1、土木工程材料 同濟大學材料科學與工程學院 建筑材料研究所 張晏清,緒論,基本性能 水泥及膠凝材料 混凝土材料,性能,施工工藝 鋼材,性能,第一章 材料的基本性質(zhì),1.密度性質(zhì) 定義：材料在-狀態(tài)下，單位體積質(zhì)量 1.1密度(比重)：=m/V； 材料屬于絕對密實狀態(tài)：顆粒內(nèi)無孔、外無孔 測定：磨細，排水法測定,1.2表觀密度：=m/V； 定義：材料在近似絕對密實狀態(tài)下，單位體積質(zhì)量。 材料內(nèi)有微孔、表面無孔 測定方法:單塊材料,排水法求體積：不涂蠟,1.3容積密度（體積密度、容重）：0=m/V0； 定義：材料在自然狀態(tài)下，單位體積質(zhì)量。 自然狀態(tài)：單一材料內(nèi)有孔、表面有孔 體積密度與含水率有關。

2、一般指干燥狀態(tài)。 V0： 量尺寸 排水法：表面須涂蠟,1.4堆積密度（松散容重）：0=m/V0； 定義：材料在自然堆積狀態(tài)下，單位體積質(zhì)量。 自然堆積狀態(tài)：顆粒群體材料：單一顆粒內(nèi)有孔、表面有孔、顆粒之間存在空隙。 空隙，孔隙、語意差別 單位體積：1m3,2.孔隙與孔隙率,（總）孔隙率公式： （總體積-固體體積）/總體積 P=（1-0/） 密實度D=1-P,空隙率公式： P=（1-0/） 一堆石子、砂,V0體積求算,規(guī)則物體：量尺寸、計算求之 不規(guī)則物體：排水法求之 涂蠟：體積密度。 不涂蠟：表觀密度,堆積密度（松散容重）：0=m/V0； 定義：材料在自然堆積狀態(tài)下，單位體積質(zhì)量。 自然堆積狀

3、態(tài)：顆粒群體材料：單一顆粒內(nèi)有孔、表面有孔、顆粒之間存在空隙。,比較,密度： 材料內(nèi)無孔、表面無孔 表觀密度：材料內(nèi)有孔、表面無孔 體積密度：材料內(nèi)有孔、表面有孔 堆積密度：材料內(nèi)有孔、表面有孔；顆粒之間有空隙。,用途,密度（比重）：科研、混凝土配料計算； 表觀密度：可近似取代密度或體積密度 體積密度（容重）：荷載計算； 堆積密度：筒倉等體積計算,研究材料孔隙率： 保溫材料； 吸聲材料； 高強混凝土 抗凍性 習題：某材料，已知其密度為2.7，在水飽和狀態(tài)下，體積密度為1.862，體積吸水率為46.2%。求：材料孔隙率。,3.材料與水有關的性質(zhì),表面物理化學討論的重點之一 3.1親水性：混凝土要

4、求質(zhì)量優(yōu)化，親水性應好。 親水性：潤濕角90 潤濕角：液氣固三相交界處，液體表面切線與固體表面夾角。 憎水性：潤濕角90,材料的親水性質(zhì),無機材料多為親水性 玻璃、混凝土、磚瓦、鋼鐵、 有機物：憎水材料 有機硅 科密水,憎水性：潤濕角90 石蠟、瀝青、有機硅、硬脂酸（鹽）。 保溫材料:現(xiàn)代保溫砂漿為了提高抗?jié)B性，配方中加入硬脂酸（鹽）:硬脂酸鈉、鈣 新型防化服；防水材料 潤濕角=90 納米TiO2：自清潔作用,3.2吸水性,定義：材料在水中吸收水分的能力。 用吸水率表示。 2個指標： 質(zhì)量吸水率：g/g 體積吸水率g/cm3； 兩者關系：Wv=Wm0；開口孔隙率 Wv=W0,1.體積吸水率=開

5、口孔隙率。 2.體積吸水率100% 3.質(zhì)量吸水率可大于、等于、小于100%。 4.材料總孔隙率=開口孔隙率+閉口孔隙率。,3.3吸濕性,定義：材料在空氣中吸收水分的能力。 用含水率表示。 與環(huán)境濕度有關，變量！ 平衡含水率！ 材料吸水后，性能的變化,3.4水飽和度KB=W0/P 開口孔體積在總孔隙中所占比例 水飽和度大，材料耐久性差,3.5耐水性,定義：飽水材料與干燥材料強度之比 原土建筑：黃土； 石膏制品：不可用于潮濕環(huán)境。 耐水性差 軟化系數(shù)：KR飽水材料與干燥材料強度之比 KR= K軟,3.6抗?jié)B性,定義：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。 用2個指標表示： 1滲透系數(shù)：適于結構疏松材料：土、

6、砂、磚； 流沙現(xiàn)象： 2）抗?jié)B等級P：適于結構密實材料：混凝土；砂漿 通?；炷粒篜6P10；C30、,3.7抗凍性,定義：飽水試件承受多次凍-融循環(huán)而不破壞的性質(zhì)。-2020；8h 飽、循、正常 用抗凍等級F-表示。F100 F100抗凍性一般。 通常F300,材料受凍破壞原因 ：材料中水結冰，體積膨脹導致破壞。靜水壓破壞 抗凍性影響因素： 閉口的小孔，孔隙率高，材料抗凍性好。 水飽和度大于0.8的材料抗凍性差。,四、與熱有關的性質(zhì),1.導熱性：材料傳遞熱量的能力。（保溫/絕熱性） 用導熱系數(shù)表示。 材料導熱系數(shù)影響因素：化、孔、水。 化：化學組成； 孔：孔隙率、孔隙形狀：閉口小孔，孔隙率高

7、，材料保溫性好。小。 水：含水率高，材料保溫性差。大。,2.熱阻：導熱系數(shù)的倒數(shù)。計算房屋保溫性能時，累計計算即可 3.熱容c：反映溫度的穩(wěn)定性： 用比熱表示。水的比熱最大。砂石比熱小。 單位時間、質(zhì)量材料升高1度所吸收的熱量 理想建筑材料,應當是： 導熱系數(shù)應小、熱容c大; 實際不存在,耐火性：等級； 鋼材耐火原理,例題:理想建筑材料,應當是：C A.大、c大; B.小、c小 C.小、c大 D.大、c小,五、與聲有關性質(zhì),吸聲性：吸聲系數(shù)表示；吸聲系數(shù)大，吸聲性好；0.2以上吸聲材料。 開口、連通孔，孔隙率大，吸聲性好:稻草板。 隔聲性：材料的質(zhì)量有關(重量) 注意隔聲與吸聲材料區(qū)別！,思考

