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文檔簡介
建筑材料理論(上)作者:**第一章建筑材料基本性質(zhì)本章為全書重點(diǎn)之一。在討論具體性質(zhì)之前,要求同學(xué)理解不同材料,在結(jié)構(gòu)物中的功用不同,所處的環(huán)境不同,對其性質(zhì)的要求也不同。本章所討論的各種性質(zhì)都是建筑材料經(jīng)常要考慮的性質(zhì)。掌握或了解這些性質(zhì)的概念(包括定義、表示方法、實(shí)用意義等)對以后討論各種材料意義重大。建筑材料的性質(zhì)可歸納為:物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、耐久性等。第一節(jié)材料的組成與結(jié)構(gòu)一、材料的組成材料的組成是決定材料性質(zhì)的內(nèi)在因素之一。主要包括:化學(xué)組成和礦物組成。二、材料的結(jié)構(gòu)材料的性質(zhì)與材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系。材料的結(jié)構(gòu)主要分成:宏觀結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)。第二節(jié)材料的物理性質(zhì)一、表示材料物理狀態(tài)特征的性質(zhì)1、體積密度:材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量稱為體積密度。2、密度:材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量稱為密度。3、堆積密度:散粒材料在規(guī)定裝填條件下單位體積的質(zhì)量稱為堆積密度。注意:密實(shí)狀態(tài)下的體積是指構(gòu)成材料的固體物質(zhì)本身的體積;自然狀態(tài)下的體積是指固體物質(zhì)的體積與全部孔隙體積之和;堆積體積是指自然狀態(tài)下的體積與顆粒之間的空隙之和。4、表觀密度:材料的質(zhì)量與表觀體積之比。表觀體積是實(shí)體積加閉口孔隙體積,此體積即材料排開水的體積。5、孔隙率:材料中孔隙體積與材料在自然狀態(tài)下的體積之比的百分率。6、開口孔隙率:材料中能被水飽和(即被水所充滿)的孔隙體積與材料在自然狀態(tài)下的體積之比的百分率。7、閉口孔隙率:材料中閉口孔隙的體積與材料在自然狀態(tài)下的體積之比的百分率。即閉口孔隙率=孔隙率-開口孔隙率。8、空隙率:散粒材料在自然堆積狀態(tài)下,其中的空隙體積與散粒材料在自然狀態(tài)下的體積之比的百分率。二、與各種物理過程有關(guān)的材料性質(zhì)1、親水性:當(dāng)水與材料接觸時(shí),材料分子與水分子之間的作用力(吸附力)大于水分子之間的作用力(內(nèi)聚力),材料表面吸附水分,即被水潤濕,表現(xiàn)出親水性,這種材料稱為親水材料。2、憎水性:當(dāng)水與材料接觸時(shí),材料分子與水分子之間的作用力(吸附力)小于水分子之間的作用力(內(nèi)聚力),材料表面不吸附水分,即不被水潤濕,表現(xiàn)出憎水性,這種材料稱為憎水材料。3、吸水性:材料吸收水分的能力稱為吸水性,用吸水率表示。吸水率有兩種表示方法:質(zhì)量吸水率體積吸水率質(zhì)量吸水率是材料在浸水飽和狀態(tài)下所吸收的水分的質(zhì)量與材料在絕對干燥狀態(tài)下的質(zhì)量之比。體積吸水率是材料在浸水飽和狀態(tài)下所吸收的水分的體積與材料在自然狀態(tài)下的體積之比。4、含水率:材料在自然狀態(tài)下所含的水的質(zhì)量與材料干重之比例題:已知某種建筑材料試樣的孔隙率為24%,此試樣在自然狀態(tài)下的體積為40立方厘米,質(zhì)量為85.50克,吸水飽和后的質(zhì)量為89.77克,烘干后的質(zhì)量為82.30克。試求該材料的密度、表觀密度、開口孔隙率、閉口孔隙率、含水率。解:密度=干質(zhì)量/密實(shí)狀態(tài)下的體積=82.30/40×(1-0.24)=2.7克/立方厘米開口孔隙率=開口孔隙的體積/自然狀態(tài)下的體積=(89.77-82.3)÷1/40=0.187閉口孔隙率=孔隙率-開口孔隙率=0.24-0.187=0.053表觀密度=干質(zhì)量/表觀體積=82.3/40×(1-0.187)=2.53含水率=水的質(zhì)量/干重=(85.5-82.3)/82.3=0.039第三節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)一、材料在外力作用下的變形性質(zhì)1、彈性變形:材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力消除后,能夠完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)稱為彈性,這種變形稱為彈性變形。2、塑性變形:材料在外力作用下產(chǎn)生變形而不出現(xiàn)裂縫,當(dāng)外力消除后,不能夠自動恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)稱為塑性,這種變形稱為塑性變形。二、強(qiáng)度材料抵抗在應(yīng)力作用下破壞的性能稱為強(qiáng)度。強(qiáng)度通常以強(qiáng)度極限表示。強(qiáng)度極限即單位受力面積所能承受的最大荷載。有關(guān)材料的力學(xué)性質(zhì),在《材料力學(xué)》中有詳盡的論述,本書不作要求。注意:對于以力學(xué)性質(zhì)為主要性能指標(biāo)的材料,通常按其強(qiáng)度值的大小劃分成若干等級或標(biāo)號。脆性材料(混凝土、水泥等)主要以抗壓強(qiáng)度來劃分等級或標(biāo)號,塑性材料(鋼材等)以抗拉強(qiáng)度來劃分。強(qiáng)度值和強(qiáng)度等級或標(biāo)號不能混淆,前者是表示材料力學(xué)性質(zhì)的指標(biāo),后者是根據(jù)強(qiáng)度值劃分的級別。第二章石材本章的重點(diǎn)內(nèi)容為常用建筑石材,其他內(nèi)容不作要求。一、砌筑用石材的規(guī)格1、料石:截面的寬度、高度不小于200毫米,且不小于長度的1/4。2、細(xì)料石:疊砌面的凹入深度不大于10毫米。3、粗料石:疊砌面的凹入深度不大于20毫米。4、毛料石:外形大致方正,一般不加工,高度不小于200毫米,疊砌面的凹入深度不大于25毫米5、毛石:形狀不規(guī)則,中部厚度不小于200毫米。主要用于基礎(chǔ)、毛石混凝土。二、常用建筑石材1、花崗巖:主要礦物組成是長石、石英,為全晶制,塊狀結(jié)構(gòu),通常有灰、白、黃、紅等多種顏色,具有很好的裝飾性??癸L(fēng)化性及耐久性高,耐酸性好,使用年限高。2、石灰?guī)r:主要由方解石組成,常呈灰、白等顏色,可用于基礎(chǔ)、擋土墻等石砌體,破碎后可用于配制混凝土。它也是生產(chǎn)石灰和水泥等的原料。3大理石:主要礦物組成是方解石和白云石。構(gòu)造致密,呈塊狀,常呈白、淺紅、淺綠等斑紋,裝飾效果好。其吸水率小、雜質(zhì)少、質(zhì)地堅(jiān)硬。第三章氣硬性膠凝材料本章的重點(diǎn)是建筑石膏和石灰。第一節(jié)石膏一、石膏的化學(xué)組成生產(chǎn)石膏的原料主要為含硫酸鈣的天然石膏(又稱生石膏)或含硫酸鈣的化工副產(chǎn)品和磷石膏、氟石膏、硼石膏等廢渣,其化學(xué)式為CaSO4.2H2O,也稱二水石膏。將天然二水石膏在不同的溫度下煅燒可得到不同的石膏品種。如將天然二水石膏在107~1700c的干燥條件下加熱可得建筑石膏。二、建筑石膏的凝結(jié)與硬化將建筑石膏加水后,它首先溶解于水,然后生成二水石膏析出。隨著水化的不斷進(jìn)行,生成的二水石膏膠體微粒不斷增多,這些微粒比原先更加細(xì)小,比表面積很大,吸附著很多的水分;同時(shí)漿體中的自由水分由于水化和蒸發(fā)而不斷減少,漿體的稠度不斷增加,膠體微粒間的黏結(jié)逐步增強(qiáng),顆粒間產(chǎn)生摩擦力和黏結(jié)力,使?jié){體逐漸失去可塑性,即漿體逐漸產(chǎn)生凝結(jié)。繼續(xù)水化,膠體轉(zhuǎn)變成晶體。晶體顆粒逐漸長大,使?jié){體完全失去可塑性,產(chǎn)生強(qiáng)度,即漿體產(chǎn)生了硬化。這一過程不斷進(jìn)行,直至漿體完全干燥,強(qiáng)度不在增加,此時(shí)漿體已硬化人造成石材。漿體的凝結(jié)硬化過程是一個(gè)連續(xù)進(jìn)行的過程。從加水開始拌合一直到漿體開始失去可塑性的過程稱為漿體的初凝,對應(yīng)的這段時(shí)間稱為初凝時(shí)間;從加水拌合開始一直到漿體完全失去可塑性,并開始產(chǎn)生強(qiáng)度的過程稱為漿體的硬化,對應(yīng)的時(shí)間稱為終凝時(shí)間。三、建筑石膏的特性、質(zhì)量要求與應(yīng)用(一)建筑石膏的特性建筑石膏與其他膠凝材料相比有以下特性:1、結(jié)硬化快2、凝結(jié)硬化時(shí)體積微膨脹3、孔隙率大與體積密度小4、保溫性與吸聲性好5、強(qiáng)度較低6、具有一定的調(diào)溫與調(diào)濕性能7、防火性好但耐火性較差8、耐水性、抗?jié)B性、抗凍性差(二)建筑石膏的質(zhì)量要求建筑石膏的質(zhì)量要求主要有強(qiáng)度、細(xì)度和凝結(jié)時(shí)間。