水利工程质量检测检验和试验培训ppt

1、第1章 胶凝材料史长莹胶凝材料的定义和分类胶凝材料的定义 经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个整体的材料。胶凝材料的分类如沥青、聚合物等胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等通称为“水泥”无机胶凝材料气硬性胶凝材料 加水拌合均匀后形成的浆体，只能在空气中凝结硬化，而不能在水中硬化的胶凝材料。如石灰、石膏、水玻璃、镁质胶凝材料等。水硬性胶凝材料 加水拌合均匀后形成的浆体，不仅能在干燥空气中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或继续发展其强度。通称为“水泥”。1.1 石 灰1.1 石灰1.1 .1石灰的生

2、产原材料 生产石灰的原材料包括天然石灰石和化工副产品。主要成分为CaCO3。生产工艺煅烧 石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧程度可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰。 CaCO3 = CaO + CO2MgCO3= MgO + CO2900700生石灰1.1 石灰1.1.2 石灰的熟化熟化的过程 生石灰+水 熟石灰熟化的方式淋 灰生石灰粉（消石灰粉） 化 灰 熟石灰膏熟化过程的特点放出大量的热；体积膨胀1.53.5倍。熟化过程的注意事项 熟石灰在使用前必须陈伏15d以上防止过火石灰的危害； 在化灰池表面保留一层水防止石灰碳化。 MgO + H2O = Mg（OH）2 CaO + H2O =

3、 Ca（OH）2 + 64.9kj1.1 石灰1.1.3 石灰的硬化 Ca（OH）2从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连生，从而提高强度 结晶 Ca（OH）2空气中的CO2发生化学反应，形成CaCO3使石灰的强度逐渐提高 碳化1.1.4 石灰的品种 按石灰中的氧化镁含量的高低分 按成品的加工方法分块状生石灰、磨细生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳等。生石灰钙质石灰镁质石灰MgO5%MgO5%1.1 石灰1.1.5石灰的质量等级 建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaOMgO的含量，可分为优等品、一等品和合格品三个等级。具体指标见教材。1.1.6 石灰的特性1.可塑性好；2.生石灰吸湿性强

4、，保水性好；3.凝结硬化慢、强度低 ；4.硬化后体积收缩大，易开裂；5.耐水性差 。1.1 石灰1.1.7石灰的应用配制石灰砂浆和石灰乳；配制三合土和灰土；制作碳化石灰板；生产硅酸盐制品；生产无熟料水泥。1.1 石灰1.1.8石灰的储存生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。作到“随到随化”。不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混合运输。熟石灰在使用前必须陈伏15d以上，以防止过火石灰对建筑物产生的危害。史长莹第2章 水 泥2.1 概述水泥的特点水泥是一种粉末状材料，加水拌合均匀后形成的浆体不仅能够在干燥的环境中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或继续提高其强度，形成具有堆聚结构的人

5、造石材。水泥适用范围不仅适合用于干燥环境中的工程部位，而且也适合用于潮湿环境及水中的工程部位。2.1 概述按性能和用途分水 泥通用水泥专用水泥特性水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥石灰石硅酸盐水泥如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大坝水泥等如白色硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥等2.2 硅酸盐水泥硅酸盐水泥的生产工艺“两磨一烧”工艺生产水泥的方法主要有干法立窑生产和湿法回转窑生产两种 ；硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料加适量石膏、或者再加不超过5%的石灰石或粒化高炉矿渣磨细制成2.2.1 硅酸盐水泥生产及其矿物组成石灰石粘 土铁矿粉生 料石 膏

6、硅酸盐水泥混合材料熟 料按比例混合磨细1450煅烧磨细的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥分为：型硅酸盐水泥（不掺混合材料）和型硅酸盐水泥（掺不超过5%混合材料）。煅烧步骤：1.生料的干燥与脱水；2.碳酸钙分解；3.固相反应；4.烧成阶段；5.熟料的冷却。1.生料的干燥与脱水：干燥阶段（水分的蒸发：100150），生料的脱水（预热带，500800，高岭石、蒙脱石及伊利石脱水，生成无定形的SiO2和Al2O3）2.碳酸钙分解（ 8001000 ）：生成CaO2.2.1 硅酸盐水泥生产及其矿物组成3.固相反应（ 8001000 1300） ：CaO与SiO2、Fe2O3和Al2O3发生固相

7、反应，随着温度的升高固相反应加速，逐步生成2CaOSiO2（C2S）、3CaOAl2O3（C3A）和4CaOAl2O3Fe2O3（C4AF）。同时有部分CaO剩余4.烧成阶段（ 13001450 1300）：C3A与C4AF烧至熔融，将C2S与剩余的CaO反应生成3CaOSiO2（C3S） 煅烧水泥的关键！5.熟料的冷却：煅烧完成后，迅速冷却，得到熟料。2.2.1 硅酸盐水泥生产及其矿物组成2.2.1 硅酸盐水泥生产及其矿物组成熟料的矿物组成水泥熟料矿物硅酸二钙铁铝酸四钙游离氧化钙和氧化镁铝酸三钙硅酸三钙SO32CaOSiO2，C2S4CaOAl2O3Fe2O3，C4AFfCaO和fMgO3C

8、aOAl2O3，C3A3CaOSiO2，C3S2.2.1 硅酸盐水泥生产及其矿物组成水泥熟料矿物的主要特性 熟料矿物磨细加水，均能单独与水发生化学反应，其特点见上表。矿物名称硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙含量范围（质量）376715307151018水化反应速度快慢最快快强 度高早期低，后期高低低（含量多时对抗折强度有利）水 化 热较高低最高中2.2.2 硅酸盐水泥的水化与凝结硬化凝结硬化的概念凝结：水泥加水拌合而成的浆体，经过一系列物理化学变化，浆体逐渐变稠失去可塑性而成为水泥石的过程；硬化：水泥石强度逐渐发展的过程称为硬化。水泥的凝结过程和硬化过程是连续进行的。凝结过程较短暂，一般几个

