土木工程材料课件

水泥

水泥的定义及分类

1、水泥定义：水泥呈粉末状，与水混合，成可塑性浆体，经过物理化学反应过程可形成坚固的石状休，既能在空气硬化，又能在水中硬化的水硬性胶凝材料。2、水泥分类铝酸盐系水泥硫铝酸盐系水泥、铁铝酸盐系水泥水泥硅酸盐系水泥通用水泥专用水泥特性水泥矿物组成

性能和用途大量用于—般土木工程的水泥,如硅酸盐水泥、普通水泥等六大常用水泥专门用途的水泥，如油井水泥、大坝水泥某种性能比较突出的水泥，如快硬硅酸盐水泥常用水泥六大品种水泥硅酸盐水泥掺混合材料硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥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一、硅酸盐水泥的定义及分类

凡以硅酸盐水泥熟料（凡以适当生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主的水泥熟料），0～5％的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(即国外通称的波特兰水泥)。当硅酸盐水泥中不掺混合材料时，称为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P.Ⅰ。当硅酸盐水泥中混合材料掺量不超过5%时，称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P.Ⅱ。二、硅酸盐水泥的生产及熟料矿物组成

1、水泥生产原料主要有：石灰质原料（主要提供氧化钙）和粘土质原料（主要提供氧化硅、氧化铝及氧化铁），还有校正原料（主要是铁质校正原料，硅质校正原料）。硅酸盐水泥的生产工艺概括起来就是“两磨一烧”。

生产工艺过程：“两磨一烧”

煅烧的过程：

100-200水分蒸发，干燥阶段

300-500原材料预热阶段

500-800分解阶段，粘土开始脱水，生成氧化硅、氧化铝及氧化铁，石灰石有少量分解生成氧化钙

900-1100固相反应阶段

1100-1200反应较完全

1300-1450生成硅酸三钙的过程，时间足够长。2、孰料矿物组成硅酸三钙(简写式C3S)——其矿物组成为3CaO·SiO2，含量约50%左右硅酸二钙(简写式C2S)——其矿物组成为2CaO·SiO2，含量约20%左右铝酸三钙(简写式C3A)——其矿物组成为3CaO·Al2O3，含量7%～15%

铁铝酸四钙(简写式C4AF)——矿物组成为4CaO·Al2O3·Fe2O3，含量10%～18%

硅酸盐水泥熟料中还含有少量的游离氧化钙和游离氧化镁及少量的碱(氧化钠和氧化钾)。它们可能对水泥的质量及应用带来不利影响。硅酸盐水泥熟料矿物水化、凝结硬化特性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28d水化放热量强度快多高慢少早期低，后期高最快最多低快中低三、硅酸盐水泥的水化与凝结硬化1、水化2、硬化

硬化后的水泥石是由胶体粒子、晶体粒子、凝胶孔、毛细孔及未水化的水泥颗粒所组成。其结构如图所示。A－－未水化水泥颗粒B－－胶体粒子C－－晶体粒子D－－毛细孔（毛细孔水）E－－凝胶孔四、硅酸盐水泥的技术要求1、细度：水泥颗粒的粗细程度。国家标准规定：硅酸盐水泥的细度用透气式比表面积仪测定，要求其比表面积测定，要求其比表面积大于300m2/kg；用筛析法，要求在0.08mm方孔筛上的筛余量不得超过10%。2、凝结时间：（1）初凝时间：水泥加水拌合至标准稠度净浆开始失去可塑性的时间。国家标准规定不早于45min。（2）终凝时间：水泥加水拌合至标准稠度净浆开始失去可塑性的时间。国家标准规定不迟于390min。3.体积安定性

（1）概念：指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。（2）危害：水泥体积安定性不良产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引起严重工程事故。因此体积安定性不合格的水泥作废品处理。（3）水泥安定性不良的原因：熟料中含有过多的游离氧化钙或游离氧化镁，或者水泥粉磨时所掺的石膏过量。（4）国家标准规定：用沸煮法检验必须合格。（5）检测方法：可采用试饼法或雷氏法检验。在有争议时以雷氏法为准。试饼法：沸煮三小时①、肉眼观察有没有裂纹，②直尺检查有没有弯曲现象。雷氏法：看膨胀值。在规定的范围内属合格。氧化镁含量不得超过5.0%、三氧化硫含量不得超过3.5%

4.强度及强度等级

（1）意义：水泥的强度是评定其质量的重要指标，也是划分水泥强度等级的依据。（2）国家标准规定：采用ISO法检验水泥胶砂强度。该法是将水泥和标准砂按1：3.0混合，加入规定数量的水(水灰比0.50),并按规定的方法制成40mm×40mm×160mm的试件，在标准温度(20士1℃)的水中养护，分别测定其3d和28d的抗压强度和抗折强度。（3）强度等级：根据3d、28d的抗压强度和抗折强度结果,将硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和62.5R六个强度等级。水泥按3d强度又分为普通型和早强型两种类型，其中有代号R者为早强型水泥。五、硅酸盐水泥的腐蚀与防止

1、已经硬化的水泥制品在一般条件下，具有良好的耐久性，但在某些腐蚀性液体和气体（统称侵蚀介质）的作用下，有时也会逐渐遭到破坏，引起强度降低甚至造成建筑物结构破坏，这样的现象叫做侵蚀对水泥石的腐蚀。产生水泥石腐蚀的主要原因有以下几种：（1）.淡水腐蚀水泥石中氢氧化钙等易溶于水的成分，在淡水中有较大的溶解度(1升水中能溶氢氧化钙1.3克以上），水质越纯，溶解度越大。特别是在流动水的冲刷或压力水的渗透作用下会加速其溶解，致使水泥石的孔隙增大强度降低，逐渐被破坏。（2）.酸性腐蚀在工业废水、地下水、沼泽水中常含有不同种类的酸，这些酸与水泥石中的氢氧化钙作用，生成的化合物有的易溶于水，有的体积膨胀，使水泥石受到腐蚀以至破坏。（3）.硫酸盐腐蚀在海水、地下水或某些工业废水中常含有钠、钾、铵等硫酸盐，它们与水泥石中的氢氧化钙起置换作用，在水泥石的孔隙中形成石膏，石膏进一步与水泥石中水化铝酸钙起作用，生成针状结晶的水化硫驴酸钙，体积增大2~2.5倍，从而对水泥石产生巨大的破坏作用。因水化硫铝酸钙的针状结晶与细菌中的杆菌外形相似，所以被称为“水泥杆菌”。此外，镁盐、碳酸水及强碱等对水泥石均有一定的腐蚀作用。

根据产生腐蚀的原因可采取下列防止措施：（1）根据建筑物所处的环境，选用适当的水泥；（2）提高水泥制品本身的密实度，减少侵蚀介质的渗透；（3）当侵蚀作用很强时，在水泥结构物表面加做防护层，如涂刷沥青、粘贴瓷砖等。六、硅酸盐水泥的运输及保管

