參考答案第一章1-1狹義的新型建筑材料是指區(qū)別于傳統(tǒng)的磚瓦、石灰、水泥、砂石、混凝土等建材的建筑材料新品種。而廣義新型建筑材料的內(nèi)涵則相對寬泛，還可以是現(xiàn)有材料科學技術(shù)和性能的顯著提高，或者是更低資源消耗的新型建筑產(chǎn)品。例如，作為傳統(tǒng)骨料的碎石，利用新的加工技術(shù)獲得的高品質(zhì)砂石骨料，可歸類于新型建筑材料；含磚瓦的建筑垃圾代替天然骨料用于混凝土制備，這樣基于廢棄物資源化利用，成分不“新”而利用途徑“新”的低碳建筑材料，同樣可歸類于新型建筑材料。1-2生命周期評價方法LCA（LifeCycleAssessment）是匯總和評估一個產(chǎn)品（或服務）體系生命周期的所有投入及產(chǎn)出對環(huán)境造成的和潛在的影響的方法。其核心在于對產(chǎn)品、生產(chǎn)、服務“從搖籃到墳墓”的整個生命過程造成的所有環(huán)境影響的全面分析和評估。其流程主要包括四個階段：目標與范圍確定、清單分析、影響評價和結(jié)果解釋。1-3略第二章2-1材料的組成，一般可分為化學組成、礦物組成以及相組成三種。材料的結(jié)構(gòu)，通常可分為宏觀結(jié)構(gòu)、細觀結(jié)構(gòu)以及微觀結(jié)構(gòu)。2-2材料的密度，是指材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量；表觀密度，是指材料在自然狀態(tài)下單位表觀體積的質(zhì)量；體積密度，是指材料在自然狀態(tài)下單位宏觀外形體積的質(zhì)量；堆積密度是指粉狀、顆粒狀或纖維狀材料在堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。2-3孔隙率是指材料體積內(nèi)，孔隙體積所占的比例。空隙率是指散粒材料在某種堆積體積內(nèi)，顆粒之間的空隙體積所占的比例?？紫堵蔖=V空隙率P'2-4在材料、水和空氣的三相交點處，當沿水滴表面所引切線與材料表面所成的夾角θ≤90°時，這種材料屬于親水性材料。當潤濕角90°＜θ＜180°時，這種材料稱為憎水性材料。2-5吸水性是指材料在水中能吸收水分的性質(zhì)，吸水性的大小用吸水率表示。吸濕性是指材料在潮濕的空氣中吸收空氣中水分的性質(zhì)，吸濕性的大小用含水率表示。2-6抗?jié)B性是指材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性質(zhì)?？箖鲂允侵覆牧显谖柡蜖顟B(tài)下，能經(jīng)受多次凍結(jié)和融化作用（凍融循環(huán)）而不被破壞，強度也無顯著降低的性能?？?jié)B等級P=10H-1，H為材料透水前所能承受的最大水壓力（MPa），材料的抗?jié)B等級越大，表示材料的抗?jié)B性越好。抗凍等級Fn表示。n表示材料試件經(jīng)n次凍融循環(huán)試驗后，質(zhì)量損失不超過5%，抗壓強度降低不超過25%，n的數(shù)值越大，說明抗凍性能越好。2-7材料在外力（荷載）作用下抵抗破壞的能力，稱為強度。影響材料強度的因素包括：（1）材料的組成和結(jié)構(gòu)；（2）試件的形狀和尺寸；（3）加荷速度；（4）試驗環(huán)境的溫度、濕度；（5）受力面狀態(tài)。2-8材料在外力作用下會發(fā)生變形。當外力消除后，材料能夠完全恢復原來形狀的性質(zhì)稱為彈性，這種可逆的變形稱為彈性變形。當外力消除后，材料仍能保持變形后的形狀尺寸且不出現(xiàn)裂縫的性質(zhì)稱為塑性，這種不可逆的變形稱為塑性變形。2-9材料的耐久性是指在長期使用過程中，在環(huán)境因素作用下，能保持其原有性能而不變質(zhì)、不破壞的性能。影響材料耐久性的因素主要有：（1）物理作用，包括干濕變化、冷熱變化、凍融變化等；（2）化學作用，包括大氣和環(huán)境水中的酸、堿、鹽等溶液或其他有害物質(zhì)對材料的侵蝕作用，以及日光、紫外線等對材料的作用；（3）生物作用，包括環(huán)境中存在的昆蟲或菌類等的侵害作用。提高材料耐久性的措施，可從服役條件、材料特性等方面進行著手。例如，采用降低濕度，排除侵蝕性物質(zhì)等，減輕大氣或周圍介質(zhì)對材料的破壞作用；采用提高材料的密度，采取防腐措施等，提高材料本身對外界作用的抵抗性；可用覆面、抹灰、刷涂料等方式，使用物理隔離的方式保護主體材料免受破壞。2-10視密度：ρ=256/115=2.23g/cm3表觀密度：ρ0=m/v0=256/118=2.17g/cm3m水＝V水·ρw=Vk·ρw=(V0－V′)·ρwWm＝m水/m×100%＝3/256×100%＝1.2%WV＝(V水/V0)×100%＝(3/118)×100%＝2.54% 2.11該材料的孔隙率為P=(1-ρ0/ρ)*100%=（1-1.6/2.6)*100%=38.5%質(zhì)量吸水率為W質(zhì)=（m濕-m干）/m干*100%=（1086-954）/954*100%=13.8%1kg材料中含水138ml，1kg材料自然狀態(tài)下的體積為1/1600m3開口孔隙率Pk=138*1600/106*100%=22.08%閉口孔隙率為Pb=P－Pk=38.5%-22.08%=16.42%開口孔隙率就是體積吸水率。第三章3-1鋼和生鐵的主要成分都是鐵和碳，其主要區(qū)別在于含碳量不同。生鐵是鐵礦石、溶劑（石灰石）和燃料（焦炭）在高爐中，經(jīng)過還原反應和造渣反應而得到的一種鐵碳合金，其中碳的含量為2.06%~6.67%，硫、磷等雜質(zhì)的含量也較高。生鐵硬而脆，塑性及韌性差，不易進行焊接、鍛造、軋制等加工。鋼是由生鐵冶煉而成的。煉鋼的原理就是通過將熔融的生鐵進行氧化，使碳的含量降低到預定范圍內(nèi)，使其它雜質(zhì)的含量降低到允許范圍內(nèi)。一般來說，凡含碳量在2.06%以下，含有害雜質(zhì)較少的鐵碳合金便可稱之為鋼。鋼具有良好的塑性和韌性，強度高，適宜鍛造和加工。3-2常用的煉鋼方法主要有氧氣轉(zhuǎn)爐法、平爐法和電爐法三種。其中，氧氣轉(zhuǎn)爐法冶煉速度快，鋼質(zhì)較好且成本較低，常用于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金鋼；平爐法治煉時間長，有足夠的時間調(diào)整和控制其成分，去除雜質(zhì)更為徹底，故鋼的質(zhì)量好，可用于煉制優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼及其它有特殊要求的專用鋼，缺點是能耗高，成本高，因此已逐步淘汰；電爐法熔煉溫度高，且溫度可自由調(diào)節(jié)，清除雜質(zhì)較易，故電爐鋼的質(zhì)量最好，但成本也最高。