建筑材料講稿-合

《建筑材料》授課教師：張長清Email:changqingz2008@CivilEngineeringMaterials教材和參考資料：《土木工程材料》湖南大學(xué)等四校編，建工出版社《建筑材料》符芳編，東南大學(xué)出版社《建筑材料》湖南大學(xué)等四校編，建工出版社《土木工程材料》陳志遠(yuǎn)編，武工大出版社《道路建筑材料》嚴(yán)家及編，交通出版社《CivilEngineeringMaterials》EditedbyNJackson建筑材料的發(fā)展:1824年燒制出水泥→1825年公路隧道(砼)→1850年(鋼筋砼）

第一次飛躍:鋼筋混凝土第二次飛躍:預(yù)應(yīng)力混凝土(1928年)第三次飛躍:混凝土外加劑(70年代出現(xiàn))現(xiàn)代建筑材料的三次飛躍：二.土木工程材料的發(fā)展建筑材料發(fā)展趨勢：高性能材料的研究充分利用地方性材料節(jié)約能源提高經(jīng)濟(jì)效率生命周期評價二.土木工程材料的發(fā)展.

.1.按化學(xué)成分:

金屬:有色金屬,黑色金屬

無機(jī)材料

非金屬:玻璃陶瓷,水泥砂漿砼

木材

建筑材料

有機(jī)材料

瀝青

塑料

涂料

復(fù)合材料

無機(jī)材料與無機(jī)材料復(fù)合:鋼筋砼,GRC

無機(jī)材料與有機(jī)材料復(fù)合:玻璃鋼

三.土木工程材料的分類

承重材料:砼、鋼筋砼、粘土磚

非承重材料:加氣砼砌塊

保溫和隔熱材料

防水材料

裝飾材料

2.按功能分3.按用途分

結(jié)構(gòu)材料

墻體材料

屋面材料

飾面材料等

.四.土木工程材料的標(biāo)準(zhǔn)化

1.建筑材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)依據(jù).2.建筑材料標(biāo)準(zhǔn)分:國家標(biāo)準(zhǔn)GBGBJ(GB175-92硅酸鹽水泥)GB/T(推薦)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JGJ)JCYBJTSH

國外標(biāo)準(zhǔn)ASTMBSDINJISISO五.本課程的學(xué)習(xí)目的和方法

1.目的:掌握材料的建筑性質(zhì),合理選擇材料.

2.方法（一個中心，二個基本點）

材料性質(zhì)，應(yīng)用和影響因素

材料的運(yùn)輸和貯存知識

實驗

第一章材料的基本性質(zhì)本章內(nèi)容介紹建筑材料基本性質(zhì)的分類，說明材料內(nèi)部不同層次結(jié)構(gòu)的特性和材料組成的表示方法，以及它們與材料性質(zhì)的關(guān)系．比較詳細(xì)地闡明各種基本性質(zhì)的概念，表示方法及有關(guān)的影響因素．要求熟悉表示材料性質(zhì)的許多術(shù)語，要牢固掌握，能熟練運(yùn)用，為后面學(xué)習(xí)各種材料打下基礎(chǔ)

空隙孔隙MMMV§1-1材料的物理性質(zhì)一.密度、表觀密度、堆積密度密度李氏瓶表觀密度氣干狀態(tài)(干表密度烘干狀態(tài))堆積密度另;緊密堆積密度問三個密度誰大誰小?二.材料的孔隙率與空隙率

1.孔隙率：

孔隙特征(構(gòu)造):孔隙率開口孔與閉口孔孔的大小2.空隙率如砼中砂石,空.(水泥+水)砂,空三.材料與水有關(guān)的性質(zhì)

(一)親水性憎水性

親水性:材料能被水濕潤;

憎水性:材料不能被水濕潤

親水性材料

憎水性材料

(二)吸水性吸濕性

1.吸水性-吸水率

質(zhì)量吸水率

體積吸水率

θθΘ濕潤邊角開口孔隙2.吸濕性-含水率

還濕性平衡含水率

(三)耐水性能

材料長期在水作用下不破壞,強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)

軟化系數(shù)

(0→1,粘土→鋼,玻璃)耐水材料

>0.85

選用:長期處于水中或潮濕環(huán)境中的重要結(jié)構(gòu),=0.85受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)物材料,≮0.75(四)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性或稱為透水性

表示:

抗?jié)B性系數(shù)

抗?jié)B標(biāo)號Sn:S4S6S8

單位:1/10Mpa

材料抗?jié)B性與孔隙率和孔隙特征有關(guān)

Lh1h2水頭H=h1-h2(五)抗凍性

材料在水飽和狀態(tài),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).

重量損失≯５％

強(qiáng)度降低≯25％抗凍標(biāo)號D25D500…...

凍融破壞機(jī)理?凍融破壞機(jī)理:結(jié)冰膨脹壓力

因素:孔隙率,孔隙特征,充水程度,外界條件

破壞形式?破壞形式:從表面開始產(chǎn)生剝落,逐漸向內(nèi)部發(fā)展.

抗凍性是材料耐久的一個重要指標(biāo).

四.材料的熱工性質(zhì)

(一)導(dǎo)熱性

λ<0.23W/(m.K)為絕熱材料.

如泡沫塑料λ=0.035,大理石λ=3.48,鋼λ=55

導(dǎo)熱系數(shù)aQQAt1t2導(dǎo)熱性(二)熱容量和比熱

比熱混凝土結(jié)構(gòu)耐久性分析環(huán)境層次材料層次構(gòu)件層次結(jié)構(gòu)層次混凝土碳化：碳化機(jī)理，影響因素，碳化模式，其它中性化因素氯鹽腐蝕：腐蝕機(jī)理，滲入模型，防護(hù)措施凍融破壞：凍害機(jī)理，影響因素，抗凍措施堿-集料反應(yīng)：反應(yīng)機(jī)理，影響因素，防治措施鋼筋銹蝕：銹蝕機(jī)理，影響因素，銹蝕模型，檢測與防護(hù)環(huán)境層次材料層次大氣環(huán)境：二氧化碳，水氣，汽車尾氣海洋環(huán)境：氯離子，水等土壤環(huán)境：有害離子，微生物，水等工業(yè)環(huán)境：工業(yè)廢渣廢水，水汽等混凝土結(jié)構(gòu)耐久性分析構(gòu)件層次結(jié)構(gòu)層次混凝土銹脹開裂模型粘結(jié)性能衰退模型構(gòu)件承載力的變化耐久性設(shè)計：耐久性計算和驗算，制定構(gòu)造措施耐久性評估：傳統(tǒng)經(jīng)驗法，模糊數(shù)學(xué)法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，專家系統(tǒng)法，可靠度法混凝土結(jié)構(gòu)耐久性分析序號孔隙和缺陷類型形成原因典型尺寸體積%開孔性1大孔洞，缺陷澆搗或振搗不密實1~50cm0~5開放的2氣孔自然攪拌澆注振搗時0.1~5mm1~3多數(shù)閉孔引入外加劑引入5~25μm3~10多數(shù)閉孔3微孔，毛細(xì)孔水分蒸發(fā)1~50μm10~15多數(shù)開孔4水平裂縫拌和物內(nèi)離析

0.1~1mm0.1~1多數(shù)開孔5內(nèi)泌水孔隙位于集料鋼筋下部，由于離析泌水造成0.01~0.1mm0.1~1多數(shù)開孔6微裂溫度溫度梯度1~20mm0~1開放的收縮濕度梯度1~5mm0~0.1開放的7凝膠孔水化和化學(xué)收縮300~30000μm

0.5~1.0多數(shù)閉孔混凝土的孔結(jié)構(gòu)特點混凝土堿-集料反應(yīng)1.堿-硅酸反應(yīng)活性集料：蛋白石，黑硅石，燧石，鱗石英，方石英，玻璃質(zhì)火山巖，玉髓，微晶，變質(zhì)石英產(chǎn)物：硅膠體2.堿-硅酸鹽反應(yīng)（緩慢膨脹）活性集料：粘土質(zhì)巖石，千板巖3.堿-碳酸鹽反應(yīng)活性成分：白云石質(zhì)石灰?guī)r混凝土堿-集料反應(yīng)

§1-2力學(xué)性質(zhì)

一.強(qiáng)度與強(qiáng)度等級

(一)強(qiáng)度(材料在外力作用下抵抗破壞的能力)

lL/3L/3L/3受剪影響強(qiáng)度的因素:

1.與孔隙率,組成結(jié)構(gòu)有關(guān).

