建筑材料教案

1、绪 论引言：1欣赏世界著名建筑 2以教学楼为例，让学生列举日常生活中认识的建筑材料一、建筑材料在工程建设中的重要作用（一）建筑材料的定义广义上建筑材料是指用于建筑工程中所有材料的总称。不仅包括构成建筑物的材料，而且包括在建筑工程施工中的一些辅助性材料。狭义上建筑材料是指组成建筑物的材料。（二）建筑材料在工程中的地位：1、不可缺少的物质基础2、影响工程质量劣质材料危害工程质量、影响使用、造成事故例：长沙某6层楼建筑施工期间，突然倒塌，经查，材料不合格引起的破坏。故材料在用于工程中时，一般要送试验室检验。3、决定工程造价和经济效益材料费/总造价 约 50%60%降低材料费用的主要途径：正确选材、就

2、地取材、合理利用、减少浪费、科学管理4、建筑材料与建筑结构和施工相互促进相互依存二、工程材料分类三、新型建筑材料的发展趋势1根据功能要求研发新材料2高分子材料应用日益广泛3用复合材料生产高性能的建材制品4充分利用工业废渣及廉价原材料生产建筑材料四、材料产品标准1.建筑材料的标准及其作用 $建材工业企业必须严格按技术标准进行设计、生产，以确保产品质量，生产出合格的产品。$建筑材料的使用者必须按技术标准选择、使用质量合格的材料，使设计、施工标准化，以确保工程质量，加快施工进度，降低工程造价。$供需双方，必须按技术标准规定进行材料的验收，以确保双方的合法权益。 &建筑材料的技术标准分为国家标

3、准、行业标准、地方标准、企业标准等，分别由相应的标准化管理部门批准并颁布。各级标准均有相应的代号，其表示方法由标准名称、标准代号、发布顺序号和发布年号组成。例如：2.建筑材料的标准分类：五、本课程学习方法1.本课程的作用 建筑材料是一门技术基础课，为学生学好其它专业课提供必要的基础知识。 2.本课程的内容 本课程主要讲述建筑工程中常用建筑材料的原材料及生产工艺、品种与规格、主要技术性质、质量标准、检验方法、应用和保管等基本知识。 掌握建筑材料的性能及其在工程中的应用，是学习本课程的重点。必须懂得如何选择和使用建筑材料。3.本课程的学习方法 坚持理论联系实际的学习方法； 重视试验课及习题，认真作

4、好试验和填写试验报告； 抓住专业学习的目的，掌握重点； 运用列表、对比等方法，加强记忆； 重视自学能力的培养。模块一 建筑材料与检测基本知识第一节 材料的化学组成、结构和构造一、材料的化学组成 元素组成化学组成 矿物组成二、材料的微观结构 晶体微观结构 玻璃体 胶体三、材料的构造 致密状构造微观结构 多孔状构造 微孔状构造 颗粒状构造 纤维状构造 层状构造四、材料的孔隙 孔隙率：孔隙在材料体积中所占比例 连通孔：影响吸水性、吸声性孔隙状况 孔隙连通性 连通（半封闭）孔：3大指标 封闭孔：影响保温性 粗大孔 孔隙直径 毛细孔 极细微孔第二节 材料的物理性质一、与质量有关的性质材料的体积构成：砖

5、钢筋 砂、石带有孔隙的材料 密实材料 带有空隙的材料学习四种密度时，注意它们之间的联系于对比分别说出上述上列三种材料的单位体积指的什幺？<引出>材料的四种密度 ：1材料的密度密度：单位体积物体的质量。（初中物理学）（1）密度：定义：材料在密实状态下单位体积物体的质量。表示：V 材料在密实状态下的体积。（固体物质部分所占的体积，不含孔、空隙）。测量：含有空隙的磨细通过0.25mm的筛，测其粉末的排水体积；密实的采用量尺法或排水法测定。（2）视密度：定义：材料在自然体积下不含开口孔隙时单位体积的质量。表示：V包含少量封闭孔隙而不含开口孔隙的颗粒体积测量：颗粒堆积材料直接采用排水法。（3

6、）体积密度：定义：材料在自然状态下单位体积质量。表示：V­0材料在自然状态下的体积（包含孔隙）。测量：涂腊排水。注：含水状态将影响到体积密度。（4）堆积密度：定义：颗粒材料再自然堆积状态下单位体积的质量。表示：材料的堆积体积。测量：松装体积紧密体积2.材料的孔隙率和密实度（1）密实度：定义：指在材料的自然体积中，被固体物质所充实的程度。表示：（2）孔隙率：定义：在材料自然体积中，孔隙体积所占的比例。表示： 3.材料的填充率和空隙率（1）填充率：定义：指在颗粒材料的堆积体积中，被颗粒纤维所填充的程度。表示：（2）空隙率：定义：在颗粒材料堆积体积中，颗粒间空隙体积所占的百分率。表示： 二

