建筑材料(精品文档)

建筑材料

建筑材料是指组成建筑物或构筑物各部分实体的材料。1、建筑材料是建筑工程的物质基础。2、建筑材料的发展赋予了建筑物以时代的特性和风格。3、建筑设计理论不断进步和施工技术的革新受到建筑材料发展的制约，也受到其发展的推动。4、建筑材料的正确、节约、合理的运用直接影响的造价和投资。一、建筑材料的作用二、建筑材料的分类1、按使用功能分类建筑结构材料－构成建筑物受力构件（梁、板、柱、基础）和结构所用的材料。常用石材、混凝土、钢材、钢筋混凝土等。墙体材料－构成建筑物内外和分隔室内空间所用的材料。砖、砌块、复合板材等。建筑功能材料－具有某种特殊功能的非承重材料。如防水材料、吸声材料、装饰材料等等。2、按化学成分分类

无机材料－金属材料、非金属材料有机材料－植物材料、沥青材料、合成高分子材料复合材料：有机－无机、金属－非金属、金属－有机建筑材料无机材料非金属材料天然石材：石子，砂，毛石，料石烧土制品：黏土砖，瓦，空心砖，建筑陶瓷玻璃：窗用玻璃，安全玻璃，特种玻璃胶凝材料：石灰，石膏，水玻璃，各种水泥混凝土及砂浆：普通混凝土，轻混凝土，特种混凝土，各种砂浆硅酸盐制品：粉煤灰砖、灰砂砖，硅酸盐砌块绝热材料：石棉，矿棉，玻璃棉，膨胀珍珠岩金属材料黑色金属：生铁、碳素钢、合金钢有色金属：铝，锌，铜及其合金有机材料植物质材料木材，竹材，软木，毛毡沥青材料石油沥青，煤沥青，沥青防水制品高分子材料塑料，橡胶，涂料，胶粘剂复合材料无机非金属材料和有机材料的复合聚合物混凝土、沥青混凝土，水泥刨花板，玻璃钢

布达拉宫宫体全部为石木结构，墙身全部用花岗岩砌筑。

万里长城

悉尼海上歌剧院是悉尼的标志，世界最豪华的文化建筑之一。

三、建筑材料的发展趋势

为了适应建筑工业的自动化，不断提高土木工程质量的要求，建筑材料今后的发展将有以下几个趋势：

1.尽可能的提高材料的强度，降低材料的自重；

2.研究并生产多功能、高效能的材料；

3.由单一材料向复合材料及其制品发展；

4.对材料的耐久性将引起更大的重视；

5.建筑制品的生产，讲向预制化、单元化发展，构件尺寸日益增大；

6.大量利用工农业废料、废渣、生产廉价的、高性能的材料及制品；

7.利用现代科学技术及手段，在深入认识材料的内在结构对性能影响的基础上，按指定的要求，设计与制造更新品种的建筑材料。第一章建筑材料的基本性质建筑工程的各个部位都处于不同的环境条件并起一定的作用。

梁、板、柱以及承重的墙体主要承受各种荷载作用；

房屋屋面要承受风霜雨雪的作用且能保温、防水；

基础除承受建筑物全部荷栽外，还要承受冰冻及地下水的侵蚀；墙体要起到抗冻、隔声、保温隔热等作用。要求用于不同工程部位的材料应具有相应的性质。这些性质归纳起来可分为：

一、物理性质与各种物理过程（水、热作用）有关的性质；

二、力学性质材料在荷载作用下的变形及抵抗变形的能力；

三、耐久性材料在使用环境中，受到各种作用（物理作用、化学作用及生物作用等）的影响，不受到破坏，保持原有性能的性质。

四、化学性质包括材料的抗腐蚀性、化学稳定性。第一节材料的化学组成、结构和构造

一.材料的组成(一)化学元素组成(二)矿物组成二.材料的结构(一)宏观结构指用肉眼或放大镜能观察到的结构,它分为散粒结构,聚集结构,多孔结构,致密结构,纤维结构,层状结构。

一、宏观结构1.散粒结构

由单独的颗粒组成2.聚集结构

材料中的颗粒通过胶结材料彼此牢固地结合在一起3.多孔结构

材料中含有大量的,大的,或微小的均匀分布的孔隙4.致密结构

材料在外观上和结构上都是致密的5.纤维结构

是木材,玻璃纤维制品所特有的结构6.层状结构

是板材常见的结构(二)微观结构

原子排列结构,根据质子间键的特性分为原子晶体,离子晶体,分子晶体。三、材料的孔隙(一)孔隙形成的原因(1)水分子的占据作用建筑材料加水拌和,用水量通常超过理论上的用水量,多余的水分占据的空间即为孔隙(2)外加的发泡作用生产加气混泥土等的各种发泡剂,可在材料中形成大量的孔隙(3)火山作用火山爆发时,喷到空中的岩浆,冷却后在岩石中形成大量的孔隙(4)烧作用(二)孔隙的类型(1)连通孔隙(2)封闭孔隙(3)半封闭孔隙(三)孔隙对材料性质的影响(孔隙增多)(1)材料的体积密度减小(2)材料受力的有效面积减小,强度降低(3)体积密度减小,导热系数和热容随之减小(4)透气性,透水性,吸水性变大(5)对抗冻性,要试孔隙大小和形态而定,有些能提高抗冻性材料的孔隙状况由孔隙率、孔隙连通性、孔隙直径三项指标说明。第二节材料物理性质材料的结构特征参数

（一）材料的密度密度是指材料的质量与其体积之比。根据材料所处状态不同，可分为密度、体积密度和堆积密度。

1、密度

材料在绝对密实状态下，单位体积的质量称为密度。按下式计算：ρ=m/v

2、体积密度

材料在自然状态下，单位体积的质量称为体积密度。按下式计算：ρ0=m/vo

3、表观密度

对密实材料直接以排水法求的体积v'作为密实态体积的近似值。公式：ρ'=m/V'

4、堆积密度

粉状或颗粒状材料在堆积状态下，单位体积的质量称为堆积密度。按下式计算：ρ0'=m/v0'

材料在堆积状态下，其堆积体积不但包括所有颗粒内的孔隙，而且还包括颗粒间的空隙。其值大小不但取决于材料颗粒的体积密度，而且还与堆积的疏密程度有关。

二)材料的密实度与孔隙率

密实度

密实度是指材料体积内，被固体物质充实的程度。以D表示，并按下式计算：D=V/V0=ρ0/ρ

孔隙率

孔隙率是指材料体积内，孔隙体积所占有的比例。以P表示，并按下式计算：P=（V0-V）/V0=1-D=1-ρ0/ρ

材料名称密度g/cm3表观密度g/cm3堆积密度g/cm3钢材7.85————松木1.550.40~0.80——水泥2.80~3.20——900~1300砂2.662.651450~1650碎石（石灰石）2.60~2.802.601400~1700普通混凝土2.601.95~2.50——普通黏土砖2.6016.0~1.90——

孔隙率与密实度从两个不同侧面来反映材料的致密程度，即D+P=1。

3、材料的填充率和空隙率1）填充率散粒状材料在其堆积体积中，被固体实体体积填充的程度。

2）空隙率空隙率是指散粒材料的堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的比例。D'+P'=1空隙率反映了散粒材料的颗粒之间的相互填充的致密程度，对于混凝土的粗、细骨料，空隙率越小。表明颗粒大小搭配愈合理。

