土木工程材料最全總復(fù)習(xí)資料

1、土木工程材料指土木工程結(jié)構(gòu)物中使用的各種材料及制品。土木工程材料是土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)。0.1土木工程材料在土木工程中的地位1）必須具備足夠的強(qiáng)度，能安全地承受設(shè)計荷載；2）材料自身的質(zhì)量以輕為宜，以減小下部結(jié)構(gòu)和地基的負(fù)荷；3）具有與使用環(huán)境相適應(yīng)的耐久性，以減小維修費用；4）一定的裝飾性；5）相應(yīng)的功能性，如隔熱、防水，隔聲等。土木工程材料費用一般要占土木工程總造價的50%左右，有的高達(dá)70%。0.2土木工程材料的分類1）按化學(xué)成分可分為無機(jī)材料、有機(jī)材料和復(fù)合材料三大類。2）按使用功能分為承重和非承重材料、保溫和隔熱材料、吸聲和隔聲材料、防水材料、裝飾材料等。3）按用途分為結(jié)構(gòu)材料、墻體材

2、料、屋面材料、地面材料、飾面材料，以及其它用途的材料等。0.3土木工程材料的發(fā)展趨勢1）研制高性能材料。2）充分利用地方材料。3）節(jié)約能源。4）提高經(jīng)濟(jì)效益。0.4土木工程材料的標(biāo)準(zhǔn)化我國標(biāo)準(zhǔn)分為四級：國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）部標(biāo)準(zhǔn)（JC、JG）地方標(biāo)準(zhǔn)（DB）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QB）國際標(biāo)準(zhǔn)-TSO；美國材料試驗學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)一ASTM；日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS；德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一DIN；英國標(biāo)準(zhǔn)-BS；法國標(biāo)準(zhǔn)一NF等。第一章土木工程材料的基本性質(zhì)1.1材料的組成與結(jié)構(gòu)111材料的組成材料的組成不僅影響材料的化學(xué)性質(zhì)，也是決定材料物理、力學(xué)性質(zhì)的重要因素。1）化學(xué)組成化學(xué)組成是指構(gòu)成材料的化學(xué)元素及化合物的種類和數(shù)量。2

3、）礦物組成將無機(jī)非金屬材料中具有特定的晶體結(jié)構(gòu)、特定的物理力學(xué)性能的組成結(jié)構(gòu)稱為礦物。礦物組成是指構(gòu)成材料的礦物的種類和數(shù)量。例如水泥熟料的礦物組成為：3Ca0.Si023760%、2Ca0.Si021537%、3Ca0.AL203715%、4CaO.AL2O3.Fe2O31018%，若其中硅酸三鈣（3CaO.SiO2）含量高，則水泥硬化速度較快，強(qiáng)度較高。3）相組成材料中具有相同物理、化學(xué)性質(zhì)的均勻部分稱為相。自然界中的物質(zhì)可分為氣相、液相、和固相。建筑材料大多數(shù)是多相固體。1.1.2材料的結(jié)構(gòu)1）宏觀結(jié)構(gòu)建筑材料的宏觀結(jié)構(gòu)是指用肉眼或放大鏡能夠分辨的粗大組織。其尺寸在10-3m級以上。按其

4、孔隙特征可分為：致密結(jié)構(gòu)、多孔結(jié)構(gòu)、微孔結(jié)構(gòu)。按存在狀態(tài)或構(gòu)造特征分為：堆聚結(jié)構(gòu)、纖維結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、散粒結(jié)構(gòu)。2）細(xì)觀結(jié)構(gòu)細(xì)觀結(jié)構(gòu)（原稱亞微觀結(jié)構(gòu)）是指用光學(xué)顯微鏡所能觀察到的材料結(jié)構(gòu)。其尺寸范圍在10-310-6m。如對天然巖石可分為礦物、晶體顆粒、非晶體組織；對鋼鐵可分為鐵素體、滲碳體、珠光體。3）微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)是指原子分子層次的結(jié)構(gòu)?？捎秒娮语@微鏡或X射線來分析研究該層次上的結(jié)構(gòu)特征。微觀結(jié)構(gòu)的尺寸范圍在10-610-10m。在微觀結(jié)構(gòu)層次上，材料可分為晶體、玻璃體、膠體。1.2材料的基本物理性質(zhì)1.2.1材料的密度、表觀密度與堆積密度1）密度（俗稱比重）P=v算:式中密度是指材料在

5、絕對密實狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計p密度，kg/m3；m材料的質(zhì)量，kg；V材料在絕對密實狀態(tài)下的體積，m3。在測定有孔隙材料的密度時，應(yīng)把材料磨成細(xì)粉，干燥后，用李氏瓶測定其密實體積。在測量某些致密材料（如卵石等）的密度時，直接以塊狀材料為試樣，以排液置換法測量其體積，材料中部分與外部不連通的封閉孔隙無法排除，這時所求得的密度稱為近似密度（pa）2）表觀密度（俗稱容重）Z|m必一百表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量，按下式計算:式中p0表觀密度，kg/m3；m材料的質(zhì)量，kg；VO材料在自然狀態(tài)下的體積，或稱表觀體積m3。表觀密度一般是指材料在氣干狀態(tài)（長期在空氣中干燥）下的

6、表觀密度。在烘干狀態(tài)下的表觀密度，稱為干表觀密度。3）堆積密度（俗D弋100%密實度訂WO/o孔隙率戸=口=1丄/一魚.io。稱松散容重）堆積密度是指粉狀或粒狀材料，在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量，按下式計算：式中p0堆積密度，kg/m3；m材料的質(zhì)量kg；VO材料的堆積體積m3。1.2.2材料的密實度與孔隙率1）密實度密實度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實的程度，按下式計算：或2）孔隙率孔隙率是指材料體積內(nèi)，孔隙體積所占的比例。用下式表示:即D+P=1或密實度+孔隙率=1材料內(nèi)部孔隙的構(gòu)造，可分為連通的與封閉的兩種?？紫栋闯叽绱笮∮址譃闃O微細(xì)孔隙、細(xì)小孔隙和較粗孔隙。孔隙的大小及其分布對材料的性能

7、影響較大。1.2.3材料的填充率與空隙率1）填充率填充率是指散粒材料在某堆積體積中，被其顆填充的程度，按下式計算:-幾昭100%或2)空隙率空隙率是指散粒材料在某堆積體積中，顆粒之間的空隙體積所占的比例，用下式表示:空隙率的大小反映了散粒材料的顆?；ハ嗵畛涞闹旅艹潭?。空隙率可作為控制混凝土骨料級配與ai-i材料潤濕邊角計算含砂率的依據(jù)。(a)親水材料厲)憎水材料1.2.4材料的親水性和憎水性潤濕是水被材料表面吸附的過程。當(dāng)水與材料在空氣中接觸時，將出現(xiàn)1-1(a)或(b)的情況,在材料、水和空氣的交界處，沿水滴表面的切線與水和固體接觸面所成的夾角(潤濕邊角)愈小，浸潤性愈好。如果潤濕邊角0為零

8、，則表示該材料完全被水所浸潤；當(dāng)潤濕邊角00.85的材料，稱為耐水的材料。在設(shè)計長期處于水中或潮濕環(huán)境中的重要結(jié)構(gòu)時，必須選用KR0.85的建筑材料。對用于受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)物的材料，其KR值不宜小于0.75。1.2.7材料的抗?jié)B性材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性，或稱不透水性。材料的抗?jié)B性通常用滲透系數(shù)表示：AtH式中Ks材料的滲透(cm/h)；Q滲透水量(cm3)；d滲透的厚度(cm)；A滲水面積(cm2)；t滲水時間(h)；H靜水壓力水頭(cm)。KS值愈大，表示材料滲透的水量愈多，即抗?jié)B性愈差。材料的抗?jié)B性也可用抗?jié)B等級表示。如P4、P6、P8等分別表示材料能承受0.4、0.6、0.