9、小时即可完成；硬化过程是一个长期的过程，在一定温度和湿度下可持续几十年。2.2.3 硅酸盐水泥的主要技术性质1.密度、堆积密度和各成分含量技术性质质 量 标 准密度，kg/m331003200堆积密度，kg/m313001600不溶物型：不溶物不得超过0.75；型：不溶物不得超过1.50烧失量型：烧失量不得大于3.0；型：烧失量不得大于3.5氧化镁水泥中氧化镁含量不宜超过5.0。如果水泥经压蒸法检验安定性合格，则水泥中氧化镁含量可放宽至6.0三氧化硫3.5碱含量水泥中碱含量按Na2O0.658K2O计算值来表示。若使用活性集料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于0.60或由供需双方商

10、定注：表中百分数均为质量百分数。2.2.3 硅酸盐水泥的主要技术性质2.细度细度是指水泥颗粒的粗细程度。水泥颗粒的粗细，直接影响其水化反应速度、活性和强度。国家标准中规定，水泥的细度用筛析法和比表面积法来测定。硅酸盐水泥的细度为其比表面积大于300m2/kg。筛析法水泥-细度试验_320 x240_2.00M_h.264.avi2.2.3 硅酸盐水泥的主要技术性质3.标准稠度用水量水泥净浆达到标准稠度时，所需的拌和水量，称为标准稠度用水量。水泥磨得越细，标准稠度用水量越大。当其他条件相同时，水泥的标准稠度用水量越小越好。2.2.3 硅酸盐水泥的主要技术性质4.凝结时间凝结时间 分为初凝时间和终

11、凝时间。初凝时间是从加水至水泥浆开始失去塑性的时间；终凝时间是从加水至水泥浆完全失去塑性的时间。水泥初凝时间不宜过早，终凝时间不宜过迟。 国家标准GB1751999规定：硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于6.5h。2.2.3 硅酸盐水泥的主要技术性质5.体积安定性体积安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的均匀性。水泥在硬化过程中体积变化不均匀，即为体积安定性不良。水泥标准用水量、凝结时间、体积安定性试验_352x272_2.00M_h.264.avi 水泥安定性不良的原因： 熟料中含有过量的游离氧化钙（fCaO），或含有过量的游离氧化镁（fMgO）； 生产水泥时掺入的石膏过量。 国家标

12、准GB1751999规定，硅酸盐水泥的安定性用沸煮法检验必须合格。体积安定性不良的水泥严禁用于工程中。 2.2.3 硅酸盐水泥的主要技术性质6.强度及强度等级（1）胶砂强度 按照国家标准规定，水泥和标准砂按1：3质量比混合，加入规定量的水（水灰比为0.50），经标准试验方法搅拌成型。制成40mm40mm160mm的标准试件，在标准条件下养护。根据水泥品种不同，分别测定3d、28d的抗折强度和抗压强度，即为水泥的胶砂强度。水泥胶砂强度检验方法_320 x240_2.00M_h.264.avi2.2.3 硅酸盐水泥的主要技术性质（2）强度等级 根据水泥的胶砂强度划分的级别称为强度等级。硅酸盐水泥的

13、强度等级划分为42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R如下表所示共六个等级。强度等级抗压强度，MPa抗折强度，MPa3d28d3d28d42.542.5R52.552.5R62.562.5R17.022.023.027.028.032.042.542.552.552.562.562.53.54.04.05.05.05.56.56.57.07.08.08.0注：R型为早强型，主要是3d强度较高。2.2.3 硅酸盐水泥的主要技术性质7.水化热水泥的水化热是指在水化过程中的放热量，单位为kJ/kg。水化热的高低与熟料矿物的相对含量有关。铝酸三钙、硅酸三钙的水化热高，而铁铝酸四

14、钙、硅酸二钙的水化热较低。因此要降低水化热，可适当减少铝酸三钙和硅酸三钙的含量。水化热主要对大体积混凝土工程有影响。对于大体积混凝土工程，应选择水化热较低的水泥，或者采取特殊措施降低水化热的危害。 2.2.4 环境水对水泥石的侵蚀水泥石腐蚀的方式（1）软水侵蚀（溶出性侵蚀）（2）酸的腐蚀（溶解性化学腐蚀） 一般酸的腐蚀 碳酸性腐蚀（3）硫酸盐腐蚀（膨胀性化学腐蚀）（4）镁盐腐蚀防止水泥石腐蚀的措施（1）根据工程的环境特点，合理选择水泥品种。（2）提高混凝土的密实度。（3）在水泥石结构的表面设置保护层。硅酸盐水泥的特性及应用 凝结硬化快，早期及后期强度均高，适用于有早强要求的工程。 抗冻性好，适

15、合水工混凝土和抗冻性要求高的工程。 耐腐蚀性差，因水化后氢氧化钙和水化铝酸钙的含量较多。 水化热高，不宜用于大体积混凝土工程。但有利于低温季节蓄热法施工。 抗碳化性好。因水化后氢氧化钙含量较多，故水泥石的碱度不易降低，对钢筋的保护作用强。适用于空气中二氧化碳浓度高的环境。 耐热性差。因水化后氢氧化钙含量高。不适用于承受高温作用的混凝土工程。 耐磨性好，适用于高速公路、道路和地面工程。2.3混合材料及掺有混合材料的硅酸盐水泥2.3.1 混合材料 混合材料：为了改善水泥性能、提高水泥的产量，在生产时掺入的天然或人工矿物质材料。活性混合材料（水硬性混合材料） 粒化高炉矿渣； 粉煤灰； 火山灰质混合材