按強(qiáng)度和細(xì)度劃分為優(yōu)等品、一等品和合格品。各等級建筑石膏的初凝時(shí)間不得小于6min,終凝時(shí)間不得大于30min。(三)建筑石膏的應(yīng)用建筑石膏的應(yīng)用很廣,主要用于室內(nèi)抹灰、粉刷、生產(chǎn)各種石膏板等。第二節(jié)石灰一、石灰的原料與生產(chǎn)生產(chǎn)石灰的原料主要是含碳酸鈣為主的天然巖石,如石灰石、白堊等。將這些原料在高溫下煅燒,即得生石灰,主要成分為氧化鈣。正常溫度下煅燒得到的石灰具有多孔結(jié)構(gòu),內(nèi)部孔隙率大,晶體粒小,體積密度小,與水作用快。注意:生產(chǎn)時(shí),由于火候或溫度控制不均,常會含有欠火石灰或過火石灰。欠火石灰中含有未分解的碳酸鈣內(nèi)核,外部為正常煅燒的石灰,它只是降低了石灰的利用率,不會帶來危害。溫度過高得到的石灰稱為過火石灰。過火石灰的結(jié)構(gòu)致密,孔隙率小,體積密度大,并且晶粒粗大,表面常被熔融的黏土雜質(zhì)形成的玻璃物質(zhì)所包覆。因此過火石灰與水作用的速度很慢,須數(shù)天甚至數(shù)年,這對石灰的使用極為不利。為避免過火石灰在使用以后,因吸收空氣中的水蒸氣而逐步熟化膨脹,使已硬化的砂漿或制品產(chǎn)生隆起、開裂等破壞現(xiàn)象,在使用以前必須使過火石灰熟化或?qū)⑦^火石灰去除。常采用的方法是在熟化過程中,利用篩網(wǎng)除掉較大尺寸過火石灰顆粒,而較小的過火石灰顆粒在儲灰坑中至少存放二周以上,使其充分熟化,此即所謂的“陳伏”。陳伏時(shí)為防止石灰炭化,石灰膏的表面須保存有一層水。二、石灰的特性1、保水性與可塑性好2、凝結(jié)硬化慢、強(qiáng)度低%3、耐水性差4、干燥收縮大本章的其他內(nèi)容一般了解。第四章水泥本章以硅酸鹽水泥和摻混合材料的硅酸鹽水泥為重點(diǎn),是全書重點(diǎn)之一。第一節(jié)硅酸鹽水泥一、酸鹽水泥的礦物組成國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:凡以硅酸鈣為主的硅酸鹽水泥熟料,5%以下的石灰石或?;郀t礦渣,適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,統(tǒng)稱為硅酸鹽水泥。硅酸鹽水泥的主要礦物組成是:硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣。硅酸三鈣決定著硅酸鹽水泥四個(gè)星期內(nèi)的強(qiáng)度;硅酸二鈣四星期后才發(fā)揮強(qiáng)度作用,約一年左右達(dá)到硅酸三鈣四個(gè)星期的發(fā)揮強(qiáng)度;鋁酸三鈣強(qiáng)度發(fā)揮較快,但強(qiáng)度低,其對硅酸鹽水泥在1至3天或稍長時(shí)間內(nèi)的強(qiáng)度起到一定的作用;鐵鋁酸四鈣的強(qiáng)度發(fā)揮也較快,但強(qiáng)度低,對硅酸鹽水泥的強(qiáng)度貢獻(xiàn)小。二、硅酸鹽水泥的凝結(jié)與硬化(一)硅酸鹽水泥的水化硅酸鹽水泥與水拌合后,熟料顆粒表面的四種礦物立即與水發(fā)生水化反應(yīng),生成五種水化產(chǎn)物:水化硅酸鈣和水化鐵酸鈣凝膠,氫氧化鈣、水化鋁酸鈣、水化硫鋁酸鈣晶體。其中,水化硅酸鈣凝膠約占50%,氫氧化鈣晶體約占20%。水泥早期強(qiáng)度增長快,后期強(qiáng)度增長緩慢,若溫度和濕度適宜,其強(qiáng)度在幾年或十幾年后仍可緩慢增長。(二)水泥石及影響其凝結(jié)硬化的因素硬化后的水泥漿體,稱為水泥石,是由膠凝體、未水化的水泥顆粒內(nèi)核、毛細(xì)孔等組成的非均質(zhì)體。水泥石的硬化程度越高,凝膠體含量越多,水泥石強(qiáng)度越高。影響水泥石凝結(jié)硬化的因素有:1、水泥熟料的礦物組成和細(xì)度2、石膏摻量:摻入石膏可延緩其凝結(jié)硬化速度3、養(yǎng)護(hù)時(shí)間:隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增長,其強(qiáng)度不斷增加4、溫度和濕度:溫度升高,硬化速度和強(qiáng)度增長快;水泥的凝結(jié)硬化必須在水分充足的條件下進(jìn)行,因此要有一定的環(huán)境濕度5、水灰比:拌合水泥漿時(shí),水與水泥的質(zhì)量比,稱為水灰比。水灰比愈小,其凝結(jié)硬化速度愈快,強(qiáng)度愈高三、酸鹽水泥的技術(shù)要求1、細(xì)度:水泥顆粒越細(xì),比表面積越大,水化反應(yīng)越快越充分,早期和后期強(qiáng)度都較高。國家規(guī)定:比表面積應(yīng)大于300平方米/千克,否則為不合格。2、凝結(jié)時(shí)間:為保證在施工時(shí)有充足的時(shí)間來完成攪拌、運(yùn)輸、成型等各種工藝,水泥的初凝時(shí)間不宜太短;施工完畢后,希望水泥能盡快硬化,產(chǎn)生強(qiáng)度,所以終凝時(shí)間不宜太長。硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間不得早于45分鐘,終凝時(shí)間不得遲于390分鐘。3、體積安定性:水泥漿體在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性稱為水泥的體積安定性。如體積變化不均勻即體積安定性不良,容易產(chǎn)生翹曲和開裂,降低工程質(zhì)量甚至出現(xiàn)事故。四、水泥石的腐蝕與防止1、水泥石受腐蝕的基本原因:水泥石中含有易受腐蝕的成分,即氫氧化鈣和水化鋁酸鈣等;水泥石不密實(shí),內(nèi)部含有大量的毛細(xì)孔隙。2、易造成水泥石腐蝕的介質(zhì):軟水及含硫酸鹽、鎂鹽、碳酸鹽、一般酸、強(qiáng)堿的水。3、防止腐蝕的措施:合理選用水泥的品種;摻入活性混合材料;提高水泥密實(shí)度;設(shè)保護(hù)層。五、硅酸鹽水泥的性質(zhì)、應(yīng)用與存放(一)硅酸鹽水泥的性質(zhì)與應(yīng)用1、早期及后期強(qiáng)度均高:適用于預(yù)制和現(xiàn)澆的混凝土工程、冬季施工的混凝土工程、預(yù)應(yīng)力混凝土工程等。2、抗凍性好:適用于嚴(yán)寒地區(qū)和抗凍性要求高的混凝土工程。3、耐腐蝕性差:不宜用于受流動軟水和壓力水作用的工程,也不宜用于受海水和其它腐蝕性介質(zhì)作用的工程。4、水化熱高:不宜用于大體積混凝土工程。5、抗炭化性好:適合用于二氧化碳濃度較高的環(huán)境,如翻砂、鑄造車間等。6、耐熱性差:不得用于耐熱混凝土工程。7、干縮?。嚎捎糜诟稍锃h(huán)境。8、耐磨性好:可用于道路與地面工程。(二)酸鹽水泥的運(yùn)輸與儲存水泥在運(yùn)輸過程中,須防潮與防水。散裝水泥須分庫儲存,袋裝水泥的堆放高度不得超過十袋;水泥不宜久存,超過三個(gè)月的水泥須重新試驗(yàn),確定其標(biāo)號。第二節(jié)摻混合材料的硅酸鹽水泥一、混合材料1、非活性混合材料:常溫下不與氫氧化鈣和水反應(yīng)的混合材料稱為非活性混合材料。主要有石灰石、石英砂及礦渣等。作用是調(diào)節(jié)水泥標(biāo)號,降低水化熱,增加水泥的產(chǎn)量,降低水泥成本等。2、活性混合材料:常溫下與氫氧化鈣和水發(fā)生反應(yīng)的混合材料稱為活性混合材料。主要有粒化高爐礦渣和火山灰質(zhì)混合材料。主要作用是改善水泥的某種性能,此外也能起到調(diào)節(jié)水泥標(biāo)號、降低水化熱和成本、增加水泥產(chǎn)量的作用。二、普通硅酸鹽水泥凡由硅酸鹽水泥熟料、6%-15%的混合材料及適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱為普通硅酸鹽水泥,簡稱普通水泥。國家標(biāo)準(zhǔn)對普通硅酸鹽水泥的技術(shù)要求有:(1)細(xì)度篩孔尺寸為80μm的方孔篩的篩余不得超過10%,否則為不合格。(2)凝結(jié)時(shí)間處凝時(shí)間不得早于45分鐘,終凝時(shí)間不得遲于10小時(shí)。(3)標(biāo)號根據(jù)抗壓和抗折強(qiáng)度,將硅酸鹽水泥劃分為325、425、525、625四個(gè)標(biāo)號。普通硅酸鹽水泥由于混合材料摻量較少,其性質(zhì)與硅酸鹽水泥基本相同,略有差異,主要表現(xiàn)為:(1)早期強(qiáng)度略低(2)耐腐蝕性稍好(3)水化熱略低(4)抗凍性和抗?jié)B性好(5)抗炭化性略差(6)耐磨性略差三、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥簡稱礦渣水泥。它由硅酸鹽水泥熟料、20%-70%的粒化高爐礦渣及適量石膏組成?;鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥簡稱火山灰水泥。它由硅酸鹽水泥熟料、20%-50%的火山灰質(zhì)混合材料及適量石膏組成。粉煤灰硅酸鹽水泥簡稱粉煤灰水泥。它由硅酸鹽水泥熟料、20%-40%的粉煤灰及適量石膏組成。(一)礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥的性質(zhì)與應(yīng)用1、三種水泥的共性(1)早期強(qiáng)度低、后期強(qiáng)度發(fā)展高。這三種水泥不適合用于早期強(qiáng)度要求高的混凝土工程,如冬季施工、現(xiàn)澆工程等。(2)對溫度敏感,適合高溫養(yǎng)護(hù)。(3)耐腐蝕性好。