2.與溫度,含水狀態(tài)有關(guān)

3.與試件的形狀尺寸

4.試件表面形狀有關(guān)

5.加荷速度

強(qiáng)度孔隙率(二)材料的等級和標(biāo)號

如燒結(jié)普通磚硅酸鹽水泥砼鋼材

(三)比強(qiáng)度

比強(qiáng)度=輕質(zhì)高強(qiáng)

玻璃鋼0.225>木材0.200>鋼0.054>砼0.017

(四)理論強(qiáng)度

(晶格缺陷微裂縫)

鋼30000Mpa(1.3%-1.6%)

玻璃14000Mpa(0.5%-1.1%)

纖維(25%-37%)

二.彈性和塑性

E=

彈性變形

塑性變形

三.脆性和韌性

脆性脆性材料

韌性沖擊韌性指標(biāo)

σε四.硬度和耐磨性

硬度:材料表面抵抗硬物壓入或刻劃的能力.

確定硬度:刻劃法(10級)

壓入法

耐磨性—磨損率N=

木地面,砼砂漿地面,水磨石地面,生產(chǎn)履帶產(chǎn)品的車間

§1-4材料的耐久性

耐久性:指建筑材料在環(huán)境多種因素作用下,能經(jīng)久不變質(zhì),不破壞,長久的保持使用性能的性質(zhì).

環(huán)境作用:

物理作用

(如橋墩,大壩,地下室)

化學(xué)作用

(如酸雨,塑料門窗的經(jīng)歷,人造大理石)

機(jī)械作用

生物作用

測定方法:

長期觀察和測定;模擬實際

§1-5材料的組成結(jié)構(gòu)構(gòu)造及對材料性質(zhì)的影響

一.材料的組成

化學(xué)成分、化學(xué)組成決定材料的化學(xué)穩(wěn)定性,大氣穩(wěn)定性,耐久性等.

二.材料的微觀結(jié)構(gòu)

1.晶體

晶體質(zhì)點呈規(guī)則排列

晶體內(nèi)質(zhì)點的相對密度和質(zhì)點間的結(jié)合力

晶粒的大小粗細(xì)

2.玻璃體(無定形體)

具有化學(xué)不穩(wěn)定性,即存在化學(xué)元素潛能.如礦渣,火山灰

3.膠體

溶膠

凝膠(觸變性)

干凝膠體

三.宏觀構(gòu)造

密實構(gòu)造

多孔構(gòu)造

纖維構(gòu)造

層狀構(gòu)造

粒狀構(gòu)造

紋理構(gòu)造

作業(yè)：1.一燒結(jié)普通粘土磚的外形尺寸為240X115X53mm,吸水飽和后重為2940g,烘干至恒重為2580g.今將該磚磨細(xì)并烘干后取50g,用李氏瓶測得其體積為18.58.試求該磚的密度、表觀密度、孔隙率、重量吸水率、開口孔隙率及閉口孔隙率.2.某石灰?guī)r的密度為2.62,孔隙率為1.20%,今將該石灰?guī)r破碎成碎石,碎石的堆積密度為1580,求此碎石的表觀密度和空隙率.3．甲、乙二同組成墻體材料，密度均為2.7g/cm3，甲干燥表現(xiàn)密度1400kg/m3，質(zhì)量吸水率17%。乙吸水飽和后表觀密度1850kg/m3，體積吸水率45%。求①甲的孔隙率和體積吸水率；②乙絕干體積密度和孔隙率；③評價甲、乙二種材料抗凍性，指出哪種不宜做外墻板。第二章無機(jī)氣硬性凝材料問題:1.骨折上夾板,是用石膏還是石灰?2.在工地想煮雞蛋,怎么辦?3.能用石灰做雕塑嗎?有機(jī)膠凝材料膠凝材料氣硬性膠凝材料無機(jī)膠凝材料水硬性膠凝材料

§2-1建筑石膏一.建筑石膏的原料與生產(chǎn)生石膏(天然二水石膏)(),化工石膏(磷石膏,氟石膏,硼石膏等)生產(chǎn):

(高強(qiáng)石膏,用于注模和雕塑)溫度升高,可生成不溶性石膏,可溶性石膏,高溫煅燒石膏二.建筑石膏的水化與硬化水化反應(yīng):凝結(jié)硬化:過飽和溶液初凝與終凝三.建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)按抗折,抗壓強(qiáng)度和細(xì)度分為:優(yōu)等品一等品合格品四.建筑石膏的特性1.凝結(jié)硬化快:初凝≮6min,終凝≯30min.可摻緩凝劑.2.硬化后孔隙大,強(qiáng)度較低.強(qiáng)度低的原因?強(qiáng)度低的原因:理論需水量18.6%,實際需水量50-70%強(qiáng)度測試方法:標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量,三聯(lián)試模,養(yǎng)護(hù),齡期3.建筑石膏硬化體隔熱性和吸音性能良好,但耐水性較差.入=0.121-0.205W/(m.k),軟化系數(shù)0.3--0.45,長期浸水甚至潰散破壞.在建筑石膏中加入適量水泥,粉煤灰,磨細(xì)的?；V渣,有機(jī)防水劑,可提高耐水性.4.防火性能良好.5.硬化時體積略有膨脹.6.裝飾性好.7.可加工性好.五.建筑石膏的應(yīng)用1.粉刷石膏2.建筑石膏制品(1)紙面石膏板主要原料:纖維,外加劑和適量輕質(zhì)填料工藝:澆注,凝結(jié)硬化,切斷,烘干分類:普通紙面石膏板--室內(nèi)吊頂和內(nèi)隔墻.用于廚房,衛(wèi)生間及相對濕度>70%環(huán)境中應(yīng)用要采取防潮措施.耐水紙面石膏板--廚房,衛(wèi)生間等潮濕環(huán)境防火紙面石膏板特點:原材料來源廣,加工設(shè)備簡單,生產(chǎn)能耗低,周期短.是重點發(fā)展新型材料之一.(2)石膏空心板多用于分戶墻(3)纖維石膏板(4)石膏徹塊比磚輕,與石膏板相比不需龍骨有實心,空心,夾心砌塊(填泡沫)(5)裝飾石膏制品裝飾石膏板,嵌裝式裝飾石膏板,藝術(shù)裝飾石膏§2-2建筑石灰一.石灰的生產(chǎn),化學(xué)成分與品種欠燒石灰過火石灰:危害消除:陳伏2--3周.測定:鈣質(zhì)石灰鎂質(zhì)石灰產(chǎn)漿量未消化殘渣量二.水化與硬化水化:1.放熱量大11160KJ/mol2.體積膨脹區(qū)分:石灰石,生石灰,熟石灰,消石灰硬化:1.結(jié)晶作用2.碳化作用三.建筑石灰的持性1.可塑性好(保水性好,而水泥泌水大)2.硬化緩慢.3.硬化后強(qiáng)度低.4.硬化時體積收縮大.5.耐水性差.四.建筑石灰的應(yīng)用1.室內(nèi)粉刷消化消石灰粉20cm/層消石灰漿2.拌制砂漿3.配制三合土和灰土三合土---石灰:粘土:砂=1:2:3灰土---石灰:粘土=1:2--1:44.加固地基5.生產(chǎn)硅酸鹽制品6.磨細(xì)石灰粉具有很高細(xì)度,熟化與硬化過程合二為一.過燒石灰欠燒石灰被磨細(xì).7.制造靜態(tài)破碎劑,膨脹劑.耐水性好,墊層§2-3水玻璃水玻璃(泡化堿)一.生產(chǎn)濕法干法水玻璃模數(shù)(分子數(shù)比)n1.5--3.5溶解性:n=1及n增加(熱水,加蒸汽)粘結(jié)力,n,SiO2

n2.6--2.8,二.硬化促硬劑(氟硅酸鈉)三.水玻璃的特性與應(yīng)用良好的粘結(jié)能力.硅酸凝膠堵塞毛細(xì)孔防止水滲透.不燃燒.高溫強(qiáng)度不降低.高度的耐酸能力.1.作灌漿材料:水玻璃,CaCl2(溶液)交替入水.2.涂刷建筑材料表面,提高密實性和抗風(fēng)化能力.3.配制快凝防水劑.4.耐酸砼耐酸砂漿.5.耐熱砂漿和砼.6.配制堿礦渣水泥.第三章水泥水泥的生產(chǎn)和原材料水泥的礦物組成及作用水泥的水化產(chǎn)物通用水泥的特性和應(yīng)用其它水泥的特性和應(yīng)用