16、料非活性混合材料（填充性混合材料）：如磨细石灰石粉、磨细石英砂等。2.3.2 普通硅酸盐水泥（代号PO）定义硅酸盐水泥熟料620的混合材料适量石膏技术性质要求（与硅酸盐水泥相比）相同点 MgO含量、SO3含量、初凝时间、安定性的技术要求相同。不同点 细度：80m方孔筛筛余量不超过10.0%； 终凝时间：不迟于10h； 烧失量：不得大于5.0%；2.3.2 普通硅酸盐水泥（代号PO） 强度等级：普通硅酸盐水泥分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。各龄期的强度不低于下表的规定。强度等级抗压强度，MPa抗折强度，MPa3d28d3d28d32.532.5R

17、42.542.5R52.552.5R11.016.016.021.022.026.032.532.542.542.552.552.52.53.53.54.04.05.05.55.56.56.57.07.02.3.2 普通硅酸盐水泥（代号PO）主要特性（1）早期强度略低，后期强度高。（2）水化热略低。（3）抗渗性好，抗冻性好，抗碳化能力强。（4）抗侵蚀、抗腐蚀能力稍好。（5）耐磨性较好；耐热性能较好。应用普通硅酸盐水泥的应用范围和硅酸盐水泥相同。2.3.3 矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥定义技术性质要求（与普通水泥相比）相同点 MgO含量、细度、凝结时间、安定性的技术要求相同。不同点熟料适量石

18、膏20%80%粒化高炉矿渣20%40%粉煤灰20%40%火山灰质混合材料矿渣水泥（PS）粉煤灰水泥（PF）火山灰水泥（PP）磨细磨细磨细2.3.3 矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥 三氧化硫含量：矿渣水泥不超过4.0；火山灰质水泥、粉煤灰水泥不得超过3.5。 强度等级：强度等级划分为32.5，32.5R，42.5，42.5R，52.5，52.5R共六个等级。各龄期的强度要求见下表。 密度：水泥的密度为28003000kg/m3。强度等级抗压强度，MPa）抗折强度，MPa3d28d3d28d32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56

19、.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.02.3.3 矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥主要特性（与硅酸盐水泥、普通水泥相比）三种水泥的共同特性 凝结硬化较慢，早强强度较低，后期强度增长较快； 水化热较低，放热速度慢； 抗硫酸盐腐蚀和抗水性较好； 蒸汽养护适应性好； 抗冻性、耐磨性及抗碳化性能较差。三种水泥各自特性 矿渣水泥的抗渗性较差，但耐热性好，可用于温度不高于200的混凝土工程中。 火山灰水泥的抗渗性好，但干缩较大，不适用于长期处于干燥环境中的混凝土工程。 粉煤灰水泥干缩小，抗裂性好。 2.3.4 复合硅酸盐水泥和石

20、灰石硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥（PC） 与硅酸盐水泥相比，由于掺入了两种或两种以上的混合材料，复合水泥的水化热较低；早期强度较高，其强度要求与普通水泥的强度要求相同。 石灰石硅酸盐水泥（PL）凡由硅酸盐水泥熟料和石灰石、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为石灰石硅酸盐水泥。石灰石硅酸盐水泥的技术要求应符合相应标准的规定。2.4 其它品种水泥2.4.1 铝酸盐水泥定义 以石灰岩和矾土为主要原料，配制成适当成分的生料，烧至全部或部分熔融所得以铝酸钙为主要矿物的熟料，经磨细而成的水硬性胶凝材料，代号CA。主要矿物成分 铝酸一钙（CaOAl2O3简写 CA）凝结正常，硬化迅速，为铝酸盐水泥强度的主要来

21、源。 二铝酸一钙（CaO2Al2O3简写 CA2），其特点是凝结硬化慢，早期强度较低，后期强度高。 此外还有少量水化极快、凝结迅速而强度不高的七铝酸十二钙（127）以及胶凝性极差的铝方柱石（C2AS）、六铝酸一钙（CA6）等矿物。2.4.1 铝酸盐水泥铝酸盐水泥的水化与硬化 当温度低于30时，水化生成水化铝酸钙（CAH10）、水化铝酸二钙（C2AH8）、氢氧化铝凝胶（AH3）。铝酸盐水泥的硬化过程与硅酸盐水泥基本相似。CAH10、C2AH8都属六方晶系，其晶体呈片状或针状，互相交错攀附，重叠结合，可形成坚强的结晶共生体，使水泥获得很高的强度。氢氧化铝凝胶又填充于晶体骨架的空隙，所以能形成比较致

22、密的结构。 当温度高于30时，水化生成立方晶系的水化铝酸三钙（C3AH6）、氢氧化铝凝胶（AH3）。此时形成的水泥石孔隙率很大，强度较低。因而铝酸盐水泥不宜在高于30的条件下养护。OHOAlOHOAlCaOOHOAlCaO23223223238211)( 2水化铝酸二钙 氢氧化铝凝胶2.4.1 铝酸盐水泥铝酸盐水泥的技术要求 细度 比表面积不小于300 m2/kg或0.045mm筛余不大于20%。 凝结时间 按GB201-2000规定的标准稠度胶砂测得的凝结时间应符合如下要求：CA-50、CA-70、CA-80铝酸盐水泥的初凝时间不早于30min，终凝时间应不迟于6；CA-60铝酸盐水泥的初凝

