建筑材料簡介(混凝土)

1、建筑材料簡介建筑材料概況第一章混凝土概況第二章水泥概況第三章外加劑概況第四章目錄1建筑材料概況1.建筑材料的定義2.建筑材料的分類建筑材料的定義定義：建筑材料是建筑中所應用的 各種材料的總稱。分類：1.按材料的化學成分分類 2.按材料的使用功能分類 建筑材料的分類-按化學成分分類建筑材料無機材料有機材料復合材料金屬材料非金屬材料植物材料（木材、竹材、秸稈）瀝青材料（石油瀝青、煤瀝青）高分子材料（塑料、橡膠、有機涂料和膠粘劑）有機-無機復合材料（聚合物混凝土、瀝青混凝土、鈣塑材料）金屬-無機復合材料（鋼筋混凝土、鋼纖維混凝土）金屬-有機復合材料（彩鋼泡沫塑料夾芯板）黑色金屬材料（鋼、鐵）有色金屬

2、材料（銅、鋁、鋁合金）膠凝材料（水泥、石灰、石膏、水玻璃）天然石材混凝土和砂漿燒土制品（磚、瓦、玻璃、陶瓷）蒸壓-蒸養(yǎng)硅酸鹽制品建筑材料的分類-按使用功能分類用作承重構件梁、板、柱等的材料，如水泥、混凝土、木材、竹材、石材、金屬、磚瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、復合材料等。01結構材料所用材料在建筑上具有某些特殊功能，如裝飾、防水、防腐、防火、阻燃、隔音、隔熱、保溫、密封等功能。02功能材料2混凝土概況概況1.案例分享2.混凝土的定義和分類3.混凝土的組成4.混凝土的性能5.普通混凝土的拌合物性能6.普通混凝土的力學性能7.普通混凝土的耐久性8.混凝土的檢測標準案例分享上海環(huán)球金融中心高強度、高耐

3、久性、高流態(tài)、高泵送混凝土技術在上海環(huán)球金融中心施工中大量應用，僅中心主體基礎的C40混凝土用量即達到36900m3，整棟建筑混凝土用量約24萬方，這些混凝土構成了建筑物的主體結構。施工中混凝土一次泵送至492米高空新了世界紀錄。水泥混凝土是使用最廣泛、應用最成功的結構材料之一，是建筑工程的重要物質基礎。案例分享廣州中信大廈香港中環(huán)廣場深圳平安金融中心上海中心大廈南京清秀萬達廣場案例分享 事件：重慶彩虹橋事件。1999年1月4日18時50分，30余名群眾正行走于彩虹橋上，另有22名駐綦武警戰(zhàn)士進行訓練，由西向東列隊跑步至橋上約三分之二處時，整座大橋突然垮塌，橋上群眾和武警戰(zhàn)士全部墜人綦河中。1

4、4人生還，40人遇難死亡(其中18名武警戰(zhàn)士、22名群眾。工程質量很大程度上取決于材料的質量控制案例分享鋼管混凝土問題主拱鋼管內混凝土強度達不到設計要求。主拱鋼管焊接問題質量達不到施工及驗收規(guī)范規(guī)定的二級焊縫驗收標準。設計問題設計粗糙，隨意更改。橋梁管理不善吊桿鎖錨問題主拱鋼絞線鎖錨方法錯誤。原因分析12345案例分享深圳海砂樓事件2013年，深圳曝出居民樓房樓板開裂、墻體裂縫等問題，每逢雨天滲水不止。根據(jù)市政府的調查結果顯示，問題的根源就是建設時使用大量海砂。專家指出，海沙含有氯離子(俗稱氯鹽)，使用海沙攪拌混凝土、澆灌建筑物，混凝土中的鋼筋會慢慢被海沙滲透出來的鹽分腐蝕氧化，造成建筑物強度