7、、材料与水有关的性质1.亲水性与憎水性常见的亲水性材料：木材、砖、石等。常见的憎水性材料：石蜡、沥青等。憎水性材料的工程上的作用：做防水材料或对亲水性材料做表面防水处理。2.吸水性定义：吸水性材料在水中吸水的性质。用吸水率表示。吸水率材料在吸水饱和状态下，所吸收水分的质量与材料干质量的百分比。表示：质量吸水率：式中：Wm材料的质量吸水率。Mb材料吸水饱和时的质量。M材料烘干至恒重时的质量。体积吸水率：式中：材料的质量吸水率。影响材料吸水性大小的因素：材料的亲水性、孔隙率、孔隙特征规律：具有大量开口连通细微孔隙的亲水性材料吸水性强。举例：乒乓球、脸盆3.吸湿性定义：吸湿性材料在潮湿环境中吸收水分

8、的性质。含水率 材料在自然状态下，所含水分质量与材料干质量的百分率。表示：式中：Wh材料的质量含水率。Ms材料含水时的质量。Mg材料烘干至恒重时的质量。影响材料含水大小的因素：材料的亲水性、孔隙率、孔隙特征、周围环境的温度和湿度平衡含水率-材料的含水率与外界湿度达到平衡时的含水率成为平衡含水率。4.耐水性定义：材料在长期饱和水的作用下，保持其原有性质的能力。区别：结构材料与装饰材料耐水性含义的不同 结构材料：材料受水后强度的变化。 装饰材料：材料受水后颜色的变化是否会起层、鼓泡等。表示：软化系数 式中：KR材料的软化系数fs材料吸水饱和下的抗压强度。fg材料在干燥状态下的抗压强度。软化系数一般

9、在01之间K软1 材料的耐水性越好K软0.85 耐水性材料一般要求：用于受水浸泡或潮湿环境的材料 K软0.85 用于受潮湿较轻或次要部位的材料 K软0.75.抗渗性定义：材料抵抗压力水（ 或其他液体）渗透的能力。影响抗渗性的因素：孔隙率、孔隙特征表示：抗渗等级 Sn如：S6表示材料按标准方法做抗渗试验时，在0.6MPa的水压作用下不发生渗透。6.抗冻性定义：材料在吸水饱和状态下，抵抗冻融循环破坏的能力。破坏机理：水结冰时，膨胀9%，材料的孔隙内的饱和水结冰膨胀，将对孔壁产生很大的压力，破坏标志：质量损失5% 强度损失25% 裂缝开展超限影响材料抗冻性的因素：材料的强度、孔隙率、孔隙特征三、材料

10、与热有关性质1、导热性定义：材料能传到热量的性质。导热系数：热工原理： 式中：材料的导热系数。Q材料传导的热量。a材料的厚度。A材料的传热面积。Z传热的时间。的含义：面积为1厚度为1m的材料，当其两面温差为1K时，在1h内所传导的热量。导热系数对于保温性能的影响： 保温隔热性能好保温性能的好与差取决于材料的成分和构造：孔隙率大且为细微封闭孔隙的材料小。粗大而贯通孔隙的材料，由于对流作用大。材料受潮或吸水受冻后，由于水、冰的大，故使材料的大。2、热容量定义：材料能容纳热量的性质。表示：比热容 C比热容的含义：热容量的作用：保持建筑室内温度的稳定。应用：建筑外围，可采用导热系数小、热容量大的材料。

11、3、热膨胀自然现象： 热胀冷缩线膨胀系数： l材料的原有长度。l材料由于温度引起的伸长或缩短。t温度的变化。膨胀的影响：1、变形 2、产生温度应力解决措施：设置温度缝 设置管第三节材料的力学性质 力学性质 变形性能 （又称机械性质） 抵抗破坏的能力一、强度特性定义：材料抵抗外力破坏的能力。f材料的强度，抗压强度（fc）抗拉强度（ft）抗剪强度（fv） 单位N/mm2(MPa)P材料受压、受拉、受剪破坏时的荷载（外力）单位NA材料受力面积 单位mm2 抗拉强度 抗压强度 抗剪强度 P 材料受弯破坏时的荷载（外力）单位NL 跨距 即两支点间的距离 单位mmb 材料的截面宽度 单位mmh 材料的截面

12、高度 单位mm 抗弯强度 材料根据其主要强度大小划分强度等级和标号：钢材：抗拉强度混凝土：立方体抗压强度 C20、C30砂浆：立方体抗压强度 M7.5、M10水泥：抗压强度、抗折强度 325号、425号砖：MU10、MU15二、塑性和弹性注意区别、联系定义：塑性：在外力作用下产生变形，当外力撤销时，变形不消失。弹性：在外力作用下产生变形，当外力撤销时，变形随之消失。塑性变形、弹性变形：三、韧性与脆性定义韧性：材料受力，发生较大变形尚不断裂的性质。如钢材、木材等。脆性：材料受力，未发生明显变形突然断裂的性质。如砖、混凝土。四、硬度与耐磨性定义：硬度材料抵抗外物压入的程度。耐磨性材料抵抗外物磨损的

