土木工程材料筆記

按化學(xué)組成分類：無(wú)機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)合材料第二章建筑材料的基本性質(zhì)第一節(jié)材料的物理性質(zhì)與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)：（一）、1、密度：材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。ρ=m/V近似沒(méi)有孔隙、空隙材料：玻璃、鋼材密度的不變性2、表觀密度：材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。ρ0=m/V0一般為干燥狀態(tài)3、堆積密度：材料在堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。適用材料：粉末狀、散粒狀、纖維狀材料。ρ0‘=m/V0’（二）、1、密實(shí)度：材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)的程度。D=V/V0X100%2、孔隙率：材料體積內(nèi)孔隙體積所占的比例。P=（V0—V）/V0X100%P+D=1影響材料的各種性能，孔隙有多種結(jié)構(gòu)二、與水有關(guān)的性質(zhì)（一）、親水性與憎水性用潤(rùn)濕角表示：θ大于等于90度——憎水性親憎水性與材料本身成分、結(jié)構(gòu)有關(guān)，不同親和力有不同用途。（二）吸水性與吸濕性：二者區(qū)別：置于水中，吸水性置于空氣中，吸附水，吸濕1、吸水性：浸水后在規(guī)定時(shí)間內(nèi)吸入水的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量或材料體積的百分?jǐn)?shù)。質(zhì)量吸水率：Wm=（m1—m2）/mX100%體積吸水率：Wv=（m1—m）/V0X100%Wv/Wm=ρ/ρH2OWv=WmXρ0Wm〈100%用Wm表示W(wǎng)m〉100%用Wv表示跟孔隙有關(guān)：微細(xì)而連通的孔隙，吸水率較大封閉的孔隙，吸水率較小較粗大孔隙，水分易滲入，但不易保留，僅起濕潤(rùn)孔壁作用，吸水率較小跟潤(rùn)濕角有關(guān)，即親、憎水性跟P有關(guān)，即孔隙的多少2、吸濕性：吸收空氣中水份的能力。含水率：W含=（mh—md）/mdX100%解釋氣干狀態(tài)及平衡含水率與潤(rùn)濕角有關(guān)與總表面積有關(guān)與溫、濕度有關(guān)對(duì)材料性能影響：如木材吸濕，膨脹變形，強(qiáng)度降低3、耐水性：長(zhǎng)期在飽和水作用下，不產(chǎn)生破壞，強(qiáng)度也不顯著降低。K軟=f飽/f干K=0~1K〉0．80耐水材料舉例4、抗凍性：吸水飽和狀態(tài)下，材料能經(jīng)受多次凍結(jié)、融化作用而不破壞，強(qiáng)度無(wú)顯著降低的性質(zhì)。（—15度~20度循環(huán)）對(duì)于冬季室外設(shè)計(jì)溫度低于—15度的重要工程，對(duì)抗凍性有要求。凍融破壞原因：孔隙水結(jié)冰膨脹；材料內(nèi)外溫差，應(yīng)力差用Fn表示與孔隙率有關(guān)；孔隙大小有關(guān)；孔隙特征有關(guān)5．抗?jié)B性：定義，K表示第二節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)一、材料的強(qiáng)度：材料抵抗外力作用下而引起破壞的能力。（圖示）結(jié)構(gòu)材料，抗壓強(qiáng)度可表示強(qiáng)度。（鋼材根據(jù)抗拉強(qiáng)度）建筑材料標(biāo)號(hào)表示極限強(qiáng)度不同材料比較可用比強(qiáng)度表示f/ρ0比強(qiáng)度是衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)的指標(biāo)影響因素：材質(zhì)；孔隙大小、多少；試驗(yàn)條件；二、彈性和塑性彈性：外力作用下變形，卸去外力恢復(fù)原狀。塑性：外力作用下變形，卸去外力不能恢復(fù)原狀。三、脆性和韌性脆性：材料在外力作用下直至破壞前并無(wú)明顯的塑性變形，而發(fā)生突然破壞的性質(zhì)。如：磚、石、陶瓷、玻璃力學(xué)表征：抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，主要作為承壓件韌性：材料在沖擊、震動(dòng)荷載作用下，吸收較大的能量，同時(shí)也能產(chǎn)生較大的變形而不致破壞的性質(zhì)。如：鋼、木力學(xué)表征：抗壓強(qiáng)度約等于抗拉強(qiáng)度，可獨(dú)立使用。