3-3鋼一般可按照脫氧程度、按化學成分、按有害雜質(zhì)含量，以及按照用途等方式進行分類。對鋼材進行分級，有著指導生產(chǎn)加工、簡化選材流程和控制生產(chǎn)成本等現(xiàn)實意義。3-4低碳鋼拉伸時的應力-應變曲線，可分為彈性階段、屈服階段、強化階段和頸縮階段四個階段，各階段的特征及指標見3.2.1節(jié)。3-5通過拉伸試驗，可以測得鋼材的三項重要技術(shù)指標，即屈服點（σs）、抗拉強度（σb）和伸長率（δ）。3-6屈服強度與抗拉強度之比稱為屈強比（σs/σb）。屈強比是反映鋼材利用率和安全可靠程度的一個指標。屈強比越小，鋼材在受力超過屈服點工作時，可靠性就越大，結(jié)構(gòu)安全性越高。但屈強比過小，鋼材會因有效利用率太低而造成浪費。3-7進行鋼材拉伸試驗時，試件原始標距長度（L0）通常取為5d0或10d0（d0為試件的直徑），其伸長率分別以δ5和δ10表示。對于同一種鋼材，其δ5大于δ10。3-8鋼材的沖擊韌性，受到鋼的化學成分、內(nèi)部組織狀態(tài)以及冶煉、軋制質(zhì)量等因素影響。沖擊韌性隨溫度的降低而下降，其變化規(guī)律是開始時下降緩和，當溫度降低到某一范圍時，突然下降很多而成脆性，這種現(xiàn)象稱為鋼材的冷脆性。發(fā)生轉(zhuǎn)變的溫度，稱為脆性臨界溫度。鋼材因時效而導致其性能改變的程度稱為時效敏感性。3-9將鋼材于常溫下進行各種加工（包括冷拉，冷拔、冷軋，冷扭，刻痕等），使之產(chǎn)生塑性變形，從而提高其屈服強度，稱為冷加工強化。鋼材經(jīng)冷加工后，在常溫下放置15~20d，或加熱至100~200℃保持2h左右，其屈服強度、抗拉強度及硬度都會得到進一步提高，而塑性及韌性則會繼續(xù)降低，這種現(xiàn)象稱為時效。前者稱為自然時效，后者稱為人工時效。由于時效過程中內(nèi)應力的消減，故可使鋼材的彈性模量得到基本恢復。鋼材經(jīng)過冷拉后，其屈服強度得到了提高，而抗拉強度基本保持不變。但塑性和韌性降低了。鋼材經(jīng)冷拉時效后，其屈服強度將得到進一步提高，同時抗拉強度也得到了相應提高，但塑性和韌性則進一步降低。3-10鋼材的可焊性是指鋼材是否適應用通常的方法與工藝進行焊接的性能。鋼材可焊性的好壞，主要取決于鋼的化學成分。為保證焊接質(zhì)量，選擇焊接結(jié)構(gòu)用鋼，應注意選含碳量較低的氧氣轉(zhuǎn)爐或平爐鎮(zhèn)靜鋼。對于高碳鋼及合金鋼，為了改善其可焊性，焊接時一般需要采用焊前預熱及焊后熱處理等措施。鋼材焊接應注意的問題是：冷拉鋼筋的焊接應在冷拉之前進行；鋼材焊接之前，焊接部位應清除鐵銹、熔渣、油污等；應盡量避免不同國家進口鋼材之間及進口鋼材與國產(chǎn)鋼材之間的焊接。3-11碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由屈服點符號、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級符號及脫氧程度符號四個部分按順序組成。碳素結(jié)構(gòu)鋼隨牌號的增大，含碳量在增加，屈服強度及抗拉強度在提高，但塑性、韌性以及冷彎性能則隨之降低。其中，Q235牌號居中，既具有較高的強度，又具有良好的塑性、韌性及可焊性，其綜合性能好，能夠滿足一般鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼的要求，且成本較低，故在土木工程中得到了較為廣泛的應用，可用于軋制各種鋼筋﹑鋼絲、型鋼和鋼板等用途。3-12低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服強度“屈”字的漢語拼音首字母Q，規(guī)定的最小屈服強度數(shù)值，交貨狀態(tài)代號質(zhì)量等級符號四個部分組成。當交貨狀態(tài)為熱軋時，交貨狀態(tài)代號AR或WAR可省略；交貨狀態(tài)為正火或正火軋制狀態(tài)時，交貨狀態(tài)代號均用N表示。由于合金元素細晶強化和固溶強化的作用，低合金結(jié)構(gòu)鋼的強度大大高于碳素結(jié)構(gòu)鋼，同時還具有較好的塑性、韌性，可焊性以及耐磨性，耐蝕性和耐低溫性等。因此，它是一種綜合性能較為理想的鋼材。與碳素鋼相比，使用合金鋼可節(jié)約鋼材20%~30%。3-13略。3-14用加熱鋼坯軋制成的條形成品鋼材，稱為熱軋鋼筋。熱軋鋼筋按其表面形狀不同分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋。熱軋光圓鋼筋的塑性好、伸長率高，并且具有易彎折成型、容易焊接等施工特點，由于其屬于低強度鋼筋，比較廣泛用于中小型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要受力鋼筋和其他各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的箍筋，以及鋼、木結(jié)構(gòu)的拉桿、水泥混凝土路面的傳力桿等。熱軋帶肋鋼筋因其表面帶肋，加強了鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)力，而且其強度較高，塑性和焊接性也較好。廣泛用于水壩、橋梁、港口工程和房屋建筑結(jié)構(gòu)等大、中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主筋。此外，熱軋帶肋鋼筋經(jīng)冷拉后，也可用作房屋建筑結(jié)構(gòu)的預應力鋼筋。3-15鋼材的兩大缺點通常指的是防火和防銹。影響鋼材銹蝕的主要因素有環(huán)境溫濕、度，侵蝕介質(zhì)的性質(zhì)及數(shù)量，鋼材材質(zhì)及表面狀況等。根據(jù)銹蝕機理不同，銹蝕可分為化學銹蝕和電化學銹蝕兩類。3-16耐候鋼，全稱是耐大氣腐蝕鋼。耐候鋼是通過添加少量的合金元素如Cu、P、Cr、Ni等，使其在金屬基體表面形成保護層，以提高大氣腐蝕性能的鋼。耐候鋼的耐候性可達普通鋼的2~8倍，涂裝性為普碳鋼的1.5~10倍，能減薄使用、裸露使用或簡化涂裝使用。耐候鋼可用于鐵道、車輛、橋梁、塔架、光伏、高速工程等長期暴露在大氣中使用的鋼結(jié)構(gòu)。第四章4-1建筑涂料由基料、顏（填）料、助劑和水（或溶劑）四部分組成。4-2建筑涂料一般應具有保護功能、裝飾功能、改善建筑的使用功能。4-3外墻涂料一般應具有裝飾性好、耐水性好、耐污染性好、耐候性好以及耐老化性能好等特點。4-4內(nèi)墻涂料需要一般應具備裝飾性好、耐堿性好、耐水性好、透氣性好、涂刷方便等特性。4-5地坪涂料的主要功能是裝飾及保護室內(nèi)地面，使得地面清潔、美觀、堅固。