13、性质。第四节材料化学性质和耐久性一、材料的化学性质二、混凝土的耐久性1、物理作用2、化学作用3、生物作用耐久性材料在各种自然环境因素作用下能否经久耐用的性质。模块2 气硬性胶凝材料胶凝材料：土建工程中能把散粒材料（如砂、石）或块体材料胶结为整体的材料。分类： 气硬性胶凝材料 只能在空气 中硬化，也只能在空气中保持和 无机胶凝材料 发展强度。适用于干燥环境 水硬性胶凝材料 不仅能在空 气中硬化，而且能在水中更好的 硬化，保持继续发展其强度。适 用于地上，也适用与地下水中。 有机胶凝材料第一节石灰一、石灰的生产、成分和分类生产：石灰石生石灰（白色或灰色物质）根据MgO的含量分为：5% 钙质石灰 5

14、% 镁质石灰 正火石灰：好 欠火石灰：分解不完全，丢弃降低石灰利用率 过火石灰：:遇水后熟化慢、熟化不彻底，二、石灰消解和硬化反应式：消除过火石灰危害措施： 将生石灰磨城细粉 降生石灰洗灰入池，陈伏半月，使之充分熟化。石灰凝固硬化两个作用： 结晶作用 Ca(OH)2从饱和溶液中析出结晶， 石灰浆体失去塑性，微强 碳化作用三、石灰技术要求和技术标准1、技术要求（1）氧化钙和氧化镁含量（2）生石灰产浆量和未消化残渣含量（3）二氧化碳含量（4）消石灰粉游离水含量（5）细度2、技术标准P30三种供应品种：建筑生石灰建筑生石灰粉建筑消石灰粉四、石灰的特性及应用1、石灰的特性（1）良好的保水性和可塑性原因

15、：Ca(OH)2颗粒极细，表面吸附一层较厚的水膜用途：水泥石灰混合砂浆（2）凝结硬化慢，强度低原因；碳化过程慢改善方法：加入水泥（3）凝硬收缩原因：浆体内含大量的水份蒸发，易出现裂缝改善方法：掺入填充料砂子、纸筋麻刀等（4）耐水性差原因：气硬性胶凝材料2、石灰的应用 拌制各种砂浆和灰浆 掺配灰土和三合土 生产硅酸盐制品和碳化制品3、石灰的储运和保管注意防潮和碳化第二节石膏石膏的来源：天然二水石膏-生石膏 天然污水无水石膏 含CaSO4的工业废料一、建筑石膏建筑石膏的成份生产： 建筑石膏（白色粉末）建筑石膏的凝结硬化凝结硬化：加水调制可塑性浆体短时间失去塑性产生强度具有一定强度固体水化反应：建筑

16、石膏的特性和技术标准、凝结硬化快初凝：加水后615min终凝：不超过30min缓凝：掺入缓凝剂、凝硬过程体积微膨胀在硬化过程体积膨胀0.5%-1%、孔隙率大、体积密度小孔隙率50%60%，质量轻 体积密度8001000Kg/m3、保温隔热、吸声性能好导热系数：0.120.2w/m.K、强度不高、但发展快、耐水性差，抗冻性差、抗水性好建筑石膏的应用和保管高级抹灰饰面用于墙、顶，色白、光滑、无裂缝制成石膏板石膏制品二、其它品种的石膏高强石膏模型石膏模块三 水 泥第一节 选购水泥1.1选购时需考虑哪些因素？（1）工程情况：工程级别、工程上水泥的用途（配制砼、砂浆的等级、和易性、耐久性等要求）、工程所

17、处的环境等等。要求：看懂施工图、熟悉施工方案（2）当地厂家信息供货厂家的生产规模、生产能力；近年产品的使用情况、水泥的供应价格要求：了解当地的供货厂家、可实地考察并向主管部门、质检部门或其他施工企业咨询（3）质量要求（本学习领域的重点）水泥的技术要求、水泥的技术性质要求：具有水泥的基本知识，能够根据工程的具体情况，选用满足工程各项要求的合格水泥。1.2应具备哪些知识？1.2.1水泥的生产、定义、成分、凝硬1.分类:按水硬性矿物分：硅酸盐水泥 铝酸盐水泥 硫铝酸盐水泥按用途和性能分：通用水泥 土建工程用， 包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等。特性水泥 具有某种突出性能水泥， 如快硬水泥、抗硫酸盐水

18、泥、膨胀水泥等。专用水泥 具有专门用途水泥， 如白水泥、道路硅酸盐水泥、砌筑水泥等。2.定义和生产简介硅酸盐系水泥组成：硅酸盐水泥熟料、适量的石膏、混合材料生产过程如图：3.硅酸盐系水泥成分（1）硅酸盐熟料矿物提供熟料成分性能 硅酸三钙3CaO.SiO2C3S凝硬快、水化热大、强度高硅酸二钙2CaO.SiO2C2S凝硬慢、水化热小、强度后期高铝酸三钙3CaO.Al2O3C3A凝硬最快、水化热最大、强度低铁铝酸四钙4CaO.Al2O3.Fe2O3C4AF凝硬较快、水化热中、强度中（2）石膏铝酸三钙易出现早凝现象，不利于施工，加入石膏可调节凝结时间。掺量应适合于铝酸三钙含量。（3）混合材料作用：改