二、材料与水有关的性质

（一）亲水性与憎水性

材料遇水后其表面能降低，则水在材料表面易于扩展，这种与水的亲合性称为亲水性。表面与水亲合能力较强的材料称为亲水性材料。与此相反当材料与水接触时不与水亲合，这种性质称为憎水性。

（二）吸湿性与吸水性

吸水性材料在水中能吸收水分的性质称为吸水性。吸水性大小用吸水率表示，吸水率常用质量吸水率，即材料吸入水的质量与材料干质量之比表示：W质=（m饱-m干）/m干

对于高度多孔的材料的吸水率常用体积吸水率表示，即材料吸入水的体积与材料自然状态下体积之比。W体=V水/V0=（m饱-m干）/ρwV0

吸湿性

材料在环境中，能自发地吸收空气中水分的性质称为吸湿性。材料的吸湿性用含水率表示，即吸入水与干燥材料的质量之比。材料的吸湿性主要取决于材料的组成及结构状态。一般说，开口孔隙率较大的亲水性材料具有较强的吸湿性。材料的含水率还受到环境条件的影响，它随环境的温度和湿度的变化而改变。最后材料的含水率将与环境湿度达到平衡状态，与空气湿度达到平衡时的含水率称为平衡含水率。此时的含水状态称为气干状态。

材料吸水率的大小不仅取决于材料对水的亲憎性还取决于材料的孔隙率及孔隙特征。密实材料及具有闭口孔的材料是不吸水的；具有粗大孔的材料因其水分不易存留，其吸水率也常小于其开口孔隙率；而那些孔隙率较大，且具有细小开口连通孔的亲水性材料往往具有较大的吸水能力。

材料在水中吸水饱和后，吸入水的体积与孔隙体积之比称为饱和系数。材料含水后，不但可使材料的质量增加，而且会使强度降低，保温性能下降，抗冻性能变差，有时还会发生明显的体积膨胀。材料中含水对材料的性能往往是不利的。

（三）耐水性

材料在水的作用下，其强度不显著降低的性质称为耐水性。一般材料含水后，将会以不同方式减弱材料的内部结合力，使强度有不同程度的降低。材料的耐水性用软化系数表示：

Kp=fw/f

材料的软化系数波动在0-1之间，软化系数越小，说明材料吸水饱和后强度降低得越多，耐水性越差。软化系数大于0.80的材料，可认为是耐水的。处于水中或潮湿环境中的重要结构物所选用的材料其软化系数不得小于0.85。4、抗渗性－材料抵抗有压介质（水、油、气）渗透的性质称抗渗性。用渗透系数K表示。依达西定律:Q=KHAt/d5、抗冻性－浸水饱和的材料在冻融循环作用下保持其原有性质的能力称为抗冻性。用抗冻标号F表示。三.与热有关的性质1、导热性－材料传导热量的能力称为导热性。其大小用热导率（λ）表示。

2、影响导热系数的因数1)材料的孔隙率愈大,即空气愈多,导热系数愈小同类材料的孔隙率是随体积密度的件小而增大,则导热系数随体积密度的减小而减小.2)大多数材料的导热系数随温度升高而增加3)材料的化学组成和物理结构：金属材料的导热性大于非金属，无机材料导热性大于有机材料，晶体结构大于玻璃体结构。热容2、热容－材料加热时吸收热量，冷却时放出热量的性质，称为热容。大小用比热容（比热）表示Q=cm(T2－T1)第三节材料的力学性质

一、强度及强度等级

根据外力作用方式的不同，材料的强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度（或抗折强度）及抗剪强度等，抗压、抗拉、抗剪强度的计算公式如下:

f=F/A

材料的抗弯强度在求解过程中，可用三点弯曲法求其抗弯强度。

抗弯强度材料抗压抗拉抗弯花岗岩100~2505~810~14普通黏土砖7.5~30——1.6~4.0普通混凝土7.5~601~9——松木（顺纹）30~5080~12060~100建筑钢材240~1500240~1500——

不同种类的材料具有不同的抵抗外力的特点。相同种类的材料，其强度随孔隙率及宏观结构特征的不同有很大差异。材料的孔隙率越大，强度越低，两者有近似直线的比例关系，材料的强度除与组成和结构有关外，其强度值还受试件的形状、尺寸、表面状态、温度、湿度及试验时的加荷速度等因素影响。2、影响材料试验结果的因素3、强度等级

将材料按极限强度(或屈服点)划分成不同的等级，石材、混凝土、红砖等脆性材料主要用于抗压，因此以其抗压极限强度来划分等级，而钢材主要用于抗拉，故以其屈服点作为划分等级的依据。

4、比强度

比强度是评价材料是否轻质高强的指标。它等于材料的强度与体积密度之比，其数值大者，表明材料轻质高强。二、脆性与韧性

脆性材料在外力作用下，直至断裂前只发生很小的弹性变形，不出现塑性变形而突然破坏的性质称为脆性。脆性材料的抗压强度比抗拉强度大得多，可达几倍到几十倍。脆性材料抵抗冲击或振动荷载的能力差，故常用于承受静压力作用的工程部位如基础、墙体、柱子、墩座等。

韧性材料在冲击、振动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时也能产生一定的塑性变形而不致破坏的性质称为韧性（或冲击韧性）。建筑钢材、木材、沥青混凝土等属于韧性材料。用作路面、桥梁、吊车梁以及有抗震要求的结构都要考虑材料的韧性。材料的韧性用冲击试验来检验。

三.材料的弹性和塑性

材料受外力作用，其内部会产生一种用来抵抗外力作用的内力，同时还伴随着材料的变形。根据变形的特点，可将变形分为弹性变形和塑性变形。

1）弹性变形

材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能够完全恢复原来形状的性质称为弹性。这种能够完全恢复的变形称为弹性变形。

2）塑性变形

材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，不能完全恢复原来形状的性质称为塑性。这种不能恢复的变形称为塑性变形。

四、硬度和耐磨性

硬度是材料抵抗其他物体刻划，压入其表面出现塑性变形的能力，通常矿物的硬度采用刻划法测定其莫氏硬度，钢材、木材，混凝土采用钢球压入法测定其布氏硬度（HB）。

耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力。

耐久性是指材料在使用过程中,抵抗各种自然因素及其它有害物质长期作用,能长久保持其原有性质的能力。

第四节材料的耐久性材料耐久性降低的机理

物理作用化学作用生物作用综合影响材料腐蚀物理作用

一般是指干湿变化,温度变化,冻融循环等.这些作用会使材料发生体积变化或引起内部裂纹的扩展,而使材料逐渐破坏,如混凝土,岩石,外装修材料的热胀冷缩等.化学作用

包括酸,碱,盐等物质的水溶液及有害气体的侵蚀作用.这些侵蚀作用会使材料逐渐变质而破坏,如水泥石的腐蚀,钢筋的锈蚀,混凝土在海水中的腐蚀,石膏在水中的溶解作用等.生物作用

菌类,昆虫等的侵害作用,包括使材料因虫蛀,腐朽而破坏,如木材的腐蚀等.

