1、1,水工建筑材料,總復(fù)習(xí),2,期末考試,1. 成績比例 期末考試 70%； 試驗(yàn)及試驗(yàn)報(bào)告15% 平時及作業(yè) 15% 2. 考試內(nèi)容： 選擇題 40題,40分 名詞解釋 6題，12分 判斷題 8題，8分 填空題 10分 簡答題 4題，20分 計(jì)算題1題，10分,3,水工建筑材料課程復(fù)習(xí)要點(diǎn),緒論 第一章 建筑材料基本性質(zhì) 第二章 石 材 第三章 氣硬性膠凝性材料 第四章 水泥 第五章混凝土 第六章 建筑砂漿 第七章 瀝青及瀝青混合材料 第八章 建筑鋼材,4,緒 論,一.建筑材料定義、分類、對發(fā)展建筑業(yè)的作用及其發(fā)展概況。 二.建筑材料產(chǎn)品及其應(yīng)用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn): 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與工程標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)

2、標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 國際標(biāo)準(zhǔn):團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)和公司標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的標(biāo)準(zhǔn)。 三.課程的目的、任務(wù)及基本要求。,5,第一章 建筑材料基本性質(zhì),一.材料的組成與結(jié)構(gòu) (一)材料的化學(xué)組成與礦物組成。 (二)建筑材料材料的宏觀結(jié)構(gòu)(散粒,聚集,多孔,致密、纖維及層狀結(jié)構(gòu))、 顯微結(jié)構(gòu)(顯微鏡下的結(jié)晶的和無定形的)及微觀結(jié)構(gòu)(原子,離子,分子晶體）。 (三)建筑材料的孔隙、形成的原因、孔隙的類型及孔隙對材料性質(zhì)的影響。,6,二.材料的物理性質(zhì),(一)表示材料物理狀態(tài)特征的性質(zhì): 1.掌握區(qū)分四個密度：絕對密度、視密度、表觀密度、堆積密度 絕對密度視密度表觀密度堆積密度 2.掌握孔隙率

3、、空隙率及計(jì)算 (二)與水有關(guān)的材料性質(zhì) 親水性與憎水性、吸水性概念及其計(jì)算、耐水性、抗?jié)B性及抗凍性概念。 了解等級標(biāo)號的意義。,7,三.材料的力學(xué)性質(zhì),(一)材料在外力作用下的變形性質(zhì):彈性變形、塑性變形及彈性模量。 (二）有關(guān)強(qiáng)度概念: 1.材料在不同受力方式下的強(qiáng)度:軸向抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度的概念。 2.試驗(yàn)條件對強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的影響。 3.強(qiáng)度標(biāo)號或等級。,8,材料的耐久性,耐水性 抗?jié)B性 抗凍性 耐腐蝕性 耐候性 抗老化,9,影響材料耐久性的因素,材料在使用中會被破壞的原因有兩方面： 內(nèi)因，材料自身的內(nèi)部因素因： 材料內(nèi)部存在不穩(wěn)定的化學(xué)組分，如Ca(OH)2、揮發(fā)份、雜質(zhì)等；

4、 材料內(nèi)部存在一些缺陷，如孔隙、裂縫等。 外因，材料服役環(huán)境因素： 物理作用：光、熱、雨水、風(fēng)等 化學(xué)作用：酸、堿、鹽、水等 生物作用：細(xì)菌、昆蟲等,10,第二章 石 材,一.巖石的基本知識:常見造巖礦物(石英,長石方解石等)的形成,分類與性質(zhì)、 巖石的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。 二.常用建筑石材 (一)天然石材的性質(zhì)與技術(shù)要求:其物理性質(zhì)與要求、力學(xué)性質(zhì)與要求(抗壓強(qiáng)度,抗折強(qiáng)度,硬度,耐磨性,抗沖擊性。 二)花崗巖、石灰?guī)r、大理巖、砂巖的性質(zhì)與應(yīng)用。 (三)建筑石材的規(guī)格。,11,第三章 氣硬性膠凝性材料,定義： 經(jīng)過一系列物理、化學(xué)作用，能由漿體變成堅(jiān)硬的固體，并能將散?；蚱?、塊狀材料膠結(jié)成整體

