房屋建筑工程專業(yè)基礎(chǔ)知識,建筑工程施工現(xiàn)場專業(yè)人員培訓(xùn),本教材內(nèi)容,建筑材料 建筑識圖與構(gòu)造 力學(xué)與結(jié)構(gòu) 建筑施工與管理 建筑工程法規(guī)及相關(guān)知識,第一章 建筑材料 第一節(jié) 概述,一、建筑材料的分類,廣義上建筑材料是指用于建筑工程中所有材料及其制品的總稱。 建筑工程 是指一般的工業(yè)與民用建筑的房屋建筑工程，以及與房屋建筑工程構(gòu)造形式類似的構(gòu)筑物。 狹義上建筑材料是指組成建筑物的材料。,構(gòu)筑物,建筑物,一、建筑材料的定義與分類,按化學(xué)成分分 按在建筑中部位和使用功能分,建筑材料,無機材料,有機材料,復(fù)合材料,建筑材料,結(jié)構(gòu)材料,圍護(hù)材料,功能材料,如磚、砌塊、板材,如鋼筋、混凝土等,如防水、裝飾、絕熱材料等,二、建筑材料的基本性質(zhì),建筑材料是建筑業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。 在建筑工程總投資中，建筑材料投資占60%以上。 建筑藝術(shù)的發(fā)揮，建筑功能的實現(xiàn)，必須有品種多樣質(zhì)量良好的建筑材料。 建筑材料的質(zhì)量直接關(guān)系到建筑工程的質(zhì)量。,1.材料的密度,（一）材料的物理性質(zhì),材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。,材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。,散粒狀材料在堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。,g/cm3,/m3,/m3或g/cm3,二、建筑材料的基本性質(zhì),2.密實度與孔隙率,密實度,密實度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實的程度。,孔隙率,材料孔隙率示意圖,孔隙率是指材料體 積內(nèi)孔隙體積占 總體積的百分率。,3.填充率與空隙率,填充率,材料空隙率示意圖,填充率是指散粒材料 在其堆積體積中，被 其顆粒填充的程度 。,空隙率,材料空隙率示意圖,空隙率是指散粒材料在 其堆積體積中，顆粒之 間的空隙體積占材料堆 積體積的百分率 。,4、材料的親水性與憎水性,(a) 親水性材料,(b) 憎水性材料,5、吸水性,定義：吸水性是指材料在水中吸收水分的性質(zhì)，其大小用吸水率表示。,影響吸水性的因素,影響吸水性的因素：,材料的孔隙率；,材料的本身的性質(zhì)，如親水性或憎水性；,孔隙構(gòu)造特征，如孔徑大小、開口與否等 。,6、吸濕性,定義：材料在空氣中，吸收空氣中水分的性質(zhì)，稱為吸濕性。其大小用含水率表示。,影響吸濕性的因素：,材料的孔隙率；,材料的本身的性質(zhì)，如親水性或憎水性；,孔隙構(gòu)造特征，如孔徑大小、開口與否等；,周圍空氣的溫度和濕度 。,7、材料的耐水性,定義：材料在長期飽和水作用下，其強度也不顯著降低的性質(zhì)，稱為耐水性。其衡量指標(biāo)為：,軟化系數(shù)越小，說明材料吸水飽和后的強度降低越多，其耐水性越差。,材料軟化系數(shù)的要求,工程對材料軟化系數(shù)的要求,對經(jīng)常處于水中或受潮嚴(yán)重的重要結(jié)構(gòu)物（如地下構(gòu)筑物、基礎(chǔ)、水工結(jié)構(gòu)）的材料，其K軟0.85； 受潮較輕的或次要結(jié)構(gòu)物的材料，其K軟0.75； K軟0.80的材料，一般稱為耐水的材料。,衡量指標(biāo)： 滲透系數(shù)k，單位cm/h k越大，材料的抗?jié)B性越差。,8、材料的抗?jié)B性,定義：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性。,Q,抗?jié)B等級Pn,抗?jié)B等級,對于混凝土和砂漿，抗?jié)B性常用抗?jié)B等級(P)表示： P=10H H試件開始滲水時的水壓力（MPa）,影響材料抗?jié)B性的因素：孔隙率、孔隙特征,地下建筑（地鐵、人防建筑、地下室）、水工結(jié)構(gòu)、防水材料等均要求較高的抗?jié)B性。,9、材料的抗凍性,定義：材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，強度也不顯著降低的性質(zhì)。,衡量指標(biāo)：抗凍性指標(biāo)用抗凍等級Fn表示，表示經(jīng)過n次凍融循環(huán)次數(shù)后，質(zhì)量損失不超過5%，強度損失不超過25%。,凍融破壞的原因,材料有孔且孔隙含水； 水冰，體積膨脹9，結(jié)冰壓力高達(dá)100MPa， 結(jié)冰壓力超過材料的抗拉強度時，材料開裂； 裂縫的增加也進(jìn)一步增加了材料的飽水程度， 飽水程度的增加進(jìn)一步加劇了凍融破壞； 反復(fù)多次加劇破壞，最終材料崩潰； 嚴(yán)寒地區(qū)道路、橋梁、水壩、堤防、海上鉆井平臺、跨海大橋等均需考慮凍融破壞。,10、材料的熱工性質(zhì)導(dǎo)熱性和熱容量,導(dǎo)熱性材料傳導(dǎo)熱量的能力稱為導(dǎo)熱性。其大小用 熱導(dǎo)率（）表示。,式中 導(dǎo)熱系數(shù)（W/m.K） Q傳導(dǎo)的熱量（J） A熱傳導(dǎo)面積（m2） d材料的厚度（m） t熱傳導(dǎo)時間（s） (T2-T1)材料兩側(cè)溫差（K）,導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義： 表示單位厚度的材料，當(dāng)兩側(cè)溫差為1K時，在單位 時間內(nèi)通過單位面積的熱量。,材料的組成與結(jié)構(gòu) 孔隙率及孔隙特征 含水情況,影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素有：,(二)材料的力學(xué)性質(zhì),1、材料的強度與強度等級,強度指材料抵抗破壞的能力。,材料的抗彎強度,材料的抗壓、抗拉、抗剪強度。 單位：MPa ，1MPa=1N/mm2,2、彈性與塑性,材料在外力作用下產(chǎn)生變形，外力撤掉后變形能完全恢復(fù)的性質(zhì)，稱為彈性。,材料在外力作用下產(chǎn)生變形，若除去外力后仍保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱為塑性。,(三)材料的耐久性,材料的耐久性是指材料在使用期間，受到各種內(nèi)在的 或外來因素的影響，能經(jīng)久不變質(zhì)不破壞，能保持原 有性能不影響使用的性質(zhì)。這是一個綜合性指標(biāo)。,提高耐久性的措施 減輕介質(zhì)對材料的破壞作用 提高材料密實度 對材料進(jìn)行憎水或防腐處理 在材料表面設(shè)置保護(hù)層,第二節(jié) 膠凝材料,膠凝材料的定義和分類,膠凝材料的定義 經(jīng)過一系列的物理和化學(xué)變化，能夠產(chǎn)生凝結(jié)硬化，將塊狀或粉狀材料膠結(jié)起來，形成為一個整體的材料。 膠凝材料的分類,如瀝青、聚合物等,膠凝材料,無機膠凝材料,有機膠凝材料,氣硬性膠凝材料,水硬性膠凝材料,如：石灰、石膏、水玻璃等,氣硬性膠凝材料 加水拌合均勻后形成的漿體，只能在空氣中凝結(jié)硬化，而不能在水中硬化的膠凝材料。如石灰、石膏、水玻璃、鎂質(zhì)膠凝材料等。 水硬性膠凝材料 加水拌合均勻后形成的漿體，不僅能在干燥空氣中凝結(jié)硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或發(fā)展其強度。通稱為“水泥”。