9、8Mpa的水壓而不滲水。材料的抗?jié)B性與其孔隙率和孔隙特征有關(guān)?？?jié)B性是決定材料耐久性的重要因素。在設(shè)計地下建筑、壓力管道、容器等結(jié)構(gòu)時，均需要求其所用材料具有一定的抗?jié)B性能?？?jié)B性也是檢驗防水材料質(zhì)量的重要指標(biāo)。1.2.8材料的抗凍性材料在水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性質(zhì)。稱為材料的抗凍性。材料的抗凍性用抗凍等級表示。用符號“Fn”表示，其中n即為最大凍融循環(huán)次數(shù)，如F25、F50等，材料抗凍等級的選擇，是根據(jù)結(jié)構(gòu)物的種類、使用條件、氣候條件等來決定的。材料受凍融破壞主要是因其孔隙中的水結(jié)冰所致(水結(jié)冰時體積增大約9%)。材料的抗凍性取決于其孔隙率、孔隙特征

10、及充水程度。材料的變形能力大、強(qiáng)度高、軟化系數(shù)大時，其抗凍性較高。一般認(rèn)為軟化系數(shù)小于0.80的材料，其抗凍性較差。抗凍性良好的材料，對于抵抗大氣溫度變化、干濕交替等風(fēng)化作用的能力較強(qiáng)。所以抗凍性常作為考查材料耐久性的一項指標(biāo)。1.2.9材料導(dǎo)熱性能當(dāng)材料兩側(cè)存在溫度差時，熱量將由溫度高的一側(cè)通過材料傳遞到溫度低的一側(cè)，材料的這種傳導(dǎo)熱量的能力，稱為導(dǎo)熱性。材料的導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù)來表示。導(dǎo)熱系數(shù)計算公式表示為：式中入材料的導(dǎo)熱系數(shù)（W/（mK）；Q傳導(dǎo)的熱量（J）；a材料的厚度（m）；Z傳熱時間（s）；（t1-12）材料兩側(cè)溫度差（K）。材料的導(dǎo)熱系數(shù)愈小，表示其絕熱性能愈好。工程中通常把入0

11、.23W/（mK）的材料稱為絕熱材料。為降低建筑物的使用能耗，保證建筑物室內(nèi)氣候宜人，要求建筑物有良好的絕熱性。材料的導(dǎo)熱系數(shù)大小與其組成與結(jié)構(gòu)、孔隙率、孔隙特征、溫度、濕度、熱流方向有關(guān)。13材料的基本力學(xué)性質(zhì)1.3.1材料的強(qiáng)度材料的抗壓、抗拉及抗剪強(qiáng)度的計算公式如下：式中f材料強(qiáng)度，MPa；Fmax破壞時最大荷載，N；A受力截面積，mm2。弋j矩形截面試件中點加載抗彎強(qiáng)度用下式計算:三分點加載抗彎強(qiáng)度要用下式計算：式中fm抗彎強(qiáng)度，MPa；Fmax彎曲破壞時最大荷載，N；L兩支點的間距，mm；b、h試件橫截面的寬及高，mm。一般孔隙率越大的材料強(qiáng)度越低，其強(qiáng)度與孔隙率具有近似直線的比例關(guān)

12、系。磚、石材、混凝土和鑄鐵等材料的抗壓強(qiáng)度較高，而其抗拉及抗彎強(qiáng)度很低。木材則須紋抗拉強(qiáng)度高于抗壓強(qiáng)度。鋼材的抗拉、抗壓強(qiáng)度都很高。因此，磚、石材、混凝土等多用在房屋的墻和基礎(chǔ)。鋼材則適用于承受各種外力的構(gòu)件。大部分建筑材料是根據(jù)其強(qiáng)度的大小，將材料劃分為若干不同的等級（標(biāo)號）。將建筑材料劃分若干等級，對掌握材料性質(zhì)，合理選用材料，正確進(jìn)行設(shè)計和控制工程質(zhì)量都是非常重要的。132彈性與塑性材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，能夠完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)稱為彈性，這種完全恢復(fù)的變形稱為彈性變形（或瞬時變形）在外力作用下材料產(chǎn)生變形，如果取消外力，仍保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱

13、為塑性，這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形（或永久變形）。單純的彈性材料是沒有的。建筑鋼材在受力不大的情況下，表現(xiàn)為彈性變形，但受力超過一定限度后，則表現(xiàn)為塑性變形?；炷猎谑芰螅瑥椥宰冃渭八苄宰冃瓮瑫r產(chǎn)生。1.3.3脆性與韌性當(dāng)外力達(dá)到一定限度后。材料突然破壞，而破壞時并無明顯的塑性變形，材料的這種性質(zhì)稱為脆性。磚、石材、陶瓷、玻璃、混凝土、鑄鐵等都屬于脆性材料。在沖擊、震動荷載作用下，材料能夠吸收較大的能量，同時也能產(chǎn)生一定的變形而不致破壞的性質(zhì)稱為韌性（沖擊韌性）。建筑鋼材（軟鋼）、木材等屬于韌性材料。用作路面、橋梁、吊車梁以及有抗震要求的結(jié)構(gòu)都要考慮到材料的韌性。14材料的耐久性耐久性是

14、材料在長期使用過程中抵抗其自身及環(huán)境因素長期破壞作用，保持其原有性能而不變質(zhì)、不破壞的能力。侵蝕破壞作用類型包括：物理作用、化學(xué)作用、生物作用。材料的耐久性是一項重要技術(shù)性質(zhì)。材料的耐久性還具有明確的經(jīng)濟(jì)意義。從建筑技術(shù)發(fā)展度看，各國工程技術(shù)人員已達(dá)成共識，由按耐久性進(jìn)行工程設(shè)計取代按強(qiáng)度進(jìn)行工程設(shè)計，更具有科學(xué)和實用性。提高耐久性的措施：o提高材料本身的密實度，改變材料的孔隙構(gòu)造；o降低濕度，排除侵蝕性物質(zhì)；o適當(dāng)改變成分，進(jìn)行憎水處理，防腐處理；做保護(hù)層，如抹灰、刷涂料。第二章天然石材2.1巖石的組成與分類2.1.1巖石的組成巖石是由礦物組成的，土木工程材料中最常見的造巖礦物有石英、長石、

15、云母、角閃石、輝石、橄欖石、方解石、白云石、菱鎂礦、石膏等。2.1.2巖石的分類（根據(jù)生成條件，按地質(zhì)分類法）1）巖漿巖（又稱火成巖，占地殼總量的89%）（1）深成巖：有花崗巖、輝長巖、閃長巖等，礦物全部結(jié)晶且晶粒較粗，呈塊狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)造致密，具有抗壓強(qiáng)度高，吸水率小，表觀密度大，抗凍性、耐磨性、耐水性好的特點。（2）噴出巖：有玄武巖、輝綠巖、安山巖等，大部分結(jié)晶不完全，多呈細(xì)小結(jié)晶（隱晶質(zhì)）或玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。強(qiáng)度不及深成巖。（3）火山巖：有火山灰、浮石、火山凝灰?guī)r等，呈多孔玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，表觀密度小，強(qiáng)度低。2）沉積巖（又稱水成巖）（1）機(jī)械沉積巖：砂巖（2）化學(xué)沉積巖：石膏巖、菱鎂礦（3）生物沉積巖