適合用于有硫酸鹽、鎂鹽、軟水等腐蝕作用的環(huán)境,如水工、海港、碼頭等混凝土工程。(4)水化熱少。適合用于大體積混凝土。(5)抗凍性差。(6)抗炭化性較差。不適合用于二氧化碳含量高的工業(yè)廠房,如鑄造、翻砂車間。2、三種水泥的特性(1)礦渣硅酸鹽水泥適合用于有耐熱要求的混凝土工程,不適合用于有抗凍性要求的混凝土工程。(2)火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥適合用于有抗?jié)B性要求的混凝土工程,不適合用于干燥環(huán)境中的地上混凝土工程,也不宜用于有耐磨性要求的混凝土工程。(3)粉煤灰硅酸鹽水水泥適合用于于承載較晚的的混凝土工程程,不宜用于于有抗?jié)B要求求的混凝土工工程,也不宜宜用于干燥環(huán)環(huán)境中的混凝凝土工程及有有耐磨性要求求的混凝土工工程。四、復(fù)合硅酸鹽水水泥凡有硅酸鹽水泥熟熟料、兩種或或兩種以上規(guī)規(guī)定的混合材材料、適量石石膏磨細(xì)而成成的水硬性膠膠凝材料,稱稱為復(fù)合硅酸酸鹽水泥。復(fù)復(fù)合硅酸鹽水水泥由于摻入入了二種以上上的混合材料料,起到了互互相取長補(bǔ)短短的作用,其其效果大大優(yōu)優(yōu)于只摻一種種混合材料。其其早期強(qiáng)度提提高,且水化化熱低,耐腐腐蝕性、抗?jié)B滲性及抗凍性性較好。因而而其用途更為為廣泛,是一一種很有發(fā)展展前途的水泥泥。第五章混凝土混凝土是以膠凝凝材料與骨料料按適當(dāng)比例例配合,經(jīng)攪攪拌、成型、硬硬化而成的一一種人造石材材。按所用膠膠凝材料分為為水泥混凝土土、石膏混凝凝土、水玻璃璃混凝土等,本本章主要介紹紹廣為應(yīng)用的的水泥混凝土土。本章是全全書的重點(diǎn)。第一節(jié)普通混凝凝土的組成及及基本要求一、混凝土的組成成混凝土是由水泥、水水、砂和石子子組成。水和和水泥成為水水泥漿,砂和和石子為混凝凝土的骨料。在在混凝土的組組成中,骨料料一般占總體體積的70%-880%;水泥石約約占20%-330%,其余是少少量的空氣。二、混凝土的基本本要求1、混凝土拌合物的的和易性:混混凝土拌合物物必須具有與與施工條件相相適應(yīng)的和易易性。2、強(qiáng)度:混凝土經(jīng)經(jīng)養(yǎng)護(hù)至規(guī)定定天數(shù),應(yīng)達(dá)達(dá)到設(shè)計(jì)要求求的強(qiáng)度。3、耐久性4、經(jīng)濟(jì)性第二節(jié)普通混凝凝土的組成材材料一、水泥水泥標(biāo)號的選選擇,根據(jù)混混凝土的強(qiáng)度度要求確定,使使水泥標(biāo)號與與混凝土強(qiáng)度度相適應(yīng)。水水泥的強(qiáng)度約約為混凝土強(qiáng)強(qiáng)度的1.5-22.0倍為好。二、細(xì)骨料粒徑為5㎜以下的的骨料稱為細(xì)細(xì)骨料,一般般采用天然砂砂?;炷劣糜蒙暗馁|(zhì)量要要求,主要有有以下幾項(xiàng)::1、砂的粗細(xì)程度及及顆粒級配粒徑越小,總表面面積越大。在在混凝土中,砂砂的表面由水水泥漿包裹,砂砂的總表面積積越大,需要要的水泥漿越越多。當(dāng)混凝凝土拌合物的的流動性要求求一定時(shí),顯顯然用粗砂比比用細(xì)砂所需需水泥漿為省省,且硬化后后水泥石含量量少,可提高高混凝土的密密實(shí)性,但砂砂粒過粗,又又使混凝土拌拌合物容易產(chǎn)產(chǎn)生離析、泌泌水現(xiàn)象,影影響混凝土的的均勻性,所所以,拌制混混凝土的砂,不不宜過細(xì),也也不宜過粗。評定砂的粗細(xì),通通常用篩分析析法。該法是是用一套孔徑徑為5.00、2.50、1.25、0.630、0.315、0.160㎜的標(biāo)準(zhǔn)篩篩,將預(yù)先通通過孔徑為10.0㎜篩的干砂砂試樣500克由粗到細(xì)依依次過篩,然然后稱量各篩篩上余留砂樣樣的質(zhì)量,計(jì)計(jì)算出各篩上上的“分計(jì)篩余百百分率”和“累計(jì)篩余百百分率”,計(jì)算如下下:篩孔尺寸/㎜分計(jì)篩余(克)分計(jì)篩余百分率(%)累計(jì)篩余百分率(%)5.00m1a1=m1/m?1=a12.50m2a2=m2/m?2=a1+a21.25m3a3=m3/m?3=a1+a3+aa30.630m4a4=m4/m?4=a1+a2+aa3+a40.315m5a5=m5/m?5=a1+a2+aa3+a4+a50.160m6a6=m6/m?6=a1+a2+aa3+a4+a5+a6砂的粗細(xì)程度,,工工程上常用細(xì)細(xì)度模數(shù)μf表示,其定定義為:μf=(?2+?3+?44+?5+??6)-5?1//100-??1細(xì)度模數(shù)越大,表表示砂越粗。細(xì)細(xì)度模數(shù)在3.7-33.1為粗砂,在3.0-22.3為中砂,在2.2-11.6為細(xì)砂。普普通混凝土用用砂的細(xì)度模模數(shù)范圍在3.7-11.6,以中砂為為宜。在配制制混凝土?xí)r,除除了考慮砂的的粗細(xì)程度外外,還要考慮慮它的顆粒級級配。砂為什什么要有良好好的顆粒級配配呢?砂的顆粒級配是指指粒徑大小不不同的砂相互互搭配的情況況。級配好的的砂應(yīng)該是粗粗砂空隙被細(xì)細(xì)砂所填充,使使砂的空隙達(dá)達(dá)到盡可能小小。這樣不僅僅可以減少水水泥漿量,即即節(jié)約水泥,而而且水泥石含含量少,混凝凝土密實(shí)度提提高,強(qiáng)度和和耐久性加強(qiáng)強(qiáng)??梢?,要要想減少砂粒粒間的空隙,就就必須有良好好的級配。2、泥、泥塊及有害害物質(zhì)(1)泥及泥塊:泥黏黏附在骨料的的表面,防礙礙水泥石與骨骨料的黏結(jié),降降低混凝土強(qiáng)強(qiáng)度,還會加加大混凝土的的干縮,降低低混凝土的抗抗?jié)B性和抗凍凍性。泥塊在在攪拌時(shí)不宜宜散開,對混混凝土性質(zhì)的的影響更為嚴(yán)嚴(yán)重。(2)有害物質(zhì):砂中中的有害物質(zhì)質(zhì)主要包括硫硫化物、硫酸酸鹽、有機(jī)物物及云母等,能能降低混凝土土的強(qiáng)度和耐耐久性。3、堅(jiān)固性:必須選選堅(jiān)固性好的的砂,不用已已風(fēng)化的砂。三、粗骨料最大粒徑的大小表表示粗骨料的的粗細(xì)程度。粗粗骨料最大粒粒徑增大時(shí),骨骨料總表面積積減少,可減減少水泥漿用用量,節(jié)約水水泥,且有助助于提高混凝凝土密實(shí)度,因因此,當(dāng)配制制中等強(qiáng)度以以下的混凝土土?xí)r,盡量采采用粒徑大的的粗骨料。但但粗骨料的最最大粒徑,不不得大于結(jié)構(gòu)構(gòu)截面最小尺尺寸的1/4,并不得大大于鋼筋最小小凈距的3/4;對混凝土土實(shí)心板,最最大粒徑不得得大于板厚的的1/2,并不得超超過50㎜。四、混凝土拌合及及養(yǎng)護(hù)用水凡能飲用的自來水水及清潔的天天然水都能用用來養(yǎng)護(hù)和拌拌制混凝土。污污水、酸性水水、含硫酸鹽鹽超過1%的水均不得得使用。海水水一般不用來來拌制混凝土土。第三節(jié)普通混凝凝土拌合物的的性質(zhì)混凝土的主要性質(zhì)質(zhì)是和易性。一、和易性和易性是指混凝土土是否易于施施工操作和均均勻密實(shí)的性性能。主要表表現(xiàn)為:是否否易于攪拌和和卸出;運(yùn)輸輸過程中是否否分層、泌水水;澆灌時(shí)是是否離析;振振搗時(shí)是否易易于填滿模型型??梢?,和和易性是一項(xiàng)項(xiàng)綜合性能,包包括流動性、粘粘聚性和保水水性。1、流動性:指混凝凝土能夠均勻勻密實(shí)的填滿滿模型的性能能?;炷涟璋韬衔锉仨氂杏泻玫牧鲃有孕?。2、粘聚性:為什么么要有好的粘粘聚性呢?粘粘聚性差的拌拌合物中的石石子容易與砂砂漿分離,并并出現(xiàn)分層現(xiàn)現(xiàn)象,振實(shí)后后的混凝土表表面還會出現(xiàn)現(xiàn)蜂窩、空洞洞等缺陷。3、保水性:保水性性差,泌水傾傾向加大,振振搗后拌合物物中的水分泌泌出、上浮,使使水分流經(jīng)的的地方形成毛毛細(xì)孔隙,成成為滲水通道道;上浮到表表面的水分,形形成疏松層,如如上面繼續(xù)澆澆灌混凝土,則則新舊混凝土土之間形成薄薄弱的夾層;;上浮過程中中積聚在石字字和鋼筋下面面的水分,形形成水隙,影影響水泥漿與與石字和鋼筋筋的黏結(jié)。二、和易性的測定定通常是測定拌合物物的流動性,粘粘聚性和保水水性一般靠目目測。坍落度度法:測定時(shí)時(shí),將混凝土土拌合物按規(guī)規(guī)定方法裝入入坍落筒內(nèi),然然后將筒垂直直提起,由于于自重會產(chǎn)生生坍落現(xiàn)象,坍坍落的高度稱稱為坍落度。坍坍落度越大,說說明流動性越越好。粘聚性的檢查方法法,是用搗棒棒在已坍落的的拌合物一測測輕敲,如果果輕敲后拌合合物保持整體體,漸漸下沉沉,表明粘聚聚性好;如果果拌合物突然然倒塌,部分分離析,表明明粘聚性差。保水性的檢查方法法,是當(dāng)坍落落筒提起后如如有較多稀漿漿從底部析出出而拌合物因因失漿骨料外外露,說明保保水性差;如如無漿或有少少量的稀漿析析出,拌合物物含漿飽滿,則則保水性好。三、影響和易性的的因素1、用水量:用水量量是決定混凝凝土拌合物流流動性的主要要因素。分布布在水泥漿中中的水量,決決定了拌合物物的流動性。拌合物中中,水泥漿應(yīng)應(yīng)填充骨料顆顆粒間的空隙隙,并在骨料料顆粒表面形形成潤滑層以以降低摩擦,由由此可見,為為了獲得要求求的流動性,必必須有足夠的的水泥漿。