5、的物質(zhì)。 特征： 嚴(yán)格意義上膠凝材料應(yīng)指漿體； 能在常溫下凝結(jié)硬化為固體； 有較強(qiáng)的膠結(jié)能力； 具有一定的使用性能。 氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，并且在空氣中保持和發(fā)展其強(qiáng)度； 關(guān)鍵：干燥狀態(tài)下，其硬化體才有較好的性能！ 水硬性膠凝材料不僅能在空氣中，而且能更好地在水中硬化，保持并發(fā)展其強(qiáng)度。 關(guān)鍵：干燥或潮濕狀態(tài)下，其硬化體均有很好的性能！,12,石灰,建筑石灰的特性： 表觀密度較小 漿體的可塑性好 硬化后的強(qiáng)度較低 耐水性差 漿體硬化中容易開裂 過火石灰的危害 與水反應(yīng)很慢，石灰硬化后再與水反應(yīng)發(fā)生體積膨脹而引起開裂 。,13,石膏,性質(zhì)石膏是氣硬性膠凝材料，建筑石膏的主要成分是-半水

6、石膏CaSO40.5H2O; 生產(chǎn)方法建筑石膏可用天然二水石膏或化學(xué)石膏在120180 C干燥下脫水制備； 凝結(jié)硬化機(jī)理“溶解沉淀”理論，即通過半水石膏在水中不斷溶解，二水石膏不斷結(jié)晶，晶體不斷生長、相互交錯與連生構(gòu)成晶體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而硬化； 性能漿體需水量較大，凝結(jié)硬化快、凝結(jié)時有微膨脹、表觀密度較小、孔隙率較大、強(qiáng)度低、耐水與抗凍性差、容易吸水和吸潮、導(dǎo)熱系數(shù)低、隔熱與吸聲性好、耐火、對人體和環(huán)境無害。 應(yīng)用各種板材、粉刷砂漿、雕飾等。,14,第四章 水泥（重點(diǎn)）,一.硅酸鹽水泥 (一）硅酸鹽水泥的組成、生產(chǎn)過程、礦物組成特性、以及與水泥性能 的關(guān)系。 （二）硅酸鹽水泥的水化凝結(jié)過程、水化產(chǎn)物

7、及水泥石的組成。硅酸鹽 水泥的凝結(jié)硬化與水泥石性能的關(guān)系，養(yǎng)護(hù)溫度、濕度對水泥水化及凝 結(jié)硬化的影響。硅酸鹽水泥的強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律。 （三）硅酸鹽水泥的細(xì)度、凝結(jié)時間、體積安定性、標(biāo)號、等技術(shù)要求 及實(shí)用意義。 （四）六種典型介質(zhì)（軟水及含硫酸鹽、鎂鹽、碳酸鹽、一般酸、強(qiáng)堿,15,化學(xué)組成： 主要成分：CaO(=C)，SiO2(=S)， Al2O3(=A)， Fe2O3(=F) 少量雜質(zhì)：MgO、K2O、Na2O、SO3、P2O5等。 礦物組成： 硅酸鹽水泥熟料主要含有四種礦物：,硅酸鹽水泥熟料的組成,16,需學(xué)習(xí)與掌握的內(nèi)容：,化學(xué)過程水泥熟料礦物的水化反應(yīng) 石膏的作用 物理過程水泥漿的凝結(jié)硬化

8、 硬化水泥漿的組成與結(jié)構(gòu) 水泥漿凝結(jié)硬化的影響因素,17,石膏的作用,避免水泥漿的閃凝和假凝現(xiàn)象。 調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間。 導(dǎo)致鈣釩石和單硫型硫鋁酸鈣水化物的形成。,18,（1）水泥礦物組成 （2）水泥細(xì)度 （3）養(yǎng)護(hù)條件（溫度、濕度）與時間 （4）拌合用水量 （5）水泥中的混合材 （6）水泥外加劑,水泥凝結(jié)硬化的主要影響因素,19,C3S、C3A含量多，凝結(jié)硬化快，反之亦然。 摻加混合材，熟料減少，凝結(jié)硬化速度減慢。 有些化合物可以使水泥漿體促凝或緩凝。 細(xì)度越小，水化反應(yīng)越快，凝結(jié)硬化越快。 水灰比越大，漿體需填充的孔隙越多，凝結(jié)硬化速度越慢。 提高溫度，加快水泥的凝結(jié)硬化；保持足夠的水分有

