合格，可以放寬到 6% 三氧化硫含量(SO3) 3.5% 堿含量0.60% 不溶物含量：型水泥的不溶物含量0.75% ， 型水泥的不溶物含量1. 5% 3）燒失量 型水泥的燒失量3.0% ，型水泥的燒失量3. 5% 4）標(biāo)準(zhǔn)稠度及其用水量 5）凝結(jié)時(shí)間 凝結(jié)時(shí)間：水泥從加水開始到失去流動(dòng)性，即從可塑狀態(tài)發(fā)展到固體狀態(tài)

24、所需要的時(shí)間。分為初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。 初凝時(shí)間：水泥從開始加水拌和起至水泥漿開始失去可塑性所需的時(shí)間。 終凝時(shí)間：水泥從開始加水拌和起至水泥漿完全失去可塑性，并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。 硅酸鹽水泥初凝時(shí)間45 min，終凝時(shí)間 6. 5 h 2）鹽類腐蝕 硫酸鹽腐蝕 當(dāng)水泥石受到侵蝕介質(zhì)作用后生成新的化合物，由于新化合物的體積膨脹而使水泥石破壞的現(xiàn)象稱為膨脹性化學(xué)腐蝕。 4CaOAl2O312 H2O+ 3CaSO4+20H2O 3CaOAl2O3 3CaSO4 31 H2O（體積膨脹）+ Ca (OH)2 鎂鹽腐蝕 MgSO4+ Ca (OH)2 +2H2O CaSO42H2O+ Mg (

25、OH)2 3CaOAl2O36 H2O+ 3(CaSO42H2O)+19H2O 3CaOAl2O3 3CaSO4 31 H2O(體積膨脹) MgCl2+ Ca (OH)2 CaCl2+ Mg (OH)2 3）酸類腐蝕 碳酸腐蝕 Ca (OH)2+ CO2+H2O Ca CO 3+2 H2O Ca CO 3 + CO2+H2O Ca (HCO 3)2 一般酸的腐蝕 Ca (OH)2 + HCl CaCl2+ H2O Ca (OH)2 + H2SO4 CaSO42H2O 4）強(qiáng)堿腐蝕 3CaOAl2O3 +6NaOH 3Na2OAl2O3(易溶)+ 3Ca (OH)2 NaOH+CO2 Na2CO

26、3 (體積膨脹) + H2O 5）腐蝕的防止 根據(jù)侵蝕環(huán)境特點(diǎn)，合理選用水泥品種； 提高水泥石的密實(shí)度； 加強(qiáng)保護(hù)層 6）硅酸鹽水泥的儲(chǔ)存和應(yīng)用 水泥運(yùn)輸和保管期間，不能受潮和混入雜質(zhì)；不同品種和等級(jí)的水泥應(yīng)分別儲(chǔ)存和運(yùn)輸，不得混雜；袋裝水泥堆放高度不應(yīng)超過10袋；水泥存放期不應(yīng)超過3個(gè)月，超過6個(gè)月的水泥必須重新檢驗(yàn)水泥各項(xiàng)技術(shù)性能。 5-2 摻混合材料的硅酸鹽水泥 摻混合材料的硅酸鹽水泥：凡在硅酸鹽水泥熟料中、摻入一定量的混合材料和適量石膏，共同細(xì)磨制成的水硬性膠凝材料，稱為。 摻混合材料的作用：能改善水泥的性能。增加品種，提高產(chǎn)量，節(jié)約熟料，降低成本，擴(kuò)大水泥的使用范圍。 摻混合材料的硅

27、酸鹽水泥品種：普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥。一、水泥混合材料 混合材料：在水泥生產(chǎn)過程中，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級(jí)，而加到水泥中的礦物質(zhì)材料稱為，分為活性混合材料和非活性混合材料。 1、活性混合材料 是具有火山灰性或潛在水硬性，或兼有火山灰性或潛在水硬性的礦物材料 火山灰性：是指磨細(xì)的礦物材料和水拌和成漿后，單獨(dú)不具有水硬性，但是在常溫下與外加的石灰一起與水形成漿體，能形成具有水硬性化合物的性能，如火山灰、粉煤灰、硅藻土、凝灰石、浮石等。 潛在水硬性：是指該類礦物質(zhì)材料只需在少量外加劑的激發(fā)條件下，即可利用自身溶出的化學(xué)成分，生成具

