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建筑材料建筑材料施工员专业基础知识施工员专业基础知识主讲：肖琴芳主讲：肖琴芳武汉建筑技术学校目目 录录一、建筑材料的基本性质一、建筑材料的基本性质二、气硬性无机胶凝材料二、气硬性无机胶凝材料三、水泥三、水泥四、混凝土四、混凝土五、砂浆及墙体材料五、砂浆及墙体材料六、建筑钢材六、建筑钢材七、木材七、木材八、防水材料八、防水材料九、装饰材料九、装饰材料一、建筑材料的基本性质一、建筑材料的基本性质1、材料基本的物理性质2、材料与水有关的性质3、材料的力学性质4、材料的耐久性1 1、材料基本的物理性质、材料基本的物理性质1、密度：1）概念：材料的密度是指材料在特定的体积状态下，单位体积的质量。2）分类：实际密度（密度）、表观密度、堆集密度（按材料的体积状态分）3）三种密度的区别：实际密度：实际密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量，一般简称密度。（不包含孔隙体积）表观密度：表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量。（包含孔隙体积）(随孔隙内水分多少而变化）堆积密度：堆积密度是指散粒状材料(粉状、粒状或纤维状等)在自然堆积状态下，单位体积的质量。（包含孔隙体积）（随松散程度而变化）4）单位：gcm3或kgm3 5）计算公式：1 1、材料基本的物理性质、材料基本的物理性质(2)材料的孔隙率和密实度1)孔隙率（P)：材料体积内孔隙部分所占的比率，在数值上等于材料孔隙部分的体积与其表观体积（总体积）的比率。2)密实度(D)：材料体积内被固体物质所充实的程度，在数值上等于固体物质的体积占其表观体积的百分率。3）两者关系：P+D=1 4）孔隙率和密实度都是表征材料密实性能的指标。5）材料孔隙率的大小、孔的粗细和形态等，是材料构造的重要特征，它关系到材料的一系列性质，如强度、耐久性、吸水性、保温隔热性和吸声性等等。6）公式：1 1、材料基本的物理性质、材料基本的物理性质(3)材料的空隙率和填充率1)空隙率：是指散粒状材料在特定的堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比率，以P/表示。2）填充率：填充率是指散粒状材料在特定的堆积状态下，被其固体颗粒填充的程度，以D/表示。3）空隙率与填充率的关系是：P/+D/=1 4）填充率和空隙率，均可以作为评定散状材料颗粒之间相互填充的密实程度的技术指标。空隙率还可以作为控制混凝土集料级配与计算砂率的依据。2 2、材料与水有关的性质、材料与水有关的性质 1、亲水性与憎水性亲水性：材料能被水润湿的性质。憎水性：材料不能被水润湿的性质。大多数建筑材料，都属于亲水性材料（如砖、混凝土、加气混凝土砌块、木材等），表面均能被水润湿，且能通过毛细管作用将水吸入材料的毛细管内部。憎水性材料（如：沥青、油漆、石蜡等），能阻止水分的渗入。憎水性材料可用作防水材料，还可用于亲水性材料的表面处理，以降低其吸水性。2 2、材料与水有关的性质、材料与水有关的性质2、材料的含水状态：亲水材料的含水状态可分为四种基本状态：干燥状态：材料的孔隙中不含水或含水极微。气干状态：材料的孔隙中所含水与大气湿度相平衡。饱和面干状态：材料表面干燥，而孔隙中充满水达到饱和。湿润状态：材料不仅孔隙中含水饱和，而且表面上为水润湿附有一层水膜。以上四种状态都是在特定的情况下，还有介于四种之间的。2 2、材料与水有关的性质、材料与水有关的性质3、吸湿性与吸水性（1）吸湿性：材料在空气中吸收空气中水分的性质，称为吸湿性。吸湿性的大小用含水率表示。式中W含材料的含水率，；m水材料含有水的重量，g；m干材料干燥至恒重时的重量，g。材料含水率的大小，除与材料本身的特性有关外,还与周围环境的温度、湿度有关，在环境湿度增大、温度降低时，材料含水率变大，反之变小。平衡含水率：材料中所含水分与环境湿度所对应的湿度相平衡时的含水率。2 2、材料与水有关的性质、材料与水有关的性质（2）吸水性：材料在浸水状态下，吸收水分的性能称为吸水性。吸水性的大小用吸水率表示。（包括质量吸水率和体积吸水率）质量吸水率=（吸水饱和时的质量-干燥状态下质量）/干燥状态下质量 体积吸水率=（吸水饱和时的质量-干燥状态下质量）/自然状态下体积 材料的吸水性能，不仅取决于材料本身是否具有亲水性，还与其孔隙率的大小及孔隙构造有关。材料的开口孔越多，吸水量越大。水分很容易进入开口的大孔，但无法存留，只能润湿孔壁，所以吸水率不大；开口细微连通孔越多，吸水量越大。2 2、材料与水有关的性质、材料与水有关的性质4、耐水性：材料长期在饱和水作用下保持其原有功能，抵抗破坏的能力称为耐水性。