市政工程基礎(chǔ)知識之工程材料

市政工程基礎(chǔ)知識市政工程專業(yè)人員崗位培訓(xùn)第一講工程材料第一節(jié)工程材料的基本性質(zhì)工程材料——構(gòu)成工程實(shí)體的基本要素。工程實(shí)體的安全性能、結(jié)構(gòu)的可靠性能等基本的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)，絕大多數(shù)是由“工程材料”的基本性質(zhì)所決定的。工程材料的基本性質(zhì)一、材料類別組成：有機(jī)——金屬、非金屬無機(jī)——瀝青、合成、植物作用：結(jié)構(gòu)——承載、受力

功能——防水、保溫用途：建筑、橋梁、水工、路面、墻體、裝飾等工程材料的基本性質(zhì)二、材料的基本要求

強(qiáng)度——足夠滿足工程結(jié)構(gòu)需要質(zhì)量——自身輕質(zhì)

耐久——充分適應(yīng)過程使用環(huán)境工程材料的基本性質(zhì)三、材料的物理性質(zhì)1、材料的密度密度：ρ＝ｍ/v表觀密度:ρ0

自然狀態(tài)的密度堆積密度：堆積狀態(tài)的密度

工程材料的基本性質(zhì)2、形成一定體積材料內(nèi)在的密實(shí)狀況密實(shí)度：ρ=V固/V總孔隙率：P=V孔/V總空隙率：材料顆粒之間的空隙占材料總體積的比例工程材料的基本性質(zhì)3、材料的壓實(shí)狀況

松散的材料經(jīng)過一定的工藝加工以后所得到的單位體積材料的質(zhì)量值，稱為壓實(shí)度，反映的是一種工藝結(jié)果，當(dāng)排除了水因素的干堆積密度達(dá)到最大時(shí)，稱為材料的最大壓實(shí)度ρmax。工程材料的基本性質(zhì)4、材料的耐水和抗?jié)B性能耐水性：KR材料不因水的作用而明顯地降低原有功能的性質(zhì)抗?jié)B性：Pn

材料在壓力水作用下，抵抗水滲透的能力工程材料的基本性質(zhì)5、材料的抗凍性能Fn材料在飽和水的狀態(tài)下經(jīng)過反復(fù)的凍、融化循環(huán)，其原有強(qiáng)度不顯著降低的性質(zhì)工程材料的基本性質(zhì)四、材料的力學(xué)性質(zhì)1、材料的強(qiáng)度

材料抵抗外力作用破壞的內(nèi)在的能力，根據(jù)外力作用形式的不同，有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等等。材料的強(qiáng)度與其表觀密度之比稱為“比強(qiáng)度”工程材料的基本性質(zhì)2、材料的彈性與塑性材料受到外力影響時(shí)將產(chǎn)生一定的變形彈性：除去外力影響后材料的形狀和大小能夠完全恢復(fù)的性質(zhì)為彈性塑性：不能完全恢復(fù)原形的性質(zhì)為塑性工程材料的基本性質(zhì)3、材料的脆性與韌性脆性；材料未經(jīng)過塑性變形就突然被外力破壞的性質(zhì)為脆性韌性：材料在受到外力較大的作用下能產(chǎn)生較大的變形而保持原有性能的性質(zhì)為韌性工程材料的基本性質(zhì)4、材料的耐久性

材料構(gòu)成工程以后，在使用過程中能夠長時(shí)間抵抗各種外在因素的腐蝕、破壞而基本保持原有抗壓、抗拉、抗彎、抗?jié)B等功能的性質(zhì)。材料的耐久性能決定了工程結(jié)構(gòu)的使用壽命。

第二節(jié)砂石材料一、砂1、基本要求：粒徑0.16～5mm之間（粗、中、細(xì)砂）天然砂河砂山砂海砂人工砂機(jī)制砂石英砂

等級優(yōu)等品一等品合格品

外觀不含明顯的有機(jī)物質(zhì)、垃圾泥、黏土含量不可超標(biāo)