28、有水硬性的化合物，如?；郀t礦渣 2、非活性混合材料 在水泥中主要起填充作用，而又不損害水泥性能的礦物質(zhì)材料。如：石英砂、石灰石粉、磨細(xì)的塊狀高爐礦渣、高硅質(zhì)爐灰。二、摻混合材料的硅酸鹽水泥 1、普通硅酸鹽水泥（代號(hào)PO） 是由水泥熟料、6%15%的混合材料、適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。摻活性混合材料 15%，摻非活性混合材料 10% 2、礦渣硅酸鹽水泥（代號(hào)PS） 是由水泥熟料、摻20%70%的高爐粒化礦渣、適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。 3、火山灰硅酸鹽水泥（代號(hào)PP） 是由水泥熟料、摻20%50%的火山灰、適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。 4、粉煤灰硅酸鹽水泥（代

29、號(hào)PF） 是由水泥熟料、摻20%40%的粉煤灰、適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。 5、復(fù)合硅酸鹽水泥（代號(hào)PC） 是由水泥熟料、摻15%50%的混合材料、適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。摻合材料為兩種或兩種以上的混合材料。 6、石灰石硅酸鹽水泥（代號(hào)PL） 是由水泥熟料、摻15%25%的石灰石、適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。 性能：初凝時(shí)間45 min，終凝時(shí)間 10 h；氧化鎂含量(MgO) 5% ，水泥安定性合格，可以放寬到 6% ；三氧化硫含量(SO3) 3.5% 三、通用水泥的質(zhì)量等級(jí) 教材中表5-6四、通用水泥的選用 教材中表5-7、 5-8 5-3 其它品種水泥

30、一、鋁酸鹽水泥（代號(hào)CA ） 凡以鋁酸鈣為主的鋁酸鹽水泥熟料，磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為。 1、分類 鋁酸鹽水泥按Al2O3含量百分?jǐn)?shù)分為四類 CA-50 ，50% Al2O3 60%；CA-60，60% Al2O3 68% CA-70 ，68% Al2O3 77%；CA-80，Al2O3 77% 2、物理性能與強(qiáng)度等級(jí) 細(xì)度：比表面積 300m2/kg 或45m 20% 凝結(jié)時(shí)間 CA-50 、CA-70 、CA-80：初凝時(shí)間30 min，終凝時(shí)間 6h CA-60：初凝時(shí)間60 min，終凝時(shí)間 18h 強(qiáng)度：教材中表5-11 3、特性及應(yīng)用二、快硬型水泥 1、快硬硅酸鹽水泥 是由硅

31、酸鹽水泥熟料和適量石膏經(jīng)磨細(xì)制成的，以3d抗壓強(qiáng)度表示等級(jí)的水硬性膠凝材料，稱為 。 2、快硬高強(qiáng)鋁酸鹽水泥 凡以鋁酸鈣為主要成分的熟料，加入適量的硬石膏，經(jīng)磨細(xì)制成具有快硬高強(qiáng)性能的水硬性膠凝材料，稱為。 3、快硬鐵鋁酸鹽水泥 以適當(dāng)成分的生料，經(jīng)煅燒所得以無水硫鋁酸鈣、鐵相和硅酸二鈣為主要礦物成分的熟料，加入適量石膏和010%的石灰石，經(jīng)磨細(xì)制成的早期強(qiáng)度的水硬性膠凝材料，稱為。 4、快硬硫鋁酸鹽水泥 以適當(dāng)成分的生料，經(jīng)煅燒所得以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物成分的熟料，加入適量石膏和010%的石灰石，經(jīng)磨細(xì)制成的早期強(qiáng)度的水硬性膠凝材料，稱為。 應(yīng)用：用于配制早強(qiáng)、高強(qiáng)、快硬、抗?jié)B、

32、抗硫酸鹽等混凝土，也可以用于負(fù)溫、地質(zhì)固井、搶修、堵漏等工程及一般建筑工程。三、膨脹型水泥 是指在水化硬化過程中產(chǎn)生體積膨脹的水泥，屬于膨脹類水泥。 收縮補(bǔ)償型膨脹水泥（簡(jiǎn)稱膨脹水泥）：水泥在水化硬化過程中產(chǎn)生體積膨脹，在實(shí)用上具有補(bǔ)償收縮的性能，自應(yīng)力值2.0MPa,一般為0.5MPa。 自應(yīng)力型膨脹水泥(簡(jiǎn)稱自應(yīng)力水泥)：水泥在水化硬化后的體積膨脹，能使砂漿或混凝土在受約束條件下產(chǎn)生可資應(yīng)用的化學(xué)應(yīng)力，自應(yīng)力值2.0MPa。 膨脹水泥的基本類型： 1、硅酸鹽膨脹水泥 以硅酸鹽水泥為主，外加鋁酸鹽水泥和石膏配置而成。 2、明礬石膨脹水泥 以硅酸鹽水泥熟料為主，外加天然明礬石、石膏和?；郀t礦