23、时间不早于60min，终凝时间应不迟于18。 强度 铝酸盐水泥按照Al2O3含量分为四类。各类型铝酸盐水泥的不同龄期强度值不得低于GB201-2000的规定。 铝酸盐水泥受到高温作用时，由于产生了固相反应，烧结结合代替了水化结合，因而具有良好的耐高温性能。2.4.1 铝酸盐水泥铝酸盐水泥的特性与应用早期强度很高，故适用于工期紧急的工程。抗渗性、抗冻性好。抗硫酸盐腐蚀性好。水化放热极快且放热量大，不得应用于大体积混凝土工程。耐热性好。高温下产生烧结作用，具有良好的耐高温性能，较高的强度，故适合耐热工程。长期强度降低较大，不适合长期承载结构。2.4.2 道路硅酸盐水泥 定义 以道路硅酸盐水泥熟料，

24、活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为道路硅酸盐水泥，简称道路水泥。 技术要求 道路水泥中铝酸三钙含量不大于5.0，铁铝酸四钙含量不小于16.0，游离CaO含量不大于1.0 。 特性 道路硅酸盐水泥强度较高，特别是抗折强度高、耐磨性好、干缩率低，抗冲击性、抗冻性和抗硫酸盐侵蚀能力比较好。 应用 适用于水泥混凝土路面、机场跑道、车站及公共广场等工程的面层混凝土中应用。2.4.3 中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥中热硅酸盐水泥 由适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料，称为中热硅酸盐水泥。低热矿渣硅酸盐水泥 由适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入矿

25、渣、适量石膏，磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料，称为低热矿渣硅酸盐水泥，简称低热矿渣水泥。2.4.4 白色硅酸盐水泥和彩色硅酸盐水泥白色硅酸盐水泥的组成、性质与硅酸盐水泥基本相同，所不同的是在配料和生产过程中严格控制着色氧化物（Fe2O3、MnO、Cr2O3、TiO2等）的含量。彩色硅酸盐水泥简称彩色水泥。它是用白水泥熟料，适量石膏和耐碱矿物颜料共同磨细而制成的。白水泥和彩色水泥广泛地应用于建筑装修中。如制作彩色水磨石、饰面砖、锦砖、玻璃马赛克以及制作水刷石、斩假石、水泥花砖等。2.5 水泥的应用2.5.1 水泥的验收包装标志和数量的验收 包装标志的验收 包装有袋装和散装两种 袋装水泥在

26、包装袋上应清楚地标明产品名称、代号、净含量、强度等级、生产许可证编号、生产者名称和地址、出厂编号、执行标准号、包装年月日等主要包装标志。 掺火山灰质混合材料的普通硅酸盐水泥，必须在包装上标上“掺火山灰”字样。 包装袋两侧应印有水泥名称和强度等级。 印刷字体颜色： 硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥红色； 矿渣硅酸盐水泥绿色； 火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥黑色 。 散装水泥供应时须提交与袋装水泥标志内容相同的卡片。2.5.1 水泥的验收数量的验收 袋装水泥每袋净含量为50kg，且不得少于标志质量的98；随机抽取20袋总质量不得少于1000kg。质量的验收 检查出厂合格证和试验报告 ；复验 ；仲裁

27、检验 。2.5.1 水泥的验收废品及不合格品的规定 废品 凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项不符合相应标准规定的通用水泥，均为废品。 不合格品 对于通用水泥，凡有下列情况之一者，均为不合格品。 硅酸盐水泥，普通水泥：凡不溶物、烧失量、细度、终凝时间中任一项不符合标准规定者；矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥：凡细度、终凝时间中任一项不符合标准规定者。 掺混合材料硅酸盐水泥混合材料掺量超过最大限值或强度低于商品强度等级规定的指标者。 水泥出厂的主要包装标志中水泥品种、强度等级、工厂名称和出厂编号不全者。 2.5.2 水泥的保管不同品种和不同强度等级的水泥要分别存放，不得混杂。

28、防水防潮，做到“上盖下垫”。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。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。第3章 砂及碎石3.1 砂的技术质量要求 定义 砂是指粒径在5mm以下的颗粒。 分类按产源分按技术要求分 类 宜用于强度等级大于C60的混凝土； 类 用于强度等级为C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土； 类 宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。 砂天然砂人工砂机制砂混合砂河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等3.1 砂的技术质量要求1.表观密度、堆积密度及空隙率表观密度2500kg/m3；松散

29、堆积密度1350kg/m3；空隙率47%。2.含泥量、泥块含量及石粉含量含泥量是指粒径小于0.075mm的颗粒含量；泥块含量是指粒径大于1.18mm，经水洗、手捏后小于600m的颗粒含量；石粉含量是指人工砂中粒径小于0.075mm的颗粒含量。具体指标见表。3.1 砂的技术质量要求项 目指 标类类类含泥量（质量计，%）1.03.05.0泥块含量（质量计，%）01.02.0天然砂含泥量和泥块含量项 目指 标类类类亚甲蓝试验MB值1.40或合格石粉含量（%）3.05.07.0泥块含量（%）01.02.0MB值1.40或不合格石粉含量（%）1.03.05.0泥块含量（%）01.02.0人工砂石粉含量和

30、泥块含量3.1 砂的技术质量要求3.有害物质含量 砂中不应混有草根、树叶、树枝、塑料等杂物，有害物质主要是云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、氯化物等。见下表。项 目指 标类类类云母（%)（质量计）1.02.02.0轻物质（%)（质量计）1.01.01.0有机物（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸盐（SO3质量计）0.50.50.5氯化物（氯离子质量计）0.010.020.063.1 砂的技术质量要求4.颗粒级配（1）颗粒级配是指不同粒径颗粒搭配的比例情况。（2）级配良好的砂，不同粒径颗粒搭配比例适当，其空隙率小，且总表面积小，可以节约水泥或改善混凝土拌合物的和易性。（3）颗粒级配采用筛分法确