19、善水泥性能、调节标号、提高产量、降低成本。常用混合材料：活性混合材料、非活性混合材料活性混合材料性能：具有化学活性的混合材料，内含有活性Si02和Al2O3能与石灰Ca(OH) 2发生反应生成水硬性胶凝物质。 粒化高炉矿渣 常用活性混合材料 火山灰质材料 粉煤灰非活性混合材料（4）水泥中的有害成份 游离的氧化钙fCaO 成因：由炉温控制，C2S未能吸收多余的 CaO而形成膨胀成份 危害：过火石灰的危害 游离氧化镁fMgO 水泥厂生产时控制 过量的SO34.水泥的凝结硬化（1）水泥的水化 硅酸盐水泥的水化 C3SC3S2H3凝胶 C2S+H2O=CH晶体 C3AC3AH6晶体 C4AFCFH凝胶

20、 速凝的原因：Ca+ 加入石膏C3ASH31晶体 石膏后 缓凝 引分结晶水、膨胀（2）活性混合材料参与的反应活性的SiO2、Al2O3与C3S、C2S的水化产物Ca(OH)2反应生成水硬性胶凝物质。（3）水泥的凝结硬化过程溶解：颗粒熔解、产生水化产物凝结：渐趋紧密，发生凝结硬化聚集连生交错、增加强度（4）影响水泥强度凝硬的因素工厂生产时予以考虑：矿物组成C3S、C2A的含量石膏掺量磨细程度 细有助于水泥水化（表面积大）施工时予以考虑水灰比 W/C施工养护的温度和湿度龄期1.2.2硅酸盐水泥的技术性质和技术标准（1）密度P.I、P.O 一般取3.1g/cm3 P.S、P.F、P.P 一般取3.0

21、g/cm3 （2）细度定义：水泥颗粒的粗细程度颗粒较细总表面积大、水化快凝硬效果好过细成本高、凝硬收缩大颗粒粒径40m 具有较高活性 90m 接近于惰性物质（3）凝结时间定义:指水泥浆体从加水开始到失去塑性由可塑状态固体状态分为:初凝时间 加水拌合水泥浆体开始失去塑性终凝时间 加水拌合水泥浆体完全失去塑性GB规定:初凝时间:五种通用的硅酸盐水泥 T45min终凝时间: P T6h30min P.O、P.I、P.S、P.P T10h主要考虑施工方便，初凝时间不宜过早；终凝时间不宜过迟，不影响下一步施工。（4）体积安定性定义：水泥浆体在硬化过程中体积变化是否均匀的性质原因：fCaO fMgO 过多

22、的SO3膨胀的（都是过火石灰） 多掺入的石膏国标规定：（5）强度与标号一项重要的技术指标取决于矿物组成、细度和用水量，还受成型条件、养护条件及龄期影响。（6）水化热定义：水泥水化过程中放出的热量有利：利于水化有弊：引起温度效应1.2.3水泥石的腐蚀与防止在某些腐蚀介质的作用下，水泥石的结构会逐渐遭到破坏几种常见的腐蚀作用淡水腐蚀淡水；工业冷凝水、蒸馏水、天然的雨水、含碳酸盐很少的河水、湖水Ca(OH)2会溶解，在压力水和流水的作用下，Ca(OH)2不断地溶解流失 溶出性破坏酸性腐蚀各种算雷雨氢氧化钙反应生成松散膨胀，易溶于水的盐类。碳酸腐蚀硫酸盐腐蚀水泥杆菌其他腐蚀的内因及防腐措施内因：氢氧化

23、钙、水化铝酸钙、孔隙防腐措施：合理选用水泥品种提高水泥的密实度加作表面防护1.2.4硅酸盐水泥的特性和应用1.硅酸盐水泥的特性与应用标号高、强度高用于重要结构快硬早强用于有早强要求的工程耐冻性好适用于寒冷地区和严寒地区水化热大适用于冬期施工工程耐腐蚀性差不适用于有腐蚀性介质的工程耐热性差不适用于长期受200度以上高温作用的工程抗碳化性好适用于二氧化碳浓度较高的地方干缩性小、耐磨性好2.普通水泥的特性与应用基本同硅酸盐水泥3.矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥特性：3S、C3A的含量相对较少Ca（OH）2与活性混合材料二次反应使得Ca（OH）2较少早期强度低，后期强度发展较快不适用于有早强要求的工

24、程水化热低适用于大体积工程抗腐蚀性强适用于淡水腐蚀、酸类腐蚀的地区其中矿渣水泥适用硫酸盐腐蚀的地方温度敏感性强不宜冬期施工、适宜蒸汽养护抗冻性差不适用于受冻溶循环的工程抗碳化能力差耐热性差其他1.2.5水泥的选择案例一：某工程水泥选用案例多媒体演示案例二：水泥选用不当造成的工程事故1多媒体演示案例三：水泥选用不当造成的工程事故2多媒体演示第二节 水泥的进场验收与保管2.1水泥进场验收1.包装验收水泥包装袋上应清楚标明：执行标准、水泥品种、代号、强度等级、生产者名称、生产许可证标志（QS）及编号、出厂编号、包装日期、净含量。包装袋两侧应根据水泥的品种采用不同的颜色印刷水泥名称和强度等级采用红色