水硬性膠凝材料按化學(xué)成分:硅酸鹽水泥,鋁酸鹽水泥,硫鋁酸鹽水泥鐵鋁酸鹽水泥(三系)按用途分:硅酸鹽水泥通用水泥專用水泥特性水泥

§3-1硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥一.硅酸鹽水泥的生產(chǎn)石灰石粘土生料熟料水泥鐵礦石石膏磨細(xì)煅燒1450°C磨細(xì)調(diào)節(jié)凝結(jié)時間生產(chǎn)工藝:二磨一燒回轉(zhuǎn)窯加熱窯灰生料溫度二.定義硅酸鹽水泥:熟料+石膏+(0%--5%)石灰石或高爐礦渣I型,P.III型,P.II6%-15%混合材活性非活性(不超過10%)窯灰(不超過5%)普通水泥三.硅酸鹽水泥的礦物組成主要礦物硅酸三鈣3CaO·SiO2C3S36%--60%硅酸二鈣2CaO·SiO2C2S15%--17%鋁酸三鈣3CaO·Al2O3C3A5%--15%鐵鋁酸四鈣4CaO·Al3O2·Fe2O3C4AF10%--18%次要礦物游離氧化鈣f-CaO游離氧化鎂f-MgO含堿礦物及玻璃體K2O,Na2O四。硅酸鹽水泥的水化與凝結(jié)硬化（一）水化C3SC2SC3AC4AF+H2O放熱C3S2H3+Ca（OH）2（3CaO·2SiO·3H2O）C3S2H3+Ca（OH）2C3AH6CFH+C3AH63CaO

·Al2O3

·3CaSO4·31H2O（高硫型水化硫鋁酸鈣（鈣礬石））（1.5倍體積膨脹,針狀晶體,水泥桿菌)石膏消耗完+CaSO43CaO

·Al2O3

·CaSO4·12H2O低硫型水化硫鋁酸鈣反應(yīng)能力(水化速率)：

C3A>C4AF>C3S>C2S放熱反應(yīng):水化熱--3天內(nèi)(大部分)(初期)

水化熱大小,放熱速率

C3A>C3S>C4AF>C2S

(二)凝結(jié)硬化過程最后產(chǎn)物:水泥石(凝膠體,晶體),未水化顆粒內(nèi)核,毛細(xì)孔(100-1000A)初期中期后期(三)影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素1.熟料礦物組成的影響強(qiáng)度齡期(d)C2SC3AC4AFC3S(三)影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素2.水泥細(xì)度的影響(7--200um)3.拌合加水量的影響

化學(xué)結(jié)合水約23%,水灰比water/cement強(qiáng)度w/c4.養(yǎng)護(hù)溫度和濕度的影響標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件202oC,>90%T1T2T1>T2強(qiáng)度齡期5.養(yǎng)護(hù)齡期的影響3--14d強(qiáng)度增長較快,28d后增長較慢6.調(diào)凝外加劑的影響

C3SS3A促凝劑緩凝劑7.水泥受潮與久存

緩慢水化與碳化.表面.結(jié)快,輕微結(jié)快(壓碎或重磨)硅酸鹽水泥與普通水泥的技術(shù)性質(zhì)(一)細(xì)度篩分法:80um方孔篩,篩余不大于10.0%比表面積:>300m/kg不合格品水50g100-105℃恒溫,3g篩余3/50=6.0%阻力阻力越大越細(xì)(二)凝結(jié)時間

硅酸鹽水泥

普通水泥

初凝:≮45min≮45min廢品終凝:≯6.5hr≯10hr不合格品標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量28±2mm(24%--30%)2-3mm初凝進(jìn)入0.5-1mm終凝(標(biāo)養(yǎng)箱)(三)體積安定性(廢品處理)體積安定性:f-CaO沸煮法f-MgO壓蒸法(MgO≯5.0%)石膏過量長期浸水檢查(SO3≯3.5%)試餅法(3h,無裂紋,無彎曲雷氏夾法檢驗(C-A≯5mm合格,否則不合格A張開后C(四)強(qiáng)度及強(qiáng)度等級水泥:標(biāo)準(zhǔn)砂1:3,w/c0.5,測強(qiáng)度強(qiáng)度等級硅42.5,52.5,62.5(六個,R)普32.5,42.5,52.5(六個,R)普通型,早強(qiáng)型(R型)二條3d,28d10040X40X100PC壓板長40mm40x40PfFc=Pc/A=Pc/(40X40)(舍最大,最小)例:某硅酸鹽水泥3d抗壓,抗折標(biāo)號達(dá)到525.現(xiàn)測28d破壞荷載如下(KN)

抗折2.91,3.08,3.64

抗壓131.0,132.0,139.0,138.0,132.5,136.0

解:1>抗折求荷載(2.91+3.08+3.64)/3=3.21KN(3.64-3.21)/3.21=13.4%(舍3.64)取平均值Pf=(2.91+3.08)/2=3.00KN

抗折強(qiáng)度ff=2.34x3.00=7.02Mpa

2>抗壓平均值PC=(132.5+138.0+132.5+136.0)/4=134.8KNfc=0.4x134.8=53.9MPa(五)含堿量Na2O+0.658K2O≯0.6%(或供需雙方確定)(六)密度與堆積密度密度3.1--3.2,堆積密度900-1300(緊密1400-1700)作業(yè):補(bǔ)1:用簡便方法區(qū)分白水泥,建筑石膏粉和磨細(xì)生石灰粉.六.水泥石的腐蝕與防止(一)水泥石的幾種主要侵蝕作用1.軟水侵蝕(溶出性侵蝕)(溶析)水流入水流出氫氧化鈣濃度2.鹽類侵蝕(1)硫酸鹽侵蝕水中的鉀鈉氨的硫酸鹽與水泥石中的Ca(OH)2起置換作用生成硫酸鈣鈣礬石(水泥桿菌)結(jié)晶二水石膏(膨脹)(2)鎂鹽侵蝕MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO4

·2H2O+Mg(OH)2MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2硫酸鎂鹽與硫酸鹽雙重侵蝕作用.無膠凝能力3.酸類侵蝕Ca(OH)2+CO2+H2O=CCO+2H2OCaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2溶出,Ca(OH)2濃度降低,加速2HCl+Ca(OH)2=CaCl+H2O(溶于水)H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4·

2H2O(硫酸鹽腐蝕)

4.強(qiáng)堿的腐蝕6NaOH+3CaO

·

Al2O3=3Na2O

·

Al2O3+3Ca(OH)22NaOH+CO2+H2O=Na2CO3+2H2O

(結(jié)晶沉淀,膨脹)碳酸侵蝕鋁酸鈉,易溶(二)水泥石腐蝕的原因內(nèi)因:1.水泥石中存在易被腐蝕的組分Ca(OH)2和水化鋁酸鈣2.水泥石本身不密實(有毛細(xì)孔,易進(jìn)入)(三)防止措施1.合理選用水泥品種2.提高水泥的密實度3.表面加保護(hù)層七.硅酸鹽水泥和普通水泥的特性與應(yīng)用(一)特性1.凝結(jié)硬化快,強(qiáng)度高,尤其早期強(qiáng)度高.2.抗凍性好.3.水化熱大.4.不耐腐蝕.5.不耐高溫.(二)應(yīng)用1.適用重要結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)砼及預(yù)應(yīng)力砼工程2.適用于早強(qiáng)要求高的工程及冬季施工3.適用于嚴(yán)寒地區(qū)遭受反復(fù)凍融及干濕交替的部位4.不能用于海水和有侵蝕介質(zhì)存在的工程5.不能用于大體積砼6.不能用于高溫環(huán)境的工程§3-2摻大量混合材料的硅酸鹽水泥活性混合材:具有火山灰性或潛在水硬性磨細(xì)的礦物與水拌和后，單獨(dú)不具水硬性，但能被激發(fā)或與激發(fā)劑反應(yīng)，產(chǎn)生具有水硬性的物質(zhì)．1.?；郀t礦渣(水淬高爐礦渣)2.火山灰質(zhì)混合材天然的:火山灰、凝灰?guī)r、浮石、沸石、硅澡土等人工的:煤矸石(渣)、燒頁巖、燒粘土、煤渣、硅質(zhì)渣等(SO3≯3%,火山灰活性試驗必須合格.28d強(qiáng)度比≮62%,燒失量≯10%3.粉煤灰I級、II級燒失量、含水率、三氧化硫、28d抗壓強(qiáng)度比活性SiO2、Al2O3+激發(fā)劑石灰石膏水泥非活性混合材作用調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度增加水泥產(chǎn)量降低水化熱石英砂，石灰粉，磨細(xì)的塊狀高爐礦渣，高硅質(zhì)石灰礦渣(硅酸鹽)水泥(P?S)(Slag)礦渣20%-70%1.早期強(qiáng)度低,后期強(qiáng)度增進(jìn)率大2.水化熱低3.硬化時對濕熱敏感性強(qiáng)4.具有較強(qiáng)的抗溶出性侵蝕及抗硫酸鹽侵蝕的能力5.抗碳化能力差6.耐熱性較強(qiáng)7.保水性較差,泌水性較大8.干縮性較大9.抗凍性及耐磨性較差火山灰(硅酸鹽)水泥(P?P)