31、定，详见实验部分。（4）颗粒级配的指标 级配区 按累计筛余率的大小，可分为1区、2区、3区共三个级配区。详见下页表。 级配合格判定 砂的实际级配全部在任一级配区规定范围内；除5.0mm和0.63mm筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于5。 3.1 砂的技术质量要求筛孔尺寸累计筛余率，1区2区3区10.0mm5.0mm2.5mm1.25mm0.63mm0.315mm0.16m010035565358571958010090010025050107041927010090010015025040168555100901）砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比，除5.0mm和0.63mm筛档外，可以略

32、有超出，但超出总量应小于5。2）1区人工砂中0.16mm筛孔的累计筛余可以放宽到10085，2区人工砂中0.16mm筛孔的累计筛余可以放宽到10080，3区人工砂中0.16mm筛孔的累计筛余可以放宽到10075。砂的颗粒级配区3.1 砂的技术质量要求（5）级配的选择 宜优先选择级配在2区的砂；当采用1区砂时，应适当提高砂率；当采用3区砂时，应适当减小砂率。5.规格 砂按细度模数大小分为粗砂、中砂、细砂：粗砂 F.M =3.73.1；中砂 F.M =3.02.3；细砂 F.M =2.21.6。 细度模数按下式计算：式中：F.M细度模数； A1、A2、A3、A4、A5、A6分别为5.0mm、2.5

33、mm、1.25mm、0.63mm、0.315mm、0.16mm筛的累计筛余百分率，。细集料筛分试验_Mobile_320 x240_320 x240_2.00M_h.264.avi11654321005).AAAAAAAMF（3.1 砂的技术质量要求3.2 石子的技术质量要求定义 粒径大于5mm的骨料称为粗骨料。分类按产源分：卵石和碎石按技术要求分： 类 宜用于强度等级大于C60的混凝土； 类 用于强度等级为C30C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土； 类 宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。3.2 石子的技术质量要求1.表观密度、堆积密度及空隙率表观密度2500kg/m3；松散堆积密

34、度1350kg/m3；空隙率47%。2.含泥量、泥块含量及石粉含量含泥量是指粒径小于0.075mm的颗粒含量；泥块含量是指卵石、碎石中粒径大于4.75mm经水洗手捏后小于2.36mm的颗粒含量。具体指标见表。3.2 石子的技术质量要求3.针片状颗粒含量针状颗粒是指颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者；片状颗粒是指颗粒厚度小于平均粒径0.4倍者。针片状颗粒不仅本身容易折断，而且会增加骨料的空隙率，使拌合物和易性变差，强度降低。见表。项 目指 标类类类含泥量（质量计，%）0.51.01.5泥块含量（质量计，%）00.50.7碎石、卵石含泥量和泥块含量3.2 石子的技术质量要求项 目指 标

35、类类类针、片状颗粒（%）（质量计）51525碎石、卵石针片状颗粒含量4.有害物质含量 卵石、碎石中不应混有草根、树叶、树枝、塑料、煤块和炉渣等杂物。见下表。项 目指 标类类类有机物合格合格合格硫化物及硫酸盐（%） （SO3质量计）0.51.01.03.2 石子的技术质量要求5.强度采用岩石抗压强度和压碎指标两种检验： 岩石抗压强度是将母岩制成50mm50mm50mm立方体试件，在水饱和状态下测定其极限抗压强度值。 压碎指标是将一定质量风干状态下1020mm的颗粒装入标准圆模内，在压力机上按1kN/s速度均匀加荷至200kN并稳定，卸荷后用2.5mm的筛筛除被压碎的细粉，称出筛余量。按下式计算：

36、 式中：Qc压碎指标值 ； G1试样的质量 ，g； G2压碎后的筛余量，g。%100121cGGGQ 6.颗粒级配为减少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的强度，粗骨料也要求有良好的颗粒级配。粗骨料的颗粒级配有连续级配与间断级配两种。 连续级配是石子由小到大连续分级； 间断级配是指用小颗粒的粒级直接和大颗粒的粒级相配，中间为不连续的级配，由于易产生离析，应用较少。3.2 石子的技术质量要求项 目指 标类类类碎石压碎指标（%）102030卵石压碎指标（%）121616碎石、卵石的压碎指标3.2 石子的技术质量要求7.最大粒径粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒级的最大粒径。从结构上考虑

37、 根据规定，混凝土用粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净间距的3/4；对混凝土实心板，不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm。从施工上考虑 对泵送混凝土，粗骨料最大粒径与输送管内径之比碎石不宜大于1：3，卵石不宜大于1：2.5，高层建筑宜在1：31：4，超高层建筑宜在1：41：5。从经济上考虑 当最大粒径小于80mm时，水泥用量随最大粒径减小而增加， 当大于150mm后，节约水泥的效果却不明显。第4章 水泥制品4.1 灰砂砖、粉煤灰砖生产工艺：蒸压养护成型外形：六面体形（240mm115mm53mm）强度等级：MU10、MU15、MU20、MU25质量等级：

38、优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）应用：建筑基础、墙体不能使用的部位：长期受热、受急冷火急热、有酸性腐蚀的环境。4.2 砌块优点块体较大，施工效率较高，且施工机械化程度较高；改善建筑物功能；原材料丰富，可充分利用地方资源和工业废料。分类按有无孔洞分：实心砌块、空心砌块按大小分：中型砌块、小型砌块按原材料分：硅酸盐砌块、混凝土砌块4.3 加气混凝土砌块4.3 加气混凝土砌块原材料 水泥、石灰、砂、粉煤灰、矿渣等生产 原料磨细，以铝粉为发气剂，经配合、浇注、发气成型、坯体切割、蒸压养护而成。主要技术性能 规格 强度等级（7个）：A1.0 A2.0 A2.5 A3.5 A5.0 A7.5 A1