砂石材料2、基本技術(shù)指標(biāo)顆粒級配：通過標(biāo)準(zhǔn)篩，將剩余于不同篩孔的干砂質(zhì)量占總量的累計(jì)百分比數(shù)（累計(jì)篩余量）分為粗、中、細(xì)三種砂，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)；細(xì)度模數(shù)：MX砂子粗細(xì)的具體數(shù)據(jù)

根據(jù)不同的篩余量，可計(jì)算出砂的細(xì)度模數(shù)；粗砂MX，

中砂

MX

(>5mm)(0.5-0.35mm)

細(xì)砂MX，

特細(xì)砂

MX(0.35-0.25mm)(0.25-0.15mm)砂石材料二、石子1、基本要求粒經(jīng)：3.75-5mm,5-40mm,40-80mm；等級：優(yōu)等品，一等品，合格品；種類：卵石，機(jī)制石；外觀：表面粗燥，棱角清晰；潔凈；不含垃圾和雜物；

含泥量不超標(biāo)；形狀：接近立方體或球形體，針狀、片狀含量盡可能少。

砂石材料2、基本技術(shù)要求強(qiáng)度：抵抗受壓碎裂的能力用壓碎值表示%（≦

30%）堅(jiān)固性：抵抗外界自然因素破壞的能力（損壞的質(zhì)量比≦10%）針、片狀含量：≦15%-20%視密度（或表觀密度）：

≧?砂石材料三、水泥混凝土對砂、石材料的要求砂：河砂；顆粒級配位于Ⅱ區(qū)；細(xì)度模數(shù)

表觀密度3

孔隙率35%-45%

含泥量≤1%干燥、潔凈、無有害物質(zhì)砂石材料石：機(jī)制碎石、河卵石

顆粒級配≥5mm（連續(xù)）

一般有5-20mm（結(jié)構(gòu)）5-35mm（道路）

壓碎值≤15%表觀密度2.5g/cm3

含泥量≤3%堅(jiān)固、干燥、無植物和垃圾

第三節(jié)水泥一、基本特性：

水泥是無機(jī)粉狀水硬性膠凝材料，主要是由以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏組成，主要作用是將散粒材料或快狀材料牢固地粘結(jié)成為整體，且具有一定的強(qiáng)度，形成過程結(jié)構(gòu)的一部分。當(dāng)改變其組成成分的比例時(shí)，水泥的性質(zhì)會發(fā)生一定的變化。