综合影响

实际工程中,材料往往受多种破坏因素的同时作用.材料性质不同,其耐久性的内容各不相同.a.金属材料往往受和电化学作用引起腐蚀,破坏,其耐久性指标主要是耐蚀性;b.无机非金属材料(如石材,砖,混凝土等)常因化学作用,溶解,冻融,风蚀,温差,摩擦等因素综合作用,其耐久性指标更多地包括抗冻性,抗风化性,抗渗性,耐磨性等方面的要求;c.有机材料常由生物作用,光,热电作用而引起破坏,其耐久性包括抗老化性,耐蚀性指标.研究材料耐久性的实际意义和措施意义：提高建筑物的安全性,经济性和使用寿命.措施：a.首先应根据工程的重要性,所处的环境合理选择材料

b.增强自身对外界作用的抵抗能力,如提高材料的密实度等;或采取保护措施,使主体材料与腐蚀环境相隔离

c.甚至可以从改善环境条件入手减轻对材料的破坏.材料耐久性的判断

由于耐久性是材料的一项长期性质,所以对耐久性最可靠的判断是在使用条件下进行长期的观察和测定,这样做需要很长的时间.通常是根据使用要求,在试验室进行快速试验,并据此对耐久性做出判断,快速检查的项目有干湿循环,冻融循环,加湿与紫外线干燥循环,碳化,盐溶液浸渍与干燥循环,化学介质浸渍等.第一节岩石的基本性质一、造岩矿物

造岩矿物主要是指组成岩石的矿物，大部分是硅酸盐、硅酸盐矿物，根据硅酸盐的含量，可分为主要矿物、次要矿物、副矿物。建筑常用的岩石有花岗岩、正长岩、石灰岩、大理岩和石英岩。二、岩石的种类及性质1、岩石的种类1）按岩石的成因分类按岩石的成因可分为三类：岩浆岩、沉积岩、变质岩。第二章建筑石材岩浆岩沉积岩变质岩2）按岩石的强度分类岩石按抗压强度划分：硬石、次硬石、软石。大理岩、花岗岩、安山岩等为硬石；软质安山岩、硬质砂岩等为次硬石；凝灰岩为软石。3）按岩石形状分类石材分为装饰和砌筑两类，砌筑用石材分为毛石和料石；装饰用的石材主要为板材。2、岩石的性质岩石的性质主要体现在三个方面：物理性质、力学性质、化学性质。（1）物理性质1）表观密度

岩石(除软石凝灰岩）的表观密度为2-3g/,表观密度大的岩石结构致密，强度高。2）吸水率

反映岩石吸水能力的大小，岩石的吸水性直接影响其抗冻性，抗风化性等耐久性指标。吸水率大，说明岩石的耐久性差。3）硬度

硬度大的岩石。强度高，耐磨性，抗刻划性好。4）岩石的物理风化

岩石中的矿物当温度发生明显变化时，体积变化率，产生应力，形成裂缝受干湿循环影响，发生反复胀缩而产生微细裂纹。（2）岩石的化学性质风化是指岩石在各种因素的复合或者相互促进下发生物理和化学变化，直至破坏的复杂现象。主要体现在岩石表面有剥落现象。岩石的耐久性较好，花岗岩耐久性最佳；安山岩次之，软质砂岩和凝灰岩最差（3）岩石的力学性质1）强度

岩石抗压强度很大，抗拉强度很小，一般是脆性材料，岩石的比强度小于钢材和木材。2）岩石受力后变形

岩石的应力-应变曲线是曲线，对应的弹性模量不同，属于非弹性变形。（4）岩石的热学性质

岩石的热膨胀系数不相同导致，岩石的热稳定性不一定很好，温度大幅升高或降低时，内部产生内应力，导致岩石崩裂。岩石的比热较大，导热系数较小，隔热能力比钢材好。第二节常用的建筑石材一、毛石1、乱毛石乱毛石形状不规则，尺寸300-400mm，20-30kg。砌筑基础、墙身、挡土墙。2、平毛石平毛石是乱毛石经加工而成，形状较乱毛石整齐。常用于砌筑基础、墙身、桥墩。3、毛石的抗压强度毛石的抗压强度以三个边长为70mm的立方体试块的抗压强度的平均值表示。石材共分为9个强度等级：MU100，MU80，MU60，MU50，MU40，MU30，MU20，MU15，MU10。平毛石

乱毛石

二、料石料石分为毛料石、粗料石、半细料石和细料石。1）毛料石外形大致方正，高度不小于200mm，叠砌面凹入深度不大于25mm。2）粗料石截面宽、高不小于200mm，且不小于长度的1/4,叠砌面凹入深度不大于20mm。3）半细料石截面宽、高不小于200mm，且不小于长度的1/4,叠砌面凹入深度不大于15mm。4）细料石截面宽、高不小于200mm，且不小于长度的1/4,叠砌面凹入深度不大于10mm。花岗岩料石三、饰面石材1、天然花岗石板材

建筑装饰上以花岗岩为代表的一类装饰石材，包括以石英、长石英为主要的组成矿物，并含有少量云母和暗色矿物的岩浆岩和花岗质的变质岩。特性：构造致密、强度高、密度大、吸水率较低、耐磨等。分类：毛光板、普型板、圆弧板、异型板。天然花岗石板材2、天然大理石天然大理石的主要成分为硅酸盐矿物（1）特性质地较密实、抗压强度较高、吸水率低、质地较软。分类：普型板、圆弧板。3、青石装饰板材青石板属于沉积岩类，组要成分为石灰石、白云石。天然大理石青石装饰板材

粘贴大理石

干挂大理石

胶凝材料是指在一定条件下，经过一系列的物理作用、化学作用，能将散粒或块状材料粘结成整体并具有一定强度的材料。

气硬性胶凝材料是指只能在空气中凝结硬化，也只能在空气中保持和发展其强度的无机胶凝材料。常用的气硬性胶凝材料主要有石膏、石灰和水玻璃等。

水硬性胶凝材料是指既能在空气中，也能更好地在水中凝结硬化、保持并继续发展其强度的无机胶凝材料。常用的水硬性胶凝材料主要是各种水泥。胶凝材料类别材料实例无机胶凝材料气硬性胶凝材料石灰、石膏、水玻璃、菱苦土等水硬性胶凝材料各种水泥有机胶凝材料石油沥青、煤沥青、各种树脂等胶凝材料分类

第三章气硬性胶凝材料石灰是在土木工程中使用较早的气硬性胶凝材料之一。

第一节石灰康百万庄园石灰砂浆砌筑墙体长城城墙少林寺塔林

一、石灰的生产

生产原料：主要是以碳酸钙（CaCO3）为有效成分的天然岩石（如石灰石、白云石等）。

生产原理：石灰的生产是将含有碳酸钙的天然岩石，在适当温度（900℃）下煅烧，使碳酸钙分解成氧化钙（CaO），即得到白色或灰白色的块状生石灰。石灰岩石灰石块

生石灰的主要成分是氧化钙（CaO），将块状生石灰磨细成粉状，可得到生石灰粉。生石灰块生石灰粉

在实际生产中，煅烧温度和煅烧时间的控制是石灰生产工艺中的关键环节。

当温度过低或锻烧时间不足时，碳酸钙则不能完全分解，将生成“欠火石灰”，在熟化及使用时常作为残渣被废弃。当锻烧时间过长或温度过高时，将生成颜色较深，表面被黏土杂质融化形成的致密玻璃釉状物包覆“过火石灰”。