水泥很容易吸收空气中的水分，发生水化作用凝结成块状，从而失去胶结能力。因此水泥在运输和保管中应特别注意防水，防潮。工地存储水泥应有专用仓库，库房要干燥。存放袋装水泥时，地面垫板要离地30cm，四周离墙30cm，堆放高度一般以10袋为宜，水泥的储存应按照到货先后依次堆放，尽量作到先到先用，防止存放过久。不同品种不同标号的水泥要分别存放，不得混杂，并要防止其他杂务混入。一般水泥的储存气为三个月，三个月后的强度降低约10~20%，时间越长，强度降低越多，使用存放三个月以上的水泥，必须重新检验其强度，否则不得使用。对于受潮水泥可以进行处理，然后再使用。七、硅酸盐水泥的特性、应用

1.快硬、高强硅酸盐水泥强度等级比较高，主要用于地上、地下和水中重要结构的高强度混疆土和颈应力混凝土工程。由于这种水泥硬化较快，还适用于早期强度要求高和冬季施工的混凝土工程。这是由于决定水泥石28d以内强度的C3S含量高以及凝结硬化速率高，同时对水泥早期强度有利的C3S含量较高。2.抗冻性好

水泥石的抗冻性主要取决于它的孔隙率和孔隙特征。硅酸盐水泥如采用较小水灰比，并经充分养护，可获得密实的水泥石。因此．这种水泥适用于严寒地区遭受反复冻融的混凝土工程。特性、应用3.耐腐蚀性差硅酸盐水泥石中含有较多的氢氧化钙和水化铝酸钙，所以不宜用于受流动及压力水作用的混凝土工程．也不宜用于海水、矿物水等腐蚀作用的工程。4.耐热性较差硅酸盐水泥石的主要成分在高温下发生脱水和分解，结构遭受破坏。因而从理论上讲，硅酸盐水泥并不是理想的防火材料。5.水化热高硅酸盐水泥中C3S及C3A含量较多，它们的放热大，因而不宜用于大体积混凝土工程。6、干缩小硅酸盐水泥硬化时干燥收缩小，不易产生干缩裂纹，故适用于干燥环境。掺混合材料的硅酸盐水泥

一、混合材料1、定义：在生产水泥时，为改善水泥性能，调整水泥标号而加入到水泥当中去的天然或人工的矿物材料。混合材料还可促使水泥中的矿物组分发生变化，使某些性能如水化热、抗侵蚀性等得到改善。2、分类（1）活性混合材混合材料磨成细粉，与石灰或与石灰和石膏拌合在一起，并加水后，能生成具有胶凝性的水化产物，既能在空气中，又能在水中硬化的，称活性混合材料。粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰都属于活性混合材料。（2）非活性混合材

磨细的石英砂、石灰石、慢冷矿渣和各种废渣等属于非活性混合材料，它们与水泥成分不起化学作用或化学作用很小。只起提高水泥产量，降低水泥标号，减少水化热等作用。配高标号混凝土用。降低成本，改善性能的作用。

3、活性混合材料的作用

与水调和后，本身不会硬化，但在氢氧化钙的溶液就会发生显著的水化，而在饱和的氢氧化钙的溶液中水化更快，水化反应一般认为：

xCa(OH)2+SiO2+mH2O=xCaO·SiO2·nH2O

x与混合材料的种类、石灰和活性氧化硅的比例、环境温度及作用所延续的时间等有关，一般认为1或稍大，n值一般为1-2.5。Ca(OH)2与SiO2作用的过程是无定形的硅酸吸收钙离子，开始形成不定成分的吸附系统，后形成无定形的水化硅酸钙，再经过较长一段时间后慢慢转变成结晶不完善的凝胶。Ca(OH)2与Al2O3作用形成水化铝酸钙，石膏存在时与水化铝酸钙作用生成水化硫铝酸钙。

※激发剂：激发水化，促进凝结硬化的作用。分为碱性激发剂和硫酸盐激发剂。二、掺混合材料的酸盐水泥

1、普通硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、6％∽15％混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥(简称普通水泥)代号P.O。

2、矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和20％～70％的粒化高炉矿渣及适量石膏混合磨细而成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥(简称矿渣水泥)，代号P.S。

3、火山灰质硅酸盐水泥：

由硅酸盐水泥熟料和20％～50％的火山灰质混合材料及适量石膏混合磨细而成的水硬性胶凝材料，称为火山灰质硅酸盐水泥(简称火山灰水泥)，代号P.P。

4、粉煤灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和20％～40％的粉煤灰及适量石膏混合磨细而成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥(简称粉煤灰水泥)，代号P.F。

5、复合硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥,代号P·C。

三、掺混合材料的硅酸盐水泥的水化硬化：

水化：分二步进行：硅酸盐水泥熟料与水发生反应，生成的产物与硅酸盐水泥相同，随后是熟料矿物水化析出的氢氧化钙和掺入水泥中的石膏分别作为碱性激发剂和硫酸盐激发剂，与活性混合材料的活性成分发生二次水化反应，生成水化产物。

凝结硬化与硅酸盐水泥基本相同，但稍慢。

※二次水化：水泥熟料矿物水化后的产物与活性氧化物进行反应，生成新的水化产物，称二次水化。

四、掺混合材料的硅酸盐水泥的技术性质：

1、细度：0.08mm方孔筛，筛余量不得超过10.0%。

2、凝结时间：初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于10h。

3、体积安定性：除了矿渣水泥中三氧化硫含量不得超过4.0%外，其他技术要求均与硅酸盐水泥相同。

4、强度及强度等级：强度等级有32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。五、掺混合材料的硅酸盐水泥共性：1.凝结硬化建度慢，早期强度低，但后期强度增长较多，甚至可超过同强度等级的硅酸盐水泥或普通水泥。故这三种水泥不宜用于有早强要求的工程．2.耐热性好。氢氧化钙含量低。3.水化放热速度慢，放热量低．宜用大体积混凝土工程．4.抗软水和抗硫酸盐腐蚀的能力较强．所以抗这两种腐蚀的能力比硅酸盐水泥或普通水泥要强．故适用于受软水或硫酸盐腐蚀的水利工程，海港工程及地下工程．5.抗冻性差．这三种水泥早期强度低．受冻易损害，且混合材料加入需水量大，又因为保水性差，易在水泥内产生孔隙通道，抗冻性差。故不宜用于严寒地区，特别是严寒地区水位经常变动的部位．个性矿渣水泥耐热性较好—可用于耐热砼泌水性、干缩性较大，易形成孔隙通道，抗渗性差。火山灰水泥抗滲性好—适宜于抗滲砼（干燥环境第二步反应停止）干缩较大、不耐干燥—不宜用于干燥环境粉煤灰水泥干缩小、抗裂性好铝酸盐水泥