8、題,1.試述材料孔隙率、孔隙結構對材料性能的影響. 2.試述含水率對材料性能的綜合影響.,第二節(jié) 材料的力學性質(zhì),所有材料,結構的力學性質(zhì)包括：強度、變形，均可以用應力-應變曲線或荷載-變形曲線表征 1.強度：材料抵抗荷載破壞的能力。 強度分類：抗拉強度；抗壓強度；抗剪強度；彎曲抗壓強度（抗彎強度）=抗折強度 三點彎曲與四點彎曲實驗 荷載：load；加載：loading、,強度影響因素： 孔隙率大，強度低 體積密度小，強度低 晶粒細度大，強度高 含水率高，強度低 鋼：抗拉強度； 混凝土：抗壓強度； 巖石：抗壓強度,抗剪強度； 混凝土：彎曲抗壓強度（抗彎強度） 水泥膠砂：抗壓強度,抗折強度,f拉

9、f壓：韌性材料：木材 f拉=f壓：鋼材，韌性材料 f拉f壓：玻璃、混凝土：脆性材料; 在鋼筋混凝土理論中，混凝土為彈塑性材料,強度vs強度等級: 比強度=強度/體積密度 比強度大，表示材料輕質(zhì)高強。 鈦合金；硼、碳纖維增強樹脂、芳綸增強樹脂-凱芙拉 碳纖維布增強-樹脂加固結構 建筑材料中比強度大者：木材、玻璃鋼（玻璃纖維增強樹脂）,比強度大： 鈦合金： 玻璃鋼：玻璃（碳、硼）纖維增強樹脂；,二、變形,1.彈性：材料在荷載作用下產(chǎn)生變形，荷載與變形呈線性關系；除去荷載，變形完全消失。（胡克定律） 2.塑性：材料在荷載作用下產(chǎn)生變形，兩者無線性關系；除去荷載，變形不能完全消失 對于防水材料，良好塑

10、性極為重要。,3.脆性：材料在破壞（尤其指沖擊性的荷載）前無顯著塑性變形的現(xiàn)象。 玻璃：在荷載作用下產(chǎn)生變形至破壞，兩者為線性關系。 4.韌性：材料/結構抵抗（沖擊）荷載破壞的能力。,（二）影響材料強度試驗的因素：,1.試件尺寸大，測得的強度低；（可能的缺陷尺寸大） 2.試件高寬比大，測得的強度低； 軸心抗壓強度fc小于立方體抗壓強度fcu 3.試件加載面光滑，測得的強度低（界面約束小） 4.加荷速度快，測得的強度高； 5.含水率高、溫度高，測得的強度低。溫度高：木材、鋼、瀝青強度低,第三節(jié) 耐久性,要素： 1.在規(guī)定使用期限內(nèi)（時間）， 2.在所處工作環(huán)境條件下， 3.材料/結構正常發(fā)揮使用

11、功能的性質(zhì)。 習題：1-1,1-2,1-3,第四節(jié) 材料組成與結構,1.材料組成：化學組成；礦物組成:石墨，金剛石，石墨烯，碳納米管 2.材料結構： 宏觀：目視 細觀：顯微鏡；偏光顯微鏡 微觀：掃描電鏡、XRD 晶體；玻璃體；膠體,第二章 氣硬性無機膠凝材料,膠凝材料：“膠水”：能將固體材料粘結形成整體的材料。 無機膠凝材料：氣硬性（4）；水硬性：水泥（1） 有機膠凝材料：樹脂。 氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化并在空氣中保持強度的膠凝材料：石灰、石膏、水玻璃、菱苦土 水硬性膠凝材料：既可以在空氣中硬化、也可以在水中硬化并保持強度的膠凝材料。,第二節(jié) 石灰（傳統(tǒng)、價廉）,生產(chǎn) 石灰石CaCO3

12、煅燒 CaCO3 CaO+CO2 溫度：9001100 CaO：生石灰 過火石灰：焙燒溫度過高所制得的石灰； 欠火石灰：焙燒溫度過低所制得的石灰。,石灰的消化（熟化）,CaO+H2OCa(OH)2+Q Ca(OH)2：熟石灰、石灰膏（乳）、石灰漿體。 1.體積膨脹過程（很重要） 2.放熱反應 3. Ca(OH)2保水性好！ 熟化反應（消化反應）。,過火石灰與水反應速度極慢，使用時在空氣中吸收水分，逐漸水化反應生成Ca(OH)2。體積膨脹導致石灰表面爆裂 石灰爆裂,名詞：石灰爆裂，磚的性能指標之一 反應一般在硬化1年以上出現(xiàn)。,為防止過火石灰危害，采用陳伏工藝解決 陳伏：為防止過火石灰危害，石灰

13、使用前在水中浸泡一段時間使之充分水化。此工藝稱為；此段時間稱為陳伏期。 重點！,石灰的硬化,分為兩步： 1.干燥結晶：Ca(OH)2結晶析出； 2.碳化硬化 Ca(OH)2+CO2+H2OCaCO3 CaCO3 CaO+CO2 CaO+H2OCa(OH)2+Q Ca(OH)2+CO2+H2OCaCO3,石灰特點,1、凝結硬化速度慢；石灰硬化速度極慢，表面結硬一般23月完成。 2、硬化后體積收縮大、開裂嚴重；必須加入紙筋、麻纖維、砂 3、保水性好；（水泥砂漿加入石灰即利用此特性） 4、耐水性差,用途：砌墻砂漿、三合土、加氣混凝土砌塊；灰砂磚； 必須加入：砂（石灰砂漿）；紙筋（紙筋灰）；麻纖維 產(chǎn)

14、品：原狀灰；磨細生石灰；石灰膏，,第一節(jié) 石膏（傳統(tǒng)、時尚）,生產(chǎn)：天然二水石膏焙燒（炒石膏）、磨細即可 質(zhì)量與溫度、壓力、水分有關 Ca(SO)42H2O Ca(SO)40.5H2O+1.5H2O 溫度：107 170 - Ca(SO)40.5H2O （-半水石膏=建筑石膏）,溫度124、1.3atm蒸汽+催化劑： Ca(SO)42H2O - Ca(SO)40.5H2O （-半水石膏=高強石膏）；1525Mpa左右； 溫度800：生成Ca(SO)4；無水石膏、硬石膏，代替水泥制備地板。,二、水化反應,半水石膏與水混合，重新生成二水石膏 Ca(SO)40.5H2O+H2OCa(SO)42H2O

15、 反應特點：凝結速度快：530min硬化 原因： Ca(SO)40.5H2O溶解度大，生成的 Ca(SO)42H2O溶解度小，結晶析出導致反應快速、完成。 緩凝劑：檸檬酸、硼砂、 二、半、二,名詞解釋：適用于石膏、水泥、混凝土,初凝（時間）：漿體從加水拌合開始，至漿體初步失去流動性所經(jīng)歷的時間； 終凝（時間）：漿體從加水拌合開始，至漿體完全失去流動性所經(jīng)歷的時間。 何謂初步失去流動性？用擴展度表示,三、石膏特點（/石灰）,1.凝結硬化速度快（/慢）； 2.硬化后體積略膨脹，不開裂（/收縮大）； 3.防火性好（/保水性好）； 4.耐水性差（/相同）（不宜用于潮濕環(huán)境） 5.孔隙率高：吸濕性好；吸