,（一）石灰 原材料 生產(chǎn)石灰的原材料包括天然石灰石和化工副產(chǎn)品。主要成分為CaCO3。 生產(chǎn)工藝煅燒 石灰生產(chǎn)過程，是石灰石煅燒過程。根據(jù)煅燒程度可分為欠火石灰、正火石灰、過火石灰。,CaCO3 = CaO + CO2,MgCO3= MgO + CO2,900,700,生石灰,一、氣硬性無機膠凝材料,生石灰的熟化 熟化的過程 生石灰+水 熟石灰 熟化的方式 淋 灰生石灰粉（消石灰粉） 化 灰 熟石灰膏 熟化過程的特點 放出大量的熱；體積膨脹1.53.5倍。 熟化過程的注意事項 熟石灰在使用前必須陳伏15d以上防止過火石灰的危害； 在化灰池表面保留一層水防止石灰碳化。,MgO + H2O = Mg（OH）2 CaO + H2O = Ca（OH）2 + 64.83kj,石灰的硬化 Ca（OH）2從飽和溶液中析出，晶體互相交叉連生，從而提高強度。 Ca（OH）2空氣中的CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成CaCO3使石灰的強度逐漸提高。 石灰的品種 按石灰中的氧化鎂含量的高低分 按成品的加工方法分 塊狀生石灰、磨細(xì)生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳等。,生石灰,鈣質(zhì)石灰,鎂質(zhì)石灰,MgO5%,MgO5%,石灰的質(zhì)量等級 建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaOMgO的含量，可分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。具體指標(biāo)見教材。 石灰的特性 1.可塑性好； 2.生石灰吸濕性強，保水性好； 3.凝結(jié)硬化慢、強度低 ； 4.硬化后體積收縮大，易開裂； 5.耐水性差 。,石灰的應(yīng)用 配制石灰砂漿和石灰乳； 配制三合土和灰土； 制作碳化石灰板； 生產(chǎn)硅酸鹽制品； 生產(chǎn)無熟料水泥。,石灰的儲存,生石灰儲存時間不宜過長，一般不超過一個月。作到“隨到隨化”。 不得與易燃、易爆等危險液體物品混合存放和混合運輸。 熟石灰在使用前必須陳伏15d以上，以防止過火石灰對建筑物產(chǎn)生的危害。,二、建筑石膏,石膏膠凝材料的生產(chǎn)通常是把二水石膏在一定的溫度和壓力下，經(jīng)過煅燒、脫水，再經(jīng)磨細(xì)而成。 在不同的煅燒溫度下，得到的產(chǎn)品是不同的。具體過程如下所示：,二水石膏 CaSO42H2O,CaSO40.5H2O,CaSO40.5H2O,CaSO4 ,CaSO4 ,CaSO4 ,800,在建筑工程中常用建筑石膏；高強石膏用于生產(chǎn)建筑石膏制品。,建筑石膏加水后，與水發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下： CaSO40.5H2O + 1.5 H2O = CaSO42H2O 建筑石膏的凝結(jié)硬化過程可以表示如下： 建筑石膏凝結(jié)過程，是一個溶解、反應(yīng)、沉淀、結(jié)晶的過程； 硬化過程則是二水石膏晶體之間，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過程。晶體之間互相交叉連生，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；隨著反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)逐漸密實，從而使石膏晶體逐漸硬化。,建筑石膏+水,建筑石膏的質(zhì)量等級 建筑石膏按其細(xì)度、強度、凝結(jié)時間等指標(biāo)，劃分為優(yōu)等品、一等品、合格品三個等級。具體指標(biāo)見下表：,建筑石膏的技術(shù)性質(zhì),表觀密度小，強度較低； 凝結(jié)硬化快； 孔隙率大，熱導(dǎo)率?。?凝結(jié)時體積產(chǎn)生微膨脹； 吸濕性強，耐水性差； 具有較好的防火性能。,建筑石膏的應(yīng)用,室內(nèi)抹灰與粉刷 生產(chǎn)建筑石膏制品 生產(chǎn)水泥時作為緩凝劑加入水泥中,水泥的特點和適用范圍,水泥的特點 水泥是一種粉末狀材料，加水后拌合均勻形成的漿體，不僅能夠在干燥環(huán)境中凝結(jié)硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或發(fā)展其強度，形成具有堆聚結(jié)構(gòu)的人造石材。 水泥適用范圍 不僅適合用于干燥環(huán)境中的工程部位，而且也適合用于潮濕環(huán)境及水中的工程部位。,二、水泥,水泥的分類,按性能和用途分,水 泥,通用水泥,專用水泥,特性水泥,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(zhì)硅酸鹽水泥,復(fù)合硅酸鹽水泥,石灰石硅酸鹽水泥,如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大壩水泥等,如白色硅酸鹽水泥、快凝快硬硅酸鹽水泥等,水泥的分類,按主要水硬性物質(zhì)分,（一）通用硅酸鹽水泥,硅酸鹽水泥的原材料 生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的原材料 石灰質(zhì)原料 天然石灰石。也可采用與天然石灰石化學(xué)成分相似的材料如白堊、石灰華等。 粘土質(zhì)原料 主要為粘土，其主要化學(xué)成分為SiO2，其次為Al2O3和少量Fe2O3。 鐵礦粉 采用赤鐵礦，化學(xué)成分為Fe2O3。 石膏主要為天然石膏礦、無水硫酸鈣等 。 混合材料 包括活性混合材料（?；郀t礦渣、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料等）和非活性混合材料（石灰石粉、磨細(xì)石英砂等）。,硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝“兩磨一燒”工藝 生產(chǎn)水泥的方法主要有干法立窯生產(chǎn)和濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)兩種 ； 硅酸鹽水泥分為：型硅酸鹽水泥（不摻混合材料）和型硅酸鹽水泥（摻不超過5%混合材料）。,石灰石,粘 土,鐵礦粉,生 料,石 膏,硅酸鹽水泥,混合材料,熟 料,按比例混合,磨細(xì),13501450,煅燒,磨細(xì),（二）熟料的礦物組成及其特性,熟料的礦物組成,水泥熟料礦物,硅酸二鈣,鐵鋁酸四鈣,游離氧化鈣和氧化鎂,鋁酸三鈣,硅酸三鈣,堿類及雜質(zhì),2CaOSiO2，C2S,4CaOAl2O3Fe2O3，C4AF,fCaO和fMgO,3CaOAl2O3，C3A,3CaOSiO2，C3S,化學(xué)式及簡寫,（二）熟料的礦物組成及其特性,水泥熟料礦物的主要特性 熟料礦物磨細(xì)加水，均能單獨與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其特點見上表。,（三）硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化,凝結(jié)硬化的概念 凝結(jié)：水泥加水拌合而成的漿體，經(jīng)過一系列物理化學(xué)變化，漿體逐漸變稠失去可塑性而成為水泥石的過程； 硬化：水泥石強度逐漸發(fā)展的過程稱為硬化。 水泥的凝結(jié)過程和硬化過程是連續(xù)進(jìn)行的。凝結(jié)過程較短暫，一般幾個小時即可完成；硬化過程是一個長期的過程，在一定溫度和濕度下可持續(xù)幾十年。