25、硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥采用绿色 矿渣硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥采用黑色或蓝色 粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥散装发运时应提交与袋装标志相同内容的卡片。2.数量验收水泥可以散装或袋装，袋装水泥每袋净含量为50kg，且应不少于标志质量的99%；随机抽取20 袋总质量（含包装袋）应不少于1000kg。3.检验报告检验报告内容应包括出厂检验项目、细度、混合材料品种和掺加量、石膏和助磨剂的品种及掺加量、属旋窑或立窑生产及合同约定的其他技术要求。当用户需要时，生产者应在水泥发出之日起7d 内寄发除28d 强度以外的各项检验结果，32d 内补报28d 强度的检验结果。4.交货时水泥的质量验收抽取实

26、物试样以其检验结果为依据 买卖双方应在发货前或交货地共同取样和签封。取样方法按GB12573 进行，取样数量为20kg，缩分为二等份。一份由卖方保存40d，一份由买方按本标准规定的项目和方法进行检验。以生产者同编号水泥的检验报告为依据 在发货前或交货时买方在同编号水泥中取样，双方共同签封后由卖方保存90d，或认可卖方自行取样、签封并保存90d 的同编号水泥的封存样第三节 水泥的检测检测项目1 细度1.复习细度定义及国标规定2.试验方法(筛析法)：负压筛筛析法（出现争议时，以此为准）水筛法人工干筛法3.观看操作录像检测项目2 凝结时间1.复习凝结时间定义及国标规定2.试验方法：仪器：水泥维卡仪调

27、仪制标准稠度浆料，刮平，养护，至加水30min第一次测定，测定初凝状态：试针的针端沉至距底板3-5mm终凝状态：试针的针端沉入0.5mm3.演示4. 观看操作录像检测项目3 体积安定性1.复习定义及国标规定2.试验方法：试饼沸煮法 用制好的标准稠度净浆、制成两个试饼养护24h±2h脱去玻璃板，沸煮3h±5min检验，试饼未发生裂缝，直尺靠底亦无弯曲。雷氏法：用制好的标准稠度净浆、制成两个试饼装料养护，测A；沸煮，测C检验C-A<0.5mm 合格。 C-A>4mm 重新检验3.演示4. 观看操作录像检测项目4 标准稠度用水量1.定义：为使试验结果具有一定的可比性，

28、需要在统一规定的稠度下进行标准稠度。标准稠度：水泥稠度仪上300g质量的试锥在30S内，于水泥净浆下沉28mm±2mm2.测定方法：调整水量法不变水量法3.演示4. 观看操作录像检测项目5 强度检测1.复习定义及国标规定2.试验方法：1、称料 水泥450g 标准砂1350g 水225ml2、搅拌3、振动成型Ø 4、刮平、编号5、养护脱模6、测强3.强度评定抗折强度：三个取平均；但当三个测值中有一个与平均值之差超出平均值的10%，取剩余两值平均；若有两值超出，则无效。抗压强度：六个测值中，去掉最大与最小各一值，以剩下的四个测值平均值做为测试结果；如不足六值取平均；不足四值，无

29、效。4. 观看操作录像第四节 水泥的应用与保管4.1水泥在工程上的应用案例教学（见多媒体）4.2水泥保管Ø 不同品种和不同强度等级的水泥要分别存 放，不得混杂。 &Ø 防水防潮，做到“上盖下垫”。 &Ø 堆垛不宜过高，一般不超过10袋，场地狭窄 时最多不超过15袋。Ø &储存期不能过长，通用水泥不超过三个月。 水泥储存期超过三个月，水泥会受潮结块， 强度大幅度降低，会影响水泥的使用 。模块四 混凝土的选用及检测混凝土：凡以胶凝材料将大小不等的颗粒材料胶结为整体，并具有一定的形状或强度的人工石材。分类：Ø 按胶凝材料分水泥

30、混凝土、沥青、水玻璃、聚合物按用途分结构混凝土、道路、防水、耐热按体积密度分特重混凝土、重、轻、特轻特点：优点：天然石材，价格低廉宜就地取材，经济实用拌合物具有良好的可塑性具有较高的抗压强度具有较好的耐久性与钢筋连接牢固缺点：抗拉强度低自重大养护时间长各种人为因素对混凝土性能影响大第一节 混凝土原材料选购各材料的作用：水泥+水=水泥浆包裹、胶结、润滑、填充砂填充空隙、充当骨架、抑制水泥收缩石充当骨架、抑制水泥收缩混凝土的组成材料1.1水泥水泥的品种的选择考虑：工程性质、所处环境、施工条件水泥标号的选择所选水泥标号的高低应与所配混凝土的强度相适应分析：低标号水泥高强砼不经济、增加水泥收缩高标号水