一、高铝水泥的生产、矿物组成与水化产物1.生产：高铝水泥又称矾土水泥，它是以铝矾土和石灰石为原料，经锻烧制得以铝酸钙为主要成分、氧化铝含量约50％的熟料，再磨细制成的水硬性胶凝材料。2.矿物组成：高铝水泥的主要矿物成分为铝酸一钙(简写为CA)，另外还有二铝酸一钙(简写为CA2)、硅铝酸二钙(简写为C2AS)、七铝酸十二钙(简写为Cl2A7)，以及少量的硅酸二钙(C2S)等。3.水化产物：高铝水泥的水化产物主要为十水铝酸一钙(CAH10)、八水铝酸二钙(C2AH8)和铝胶(A1203.3H20)。CAH10和C2AH8具有细长的针状和板状结构，能互相结成坚固的结晶连生体，形成晶体骨架。析出的氢氧化铝凝胶难溶于水，填充于晶体骨架的空隙中，形成较密实的水泥石结构。高铝水泥初期强度增长很快，但后期强度增长不显著。CAH10和C2AH8是介稳型晶体，随时间的推移会逐渐转变为稳定的水化铝酸三钙(C3AH6)。二、高铝水泥的特性及应用1.快凝早强，1d强度可达最高强度的80％以上。2.水化热大，且放热量集中，1d内放出水化热总量的70％一80％，使混凝土内部温度上升较高，故即使在一10℃下施工，高铝水泥也能很快凝结硬化。3.抗硫酸盐性能很强，因其水化后无Ca(OH)2生成。4.耐热性好，能耐1300—1400℃高温。5.长期强度要降低，一般降低40％一50％。立方体晶体C3AH6相互搭接差，使骨架强度降低。二是在晶型转化的同时，固相体积将减缩约50％，使孔隙率增加。二是在晶形转变过程中析出大量游离水，进一步降低了水泥石的密度，从而使强度下降。6.施工适宜温度为15℃，应控制在不大于25℃。也不能进行蒸汽养护。高铝水泥不能用于长期承重的结构及高温高湿环境中的工程，适用于紧急军事工程(筑路、桥)，抢修工程(堵漏等)、临时性工程，以及配制耐热混凝土，如高温窑炉炉衬等。配制高铝水泥混凝土时应采用低水灰比。不经过试验，高铝水泥不得与硅酸盐水泥或石灰相混，以免引起闪凝和强度下降。其他品种水泥

1、快硬水泥2、白色硅酸盐水泥3、膨胀水泥和自应力水泥4、道路硅酸盐水泥5、中热水泥和低热矿渣水泥快硬水泥

1、快硬硅酸盐水泥凡以硅酸盐水泥熟料和石膏磨细制成，以3d抗压强度表示标号的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥（简称快硬水泥）。快硬水泥以3d强度确定其标号。制造过程与硅酸盐水泥基本相同，只是适当增加了熟料中硬化快的矿物，即硅酸三钙含量达50％一60％，铝酸三钙为8％一14％，两者总量应不少于60％一65％。同时适当增加石膏掺量(达8％)，并提高水泥的粉磨细度，通常比表面积达450m2／kg。

快硬硅酸盐水泥水化放热速率快，水化热较高，早期强度高，但干缩率较大。主要用于配制早强混凝土，适用于紧急抢修工程和低温施工工程。

2、快硬硫铝酸盐水泥

凡以适当成分的生料，经煅烧所得以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物，加入适量石膏磨细制成的早期强度高的水硬性胶凝材料，称为快硬硫铝酸盐水泥。

快硬硫铝酸盐水泥的主要矿物为无水硫铝酸钙和β-C2S。膨胀水泥和自应力水泥

硅酸盐膨胀水泥是以硅酸盐水泥为主，外加高铝水泥和石膏配制而成。膨胀源均来自于在水泥石中形成钙矾石产生体积膨胀而致。膨胀水泥适用于补偿混凝土收缩的结构工程，作防渗层或防渗混凝土；填灌构件的接缝及管道接头；结构的加因与修补；固结机器底座及地脚螺丝等。自应力水泥适用于制造自应力钢筋混凝土压力管及其配件。使水泥产生膨胀的反应主要有三种：Ca0水化生成Ca(OH)2、Mg0水化生成Mg(OH)2以及形成钙矾石，因为前两种反应产生的膨胀不易控制，目前广泛使用的是以钙矾石为膨胀组分的各种膨胀水泥。

①自应力硅酸盐水泥:以适当比例的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、高铝水泥和天然二水石膏磨制而成的膨胀性的水硬性胶凝材料称为自应力硅酸盐水泥。

②自应力铝酸盐水泥:自应力铝酸盐水泥是以一定量的高铝水泥熟料和二水石膏粉磨而成的大膨胀率胶凝材料。按1：2标准砂浆28d自应力值分为3.0，4.5和6.0三个级别。

③膨胀硫铝酸盐水泥:凡以适当成分的生料，经煅烧所得以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物成分的熟料，加入适量二水石膏磨细制成的具有可调膨胀性能的水硬性胶凝材料，称为膨胀硫铝酸盐水泥。白色硅酸盐水泥

普通水泥的颜色主要因其化学成分中所含氧化铁所致。因此，白水泥与普通水泥制造上的主要区别，在于严格控制水泥原料的铁含量，并严防在生产过程中混入铁质。白水泥中铁含量只有普通水泥的1／10左右。此外，锰、铬等氧化物也会导致水泥白度的降低，故生产中亦须控制其含量。白水泥与普通水泥生产方法基本相同，但对原材料要求不同。生产白水泥用的石灰石及粘土原料中的氧化铁含量应分别低于0．1％和0．7％。常用的粘土质原料有高岭土、瓷石、白泥、石英砂等，石灰岩质原料则采用白垩。根据国家标准GB2015—91规定，白色硅酸盐水泥分为325、425、525、625四个标号，白水泥按白度分为特级、—级，二级和三级四个等级。白色和彩色硅酸盐水泥在装饰工程中常用来配制彩色水泥浆，配制装饰混凝土，配制各种彩色砂浆用于装饰抹灰，以及制造各种色彩的水刷石、人造大理石及水磨石等制品。道路硅酸盐水泥

由较高铁铝酸钙含量的道路硅酸盐水泥熟料，0％～10％活性混合材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）。

对道路水泥（Portlandcementforroad）的性能要求是：耐磨性好、收缩小、抗冻性好、抗冲击性好，有高的抗折强度和良好的耐久性。道路水泥的上述特性，主要依靠改变水泥熟料的矿物组成、粉磨细度、石膏加入量及外加剂来达到。道路水泥熟料的矿物组成，与普通水泥熟料相比，一般适当提高C3S和C4AF含量，C4AF的脆性小，体积收缩最小，提高C4AF的含量，对提高水泥的抗折强度及耐磨性有利。水泥的粉磨细度增加，虽可提高强度，但水泥的细度增加，收缩增加很快，从而易产生微细裂缝，使道路易于破坏。适当提高水泥中的石膏加入量，可提高水泥的强度和降低收缩，对制造道路水泥是有利的。另外，为了提高道路混凝土的耐磨性，可加入5％以下的石英砂。中热水泥和低热矿渣水泥

中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥的主要特点为水化热低，适用于大坝和大体积混凝土工程。

中热硅酸盐水泥是由适当成分的硅酸盐水泥熟料加入适量石膏磨细而成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料，简称中热水泥。

低热矿渣硅酸盐水泥是由适当成分的硅酸盐水泥熟料加入矿渣和适量石膏磨细而成具有低水化热的水硬性胶凝材料，简称低热矿渣水泥。其矿渣掺量为水泥质量的20％～60％，允许用不超过混合材总量50％的磷渣或粉煤灰代替矿渣。

气硬性胶凝材料1、定义：

胶凝材料：凡是在物理化学作下，能从可塑性浆体变成坚固的石状体，并能将砂、石等散粒状材料或块状材料胶结成一整体，而又具有一定机械强度的物质。又称胶结料。一、胶凝材料的定义及分类胶凝材料有机胶凝材料（树脂、沥青等）无机胶凝材料水硬性胶凝材料（各种水泥）气硬性胶凝材料（石灰、石膏）2、分类（按化学成分划分）2.1石灰2.1.1石灰生产简介天然的原材料2、原材料经煅烧后，反应方程式如下：900-1000℃CaCO3