四、硬度和耐磨性硬度：材料抵抗其他較硬物體壓入或刻劃的能力。礦物分十級(jí)，用刻劃法建筑材料一般用壓入法有時(shí)可用硬度間接推算材料強(qiáng)度耐磨性：材料抵抗磨損的能力。與硬度、強(qiáng)度及內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。第四節(jié)材料的耐久性材料在長(zhǎng)期使用過(guò)程中能保持原有性能而不變質(zhì)、破壞的性質(zhì)。影響因素：1、物理作用：干濕交替、溫度變化、凍融循環(huán)2、化學(xué)作用：酸、堿、鹽及有害氣體的侵蝕作用3、生物作用：菌類及蟲(chóng)蛀4、大氣作用：老化5、機(jī)械作用：耐磨、疲勞等第三章氣硬性膠凝材料概述：膠凝材料：在一定條件下，通過(guò)一系列變化而能把其他材料膠結(jié)成具有強(qiáng)度的整體材料。特點(diǎn)：具有粘結(jié)力，能將散粒材料粘結(jié)成整體，并具有強(qiáng)度分為：有機(jī)：如瀝青、樹(shù)脂、橡膠無(wú)機(jī)：氣硬性，只能在空氣中硬化，如石灰、石膏水硬性，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，如水泥第一節(jié)石灰一、原料、制取原料：石灰?guī)r、白堊、大理石、白云石（原料來(lái)源廣，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低廉）均含CaCo3，還含有少量MgCo3，SiO2，Al2O32、CaCo3==CaO+CO2—178Kg/mol伴生：MgCo3==MgO+Co2也可在制乙炔中得到消石灰CaC2+H2O==C2H2+Ca（OH）2二、石灰的分類：1、按MgO含量分1）鈣質(zhì)石灰MgO小于等于5%2）鎂質(zhì)石灰MgO大于5%2、按成品的加工方法分：1）塊灰生石灰2）消石灰粉3）石灰膏三、石灰的熟化與硬化：1、石灰的水化反應(yīng)：CaO+H2O==Ca（OH）2+64。9KJ/mol特點(diǎn)：水化反應(yīng)快，放熱量大，體積膨脹1~2。5倍2、石灰的硬化：1）干燥硬化、結(jié)晶硬化石灰漿在干燥過(guò)程中，失去水產(chǎn)生毛細(xì)管壓力，使Ca（OH）2顆粒間緊密接觸，產(chǎn)生一定的搭接；水份蒸發(fā)使原先溶解于水的Ca（OH）2析出膠體，并逐步變?yōu)榫w。特點(diǎn)：易溶解，再遇水時(shí)會(huì)使強(qiáng)度降低，因此不是水硬性2）碳化硬化Ca（OH）2+CO2+nH2O==CaCO3+（n+1）H2O生成CaCO3晶體互相共生，或在石灰砂漿中與砂粒共生，形成緊密交織的結(jié)晶網(wǎng)，強(qiáng)度提高。但由于CO2濃度低，碳化不徹底。特點(diǎn)：硬化慢，強(qiáng)度低，不耐水。四、欠、過(guò)火石灰的危害性。1、正常石灰：多孔，孔隙率大，晶粒細(xì)小，體積密度小，與水作用速度快。2、欠火石灰：成因：煅燒時(shí)間不足；煅燒溫度過(guò)低；料塊尺寸過(guò)大現(xiàn)象：CaCO3未完全分解，有內(nèi)核，色偏暗、重、不均勻。危害：僅降低石灰利用率，產(chǎn)漿量，產(chǎn)品等級(jí)降低。解決方法：篩除3、過(guò)火石灰：成因：煅燒時(shí)間太長(zhǎng)；煅燒溫度過(guò)高；原料中粘土量較多，煅燒后形成鋁硅酸鹽（釉質(zhì)）表面包覆?，F(xiàn)象：結(jié)構(gòu)致密，孔隙率較小，體積密度大，且晶粒粗大，甚至燒結(jié)，表面光澤。危害：與水反應(yīng)極慢，有10天~數(shù)年，易在已熟化的石灰內(nèi)開(kāi)始熟化，膨脹，引起開(kāi)裂、隆起、起泡解決方法：陳伏、篩除、磨細(xì)五、石灰的性質(zhì)：可塑性好生石灰吸濕性好、保水性好凝結(jié)硬化慢、強(qiáng)度低體積收縮大——應(yīng)加砂、麻刀、紙筋等，不宜單獨(dú)使用耐水性差——不宜用于潮濕環(huán)境六、石灰的儲(chǔ)運(yùn)：防潮防水（CaO），防碳化（Ca（OH））嚴(yán)禁與易燃易爆品混裝混運(yùn)存放期小于等于一個(gè)月，隨用隨化第二節(jié)石膏一、原材料：天然二水石膏CaSO4。2H2O，天然無(wú)水石膏CaSO4二、生產(chǎn)：破碎——加熱——磨細(xì)CaSO4。2H2O————CaSO4。1/2H2O+3/2H2O107~170度為建筑石膏、模型石膏125度，0。13Mpa為高強(qiáng)石膏三、半水石膏的凝結(jié)與硬化：凝結(jié)：失去可塑性的過(guò)程，自由水份減少硬化：產(chǎn)生強(qiáng)度的過(guò)程，漿體變硬，強(qiáng)度逐漸增長(zhǎng)2CaSO4。