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)混凝凝土所用粗、細(xì)細(xì)骨料一定時(shí)時(shí),即使水泥泥用量有所變變動,為獲得得要求的流動動性,所用水水量基本是一一定的。流動動性與用水量量的這一關(guān)系系稱為恒定用用水量法則。這這給混凝土配配合比設(shè)計(jì)帶帶來很大方便便。注意:增加用水量量雖然可以提提高流動性,但但用水量過大大,又使拌合合物的粘聚性性和保水性變變差,影響混混凝土的強(qiáng)度度和耐久性。因因此,必須在在保持水灰比比即水與水泥泥的質(zhì)量比不不變的條件下下,在增加用用水量的同時(shí)時(shí),增加水泥泥的用量。2、水灰比:水灰比比決定著水泥泥漿的稀稠。為為獲得密實(shí)的的混凝土,所所用的水灰比比不宜過小;;為保證拌合合物有良好的的粘聚性和保保水性,所用用的水灰比又又不能過大。水水灰比一般在在0.5-00.8。在此范圍圍內(nèi),當(dāng)混凝凝土中用水量量一定時(shí),水水灰比的變化化對流動性影影響不大。3、砂率:砂率是指指混凝土中砂砂的用量占砂砂、石總量的的質(zhì)量百分率率。當(dāng)砂率過過大時(shí),由于于骨料的空隙隙率與總表面面積增大,在在水泥漿用量量一定的條件件下,包覆骨骨料的水泥漿漿層減薄,流流動性變差;;若砂率過小小,砂的體積積不足以填滿滿石子的空隙隙,要用部分分水泥漿填充充,使起潤滑滑作用的水泥泥漿層減薄,混混凝土變的粗粗澀,和易性性變差,出現(xiàn)現(xiàn)離析、潰散散現(xiàn)象。而在在合理砂率下下,在水泥漿漿量一定的情情況下,使混混凝土拌合物物有良好的和和易性?;蛘哒哒f,當(dāng)采用用合理砂率時(shí)時(shí),在混凝土土拌合物有良良好的和易性性條件下,使使水泥用量最最少??梢姾虾侠砩奥?,就就是保持混凝凝土拌合物有有良好粘聚性性和保水性的的最小砂率。4、其他影響因素影響和易性的其他他因素有:水水泥品種、骨骨料條件、時(shí)時(shí)間和溫度、外外加劑等四、坍落度的選擇擇坍落度的選擇原則則是:在滿足足施工要求的的前提下,盡盡可能采用較較小的坍落度度。第四節(jié)普通混凝凝土結(jié)構(gòu)和性性質(zhì)一、混凝土強(qiáng)度(一)混凝土的抗抗壓強(qiáng)度和強(qiáng)強(qiáng)度等級混凝土強(qiáng)度包括抗抗壓、抗拉、抗抗彎和抗剪,其其中以抗壓強(qiáng)強(qiáng)度為最高,所所以混凝土主主要用來抗壓壓?;炷恋牡目箟簭?qiáng)度是是一項(xiàng)最重要要的性能指標(biāo)標(biāo)。按照國家家規(guī)定,以邊邊長為150㎜的立方體體試塊,在標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件件下(溫度為為20度左右,相相對濕度大于于90%)養(yǎng)護(hù)28天,測得的的抗壓強(qiáng)度值值,稱為立方方抗壓強(qiáng)度fcu.混凝土按強(qiáng)度分成成若干強(qiáng)度等等級,混凝土土的強(qiáng)度等級級是按立方體體抗壓強(qiáng)度標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k劃分的。立立方體抗壓強(qiáng)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是是立方抗壓強(qiáng)強(qiáng)度總體分布布中的一個(gè)值值,強(qiáng)度低于于該值得百分分率不超過5%,即有95%的保證率?;旎炷恋膹?qiáng)度度分為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等十二個(gè)等等級。(二)普通混凝土土受壓破壞特特點(diǎn)混凝土受壓破壞主主要發(fā)生在水水泥石與骨料料的界面上?;旎炷潦芎奢d載之前,粗骨骨料與水泥石石界面上實(shí)際際已存在細(xì)小小裂縫。隨著著荷載的增加加,裂縫的長長度、寬度和和數(shù)量也不斷斷增加,若荷荷載是繼續(xù)的的,隨時(shí)間延延長即發(fā)生破破壞.決定混凝土土強(qiáng)度的應(yīng)該該是水泥石與與粗骨料界面面的黏結(jié)強(qiáng)度度。(三)影響混凝土土強(qiáng)度的因素素1、水泥強(qiáng)度和水灰灰比:從普通通混凝土受壓壓破壞特點(diǎn)得得知,混凝土土強(qiáng)度主要決決定于水泥石石與粗骨料界界面的黏結(jié)強(qiáng)強(qiáng)度。而黏結(jié)結(jié)強(qiáng)度又取決決于水泥石強(qiáng)強(qiáng)度。水泥石石強(qiáng)度愈高,水水泥石與粗骨骨料界面強(qiáng)度度也愈高。至至于水泥石強(qiáng)強(qiáng)度,則取決決于水泥強(qiáng)度度和水灰比。這這是因?yàn)椋核鄰?qiáng)度愈高高,水泥石強(qiáng)強(qiáng)度愈高,黏黏結(jié)力愈強(qiáng),混混凝土強(qiáng)度愈愈高。在水泥泥強(qiáng)度相同的的情況下,混混凝土強(qiáng)度則則隨水灰比的的增大有規(guī)律律的降低。但但水灰比也不不是愈小愈好好,當(dāng)水灰比比過小時(shí),水水泥漿過于干干稠,混凝土土不易被振密密實(shí),反而導(dǎo)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)強(qiáng)度降低。我我國通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)求得的這種種線性關(guān)系式式為:fcu=AAfc(C//W-B)式中:fcu——混凝土28天齡期的抗抗壓強(qiáng)度;C/W——灰水比比;fc——水泥實(shí)際強(qiáng)度;A、B——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。碎石混混凝土A=0.448,B=00.52卵石混凝土A=00.50,BB=0.611式中的水泥泥實(shí)際強(qiáng)度是是經(jīng)實(shí)驗(yàn)測定定的強(qiáng)度值。在在無法取得水水泥實(shí)際強(qiáng)度度值時(shí),對新新出廠的水泥泥可按下式計(jì)計(jì)算:Fc=Kcfcbb式中:fbc——水泥標(biāo)號;;kc——水泥標(biāo)號富余系數(shù)數(shù)。(應(yīng)按實(shí)實(shí)際資料確定定,在無統(tǒng)計(jì)計(jì)資料時(shí)可取取1.13)注意:混凝土強(qiáng)度度與水灰比關(guān)關(guān)系的計(jì)算式式只適用于塑塑性拌合物的的混凝土,不不適用于干性性拌合物的混混凝土。采用用的灰水比宜宜在1.25--2.5范圍內(nèi)。利利用此式可以以初步解決以以下兩個(gè)問題題:(1)當(dāng)所采用用的水泥強(qiáng)度度已定,欲配配制某種強(qiáng)度度的混凝土?xí)r時(shí),可以估計(jì)計(jì)出應(yīng)采用的的灰水比值。(2)當(dāng)已知所采用的水泥強(qiáng)度與灰水比值,可以估計(jì)出混凝土28天可能達(dá)到的強(qiáng)度。2、齡期:混凝土在在正常情況下下,強(qiáng)度隨著著齡期的增加加而增長,最最初的7-14天內(nèi)較快,以以后增長逐漸漸緩慢,28天后強(qiáng)度增增長更慢,但但可持續(xù)幾十十年。3、養(yǎng)護(hù)溫度和濕度度:混凝土澆澆搗后,必須須保持適當(dāng)?shù)牡臏囟群妥銐驂虻臐穸?,使使水泥充分水水化,以保證證混凝土強(qiáng)度度的不斷發(fā)展展。一般規(guī)定定,在自然養(yǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí),對硅硅酸鹽水泥、普普通水泥、礦礦渣水泥配制制的混凝土,澆澆水保濕養(yǎng)護(hù)護(hù)日期不少于于7天;火山灰灰水泥、粉煤煤灰水泥、摻摻有緩凝型外外加劑或有抗抗?jié)B性要求的的混凝土,則則不得少于14天。4、施工質(zhì)量:施工工質(zhì)量是影響響混凝土強(qiáng)度度的基本因素素。若發(fā)生計(jì)計(jì)量不準(zhǔn),攪攪拌不均勻,運(yùn)運(yùn)輸方式不當(dāng)當(dāng)造成離析,振振搗不密實(shí)等等現(xiàn)象時(shí),均均會降低混凝凝土強(qiáng)度。因因此必須嚴(yán)把把施工質(zhì)量關(guān)關(guān)。(四)高混凝土強(qiáng)強(qiáng)度的措施1、采用高標(biāo)號水泥泥2、采用干硬性混凝凝土拌合物3、采用濕熱處理::分為蒸汽養(yǎng)養(yǎng)護(hù)和蒸壓養(yǎng)養(yǎng)護(hù)。蒸汽養(yǎng)養(yǎng)護(hù)是在溫度度低于100度的常壓蒸蒸汽中進(jìn)行。一一般混凝土經(jīng)經(jīng)16-20小時(shí)的蒸汽汽養(yǎng)護(hù)后,強(qiáng)強(qiáng)度可達(dá)正常常養(yǎng)護(hù)條件下下28天強(qiáng)度的70%-880%。蒸壓養(yǎng)護(hù)護(hù)是在175度的溫度、8個(gè)大氣壓的的蒸壓釜內(nèi)進(jìn)進(jìn)行。在高溫溫高壓的條件件下,提高混混凝土強(qiáng)度。4、改進(jìn)施工工藝::加強(qiáng)攪拌和和振搗,采用用混凝土拌合合用水磁化、混混凝土裹石攪攪拌法等新技技術(shù)。5、加入外加劑:如如加入減水劑劑和早強(qiáng)劑等等,可提高混混凝土強(qiáng)度。