常見的地坪涂料包括：環(huán)氧地坪涂料、聚氨酯地坪涂料、甲基丙烯酸甲酯地坪涂料、過氯乙烯地坪涂料等地坪涂料品種。4-6建筑功能性涂料是指除了具備一般建筑涂料的基本裝飾和保護功能外，還具備著一些特殊功能的涂料。常見的建筑功能涂料主要有防水涂料、防火涂料、防腐涂料和保溫隔熱涂料等。4-7防水涂料分為乳液型、溶劑型和反應型三類。（1）乳液型防水涂料通過水分蒸發(fā)，高分子材料經(jīng)過固體涂料靠近、接觸、變形等過程而成膜，涂層干燥較慢，一次成膜的致密性較溶劑型涂料低；（2）溶劑型防水涂料通過溶劑的揮發(fā)，經(jīng)過高分子材料的分子鏈接觸、搭接等過程而成膜，涂層干燥快，結(jié)膜較薄而致密；（3）反應型防水涂料通過液態(tài)高分子預聚物與固化劑等輔料發(fā)生化學反應而成膜，可一次結(jié)成致密的較厚的涂膜，幾乎無收縮。4-8防火涂料本身具有難燃性或不燃性，使得被保護基材不直接與空氣接觸從而延遲物體著火并減少燃燒的速度。與此同時，防火涂料通常還具有較低的導熱系數(shù)，可以延遲火焰溫度向被保護基材的傳遞。此外，部分防火涂料受熱還可分解出不燃的惰性氣體，這些氣體會沖淡被保護物體受熱分解出的可燃性氣體，從而使物體不易燃燒或燃燒速度減慢。第五章5-1塑料是以合成樹脂或天然樹脂為基礎(chǔ)原料，加入（或不加）各種填料、塑料助劑和增強材料，在一定的溫度和壓力下，加工塑制成型或交聯(lián)固化成型，得到的固體材料或制品。塑料的組成主要包括樹脂、填料和各類助劑。5-2常用的塑料制品包括：塑料管材、塑料門窗、塑料地板、塑料壁紙、塑料板材等。5-3新型建筑塑料主要有塑料模板、建筑膜材以及塑料墻體保溫材料等品種。其中，塑料模板以其輕質(zhì)、高強度和可回收利用的特點，為建筑施工提供了更為高效和環(huán)保的解決方案；建筑膜材則以其輕巧、透光和自潔的特性，為建筑設(shè)計帶來了更多創(chuàng)新的可能性；塑料墻體保溫材料以其良好的隔熱性能和節(jié)能效果，對實現(xiàn)建筑行業(yè)的節(jié)能減排有很大的幫助。5-4典型的熱塑性塑料有聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚苯乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚甲基丙烯酸甲酯等。典型的熱固性塑料有酚醛塑料、有機硅樹脂等。5-5塑料管材主要有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯等材質(zhì)。塑料管材可用于建筑供水管、市政排污管道、氣體輸送、農(nóng)業(yè)灌溉用水、電纜保護管等在內(nèi)的眾多場景。5-6塑料門窗具有制作工序簡單、能耗較低、產(chǎn)品造型美觀、質(zhì)量輕、耐腐蝕性好、隔熱保溫、密封性好、隔音效果好、抗風壓性好、絕緣性好和經(jīng)濟實惠等特點。塑料門根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分為鑲板門、折疊門和整板門，根據(jù)開啟方式分為平開門、推拉門和固定門。塑料窗按結(jié)構(gòu)形式分為平開窗、推拉窗、固定窗和組合窗等品種。5-7塑料地板，即用塑料材料鋪設(shè)的地板。塑料地板具有花色種類多、輕質(zhì)耐磨、耐腐蝕、強度較高、抗老化、防水防潮、不易變形、成本低廉和可循環(huán)利用等特點。5-8塑料壁紙是以紙材為基材，將配制各種配方的糊狀塑料配方料，通過各種工藝涂覆于基材上，再經(jīng)壓延熱合而成的紙/塑復合材料。塑料壁紙主要包括普通塑料壁紙、發(fā)泡塑料壁紙和特種塑料壁紙三類。第六章6-1輔助膠凝材料是混合材和礦物摻合料的統(tǒng)稱。6-2硅酸鹽水泥的主要礦物包括硅酸三鈣（C3S）、硅酸二鈣（C2S）、鋁酸三鈣（C3A）和鐵鋁酸四鈣（C4AF）。其中，C3S的水化速度快，水化熱較高，水化產(chǎn)物的收縮率較大，水化會釋放出大量的Ca(OH)2；C2S的水化速度很慢，水化熱低，收縮率比C3S小，抗侵蝕性能好，強度發(fā)展緩慢，早期強度很低，但長期強度較為可觀；C3A水化凝結(jié)速度最快，是水泥石產(chǎn)生早期強度的主要礦物，但C3A強度絕對值不高，而且后期產(chǎn)生強度倒縮現(xiàn)象。此外，C3A的水化熱大且集中，水化后因為層間水的蒸發(fā)以及形成的水化產(chǎn)物在轉(zhuǎn)型過程中體積縮小而產(chǎn)生較大的收縮；C4AF不僅有較高的早期強度，而且后期強度還能有所增長，C4AF對抗折強度的貢獻遠大于抗壓強度，即脆性系數(shù)低，抗裂性好。6-3利：冬季施工時，水化熱有利于水泥的正常凝結(jié)硬化。弊：對大型基礎(chǔ)、水壩、橋墩等大體積混凝土構(gòu)筑物，由于水化熱積聚在內(nèi)部不易散失，導致內(nèi)部核心溫度較高，內(nèi)外溫度差所引起的應力，可使混凝土產(chǎn)生裂縫，因此水化熱對大體積混凝土是有害因素，在大體積混凝土中不宜采用水化熱較高或放熱較快的水泥。6-4水泥的水化可分為初始反應期、潛伏期、凝結(jié)期和硬化期。（1）初始反應期，水泥加水拌和后，未水化的水泥顆粒分散在水中，成為水泥漿體。（2）潛伏期，水泥顆粒的水化從其表面開始。水和水泥一接觸，水泥顆粒表面的熟料礦物與水反應,形成相應的水化物并溶于水中。此種作用繼續(xù)下去，使水泥顆粒周圍的溶液很快達到水化產(chǎn)物的飽和或過飽和狀態(tài)。由于各種水化產(chǎn)物的溶解度都很小，繼續(xù)水化的產(chǎn)物以細分散狀態(tài)的膠體顆粒析出，附在水泥顆粒表面,形成凝膠膜包裹層。在水化初期,水化物不多,包有水化物膜層的水泥顆粒之間還是分離著的,水泥漿具有可塑性。（3）凝結(jié)期，水泥顆粒不斷水化，水化物膜層逐漸增厚，減緩了外部水分的滲入和水化物向外擴散的速度,使水化反應在一段時間變得緩慢。隨著水化反應的不斷深入，膜層內(nèi)部的水化物不斷向外突出，最終導致膜層破裂，水化又重新加速。水泥顆粒間的空隙逐漸縮小，而包有凝膠體的顆粒則逐漸接近,以致相互接觸，接觸點的增多形成了空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。凝聚結(jié)構(gòu)的形成，使水泥漿開始失去可塑性,此為水泥的初凝,但這時還不具有強度。（4）硬化期，以上過程不斷地進行，固態(tài)的水化物不斷增多并填充顆粒間的空隙，毛細孔越來越少，結(jié)晶體和凝膠體互相貫穿形成的凝聚—結(jié)晶網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不斷加強,結(jié)構(gòu)逐漸緊密。水泥漿體完全失去可塑性，達到能擔負一定荷載的強度。水泥表現(xiàn)為終凝,并開始進入硬化階段。