耐水性用软化系数表示。软化系数=材料在饱和水状态下的抗压强度/材料在干燥状态下的抗压强度软化系数越大，材料的耐水性越好。2 2、材料与水有关的性质、材料与水有关的性质5、抗渗性材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质，称为抗渗性。混凝土的抗渗性常用抗渗等级来表示。抗渗等级（P)是以规定的试件在标准试验条件下所能承受的最大水压力来确定。如P6、P8、P10、P12。P后面的数字是用材料能承受的最大水压力（MPa）值乘以10。如P10表示混凝土可抵抗渗水压力为1.0MPa。材料的抗渗等级越高，抗渗性越好。（渗透系数越小，抗渗性越好）材料的抗性与孔隙率及孔隙特征有关。开口的连通大孔越多，抗渗性越差；闭口孔隙率大的材料，抗渗性仍可良好。2 2、材料与水有关的性质、材料与水有关的性质6、抗冻性材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻结和融化(冻融循环)而不破坏，同时也不严重降低强度的性质，称为抗冻性。材料的抗冻性用抗冻等级（F）表示，如F15、F25、F50等。F后面的数字表示材料能经受的冻融循环次数。抵抗冻融循环次数越多，抗冻等级越高，材料的抗冻性也越好。材料受冻融破坏的原因，是材料孔隙内所含水结冰时体积膨胀（约9%），对孔壁造成的压力使孔壁破裂所致。材料的抗冻能力，与材料吸水程度不同、材料强度及孔隙特征有关。一般而言，在相同的冻融条件下，材料含水率越大，材料强度越低及材料中含有开口的毛细孔越多，受到的冻融循环的损伤就越大。3 3、材料的力学性质、材料的力学性质1、材料的强度材料在外力(荷载)作用下，抵抗破坏的能力，称为该材料的强度。其值通常以 f 表示。材料按外力作用的方式不同，可以将强度分为抗拉强度、抗压强度、抗弯(折)强度和抗剪强度等。材料的抗拉、抗压和抗剪强度按下式计算：式中 f 抗拉、抗压和抗剪强度，MPa；F材料抗拉、抗压和抗剪破坏时的荷载，N；A材料的受力面积，mrn2；材料的抗弯强度(也称抗折强度)与材料的受力情况和截面形状有关。当矩形截面的试件 跨中作用一集中荷载时，材料抗弯强度按下式计算：式中 f 抗弯强度，MPa；F材料抗弯至破坏时的荷载，N；b，h材料的截面宽度、高度，mm；L两支点的间距，mm。3 3、材料的力学性质、材料的力学性质2、材料的弹性与塑性材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复到原来形状的性质称为弹性。这种当外力取消后瞬间内即可完全消失的变形，即为弹性变形。材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质称为塑性。这种不能消失的变形，称为塑性变形(或永久变形)。土木工程中有不少材料称为弹塑性材料，它们在受力时，弹性变形和塑性变形同时发生，外力去除后，弹性变形恢复，塑性变形保留。材料在弹性范围内，其应力与应变成正比。（单位面积上的内力称为应力；单位长度上的变形称为应变。）3 3、材料的力学性质、材料的力学性质2、材料的脆性和韧性脆性：材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质，称为脆性。脆性材料抵抗冲击荷载或振动作用的能力较差。脆性材料的抗压强度一般比抗拉强度高。韧性：材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，产生一定的变形而不破坏的性能。钢材比混凝土有大得多的韧性。4 4、材料的耐久性、材料的耐久性材料的耐久性：材料在使用过程中，能够抵抗所处环境中各种介质的侵蚀而不破坏，并保持其原有性质的能力称为耐久性。（亦即抗老化能力）土木工程材料在使用中会受到多种因素的作用，使其性能变坏。所以，在构筑物的设计及材料的选用中，必须慎重考虑材料的耐久性问题，以利节约材料，减少维修费用，延长构筑物的使用寿命。耐久性是材料的一种综合性能，它包括抗冻性、抗渗性、抗风化性、抗老化性、耐化学腐蚀性等。此外，材料的强度、密实性能、耐磨性等也与材料的耐久性有着密切的关系。材料在使用过程中，除受到各种外力的作用外，还长期受到周围环境和各种自然因素的破坏作用，这些作用一般可分为物理作用、化学作用及生物作用等。为了提高材料的耐久性，可根据材料的组成、性质、用途以及所处的环境条件等因素，采取相应的措施。如木材表面涂刷油漆、墙面粘贴墙面砖等都是提高材料耐久性的有效措施。二、气硬性胶凝材料二、气硬性胶凝材料 1、胶凝材料的概念及分类2、石灰的性质及应用3、石膏及制品的性质及应用1 1、胶凝材料的概念及分类、胶凝材料的概念及分类胶凝材料：建筑上用来将砂子、石子、砖、石块、砌块等散粒材料或块状材料粘结为整体的材料。