CaO+CO21、原材料化学工业副产品（电石渣）（石灰石、白云石、白垩、贝壳等）CaC2+H2O=C2H2+Ca(OH)2《建筑生石灰标准》JC/T479-92规定，当石灰中MgO2含量小于等于5%时称为钙质石灰，当MgO2大于5%时，称镁质石灰。

煅烧的过程中，若温度过低或煅烧时间不足，则不能完全分解，将生成“欠火石灰”，反之若时间过长或温度过高，将生成“过火石灰”。过火石灰需进行“陈伏”处理。石灰石块状生石灰熟石灰粉生石灰粉石灰膏石灰乳煅烧加适量水熟化磨细加过量水进行陈伏加水稀释常用建筑石灰的产品生石灰粉消石灰粉石灰膏石灰乳2.1.2石灰的技术要求（1）建筑生石灰和建筑生石灰粉的技术要求符合建材行业标准《建筑生石灰》JC/T479-92、《建筑生石灰粉》JC/T480-92的规定。（2）建筑消石灰粉的技术要求符合《建筑消石灰粉》JC/T481-92规定。（1）可塑性和保水性好

（2）生石灰水化时水化热大，体积增大2.1.3石灰的特性Ca(OH)2粒子表面可以吸附水膜KJOHCaOHCaO9.64)(22+®+水化过程中体积增大1-2.5倍，迅速放出大量热（3）硬化缓慢硬化的两个过程结晶过程碳化过程石灰碳化过程反应式：

Ca(OH)2+CO2+nH2OCaCO3+(n+1)H2O

碳化生成的的碳酸钙膜层致密，阻碍了空气中CO2+渗入，也阻碍了内部水分蒸发，因此硬化缓慢。（4）硬化时体积收缩大（5）硬化后强度低（6）耐水性差2.1.4石灰的应用三合土用作铺筑步道砖的垫层三合土桩灰土桩（1）制作石灰乳涂料（2）配制砂浆（3）拌制石灰土和石灰三合土（4）生产硅酸盐制品2、天然二水石膏煅烧反应式：（1）.建筑石膏（2）.高强石膏2.2石膏2.2.1建筑石膏的生产简介天然的原材料1、原材料化学工业副产品天然的二水石膏磷石膏和氟石膏2.2.3建筑石膏的特性（1）.凝结硬化快。初凝时间极短，终凝时间也不超过30分钟。应用时加入缓凝剂。2.2.2石膏的技术要求（略）硬化过程注意要点（1）二水石膏的溶解度约为半水石膏溶解度的1/5左右。（2）硬化过程中，水参与反应并不断蒸发。（2）硬化后体积微膨胀性（3）硬化后孔隙率大，因此其强度较低、表观密度小（4）隔热、吸声性良好（5）防火性能良好，耐火性能差（6）具有一定的调湿性能（7）耐水性与抗冻性较差（8）加工性能好2.2.4建筑石膏的应用（1）制备粉刷石膏（2）建筑石膏制品纸面石膏板装饰石膏板吸声用穿孔石膏板石膏艺术制品

沥青混合料概述●沥青混合料的概念与定义按我国现行国家标准《沥青路面施工及验收规范》（GB92-93）对沥青混合料定义和分类如下：（一）定义沥青混合料是沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料的总称。（1）沥青混凝土混合料（简称AC）——由适当比例的粗集料、细集料及填料与沥青在严格控制条件下拌和的沥青混合料。（2）沥青碎石混合料（简称AM）——由适当比例的粗集料、细集料、及填料（或不加填料）与沥青拌和的沥青混合料。（二）沥青混合料的分类

1．按结合料分类（1）石油沥青混合料（2）煤沥青混合料——以煤沥青为结合料的沥青混合料。

2．按施工温度分类（沥青混合料拌制和摊铺温度）（1）热拌热铺沥青混合料（2）常温沥青混合料

3．按矿质混合料级配类型分类（1）连续级配沥青混合料（2）间断级配沥青混合料

4．按混合料密实度分类（1）密级配沥青混凝土混合料

①Ⅰ型沥青混凝土混合料：剩余空隙率3％～6％；

②Ⅱ型沥青混凝土混合料：剩余空隙率4％～10％。（2）开级配沥青混凝土混合料剩余空隙率大于15％。（3）亦有将剩余空隙率介于密级配和开级配之间的（即剩余空隙率10％～15％）混合料称为半开级配沥青混合料。5．按最大粒径分类沥青混凝土混合料的集料最大粒径可分为下列4类：（1）粗粒式沥青混合料（2）中粒式沥青混合料（3）细粒式沥青混合料（4）砂粒式沥青混合料●第一节热拌沥青混合料一、沥青混合料的组成结构和强度理论二、沥青混合料的技术性质三、沥青混合料的技术标准四、沥青混合料组成材料五、沥青混合料配合比设计定义：热拌沥青混合料——人工组配的矿质混合料与粘稠沥青在专门设备中加热拌和而成，用保温运输工具运送至施工现场，并在热态下进行摊铺和压实的混合料。★一、沥青混合料的组成结构和强度理论（一）沥青混合科的组成结构（二）沥青混合料的强度理论（一）沥青混合科的组成结构

1.悬浮密实结构连续密级配的沥青混合料力学特点粗集料少，不能形成骨架粘聚力C大，内摩擦角φ小；

2.骨架空隙结构

连续开级配的沥青混合料细集料少，不能填充集料间空隙C小，φ大

3.骨架密实结构

间断密级配的沥青混合料，

中间集料少，既有足够的粗集料形成骨架，又有细集料填充其间的空隙C大，φ大T（二）沥青混合料的强度理论用沥青混合料铺筑的路面产生破坏的主要原因夏季高温时的抗剪强度不足和塑性变形过剩冬季低温时的抗拉强度不好和抵抗变形能力过差引起试验表明：沥青混合料的抗剪强度τ决定于沥青混合料的内摩擦角φ和粘聚力C。1.影响沥青混合料内摩擦角的因素（1）沥青的粘度对沥青混合料抗剪强度的影响通常情况下，沥青的粘度越大，沥青混合料抗剪强度越高（2）沥青与矿料化学性质对沥青混合料抗剪强度的影响结构沥青：沥青与矿粉交互作用后，沥青在矿粉表面产生化学组分的重新排列，沥青在矿粉表面形成一层扩散溶剂化膜，此膜以内的沥青为结构沥青。自由沥青沥青在沥青混合料中以两种形式存在，一种为结构沥青，一种为自由沥青。（3）矿料比表面对沥青混合料抗剪强度的影响比表面越大，一定沥青用量条件下，沥青在矿料表面膜层薄，矿料间以结构沥青联结的机会就大，沥青混合料抗剪强度高。（4）沥青用量对沥青混合料抗剪强度的影响沥青用量过少，沥青不足以包裹矿粉表面，矿粉间不能完全地靠沥青薄膜联结，因而沥青混合料的粘聚力很差。随着沥青用量的增加，结构沥青的数量不断增多，混合料的粘聚力也不断提高，当沥青用量达到一定程度时，形成的结构沥青数量最多，混合料的粘聚力达到最大。此时沥青用量为最佳用量。随着沥青用量的继续增加，多余的沥青，将矿粉颗粒推开，在颗粒间形成未与矿粉作用的自由沥青，混合料的粘聚力开始逐渐降低。当然，少量自由沥青的存在也是必要的，它可以增加沥青混合料的塑性，减少沥青路面的开裂。（5）矿料的级配、表面性质、粒度等对沥青混合料抗剪强度的影响表面粗糙有棱角且接近正立方体时，沥青混合料抗剪强度高。注：（1）沥青在沥青混合料中以两种形式存在：自由沥青结构沥青（2）碱性矿粉更容易形成结构沥青思考题：1.沥青混合料有哪三种结构类型？主要表现出来的力学特性是什么？2.结构沥青是如何形成的？结构沥青是如何影响沥青混合料抗剪强度的？3.沥青在沥青混合料中以哪两种形式存在？4.什么是沥青最佳用量？END