5、、硬度及承受力下降，嚴重影響建筑物的使用壽命?；炷恋亩x和分類混凝土按表觀密度分類按凝結材料分類按使用功能分類1、重混凝土 2、普通混凝土3、輕混凝土1、道路混凝土2、水工混凝土 3、防輻射混凝土1、水泥混凝土2、石膏混凝土3、瀝青混凝土混凝土：是以膠凝材料、水和骨料按適當比例配合拌制成拌和物，經硬化后得到的人工石材?；炷恋慕M成普通混凝土是表觀密度為19502500kg/m3的水泥混凝土。主要以砂、石子和水泥配制而成，是土木工程中最常用的混凝土?；炷另潘吧八嗨嗍邮油饧觿┩饧觿┗炷恋男阅芷胀ɑ炷恋陌韬衔镄阅芑炷涟韬衔锏暮鸵仔裕卜Q工作性，是指拌合物易于攪拌、運輸、澆搗成型

6、，并獲得質量均勻密實的混凝土的一項綜合技術性能。普通混凝土的力學性能混凝土強度有立方體抗壓強度、軸心抗壓強度、抗拉強度、抗折強度等。立方體抗壓強度作為混凝土強度的特征值。普通混凝土的耐久性能混凝土的耐久性是指在外部和內部不利因素的長期作用下，保持其原有設計性能和使用功能的性質，是混凝土結構經久耐用的重要指標。GB/T 50080-2002GB/T 50081-2002GB/T 50082-2009普通混凝土的拌合物性能 指拌合物在自重或外力作用下產生流動的難易程度流動性 指拌合物各組成材料之間不產生分層離析現(xiàn)象粘聚性 指拌合物不產生嚴重的泌水現(xiàn)象保水性和易性GB/T 50080-2002混凝土

7、拌合物的和易性，也稱工作性，是指拌合物易于攪拌、運輸、澆搗成型，并獲得質量均勻密實的混凝土的一項綜合技術性能。 流動性1坍落度法維勃稠度法、探針法、斜槽法、流出時間法凱利球法等普通混凝土的拌合物性能GB/T 50080-2002 流動性1將攪拌好的混凝土分三層裝入坍落度筒中，每層插搗25次，抹平后垂直提起坍落度筒，混凝土則在自重作用下坍落，以坍落高度（單位mm）代表混凝土的流動性。坍落度越大，則流動性越好。普通混凝土的拌合物性能GB/T 50080-2002 粘聚性2粘聚性通過觀察坍落度測試后混凝土所保持的形狀，或側面用搗棒敲擊后的形狀判定。當坍落度筒一提起即出現(xiàn)圖中（c）或（d）形狀，表示粘

8、聚性不良；敲擊后出現(xiàn)（b）狀，則粘聚性好；敲擊后出現(xiàn)（c）狀，則粘聚性欠佳；敲擊后出現(xiàn)（d）狀，則粘聚性不良。普通混凝土的拌合物性能GB/T 50080-2002 保水性3保水性是以水或稀漿從底部析出的量大小評定。析出量大，保水性差，嚴重時粗骨料表面稀漿流失而裸露。析出量小則保水性好。普通混凝土的拌合物性能GB/T 50080-2002普通混凝土的力學性能1.混凝土的立方體抗壓強度 立方體試件的標準尺寸為150mm150mm150mm；標準養(yǎng)護條件為溫度203，相對濕度90%以上；標準齡期為28天。在上述條件下測得的抗壓強度值稱為混凝土立方體抗壓強度。GB/T 50081-2002混凝土的強度

9、等級根據(jù)混凝土質量控制標準（GB501642011）規(guī)定，強度等級采用符號C和相應的標準值表示，混凝土強度等級劃分為：C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60 、C65、C70、C75、C80 、C85、C90、C95、C100。如C30表示立方體抗壓強度標準值為30MPa，亦即混凝土立方體抗壓強度30MPa的概率要求95%以上。2.混凝土的軸心抗壓強度（棱柱體抗壓強度）試件尺寸：150mm150mm（300450）mm；標準養(yǎng)護條件為溫度203，相對濕度90%以上；標準齡期為28天。同一材料的軸心抗壓強度小于立方體強度，約為抗壓強度的0.70.8