31、泥低强砼影响和易性和密实性1.2砂粒径<5mm河砂：质量较纯、表面光滑、与水泥石连结稍差山砂：富有棱角、表面粗糙与水泥石连结较好、 含泥及杂质较多 海砂：夹有贝壳等软弱物质、所含氯盐对钢筋有腐蚀1.2.1砂子的技术要求1、物理性质砂的松装体积与含水率的关系（1）有害杂质的含量洁净（2）颗粒级配与粗细程度颗粒级配：砂中大小颗粒搭配情况级配好空隙率小粗细程度：指不同颗粒的砂粒混合中，较粗颗粒所占的分量。粗颗粒多砂的总表面积较粗混凝土用砂宜采用级配良好的中砂或粗砂测定方法:筛分析法粗细程度评定(Mx)粗砂 中砂 细砂 特细砂 级配情况判断步骤：判区：根据0.63筛孔上的累计筛余率（A4）对标：

32、将测出的各累计筛余率与标准对照判断：a.各A值均落入，砂级配良好b.5.0、0.63筛超出，级配不好c.除5.0、0.63外，其余有超出，但总量不超过5%（3）坚固性应满足一定的坚固性1.3石子粒径>5mm 天然卵石：表面圆滑、空隙率及总表面积较小，需浆量少， 和易性好，与水泥粘结力不强 人工碎石：颗粒多棱角、表面粗糙，空隙率及总 表面积较大需浆多，与水泥粘结力较强。1、石子的物理性质2、混凝土用石的质量要求（1）有害杂质的含量碱-骨料反应（2）针片状颗粒的含量（3）最大粒径及颗粒级配最大粒径dm：石子公称粒级的上限一般考虑石子的最大粒径宜选得大一些但由于钢筋的疏密程度及构件尺寸限制，应

33、对所用石子的最大粒径加以限制颗粒级配：与混凝土用砂的质量要求一致连续级配：颗粒由大到小连续分级拌得混凝土和易性好，不易发生分层离析现象，施工方便间断级配：人为剔除石子中的某些中间粒级，造成颗粒级配间断空隙率小但易产生离析，且增加施工困难测定方法：筛分析法（4）强度石子应具有足够的强度表示方法：抗压强度压碎指标（5）坚固性（四）水洁净的水三、混凝土的外加剂在拌制混凝土过程中掺入量不大于水泥质量5（特殊情况除外）用以改善混凝土性能的材料，称为混凝土外加剂。混凝土外加剂的种类繁多，按其主要功能归纳有如下几种。1减水剂减水剂是在混凝土坍落度基本相同条件下，能减少拌和用水的外加剂。（1）减水剂作用机理减

34、水剂是在不改变混凝土工作性能的条件下，具有减水及增强作用的外加剂。（2）减水剂的经济效果加入减水剂的经济效果：当混凝土配合比不变时，可不同程度地增大坍落度，且不影响混凝土的强度。如果保持流动性和水泥用量不变时，则可减少拌和用水量1020，使水灰比降低，混凝土强度提高1520，同时也提高了耐久性。如果保持混凝土强度和流动性不变，则可节约水泥用量1015。（3）常用减水剂种类目前减水剂主要有木质素系、蔡磺酸盐系和树脂系及糖蜜系和腐殖酸等几类。木质素系减水剂品种：木质素磺酸钙。棕黄色粉状物、分子结构十分复杂，成分：主要为木质素横酸钙，含M剂，或称木钙粉。特点：M剂的适宜掺量为0.20.3，可减水10

35、左右，混凝土28d强度可提高1020。若不减水，坍落度可提高100mm左右。若保持强度不变，则可节约水泥10。M剂对混凝土有缓凝作用，一般缓凝13d，对夏季施工有利。但不宜蒸汽养护。萘系减水剂成份：为芳香族磺酸盐醛类的缩合物。特点：对水泥有强烈的分散作用，其减水、增强及耐久等效果均较M剂为佳，属高效减水剂。一般减水率在匕以上，早强显着，混凝土28d强度可增加20以上，适宜掺量为0.20.5。品种：NF、NNO、MF等。水溶性密胺树脂类减水剂成份：此类减水剂的全称为横化三聚氨胺醛树脂。简称密胺系减水剂，SM。特点：SM的分散性、减水性和增强效果均优于索系减水剂，被誉为减水剂之王，属早强型、非引气

36、型减水剂。当掺量为0.52时，可减水2030，各龄期强度均有显着提高，强度可提高一倍，28d强度可增加60，若保持强度不变，可节约水泥25左右。SM价格较昂贵。2引气剂引气剂掺入混凝土中经搅拌能引人大量分布均匀的微小气泡，以改善混凝土拌和物的和易性，并在硬化后仍能保留微小气泡以改善混凝土抗冻性的外加剂为。常用的引气剂有松香热聚物、松香皂等。作用：（1）对于新拌混凝土，由于这些气泡的存在，可改善工作性，减少泌水和离析。（2）提高了混凝土的抗冻性、抗渗性和抗蚀性。（3）存在气泡，混凝土强度会有所降低。引气剂的掺量极微，为0.0050.01，引气量约为36。3缓凝剂作用：是延缓水泥的凝结时间。常用：