THANKYOU！沥青混合料的三种结构类型结构沥青的形成R沥青与矿料的性质对沥青混合料抗剪强度的影响R沥青用量对沥青混合料抗剪强度的影响R主要内容：沥青混合料技术性质与技术标准组成材料技术要求重点内容：高温稳定性施工中对沥青材料的选择难点：高温稳定性的影响因素及评定要求：掌握五大技术性质掌握高温稳定性的评定指标及提高措施掌握施工中对沥青材料的选择对组成材料对沥青混合料的影响有一定的了解参考资料：《道路建筑材料》严家伋

《沥青及沥青混合料》张南鹭二、沥青混合料的技术性质（一）高温稳定性沥青混合料的高温稳定性是指混合料在高温情况下，承受外力不断作用，抵抗永久变形的能力。评定指标：马歇尔试验：稳定度，流值车辙试验：动稳定度影响沥青混合料高温稳定性的主要因素：沥青的用量，沥青的粘度，矿料的级配，矿料的尺寸、形状等。提高措施：（1）提高粘聚力：采用高稠度沥青；控制沥青最佳用量采用碱性矿粉；掺外掺剂（2）提高内摩擦角：增加粗集料用量采用表面粗糙有棱角的集料等（二）低温抗裂性沥青混合料随着温度的降低，变形能力下降，路面由于低温而收缩以及行车荷载的作用，在薄弱部位产生裂缝，从而影响道路的正常使用，因此，要求沥青混合料具有一定的低温抗裂性。沥青混合料的低温裂缝是由混合料的低温脆化、低温缩裂和温度疲劳引起的。混合料的低温脆化是指其在低温条件下，变形能力降低。一般通过不同温度下小梁弯拉破坏试验来反映。低温缩裂通常是由于材料本身的抗拉强度不足而造成的。目前，比较科学的方法是采用能量法来评定。对于温度疲劳，可以模拟温度循环进行疲劳破坏，但由于其试验条件要求较高，故改用低频疲劳试验代替。（三）耐久性沥青混合科的耐久性是指其在外界各种因素（如阳光、空气、水、车辆荷载等）的长期作用下，仍能基本保持原有的性能。影响沥青混合料耐久性的主要因素有：沥青与骨料的性质、沥青的用量、沥青混合料的压实度与空隙率等。目前，一般采用马歇尔试验来评价沥青混合料的耐久性。测定沥青混合料试件的空隙率、饱和度、残留稳定度等，这些指标均应达到规范的要求，才能说明沥青混合料的耐久性合格。（四）抗滑性随着车辆行驶速度的增加，路面的抗滑性显得尤为重要，为了提高路面的抗滑性，必须增加路面的粗糙度，因而对于面层集料应选用质地坚硬，具有棱角的碎石。骨料的颗粒适当大些，沥青用量少些，并对沥青中含蜡量进行严格控制，都可以提高路面的抗滑性。测定路面抗滑性的指标有路面摩擦系数和构造深度。摩擦系数和构造深度越大，说明路面的抗滑性越好。（五）施工和易性沥青混合料除了具备上述技术性质外，还应具备施工和易性才能顺利地进行施工作业。影响混合料施工和易性的主要因素是矿料级配和沥青用量。合理的矿料级配，使沥青混合料之间拌和均匀，不致产生离析现象，适量的沥青用量，可以避免混合料疏松或结团现象，另外，气候情况，机械性能，施工能力等外部条件也会不同程度地影响施工和易性。目前，评价施工和易性还没有一个定量的指标，只能凭经验来目估。三、沥青混合料的技术标准（一）稳定度马歇尔稳定度是评价沥青混合料高温稳定性的指标。将沥青混合料按一定的比例混合并拌匀，采用人工或机械击实的方法制成圆柱形试件（直径101.6±0.25mm，高63.5±1.3mm），再将试件置于60±1℃的恒温水槽中保温30～40min（对粘稠石油沥青），然后，把试件置于马歇尔试验仪上，以50±5mm／min的速度加荷，至试验荷载达到最大值，此时的最大荷载即为稳定度（MS），以ＫN计。残留稳定度是反映沥青混合料受水损害时抵抗剥落的能力。浸水马歇尔稳定度试验方法与马歇尔试验基本相同，只是将试件在60±1℃恒温水槽中保温48h，然后，再测定其稳定度，浸水后的稳定度与标准马歇尔稳定度的百分比即为残留稳定度。（二）流值流值是评价沥青混合料抗塑性变形能力的指标。在马歇尔稳定度试验时，当试件达到最大荷载时，其压缩变形值，也就是此时流值表上的读数，即为流值（FL），以0.1mm计。（三）空隙率空隙率是评价沥青混合料压实程度的指标。空隙率的大小，直接影响沥青混合料的技术性质，空隙率大的沥青混合料，其抗滑性和高温稳定性都比较好，但其抗渗性和耐久性明显降低，而且对强度也有影响。沥青混合料的空隙率是指空隙的体积占沥青混合料总体积的百分率，它是由理论密度和实测密度求得。1.沥青混合料试件的实测密度对于密实的沥青混凝土试件，其集料的吸水率不大时，采用水中重法测定。

式中：——试件实测密度，g/cm3;

——干燥试件的空气中质量；g；

——试件的水中质量，g；

——常温水的密度（≈1g/cm3）。对于表面较粗但较密实的沥青混凝土试件，其吸水率小于2％时，采用表干法测定。式中：——试件的表干质量，g；

——意义同前。对于吸水率大于2％的沥青混凝土试件，采用蜡封法测定。

式中：——蜡封试件的空气中质量，g；

——蜡封试件的水中质量，g；

——常温下石蜡与水的相对密度；

——意义同前。2.沥青混合料试件的理论密度假定沥青混合料压至绝对密实，而不考虑其内部空隙时试件的密度为理论密度。（1）油石比（沥青与矿料的质量比）计算时，试件理论密度为

式中：——理论密度，g/cm3;

——各种矿料的配合比（％）（矿料总和为）；

——各种矿料相对密度；

——油石比，％；

——沥青的相对密度；

——常温水的密度，g/cm3。（2）采用沥青含量（沥青质量占沥青混合料总质量的百分率）计算时，试件理论密度为：

式中：——各种矿料的配合比（％）（矿料与沥青之和为）；

——沥青含量，％；

——意义同前。沥青混合料试件的空隙率

式中：——试件的空隙率，％；

——试件的理论密度，g/cm3;