10、倍。普通混凝土的力學性能GB/T 50081-20023.混凝土的劈裂抗拉強度立方體試件的標準尺寸為150mm150mm150mm；標準養(yǎng)護條件為溫度203，相對濕度90%以上；標準齡期為28天?；炷恋目估瓘姸纫话銥榭箟簭姸鹊?/10-1/20?？估瓘姸葘τ陂_裂現(xiàn)象有重要意義，在結構設計中抗拉強度是確定混凝土抗裂度的重要指標。對于某些工程（如混凝土路面、水槽、拱壩），在對混凝土提出抗壓強度要求的同時，還應提出抗拉強度要求。普通混凝土的力學性能GB/T 50081-20024.混凝土的抗折強度試件尺寸：150mm150mm600mm（550mm）標準養(yǎng)護條件為溫度203，相對濕度90%以上；標

11、準齡期為28天。公路混凝土中抗折強度是必須檢測指標。普通混凝土的力學性能GB/T 50081-2002拌合成型裝模養(yǎng)護拆模養(yǎng)護強度測試力學性能的試驗過程普通混凝土的力學性能GB/T 50081-2002普通混凝土的耐久性能混凝土破壞的原因環(huán)境條件： 氣候、溫度、濕度、腐蝕、磨蝕內部缺陷及組成材料特性： 堿集料反應、滲透性、熱應力抗凍試驗動彈性模量抗水滲透抗氯離子滲透收縮早期抗裂GB/T 50082-2009混凝土的耐久性是指在外部和內部不利因素的長期作用下，保持其原有設計性能和使用功能的性質，是混凝土結構經久耐用的重要指標。受壓徐變碳化試驗混凝土中鋼筋銹蝕抗壓疲勞變形試驗抗硫酸鹽侵蝕試驗堿-骨

12、料反應試驗1. 抗凍試驗（慢凍法、快凍法、單面凍融法）混凝土的抗凍性是指混凝土抵抗多次“凍融循環(huán)”而不疲勞破壞的性質。試驗條件：試件尺寸，100mm100mm400mm 養(yǎng)護時間，標養(yǎng)或同條件養(yǎng)護24d，（202）水中浸泡4d試驗結果： 抗凍等級：F50、F100、F150、F200、F250、F300、F350、F400、 F400及以上。F100“100”代表能承受100次反復凍融循環(huán)“F”代表抗凍性達到規(guī)定的凍融循環(huán)次數(shù)相對動彈性模量下降到60%（抗壓強度下降25% ）質量損失5%普通混凝土的耐久性能GB/T 50082-2009抗?jié)B等級：P2、P4、P6、P8、P10、P12、P12及

13、以上2. 抗水滲透試驗（滲水高度法、逐級加壓法）P6“6”代表抵抗0.6MPa水壓力而不滲水“P”代表抗?jié)B性試驗條件：試件尺寸，上口內部直徑175mm、下口內部直徑185mm、 高度150mm的圓臺體，6個 養(yǎng)護時間，養(yǎng)護28d（到達試驗齡期的前一天從養(yǎng)護室取 出試件，擦拭干凈，晾干后進行試驗）試驗結果： 6個試件中有3個試件表面出現(xiàn)滲水加至規(guī)定壓力（設計抗?jié)B等級）在8h內6個試件中表面滲水試件少于3個普通混凝土的耐久性能GB/T 50082-20093. 抗氯離子滲透試驗（快速氯離子遷移系數(shù)法、電通量法）試驗條件：試件尺寸，直徑100mm、高度50mm的圓柱體 養(yǎng)護28d齡期試驗結果：通電6

