2023年-土木工程材料.docx

土木工程材料主讲：廖国胜绪论一、土木工程材料定义1 .定义：土木工程中所涉及的各种材料。（三）温度稳定性（温度敏感性）2 .定义：石油沥青的性质因温度的升降而变化的程度。3 .指标：软化点 t软软化点越高，温稳性越好，温敏性越差。（四）大气稳定性1 .定义：石油沥青在大气（热、阳光、氧气、水）作用下抵抗老化的性能。又称为耐久性和 抗老化性。2 .指标：针入度比L定义：根据沥青的针入度的大小来划分，取一个整数为该沥青的牌号。3 .牌号与沥青的性质的关系： 二、石油沥青的牌号牌号t 一 针入度t 一 延度t 一软化点If 粘性I f 塑性t f温稳性I1 .根据工程的性质房屋、道路、防腐。2 .工作环境屋面（牌号小）、地下（牌号高）。3 .当地的气候条件沥青软化点=工作温度+ 2025丰气温+ 20254 .对于高温、有强氧化剂、汽油的环境禁止使用沥青及沥青类防水材料。三、石油沥青的选用烟煤干储而得，由于含有慈、酚等致癌物质，禁止用于房建工程，也不得与石油沥青掺配使 用。四、煤沥青五、石油沥青的掺配高牌号沥青的掺量Q1,软化点H；低牌号沥青的掺量Q2,软化点t2；配制后沥青的软化点to软化点的确定：工作温度+ 2025第一章土木工程材料基本性质形态上分材料的孔结构按比例混合磨细生料1450°。煨烧硅酸盐水泥熟料05 %的石灰石或粒化高炉矿渣适量的石膏混合磨细硅酸盐水泥1 .定义：凡由硅酸盐水泥熟料、05 %石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬 性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。2 .分类：不掺混合材的称I型硅酸盐水泥，其代号为P.I；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺入不超 过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称n型硅酸盐水泥，其代号为P. II。3 .水泥窑(1)立窑缺点：质量不稳定，立窑水泥又称“小水泥”，不能连续生产。优点：占地少，投资小，资金回收快。(2)旋窑(回转窑)优点：质量稳定，国家免检；能连续生产。缺点：占地大，投资大，资金回收慢。(二)矿物组成及单矿物水化特性1 矿物组成2 ,单矿物水化特性矿物名 称代号含量硅酸三 钙C3S (3CaO SiO2)3760%硅酸二 钙C2S (2CaO SiO2)1537%铝酸三 钙C3A (3CaO AI2O3)715%铁铝酸 四钙c4af(4CaO - AI2O3 . Fe?O3)1018%名称C3SC2Sc3ac4af凝结硬化速 度快慢最快快28天水化热多少最多中强度早期 高后 期高早期 低后 期高低低(1)早强水泥：C3S(2)低热水泥：C2S(3)速凝水泥：C3A、C3S二、水泥的凝结与硬化(一)定义L凝结：水泥加水后最初成为可塑性浆体，逐渐变稠失去塑性，并开始 产生强度的过 程。2.硬化：凝结后产生明显强度，并变成坚硬的人造石。(二)水泥水化C3S+H2OC-S-H+3CHC2S+H2OC-S-H+CHC3A+H2OC3AH6C4AF+H2OC3AH6 +C-F-HC3AH6+CaSO4AFt水化硅酸钙，凝胶体氢氧化钙，晶体水化铝酸钙，晶体水化铁酸钙，凝胶体钙矶石，晶体(三)硬化(0)水泥石的结构水泥石实体孔隙水化产物：C-S-H、CH、C3AH6、C-F-H、AFt 等未水化的水泥颗粒气泡毛细孔凝胶孔（五）影响水泥水化硬化的因素1.矿物组成：C3S t f t , C3A t 硬化速度t2,细度：细度t比表面积t硬化tft3 .