水泥進入硬化期以后，水化速度逐漸減慢，水化物隨時間的增長而逐漸增加，擴展到毛細孔中，使結(jié)構(gòu)更趨致密，強度相應提高。影響因素主要有：熟料礦物組成、石膏摻量、細度、溫度和濕度、養(yǎng)護時間等。6-5水泥的主要性能指標包括細度、標準稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性和強度。細度反映了水泥顆粒的粗細程度，對水泥的活性及水化速度有影響；標準稠度用水量對水泥的凝結(jié)時間、體積安定性等的測定值有較大的影響；凝結(jié)時間決定了水泥漿體從流動到失去塑性再到產(chǎn)生強度的過程，影響施工進度和工程質(zhì)量；安定性是評價水泥在使用過程中是否會產(chǎn)生有害膨脹的指標，對結(jié)構(gòu)的耐久性至關(guān)重要；強度則是評價水泥硬化后抵抗外力破壞的能力。6-6硅酸鹽水泥的侵蝕類型主要包括軟水侵蝕、鹽類腐蝕、酸類腐蝕和強堿腐蝕。造成硅酸鹽水泥的侵蝕的內(nèi)因，首先是水泥石中存在有易被腐蝕的組分，即氫氧化鈣和水化鋁酸鈣；其次是水泥石本身不密實，有很多毛細孔通道甚至是宏觀裂縫，侵蝕性介質(zhì)易通過該通道進入其內(nèi)部。改善硅酸鹽水泥抗侵蝕性能的措施主要有選擇合適的水泥品種，提高水泥石的密實度，以及進行表面處理等方式。6-7強度發(fā)展方面：硅酸鹽水泥早期強度發(fā)展快，而礦渣硅酸鹽水泥早期強度較低，但后期強度增長較快；水化熱方面：硅酸鹽水泥水化熱較高，礦渣硅酸鹽水泥水化熱較低；耐熱性：礦渣硅酸鹽水泥的耐熱性優(yōu)于硅酸鹽水泥；適宜蒸汽養(yǎng)護方面：礦渣硅酸鹽水泥更適宜蒸汽養(yǎng)護，因為其后期強度增長快。6-8與硅酸鹽水泥相比，礦渣水泥具有水化熱低、耐熱性好、后期強度增長快、抗硫酸鹽侵蝕能力強等特性，但早期強度較低，抗凍性較差。6-9在硅酸鹽水泥的生產(chǎn)過程中，摻入適量的石膏主要是為了調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間，防止水泥過快地凝結(jié)，從而有利于混凝土的攪拌、運輸和施工。石膏與水泥中的鋁酸三鈣（C3A）反應，生成難溶于水的鈣礬石，這層鈣礬石包裹在C3A粒子表面，減緩了C3A的進一步水化，從而延緩了水泥的凝結(jié)時間。然而，當硬化后的水泥石暴露在含有硫酸鹽的環(huán)境介質(zhì)中時，硫酸鹽與水泥中的氫氧化鈣等物質(zhì)發(fā)生反應生成二水石膏等膨脹性產(chǎn)物，從而造成水泥石破壞。原因在于，硬化后的水泥石已經(jīng)具有一定的結(jié)構(gòu)強度，此時內(nèi)部生成的石膏會產(chǎn)生體積膨脹，這種膨脹會對水泥石結(jié)構(gòu)造成內(nèi)應力，可能導致水泥石開裂和破壞。6-10在水泥混凝土中摻加混合材料的主要目的是改善混凝土的某些性能，例如提高抗?jié)B性、耐久性，降低水化熱，節(jié)約水泥用量等。常見的混合材料包括礦渣、粉煤灰、硅灰、火山灰等。6-11粉煤灰的三大效指的是形態(tài)效應、活性效應和微集料效應。形態(tài)效應，粉煤灰中含有大量的玻璃微珠，這些顆粒形態(tài)完整、表面光滑、質(zhì)地致密。這種形態(tài)能夠在混凝土中起到減水、致密和勻質(zhì)的作用，改善拌合物的流變性質(zhì)、初始結(jié)構(gòu)以及硬化后的功能，尤其對于泵送混凝土，能起到良好的潤滑作用。活性效應（火山灰效應）：粉煤灰中的活性氧化硅和活性氧化鋁成分，在潮濕環(huán)境中與氫氧化鈣等堿性物質(zhì)發(fā)生化學反應，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等膠凝物質(zhì)，從而增強粉煤灰制品和混凝土的結(jié)構(gòu)，并堵塞混凝土中的毛細孔，提高混凝土的抗腐蝕能力。微集料效應：粉煤灰中的粒徑較小的微珠和碎屑，在水泥石中相當于未水化的水泥顆粒，能夠改善和增強混凝土及制品的結(jié)構(gòu)強度，提高勻質(zhì)性和致密性。這種效應既包含物理效應也包含化學效應，與粉煤灰的形態(tài)效應和活性效應相互關(guān)聯(lián)，互為補充。6-12用磨細礦渣替代部分硅酸鹽水泥，可改善混凝土的抗硫酸鹽性的原因在于：（1）礦渣的二次水化反應消耗掉了部分一次水化反應生成的氫氧化鈣，導致氫氧化鈣含量的減少，減少了侵蝕的反應物；（2）礦渣二次水化反應生成的水化產(chǎn)物有助于提高混凝土抗?jié)B性，從而防止了服役環(huán)境中有侵蝕性的硫酸根的滲入，從而提高了混凝土的抗硫酸鹽性能。6-13見6.4.3。6-14用石灰石粉做輔助膠凝材料的優(yōu)點有：（1）石灰石的分布廣泛，原料的價格低廉，而且石灰石的硬度較低，易于粉磨；（2）石灰石粉取代水泥在降低造價成本，減小混凝土水化溫升，降低單位體積用水量，提高資源利用率以及保護生態(tài)環(huán)境等方面有突出的作用；（3）超細石灰石粉具有減水增塑效果，可明顯改善混凝土工作性能.摻入超細石灰石粉可以減少單位體積用水量，減少混凝土塑性收縮和干燥收縮，降低混凝土的開裂敏感性；（4）超細石灰石粉可以明顯減小混凝土孔隙率，提高混凝土密實性；（5）超細石灰石粉摻加過多可能導致新拌混凝土產(chǎn)生較多的氣泡。石灰石粉具有很低的需水性，主要是因為石灰石粉表面能很低，使粉體分散更均勻，也可以說填充效率高。第七章7-1兩種砂子，如果細度模數(shù)相同，它們的級配不一定相同。7-2砂、石的有害物質(zhì)主要指云母、輕物質(zhì)、有機物、硫化物及硫酸鹽、氯化物、貝殼等成分。其中，云母呈薄片狀，表面光滑，容易沿著解理面裂開，與水泥粘結(jié)不牢，會降低混凝土強度；粘土，淤泥多覆蓋在砂的表面，妨礙水泥與砂的粘結(jié)，降低混凝土的強度和耐久性。硫酸鹽，硫化物將對硬化的水泥凝膠體產(chǎn)生腐蝕；有機物通常是植物的腐爛產(chǎn)物，妨礙，延緩水泥的正常水化，降低混凝土強度；氯鹽能引起混凝土中鋼筋銹蝕，破壞鋼筋與混凝土的粘結(jié)，使保護層混凝土開裂。7-3砂的級配用篩分析的方法進行測試，以級配區(qū)表示；粗骨料的級配也采用篩分法測定，以不同方孔篩的累計篩余進行了規(guī)定。7-4級配良好的砂石空隙率小，不同粒徑的顆粒相互填充，使得大顆粒之間的空隙被中顆粒填充，中顆粒之間的空隙又被小顆粒填充。最終使得顆粒堆積后留下的總體積最小，結(jié)構(gòu)最密實。級配良好的砂石，可使得新拌混凝土工作性好，硬化后的強度高、耐久性好。此外，由于對于膠凝材料的節(jié)約，可起到降低成本和碳排放的作用。7-5略。7-6粗集料中公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。