14、h的電通量表征 （電通量越大，混凝土抵抗氯離子侵蝕的能力越弱） 普通混凝土的耐久性能GB/T 50082-20094. 抗硫酸鹽侵蝕試驗試驗條件：尺寸為100mm 100mm 100mm的立方體試 件， 每組3塊，養(yǎng)護28d試驗結果：用于測定混凝土試件在干濕交替環(huán)境中，以能夠經受的最大干濕循環(huán)次數(shù)來表示的混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能當抗壓強度耐蝕系數(shù)達到75%干濕循環(huán)次數(shù)達到150次達到設計抗硫酸鹽等級相應的干濕循環(huán)次數(shù)抗硫酸鹽等級：KS15、KS30、KS60、KS90、KS120、KS150、KS150以上普通混凝土的耐久性能GB/T 50082-2009KS30“30”代表能承受最大干濕循環(huán)次

15、數(shù)“KS”代表抗硫酸鹽侵蝕5. 碳化試驗 混凝土碳化是指混凝土內水化產物Ca（OH）2與空氣中的CO2在一定濕度條件下發(fā)生化學反應，產生CaCO3和水的過程。反應式如下：Ca（OH）2+ CO2+H2O= CaCO3+2H2O試驗條件：試件尺寸，棱柱體試件（長寬比不宜小于3）， 3塊1組 或立方體試件，數(shù)量相應增加 28d齡期進行碳化試驗，試驗前2d從標準養(yǎng)護室取出， 在60下烘48h。試驗結果： 碳化深度 普通混凝土的耐久性能GB/T 50082-2009混凝土的檢測標準序號標準編號標準名稱序號標準編號標準名稱1GB/T 50080-2002普通混凝土拌合物性能試驗方法標準14GB 5016

16、4-2011混凝土質量控制標準2GB/T 50081-2002普通混凝土力學性能試驗方法標準15JTG D40-2011公路水泥混凝土路面設計規(guī)范3GB/T 50082-2009普通混凝土長期性能和耐久性能試驗標準16GBJ 97-1987水泥混凝土路面施工及驗收規(guī)范4JGJ/T 193-2009混凝土耐久性檢驗評定標準17JTG/T F30-2014公路水泥混凝土路面施工技術細則5JGJ 63-2006混凝土用水標準18GB/T 14902-2012預拌混凝土6GB 8076-2008混凝土外加劑19GB/T 1596-2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰7GB 50204-2015混凝土結構

17、工程施工質量驗收規(guī)范20DG/TJ 08-230-2006粉煤灰混凝土應用技術規(guī)程8GB/T 50107-2010混凝土強度檢驗評定標準21GB/T 18046-2008用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉9JGJ 55-2011普通混凝土配合比設計規(guī)程22DG/TJ 08-501-2008?；郀t礦渣分粉在水泥混凝土中應用技術規(guī)程10GB 50010-2010混凝土結構設計規(guī)范23JTJ 275-2000海港工程混凝土結構防腐蝕技術規(guī)范11JTJ 270-1998水運工程混凝土試驗規(guī)程24GB/T 8075-2005混凝土外加劑定義、分類、命名與術語12DGJ 08-11-2011地基基礎設計

18、規(guī)范25GB 50119-2013混凝土外加劑應用技術規(guī)范13DG/TJ 08-202-2007鉆孔灌注樁施工規(guī)程3水泥概況1.水泥的定義和分類2.水泥的重要性3.通用水泥的技術指標4.通用水泥物理性能檢測方法水泥的定義和分類通用水泥硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥專用水泥油井水泥、道路水泥等特性水泥快硬硅酸鹽水泥、自應力鋁酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥、白色硅酸鹽水泥等定義：水泥是指加水拌和成塑形漿體后，能膠結砂、石等適當材料并能在空氣中硬化的水硬性膠凝材料。水泥的重要性NO.1 越細的水泥與外加劑相容性越差混凝土抗凍性隨水泥比表