欠火石灰过火石灰

传统小石灰窑的生产效率低，污染环境工业化石灰窑厂及生产工艺流程二、石灰的熟化

生石灰具有反应快速、体积膨胀并放出大量热量的水化特性。合格的生石灰在几秒内就能完成水化反应，体积膨胀两倍左右，1mol分子氧化钙水化反应约产生64.8KJ的热量。为了消解生石灰水化时的不利现象，便于工程使用，在使用生石灰之前应对其进行熟化。1．石灰熟化原理

石灰的熟化是指生石灰（CaO）与水反应生成熟石灰氢氧化钙[Ca(OH)2]的过程，又称石灰的消解或消化。KJ

2．石灰熟化方法（1）化灰法

化灰法是将生石灰块在化灰池中与水反应熟化成石灰浆，使石灰浆通过一定孔径的滤网流入储灰坑，石灰浆沉淀后除去上层的水分，得到的膏状体称为石灰膏。

村民利用石灰熟化热烧水一儿童在石灰坑中被灼伤

（2）林灰法

林灰法是在块状生石灰中加入适量的水，使块状生石灰熟化成粉状的消石灰，也称熟石灰粉（主要成分为氢氧化钙）。

消石灰粉在使用前，一般也需要“陈伏”，如果将生石灰磨细成一定细度的细石灰粉使用，则不需“陈伏”。

消石灰粉主要用于配制土木工程中的石灰土（石灰＋黏土）和三合土（石灰＋黏土＋砂石）。石灰土用于路基处理三合土用于路基面

三、石灰的硬化

石灰浆体能在空气中逐渐凝结硬化，主要由结晶和碳化两个同时作用的过程来完成。

结晶作用是指石灰浆体中的游离水分蒸发，使Ca(OH)2从饱和溶液中不断结晶析出，使其逐渐失去塑性，并凝结硬化产生强度的过程。结晶作用主要发生在石灰工程的内部。

碳化作用是指Ca(OH)2与空气中的CO2化合反应，形成自身强度较高的碳酸钙晶体，析出水分并被蒸发的过程。

四、石灰的主要技术性质

1．可塑性好

生石灰熟化成石灰浆时，能自动形成颗粒极细（直径约1微米）的呈胶体分散状态的氢氧化钙，表面吸附一层水膜。用石灰调成的石灰砂浆其突出的优点是具有良好的可塑性。在水泥砂浆中掺入石灰膏，可使砂浆的可塑性显著提高。

2．硬化慢、强度较低

从石灰浆体的硬化过程可以看出，由于空气中二氧化碳稀薄，碳化甚为缓慢，而且表面碳化后，形成的紧密外壳不利于碳化作用进一步深人和内部水分的蒸发，因此，石灰是一种硬化缓慢的胶凝材料。1:3的石灰砂浆28d抗压强度通常只有0.2～0.5MPa.

3．体积收缩大

石灰在硬化过程中，由于大量的游离水蒸发，会引起显著的体积收缩。除调成石灰乳作薄层涂刷外，石灰不宜单独使用。工程上常在其中掺入骨料和各种纤维材料，以减少硬化时的体积收缩。

石灰硬化时体积收缩产生的裂纹

4．吸湿性强

块状生石灰在放置过程中，会缓慢吸收空气中的水分而自动熟化成消石灰粉，再与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙，失去胶结能力。在储存生石灰时，不但要防潮，而且不宜储存过久。通常的做法是将生石灰运到工地（或熟化工厂）后立即熟化成石灰浆，把储存期变为陈伏期。石灰砂浆受潮后产生的脱落现象五、

石灰的主要用途

1.调制石灰乳

2．配制砂浆3．拌制石灰土和三合土

4．制作硅酸盐制品蒸压灰砂砖及其生产流程

第二节石膏一、石膏的生产

1.生产石膏的原材料

石膏胶凝材料的生产原料主要是含有二水石膏（CaSO4·2H2O)的天然石膏矿。含有二水石膏的工业副产品及废料也可用于石膏胶凝材料的生产。石膏矿2.建筑石膏的制备

当加热温度为65～75℃时，二水石膏开始脱水；当温度升至110～170℃时，二水石膏脱去部分结晶水，得到β型半水石膏（βCaSO4·1/2H2O)即建筑石膏（也称熟石膏）。

建筑石膏呈白色粉末状，密度为2.60～2.75g/cm3，堆积密度为800～1100kg/m3。2、高强度石膏

二水石膏在0.13MPa,124。C的压蒸锅内蒸练，生成α型半水石膏，这种石膏为高强度石膏。3h的抗压强度可达到9-24MPa,7d后的强度可达到15-39MPa。高强度的石膏可用于室内抹灰，制作装饰品和石膏板。

1）温度升高至180-210℃，半水石膏脱水得到脱水半水石膏。2）温度升高至320-390℃，得到可溶性的硬石膏。3）温度达400-750℃，石膏完全失去结合水，生成不溶性石膏，结晶体变得紧密稳定。4）温度超过800℃，部分CaSO4分解成CaO,磨细后为高温煅烧石膏。3.硬石膏

三、建筑石膏的凝结硬化

建筑石膏凝结硬化机理主要是半水石膏与水反应还原成二水石膏，其反应式为：

石膏的凝结硬化是复杂连续的溶解、水化、胶化与结晶的物理化学变化过程。

四、建筑石膏的主要性质

1、凝结硬化快

2、孔隙率大，表观密度小，保温、吸声系能好。3、具有一定的调湿性。4、耐水抗冻性差5、凝固时体积微膨胀6、防火性好。石膏制品的孔隙表观密度较小的石膏板材六、石膏的主要用途

1）室内抹灰及粉刷2）建筑装饰饰品3）石膏板石膏砌块石膏花饰石膏线条石膏腻子嵌缝石膏花角

水玻璃俗称“泡花碱”，是一种由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的能溶于水的硅酸盐。根据其碱金属氧化物种类的不同，水玻璃有硅酸钠水玻璃和硅酸钾水玻璃。1、

水玻璃的生产

水玻璃的生产方法分有湿法和干法。

湿法生产是将石英砂和苛性钠溶液内用蒸汽加热，并搅拌，使其直接反应形成液体水玻璃。

第三节

水玻璃

干法生产是以石英砂、纯碱为主要原料，将其磨细并按比例配合拌匀后，在温度为1350℃的熔炉内熔融，冷却后得到块状或粒状的固态水玻璃，在水中加热溶解就成为液体硅酸钠水玻璃。

固体水玻璃

1、固体水玻璃在水中的溶解度与水玻璃模数n的大小有关。n值越大，固体水玻璃溶解所需的水温就越高。当n=1时，固体水玻璃能溶解于常温水；当n=1～3时，固体水玻璃只能在热水中溶解。水玻璃的粘度越大，粘结能力越强，其越难溶解，但较易分解和硬化。