16、：石灰?guī)r（占地殼總量的5%，達(dá)地殼表面積的75%）、白堊、硅藻土等。與巖漿巖比較，沉積巖表觀密度小，密實度差，吸水率較大，強(qiáng)度較低，耐久性較差。3）變質(zhì)巖：由巖漿巖及沉積巖變質(zhì)得到，有大理巖、石英巖、片麻巖等。2.2石材的技術(shù)性質(zhì)2.2.1物理性質(zhì)1）顏色與光澤：在建筑裝飾工程中，材料的顏色起著重要作用，建筑石材的顏色主要取決于各種金屬離子。影響花崗巖光澤度的主要是石英，其多半為無色或乳白色，透明度大的石英吸光性強(qiáng)，反射光少，使光澤度降低。2）表觀密度：巖石的表觀密度差別較大，在5003100kg/m3之間。3）吸水性：巖石的吸水率差別較大，在0.515%之間。4）耐水性（抗水性）：巖石的耐水

17、性用軟化系數(shù)k表示。k0.9，為高耐水性石材；k=0.70.9，為中耐水性石材;k=0.60.7，為低耐水性石材。5）抗凍性：吸水率小于5%的石材，可認(rèn)為是抗凍的。6）耐熱性：各種巖石的耐熱性不一樣，如：石膏，100C開始破壞；含碳酸鎂的石材，625C開始破壞；含碳酸鈣的石材，827C開始破壞；花崗巖，700C開始破壞。7）導(dǎo)熱性：巖石的導(dǎo)熱系數(shù)為2.913.49W/（m.K）。相同成分的石材，玻璃態(tài)比結(jié)晶態(tài)的導(dǎo)熱系數(shù)小。2.2.2力學(xué)性質(zhì)1）抗壓強(qiáng)度：巖石的抗壓強(qiáng)度見表2-1。表2-1巖石的抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度（MPa）250180280801804080CaO-K?OEtCaO+HsOCa（O

18、H）刑將二水石膏在0.13MPa密閉狀態(tài)下加熱至125C時，二水石膏脫水可得到a型半水石膏。a半水石膏結(jié)晶良好，晶粒堅實、粗大，因而比表面積較小，需水量約為3545%，所以此石膏硬化后具有較高密實度和強(qiáng)度。3小時抗壓強(qiáng)度可達(dá)924PMa,7天抗壓強(qiáng)度可達(dá)1540PMa，故名高強(qiáng)石膏。高強(qiáng)石膏適用于強(qiáng)度要求較高的抹灰工程、裝飾制品和石膏板。摻入防水劑，可用于濕度較高的環(huán)境中。加入有機(jī)材料，如聚乙烯醇水溶液、聚醋酸乙烯乳液等，可配成黏結(jié)劑，其特點是無收縮。3.1.4粉刷石膏是由p型半水石膏和其它石膏相（硬石膏或煅燒黏土質(zhì)石膏）、各種外加劑（木質(zhì)磺酸鈣、檸檬酸、酒石酸等緩凝劑）及附加材料（石灰、燒黏

19、土、氧化鐵紅等）所組成的一種新型抹灰材料。粉刷石膏具有表面堅硬、光滑細(xì)膩、不起灰的優(yōu)點，還可調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度，提高舒適度的功能。3.1.5無水石膏水泥和地板石膏將天然二水石膏加熱至400C以上（400750C），石膏完全失去水分，成為不溶性硬石膏，失去凝結(jié)硬化能力，但當(dāng)加入適量激發(fā)劑混合磨細(xì)后，又能凝結(jié)硬化，稱為無水石膏水泥。無水石膏水泥宜用于室內(nèi)，主要用作石膏板或其它制品，也可用于室內(nèi)抹灰。將天然二水石膏加熱到800C以上，得到的地板石膏，由于部分石膏分解出的氧化鈣起催化作用，具有凝結(jié)硬化性能。地板石膏有較高的強(qiáng)度和耐磨性，抗凍性也較好。3.2石灰石灰是一種古老的建筑材料，是以石灰石為原料經(jīng)

20、煅燒而成的。石灰石在窯爐內(nèi)煅燒常會產(chǎn)生不熟化的欠火石灰和熟化過緩的過火石灰。過火石灰熟化十分緩慢，可能造成硬化砂漿“崩裂”或“鼓泡”現(xiàn)象,影響工程質(zhì)量。3.2.1生石灰的熟化生石灰加水后生成Ca（0H）2的過程，稱為石灰的“消化”或“熟生石灰熟化過程中，體積膨脹12.5倍。煅燒良好，CaO含量高的石灰熟化較快，放熱量和體積增大也較多。石灰熟化的方法有兩種：用于調(diào)制石灰砌筑砂漿或抹灰砂漿時，需將生石灰熟化成石灰漿（膏）。生石灰在化灰池中熟化。為了消除過火石灰的危害，石灰漿應(yīng)在儲灰坑中“陳伏”兩個星期以上。用于拌制石灰土（石灰、黏土）、三合土（石灰、黏土、砂石或爐渣等）時，將生石灰熟化成消石灰粉。

21、工地上調(diào)制消石灰粉時，將生石灰塊堆放0.5m高后淋適量水。目前多用機(jī)械方法在工廠中將生石灰熟化成消石灰粉，在工地調(diào)水使用。3.2.2石灰的凝結(jié)硬化石灰漿體在空氣中逐漸硬化，是由下面兩個同時進(jìn)行的過程來完成的。結(jié)晶作用：游離水蒸發(fā)，Ca（OH）逐漸從飽和溶液中結(jié)晶。2碳化作用；Ca（OH）與空氣中CO化合生成CaCO晶體，釋放出水分223并被蒸發(fā)。一般純石灰漿，不易硬化，強(qiáng)度、硬度不高，收縮大，易產(chǎn)生裂縫，所以石灰漿不能單獨使用，必須摻入填充材料，如摻砂子配成石灰砂漿使用。摻入砂子可減少收縮，更主要的是砂子的摻入能在石灰漿內(nèi)形成連通的毛細(xì)孔道，使內(nèi)部水分蒸發(fā)并進(jìn)一步碳化，以加速硬化。為了避免收縮

22、裂縫，常加纖維材料，制成石灰麻刀灰、石灰紙筋灰等。3.2.3石灰的技術(shù)性質(zhì)良好的保水性。是因為生石灰熟化生成顆粒極細(xì)（粒徑為lMm）呈膠體態(tài)分散的Ca（OH），其表面吸附一層較厚的水膜。22凝結(jié)硬化慢、強(qiáng)度低。1:3石灰砂漿，硬化28天后抗壓度只有0.20.5Mpa。耐水性差。已硬化的石灰，由于Ca（OH）易溶于水，因而耐水性差。2體積收縮大。由于石灰硬化過程中，大量水分的蒸發(fā)引起。3.2.4石灰在建筑中的應(yīng)用石灰乳涂料和石灰砂漿?；彝梁腿贤痢Ｊ焓曳叟c粘土按一定比例配合稱為灰土，再加入煤渣、爐渣、砂等，即為三合土。用于建筑物基礎(chǔ)和地面的墊層。硅酸鹽制品。蒸壓灰砂磚、蒸養(yǎng)粉煤灰磚、碳化灰砂磚