19、面積減小而提高過細的水泥具有更大的開裂敏感性含堿量過大時影響水泥的抗裂性，給混凝土結構耐久性增加隱患；水泥出廠溫度過高，易引起混凝土早期開裂；水泥與外加劑相容性差，混凝土出現(xiàn)速凝、假凝、過度緩凝或不凝等水泥強度的影響其他因素的影響水泥細度的影響水泥和混凝土的關系，前者是后者產品質量的賴以生存的根基。水泥性能的好壞，對混凝土的質量和性能有較大影響。NO.2NO.3 一定程度決定混凝土的強度； 不斷提高水泥強度的技術路線主要是增加C3S和C3A，提高比表面積，導致影響混凝土的耐久性通用水泥的技術指標（化學指標）GB 175-2007 通用硅酸鹽水泥（化學指標）品種代號不溶物 （質量分數(shù)）燒失量 （

20、質量分數(shù)）三氧化硫（質量分數(shù)）氧化鎂 （質量分數(shù)）氯離子 （質量分數(shù)）堿含量（選擇性指標）硅酸鹽水泥PI0.753.03.55.00.06按Na2O+0.658K2O計算值表示。若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時，0.60%，或由買賣雙方協(xié)商確定。PII1.503.5普通硅酸鹽水泥PO-5.0礦渣硅酸鹽水泥PSA-4.06.0PSA-火山灰質硅酸鹽水泥PP-3.56.0粉煤灰硅酸鹽水泥PF復合硅酸鹽水泥PC通用水泥的技術指標（物理指標）GB 175-2007 通用硅酸鹽水泥（物理指標）品種代號凝結時間安定性強度細度初凝時間終凝時間硅酸鹽水泥PI45min390min沸煮法合格不同品種不同強

21、度等級的通用硅酸鹽水泥，其不同齡期強度符合規(guī)定比表面300m2/kgPII普通硅酸鹽水泥PO45min600min礦渣硅酸鹽水泥PSA80m方孔篩篩余10%或45m方孔篩篩余30%PSA火山灰質硅酸鹽水泥PP粉煤灰硅酸鹽水泥PF復合硅酸鹽水泥PC通用水泥的技術指標（物理指標）品種品種強度等級強度等級抗壓強度抗壓強度/MPa抗折強度抗折強度/MPa3d28d3d28d硅酸鹽水泥42.517.042.53.56.542.5R22.04.052.523.052.54.07.052.5R27.05.062.528.062.55.08.062.5R32.05.5普通硅酸鹽水泥42.517.042.53.

22、56.542.5R22.04.052.523.052.54.07.052.5R27.05.0礦渣硅酸鹽水泥火山灰質硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥復合硅酸鹽水泥32.510.032.52.55.532.5R15.03.542.515.042.53.56.542.5R19.04.052.521.052.54.07.052.5R23.04.51. 凝結時間（GB/T 1346-2011）試件制備：以標準稠度用水量的配比制備水泥凈漿。凝結時間的測定：1.起始時間：水泥全部加入水中的時間作為凝結時間的起始時間。2.初凝時間：觀察試針停止下沉或釋放試針30s時指針的讀數(shù)。 當試針沉至距底板4mm1mm時，為水

23、泥達到初凝狀態(tài)。3.完成初凝時間測定后，立即將試模連同漿體以平移的方式從玻璃板取下，翻轉180度，直徑大端向上，小端向下放在玻璃平板上，再放入濕氣養(yǎng)護箱中養(yǎng)護。4.終凝時間：當試針沉入試體0.5mm時，即環(huán)形附件開始不能在試體上留下痕跡時，為水泥達到終凝狀態(tài)。通用水泥物理性能檢測方法2.安定性（GB/T 1346-2011）（雷士夾法和試餅法）通用水泥物理性能檢測方法試驗條件：試件尺寸：直徑70mm-80mm、中心厚約10mm、邊緣漸薄、表面光滑的試餅，2個。養(yǎng)護：濕氣養(yǎng)護箱中養(yǎng)護24h2h。沸煮：在試餅無缺陷的情況下將試餅放在沸煮箱水中的蓖板上，在30min5min內加熱至沸并恒沸180mi