粉煤灰(硅酸鹽)水泥(P?F)火山灰20%--50%粉煤20%--40%1.同上8,9--見上8,抗裂性好,和易性好2.見上7,抗?jié)B性好P

?IP

?S二種或二種以上的混合材復(fù)合(硅酸鹽)水泥16%--50%§3-3特性水泥一.白水泥與彩色水泥白水泥:Fe2O33%--4%0.35%--0.4%

暗灰色白色

MnCr等氧化物也影響顏色1.原料2.燃料3.球磨4.漂白處理白水泥標(biāo)準(zhǔn)--標(biāo)號白度:彩色水泥二.快硬(硅酸鹽)水泥C3SS3A含量增大(≮60%--65%),石膏8%,提高細(xì)度4503d強(qiáng)度用途:早強(qiáng)砼緊急搶修工程,低溫施工工程

三.高鋁水泥(礬土水泥)鋁酸鈣Al2O3超過50%礦物:CACA2C2ASC12A7C2S水化產(chǎn)物:CAH10C2AH8Al2O3?

3HO3d強(qiáng)度特性:1.快硬早強(qiáng)(緊急軍事工程,搶修工程),臨時工程.2.水化熱大,且放熱量集中(15℃,

≯25℃施工,不能進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)).3.強(qiáng)的抗硫酸鹽性能4.耐熱性好(1300--1400℃),配制耐熱砼,爐襯.5.長期強(qiáng)度要降低(40%--50%),不能用于長期承重結(jié)構(gòu)及高溫高濕環(huán)境.四.膨脹水泥與自應(yīng)力水泥1.概念自應(yīng)力自應(yīng)力值自應(yīng)力值≥2.0MPa自應(yīng)力水泥<2.0MPa膨脹水泥

2.自應(yīng)力來源硅酸鹽膨脹水泥鋁酸鹽膨脹水泥硫鋁酸鹽膨脹水泥鐵鋁酸鹽(鈣)膨脹水泥五.道路水泥礦物成分:以硅酸鈣為主,較多量的鐵鋁酸四鈣(不得小于16.0%)強(qiáng)度:425,525,625三個標(biāo)號特性:強(qiáng)度高,特別是抗折強(qiáng)度高,耐磨性好,干縮小,抗沖擊性好,抗凍性好,抗硫酸鹽性好應(yīng)用:道路路面,機(jī)場跑道,城市廣場

水泥品種選擇

現(xiàn)澆砼樓板,梁,柱

蒸汽養(yǎng)護(hù)砼構(gòu)件

緊急搶修工程或軍事工程

大體積砼,大型設(shè)備基礎(chǔ)

有硫酸鹽腐蝕的地下工程

高爐基礎(chǔ)

爐襯

碼頭工程

結(jié)構(gòu)修補(bǔ)

玻璃纖維增強(qiáng)水泥(GRC)

可選取水泥1.普通水泥2.硅酸鹽水泥3.礦渣水泥4.粉煤灰水泥5.火山灰水泥6.高鋁水泥7.膨脹水泥8.快硬硅酸鹽水泥9.中低熱硅酸鹽水泥(大壩水泥)10.快硬硫鋁酸鹽水泥第四章混凝土(砼)

§4-1概述

一.混凝土

定義:

二.分類1.按表觀密度分重砼>2600

普通砼2600—1950

輕砼<19502.按用途分:

3.按所用膠凝材料分:

4.按生產(chǎn)和施工方法分:

5.其它

貧砼C<=170低強(qiáng)砼<30MPa

富砼C>=170高強(qiáng)砼>=60MPa

超高強(qiáng)砼>=100MPa

武漢2001年商品砼情況設(shè)計能力:607萬方/年實際產(chǎn)量:142萬方/年年增長率:24.02%企業(yè)總個數(shù):29家攪拌機(jī):75臺運(yùn)輸車:298臺砼泵:96臺三.特點§4-2普通混凝土的組成材料一.水泥1.選擇水泥品種2.選擇水泥標(biāo)號1.5—2倍高強(qiáng)砼0.9—1.5倍二.細(xì)骨料1.種類:天然砂,河砂,湖砂,海砂,山砂,人工砂2.質(zhì)量要求

1)泥(0.08mm)和粘土塊(0.63mm)含量

2)有害物質(zhì)含量

樹根,樹葉,樹枝,塑料,煤塊,煤渣;云母,硫化物與硫酸鹽,氯鹽,有機(jī)物

3)堿活性骨料

活性SiO24)砂的粗細(xì)程度和顆粒級配

(細(xì)度模數(shù))(砂篩分析法)

粗砂3.7—3.1,中砂3.0—2.3,

細(xì)砂2.2—1.6,特細(xì)砂1.5—0.7

級配區(qū):Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ.

人工級配

例.篩分析試驗法

孔徑分計篩余

mmg%

5.0 0 a1=0 A1=0

2.5 75 a2=15 A2=a1+a2=15

1.25 75 a3=15 A3=a1+a2+a3=30

0.63 100 a4=20 A4=a1+a2=a3+a4=50

0.315 100a5=20 A5=a1+a2+a3+a4+a5=70

0.16 125 a6=25 A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6=95

<0.16 25 a7=5

∑100

累計篩余%中砂級配曲線Ⅱ區(qū)合格三.粗骨料

1.種類碎石

卵石

2.質(zhì)量要求

1)泥和粘土塊含量

2)有害物質(zhì)含量

3)堿活性骨料(活性SiO2、活性碳酸鹽)

4)強(qiáng)度

立方體抗壓強(qiáng)度(C>=60Mpa),50x50x50mm飽水抗壓

壓碎指標(biāo)

5)堅固性

6)顆粒狀

針狀:長>2.4倍平均料徑

片狀:厚<0.4倍平均料徑

200KN3-5分鐘10-20mmG2.5mm篩過篩7)最大粒徑dmax

8)顆粒級配

連續(xù)級配間斷級配單粒級

四.水

飲用水、地表水、地下水、海水、生活污水、工業(yè)廢水

水泥堿性,水PH>4五.骨料的含水狀態(tài)1.飽和面干狀態(tài)和飽和面干吸水率2.砂子的容脹體積膨脹30%含水率1020含水率5-8%,體積膨脹20-30%

§4-3砼外加劑

一.砼外加劑定義與分類

1.砼外加劑:

2.分類

按主要指標(biāo)分

1)改善砼拌合物流變性能的外加劑

2)調(diào)節(jié)砼凝結(jié)時間和硬化功能的外加劑

3)改善砼耐久的外加

4)改善砼其它性能的外加劑

按化學(xué)成分分:無機(jī)外加劑、有機(jī)外加劑、復(fù)合外加劑

二.常用外加劑

(一)減水劑

1.定義:

2.減水劑作用機(jī)理

表面活性劑:

表面活性劑類型:

陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子表面活性劑

機(jī)理:吸附-分散作用、潤滑-濕潤作用

空氣憎水基親水基分散濕潤起泡乳化洗滌潤滑水3.常用品種

1)木質(zhì)素系減水劑

木質(zhì)素磺酸鹽(木鈣),M劑.摻量0.2%--0.3%,減水10%.緩凝1—3h,引氣1%--2%.

用途:

一般砼工程,尤其夏季砼施工、大體積砼、泵送砼.

注意摻量控制.不宜蒸汽養(yǎng)護(hù).

2)萘磺酸鹽系減水劑(萘系減水劑)

FDN、UNF等.0.5%-1.0%,減水10%-25%(高郊減水劑).緩凝性小,非引氣型.

坍落度損失大.與緩凝劑復(fù)合使用.

高強(qiáng)、早強(qiáng)、流態(tài)砼和蒸汽養(yǎng)護(hù)砼等.