23、及硅酸鹽混凝土等。碳化石灰板。將磨細(xì)生石灰、纖維狀填料或輕質(zhì)骨料混合后攪拌成型，然后通入高濃度CO進(jìn)行人工碳化（約1224h）制成的一種輕質(zhì)板材。2石灰還可配制無熟料水泥，如石灰礦渣水泥、石灰粉煤灰水泥等。建筑工程中大量采用磨細(xì)生石灰代替石灰膏和消石灰粉配制砂漿和灰土，或直接用于制造硅酸鹽制品。磨細(xì)生石灰有以下優(yōu)點：顆粒細(xì)小(80Mm方孔篩篩余小于30%)，表面積極大，水化反應(yīng)速度提高3050倍，水化時體積膨脹均勻，避免產(chǎn)生局部膨脹過大現(xiàn)象，所以可不經(jīng)預(yù)先消化和陳伏而直接應(yīng)用；將石灰的熟化過程與硬化過程合二為一，熟化過程中所放熱量又可加速硬化過程，從而改善石灰硬化緩慢的缺點，并可提高石灰漿體硬

24、化后的密實度、強(qiáng)度和抗水性；石灰中的過火石灰和欠火石灰被磨細(xì)，提高了石灰的質(zhì)量和利用率。石灰在運輸貯存中，應(yīng)注意防潮、防爆。3.3菱苦土菱苦土是將天然菱鎂礦(MgCO)煅燒、磨細(xì)而成的粉狀物質(zhì)。菱3苦土密度為3.13.4g/cm3，堆積密度為800900kg/m3。MgCO3?刃乜刃兀MsO+COMgO+H2OMg(OH)2XMgO+YMgCl2.6H2OXMgO.YMgCl2.ZH2O用水調(diào)制菱苦土?xí)r，生成Mg(OH),漿體凝結(jié)硬化慢，強(qiáng)度低。2一般可用氯化鎂(MgCl.6HO)、硫酸鎂、氯化鐵、硫酸亞鐵等鹽類的溶液調(diào)拌,22最常用的時氯化鎂。菱苦土吸濕性大，抗水性差，易變形和在表面泛霜。菱

25、苦土最突出的優(yōu)點是與植物纖維有良好的黏結(jié)力，且堿性較弱。建筑工程中常用來制造菱苦土木屑地面、木屑板和木絲板。3.4水玻璃3.4.1水玻璃的化學(xué)組成和生產(chǎn)水玻璃俗稱泡花堿，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。最常用的是硅酸鈉水玻璃NaO.nSiO，還有硅酸鉀水22玻璃KO.nSiO等。水玻璃的主要原料是石英砂、純堿、燒堿。水玻璃是一種氣22硬性膠凝材料，在水中溶解的難易隨水玻璃模數(shù)n(SiO?與NaO分子數(shù)比)的大小而異。n大，水玻璃粘度大，較難溶于水，但較易硬化。建筑上常用的水玻璃的模數(shù)為2.62.8，密度為1.361.50g/cm3。3.4.2水玻璃的硬化水玻璃在空氣

26、中吸收二氧化碳，形成硅酸凝膠，并逐漸干燥而硬化。為了加速硬化，常加入固化劑Na2SiF6，摻量為1215%。NaO.nSiO+C0+mHO=NaCO+nSiO.mHO222223222(NaO.nSiO)+mHO+NaSiF=(2n+1)SiO.mHO+6NaF22226223.4.3水玻璃的性質(zhì)及應(yīng)用水玻璃的粘結(jié)性好，硬化后有較高的強(qiáng)度。水玻璃可配制如下材料:耐酸材料。水玻璃硬化后主要成分是硅酸凝膠，除氫氟酸、過熱磷酸等少數(shù)酸外，幾乎在所有的酸性介質(zhì)中都有較高的穩(wěn)定性?？捎盟Ａ渲颇退崮z泥、砂漿及混凝土，廣泛用于防腐工程。耐熱材料。水玻璃硬化后形成硅酸凝膠空間網(wǎng)狀骨架，因此具有良好的耐熱性

27、。采用耐熱的砂、石，可配制成水玻璃耐熱混凝土，耐熱溫度達(dá)1200C。涂料。用于涂刷建筑材料（天然石材、混凝土及硅酸鹽制品）表面，可提高材料的密實度、強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力。注意水玻璃不能涂刷石膏制品，因為硅酸鈉與硫酸鈣發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鈉，在制品孔隙中結(jié)晶，體積顯著膨脹，會導(dǎo)致制品破壞。灌漿材料。用水玻璃和氯化鈣水溶液交替灌入土壤中，兩種溶液反應(yīng)生成硅酸凝膠，為一種吸水膨脹的凍狀凝膠，可加固土壤，提高抗?jié)B性。保溫絕熱材料。以水玻璃為膠結(jié)材料，膨脹珍珠巖或膨脹蛭石為骨料，加入一定赤泥或氟硅酸鈉，經(jīng)配料、攪拌、成型、干燥、焙燒而成的制品，具有良好的絕熱性能。配制防水劑。以水玻璃為基料，加入藍(lán)磯（硫酸銅）、

28、明磯（鉀鋁磯）、紅磯（重鉻酸鉀）和紫磯（鉻磯）配制防水劑，適應(yīng)與水泥漿調(diào)和，堵塞漏洞、縫隙等局部搶修工程。由于凝結(jié)過速，不能用于屋面、地面防水砂漿。第五章混凝土5.1概述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。它是一種主要的建筑材料，廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民勝建筑、給水與排水工程、水利工程以及地下工程、國防建設(shè)等?；炷烈彩鞘澜缟嫌昧孔畲蟮娜嗽觳牧?。5.1.1混凝土分類混凝土可以分為很多類型。1）按照混凝土的結(jié)構(gòu)分類（1）普通結(jié)構(gòu)混凝土：由（重質(zhì)或輕質(zhì)）粗集料、（重質(zhì)或輕質(zhì)）細(xì)集料、膠結(jié)材和水拌合而成。若以碎石或卵石、砂、水泥和水則制成普通混凝土

29、。（2）細(xì)粒混凝土：由細(xì)集料和膠結(jié)材制成。主要用于薄壁構(gòu)件。（3）大孔混凝土：由粗集料和膠結(jié)材制成。主要用于保溫外墻體。（4）多孔混凝土：這種混凝土無粗集料、細(xì)集料，全由磨細(xì)的膠結(jié)材和其它粉料加水拌成的料漿，有機(jī)械方法或化學(xué)方法使之形成許多微小的氣泡后，再經(jīng)硬化制成。2）按照混凝土的表觀密度分類（1）重混凝土：表觀密度大于2800kg/m3是用特別密實和特別重的骨料制成的。如重晶石混凝土、鋼屑混凝土等，它們具有不透射線和射線的性能。（2）普通混凝土：表觀密度為20002800kg/m3是，用天然的砂、石作內(nèi)料配制成的，這類混凝土在土建工程中常用，如房屋用橋梁等承重結(jié)構(gòu)，道路建筑中的路面等。（3