9、利于水泥的凝結(jié)硬化,20,硅酸鹽水泥應(yīng)滿足哪些技術(shù)性質(zhì),密度與堆積密度 細(xì)度 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 凝結(jié)時間 體積安定性 強(qiáng)度 水化熱,耐腐蝕性 軟水侵蝕 鹽類侵蝕 酸類腐蝕 強(qiáng)堿腐蝕 防腐措施,21,影響水泥石的強(qiáng)度,水灰比 水灰比越大，孔隙率越大，強(qiáng)度越低 水泥組成：熟料礦物、混合材 養(yǎng)護(hù)條件：溫度、濕度、齡期 水泥細(xì)度：水泥顆粒越細(xì)，強(qiáng)度發(fā)展越快,22,活性混合材水泥的共性,密度較小 2.703.10。 早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度增長率高。 對養(yǎng)護(hù)溫濕度敏感，適合蒸汽養(yǎng)護(hù)。 水化熱較小。 耐腐蝕性較好。 抗凍性、耐磨性不及硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。,23,活性混合材水泥的特性,礦渣水泥： 保水性

10、差，泌水性大，干縮較大，耐熱性較好。 火山灰水泥： 易吸水，易反應(yīng)，結(jié)構(gòu)較致密，抗?jié)B性和耐水性較好，體積收縮較大，抗硫酸鹽能力較差。 粉煤灰水泥： 吸水能力弱，需水量較低，干縮性較小，結(jié)構(gòu)致密，抗裂性較好。 復(fù)合水泥： 取決于所摻的混合材種類。,24,其他水泥,快硬水泥 ，C3A和C3S含量高，凝結(jié)硬化快，早強(qiáng)； 中、低熱水泥， C3A和C3S含量較低，水化熱較小 ； 抗硫酸鹽水泥， C3A和C3S含量較低，抗蝕系數(shù)較大； 膨脹、自應(yīng)力水泥，生產(chǎn)體積可膨脹的水化物； 高鋁水泥，熟料礦物主要為鋁酸鈣，快硬，耐高溫等。,25,高鋁水泥的特點(diǎn)與應(yīng)用,1. 耐高溫性能好，配制耐高溫混凝土或砌筑砂漿；

11、2. 耐硫酸鹽腐蝕性能較好，適用于有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程； 3.耐堿性較差，不能用于接觸堿溶液的工程； 4. 水化熱較大，適用于冬季施工，不適用于大體積混凝土； 5. 快硬早強(qiáng)，宜用于緊急搶修工程。 6. 高鋁水泥有強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象，如需用于工程中，應(yīng)按最低穩(wěn)定強(qiáng)度設(shè)計(jì)。,26,第四章（重點(diǎn)）,水泥混凝土,27,牢記基本概念混凝土是由膠凝材料(水泥)膠結(jié)各種粗、細(xì)顆粒狀骨料，形成的一種顆粒堆聚材料。 理解混凝土中各組分材料的要求與作用； 熟悉混凝土的各種性質(zhì)及其影響因素； 掌握混凝土的配合比設(shè)計(jì)方法和質(zhì)量控制措施； 了解各種混凝土的應(yīng)用技術(shù)。,28,普通混凝土由水泥、砂、石和水組成，為了改善性能