集料最大粒徑受結(jié)構(gòu)形式和配筋疏密限制，石子粒徑過大，對運輸和攪拌都不方便，因此，要綜合考慮集料最大粒徑。7-7在相同的配合比時，碎石混凝土一般比卵石混凝土強度高，但流動性較低。卵石混凝土強度低一點，但流動性更好。7-8細骨料的粗細程度以細度模數(shù)表示，級配以累計篩余量表示的級配區(qū)來表示。7-9機制砂是以巖石、卵石、礦山廢石和尾礦等為原料，經(jīng)除土處理，由機械破碎、整形、篩分、粉控等工藝制成的，級配、粒形和石粉含量滿足要求且粒徑小于4.75mm的顆粒，但不包括軟質(zhì)、風化的顆粒。7-10骨料的四種含水狀態(tài)，一般指的是干燥狀態(tài)、氣干狀態(tài)，飽和面干狀態(tài)和濕潤狀態(tài)。其中，骨料含水率等于或接近于零時稱干燥狀態(tài)；含水率和大氣濕度相平衡時稱氣干狀態(tài)；骨料表面干燥而內(nèi)部孔隙含水達飽和時稱飽和面干狀態(tài)；骨料不僅內(nèi)部充滿水，而且表面還附有一層表面水時稱濕潤狀態(tài)。7-11混凝土拌和及養(yǎng)護用水不得影響混凝土的和易性及凝結(jié)、不得有損于混凝土強度發(fā)展、不得降低混凝土的耐久性、不得加快鋼筋腐蝕及導致預應力鋼筋脆斷、不得污染混凝土表面。7-12相較于中砂，如果使用細砂，相同流動性時混凝土用水量加大，強度降低，而且容易導致起砂、開裂；如果使用粗砂，相同配合比時混凝土更容易泌水，粘聚性差。7-13砂中的泥土包裹在顆粒表面，阻礙水泥凝膠體與砂粒之間的粘結(jié)，降低界面強度，降低混凝土強度，并增加混凝土的干縮，易產(chǎn)生開裂，影響混凝土耐久性。第八章8-1混凝土化學外加劑，簡稱混凝土外加劑，是指在拌制混凝土過程中摻入用以改善混凝土性能的物質(zhì)。根據(jù)主要功能，混凝土外加劑可以分為：（1）改善混凝土拌合物流變性能的化學外加劑，包括減水劑、引氣劑和泵送劑等；（2）調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間、硬化性能的化學外加劑，包括緩凝劑、早強劑和速凝劑；（3）改善混凝土耐久性的化學外加劑，包括防凍劑、防水劑和阻銹劑等；（4）改善混凝土其他性能的化學外加劑，如加氣劑、膨脹劑、著色劑等。8-2聚羧酸系減水劑被稱為高性能減水劑，主要是因其具有以下優(yōu)點：（1）減水效果更好，相同工作性條件下聚羧酸系減水劑能夠更為明顯的減少混凝土水灰比，從而提高混凝土的強度和耐久性；（2）工作性改善更為顯著，聚羧酸系減水劑可顯著提高流動性，使混凝土更易于施工和泵送；（3）更加環(huán)保，與傳統(tǒng)的減水劑相比，聚羧酸系減水劑在生產(chǎn)過程中不使用甲醛，因此更環(huán)保。8-3水泥基材料的水化反應對減水劑分散與保持流動性的效率有極大影響，一方面水泥水化消耗用水量，另一方面，水化凝膠產(chǎn)物消耗減水劑，大量吸附自由水。8-4減水劑應用于混凝土的三種主要作用分別是：（1）改善混凝土施工工作性；（2）減少水灰比，提高混凝土的強度和耐久性；（3）節(jié)約水泥，減少混凝土初始缺陷。8-5典型減水劑的分子表達式分別是：（1）萘系高效減水劑、蒽系高效減水劑、蜜胺系高效減水劑等傳統(tǒng)磺酸類高效減水劑，其分子結(jié)構(gòu)特點是結(jié)構(gòu)單元帶磺酸基的線型分子結(jié)構(gòu)，長鏈的單元結(jié)構(gòu)為單環(huán)、雙環(huán)、三環(huán)和雜環(huán)，通過亞甲基連接；（2）苯酚磺酸鹽類、脂肪族磺酸鹽類、芳香族氨基磺酸類減水劑等新型磺酸系減水劑，其分子結(jié)構(gòu)為多枝鏈型線形分子結(jié)構(gòu)；（3）高性能聚羧酸系減水劑，其分子為梳形側(cè)鏈分子結(jié)構(gòu)，主要通過不飽和單體的自由基聚合反應獲得，其分子結(jié)構(gòu)單元帶有羧酸基或羧酸衍生物單體組成的結(jié)構(gòu)單元。8-6減水劑分子吸附于水泥水化物表面，使水膜層增厚而增加顆粒的滾動潤滑作用；由于減水劑屬于陰離子表面活性劑，吸附作用使水泥顆粒表面帶有相同負電荷，產(chǎn)生靜電斥力作用，促使水泥顆粒進一步相互分開，水泥顆粒之間在初期形成的絮凝結(jié)構(gòu)解體，因此釋放游離水，增大了水泥拌合物的流動性。此外，由于水泥顆粒表面吸附減水劑分子，減水劑分子對水泥顆粒起包裹作用，隔離水分子的進一步滲入，抑制了內(nèi)部結(jié)構(gòu)水泥礦物繼續(xù)水化，延長了水泥水化的誘導期；隨著吸附在水泥顆粒表面的減水劑分子使溶劑化水膜增厚，一方面增加了顆粒之間的潤滑性能，另一方面位阻作用增大了水泥顆粒與水接觸彈性碰撞的機會，團聚凝結(jié)可能性降低，達到水泥－水體系的高度分散。梳形聚羧酸系減水劑主要通過在水泥顆粒或者水泥水化產(chǎn)物上吸附，產(chǎn)生空間位阻效應，對水泥顆粒同時起分散與保持分散的作用。8-7早強劑是能加速混凝土早期強度并對后期強度無顯著影響的外加劑，主要用于預制混凝土、蒸養(yǎng)混凝土及常溫和最低氣溫不低于-5℃條件下施工的混凝土工程。早強劑可單獨使用，也可由早強劑與減水劑復合成早強減水劑來提高混凝土早期強度，從而兼具縮短施工周期，節(jié)約水泥，改善拌合物流動性的效果。8-8預拌混凝土用緩凝劑的主要特點包括能夠延長混凝土的凝結(jié)時間，改善混凝土的工作性能，提高其可泵性和流動性。首先，緩凝劑中的有機成分能夠吸附在水泥顆粒表面，形成一層穩(wěn)定的吸附膜，從而阻礙水泥顆粒之間的相互作用。其次，緩凝劑能夠降低水泥水化反應速率，延緩混凝土的凝結(jié)和硬化過程，為施工提供更為充裕的時間。此外，緩凝劑還可通過吸附、生成絡鹽、沉淀理論和控制氫氧化鈣結(jié)晶生長等機理阻擋水分進入混凝土內(nèi)部孔道，保持混凝土體系的穩(wěn)定性。8-9高性能噴射混凝土除了能夠更好保證工程開挖初期支護以及成為永久襯砌支護的質(zhì)量，還能更好適應混凝土智能化的噴射設(shè)備，確保隧道施工過程中的安全性。高性能噴射混凝土的應用還能為透水道路碾壓混凝土、3D打印建筑混凝土與噴涂砂漿裝飾、UHPC結(jié)構(gòu)修補等新材料的研發(fā)提供一定的理論基礎(chǔ)。8-10混凝土膨脹劑的主要效果在于：（1）提高混凝土抗裂能力，減少并防止裂縫出現(xiàn)；（2）阻塞混凝土毛細孔滲水，提高混凝土抗?jié)B等級；（3）使超長鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)保持連續(xù)性，滿足建筑設(shè)計要求；（4）有助于減少后澆帶以加快工程進度，還可以防止后澆帶處理不好引起結(jié)構(gòu)滲水。8-11膨脹劑是一種在水泥凝結(jié)硬化過程中使混凝土（包括砂漿及水泥凈漿）產(chǎn)生可控制的膨脹以減少收縮的外加劑。