二、普通混凝土的的變形性質(zhì)混凝土在硬化后和和使用過程中中,受各種因因素影響而產(chǎn)產(chǎn)生變形,主主要有化學(xué)收收縮、干濕變變形、溫度變變形和荷載作作用下的變形形等,這些都都是使混凝土土產(chǎn)生裂縫的的重要原因,直直接影響混凝凝土的強(qiáng)度和和耐久性。(一)化學(xué)收縮混凝土在硬化過程程中,水泥水水化后的體積積小于水化前前的體積,致致使混凝土產(chǎn)產(chǎn)生收縮,這這種收縮叫化化學(xué)收縮。(二)干濕變形當(dāng)混凝土在水中硬硬化時(shí),會引引起微小膨脹脹,當(dāng)在干燥燥空氣中硬化化時(shí),會引起起干縮。干縮縮變形對混凝凝土危害較大大,它可使混混凝土表面開開裂,是混凝凝土的耐久性性嚴(yán)重降低。影響干濕變形的因因素主要有::用水量(水水灰比一定的的條件下,用用水量越多,干干縮越大)、水水灰比(水灰灰比大,干縮縮大)、水泥泥品種及細(xì)度度(火山灰干干縮大、粉煤煤灰干縮小;;水泥細(xì),干干縮大)、養(yǎng)養(yǎng)護(hù)條件(采采用濕熱處理理,可減小干干縮)。(三)溫度變形溫度縮降1度,每每米脹縮0.01毫米。溫度度變形對大體體積混凝土極極為不利。在在混凝土硬化化初期,放出出較多的水化化熱,當(dāng)混凝凝土較厚時(shí),散散熱緩慢,致致使內(nèi)外溫差差較大,因而而變形較大。(四)荷載作用下下的變形混凝土的變形分為為彈性變形和和塑性變形。徐徐變:混凝土土在持續(xù)荷載載作用下,隨隨時(shí)間增長的的變形稱為徐徐變。徐變變變形初期增長長較快,然后后逐漸減慢,,一一般持續(xù)2-3年才逐漸趨趨于穩(wěn)定。徐徐變的作用::徐變可消除除鋼筋混凝土土內(nèi)的應(yīng)力集集中,.使應(yīng)力較均均勻的重新分分布,對大體體積混凝土能能消除一部分分由于溫度變變形所產(chǎn)生的的破壞應(yīng)力。但但在預(yù)應(yīng)力混混凝土結(jié)構(gòu)中中,徐變將使使混凝土的預(yù)預(yù)加應(yīng)力受到到損失。影響徐變的因素::水灰比較大大時(shí),徐變較較大;水灰比比相同,用水水量較大時(shí),徐徐變較大;骨骨料級配好,最最大粒徑較大大,彈性模量量較大時(shí),混混凝土徐變較較??;當(dāng)混凝凝土在較早齡齡期受荷時(shí),產(chǎn)產(chǎn)生的徐變較較大。三、普通混凝土的的耐久性抗?jié)B性、抗凍性、抗抗侵蝕性、抗抗炭化性、以以及防止堿-骨料反應(yīng)等等,統(tǒng)稱為混混凝土的耐久久性。提高耐久性的主要要措施:1選用適當(dāng)品品種的水泥;;2嚴(yán)格控制水水灰比并保證證足夠的水泥泥用量;3選用質(zhì)量好好的砂、石,嚴(yán)嚴(yán)格控制骨料料中的泥及有有害雜質(zhì)的含含量。采用級級配好的骨料料。4適當(dāng)摻用減減水劑和引氣氣劑。5在混凝土施施工中,應(yīng)攪攪拌均勻,振振搗密實(shí),加加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等,以以增強(qiáng)混凝土土的密實(shí)性。第六節(jié)普通混凝凝土配合比設(shè)設(shè)計(jì)混凝土配合比是指指混凝土中各各組成材料(水水泥、水、砂砂、石)之間間的比例關(guān)系系。有兩種表表示方法:一一種是以1立方米混凝凝土中各種材材料用量,如如水泥300千克,水180千克,砂690千克,石子1260千克;另一一種是用單位位質(zhì)量的水泥泥與各種材料料用量的比值值及混凝土的的水灰比來表表示,例如前前例可寫成::C:S:GG=1:2..3:4.22,W/C==0.6。一、混凝土配合比比基本參數(shù)的的確定混凝土配合比設(shè)計(jì)計(jì),實(shí)質(zhì)上就就是確定四項(xiàng)項(xiàng)材料用量之之間的三個(gè)比比例關(guān)系,即即水與水泥之之間的比例關(guān)關(guān)系用水灰比比表示;砂與與石子之間的的比例關(guān)系用用砂率表示;;水泥漿與骨骨料之間的比比例關(guān)系,可可用1立方米混凝凝土的用水量量來反映。當(dāng)當(dāng)這三個(gè)比例例關(guān)系確定,混混凝土的配合合比就確定了了。(一)水灰比的確確定滿足強(qiáng)度要求的水水灰比,可根根據(jù)確定出的的配制強(qiáng)度,按按混凝土強(qiáng)度度公式算出。滿滿足耐久性要要求的水灰比比,根據(jù)最大大水灰比和最最小水泥用量量的規(guī)定查表表。根據(jù)強(qiáng)度度和耐久性要要求確定的水水灰比有時(shí)是是不相同的,應(yīng)應(yīng)選取其中較較小的水灰比比。(二)確定用水量量用水量參照混凝土土用水量參考考表進(jìn)行初步步估計(jì)。然后后按估計(jì)的用用水量試拌混混凝土拌合物物,測其坍落落度,坍落度度若不符合要要求,應(yīng)保持持水灰比不變變的情況下調(diào)調(diào)整用水量,再再做試驗(yàn),直直到符合要求求為止。(三)砂率的確定定通常確定砂率的方方法,可先憑憑經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)圖表進(jìn)行估估算,然后按按初步估計(jì)的的砂率拌制混混凝土,進(jìn)行行和易性試驗(yàn)驗(yàn),通過調(diào)整整確定。二、混凝土配合比比設(shè)計(jì)的方法法和步驟配合比設(shè)計(jì)工作,一一般均在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室進(jìn)行。選選用干燥狀態(tài)態(tài)的骨料,在在標(biāo)準(zhǔn)條件下下制作試件和和養(yǎng)護(hù),這樣樣獲得的配合合比稱為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室配合比。在在施工現(xiàn)場,骨骨料多在露天天堆放,含有有水分,在這這種條件下使使用的配合比比叫做施工配配合比。設(shè)計(jì)計(jì)混凝土?xí)r,先先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室室配合比,在在根據(jù)施工現(xiàn)現(xiàn)場的實(shí)際情情況換算成施施工配合比。(一)初步估算配配合比1、確定配制強(qiáng)度ffcufcuu=fcu,,k+1.6645σ式中:fcu,k——設(shè)計(jì)要求的的混凝土強(qiáng)度度等級σ——混凝土強(qiáng)度度標(biāo)準(zhǔn)差-1.6445——強(qiáng)度保證率率為95%的t值。2、確定水灰比w//cfcu==Afc(CC/W-B))則W/C==Afc/((fcu+AABfc))式中:fc——水泥實(shí)際強(qiáng)強(qiáng)度A、B——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。如如不通過試驗(yàn)驗(yàn),可選取以以下數(shù)值:碎碎石:A=0.446,B=0.552;卵石:A=0.448,B=0.661注意:為保證混凝凝土的耐久性性,由上式計(jì)計(jì)算出的水灰灰比應(yīng)小于規(guī)規(guī)范中規(guī)定的的最大水灰比比值。如果計(jì)計(jì)算出的水灰灰比大于規(guī)范范規(guī)定的最大大水灰比,則則取規(guī)定的最最大水灰比值值。3、確定用水量:按按施工要求的的坍落度指標(biāo)標(biāo),憑經(jīng)驗(yàn)選選用,或根據(jù)據(jù)骨料的種類類和規(guī)格查表表。4、計(jì)算水泥用量::由以求得的的水灰比和用用水量,可計(jì)計(jì)算出水泥用用量。注意:計(jì)算出的水水泥用量應(yīng)大大于規(guī)范規(guī)定定的最小水泥泥用量。當(dāng)計(jì)計(jì)算的水泥用用量小于規(guī)范范規(guī)定時(shí),則則選用規(guī)范規(guī)規(guī)定的最小水水泥用量。5、確定合理砂率::可通過試驗(yàn)驗(yàn)或憑經(jīng)驗(yàn)選選取,或者根根據(jù)骨料的種種類和規(guī)格,及及所選用的水水灰比,由表表查得。6、計(jì)算砂石用量::(1)體積法:基于新新澆筑的混凝凝土體積等于于各組成材料料絕對體積與與所含空氣體體積之和,則則:C/ρC+W/ρW+S/ρS’+G/ρG’+10a==1000式中:C、W、S、G——分別為1立方米混凝凝土中水泥、水水、砂和石子子的質(zhì)量;ρC、ρW——水泥及水的的密度;ρS‘、ρG‘——砂及石子的的表觀密度;;a——混凝土中含含氣量百分率率。無含氣型型外加劑時(shí),取1。(2)假定體積密度法法:基于新澆澆筑的1立方米混凝凝土中各項(xiàng)材材料質(zhì)量之和和等于混凝土土體積密度假假定值,則::C+W+SS+Go=ρoh1mm3式中:ρoh——混凝土體積積密度假定值值,在2400--2450千克/立方米之間間。此兩種計(jì)計(jì)算方法,與與合理砂率的的計(jì)算公式SP=S//S+G聯(lián)立,均可可求出初步配配合比。(二)試驗(yàn)調(diào)整,確確定試驗(yàn)室配配合比上述的初步配合比比,是利用圖圖表和經(jīng)驗(yàn)公公式初步估算算的,與實(shí)際際情況有出入入,必須進(jìn)行行試驗(yàn)和校核核。1、檢驗(yàn)和易性,確確定基準(zhǔn)配合合比按初步配合比,稱稱取15-30升混凝土拌合合物進(jìn)行試拌拌,檢驗(yàn)和易易性。