30、）輕混凝土：表觀密度小于1950kg/m3。此外，還有為滿足不同工程的特殊要求而配制成的各種特種混凝土，如高強(qiáng)混凝土、流態(tài)混凝土、防護(hù)混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土，纖維混凝土、聚合物混凝土和噴射混凝土等。5.1.2混凝土的特點混凝土具有以下優(yōu)點：具有良好的塑性，成型性好；與鋼筋有牢固的粘結(jié)力，協(xié)調(diào)性好；耐久性好；可根據(jù)需要配制各種不同性質(zhì)、不同強(qiáng)度等級的混凝土，適用性好；混凝土組成材料中砂、石等廉價的地方材料占80%以上，經(jīng)濟(jì)性好。混凝土也存在著抗拉強(qiáng)度低，受拉時變形能力小，容易開裂，自重大等缺點。為彌補(bǔ)這些缺點可配制預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、自應(yīng)力混凝土、聚合物混凝土、纖維混凝土等。5.2普通混凝

31、土的組成材料普通混凝土（以下簡稱為混凝土）是由水泥、砂、石和水所組成。為改善混凝土的某些性能還常加入適量的外加劑和摻合料。5.2.1混凝土中各組成材料的作用在混凝土中，砂、石起骨架作用，稱為骨料或集料；水泥與水形成水泥漿，水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙。硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦予混凝土半和物一定流動性，便于施工操作。水泥漿硬化后，則將砂、石骨料膠結(jié)成一個堅實的整體。砂、石一般不參與水泥與水的化學(xué)反應(yīng)，主要作用是節(jié)約水泥、承擔(dān)荷載，限制硬化水泥的收縮。外加劑、摻合料起節(jié)約水泥和改善混凝土性能的作用?；炷林?，骨料一般約占總體積的70%80%，水泥漿（硬化后為水泥石）約占20%30%，此外還

32、含有少量的空氣。5.2.2混凝土組成材料的技術(shù)要求1）水泥采用何種水泥，應(yīng)根據(jù)混凝土工程特點和所處的環(huán)境條件。原則上是配制高強(qiáng)度等級的混凝土，選用高強(qiáng)度等級水泥；配制低強(qiáng)度等級的混凝土，選用低強(qiáng)度等級水泥。用高強(qiáng)度等級水泥配制低強(qiáng)度等級混凝土?xí)r，會使水泥用量偏少，影響和易性及密實度，所以應(yīng)摻入一定數(shù)量的混合材料。須用低強(qiáng)度等級水泥配制高強(qiáng)度等級混凝土?xí)r，使水泥用量過多，不經(jīng)濟(jì)，而且要影響混凝土其蛇技術(shù)性質(zhì)。2）細(xì)骨料粒徑在0.15mm5.0mm之間的骨料稱為細(xì)骨料，一般有河砂、海砂、山砂、機(jī)制砂。（1）有害雜質(zhì)細(xì)骨料中常含有一些有害雜質(zhì)，如粘土、淤泥、細(xì)屑、硫酸鹽、硫化物和有機(jī)雜質(zhì)，其含量應(yīng)符

33、合規(guī)定。對砂中的無定形二氧化硅含量有懷疑時，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的使用條件，進(jìn)行專門試驗測定其堿骨料反應(yīng)的活性即堿活性后，再確定其適用性。（2）顆粒形狀及表面特征。山砂的顆粒多具有棱角，表面粗糙，與水泥粘結(jié)較好，用它拌制的混凝土強(qiáng)度較高，但拌合物的流坳性較差；河砂、海砂，其顆粒多呈圓珠筆形，表面光滑，與水泥的粘結(jié)較差，用來拌制混凝土，混凝土的強(qiáng)度則較低，但拌合物的流動較好。（3）砂的顆粒級配及粗細(xì)程度砂的顆粒級配即表示砂大小顆粒的搭配情況。為達(dá)到節(jié)約水泥和提高強(qiáng)度的目的，就應(yīng)盡量減小砂粒之間的空隙。砂的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸷蟮目傮w的粗細(xì)程度，通常有粗砂、中砂與細(xì)砂之分。在相同質(zhì)量條

34、件下，細(xì)砂的總表面積較大，而粗砂的總表面積較小。砂子的總表面積愈大，則需要包裹砂粒表面的水泥漿就愈多。因此，一般說用粗砂拌制混凝土比用細(xì)砂所需的水泥漿為省。砂的顆粒級配和粗細(xì)程度，常用篩分析的方法進(jìn)行測定。用級配區(qū)表示砂的顆粒級配，用細(xì)度模數(shù)表示砂的粗細(xì)。篩分析的方法，是用一套孔徑（凈尺寸）為4.75、2.36、1.18、0.60、0.30及0.15mm的標(biāo)準(zhǔn)篩，將500g的干砂試樣由粗到細(xì)依次過篩，然后稱得余留在各個篩上的砂的質(zhì)量，并計算出各篩上的分計篩余百分率a1、a2、a3、a4、a5和a6（各篩上的篩余量占砂樣總量的百分率）及累計篩余百分率A1、A2、A3、A4、A5、A6（各個篩和比

35、該篩粗的所有分計篩余百分率相加在一起）。累計篩余下分計篩余的關(guān)系見表4-1。表4-1累計篩余與分計篩余的關(guān)系篩孔尺寸（mm）分計篩余（）累計篩余（）4.75a1A1=a12.36a2A2=a1+a21.18a3A3=a1+a2+a30.60a4A4=a1+a2+a3+a40.30a5A5=a1+a2+a3+a4+a50.15a6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6細(xì)度模數(shù)Mf的公式:（A?+A?+A4+A5+AJ-FA】細(xì)度模數(shù)（Mf）=100_Ai細(xì)度模數(shù)（Mf）愈大，表示砂愈粗。普通混凝土用砂的粗細(xì)程度按細(xì)度模數(shù)分為粗、中、細(xì)三級，其細(xì)度模數(shù)范圍：Mf在3.703.10為粗砂，Mf在3

36、.002.30為中砂，Mf在2.201.60為細(xì)砂，Mf在1.500.70為特細(xì)砂。根據(jù)0.60mm篩孔的累計篩余量分成三個級配區(qū)（表4-2），混凝土用砂的顆粒級配，應(yīng)處于表4-2中任何一個級配區(qū)以內(nèi)。砂過粗（細(xì)度模數(shù)大于3.7）配成的混凝土，其拌合物的和易性不易控制，且內(nèi)摩擦大，不易振搗成型；砂過細(xì)（細(xì)度模數(shù)小于0.7）配成的混凝土，既要增加較多的水泥用量，而且強(qiáng)度顯著降低。所以這兩種砂未包括在級配區(qū)內(nèi)。表4-2砂顆粒級配區(qū)級配區(qū)篩孔尺寸（mm）I區(qū)II區(qū)III區(qū)累計篩余（按質(zhì)量計）（）9.500004.751001001002.363552501501.18653550102500.608

37、571704140160.309580927085550.15100901009010090注：砂的實際顆粒級配與表中所列數(shù)字相比，除4.75mm和0.60mm篩號外，可以略有超出，但超出總量應(yīng)小于5%。I區(qū)人工砂中0.15mm篩孔的累計篩余可以放寬到10085,11區(qū)人工砂中0.15mm篩孔的累計篩余可以放寬到10080,III區(qū)人工砂中0.15mm篩孔的累計篩余可以放寬到10075。如果砂的自然級配不合適，不符合級配區(qū)的要求，這時就要采用人工級配的方法來改善。最簡單的措施是將粗、細(xì)砂按適當(dāng)比例進(jìn)行試配，摻合使用。為調(diào)整級配，在不得已時，也可將砂加以過篩，篩除過粗或過細(xì)的顆粒。配制混凝土?xí)r宜