33、渣配置而成。 3、鋁酸鹽膨脹水泥 以鋁酸鹽水泥熟料為主，外加二水石膏配置而成。 4、鐵鋁酸鹽膨脹水泥 以鐵鋁酸鹽水泥熟料為主，外加適量石膏配置而成。 5、硫鋁酸鹽膨脹水泥 以硫鋁酸鹽水泥熟料為主，外加適量石膏配置而成。 應(yīng)用：用于補(bǔ)償收縮、抗?jié)B抗裂、補(bǔ)強(qiáng)和防滲抹面等混凝土結(jié)構(gòu)工程，大口徑混凝土管及其接縫，梁柱和管道接頭，固接機(jī)械底座和地腳螺栓等。四、白色及彩色硅酸鹽水泥 1、白色硅酸鹽水泥 是由白色硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的，水硬性膠凝材料，稱為。 性能：初凝時(shí)間45 min，終凝時(shí)間 12 h；氧化鎂含量(MgO) 4.5% ，水泥安定性合格；80m方孔篩篩余 10.0% ；三

34、氧化硫含量(SO3) 3.5% 2、彩色硅酸鹽水泥 是由白水泥的生料中加入少量金屬氧化物，直接燒成彩色水泥熟料，然后再加適量石膏經(jīng)磨細(xì)制成的，水硬性膠凝材料，稱為。 在白色硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏和堿性顏料，經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為。 應(yīng)用：建筑物室內(nèi)外的地面、樓板、門廳的水磨石、水刷石、斬假石等。五、道路水泥 是由道路硅酸鹽水泥熟料、010%的活性混合材料和適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。 性能：初凝時(shí)間 1 h ，終凝時(shí)間 10 h； MgO含量5.0% ； C3A 5.0% C4AF16.0%； 80m方孔篩篩余 10.0% ； SO3含量3.5%六、中熱硅酸鹽水泥和低

35、熱礦渣硅酸鹽水泥 1、 中熱硅酸鹽水泥 以適當(dāng)成分硅酸鹽水泥熟料、加入適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料。 2、低熱礦渣硅酸鹽水泥 以適當(dāng)成分硅酸鹽水泥熟料、加入礦渣、適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的具有低水化熱的水硬性膠凝材料。 性能：初凝時(shí)間 1 h ，終凝時(shí)間 12 h；MgO含量5.0% ；C3A5.0% C4AF 16.0%； 80m方孔篩篩余 10.0% ； SO3含量3.5% 中熱水泥熟料中C3A 6.0%，低熱水泥熟料中C3A 8.0% 中熱水泥熟料或低熱水泥熟料中C3S 55.0% 應(yīng)用：適用于大體積混凝土工程，如大壩、大體積建筑物和厚大的基礎(chǔ)工程 。 第六章 混凝土

36、及砂漿本章主要內(nèi)容及學(xué)習(xí)重點(diǎn) 1、掌握普通混凝土的組成材料，新拌混凝土的工作性能及評(píng)定指標(biāo) 2、掌握硬化混凝土的力學(xué)性能、耐久性及其影響因素。 3、掌握混凝土配合比設(shè)計(jì)方法及混凝土質(zhì)量控制指標(biāo)。 4、了解混凝土外加劑的品種、作用原理和應(yīng)用。 5、了解其它品種混凝土及建筑砂漿的特性和用途。 6-1 概述 一、定義、分類 混凝土：是指由膠凝材料，粗、細(xì)骨料(或稱集料)，水及其它材料，按適當(dāng)比例配制并硬化而成的具有所需的形體、強(qiáng)度和耐久性的人造石材。 1、按所用膠結(jié)材料分類 硅酸鹽、瀝青、聚合物、聚合物浸漬、石膏、水玻璃等混凝土。 2、按表觀密度分類 1）重混凝土：表觀密度2800kg/m3 骨料為

37、重晶石、鐵礦石、鋼屑 2）普通混凝土：表觀密度20002800kg/m3 ，骨料為天然砂石。 3）輕混凝土：表觀密度1950kg/m3，骨料為輕質(zhì)多孔材料。3、按用途分類 結(jié)構(gòu)、裝飾、防水、道路、防輻射、耐熱、耐酸、大體積、膨脹等混凝土。4、按強(qiáng)度等級(jí)分類 1）普通混凝土：抗壓強(qiáng)度60C(中等強(qiáng)度30C60C，低強(qiáng)度30C) 2）高強(qiáng)混凝土：抗壓強(qiáng)度 60C 100C。 3）超高強(qiáng)混凝土：抗壓強(qiáng)度 100C。5、按生產(chǎn)和施工方法分類 泵送、噴射、碾壓、真空脫水、離心、壓力灌漿、預(yù)拌（商品）等混凝土。二、混凝土的優(yōu)點(diǎn)和發(fā)展 混凝土材料的優(yōu)點(diǎn) 組成材料中砂、石等地方材料占80%，符合就地取材和經(jīng)濟(jì)