——试件的实测密度，g/cm3。（四）沥青混合料试件的饱和度沥青混合料试件的饱和度也称沥青填隙率，即沥青体积与矿料空隙体积的百分率。饱和度过小，沥青难以充分裹覆矿料，影响沥青混合料的粘聚性，降低沥青混凝土耐久性；饱和度过大，减少了沥青混凝土的空隙率，防碍夏季沥青体积膨胀，引起路面泛油，降低沥青混凝土的高温稳定性，因此，沥青混合料要有适当的饱和度。

式中：——试件的沥青饱和度，％；

——矿料间隙率，％；

——试件的沥青体积百分率，％；

——试件空隙率，％。沥青体积百分率是指沥青体积占试件体积的百分率。（1）当试件采用油石比计算时，沥青体积百分率

式中：——意义同前。（2）当试件采用沥青含量计算时，沥青体积百分率

式中：——意义同前。

我国的现行标准《沥青路面施工与验收规范》（GBJ92-93）对热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准有规定，见教材。四、沥青混合料组成材料（一）沥青材料不同型号的沥青材料，具有不同的技术指标，适用于不同等级，不同类型的路面。在选择沥青材料的时候，要考虑到交通量（重）、气候条件（热）、施工方法、沥青面层类型、材料来源筹各种情况，选择较稠沥青，这样才能使拌制的沥青混合料具有较高的力学强度和较好的耐久性。（二）矿质材料沥青混合料的矿质材料必须具有良好的级配，这样，沥青混合料颗粒之间既能够比较紧密地排列起来，以达到足够的压实度，又能让颗粒之间具有一定的空隙，使沥青混合料保持良好的稳定性沥青混合料的矿质材料包括粗集料、细集料和矿粉，这几种材料除了混合后能达到要求的级配外，对于它们本身还有不同的技术要求。1.粗集料沥青混合料的粗集料要求洁净、干燥、无风化、无杂质，并且具有足够的强度和耐磨性。对路面抗滑表层的粗集料应选用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石或破碎砾石，不可使用筛选砾石、矿渣及软质集料。用于高速公路、一级公路、城市快速道路、主干路沥青路面表面层及各类道路抗滑层用的粗集料，应符合磨光值、道瑞磨耗值和冲击值的要求，对于坚硬石料来源缺乏的情况下，允许掺加一定比例普通集料作为中等或小颗粒的粗集料，但掺加比例不应超过粗集料总质量的40％。2.细集料热拌沥看混合料的细集料一般采用天然砂或人工砂，在缺少砂的地区，也可以用石屑代替。但对于高等级公路的面层或抗滑表层，石屑的用量不宜超过砂的用量。

3.填料沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性（憎水性）岩石磨制而成的，也可以由石灰、水泥、粉煤灰代替，但用这些物质作填料时，其用量不宜超过矿料总量的2％。其中粉煤灰的用量不宜超过填料总量的50％。粉煤灰的烧失量应小于12％，塑性指数应小于4％。在工程中，还可以利用拌和机中的粉尘回收来作矿粉使用，其量不得超过填料总量的50％，并且要求粉尘干燥，掺有粉尘的填料的塑性指数不得大于4％。思考题：1.沥青混合料五大技术性质是什么？2.什么是沥青混合料高温稳定性，评定指标，提高措施？3.施工中如何选择沥青材料？4.熟悉物理指标计算公式主要内容：沥青混合料组成设计重点内容：沥青最佳用量的选择

难点：选择沥青混合料类型确定沥青最佳用量要求：会选择沥青混合料掌握沥青最佳用量的确定方法参考资料：《道路建筑材料》严家伋

《沥青及沥青混合料》张南鹭五、沥青混合料配合比设计沥青混合料配合比设计的任务就是通过确定粗集料、细集料、矿粉和沥青之间的比例关系，使沥青混合料的各项指标达到工程要求，让沥青混合料的强度、稳定性、耐久性、平整度等各项要求，在联系与矛盾中达到统一。沥青混合料配合比设计包括：试验室配合比设计、生产配合比设计和试拌试铺配合比调整等三个阶段。本节主要着重介绍试验室配合比设计。试验室配合比设计分为矿质混合料配合组成和沥青最佳用量确定两部分。（一）矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计是让各种矿料以最佳比例相混合，从而在加入沥青后，使沥青混凝土既密实，又有一定的空隙，供夏季沥青的膨胀，矿质混合料的组成设计分下列几步：

1.确定沥青混合料类型确定所设计的沥青混合料用于什么样的公路等级、路面类型及哪一结构层，根据各层的不同要求，选择沥青混合料类型。2.确定矿料的最大粒径各国对沥青混合料的最大粒径（D）同路面结构层最小厚度的关系均有规定，我国研究表明：随h／D增大，耐疲劳性提高，但车辙量增大。相反h／D减小，车辙量也减小，但耐久性降低，特别是在h／D＜2时，疲劳耐久性急剧下降。为此建议结构层厚度h与最大粒径D之比应控制在h／D≥2～3。3.确定矿质混合料的级配范围根据确定下来的沥青混合料类型，参照《公路沥青路面施工技术规范》（GBJ92-93）推荐的级配作为沥青混合料的设计级配。

4.测出矿质集料的密度、吸水率、筛分情况以及沥青的密度。5.采用图解法或数解法，求出已知级配的粗集料、细集料和矿粉之间的比例关系，求得的合成级配应根据下列要求作必要的配合比调整。（1）通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限，尤其应使0.075mm、2.36mm和4.75mm筛孔的通过量尽量接近设计级配范围中限；（2）对交通量大、轴载重的公路，宜偏向级配范围的下（粗）限，对中小交通或人行道路等宜偏向级配范围的上（细）限；（3）合成级配曲线应接近连续或有合理的间断级配，不得有过多的犬牙交错；当经过再三调整，仍有两个以上的筛孔超出级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。（二）沥青最佳用量的确定沥青最佳用量的确定可以通过理论计算得到，但误差较大，故一般采用实验的方法求得。目前，我国采用马歇尔试验法来确定沥青最佳用量。其方法是：

1.按所设计的矿料配合比配制五组矿质混合料，每组按规范推荐的沥青用量（或油石比）范围加入适量沥青，沥青用量按0.5％间隔递增，拌和均匀，制成马歇尔试件。

2.根据集料吸水率大小和沥青混合料的类型采用合适的方法，测出试件的实测密度，并计算理论密度、空隙率、沥青饱和度等物理指标。

3.进行马歇尔试验，测定稳定度和流值这二个力学指标。4.以沥青用量为横坐标，以实测密度、空隙率、饱和度、稳定度、流值为纵坐标，分别将试验结果点入坐标中，沥青用量与这些指标之间连成关系曲线。从图中取相应于密度最大值的沥青用量，相应于稳定度最大值的沥青用量，相应于规定空隙率范围的中值的沥青用量。以三者平均值作为最佳沥青用量的初始值。