38、優(yōu)先選用II區(qū)砂；當(dāng)采用I區(qū)砂時，應(yīng)提高砂率，并保持足夠的水泥用量，以滿足混凝土的和易性要求；當(dāng)采用III區(qū)砂時，宜適當(dāng)降低砂率，以保證混凝土的強(qiáng)度。對于泵送混凝土，宜選用中砂。粗骨科普通混凝土常用的粗骨料有碎石和卵石，粒徑大于5mm。有害雜質(zhì)粗骨料中也常含有一些有害雜質(zhì)，如粘土、淤泥、細(xì)屑、硫酸鹽、硫化物和有機(jī)雜質(zhì)，它們的含量一般應(yīng)符合規(guī)定。對重要工程的混凝土所使用的石子，應(yīng)進(jìn)行堿活性檢驗。顆粒形狀及表面特征粗骨料的顆粒形狀及表面特征同樣會影響其與水泥的粘結(jié)及混凝土拌合物的流動性。碎石具有棱角，表面粗糙，與水泥粘結(jié)較好，而卵石多為圓形，表面光滑，與水泥的粘結(jié)較差，在水泥用量和水用量相同的情況

39、夏，碎石拌制的混凝土流動性較差，但強(qiáng)度較高，而卵石拌制的混凝土則流動性較好，但強(qiáng)度較低。如要求流動性相同，用卵石時用水量可少些，結(jié)果強(qiáng)度不一定低。粗骨料中針、片狀顆粒過多，會使混凝土強(qiáng)度降低。最大粒徑及顆粒級配粗骨料中公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50204-2002的規(guī)定，混凝土粗骨料的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。對于混凝土實心板，可允許采用最大粒徑達(dá)1/3板厚的骨料，但最大粒徑不得超過40mm。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。特別是拌制高強(qiáng)度混凝土，石子級配更為重要。

40、石子的級配也通過篩分試驗來確定，石子的標(biāo)準(zhǔn)篩有孔徑為2.5、5、10、16、20、25、31.5、40、50、63、80及100mm等12個篩子。普通混凝土用碎石或卵石的顆粒級配應(yīng)符合表45的規(guī)定。試樣篩分所需篩號，應(yīng)按表4-3中規(guī)定的級配要求選用。分計篩余百分率和累計篩余百分率計算均與砂的相同。表4-3碎石或卵石的顆粒級配范圍級配公稱累計篩余按質(zhì)量計(%)碎石或卵石的強(qiáng)度可用巖石立方體強(qiáng)度和壓碎指標(biāo)兩種方法表/示O用巖石立方體強(qiáng)度表示粗骨料強(qiáng)度，其抗壓強(qiáng)度（MPa）與設(shè)計要求的混凝土強(qiáng)度等級之比，不應(yīng)小于1.5。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。壓碎指標(biāo)表示石子抵抗壓碎的

41、能力，可以間接地推測其相應(yīng)的強(qiáng)度。壓碎指標(biāo)越小，粗骨料的強(qiáng)度越高。（5）堅固性有抗凍要求的混凝土所用粗骨料，要求測定其堅固性。即用硫酸鈉溶液法檢驗，試樣經(jīng)五次循環(huán)后，其質(zhì)量損失應(yīng)不超過規(guī)范規(guī)定。4）水對混凝土拌合及養(yǎng)護(hù)用水的質(zhì)量要求是：不得影響混凝土的和易性及凝結(jié)；不得有損于混凝土強(qiáng)度發(fā)展；不得降低混凝土的耐久性、加快鋼筋腐蝕及導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋脆斷；不得污染混凝土表面。5）外加劑混凝土外加劑是在拌制混凝土過程中摻入，用以改善混凝土性能的物質(zhì)。摻量不大于水泥質(zhì)量的5%。常用外加劑有減水劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑、速凝劑、引氣劑、泵送劑、膨脹劑、防凍劑、防水劑等（1）減水劑減水劑是使混凝土拌合物達(dá)到同樣坍落

42、度時，用水量明顯減少的外加劑，又可稱為塑化劑。減水劑有以下作用：在保持和易性不變的情況下，摻減水劑可使混凝土的單位用水量減少5%30%，有效地降低了水灰比，從而可能較大幅度地提高混凝土的早期或后期強(qiáng)度，也提高了混凝土的密度性和耐久性。在保持用水量不變的情況下，摻減水劑可使混凝土坍落度增大10cm20cm，使困難的澆筑變得方便容易，從而滿足混凝土工程大模板施工、升板施工、泵送等新工藝的要求。在保持混凝土強(qiáng)度不變以及和易性不變的情況下，摻減水劑在減少用水量的同時按水灰比不變的原則，減少水泥用量，從而節(jié)約水泥。一般可以節(jié)約水泥5%20%?？芍苽涓鞣N高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土（早強(qiáng)、緩凝高強(qiáng)）。常用減水劑品種

43、如下：木質(zhì)素磺酸鹽系減水劑：木質(zhì)素磺酸鈣（簡稱木鈣，又稱M型減水劑）使用較多。木鈣減水劑的摻量，一般為水泥質(zhì)量的0.2%0.3%，其減水率為10%15%。木鈣減水劑對混凝土有緩凝作用，摻量過多或在低溫下緩凝作用更為顯著，而且還可能使混凝土強(qiáng)度降低。木鈣減水劑是引氣型減水劑，摻用后可改善混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、降低泌水性。多環(huán)芳香族磺酸鹽系減水劑（萘系減水劑）：萘系減水劑的適宜摻量為水泥質(zhì)量的0.5%0.1%，減水率為10%25%。摻用萘系減水劑后，混凝土的其它力學(xué)性能以及抗?jié)B性、耐久性等均有所改善。且對鋼筋無銹蝕作用。萘系減水劑的減水、增強(qiáng)效果顯著，屬高效減水劑。萘系減水劑對不同品種水泥的適應(yīng)

44、性較強(qiáng)。適用于配制早強(qiáng)、高強(qiáng)、流態(tài)、防水、蒸養(yǎng)等混凝土。水溶性樹脂系減水劑:這類減水劑主要是三聚氰胺樹脂（SM）。SM減水劑摻量為水泥質(zhì)量的0.5%2.0%,其減水率為15%27%。這種減水劑除具有顯著的減水、增強(qiáng)效果外，還能提高混凝土的其他力學(xué)性能和混凝土的抗?jié)B、抗凍性，對混凝土的蒸養(yǎng)適應(yīng)性也優(yōu)于其他外加劑。水溶性樹脂系減水劑為高效減水劑，適用于早強(qiáng)、高強(qiáng)、蒸養(yǎng)及流態(tài)混凝土等。糖蜜類減水劑：糖蜜類減水劑主要成分為蔗糖化鈣、葡萄糖化鈣及果糖化鈣，一般摻量為0.2%0.3%,減水率6%10%。糖蜜類減水劑對混凝土的緩凝作用較顯著，摻量過多時，會影響混凝土的凝結(jié)性能。復(fù)合減水劑：減水劑可與其它外加