1/2H2O+3H2O————2CaSO4。2H2O+J溶解——水化——沉淀——析晶特點(diǎn)：多孔，凝結(jié)快凝結(jié)、硬化是一個(gè)連續(xù)交錯(cuò)不斷進(jìn)行的四、性質(zhì)表觀密度小、強(qiáng)度低凝結(jié)硬化快孔隙率大、導(dǎo)熱率小凝固時(shí)體積微膨脹吸濕性強(qiáng)、耐水性差防火性好五、應(yīng)用：抹灰、粉刷制作石膏板第四章水泥本章目的：掌握水泥的技術(shù)性質(zhì)、質(zhì)量要求及如何選用水泥，了解專用水泥及特性水泥的組成和性質(zhì)特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。水硬性材料已有一百多年歷史，波特蘭水泥（世界上通稱）硅酸鹽水泥（我國(guó)）第一節(jié)硅酸鹽水泥一、生產(chǎn)簡(jiǎn)述：（兩磨一燒）1、石灰石（CaO）按比例煅燒存放20天混合磨細(xì)粘土（Al、Si）}———生料———熟料———加石膏——水泥成品鐵礦粉（Fe）混合磨細(xì)1450度冷卻到室溫關(guān)鍵是配料、煅燒加石膏是為了調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間，應(yīng)適量如在加石膏的同時(shí)加混合材料，則為其它品種水泥2、生成物：C3S37~60%C2S15~37%C3A7~15%C4AF10~18%所以稱之為硅酸鹽水泥其中可能存在的有害成分：少量游離CaO游離MgO過(guò)量石膏粘土中原有K、Na，燃燒后仍有R2O堿份二、礦物成份及特征看書(shū)中表格，比較出其特點(diǎn)三、凝結(jié)與硬化1、水化作用C3S+H2O——CSH+Ca（OH）2C2S+H2O——CSH+Ca（OH）2C3A+H2O——CAHC4AF+H2O——CFH+CAHCAH+CaSO4+H2O——CASH（1。5~2。0）膨脹，石膏過(guò)多有害總結(jié)產(chǎn)物：CSH、CFH凝膠CASH、CAH、Ca（OH）2是晶體強(qiáng)度主要來(lái)源于凝膠2、凝結(jié)硬化的過(guò)程：目前尚無(wú)定論3、影響凝結(jié)硬化的主要因素：1）石膏對(duì)水泥凝結(jié)硬化有緩凝作用2）環(huán)境溫、濕度的影響。四、水泥的主要技術(shù)性質(zhì)：1、細(xì)度：水泥顆粒的粗細(xì)程度。愈細(xì)水化愈快，早強(qiáng)較高，硬化收縮較大，成本較高，易受潮硅酸鹽水泥：透氣式比表面積儀測(cè)定：比表面積應(yīng)大于300m2/Kg其它水泥：篩析法：0。080mm方孔篩篩余量應(yīng)小于等于10%否則為不合格品2、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為測(cè)定其它性質(zhì)提供一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)稠度儀測(cè)定，500g水泥、142。5ml水，在攪拌后測(cè)定稠度，S=28=—2mm否則要調(diào)整3、凝結(jié)時(shí)間：初凝：從加水開(kāi)始到失去流動(dòng)性所用時(shí)間應(yīng)不早于45分鐘，否則為廢品終凝：從加水到完全失去可塑性并產(chǎn)生強(qiáng)度所用時(shí)間。硅酸鹽水泥：應(yīng)遲于390分鐘其它水泥：應(yīng)不遲于10小時(shí)，否則為不合格品影響因素：1）熟料中鋁酸三鈣含量高，石膏摻量不足，則快硬2）水泥細(xì)度愈細(xì)，水化愈快，凝結(jié)愈快3）水灰比愈小，凝結(jié)時(shí)溫度愈高，凝結(jié)愈快4）混合材料摻量大，凝結(jié)慢4、體積安定性：硬化后體積變化的穩(wěn)定性。不良原因：含過(guò)量CaO、MgO遇水反應(yīng)膨脹過(guò)量石膏遇鋁酸三鈣反應(yīng)膨脹測(cè)定方法：沸煮餅法或雷氏法只測(cè)CaO；MgO——用壓蒸法——不得超過(guò)5。0%石膏——水中長(zhǎng)期觀察——不得超過(guò)3。5%5、強(qiáng)度：水泥力學(xué)性能的一種量度，是評(píng)定水泥標(biāo)號(hào)的依據(jù)。測(cè)定方法：C（450+—2g）S（1350+—5g）W（225+—1ml）準(zhǔn)備——加水、加水泥——開(kāi)動(dòng)、低速30S——再低速30S加砂——停90S——刮干凈葉片——再拌快60S——制成試塊——20+—2度水中養(yǎng)護(hù)——28天測(cè)其抗壓、抗折強(qiáng)度影響因素：熟料的礦物組成，細(xì)度評(píng)定方法6、水化熱：水泥與水之間化學(xué)反應(yīng)放出熱量。