水延泥二、硅勸酸鹽水怒泥種類硅酸姓鹽水房誠泥P?慰Ⅰ或P?生Ⅱ普通水條泥P?軋O礦渣為水泥P?鮮S粉煤灰趙水泥P?F火山灰談質(zhì)水泥P?教P復(fù)合水艇泥強(qiáng)度等出級32.蝦5～52扒.5三R水哥泥三、括基本怨技術(shù)域性質(zhì)細(xì)度：水泥韻顆粒呢的粗罵細(xì)程像度（一緞般80極μｍ方孔煌篩余量吩≤10%）標(biāo)準(zhǔn)稠他度：使水泥鑄凈漿達(dá)覺到標(biāo)準(zhǔn)卡稠度（欄一定的昆可塑性磨）時(shí)所咐需要的遭拌和水迷量，以露水占水慨泥質(zhì)量隆的百分缺率表示（一般蔽為21腔%-部30府%）水際泥凝結(jié)準(zhǔn)時(shí)間眼：初凝--從加水終起到水童泥漿開校始失去壯塑孩性所需黨的時(shí)間（不顏早于45m烏in)終凝--從加水合起到水堂泥漿完滾全失去憂塑性開芳始有一捷定的結(jié)完構(gòu)強(qiáng)度填所需要附的時(shí)間(不遲于6.枝5h陜-1議0h）水泥體積閱安定扯性：標(biāo)準(zhǔn)稠識度的水轎泥凈漿膜在凝結(jié)承、硬化新過程中限體積變務(wù)化的均旺勻性（合格或襪不合格）強(qiáng)度專：標(biāo)準(zhǔn)榨配比歸、標(biāo)貸準(zhǔn)試獵件、熔標(biāo)準(zhǔn)硬養(yǎng)護(hù)佳后所床測得眼的3d、28工d抗壓民和抗增折強(qiáng)能度，它以此糠對水偷泥做姐出標(biāo)嫌號的愧確定境，一于般以至抗壓辜強(qiáng)度載為主唇，參背考抗粘折強(qiáng)油度，沉綜合竭評定沃。水牌泥氧化拾鎂含紋量：幸≤5%三氧擇化硫鐮含量衛(wèi)：≤3.5戲%-4指%燒失績量：≤5%水化熱水泥拘在水虛化過秀程中曾放出霉的熱鼓量，眾它的諷大小滾和速際度與孤水泥哀的礦隱物組咳成、胞細(xì)度聾有關(guān)此性形質(zhì)對愁水泥有的使跪用有夸很大盯的影圣響，敘對施甘工過漠程有融利有喬弊。水泥四、戀常用納水泥市的特買性和柏適用茂范圍教材P74頁從強(qiáng)度潑等級、果類型、居主要成詠分、主額要特性披、適用廢范圍、死不適用釋范圍等虧七個(gè)方好面對常兼用的硅球酸鹽類給水泥進(jìn)托行了解暫。（一領(lǐng)般情振況下殼，早魂期強(qiáng)冤度要熊求高慮時(shí)首誦選硅樸酸鹽奇水泥倚，常恨規(guī)下哀選用徹普通利硅酸先鹽水險(xiǎn)泥，情大體對積混噴凝土談工程把可選測用礦福渣水萬泥）水泥五、道浙路用水隔泥由硅慣酸鹽畢水泥扒熟料異，加沾入一伐定量比的活令性混蜂合材舊料和潛適量印石膏頁磨細(xì)黨制成曉，其卵抗折仔強(qiáng)度環(huán)略高遲于其丑他水穴泥，通同時(shí)雕要求充這類吼水泥純有較扮高的笛抗干飾縮性浙能，傍考核殺它的頓耐磨扮性能杏。路用種水泥烏共有胳三個(gè)盯標(biāo)號貨規(guī)格跨：42亮5、52悟5、62忠5磨損量猴≤3.6描kg/僅m228天抗折清強(qiáng)度夢≥一水泥六、其淺他水泥砌筑水鍋泥：強(qiáng)捧度低、戚硬化慢抗硫酸冶鹽水泥廢：防腐程蝕快硬高挽強(qiáng)水泥英：快硬棄、無收愁縮膨脹水稈泥：抗繳滲、耐似腐蝕高鋁水非泥：耐以火、搶陳修彩色水盜泥等水洲泥七、水糊泥的時(shí)掛效要求瘋和保管分別儲掌存、堆裂放，絕溫不混用港；每批荒檢驗(yàn)世合格溉，先漂進(jìn)場玩先用剩；三個(gè)霧月有郵效，耀過時(shí)棄重檢窩，合犧格后齊降級壇使用蔽；注意防傾潮，防現(xiàn)止結(jié)塊憤，受潮巡壽后重檢呢，合格衡且處理鴉后降級渾使用。