胶凝材料按其化学成分可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两类。有机胶凝材料是以高分子化合物为主要成分的胶凝材料，如沥青、树脂等。无机胶凝材料按硬化条件不同，分为气硬性和水硬性两种。气硬性无机胶凝材料：是指以无机矿物为主要成分的，能单独的或与其他材料混合成塑性浆体，在空气中硬化成为具有一定强度的胶结料。如石灰、石膏、水玻璃等。水硬性无机胶凝材料：不仅能在空气中硬化，而且能更好的在水中硬化，并保持和继续发展其强度的胶凝材料。如水泥。气硬性胶凝材料只适用于地上或干燥环境，水硬性胶凝材料既可适用于地下，也可用于水中环境。2 2、石灰、石灰（1）石灰的生产与熟化：石灰的生产：（900-1000）（石灰岩）CaCO3CaO(块状生石灰）+CO2石灰的熟化：Ca0+H2O=Ca(OH)2(熟石灰膏）+热量（体积膨胀2-3.5倍）欠火石灰：在煅烧的过程中，若温度过低或煅烧时间不足，使得CaCO3不能完全分解。欠火石灰是不能消解的废品。过火石灰：如果煅烧时间过长或温度过高，杂质与石灰会熔结，将生成着色较深、块体致密的过火石灰。过火石灰在熟化时十分缓慢，往往在已硬化后的制品中形成崩裂或隆起。故需陈伏2-3周。2 2、石灰、石灰(2)石灰的特性1)可塑性好、保水性好。熟石灰表面吸附一层厚的水膜，因此，具有良好的可塑性和较好的和易性。在水泥砂浆中掺人石灰膏，能使其可塑性和保水性显著提高，方便施工。2)吸湿性强。生石灰吸湿性强，是传统的干燥剂。3)凝结硬化慢，强度低。由于石灰浆结晶和碳化过程的相互制约、相互影响，导致石灰的硬化速度较慢，并且Ca(OH)2晶体的强度也不高。通常，1：3石灰砂浆28d的抗压强度只有0.20.5MPa。4)体积收缩大。石灰浆在硬化过程中，由于水分的大量蒸发，引起体积收缩，使其开裂，因此，除调成石灰乳作薄层涂料外，不宜单独使用。为了避免石灰收缩引起的开裂，常在石灰中掺人适量的砂、麻刀、玻璃纤维、纸筋等。5)耐水性差。石灰结晶后的成分Ca(OH)2能溶于水，若长期受潮或被水浸泡，会使已硬化的石灰溃散。2 2、石灰、石灰(3)石灰的应用1)配制石灰砂浆和石灰乳涂料。用石灰膏和砂或麻刀、纸筋等配制成的石灰砂浆、麻刀灰、纸筋灰广泛用作内墙、顶棚的抹面砂浆。用石灰膏和水泥、砂配制成的混合砂浆通常作墙体砌筑或抹灰之用。由石灰膏稀释成的石灰乳常用作内墙和顶棚的粉刷涂料。2)配制灰土和三合土。灰土(石灰+黏土)和三合土(石灰+黏土+砂、石或炉渣等填料)的应用，在我国有很长的历史。经夯实后的灰土或三合土广泛用作建筑物的基础、路基或地面的垫层，其强度和耐水性比石灰或黏土都高。3)制作碳化石灰板。碳化石灰板是将磨细生石灰、纤维状填料(如玻璃纤维)或轻质骨料(如矿渣)搅拌、成型，然后经人工碳化而制成的一种轻质板材。为了减小表观密度和提高碳化效果，多制成空心板。这种板材能锯、能刨、能钉，适宜作非承重内墙板、天花板等。4)制作硅酸盐制品。磨细生石灰或消石灰粉与砂或粒化高炉矿渣、炉渣、粉煤灰等硅质材料经配料、混合、成型，再经常压或高压蒸汽养护，就可制得密实或多孔的硅酸盐制品。如灰砂砖、粉煤灰砖及砌块、加气混凝土砌块等。5)配制无熟料水泥。将具有一定活性的材料(如粒化高炉矿渣、粉煤灰、煤矸石灰渣等工业废渣)，按适当比例与石灰配合，经共同磨细，可得到具有水硬性的胶凝材料，即为无熟料水泥。3 3、石膏、石膏 建筑石膏是一种以硫酸钙(CaS04)为主要成分的气硬性胶凝材料。(1)石膏的技术性质石膏呈白色粉末状，密度约为2.602.75gcm3，堆积密度约为8001100kgm3。建筑石膏易受潮吸湿，凝结硬化快，因此在运输、储存的过程中，应注意避免受潮及混入杂物。不同质量等级的石膏应分别储运，不得混杂。建筑石膏储存期为3个月，若超过3个月，应重新检验并确定其质量等级。3 3、石膏、石膏(2)建筑石膏的特性1)凝结硬化快。建筑石膏的初凝和终凝时间都很短。2)凝固时体积微膨胀。建筑石膏在凝结硬化时具有微膨胀性，其体积膨胀率约为0.050.15。3)孔隙率大，表观密度小，保温、吸声性能好。建筑石膏硬化后，由于多余水分的蒸发，内部形成大量孔隙(约占总体积的50%60)。石膏制品具有表观密度小、质轻，保温隔热性能好和吸声性强等特点。4)具有一定的调温调湿性。石膏制品的热容量大，吸湿性强，在室内温度、湿度变化时，由于制品的“呼吸”作用，使环境温度、湿度能得到一定的调节。5)耐水性、抗冻性差。石膏是气硬性胶凝材料，吸水性大，长期在潮湿环境中，其晶体粒子间的结合力会削弱，直至溶解，因此不耐水，不抗冻。6)具有防火性。石膏具有防火性，可阻止火势蔓延，起到防火作用。