效果：水化熱大，對(duì)冬季施工有利對(duì)大體積工程有害影響因素：礦物組成、細(xì)度、摻加料、外加劑五、水泥石的腐蝕與防護(hù)：1、腐蝕的三大類型：1）溶出性腐蝕：水泥中Ca（OH）2溶于水，一般為流動(dòng)水或壓力水2）溶解性腐蝕：水泥中的物質(zhì)于酸、堿、鹽等物質(zhì)反應(yīng)生成易溶于水的物質(zhì)并被水帶走3）膨脹性腐蝕：硫酸鹽與Ca（OH）2反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣又于水化鋁酸鈣反應(yīng)生成膨脹性的高硫型水化硫鋁酸鈣4）雙重腐蝕：鎂鹽腐蝕，既是溶解性腐蝕又是膨脹性腐蝕2、腐蝕的內(nèi)因：水泥石本身不密實(shí)，有很多通道；水泥石中存在易被腐蝕成分；腐蝕與通道相互作用加劇腐蝕進(jìn)行。六、水泥的儲(chǔ)存：防潮防水；存放方式：不同廠、品種、標(biāo)號(hào)、批號(hào)分別存運(yùn)，堆高不超過(guò)10袋，每立方米堆放一噸；存放期限不超過(guò)三個(gè)月第二節(jié)摻混合材料的硅酸鹽水泥優(yōu)點(diǎn)：改善原水泥性能，增加性能，提高產(chǎn)量，節(jié)約熟料，降低成本，擴(kuò)大水泥使用范圍。一、混合材料：1、非活性混合材料：是指在水泥中主要起填充作用而不損害水泥性能的礦物質(zhì)材料。（不起化學(xué)反應(yīng)或反應(yīng)很小。常見(jiàn)品種：磨細(xì)石英砂、石灰石、粘土、慢冷礦渣摻入目的：調(diào)整水泥標(biāo)號(hào)，增加水泥摻量，降低水化熱。（填充性混合材料）2、活性混合材料是指具有火山灰性、潛在水硬性的礦物質(zhì)材料。（摻入起化學(xué)反映）粒化高爐礦渣是煉鋼高爐的熔融礦渣經(jīng)水淬冷形成的疏松顆粒含活性SiO2、Al2O3、CaO火山灰質(zhì)混合材料是含活性SiO2、Al2O3的礦物質(zhì)材料，在常溫下與石灰、水作用，能生成水硬性的化合物質(zhì)稱火山灰性，具有火山灰性的礦物質(zhì)材料成分不一定，所以不一定都耐腐蝕。粉煤灰是燃煤發(fā)電廠電收塵器收集的細(xì)灰含活性SiO2、Al2O3二、常見(jiàn)幾種摻混合材料的硅酸鹽水泥1、普通硅酸鹽水泥P。O熟料+6%~15%混合材料+適量石膏2、礦渣硅酸鹽水泥P。S熟料+20%~70%粒化高爐礦渣+適量石膏3、火山灰硅酸鹽水泥P。P熟料+20%~50%火山灰質(zhì)混合材料+適量石膏4、粉煤灰硅酸鹽水泥P。F熟料+20%~40%粉煤灰+適量石膏5、復(fù)合水泥熟料加上兩中或兩種以上規(guī)定的混合材料、適量石膏三、比較六大水泥的異同點(diǎn)組成性能使用范圍四、水泥等級(jí)的劃分按水泥強(qiáng)度或標(biāo)號(hào)；以及凝結(jié)時(shí)間來(lái)劃分第五章混凝土及砂漿6.1概述：定義：指由膠凝材料、骨料、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。分類1、按膠結(jié)材料不同分：無(wú)機(jī){水泥類石膏類鎂質(zhì)水泥類硫磺類有機(jī){聚合物聚合物浸漬瀝青2、按表觀密度分類：1）重混凝土：密度大于2500重骨料或鋇水泥、鍶水泥，防輻射2）普通混凝土：密度在1950~2500之間，承重結(jié)構(gòu)3）輕混凝土：密度小于1950，絕熱、隔熱材料或輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料3、按用途分4、按強(qiáng)度等級(jí)分：5、按生產(chǎn)和施工方法分三、特點(diǎn)原材料豐富，成本低具有石材一般的強(qiáng)度和耐久性，但又優(yōu)于石材性能可調(diào)較好的可塑性整體性強(qiáng)，抗震性高維修費(fèi)用低自重大抗拉強(qiáng)度低，脆性材料傳熱快需養(yǎng)護(hù)時(shí)間，生產(chǎn)周期長(zhǎng)強(qiáng)度波動(dòng)因素多四、對(duì)砼的基本要求：工作性強(qiáng)度耐久性經(jīng)濟(jì)性6.2砼的組成材料基本組成材料:水泥,水,砂,石其中砂石起骨架作用,稱之為骨料,占大多數(shù)水泥起膠凝,填充,潤(rùn)滑,包裹作用一,細(xì)骨料:砂指粒徑在150um~4.75mm之間的巖石顆粒1,粗細(xì).顆粒級(jí)配粗細(xì):不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸬钠骄旨?xì)程度.顆粒級(jí)配:粒級(jí)大小不同砂粒相互組配的情況.