37、酒石酸钠、柠檬酸、糖蜜、含氧有机酸、多元醇等，掺量：一般为水泥质量的0.01一0.20。4早强剂早强剂能提高混凝土早期强度，并对后期强度无显着影响的外加剂。5速凝剂速凝剂促使水泥迅速凝结的外加剂。速凝剂可用于路桥隧道的修补、抢修等工程。6防水剂防水剂一种能减少孔隙和堵塞毛细信道，用以降低混凝土在静水压力下透水性的外加剂。第二节 混凝土的配制2.1普通混凝土拌合物的工作性1.工作性的概念混凝土拌合物：经加水拌合、浇筑成型、凝结以前的混凝土。工作性又称为和易性：混凝土拌合物的工作性，是指新拌合的混凝土在保证质地均匀、各组分不离析的条件下，适合于施工操作要求的综合性能。工作性包含有流动性、粘聚性和保

38、水性三方面含义。(1)流动性：指混凝土拌合物在自重或机械振动作用下能产生流动，并均匀密实地充满模板的性能。流动性的大小，反映拌合物的稀稠情况，故亦称稠度。(2)粘聚性：指混凝土拌合物在施工过程中，各组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层离析的性能。(3)保水性：指混凝土拌合物在施工过程中，具有一定的保水能力，不致产生严重的泌水现象。混凝土拌合物的工作性是关系到是否既方便于施工，又能获得均匀密实混凝土的一个重要性质。2.工作性的评定混凝土拌合物工作性的是以坍落度和维勃稠度表示的。(1)坍落度实验方法：将混凝土拌合物按规定方法分三层装入标准的坍落度筒内每层均匀插捣25次装满刮平后，竖直向上将筒提

39、起放至近旁，混凝土拌合物试样失去筒壁支护后因自重作用产生坍落坍落度（测定）：用尺子量出筒顶与坍落后拌合物锥体最高点的高差，即为坍落度，用T(mm)表示，如图示。粘聚性（观察）：将测完坍落度的拌合物锥体，用捣棒轻敲其一侧，若锥体逐渐下沉，则拌合物粘聚性良好；若锥体散塌、部分崩裂或出现离析现象，则粘聚性不好。保水性（观察）：在坍落度筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则保水性良好；如有较多的稀浆自底部析出，锥体上部的拌合物也因失浆而骨料外露，则保水性不好。图52 坍落度的测定普通混凝土配合比设计规程(JGJ 552000)中按坍落度的大小将混凝土拌合物分为 干硬性混凝土(SlOmm) 塑性渥凝

40、土(S=1090mm) 流动性混凝土(S=100150mm) 大流动性混凝土(S160m)图53 维勃稠度测定(2)维勃稠度(工作度)适用范围：维勃稠度适用于骨料最大粒径不大于40mm，维勃稠度在530s之间的混凝土拌合物稠度测定。测定方法：在标准的振动台上放置坍落度筒，按测坍落度的方法装入拌合物，提起坍落度筒启动振动台，测出从启振到振平(上置的透明圆盘底面完全为水泥浆布满时)所需时间(秒数)即为维勃稠度(又称工作度)，用V(s)表示。根据拌合物的维勃稠度大小不同，将混凝土分为 半干硬性混凝土 干硬性混凝土 特干硬性混凝土 超干硬性混凝土 (3)坍落度的选择工作性好的混凝土拌合物，应该是粘聚性

41、好、保水性好、流动性符合施工要求的拌合物。选用：不同的构件尺寸、钢筋疏密和捣固方法，以保证混凝土拌合物能均匀密实地充满模板。坍落度选得过小不易捣实，增加施工难度不易保证施工质量坍落度选得过大需增加泥浆用量既不经济，又会使混凝土容易分层泌水，影响混凝土质量。3.影响工作性的因素（1）水泥浆的稀稠水灰比水灰比是在混凝土拌合物中的用水量与水泥量之比(WC)。根据经验，水灰比一般宜选在0.40.8这个合理范围内，以便使混凝土拌合物既方便施工，又能保证浇筑成型的质量。水灰比是由混凝土强度确定的，一旦由强度选定了水灰比，在施工中是不能随便改变的。（2）水泥浆的数量拌合用水量恒定用水量法则：当水灰比在一定范

42、围(0.400.80)内而拌制混凝土所用石子的品种规格确定后，混凝土拌合物的流动性只与单位用水量(每立方米混凝土拌合物的拌合水量)有关（3）原材料的影响水泥的特性不同品种和质量的水泥，其矿物组成、细度、所掺混合材料种类的不同都会影响到拌合用水量。骨料的粒形与级配卵石：表面光滑，流动阻力小，所拌制的混凝土 拌合物流动性较大，碎石：表面粗糙，流动阻力大，拌合物的流动性较小。级配良好的砂石填空所需浆量少，余浆包裹厚拌合物的流动性较大。外加剂在混凝土拌合物中加入少量的外加剂，可以在不增加水泥浆的情况下增大拌合物的流动性。（4）砂率在混凝土中所用砂的质量占砂石总质量的百分率称为砂率，。合理砂率：最好的砂