12、，可添加化學(xué)外加劑與礦物摻合料； 砂石構(gòu)成混凝土的骨架，傳遞應(yīng)力，限制變形； 水泥與水形成水泥漿，賦予新拌混凝土流動性，硬化后將骨料顆粒膠結(jié)成整體； 混凝土微結(jié)構(gòu)是由骨料相、水泥石相和界面過渡區(qū)相構(gòu)成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)； 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有 多物相、多孔性的堆積體 復(fù)雜而不均勻 非固定而多變 混凝土的理想結(jié)構(gòu)均勻、密實(shí)的堆積體,29,混凝土中骨料的基本要求,具有良好的顆粒級配，使堆積空隙率小，顆?？偙缺砻娣e較小，以減少水泥漿用量； 骨料顆粒表面干凈，以保證與水泥漿有良好的粘結(jié)力； 含有害雜質(zhì)少，不得含有影響水泥凝結(jié)硬化和后期混凝土耐久性的成分； 具有足夠的強(qiáng)度和堅(jiān)固性，以保證起到骨架和傳力作用。,30,表面特

13、征與形狀對混凝土性能的有何影響？,表面粗糙和針片狀顆粒需要更多的水泥漿，影響混凝土的成本。 影響新拌混凝土的和易性，表面光滑且等徑顆粒易于流動，而粗糙且針片狀顆粒不易流動。 影響混凝土中界面區(qū)的結(jié)合力，粗糙表面骨料與水泥漿的界面結(jié)合力較大。 影響混凝土的強(qiáng)度 骨料表面越粗糙，與水泥漿接觸面越大，混凝土強(qiáng)度越高； 針片狀骨料使混凝土強(qiáng)度低于圓形骨料； 大粒徑骨料使混凝土強(qiáng)度低于小粒徑骨料,31,混凝土拌和物的性能,和易性 流動性 粘聚性 保水性 凝結(jié)時間 水化熱與溫度,32,和易性是一項(xiàng)綜合評價(jià)混凝土拌合物施工性能的指標(biāo)，包括流動性、粘聚性、保水性。 和易性用坍落度或維勃稠度定量指標(biāo)，輔以粘聚性

14、和保水性的定性觀察，綜合評價(jià)。 和易性影響到澆灌后混凝土的均勻密實(shí)性，從而影響硬化后混凝土性能。 和易性受下列因素影響： 水泥品種、細(xì)度與水泥用量； 用水量與水灰比 骨料(顆粒特征、粒徑與級配、砂率等) 外加劑 攪拌方式與時間,33,合理砂率的選用原則,1) 粗骨料的Dmax較大，級配較好時，可選用較小砂率； 2) 砂的細(xì)度模數(shù)較小時，砂的總表面積較大，可選用較小砂率； 3) 水灰比較小、水泥漿較稠時，可選用較小砂率； 4) 流動性要求較大時，需采用較大砂率； 5) 摻用引氣劑或減水劑時，可適當(dāng)減小砂率；,34,外加劑,種類： 按照功能有： 改善和易性：減水劑、泵送劑、引氣劑等； 調(diào)節(jié)凝結(jié)時間

15、：速凝劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑等； 減少塑性收縮：減縮劑、膨脹劑等； 提高耐久性：引氣劑、阻銹劑、防水劑等；,35,礦物外加劑(摻合料),問題？ 混凝土中為什么要使用礦物外加劑或摻合料？ 代替水泥，所以也稱水泥代用材料 改善混凝土微結(jié)構(gòu)，尤其是界面過渡區(qū)結(jié)構(gòu) 改善混凝土性能，尤其是耐久性 保護(hù)生態(tài)環(huán)境，節(jié)約資源和能源,36,混凝土強(qiáng)度,軸心抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的確定及其與立方體抗壓強(qiáng)度之間的大致關(guān)系 立方體抗壓強(qiáng)度、立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值及強(qiáng)度等級的確定 影響混凝 土強(qiáng)度的諸因素、水灰比對強(qiáng)度影響的規(guī)律、強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式的運(yùn)用、不同齡期 混凝土強(qiáng)度的估算方法及提高混凝土強(qiáng)度的主要措施。,37,荷載作用下的變