第四節(jié)榆水素泥混凝濁土和砂互漿一、水公泥混凝行土由水挨泥、球石子洽、砂羨加水泛按適急當(dāng)比拿例配耍合，晨經(jīng)過踩均勻聽拌制炊、密腫實(shí)成南型、墓養(yǎng)護(hù)衛(wèi)硬化竹成為信密度20浙00觸kg讀/?-2淹80田0k繡g/?的人造奇石。為了既樸保證混誼凝土的牛質(zhì)量又寸保證合顏理低造窄價(jià)，混橫凝土的銀配合比沃需要針究對工程耽特點(diǎn)進(jìn)催行設(shè)計(jì)艷，設(shè)計(jì)鳥必須遵霧守相關(guān)核規(guī)定。水泥泉混凝脊土和慈砂漿二、鎮(zhèn)種類結(jié)構(gòu)示混凝歪土防水混雷凝土防輻射寸混凝土道路次混凝沈土耐熱旋混凝竊土耐酸混遵凝土膨脹證混凝侍土水泥混嘗凝土和范砂漿三、旨水泥欠混凝趕土的劃組成顛（每誦立方醒）水泥（最小蛋用量22滴5-搬30播0k烘g/?最大垮用量≤550漁km/?)砂（550耍kg-阻700妹kg）石子（11漁00查kg柔-1刻40逝0k繁g)水（170芝kg-館230悲kg）外加丸劑≤5%水泥瓜用量水泥混相凝土和裂砂漿四、泡材料揪的選今用要糾求水泥：魂見教材P80表3-1獄9所列砂：輕優(yōu)選喪河砂，傾中粗，Ⅱ區(qū)石子歇：機(jī)略制碎飾石，越連續(xù)害級配水：紙飲用正水、膜經(jīng)過階處理妨檢驗(yàn)隆合格Ph值在4-鐮10的水外加劑醉：視工他程施工蚊、結(jié)構(gòu)石特性、質(zhì)誘量要求簡等確定顆。水泥企混凝游土和稻砂漿外加察劑在水泥痕混凝土劉中略增樸添一些妨外加劑新，可以餃改善水召泥混凝頸土性能利，增加舟混凝土冒的流動(dòng)沙性、早酸強(qiáng)度、想耐久性外、抗?jié)B凳性等，質(zhì)減少工麗藝難度僑，提高納施工速恰度和施厭工質(zhì)量申，節(jié)省龜水泥使舅用量等這。水泥巨混凝街土和凡砂漿外加鎮(zhèn)劑類括型和綁主要刷功能1.減水劑掀：減少膠拌和用喝水量提寒高混合物流巨動(dòng)性文，節(jié)偵省水泊泥。障（0.悼2%技-1掠.0貞%）2.早強(qiáng)劑妥：提高漸早期強(qiáng)餐度。（0.5概%-1泉.0%戲)3.引氣投劑：摩提高稿混合映物的歌和易歉性，縫提高否抗凍趟性、抗?jié)B性輸。(0沾.0治05狂%-孔0.短01踢5%判)4.緩凝劑膛：延緩催凝結(jié)時(shí)旁間，降角低初期鵲水化熱區(qū)。(0.笑03%挑-0.跡3%)5.防凍劑片：降低捉冰點(diǎn)，情使之不接凍結(jié)。(7%苦-20已)6.膨脹孫劑：畫使體南積膨曾脹，毀減少虹干縮童裂縫殿，提諒高抗關(guān)裂抗?jié)B群性能勤。(3%巡壽-30燈%)混凝土巧外加劑產(chǎn)選用參拉考類別高強(qiáng)砼防水砼大體積砼預(yù)制構(gòu)件砼泵送砼夏季施工砼冬季施工砼負(fù)溫施工砼高效減水劑★★★★★★普通減水劑★★★★★早強(qiáng)劑★★★★緩凝劑★★引氣減水劑★★防水劑★抗凍劑★★膨脹劑★水泥混視凝土和山砂漿五、水鵲泥混凝庸土的主額要技術(shù)前性能混合千物的距和易桿性：完流動(dòng)號性、黏聚性鞏、保水移性影響和姐易性的遠(yuǎn)因素水泥漿腸的數(shù)量冬和流動(dòng)鐮性；砂同率；水泥乳品種帆和骨腹料性調(diào)質(zhì)；胡外加葬劑；時(shí)間和包溫度。水泥水混凝么土和優(yōu)砂漿混凝貪土強(qiáng)歪度混凝響土結(jié)完構(gòu)在禽使用客過程婦中承年受著拐各種勝力的諒影響守，抵反抗外增力的甜能力芳稱為逼強(qiáng)度押，有凡抗壓既強(qiáng)度是、抗工拉強(qiáng)執(zhí)度、著抗彎棒強(qiáng)度稱、抗輝剪強(qiáng)憲度等廚等。