16、聲性可 產(chǎn)品 石膏板：紙面石膏板，吊頂、吸聲板 石膏粉：膩子、粉刷漿料 石膏條板,化學石膏、脫硫石膏屬于工業(yè)廢渣 用于建筑，減少污染，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,第四節(jié) 水玻璃,硅酸鈉：Na2OnSiO2 鈉水玻璃（泡花堿） 硅酸鉀、硅酸鋰（質(zhì)優(yōu)、價高、少用） n：水玻璃模數(shù)，重要！ n大，水玻璃溶液粘度大，粘結力強，耐酸性、耐熱性好、強度高；不易溶解，施工略困難。,水玻璃密度（濃度）大，粘結力強，耐酸性、耐熱性好、強度高；施工略困難。 水玻璃在空氣中生成SiO2 SiO2緊密聚集，形成無機網(wǎng)絡。 無機高分子 具有強度、耐酸、耐高溫；不耐堿。 水玻璃硬化緩慢，加入氟硅酸鈉可以加速硬化。 氟硅酸鈉是促硬

17、劑。單氟磷酸鈉,水玻璃特點：,1.耐酸: 制備耐酸混凝土（有施工規(guī)范） 2.耐高溫: 耐受1000。耐高溫混凝土；砌筑窯爐 3.可作為無機涂料。墻面，價廉，性能一般。耐水性差。工業(yè)地坪中有一種液體硬化劑： 硅酸鋰為主。 加固土壤 水玻璃耐水性差、不耐堿,第三節(jié) 菱苦土,MgCO3 MgO+CO2 燒成溫度：600 比較：CaCO3 MgO與水反應更慢，采用MgCl2 溶液拌合，凝結快,強度也提高，也可通過提高溫度來促凝。 亦稱為氯氧鎂水泥。 菱鎂礦,菱苦土特點：,菱苦土特點： 1.價廉 2.強度高 3. 耐水性差:受潮后，體積扭曲、變形。導致其使用用途受限。 可使用憎水劑、聚合物乳液改性。 改

18、性產(chǎn)品使用時宜進行實驗。 很少用。,第三章 水泥,最基本建筑材料之一,水泥三大系列： 硅酸鹽水泥（為主，數(shù)以億噸級）； 硫鋁酸鹽水泥； 高鋁水泥（鋁酸鹽水泥、礬土水泥）。 鐵酸鹽水泥,硅酸鹽系列水泥分類：,6種 硅酸鹽水泥：P、P； 普通硅酸鹽水泥：PO； 礦渣硅酸鹽水泥：PS； 火山灰硅酸鹽水泥：PP； 粉煤灰硅酸鹽水泥：PF； 復合硅酸鹽水泥：PC（compound）；,第一節(jié) 硅酸鹽水泥,水泥原料、生產(chǎn)與定義 生產(chǎn)：2磨1燒； 粘土、石灰石、鐵礦粉三者混合、球磨（生料）焙燒（1450）熟料、加入石膏球磨（純硅酸鹽水泥） 回轉(zhuǎn)窯；立窯（能耗大、質(zhì)量差。已淘汰） 膨脹劑,硅酸鹽系列水泥定義,

19、以硅酸鹽水泥熟料、適量石膏及05%的混合材共同磨細所制得的產(chǎn)品。以適當成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽熟料，加入適量石膏。 其他水泥定義：以硅酸鹽水泥熟料、適量石膏及特定品種與摻量的混合材共同磨細所制得的產(chǎn)品。 熟料+石膏+X磨細X水泥 X:混合材名稱：粉煤灰、礦渣、火山灰,特定品種與摻量,P：混合材摻量=0 P：05% 普通硅酸鹽水泥：615%混合材 礦渣ps水泥：水淬高爐礦渣:2070% 粉煤灰pf水泥：粉煤灰2040%； 火山灰pp水泥：火山灰2050%； 復合pc水泥：2050%混合材,2.水泥熟料的礦物組成與水化特性,水泥化學礦物簡寫,C：CaO; S：SiO2

20、； H：H2O； A：Al2O3； F：Fe2O3； Hen qi guai：SO3; d：天；,水泥組成：4+1 4：水泥熟料：C3S3CaOSiO2、C2S2CaOSiO2、C3A3CaOAl2O3、C4AF 1：石膏,2.1水泥熟料的礦物組成：,4種礦物： C3S、C2S、C3A、C4AF 1.C3S：3CaOSiO2硅酸三鈣： 水泥強度主要來源；水化快：遇水即產(chǎn)生化學反應、反應持續(xù)進行至28d以上； 凝結快、硬化快；放熱量大；強度高：早期、后期。,水泥與水反應系放熱反應。放熱速率、放熱量反映了水泥的水化進程。,2.C2S： 2CaOSiO2硅酸二鈣： 水化慢：與水反應緩慢、反應至1a以

21、上強度較為可觀； 凝結慢、硬化慢；放熱速率低、放熱量小。 3.C3A： 3CaOAl2O3鋁酸三鈣： 水化速度最快：與水即反應、反應至3d（天 ）以上可不計； 凝結快、硬化快；放熱速率大、（短時間內(nèi)）放熱量大。,4.C4AF 4CaOAl2O3Fe2O3 鐵鋁酸四鈣（中）：水化中等速率：凝結硬化較快；放熱量小。,總結：,C3S、C2S、C3A、C4AF C3S：早高后高；（強度） C2S：早低后高； C3A：早高后低；,要求水泥早強、凝結快： C3A高； 要求水泥早強、高強 ： C3A 、C3S高； 要求水泥水化熱?。篊3A 、C3S低，C2S高(大壩水泥),砼混凝土，tong砼仝 混凝土,水

22、泥熟料的水化反應（重點 ）,1.C3S+H2OC3S2H3+CH；反應速度快 C3S2H3簡寫為C-S-H、CSH 水化硅酸鈣；凝膠 C3S2H3: C3, S2下標 3,2是一個變量,C/S鈣硅比,與溶液的堿度有關; C-S-H為凝膠體,在很小范圍內(nèi)有一定結晶度,尺寸,形狀變化大. CH: Ca(OH)2,六角形片狀晶體,2.C2S+H2OC3S2H3+CH；產(chǎn)物與C3S相同，但反應速度極慢; 3.C3A+H2OC3AH6；反應速度最快、1s即反應 C3AH6：水化鋁酸鈣；晶體 4.C4AF+H2OC3AH6+CFH CFH：水化鐵酸鈣；凝膠,水泥礦物組成：41 C3S、C2S、C3A、AF