温、湿度：（1）温度 t （）适宜 t （）： 1520tt 反应t f早t、f后t ,但温度过高混凝土失水过快易产生干缩裂缝 等缺陷t0硬化停止一一冬季不宜施工，否则要保温，或掺混凝土防冻剂（2）湿度：适宜湿度：N90% （相对空气湿度）湿度t 早期水化、硬化好一一f早t f后影响小，如果不能及时养护会出现“烧水泥”现象4 .养护龄期：龄期tft5 .水灰比W/C：w/c t t 毛细孔t，水泥浆变稀，颗粒间距t 相互作用力I 硬化I flw/cl I又不足以水化，故以适宜为佳理论需水量W/C=0.227,实际为0.45左右6 .石膏掺量：适量（35%）<3%,速凝；>5%,假凝。表面看水泥失去塑性而凝结，实际为石膏的凝结。三、水泥的技术性质（-）密度1 .密度P ：3.053.2g/cm32 .堆积密度P（T松散状态下的堆积密度P 0L'= 1000- 1500kg/m3紧密状态下的堆积密度P 0t'=1600kg/m3（二）细度1 .定义：指水泥颗粒平均粗细程度。是影响水泥性能的重要指标。2 .评定标准：国际规定：水泥细度为0.080mm的方孔筛，筛余不得超过10%,即筛余量10%。Why?细度tA比t水化tf早t过细：硬化收缩t易受潮降低活性一一能量t成本t过粗，则不利于水泥活性的发挥。一般认为：水泥颗粒<40 um时，才具有较高的活性。3 .试验方法：国标中规定水泥的细度用筛析法检验。（负压筛析仪）取烘干水泥试样，过0.9mm方孔筛，称取水泥m=50g 一细度筛一称取筛余物一->计 算筛余量Mi（三）标准稠度及其用水量1 .定义(1)标准稠度：水泥加水后达到规定的水泥净浆时所需稠度。为什么测标稠？加水的多少直接影响水泥凝结时间与安定性的测量结果，这样对于加 多少水就要有所规定。(2)标准稠度用水量；达到标稠所需的加水量。2 .评定标准：用P(%尸W/C表示，一般在2331%之间。3 .试验方法：用标准稠度测定仪测定(1)固定水量法取烘干水泥试样，过0.9mm方孔筛，C=500gW=142.5ml-水泥净浆一标准稠度测定仪一锥体下沉深度S (mm) 一代入公式P=334(X185S (%) (S>13mm)例：S=38mmP=33.4-0.185X38 = 26.4W/C = P% = 26.4%标稠用水量= 26.4% X500=132mlW142.5ml4 .试验方法：用标准稠度测定仪测定(2)调整水量法取烘干水泥试样，过0.9mm方孔筛，C=500g W=？一水泥净浆一标准稠度测定仪一 测定锥体下沉深度S=28±2mm->WS<26,加水重做，W>W12630, W=W1> 30,减水重做，W < W1(四)凝结时间L定义：初凝时间：自加水时起，至水泥浆开始失去可塑性的时间。终凝时间：自加水时起，至完全失塑的时间。5 .试验：仪器凝结时间测定仪。取烘干水泥试样，过0.9mm方孔筛，C=500g W=W标一水泥净浆一凝结时间测定仪初凝时间：此时试针沉入净浆中距底板4±1 mm终凝时间：此时试针沉入净浆中的深度 式。.5 mm6 .注意：(1)圆模内壁刷机油处理(2)每次测定不得让试针落入原针孔内；(3)每次测定完毕，须将园模放回养护箱内，并将试针擦净，测定过程中，园模不宜受振 动。3.影响因素： (1) C3A t ,石膏() I凝结快(2)细度t水化t凝结快，颗粒过粗一一凝结慢(3) NIC 及A (°C) t凝结快(4)掺混合材料() t凝结慢(五)体积安定性L定义：指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。如果在水泥已经硬化后，产生不均匀的体积 变化，就会使构件产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引起严重事故。2 .体积安定性不良的原因：(1)熟料中，含有过量的fCaO。