39、0.0 体积密度等级（6个）：B03 B04 B05 B06 B07 B08 质量等级：优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）4.4 粉煤灰砌块4.5 混凝土空心砌块定义以普通混凝土为原材料，空心率2550技术性能规格：390190190mm强度等级：MU3.5 MU5.0 MU7.5 MU10.0 MU15.0 MU20.0质量等级：A、B、C4.6 墙用板材4.6 墙用板材4.6 墙用板材第5章 建筑钢材5.1 概 述一、钢及其特性钢理论上，凡是把含碳量小于2%，含杂质比较少的铁碳合金称为钢。含碳量超过2%，称为生铁；含碳量小于0.08%，称为工业纯铁。钢的特点具有强度高，塑性好，具有良

40、好的韧性；工艺性能良好，易于加工；但是，钢材易锈蚀、耐火性差。二、建筑钢材的主要品种1.型钢简单截面型钢：圆钢、方钢、六角钢、八角钢等；二、建筑钢材的主要品种1.型钢复杂截面型钢：工字钢、角钢、槽钢、钢轨等。二、建筑钢材的主要品种2.线材如钢筋、钢丝等。二、建筑钢材的主要品种3.管材 无缝钢管、焊接钢管等。二、建筑钢材的主要品种4.板材光面钢板、花纹钢板、彩色涂层钢板等。压型彩钢板三、 钢的冶炼方法简介按照炼钢炉的种类，炼钢方法可分为：1. 空气转炉炼钢法 一般炼制普通碳素钢。2 .氧气转炉炼钢法 炼制优质碳素钢和合金钢。3 .平炉炼钢法 用来炼制优质碳素钢、合金钢或有特殊要求的专用钢。4.电

41、炉炼钢法生铁液态生铁吹入空气或氧气钢浇注成钢锭脱 氧熔融四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程矿山：矿山： 上面上面红色是赤铁矿红色是赤铁矿，是一种氧化铁的矿石，是一种氧化铁的矿石，主要成份为主要成份为Fe2O3，呈暗红色，比重大约为，呈暗红色，比重大约为5.26，含含Fe70，O 30，是最主要的铁矿石。，是最主要的铁矿石。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程磁铁矿是一种氧化铁的矿石，主要成份为磁铁矿是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe3O4，是是Fe2O3和和FeO的复合物，呈黑灰色，比重大约的复合物，呈黑灰色，比重大约5.15左右，含左右，含Fe72.4，O 27.6，具有磁性，一，具有磁性

42、，一般需要地下开采。般需要地下开采。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程铁矿石铁矿石四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程为了提高矿石的含铁量，也称铁品位，利为了提高矿石的含铁量，也称铁品位，利用机械设备去除部分杂质来达到要求。用机械设备去除部分杂质来达到要求。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程球磨机，这样规模的选场，每天可加工球磨机，这样规模的选场，每天可加工23千吨铁精矿。千吨铁精矿。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程选后的铁矿选后的铁矿四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程深加工后的球团矿，有利于高炉冶炼。深加工后的球团矿，有利于高炉冶炼。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程高炉高炉四、

43、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程经高温点火后，原料中加入的燃料燃烧放出大量热量，使经高温点火后，原料中加入的燃料燃烧放出大量热量，使料层中矿物产生熔融，随着燃烧层下移和冷空气的通过，料层中矿物产生熔融，随着燃烧层下移和冷空气的通过，生成的熔融液相被冷却而再结晶生成的熔融液相被冷却而再结晶(10001100)凝固成凝固成网孔结构的烧结矿。网孔结构的烧结矿。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程烧结后的矿石烧结后的矿石四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程烧结矿经过破碎成小颗粒加入配料石灰石等，煤作为作烧结矿经过破碎成小颗粒加入配料石灰石等，煤作为作燃料燃料 焦炭，这也必不可少。然后送入高炉冶炼。铁水

44、出焦炭，这也必不可少。然后送入高炉冶炼。铁水出来就顺着这个沟渠流淌来就顺着这个沟渠流淌。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程铁水注入到铁水包内铁水注入到铁水包内,便于运输便于运输。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程把铁水再倒入转炉把铁水再倒入转炉, 加其他原料混合加其他原料混合。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程钢坯新鲜出炉钢坯新鲜出炉四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程切割钢坯切割钢坯四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程切割好的钢坯再进行加热然后送入锻轧机切割好的钢坯再进行加热然后送入锻轧机在轧机的作用下，钢坯变得越来越细在轧机的作用下，钢坯变得越来越细。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼

45、过程降温并送入棒材床进行进一步整理降温并送入棒材床进行进一步整理四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程根据不同需要所出的最终产品根据不同需要所出的最终产品五、钢的分类1.按冶炼方法分2.按质量分 按S和P元素含量，分为普通质量钢、优质钢和特殊质量钢。钢转炉钢沸腾钢电炉钢平炉钢按冶炼方法分按脱氧程度分半镇静钢镇静钢特殊镇静钢按炉衬材料分为酸性钢和碱性钢五、钢的分类3.按化学成分分4.按用途分 分为建筑钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢（如不锈钢、耐酸钢、耐碱钢、磁钢等。钢中碳钢低合金钢高碳钢低碳钢碳素钢合金钢中合金钢高合金钢C0.25%C=0.25%0.60C0.60合金总含量5%5%10105.2