若流動動性大于要求求值,可保持持砂率不變,適適當(dāng)增加砂、石石用量;若流流動性小于要要求值,可保保持水灰比不不變,適當(dāng)增增加水和水泥泥用量;若粘粘聚性和保水水性差,可適適當(dāng)增加砂率率。和易性調(diào)調(diào)整合格時(shí),實(shí)實(shí)測混凝土拌拌合物的體積積密度ρoh,并確定調(diào)調(diào)整后各項(xiàng)材材料的用量(水泥Cb,水Wb,砂Sb,石子Gb),則試拌后后的質(zhì)量Qb為:Qb=Cbb+Wb+SSb+Gb由此得出和和易性合格后后的配合比為為:CJ=Cbb/Qbρoh1m33;WJ=WWb/Qbρoh1m33;SJ=SSb/Qbρoh1m33;GJ=GGb/Qbρoh1m33;此配合比稱稱為基準(zhǔn)配合合比。2、檢驗(yàn)強(qiáng)度,確定定實(shí)驗(yàn)室配合合比基準(zhǔn)配合比雖然和和易性滿足施施工要求,但但水灰比不一一定滿足強(qiáng)度度要求,還要要加以檢驗(yàn)。檢檢驗(yàn)的方法是是:至少采用用三個(gè)不同的的配合比,其其中一個(gè)為基基準(zhǔn)配合比,另另外兩個(gè)配合合比的水灰比比值,較基準(zhǔn)準(zhǔn)配合比分別別增加和減少少0.05,其用水量量與基準(zhǔn)配合合比相同,但但砂率值可作作調(diào)整。每種配合比至少做做一組(3塊)試件,在在標(biāo)準(zhǔn)條件下下養(yǎng)護(hù)28天,測定強(qiáng)強(qiáng)度。由強(qiáng)度度試驗(yàn)結(jié)果得得出各水灰比比的強(qiáng)度值,然然后用作圖法法(繪制強(qiáng)度度與水灰比關(guān)關(guān)系的直線)或或計(jì)算法,求求出與混凝土土配制強(qiáng)度相相對應(yīng)的灰水水比。至此,即即可初步確定定出試驗(yàn)室配配合比,各項(xiàng)項(xiàng)材料用量為為:用水量::取基準(zhǔn)配合合比的用水量量;水泥用量量:由用水量量和與配制強(qiáng)強(qiáng)度相對應(yīng)的的灰水比值確確定;粗、細(xì)細(xì)骨料用量::取基準(zhǔn)配合合比的粗細(xì)骨骨料用量,并并按確定出的的水灰比值做做適當(dāng)調(diào)整。以上定出的混凝土土配合比,還還應(yīng)根據(jù)實(shí)測測的混凝土體體積密度再做做必要的校正正,其步驟為為:(1)算出混凝土的計(jì)計(jì)算體積密度度(即C+W+SS+G)(2)將混凝土的實(shí)測測體積密度除除以計(jì)算體積積密度得出校校正系數(shù)K(3)定出的混凝土配配合比中每項(xiàng)項(xiàng)材料用量乘乘以系數(shù)K即為最終定定出的試驗(yàn)室室配合比(三)換算施工配配合比經(jīng)測定,工地上砂砂的含水率為為WS,石子的含含水率為WG,則施工配配合比為:水泥用量C’==C砂用量S’=S((1+WS))石子用量G’=GG(1+WGG)用水量W’=W--SWS--GWG第七節(jié)混凝土外外加劑在混凝土拌合物中中,摻入能改改善混凝土性性質(zhì)的材料,稱稱為外加劑。外外加劑的摻入入量一般不大大于水泥質(zhì)量量的5%?;炷镣馔饧觿┌雌涔δ芸煞譃椋海?、改善混凝土拌合合物和易性的的外加劑2、調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)結(jié)時(shí)間和硬化化性能的外加加劑3、改善混凝土耐久久性的外加劑劑4、提高混凝土特殊殊性能的外加加劑一減水劑:按使用用條件不同,摻摻用減水劑可可獲得如下效效果:(1)在配合比不變的的條件下,可可提高混凝土土流動性,且且不降低強(qiáng)度度。(2)在保持流動性和和強(qiáng)度不變的的條件下,可可減少水泥用用量。(3)在保持流動性和和水泥用量不不變的條件下下,強(qiáng)度提高高。二早強(qiáng)劑:它能提提高混凝土的的早期強(qiáng)度,并并對后期強(qiáng)度度無影響。三引氣劑:能在混混凝土拌合物物中引入一定定量的微小氣氣泡,并均勻勻分布在混凝凝土拌合物中中。在混凝土拌合物中中形成大量氣氣泡,使水泥泥漿的體積增增加,可提高高流動性。若若保持流動性性不變,可減減水10%左右。這些些氣泡能隔斷斷混凝土中毛毛細(xì)孔的滲水水通道,使混混凝土的抗?jié)B滲性和抗凍性性提高第八節(jié)輕混凝土土一、輕骨料混凝土土它是用輕的粗粗、細(xì)骨料和和水泥配制成成的混凝土。由由于自重輕,彈彈性模量低,因因而抗震性能能好。與普通通燒結(jié)磚相比比,不僅強(qiáng)度度高、整體性性好,而且保保溫性能好。由由于結(jié)構(gòu)自重重小,特別適適合高層和大大跨度結(jié)構(gòu)。建筑材料理論(下下)第六章建筑砂漿漿建筑砂漿和混凝土土的區(qū)別在于于不含粗骨料料,它是由膠膠凝材料、細(xì)細(xì)骨料和水按按一定的比例例配制而成。按按其用途分為為砌筑砂漿和和抹面砂漿;;按所用材料料不同,分為為水泥砂漿、石石灰砂漿、石石膏砂漿和水水泥石灰混合合砂漿等。合合理使用砂漿漿對節(jié)約膠凝凝材料、方便便施工、提高高工程質(zhì)量有有著重要的作作用。第一節(jié)砂漿的技技術(shù)性質(zhì)一、新拌砂漿的和和易性砂漿的和易性是指指砂漿是否容容易在磚石等等表面鋪成均均勻、連續(xù)的的薄層,且與與基層緊密黏黏結(jié)的性質(zhì)。包包括流動性和和保水性兩方方面含義。(一)流動性影響砂漿流動性的的因素,主要要有膠凝材料料的種類和用用量,用水量量以及細(xì)骨料料的種類、顆顆粒形狀、粗粗細(xì)程度與級級配,除此之之外,也于摻摻入的混合材材料及外加劑劑的品種、用用量有關(guān)。通通常情況下,基基底為多孔吸吸水性材料,或或在干熱條件件下施工時(shí),應(yīng)應(yīng)選擇流動性性大的砂漿。相相反,基底吸吸水少,或濕濕冷條件下施施工,應(yīng)選流流動性小的砂砂漿。(二)保水性保水性是指砂漿保保持水分的能能力。保水性性不良的砂漿漿,使用過程程中出現(xiàn)泌水水,流漿,使使砂漿與基底底黏結(jié)不牢,且且由于失水影影響砂漿正常常的黏結(jié)硬化化,使砂漿的的強(qiáng)度降低。影影響砂漿保水水性的主要因因素是膠凝材材料種類和用用量,砂的品品種、細(xì)度和和用水量。在在砂漿中摻入入石灰膏、粉粉煤灰等粉狀狀混合材料,可可提高砂漿的的保水性。二、硬化砂漿的強(qiáng)強(qiáng)度影響砂漿強(qiáng)度的因因素有:當(dāng)原原材料的質(zhì)量量一定時(shí),砂砂漿的強(qiáng)度主主要取決于水水泥標(biāo)號和水水泥用量。此此外,砂漿強(qiáng)強(qiáng)度還受砂、外外加劑,摻入入的混合材料料以及砌筑和和養(yǎng)護(hù)條件有有關(guān)。砂中泥泥及其他雜質(zhì)質(zhì)含量多時(shí),砂砂漿強(qiáng)度也受受影響。第二節(jié)砌筑砂漿漿一、砌筑沙漿的組組成材料(一)膠凝材料用于砌筑沙漿的膠膠凝材料有水水泥和石灰。水水泥品種的選選擇與混凝土土相同。水泥泥標(biāo)號應(yīng)為砂砂漿強(qiáng)度等級級的4-5倍,水泥標(biāo)標(biāo)號過高,將將使水泥用量量不足而導(dǎo)致致保水性不良良。石灰膏和和熟石灰不僅僅是作為膠凝凝材料,更主主要的是使砂砂漿具有良好好的保水性。(二)細(xì)骨料細(xì)骨料主要是天然然砂,所配制制的砂漿稱為為普通砂漿。砂砂中黏土含量量應(yīng)不大于5%;強(qiáng)度等級級小于M2.5時(shí),黏土含含量應(yīng)不大于于10%。砂的最大大粒徑應(yīng)小于于砂漿厚度的的1/4-11/5,一般不大大于2.5毫米。作為為溝縫和抹面面用的砂漿,最最大粒徑不超超過1.25毫米,砂的的粗細(xì)程度對對水泥用量、和和易性、強(qiáng)度度和收縮性影影響很大。二、砂漿配合比選選擇(一)砌筑沙漿的的種類及強(qiáng)度度等級的選擇擇1、砌筑沙漿的種類類常用的砌筑砂漿有有水泥砂漿、石石灰砂漿、水水泥石灰混合合砂漿等。水水泥砂漿適用用于潮濕環(huán)境境及水中的砌砌體工程;石石灰砂漿僅用用于強(qiáng)度要求求低、干燥環(huán)環(huán)境中的砌體體工程;混合合砂漿不僅和和易性好,而而且可配制成成各種強(qiáng)度等等級的砌筑沙沙漿,除對耐耐水性有較高高要求的砌體體外,可廣泛泛用于各種砌砌體工程中。2、砌筑沙漿強(qiáng)度等等級的選擇一般情況下,多層層建筑物墻體體選用M1-M110的砌筑沙漿漿;磚石基礎(chǔ)礎(chǔ)、檢查井、雨雨水井等砌體體,常采M5砂漿;工業(yè)業(yè)廠房、變電電所、地下室室等砌體選用用M2.5--M10的砌筑沙漿漿;二層以下下建筑常用M2.5以下砂漿;;簡易平房、臨臨時(shí)建筑可選選用石灰砂漿漿。(二)砌筑沙漿的的配合比砂漿拌合物的和易易性應(yīng)滿足施施工要求,且且新拌砂漿體體積密度:水水泥砂漿不應(yīng)應(yīng)小于1900千克/立方米;混混合砂漿不應(yīng)應(yīng)小于1800千克/立方米。砌砌筑沙漿的配配合比一般查查施工手冊或或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而而定。第七章燒結(jié)制品品和熔融制品品本章只要求掌握燒燒結(jié)普通磚。燒燒結(jié)普通磚是是以黏土、頁頁巖、粉煤灰灰等為主的原原料,經(jīng)成型型、干燥、焙焙燒而成的實(shí)實(shí)心磚或空洞洞率不大于15%的磚。