3)密胺樹脂類減水劑(密胺樹脂減水劑)

SM,0.5%-2.0%,減水20%-27%.高強(qiáng)早強(qiáng)

4)糖密類減水劑

緩凝型減水劑

5)復(fù)合減水劑

4.減水劑摻加方法

同摻法

后摻法

(二)早強(qiáng)劑

定義:

原理

1.促進(jìn)C3A、C3S水化

2.早強(qiáng)劑與水給產(chǎn)物產(chǎn)生新的物質(zhì),形成骨架

3.生產(chǎn)CaSO4,形成鈣礬石

1.氯鹽類早強(qiáng)劑

CaCl、NaCl、KCl.

早強(qiáng)(3d、7d)、防凍.

促使鋼筋銹蝕(1)限制含量(2)阻銹劑

2.硫酸鹽類早強(qiáng)劑

Na2SO4(芒硝、元明粉)

3.有機(jī)胺類早強(qiáng)劑

三乙醇胺早強(qiáng)劑.緩凝早強(qiáng)(控制摻量)

4.復(fù)合早強(qiáng)劑

(三)引氣劑

引氣劑:

作用:

1.改善砼拌合物和易性(泌水嚴(yán)重砼、貧砼、輕砼)

2.提高砼的抗?jié)B性和抗凍性(抗凍砼、抗?jié)B砼、抗硫酸鹽侵蝕砼)

3.砼強(qiáng)度有所降低

以溶液摻加

(四)速凝劑

民族文化宮加固改造外墻雙面加固,外側(cè)加固厚40mm,內(nèi)側(cè)加固厚70mm.內(nèi)墻雙面加固,加固厚均為70mm.由于加固厚度薄,支模澆筑砼難保證質(zhì)量,決定采用噴射砼加固墻體.(五)防凍劑

組成:防凍組分、早強(qiáng)組分、減水組分、引氣組分

(六)膨脹劑

應(yīng)用:補(bǔ)償收縮砼、填充用膨脹砼、自應(yīng)力砼

§4-4砼摻合料

摻合料

作用:

一.粉煤灰

高鈣灰(CaO>15%)、低鈣灰;濕排灰、干排灰;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級

粉煤灰效應(yīng):活性效應(yīng)、形態(tài)效應(yīng)、微骨料效應(yīng)

應(yīng)用:

1.Ⅰ級粉煤灰適用于鋼筋砼和跨度小于6m的預(yù)應(yīng)力鋼筋砼;

2.Ⅱ級粉煤灰適用于鋼筋砼和無鋼筋砼;

3.Ⅲ級粉煤灰適用于無筋砼,強(qiáng)度大于等于C30的無筋砼宜采用Ⅰ或Ⅱ級;

4.

二.硅灰(凝聚硅灰、硅粉)

SiO2>80%,非結(jié)晶無定型SiO2,平均粒徑0.1-0.2μm,比表積20000-25000,ρ=2.2,ρ0=250-350

三.磨細(xì)礦渣粉

四.沸石

五.磨細(xì)自燃煤矸石

§4-5砼拌合物的和易性砼拌合物新拌砼一.和易性流動性粘聚性保水性二.和易性的指標(biāo)坍落度h目測坍落度試驗h維勃稠度試驗三.影響和易性的因素1.水泥數(shù)量與稠度的影響水灰比W/C2.砂率W/C比-----水泥稠度C不變,W的影響保持W/C不變,改變WC(50-100),W------恒定用水量法則(SG砂石的重量)坍落度SP合理砂率最佳砂率WC一定水泥用量合理砂率SP坍落度一定(SP每組相差2-3%,五組測坍落度影響砂率的因素:粗骨料種類,最大粒徑W/C(,SP)水泥品種存放時間和溫度3.新拌砼存放時間和溫度的影響坍落度損失:隨時間延長,新拌砼坍落度逐漸減少.溫度升高,砼中水分蒸發(fā)加快,水泥水化反應(yīng)速度加快,坍落度損失加快.四.和易性的選擇低塑性砼,塑性砼,流動性砼,大流動性砼1.結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸大小2.配筋疏密3.施工搗實方法原則上,不妨礙施工操作和保證振搗密實前提下,盡可能采用較小坍落度,節(jié)約水泥.五.改善和易性的措施1.通過試驗,采用最佳砂率,以提高砼的質(zhì)量和節(jié)約水泥.2.改善砂石級配3.在可能的條件下盡可能采用較粗的砂石.4.有條件時盡可能采用砼外加劑--減水劑,引氣劑.§4-6砼的強(qiáng)度一.砼受壓破壞過程10070-9030ⅠⅡⅢⅣ變形強(qiáng)度界面微裂縫原因--化學(xué)減縮和泌水破壞過程:Ⅰ階段:“比例極限”(30%極限荷載)Ⅱ階段:Ⅲ階段:“臨界荷載”Ⅳ階段:二.砼立方體抗壓強(qiáng)度及強(qiáng)度等級1.立方體抗壓強(qiáng)度(fcu):標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)(標(biāo)養(yǎng))(20℃±3℃,>90%)28d試件150X150X150mm若100X100X100mm0.95(尺寸換算系數(shù)若200X200X200mm1.052.砼強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值:95%的保證率3.強(qiáng)度等級:C7.5--C60(Mpa)12個強(qiáng)度等級砼強(qiáng)度等級的實用意義1.結(jié)構(gòu)設(shè)計時,強(qiáng)度計算取值的依據(jù).C.5--C15:墊層,基礎(chǔ),地坪及受力不大結(jié)構(gòu)C15--C25:梁,柱,板,樓梯和屋架C25--C30大跨度結(jié)構(gòu),耐久性要求高結(jié)構(gòu),預(yù)制構(gòu)件C30以上:預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),吊車梁及特種結(jié)構(gòu).2.砼施工中,控制工程質(zhì)量和工程驗收的重要依據(jù).三.砼軸心抗壓強(qiáng)度fc150x150x300mm標(biāo)準(zhǔn)試件(非-長:寬約2-3)四.砼抗拉強(qiáng)度150x150x150mm(砼劈拉強(qiáng)度)+拉-壓劈拉法五.影響砼強(qiáng)度的因素1.水泥強(qiáng)度等級和水灰比的影響強(qiáng)度f28W/C機(jī)械搗實手工搗實f28C/W砼強(qiáng)度經(jīng)驗公式(鮑羅米公式):為水泥實際強(qiáng)度水泥強(qiáng)度值的富余系數(shù)碎石卵石用途:已知fcu和水泥等級,求W/C已知水泥等級和W/C,求28天強(qiáng)度

2.骨料的影響碎石>卵石(較小,W/C<0.4,38%;W/C>0.65后影響不顯著)3.養(yǎng)護(hù)溫度和濕度決定水泥水化作用速度快慢水泥正常水化的必要條件4.齡期與砼強(qiáng)度的關(guān)系應(yīng)用:1>可由所測砼的早期強(qiáng)度,估算28d的強(qiáng)度.2>由28d的強(qiáng)度推算28d前砼達(dá)到某強(qiáng)度需要養(yǎng)護(hù)的天數(shù).(控制生產(chǎn)施工進(jìn)度)5.施工方法的影響機(jī)械攪拌>人工攪拌;強(qiáng)制式>自落式;分次投料攪拌(造殼砼)n總結(jié):一.恒定用水量法則.例h,W175;h60,W185