3 3、石膏、石膏(3)建筑石膏的用途1)室内抹灰及粉刷。石膏洁白细腻，用于室内抹灰、粉刷，具有良好的装饰效果。2)制作石膏制品。由于石膏制品质量轻，且可锯、可刨、可钉，加工性能好，同时石膏凝结硬化快，制品可连续生产，工艺简单，能耗低，生产效率高，施工时制品拼装快，可加快施工进度等，是当前着重发展的新型轻质材料之一。三、水泥三、水泥1、水泥的生成：（1）水泥熟料是由石灰石、粘土、铁矿粉等按适当比例混合、磨细、制成生料、入窑煅烧（约1450）成黑色球状水泥熟料。（2）水泥=水泥熟料（磨细）+混合物+石膏混合物：为改善水泥性能、调节水泥的强度等级而加的矿物 质材料。活性混合材料（火山灰、粉煤灰等）：具有水硬性，可改善水泥的性能，如降低水化热等。非活性混合材料（石英砂、石灰石、粘土等）：起填充作用，不损害水泥性能、与水泥无化学反应，调节水泥强度等级。石膏：起缓凝作用，但加入量过多，会导致水泥石的膨胀破坏。一般占水泥成品质量的3%-5%。三、水泥三、水泥2、水泥的分类：（1）按水泥熟料化学成分分：硅酸盐系列水泥（最常用）、铝酸盐系列水泥、硫铝酸盐系列水泥、铁铝酸盐系列水泥、氟铝酸盐系列水泥。（2）按水泥的用途及性能分：通用水泥（如硅酸盐水泥）专用水泥（如低热水泥、快硬硅酸盐水泥）三、水泥三、水泥3、硅酸盐系列水泥的分类：（通用水泥）（1）硅酸盐水泥：P（不掺加混合材料）P（掺不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣）（2）普通（硅酸盐）水泥：PO（掺加6%-15%的混合材料）（3）矿渣（硅酸盐）水泥：PS（掺加20%-70%的矿渣）（4）火山灰（硅酸盐）水泥：PP（掺加20%-50%的火山灰）（5）粉煤灰（硅酸盐）水泥：PF（掺加20%-40%的粉煤灰）（6）复合（硅酸盐）水泥：PC（掺加15%-50%的两种或以上混合材料）三、水泥三、水泥3、常用水泥的特性三、水泥三、水泥4、常用水泥的应用三、水泥三、水泥5、常用水泥的技术要求：（1）国家标准规定的硅酸盐水泥的九项技术要求：水泥中的不溶物、氧化镁含量、三氧化硫含量、烧失量、碱含量、水泥的细度、凝结时间、安定性、强度。三、水泥三、水泥（2）几个指标的说明：A、细度是指水泥颗粒的粗细程度。水泥细度决定了水泥的凝结硬化时间、强度和均质性等性能。根据国家标准硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥GB 175-1999的规定，硅酸盐水泥的细度用比表面积评定，且不得小于300m2kg。B、凝结时间 水泥的凝结时间分为初凝和终凝。初凝：为水泥从开始加水拌合，至水泥浆开始失去可塑性所需的时间。终凝：是从水泥开始加水拌合，至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。国家标准规定：硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h(390min)。三、水泥三、水泥C、体积安定性：水泥体积安定性简称水泥安定性，是指水泥浆体在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。安定性不良的水泥，在浆体硬化过程中或硬化后产生不均匀的体积膨胀，使水泥制品产生膨胀性的裂缝、翘曲，甚至崩溃，严重影响工程质量。所以，国家标准规定体积安定性不合格的水泥应定为废品，严禁用于建设工程中。安定性不良的原因：熟料中过多的游离氧化镁、三氧化硫等及石膏掺量过大。D、强度与强度等级：分别用3d和28d的抗压和抗折强度。硅酸盐水泥：42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个强度等级。其他五种水泥：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。（R表示早强型水泥）各强度等级水泥的各龄期强度不得低于表12的规定。三、水泥三、水泥三、水泥三、水泥（3）出厂水泥应保证出厂强度，其余技术要求应达标。凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项未达标时，均为废品，凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任一项未达标，或混合材料掺量超过最大限量和强度低于商品强度等级的指标时，为不合格品。（4）关于水化热 水化热是指水泥和水之问发生化学反应时放出的热量。在冬期施工中，水化热可以维持水泥的正常凝结和硬化，使水泥石在凝结硬化之前免遭冻结；但在大体积混凝土工程中，由于聚集在制品内部的水化热不易散出，常使制品内部的温度高达5060oC，由于温度应力的作用，可使水泥制品产生膨胀性的裂缝。