38、原則； 易于加工成型； 匹配性好； 可調(diào)整性強(qiáng)； 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可代替鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)，可節(jié)約大量的鋼材和木材； 耐久性好，維修費(fèi)用少。 混凝土的發(fā)展 隨著工程質(zhì)量要求不斷提高和施工技術(shù)水平不斷發(fā)展，混凝土的生產(chǎn)和管理向集中化、工廠化發(fā)展。 隨著混凝土的生產(chǎn)技術(shù)不斷提高，混凝土制品向高性能混凝土發(fā)展。 從節(jié)約資源、能源、減少工業(yè)廢料、保護(hù)自然環(huán)境出發(fā)，混凝土制品向綠色高性能混凝土發(fā)展。 6-2 普通混凝土的組成材料 普通混凝土的組成材料是水泥、水、天然的砂和石子，還常摻入適量的摻合材料和外加劑。如圖6-1。 一、水泥 水泥在混凝土中起膠結(jié)作用，是最重要的材料，正確、合理的選擇水泥的品種和強(qiáng)度等級(jí)

39、，是影響混凝土強(qiáng)度、耐久性及經(jīng)濟(jì)性的重要因素。 1、水泥品種的選擇 常用水泥品種的選用見本書第五章表5-7。 2、水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇 水泥強(qiáng)度等級(jí)的選用，適當(dāng)與混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)相適應(yīng)。 通常以水泥強(qiáng)度等級(jí)(MPa)為混凝土強(qiáng)度等級(jí)(MPa)的1.52倍為宜，對(duì)于高強(qiáng)混凝土可取0.9 1.5倍為宜。二、細(xì)骨料（砂） 混凝土用骨料，按粒徑大小不同分為細(xì)骨料和粗骨料。 細(xì)骨料的粒徑在0.15mm4.75mm。粗骨料的粒徑4.75mm。 混凝土的細(xì)骨料主要采用天然砂或人工砂。 天然砂：按產(chǎn)源不同可分為河砂、湖砂、山砂和淡化海砂。 人工砂：是將礦石、卵石或尾礦經(jīng)機(jī)械破碎、篩分制成，粒徑4.75mm。

40、 1、含泥量、石粉含量和泥塊含量 含泥量：是指天然砂中粒徑小于75m的顆粒含量。 石粉含量：是指人工砂中粒徑小于75m的顆粒含量。 泥塊含量：是指砂中粒徑大于1.18mm，經(jīng)水浸洗，手捏后小于600m的顆粒含量。 天然砂含泥量和泥塊含量見表6.1，人工砂石粉含量和泥塊含量見表6.2。 2、砂中有害物質(zhì)含量 砂中有害的物質(zhì)包括雜物，如草根、樹葉、塑料、煤塊、爐渣等。 砂中有害的物質(zhì)包括礦物，如云母、輕物質(zhì)、有機(jī)物、硫化物及硫酸鹽、氯鹽，見表6.3。 3、砂的細(xì)度模數(shù)（Mx）和顆粒級(jí)配 顆粒級(jí)配：是指不同粒徑砂顆粒的分布情況。如圖6-2 篩分析的方法： 1）儀器：用一套方孔孔徑(凈尺寸)為9.50

41、mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、600m、300m、150m的7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)篩， 2）500g 干砂。 3）經(jīng)篩分后，稱量余留在各篩上的砂量，并計(jì)算出各篩上的分計(jì)篩余百分率及累計(jì)篩余百分率。 分計(jì)篩余百分率：各篩上的篩余量占砂樣總質(zhì)量的百分率，如a1、a2、a3、a4、a5、a6 累計(jì)篩余百分率：各篩和比該篩粗的所有分計(jì)篩余百分率之和，如A1A2A3A4A5A6 篩孔尺寸分計(jì)篩余百分率（%）累計(jì)篩余百分率（%）4.75mma1A1= a12.36mma2A2 = a1+a21.18mma3A3 = a1 + a2 + a3600ma4A4 = a1 + a2 + a3 + a4300

42、ma5A5 = a1 + a2 + a3 + a4 + a5150ma6A6 = a1 + a2 + a3 + a4 + a5 + a6 細(xì)度模數(shù)（Mx）= （A2+A3 + A4 + A5 + A6）5A1 / （100A1） 細(xì)度模數(shù)范圍一般為3.71.6，粗砂：Mx= 3.73.1；中砂：Mx= 3.02.3；細(xì)砂：Mx= 2.21.6。 4、砂的堅(jiān)固性 是指砂在自然風(fēng)化和其它外界物理、化學(xué)因素作用下，抵抗破裂的能力。 5、砂的表觀密度、堆積密度、空隙率 表觀密度2500kg/m3 、堆積密度1350kg/m3 、空隙率47%。 6、堿骨料反應(yīng)三、粗骨料 普通混凝土常用的粗骨料分為兩類卵