在水泥水化和硬化階段，膨脹劑本身可產(chǎn)生膨脹，也可與水泥混凝土中其他成分反應產(chǎn)生膨脹。膨脹劑遇水會與水泥礦物組分發(fā)生化學反應，反應產(chǎn)物主要為導致體積膨脹效應的高硫型水化硫鋁酸鈣（即鈣礬石）或氫氧化鈣等。在鋼筋和鄰位約束下使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生一定的預壓應力從而防止或減少結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害裂縫。同時，生成的反應產(chǎn)物晶體具有充填、堵塞毛細孔隙的作用，增強混凝土的密實性。8-12見8.3.5。8-13見8.3.6。8-14外加劑的復配要遵循3個基本原則分別是：（1）時效性原則，復配外加劑滿足外加劑組分之間互溶性和與工程用水泥基材料相容性的要求，有針對性，先小試再下訂單生產(chǎn)，避免浪費；（2）疊加效應原則，甲乙兩種主要組分復配，其疊加作用提升產(chǎn)品應用效果；（3）高性價比原則，在混凝土強度發(fā)展正常增長并滿足混凝土施工和混凝土工程應用的特殊指標要求條件下，盡量降低成本。8-15影響外加劑與水泥基材料相容性的因素主要有4個方面：（1）水泥方面，如水泥的礦物組成、含堿量、細度以及混合材料的性質(zhì)等；（2）化學外加劑方面，如減水劑分子結(jié)構(gòu)，極性基團種類，非極性基團種類，平均分子量及分子量分布、聚合度、雜質(zhì)含量等；（3）砂石骨料的類型及品質(zhì)方面，大城市面臨著砂石料緊缺，因而混凝土用砂石的來源復雜，質(zhì)量呈下降趨勢，含泥量高、波動大等問題影響了減水劑的穩(wěn)定減水效果；（4）混凝土施工的環(huán)境條件方面，如溫濕度、運輸距離等。第九章9-1傳統(tǒng)混凝土的基本組成材料是水泥、砂石細骨料和水。這四大組分中，水泥和水形成的水泥漿體占比20-30%，砂石骨料占比70%左右。水泥漿在硬化前起潤滑作用，使混凝土拌和物具有可塑性，在混凝土拌合物中，水泥漿填充砂子孔隙，包裹砂粒，形成砂漿，砂漿又填充石子孔隙，包裹石子顆粒，形成混凝土漿體；在混凝土硬化后，水泥漿則起膠結(jié)和填充作用。粗細骨料主要起骨架作用，傳遞應力，提高混凝土的體積穩(wěn)定性。現(xiàn)代混凝土的第五和第六組分，分別是外加劑和礦物摻合料。其中外加劑是為改善混凝土性能在拌制混凝土過程中摻入的化學物質(zhì)，摻量一般不大于水泥基材料質(zhì)量的5%，通常可以起到改善混凝土的性質(zhì)和施工條件，以及節(jié)省水泥、提高強度、縮短工期、加快模板周轉(zhuǎn)等作用，進而達到降低成本、節(jié)約資源能源的效果；礦物摻合料是指在配制混凝土時加入的能改善新拌混凝土和硬化混凝土性能的無機礦物細粉。通常礦物摻合料摻量大于水泥用量的5%，細度與水泥細度相同或比水泥更細。9-2可泵性是反映混凝土拌和物采用泵送施工時被壓送的難易程度的特性。可泵性可用坍落度值和相對壓力泌水率兩個指標來評定。9-3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）并獲得質(zhì)量均勻、成型密實的混凝土性能。作為一項綜合的技術(shù)性質(zhì)，和易性包括流動性、粘聚性和保水性等三方面的內(nèi)容。混凝土和易性可采用坍落度法和維勃稠度法進行測定。9-4碎石比河卵石粗糙、棱角多，內(nèi)摩擦阻力大，因而在水泥漿量和水灰比相同條件下，流動性與壓實性要差些；石子最大粒徑較大時，需要包裹的水泥漿少，流動性要好些，但穩(wěn)定性較差，即容易離析；細砂的表面積大，拌制同樣流動性的混凝土拌合物需要較多水泥漿或砂漿。所以采用最大粒徑稍小、粒形好（片針狀、非常不規(guī)則的顆粒少）、級配好的粗骨料；細度模數(shù)偏大的中粗砂、砂率稍高、水泥漿體量較多的拌和物，其工作度的綜合指標較好9-5粉煤灰在混凝土中的作用：（1）提高混凝土流動性，降低混凝土用水量；（2）參與二次水化反應，提高混凝土的后期強度；（3）顆粒小，起到填充作用，提高混凝土的密實度，從而提高混凝土抗?jié)B性；（4）降低混凝土早期溫升，抑制開裂；（5）減少混凝土Ca(OH)2含量，提高抗腐蝕性；（6）摻量大時，可以抑制堿骨料病害；（7）降低Cl-滲透能力，提高混凝土的護筋性。9-6水泥用量過大，混凝土干縮較大，且水化熱較大，易導致混凝土的開裂。同時浪費水泥，提高工程成本。9-7在水泥漿用量一定的條件下，當砂率過小時砂漿數(shù)量不足以填滿石子的空隙體積或甚少富余，在此情況下，石子接觸點處的砂漿太少，混合料的流動性很小。當砂率過大時，集料的總表面積及空隙率增大，耗用于包裹細集料表面的水泥砂漿數(shù)量增多，砂粒接觸點處的水泥漿不足，甚至水泥漿不足以包裹所有砂粒，使砂漿干澀，混合料的流動性隨之變差。9-8當混凝土攪拌站將原使用的砂的細度模數(shù)從2.5改為2.1后，砂的粒徑變得更細。細度模數(shù)較低的砂（細度模數(shù)為2.1）比表面積更大，這意味著它需要更多的水泥漿來達到相同的流動性。由于原混凝土配比沒有改變，水泥漿的數(shù)量沒有增加，因此新拌混凝土的坍落度會明顯變小。此外，細砂會吸附更多的水分，減少了用于流動的自由水，這也會導致坍落度減小。所以，如果混凝土攪拌站改用細度模數(shù)較低的砂，通常需要調(diào)整混凝土配比，增加水泥漿用量或調(diào)整外加劑用量，以保持所需的工作性。9-9影響混凝土強度的因素：（1）水泥強度和水膠比。在水膠比不變的前提下，水泥強度等級越高，混凝土強度越高；在用同一水泥的前提下，并且保證混凝土密實成型，水膠比越小，強度越高。（2）礦物摻合料和化學外加劑。摻入減水劑，可以降低水膠比，從而提高混凝土強度；礦物摻合料在常溫下能與水泥漿中的氫氧化鈣發(fā)生反應，產(chǎn)生大量的水化硅酸鈣，使基體和界面過渡區(qū)的孔隙率顯著降低，從而提高混凝土的長期強度。（3）養(yǎng)護溫度和濕度。溫度和濕度對混凝土強度的影響是通過影響水泥的水化凝結(jié)硬化來實現(xiàn)的，溫度適宜、濕度較高時，強度發(fā)展較快，反之，不利于混凝土強度的發(fā)展。（4）骨料。采用適宜的較大粒徑的、級配較好且干凈的碎石和砂石，可降低水灰比，提高界面粘結(jié)強度，因而混凝土的強度較高。（5）齡期。養(yǎng)護時間越長，水化越徹底，孔隙率越小，混凝土強度越高。（6）施工方法。主要指攪拌、振搗成型工藝，機械攪拌和振搗密實作用強烈時混凝土強度較高。提高混凝土強度的措施：（1）選用高等級水泥。（2）降低水膠比。（3）摻用優(yōu)質(zhì)的混凝土化學外加劑和礦物摻合料。（4）加強養(yǎng)護的溫度和濕度，使用熱處理，蒸汽養(yǎng)護和蒸壓養(yǎng)護。（5）采用粒徑較大、級配較好、粒型較好且干凈的骨料。（6）延長養(yǎng)護齡期。養(yǎng)護時間越長，水化程度越高，孔隙率越小，混凝土強度越高。（7）采用高效的機械攪拌和振搗，提高混凝土勻質(zhì)性。9-10混凝土在干燥條件下，由于水化過程不能充分進行，混凝土內(nèi)毛細孔隙的含量較高，因而收縮值較大；當在潮濕條件下養(yǎng)護時，水分較充分，毛細孔隙的數(shù)量相對較少，因而干縮值較?。换炷猎谒叙B(yǎng)護時，毛細孔隙內(nèi)的水面不會彎曲，不會引起毛細壓力，因而混凝土不會產(chǎn)生收縮，且凝膠表面吸附水，增大了凝膠顆粒間的距離，使得混凝土在水中幾乎不產(chǎn)生收縮。但將水中養(yǎng)護的混凝土放置空氣時，混凝土也會產(chǎn)生干縮，不過干縮值小于一直處于空氣中養(yǎng)護的混凝土。9-11混凝土耐久性是指混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)的安全正常使用的能力。包括抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性、抗碳化性、抗堿集料反應、抗氯離子滲透等方面。影響混凝土耐久性的關(guān)鍵因素是混凝土的密實度，而影響混凝土密實度的關(guān)鍵因素是水膠比。提高混凝土耐久性的措施：（1）減少拌和水及膠凝材料漿體的用量。（2）選擇合理的膠凝材料體系。（3）降低水膠比。（4）合理選用水泥品種。（5）合理使用引氣劑、減水劑等化學外加劑。（6）控制混凝土總堿含量和氯離子含量。（7）加強混凝土質(zhì)量的生產(chǎn)控制。（8）不宜追求高強度，尤其是高早強。（9）應該注意控制混凝土拌和物的澆注溫度。9-12（1）假設(shè)水泥用量為X，則有X解得：X=270.6kg，所以水泥質(zhì)量為270.6kg，砂子質(zhì)量為270.6×2.6=703.6kg，石子質(zhì)量為270.6×4.6=1244.8kg，水質(zhì)量為270.6×0.6=162.4kg。（2）假設(shè)水泥用量為X，1.05X+2.6X+4.6X+0.6?1.05X=2390kg。求得X=269.1kg。則水泥用量為1.05×269.1=282.6kg，砂子為2.6×269.1=699.7kg，石子為4.6×269.1=1237.9kg，水為269.1×0.63=169.5kg。9-13相比于普通混凝土，高性能混凝土具有以下優(yōu)點：（1）高耐久性；（2）高工作性；（3）高體積穩(wěn)定性；（4）高強度。9-14高性能混凝土摻加礦物細粉摻和料，其主要功能和作用體現(xiàn)在：（1）填充效應；（2）流化效應；（3）增強效應；（4）耐久性效應9-15在高性能混凝土的制備過程中通過摻入一些特殊的物質(zhì)，例如粉煤灰、引氣劑等材料，可以幫助混凝土形成更緊密的孔隙結(jié)構(gòu)，從而提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍融性和抗化學腐蝕性等，能有效地抵抗硫酸鹽、氯離子等有害介質(zhì)的侵蝕，從而提供更長的使用壽命。例如摻用引氣劑的高性能混凝土，引氣劑的引入讓微小氣泡切斷了許多毛細孔的通道，減少了水分的滲透，但其含量宜控制在3％~5％；在膠凝材料體系中摻用30%粉煤灰會有效減少混凝土的吸水性，主要原因是優(yōu)質(zhì)粉煤灰能發(fā)揮其形態(tài)效應、微集料效應和活性效應，提高了混凝土的密實度，細化了孔隙，能夠有效提高耐久性。第十章10-1建筑領(lǐng)域中常見的智能材料有：（1）自感應材料；（2）自調(diào)節(jié)材料；（3）自修復材料。10-2智能混凝土主要有：（1）自感應混凝土，在混凝土中摻入復合材料，可以判斷混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部所發(fā)生的變化，可應用于混凝土裂縫的檢測、損傷定位等；（2）自調(diào)節(jié)混凝土，可以根據(jù)外部環(huán)境變化或內(nèi)部狀態(tài)調(diào)整自身性能；（3）自修復混凝土，具有感知和修復性能作用，能夠模仿生物機體受創(chuàng)傷后的再生、恢復機理采用修復膠粘劑和混凝土材料相復合的方法，對材料損傷破壞具有自修復和再生功能。10-3建筑領(lǐng)域中常見的導電材料主要有：（1）碳系導電填料，如炭黑、石墨、碳纖維等；（2）金屬與金屬衍生物導電填料，如鋼纖維、鋼渣等。10-4形狀記憶合金與混凝土結(jié)合制成智能混凝土，主要是通過將SMA材料埋入受拉區(qū)，當結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定程度的裂縫破壞時，對SMA材料加以激勵（通電加熱），通過SMA材料自身特性，加熱時會產(chǎn)生收縮，使其結(jié)構(gòu)的裂縫得到修復，這樣就使得其混凝土結(jié)構(gòu)具有了自診斷、自修復的功能。10-5相變材料是指利用相變過程中吸收或釋放的熱量來進行潛熱儲能的物質(zhì)。相變材料應滿足以下幾個特點：（1）相變潛熱高，相變材料相變過程中能夠吸收和釋放較多的熱量；（2）合適的相變溫度，滿足居住舒適度的要求；（3）無毒、無腐蝕、綠色健康；（4）導熱系數(shù)大，比熱容大，相變材料利用率高；（5）制造方便，成本低。10-6水泥基材料的自修復方法分為兩類：自然愈合與工程愈合。自然愈合是指未水化水泥熟料的繼續(xù)水化和碳化作用在裂縫中形成碳酸鈣完成愈合。工程愈合可分為自動愈合（粉煤灰的火山灰效應、特殊礦物材料和滲透結(jié)晶自愈合等）與主動修復（微膠囊自修復、玻璃纖維管自修復、微生物自修復等）。10-7中空纖維自修復技術(shù)的優(yōu)點：（1）中空纖維的排布可以與結(jié)構(gòu)纖維相匹配；（2）可以按堆積規(guī)律排布，以應對可能的失效威脅；（3）可以根據(jù)不同的操作需要應用不同的修復劑；（4）可以用不同的激化方法處理樹脂；（5）由纖維通道，潛在地可以有大量的液體樹脂用于修復裂紋。中空纖維自修復技術(shù)尚存以下缺點：(1)纖維必須破裂以釋放修復劑；(2)為了方便纖維滲流，必須使用低粘度的樹脂；(3)修復劑必須作為一種附加的處理方法被注入；(4)如果用在碳纖維混合的復合材料中，玻璃纖維的熱膨脹系數(shù)會不匹配。10-8略第十一章11-1防輻射混凝土是指干表觀密度不小于2800kg/m3用于防護和屏蔽核輻射的混凝土。防輻射混凝土根據(jù)骨料種類可分為重晶石防輻射混凝土（WZ）、鐵礦石防輻射混凝土（WT）和復合骨料防輻射混凝土（WF）。其中，重晶石防輻射混凝土和鐵礦石防輻射混凝土分別是以重晶石和鐵礦石作為粗、細骨料配制的防輻射混凝土，而復合骨料防輻射混凝土是以重晶石、鐵礦石、石灰石、鐵質(zhì)骨料、鉛質(zhì)骨料等兩種或兩種以上類別作為骨料配制的防輻射混凝土。