根据沥青混合料马歇尔试验技术标准，确定各关系曲线上沥青用量范围，取各沥青用量范围的共同部分，即为沥青最佳用量范围，求其中值。按最佳沥青用量初始值，在上述关系曲线中取相应的各项指标值，当各项指标值均符合马歇尔试验技术标准时，由和确定最佳沥青用量，如不能符合规定时，应重新进行级配调整和计算，直至各项指标均符合要求。根据气候条件和实践经验，最佳沥青用量的确定有下列三种情况。（1）一般情况下，取和的中值作为最佳沥青用量。（2）对热区公路以及车辆渠化交通的高速公路、一级公路，预计有可能造成较大车辙的情况下，可在与范围内决定，但不宜小于的0.5％。（3）对寒区公路及其它等级公路，可在与范围内决定，但不宜大于的0.3％。5.按最佳沥青用量制作马歇尔试件，进行浸水马歇尔试验。当残留稳定度不符合表规定的要求时，应重新进行配合比试验。当最佳沥青用量值与两初始值和相差甚大时，应按、、分别制作试件，进行残留稳定度试验，根据结果，适当调整值。6.按最佳沥青用量制作车辙试验试件，检验其高温抗车辙能力。当动稳定度不符合下列要求时，即高速公路应不小于800次／mm，一级公路应不小于600次／mm，应重新进行配合比设计。当最佳沥青用量值与两初始值和相差甚大，应按、、分别制作试件，进行车辙试验，根据结果，适当调整值。通过以上的试验和计算，最后确定最佳沥青用量。思考题：叙述沥青最佳用量确定过程作业P214习题R第二节其它沥青混合料一、冷铺沥青混合料三、改性沥青混合料由改性沥青（或由改性剂、基质沥青）与矿料按一定比例拌和而成的混合料的总称。根据各种不同的使用目的，改性沥青混合料应有适宜的矿料级配，可以采用密级配沥青混合料或SMA、OGFC等间断级配沥青混合料。改性沥青混合料的配合比设计，应遵循《公路沥青路面施工技术规范》（GBJ92-93）中关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比、生产配合比及试拌试铺验证的三个阶段，确定矿料级配及最佳改性沥青用量。

改性沥青混合料应进行马歇尔试验，以确定合适的改性沥青用量及矿料级配；马歇尔试验结果应符合（GBJ92-93）的有关技术要求，但试验温度应相应提高10℃～20℃。对于橡胶类及热塑性橡胶类改性沥青混合料，其流值可放宽到2mm～5mm。必要时，经试验研究，可以对马歇尔试验技术要求进行调整。用于高速公路及一级公路或特重交通路段，以提高高温抗车辙能力为主要目的的新拌改性沥青混合料，按沥青混合料车辙试验方法测定的动稳定度应符合《公路改性沥青路面施工技术规范》（JTJ036-98）的要求。同时经改性的沥青混合料的低温性能不得低于未改性的基质沥青混合料的指标，其按沥青混合料弯曲试验方法测定的低温弯曲试验的破坏应变不宜低于1200με。

用于高速公路及一级公路，以提高低温抗裂性能为主要目的的改性沥青混合料，按沥青混合料弯曲试验方法测定的低温弯曲试验的破坏应变应符合《公路改性沥青路面施工技术规范》（JTJ036-98）的要求。同时，经改性的沥青混合料的高温性能不得低于未改性的基质沥青混合料的指标，其按沥青混合料车辙试验方法测定的动稳定度不应低于800次／mm。

改性沥青混合料高温稳定性技术要求表6-18改性沥青混合料低温抗裂性技术要求表6-19

改性沥青混合料的水稳定性应符合以下两个指标要求，达不到要求时应采取抗剥落措施：

1）采用沥青混合料马歇尔稳定度试验方法测定的48h浸水马歇尔稳定度试验残留稳定度不应小于80％。

2）采用沥青混合料冻融劈裂试验方法的劈裂强度比不应小于80％。思考题：1沥青混合料最佳用量确定步骤R

混凝土4.1混凝土概述一、混凝土的定义由胶凝材料、骨料、水以及必要时掺入的外加剂和矿物掺合材，按适当比例配合拌制成拌合物，经均匀搅拌，密实成型和养护硬化而成的人造石材。二、混凝土的分类

（一）按干表观密度分重砼＞2600kg/m3普通砼1950kg/m3

～2500kg/m3轻砼＜1950kg/m3

三、普通混凝土各组成材料的作用：砂、石对混凝土起润滑作用，水泥和水组成水泥浆包裹在骨料的表面并填充骨料的空隙中。在混凝土拌和物中，水泥浆起润滑作用，赋予混凝土拌和物流动性，便于施工；在混凝土硬化后起胶结作用。砂子水泥浆石子4.2普通混凝土的组成材料混凝土的质量，很大程度上原材料的技术性质是否符合要求。因此，为了选用材料和保证混凝土的质量，必须掌握原材料的技术质量要求。

4.2.1水泥4.2.1.1水泥品种和选择

根据工程特点、所处环境条件及施工条件，进行合理选择。4.2.1.2水泥强度等级的选择

高强度等级的水泥配制高强度等级的混凝土，低强度等级的水泥配制低强度等级的混凝土。根据经验，一般以水泥强度等级标准值为混凝土强度等级标准值的1.5-2.0倍为宜。一、细骨料:

普通混凝土骨料按粒径大小分为两种，粒径小于5mm的颗粒称为细骨料。细骨料主要采用天然砂和人工砂。细骨料天然砂人工砂河砂山砂海砂4.2.2骨料项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类云母(按质量计)(%，小于）1.02.02.0轻物质(按质量计)(%，小于）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(以氯离子质量计)(%，小于)0.010.020.061、砂中有害物质含量（GB/T14684—2001）

2、砂的颗粒级配及粗细程度砂的颗粒级配：砂大小颗粒的搭配情况。砂的粗细程度：不同粒径的砂混合在一起总体的粗细程度。总表面积小空隙率小筛分析试验——评定砂的粗细程度和颗粒级配0.16mm0.315mm0.63mm1.25mm2.50mm5mm分计筛余量：各筛上的筛余量占砂样总质量的百分率。累积筛余量：各筛与比该筛粗的所有筛之分计筛余百分率之和。筛孔尺寸，mm分计筛余，%累计筛余，%5.002.501.250.630.3150.16a1a2a3a4a5a6A1=a1A2=a1+a2A3=a1+a2+a3A4=a1+a2+a3+a4A5=a1+a2+a3+a4+a5A6=

a1+a2+a3+a4+a5+a6分计筛余和累计筛余的关系

细度模数的计算3.7-3.1为粗砂3.0-2.3为中砂2.2-1.6为细砂例题：取一砂子试样，进行筛分析试验，已知所取试样重500g，其筛余量依次为44、68、115、140、80、46（g），度计算分计筛余量，累计筛余量，细度模数，并判断为何种砂？筛分曲线筛孔尺寸I区II区III区10mm0005mm10-010-010-02.50mm35-525-015-01.25mm65-3550-1025-00.63mm85-7170-4140-160.315mm95-8092-7085-550.16mm100-90100-90100-90粗骨料技术要求有害杂质含量骨料的颗粒形状和表面特征：针片状颗粒含量骨料的强度颗粒级配与最大粒径坚固性1、颗粒级配与最大粒径粗骨料颗粒级配粗骨料的颗粒级配按供应情况分连续粒级和单粒级。粗骨料最大粒径:粗骨料公称粒级的上限。粗骨料颗粒级配评定方法同砂子颗粒级配的评定方法。