W

鮑羅米公式(砼強(qiáng)度經(jīng)驗公式)例:和易性如坍落度過小:坍落度過大:粘聚性,保水性不好:W/C如坍落度過小:在W/C不變,分次摻入5%或10%水泥漿(強(qiáng)度不變,坍落度改變坍落度過大:砂率(SP)不變,酬情增加石和砂粘聚性,保水性不好:改變砂率，或增加水泥漿量例:強(qiáng)度(W不變)W/C-0.05W/CW/C+0.05SP-1%SPSP+1%二.減水劑效果M劑(木鈣)摻量0.2--0.3%1.減水率約10%:W/C降低,強(qiáng)度提高10%2.不減水,坍落度增大80--100mm3.(W和C都降低,W/C保持不變,強(qiáng)度和坍落度不變)節(jié)約水泥5--10%萘系(FDN)0.5--1.0%1.減水率10--25%,強(qiáng)度增加2.不減水,坍落度提高3.節(jié)約水泥10--20%三.養(yǎng)護(hù)方法自然養(yǎng)護(hù)蒸汽養(yǎng)護(hù):100℃常壓.16h,強(qiáng)度達(dá)70-80%.普通水泥和硅酸鹽水泥<80℃蒸壓養(yǎng)護(hù):8atm(大氣壓),175℃.(壓蒸釜)§4-7砼的變形性能一.化學(xué)減縮40天趨穩(wěn)定,收縮量很小(<1%)柱梁化學(xué)減縮沉降二.干濕變形砼中的水:自由水毛細(xì)水吸附水失水干縮(變形)試驗條件下測得干縮率(3-5)比實際構(gòu)件大.影響砼干縮變形的因素1.水泥用量細(xì)度品種2.水灰比3.骨料質(zhì)量的影響4.砼施工質(zhì)量的影響三.溫度變形線膨脹系數(shù)℃(0.01mm/m℃)大體積砼(最小邊長>1m)------溫度裂縫中低熱水泥緩凝劑人工降溫(冰或冷卻水)拋大石設(shè)伸縮縫,分倉縫基礎(chǔ)受限貫穿裂縫自由表面裂縫四.在荷載作用下的變形(一)短期荷載作用朔彈總荷載變形03fafa(0.3-0.5fa)

朔

彈割線彈性模量(3--5次)彈性模量測定:150X150X300mm.應(yīng)力荷載值0.4fa.3次反復(fù)加荷和卸后測比.結(jié)構(gòu)上有:影響砼彈性模量的因素:1.水泥漿量少,骨料多,彈性模量較大.如干硬性的彈性模量大于塑性砼.2.骨料彈性模量大,則砼的彈性模量也大.3.早期養(yǎng)護(hù)溫度較低的砼彈性模量較大.故相同情況下,蒸汽養(yǎng)護(hù)砼的小于標(biāo)養(yǎng)的.4.引氣劑砼的彈性模量低于普通砼的20%--30%.5.濕試件的彈性模量比干試件的大.(二)長期荷載作用變形時間徐變應(yīng)變瞬時應(yīng)變徐變恢復(fù)殘余恢復(fù)瞬時恢復(fù)2-3倍2-3年才穩(wěn)定徐變：影響徐變的因素：1.毛細(xì)孔(齡期長,結(jié)構(gòu)密實,強(qiáng)度高,W/C小,則徐變小.較早時間加荷,徐變大.)2.骨料量,彈模,級配,dmax徐變作用:有利----消除應(yīng)力集中;大體積砼不利-----預(yù)應(yīng)力損失4-8砼的耐久性一.耐久性的含義二.幾種耐久性問題1.砼的抗?jié)B性滲水原因:毛細(xì)管道(蒸發(fā),泌水),水隙,澆搗不密實,裂縫(干縮,溫度變形),造成滲水通道.危害:抗?jié)B標(biāo)號:S4-------S12(0.4------1.2MPa水壓)措施:提高密實度引氣劑,引氣減水劑2.砼的抗凍性凍融破壞影響抗凍性能因素:孔隙數(shù)量,孔隙特征(開口孔,封閉孔;大孔,毛細(xì)孔,凝膠孔),孔隙內(nèi)充水程度;降溫速度,凍融循環(huán)次數(shù)密實度(W/C≯0.60);引氣劑,引氣減水劑抗凍標(biāo)號:D10D15D25D50D100D150D200D250D300 九個等級慢凍法:標(biāo)養(yǎng)老28d,立方體試件,水飽和后,+20℃-15℃,反復(fù)凍融,抗壓強(qiáng)度降低≯25%,重量損失≯5%,最大凍融循環(huán)次數(shù).快凍法:100X100X400mm試件相當(dāng)動彈性模量≮60%,重量損失≮5%.

3.砼的抗侵蝕性4.砼的碳化(中性化)5.砼的堿--骨料反應(yīng)具備條件:水泥中堿含量Na2O+0.658K2O≯0.6%(我國水泥常0.7%)

骨料中含活性二氧化硅成分有水存在鋼筋三.提高砼耐久性的措施提高砼密實度;原材料品質(zhì)及施工1.選用適當(dāng)品種的水泥2.嚴(yán)格控制水灰比并保證有足夠的水泥用量3.選用品質(zhì)良好,級配合格的骨料4.摻減水劑,引氣劑等5.保證砼的施工質(zhì)量7-9砼質(zhì)量控制與評定一.砼生產(chǎn)質(zhì)量控制的必要性1.原材料的影響2.施工操作的影響3.試驗條件的影響二.砼強(qiáng)度波動的規(guī)律--正態(tài)分布頻數(shù)強(qiáng)度施工質(zhì)量好σ

σ三.數(shù)理統(tǒng)計方法(一)砼強(qiáng)度質(zhì)量的評定1.平均強(qiáng)度2.強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差(均方差)3.變異系數(shù)4.強(qiáng)度保證率t11.6452.5p(%)84.195.099.4工程中:N25組,優(yōu)良一般差(砼生產(chǎn)管理水平)不低于要求等級的組數(shù)σσfcu,ktσfcu,o四.砼配制強(qiáng)度

fcu,o=fcu,k+1.645σ

σ由統(tǒng)計資料查<<施工驗收規(guī)范>>,例C20--C35,σ=5.0配制強(qiáng)度設(shè)計強(qiáng)度4-10砼配合比設(shè)計一.基本要求(四項基本原則)1.滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的強(qiáng)度等級要求2.滿足砼施工所要求的和易性

W(W,W/CC)3.滿足工程所處環(huán)境對砼耐久性的要求4.符合經(jīng)濟(jì)原則,即節(jié)約水泥以降低砼成本二.原理1.體積法不使用引氣劑(或引氣型外加劑)時,2.重量法砼的重量(砼拌合物的濕表觀密度)2400--2500Kg三.步驟1.計算初步配合比2.確定基準(zhǔn)配合比3.確定試驗室配合比4.換算施工配合比砼配合比設(shè)計三個參數(shù):WW/C砂率SP例:某框架結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆梁,截面300X450mm(鋼筋最小凈間距50mm),砼C30,試進(jìn)行配合比設(shè)計.解:1.確定原材料水泥:P.S525#,砂:中砂,級配合格,石:(5--31.5)5--30mm碎石,級配合格,(最小尺寸(截面)75mm

鋼筋最小凈間距37.5mm)2.求砼初步配合比(計算配合比)(1)確定砼配制強(qiáng)度fcu,ofcu,o=fcu,k+1.645σ=30+1.645x5=38.23MPa(2)求水灰比W/C選W/C=0.52(3)確定用水量(WO)坍落度30--50mmWO=185Kg(4)計算水泥用量(CO)(5)確定砂率(SP)SP=35%(6)計算砂石用量體積法：得：重量法：（取新拌砼表觀密度）得：=185+356+644+1196=2381Kg（7）配合比砼表觀密度校正差值不校核若該例初步配合比：砼：C356kg，W185kg，S644kg，G1196kg

以重量比表示：3.摻FDN減水劑(0.5%)

減水8%,減水泥5%(即和易性有所改善,又節(jié)約水泥)(1)C=356X(1-5%)=338kg(2)W=185X(1-8%)=170kg,w/c=0.5(w/c由0.520.50,SP若不變,粘聚性較大,故SP降低)S=645kgG=1252kg(3)求S和G(4)減水劑FDN:J=338X0.5%=1.69kg4.試驗室配合比(1)基準(zhǔn)配合比-----檢驗和易性1>試拌試祥15L(或12L)砼拌合物,各材料用量C=356X0.015=5.34kgW=185X0.015=2.78kgS=644X0.015=9.66kgG=1196X0.015=17.94kg2>調(diào)整和易性要求坍落30--50mm,實測20mm.增加W/C=0.52的水泥漿0.41kg,再攪拌后測坍落度為30mm,滿足要求.目測粘聚性和保水性合格.[W/（W+C）=0.52/(0.52+1)=0.34]各材料實際用量:水泥5.34+0.41X66%=5.61kg水2.78+0.41X34%=2.92kg砂9.66kg石17.94kg3>各材料體積水泥水砂石拌和物總體積=1.87+2.92+3.65+6.64=15.08L4>基準(zhǔn)配合比材料用量:水泥水砂石(2)試驗室配合比-------檢驗強(qiáng)度fcuC/w1/0.551/0.51/0.4538.23MPa實驗室稱量15L表中數(shù)據(jù)X0.0154.施工配合比(砂石以自然干燥狀態(tài),若含水率S<0.5%,G<0.2%;若超過,要計算石子中的水,例如砂3%,石1%)作業(yè):1.某砼W/C=0.5,W=180kg,砂率SP=33%,拌合物成型后實測表觀密度為2400,試計算配合比.2.為確定砼的實驗室配合比,采用W/C分別為0.7,0.60,0.65配制砼實測28天抗壓強(qiáng)度分別為19.1,24.4,23.1MPa(1)試確定配制C15砼所采用的W/C.(假定(2)若基準(zhǔn)砼配合比為C277kg,W180kg,S700kg,G1200kg,試計算實驗室配合比.測定拌合物實測濕表觀密度為2370摻粉煤灰砼配合比設(shè)計<<粉煤灰砼應(yīng)用技術(shù)>>GB164-90一.摻加方法(在基準(zhǔn)砼配合比(未摻粉煤灰)基礎(chǔ)上)1.等量取代法:以等重量的粉煤灰取代砼中的水泥.適用于摻加I級粉煤灰,砼超強(qiáng)較大以及大體積砼工程.2.超量取代法:粉煤灰摻入量超過取代水泥的重量,超量的粉煤灰取代等體積細(xì)骨料(砂).目的:增加砼中膠凝材料量,補(bǔ)嘗由于粉煤灰取代水泥而造成的強(qiáng)度降低.方法:等和易等強(qiáng)度原則(與基準(zhǔn)砼配合相同)3.外加法:保持砼水泥用量不變情況下,外摻一定數(shù)量的粉煤灰.目的:改善砼拌合物和易性.二.計算方法(超量取代法)1.基準(zhǔn)砼本合比(即初步配合比)