,（三）硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化,熟料礦物的水化反應(yīng) 硅酸三鈣 2（3CaOSiO2）6H2O = 3CaO2SiO23H2O3Ca（OH）2 硅酸二鈣 2（2CaOSiO2）4H2O = 3CaO2SiO23H2OCa（OH）2 鋁酸三鈣 3CaOAl2O3H2O = 3CaOAl2O36H2O 3CaOAl2O36H2O3（CaSO42H2O）19H2O = 3CaOAl2O33CaSO431H2O 鐵鋁酸四鈣 4CaOAl2O3Fe2O37H2O = 3CaOAl2O36H2OCaOFe2O3H2O,（三）硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化,熟料礦物的水化反應(yīng)過程 水化初期 熟料礦物與水反應(yīng)的速度較快，使水化產(chǎn)物不斷地從液相中析出并聚集在水泥顆粒表面，形成以水化硅酸鈣凝膠為主體的凝膠薄膜，大約在1h左右即在凝膠薄膜外側(cè)及液相中形成粗短的針狀鈣礬石晶體。 水化中期 以水化硅酸鈣（CSH）和氫氧化鈣的快速形成為特征。 水化后期 由于新生成的水化產(chǎn)物的壓力，水泥顆粒薄膜的凝膠薄膜破裂，使水進(jìn)入未水化水泥顆粒的表面，水化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。水化產(chǎn)物之間互相交叉連生，不斷密實，固體之間的空隙不斷減小，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不斷加強，結(jié)構(gòu)逐漸緊密。,A凝膠體（CSH凝膠，水化硅酸鈣凝膠）； B晶體（氫氧化鈣、水化鋁酸鈣、水化硫鋁酸鈣）； C孔隙（毛細(xì)孔、凝膠孔、氣孔等）； D未水化的水泥顆粒,水泥石的結(jié)構(gòu) 水泥石主要由凝膠體、晶體、孔隙、水、空氣和未水化的水泥顆粒等組成，存在固相、液相和氣相。因此硬化后的水泥石是一種多相多孔體系。 水泥石的結(jié)構(gòu)（水化產(chǎn)物的種類及相對含量、孔的結(jié)構(gòu)）對其性能影響最大。,（四）硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì),1.密度、堆積密度和各成分含量,注：表中百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。,2.細(xì)度 細(xì)度是指水泥顆粒的粗細(xì)程度。 水泥顆粒的粗細(xì)，直接影響其水化反應(yīng)速度、活性和強度。 國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，水泥的細(xì)度用篩析法和比表面積法來測定。硅酸鹽水泥的細(xì)度為其比表面積大于300m2/kg。,3.凝結(jié)時間 凝結(jié)時間 分為初凝時間和終凝時間。初凝時間是從加水至水泥漿開始失去塑性的時間；終凝時間是從加水至水泥漿完全失去塑性的時間。 水泥初凝時間不宜過早，終凝時間不宜過遲。 國家標(biāo)準(zhǔn)GB1751999規(guī)定：硅酸鹽水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于6.5h。,4.體積安定性 體積安定性是指水泥漿體硬化后體積變化的穩(wěn)定性。水泥在硬化過程中體積變化不穩(wěn)定，即為體積安定性不良。 水泥安定性不良的原因： 熟料中含有過量的游離氧化鈣（fCaO），或含有過量的游離氧化鎂（fMgO）； 生產(chǎn)水泥時摻入的石膏過量。 國家標(biāo)準(zhǔn)GB1751999規(guī)定，硅酸鹽水泥的安定性用沸煮法檢驗必須合格。 體積安定性不良的水泥嚴(yán)禁用于工程中。,5.強度及強度等級 （1）膠砂強度 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥和標(biāo)準(zhǔn)砂按1：3.0質(zhì)量比混合，加入規(guī)定量的水（水灰比為0.50），經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)試驗方法攪拌成型。制成40mm40mm160mm的標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件（1d溫度為201，相對濕度90以上的空氣中帶模養(yǎng)護(hù)；1d以后拆模，放入201的水中養(yǎng)護(hù)）下養(yǎng)護(hù)。根據(jù)水泥品種不同，分別測定3d、28d的抗折強度和抗壓強度，即為水泥的膠砂強度。,（2）強度等級 根據(jù)水泥的膠砂強度劃分的級別稱為強度等級。硅酸鹽水泥的強度等級劃分為42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R共六個等級。 表的 規(guī)定。,注：R型為早強型，主要是3d強度較高。,6.水化熱 水泥的水化熱是指在水化過程中的放熱量，單位為kJ/kg。 水化熱的高低與熟料礦物的相對含量有關(guān)。鋁酸三鈣、硅酸三鈣的水化熱高，而鐵鋁酸四鈣、硅酸二鈣的水化熱較低。因此要降低水化熱，可適當(dāng)減少鋁酸三鈣和硅酸三鈣的含量。 水化熱主要對大體積混凝土工程有影響。對于大體積混凝土工程，應(yīng)選擇水化熱較低的水泥，或者采取特殊措施降低水化熱的危害。,5.通用水泥的驗收和保管,一、通用水泥的驗收,包裝標(biāo)志和數(shù)量的驗收 包裝標(biāo)志的驗收 包裝有袋裝和散裝兩種 袋裝水泥在包裝袋上應(yīng)清楚地標(biāo)明產(chǎn)品名稱、代號、凈含量、強度等級、生產(chǎn)許可證編號、生產(chǎn)者名稱和地址、出廠編號、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號、包裝年月日等主要包裝標(biāo)志。 摻火山灰質(zhì)混合材料的普通硅酸鹽水泥，必須在包裝上標(biāo)上“摻火山灰”字樣。 包裝袋兩側(cè)應(yīng)印有水泥名稱和強度等級。 印刷字體顏色： 硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥紅色； 礦渣硅酸鹽水泥綠色； 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥黑色 。 散裝水泥供應(yīng)時須提交與袋裝水泥標(biāo)志內(nèi)容相同的卡片。,一、通用水泥的驗收,數(shù)量的驗收 袋裝水泥每袋凈含量為50kg，且不得少于標(biāo)志質(zhì)量的98； 隨機抽取20袋總質(zhì)量不得少于1000kg。 質(zhì)量的驗收 檢查出廠合格證和試驗報告 ； 復(fù)驗 ； 仲裁檢驗 。,通用水泥的驗收,廢品及不合格品的規(guī)定 廢品 凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時間、安定性中的任一項不符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的通用水泥，均為廢品。 不合格品 對于通用水泥，凡有下列情況之一者，均為不合格品。 硅酸鹽水泥，普通水泥：凡不溶物、燒失量、細(xì)度、終凝時間中任一項不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定者；礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥：凡細(xì)度、終凝時間中任一項不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定者。 摻混合材料硅酸鹽水泥混合材料摻量超過最大限值或強度低于商品強度等級規(guī)定的指標(biāo)者。 