46、建筑钢材的主要性能 标准试件按照一定的要求，对表面进行车削加工后的试件。l0 A0d0l 非标准试件不经过加工，直接在线材上切取的试件。头部头部工作段一、拉伸性能一、拉伸性能1.低碳钢的拉伸性能低碳钢拉伸实验_448x336_2.00M_h.264.avi0钢材拉伸过程的-图OB弹性阶段BC屈服阶段CD强化阶段DE颈缩阶段A0BCB0DCEDFEC上上屈服点C下下屈服点以下屈服点的应力作为钢材的屈服强度。（1）拉伸试验过程0钢材拉伸弹性阶段示意图AB0弹性阶段p比例极限，MPa。pBB弹性极限，MPa。注：由于A、B两点相距较近，一般认为p=B 。0 钢材拉伸屈服阶段示意图AB0C下C上CBC

47、下C上C屈服阶段放大后0 钢材拉伸强化阶段示意图AB0C下C上CD D D D D强化阶段bb 抗拉强度或强度极限。DC0E钢材拉伸颈缩阶段示意图AB0C下C上CDDE颈缩阶段（2）拉伸过程的参数强度指标屈服强度：抗拉强度：塑性指标伸长率：0AFss0AFbb%100001lll2.硬钢（高碳钢）的拉伸性能硬钢强度高，塑性差，拉伸过程无明显屈服阶段，无法直接测定屈服强度。用条件屈服强度0.2来代替屈服强度。条件屈服点0.2 ：使硬钢产生0.2%塑性变形时的应力。见左图。0A0.2%aboa总变形。ba弹性变形99.8%。ob塑性变形0.2%。二、冲击韧性定义及指标指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的

48、能力。其大小用冲击韧性值k表示。k 越大，则冲击韧性越好。k是以试件冲击破坏时缺口处单位面积上所消耗的功（J/cm2）。学习-冲击韧性试验_352x272_2.00M_h.264.avi影响因素硫、磷含量高，存在化学偏析，含非金属夹杂物，焊接形成裂纹，温度降低等，均会降低冲击韧性。对于承受冲击荷载和振动荷载部位的钢材，必须考虑冲击韧性。三、硬度四、工艺性能1.冷弯性能 指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。 冷弯试验的指标：弯心直径d与试件厚度（直径）a的比值d/a；弯曲角度（90或180）；试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹则冷弯合格。 通过冷弯试验，更有助于暴露钢材的某些内在缺陷，它能揭示钢材是否存

49、在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。四、工艺性能2.可焊性 可焊性是指在一定焊接工艺条件下，在焊缝及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬影响，焊接后接头强度是否与母体相近的性能。可焊性受化学成分及含量的影响。含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等，均会降低可焊性。含碳量小于0.25%的非合金钢具有良好的可焊性。 焊接结构应选择含碳量较低的氧气转炉或平炉的镇静钢。当采用高碳钢及合金钢时，为了改善焊接后的硬脆性，焊接时一般要采用焊前预热及焊后热处理等措施。五、钢材的冷加工强化和时效1.冷加工强化冷加工强化是钢材在常温下，以超过其屈服点但不超过抗拉强度的应力对其进行的加工。建筑钢材常用的冷加工有冷拉、冷

50、拔、冷轧、刻痕等 。对钢材进行冷加工的目的，主要是利用时效提高强度，利用塑性节约钢材，同时也达到调直和除锈的目的。 五、钢材的冷加工强化和时效2.时效钢材随时间的延长，其强度、硬度提高，而塑性、冲击韧性降低的现象称为时效。时效分为自然时效和人工时效两种。 自然时效是将其冷加工后，在常温下放置1520d； 人工时效是将冷加工后的钢材加热至100200保持2h以上。经过时效处理后的钢材，其屈服强度、抗拉强度及硬度都将提高，而塑性和韧性降低。 5.3 建筑钢材的钢种及牌号 一、碳素结构钢（非合金钢）1.牌号表示法由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成；如：Q2

51、35AF表示为屈服点不小于235MPa的A级沸腾钢。 2.牌号共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号。3.技术要求化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB700规定。一、碳素结构钢（非合金钢）4.应用Q195、Q215，含碳量低，强度低，塑性、韧性、加工性能和可焊性好，主要用于轧制薄板和盘条、制造铆钉、地脚螺栓等。Q235，含碳适中，综合性能好，强度、塑性和焊接等性能得到很好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或钢筋，以及圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢等型钢，广泛地应用于建筑工程中。Q255、Q275，强度、硬度较高，耐磨性较好，塑性和可焊性能有所降低。主要用作铆接与螺栓连

52、接的结构及加工机械零件。二、低合金高强度结构钢 1.牌号表示方法由代表屈服点的拼音字母（Q）、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D、E）三部分按顺序组成。如Q345A表示屈服点不小于345MPa的A级钢。 2.牌号共有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五个牌号。3.技术要求其化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB/T1591 的规定二、低合金高强度结构钢4.应用Q295，钢中只含有极少量合金元素，强度不高，但有良好的塑性、冷弯、焊接及耐蚀性能。主要用于建筑工程中对强度要求不高的一般工程结构。Q345、Q390，综合力学性能好，焊接性能、冷热加工性能和耐蚀性能均好，C、D、E级

53、钢具有良好的低温韧性。主要用于承受较高荷载的焊接结构。Q420、Q460，强度高，特别是在热处理后有较高的综合力学性能。主要用于大型工程结构及要求强度高、荷载大的轻型结构。 三、合金结构钢 合金结构钢的表示方法：由含C量及主要合金元素符号组成，前两位数字代表平均含C量（以万分计），其后标写主要合金元素符号。若该元素平均含量小于1.5%时只标写元素符号；若元素平均含量为1.5%2.49%，则在元素符号后加注2，若元素平均含量为2.5%3.49%，则在元素符号后加注3，以此类推。如：35Mn2、45SiMnV等。5.4 钢 筋 一、热轧钢筋1.生产采用钢锭经加热轧制自然冷却而成。2.分类钢筋混凝土