GOSOCOWO2.選用粉煤灰取代水泥率(f)和超量取代系數(shù)(K)

粉煤灰超量取代系數(shù)粉煤灰級別IIIII

超量取代系數(shù)(K)1.1--1.41.3--1.71.5--2.0

3.計算粉煤灰取代水泥量(F),超量部分質(zhì)量(Fe),總摻量(Ft)F=COfFe=(k-1)FFt=F+Fe=KF4.水泥的質(zhì)量CC=CO-F5.調(diào)整后砂的質(zhì)量Se6.粉煤灰砼材料用量:CFWoSeGO二.計算方法(超量取代法)粉煤灰密度砂表觀密度第五章建筑砂漿砂漿及作用分類:按膠凝材料分:水泥砂漿,水泥混合砂漿,石膏砂漿,聚合物砂漿按用途分:砌筑砂漿,裝飾砂漿,特種砂漿§5--1砌筑砂漿一.組成材料1.膠凝材料:水泥,石灰膏,建筑石膏2.細(xì)骨料:砂,dmax<(1/4--1/5)砂漿層厚(毛石砌體)

dmax<2.5mm(磚石砌體)

煤渣,有害物質(zhì)少標(biāo)號=(4--5)砂漿強(qiáng)度,325,425水泥混合砂漿過篩,陳伏3.水:潔凈4.外加劑:引氣劑,早強(qiáng)劑,緩劑,防凍劑(試配),微沫劑.(氯<1%C)二.技術(shù)要求(一)和易性流動性:砂漿在自重或外力作用下產(chǎn)生流動的性質(zhì)(稠度)根據(jù)氣候條件,砌體材料選擇砂漿稠度測定儀10秒沉入量mm保水性:保持內(nèi)部水分不泌出流失的能力.分層度表示,用分層度筒測定.水泥砂漿分層度<30mm,混合砂漿<20mm且>10mm30分鐘,K2分層度值(K1-K2)mmK1稠度選擇砌體種類稠度（mm）燒結(jié)普通磚70~90輕骨料砼小型空心砌塊60~90多孔磚空心磚60~80磚拱空斗墻50~70砼小型砌塊加氣砼(二)強(qiáng)度與強(qiáng)度等級7.07X7.07X7.07立方厘米,6塊,標(biāo)養(yǎng)至28d,并考慮具有95%強(qiáng)度保證率而定.M20M15M107.5M5.0M2.5M1.0一般建筑工程,辦公樓教學(xué)樓多層商商場平房宿舍商場1.不吸水基層:fmo=0.29fce(c/w-0.40)2.吸水基層:

砂漿品種AB水泥混合砂漿3.03-15.09水泥砂漿(三)凝結(jié)時間(以貫入阻力達(dá)0.5MPa為評定依據(jù))水泥砂漿<8h,混合砂漿<10h(四)粘結(jié)力(五)變形性(六)抗凍性四.選用水泥砂漿:片石基礎(chǔ),磚基礎(chǔ),地下構(gòu)筑物,磚平拱,鋼筋磚過梁混合砂漿:地面以上石灰砂漿:平房,臨時建筑多層建筑砌體M2.5，M5混合砂漿磚基礎(chǔ)M2.5，M5水泥砂漿磚柱,磚拱,磚過梁M5，M10水泥砂漿低層房屋或平房石灰砂漿§5--2抹面砂漿(抹灰砂漿)一.組成材料有機(jī)聚合物:聚乙烯醇縮甲醛(107膠),聚醋酸乙烯乳液作用:提高面層強(qiáng)度,不致粉酥掉面增加涂層的柔韌性,減少開裂傾向加強(qiáng)涂層與基層間的粘結(jié)性,不易爆皮剝落便于涂抹,且顏色勻?qū)嵗w維材料:

麻刀--20--30mm麻絲,1kg麻刀/100kg石灰膏(麻刀石灰漿,麻刀灰)紙筋(草紙)--浸泡,搗爛,搓絨,漂去黃水.2.75kg/100kg石灰膏(紙筋石灰漿,紙筋灰)稻草--<50mm短節(jié),石灰浸泡15d,泡軟后軋磨成纖維質(zhì)作用:減少砂漿收縮引起的開裂.二.選用二.選用(抹灰外墻厚20--25,內(nèi)墻厚15--20)底層:磚墻多為石灰砂漿,砼墻為水泥混合砂漿中層:水泥混合砂漿,石灰砂漿面層:混合砂漿,麻刀灰,紙筋灰(水泥砂漿不得涂抹在石灰砂漿層上)§5--3裝飾砂漿灰漿類:拉毛灰,甩毛灰,噴涂,彈涂,拉條石碴類飾面:水刷石,干粘石,斬假石,水磨石§5--4特種砂漿砂漿一.防水砂漿普通砂漿中摻入一定量的防水劑防水劑:無機(jī)類--三氯化鐵,水玻璃,硅質(zhì)粉末(粉煤灰,火山灰)等有機(jī)類--甲基硅酸鈉,乙基硅酸鈉,聚乙基羧基硅氧烷,石蠟,地瀝青,橡膠乳液,脂肪酸及其鹽類(憎水劑)適用:墻身防潮層,不受振動屋頂剛防潮層二.保溫砂漿輕質(zhì)多孔骨料:膨脹珍珠巖砂,膨脹蛭石,火山灰,浮石英鐘砂,陶砂(質(zhì)輕保溫)用于平屋頂保溫層及頂棚,內(nèi)墻抹灰三.吸音砂漿:保溫砂漿或摻入鋸末,松軟纖維(玻璃纖維,礦物棉)第5章墻體材料§5.1燒結(jié)普通磚燒結(jié)普通磚:1.粘土:由天然巖石長期風(fēng)化而成.化學(xué)成分:SiO2,Al2O3.結(jié)晶水,少量堿土金屬與金屬氧化物(CaO,MgO,K2O,Na2O)及著色氧化物(Fe2O3,TiO2)礦物成分:高嶺土,蒙脫石,伊利石;石英,長石(有益);鈣鎂的碳酸鹽,金紅石,鐵礦物等粘土種類:高嶺土(瓷土,觀音土):燒熔溫度1730--1770,制造瓷器的主要原料易熔粘土(砂質(zhì)粘土,磚土):燒熔溫度1350,生產(chǎn)磚瓦粗陶的原料難熔粘土(陶土):燒熔1350--1580,主要用于生產(chǎn)精陶器耐火粘土(火泥):耐火溫度>1580,生產(chǎn)耐火材料,耐火耐酸陶器的主要原料SiO2,CaO難熔.熔劑化礦物:Fe,Mg及堿的氧化物2.焙燒窯:連續(xù)式窯(輪窯,隧道窯),間歇式窯(土窯)