43、石和碎石 卵石：河卵石、海卵石、山卵石 碎石：天然巖石經(jīng)破碎、篩分獲得。1、含泥量和泥塊含量 卵石和碎石的含泥量：是指粒徑小于75m的顆粒含量。 泥塊含量：是指粒徑大于4.75mm,經(jīng)水浸洗,手捏后小于2.36mm的顆粒含量。2、有害物質(zhì) 有害的物質(zhì)包括雜物，如草根、樹葉、塑料、煤塊、爐渣等。 有害的礦物，有機(jī)物、硫化物及硫酸鹽，見表6-9。3、針、片狀顆粒含量 針、片狀顆粒(質(zhì)量%)：類5%、類15%、類25%。4、顆粒級(jí)配 混凝土用粗骨料的最大粒徑不得大于結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，同時(shí)不得大于鋼筋最小凈距的3/4；對(duì)于混凝土實(shí)心板，可允許采用最大粒徑達(dá)1/2板厚的骨料，但最大粒徑不得超過5

44、0mm；對(duì)于泵送混凝土，最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比碎石1/3，卵石1/2.5。 顆粒級(jí)配采用篩分析的方法： 1）儀器：用一套方孔標(biāo)準(zhǔn)篩為孔徑2.36mm 、4.75mm、9.50mm、16.0mm、19.0mm、26.5mm、31.5mm、37.5mm、53.0mm、63.0mm、 75.0mm 、90.0mm共十二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)篩。 2）10kg 石料。 3）經(jīng)篩分后，稱量余留在各篩上的石量，并計(jì)算出各篩上的分計(jì)篩余百分率及累計(jì)篩余百分率。5、堅(jiān)固性 卵石、碎石在自然風(fēng)化和其它外界物理、化學(xué)因素作用下抵抗破裂的能力。 骨料越密實(shí)、強(qiáng)度越高、吸水率越小時(shí)，其堅(jiān)固性越好。 6、強(qiáng)度 為保證混凝土的強(qiáng)度要求

45、，粗骨料必須具有足夠的強(qiáng)度。 巖石立方體強(qiáng)度：將碎石的母巖制成直徑與高均為5cm的圓柱體試件或邊長(zhǎng)為5cm的立方體，在水飽和狀態(tài)下，測(cè)定其極限抗壓強(qiáng)度值。 壓碎指標(biāo)檢測(cè)：將一定質(zhì)量氣干狀態(tài)下粒徑9.09.5mm的石子裝入標(biāo)準(zhǔn)圓模內(nèi)，放在壓力機(jī)上均勻加荷至200kN，卸荷后稱取試樣質(zhì)量G1，然后用孔徑為2.36mm的篩篩除被壓碎的細(xì)粒，稱出篩上試樣質(zhì)量G2，計(jì)算壓碎指標(biāo)值Qc。7、表觀密度、堆積密度、空隙率 表觀密度 2500kg/m3 ，堆積密度 1350kg/m3 ，空隙率47%8、堿骨料反應(yīng)9、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)和潤(rùn)濕狀態(tài)。四、混凝土拌和及

46、養(yǎng)護(hù)用水 水的質(zhì)量要求：不影響混凝土的凝結(jié)和硬化；無損于混凝土強(qiáng)度發(fā)展及耐久性；不加快鋼筋銹蝕；不引起預(yù)應(yīng)力鋼筋脆斷；不污染響混凝土表面。 按水源可分為飲用水、地表水、地下水、海水、經(jīng)處理后的工業(yè)廢水。 6-3 混凝土拌合物的和易性 混凝土拌合物：混凝土的各組成材料按一定比例配合、攪拌而成的尚未凝固的材料，稱為。 一、和易性的概念 和易性：是指混凝土拌合物易于各工序施工操作，并獲得質(zhì)量均勻，成型密實(shí)的混凝土的性能，和易性包括流動(dòng)性、粘聚性和保水性三個(gè)方面。 流動(dòng)性：是指混凝土拌合物在自重或機(jī)械振搗作用下，能流動(dòng)并均勻密實(shí)的填滿模板的性能。 粘聚性：是指混凝土拌合物內(nèi)組分之間具有一定的凝聚力，在