2、液体水玻璃因含杂质不同而呈青灰色、绿色或微黄色，以无色透明的液体水玻璃为最好。液体水玻璃可以与水按任意比例混合，形成不同浓度的溶液。

液体水玻璃3、含有化合水的水玻璃：在水中的溶解度比无水玻璃大。二、水玻璃的硬化

水玻璃在空气中与二氧化碳作用，形成无定型硅胶（nSiO2·mH2O）和碳酸钠（Na2CO3），并逐渐干燥硬化。

反应式：

三、水玻璃的性质特点

（1）水玻璃硬化后具有良好的粘结能力和较高的强度，用水玻璃配制的混凝土抗压强度可以达到15～40MPa，水玻璃胶泥的抗拉强度可达2.5MPa。

（2）水玻璃耐酸性强，能经受除氢氟酸、300℃以上的过热磷酸、高级脂肪酸和油酸以外，几乎所有的无机酸和有机酸的作用。

（3）水玻璃不燃烧，耐热性好，在高温下硅酸凝胶干燥强烈，强度并不降低，甚至有所增加。（4）由于水玻璃可溶于碱和水，所以水玻璃耐碱性和耐水性较差，硬化后不耐碱、不耐水。

四、水玻璃的应用

工程中常用水玻璃配制水玻璃涂料、水玻璃胶泥、水玻璃砂浆、水玻璃混凝土等，在防酸工程和耐热工程中的应用较为广泛。1.涂刷材料和建筑物表面，提高抗风化能力2.用于土壤加固3.配制快凝防水剂4．配制耐热、耐酸砂浆和混凝土水玻璃涂料水玻璃耐酸水泥聚乙烯醇水玻璃内墙涂料水玻璃快凝防水剂加固土体耐酸混凝土坑槽

水玻璃的应用第四章水泥

细磨材料与水混合成塑性浆体，经过一系列物理化学作用凝结硬化变成坚硬的石状体，并能将沙石等散状材料胶结为整体的水硬性胶凝材料，为水泥。

按其主要水硬性物质，可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥等系列。硅酸盐水泥是以硅酸钙为主要成分的水泥熟料、一定量的混合材料和适量石膏共同磨细制成。通常可分为通用水泥、专用水泥、特性水泥。唐山启新水泥厂办公楼，震后只有二楼破坏严重，墙砖塌落，钢筋尤存唐山启新水泥厂仓库三楼窗柱

由硅酸盐水泥熟料、0

5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称

型硅酸盐水泥，其代号为P

。在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称

型硅酸盐水泥，其代号为P

。第一节通用水泥1、生产工艺熟料石灰质原料粘土质原料铁质原料水泥成品石膏生料煅烧1450°C磨细磨细按比例混合一、硅酸盐的生产和组成硅酸盐类水泥的生产过程是“两磨一烧”，即（1）将原料按一定比例配料并磨细成符合成分要求的生料：（2）将生料煅烧使之部分熔融形成熟料；（3）将熟料与适量的石膏共同磨细成为硅酸盐类水泥。2、矿物组成1）硅酸盐水泥的主要熟料矿物的名称和含量范围如下：硅酸三钙

3CaO

SiO2，简写为C3S，含量37%

60%硅酸二钙2CaO

SiO2，简写为C2S,含量15%

37%铝酸三钙

3CaO

Al2O3，简写为C3A，含量7%

15%铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3，简写C4AF，10%

18%

各种熟料矿物单独与水作用时表现出的特征名称硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙凝结硬化速度快慢最快快28d水化放热量多少最多中强度高早期低、后期高低低

各种熟料矿物的强度增长2）石膏

石膏是硅酸盐水泥的重要组成成分，主要是调节水泥的凝结时间。3）混合材料

改善水泥性能，调节水泥强度等级而加入到水泥中矿物材料。（1）活性混合材料

具有火山灰性或潜在的水硬性，或兼有火山灰性和水硬性的矿物质材料，称为活性混合材料。粒化高炉矿渣,火山灰质,粉煤灰活性混合材来源：①粒化高炉矿渣：高炉冶炼生铁时，得到以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后的产物，简称矿渣。②粉煤灰：从煤粉炉烟道气体中收集的粉末称为粉煤灰。③火山灰质混合材料：天然或人工的以活性氧化硅、氧化铝为主要成分的矿物材料，称为火山灰混合材料。物理特性：①粒化高炉矿渣：表面粗慥、棱角多，保水性差，需水量大；②粉煤灰：球形玻璃体、表面光滑，需水量小，保水性差；③火山灰质混合材料：多孔结构，需水量大，保水性好；（2）非活性混合材料

非活性混合材料是指不与水泥成分起化学作用或作用很小的混合材料。主要起惰性填充作用，掺入的目的主要是为了提高水泥的产量，调整水泥的标号，减少水化热，故又被称为填充性混合材料。

细度是指水泥的粗细程度，水泥颗粒粒径一般在0.007—0.2mm范围内。测定:比表面积法（单位质量的粉末所具有的总表面积）

1）细度二、物理指标2）凝结时间

初凝：自加水拌和起，到标稠净浆开始失去可塑性所需的时间。

终凝：自加水拌和起，到标稠净浆完全失去可塑性，并产生强度所需的时间。3）体积安定性

体积安定性：水泥浆在硬化过程中，体积变化的均匀性能。原因：（1）熟料中CaO，MgO过多；（2）石膏过量。测定方法：沸煮法、雷氏法。4）水化热

影响水化放热的因素：熟料相对含量、成分，水泥细度，混合材掺量，外加剂品种及掺量。

大体积混凝土施工考虑水化热。改善措施：控制熟料相对含量、成分，水泥细度，混合材掺量，外加剂品种及掺量，粗细骨料温度、水温，循环水冷却，控制水泥掺量、石子粒径，采用分层浇铸施工工艺、表面保温等。

5）强度GB规定：用水泥胶砂强度测定。试件标准尺寸:40

40

160mm水泥:标准砂:水=1:3:0.5养护条件：20+1℃水中

第二节硅酸盐水泥1、水泥的水化反应及水化产物2C3S+6H2O==3CaO2SiO23H2O+3Ca(OH)22C2S+4H2O==3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2C3A+6H2O==3CaO

Al2O36H2OC4AF+7H2O==3CaO

Al2O3

6H2O+CaO

Fe2O3

H2O

一、硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化凝结：水泥加水拌和后，成为可塑的浆体，逐渐变稠，失去塑性，但尚不具有强度的过程。4CaO

Al2O313H2O+3(CaSO42H2O)+14H2O==3CaO

Al2O33CaSO432H2O+Ca(OH)2

2C3A+3CaO

Al2O33CaSO432H2O+4H2O==3(3CaO

Al2O3

CaSO412H2O)硬化：随后产生明显的强度，并逐渐发展而成为坚硬的人造石。2、水泥凝结硬化过程（机理）（a）分散在水中未水化的水泥颗粒（b）在水泥颗粒表面形成水化物膜层（c）膜层长大并互相连接（凝结）（d）水化物进一步发展，填充毛细孔(硬化)