23、C4+CaSO4石膏 水泥水化反應：除以上反應外，還有一個極重要反應： C3A+H2OC3AH6； CaSO4 C3AH6 3CaOAl2O33CaSO431H2O 3CaOAl2O33CaSO432H2O,3CaOAl2O33CaSO431H2O： （高硫型）水化硫鋁酸鈣 簡寫為:Aft;鈣礬石 C3AH6：水化鋁酸鈣 Aft 高硫型水化硫鋁酸鈣 鈣礬石,石膏作用,1.防止水泥速凝；不加石膏，水泥遇水即凝結:閃凝 2.、 3.、 C/S：鈣硅比，變量。,小結：水化產(chǎn)物,CSH（C3S2H3）：水化硅酸鈣；凝膠體； CH：Ca(OH)2：六角晶體、呈片狀 C3AH6：水化鋁酸鈣、晶體； CFH

24、；水化鐵酸鈣；凝膠體 AFt:水化硫鋁酸鈣；針狀晶體,水泥的水化反應小結,C3S+H2OC3S2H3+CH；反應速度快 C2S+H2OC3S2H3+CH；反應速度慢 C3A+H2OC3AH6；反應速度極快 C4AF+H2OC3AH6+CFH； CaSO4+ C3AH6 3CaOAl2O3 3CaSO4 31H2O （高硫型、三硫型）水化硫鋁酸鈣； 鈣礬石；AFT；針狀,小結：,水泥礦物：5個：41 水泥水化產(chǎn)物5個：3晶、2凝 CSH凝膠體；60強度 Ca(OH)2：六角晶體；20強度 C3AH6：晶體； CFH：凝膠體； AFT：晶體 10強度,硅酸鹽水泥水化機理,水泥水化熱曲線：4階段(或

25、5階段) ：初始反應期：1s10m 水泥快速水化、 C3A+H2OC3AH6；反應速度極快 C3S+H2OCSH；反應較快 C3S早期產(chǎn)物包覆于水泥顆粒表面，減緩水化過程 C3A與石膏反應生成AFt，減緩水化過程 ：潛伏期； CaSO4+ C3AH6AFt 水泥顆粒表面包覆令水化減緩。 23h,：快速反應期；凝結期 內(nèi)部產(chǎn)物壓力足夠大，包覆層破裂，快速水化 標志：Ca(OH)2大量析出。1015h 初凝；終凝 ：擴散期；硬化期 強度不斷增長，可持續(xù)數(shù)年。,水泥石組成,1.水化產(chǎn)物：3晶2凝 2.未水化水泥顆粒； 3.孔；毛細孔、凝膠孔 4.水：毛細水、凝膠,水化動力學： 水化硅酸鈣CSH有4種

26、形態(tài)： 型；針狀；很短 型；針狀、有分叉； ：等大粒子； 型：內(nèi)部水化產(chǎn)物。,水泥石的孔隙尺寸、數(shù)量決定強度,MDF水泥：無宏觀缺陷水泥，水泥彈簧 Roy教授采用粉末冶金法制備了高強度水泥 膠空比理論： 膠體固體體積/（凝膠孔隙體積）決定水泥石強度,水泥的技術性質(zhì),1.密度：3.1g/cm3； （巖石、砂密度：2.72.6g/cm3） 2.細度：顆粒粗細程度。 硅酸鹽水泥細度用比表面積方法表示； 其余所有水泥細度用篩分析方法表示。 （0.08mm方孔篩）；3種方法。 以負壓法為準。,細度大、水泥強度高； 細度過大、水泥需水量增大，強度反下降。 增加水泥細度是目前提高水泥強度的主要技術措施,3.

27、標準稠度用水量 稠度：漿體流動性的大小。paste 石膏、水泥、砂漿、混凝土均有此概念 標準稠度：標準流動性：水泥漿體沉入深度 標準稠度用水量 標準稠度用水量大，水泥質(zhì)量差。,4.凝結時間 初凝（時間）：從漿體加水拌合開始，至初步失去流動性所經(jīng)歷的時間； 終凝（時間）：從漿體加水拌合開始，至完全失去流動性所經(jīng)歷的時間。 （石膏、水泥、混凝土及所有建筑材料意義相同） 硅酸鹽水泥初凝時間45min；不滿足者為廢品； 硅酸鹽水泥終凝時間390min；不滿足者為不合格品。,5.安定性！與混凝土的和易 性做對比 1）水泥漿體在凝結硬化過程中，體積變化的整體均勻性。是否膨脹、開裂？ 水泥漿體在凝結硬化過程

28、中，體積均勻收縮，屬正?，F(xiàn)象。 水泥漿體在凝結硬化過程中，局部產(chǎn)生膨脹、開裂體積安定性不良。,2）原因：水泥中三種成分（之一）超量將導致體積安定性不良：鐵礦粉，石膏，粘土 f-CaO：游離氧化鈣；相當于過火石灰（石灰燒成溫度：9001000；水泥燒成溫度：1450），燒成溫度高，晶體密實，與水反應速度極慢，1年以上水化、產(chǎn)生體積膨脹令混凝土局部破壞。,f-MgO：游離氧化鎂；與水反應速度更慢，若干年以上水化、體積膨脹令混凝土局部破壞。 SO3：三氧化硫；SO2與水泥水化產(chǎn)物C3AH6反應、生成鈣礬石Aft，體積膨脹。 CaSO4+ C3AH6Aft 周五班2010.10.15,SO3過多導致水

29、泥石腐蝕作用。 Aft特點：防止水泥速凝；膨脹性；早強。 CaSO4作用4；水化減緩、過多導致水泥石腐蝕； Ca(OH)23,3）水泥安定性檢驗方法：,f-CaO：采用沸煮法： 試餅法：目視觀察其是否開裂、變形； 雷氏夾：測量針尖張開幅度。5mm 2者均可評價安定性；若有爭議，以雷氏夾試驗結果為準。 沸煮法原理：100下f-CaO水化速度加速，其危害可測。,f-MgO：結晶密實度高于f-CaO，100下水化速度不加速。 在高溫下（蒸壓）可能加速。 化學分析方法控制MgO含量。 SO3：采用化學分析方法。,4）處理：體積安定性不良水泥為廢品。！ 硅酸鹽水泥初凝時間45min；不滿足者為廢品；,6

30、.強度 水泥強度等級用水泥膠砂強度表示。如PO 42.5等 水泥：ISO標準石英砂：水 =1：3：0.5； 600號52542.5 試件尺寸：4040160mm；3條/組； 養(yǎng)護條件：201，水中養(yǎng)護3d、28d，分別測試抗折強度、抗壓強度。 共4組強度值，按4組強度值確定水泥強度等級。,7.水泥水化熱 很重要，但一般不測試。對于大體積混凝土重要！,7.水泥石的腐蝕,水泥漿體中有Ca(OH)2、C3AH6；在外界環(huán)境下，可能產(chǎn)生腐蝕。 7.1溶出性侵蝕：（軟水、淡水腐蝕）：水泥漿體中Ca(OH)2在流動淡水作用下，持續(xù)溶解，導致水泥石結構松散、破壞。時間長。,7.2鎂鹽腐蝕： Mg2+ Ca(