47、運(yùn)輸和澆注過程中不致發(fā)生分層離析現(xiàn)象。 保水性：是指混凝土拌合物具有一定的保持內(nèi)部水分的能力，在施工過程中不致產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。二、流動(dòng)性的選擇 混凝土拌合物的和易性用坍落度和維勃稠度來檢測(cè)。 1、坍落度 大流動(dòng)性混凝土，拌合物坍落度160mm； 流動(dòng)性混凝土，拌合物坍落度為100mm150mm； 塑性混凝土，拌合物坍落度為50mm90mm； 低塑性混凝土，拌合物坍落度為10mm40mm。2、維勃稠度 坍落度小于10mm的干硬性混凝土拌合物時(shí)，采用維勃稠度儀來檢測(cè)。 半干硬性混凝土：10s 5s； 干硬性混凝土：20s 11s； 特干硬性混凝土：30s 21s； 超干硬性混凝土大于等于30s

48、 。3、影響和易性的主要因素 水泥漿的用量； 水泥漿的稠度； 砂率； 組成材料性質(zhì)的影響； 外加劑； 時(shí)間和溫度。 6-4 硬化混凝土的強(qiáng)度 混凝土強(qiáng)度包括抗壓、抗拉、抗彎、抗剪、與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度等。一、混凝土抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí) 混凝土抗壓強(qiáng)度：是指其標(biāo)準(zhǔn)試件在壓力作用下直到破壞時(shí)單位面積所承受的最大應(yīng)力。 普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法（GBJ81）150mm150mm150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊，在標(biāo)準(zhǔn)條件（溫度20+30C，相對(duì)濕度90%以上)下，或在水中養(yǎng)護(hù)28d齡期，所得的抗壓強(qiáng)度值為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度，以fcu表示。 混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用符號(hào)C與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（fcu,k表示） C

49、7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。二、混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度（ fcp ） 為了使測(cè)得的混凝土抗壓強(qiáng)度接近于混凝土構(gòu)件的實(shí)際情況，在鋼筋混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)計(jì)算中，計(jì)算軸心受壓構(gòu)件（如柱子、桁架的腹桿等)時(shí)，都采用混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度fcp作為設(shè)計(jì)依據(jù)。三、混凝土的抗拉強(qiáng)度（ fts ） 混凝土的抗拉強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的1/101/20，這個(gè)比值隨著抗壓強(qiáng)度等級(jí)的提高而降低。劈裂抗拉強(qiáng)度計(jì)算公式： fts =0.637P/A fts=0.35 fcu0.75四、混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度 為了使鋼筋和混凝土能有效協(xié)同

50、工作，混凝土與鋼筋之間必須要有適當(dāng)?shù)?粘結(jié)強(qiáng)度。主要來源于混凝土與鋼筋之間的摩擦力、鋼筋與水泥石之間的粘結(jié)力、變形鋼筋的表面機(jī)械嚙合力。五、影響混凝土強(qiáng)度的主要因素 1、水泥強(qiáng)度等級(jí)與水灰比 水泥強(qiáng)度等級(jí)和水灰比是決定混凝土強(qiáng)度最主要的因素，也是決定因素。 在水泥強(qiáng)度等級(jí)相同的情況下，水灰比越小，水泥石的強(qiáng)度愈高，與骨料 粘結(jié)力愈大，混凝土強(qiáng)度愈高。但是，如果水灰比過小，拌合物過于干稠， 影響施工振搗，密實(shí)度降低，產(chǎn)生蜂窩、孔洞因而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降。 混凝土強(qiáng)度與水灰比、水泥強(qiáng)度之間的經(jīng)驗(yàn)公式： fcu =afce （C/W-b） fce：水泥實(shí)際強(qiáng)度 a、b：回歸系數(shù)。2、骨料的影響 骨料

51、中的有害雜質(zhì)多少、品質(zhì)高低、級(jí)配是否合理，粗骨料強(qiáng)度高低、表面粗糙程度都會(huì)影響混凝土強(qiáng)度。3、養(yǎng)護(hù)溫度及濕度的影響 養(yǎng)護(hù)溫度越高，水泥水化速度加快，混凝土強(qiáng)度發(fā)展也快，如圖6-9 水是水泥水化反應(yīng)的必要條件，混凝土拌合物要在適宜的濕度環(huán)境中，水泥水化反應(yīng)才能不斷地順利進(jìn)行，混凝土強(qiáng)度得到充分發(fā)揮。如圖6-10 4、齡期 齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下所經(jīng)歷的時(shí)間?；炷恋膹?qiáng)度將隨齡期的增長(zhǎng)而不斷發(fā)展，714d內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展較快，以后逐漸緩慢，28d達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。以后強(qiáng)度仍在發(fā)展，可延續(xù)數(shù)十年之久。 fn/f28=lgn/lg28 n：養(yǎng)護(hù)齡期（d），n3。5、試驗(yàn)條件對(duì)混凝土強(qiáng)度測(cè)定值的影響 試件