为过烧的过火灰，上面包釉质，其水化J I,在水泥 硬化后才开始水化一一体积膨胀。(2)熟料中，含有过量的fMgO。为过烧的过火灰，上面包釉质，其水化I I,在水泥 硬化后才开始水化一一体积膨胀。(3)水泥中，石膏掺量过多(SO3过多)，在水泥硬化后，还地继续与固态的水化铝酸钙反 应生成高硫型水化硫铝酸钙(AFt),体积约增大1.5倍一->水泥石开裂。3 .评定方法：沸煮法(1)饼法：取烘干水泥试样，过0.9mm方孔筛，C=500g W=W标一水泥净浆一中间厚四周薄; 表面光滑，试饼中80X20mm,标准养护24h一沸煮箱煮沸3小时一->观察试饼是否有裂纹、 弯曲. 有一一不合格无一一合格(2)雷氏夹法：使用雷氏夹测定仪，它能精确测定体积膨胀值。取烘干水泥试样，过0.9mm方孔筛，C=500g W=W标一净浆一成型2个雷氏夹一标养 24h -测定雷氏夹针尖距离Al、A2一煮沸3小时一测定针距Cl、C2 一代入公式。4 .注意：(1)安定性不合格水泥为废品；(2)两方法出现矛盾时，以雷氏夹法为准；(3)沸煮法只能检测fCaO的危害。fMgO：采用蒸压体现出膨胀。GB fMgO W5%石膏：采用长期浸水才能体现出膨胀。GB SO3W3.5% (六)水化热1 .水化热：指水泥和水之间发生化学反应时放出的热量。放热反应主要发生在早期：Q1天 =50%Q 总，Q7 天=70%Q 总。2 .影响因素水泥水化时热量Q和速度V,主要决定于水泥的矿物组成和细度，且水化热量越 大，Q t , V t , C3A>C3S>C4AF>C2S3 .水化热利弊：(1)有利于冬季施工，因为能加快水化硬化速度。(2)不利于大体积碎工程，因为内部热量不易散发，内外温度差一温度应力一->裂缝50年代初苏联学者伊万诺夫，用活性最佳的水泥制成边长为2米的大水泥块，48h后，其中 温度达到100,致使放置其中心的一壶水沸腾了。(七)强度1 .水泥胶砂强度是水泥性能的重要指标，是评定水泥标号的依据。(1)测定方法：水泥：标准砂：水=450g ： 1350g ： 225ml-水泥砂浆(水泥胶砂搅拌 机)一振动成型(水泥胶砂振动台)为标准尺寸的试件2组(40X40X 160mm)-标准养 护(20±1, 295%) f 测定了 3d、28d 的 f 折、f 压2 .计算(以28d为例)(1)抗折强度f折:校核：有一个10%,去掉，有二个10%,作废，重测均 10%,2 .计算(2)抗压强度f压：3条f 6块。校核：有一个10%,去掉，有二个10%,作废，重测均 10%,3 .强度等级(标号)：硅酸盐水泥分为42.5-42.5R, 52.552.5R, 62.562.5R六个等级。(1)以3d、28d天2个龄期的抗压、抗折强度值不低于国标要求来确定。(2)早强型：一R, (Rapid)o4 .影响因素：硅酸盐水泥的强度主要决定于熟料的矿物成分和细度。(1)在前面的学习中，我们知道四种主要熟料矿物的强度各不相同，故它们的相对含量改 变时，水泥的强度及其增长速度也随之改变。(2)从前面学习的水泥凝结硬化中我们不难理解，粉磨较细的水泥，水化较快，较完全, 早期强度增长快，最终强度也较高。注：其它影响强度的因素见“影响水化、硬化的因素二1 .废品：禁止使用初凝时间、体积安定性、f-MgO、SO32 .不合格品细度、终凝时间、强度小 结四、水泥的腐蚀(-)软水腐蚀(溶出性腐蚀)1 .定义：水泥石长期接触软水时，会使水泥石中的氢氧化钙不断被溶出，当水泥石中游离 的氢氧化钙减少到一定程度时，水泥石中的其它含钙矿物(C-S-H、C3AH6、AFt等)也可能 分解和溶出，从而导致水泥石结构的强度降低，甚至破坏。2 .种类软水腐蚀静水、无压水动水、压力水CH不断溶出CH溶出百 分数强度下 降5%7Q/o24%29%40%50%暂时性（二）盐类腐蚀1 .