54、用热轧钢筋分为光圆钢筋和带肋钢筋两种。 3.牌号热轧直条光圆钢筋 ：HPB235热轧带肋钢筋：HRB335、HRB400、HRB500 H、R、B分别为热轧（Hotrolled）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bars）三个词英文首位字母。 推荐公称尺寸：光圆：8、10、12、16、20 ；带肋：6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm 一、热轧钢筋4.热轧钢筋的力学性能、工艺性能 应符合下表的规定。表面形状强度等级代号公称直径屈服点s，MPa抗拉强度b，MPa伸长率5，%冷弯d弯心直径a钢筋公称直径不小于光圆HPB23582023537025180d=a月牙肋HRB33562

55、5285033549016180d=3a180d=4aHRB400625285040057014180d=4a180d=5aHRB500625285050063012180d=6a180d=7a二、低碳热轧圆盘条1.概述低碳热轧圆盘条的公称直径为5.530mm，大多通过卷线机成盘卷供应，因此称为盘条、盘圆或线材。2.分类按用途分为：供拉丝用盘条（代号L）、供建筑和其他一般用途用盘条（代号J）两种。 3.牌号低碳热轧圆盘条的牌号表示方法由屈服点符号、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号、用途类别符号等五个内容表示。 二、低碳热轧圆盘条4.力学性能和工艺性能 5.应用大量用作建筑工程中钢筋混凝土

56、的配筋外，还适用于供拉丝、包装及其它用途。 牌 号力学性能冷弯试验180d=弯心直径a=试样直径屈服点s，MPa抗拉强度b，MPa伸长率5，%不小于Q21521537527d=0Q23523541023d=0.5a低碳热轧圆盘条的力学性能和工艺性能 三、冷轧带肋钢筋 1.生产冷轧带肋钢筋由热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后，在表面冷轧成两面或三面有肋的钢筋。钢筋冷轧后允许进行低温回火处理。2.牌号按抗拉强度分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170共五个牌号。 3.规格直径范围为412mm，推荐的公称直径为5、6、7、8、9、10mm 三、冷轧带肋钢筋4.力学性能和工

57、艺性能应符合GB13788的相关规定 。5.应用冷轧带肋钢筋用于非预应力构件，与热轧圆盘条相比，强度提高17%左右，可节约钢材30%左右；用于预应力构件，与低碳冷拔丝比，伸长率高，钢筋与混凝土之间的粘结力较大，适用于中、小预应力混凝土结构构件，也适用于焊接钢筋网。 四、热处理钢筋 1.概述热处理钢筋是经过淬火和回火调质处理的螺纹钢筋。分有纵肋和无纵肋两种，其外形分别见右图。代号为RB150。2.规格公称直径6、8.2、10mm。3.牌号 有40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr三个 。有纵肋无纵肋四、热处理钢筋4.力学性能5.特点及应用 热处理钢筋具有很高的强度外，还具有较好的塑性和韧

58、性，特别适合于预应力构件。 但其对应力腐蚀及缺陷敏感性强，应防止产生锈蚀及刻痕等现象。热处理钢筋不适用于焊接和点焊的钢筋 。预应力混凝土用热处理钢筋的力学性能 公称直径mm牌 号0.2b10，%不小于MPa，不小于68.21040Si2Mn48Si2Mn45Si2Cr132514706第6章 土工布土工布1 简介 土工布是一种新型建筑材料，原料是涤纶、丙纶、腈纶、锦纶等高分子聚合物的合成纤维。按照制造方法分为：有纺土工布和无纺土工布两种类型。一般工程主要是使用的无纺土工布.土工布具有防渗、反滤、排水、隔离、加固、防护、密封等多种功能，它与常规的砌石及砼材料防渗效果相比，具有投资低，施工工艺简单

59、，工期短，防渗效果好，渠道有效利用系数高等优点。 土工布2 特点强力高：由于使用塑料纤维，在干湿状态下都能保持充分的强力和伸长。耐腐蚀：在不同的酸碱度的泥土及水中能长久地耐腐蚀。透水性好 ：在纤维间有空隙，故有良好的渗水性能。抗微生物性好：对微生物、虫蛀均不受损害。 土工布2 特点施工方便：由于材质轻、柔，故运送、铺设、施工方便。规格齐全： 幅宽可达9米。是目前国内最宽产品，单位面积质量：100-1000g/。土工布3 作用隔离：对具有不同物理性质（粒径大小、分布、稠度及密度等）的建筑材料（如土体与沙粒、土体与混凝土等）进行隔离。使两种或多种材料间不流失不混杂，保持材料的整体结构和功能，使构筑

60、物载承能力加强。过滤（反滤）：当水由细料土层流入粗料土层时，利用土工布良好的透气性和透水性，使水流通过，而有效地载流土颗粒，细沙、小石料等，以保持工程的稳定。土工布3 作用排水：土工布具有良好的导水性能，它可以土体内部形成排水通道，将土体结构内多余液体和气体外排。加筋：利用土工布增强土体的抗拉强度和抗变形能力，增强建筑结构的稳定性，以改善土体质量。防护：水流对土体冲刷时，有效的将集中应力扩散，传递或分解，防止土体受外力作用而破坏，保护土壤。土工布3 作用防穿刺：与土工膜结合成为复合防水防渗材料，起到防穿刺的作用。第6章 土工膜土工膜1 简介 土工膜以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺布复合而成的土工