市政工程基礎(chǔ)知識(shí)造價(jià)員材料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固總孔隙率：V孔總空隙率：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ρ。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：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：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0.16～5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(jí)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(jí)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)：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=3.7-3.1，中砂=3.0-2.3(>5)(0.5-0.35)(0.35-0.25)(0.25-0.15)砂石材料二、石子1、基本要求粒經(jīng)：3.75-5,5-40,40-80；等級(jí)：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：≦1520%視密度（或表觀密度）：≧2.45-2.5?砂石材料三、水泥混凝土對(duì)砂、石材料的要求砂：河砂；顆粒級(jí)配位于Ⅱ區(qū)；表觀密度2.6-2.73孔隙率3545%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(jí)配≥5（連續(xù)）一般有5-20（結(jié)構(gòu)）5-35（道路）壓碎值≤15%表觀密度2.53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(huì)發(fā)生一定的變化。水泥二、硅酸鹽水泥種類硅酸鹽水泥P?Ⅰ或P?Ⅱ普通水泥P?O礦渣水泥P?S粉煤灰水泥P?F火山灰質(zhì)水泥P?P復(fù)合水泥水泥三、基本技術(shù)性質(zhì)細(xì)度：水泥顆粒的粗細(xì)程度（一般80μｍ方孔篩余量≤10%）標(biāo)準(zhǔn)稠度：使水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度（一定的可塑性）時(shí)所需要的拌和水量，以水占水泥質(zhì)量的百分率表示（一般為2130%）

水泥凝結(jié)時(shí)間：初凝從加水起到水泥漿開始失去塑性所需的時(shí)間（不早于45)終凝從加水起到水泥漿完全失去塑性開始有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度所需要的時(shí)間(不遲于6.510h）水泥體積安定性：標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿在凝結(jié)、硬化過程中體積變化的均勻性（合格或不合格）強(qiáng)度：標(biāo)準(zhǔn)配比、標(biāo)準(zhǔn)試件、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后所測(cè)得的3d、28d抗壓和抗折強(qiáng)度，以此對(duì)水泥做出標(biāo)號(hào)的確定，一般以抗壓強(qiáng)度為主，參考抗折強(qiáng)度，綜合評(píng)定。水泥氧化鎂含量：≤5%三氧化硫含量：≤3.54%燒失量：≤5%水化熱水泥在水化過程中放出的熱量，它的大小和速度與水泥的礦物組成、細(xì)度有關(guān)此性質(zhì)對(duì)水泥的使用有很大的影響，對(duì)施工過程有利有弊。水泥四、常用水泥的特性和適用范圍教材P74頁從強(qiáng)度等級(jí)、類型、主要成分、主要特性、適用范圍、不適用范圍等七個(gè)方面對(duì)常用的硅酸鹽類水泥進(jìn)行了解。（一般情況下，早期強(qiáng)度要求高時(shí)首選硅酸鹽水泥，常規(guī)下選用普通硅酸鹽水泥，大體積混凝土工程可選用礦渣水泥）水泥五、道路用水泥由硅酸鹽水泥熟料，加入一定量的活性混合材料和適量石膏磨細(xì)制成，其抗折強(qiáng)度略高于其他水泥，同時(shí)要求這類水泥有較高的抗干縮性能，考核它的耐磨性能。路用水泥共有三個(gè)標(biāo)號(hào)規(guī)格：425、525、625一水泥六、其他水泥砌筑水泥：強(qiáng)度低、硬化慢抗硫酸鹽水泥：防腐蝕快硬高強(qiáng)水泥：快硬、無收縮膨脹水泥：抗?jié)B、耐腐蝕高鋁水泥：耐火、搶修彩色水泥等水泥七、水泥的時(shí)效要求和保管分別儲(chǔ)存、堆放，絕不混用；每批檢驗(yàn)合格，先進(jìn)場(chǎng)先用；三個(gè)月有效，過時(shí)重檢，合格后降級(jí)使用；注意防潮，防止結(jié)塊，受潮后重檢，合格且處理后降級(jí)使用。第三節(jié)水泥混凝土和砂漿一、水泥混凝土由水泥、石子、砂加水按適當(dāng)比例配合，經(jīng)過均勻拌制、密實(shí)成型、養(yǎng)護(hù)硬化成為密度2000?-2800?的人造石。為了既保證混凝土的質(zhì)量又保證合理低造價(jià)，混凝土的配合比需要針對(duì)工程特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)必須遵守相關(guān)規(guī)定。水泥混凝土和砂漿二、種類結(jié)構(gòu)混凝土防水混凝土防輻射混凝土道路混凝土耐熱混凝土耐酸混凝土膨脹混凝土水泥混凝土和砂漿三、水泥混凝土的組成（每立方）水泥（最小用量225-300?最大用量≤550?)砂（550700）石子（11001400)水（170230）外加劑≤5%水泥用量水泥混凝土和砂漿四、材料的選用要求水泥：見教材P80表3-19所列砂：優(yōu)選河砂，中粗，Ⅱ區(qū)石子：機(jī)制碎石，連續(xù)級(jí)配水：飲用水、經(jīng)過處理檢驗(yàn)合格值在4-10的水外加劑：視工程施工、結(jié)構(gòu)特性、質(zhì)量要求等確定。水泥混凝土和砂漿外加劑在水泥混凝土中略增添一些外加劑，可以改善水泥混凝土性能，增加混凝土的流動(dòng)性、早強(qiáng)度、耐久性、抗?jié)B性等，減少工藝難度，提高施工速度和施工質(zhì)量，節(jié)省水泥使用量等。水泥混凝土和砂漿外加劑類型和主要功能1.減水劑：減少拌和用水量提高混合物流動(dòng)性，節(jié)省水泥。（0.21.0%）2.早強(qiáng)劑：提高早期強(qiáng)度。（0.51.0%)3.引氣劑：提高混合物的和易性，提高抗凍性、抗?jié)B性。(0.0050.015%)4.緩凝劑：延緩凝結(jié)時(shí)間，降低初期水化熱。(0.030.3%)5.防凍劑：降低冰點(diǎn)，使之不凍結(jié)。(720)6.膨脹劑：使體積膨脹，減少干縮裂縫，提高抗裂抗?jié)B性能。(330%)