水泥出廠的主要包裝標(biāo)志中水泥品種、強度等級、工廠名稱和出廠編號不全者。,通用水泥的保管,不同品種和不同強度等級的水泥要分別存放，不得混雜。 防水防潮，做到“上蓋下墊”。 堆垛不宜過高，一般不超過10袋，場地狹窄時最多不超過15袋。 儲存期不能過長，通用水泥不超過三個月。水泥儲存期超過三個月，水泥會受潮結(jié)塊，強度大幅度降低，會影響水泥的使用 。,（五）水泥石的腐蝕及防止,水泥石腐蝕的方式 （1）軟水侵蝕（溶出性侵蝕） （2）酸的腐蝕（溶解性化學(xué)腐蝕） 一般酸的腐蝕 碳酸水的腐蝕 （3）硫酸鹽腐蝕（膨脹性化學(xué)腐蝕） （4）強堿腐蝕 防止水泥石腐蝕的措施 （1）根據(jù)工程的環(huán)境特點，合理選擇水泥品種。 （2）提高混凝土的密實度。 （3）在水泥石結(jié)構(gòu)的表面設(shè)置保護(hù)層。,（六）硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用,凝結(jié)硬化快，早期及后期強度均高，適用于有早強要求的工程。 抗凍性好，適合水工混凝土和抗凍性要求高的工程。 耐腐蝕性差，因水化后氫氧化鈣和水化鋁酸鈣的含量較多。 水化熱高，不宜用于大體積混凝土工程。但有利于低溫季節(jié)蓄熱法施工。 抗碳化性好。因水化后氫氧化鈣含量較多，故水泥石的堿度不易降低，對鋼筋的保護(hù)作用強。適用于空氣中二氧化碳濃度高的環(huán)境。 耐熱性差。因水化后氫氧化鈣含量高。不適用于承受高溫作用的混凝土工程。 耐磨性好，適用于高速公路、道路和地面工程。,第三節(jié) 普通混凝土,一、 概 述,正在施工的秦山核電站,混凝土的定義,混凝土 由膠凝材料、細(xì)骨料、粗骨料、水以及必要時摻入的化學(xué)外加劑組成，經(jīng)過膠凝材料凝結(jié)硬化后，形成具有一定強度和耐久性的人造石材。 普通混凝土 由水泥、砂、石子、水以及必要時摻入的化學(xué)外加劑組成，經(jīng)過水泥凝結(jié)硬化后形成的、干體積密度為20002800kg/m3，具有一定強度和耐久性的人造石材。又稱為水泥混凝土，簡稱為“混凝土”。,三峽工程鋼筋混凝土重力壩,（一）混凝土的分類,按體積密度分 重混凝土 02800kg/m3。 普通混凝土 0 20002800kg/m3。 輕混凝土 02000kg/m3。 按膠凝材料分 水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、瀝青混凝土、聚合物水泥混凝土、聚合物浸漬混凝土等。 按用途分 結(jié)構(gòu)混凝土、防水混凝土、道路混凝土、耐酸混凝土、大體積混凝土、防輻射混凝土等 。,按生產(chǎn)和施工工藝分 預(yù)拌混凝土（商品混凝土）、泵送混凝土、噴射混凝土、碾壓混凝土、離心混凝土、等。 按強度分 普通混凝土 C60。 高強混凝土 C60。 超高強混凝土 100MPa。,按配筋情況分 素混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼纖維混凝土等。,噴射混凝土施工,優(yōu)點 抗壓強度高、耐久、耐火、維修費用低 ； 原材料豐富、成本低； 混凝土拌合物具有良好的可塑性； 混凝土與鋼筋粘結(jié)良好，一般不會銹蝕鋼筋 。 缺點 抗拉強度低（約為抗壓強度的1/101/20）、變形性能差； 導(dǎo)熱系數(shù)大約為1.8W/（mK）； 體積密度大（約為2400kg/m3左右）； 硬化較緩慢。,二、 普通混凝土組成材料,混凝土的結(jié)構(gòu),混凝土的結(jié)構(gòu) 水泥+水水泥漿+砂水泥砂漿+石子混凝土拌合物硬化混凝土 組成材料的作用,混凝土體積構(gòu)成 水泥石25左右； 砂和石子70以上； 孔隙和自由水15%。,（一）水泥,品種的選擇 配制普通混凝土的水泥品種，應(yīng)根據(jù)混凝土的工程特點或所處的環(huán)境條件，結(jié)合水泥性能，且考慮當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的水泥品種情況等，進(jìn)行合理地選擇。 強度等級的選擇 原則上，配制高強度等級的混凝土，選擇高強度等級的水泥； 一般情況下，水泥強度等級為混凝土強度等級的1.52.0倍； 配制高強混凝土?xí)r，可選擇水泥強度等級為混凝土強度等級的1倍左右。,（二）細(xì)骨料（砂）,定義 砂是指粒徑在4.75mm以下的顆粒。 分類 按產(chǎn)源分 按技術(shù)要求分 類 宜用于強度等級大于C60的混凝土； 類 用于強度等級為C30C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土； 類 宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。,砂,天然砂,人工砂,機制砂,混合砂,河砂、湖砂、山砂、和淡化海砂等,砂的技術(shù)質(zhì)量要求,1.表觀密度、堆積密度及空隙率 表觀密度s2500kg/m3； 松散堆積密度so1350kg/m3； 空隙率P47%。 2.含泥量、泥塊含量及石粉含量 含泥量是指粒徑小于0.075mm的顆粒含量； 泥塊含量是指粒徑大于1.18mm，經(jīng)水洗、手捏后小于600m的顆粒含量； 石粉含量是指人工砂中粒徑小于0.075mm的顆粒含量。具體指標(biāo)見表。,砂的技術(shù)質(zhì)量要求,天然砂含泥量和泥塊含量,人工砂石粉含量和泥塊含量,砂的技術(shù)質(zhì)量要求,3.有害物質(zhì)含量 砂中不應(yīng)混有草根、樹葉、樹枝、塑料等雜物，有害物質(zhì)主要是云母、輕物質(zhì)、有機物、硫化物及硫酸鹽、氯化物等。見下表。,砂的技術(shù)質(zhì)量要求,4.顆粒級配 （1）顆粒級配是指不同粒徑顆粒搭配的比例情況。 （2）級配良好的砂，不同粒徑顆粒搭配比例適當(dāng)，其空隙率小，且總表面積小，可以節(jié)約水泥或改善混凝土拌合物的和易性。 （3）顆粒級配采用篩分法確定，詳見實驗部分。 （4）顆粒級配的指標(biāo) 級配區(qū) 按600m篩的累計篩余率的大小，可分為1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)共三個級配區(qū)。詳見下頁表。 級配合格判定 砂的實際級配全部在任一級配區(qū)規(guī)定范圍內(nèi)；除4.75mm和600m篩檔外，可以略有超出，但超出總量應(yīng)小于5。,砂的技術(shù)質(zhì)量要求,砂的顆粒級配區(qū),砂的技術(shù)質(zhì)量要求,（5）級配的選擇 宜優(yōu)先選擇級配在2區(qū)的砂；當(dāng)采用1區(qū)砂時，應(yīng)適當(dāng)提高砂率；當(dāng)采用3區(qū)砂時，應(yīng)適當(dāng)減小砂率。 5.規(guī)格 砂按細(xì)度模數(shù)大小分為粗砂、中砂、細(xì)砂：粗砂 Mx =3.73.1；中砂 Mx =3.02.3；細(xì)砂 Mx =2.21.6。 細(xì)度模數(shù)按下式計算： 式中：Mx細(xì)度模數(shù)； A1、A2、A3、A4、A5、A6分別為4.75mm、2.36mm、1.18mm、600m、300m、150m篩的累計篩余百分率，。,（三）粗骨料（石子）,定義 粒徑大于4.75mm的骨料稱為粗骨料。 分類 按產(chǎn)源分：卵石和碎石 按技術(shù)要求分： 類 宜用于強度等級大于C60的混凝土； 類 用于強度等級為C30C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土； 類 宜用于強度等級小于C30的混凝土和建筑砂漿。,1.表觀密度、堆積密度及空隙率 表觀密度g2500kg/m3； 松散堆積密度go1350kg/m3； 空隙率P47%。 2.