43、率应该是使砂浆的数量能填满石子的空隙并稍有多余，以便将石子拨开。4 砂率对混凝土拌合物流动性和水泥用量影响（5）施工方法和环境4.改善工作性的措施改善工作性的措施：综上所述，为保证混凝土拌合物具有良好的工作性，可使用下列措施加以改善。(1)采用级配良好的骨料。(2)采用合理的砂率。(3)在水灰比不变的情况下调整水泥浆量(可以小幅度调整拌合物的流动性)。(4)掺入减水剂(可以大幅度增大拌合物的流动性)。2.2混凝土的强度抗压强度、抗拉强度、弯曲强度以立方体抗压强度作为混凝土强度设计和施工质量控制的标准1、混凝土的立方体抗压强度和强度等级（1）立方体抗压强度和强度等级试件制作：一组（三块）150m

44、m边长的立方体试块，在标准条件下养护（温度20±3，相对湿度>90%）28天，所测得抗压强度代表值。强度等级：由立方体抗压强度标准值采用具有95%以上的保证率的立方体抗压强度。表示：C7.5 C10 C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 垫层 一般梁板柱 预应力屋架 高层、重要结构若用非标准试块（应乘以换算系数）环箍效应新老标号、等级关系：老标号：200mm，保证率85%（2）强度代表值计算计算每个试件的抗压强度值该组试件强度的代表值A、若三个侧值中的大值和小值与中值之差都没有超出中值的±15（即一测值超出有效范围0.85,1

45、.15）时，取平均值为代表值B、若有一个超出，则只取中值为代表值C、若有两个超出，则本组试验无效。按换算要求计算出此组混凝土试件换算后的强度的代表值。2、混凝土的其他强度（1）混凝土的轴心抗压强度试件150×150×300（2）混凝土的抗拉强度较低（3）混凝土的抗弯强度3、影响混凝土的主要因素（1）水泥标号与水灰比决定性因素标号高水泥联结力强混凝土强度高保罗米公式：式中：混凝土28d龄期的立方体抗压强度（MP）水泥实际强度（MPa）；C/W灰水比；回归系数，与集料的品种有关， 碎石：A=0.46 B=0.07卵石：A=0.48 B=0.33保罗米公式的作用：根据水泥强度等级

46、和水灰比配制的混凝土的强度，可根据水泥强度等级和要求的混凝土强度水灰比。（2）骨料质量与施工质量骨料洁净、坚硬、级配良好施工准确称料、拌合均匀、成型均匀密实、按要求养护（3）养护的温度和湿度温度高水化快混凝土强度发展快表面潮湿内水充足、水化正常强度发展（4）龄期强度随龄期发展而发展测试条件对混凝土测值得影响（5）测试条件试件的形状与尺寸加荷速度其他4、提高混凝土强度和促进混凝土强度发展的措施（1）提高混凝土强度的措施高标号水泥采用坚实、洁净、级配良好的骨料较小的水灰比掺入高效减水剂保证成型均匀密实，加强养护（2）提高混凝土早期强度的措施采用高标号、早强型水泥或快硬水泥掺入早强剂蒸养（三）混凝土

47、的变形性能硬化后水泥混凝土的变形，包括非荷载作用下的化学变形，干湿变形和温度变形，以及，荷载作用下的弹一塑性变形和徐变。1、非荷载作用变形（l）化学变形混凝土拌和物由于水泥水化产物的体积比反应前物质的总体积要小，因而产生收缩，称为化学收缩。（2）干湿变形湿胀干缩混凝土的干缩往往是表面较大，常在表面产生细微裂缝。当于缩变形受到约束时，常会引起构件的翘曲或开裂，影响混凝土构件的耐久性。通过区调节集料级配、增大粗集料的粒径，减少水泥浆用量，适当选择水泥品种，以及采用振动揭实，早期养护等措施来减小混凝土的干缩。（3）温度变形混凝土具有热胀冷缩的性质。低热水泥，减少水泥用量，采用人工降温等措施。对于纵长

48、的钢筋混凝土结构物，应每隔一段长度设置伸缩缝，在结构物内配置温度钢筋。2、荷载作用变形（1）弹一塑性变形与弹性模量混凝土是一种弹一塑性体，在持续荷载作用下会产生可以恢复的弹性变形和不可恢复的塑性变形混凝土弹性模量在桥梁工程中以应力为棱柱体极限抗压强度的割线弹性模量。（2）徐变徐变混凝土在持续荷载作用下，随时间增加的变形弊端：使钢筋的预加应力受到损失利端：消除钢筋混凝土的部分应力集中应力较均匀分布在大体积混凝土消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力（四）混凝土的耐久性1抗冻性混凝土抵抗化学腐蚀的性能，主要取决于水泥石的抗蚀性能和孔隙状况。合理选用水泥品种，提高混凝土的密实度或改善孔隙构造，均可增强混凝土的耐蚀性。2.抗渗性：影响因素：取决于混凝土的密实程度和孔隙构造。表示：抗渗等级，以28d龄期的6个标准试件，按标准方法作单面水压试验，当有两个试件出现渗水时(还有四个试件不出现渗水)的水压力(MPa)值，分为P4、P6、P8、P10和P12等五个抗渗等级，如P8表示能承受0.8MPa的水压而不渗透。3.抗冻性：影响因素：取决于混凝土的密实程度和孔隙构造。表示：抗冻等级，以28d龄期的标准试块，按标准方法进行冻融循环试验，以同时满足强度损失不超过25、质量损失不超过5时的最大循环次数，