因此大体积混凝土要采取施工措施。三、水泥三、水泥6、其他品种的水泥及应用（1）铝酸盐水泥（或高铝水泥，俗称矾土水泥）（代号CA）以铝酸钙为主要成分，氧化铝含量约50%。特性：水泥石密实并具有高强，凝结硬化十分迅速，水化热很大。应用：A、由于铝酸盐水泥的早期强度较高，且早期强度增长速度特别快。宜用于早期强度要求高的特殊工程，如紧急军事及抢修工程(筑路、修桥、堵漏等)：铝酸盐水泥混凝土后期强度下降较大，不宜用于长期承重的结构。B、铝酸盐水泥在高温时，水化物产生固相反应，以烧结结合逐步代替了水化结合，使制品虽在高温下仍能保持较高的强度。如果采用耐火的粗、细骨料(如铬铁矿等)，可以制成使用温度达130014000C的耐热混凝土、耐火混凝土。C、铝酸盐水泥具有较高的抗硫酸盐能力，适用于抗硫酸盐侵蚀工程。铝酸盐水泥按规定方法测得3d强度，划分强度等级。三、水泥三、水泥（2）膨胀水泥膨胀水泥：在水泥凝结和硬化过程中，能使其产生体积膨胀的水泥。分类：A、根据在约束条件下所产生的膨胀量(自应力值)的大小和用途分为：可收缩补偿型膨胀水泥(简称膨胀水泥)：水泥水化硬化过程中的体积膨胀，在实用上具有补偿收缩的性能，其自应力值小于2.0MPa，通常为0.5MPa，因而可减少和防止混凝土的收缩裂缝，并增加其密实度；（抗裂、补缝、防渗。）自应力型膨胀水泥(简称自应力水泥)：水泥水化硬化后的体积膨胀（大膨胀），能使砂浆或混凝土在受约束条件下产生附加自应力的性能，其自应力值不小于2.0MPa。（用于预应力混凝土管）三、水泥三、水泥B、根据膨胀水泥的基本组成分为：1)硅酸盐膨胀水泥：以硅酸盐水泥为主，外加铝酸盐水泥和石膏配制而成。2)明矾石膨胀水泥：以硅酸盐水泥熟料为主，外加天然明矾石、石膏和粒化高炉矿渣(或粉煤灰)配制而成。3)铝酸盐膨胀水泥：由铝酸盐水泥熟料和二水石膏配制而成。4)铁铝酸盐膨胀水泥：由铁铝酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细而成。5)硫铝酸盐膨胀水泥：由硫铝酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细而成。用途：膨胀水泥适用于补偿收缩混凝土结构工程，防渗抗裂混凝土工程补强和防渗抹面工程，大口径混凝土管及其接缝，梁柱和管道接头，固接机器底座和地脚螺栓等。三、水泥三、水泥(3)快硬型水泥1)快硬硅酸盐水泥 以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的，以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥，简称快硬水泥。快硬水泥的生产方法与普通水泥基本相同，只是较严格地控制水泥熟料中的矿物成分含量。另外，为了加速水泥的凝结和硬化，水泥磨得较细，比表面积较大，且杂质含量较少。快硬水泥的初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。安定性(沸煮法检验)必须合格。水泥的强度等级以3d抗压强度表示，分为32.5、37.5和42.5三个强度等级。快硬硅酸盐水泥可用于紧急抢修工程和低温施工工程，可配制早强、高等级混凝土。快硬水泥易受潮变质，故储运时须特别注意防潮，并应及时使用、不宜久存。从出厂之日起超过1个月，应重新检验，合格后方可使用。三、水泥三、水泥硅酸盐水泥熟料的主要矿物成份：硅酸三钙：是硅酸盐水泥熟料中的主要矿物成分，遇水时水化反应速度快，水化热大，凝结硬化快，其水化产物表现为早期强度高。是主要赋予硅酸盐水泥早期强度的矿物。硅酸二钙：是硅酸盐水泥熟料中的主要矿物成分，遇水时水化反应速度慢，水化热很低，其水化产物表现为早期强度低而后期强度增进较高。是决定硅酸盐水泥后期强度的矿物。铝酸三钙：遇水时水化反应极快，水化热很大，水化产物的强度很低。主要影响硅酸盐水泥的凝结时间，也是水化热的主要来源。铁铝酸四钙：遇水时水化反应速度快，水化热低，水化产物的强度也很低。硅酸盐水泥所具有的许多技术性能，主要是水泥熟料中几种矿物进行水化作用的结果。改变熟料成分间的比例，水泥的技术性能会随这而变化。提高铝酸三钙、硅酸三钙的含量，可以制得具有快硬特性的水泥；降低铝酸三钙、硅酸三钙的含量，提高硅酸二钙的含量，可制得水化热低的大坝水泥。三、水泥三、水泥2)快硬铁铝酸盐水泥 凡以适当成分的生料，经煅烧所得以无水硫铝酸钙、铁相和硅酸二钙为主要矿物成分的熟料，加入适量石膏和010的石灰石，经磨细制成的早期强度高的水硬性胶凝材料，称为快硬铁铝酸盐水泥，代号RFAC。该水泥比表面积不小于350kgm2。