(一)燒結(jié)普通磚磚的技術(shù)性質(zhì)質(zhì)1、基本物理性質(zhì)燒結(jié)普通磚的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)外行尺寸為為240*1115*533毫米,在加加上10毫米砌筑灰灰縫,4塊磚長或8塊磚寬、16塊磚厚均為為1米。1立方米砌體體需磚512塊。2、外觀質(zhì)量磚的外觀質(zhì)量,主主要要求其兩兩條面高度差差、彎曲、雜雜質(zhì)凸出高度度、缺楞掉角角尺寸、裂紋紋長度及完整整面等六項(xiàng)內(nèi)內(nèi)容符合規(guī)范范規(guī)定。3、抗風(fēng)化性能抗風(fēng)化性能是指磚磚在長期受到到風(fēng)、雨、凍凍融等綜合條條件下,抵抗抗破壞的能力力。凡開口孔孔隙率小、水水飽和系數(shù)小小的燒結(jié)制品品,抗風(fēng)化能能力強(qiáng)。4、泛霜與石灰爆裂裂泛霜是磚在使用中中的一種析鹽鹽現(xiàn)象。磚內(nèi)內(nèi)過量的可溶溶鹽受潮吸水水溶解后,隨隨水分蒸發(fā)向向磚表面遷移移,并在過飽飽和下結(jié)晶析析出,使磚表表面呈白色附附著物,或產(chǎn)產(chǎn)生膨脹,使使磚面與砂漿漿抹面層剝離離。對于優(yōu)等等磚,不允許許出現(xiàn)泛霜,合合格磚不得嚴(yán)嚴(yán)重泛霜。石石灰爆裂是指指磚坯體中夾夾雜著石灰塊塊,吸潮熟化化而產(chǎn)生膨脹脹出現(xiàn)爆裂現(xiàn)現(xiàn)象。對于優(yōu)優(yōu)等品磚,不不允許出現(xiàn)最最大破壞尺寸寸大于2毫米的爆裂裂區(qū)域;對于于合格品磚,要要求不允許出出現(xiàn)破壞尺寸寸大于15毫米的爆裂裂區(qū)域。第八章建筑金屬屬材料本章重點(diǎn)介紹建筑筑鋼材,包括括鋼結(jié)構(gòu)用型型鋼、鋼板和和鋼管,以及及鋼筋混凝土土用鋼筋和鋼鋼絲。是本書書重點(diǎn)之一。第一節(jié)建筑鋼材材基本知識一、鐵和鋼的概念念(一)鐵鐵分為白口鐵和灰灰口鐵。白口口鐵主要作為為煉鋼的原料料;灰口鐵可可直接用于鑄鑄造,故稱鑄鑄鐵。(二)鋼將熔融的生鐵進(jìn)行行氧化,使其其中碳、硫、磷磷等雜質(zhì)含量量降低到允許許范圍內(nèi),這這種碳含量低低于2%的鐵碳合金金稱為鋼。二、鋼的分類按合金元素含量將將鋼分為非合合金鋼、低合合金鋼和合金金鋼三類。非非合金鋼又叫叫碳素鋼,按按含碳量不同同又分為低碳碳鋼(碳含量量小于0.25%)、中碳鋼鋼(碳含量在在0.25%%-0.600%)和高碳鋼鋼(碳含量大大于0.60%)。建筑工工程中,主要要使用非合金金鋼中的低碳碳鋼及低合金金鋼加工產(chǎn)品品。第二節(jié)建筑鋼材材的主要技術(shù)術(shù)性質(zhì)一、力學(xué)性質(zhì)(一)抗拉性能拉伸作用,是建筑筑鋼材主要受受力形式,所所以,抗拉性性能是表示鋼鋼材性質(zhì)和選選用鋼材最重重要的指標(biāo)。鋼鋼材受拉直至至破壞經(jīng)歷了了四個(gè)階段::1、彈性階段:在此此階段,鋼材材的應(yīng)力和應(yīng)應(yīng)變成正比關(guān)關(guān)系。此階段段產(chǎn)生的變形形是彈性變形形。2、屈服階段:隨著著拉力的增加加,應(yīng)力和應(yīng)應(yīng)變不再是直直線關(guān)系,鋼鋼材產(chǎn)生了彈彈性變形和塑塑性變形。當(dāng)當(dāng)拉力達(dá)到某某一定值時(shí),即即使應(yīng)力不再再增加,塑性性變形仍明顯顯增長,鋼材材出現(xiàn)了屈服服現(xiàn)象,此點(diǎn)點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力力值被稱為屈屈服點(diǎn)(或稱稱屈服強(qiáng)度)。屈屈服點(diǎn)是重要要的指標(biāo),它它表明鋼材若若在屈服點(diǎn)以以上工作,雖雖然沒有斷裂裂,但會產(chǎn)生生較大的塑性性變形。因此此,在結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)時(shí),屈服服點(diǎn)是確定鋼鋼材容許應(yīng)力力的主要依據(jù)據(jù)。3、強(qiáng)化階段:拉力力超過屈服點(diǎn)點(diǎn)以后,鋼材材又恢復(fù)了抵抵抗變形的能能力故稱強(qiáng)階階段。強(qiáng)化階階段對應(yīng)的最最高應(yīng)力稱為為抗拉強(qiáng)度或或強(qiáng)度極限??箍估瓘?qiáng)度是鋼鋼材抵抗斷裂裂破壞能力的的指標(biāo)。雖然然在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)不能利用用,但卻可以以根據(jù)屈強(qiáng)比比來評價(jià)鋼材材的利用率和和安全工作程程度。屈強(qiáng)比比是屈服強(qiáng)度度比抗拉強(qiáng)度度,若屈強(qiáng)比比小,鋼材在在偶而超載時(shí)時(shí)不會破壞,但但屈強(qiáng)比過小小,鋼材的利利用率低,是是不經(jīng)濟(jì)的。適適宜的屈強(qiáng)比比應(yīng)該是在保保證安全使用用的前提下,鋼鋼材有較高的的利用率。通通常情況下,屈屈強(qiáng)比在0.60--0.75范圍內(nèi)是比比較合適的。4、頸縮階段:過了了抗拉強(qiáng)度以以后,鋼材抵抵抗變形的能能力明顯降低低,并在受拉拉試件的某處處,迅速發(fā)生生較大的塑性性變形,出現(xiàn)現(xiàn)頸縮現(xiàn)象,直直至斷裂。(二)沖擊韌性沖擊韌性是指在沖沖擊荷載作用用下,鋼材抵抵抗破壞的能能力。鋼的沖沖擊韌性受下下列因素影響響:1、鋼材的化學(xué)組成成與組織狀態(tài)態(tài):鋼材中硫硫、磷的含量量高時(shí),沖擊擊韌性顯著降降低。細(xì)晶粒粒結(jié)構(gòu)比粗晶晶粒結(jié)構(gòu)的沖沖擊韌性要高高。2、鋼材的軋制、焊焊接質(zhì)量:沿沿軋制方向取取樣的沖擊韌韌性高;焊接接鋼件處的晶晶體組織均勻勻程度,對沖沖擊韌性影響響大。3、環(huán)境溫度:當(dāng)溫溫度較高時(shí),沖沖擊韌性較大大。當(dāng)溫度降降至某一范圍圍時(shí),沖擊韌韌性突然降低低很多,鋼材材斷口由韌性性斷裂狀轉(zhuǎn)為為脆性斷裂狀狀,這種性質(zhì)質(zhì)稱為低溫冷冷脆性。發(fā)生生低溫冷脆性性時(shí)的溫度(范范圍),稱脆脆性臨界溫度度(范圍)。在在嚴(yán)寒地區(qū)選選用鋼材時(shí),必必須對鋼材冷冷脆性進(jìn)行評評定,此時(shí)選選用鋼的脆性性臨界溫度應(yīng)應(yīng)低于環(huán)境最最低溫度。4、時(shí)效:隨著時(shí)間間的進(jìn)展,鋼鋼材機(jī)械強(qiáng)度度提高,而塑塑性和韌性降降低的現(xiàn)象稱稱為時(shí)效。二、工藝性能冷彎性能和可焊性性是建筑鋼材材的重要工藝藝性能。(一)冷彎性能冷彎性能是指鋼材材在常溫下承承受彎曲變形形的能力。鋼鋼材在彎曲過過程中,受彎彎部位產(chǎn)生局局部不均勻塑塑性變形,這這種變形在一一定程度上比比伸長率更能能反映鋼的內(nèi)內(nèi)部組織狀況況、內(nèi)應(yīng)力及及雜質(zhì)等缺陷陷。因此,也也可以用冷彎彎的方法來檢檢驗(yàn)鋼的焊接接質(zhì)量。(二)可焊性建筑工程中,鋼材材絕大多數(shù)是是采用焊接方方法聯(lián)結(jié)的。這這就要求鋼材材要有良好的的可焊性??煽珊感允侵镐撲摬脑谝欢ê负附庸に嚄l件件下,在焊縫縫和附近過熱熱區(qū)是否產(chǎn)生生裂縫及脆硬硬傾向,焊接接后接頭強(qiáng)度度是否與母體體相近的性能能。鋼的可焊焊性主要受化化學(xué)成分極其其含量的影響響。含碳量小小于0.3%的非合金鋼鋼具有良好的的可焊性,超超過0.3%,焊接的脆脆硬傾向增加加;硫含量高高會使焊接處處產(chǎn)生熱裂紋紋,出現(xiàn)熱脆脆性;雜質(zhì)含含量增加,會會使可焊性降降低。第三節(jié)建筑用鋼鋼的晶體組織織與化學(xué)成分分對鋼性能的的影響本章主要了解化學(xué)學(xué)成分對鋼性性能的影響?;瘜W(xué)成分對鋼鋼性能的影響響:1、碳的影響:碳是鋼中重要元素素,對鋼的組組織和性能有有決定性影響響。隨含碳量量增加,鋼的的硬度增大,塑塑性和韌性降降低,可焊性性降低,強(qiáng)度度以含碳量為為0.8%左右為最高高。2、錳的影響:在煉鋼過程中,錳錳起到脫氧去去硫作用,提提高了強(qiáng)度,克克服由硫引起起的熱脆性。但但當(dāng)錳含量超超過1%后,塑性和和韌性有所下下降。固溶在在鐵素體中的的錳,使鋼的的強(qiáng)度、硬度度和韌性都提提高。錳在非非合金鋼中含含量為0.2%--0.8%,在低合金金鋼中含量一一般為1%-2%。高錳鋼的的耐磨性明顯顯提高。3、硅的影響:在鋼中,硅大部分分固溶于鐵素素體中,少量量屬于非金屬屬夾雜物。硅硅含量在2%以內(nèi)時(shí),可可提高鋼的強(qiáng)強(qiáng)度,對塑性性和韌性影響響不大。4、磷的影響:磷是鐵原料中帶入入的雜質(zhì)。磷磷使鋼在常溫溫下的強(qiáng)度和和硬度增加,塑塑性和韌性顯顯著降低。5、硫的影響:硫是有害成分。硫硫含量增加,顯顯著降低了鋼鋼的熱加工性性能和可焊性性。硫和磷一一樣,易于偏偏析,含量過過高時(shí),會降降低鋼的韌性性。第四節(jié)鋼材的冷冷加工和熱處處理一、鋼材的冷加工工強(qiáng)化和時(shí)效效處理(一)冷加工強(qiáng)化化在常溫下,鋼材經(jīng)經(jīng)拉、拔、軋軋等加工,使使其產(chǎn)生塑性性變形,而調(diào)調(diào)整其性能的的方法稱為冷冷加工。