16、形,單軸受壓時的應(yīng)力應(yīng)變行為 混凝土的彈性模量 混凝土彈性模量的主要影響因素；,38,2、混凝土在非荷載作用下的變形,干燥收縮 自收縮 溫度變形,39,骨料和水泥石是彈性體，而混凝土是彈塑性體或粘彈性體，在受壓應(yīng)力作用，既產(chǎn)生彈性變形，又產(chǎn)生塑性變形； 混凝土的彈性模量不是一個常數(shù)，工程應(yīng)用中，一般用割線彈性模量作為設(shè)計(jì)依據(jù)，其大小取決于水泥石和骨料的彈性模量及其相對含量，以及界面狀況； 在干燥狀態(tài)下，混凝土內(nèi)部水的損失，而引起干縮變形，它與混凝土的組成、構(gòu)件幾何尺寸與形狀、環(huán)境條件等有關(guān)； 在與外界隔絕的條件下，由于水泥水化會引起混凝土內(nèi)部自干燥，而產(chǎn)生整體的自干縮變形； 在荷載長期作用下，

17、混凝土?xí)l(fā)生隨時間增加的變形徐變，干燥會使徐變增大； 在約束條件下，混凝土發(fā)生的各種變形，可引起開裂。,40,強(qiáng)度是混凝土的重要性能指標(biāo)，它與混凝土其它性能有著密切的關(guān)系； 混凝土強(qiáng)度主要是抗壓與抗拉強(qiáng)度，二者之間沒有直接關(guān)系； 抗壓強(qiáng)度采用單軸抗壓試驗(yàn)直接測量，而抗拉強(qiáng)度一般采用劈裂和四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)間接測量與評價(jià)； 混凝土強(qiáng)度的主要影響因素比較復(fù)雜，主要有三個方面： 組成材料的性能與摻量； 成型工藝與養(yǎng)護(hù)條件 試件與試驗(yàn)參數(shù)(影響測試值) 獲得指定強(qiáng)度的技術(shù)途徑： 原材料的選擇 配合比設(shè)計(jì) 成形工藝與養(yǎng)護(hù)制度,41,3、混凝土強(qiáng)度的影響因素,混凝土的強(qiáng)度fc隨著齡期和養(yǎng)護(hù)不斷增長，主要有三方面

18、的影響因素： 組成材料的特性與配合比（內(nèi)在因素） 澆灌與養(yǎng)護(hù)條件（溫濕度、時間） 生產(chǎn)工藝與條件 此外，強(qiáng)度試驗(yàn)參數(shù)影響到測試值。,分析和掌握的思路： 材料的強(qiáng)度與其組成、結(jié)構(gòu)密切有關(guān) 組成影響因素：水泥、骨料和水及其特性與摻量； 結(jié)構(gòu)影響因素：組成材料及其分布、生產(chǎn)工藝與條件、澆灌與養(yǎng)護(hù)制度等。,42,混凝土的質(zhì)量評定：常用統(tǒng)計(jì)量（平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)）的意義，直方圖和頻率分布曲線，正態(tài)分布曲線和正態(tài)概率密度函數(shù)，混凝土 強(qiáng)度保證率，混凝土配制強(qiáng)度。 普通混凝土配合比設(shè)計(jì)。,43,44,第六章 建筑砂漿,一.砂漿的技術(shù)性質(zhì)：新拌砂漿的和易性（流動性及保水性），硬化砂漿的強(qiáng) 度（砂漿的抗壓強(qiáng)度、強(qiáng)度等級與影響強(qiáng)度的因素）。 二.砌筑砂漿：組成材料（膠凝材料、細(xì)骨料、水、摻合料與外加劑），砂漿 配合比選擇（砌筑砂漿的種類、強(qiáng)度等級的選擇及配合比設(shè)計(jì)）。,45,第七章 瀝青及瀝青材料,瀝青材料有機(jī)膠凝材料 三組分分析：油分、樹脂、瀝青質(zhì) 膠體結(jié)構(gòu)：溶膠型、凝膠型、溶-凝膠型 主要技術(shù)性質(zhì)：1.物理常數(shù) 2.粘滯性 3.延性 4.溫度敏感性 5.耐久性 6.安全性 7