尋在建系筑、平橋梁漂結(jié)構(gòu)竊工程屢中，膏混凝衡土主股要用礦于承母受壓諒力，李在道賴路結(jié)午構(gòu)中歸，混靜凝土狐還要編承受償彎拉族力。水泥多混凝詢土和我砂漿1、抗免壓強(qiáng)袖度：標(biāo)準(zhǔn)緩試件夸在壓辟力作雨用下賭直到漆被破承壞時(shí)緣瑞單位軍面積滋所受別到的精最大樓壓力?cu=F/摧A2（MP架a)施工中哄常以混攪凝土的掘抗壓強(qiáng)餃度為主幅要參數(shù)尺來設(shè)計(jì)彎或檢驗(yàn)哈混合料濫的級配祝，并且注以此來丈評定混都凝土的遲質(zhì)量。水泥混蜻凝土和欄砂漿標(biāo)準(zhǔn)廊試件程：邊長墾為150摔mm的立方蜻體，標(biāo)護(hù)準(zhǔn)方法仇制成，木脫模后盛進(jìn)行標(biāo)匯準(zhǔn)環(huán)境炸養(yǎng)護(hù)（攀標(biāo)準(zhǔn)溫妹度、濕萍度、空筑間），亡標(biāo)準(zhǔn)齡碧期28天，滋無碎僻角、冰裂縫狹、孔播隙等織。水泥混批凝土和際砂漿混凝掠土的本強(qiáng)度仆等級絡(luò)：用標(biāo)準(zhǔn)測的試驗(yàn)煌方法，救對標(biāo)準(zhǔn)完試件檢擴(kuò)驗(yàn)后得漁到的標(biāo)扮準(zhǔn)值稱匆為強(qiáng)度碌，根據(jù)叮混凝土鐘的配比郊情況，籃將其劃悔分成12個(gè)等級嘗，用Cn表示C7.氧5、C1詳0、C15、C20、C2轎5、C3赤0、C3棍5、C40、C45、C50、C5俱5、C60。通常C25及以下肝為低標(biāo)鑼號混凝帥土，C30及以悄上為印高標(biāo)廢號混端凝土難。水泥混賄凝土和棒砂漿影響余混凝害土強(qiáng)途度的炎因素水泥強(qiáng)駝度等級水灰比骨料沙強(qiáng)度灰和配術(shù)比養(yǎng)護(hù)溫次度和濕搶度齡期試驗(yàn)昂條件岔和方奸法水泥混害凝土和呢砂漿2、抗折繩強(qiáng)度（葉抗彎拉劣強(qiáng)度）混凝土聾承受不繳均勻的騾外力影床響，局童部受拉蘆，局部躍受彎時(shí)傭產(chǎn)生的籌抵抗能汪力。3、抗拉號強(qiáng)度混凝土堅(jiān)承受軸息心受拉勺時(shí)產(chǎn)生亞的抵抗郵能力4、抗油剪切米強(qiáng)度混凝土即承受非珠軸心的畝拉力或嬌壓力時(shí)瘋產(chǎn)生的摸抵抗能韻力水泥肢混凝煌土和尺砂漿耐久性衡量遭混凝軌土結(jié)腰構(gòu)在浪常規(guī)研的維蓮護(hù)、為使用犯條件躺下，冠不出鬼現(xiàn)劣壯化、蹄腐化毫的年拌限對絕設(shè)計(jì)坐壽命植的符研合性嫁。主獸要有把：抗煌滲、遮抗凍齒、抗篩腐蝕私、抗兇碳化戲等。水泥唇混凝刮土和渴砂漿1、混付凝土撥的抗距滲性混凝希土抵浩抗壓虹力水飲滲透壓的能鼓力Pn奇n表示沸能抵甩抗n/1清0的水票壓力臥不滲仗水。共有P4~P12五個(gè)則等級2、混望凝土犬的抗給凍性混凝甜土經(jīng)賊多次芹凍、化融化前后不檢明顯襯降低倦原有涌抗壓并強(qiáng)度聰?shù)哪芙淞n傍n表示辜凍、付融化濤循環(huán)燒次數(shù)共有F10~F30錘0九個(gè)陣等級水泥亞混凝紀(jì)土和嗚砂漿3、混未凝土鄰的碳險(xiǎn)化混凝土椅中的水峰泥與外象界空氣皺中的CO2發(fā)生的揭化學(xué)反桂應(yīng)可提高珠結(jié)構(gòu)表噸面的硬芬度和密從實(shí)度；著也可能皺增加混瘡凝土的蛋內(nèi)在收河縮，從地而產(chǎn)生夢細(xì)微的嗽裂縫。水泥班混凝勞土和靜砂漿影響朽混凝況