要求:表面積較小;空隙小/省水泥用篩分析法測(cè)定:稱500克干砂,篩分后,測(cè)篩余量,計(jì)算分計(jì)篩余,累計(jì)篩余由累計(jì)篩余計(jì)算細(xì)度模數(shù)MxMx=(A2+A3+A4+A5+A6-5A1)/(100-A1)例:篩孔尺寸4.75（mm）2.36（mm）18（mm）600(um)300(um)150(um)＜150(um)篩余量（kg）52513024060400分計(jì)篩余:1%5%26%48%12%8%累計(jì)篩余:1%6%32%80%92%100%A1A2AMx=(6+32+80+92+100-5x1)/(100-1)=3.1按規(guī)范Mx=3.1~3.7粗砂2.3~3.0中砂6~2.2細(xì)砂7~1.5特細(xì)砂所以判定為粗砂再根據(jù)書(shū)中圖表判定顆粒級(jí)配為1區(qū)2,砂的主要物理性質(zhì);1)有關(guān)密度:近似密度:2.60~2.70g/cm3松堆積密度:1.35~1.65g/cm32)砂的含水狀態(tài)a,完全干燥b,氣干狀態(tài)c,飽和面干,工程中常用狀態(tài)d,含水濕潤(rùn)3)有害物質(zhì):a,含泥量及泥塊含量降低強(qiáng)度,耐久性b,云母降低強(qiáng)度耐久性c,輕物質(zhì)強(qiáng)度下降d,硫化物和硫酸鹽鋼筋銹蝕,強(qiáng)度耐久性降低e,有機(jī)質(zhì)腐蝕水泥f,氯鹽腐蝕鋼筋二,粗骨料,石子指粒徑在4.75mm以上的巖石顆粒1,顆粒級(jí)配及最大粒徑:1)原理與砂大致相同,篩分法2.65~90mm2)分為連續(xù)粒級(jí)和單粒級(jí) 其中連續(xù)粒級(jí)配制砼一般工作`性良好,不易發(fā)生離析,是常用骨料單粒級(jí)可以避免連續(xù)粒級(jí)中的較大粒級(jí)在堆放及裝卸過(guò)程中的離析現(xiàn)象,可通過(guò)不同組合,配制不同級(jí)配石子,間斷粒級(jí)砼易于離析,工作性差可對(duì)照表格得出級(jí)配情況.3)應(yīng)在條件允許下,選用較大的最大粒徑參照施工條件:粗骨料最大粒徑不得超過(guò)結(jié)構(gòu)截面最小尺寸得當(dāng)1/4,不得大于鋼筋間最小凈距的3/4,不超過(guò)板厚的1/22,有害物質(zhì):a,含泥量及泥塊含量降低強(qiáng)度,耐久性b,云母降低強(qiáng)度耐久性c,輕物質(zhì)強(qiáng)度下降d,硫化物和硫酸鹽鋼筋銹蝕,強(qiáng)度耐久性降低e,有機(jī)質(zhì)腐蝕水泥f,氯鹽腐蝕鋼筋g,針片狀顆粒含量3,強(qiáng)度與堅(jiān)固性1)強(qiáng)度a,立方體抗壓強(qiáng)度b,壓碎指標(biāo)值2)堅(jiān)固性,即抗風(fēng)化能力三,水泥最重要的材料1)作用:膠結(jié),潤(rùn)滑,填充,包裹2)量多,則流漿,且成本提高;量少,則無(wú)法成型3)水泥品種:根據(jù)環(huán)境,工程不同水泥標(biāo)號(hào):為砼強(qiáng)度的1.5~2倍;高強(qiáng)砼可取0.9~1.5倍四,水一般用可飲用水6.3混凝土混合料的和易性一,概念:指砼在攪拌.運(yùn)輸.澆灌等過(guò)程中易于操作,能保持均勻而不發(fā)生離析的性能.包括:1)流動(dòng)性:指混合料在本身自重或施工機(jī)械振搗作用下克服內(nèi)摩阻力而產(chǎn)生流動(dòng),從而能均勻地填滿模殼內(nèi)各部位的一種性能.(反映稠度,常用坍落度評(píng)定)2)粘聚性:指砼拌合物在施工過(guò)程中具有一定粘聚力,使骨料在水泥漿中均勻分布,而不致產(chǎn)生分層和離析現(xiàn)象的性能.(反映拌合物的均勻性)3)保水性:指砼拌合物在施工過(guò)程中具有一定保持水分的能力.(反映拌合物的穩(wěn)定性)二,和易性的測(cè)定:1,流動(dòng)性的測(cè)定:(坍落度法)(簡(jiǎn)述試驗(yàn)過(guò)程及注意事項(xiàng))結(jié)果分為:塑性砼:大于10cm低塑性砼:2~8cm干硬性砼:約等于0流態(tài)砼:大于20cm坍落度法適用于坍落度大于1cm的砼,小于該值時(shí)可用比如維勃稠度法.2,保水性.粘聚性(根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷)三,影響和易性的因素:1,水泥漿的用量:漿多,流動(dòng)性大,但易于流漿,粘聚性差,且對(duì)強(qiáng)度.耐久性產(chǎn)生一定影響;漿少,干澀,易崩塌,粘聚性差2,用水量:量多,水泥漿稀而少量少,水泥漿稠而多3,水灰比:W/C較小,水泥漿較稠,砼拌合物流動(dòng)性也較小,當(dāng)W/C小至\值以下,會(huì)造成混凝土施工困難.W/C過(guò)大,水泥漿變稀,產(chǎn)生嚴(yán)重離析及泌水現(xiàn)象.常用W/C=0.40~0.754,砂率:指砼內(nèi)砂的質(zhì)量占砂.石總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù).砂率過(guò)大,骨料的空隙率和總表面積增加,在一定數(shù)量水泥漿條件下,砼拌合物會(huì)顯得干稠,流動(dòng)性減小.砂率過(guò)小,砂漿數(shù)量不足,不能保證骨料周圍形成足夠的砂層也會(huì)降低砼拌合物的流動(dòng)性,同時(shí)還嚴(yán)重影響粘聚性和保水性.故應(yīng)選擇最佳砂率5,其它因素1)水泥品種2)骨料物理性質(zhì)外加劑時(shí)間.溫度6.4砼的強(qiáng)度一,砼強(qiáng)度的來(lái)源:1.水泥石強(qiáng)度2.水泥與骨料之間的粘結(jié)力3.骨料本身強(qiáng)度二,砼破壞的形式1.水泥石破壞2.界面破壞3.骨料破壞.三.砼的抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí):1.150cmX150cmX150cm標(biāo)準(zhǔn)立方體試件:標(biāo)準(zhǔn)條件:溫度20+-3C,相對(duì)濕度90%以上28天后測(cè)得砼立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu2.求砼立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k強(qiáng)度保證率為95%3.劃分為C7.5~C80共16個(gè)等級(jí)四.砼的軸心抗壓強(qiáng)度:fcp約等于(0.70~0.80)fcu五.抗拉強(qiáng)度:只有抗壓強(qiáng)度的1/10~1/20六.砼與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度:強(qiáng)度來(lái)源:砼與鋼筋之間的磨擦力;鋼筋與水泥石之間的粘結(jié)力;變形鋼筋的表面機(jī)械嚙合力七.影響砼強(qiáng)度的主要因素:1.水灰比與水泥標(biāo)號(hào):(決定性因素)1)標(biāo)號(hào)越高,強(qiáng)度越大2)標(biāo)號(hào)一定時(shí),砼強(qiáng)度主要取決于水灰比大小fcu=αa.fce(C/W-αb)fce----水泥的實(shí)際強(qiáng)度富余系數(shù)為1.13碎石αa=0.46αb=0.07卵石αa=0.48αb=0.332.骨料的影響:1)雜質(zhì)過(guò)多,品質(zhì)低劣會(huì)降低砼強(qiáng)度2)碎石與卵石的不同;碎石更宜配制高強(qiáng)砼3.養(yǎng)護(hù)條件:溫度.濕度影響1)溫度上升,強(qiáng)度發(fā)展加快反之溫度在4C以下砼強(qiáng)度增長(zhǎng)率急劇下降2)濕度大,強(qiáng)度發(fā)展快濕度小,干燥,強(qiáng)度停止發(fā)展4.齡期:與水泥相似fn/f28=lgn/lg285.試驗(yàn)條件;尺寸越大,測(cè)定值越小原因:環(huán)箍效應(yīng)尺寸大,出現(xiàn)缺陷幾率大大試件難以充分養(yǎng)護(hù)大試件骨料集中在中央,砂漿相對(duì)難以到達(dá)外側(cè).換算八.提高強(qiáng)度因素采用高標(biāo)號(hào)水泥;采用W/C小,用水量少的干硬性水泥采用濕熱處理,蒸氣養(yǎng)護(hù)或蒸壓養(yǎng)護(hù)采用機(jī)械攪拌.振搗摻入早強(qiáng)劑或減水劑可復(fù)合使用6.5混凝土的變形性能一,非荷載作用下的變形:1.化學(xué)收縮:不可恢復(fù)收縮,無(wú)破壞,但可能有小裂縫.2.干濕變形:1)濕脹小,無(wú)害;2)干縮危害較大,耐久性破壞.3.溫度變形:1)對(duì)大體積工程有害2)原因:內(nèi)外溫差,內(nèi)外拉應(yīng)力3)解決方法:設(shè)伸縮縫,設(shè)溫度鋼筋二,荷載作用下的變形:徐變:1)有利:消除鋼筋混凝土內(nèi)應(yīng)力集中,是應(yīng)力重新分布,是應(yīng)力集中緩解;消除大體積工程中溫度變形產(chǎn)生應(yīng)力;2)不利:使鋼筋預(yù)加應(yīng)力受損.6.6混凝土耐久性耐久性與強(qiáng)度同等重要一,抗?jié)B性:1.指砼抵抗壓力水滲透作用的能力.(關(guān)系到砼的阻水能力,直接影響抗凍性和抗腐蝕性的強(qiáng)弱.)2.原因:1)水泥漿體內(nèi)部的毛細(xì)孔孔隙形成的連通的滲水通道;2)是水泥漿中多余水分蒸發(fā)而留下的孔,泌水作用伴生的毛細(xì)孔道;3)骨料與水泥漿體界面處存在的裂縫以及骨料下部聚積的水膜形成孔穴;4)施工不良,振搗不密及裂縫3.與水灰比有關(guān)水灰比:0.50~0.550.55~0.600.60~0.650.65~0.75抗?jié)B標(biāo)號(hào)P8P6P4P24.