2、粗骨料的颗粒形状和表面特征针状颗粒：长度大于该颗粒所属平均粒径2.4倍的。片状颗粒：厚度小于该颗粒所属平均粒径0.4倍的。

最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4；不得超过钢筋最小净距的3/4；对于实心板，不得超过板厚的1/2且不得超过50mm；对于泵送混凝土，最大粒径与输送管道内径之比，碎石不宜大于1:3，卵石不宜大于1:2.5。3、粗骨料强度(1)岩石抗压强度:(2)压碎指标值:

将母岩制成50mm×50mm×50mm的立方体试件或Ф50mm×50mm的圆柱体试件，在水中浸泡48h以后，取出擦干表面水分，测得其在饱和水状态下的抗压强度值。%100010-=mmmδa4、骨料的坚固性

定义：指骨料在自然风化和其他外界物理、化学因素作用下，抵抗破坏的能力，也即指砂的耐久性。骨料采用硫酸钠溶液法进行试验，计算总质量损失百分率；人工砂采用压碎指标值来判断骨料的坚固性。

普通混凝土的主要性质：混凝土在凝结硬化前称为混凝土拌合物。混凝土拌合物不同的施工环境和施工条件下表现出不同的特征，而混凝土施工过程对硬化后的混凝土具有重大的影响，因此必须找出评价混凝土施工过程中的性质。这样才能保证混凝土的质量。拌合物状态时要求具有良好的和易性（或称工作性），硬化后的混凝土应具有足够的强度和必要的耐久性。4.3新拌混凝土的和易性

和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并能获致质量均匀、成型密实的性能。4.3.1混凝土拌合物和易性概念

和易性包含的内容：流动性、粘聚性和保水性。

离析是指拌合物各组分分离造成不均匀及失去流动性的现象。对于流动性较大的混凝土拌合物，因各组分粒度及密度不同，易引起砂浆与石子间的分层离析现象。对于硬性或少砂的混凝土拌合物，若装卸及浇注方法不当，也会发生离析现象。泌水是指拌合水按不同方式从拌合物中分离出来的现象。

无论是离析，还是泌水对硬化后混凝土的强度和耐久性都将有很大的影响。

4.3.2混凝土拌合物和易性的测定方法根据《普通混凝土拌合物性能试验方法》GBJ80—85）规定，混凝土拌合物的稠度可采用坍落度法和维勃稠度法测定。

由于和易性是一项综合的技术性制，因此很难找到一种能全面反映拌合物和易性的测定方法。通常以测定流动性（即稠度）为主，而对粘聚性和保水性主要通过观察进行评定。4.3.2.1坍落度试验

坍落度法适用于骨料最大粒径不大于40mm、坍落度值大于10mm的塑性和流动性混凝土拌合物稠度测定。

坍落度试验4.3.2.1维勃稠度法维勃稠度法适用于骨料最大粒径不大于40mm，维勃稠度在5~30s之间的混凝土拌合物稠度的测定。维勃稠度试验4.3.3影响混凝土和易性的因素4.3.3.2砂率砂率是指砂用量占砂、石总用量的质量百分比。砂率过大或过小都会导致混凝土和易性变差，应选择合理砂率。

4.3.3.4环境因素、施工条件、时间、外加剂4.3.3.1水泥浆量及水灰比在水灰比不变的情况下，如果水泥浆越多，则拌合物的流动性越大；但若水泥浆过多，使拌合物的流动性、粘聚性变差。4.3.3.3水泥品种及细度、骨料的性质

如用矿渣水泥时，坍落度较普通水泥小，泌水性增加。砂率对混凝土坍落度的影响

粗骨料表面状态不同对混凝土和易性的影响：卵石碎石4.4硬化后混凝土的强度

4.4.1混凝土的强度与强度等级

1、立方体抗压强度（fcu）按照标准的制作方法制成边长为150ｍｍ的立方体试件，在标准养护条件（温度２０士3°Ｃ，相对湿度90％以上）下，养护至28ｄ龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度。标准试块测定混凝土立方体抗压强度时，也可以采用非标准尺寸的试件，其尺寸应根据混凝土中粗骨料的最大粒径而定，单其测定结果应乘以相应的尺寸换算系数见表强度换算系数(GB/T50081—2002)试件尺寸(mm)骨料最大粒径(mm)强度换算系数100×100×100150×150×150200×200×20031.540630.9511.05混凝土立方体抗压标准强度

2、强度等级

混凝土的“强度等级”是根据“立方体抗压强度标准值”来确定的。按标准方法制作边长为150mm的立方体试件，在28d龄期，用标准方法测得的强度总体分布中具有不低于95%保证率的抗压强度值，以fcu.k表示。如：C30，表示混凝土立方体抗压强度标准值,fcu,k=30MPa。我国现行GB50010-2002《混凝土结构设计规范》规定,普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个强度等级。抗压试验3、轴心抗压强度混凝土的强度等级只是评价混凝土力学性能的依据，为了使测得的混凝土强度接近于混凝土结构的实际情况，在钢筋混凝土结构计算中，计算轴心受压构件（如柱子）时都采用轴心抗呀强度作为标准试件，测定其标养28天的抗压强度值。

采用150

150

300mm棱柱体作为标准试件，也可用非标准试件，但高宽比应在2∽3的范围里。

fcu：fcp=0.70∽0.80CementConcrete轴心抗压强度试验示意图4.4.2影响混凝土强度的因素

4.4.2.1

水泥强度等级和水灰比混凝土强度经验公式：fcu=Afce（C/W-B）

式中：C/W——灰水比；

fcu——混凝土28d抗压强度；

fce——水泥28d抗压强度实测值。

A,B——经验系数；

碎石A=0.46;B=0.07

卵石A=0.48;B=0.334.4.2.2骨料的影响：

粗骨料表面状态不同对混凝土强度的影响：4.4.2.3龄期

龄期指混凝土在正常养护条件下所经历的时间，最初的7—14d发展较快，28d以后增长缓慢。公式应用条件：n——养护龄期，n≥3d。标准养护中等强度等级的混凝土1428抗压强度龄期/d4.4.2.4养护的温、湿度

4℃38℃21℃13℃龄期抗压强度031421287养护温度对混凝土强度的影响湿度的影响提高混凝土强度的措施1、高标号的水泥和快硬早强水泥2、干硬性混凝土3、湿热处理蒸汽养护：将混凝土放在温度低于100℃常压蒸汽中进行养护。一般16~20h。蒸压养护：将混凝土构件放在125℃及8atm的压蒸锅内进行养护。4、采用机械搅拌和振捣5、掺外加剂、掺合料(一)混凝土的抗渗性（P4、P6、P8）(二)混凝土的抗冻性（F10、F15、F25）(三)混凝土的抗碳化性(四)碱骨料反应(五)抗化学侵蚀4.5硬化混凝土的耐久性混凝土抗渗仪

是指混凝土抵抗水、油等液体渗透的能力。抗渗性好坏用抗渗等级来表示。抗渗等级分为P4、P6、P8、P10、P12等5个等级。混凝土水灰比对抗渗性起决定性