含泥量、泥塊含量及石粉含量 含泥量是指粒徑小于0.075mm的顆粒含量； 泥塊含量是指卵石、碎石中粒徑大于4.75mm經(jīng)水洗手捏后小于2.36mm的顆粒含量。具體指標(biāo)見表。,3.針片狀顆粒含量 針狀顆粒是指顆粒長度大于該顆粒所屬粒級的平均粒徑2.4倍者； 片狀顆粒是指顆粒厚度小于平均粒徑0.4倍者。 針片狀顆粒不僅本身容易折斷，而且會增加骨料的空隙率，使拌合物和易性變差，強度降低。見表。,碎石、卵石含泥量和泥塊含量,碎石、卵石針片狀顆粒含量,4.有害物質(zhì)含量 卵石、碎石中不應(yīng)混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊和爐渣等雜物。見下表。,5.強度 采用巖石抗壓強度和壓碎指標(biāo)兩種檢驗： 巖石抗壓強度是將母巖制成50mm50mm50mm立方體試件，在水飽和狀態(tài)下測定其極限抗壓強度值。 壓碎指標(biāo)是將一定質(zhì)量風(fēng)干狀態(tài)下9.5019.0mm的顆粒裝入標(biāo)準(zhǔn)圓模內(nèi)，在壓力機上按1kN/s速度均勻加荷至200kN并穩(wěn)定，卸荷后用2.36mm的篩篩除被壓碎的細(xì)粉，稱出篩余量。按下式計算： 式中：Qc壓碎指標(biāo)值 ； G1試樣的質(zhì)量 ，g； G2壓碎后的篩余量，g。,6.顆粒級配 為減少空隙率，改善混凝土拌合物和易性及提高混凝土的強度，粗骨料也要求有良好的顆粒級配。 粗骨料的顆粒級配有連續(xù)級配與間斷級配兩種。 連續(xù)級配是石子由小到大連續(xù)分級； 間斷級配是指用小顆粒的粒級直接和大顆粒的粒級相配，中間為不連續(xù)的級配，由于易產(chǎn)生離析，應(yīng)用較少。,碎石、卵石的壓碎指標(biāo),7.最大粒徑 粗骨料公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒級的最大粒徑。 從結(jié)構(gòu)上考慮 根據(jù)規(guī)定，混凝土用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，且不得超過鋼筋最小凈間距的3/4；對混凝土實心板，不宜超過板厚的1/3，且不得超過40mm。 從施工上考慮 對泵送混凝土，粗骨料最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比碎石不宜大于1：3，卵石不宜大于1：2.5，高層建筑宜在1：31：4，超高層建筑宜在1：41：5。 從經(jīng)濟上考慮 當(dāng)最大粒徑小于80mm時，水泥用量隨最大粒徑減小而增加， 當(dāng)大于150mm后，節(jié)約水泥的效果卻不明顯。,（四）拌合及養(yǎng)護(hù)用水,混凝土拌合和養(yǎng)護(hù)用水按水源不同分為飲用水、地表水、地下水和經(jīng)適當(dāng)處理的工業(yè)用水。 拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土宜采用飲用水，當(dāng)采用其它來源水時，應(yīng)符合混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)（JGJ631989）的規(guī)定。,三、混凝土的技術(shù)性質(zhì),（一）混凝土拌合物的技術(shù)性質(zhì),1、和易性（工作性）的概念,混凝土拌合物便于施工操作，能夠達(dá)到結(jié)構(gòu)均勻、成型密實的性能。和易性主要包括流動性、粘聚性和保水性：,和易性,粘聚性,保水性,流動性,易達(dá)結(jié)構(gòu)均勻,易成型密實,好,好,在本身自重或施工機械振搗作用下，能產(chǎn)生流動并且均勻密實地填滿模板的性能。,各組成材料之間具有一定的內(nèi)聚力，在運輸和澆注過程中不致產(chǎn)生離析和分層現(xiàn)象的性質(zhì)。,具有一定的保持內(nèi)部水分的能力，在施工過程中不致發(fā)生泌水現(xiàn)象的性質(zhì)。,保證混凝土硬化后的質(zhì)量,2、和易性的評定,定量測定拌合物的流動性、輔以直觀經(jīng)驗評定粘聚性和保水性。,1.坍落度法 測定混凝土拌合物在自重作用下產(chǎn)生的變形值坍落度（單位mm）。 適用范圍： 集料最大粒徑不大于40mm； 坍落度值不小于10mm的低塑性混凝土、塑性混凝土。,2.維勃稠度法 測定使拌合物密實所需要的時間，s。 適用范圍 粗骨料最大粒徑不大于40mm； 坍落度小于10mm，維勃稠度在5s30s之間的干硬性混凝土。,3、混凝土施工時坍落度的選擇,混凝土拌合物坍落度的選擇，應(yīng)根據(jù)施工條件、構(gòu)件截面尺寸、配筋情況、施工方法等來確定。 見下表。,4、影響和易性的因素,1.組成材料及其用量之間的關(guān)系 水泥漿數(shù)量和單位用水量； 骨料的品種、級配和粗細(xì)程度； 砂率 ； 外加劑 。 見下圖。 2.施工環(huán)境的溫度、攪拌制度等。,水泥,水,砂,石子,外加劑,水泥漿,骨料,混凝土拌合物,合理砂率的確定 合理砂率是指在水泥漿數(shù)量一定的條件下，能使拌合物的流動性（坍落度T）達(dá)到最大，且粘聚性和保水性良好時的砂率；或者是在流動性（坍落度T）、強度一定，粘聚性良好時，水泥用量最小的砂率。,改善和易性的措施,采用合理砂率； 改善砂石的級配； 摻外加劑或摻合料； 根據(jù)環(huán)境條件，注意坍落度的現(xiàn)場控制；,在水灰比不變的條件下，適當(dāng)增加水泥漿的用量，可增大拌合物的流動性； 在砂率不變的條件下，適當(dāng)增加砂石的用量，可減小拌合物的流動性。,摻外加劑的混凝土,（二） 硬化后混凝土的技術(shù)性質(zhì),1、混凝土的強度,混凝土強度的種類,混凝土強度,抗拉強度,抗剪強度,抗壓強度,握裹強度,軸心抗壓強度,立方體抗壓強度,鋼筋與混凝土的粘結(jié)強度,1、混凝土的強度,1.立方體抗壓強度 以邊長為150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，在溫度為202，相對濕度為95以上的潮濕條件下或者在Ca（OH）2飽和溶液中養(yǎng)護(hù)，經(jīng)28d齡期，采用標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的抗壓極限強度。用fcu表示。 當(dāng)采用非標(biāo)準(zhǔn)試件時，須乘以換算系數(shù)，見下表： 標(biāo)準(zhǔn)試驗方法是指普通混凝土力學(xué)性能試驗方法（GB/T500812002 ），詳見實驗部分。,1、混凝土的強度,2.混凝土強度等級 按混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值劃分的級別。以“C”和混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值（fcu,k）表示，主要有C10，C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80等十五個強度等級。 立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值（fcu,k ） ，是立方體抗壓強度總體分布中的一個值，強度低于該值的百分率不超過5%。 強度等級表示的含義： 強度的范圍：某混凝土，其fcu30.034.9MPa； 某混凝土，其fcu30.0MPa的保證率為95%。,C30,“C”代表“混凝土”。,“30”代表fcu,k30.0MPa；,1、混凝土的強度,3.軸心抗壓強度 采用150mm150mm300mm的棱柱體試件。在立方體抗壓強度為055MPa范圍內(nèi)fcp=（0.70.8）fcu 。