初凝时间不早于25min，终凝不迟于3h。按快硬铁铝酸盐水泥JC 4351996标准，其强度以3d抗压强度划分为42.5、52.5、62.5和72.5等四个强度标号。该水泥适用于要求快硬、早强、耐腐蚀、负温施工的海工、道路等工程。三、水泥三、水泥(4)白色硅酸盐水泥与彩色硅酸盐水泥 白色硅酸盐水泥系指用含极少量着色物质(氧化铁、氧化镁等)的原料，如纯净的石英砂、纯净的高岭土等，在较高的温度下(150016000C)烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分，氧化铁、氧化镁含量极少的水泥熟料，加入适量石膏，经磨细制成的水硬性胶凝材料，称为白色硅酸盐水泥(简称白水泥)。白色硅酸盐水泥细度要求过80m的方孔筛，筛余量不得超过10，初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h，安定性用沸煮法检验必须合格，熟料中氧化镁含量不得超过5.0，水泥中三氧化硫含量不得超过3.5，强度等级以28d抗压强度划分为32.5、42.5和52.5三个强度等级。在白色硅酸盐水泥中加入耐碱的颜料，即可制成彩色水泥。常用的耐碱颜料有：氧化铁(红、黄、褐、黑)、氧化锰(褐、黑)、氧化铬(绿色)、群青(蓝色)、赫石(赫色)以及普鲁士红等。白色和彩色水泥，主要用于建筑物室内外的装饰工程中，如地面、台阶、柱等部位，还可配制彩色混凝土或砂浆等。三、水泥三、水泥7、水泥的验收与检验(1)水泥的验收与检验的基本内容：A、核对包装及标志是否相符；B、核验生产厂家的产品质量合格证和出厂检验的试验报告：水泥出厂的试验报告，不仅是验收水泥的技术保住依据，也是施工单位长期保留的技术资料，直至工程验收时作为用料的技术凭证。C、复检：复验的试验报告是长期保留的技术资料，直至工程验收时作为用料的技术凭证。D、仲裁检验：双方有争议时三、水泥三、水泥（2）包装袋上应标明：品种名称、代号、净含量、强度等级、生产厂家名称、生产许可证编号、地址、出厂编号、执行标准号、包装日期。掺火山灰质混合材料的矿渣水泥，还应标上“掺火山灰”的字样，复合水泥应标明混合材料。印刷颜色：硅酸盐水泥、普通水泥的印刷采用红色，矿渣水泥采用绿色，火山灰水泥和粉煤灰水泥和复合水泥采用黑色。散装水泥供应时，应提交袋装水泥相同的内容卡片。（3）复检：验收批：验收时，以同一水泥厂，按同品种、同强度等级，同期到达的袋装水泥，不超过200t(散装水泥500t)为一个检验批，不足200t(散装水泥不足500t)的，也作为一个检验批，进行验收。取样：应有代表性，可以连续取，也可以从20个以上不同部位等量抽取，总数至少10kg。（分成二份，一份送检，一份封存留待仲裁检验）送检：将试样送具有资质的检测单位进行复检。水泥的复检项目主要有：水泥细度、凝结时间、体积安定性和强度等。水泥技术性能的检验按现行国家有关标准进行。三、水泥三、水泥8、水泥的储运与管理水泥在运输和保管期间，不得受潮和混入杂质。不同品种、出厂日期和等级的水泥应分别储运，并加以标志，不得混杂。储存水泥要有专用的仓库，仓库内应有分类标牌，库房要有防潮防漏措施，存放袋装水泥时，地面垫板要距地面300 mm以上，四周离墙300mm以上。散装水泥应有专用运输车，直接卸入现场特制的贮罐中，贮罐亦应有标牌标明类别，以分别存放。袋装水泥堆放高度一般不宜超过10袋，最高不得超过15袋，因为堆放过高一是易使下部水泥受潮；二是荷载过大易把下部的水泥袋压破；三是工人搬运不安全。在储存期内，水泥会吸收空气中的水分和二氧化碳，经三个月后，水泥的强度约降低10%20；经六个月后，约降低1530。故硅酸盐水泥的存放期一般不应超过3个月，超过3个月的水泥必须经过重新检验，按鉴定后的强度等级使用。四、混凝土四、混凝土1、概念：由胶结材料将天然的（或人工的）骨料粒子或碎片聚集在一起，形成坚硬的整体，并具有强度和其他性能的复合材料。（简写“砼”）2、组成：石子、砂、水泥、水、外加剂3、各组成材料作用：水泥浆：胶结作用、润滑作用、填充作用骨料：骨架作用外加剂：改善性能作用四、混凝土四、混凝土4、混凝土的分类：按所用胶结材料分：水泥混凝土、沥青混凝土、水玻璃混凝土、硫磺混凝土等按表观密度分：重混凝土（用于辐射屏蔽，干表观密度大于2600kg/m3，高密度骨料、重水泥）普通混凝土（干表观密度2000-2500kg/m3，天然砂、石、水泥）轻混凝土（用于保温和轻质结构，干表观密度小于1950kg/m3，轻骨料混凝土、无砂大孔混凝土、多孔混凝土）按用途分：防水混凝土、防射线混凝土、耐酸混凝土、装饰混凝土。按抗压强度分：低强混凝土：C30、中强混凝土、高强混凝土：C60四、混凝土四、混凝土5、普通混凝土的技术性质和易性强度耐久性四、混凝土四、混凝土(1)和易性：是一项综合技术性质，包括流动性、粘聚性和保水性三方面。