31、OH)2Mg (OH)2； Mg (OH)2松散、無膠結作用。 例：海水含Mg2+,7.3硫酸鹽腐蝕 SO2與水泥水化產(chǎn)物C3AH6反應，生成鈣礬石，AFt（水泥桿菌），體積膨脹。導致水泥混凝土破壞。 Mg SO4：雙重腐蝕； 海工混凝土耐久性： 工程上，裂縫周邊應進行化學物質(zhì)的確定：XRD分析、化學分析,7.4碳酸鹽腐蝕： CO2+ Ca(OH)2CaCO3 CO2+CaCO3Ca（HCO3）2 Ca（HCO3）2易溶于水,7.5一般酸的腐蝕 所有的酸？（除了草酸）對水泥石均有腐蝕破壞作用。 水磨石打磨可以加草酸施工 乳酸：牛奶,堿的腐蝕： 濃度過大，結晶析出，將導致破壞,水泥的腐蝕防止措施

32、,水泥石產(chǎn)生腐蝕的內(nèi)因： 一、Ca(OH)2，水化鋁酸鈣C3AH6； 二、水泥石具有滲透性。 防止水泥石產(chǎn)生腐蝕的措施： 1.適當減少Ca(OH) 2； 2.增加水泥石（混凝土）密實度！ 3.表面防護涂層。（極少使用）瀝青、,思考： 1.Ca(OH)2在混凝土中作用： 強度來源； 腐蝕內(nèi)因； 鋼筋混凝土：防止碳化（防銹）； 堿性激發(fā)劑 堿度大，與活性骨料產(chǎn)生堿骨料反應。,2. CaSO4在混凝土中作用： 水泥調(diào)凝； 硫酸鹽激發(fā)劑作用； 腐蝕。 早強,第二節(jié) 摻混合材的硅酸鹽水泥,為了節(jié)約熟料，在水泥中摻入部分工業(yè)或人工制作混合材料（廢渣）。 環(huán)保、綠色建材、節(jié)約。 試述摻混合材對水泥性質(zhì)的影響

33、 1.節(jié)約水泥熟料； 2.調(diào)節(jié)水泥強度； 3.改善混凝土某些性質(zhì)。,混合材,包括：活性混合材；非活性混合材。 活性混合材：常溫下，可以與CaO在水中發(fā)生反應并生成硬化石狀物的材料。 活性混合材3種： 1.礦渣slag（磨細礦渣、粒化高爐礦渣、礦粉）：煉鐵副品； （又：鋼渣性能不穩(wěn)定、安定性不良。 ） 2.火山灰：品種相當多。 多為地方性材料：如火山灰、沸石、燒高嶺土、,3.粉煤灰：火電廠燃煤廢渣。 空心微珠 高級混合材：硅灰:鐵合金冶煉廢渣，極輕。比表面積極大。水化性能好。 強度高！增稠！價錢高。 活性混合材共同特點：含有活性氧化鈣、活性氧化硅。,！摻活性混合材硅酸鹽水泥的水化特點 摻活性混合

34、材硅酸鹽水泥水化反應為二次水化反應,摻活性混合材硅酸鹽水泥水化步驟,分為2階段： 1.硅酸鹽水泥水化，生成CSH與Ca(OH)2（已述） 2.活性混合材中的活性氧化鈣、活性二氧化硅在CaSO4存在條件下，與Ca(OH)2反應，生成新的水化產(chǎn)物：二次水化產(chǎn)物。 Ca(OH)2稱為堿性激發(fā)劑； CaSO4稱為硫酸鹽激發(fā)劑。,二次水化反應特點：須牢記！ 1、前期強度較低；后期強度逐漸提高； 2、混凝土堿度較低。pH值低。 原因：硅酸鹽熟料含量少：原本含量低，加之被吸收一部分。（Ca(OH)2少?。?摻加混合材水泥共同特點,由于硅酸鹽熟料含量少：原本含量低，加之被吸收一部分，令Ca(OH)2少！ 1、

35、水泥早期強度低，后期強度提高； 2、水化熱低； 3、耐腐蝕性好。 4、抗凍性差：早期強度低！ （冬季施工，早期強度低導致。注意與混凝土的抗凍性區(qū)別：后者具有耐久性概念）。,將6種水泥分為2個群、 硅酸鹽水泥：P、P； 普通硅酸鹽水泥：PO； 礦渣硅酸鹽水泥：PS； 火山灰硅酸鹽水泥：PP； 粉煤灰硅酸鹽水泥：PF； 復合硅酸鹽水泥：PC；,水泥的選擇（必考?。?A群：性質(zhì)相同，普通硅酸鹽水泥加“較”。 硅酸鹽水泥：P、P； 普通硅酸鹽水泥：PO； 早期強度高，后期強度高； 水化熱大；耐腐蝕性差。 抗凍性好。 熟料多！,B群：摻加混合材水泥,礦渣硅酸鹽水泥：PS； 火山灰硅酸鹽水泥：PP； 粉煤

36、灰硅酸鹽水泥：PF； 熟料少，摻有活性混合材。 共性： 早期強度低，后期強度高； 水化熱低；耐腐蝕性好。 抗凍性差。 原因：Ca(OH)2少。 原料中就少，加之二次水化反應又消耗一部分。,B群特點 共性： 早期強度低，后期強度高； 水化熱低；耐腐蝕性好。 抗凍性差。 B群水泥適于蒸養(yǎng)（蒸汽養(yǎng)護；工廠化生產(chǎn)）：活性混合材可充分發(fā)揮作用。,B群個性：優(yōu)點/缺點,1.礦渣硅酸鹽水泥： 耐熱性好/抗?jié)B性差。礦渣磨碎玻璃相、多棱角。 （不是耐高溫！200） 2.火山灰硅酸鹽水泥： 抗?jié)B性好：水化充分（潮濕環(huán)境中）； 干縮大：一般需水量大（干燥環(huán)境中易于開裂）。 3.粉煤灰硅酸鹽水泥： 干縮小：顆粒呈球狀

37、、需水量小； 早期強度最低；碳化嚴重;泌水大不耐磨.,小結：,A/B： 1.早強高/低，后期強度高； 2.水化熱高/低； 3.耐腐蝕差/好。 4.抗凍好/差。 5. B群水泥適于蒸養(yǎng)（ B內(nèi)部： 礦渣：耐熱好；抗?jié)B差。 火山灰：抗?jié)B好；干縮大。 粉煤灰：干縮小；早強最低；碳化嚴重,水泥選擇典型問題：思考,早期強度高；冬季施工；高強混凝土； 耐熱；抗?jié)B；耐腐蝕；水化熱低；干燥環(huán)境；蒸汽養(yǎng)護混凝土、 復合硅酸鹽水泥：混合材品種不限制。 1.早強低，后期強度高； 2.水化熱低； 3.耐腐蝕好。 4.抗凍差。,高性能混凝土,必須摻加混合材 對于混合材有較高要求,第三節(jié) 其他品種水泥（特種水泥）,高鋁水