在結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時，一般取fcp0.67fcu。 非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的棱柱體試件的截面尺寸為100mm100mm和200mm200mm，測得的抗壓強度值應(yīng)分別乘以換算系數(shù)0.95和1.05。,1、混凝土的強度,4. 劈裂抗拉強度 式中：fts劈裂抗拉強度，MPa； P破壞荷載，N； A試件劈裂面積，mm2。 劈裂抗拉強度較低，一般為抗壓強度的1/101/20。,拉應(yīng)力,壓應(yīng)力,P,P,2.影響混凝土強度的因素,（1）水泥的強度和水灰比 式中：fcu混凝土28d齡期的抗壓強度值，MPa； fce水泥28d抗壓強度的實測值，MPa； 混凝土灰水比，即水灰比的倒數(shù)； a、b回歸系數(shù)。,當(dāng)混凝土水灰比值在0.400.80之間時越大，則混凝土的強度越低； 水泥強度越高，則混凝土強度越高。,2.影響混凝土強度的因素,（2）粗集料的品種 碎石形狀不規(guī)則，表面粗糙、多棱角，與水泥石的粘結(jié)強度較高； 卵石呈圓形或卵圓形，表面光滑，與水泥石的粘結(jié)強度較低。 在水泥石強度及其它條件相同時，碎石混凝土的強度高于卵石混凝土的強度。 （3）養(yǎng)護(hù)條件 在保證足夠濕度情況下，溫度越高，水泥凝結(jié)硬化速度越快，早期強度越高； 低溫時水泥混凝土硬化比較緩慢，當(dāng)溫度低至0以下時，硬化不但停止，且具有冰凍破壞的危險。 混凝土澆筑完畢后，必須加強養(yǎng)護(hù)，保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸?，以保證混凝土不斷地凝結(jié)硬化。,2.影響混凝土強度的因素,（4）齡期 齡期是指混凝土在正常養(yǎng)護(hù)條件下所經(jīng)歷的時間。 在正常的養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的抗壓強度隨齡期的增加而不斷發(fā)展，在714d內(nèi)強度發(fā)展較快，以后逐漸減慢，28d后強度發(fā)展更慢。 由于水泥水化的原因，混凝土的強度發(fā)展可持續(xù)數(shù)十年。 當(dāng)采用普通水泥拌制的、中等強度等級的混凝土，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的抗壓強度與其齡期的對數(shù)成正比。 式中： fn、f28分別為n、28天齡期的抗壓強度，MPa。 （5）外加劑,n3,3、混凝土的耐久性,1.耐久性的主要內(nèi)容 （1）抗?jié)B性 混凝土的抗?jié)B性是指混凝土抵抗壓力水滲透的能力。 混凝土的抗?jié)B性用抗?jié)B等級表示。是以28d齡期的標(biāo)準(zhǔn)試件，按規(guī)定方法進(jìn)行試驗時所能承受的最大靜水壓力來確定?？煞譃镻4、P6、P8、P10和P12等五個等級，分別表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的靜水壓力而不發(fā)生滲透。 （2）抗凍性 混凝土的抗凍性是指混凝土在飽和水狀態(tài)下，能抵抗凍融循環(huán)作用而不發(fā)生破壞，強度也不顯著降低的性質(zhì)。 用抗凍等級表示?？箖龅燃壥且?8d齡期的混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件，在飽和水狀態(tài)下，強度損失不超過25，且質(zhì)量損失不超過5時，所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來表示，有F10、F15、F25、F50、F100、F200、F250和F300等九個等級。,二、混凝土的耐久性,（3）抗侵蝕性 混凝土的抗侵蝕性主要取決于水泥石的抗侵蝕性。 合理選擇水泥品種、提高混凝土制品的密實度均可以提高抗侵蝕性。 （4）抗碳化性 混凝土的碳化主要指水泥石的碳化。 混凝土碳化，使其堿度降低，從而使混凝土對鋼筋的保護(hù)作用降低，鋼筋易銹蝕；引起混凝土表面產(chǎn)生收縮而開裂。 （5）堿集料反應(yīng) 堿集料反應(yīng)是指水泥、外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與集料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生并導(dǎo)致混凝土開裂破壞的膨脹反應(yīng)。 應(yīng)嚴(yán)格控制水泥中堿的含量和集料中堿活性物質(zhì)的含量。,3、混凝土的耐久性,6、提高混凝土耐久性的措施 （1）合理選擇混凝土的組成材料 根據(jù)混凝土工程特點或所處環(huán)境條件，選擇水泥品種； 選擇質(zhì)量良好、技術(shù)要求合格的骨料。 （2）提高混凝土制品的密實度 嚴(yán)格控制混凝土的水灰比和水泥用量。見下頁表。 選擇級配良好的骨料及合理砂率，保證混凝土的密實度。 摻入適量減水劑，提高混凝土的密實度。 嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行施工操作。 （3）改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu) 在混凝土中摻入適量引氣劑，可改善混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，封閉孔隙的存在，可以提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性及抗侵蝕性。,3、混凝土的耐久性,混凝土最大水灰比和最小水泥用量的規(guī)定（JGJ552000）,四、 普通混凝土配合比設(shè)計,混凝土的配合比 是指混凝土各組成材料用量之比。 主要有“質(zhì)量比”和“體積比”兩種表示方法。工程中常用“質(zhì)量比”表示。 質(zhì)量配合比的表示方法 （1）以1m3混凝土中各組成材料的實際用量表示。例如水泥mc295kg，砂ms648kg，石子mg1330kg，水mw165kg。 （2）以各組成材料用量之比表示。例如上例也可表示為：mc：ms：mg1：2.20：4.51，mw/mc0.56。,滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的強度等級要求； 滿足混凝土施工所要求的和易性； 滿足工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求； 符合經(jīng)濟原則，即節(jié)約水泥以降低混凝土成本。,（一）配合比設(shè)計三個基本參數(shù),水灰比（ mw/mc ）、單位用水量（mw）和砂率（s）是混凝土配合比設(shè)計的三個基本參數(shù)。,水泥,水,砂,石子,水泥漿,骨料,混凝土,單位用水量mw,砂率w,水灰比 mw/mc,與強度、耐久性有關(guān),與流動性有關(guān),與粘聚性、保水性有關(guān),（二）配合比設(shè)計的步驟與方法,1、確定混凝土基準(zhǔn)配合比 2、試配、調(diào)整，確定設(shè)計配合比 3、計算施工配合比,（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比,1.計算施工配制強度 fcu,0 式中: fcu,0混凝土配制強度，MPa； fcu,k混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，即混凝土強度等級值，MPa； 混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差，MPa。 