預(yù)熱焙燒保溫冷卻紅磚青磚(澆水悶窯,還原氣氛,紅色Fe2O3FeO)欠火磚:燒成溫度低,孔隙率很大,強(qiáng)度低,耐久性差.色淺,聲啞.過火磚:溫度過高,軟化變形,外形尺寸不規(guī)整.色較深,聲脆.內(nèi)燃磚:摻入煤渣,粉煤灰(內(nèi)燃料)等可燃工業(yè)廢料.節(jié)煤,節(jié)約粘土,提高強(qiáng)度(20%),表觀密度減少,導(dǎo)熱系數(shù)降低,變廢為寶,減少環(huán)境污染.二.主要技術(shù)要求1.強(qiáng)度等級MU30MU25MU20MU15MU10MU7.5(六個)10塊磚試樣:平均值R,

標(biāo)準(zhǔn)值fk=R-2.1SS標(biāo)準(zhǔn)差2.產(chǎn)品等級:優(yōu)等品(A),合格品(C)

尺寸允許偏差(240x115x53)

外觀質(zhì)量泛霜(可溶性鹽,Na2SO4]

抗風(fēng)化性能

三.應(yīng)用具有一定強(qiáng)度,多孔而具有良好的絕熱性,透氣性和熱穩(wěn)定性.比砼輕(表觀密度1600-1800),導(dǎo)熱系數(shù)0.78W/(M.K)(為砼的一半)具有良好的耐久性原料廣泛,生產(chǎn)工藝簡單使用時應(yīng)潤濕.但毀壞耕地(國家限制使用燒結(jié)粘土磚)武漢市于2000年元旦在市區(qū)嚴(yán)禁燒結(jié)粘土磚進(jìn)城北京已限制使用燒結(jié)粘土磚，非要使用則交稅§5.2燒結(jié)多孔磚和空心磚多孔磚:承重,孔尺寸小而數(shù)量多,孔洞率>=15%空心磚:非承重,孔尺寸大而數(shù)量少,孔洞率>=35%特點(與普通磚相比):節(jié)省粘土20%--30%,節(jié)約燃料10%--20%,磚坯焙燒均勻,燒成率高.減輕自重1/3左右,施工效提高約40%,同時還能改善墻的熱工性能.技術(shù)要求1.形狀與規(guī)格尺寸燒結(jié)多孔磚:M型190x190x90,P型240x115x90燒結(jié)空心磚:長<=365,寬<=240,高<=115mm(超過為砌塊)2.強(qiáng)度等級燒結(jié)多孔磚:MU30,25,20,15,10(六個強(qiáng)度等級)

A,B,C(三個產(chǎn)品等級)燒結(jié)空心磚:5.0,3.0,2.0(三個強(qiáng)度等級)800,900,1100(三個密度等級)3.尺寸偏差與外觀質(zhì)量4.耐久性應(yīng)用多孔磚用于六層以下承重墻空心磚用于非承重墻和填充墻建材技術(shù)政策繼續(xù)深入進(jìn)行墻體改革,積極推廣新型墻體材料,限制粘土的使用.墻體改革要以提高墻體保溫隔熱和防水性能,符合節(jié)能要求,減輕自重和增加自裝飾效果為重點.要因地制宜地合理使用地方資源和工業(yè)廢渣,推廣非粘土磚,砼空心小型砌塊等,增加墻品種.建材技術(shù)政策近期重點開發(fā)孔洞率25%左右的承重多孔磚孔洞率50%左右的非承重空心磚逐步提高孔洞率和標(biāo)號其它墻體材料1．蒸壓灰砂磚原料：磨細(xì)生石灰或消石灰，砂和水產(chǎn)物：水化硅酸鈣，氫氧化鈣，碳酸鈣等強(qiáng)度等級：MU25,MU20,MU15,MU10(浸水24h抗壓和抗折強(qiáng)度分)使用注意使用注意1．避免用于長期受熱高于200℃、受急熱急冷交替作用或有酸性介質(zhì)侵蝕的建筑部位.2．不能用于流水沖刷地方．３．砌筑時采取措施防止墻體滲雨漏水和開裂．４．剛出釜的不宜立即使用，存放一個月左右再用５．混合砂漿砌筑粉煤灰磚爐渣磚§5.3墻用砌塊砌塊長>365mm(<三倍高)寬>240mm高>115mm(<六倍長或?qū)?小砌塊中砌塊大砌塊空心砌塊實心砌塊砼小型空心砌塊粉煤灰硅酸鹽中型砌塊蒸壓加氣混凝土砌塊加氣混凝土砌塊的選用蒸壓加氣混凝土砌塊原料：石灰，水泥，礦渣，粉煤灰，砂產(chǎn)品等級：Ａ，Ｂ，Ｃ強(qiáng)度等級：10,25,35,50,75密度等級:03,04,05,06,07,08特性:輕質(zhì),保溫隔熱,隔聲,耐火應(yīng)用:多層建筑承重墻,填充墻,層面保溫補(bǔ)1:為什么要用燒結(jié)多孔磚，燒結(jié)空心磚及新型墻體材料替代燒結(jié)普通（粘土）磚．補(bǔ)2:測得普通粘土磚抗壓強(qiáng)度分別為225，320，270，152，260，238，209，240，285，300KN,試評定其強(qiáng)度等級．（受壓面積以110x110第七章金屬材料鋼材鋁合金

鋼材的優(yōu)點:

品質(zhì)均勻穩(wěn)定,強(qiáng)度高(鋼的比強(qiáng)度0.054,砼0.017)(大跨重載)

塑性韌性好(冷,熱軋;型材,鋼板,鋼絲.)

可焊接,鉚接(連接加工性能好)

缺點:

易銹蝕,維護(hù)費(fèi)用大

耐火性差

生產(chǎn)能耗大§7-1鋼材的冶煉與分類一.鋼的冶煉生鐵:含碳量大于2%的鐵碳金.煉鋼生鐵鑄造生鐵合金生鐵鋼鐵:C<2%主要成分是鐵,但含有較多碳以及硫磷硅錳等氧化物鑄鐵,灰口鐵.與鋼相比.1.缺點:抗拉強(qiáng)度低,塑性低,脆性大,抗沖擊能力小2.優(yōu)點:熔點低,流動性好,可鑄造,良好的切削加工性,耐磨性,消震性(底座,管材,墊鐵等)加些合金元素制成高強(qiáng)合金鑄鐵,耐磨合金鑄鐵.冶煉方法1.氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼:向熔融鐵水中吹入高壓純氧.單位時間產(chǎn)鋼量大,成本低.2.平爐煉鋼:生鐵,適量鐵礦石和廢鋼(中的氧).煉鋼時間長,鋼質(zhì)量高.3.電爐煉鋼:廢鋼,生鐵.溫度易控制,質(zhì)量最好,成本最高.二.分類1.按脫氧程度分:(煉鋼過程中,當(dāng)鋼液萬分滿足規(guī)定要求時,都要用鋁,錳鐵和硅鐵等進(jìn)行脫氧,做成鋼碇.根據(jù)脫氧程度分:)沸騰鋼(F)鋼水入碇模,CO大量逸出鎮(zhèn)靜鋼(Z)半鎮(zhèn)靜鋼(b)特殊鎮(zhèn)靜鋼(T)2.按化學(xué)成分分:碳素鋼:(C0.02%--2.0%及少量硅錳硫磷).低碳鋼(C<0.25%)中碳鋼高碳鋼合金鋼:合金元素如硅錳鈦釩鈮鉻.低合金鋼(<5%)中合金鋼高合金鋼3.按有害雜質(zhì)含量分(硫磷)(化學(xué)元素偏析)普通鋼優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼特級優(yōu)質(zhì)鋼4.按用途分:結(jié)構(gòu)鋼工具鋼特殊鋼三.化學(xué)元素對鋼性能的影響碳(C):隨著含碳量增加,鋼的伸長率斷面收縮率和沖擊韌性逐漸下降,但硬度增加,抗拉強(qiáng)度增加(C<0.8%),降低(C大于1.0%),冷彎,焊接性能下降.硅(Si):在鋼的冶煉過程中起脫氧作用,減少鋼內(nèi)氣泡,是有益元素.適量Si能提高鋼的強(qiáng)度和硬度.合金鋼的主加元素.

錳(Mn):煉鋼過程中形成MnOMnS,成為鋼渣而排出,起脫氧去硫作用,能消消除鋼的熱脆性,改善熱加工性.有益元素,合金鋼的主加元素.磷(P):降低鋼的塑性,韌性.冷脆性,急劇降低鋼的冷彎性能,可焊性變壞.可提高鋼的耐磨性和耐蝕性.有害元素

冷脆性:韌性隨溫度下降而加劇下降的現(xiàn)象.硫(S):降低鋼的