用抗?jié)B標(biāo)號(hào)表示:28d抗?jié)B試件,測(cè)得抗?jié)B等級(jí)用Pn表示,解釋二,抗凍性:指砼在水飽和狀態(tài)下,能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞,同時(shí)也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能.影響因素:砼中孔隙大小,構(gòu)造,數(shù)量以及充水程度環(huán)境的溫濕度經(jīng)歷凍融次數(shù)3.抗凍等級(jí)表示:28d試件,吸水飽和后測(cè)能承受的凍融次數(shù)用Fn表示解釋4.提高措施:1)使用引氣劑或塑化劑2)適量減水劑三,抗腐蝕性:與水泥一致四,抗碳化:指空氣中CO2及水與水泥石中Ca(OH)2作用生成碳酸鈣和水,并由表及里向水泥漿體內(nèi)部逐漸擴(kuò)散的過(guò)程.影響:使堿度降低,減弱對(duì)鋼筋的保護(hù)作用,鋼筋銹蝕,體積膨脹,砼斷裂;碳化使砼顯著收縮,由于砼碳化層產(chǎn)生收縮,對(duì)其核心形成壓力而在表面層產(chǎn)生拉應(yīng)力,形成微細(xì)裂縫,使砼的抗拉.抗折強(qiáng)度降低碳化作用產(chǎn)生CaCO3,填充水泥石孔隙,碳化放出水分有助于水泥水化作用,因而提高碳化層的密實(shí)度及抗壓強(qiáng)度.總之害多利少3.提高措施:選用普通水泥或硅酸鹽水泥;采用較小水灰比;環(huán)境溫度:<25%水分少碳化停止達(dá)100%無(wú)CO2碳化停止4)硬化條件:潮濕環(huán)境或水中養(yǎng)護(hù),水化程度高,砼較密實(shí),不易碳化五,混凝土的堿—骨料破壞:堿與骨料中活性SiO2反應(yīng),生成堿—硅酸凝膠,吸水膨脹3倍以上反應(yīng)條件:堿;活性SiO2;水解決方法:控制各條件六,提高耐久性措施:合理選擇水泥品種;選用質(zhì)量良好.技術(shù)條件合格砂.石;水灰比.水泥用量的控制;外加劑的選用;施工;6.7混凝土的外加劑一,分類:改善砼拌合物流變性能調(diào)節(jié)砼凝結(jié)時(shí)間,硬化性能改善砼耐久性改善砼其它性能二,減水劑:陰離子型表面活性劑經(jīng)濟(jì)效果:增大流動(dòng)性(W/C不變,W不變,流動(dòng)性增大)提高強(qiáng)度(C不變,W/C減小,W減小,強(qiáng)度增大)節(jié)約水泥(W/C不變,W減小,C減小)常用品種:木質(zhì)素系減水劑:木鈣.木鈉副作用:緩凝1~3h;引氣,降強(qiáng)度萘系減水劑樹(shù)脂系減水劑(效果最好,但最貴)三,早強(qiáng)劑:1.氯鹽:CaCl2最早使用,最普遍使用,價(jià)低1)機(jī)理:易溶于水,與C3A反應(yīng)生成不溶性復(fù)鹽水化氯鋁酸鈣;與Ca(OH)2反應(yīng)生成氧氯化鈣析晶,降低堿度,使C3S水化反應(yīng)易于進(jìn)行2)副作用:氯鹽銹蝕鋼筋,應(yīng)加阻銹劑后強(qiáng)降低,干縮.徐變?cè)龃?抗硫酸鹽性變差3)注意事項(xiàng):在鋼筋混凝土中,摻量不得超過(guò)水泥重量的1%,必須振搗密實(shí),不宜蒸養(yǎng).2.硫酸鹽Na2SO41)機(jī)理:Na2SO4+Ca(OH)2--------CaSO4/NaOH+CAH/H2O-----CASH增加了固相,并促進(jìn)C3S.C2S的反應(yīng)2)副作用:增加了NaOH,若骨料中有活性骨料,出現(xiàn)堿骨料破壞3)注意事項(xiàng):嚴(yán)禁使用于含活性骨料得當(dāng)砼使用于不允許摻用氯鹽的砼3.三乙醇胺N(CH2CH2OH)3非離子型表面活性劑,呈堿性,對(duì)鋼筋生銹有一定抑制作用三乙醇胺+NaCl素砼或普通砼三乙醇胺+NaCl+NaNO2三乙醇胺+石膏+NaNO2大跨度結(jié)構(gòu).高強(qiáng)砼.預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土四.引氣劑松香熱聚物,松香皂效果:W減少,增加粘性,減小泌水性,提高砼抗?jié)B性變形能力增大,使彈性模量降低,砼具有較高的抗裂性和抗沖擊性不易因溫濕度劇烈變化而產(chǎn)生裂縫空氣含量每增加1%,砼的抗壓強(qiáng)度下降約5%~6%注意:嚴(yán)格掌握摻用量Dmax=10mm,摻量不超過(guò)7%;Dmax=40mm時(shí),不宜超過(guò)4.5%五.外加劑選擇和使用:根據(jù)工程需要來(lái)選擇摻量的確定摻加方法:不溶于水的:先干拌,再濕拌溶于水的:先配成水溶液,再加入砼中攪拌.6.8砼配合比設(shè)計(jì)一.配合比設(shè)計(jì)要求:工作性.強(qiáng)度.耐久性.經(jīng)濟(jì)性二.配合比設(shè)計(jì)中表示方式:1m3砼中各材料的用量如:Kg/m3C:S:G:W=400:600:1200:200水泥質(zhì)量為1時(shí),各材料間質(zhì)量比如:C:S:G:W=1:1.50:3.00:0.50三.