38、泥 硫鋁酸鹽水泥 低熱水泥 ，,高鋁水泥、鋁酸鹽水泥、礬土水泥,以鋁酸鹽礦物為主。CA系列 特點明顯： 1.凝結、硬化快、強度增長快。緊急搶修用。2h凝結硬化 2.水化熱集中釋放、短期內(nèi)水化熱最大；總量不大 3.可以冬季施工 4.耐高溫：1200； 5.強度下降，溫度20100度高時尤甚。下降達50%,結構工程、大體積混凝土不可用 鋁酸鹽礦物遇水生成水化鋁酸鈣，水化鋁酸鈣系列相多為亞穩(wěn)定態(tài)，溫度不同，產(chǎn)生相轉(zhuǎn)變，強度逐漸降低。 注意：高鋁水泥/或C3AH6經(jīng)過蒸汽養(yǎng)護，強度=0。,二、硫鋁酸鹽水泥,礦物組成主要為Aft（鈣礬石）。 特點： 早強、凝結快:早強水泥 堿度低（PH低）：制備低堿水泥

39、耐堿玻璃纖維板，TK板 微膨脹：微膨脹水泥 可負溫下施工。 強度不會倒縮。,堿度：制作玻璃纖維水泥制品（代石棉瓦）時，要求水泥堿度應當盡量低 堿度：水泥水化產(chǎn)生氫氧化鈣，pH=1113。 堿度高，可以阻止鋼筋銹蝕 與水泥的堿含量不同！ Na2O、K2O：與混凝土堿骨料反應相關。,水泥中的堿包括2層含義： 1.Ca(OH)2：提供水泥混凝土堿度，防止碳化； 2.Na2O：引起堿骨料反應；,水泥強度計算與評定方法！,抗折強度的測定與計算 3個數(shù)據(jù)的平均值作為抗折強度 條件：3個數(shù)據(jù)，最大值/最小值與平均值的差不大于10% 若1個數(shù)據(jù)（最大值/最小值）與平均值的差大于10%，剔除此值，取余下2值平均

40、作為抗折強度 若2個數(shù)據(jù)大于10%，此次試驗作廢。與混凝土的做比較，混凝土取中值,抗壓強度的測定與計算 6個數(shù)據(jù)的平均值作為抗折強度 條件：6個數(shù)據(jù)，最大值/最小值與平均值的差不大于10% 若1個數(shù)據(jù)（最大值/最小值）與平均值的差大于10%，剔除此值，取余下2值平均作為抗折強度 若2個數(shù)據(jù)大于10%，此次試驗作廢,復習思考題：,水泥基本性能 水泥安定性、原因、檢測、處理。 水泥腐蝕分類、危害，防止腐蝕措施 混合材分類、作用，水化機理 水泥選擇 水泥強度、評定方法。,第四章 混凝土,定義：膠凝材料膠結骨料所形成的固體材料 廣義：瀝青混凝土；環(huán)氧樹脂混凝土；水泥混凝土；水玻璃混凝土 狹義：水泥混凝

41、土 礦渣+堿固體石材；凝石,混凝土分類,1.按膠凝材料：瀝青混凝土；環(huán)氧樹脂混凝土；水泥混凝土；水玻璃混凝土、 2.按體積密度分類： 輕混凝土：小于2000 kg/m3。承重、不承重。保溫建筑；結構上層部分。 普通混凝土：20002500kg/m3 重混凝土：大于2500。防輻射、自重大。采用鐵礦石,3.按施工方法： 泵送混凝土；噴射混凝土；碾壓混凝土；真空混凝土（較少）；水下混凝土、 4.按材料性能：纖維混凝土（鋼纖維、聚丙烯纖維混凝土、）；聚合物混凝土、,混凝土性能特點,1.強度較高：C30C80。 對比：磚1030MPa；石灰：0.1MPa？ 2.價格低廉：砂、石易于獲得 3.與鋼筋粘結

42、牢固、熱膨脹系數(shù)接近；聚合物纖維、竹抗拉強度高，但不可代替鋼筋 4.耐久性較好：優(yōu)于鋼材、塑料 5.耐火性好 6.可加工性好。表現(xiàn)形式多元化：清水混凝土，雕塑,缺點： 1.自重大：2.5t/m3； 2.抗拉強度低，易于開裂。 （抗拉強度/抗壓強度比大：韌性材料）,目前對策、發(fā)展方向,混凝土高強化解決自重大； 預應力混凝土解決易于開裂、撓度大的問題 C30：混凝土 42.5：水泥 Q235：鋼材 MU20：磚、石 M10：砂漿,第一節(jié) 普通混凝土材料組成與作用,混凝土原材料：水泥、水、細骨料、粗骨料，和易性 各材料在混凝土中作用： 1.水泥+水水泥漿體，作用為: 新拌混凝土：決定流動性主要因素

43、硬化混凝土：強度來源 新拌混凝土：從加水攪拌開始到凝結硬化之前的混凝土；Fresh concrete,2.粗骨料(石) ：構建混凝土的骨架；骨料=骨架材料，集料；骨料=集料 3.細骨料（砂）：與水泥漿體均勻混合組成砂漿。 砂漿作用： 填充粗骨料顆粒間空隙； 減少粗骨料機械摩擦。5 mm分界 4. 摻合料：礦渣，粉煤灰，摻合料與細骨料關系,原材料性能要求,5.水泥 水泥的選擇： 水泥強度等級應與混凝土強度等級匹配，一般為1。5-2倍 32.5水泥C20、C30 42.5水泥C20、C30、C40、C50； 52.5水泥：C40、C50、C60、C80、 62.5水泥極少使用C80、 馬與車關系,

44、第一節(jié) 骨料的性質(zhì),粒徑在0.154.75mm 范圍內(nèi)的巖石顆粒砂。 （原標準： 0.165.0mm ） 石的定義：粒徑大于4.75mm的巖石顆粒 小于0.15mm的顆粒稱為粉。石粉,一細骨料（砂）,砂分類：天然砂，機制砂/人工砂 天然砂分類： 河砂：顆粒圓潤、較為潔凈、含泥量較低； 海砂：顆粒圓潤、潔凈、含泥量低；缺點：含鹽分；使用時需水洗。含有貝殼、海螺。 山砂：顆粒粗糙、級配差、含泥量高。質(zhì)量差。黃山 工程上河砂最佳。隨著自然資源的日益減少，河砂較少使用。,機制砂： 巖石破碎制得 制砂機,技術指標,骨料中有害雜質(zhì): 1.含泥量、泥塊含量 降低混凝土強度：粉塵包覆于骨料表面，令水泥石與骨料

45、粘結強度降低；降低界面強度 低等級混凝土影響小。C20C30 增大混凝土干縮、開裂： 粘土呈層狀、吸水膨脹、干燥收縮大。導致混凝土易于開裂。 提高混凝土生產(chǎn)成本：商品混凝土加入減水劑。砂含泥量大將降低減水效果。需多加減水劑。提高成本。,2.云母含量：解理性、層片狀，憎水。與水泥粘結強度差。降低混凝土強度！ 3.SO3含量：危害與石膏過量相同！對水泥石產(chǎn)生腐蝕生成Aft（水化硫鋁酸鈣、鈣礬石） 水泥、骨料、外加劑中所有SO3含量合計； 4.輕物質(zhì)：影響混凝土強度； 5.有機物：影響混凝土強度； 4、5、由水泥強度試驗決定。 6.堿活性：防止堿骨料反應 堿骨料反應： 水泥中的堿與骨料中的活性SiO

46、2 反應生成產(chǎn)物體積膨脹。 Na2O+0.658K2O+H2O+活性SiO2- 后果嚴重，預防為主，極少發(fā)生。 堿度：一分為二,（二）砂的細度模數(shù)和顆粒級配：,2個概念。 1.顆粒細度：砂的平均粗細程度；細度大，顆粒細小。 2.級配：各粒徑顆粒在體系中的分布。（大小顆粒的搭配）。 級配決定/影響顆粒體系的空隙率。 評價固體顆粒粒度及分布的方法有許多：激光粒度、沉降法、篩分法 篩分法評價細度簡便、迅捷、 骨料的篩分析,評價骨料粗細及粒徑分布的方法,篩分過程：稱500g 干砂，依次過篩，各號篩上的殘留砂：各號篩的篩余； 篩余/500=各篩的分計篩余.例 1#篩：5/4.75mm：5g（殘留） 2#

47、篩：2.5/2.36mm：100g 1.18mm：150g 0.600mm、 0.300mm、 0.15mm、,1#篩的分計篩余ai a1=5/500=1% 2#篩的分計篩余 a2=100/500=20% 、 3#篩的分計篩余：30% 累計篩余概念 2#篩的累計篩余A2 a1+a2=21 、 3#篩的累計篩余A3：51%、,累計篩余作用,1.計算細度模數(shù) Mx=（A2+、+A6-5A1 ）/(100-A1) Mx=3.73.1：粗砂； Mx=2.33.0中砂； Mx大，表示砂顆粒較粗 級配：顆粒體系中，各粒徑顆粒的分布情況。 2.按累計篩余，砂分為3個級配區(qū)域：p65 土木工程中，混凝土用砂宜

48、采用區(qū)、中砂！（必考） 砂的級配區(qū)域劃分按0.63mm/0.60mm篩的累積篩余確定。,粗骨料（石）,有害雜質(zhì): 1.含泥量、泥塊含量 降低混凝土強度； 增大混凝土干縮； 提高混凝土生產(chǎn)成本 注意：石子的含泥量限制嚴于砂。 原因：石子較砂潔凈；易于沖洗；骨料尺寸大，對混凝土強度影響大。 2.硫化物含量,3.粗骨料的幾何特征（4點）,3.1 最大粒徑Dm：公稱粒級的上限。 公稱粒級=規(guī)格：525；540；580 1/4，3/4：目的：令混凝土均勻性好。,最大粒徑對混凝土影響：,1）Dm增大，混凝土強度提高；但Dm過大，混凝土強度反降低?；炷辆▌颍┵|(zhì)性差。 Dm，f；Dm，f； 2） Dm增大

49、，混凝土流動性提高；但Dm過大，混凝土易于離析。 Dm以40mm為界。,2.顆粒級配3,連續(xù)級配：顆粒粒徑分布連續(xù)的顆粒體系； 間斷級配：缺少若干粒徑分布的顆粒體系； 單粒級：瓜子片，拌制細石混凝土；綠豆砂，“蒼蠅頭”,級配對混凝土影響 1.連續(xù)級配不易離析，但理論空隙率大； 離析：粒徑較大的顆粒脫離顆粒體系的現(xiàn)象：滾出 間斷級配易于離析，但理論空隙率小； 2.關鍵在于施工的管理水平、設備 間斷級配應當設置專用運輸、儲存設施 混凝土級配應良好。,3.顆粒形態(tài)：,針片狀顆粒差 針片狀顆粒多，混凝土強度、動流性均降低。,4.表面形貌：,碎石表面粗糙：強度提高（水泥與骨料粘結較好）、流動性降低。 卵

50、石表面光滑：強度降低（水泥與骨料粘結較差）、流動性提高。過去時態(tài),小結：粗骨料4大要素：,1.最大粒徑Dm： Dm，f；Dm，f； 2.Dm增大，混凝土流動性提高；但Dm過大，混凝土易于離析； 2.顆粒級配 混凝土級配應良好 3.顆粒形態(tài)：針片狀顆粒多，強度、流動性均降低。 4.表面形貌： 碎石強度提高、流動性降低。,其他概念,1.骨料的堅固性=抗風化性能）： 骨料抵抗物理因素破壞的性質(zhì)。 風、冰凍、熱造成的破壞 堅固性強度 強度：骨料抵抗荷載作用破壞的性質(zhì)。 堅固性用硫酸鈉溶液浸泡-干燥測試。 2.骨料含水狀態(tài)：4種 全干狀態(tài)：烘干 氣干狀態(tài)：自然干燥：含有少量水分 飽和面干狀態(tài)：內(nèi)部水飽和

51、、表面干燥狀態(tài)！ 濕潤狀態(tài),3.骨料的強度,2種表示方法： 1.立方體抗壓強度：50*50*50mm（采石場）； 2.壓碎指標（混凝土生產(chǎn)商） 壓碎指標=碎石的數(shù)量分數(shù)，骨料強度低。,拌和水,可飲用水,第三節(jié) 混凝土拌和物,從加水開始到硬化為止的混凝土均為混凝土拌和物（料）、新拌混凝土。 Fresh concrete 混凝土拌和物性質(zhì)用和易性表示。流動性，粘聚性，保水性 和易性亦稱為工作性:workbility 工作性含義極為廣泛：包括攪拌是否容易？運輸是否離析？澆注后混凝土是否密實？ 混凝土的施工質(zhì)量主要取決于工作性 泵送混凝土、水下混凝土、噴射混凝土、自流平混凝土,學習角度定義,從學習角度

52、，工作性用三點表示：流動性；粘聚性；保水性 從物性角度：工作性：流動性；各物相在體系空間位置的穩(wěn)定性 工作性流動性；粘聚性；保水性,流動性指混凝土拌和料易于流動、易于成型的性質(zhì)。 混凝土最重要性質(zhì)之一 流動性好，混凝土易于密實。 曾經(jīng)采用干硬性混凝土：強力震動，碾壓、 科技昌明，采用減水劑，混凝土流動性大幅提高 例如：自流平混凝土,流動性表示方法,2種： 坍落度：適于流動性比較大的混凝土； 維勃稠度：適于干硬性混凝土。坍落度檢測值=0，采用維勃稠度。工程上已不用。 坍落度大，混凝土流動性大； 維勃稠度大，混凝土干硬度大。,流動性的其他表示方法,Kelly球 K型坍落度計 密實度法、,粘聚性與保