45、劑進(jìn)行復(fù)合，組成復(fù)合減水劑，如早強(qiáng)減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑等，以滿足不同施工要求及降低成本。（2）早強(qiáng)劑早強(qiáng)劑是加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的外加劑。常用早強(qiáng)劑：氯鹽類早強(qiáng)劑：主要有氯化鈣、氯化鈉、氯化鉀、氯化胺、氯化鐵、氯化鋁等，氯鹽類早強(qiáng)劑均有良好的早強(qiáng)作用，其中氯化鈣早強(qiáng)效果好而成本低，應(yīng)用最廣。氯化鈣的適宜摻量為水泥質(zhì)量0.5%1.0%。為防止氯鹽對鋼筋的銹蝕，一般氯鹽與阻銹劑（如亞硝酸鈉）復(fù)合使用。硫酸鹽類早強(qiáng)劑：主要有硫酸鈉（即元明粉）、硫代硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鋁、硫酸鋁鉀等。其中硫酸鈉應(yīng)用較多。一般摻量為水泥質(zhì)量的0.5%2.0%。硫酸鈉對礦渣水泥混凝土的早強(qiáng)效果優(yōu)于普通水泥混凝

46、土。硫酸鈉的早強(qiáng)效果雖好，但若摻入量過多則會導(dǎo)致混凝土后期性能變差，且混凝土表面易析出“白霜”，影響外觀與表面裝飾，故對其摻量必須控制。有機(jī)胺類早強(qiáng)劑：主要有三乙醇胺。三乙醇胺是無色或淡黃色油狀液體，呈堿性，能溶于水。摻量為水泥質(zhì)量的0.02%0.05%。三乙醇胺對水泥有一定緩凝作用，對普通水泥混凝土的早強(qiáng)效果優(yōu)于礦渣水泥混凝土。三乙醇胺對混凝土稍有緩凝作用，故必須嚴(yán)格控制摻量，摻量過多時會造成混凝土嚴(yán)重緩凝和混凝土強(qiáng)度下降。（3）速凝劑速凝劑是能使混凝土迅速凝結(jié)硬化的外加劑。速凝劑的主要種類有無機(jī)鹽類和有機(jī)物類。我國常用的速凝劑是無機(jī)鹽類。速凝劑主要用于礦山井巷、鐵路隧道、引水涵洞、地下工程

47、及噴錨支護(hù)時的噴射混凝土或噴射砂漿工程中。在實際工程中為了提高施工質(zhì)量、節(jié)約材料、改善勞動條件，往往把速凝劑與減水劑復(fù)合使用。（4）緩凝劑緩凝劑是能延長混凝土凝結(jié)時間的外加劑。緩凝劑的主要種類有：羥基羧酸及其鹽類，如酒石酸、檸檬酸、葡萄糖酸及其鹽類以及水楊酸；含糖碳水化合物類，如糖蜜、葡萄糖、蔗糖等；無機(jī)鹽類，如硼酸鹽、磷酸鹽、鋅鹽等；木質(zhì)素磺酸鹽類，如木鈣、木鈉等。緩凝劑主要用于高溫季節(jié)混凝土、大體積混凝土、泵送和滑?；炷潦┕ひ约斑h(yuǎn)距離運輸?shù)纳唐坊炷痢＞從齽┎灰擞糜谌兆畹蜌鉁?C以下施工的混凝土，也不宜用于有早強(qiáng)要求的混凝土和蒸養(yǎng)混凝土。（5）引氣劑引氣劑是在攪拌混凝土過程中能引入大量均

48、勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡的外加劑。引氣劑的主要種類有：松香樹脂類，如松香熱聚物、松香皂等。引氣劑的適宜摻量為水泥質(zhì)量的0.005%0.02%。摻量雖然極微，但對混凝土性能影響卻很大，可改善混凝土拌合物的和易性、提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性。由于單摻引氣劑有可能會使混凝土強(qiáng)度降低，故近年來較多使用引氣減水劑。在使用外加劑時，應(yīng)注意以下幾點：外加劑品種的選擇：外加劑品種很多，應(yīng)根據(jù)工程需要，現(xiàn)場的材料條件，參照有關(guān)資料，通過試驗確定。外加劑摻量的確定：混凝土的外加劑均有適宜摻量，摻量過小,往往達(dá)不到預(yù)期的效果；摻量過大，則會造成浪費，有時會影響混凝土質(zhì)量，甚至造成質(zhì)量事故。因此，應(yīng)通過試驗確定最

49、佳摻量。外加劑的摻加方法外加劑摻入混凝土拌合物中的方法不同，其效果也不同。例如減水劑采用后摻法比先摻法和同摻法效果好，其摻量只需先摻法和同摻法的一半。所謂先摻法是將減水劑先與水泥混合然后再與骨料和水一起攪拌；同摻法是將減水劑先溶于水形成溶液后再加入拌合物中一起攪拌；后摻法是指在混凝土拌合物送到澆筑地點后，才加入減水劑并再次攪拌均勻進(jìn)行澆筑。6）摻合料在混凝土拌合物制備時，為了節(jié)約水泥、改善混凝土性能（提高和易性、降低了水化熱、提高抗?jié)B性；抑制堿骨料反應(yīng)等）、調(diào)節(jié)混凝土強(qiáng)度等級，而加入的天然的或者人造的礦物材料，統(tǒng)稱為混凝土摻合料。其摻量超過水泥質(zhì)量的5%,在混凝土配合比設(shè)計時，需要考慮體積或質(zhì)

50、量變化。摻合料品種見表4-4。表4-4活性礦物摻合料的分類類別主要品種天然類火山灰、凝灰?guī)r、硅藻土、蛋白石質(zhì)粘土、鈣性粘土、粘土頁巖人工類煅燒頁巖或粘土工業(yè)廢料粉煤灰、硅灰、沸石粉、水淬高爐礦渣粉、煅燒煤矸石5.3普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)5.3.1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（拌合、運輸、澆灌、搗實）并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實的性能。和易性是一項綜合的技術(shù)性質(zhì)，包括有流動性、粘聚性和保水性等三方面的含義?；炷涟韬衔锏牧鲃有钥捎锰涠群途S勃稠度表示。坍落度愈大表示流動性愈大。根據(jù)坍落度的不同，可將混凝土拌合物分為4級，見表4-5。表4-5混凝土按坍落度

51、的分級級別名稱坍落度（mm）T1低塑性混凝土1040T2塑性混凝土5090T3流動性混凝土100150T4大流動性混凝土160選擇混凝土拌合物的坍落度，要根據(jù)構(gòu)件截面大小，鋼筋疏密和搗實方法來確定。當(dāng)構(gòu)件截面尺寸較小或鋼筋較密，或采用人工插搗時，坍落度可選擇大些。反之，如構(gòu)件截面尺寸較大，或鋼筋較疏，或采用振動器振搗時，坍落度可選擇小些。2）影響和易性的主要因素（1）水泥漿的數(shù)量混凝土拌合物中的水泥漿，賦予混凝土拌合物以一定的流動性。在水灰比不變的情況下，單位體積拌合物內(nèi)，如果水泥漿愈多，則拌合物的流動性愈大。但若水泥漿過多，將會出現(xiàn)流漿現(xiàn)象，使拌合物的粘聚性變差，同時對混凝土的強(qiáng)度與耐久性也