硫酸盐腐蚀（NaS04）：当环境中含有硫酸盐的水渗入到水泥石结构中时，会与水泥石中 的氢氧化钙反应生成石膏，石膏再与水泥石中的水化铝酸钙反应生成钙矶石，产生L5倍的 体积膨胀，这种膨胀必然导致脆性水泥石结构的开裂，甚至崩溃。由于钙矶石为微观针状晶 体，人们常称其为水泥杆菌。2 .镁盐腐蚀（MgS04）：（三）酸类腐蚀1 .碳化：雨水及地下水中常溶有较多的二氧化碳，形成了碳酸。碳酸水先与水泥石中的氢 氧化钙反应，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸钙（早期碳化）；碳酸钙再与碳酸反应生成 可溶性的碳酸氢钙，并随水流失，从而破坏了水泥石的结构（后期碳化）。其腐蚀反应过程 为：2 .一般酸类腐蚀：盐酸、硫酸、硝酸等。（四）强碱腐蚀一般的碱对水泥无害，但铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到强碱也会产生破坏。（五）防止：L根据环境特点合理选择水泥品种;3 .提高水泥石密实度：合理设计混凝土配合比，降低水灰比，仔细选择砂石料，掺外加剂，机械施工;4 .加保护层。五、水泥的保管与应用(一)水泥的保管1 .仓库：(1)地面防潮处理，高出室外30cm以上；与墙壁保持30cm以上；(2) W10 袋/垛；(3)先进先出的原则。2,露天：下垫上盖，先进先出。3 .散装水泥一一储罐(二)四种异常水泥1 .小水泥立窑水泥先检验，合格后方能使用。2 .热水泥：刚从水泥球磨机出来的水泥。安定性可能不合格，水泥不凝，没有强度等问题。3 .受潮水泥4过期水泥：超过水泥贮存期的水泥。受潮情况测定指 标(烧失 量)处理方法使用条件受潮轻微有块状，用手可捏成粉末46%压碎、粉 碎重测标号，根据实测标号使用受潮较重部分硬块68%筛除硬块重测标号，根据实测标 号用于次要工程或次要 部位受潮严重大部分硬 块>8%粉碎、磨 细不能作水泥用，可做混 合材掺入到新鲜水泥 中，掺量W20%水泥贮存期限强度下降 比例3个月1020%6个月1530%1年25 40 %水泥品种贮存期普通水泥（六 大水泥）3个月矶土水泥（膨 胀水泥）2个月高铝水泥、速 凝水泥1个月第四章 混凝土（concrete）一、定义1 .广义：胶凝材料+粒状材料+水一混凝土（碎）2 .一般：胶凝材料+粗骨料+细骨料+混合材+水+外加剂一碎3 .土木：水泥+砂+石+水+混合材+外加剂一碎二、发展三、分类（-）表观密度P Oh§4-1 概述pOh重碎：P 0h2500Kg/m3普通税：P0h=l 9502500Kg/m3轻碎：P0h = 6001950Kg/m3（二）强度等级（三）强度的大小强度等级低强度等级较一CIO、C15、C20、C25、C30高强度等级碎一C35、C40、C45、C50、C55、C60（四）胶凝材料：水泥碎、石膏砂、沥青碎、聚合物碎等（五）流动性四、混凝土的特点（一）优点1 .碎的材性好：（1）强度高；（2）通用性强，适用性好，耐久；（3）性能灵活多样。（一）优点2 .与其他材料复合能力强3 .原材料丰富，成本低4 .可塑性强5 ,生产和使用能耗低6 .可利用工业废料7 .维修工作量少（二）缺点1 .性脆2 .重量大3 .导热能力强4 .干燥收缩大五、对混凝土质量的基本要求1 ,与结构设计相适应一一强度；2 ,与施工相适应和易性；3 .与使用环境相适应一一耐久性；4 .在满足上述三项的前提下，尽量降低成本，节约能耗一一经济性。 六、发展趋势淘汰现场搅拌，发展商品混凝土。A 一开口孔B 一封闭孔c一贯穿孔§ 1-1 材料的物理性质一、材料的基本物理性质二、材料与水有关的性质三、材料的热工性质一、材料的基本物理性质1 .