24、n5min。試驗結果：目測試餅未發(fā)現(xiàn)裂縫，用鋼直尺檢查也沒有彎曲（使鋼直尺和試餅底部緊靠，以兩者間不透光為不彎曲）的試餅為安定性合格，反之不合格。當兩個試餅判別結果有矛盾時，該水泥安定性為不合格。3. 水泥強度測試（GB/T 17671-1999）試驗條件：試件尺寸：40mm 40mm 160mm配合比：水泥4502；標準砂13505；水2251養(yǎng)護：成型裝模后，帶模養(yǎng)護24h后脫模，水中養(yǎng)護至試驗齡期抗折強度的測定抗壓強度的測定通用水泥物理性能檢測方法4.水泥細度測試方法（比表面積GB/T 8074-2008、篩析法GB/T 1345-2005）通用水泥物理性能檢測方法定義：水泥比表面積是指

25、單位質量的水泥粉末所具有的總表面積，以m2/kg來表示。試驗：W= V-（1-） 式中：W 需要的試樣量，g； 試樣密度，g/cm3； V 試料層體積，cm3； 試料層空隙率，一般水泥采用0.5000.005。式中：S 被測試樣的比表面積，cm2/g；Ss 標準試樣的比表面積，cm2/g；T 被測試樣試驗時，壓力計中液面降落測得的時間，s；Ts 標準試樣試驗時，壓力計中液面降落測得的時間，s；當被測物料的密度、試料層中空隙率與標準試樣相同，試驗時溫差3 時，可按下式計算： S=SsT1/2/（Ts1/2）4.水泥細度測試方法（比表面積GB/T 8074-2008、篩析法GB/T 1345-20

26、05）通用水泥物理性能檢測方法定義：采用45m方孔標準篩和80m方孔標準篩對水泥試樣進行篩析試驗，用篩網上所得篩余物的質量百分數(shù)來表示水泥樣品的細度。1.負壓篩析法：用負壓篩析儀，通過負壓源產生的恒定氣流，在規(guī)定篩析時間內使試驗篩內的水泥達到篩分。2.水篩法：將試驗篩放在水篩座上，用規(guī)定壓力的水流，在規(guī)定時間內使試驗篩內的水泥達到篩分。3.手工篩析法：將試驗篩放在接料盤（底盤）上，用手工按照規(guī)定的拍打速度和轉動角度，對水泥進行篩析試驗。試驗：試驗時，80m篩析試驗稱取試樣25g，45m篩析試驗稱取試樣10g。試驗結果：F=Rs/W*100 式中：F 水泥試樣的篩余百分率，%； Rs 水泥篩余物

27、的質量，g； W 水泥試樣的質量，g。4外加劑概況1.外加劑的定義2.外加劑的分類3.外加劑的技術指標4.外加劑的檢測標準化學外加劑的定義外加劑是一種在混凝土攪拌之前或拌制過程中加入的、用以改善新拌混凝土和（或）硬化混凝土性能的材料。其摻量一般不超過水泥質量的5%。項目傳統(tǒng)混凝土現(xiàn)代混凝土水膠比0.5以上0.12-0.6強度75#-400#C15-C200以上流動性干硬性、低塑性、塑性塑性、流態(tài)、自密實骨料在混凝土中的狀態(tài)緊密堆積懸浮骨料對混凝土強度影響大很大小-無配合比選擇四組分、三要素以強度為目標多組分、三要素以耐久性、施工性為目標化學外加劑的分類02改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，如各種減水劑、泵送劑等。010304調節(jié)混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑，如緩凝劑、促凝劑、速凝劑等。改善混凝土耐久性的外加劑，如引氣劑、防水劑、阻銹劑和礦物外加劑等。改善混凝土其他性能的外加劑，如膨脹劑、防凍劑、著色劑等。外加劑的技術指標勻質性指標項目指標氯離子含量/%不超過生產廠控制值總堿量/%不超過生產廠控制值含固量/%S25%時，應控制在0.95S1.05