混凝土外加劑選用參考類別高強(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★水泥混凝土和砂漿五、水泥混凝土的主要技術(shù)性能混合物的和易性：流動(dòng)性、黏聚性、保水性影響和易性的因素水泥漿的數(shù)量和流動(dòng)性；砂率；水泥品種和骨料性質(zhì)；外加劑；時(shí)間和溫度。

水泥混凝土和砂漿混凝土強(qiáng)度混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中承受著各種力的影響，抵抗外力的能力稱為強(qiáng)度，有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等等。在建筑、橋梁結(jié)構(gòu)工程中，混凝土主要用于承受壓力，在道路結(jié)構(gòu)中，混凝土還要承受彎拉力。水泥混凝土和砂漿1、抗壓強(qiáng)度：標(biāo)準(zhǔn)試件在壓力作用下直到被破壞時(shí)單位面積所受到的最大壓力?2（)施工中常以混凝土的抗壓強(qiáng)度為主要參數(shù)來設(shè)計(jì)或檢驗(yàn)混合料的級(jí)配，并且以此來評(píng)定混凝土的質(zhì)量。水泥混凝土和砂漿標(biāo)準(zhǔn)試件：邊長為150的立方體，標(biāo)準(zhǔn)方法制成，脫模后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境養(yǎng)護(hù)（標(biāo)準(zhǔn)溫度、濕度、空間），標(biāo)準(zhǔn)齡期28天，無碎角、裂縫、孔隙等。水泥混凝土和砂漿混凝土的強(qiáng)度等級(jí)：用標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試件檢驗(yàn)后得到的標(biāo)準(zhǔn)值稱為強(qiáng)度，根據(jù)混凝土的配比情況，將其劃分成12個(gè)等級(jí)，用表示C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60。通常C25及以下為低標(biāo)號(hào)混凝土，C30及以上為高標(biāo)號(hào)混凝土。水泥混凝土和砂漿影響混凝土強(qiáng)度的因素水泥強(qiáng)度等級(jí)水灰比骨料強(qiáng)度和配比養(yǎng)護(hù)溫度和濕度齡期試驗(yàn)條件和方法水泥混凝土和砂漿2、抗折強(qiáng)度（抗彎拉強(qiáng)度）混凝土承受不均勻的外力影響，局部受拉，局部受彎時(shí)產(chǎn)生的抵抗能力。3、抗拉強(qiáng)度混凝土承受軸心受拉時(shí)產(chǎn)生的抵抗能力4、抗剪切強(qiáng)度混凝土承受非軸心的拉力或壓力時(shí)產(chǎn)生的抵抗能力

水泥混凝土和砂漿耐久性衡量混凝土結(jié)構(gòu)在常規(guī)的維護(hù)、使用條件下，不出現(xiàn)劣化、腐化的年限對(duì)設(shè)計(jì)壽命的符合性。主要有：抗?jié)B、抗凍、抗腐蝕、抗碳化等。水泥混凝土和砂漿1、混凝土的抗?jié)B性混凝土抵抗壓力水滲透的能力n表示能抵抗10的水壓力不滲水。共有P412五個(gè)等級(jí)2、混凝土的抗凍性混凝土經(jīng)多次凍、融化后不明顯降低原有抗壓強(qiáng)度的能力n表示凍、融化循環(huán)次數(shù)共有F10300九個(gè)等級(jí)水泥混凝土和砂漿3、混凝土的碳化混凝土中