流动性：是指拌合物在自身外力作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能；粘聚性：是指拌合物在施工过程中，其组成材料之间有一定的粘聚力，不致发生分层和现象；保水性：是混凝土拌合物在施工过程中，具有一定的保水能力，不致产生严重的泌水现象。和易性的指标：用坍落度法或维勃稠度法来测定混凝土拌合物的流动性，并辅以直观和经验来评定其黏聚性和保水性，由此来综合评定混凝土拌合物的和易性。混凝土拌合物坍落度，原则上要根据结构类型、构件截面大小、配筋疏密、输送方式和施工搅拌、捣实的方法等因素来综合确定。四、混凝土四、混凝土影响和易性的因素A、水泥浆的用量。在水灰比不变的情况下，水泥浆愈多，则拌合物的流动性愈大。但水泥浆过多，又将会出现漏浆现象，并使拌合物的保水性、黏聚性变差，同时对混凝土的强度与耐久性也会产生一定的影响，且不经济。混凝土拌合物中水泥浆的用量，应以满足流动性和强度要求的前提下，使水泥浆用量最省为宜。B、水泥浆的稠度（水灰比）。在水泥用量不变的情况下，水灰比愈大，流动性越大，但会造成混凝土拌合物的黏聚性和保水性不良，和严重影响混凝土的强度和耐久性。所以，水灰比一般应根据混凝土强度和耐久性要求，合理地选用。C、砂率。砂率是指混凝土中砂的重量占砂石总重量的百分率，当水泥浆一定，砂率过大时，会导致混凝土拌合物流动性降低；如果砂率过小，也会降低混凝土拌合物的流动性，并严重影响其黏聚性和保水性。D、组成材料品种的影响。级配良好的骨料，在水泥浆用量相同的情况下，和易性好。碎石比卵石表面粗糙，所配制的混凝土拌合物流动性较卵石配制的差。细砂的比表面积大，用细砂配制的混凝土比用中、粗砂配制的混凝土拌合物流动性小。E、外加剂。在拌制混凝土时，加入少量的外加剂能使混凝土拌合物在不增加水泥用量的条件下，获得良好的和易性，不仅流动性显著增加，而且还有效地改善混凝土拌合物的黏聚性和保水性。F、时间和温度。搅拌后的混凝土拌合物，随着时问的延长或温度升高而逐渐变得干稠，和易性变差。在初凝之前完成施工操作有利于获得更好的性能，在温度较高时应适当缩短时间。四、混凝土四、混凝土（2）混凝土的强度：混凝土的强度包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度(或抗折强度)、抗剪强度和与钢筋的粘结强度等。都可以根据抗压强度确定。现行混凝土结构设计规范中只有抗压强度和抗拉强度值，其他的都是用这两个强度值来计算。四、混凝土四、混凝土A、混凝土立方抗压强度标准值：按照普通混凝土力学性能试验方法标注普通混凝土力学性能试验方法标注GB/T50081-2002，制作边长为150mm的立方体在标准养护（温度202、相对湿度在95%以上）条件下，养护至28d龄期，用标准试验方法测得的极限抗压强度，称为混凝土标准立方体抗压强度，以fcu表示。按照GB50010-2010混凝土结混凝土结构设计规范构设计规范规定，在立方体极限抗压强度总体分布中，具有95%强度保证率的立方体试件抗压强度，称为混凝土立方体抗压强度标准值（以MPa计），fcuk表示。四、混凝土四、混凝土B、混凝土强度等级：按照GB50010-2010混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范规定，普通混凝土划分为十四个等级，即：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。例如，强度等级为C30的混凝土是指30MPafcuk0.5)，石子含水率为b(b0.2)，则应将上述实验室配合比换算为施工配合比，即 mc/=mc ms/=ms(1+0.01a)mg/=mg(1+0.01b)mw/=mw-0.01ams-0.01bmg 式中mc/、ms/、mg/、mw/分别为1m3混凝土拌合物中水泥、砂子、石子、水的施工用量，kg。四、混凝土四、混凝土8、混凝土的检验和强度评定（1）混凝土的检验1）混凝土坍落度检测 本方法适用于粗集料最大粒径不大于40mm、坍落度不小于10mm的稠度测定。A、仪器设备 标准坍落度筒、小铲、钢尺、喂料斗、捣棒等。B、检验步骤A）湿润坍落度筒及其他用具，固定坍落度筒的位置。B）用小铲把需检验的混凝土拌合物分三层装入坍落度筒内。C）垂直平稳地提起坍落度筒。坍落度筒的提离过程应在510s内完成。D）量测筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差(单位mm，精确至5mm)，即为该混凝土拌合物的坍落度值。C、结果评定 坍落度筒提离后，如混凝土发生崩坍或一边剪坏现象，则应重新取样另行测定。