52、尺寸；試件形狀；表面狀態(tài)；加荷速度。六、提高混凝土強(qiáng)度的措施 1、采用高強(qiáng)度等級(jí)水泥或早強(qiáng)型水泥； 2、采用低水灰比的干硬性混凝土； 3、采用濕熱處理養(yǎng)護(hù)混凝土； 4、采用機(jī)械攪拌和振搗； 5、摻加混凝土外加劑、摻合料。 6-5 混凝土的變形性能 混凝土的變形包括非荷載作用下的變形和荷載作用下的變形。一、非荷載作用下的變形 1、化學(xué)收縮變形 在混凝土硬化過程中，由于水泥水化生成物的固體體積，比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積小，從而引起混凝土的收縮，稱為化學(xué)收縮?；瘜W(xué)收縮變形很小。 2、干濕變形 由于混凝土周圍環(huán)境濕度的變化，回引起混凝土的干濕變形，表現(xiàn)為干縮濕脹。 混凝土的濕脹變形量很小，干縮變形對(duì)混凝土

53、危害較大導(dǎo)致開裂影響耐久性 3、溫度變形 混凝土隨溫度的變化產(chǎn)生熱脹冷縮的變形，線膨脹系數(shù)(11.5)10-5/0C。二、荷載作用下的變形 1、短期載荷作用下的變形 混凝土的彈塑性變形 如圖6-14 混凝土的彈性模量 如圖6-15 混凝土受壓變形與破壞2、長(zhǎng)期載荷作用下的變形徐變 混凝土在長(zhǎng)期荷載作用下，除產(chǎn)生瞬間的彈性變形和塑性變形外，還會(huì)產(chǎn)生隨時(shí)間而增長(zhǎng)的非彈性變形，這種變形稱為徐變。 在荷載初期，徐變變形增長(zhǎng)較快，以后逐漸變慢并穩(wěn)定下來；荷載除去后一部分變形瞬時(shí)恢復(fù)，其值小于在加荷瞬間產(chǎn)生的瞬時(shí)變形；在卸載荷后的一段時(shí)間內(nèi)變形還會(huì)繼續(xù)恢復(fù)為徐變恢復(fù)，不能恢復(fù)的變形為殘余變形。 6-6 混

54、凝土的耐久性 混凝土的耐久性：是指混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長(zhǎng)期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)的安全、正常使用的能力為耐久性。 耐久性包括抗?jié)B、抗凍、抗磨、抗侵蝕、抗碳化、抗堿-骨料反應(yīng)及鋼筋耐銹蝕性能。一、混凝土的抗?jié)B性 是指混凝土抵抗有壓介質(zhì)（水、油、溶液等）滲透作用的能力。是決定混凝土耐久性的最基本的因素。 產(chǎn)生滲透的主要原因：是混凝土內(nèi)部的孔隙形成連通的滲水通道。 防滲的主要措施：提高混凝土的密實(shí)度和改善孔隙結(jié)構(gòu)，減少連通孔隙。通過降低水灰比、選擇好的骨料級(jí)配、充分振搗和養(yǎng)護(hù)、加引氣劑等方法實(shí)現(xiàn)。二、混凝土的抗凍性 是指混凝土在飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞

55、，同時(shí)也不嚴(yán)重降低所具有性能的能力。 影響抗凍性的主要原因：是混凝土內(nèi)部的密實(shí)度、孔隙率和孔隙構(gòu)造、孔隙的充水程度。 解決的主要措施：提高混凝土的密實(shí)度，減少連通孔隙。通過摻入引氣劑、減水劑和防凍劑等，可以有效提高混凝土的抗凍性。 三、混凝土的抗侵蝕性 混凝土在含有侵蝕介質(zhì)的環(huán)境中，會(huì)遭受侵蝕，如軟水侵蝕、硫酸鹽侵蝕、鎂鹽侵蝕、碳酸鹽侵蝕、一般酸侵蝕、強(qiáng)堿侵蝕等。 影響的主要原因：是混凝土內(nèi)部的密實(shí)度、孔隙特征。 解決的主要措施：提高混凝土的密實(shí)度，改善孔結(jié)構(gòu)。合理的選擇水泥品種，降低水灰比等。四、混凝土的碳化 是指混凝土內(nèi)水泥石中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳，在濕度適宜時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳

56、酸鈣和水，也稱中性化。碳化是由表及里逐漸向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散的過程，引起化學(xué)組成及組織結(jié)構(gòu)的變化，影響堿度、強(qiáng)度和收縮。 影響碳化速度的主要因素：環(huán)境中二氧化碳的濃度、水泥品種、水灰比、環(huán)境濕度等因素。五、混凝土的堿-骨料反應(yīng) 是指水泥中的堿（Na2O、K2O）與骨料中的活性二氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在骨料表面生成復(fù)雜的堿-硅酸鹽凝膠，吸水體積膨脹，從而導(dǎo)致混凝土膨脹產(chǎn)生開裂而破壞的現(xiàn)象。 混凝土發(fā)生堿-骨料反應(yīng)必須具備的條件： 1、水泥中含堿量高。水泥中堿含量按（Na2O+0.658K2O）%的計(jì)算0.6% 2、砂石骨料中含有活性二氧化硅成分。 3、有水存在。無水情況下，不發(fā)生堿-骨料反應(yīng)。六、提高

57、混凝土耐久性的措施 1、合理選擇水泥品種，根據(jù)混凝土工程的特點(diǎn)和所處的環(huán)境條件。 2、選用質(zhì)量好、技術(shù)條件合格的砂石骨料。 3、控制水灰比及保證足夠的水泥用量，是提高混凝土耐久性的關(guān)鍵。 4、摻入堿水劑或引氣劑，改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，對(duì)提高混凝土的抗?jié)B性和抗凍性有良好作用。 5、改善施工操作，保證施工質(zhì)量。 6-7 混凝土的外加劑 是指在混凝土拌和過程中摻入的，用以改善混凝土性能的物質(zhì)。除特殊情況外，外加劑摻量一般不超過水泥用量的5%。一、外加劑的分類 混凝土外加劑按其主要功能分為四類： 改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，如減水劑、引氣劑和泵送劑等。 調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑，如緩凝

58、劑、早強(qiáng)劑和速凝劑等 改善混凝土耐久性的外加劑，如引氣劑、防水劑和阻銹劑等。 改善混凝土其它性能的外加劑，如加氣劑、膨脹劑、防凍劑和著色劑等。二、減水劑 是指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用水量的外加劑。按作用效果和功能，可分為普通減水劑、高效減水劑、早強(qiáng)減水劑、緩凝減水劑、緩凝高效減水劑、引氣減水劑等。1、減水劑的作用原理 由于水泥顆粒間分子的凝聚力，使水泥漿形成絮凝結(jié)構(gòu)，包裹一定的拌和水，從而降低了混凝土拌合物的和易性。加入減水劑后破壞了水泥漿的絮凝結(jié)構(gòu)，釋放包裹的拌和水，改善了混凝土拌合物的和易性。如圖6-182、減水劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果 混凝土中加入減水劑后，可產(chǎn)生以

59、下效果： 增加流動(dòng)性；提高混凝土強(qiáng)度；節(jié)約水泥；改善混凝土的耐久性。3、常用的減水劑 分類 按減水效果可分為：普通減水劑和高效減水劑； 按凝結(jié)時(shí)間可分為：標(biāo)準(zhǔn)型、早強(qiáng)型、緩凝型； 按是否引氣可分為：引氣型和非引氣型； 按化學(xué)成分可分為：木質(zhì)素系、萘系、水溶性樹脂類、糖蜜類及復(fù)合型 木質(zhì)素系減水劑 常用的有木質(zhì)素磺酸鈣(木鈣、M型減水劑)、木質(zhì)素磺酸鈉(木鈉) 、木質(zhì)素磺酸鎂(木鎂) 。木鈣減水劑的摻量為水泥質(zhì)量的0.20.3%，減水率為10 15%，28d抗壓強(qiáng)度提高10 15% 萘磺酸鹽系減水劑 常用的有NNO、NF、FDN、UNF、MF、建I型等減水劑。萘系減水劑的摻量為水泥質(zhì)量的0.51

60、.0%，減水率為10 25%，28d抗壓強(qiáng)度提高20%以上。 水溶性樹脂減水劑 三聚氰胺樹脂、古瑪隆樹脂等高效減水劑，SM減水劑摻量為水泥質(zhì)量的0.52.0%，減水率為15 27%，3d抗壓強(qiáng)度提高30 100%，28d抗壓強(qiáng)度提高20 30%。 應(yīng)用： 用于配制高強(qiáng)混凝土、早強(qiáng)混凝土、流態(tài)混凝土、蒸養(yǎng)混凝土等。三、早強(qiáng)劑 是加快混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展，并對(duì)后期強(qiáng)度無顯著影響的外加劑。 早強(qiáng)劑主要有無機(jī)鹽類、有機(jī)胺類、 有機(jī)-無機(jī)復(fù)合物三大類。 1、氯鹽類早強(qiáng)劑 氯鹽類早強(qiáng)劑主要有氯化鈣、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋁及三氯化鐵等。氯化鈣應(yīng)用廣泛，摻量為水泥質(zhì)量的0.51.0%，3d強(qiáng)度提高50 100%