混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差宜根據(jù)同類混凝土統(tǒng)計資料確定，并應(yīng)符合以下規(guī)定： 計算時，強度試件組數(shù)不應(yīng)少于25組； 當(dāng)混凝土強度等級為C20和C25級，其強度標(biāo)準(zhǔn)差計算值2.5MPa時，取2.5MPa；當(dāng)混凝土強度等級等于或大于C30級，其強度標(biāo)準(zhǔn)差計算值3.0MPa時，取3.0MPa； 當(dāng)無統(tǒng)計資料計算混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差時，其值按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范（GB50204）的規(guī)定取用。,（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比,2.確定水灰比mw/mc （1）按混凝土強度要求計算水灰比 式中： a、b回歸系數(shù)；應(yīng)根據(jù)工程所用的水泥、集料，通過試驗由建立的水灰比與混凝土強度關(guān)系式確定；當(dāng)不具備上述試驗統(tǒng)計資料時，可取碎石混凝土 a0.46，b0.07；卵石混凝土a0.48，b0.33。 fce水泥28d抗壓強度實測值，MPa。,混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差,（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比,（2）復(fù)核耐久性 為了使混凝土耐久性符合要求，按強度要求計算的水灰比值不得超過規(guī)定的最大水灰比值，否則混凝土耐久性不合格，此時取規(guī)定的最大水灰比值作為混凝土的水灰比值。 3.確定單位用水量mw （1）水灰比在0.400.80范圍內(nèi)時，根據(jù)粗集料的品種、粒徑及施工要求的坍落度，按下表選取。,塑性混凝土的單位用水量，kg,（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比,（2）水灰比小于0.40的混凝土以及采用特殊成型工藝的混凝土單位用水量應(yīng)通過試驗確定。 （3）摻外加劑時混凝土的單位用水量可按下式計算： mwamw0（1） 式中： mwa摻外加劑時混凝土的單位用水量，kg； mw0未摻外加劑時混凝土的單位用水量，kg； 外加劑的減水率，應(yīng)經(jīng)試驗確定。,干硬性混凝土的單位用水量，kg,（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比,4.計算水泥用量mc （1）計算 （2）復(fù)核耐久性 將計算出的水泥用量與規(guī)定的最小水泥用量比較：如計算水泥用量不低于規(guī)定的最小水泥用量，則耐久性合格；否則耐久性不合格，此時應(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量。 5.確定砂率s （1）坍落度為1060mm的混凝土砂率，可根據(jù)粗骨料品種、粒徑及水灰比按下表選取。 （2）坍落度大于60mm的混凝土砂率，可經(jīng)試驗確定；也可在下表基礎(chǔ)上，坍落度每增大20mm，砂率增大1確定。 （3）坍落度小于10mm的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗確定。,（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比,6.計算砂、石子用量ms0、mg0 （1）體積法 又稱絕對體積法。 1m3混凝土中的組成材料水泥、砂、石子、水經(jīng)過拌合均勻、成型密實后，混凝土的體積為1m3，即： Vc + Vs + Vg + Vw + Va 1,混凝土砂率，,（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比,解方程組，可得ms0、mg0 。 式中： c、s、g、w分別為水泥的密度、砂的表觀密度、石子的表觀密度、水的密度，kg/m3。水泥的密度可取29003100kg/m3； 混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣型外加劑時，可取1。 （2）質(zhì)量法 質(zhì)量法又稱為假定體積密度法。假定混凝土拌合物的質(zhì)量為mcp ，kg。,（一）確定混凝土基準(zhǔn)配合比,解方程組可得ms0、mg0。 式中： mc0、ms0、mg0、mw0分別為1m3混凝土中水泥、砂、石子、水的用量，kg； mcp1m3混凝土拌合物的假定質(zhì)量，kg?？扇?3502450kg/m3。 s混凝土砂率。 7.計算基準(zhǔn)配合比 （1）以1m3混凝土中各組成材料的實際用量表示。 （2）以組成材料用量之比表示：mc0：ms0：mg01：x：y， mw/mc ？。,（二）試配調(diào)整，確定設(shè)計配合比,1.試配 按基準(zhǔn)配合比稱取一定質(zhì)量的組成材料，拌制15L或25L混凝土，分別測定其和易性、強度。 2.調(diào)整 （）調(diào)整和易性，確定基準(zhǔn)配合比 測拌合物坍落度，并檢查其粘聚性和保水性能： 如實測坍落度小于或大于設(shè)計要求，可保持水灰比不變，增加或減少適量水泥漿； 如出現(xiàn)粘聚性和保水性不良，可適當(dāng)提高砂率；每次調(diào)整后再試拌，直到符合要求為止。 記錄好各種材料調(diào)整后用量，并測定混凝土拌合物的實際體積密度（c,t）。,（二）試配調(diào)整，確定設(shè)計配合比,（2）強度調(diào)整 一般采用三個不同的配合比，其中一個為基準(zhǔn)配合比，另外兩個配合比的水灰比值，應(yīng)較基準(zhǔn)配合比分別增加及減少0.05，其用水量應(yīng)該與基準(zhǔn)配合比相同，但砂率值可做適當(dāng)調(diào)整并測定體積密度。各種配比制作兩組強度試塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d進(jìn)行強度測定。 3.設(shè)計配合比的確定 （1）根據(jù)試驗得出的混凝土強度與其相應(yīng)的灰水比（mc/mw）關(guān)系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強度（fcu,0）相對應(yīng)的灰水比，確定1m3混凝土中的組成材料用量： 單位用水量（mw）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度進(jìn)行調(diào)整確定； 水泥用量（mc）應(yīng)以用水量乘以選定出來的灰水比計算確定； 粗集料和細(xì)集料用量（ms、mg）應(yīng)在基準(zhǔn)配合比的用量基礎(chǔ)上，按選定的灰水比進(jìn)行調(diào)整后確定。,（二）試配調(diào)整，確定設(shè)計配合比,（2）經(jīng)試配確定配合比后，按下列步驟進(jìn)行校正： 按上述方法確定的各組成材料用量按下式計算混凝土的體積密度計算值c,c： c,cmc+ ms+mg+mw 應(yīng)按下式計算混凝土配合比校正系數(shù)： 式中： c,t混凝土體積密度實測值，kg/m3； c,c混凝土體積密度計算值，kg/m3。 當(dāng)體積密度實測值與計算值之差的絕對值不超過計算值的2時，按（1）條確定的配合比即為設(shè)計配合比；當(dāng)二者之差超過2時，應(yīng)將配合比中各組成材料用量均乘以校正系數(shù)，得到設(shè)計配合比。