重要的配量參數(shù):W/CC(W)βs四.設(shè)計(jì)步驟:1.確定砼配制強(qiáng)度:fcu,I=fcu,k+1.645σσ------強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差可以計(jì)算,也可查表:fcu,k<C20C20~C35>=C35σ4.05.06.02.初步確定水灰比:fcu,i=A.fce(C/W-B)W/C=A.fce/(fcu,i+A.B.fce)確定用水量:mw0(查表)計(jì)算mc0=C/W.mw0確定砂率:βS可用計(jì)算法,也可用查表法舉例計(jì)算砂.石用量:1)體積法:假設(shè)砼一立方米絕對(duì)體積等于各組成材料絕對(duì)體積加空氣含量體積之和C/ρc+S/ρs+G/ρg+W/ρw+10α=1000{βs=S/(S+G)a------空氣含量,不使用引氣劑時(shí)取1ρc-------取3.1g/cm3ρw=1.0g/cm32)質(zhì)量法:假設(shè)1m3砼質(zhì)量=各材料質(zhì)量數(shù)之和C+S+G+W=ρ0h{βs=S/(S+G)mcp=ρ0hx1建議ρ0h取值為<C202360;C20~C402400;>C4024507.調(diào)整配合比:用15升分別做3組試驗(yàn)W/C+0.05W/CW/C-0.05W0.S0.G0不變調(diào)整C0,分別測(cè)和易性,28天抗壓強(qiáng)度,得出最適合的實(shí)驗(yàn)室配合比.8.修正配合比:δ=mcp/(co+so+go+wo)c=δXco;s=δXso;g=δXgo;w=δXwo9.施工配合比調(diào)整:砂含水a(chǎn)%;石含水b%c’=cs’=s+sXa%G’=G+GXb%W’=W-SXa%-GXb%4．4．2摻減水劑混凝土配合比設(shè)計(jì)1）當(dāng)摻減水劑的目的為改善和易性時(shí)，其它不變，增大砂率，重新計(jì)算砂石量，再試配調(diào)整。2）當(dāng)摻入減水劑的目的是為了提高混凝土強(qiáng)度基準(zhǔn)配合比為C0；W0；S0；G0；βs減水劑的減水率a%，摻量b%則水泥用量：C＝C0用水量：W＝W0X（1－a%)減水劑用量：CXb%砂率適當(dāng)減小，定為βs’砂用量為S＝（ρ0h計(jì)－C－W）Xβs’石用量為G＝（ρ0h計(jì)－C－W）X（1－βs’）再試配調(diào)整。3）當(dāng)摻入減水劑的目的是為了節(jié)約水泥：基準(zhǔn)配合比為C0；W0；S0；G0；βs減水劑的減水率a%，摻量b%W＝W0X（1－a%）C＝W/(w/c)砂用量:S＝（ρ0h計(jì)－C－W）Xβs’石用量:G＝（ρ0h計(jì)－C－W）X（1－βs’）再試配調(diào)整4．4．3摻粉煤灰混凝土配合比設(shè)計(jì)一般用超量取代法混凝土超強(qiáng)較大或配制大體積混凝土，用等量取代法為改善混凝土和易性，外加法按體積法計(jì)算1）等量取代法基準(zhǔn)配合比為C0；W0；S0；G0；選一個(gè)與基準(zhǔn)配合比相等或較小的水灰比粉煤灰等量取代水泥量（f%）則F＝C0Xf%C＝C0－FW＝W0/C0X(C+F)水泥與粉煤灰的漿體體積VpVp＝C/ρc+F/ρf+W砂石總體積VA＝1000（1－a）－Vp砂用量:S＝VAXβsXρs石用量G＝VAX（1－βs）Xρg2）基準(zhǔn)配合比為C0；W0；ms0；mg0；粉煤灰等量取代水泥量（f%）則總摻量Ft，取代水泥量為F，超量部分為FeF＝C0Xf%Ft＝KXFFe＝（K－1）XF水泥量為：C＝C0－F砂用量為S＝S0－(Fe/ρf)Xρs3)外加法基準(zhǔn)配合比為C0；W0；S0；G0；粉煤灰等量取代水泥量（fm%）Fm＝C0Xfm%Sm＝S0X(Fm/ρf)Xρs6.9其他混凝土一.輕混凝土:1.輕骨料混凝土:1)輕骨料:天然:浮石.火山渣等人造:陶粒.膨脹珍珠巖等;2)特性:和易性:流動(dòng)性差,應(yīng)多加水表觀密度小抗壓強(qiáng)度:強(qiáng)度等級(jí):CL5.0~CL503)應(yīng)用:隔熱.結(jié)構(gòu)尺寸小.降低工程費(fèi)用.節(jié)能.加層結(jié)構(gòu)2.大孔混凝土.也叫無(wú)砂混凝土3.多孔混凝土:不用骨料,加外加劑分為加氣混凝土和泡沫混凝土二.抗?jié)B混凝土:>=P61)普通抗?jié)B砼通過(guò)調(diào)整配合比方式2)外加劑抗?jié)B砼3)膨脹水泥抗?jié)B砼三.高強(qiáng)砼>=C60調(diào)整配合比及加外加劑6.10建筑砂漿1.也稱細(xì)骨料砼2.分類:1)根據(jù)用途分:砌筑砂漿抹面砂漿特種砂漿2)按膠凝材料分: