土木工程材料

1、第1章 b土木工程材料的基本性質(zhì)密度：指材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的重量。表觀密度：指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的重量。堆積密度：指粉狀或粒狀材料，在堆積狀態(tài)下，單位體積的重量。密實(shí)度：是指材料的體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。孔隙率：是指材料的體積內(nèi)，孔隙體積所占的比例。填充率：是指在某堆積體積中，被散粒材料的顆粒所填充的程度。空隙率：是指在某堆積體積中，散粒材料顆粒之間的空隙體積所占的比例。含水率：材料中所含水的質(zhì)量與干燥狀態(tài)下材料的質(zhì)量之比。吸水性：材料與水接觸吸收水分的性質(zhì)。吸水率：當(dāng)材料吸水飽和狀態(tài)下的含水率。吸濕性：材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。材料的耐水性：材料抵抗水的破壞作用

2、的能力。水的破壞作用：定向吸附，劈裂破壞；吸水膨脹，開裂破壞；物質(zhì)抗?jié)B性：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性。用抗?jié)B系數(shù)來表示。抗?jié)B等級的分類。 強(qiáng)度：材料破壞時所承受的極限應(yīng)力值。單位：MPa外力作用方式不同：抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度；抗彎強(qiáng)度。磚、石、混凝土：抗壓強(qiáng)度較高，抗拉強(qiáng)度較低。鋼材：抗壓強(qiáng)度及抗拉強(qiáng)度均較高。同一種材料的強(qiáng)度分級：C30（強(qiáng)度為30MPa的混凝土），C50，HPB235（強(qiáng)度為235MPa的熱軋光圓鋼筋），HRB335（強(qiáng)度為335MPa的熱軋帶肋鋼筋）。彈性變形：可恢復(fù)的變形塑性變形：不能恢復(fù)的變形脆性：達(dá)到破壞荷載時變形很小。韌性：達(dá)到破壞荷載時變形較大。

3、材料的耐久性：是指材料在使用過程中，抵抗其自身和環(huán)境的長期破壞作用，保持其原有性能而不破壞、不變質(zhì)的性質(zhì)。 第2章 建筑鋼材 211 金屬的微觀結(jié)構(gòu)概述1、金屬的晶體結(jié)構(gòu)2、金屬晶體結(jié)構(gòu)中的缺陷：（1）、點(diǎn)缺陷，（2）線缺陷，（3）面缺陷，3、金屬強(qiáng)化的微觀機(jī)理（1）細(xì)晶強(qiáng)化，（2）、固溶強(qiáng)化，（3）彌散強(qiáng)化，（4）變形強(qiáng)化。 212 鋼材的化學(xué)組成按化學(xué)成分，鋼可以分為：碳素鋼：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼。合金鋼：低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼。鋼材中除了主要化學(xué)成分鐵（Fe）以外，還含有少量的碳（C）、硅（Si）、錳（Mn）、磷（P）、硫（S）、氧（O）、氮（N）、鈦（Ti）、釩（V）等元素，這

4、些元素雖然含量少，但對鋼材性能有很大影響。1、 碳：碳是決定鋼材性能的最重要元素。碳對鋼材性能的影響如教課書中圖2-8所示：當(dāng)鋼中含碳量在0.8%以下時，隨著含碳量的增加，鋼材的強(qiáng)度和硬度提高，而塑性和韌性降低；但當(dāng)含碳量在1.0%以上時，隨著含碳量的增加，鋼材的強(qiáng)度反而下降。隨著含碳量的增加，鋼材的焊接性能變差（含碳量大于0.3%的鋼材，可焊性顯著下降），冷脆性和時效敏感性增大，耐大氣銹蝕性下降。隨著含碳量的增加，鋼材的焊接性能變差（含碳量大于0.3%的鋼材，可焊性顯著下降），冷脆性和時效敏感性增大，耐大氣銹蝕性下降。 一般工程所用碳素鋼均為低碳鋼，即含碳量小于0.25%；工程所用低合金鋼，

5、其含碳量小于0.52% 。 2、硅（Si）：硅是作為脫氧劑而殘留于鋼中，是鋼中的有益元素。硅含量較低（小于1.0%）時，能提高鋼材的強(qiáng)度和硬度以及耐蝕性，而對塑性和韌性無明顯影響。但當(dāng)硅含量超過1.0%時，將顯著降低鋼材的塑性和韌性，增大冷脆性實(shí)效敏感性，并降低可焊性。 3、錳（Mn）：錳是煉鋼時用來脫氧去硫而殘留于鋼中的，是鋼中的有益元素。錳具有很強(qiáng)的脫氧去硫能力，能消除或減輕氧、硫所引起的熱脆性，大大改善鋼材的熱加工性能，同時能提高鋼材的強(qiáng)度和硬度，但塑性和韌性略有降低。但鋼材中含錳量太高，則會降低鋼材的塑性、韌性和可焊性。錳是我國低合金結(jié)構(gòu)鋼中的主要合金元素。 4、鈦（Ti）：鈦是強(qiáng)脫氧

6、劑。鈦能顯著提高強(qiáng)度，改善韌性、可焊性，但稍降低塑性。鈦是常用的微量合金元素。 5、釩（V）：釩是弱脫氧劑。釩加入鋼中可減弱碳和氮的不利影響，有效地提高強(qiáng)度，但有時也會增加焊接淬硬傾向，釩也是常用的微量合金元素。 6、鈮（Nb）：細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度。 7、磷（P）：磷是鋼中很有害的元素。隨著磷含量的增加，鋼材的強(qiáng)度、屈強(qiáng)比、硬度均提高，而塑性和韌性顯著降低。特別是溫度愈低，對塑性和韌性的影響愈大，顯著加大鋼材的冷脆性。磷也使鋼材的可焊性顯著降低。但磷可提高鋼材的耐磨性和耐蝕性，故在經(jīng)過合理的冶金工藝之后，低合金鋼中也將磷可配合其他元素作為合金元素使用。 8、硫（S）：硫是鋼中很有害的元素。硫的

7、存在會加大鋼材的熱脆性，降低鋼材的各種機(jī)械性能，也使鋼材的可焊性、沖擊韌性、耐疲勞性和抗腐蝕性等均降低。為消除硫的這些危害，可在鋼中加入適量的錳。 9、氧（O）：氧是鋼中的有害元素。隨著氧含量的增加，鋼材的強(qiáng)度有所提高，但塑性特別是韌性顯著降低，可焊性變差。氧的存在會造成鋼材的熱脆性。 10、氮（N）：氮對鋼材性能的影響與碳、磷相似，隨著氮含量的增加，可使鋼材的強(qiáng)度提高，塑性、特別是韌性顯著降低，可焊性變差，冷脆性加劇。氮在鋁、鈮、釩等元素的配合下可以減少其不利影響，改善鋼材性能，可作為低合金鋼的合金元素使用。 11、氫（H）： 鋼中溶有氫則會引起鋼的白點(diǎn)（圓圈狀的斷裂面）和內(nèi)部裂紋，斷口有白

8、點(diǎn)的鋼一般不能用于建筑結(jié)構(gòu)。 22 建筑鋼材的主要力學(xué)性能221 抗拉性能1、主要測試指標(biāo)： 屈服強(qiáng)度 ，抗拉強(qiáng)度 ，伸長率（斷面收縮率）等 。2、鋼材（低碳鋼）的抗拉過程主要包括： 彈性階段（O-A） ，彈塑性階段（A-B），塑性階段（B-C），強(qiáng)化階段（C-D），頸縮階段（D-D）。低碳鋼的受拉過程分為四個階段，如教課書中圖2-9所示： 斷后伸長率：試樣拉斷后，標(biāo)距的伸長與原始標(biāo)距長度的百分率稱為斷后伸長率。 222 冷彎性能1、定義：冷彎性能是鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，是鋼材的工藝性能指標(biāo)。 2、彎曲測試：彎曲心直徑d與試件直徑（或厚度）a的比值d/a越小，彎曲角度越大，說明試件受

9、彎程度越高，對不同的鋼材有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，試件受彎處不發(fā)生裂縫，斷裂或起層，即認(rèn)為冷彎性能合格。3、冷彎的意義：鋼材的冷彎性能和伸長率均是塑性變形能力的反映，但伸長率是在試件軸向均勻變形條件下測定的，而冷彎性能則是在更嚴(yán)格條件下鋼材局部變形的能力，它可揭示鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否均勻，是否存在內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺陷，還經(jīng)常用冷彎來檢驗(yàn)焊縫接頭。 223 沖擊韌性1、定義：沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。 2、沖擊韌性指標(biāo)：是通過標(biāo)準(zhǔn)試件的彎曲沖擊韌性試驗(yàn)確定的。以擺錘打擊試件，于刻槽處將其打斷，試件單位截面積上所消耗的功，即為鋼材的沖擊韌性指標(biāo)，用沖擊韌性ak（/cm2）表示。ak值愈大，沖擊韌性愈

10、好。3、 鋼材的化學(xué)成分、組織狀態(tài)、內(nèi)在缺陷及環(huán)境溫度都會影響鋼材的沖擊韌性。試驗(yàn)表明，沖擊韌性隨溫度的降低而下降，其規(guī)律是開始下降緩和，當(dāng)達(dá)到一定溫度范圍時，突然下降很多而呈脆性，這種脆性稱為鋼材的冷脆性。發(fā)生冷脆時的溫度稱為臨界溫度，其數(shù)值愈低，說明鋼材的低溫沖擊性能愈好。所以在負(fù)溫下使用的結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)選用脆性臨界溫度較工作溫度為低的鋼材。 4、時效：隨時間的延長而表現(xiàn)出強(qiáng)度提高，塑性和沖擊韌性下降的現(xiàn)象。完成時效變化的過程可達(dá)數(shù)十年，但是鋼材如經(jīng)受冷加工變形，或使用中經(jīng)受震動和反復(fù)荷載的影響，時效可迅速發(fā)展。因時效而導(dǎo)致性能改變的程度稱為時效敏感性，對于承受動荷載的結(jié)構(gòu)應(yīng)該選用時效敏感性小

11、的鋼材。 224 硬度1、定義：硬度是指其表面局部體積內(nèi)抵抗外物壓入產(chǎn)生塑性變形的能力。常用的測定硬度的方法有布氏法和洛氏法。 建筑鋼材常用布氏硬度表示，其代號為HB。布氏法的測定原理是利用直徑為D(mm)的淬火鋼球，以荷載P(N)將其壓入試件表面，經(jīng)規(guī)定的持續(xù)時間后卸去荷載，得直徑為d(mm)的壓痕，以壓痕表面積A(mm2)除荷載P，即得布氏硬度(HB)值，此值無量綱。材料的硬度往往與材料的其它性能有一定的相關(guān)系，如：鋼材的HB值與抗拉強(qiáng)度之間有較好的相關(guān)關(guān)系：無損檢測。 225 耐疲勞性1、定義：疲勞破壞是鋼材在交變荷載反復(fù)多次作用下，可在最大應(yīng)力遠(yuǎn)低于屈服強(qiáng)度的情況下突然破壞，這種破壞稱

12、為疲勞破壞。若max越大，則次數(shù)N越小。疲勞極限（ r ）：疲勞試驗(yàn)中，試件在交變應(yīng)力作用下，于規(guī)定的周期基數(shù)內(nèi)不發(fā)生斷裂所能承受的最大應(yīng)力。 疲勞壽命（n）：疲勞試驗(yàn)中，試件在規(guī)定最大應(yīng)力和應(yīng)力循環(huán)作用下，不發(fā)生斷裂所能承受的極限循環(huán)次數(shù)。 23 鋼材的冷加工強(qiáng)化及時效強(qiáng)化、熱處理和焊接231 鋼材的冷加工強(qiáng)化及時效強(qiáng)化冷加工的主要目的：提高屈服強(qiáng)度，節(jié)約鋼材。其副作用會往往導(dǎo)致塑性、韌性及彈性模量的降低。 冷加工形式：冷拉、冷拔、冷軋。 1、 冷拉是在常溫條件下，以超過原來鋼筋屈服點(diǎn)強(qiáng)度的拉應(yīng)力，強(qiáng)行拉伸鋼筋，使鋼筋產(chǎn)生一塑性變形達(dá)到提高鋼筋屈服點(diǎn)強(qiáng)度和節(jié)約鋼材的目的。2、 冷拔是將低碳鋼

13、絲從孔略小于鋼絲直徑的拔絲模中強(qiáng)力拔出，使斷面減小，長度伸長的工藝過程。 3、 冷軋是使低碳鋼絲通過硬質(zhì)軋輥，在鋼絲表面軋制出呈一定規(guī)律分布的砸痕。4、時效處理：將經(jīng)過冷拉的鋼筋于常溫下存放1520，或加熱到100200度并保持一段時間，這個過程稱為時效處理。前者稱為自然時效，后者稱為人工時效。冷拉以后再經(jīng)過時效處理的鋼筋，其屈服點(diǎn)進(jìn)一步提高，抗拉強(qiáng)度稍見增長，塑性繼續(xù)有所降低。由于時效過程中應(yīng)力的消減，故彈性模量可基本恢復(fù)。強(qiáng)度較低的鋼筋：自然時效。強(qiáng)度較高的鋼筋：人工時效。 232 鋼材的熱處理鋼材的熱處理是將鋼材在固態(tài)范圍內(nèi)進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，從而改變其晶相組織和顯微結(jié)構(gòu)組織，獲得需要

14、性能的一種綜合工藝。 熱處理的方法有：退火、正火、淬火、回火。 1、 退火：是將鋼材加熱到一定溫度，保溫后緩慢冷卻（隨爐冷卻）的一種熱處理工藝，按加熱溫度可分為低溫退火和完全退火。常用于鋼材冷加工后，減少冷加工中產(chǎn)生的缺陷，消除內(nèi)應(yīng)力。退火目的：是細(xì)化晶粒，改善組織，降低硬度，提高塑性，消除組織缺陷和內(nèi)應(yīng)力，防止變形、開裂。2、正火：是退火的一種變態(tài)或特例，兩者主要是冷卻速度不同，正火是在空氣中冷卻。與退火相比，正火后鋼的硬度、強(qiáng)度較高，而塑性減少。正火目的：是細(xì)化晶粒，消除組織缺陷等。3、淬火：是將鋼材加熱到相變臨界點(diǎn)以上（一般為900以上），保溫后放入水或油等冷卻介質(zhì)中快速冷卻的一種熱處理

15、操作。淬火與回火是兩道相連的處理過程。淬火目的：是得到高強(qiáng)度、高硬度的組織，并結(jié)合回火獲得綜合力學(xué)性能較高的鋼材。淬火會使鋼的塑性和韌性顯著降低。4、回火：是將鋼材加熱到相變溫度以下，保溫后在空氣中冷卻的熱處理工藝?；鼗鹉康模合慊甬a(chǎn)生的很大內(nèi)應(yīng)力，降低脆性，改善機(jī)械性能等。 我國生產(chǎn)的熱處理鋼筋，即系采用中碳低合金鋼經(jīng)油浴淬火和鉛浴高溫（500-650）回火制得的。233 鋼材的焊接焊接是鋼結(jié)構(gòu)的主要連結(jié)方式(90%)，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中也大量應(yīng)用。 建筑鋼材焊接的主要方法是鋼結(jié)構(gòu)焊接用的電弧焊和鋼筋連接用的電渣壓力焊。焊接缺陷：裂紋、缺口、脆化。 焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)方法：取樣試件試驗(yàn)和原位非

16、破損檢測。 鋼材電弧焊如下圖所示： 電渣壓力焊如下圖所示： 24 鋼材的防火和防腐蝕 241 鋼材的防火鋼材是不燃性材料，但這并不表明鋼材能夠抵抗火災(zāi)。在200 以內(nèi)，可以認(rèn)為鋼材的性能基本不變；當(dāng)溫度超過300 以后，彈性模量、屈服點(diǎn)和極限強(qiáng)度均開始顯著下降，應(yīng)變急劇增大；當(dāng)溫度至達(dá)600 時已經(jīng)失去承載能力。所以，沒有防火保護(hù)層的鋼結(jié)構(gòu)是不耐火的。鋼材防火措施：在鋼結(jié)構(gòu)中設(shè)置防火板或涂刷防火涂料；在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋應(yīng)有一定厚度的保護(hù)層厚度。 242 鋼材的銹蝕與防止1、鋼材的腐蝕包括：化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和應(yīng)力腐蝕。 （1）化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕指鋼材與周圍的介質(zhì)（如氧氣、二氧化碳、二氧化

17、硫和水等）直接發(fā)生化學(xué)作用，生成疏松的氧化物而引起的腐蝕。在干燥環(huán)境中化學(xué)腐蝕的速度緩慢，但在溫度高和濕度較大時腐蝕速度大大加快。（2）電化學(xué)腐蝕鋼材由不同的晶體組織構(gòu)成，并含有雜質(zhì)，由于這些成分的電極電位不同，當(dāng)有電解質(zhì)溶液(如水)存在時，就會在鋼材表面形成許多微小的局部原電池。鋼鐵本身是鐵和鐵碳化合物以及其他雜質(zhì)化合物的混合物，它們之間形成以鐵為負(fù)極、以碳化鐵為正極的原電池，由于電化學(xué)反應(yīng)而形成鐵銹。（3）應(yīng)力腐蝕鋼材在應(yīng)力狀態(tài)下腐蝕加快的現(xiàn)象，稱為應(yīng)力腐蝕。 2、混凝土中鋼筋的防腐蝕措施主要有：提高混凝土密實(shí)度、確保保護(hù)層厚度、限制氯鹽外加劑、加入防銹劑等。 預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)特別注意防腐蝕。

18、鋼結(jié)構(gòu)中型鋼的防銹，主要采用表面刷漆的方法。25 建筑鋼材的品種與選擇 251 建筑鋼材的主要鋼種1、碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號由代表屈服點(diǎn)的字母(Q)、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級符號、脫氧程度代號等四部分按順序組成。 例如：Q235A·F 表示屈服點(diǎn)為235MPa，A級沸騰鋼。 Q235B 表示屈服點(diǎn)為235MPa，B級鎮(zhèn)靜鋼。隨著牌號的增大，鋼材強(qiáng)度提高，塑性和韌性降低。一般而言，碳素結(jié)構(gòu)鋼塑性較好，常用于熱軋鋼筋。Q235強(qiáng)度與塑性均較好，是最常用的牌號。沸騰鋼如下圖所示 鎮(zhèn)靜鋼如下圖所示2、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上添加總量小于5合金元素的鋼材，具有較高的

19、強(qiáng)度，塑性、韌性其可焊性也較好。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中。 252 常用建筑鋼材1、 鋼筋（1）低碳鋼熱軋圓盤條建筑用的低碳鋼熱軋圓盤條由Q215和Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)熱軋而成，其強(qiáng)度較低，但塑性好，伸長率高，便于彎折成形，焊接容易。常用種類：HPB235 ?？捎米髦小⑿⌒弯摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的受力鋼筋或箍筋，以及作為冷加工的原料。圓盤條鋼筋如下圖所示：（2）鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋采用低合金鋼熱軋而成，表面帶有縱肋和橫肋，其種類有HRB335、HRB400、和HRB500三種。熱軋帶肋鋼筋具有較高強(qiáng)度和握裹力，塑性和可焊性也較好。普通鋼筋混凝土結(jié)

20、構(gòu)的受力鋼筋主要采用熱軋帶肋鋼筋。熱軋帶肋鋼筋如下圖所示：(a)月牙肋鋼筋 (b)等高肋鋼筋 （3）冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋采用熱軋圓盤條經(jīng)冷軋而成，表面帶有沿長度方向均勻分布的二面或三面的月牙肋。公稱直徑范圍4-12mm。適用于中、小預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件和普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件。冷軋帶肋鋼筋如下圖所示：（4）預(yù)應(yīng)力混凝土熱處理鋼筋預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋指用熱軋帶肋中碳低合金鋼鋼筋經(jīng)淬火和回火調(diào)質(zhì)處理而成的鋼筋。其特點(diǎn)是：塑性降低不大，但強(qiáng)度提高很多，綜合性能比較理想。熱處理鋼筋采用彈性盤條供應(yīng)，開盤后可自行伸直。主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。熱處理鋼筋如下圖所示： （5）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲預(yù)應(yīng)

21、力混凝土用鋼絲是用優(yōu)質(zhì)碳素鋼，經(jīng)冷加工及時效處理或熱處理而制得的高強(qiáng)度鋼絲。分為消除應(yīng)力光圓鋼絲、消除應(yīng)力刻痕鋼絲、消除應(yīng)力螺旋肋鋼絲和冷拉鋼絲四種 。應(yīng)力松弛：普通松弛（1000小時應(yīng)力損失率4.5%-12%) 。 低松弛（1000小時應(yīng)力損失率1%-4.5%) 。（6）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼鉸線預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼鉸線以2根、3根或7根圓形斷面的鋼絲經(jīng)絞捻和消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理而制成。預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼鉸線抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過熱軋鋼筋，并具有較好的柔韌性，應(yīng)力松弛率低。彈性盤條供應(yīng)，開盤后可自行伸直，適用于大荷載、大跨度及需曲線配筋的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）：

22、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋，應(yīng)按下列規(guī)定選用：普通鋼筋宜采用HRB400級和HRB335級鋼筋，也可采用HPB235級和RRB400級鋼筋；預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲，也可采用熱處理鋼筋。 2、型鋼（1）熱軋型鋼型鋼由于截面形式合理，材料在截面上分布對受力最為有利，且構(gòu)件間連接方便，所以它是鋼結(jié)構(gòu)中采用的主要鋼材。鋼結(jié)構(gòu)用鋼的鋼種和鋼號，主要根據(jù)結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的重要性、荷載性質(zhì)、連接方法、工作條件等因素進(jìn)行選擇。熱軋型鋼如下圖所示：（2）冷彎薄壁型鋼通常用薄鋼板冷彎或模壓而成，可用于輕型鋼結(jié)構(gòu)。冷彎薄壁型鋼如下圖所示： （3）鋼板和壓型鋼板鋼板按軋制溫度可分為熱軋、冷軋兩類。按

23、厚度分，熱軋鋼板可分為厚板（厚度大于4mm）和薄板（厚度0.354mm）；冷軋鋼板只有薄板（厚度0.24mm）。 用途：常用作屋面板、墻板及裝飾板等。鋼板如下圖所示：壓型鋼板如下圖所示：復(fù)習(xí)第2章內(nèi)容：1、鋼材的化學(xué)組成及對鋼材性質(zhì)的影響。2、鋼材的主要力學(xué)性能：抗拉性能、冷彎性能、沖擊韌性、硬度、 耐疲勞性。3、鋼材的冷加工強(qiáng)化、鋼材的熱處理與焊接、鋼材的防火、防腐蝕。常用鋼種、常用建筑鋼材：鋼筋、型鋼的種類。作業(yè)：見教課書P43，思考題2.6 ；2.12 。 第3章 無機(jī)膠凝材料 教學(xué)目的：讓學(xué)生了解膠凝材料的種類、特性。特別是要求學(xué)生掌握水泥在建筑工程中的應(yīng)用，為今后的學(xué)習(xí)和在施工中水泥

24、的合理選用打下前期基礎(chǔ)。教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)習(xí)硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)、工程應(yīng)用等技術(shù)方法。教學(xué)難點(diǎn)：理解和掌握建筑水泥材料的應(yīng)用性質(zhì)、工程技術(shù)特點(diǎn)等。教學(xué)學(xué)時：4教學(xué)過程：31 氣硬性膠凝材料膠凝材料：凡是經(jīng)過一系列的物理、化學(xué)變化，能將散粒狀材料或塊狀材料粘結(jié)成整體的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料。氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持或繼續(xù)發(fā)展其強(qiáng)度的膠凝材料，稱為氣硬性膠凝材料。如：石膏、石灰、水玻璃如下圖所示。311 石膏石膏材料：以CaSO4為主要成分的氣硬性膠凝材料。其性質(zhì)優(yōu)良，原料來源豐富，生產(chǎn)能耗低，因而在建筑工程中應(yīng)用廣泛。1、石膏膠凝材料的生產(chǎn)原料：主要是天然二水石膏（CaSO4

25、·2H2O）礦石，也可利用化工石膏。生產(chǎn)工序：破碎、加熱煅燒、磨細(xì)。加熱方式和煅燒溫度： 不同性質(zhì)的石膏膠凝材料產(chǎn)品。建筑石膏：型半水石膏，即建筑石膏。晶體較細(xì)，調(diào)制成一定稠度的漿體時，需水量較大，強(qiáng)度較低。 高強(qiáng)石膏：0.13MPa、124的過飽和蒸汽條件下蒸壓，或置于某些鹽溶液中沸煮型半水石膏，即高強(qiáng)石膏。其特點(diǎn)：晶粒粗大，調(diào)制成漿體時需水量較小，因而強(qiáng)度較高。2、建筑石膏的凝結(jié)硬化： 建筑石膏的凝結(jié)硬化示意圖見教課書中圖3-1所示：3、建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)與應(yīng)用(1) 建筑石膏的性質(zhì)：初凝和終凝時間都很短；硬化后孔隙率較大，表觀密度??；強(qiáng)度較低；導(dǎo)熱系數(shù)小，吸聲性強(qiáng)，吸濕性大，可

26、調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度和濕度；耐水性和抗凍性差；防火性能較好；硬化時體積微膨脹，可裝飾性好。(2) 建筑石膏的技術(shù)要求：強(qiáng)度、細(xì)度、凝結(jié)時間。分為優(yōu)等品、一等品和合格品。(3)建筑石膏的應(yīng)用：石膏抹灰材料、各種墻體材料（紙面石膏板、石膏空心條板等）、各種裝飾石膏板、浮雕花飾、雕塑制品等。紙面石膏板與龍骨組成輕質(zhì)墻體：美國，70以上的民用住宅內(nèi)隔墻、 輕鋼龍骨石膏板墻體體系(簡稱QST)具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)質(zhì)輕，強(qiáng)度較高。 (2)尺寸穩(wěn)定。 (3)抗震性好。 (4)自動調(diào)濕性好。 (5)裝飾方便。 (6)占地面積少。 (7)便于管道及電線等埋設(shè)。 (8)施工簡便，進(jìn)度快。藝術(shù)裝飾石膏制品：石膏注模成型