52、會產(chǎn)生一定影響，且水泥用量也大。水泥漿過少，至使其不能填滿骨料空隙或不能很好包裹骨料表面時，就會產(chǎn)生崩坍現(xiàn)象，粘聚性變差。因此，混凝土拌合物中水泥漿的含量應(yīng)以滿足流動性要求為度，不宜過量。（2）水泥漿的稠度水泥漿的稠度是由水灰比所決定的。在水泥用量不變的情況下，水灰比愈小，水泥漿就愈稠，混凝土拌合物的流動性便愈小。水灰比一般應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度和耐久性要求合理地選用。無論是水泥漿的多少，還是水泥漿的稀稠，實際上對混凝土拌合物流動性起決定作用的是用水量的多少。一般是根據(jù)選定的坍落度，參考表46選用1m3混凝土的用水量。在試拌混凝土?xí)r，不能用單純改變用水量的辦法來調(diào)整混凝土拌合物的流動性。因單純加大用

53、水量會降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。因此，應(yīng)該在保持水灰比不變的條件下用調(diào)整水泥漿量的辦法來調(diào)整混凝土拌合物的流動性。表4-6混凝土用水量選用表（kg/m3）所需卵石最大粒徑/mm碎石最大粒徑/mm坍落/mm102031.540162031.5401030190170160150200185175165355020018017016021019518517555702101901801702202051951857590215195185175230215205195注:本表不宜用于水灰比小于0.4或大于0.8的混凝土；本表用水量系采用中砂時的平均取值，采用細(xì)(粗)砂時，每m3混凝土用水量可增加(

54、減少)510kg；摻用各種外加劑(摻合料)時，可相應(yīng)增減用水量。本表摘自普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程(JGJ/T552000)。砂率砂率是指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分率。砂率的變動會使骨料的空隙率和骨料的總表面積有顯著改變，因而對混凝土拌合物的和易性產(chǎn)生顯著影響。砂率過大時，骨料的總表面積及空隙率都會增大，在水泥漿含量不變的情況下，相對地水泥漿顯得少了，減弱了水泥漿的潤滑作用，而使混凝土拌合物的流動性減小;砂率過小，又不能保證在粗骨料之間有足夠的砂漿層,也會降低混凝土拌合物的流動性，而且會嚴(yán)重影響其粘聚性和保水性，容易造成離析、流漿等現(xiàn)象。當(dāng)采用合理砂率時，能使混凝土拌合物獲得最大的流動

55、性且能保持良好的粘聚性和保水性，而水泥用量為最少?？砂垂橇系钠贩N、規(guī)格及混凝土的水灰比值參照表47選用合理的數(shù)值。表4-7混凝土砂率選用表()水灰比(W/C)碎石最大粒徑(mm)卵石最大粒徑(mm)1620401020400.403035293427322632253124300.503338323730353035293428330.603641354033383338323731360.70394438433641364135403439注：表中數(shù)值系中砂的選用砂率，對細(xì)砂或粗砂，可相應(yīng)地減少或增加砂率；本砂率適用于坍落度為1060mm的混凝土，坍落度如大于60mm或小于10mm時，應(yīng)相應(yīng)

56、地增加或減少砂率，詳見普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程(JGJ/T552000)中的有關(guān)條文；只用一個單粒級粗骨料配制混凝土?xí)r，砂率值應(yīng)適當(dāng)增加；對薄壁構(gòu)件，砂率取偏大值；摻有各種外加劑或摻合料時，其合理砂率值應(yīng)經(jīng)試驗或參照其他有關(guān)規(guī)定選用。（4）水泥品種和骨料的性質(zhì)用礦渣水泥和某些火山灰水泥時，拌合物的坍落度一般較用普通水泥時為小，而且礦渣水泥將使拌合物的泌水性顯著增加。一般卵石拌制的混凝土拌合物比碎石拌制的滾動性好。河砂拌制的混凝土拌合物比山砂拌制的流動性好。骨料級配好的混凝土拌合物的流動性也好。除以上所述外，影響和易性的因素還有外加劑、時間、環(huán)境溫度和濕度等。3）改善和易性的措施（1）盡可能降低

57、砂率。通過試驗，采用合理砂率。有利于提高混凝土的質(zhì)量和節(jié)約水泥；（2）改善砂、石（特別是石子）的級配；（3）盡量采用較粗的砂、石；（4）當(dāng)混凝土拌合物坍落度太小時，維持水灰比不變，適當(dāng)增加水泥和水的用量，或者加入外加劑等；當(dāng)拌合物坍落度太大，但粘聚性良好時，可保持砂率不變，適當(dāng)增加砂、石。5.3.2混凝土的強(qiáng)度1）混凝土立方體抗壓強(qiáng)度按照國家標(biāo)準(zhǔn)普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)JG/T500812002，制作邊長為150mm的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件（溫度202C，相對溫度95%以上）下，養(yǎng)護(hù)到28d齡期，測得的抗壓強(qiáng)度值為混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度（簡稱立方抗壓強(qiáng)度），以feu表示。測定混凝土立方

58、體試件抗壓強(qiáng)度，也可以按粗骨料最大粒徑的尺寸而選用不同的試件尺寸。但在計算其抗壓強(qiáng)度時，應(yīng)乘以換算系數(shù)，以得到相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)試件的試驗結(jié)果（選用邊長為100mm的立方體試件，換算系數(shù)為0.95；選用邊長為200mm的立方體試件，換算系數(shù)為1.05）。這是由于試塊尺寸、形狀不同，會影響試件的抗壓強(qiáng)度值。試件尺寸愈小，測得的抗壓強(qiáng)度值愈大。2）混凝土立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度與強(qiáng)度等級混凝土立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度（或稱立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值）系指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的邊長為150mm的立方體試件，在28d齡期，用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的強(qiáng)度總體分布中具有不低于95%保證率的抗壓強(qiáng)度值，以feu,k表示?；炷翉?qiáng)度等級是按混凝土

59、立方體抗壓標(biāo)淮強(qiáng)度來劃分的。普通混凝土劃分為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C40、C45、C50、C55及C60十二個等級?；炷翉?qiáng)度等級是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時強(qiáng)度計算取值的依據(jù)，同時也是混凝土施工中控制工程質(zhì)量和工程驗收時的重要依據(jù)。3）混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度fep為了使測得的混凝土強(qiáng)度接近于混凝土結(jié)構(gòu)的實際情況，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計算中，計算軸心受壓構(gòu)件（例如柱子、桁架的腹桿等）時，都是采用混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度fep作為依據(jù)。軸心抗壓強(qiáng)度fep與feu之比約為0.700.80。4）混凝土的抗拉強(qiáng)度混凝土的抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/101/20,且隨著混凝土強(qiáng)度等級的提高，比值有

60、所降低。我國采用立方體的劈裂抗拉試驗來測定混凝土的抗拉強(qiáng)度。5）影響混凝土強(qiáng)度的因素（1）水泥強(qiáng)度等級和水灰比一一決定混凝土強(qiáng)度的主要因素水泥是混凝土中的活性組分，其強(qiáng)度的大小直接影響著混凝土強(qiáng)度的高低。在配合比相同的條件下，所用的水泥強(qiáng)度等級越高，制成的混凝土強(qiáng)度也越高。當(dāng)用同一種水泥（品種及標(biāo)號相同）時，混凝土的強(qiáng)度主要決定于水灰比。在水泥強(qiáng)度等級相同的情況下，水灰比愈小，水泥石的強(qiáng)度愈高，與骨料粘結(jié)力也愈大，混凝土的強(qiáng)度就愈高。但如果加水太少（水灰比太?。?，拌合物過于干硬，在一定的搗實成型條件下，無法保證澆灌質(zhì)量，混凝土中將出現(xiàn)較多的蜂窩、孔洞，強(qiáng)度也將下降。根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，得出關(guān)于混