冷加加工后的鋼材材,屈服點(diǎn)和和硬度提高,塑塑性降低,鋼鋼材得到強(qiáng)化化。若冷拉后后的鋼材,立立即受拉,我我們發(fā)現(xiàn)雖然然屈服點(diǎn)提高高,但抗拉強(qiáng)強(qiáng)度基本不變變,塑性和韌韌性降低,彈彈性模量降低低。冷加工強(qiáng)強(qiáng)化的原因,是是冷拉超過屈屈服點(diǎn)時(shí),塑塑性變形造成成滑移面內(nèi)晶晶格扭曲,畸畸變加劇,阻阻礙了進(jìn)一步步滑移,提高高了抵抗變形形的能力。(二)時(shí)效處理冷拉后的鋼材,時(shí)時(shí)效加快。若若在常溫下存存放15-20天,可完成成時(shí)效,稱自自然時(shí)效。若若加熱鋼材至至100-2200度,則可以以在更短時(shí)間間內(nèi)完成時(shí)效效,稱人工時(shí)時(shí)效。經(jīng)時(shí)效效處理后的鋼鋼材,若再受受拉,屈服點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)一步提高高,抗拉強(qiáng)度度也提高,塑塑性和韌性進(jìn)進(jìn)一步降低,彈彈性模量得到到恢復(fù)。這種種現(xiàn)象也稱時(shí)時(shí)效強(qiáng)化。建建筑工地和混混凝土構(gòu)件廠廠,常利用冷冷拉和冷拔并并時(shí)效處理方方法,對鋼材材進(jìn)行處理,提提高鋼材的機(jī)機(jī)械強(qiáng)度,降降低塑性,從從而達(dá)到節(jié)約約鋼材的目的的。冷拉并時(shí)時(shí)效處理后鋼鋼筋,同時(shí)也也被調(diào)直和除除銹。當(dāng)再冷冷拉時(shí),要控控制冷拉率及及冷拉應(yīng)力,使使冷拉后的鋼鋼材性能符合合規(guī)范規(guī)定。二、鋼材的熱處理理熱處理是將鋼材按按規(guī)定的溫度度制度,進(jìn)行行加熱、保溫溫和冷卻處理理,以改變其其組織,得到到所需要的性性能的一種工工藝。熱處理理的方法有淬淬火、回火、退退火和正火。熱熱處理的具體體方法本書不不做要求。第五節(jié)建筑鋼材材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)一、碳素結(jié)構(gòu)鋼(非非合金結(jié)構(gòu)鋼鋼)1、牌號國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,牌牌號由代表屈屈服點(diǎn)的符號號(Q)、屈服點(diǎn)點(diǎn)值(195、215、235、255、275兆帕)、質(zhì)質(zhì)量等級(A,B,CC,D)和脫氧程程度(F,b,ZZ,TZ)構(gòu)成。其其中A,B為普通質(zhì)量量鋼;C,D為磷、硫雜雜質(zhì)控制較嚴(yán)嚴(yán)格的優(yōu)質(zhì)鋼鋼。脫氧程度度以F代表沸騰鋼鋼,b代表半鎮(zhèn)靜靜鋼,T和TZ分別代表鎮(zhèn)鎮(zhèn)靜鋼和特殊殊鎮(zhèn)靜鋼。例例如:Q235--A.F,表示屈服點(diǎn)點(diǎn)為235兆帕的質(zhì)量量為A級的沸騰鋼鋼。2、選用建筑工程中主要應(yīng)應(yīng)用的碳素鋼鋼是Q235號鋼。它之之所以普遍應(yīng)應(yīng)用,主要是是它的機(jī)械強(qiáng)強(qiáng)度、韌性和和塑性及加工工等綜合性能能好,而且冶冶煉方便,成成本較低。Q215號鋼機(jī)械強(qiáng)強(qiáng)度低、塑性性大,受力后后變形大,經(jīng)經(jīng)加工及時(shí)效效處理后可代代替Q235使用。在選選用鋼的牌號號時(shí),還必須須熟悉鋼的質(zhì)質(zhì)量。一般的的說,平爐鋼鋼和氧氣轉(zhuǎn)爐爐鋼較好;質(zhì)質(zhì)量等級為D,C的鋼優(yōu)于B,A級綱;特殊殊鎮(zhèn)靜鋼和鎮(zhèn)鎮(zhèn)靜鋼優(yōu)于平平鎮(zhèn)靜鋼,更更優(yōu)于沸騰鋼鋼。二、低合金高強(qiáng)度度結(jié)構(gòu)鋼1、牌號這種鋼的牌號由代代表屈服點(diǎn)的的Q、屈服點(diǎn)數(shù)數(shù)值、質(zhì)量等等級符號(A、B、C、D、E)三個(gè)部分分按順序排列列。2、性能低合金結(jié)構(gòu)鋼比碳碳素結(jié)構(gòu)鋼強(qiáng)強(qiáng)度高、塑性性和韌性好,尤尤其是抗沖擊擊、耐低溫、耐耐腐蝕能力強(qiáng)強(qiáng),并且質(zhì)量量穩(wěn)定,可節(jié)節(jié)省鋼材。在在鋼結(jié)構(gòu)中,常常采用低合金金結(jié)構(gòu)鋼軋制制的型鋼、鋼鋼板和鋼管來來建造橋梁、高高層及大跨度度鋼結(jié)構(gòu)建筑筑。在預(yù)應(yīng)力力鋼筋混凝土土中,二、三三級鋼筋即是是由普通質(zhì)量量低合金鋼軋軋制的。三、鋼筋混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)用鋼筋與與鋼絲主要了了解熱軋鋼筋筋。1、熱軋鋼筋的級別別和技術(shù)性能能熱軋鋼筋按強(qiáng)度等等級分為四個(gè)個(gè)級別。其中中一級鋼筋為為Q235((A,B級)熱軋光圓鋼鋼筋。二、三三和四級鋼筋筋符合施工用用鋼筋的規(guī)范范規(guī)定。2、熱軋鋼筋的選用用二三級鋼筋屬于普普通質(zhì)量低合合金鋼軋制的的,適合用做做非預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋和預(yù)應(yīng)力力鋼筋;而四四級鋼筋是由由優(yōu)質(zhì)合金鋼鋼軋制的,質(zhì)質(zhì)量好、強(qiáng)度度高,適宜做做預(yù)應(yīng)力鋼筋筋;而一級鋼鋼筋宜做非預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋。隨隨鋼筋級別提提高,鋼筋的的機(jī)械強(qiáng)度提提高,塑性及及冷彎性能均均降低。當(dāng)所所選鋼筋強(qiáng)度度偏低,塑性性偏大時(shí),可可以通過冷拉拉加時(shí)效處理理的方法調(diào)整整其性質(zhì),并并達(dá)到節(jié)約鋼鋼材的目的。第六節(jié)建筑鋼材材的防銹建筑鋼材表面與周周圍環(huán)境接觸觸時(shí),往往會會發(fā)生電化學(xué)學(xué)腐蝕和化學(xué)學(xué)腐蝕,使鋼鋼表面銹蝕。無無論在堆放還還是在使用過過程中,鋼材材銹蝕后,都都會造成應(yīng)力力截面減小,表表面缺陷增多多,承載力及及沖擊韌性降降低,混凝土土保護(hù)層遭受受破壞,甚至至造成脆性斷斷裂。
防止鋼鋼材銹蝕的根根本方法是防防止潮濕和隔隔絕空氣。目目前常采用表表面涂漆的隔隔離方法。此此外也可以采采取渡鋅后再再涂塑料涂層層等方法。對對重要鋼結(jié)構(gòu)構(gòu),還可以采采取陰極保護(hù)護(hù)的措施。在在鋼筋混凝土土中,尤其對對預(yù)應(yīng)力承重重結(jié)構(gòu)的防銹銹,首先要嚴(yán)嚴(yán)格控制鋼筋筋、鋼絲質(zhì)量量;其次要提提高混凝土密密實(shí)度,加大大保護(hù)層厚度度,嚴(yán)格控制制氯鹽摻量,必必要時(shí)摻入阻阻銹劑來防止止鋼筋銹蝕。第九章合成高分分子材料本章以塑料為重點(diǎn)點(diǎn),其他內(nèi)容容自學(xué)。第一節(jié)高分子材材料的基本知知識常用合成樹脂的性性質(zhì)與應(yīng)用::1、聚乙烯:聚乙烯烯的產(chǎn)量大,用用途廣。按合合成時(shí)的壓力力分為高壓聚聚乙烯和低壓壓聚乙烯。聚聚乙烯具有良良好的化學(xué)穩(wěn)穩(wěn)定性及耐低低溫性,強(qiáng)度度較高,吸水水性和透水性性低,無毒,密密度小,易加加工,但耐熱熱性差,且易易燃燒。聚乙乙烯主要用于于生產(chǎn)防水材材料、給排水水管材等。2、聚氯乙烯:聚氯氯乙烯是無色色、半透明的的聚合物,在在加入添加劑劑后,可獲得得性質(zhì)優(yōu)良的的硬質(zhì)和軟質(zhì)質(zhì)聚氯乙烯塑塑料。聚氯乙乙烯的機(jī)械強(qiáng)強(qiáng)度高,化學(xué)學(xué)穩(wěn)定性好,耐耐風(fēng)化性極高高,但耐熱性性較差,使用用溫度范圍小小。3、聚丙烯:聚丙烯烯為白色蠟狀狀物,耐熱性性好,抗拉強(qiáng)強(qiáng)度與剛度較較好,硬度大大,耐磨性好好,但耐低溫溫性和耐火性性差,易燃燒燒,離火后不不能自熄。第二節(jié)建筑塑料料一、塑料的基本組組成塑料的組成主要有有:合成樹脂脂、填充料、增增塑劑、固化化劑、著色劑劑、穩(wěn)定劑等等。二、塑料的基本性性質(zhì)(一)物理性質(zhì)1、密度:塑料的密密度一般為1.0-2..0克/立方厘米,約約為混凝土的的1/2-22/3,僅為鋼材材的1/4-11/8。2、孔隙率與吸水率率:孔隙率可可以在生產(chǎn)時(shí)時(shí)加以控制,以以滿足不同的的需要。塑料料屬于憎水性性材料,吸水水率不大于1%。3、耐熱性:大多數(shù)數(shù)的塑料耐熱熱性不高,使使用溫度一般般為100-2200度。(二)力學(xué)性質(zhì)1、強(qiáng)度:塑料的強(qiáng)強(qiáng)度較高,屬屬于輕質(zhì)高強(qiáng)強(qiáng)材料。2、彈性模量:塑料料的彈性模量量較低,約為為鋼材的1/10,同時(shí)具有有徐變特性,所所以塑料在受受力時(shí)有較大大的變形。(三)化學(xué)性質(zhì)塑料的
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