实密度(密度)(1)定义：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。用P表示。(2)实体积：VA+VB+VOO 用V表示。(3)测试方法：李氏比重瓶法。P=m/V(-)材料的密度2 .视密度(近似密度)(1)定义：材料在包含封闭孔状态下单位体积的质量。用P'表示(2)视体积：VBWO 用V'表示。V' = V+ VB(3)测试方法：排水法。P ' =m/V'3 ,表观密度(1)定义：材料在自然状态下单位体积的质量。用P0表示(2)表观体积：VA+VB+VC W 0用V0表示。V0= V + VA+VB+VC(3)测试方法：规则几何外形：a XbXc P 0 =m/VO不规则几何外形：蜡封排水法：VO = V排一(m蜡/P蜡)4 .堆积密度(1)定义：材料在堆积状态下单位体积的质量。用P0 '表示(2)堆积体积：V空隙NO用VO'表示。V0'二 V0 + V 空隙(3)测试：(-)材料的密实度与孔隙率1 .密实度(1)定义：材料体积(自然状态)内固体物质的充实程度。用D表示。(2)计算公式：D= V/VO = PO/P2 .孔隙率(1)定义：材料内部孔隙体积占材料自然状态下体积的百分率。用P表示。(2)计算公式：P=V 孔/V0 = (V0 - V)/V0 = 1 -V/V0=l-D(三)材料的填充率与空隙率1.填充率泵送混凝土（自密实）§4-2 混凝土的组成材料水泥水石砂水泥浆水泥砂浆碎未硬化前：砂石之间润滑作用。硬化后：胶结作用。起骨架作用：保证碎强度和耐久性。填充石子间的孔隙；改善碎的和易性。§4-2 混凝土的组成材料一、水泥二、细骨料三、粗骨料四、水（一）品种的选择（二）标号的选择1 . C30以下的碎：2 . C30以上的碎：3 .高标号水泥配制低标号碎：掺混合材来解决。4 .低标号水泥配高标号碎，高标号水泥配制高强、超高强税:掺减水剂来解决。 一、水泥水泥的标号（强度等级）碎的标号（强度等级）二、细骨料（砂）用“S”表示（一）定义：颗粒的粒径W4.75mm的粒状材料。（二）种类1 .天然砂：山砂、河砂、海砂。2 .人工砂：品质稳定，但含石粉。（三）对砂子的质量要求1 .含泥量及泥块含量（1）定义：含泥量是指粒径0.080mm的尘屑、淤泥及粘土的总含量。（2）危害：优先吸附在砂表面，降低了水泥与砂的粘结力，使得碎强度下降;增加混凝土的用水量，从而增大W/C,使得磴强度下降。GB 规定：I 类（C60 以上）WLO%, II类（C30C60） W3.0%,III类（C30 以下）W5.0%2 .云母含量：危害：表面光滑与水泥粘结差，使得砂强度下降；本身强度较低，影响验强度。3 .粗细程度（1）定义：不同粒径的砂粒混合在一起的平均粗细程度。（2）指标：细度模数：（3）检测方法：筛析法500g 干砂一砂标准套筛（4.75mm - 2.36 - 1.18 - 0.6 - 0.3 - 0.15） 一称取 每个筛上砂的质量migf计算分计筛余aif计算累计筛余Aif计算细度模数注意A1A6代入公式时，要去掉“”；u f取一位小数。（三）对砂子的质量要求4.颗粒级配（1）定义：不同粒径的颗粒之间的搭配程度。（2）指标：级配曲线：筛孔尺寸一Ai（3）判断步骤A4属于哪个区；A1和A4是否在同一区，不在同一区，级配不合格，在同一区，进入第步；A2 A3 A5A6是否超区，都在同一区，级配好，超区量5%,级配合格；超区量5%, 级配不合格。注意：能否如此表述：1区砂为粗砂区，2区砂为中砂区；3区砂为细砂区。三、粗骨料（石）用表示（一）定义：颗粒的粒径4.75mm的粒状材料。（二）种类L来源2 .粒径大小天然骨料（卵石）：表面光滑，拌制的混凝土流动性好, 但与水泥粘结性差，不能用来配制高强、超高强碎。