防輻射混凝土主要應用于醫(yī)院CT室防輻射墻體、核反應堆的外殼、粒子加速器、放射性同位素設(shè)備的維護、核廢料的固化處理等。11-2X和γ射線與物質(zhì)的相互作用方式為：光電效應、康普頓效應、電子對效應。中子射線與物質(zhì)的相互作用方式為：吸收和散射。11-3用于屏蔽X射線和γ射線的材料應該選擇原子序數(shù)高或者密度較大的物質(zhì)。X射線屏蔽材料通常有鉛及其氧化物、防輻射混凝土等，γ射線屏蔽材料通常有鉛、鎢、鐵及其合金、防輻射混凝土等。屏蔽中子射線所選擇的材料需保持一定的含水量和輕元素，通常有鐵、鉛板、石蠟、聚乙烯、碳化硼、防輻射混凝土等。11-4（1）鋇水泥：具有表觀密度大、早期強度高、干縮小、抗凍性強的特點，但是其煅燒溫度較高，且熱穩(wěn)定性差，100℃時水化結(jié)構(gòu)會受到破壞，因此只適用于低溫環(huán)境。主要用于制作放射性同位素的防護設(shè)施，如防護墻、貯源室、活動防護屏等，以及原子反應堆外殼低溫部位，不宜用作受熱的輻射防護墻。（2）高鋁水泥：具有早期強度高、結(jié)晶水含量高、耐高溫、耐腐蝕的特點，但是其水化熱較高，耐堿性差，后期強度會產(chǎn)生倒縮。主要用于工期緊急的工程，如堤防、道路和特殊搶修工程等，也可用于冬季施工以及要求早強等特殊需要的工程。（3）含硼水泥：具有早期強度高、抗凍性好、抗?jié)B性好、熱穩(wěn)定性好、結(jié)晶水含量較高的特點。含硼水泥中有一定量的氧化硼和較多的化學結(jié)合水，適用于快中子和熱中子防護的屏蔽工程，如核反應堆、粒子加速器和中子應用實驗室的生物屏蔽，以及防原子輻射的國防工程等。11-5常用防輻射混凝土天然骨料主要有：（1）重晶石，采用重晶石作為原料制備的防輻射混凝土，能有效的吸收X、γ射線，減少其外泄及對人體的傷害。但是重晶石所含石粉含量較高，混凝土坍落度值損失較普通混凝土大。（2）蛇紋石，以蛇紋石作為骨料制成的混凝土具有較高的耐久性和抗壓性能，蛇紋石混凝土含水量較高且在高溫下具有較好的保水能力，被認為適用于中子射線輻射屏蔽。（3）褐鐵礦，褐鐵礦的密度較高、結(jié)晶水含量豐富，隨著褐鐵礦骨料用量的增大，不僅能提高防輻射混凝土的密度，還能提高氫元素含量，褐鐵礦作為粗細骨料制備的防輻射混凝土具有較好的中子射線屏蔽性能。11-6防輻射添加劑是摻入混凝土中，用以增強材料或產(chǎn)品對輻射（如電磁輻射、射線）的屏蔽能力，減少輻射對人體或環(huán)境造成影響的一種外加劑。舉例：含硼元素的氧化硼、硼酸、碳化硼和硼鐵等，含鋰元素的氟化鋰、溴化鋰、氫氧化鋰等。11-7屏蔽X射線和γ射線時防輻射混凝土所用原材料的密度要高，而屏蔽中子射線時所選材料要保持一定的輕元素（主要是化學結(jié)合水）來保證屏蔽能力。根據(jù)射線屏蔽對象，可適當選擇重晶石、磁鐵礦、褐鐵礦等作為骨料，硅酸鹽水泥或高鋁水泥、鋇水泥等特種水泥作為膠凝材料，使用粒化高爐礦渣粉、粉煤灰等作為摻合料，摻入含硼、鋰、鉻等的防輻射添加劑，以及減水劑等外加劑，進行配合比設(shè)計。11-8與普通混凝土相比，防輻射混凝土密度較大，且多為大體積混凝土，施工難度要更大，主要表現(xiàn)在：（1）骨料與漿體間密度差異大，施工的時候骨料易發(fā)生沉降，導致均勻性和密實性較差。（2）防輻射混凝土多為大體積混凝土，易發(fā)生開裂，而裂縫會造成混凝土防輻射能力的降低，其對密實度和裂縫要求較高。（3）防輻射混凝土的容重較高，不利于泵送。11-9根據(jù)GB/T50557-2010中規(guī)定，重晶石防輻射混凝土振搗澆筑要求具體如下：（1）重晶石防輻射混凝土豎向構(gòu)件應分層澆筑，每層高度不應大于500mm；澆筑重晶石防輻射混凝土水平構(gòu)件時，宜采用斜面分層連續(xù)澆搗。分層澆筑時，上層與下層的澆筑間歇時間不得超過混凝土的初凝時間。（2）重晶石防輻射混凝土的振搗應采用插入式振搗器。振搗泵送重晶石防輻射混凝土時，振動棒移動間距宜為400mm，振搗時間宜控制在15s~25s，且宜以表面出現(xiàn)浮漿為準。分層振搗時，振動棒應插入下層50mm。重晶石防輻射混凝結(jié)構(gòu)板面除應采用插入式振搗器振搗外，尚應采用平板式振搗器配合振搗密實。（3）施工縫處繼續(xù)澆筑重晶石防輻射混凝土時，已澆筑重晶石防輻射混凝土的抗壓強度不應小于1.2MPa。施工前應對結(jié)合層重度鑿毛、清洗，并應提前24h用水濕潤。水平施工縫宜先鋪設(shè)10mm~15mm同重晶石防輻射混凝土配合比的重晶石砂漿再澆搗后續(xù)重晶石防輻射混凝土。（4）重晶石防輻射混凝土入模溫度宜控制在5℃~25℃。當遇到炎熱、低溫、大風或雨雪天氣時，應采取保證混凝土澆筑質(zhì)量符合設(shè)計和國家現(xiàn)行有關(guān)標準要求的技術(shù)措施。11-10防輻射混凝土在養(yǎng)護過程的主要注意事項有：（1）根據(jù)施工現(xiàn)場條件和環(huán)境氣候影響因素，混凝土的養(yǎng)護可采用覆蓋麻袋片灑水養(yǎng)護的方法，也可采用涂刷養(yǎng)護劑的方法，但養(yǎng)護時間需滿足要求。（2）混凝土澆筑完畢，待其收水后，可在頂板的表面覆蓋塑料薄膜，并保障澆水養(yǎng)護≥14d；可采用濕布覆蓋，經(jīng)常灑水濕潤，防止散熱過快。（3）重晶石混凝土在7d內(nèi)保證混凝土的養(yǎng)護溫度≥10℃，相對濕度>90%。（4）嚴格控制模板的拆除時間和拆除方式，嚴禁過早拆除模板以及采用非正當?shù)姆绞讲鸪０?。?）在養(yǎng)護期間，要始終保持混凝土表面濕潤并且要將混凝土內(nèi)外溫差控制在規(guī)定要求范圍內(nèi)。當混凝土內(nèi)部與環(huán)境溫度差接近內(nèi)部與表面溫差控制值時，就可以全部撤掉保溫材料，正常灑水養(yǎng)護。第十二章12-1裝配式建筑是指用工廠生產(chǎn)的預制構(gòu)件在現(xiàn)場裝配而成的建筑，是工業(yè)化建筑的重要組成部分。按照國家標準《裝配式混凝土建筑技術(shù)標準》（GB/T51231-2016）的定義，裝配式建筑由結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、外圍護系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)以及內(nèi)裝系統(tǒng)四個系統(tǒng)組成。按主體結(jié)構(gòu)材料分，可以分為裝配式混凝土建筑、裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑、裝配式木結(jié)構(gòu)建筑、裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)建筑和裝配式復合材料建筑等。