硬化后的水泥石包含有凝胶、晶体、未水化的水泥内核、水和孔隙。

硅酸盐水泥凝结硬化的特点：（1）是由表及里进行的。（2）水分和温度是硅酸盐水泥的凝结硬化的必要条件。硬化水泥浆体中各组分的体积随龄期变化示意影响水泥凝结硬化的主要因素：1）水泥的组成及细度

水泥细度越大，其比表面积越大，水化速度快，凝结硬化快，早期强度高。2）水灰比水灰比是指水泥浆中水与水泥的质量之比。水灰比较大时，凝结较慢，过大时，降低水泥石强度。不同水灰比的水泥石各组分的比例3）石膏的掺量

石膏主要起到减缓水泥的凝结时间，降低硬化速度。可改善早期强度。4）环境温度和湿度

水泥水化、凝结与温度有关，在温度适宜的条件下才能凝结、硬化。与水反应时，要保持充足的水分，才能使水化、凝结更充分。5）龄期水泥以28天内强度发展较快。6）外加剂的影响加入促凝剂能促进水泥水化硬化，提高早期强度。促凝剂（CaCl2）三、硅酸盐水泥的技术要求1）细度

《通用硅酸盐水泥》（GB2007）规定：硅酸盐水泥比表面积应大于300㎡/kg。2）凝结时间GB规定：初凝不小于45min，终凝不迟于390min。凝结时间不满足要求者为不合格品。3）体积安定性规定:

MgO的含量不大于5%SO3不大于3.5%硅酸盐水泥各龄期的强度要求(GB2007)强度等级抗压强度compressivestrength抗折强度bendingstrength3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0

硅酸盐水泥的技术要求四、硅酸盐水泥石的腐蚀与防治（一）硅酸盐水泥石腐蚀的类型1、软水腐蚀雨水、雪水、蒸馏水、工厂冷凝水及含重碳酸盐甚少的河水与湖水等都属于软水，软水中含有少量钙、镁等可溶性盐的水，它能使水化产物中的Ca(OH)2溶解，并促使水泥石中其他产物分解。影响因素：1）CaO的浓度2)水泥石承受的水压及离子有关。3）与水环境中Ca（HCO3）2的含量有关。Ca(OH)2+Ca(HCO3)2=2CaCO3+2H2O

2、酸类腐蚀1）碳酸腐蚀Ca(OH)2+CO2+H2O=CaCO3+2H2OCaCO3+CO2+H2O==Ca(HCO3)22）一般酸的腐蚀2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2OH2SO4+Ca(OH)2=CaSO4•2H2O硅酸盐水泥水化生成物呈碱性，含较多的Ca（OH）2，遇到酸性水时会发生中和反应，导致水泥石受破坏。1）硫酸盐的腐蚀4CaO•Al2O3•12H2O+3CaSO4+20H2O=3CaO•Al2O3•3CaSO4•31H2O+Ca(OH)2

水泥杆菌2）镁盐的腐蚀MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO4•2H2O+Mg(OH)2MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)23、盐内侵蚀湖水、海水及工业污水中等硫酸盐，会与水化产物中的Ca（OH）2发生反应，生成硫酸钙，硫酸钙与水泥石中水化铝酸钙反应，生成高硫型水化硫酸钙。4、强碱腐蚀3CaO•Al2O3+6NaOH=3NaO•Al2O3+3Ca(OH)2铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到强碱会发生反应，生成铝酸钠。五、硅酸盐水泥石腐蚀的防治1、根据环境，合理选择水泥品种。2、提高水泥石的密实度。3、加做保护层，加不透水的沥青层。4、对具有特殊要求的抗侵蚀混凝土，采用聚合物混凝土。

六、硅酸盐水泥的特性、应用1.强度等级高、强度发展快；适合早期强度高、预应力混凝土工程。2.水化热高；不宜用于大体积混凝土工程。3.抗冻性好;适用于严寒地区受反复冻融作用的混凝土工程。4.干缩小，耐磨好；5.抗碳化较好；6.耐腐蚀性差；7.耐热性较差，应用温度低于250℃。

第三节掺混合材料的硅酸盐水泥

掺混合材料的硅酸盐水泥，是用硅酸盐熟料加入一定比例的混合材料和适量石膏，经过共同磨细而制成的。

加入混合料后，可以改善水泥的性能，调节水泥的标号，增加品种，提高产量和成本，同时可以综合利用工业废料和地方材料。

XCa(OH)2+SiO2+mH2O=xCaO•SiO2•nH2OyCa(OH)2+Al2O3+mH2O=yCa(OH)2•Al2O3•nH2O

活性的混合材料的活性在氢氧化钙和石膏的作用下可以激发出来。活性的混合材料掺入硅酸盐水泥产生二次水化反应，其作用主要表现：强度早低后高；水化热降低；抗腐蚀能力加强，节省熟料、降低能耗和成本；可调整硅酸盐水泥强度等级。二、普通硅酸盐水泥

水泥中熟料+石膏的掺量不小于85%且小于95%。混合材料的掺入量大于5%，且不大于20%。普通硅酸盐水泥的技术要求：1）细度2）凝结时间

初凝不得早于45分钟，终凝不大于600分钟。3）强度

3d和28d龄期的抗折和抗压强度。三、

矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥

性质：1、强度发展：凝结硬化速度较慢，早期强度发展慢，后期发展较快。2、耐腐蚀性较强3、水化热低4、适于蒸汽养护5、抗冻性差6、抗碳化能力差7、矿渣水泥耐热性好，干缩大；火山灰水泥抗渗性强，粉煤灰水泥收缩性小，抗裂性好。复合水泥综合性质好。几种通用水泥的性能特点及应用

一、高铝水泥二、快硬硅酸盐水泥三、白水泥与彩色水泥四、膨胀水泥与自应力水泥第四节特种水泥一、高铝水泥

凡以铝酸钙为主、氧化铝含量50%的熟料磨细制成的水硬性胶凝材料，称为高铝水泥

原料为石灰石、铝矾土（Al2O3>50%）

矿物组成:铝酸一钙、二铝酸一钙、铝方柱石、七铝酸十二钙水化产物：

<20

C

CA+10H2O===CaO•Al2O3•10H2O20C-30C

CA+11H2O===2CaO•Al2O3•8H2O+Al2O3•3H2O

>30C

3CA+12H2O===3CaO•Al2O3•6H2O+2(Al2O3•3H2O)性质:1、强度发展迅速，24小时内可达到最高强度的80%左右。2、低温下（5-10

C）能很好硬化。3、耐腐蚀性好。4、耐浓酸、碱溶液性能不好5、放热大且集中。6、耐高温好。7、长期强度及其他性能有下降的趋势。水泥类型Kindsofcement抗压强度(MPa)compressivestrength抗折强度(MPa)bendingstrength6h1d3d28d6h1d3d28dCA-50204050---3.05.56.5---CA-60---204585---2.55.010.0CA-70---3040------5.06.0---CA-80---2530------4.05.0---使用应注意的问题：1、最合适的硬化温度15

C。2、强度下降有一个稳定值。3、不得与其他硅酸盐水泥、石灰等能析出Ca(OH)2的胶凝材料混合使用.二、快硬硅酸盐水泥

凡是以硅酸盐水泥熟料、适量的石膏磨细制成的以3天抗压强度表示的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥

特点是水化热高、细度大、抗冻性抗渗性好，早期收缩较大，易风化。快硬硅酸盐水泥各龄期强度要求标

号抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)1d3d28d1d3d28d32.537.542.515.017.019.032.537.542.552.557.562.53.54.04.55.06.06.47.27.68.0四、白水泥与彩色水泥

凡是以白色硅酸盐水泥熟料加适量石膏磨细制成的水硬性的胶凝材料，称为白水泥。白色硅酸盐水泥熟料是指一适当成分的生料烧到部分熔融，得到的以硅酸钙为主要成分氧化铁含量少的熟料。彩色水泥是白水泥、石膏加颜料制得的。膨胀水泥按膨胀值不同可分为膨胀水泥和自应力水泥。自应力大于2MPa为自应力水泥。1、硅酸盐膨胀水泥2、低热微膨胀水泥3、硫铝酸盐膨胀水泥4、自应力水泥五、膨胀水泥与自应力水泥第五章

混凝土

混凝土是由胶凝材料、颗粒状的粗细骨料和水按适当比例配合拌制成的拌合物，经硬化而成的一种人造石材，是建筑工程中的一种主要建筑材料。

桥梁结构混凝土的种类繁多，根据不同条件如下：（1）按体积密度分为重混凝土和轻混凝土（2）按性能和用途分为结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、隔热混凝土、防射线混凝土等（3）按所用胶凝材料分为水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸盐混凝土、水玻璃混凝土、沥青混凝土及聚合物混凝土等。（4）按混凝土的特性或施工方法分为防水混凝土、高强混凝土、纤维混凝土、泵送混凝土及喷射混凝土等。

优点

抗压强度高、耐久、耐火、维修费用低；

原材料丰富、成本低；

混凝土拌合物具有良好的可塑性；

混凝土与钢筋粘结良好，一般不会锈蚀钢筋。缺点

抗拉强度低（约为抗压强度的1/10～1/20）、变形性能差；

体积密度大（约为2400kg/m3左右）；

硬化较缓慢。一、混凝土的组成材料

普通混凝土由水泥、水和砂石骨料组成，有时为了改善性能还可加入外加剂和掺合料。

（一）水泥

1.水泥品种的选择选用水泥时，应根据工程特点，所处环境以及设计、施工的要求，选用适当品种和标号。

2.一般水泥的强度约为混凝土强度的1.5-2.0倍较为适宜。第二节混凝土的组成材料（二）细骨料——砂

颗粒直径小于5mm的骨料称为砂。砂可分为天然砂和人工砂。天然砂是由岩石风化所得，按产源天然砂分为河砂、海砂和山砂。1、砂的粗细程度及颗粒级配

胶凝材料浆是通过骨料颗粒表面来实现有效粘结，骨料总表面积越小，胶凝材料越节约，砂要求尽可能粗。砂颗粒间大小合理搭配可以减小空隙率，提高密实度，可以用级配来反映。用一套筛孔边长从大到小（筛孔边长分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、600um、300um、150um）的标准筛进行筛分，称出各筛所得颗粒质量，将筛余量分别除以500得到分级筛余百分率a1、a2、a3、a4、a5、a6。将其累加得到累计筛余百分率β1、β2、β3、β4、β5、β6砂颗粒级配和粗细程度采用筛分法确定。1）公称粒径小于5mm的颗粒2）公称粒径大于5mm的颗粒2）颗粒级配的指标级配区按600μm筛的累计筛余率的大小，可分为1区、2区、3区共三个级配区。3）砂的颗粒级配区方筛孔累计筛余率，％1区2区3区9.50mm4.75mm2.36mm1.18mm600μm300μm150μm010～035～565～3585～7195～80100～90010～025～050～1070～4192～70100～90010～015～025～040～1685～55100～901）砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比，除4.75mm和600μm筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于5％。2）1区人工砂中150μm筛孔的累计筛余可以放宽到100～85，2区人工砂中150μm筛孔的累计筛余可以放宽到100～80，3区人工砂中150μm筛孔的累计筛余可以放宽到100～75。（4）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。2.物理性质砂在自然状态下，往往含有一定水分，其含水状态可分为四种。（1）完全干燥状态（烘干状态）在100~110度温度下烘干，达到恒重状态；（2）气干状态（风干状态）在环境中达到平衡含水率时的状态；（3）饱和面干状态（表干状态）颗粒表面干燥内部孔隙吸水饱和时的状态；（4）湿润状态（潮湿状态）颗粒内部吸水饱和，表面附有吸附水的状态。

砂处于潮湿状态时，因含水率不同，其堆积密度随之改变，使得砂的堆积体积也不同。在采用体积法验收、堆放及配料时，都应该注意湿砂的体积变化问题。在拌合混凝土时，砂含水状态不同将会影响混凝土的拌合水量及砂的用量，在配制混凝土时规定，以干燥状态为准计算，在含水状态是应进行换算。3、含泥量、泥块含量和石粉含量

含泥量是指砂、石中公称直径小于80um的岩屑、淤泥和黏土颗粒的含量。砂中的泥含量妨碍砂和水泥石的有效粘结，降低混凝土的抗渗性、抗冻性。

石粉含量是人工砂生产过程中产生的公称粒径小于80um的颗粒含量，对完善混凝土的细骨料级配，提高混凝土的密实性及混凝土的整体性能起到有利作用。项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类含泥量（质量计，%）＜1.0＜3.0＜5.0泥块含量（质量计，%）0＜1.0＜2.0天然砂含泥量和泥块含量项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类亚甲蓝试验MB值＜1.40合格石粉含量（%）＜3.0＜5.0＜7.0泥块含量（%）0＜1.0＜2.0MB值≥1.40不合格石粉含量（%）＜1.0＜3.0＜5.0泥块含量（%）0＜1.0＜2.0人工砂石粉含量和泥块含量4.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。项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类云母（%)（质量计）＜1.0＜2.0＜2.0轻物质（%)（质量计）＜1.0＜1.0＜1.0有机物（比色法）合格合格合格硫化物及硫酸盐（SO3质量计）＜0.5＜0.5＜0.5氯化物（氯离子质量计）＜0.01＜0.02＜0.06（三）粗骨料（碎石和卵石）

粒径大于5mm的骨料称为粗骨料。常用的粗骨料有天然卵石和人工碎石两种。Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类用于强度等级为C30～C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土.

1.最大粒径及颗粒级配粗骨料公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。

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。2）颗粒级配

粗骨料级配按供应情况可分为连续粒级和单粒级。按实际使用情况可分为连续级配和间断级配。连续级配是石子的粒劲从大到小连续分级，每一级占适当比例。颗粒大小搭配合理，配制的混凝土的和易性好。间断级配是石子粒级不连续，人为的剔除中间粒级的颗粒而形成的级配方式。可以降低石子间的空隙率，节约水泥。2.强度

采用岩石抗压强度和压碎指标两种检验：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9.0~9.5mm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2.36mm的筛筛除被压碎的细粉，称出筛余量。按下式计算：

项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类碎石压碎指标（%）＜10＜20＜30卵石压碎指标（%）＜12＜16＜16碎石、卵石的压碎指标3.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。项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类含泥量（质量计，%）＜0.5＜1.0＜1.5泥块含量（质量计，%）0＜0.5＜0.7碎石、卵石含泥量和泥块含量4.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。5.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。项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类针、片状颗粒（%）（质量计）＜5＜15＜25碎石、卵石针片状颗粒含量6、拌合用水的技术质量要求

混凝土拌合和养护用水按水源不同分为饮用水、地表水、地下水和经适当处理的工业用水。

拌制和养护混凝土宜采用饮用水，当采用其它来源水时，应符合《混凝土拌合用水标准》（JGJ63—1989）的规定。第三节混凝土拌合物技术性质（一）混凝土拌合物的和易性1.和易性含义

混凝土拌合物的和易性是指混凝土拌合物易于浇注、捣实，且保持组成材料均匀稳定的性质。和易性良好的混凝土拌合物应具有较好的流动能力，这样浇注时才能在自重或外力（振捣）的作用下充满模具，并且在振捣时容易密实。混凝土拌合物的流动性主要取决于拌合物的稠度。

混凝土拌合物便于施工操作，能够达到结构均匀、成型密实的性能。和易性主要包括流动性、粘聚性和保水性：

在本身自重或施工机械振捣作用下，能产生流动并且均匀密实地填满模板的性能。2）粘聚性

各组成材料之间具有一定的内聚力，在运输和浇注过程中不致产生离析和分层现象的性质。3）保水性

具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致发生泌水现象的性质。1）流动性二、和易性的测定1.坍落度法测定混凝土拌合物在自重作用下产生的变形值——坍落度（单位mm）。适用范围：集料最大粒径不大于40mm；坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。

方法是将拌合物按规定的试验方法装入坍落度筒内，

提起塌落度筒后拌合物因自重而向下塌落，下落的尺寸即为混凝土拌合物的坍落度值。2.维勃稠度法

测定使拌合物密实所需要的时间。适用范围粗骨料最大粒径不大于40mm；坍落度小于10mm，维勃稠度在5s～30s之间的干硬性混凝土。

方法是先按规定方法在圆柱形容器内做塌落度试验，提起塌落度筒后在拌合物试体顶面上放一透明圆盘，开启振动台，同时启动秒表并观察拌合物下落情况。当透明圆盘下面全部布满水泥浆时关闭振动台，停秒表，此时拌合物已被振实。三、混凝土拌合物按流动性的分类

按《混凝土质量控制标准》（GB50164）的规定，塑性混凝土、干硬性混凝土分别按坍落度、维勃稠度分为四级。名称代号指标混凝土拌合物塑性混凝土（坍落度≥10mm）低塑性混凝土塑性混凝土流动性混凝土大流动性混凝土T1T2T3T410mm～40mm50mm～90mm100mm～150mm≥160mm干硬性混凝土（坍落度＜10mm）超干硬性混凝土特干硬性混凝土干硬性混凝土半干硬性混凝土V0V1V2V3＞31s30s～21s20s～11s10s～5s四、影响和易性的因素1.组成材料及其用量之间的关系①水泥浆数量和单位用水量；②骨料的品种、级配和粗细程度；③砂率；④外加剂。

2.施工环境的温度、搅拌制度等。

水泥水①砂石子外加剂④水泥浆①骨料②混凝土拌合物

1）水泥品种

不同品种的水泥，需水量不同，因此在相同配合比时，拌合物的稠度也有所不同。需水量大者，其拌合物的塌落度较小。一般采用火山灰水泥、矿渣水泥时，拌合物的塌落度较用普通水泥时小些。2）骨料的种类、粗细程度及颗粒级配

河砂和卵石表面光滑无棱角，多呈球状，拌制的混凝土拌合物比碎石拌制的拌合物流动性好。采用最大粒径较大的级配良好的砂石，因其总表面积和空隙率小，包裹骨料表面和填充空隙用的水泥浆用量小，因此拌合物的流动性也好。

3）水胶比

水胶比的大小决定了水泥浆的稠度。水胶比愈小，水泥浆就愈稠，当水泥浆与骨料用量比一定时，拌制成的拌合物的流动性便愈小。当水胶比过小时，水泥浆较干稠，拌制的拌合物的流动性过低会使施工困难，不易保证混凝土质量。水胶比过大，会造成拌合物均匀稳定性变差，产生流浆、离析现象。水灰比不易过小或过大，应根据混凝土的强度和耐久性要求合理地选用。4）砂率

砂率是指拌合物中砂的质量占砂石总质量的百分率。砂的粒径比石子小得多，具有很大的比表面积，而且砂在拌合物中填充粗骨料的空隙。因而，砂率的改变会使骨料的总表面积和孔隙率有显著的变化，可见砂率对拌合物的和易性有显著的影响。

砂率过大，骨料的总表面积及空隙率都会增大,在水泥浆量一定的条件下，骨料表面的水泥浆层厚度减小，水泥浆的润滑作用减弱，使拌合物的流动性变差。若砂率过小，砂填充石子空隙后，不能保证粗骨料间有足够的砂浆层，也会降低拌合物的流动性，而且会影响拌合物的均匀稳定性，使拌合物粗涩，松散，粗骨料易发生离析现象。当砂率适宜时，砂不但填满石子的空隙，而且还能保证粗骨料间有一定厚度的砂浆层以便减小粗骨料的滑动阻力，使拌和物有较好的流动性。5）外加剂

在拌制混凝土时，掺用外加剂（减水剂、引气剂）能使混凝土拌合物在不增加水泥和水用量的条件下，显著地提高流动性，且具有较好的均匀稳定性。

由于混凝土拌和后水泥立即开始水化，使水化产物不断增多，游离水逐渐减少，因此拌合物的流动性将随时间的增长不断降低。而且，塌落度降低的速度随温度的提高而显著加快。五、改善和易性的措施采用合理砂率；改善砂石的级配；掺外加剂或掺合料；根据环境条件，注意坍落度的现场控制；

在水灰比不变的条件下，适当增加水泥浆的用量，可增大拌合物的流动性；

在砂率不变的条件下，适当增加砂石的用量，可减小拌合物的流动性。掺外加剂的混凝土第四节硬化混凝土的强度一、混凝土的强度混凝土强度的种类混凝土强度抗拉强度抗剪强度抗压强度疲劳强度轴心抗压强度立方体抗压强度抗拉强度抗剪强度

1.立方体抗压强度

以边长为150mm的标准立方体试件，在温度为

20±2℃，相对湿度为95％以上的潮湿条件下养护，经28d龄期，采用标准试验方法测得的抗压极限强度。用fcc表示。

当采用非标准试件时，须乘以换算系数，见下表：

试件种类试件尺寸mm粗骨料最大粒径mm换算系数标准试件150×150×150401.00非标准试件100×100×10031.50.95200×200×200631.052.轴心抗压强度采用150mm×150mm×300mm的棱柱体试件。在立方体抗压强度为0～55MPa范围内fcp=（0.7～0.8）fcc

。F3.混凝土强度等级

按混凝土立方体抗压强度标准值划分的级别。以“C”和混凝土立方体抗压强度标准值（fcu,k）表示，主要有C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，