如第二次试验仍出现上述现象，则表示该混凝土拌合物和易性差，应予记录备查。用捣棒在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，如果锥体逐渐下沉，表示黏聚性良好；如果锥体倒塌、部分崩裂或出现离析现象，表示黏聚性差。坍落度筒提起后，如有较多的稀浆从底部析出，锥体部分的捧合物也因失浆而集料外露，表明其保水性差。如坍落度筒提起后，无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，表明其保水性良好。四、混凝土四、混凝土2）混凝土立方体抗压强度试块送检A、试件成型A）工具。试模、钢制捣棒、小铲。B）试件成型。混凝土抗压强度试验一般以三个试件为一组。每一组试件所用的拌合物应从同一盘或同一车运送的混凝土中取出。制作试件前，应将试模清刷干净，在其内壁涂上一薄层矿物油脂。所有试件应在取样后立即制作。用小铲将混凝土分层加入铸铁模中，分层用捣棒人工捣实，待沉积5分钟后，将表面抹平，送养护室。B、养护 试件在工地养护室成型后，应覆盖表面，以防止水分蒸发并应在温度为205情况下静置1d(不得超过2d)，然后编号拆模。拆模后的试件应立即放在温度为20+2，湿度为95%以上的标准养护室中养护。试件放在架上，彼此间隔为1020mm，并应避免用水直接冲淋试件。当无标准养护室时，试件可以放在温度为202的不流动水中养护。水的pH值7。若试件成型后需同条件养护时，应覆盖其表面。试件的拆模时间可与实际构件的拆模时间相同，拆模后的试件仍需保持同条件养护。C、送实验室进行抗压试验 试件在养护室养护到28d后，应尽快送试验检测单位进行强度检测试验，保证28d的时间准确性。四、混凝土四、混凝土（2）混凝土强度的评定混凝土强度的评定分为统计法和非统计法两种。1）统计法 根据混凝土生产条件不同，统计法又分为以下两种：A、统计法一(标准差已知方案)当混凝土的生产条件在较长时间内能保持一致且同一品种混凝土的强度变异性能保持稳定，标准差()能根据前一时期生产积累的同类混凝土强度数据而确定时，应由连续的三组试件组成一个检验批，其强度应同时满足下列要求：当混凝土强度等级不高于C20时，强度的最小值还应满足下式要求：当混凝土强度等级高于C20时，强度的最小值还应满足下式要求：四、混凝土四、混凝土B、统计法二(标准差未知方案)当混凝土的生产条件在较长时间内不能保持一致，且混凝土强度变异性能不能保持稳定时，或在前一个检验期内的同品种混凝土没有足够的数据确定标准差时，应由不少于10组的试件组成一个检验批。2)非统计法当不具备按统计法评定混凝土强度的条件时，可采用非统计法，其强度应同时满足下式要求：当检验结果能满足上述统计法一或统计法二，或非统计法的要求时，则该批混凝土判定合格；否则，该批混凝土判为不合格。四、混凝土四、混凝土10、其他品种的混凝土(1)预拌混凝土 预拌混凝土(又称商品混凝土)是指在混凝土厂预先拌制均匀、质量合格的混凝土拌合物。它以成品的形式出售，并用搅拌车运到施工现场进行浇筑；当采用预拌混凝土时，预拌厂应提供的资料包括：有关原材料的资料；混凝土的强度等级和坍落度值；混凝土配合比和标准试件的强度；有耐久性要求的预拌混凝土，应出具相关检测参数；对轻骨料混凝土尚应提供其密度等级等资料。混凝土运送至浇筑地点时，应检验其和易性，所测坍落度值应符合设计和施工要求。预拌混凝土出料时，严禁加水。四、混凝土四、混凝土(2)抗渗混凝土 抗渗混凝土是指能抵抗06MPa及其以上的静水压力作用而不发生透水现象的混凝土。抗渗混凝土主要用于水工、地下室、屋面防水等工程，为了提高混凝土的抗渗性能，应选择符合要求的原材料，合理选择混凝土配合比以及掺加适量外加剂等方法，改善混凝土内部孔隙结构，使混凝土更加密实或堵塞混凝土内部的毛细孔隙。1)原材料的选择 应选择合适的水泥品种；粗骨料宜采用连续级配，其最大粒径不宜大于40mm，含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5；细骨料的含泥量不得大于3.0，泥块含量不得大于1.0；外加剂宜采用防水剂、膨胀剂、引气裁、减水剂；抗渗混凝土宜掺用符合现行国家标准要求的矿物掺合料。2)抗渗混凝土配合比设计要点 除按普通混凝土配合比设计进行计算和试配外，还应符合以下规定：每立方米混凝土中的水泥和矿物掺合料总量不宜小于320kg；砂率宜为35%45%；供试配用的最大水灰比应符合规定；掺用引气剂的抗渗混凝土，其含气量宜控制在35。抗渗混凝土的检验项目包括：抗渗试验和含气量试验。其含气量宜控制在35。四、混凝土四、混凝土(3)泵送混凝土 混凝土拌合物坍落度不低于100mm，并用泵送施工的混凝土称为泵送混凝土。泵送混凝土可用于