53、水性,粘聚性：混凝土保持一定的內(nèi)聚力而不分散。 保水性：混凝土保持水分的性質(zhì)。 兩者有相關性： 粘聚性差，保水性差。 粘聚性用離析表示：外離析、內(nèi)離析 保水性用泌水表示。,粘聚性差：混凝土結構產(chǎn)生麻面、蜂窩、構洞 保水性差，混凝土泌水大，導致混凝土結構表面疏松、起灰、起砂；耐磨性差,施工中常見問題,粘聚性檢測方法：坍落度測定后，目視觀察混凝土的粘聚性與保水性。,影響混凝土工作性的主要因素,1.用水量W： W增大，混凝土流動性提高；但W過大，混凝土易于離析 用水量W是流動性第一影響因素,影響混凝土工作性的主要因素,2.合理砂率： 砂率Sp=砂/(砂+石) Sp過大，混凝土坍落度低； 原因：砂的含

54、量多，砂的總表面積、吸水量增大，導致混凝土流動性降低。 Sp過小，砂的含量少，粗骨料顆粒之間的阻隔物質(zhì)少，粗骨料顆粒機械摩擦阻力大，導致混凝土流動性降低，令混凝土干澀、易于離析。 不大不小正好，謂之為合理砂率！,合理砂率定義：在相同條件下，使混凝土拌合物具有最大流動性的砂率 亦稱為最佳砂率 實際工程中，合理砂率的確定還應當與混合材的用量優(yōu)化配置：混合材/摻合料,影響混凝土工作性的主要因素,3.粗骨料對和易性影響： 1）最大粒徑Dm： Dm增大，混凝土流動性提高；但Dm過大，混凝土易于離析 以40mm為限度 比較用水量W,影響混凝土工作性的主要因素,2）顆粒級配 混凝土骨料級配應良好。 3）顆粒

55、形態(tài)：針片狀顆粒多，混凝土流動性低。 4）表面形貌：碎石混凝土流動性低。,影響混凝土工作性的主要因素,4.其它： 4.1溫度高：坍落度損失大，隨著溫度的上升，坍落度減小。既流動性降低 4.2時間延長：坍落度損失大 坍落度損失：隨時間延長，新拌混凝土坍落度逐漸降低的現(xiàn)象。,5.外加劑： 減水劑：摻加減水劑可大幅度提高混凝土的流動性 引氣劑：摻加引氣劑可適度提高混凝土的流動性，可有效提高粘聚性、保水性。,思考：夏季商品混凝土長途運輸后，混凝土的流動性降低，不利于現(xiàn)場施工，需認真對待。,降低混凝土坍落度損失的技術措施： 1.摻加一定的緩凝劑；國外多用；價高、 2.摻加適量引氣劑； 3.采用外加劑緩釋

56、技術：顆粒中吸附減水劑，通過緩釋技術釋放之。 工地多為加水，不可取。,第四節(jié) 硬化混凝土性質(zhì),力學性質(zhì)包括：強度與變形 一.混凝土強度 1.混凝土抗壓強度：2種 立方體抗壓強度fcu： 混凝土材料科學采用fcu ； 棱柱體(軸心)抗壓強度fc 混凝土結構設計時，采用此值。 fc=0.60.7fcu,2.抗拉強度ft：決定混凝土的抗裂性能。誤差大：荷載軸線可能偏離線性；骨料的界面缺陷尺寸大、無規(guī)律 通常不直接測定。 3.劈裂抗拉強度：通常用于表征混凝土抗拉性能。誤差小、常用。劈裂磚：裝飾用。 4.彎曲抗壓強度fcm：抗折（彎）強度； 有假設；材料學少用、工程設計重要指標。 重要者：,立方體抗壓強

57、度fcu,1.標準尺寸：150mm立方體 2.養(yǎng)護條件：溫度202/3、相對濕度RH大于90%以上，養(yǎng)護28d。 比較：水泥養(yǎng)護條件：201，水中養(yǎng)護3d、28d，分別測試抗折強度、抗壓強度。,fcu，k,混凝土立方體抗壓強度標準值！ 混凝土強度等級：C30：C-混凝土強度等級代號； fcu，k=30.0MPa； 42.5：水泥； Q235 fcu，k：混凝土立方體抗壓強度標準值。 意義：一組混凝土試件，其抗壓強度中的一個值：所有抗壓強度低于此值的概率小于5%。(保證率) 建筑結構設計基本方法：概率-極限設計法,二.單軸壓應力作用下混凝土的破壞模型,混凝土在壓應力作用下，經(jīng)歷了4階段： 1.加

58、載初始階段：30（50）應力水平，混凝土內(nèi)部無裂縫生成； 2.水泥-骨料界面裂縫產(chǎn)生：3060應力水平時，骨料界面產(chǎn)生裂縫； 3.砂漿基相產(chǎn)生裂縫：6080應力水平時； 4.裂縫貫通階段：80應力水平以上，混凝土裂縫逐漸匯集，貫通，導致混凝土破壞。 由于微裂縫的產(chǎn)生、發(fā)展導致混凝土受壓應力應變曲線偏離線性的現(xiàn)象，稱為假塑性，擬塑性,混凝土的全應力應變曲線,在電液伺服式試驗機上完成 普通試驗機由于實驗結束時，機器的彈性應變能釋放，令混凝土產(chǎn)生加速破壞。,三、影響混凝土抗壓強度的主要因素,鮑羅米公式 1.水泥強度等級、灰水比 fcu=Acfce，k (C/W-B) c：水泥強度富裕系數(shù)：1.081

59、.13之間 A、B：骨料系數(shù)：碎石 與砂無關 灰水比與強度線性、正比（唯一應用灰水比概念處）,通?？梢匀。?A=0.46；B=0.07 P=（1-0/） 水泥強度等級fce，k ：42.5、52.5；或者水泥實際強度fce fce=cfce，k A、B：骨料系數(shù)：碎石 C/W：灰水比。,混凝土質(zhì)量控制之要訣,坍落度 水灰比水與水泥的質(zhì)量比,一般均用水灰比描述混凝土性質(zhì)。但是在強度計算時用灰水比。 fcu，o=Acfce，k (C/W-B) 此公式表明： 1.水泥強度高，混凝土強度高； 2. 灰水比大即水灰比小，混凝土強度高； 3.碎石混凝土強度高。,3.骨料： 最大粒徑： Dm增大，混凝土強度提高；但Dm過大，混凝土強度降低：應力集中所致 高強混凝土Dm一般不大于15mm 針片狀骨料多：強度低：應力集中所致 碎石：強度高；界面粘結強度高,4.施工條件：溫度、濕度、成型密實性,4.1溫度： （1） 0以下，硅酸鹽水泥停止水化 抗凍劑,（2）溫度提高，混凝土水化加速、早期強度提高： 100蒸汽養(yǎng)護混凝土，8h即可脫模使用，其強度約為80標準養(yǎng)護強度 加快生