27、。建筑石膏注意防潮：儲存期超過三個月應(yīng)重新進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，以確定其等級。吸潮結(jié)粒，對凝結(jié)硬化性能及強(qiáng)度均有影響。 312 石灰1、生石灰的生產(chǎn)原料:石灰石、白云石、白堊、貝殼等。鈣質(zhì)石灰，鎂質(zhì)石灰：MgO含量。塊狀生石灰加熱分解生成：生石灰粉、消石灰粉和石灰膏。2、生石灰的熟化（1）熟化成石灰膏（用于拌制石灰砌筑砂漿或抹灰砂漿時） 在化灰池中熟化成石灰漿，在儲灰坑中沉淀并去除上層水分，得到石灰膏。熟化時要控制溫度，防止過高或過低。 石灰漿應(yīng)在儲灰池中“陳伏”兩星期以上，其作用是消除過火石灰的危害?！瓣惙逼陂g，石灰漿表面應(yīng)保有一層水分，與空氣隔絕，以免碳化。石灰漿熟化過程見下圖所示：石灰漿在儲灰

28、池中“陳伏”期不夠示意圖見下圖所示：（2）熟化成消石灰粉（用于拌制石灰土、三合土?xí)r） 控制加水量:充分消解而又不過濕成團(tuán)。 3、石灰的硬化 結(jié)晶作用：表層、內(nèi)部。 碳化作用：表層、內(nèi)部。 4、石灰的技術(shù)性質(zhì)和要求（1）性質(zhì)：良好的可塑性、硬化緩慢、強(qiáng)度低（28d抗壓強(qiáng)度僅0.20.5Mpa）、耐水性差（不宜在潮濕環(huán)境下使用）、吸濕性強(qiáng)（注意防潮）、硬化時體積收縮大 ，不宜單獨(dú)使用。（2）技術(shù)指標(biāo)要求：按規(guī)定的指標(biāo)要求分為優(yōu)等品、一等品和合格品。優(yōu)等品適用于飾面層和中間涂層、合格品僅適用于砌筑。5、石灰在土木工程中的應(yīng)用 （1）制作石灰乳涂料和砂漿。（2）配制石灰土和三合土：612 。（3）生產(chǎn)

29、硅酸鹽制品：如灰砂磚、粉煤灰磚、粉煤灰砌塊、硅酸鹽砌塊等。313 水玻璃水玻璃（泡花堿）：是一種能溶于水的硅酸鹽，由不同比例的堿金屬和二氧化硅所組成的。1、水玻璃的生產(chǎn)水玻璃（泡花堿）：堿金屬氧化物二氧化硅化合而成的一種可溶于水的硅酸鹽。有干法和濕法兩種方式生產(chǎn)。建筑中常用：硅酸鈉(Na2O·nSiO2) 水玻璃。2、水玻璃的硬化水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，析出二氧化硅凝膠，并逐漸干燥脫水成為氧化硅而硬化。3、水玻璃的性質(zhì)：良好的粘結(jié)性能和防水止?jié)B作用、不燃燒、高度耐酸性能。4、水玻璃的硬化應(yīng)用：涂刷材料表面（石膏制品、鋁合金不可使用）、 提高抗風(fēng)化能力、配制快凝堵漏防水劑、加固土壤

30、 。 32 硅酸鹽水泥我國水泥年產(chǎn)量約16.3億噸(2009年)，占全世界產(chǎn)量的一半。對環(huán)境污染、影響較大。水泥品種及組分如下表所示： 321 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)及礦物組成凡是由硅酸鹽水泥熟料、05%石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。1、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)原料：石灰質(zhì)原料（如石灰石、白堊等，主要提供氧化鈣）、粘土質(zhì)原料（如粘土、頁巖等，主要提供氧化硅及氧化鋁與氧化鐵）、少量校正原料（包括鐵質(zhì)校正原料和硅質(zhì)校正原料）、石膏（煅燒所得的熟料還要加入石膏作緩凝劑）。生產(chǎn)工藝：“兩磨一燒” 生產(chǎn)工藝見下圖所示：2、硅酸鹽水泥熟料礦物組成見下表所示：名稱 礦物成分簡 稱

31、 含量（%） 密度（g/cm3） 硅酸三鈣3CaO·SiO2C3S37-603.25硅酸二鈣2CaOSiO2C2S15-373.28鋁酸三鈣3CaOAl2O3C3A7-153.04鐵鋁酸四鈣4CaOAl2O3Fe2O3C4AF10-183.77少量礦物：游離氧化鈣和游離氧化鎂及堿。 322 硅酸鹽水泥的水化及凝結(jié)硬化1、硅酸鹽水泥的水化（1）C3S的水化：C3S+H C-S-H+CH水化硅酸鈣凝膠(C-S-H)：無固定組成，幾乎不溶于水，具有較高的強(qiáng)度，是硬化后水泥的主要強(qiáng)度組分。生成的氫氧化鈣晶體CH數(shù)量比C-S-H少，通常起填充作用，因其具有層狀構(gòu)造，層間結(jié)合較弱，在受力較大時是

32、裂縫策源地。（2）C2S的水化：C2S+H C-S-H+CHC2S的水化與C3S相似，但水化速度慢，且生成的CH較少。（3）C3A的水化：其水化速度極快，主要水化產(chǎn)物為水化鋁酸三鈣C3AH6和水化鋁酸四鈣C4AH13晶體，強(qiáng)度較低。在堿性介質(zhì)中，C4AH13數(shù)量增長迅速，試驗(yàn)認(rèn)為是水泥漿體產(chǎn)生瞬凝（急凝）的主要原因，因此，在水泥粉磨時，需加入石膏作緩凝劑。C4AH13與石膏反應(yīng)，生成高硫型水化硫鋁酸鈣（鈣礬石）針狀晶體（含大量結(jié)晶水，體積增加1.5倍以上，難溶于水，包裹在熟料顆粒周圍，延緩水化）；石膏耗盡后，部分鈣礬石轉(zhuǎn)化為單硫型水化硫鋁酸鈣晶體。（4）C4AF的水化：與C3A的水化相似，主要

33、水化產(chǎn)物為水化鋁酸三鈣C3AH6晶體、水化鋁酸四鈣C4AH13晶體和水化鐵酸一鈣凝膠。各種熟料礦物單獨(dú)與水作用時表現(xiàn)出來的性質(zhì)如下表所示： 水泥熟料的主要水化產(chǎn)物：C-S-H約占70% ，CH約占20% ，鈣礬石和單硫型水化硫鋁酸鈣約占7% ，其他：水化鐵酸鈣、水化鋁酸鈣占3% 。2、硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化凝結(jié)：水泥加水拌和后，成為可塑的水泥漿，水泥漿逐漸變稠失去塑性，但尚不具有強(qiáng)度的過程。硬化：水泥凝結(jié)后逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度并發(fā)展成為堅(jiān)硬的水泥石的過程。水泥的凝結(jié)硬化過程示意見教課書圖33所示：水泥的水化速度和強(qiáng)度增長規(guī)律是開始較快，然后逐漸減慢，硬化后的水泥石中，同時包含：水化凝膠體和結(jié)晶體、未水化

34、的水泥顆粒、水（自由水和吸附水）和孔隙（毛細(xì)孔和凝膠孔）。它們在不同時期相對數(shù)量的變化 ，使水泥石的性質(zhì)隨之改變。3、影響水泥凝結(jié)硬化的因素：養(yǎng)護(hù)時間 、溫度和濕度、石膏摻量、熟料礦物組成 、細(xì)度、用水量 。323 硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)1、細(xì)度水泥顆粒越細(xì)，其表面積就越大，因而水化較快而且較完全，早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度都較高，但標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量及在空氣中的硬化收縮也越大，成本也越高。水泥細(xì)度可用篩析法和比表面積法檢驗(yàn)。硅酸鹽水泥的比表面積應(yīng)大于300m2/kg 。2、凝結(jié)時間初凝：水泥加水拌合起至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿開始失去可塑性所需的時間。 終凝：水泥加水拌和起至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所

35、需的時間。國標(biāo)規(guī)定（GB）：硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于6h30min 。凝結(jié)時間的影響因素：C3A含量、石膏摻量、細(xì)度、水灰比、溫度、混合材料摻量。 3、體積安定性水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。體積安定性不良的原因：水泥熟料中游離氧化鈣過多、氧化鎂過多、石膏量過多。 4、強(qiáng)度及強(qiáng)度等級根據(jù)測定的3d和28d的強(qiáng)度，硅酸鹽水泥共分為六個強(qiáng)度等級。硅酸鹽水泥的強(qiáng)度主要決定于熟料的礦物成分和細(xì)度。水泥強(qiáng)度及強(qiáng)度等級見下表所示：5、堿含量：Na2O+0.658K2O若使用活性骨料，堿含量過高將引起堿骨料反應(yīng)。如用戶要求提供低堿水泥時，水泥中堿含量不得大于0.60%或

36、由供需雙方商定。6、水化熱水化放熱量和放熱速度不僅決定于水泥的礦物成分，而且與水泥細(xì)度、混合材料摻量及外加劑的品種、數(shù)量有關(guān)。7、密度及堆積密度硅酸鹽水泥的密度為3.03.15g/cm3，平均可取3.10g/cm3；其堆積密度按松緊程度在10001600kg/m3之間。324 水泥石的腐蝕與防止1、軟水的侵蝕（溶出性侵蝕）在靜水及無水壓的情況下，溶出的CH易飽和，使溶解中止，溶出僅限于表層，影響不大；在流水及壓力水作用下，CH不斷溶解流失，同時，由于CH濃度的繼續(xù)降低，還會引起其他水化物的分解溶蝕，使水泥石結(jié)構(gòu)受到進(jìn)一步的破壞。2、鹽類腐蝕（1）硫酸鹽的腐蝕硫酸鹽與水泥石中的CH反應(yīng)，生成硫酸

37、鈣。硫酸鈣與水泥石中固態(tài)水化鋁酸鈣作用生成鈣礬石，體積膨脹，使水泥石脹裂。硫酸鹽濃度較高時，硫酸鈣在孔隙中直接結(jié)晶成二水石膏，體積膨脹，導(dǎo)致水泥石破壞。（2）鎂鹽的腐蝕MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO4·2H2O+Mg(OH)2MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2生成的Mg(OH)2松軟而無膠結(jié)能力，CaCl2易溶于水，CaSO4·2H2O則引起硫酸鹽的破壞。硫酸鎂對水泥石起鎂鹽和硫酸鹽的雙重腐蝕作用。3、酸類腐蝕水泥石呈堿性，各種酸類（碳酸、鹽酸、硫酸、有機(jī)酸）與水泥石中的CH作用生成的化合物，或易溶于水，或體積膨脹，使水泥石結(jié)構(gòu)破壞。4、

38、強(qiáng)堿的腐蝕堿類溶液在濃度不大時一般是無害的，但鋁酸鹽含量較高的硅酸鹽水泥遇到強(qiáng)堿（如氫氧化鈉）作用后也會破壞（生成易溶的鋁酸鈉）；當(dāng)水泥石被氫氧化鈉浸透后又在空氣中干燥時，與空氣中CO2作用生成碳酸鈉，碳酸鈉在水泥石毛細(xì)孔中結(jié)晶沉積，使水泥石脹裂。5、腐蝕的基本原因與防止措施水泥石中存在引起腐蝕的組分氫氧化鈣和水化鋁酸鈣根據(jù)環(huán)境特點(diǎn)選擇合適的水泥品種。水泥石本身不密實(shí)，有很多毛細(xì)通道，侵蝕介質(zhì)易于進(jìn)入其內(nèi)部提高水泥石的緊密程度，或加做保護(hù)層。325 硅酸鹽水泥的應(yīng)用與存放特性：強(qiáng)度較高，凝結(jié)硬化較快，耐凍性好；水化熱大，耐腐蝕性差。應(yīng)用：適用于要求凝結(jié)快、早期強(qiáng)度高，冬季施工及嚴(yán)寒地區(qū)遭受反復(fù)

39、凍融的工程；不適用于經(jīng)常與流動的淡水接觸及有水壓作用的工程、受海水、礦物水作用的工程和大體積砼工程。存放：要按不同品種、強(qiáng)度等級及出廠日期存放，存放時注意防潮和防碳化。強(qiáng)度降低。33 摻混合材料的硅酸鹽水泥331 水泥混合材料1、水泥混合材料的類別（1）活性混合材料活性混合材料是指具有潛在水硬性的混合材料。常用活性混合材料有：?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)混合材料和粉煤灰 。（2）非活性混合材料非活性混合材料是指與水泥化學(xué)成分不起化學(xué)作用（即無化學(xué)活性）或活性很小的混合材料，如磨細(xì)的石英砂、石灰石、慢冷礦渣等。332 普通硅酸鹽水泥凡由硅酸鹽水泥熟料、6%15%混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材

40、料，稱為硅酸鹽水泥（簡稱普通水泥），代號PO。水泥中混合材料摻加量按質(zhì)量百分比計(jì)。333 礦渣硅酸鹽水泥凡由硅酸鹽水泥熟料和?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為礦渣硅酸鹽水泥（簡稱礦渣水泥），代號PS。334 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥凡由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質(zhì)混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥（簡稱火山灰水泥），代號PP 。335 粉煤灰硅酸鹽水泥凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為粉煤灰硅酸鹽水泥（簡稱粉煤灰水泥），代號PF 。336 復(fù)合硅酸鹽水泥凡由硅酸鹽水泥、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝

41、材料稱為復(fù)合硅酸鹽水泥（簡稱復(fù)合水泥），代號PC 。34 其他水泥341 白色和彩色硅酸鹽水泥凡以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為主要成分、氧化鐵含量很小的白色硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，共同磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為白色硅酸鹽水泥（簡稱白水泥） 。342 快硬水泥凡由硅酸鹽水泥熟料和適量石膏磨細(xì)制成的以三天抗壓強(qiáng)度表示標(biāo)號的水硬性膠凝材料，稱為快硬硅酸鹽水泥（簡稱快硬水泥） 。343 膨脹水泥及自應(yīng)力水泥1、膨脹機(jī)理2、膨脹水泥及自應(yīng)力水泥的應(yīng)用344 道路硅酸鹽水泥凡由道路硅酸鹽水泥熟料，0%10%活性混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為道路硅酸鹽水泥（簡稱道路水

42、泥） 。目前，硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和復(fù)合水泥是我國廣泛使用的六種水泥（通用硅酸鹽水泥）。復(fù)習(xí)第3章內(nèi)容：1、氣硬性、膠凝材料。2、建筑石膏的化學(xué)成分。3、石膏、石灰的凝結(jié)硬化時間。4、生石灰、熟石灰、石灰土、三合土、陳伏。5、硅酸鹽水泥主要成分及其強(qiáng)度、硬化速度、水化熱。6、水泥中摻加石膏。7、水泥細(xì)度、初凝、終凝、體積安定性。8、水泥的強(qiáng)度與強(qiáng)度等級、水化熱。9、六大常用水泥品種。作業(yè)：見教課書P75，思考題3.10；3.11 。第4章 水泥混凝土 教學(xué)目的：讓學(xué)生了解水泥混凝土、砂漿的性質(zhì)及工程技術(shù)應(yīng)用。掌握混凝土的配合比施工設(shè)計(jì)、計(jì)算方法；為今后的工程設(shè)

43、計(jì)打下前期基礎(chǔ)。教學(xué)重點(diǎn)：學(xué)習(xí)普通混凝土的技術(shù)控制、配合比設(shè)計(jì)等技術(shù)方法。教學(xué)難點(diǎn)：理解和掌握普通混凝土配合比設(shè)計(jì)、工程技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)等。教學(xué)學(xué)時：4教學(xué)過程：混凝土的概述1、定義：混凝土是由膠凝材料、水和粗、細(xì)骨料按適當(dāng)比例配合、拌制成拌合物，經(jīng)一定時間硬化而成的人造石材。2、分類：按表觀密度可分為重混凝土、普通混凝土和輕混凝土；按膠凝材料種類可分為水泥混凝土、瀝青混凝土、聚合物混凝土等；按性質(zhì)和用途可分為普通混凝土與各種特種混凝土（如高強(qiáng)混凝土、防水混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土等）。3、優(yōu)點(diǎn)：可塑性好，抗壓強(qiáng)度高，耐久性好，與鋼筋有良好的粘結(jié)性能，耐火性好，可就地取材。4、缺點(diǎn)：自重大，抗

44、拉強(qiáng)度低，易開裂。5、基本要求：強(qiáng)度、和易性和耐久性。41 普通混凝土的組成材料普通混凝土由水泥、砂、石和水所組成（簡稱混凝土）。為改善混凝土的某些性能常加入適量的外加劑和摻合料。411 混凝土中各組成材料的作用在混凝土中，砂、石起骨架的作用，稱為骨料?；炷林懈鹘M成材料的作用：骨料（砂+石 ）：骨架作用。水泥漿（水泥+水 ）：潤滑作用（硬化前）、 膠結(jié)作用（硬化后）。外加劑和摻合料：改善混凝土的強(qiáng)度、和易性和耐久性?；炷两Y(jié)構(gòu)見下圖所示： 412 混凝土組成材料的技術(shù)要求1、水泥（1）水泥品種選擇 根據(jù)混凝土工程特點(diǎn)和所處的環(huán)境條件進(jìn)行選擇。（2）水泥強(qiáng)度等級選擇 應(yīng)與混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級相適

45、應(yīng) ，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般以選擇的水泥強(qiáng)度等級標(biāo)準(zhǔn)值為混凝土強(qiáng)度等級標(biāo)準(zhǔn)值的1.52.0倍為宜。2、細(xì)骨料（砂）（1）有害雜質(zhì)有粘土、淤泥、泥塊、粉砂、云母等，妨礙水泥與砂的粘結(jié)，降低砼強(qiáng)度，增加砼用水量，加大砼收縮，降低抗凍性和抗?jié)B性。有機(jī)雜質(zhì)、硫化物、硫酸鹽等對水泥有腐蝕作用；活性SiO2，水泥中的堿性氧化物與起堿骨料反應(yīng)，生成膨脹性的堿-硅酸凝膠，使水泥石脹裂。氯鹽對鋼筋有銹蝕作用。（2）顆粒形狀和表面特征細(xì)骨料的顆粒形狀和表面特征會影響其與水泥的粘結(jié)及砼拌合物的流動性山砂其棱角多，表面粗糙，比表面積大，與水泥粘結(jié)較好，用它拌制的砼強(qiáng)度較高，但拌合物的流動性較差。河砂、海砂其顆粒多呈圓形，表面光

46、滑，與水泥粘結(jié)較差，用它拌制的砼強(qiáng)度較低，但拌合物的流動性較好。（3）砂的顆粒級配及粗細(xì)程度顆粒級配：粒徑大小不同的砂相互搭配的情況。粗細(xì)程度：不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸷蟮目傮w粗細(xì)程度，通常有粗砂、中砂與細(xì)砂之分。顆粒級配與粗細(xì)程度兩個因素：應(yīng)同時考慮。砂的顆粒級配及粗細(xì)程度，常用篩分析的方法（篩析法）進(jìn)行測定。砂的粗細(xì)程度用細(xì)度模數(shù)µf表示。µf越大，表示砂越粗?；炷涟柚埔藘?yōu)先采用中砂和粗砂。砂的顆粒級配用級配區(qū)表示。根據(jù)0.63mm篩孔的累計(jì)篩余量分成三個級配區(qū)，混凝土用砂的顆粒級配，應(yīng)處于其中任意一個級配區(qū)以內(nèi)，否則應(yīng)采用人工級配。配制混凝土?xí)r宜優(yōu)先選用2區(qū)砂。砂的

47、級配區(qū)曲線如下圖所示：3、粗骨料（石）（1）有害雜質(zhì)有粘土、淤泥、泥塊、粉砂、云母等，妨礙水泥與石的粘結(jié)，降低砼強(qiáng)度，增加砼用水量，加大砼收縮，降低抗凍性和抗?jié)B性。（2）顆粒形狀和表面特征 粗骨料的顆粒形狀和表面特征會影響其與水泥的粘結(jié)及砼拌合物的流動性。碎石：有棱角，表面粗糙，與水泥粘結(jié)較好，用它拌制的砼強(qiáng)度較高，但拌合物的流動性較差； 卵石（礫石）：多為圓形，表面光滑，與水泥粘結(jié)較差，用它拌制的砼強(qiáng)度較低，但拌合物的流動性較好；如要求流動性相同，用水量可少些，結(jié)果強(qiáng)度不一定低。 針狀、片狀粗骨料：使混凝土強(qiáng)度降低。粗骨料的顆粒形狀如下圖所示：（3）最大粒徑及顆粒級配在條件許可下，粗骨料最大

48、粒徑應(yīng)盡量選用得大些。最佳的最大粒徑取決于混凝土的水泥用量。最大粒徑還受結(jié)構(gòu)型式和配筋疏密限制，國標(biāo)規(guī)定：最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋間最小凈距的3/4。對于混凝土實(shí)心板，可允許采用最大粒徑達(dá)1/2板厚的骨料，但最大粒徑不得超過50mm。泵送混凝土：最大粒徑與輸送管的管徑之比應(yīng)符合規(guī)定要求。石子級配好壞對節(jié)約水泥和保證混凝土具有良好的和易性有很大關(guān)系。石子級配分連續(xù)粒級和單粒級。當(dāng)采用連續(xù)粒級時，混凝土和易性較好，不易產(chǎn)生離析，較常用；當(dāng)采用單粒級時，石子組合密實(shí)，可節(jié)約水泥，但混凝土拌合物易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，泵送混凝土不宜采用。（4）強(qiáng)度粗骨料：起骨架作用 ，必須具

49、有足夠的強(qiáng)度。粗骨料的強(qiáng)度可用巖石立方體強(qiáng)度和壓碎指標(biāo)兩種方法表示。 當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C60以上時，應(yīng)進(jìn)行巖石抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn)。（5）堅(jiān)固性有抗凍要求的砼所用粗骨料，要求測定其堅(jiān)固性。用硫酸鈉溶液檢驗(yàn)質(zhì)量損失率。4、骨料的含水狀態(tài)及飽和面干吸水率骨料含水狀態(tài)：全干、氣干、飽和面干、濕潤。計(jì)算混凝土中各項(xiàng)材料的配合比時，若以飽和面干狀態(tài)為基準(zhǔn)，則不會影響混凝土的用水量和骨料用料。因此，一些大型水利工程、道路工程常以此為基準(zhǔn)。但一般工民建工程中混凝土配合比設(shè)計(jì)，常以干燥狀態(tài)為基準(zhǔn)。當(dāng)砂被水濕潤有表面水膜時，常會出現(xiàn)砂的堆積體積增大的現(xiàn)象，稱為砂的濕脹。砂的濕脹在驗(yàn)收材料和配制混凝土按體積定量配料時具

50、有重要意義。5、混凝土拌合及養(yǎng)護(hù)用水 水的分類：飲用水、地表水、地下水、海水、經(jīng)適當(dāng)處理過或處置后的工業(yè)廢水。水的質(zhì)量要求：試驗(yàn)判斷（凝結(jié)時間、強(qiáng)度）。6、混凝土外加劑：指在拌制混凝土過程中摻入的用以改善混凝土性能的物質(zhì)，其摻量一般不大于水泥質(zhì)量的5%。在混凝土中應(yīng)用外加劑，具有投資少、見效快，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著的特點(diǎn)。為適應(yīng)混凝土工程的現(xiàn)代化施工工藝要求，混凝土外加劑已成為混凝土必不可少的“第五組分”。（1）混凝土外加劑的分類：A、改善混凝土拌合物流變性能的外加劑：減水劑、引氣劑、泵送劑等； B、調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間和硬化性能的外加劑：早強(qiáng)劑、緩凝劑、速凝劑等； C、改善混凝土耐久性的外加劑：引

51、氣劑、防凍劑、阻銹劑、防水劑等； D、改善混凝土其他性能的外加劑。常用混凝土外加劑有：（1）減水劑減水劑：在混凝土坍落度基本相同的條件下，能減少拌合用水量的外加劑。減水劑按功能可分為：普通減水劑、高效減水劑、早強(qiáng)減水劑、緩凝減水劑和引氣減水劑。減水劑作用機(jī)理：分散作用、潤濕作用、潤滑作用。減水劑使用效果：改善和易性、減水增強(qiáng)、提高耐久性，節(jié)約水泥。摻入方法：先摻法、回?fù)椒ā⒑髶椒?、滯水法。?）早強(qiáng)劑常用早強(qiáng)劑：氯鹽類(CaCl2)、硫酸鹽類(NaSO4)、有機(jī)胺類(三乙醇胺)及復(fù)合類。早強(qiáng)劑作用機(jī)理：加快水泥水化及硬化( CaCl2 、 NaSO4 )或有利于早期骨架的形成(三乙醇胺)。早強(qiáng)

52、劑使用要點(diǎn)：含有NaSO4的粉狀早強(qiáng)劑應(yīng)加入水泥中，不能先與潮濕的砂石混合；氯鹽類早強(qiáng)劑一般應(yīng)與阻銹劑復(fù)合使用，以防止對鋼筋的銹蝕。（3）引氣劑引氣劑：在混凝土攪拌過程中，能引入大量分布均勻、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑。常用引氣劑：松香熱聚物、松香皂、烷基苯磺酸鹽等。對混凝土性能的影響：改善混凝土拌合物的和易性、提高混凝土的抗?jié)B性和抗凍性、降低混凝土的強(qiáng)度、彈性模量和耐磨性。（4）緩凝劑緩凝劑：能延長混凝土凝結(jié)時間，而不顯著降低混凝土后期強(qiáng)度的外加劑。（5）速凝劑速凝劑：能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。（6）防凍劑防凍劑：能使混凝土在負(fù)溫下硬化，并在規(guī)定養(yǎng)護(hù)條件下達(dá)到預(yù)期性能的外加劑。（7）

53、膨脹劑膨脹劑：使混凝土產(chǎn)生一定體積膨脹的外加劑。（8）泵送劑泵送劑：能改善混凝土拌合物泵送性能的外加劑。7、混凝土摻合料混凝土摻合料：為節(jié)約水泥、改善混凝土性能，在拌制混凝土?xí)r摻入的礦物粉狀材料。常用的混凝土摻合料：粉煤灰、硅粉、沸石粉、超細(xì)礦渣粉等。其中以粉煤灰的應(yīng)用最為普遍。合理使用摻合料不僅可以利用工業(yè)廢棄物、節(jié)省水泥，還可以改善混凝土的性能。摻合料已成為有發(fā)展前途的混凝土的“第六組分”。（1）摻粉煤灰：粉煤灰 ：從煤粉爐排出的煙氣中收集到的細(xì)粉末，其顆粒多呈球形，表面光滑。作用與效果：改善混凝土和易性；減水；提高混凝土密實(shí)度和抗?jié)B性；降低水化熱；抑制堿-骨料反應(yīng)等。摻入方法：等量取代法、超量取代法、外加法、雙摻技術(shù)。（2）摻硅粉：（3）摻沸石粉：42 普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)421 混凝土拌合物的和易性1、和易性的概念和易性是指混凝土拌合物易于施工操作并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的性能。和易性是一項(xiàng)綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括流動性、粘聚性和保水性等三