,（三）計算施工配合比,假定現(xiàn)場砂、石子的含水率分別為a和b%，則施工配合比中1m3混凝土的各組成材料用量分別為： mc ms（1+a） mg（1+b） mwmsamgb 施工配合比可表示為：,第四節(jié) 建筑砂漿和墻體材料,一、建筑砂漿,定義 砂漿是由膠凝材料、細(xì)骨料、摻加料和水按一定比例配制而成的建筑工程材料。 分類 按用途不同分 砌筑砂漿、抹面砂漿和特種砂漿。 按膠凝材料分 水泥砂漿、石灰砂漿、混合砂漿,（一）砌筑砂漿的組成材料及技術(shù)要求,1.砌體砂漿的組成材料 1）水泥 砌筑砂漿常用的膠凝材料是水泥，其品種應(yīng)根據(jù)砂漿的用途和使用環(huán)境來選擇； 其強度等級宜為砂漿強度等級的45倍，用于配制水泥砂漿的水泥強度等級不宜大于32.5級； 用于配制混合砂漿的水泥強度等級不宜大于42.5級。 摻加料的選用及質(zhì)量要求見下表。,（一）砌筑砂漿的組成材料,2）砂 砌筑砂漿用細(xì)骨料主要為天然砂，宜用中砂，其中毛石砌體宜選用粗砂。 砂的含泥量要求： 水泥砂漿、強度等級M5的混合砂漿不應(yīng)超過5%； 強度等級 M5的水泥混合砂漿，不應(yīng)超過10%。 3）水和外加劑 拌制砂漿應(yīng)采用不含有害雜質(zhì)的潔凈水。 為改善或提高砂漿的性能，可摻入一定的外加劑，但對外加劑的品種和摻量必須通過試驗確定。,2.砌筑砂漿的技術(shù)性質(zhì),1.和易性 砂漿和易性包括流動性和保水性兩個方面。 （1）流動性 指砂漿在自重或外力作用下能產(chǎn)生流動的性能。流動性采用砂漿稠度測定儀測定，以沉入度（mm）表示。見實驗部分。,（2）保水性 新拌砂漿能夠保持水分的能力稱為保水性。 砂漿的保水性用分層度表示。用分層度測定儀測定。詳見實驗部分。 分層度值越小，則保水性越好。砌筑砂漿的分層度以在30mm以內(nèi)為宜。,2）強度 砂漿強度是以邊長為70.7mm70.7mm70.7mm的立方體試塊，在溫度為203，一定濕度下養(yǎng)護(hù)28d，測得的極限抗壓強度。詳見實驗部分。 砂漿按其抗壓強度平均值分為M2.5、M5.0、M7.5、M10、M15、M20等六個強度等級。 在一般工程中，辦公樓、教學(xué)樓以及多層建筑物宜選用M5.0M10的砂漿，平房商店等多選用M2.5M5.0的砂漿，倉庫、食堂、地下室以及工業(yè)廠房等多選用M2.5M10的砂漿，而特別重要的砌體宜選用M10以上的砂漿。,3）粘結(jié)力 磚石砌體是靠砂漿把塊狀材料粘結(jié)成堅固整體的，因此要求砂漿具有一定的粘結(jié)力。 砂漿粘結(jié)力的影響因素： 1.粘結(jié)力隨抗壓強度增加而增強； 2.粘結(jié)力與磚石表面狀態(tài)有關(guān)； 3.磚石表面清潔程度、濕潤情況有關(guān)； 4.與施工養(yǎng)護(hù)條件有關(guān)。,（二）普通抹面砂漿,1.定義及作用 普通抹面砂漿是以薄層抹在建筑物內(nèi)外表面，保持建筑物不受風(fēng)、雨、雪、大氣等有害介質(zhì)侵蝕，提高建筑物的耐久性，并使其表面平整美觀。 2.普通抹面砂漿的種類 按所用材料不同可分為石灰砂漿、水泥混合砂漿、水泥砂漿、麻刀石灰砂漿和紙筋石灰砂漿。 按功能不同可分為底層抹面砂漿、中層抹面砂漿和面層抹面砂漿。,3.普通抹面砂漿的配合比 確定抹面砂漿的組成材料及其配合比，主要是依據(jù)工程使用部位及基層材料。常用抹面砂漿的參考配合比及應(yīng)用范圍見下頁表。 4.抹面砂漿的選用 用于磚墻的底層抹灰，多選石灰砂漿；有防水、防潮要求時選水泥砂漿；混凝土基層的底層抹灰，多選水泥混合砂漿；中層抹灰多選石灰砂漿或水泥混合砂漿；面層抹灰多用水泥混合砂漿、麻刀灰和紙筋灰。水泥砂漿不得涂在石灰砂漿層上。在易碰撞或潮濕部位應(yīng)采用水泥砂漿。,常用抹面砂漿參考配合比,（一） 砌墻磚,二、 墻體材料,砌墻磚的分類,1.按原材料分：粘土磚、頁巖磚、煤矸石磚、粉煤灰磚 2.按生產(chǎn)工藝分：燒結(jié)磚、非燒結(jié)磚（養(yǎng)護(hù)成型） 3.按孔洞率分： 普通磚（孔洞率35） 4.按焙燒火候分： 正火磚、過火磚、欠火磚 5.按生產(chǎn)方法分： 機制磚、手工磚 6.按顏色分：紅磚、青磚,工程中常用的砌墻磚品種,燒結(jié)普通粘土磚 燒結(jié)普通頁巖磚 燒結(jié)多孔磚 燒結(jié)空心磚 蒸壓灰砂磚 蒸壓粉煤灰磚,燒結(jié)普通磚,燒結(jié)普通磚,品種： 按原材料不同分：粘土磚、頁巖磚 按焙燒火候分：正火磚、過火磚、欠火磚 按顏色不同分：紅磚、青磚,燒結(jié)普通磚,燒結(jié)普通磚的質(zhì)量等級 依據(jù)其主要技術(shù)性能及其指標(biāo)分為優(yōu)等品（A）、一等品（B）、合格品（C）。 主要技術(shù)性能及其指標(biāo)： 尺寸規(guī)格 外觀質(zhì)量 強度 抗風(fēng)化性能 泛霜 石灰爆裂,燒結(jié)普通磚的尺寸規(guī)格,標(biāo)準(zhǔn)尺寸：240mm115mm53mm 尺寸特點：4240 40 1000mm 8115 80 1000mm 1653 160 1008mm 該尺寸的作用？ 估算砌體的大約用磚量。 1m3磚砌體的大約用磚量？ 4816512塊 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：尺寸允許偏差,燒結(jié)普通磚的外觀質(zhì)量,兩條面的高度差 彎曲 雜質(zhì)凸出高度 缺棱掉角情況 裂紋長度 完整面 顏色,磚的強度,隨機抽取試樣：10塊 制作磚試件： 力學(xué)試驗：測定其最大破壞荷載 計算其強度值 判斷強度等級 強度等級：MU10、MU15、MU20、MU25、MU30,磚的抗風(fēng)化性能、泛霜、石灰爆裂,抗風(fēng)化性能 磚在干濕變化、溫度變化、凍融變化等氣候條件下抵抗破壞的能力。 泛霜 又稱鹽析現(xiàn)象，是由于磚內(nèi)部的可溶性鹽析出而沉積在磚的表面。,泛霜影響建筑美觀、導(dǎo)致磚表面起酥甚至剝落。 石灰爆裂 原材料中的石灰石在焙燒工程中被燒制成生石灰，生石灰吸水熟化，體積膨脹，從而產(chǎn)生爆裂現(xiàn)象。,燒結(jié)普通磚的優(yōu)缺點,優(yōu)點 傳統(tǒng)墻體材料； 具有較高的強度和耐久性； 孔隙率較大，具有較良好的保溫隔熱性能和隔聲吸聲性能。,缺點 塊體小，施工效率低； 自重大； 產(chǎn)生能耗高； 粘土磚所用原料粘土，需毀田取土，擠占耕地； 抗震性能差。,燒結(jié)普通磚的應(yīng)用與發(fā)展,應(yīng)用 外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)； 內(nèi)墻隔斷； 煙囪、拱、柱、溝道等等。,發(fā)展 孔洞率較大的多孔磚和空心磚； 利用工業(yè)廢料； 砌塊和墻用板材。,燒結(jié)多孔磚與空心磚,燒結(jié)多孔磚與燒結(jié)空心磚,燒結(jié)多孔磚與燒結(jié)空心磚比較,燒結(jié)多孔磚,燒結(jié)空心磚,灰砂磚、粉煤灰磚,生產(chǎn)工藝：蒸壓養(yǎng)護(hù)成型 外形：六面體形（240mm115mm53mm） 強度等級：MU10、MU15、MU20、MU25 質(zhì)量等級：優(yōu)等品（A）、一等品（B）、合格品（C） 應(yīng)用：建筑基礎(chǔ)、墻體 不能使用的部位：長期受熱、受急冷火急熱、有酸性腐蝕的環(huán)境。,（二） 蒸壓加氣混凝土砌塊,砌塊,優(yōu)點 塊體較大，施工效率較高，且施工機械化程度較高； 改善建筑物功能； 原材料豐富，可充分利用地方資源和工業(yè)廢料。 分類 按有無孔洞分：實心砌塊、空心砌塊 按大小分：中型砌塊、小型砌塊 按原材料分：硅酸鹽砌塊、混凝土砌塊,加氣混凝土砌塊,加氣混凝土砌塊,原材料 水泥、石灰、砂、粉煤灰、礦渣等 生產(chǎn) 原料磨細(xì)，以鋁粉為