人工骨料（碎石）：表面粗燥，拌制的混凝土流动性好， 但与水泥粘结性强，常用来配制高强、超高强研。小石：4.7520mm中石：2040mm大石：4080mm特大石：80150mm（三）品质指标1 .表面特征（1）定义：针状骨料：L>2.4D片状骨料：L<0.4D危害：混凝土和易性差，泵送困难；本身强度较低，使得碎强度下降。（2）测试指标：针片状含量一一针片状规准仪（3）国标规定：GB 规定：I 类（C60 以上）W5%, II类（C30C60） W15%, HI类（C30 以下）W25%2 .强度（1）立方体和圆柱体抗压强度（2）压碎指标：3 a表示一定质量m0的石子f石子压碎仪f加荷载200kNGB规定Pf卸荷用2.5mm的方孔筛过筛一称筛下石子的质量m。6 a =m/m0 骨料的长度 骨料的直径C30以下的碎：f骨Nl.5f碎2c30的碎：骨22.0f碎（四）最大粒径1 .定义：骨料中公称粒级的上限。用Dm表示2 . Dm确定（1）钢筋混凝土：（2）素碎板（3）泵送於 DmWl/3泵管直径，还与泵送高度相关。3 .Dm与混凝土中胶凝材料（水泥+混合材）用量关系 Dm越大，越节约水泥。DmW 1/4截面最小尺寸DmW3/4钢筋净间距板厚W 100mm时，Dm=l/2板厚板厚> 100mm 时，Dm = 50mm碎Dm (mm)水泥+粉煤灰(Kg/m3)C9015F100P8/40133+89=222C9015F100P8/80115+76=191C9015F100P8/四12097+65=162混凝土硅龄期90天碎强度15MPa碎抗冻等级F 100碎抗渗等级P8碎级配(五)碱骨料反应一一混凝土的“癌症”1 .定义：水泥中含有碱分Na2O、K2O等，如果骨料中有活性SiO2发生化学反应。2 .发生反应的条件3 ,发生反应的特点4 .发生反应的特征5 .我国研究现状：唐明述(南京化工大学)、刘崇熙(长江科学院)6 .预防措施(1)混凝土中碱(Na2O、k2O)(2)活性骨料(活性SiO2)(3)水(1)混凝土表面白色晶体析出(2)封闭式环形裂纹(1)时间从1、2年到几十年(2)体积从铁路枕木到大坝（1）采用惰性骨料（2）降低混凝土中的碱（水泥、外加剂、粉煤灰等）（3）掺大量的活性混合材（六）骨料的超逊径L定义：包括超径骨料和逊径骨料。国标规定：超径5%；逊径W10%。2 .危害：严重影响混凝土的和易性，甚至硅的强度。3 .调整：计混凝土骨料小石中石大石小石、中石、大石的400600400中石的超径达实际40054046010%调整400660340中石的逊径达实际52048040020%调整280720400中石的超径达实际52042046010%,逊径达调整28078034020%（七）级配1 .间断级配2 .连续级配四、水包括拌和用水和养护用水：洁净水，不被污染水。如盐类污染、糖分污染、油污染、泥水等。§4-3 混凝土的主要技术性质一、混凝土拌合物的和易性二、混凝土强度一、混凝土拌合物的和易性（-）概念：混凝土拌合物易于施工操作（拌和、运输、浇注、捣实），并获得质量均匀，成型密实 的高质量混凝土。它是一个综合性质，包括流动性、粘聚性、保水性。1 .流动性：混凝土拌合物在本身自重或机械振捣作用下，产生流动，并均匀密实地填满模 板的性能。反映混凝土拌合物稀稠程度。表示指标：坍落度（T或S1）2 .粘聚性：混凝土拌合物在施工过程中，其组成材料有一定的粘聚力，不致于产生分层和 离析的现象。影响混凝土拌合物的均匀性。（又称为离析）3 .保水性：混凝土拌合物在施工过程中具有一定的保水能力，不致于产生严重的泌水现象。 影响混凝土拌合物的稳定性。（又称为泌水性）混凝土拌合物流动度大，粘聚性、保水性差。（二）测定方法：坍落度筒法1 .流动性：坍落度实验按碎配合比一称料一搅拌一分三层装入坍落度筒一每层用捣棒由外往里螺旋式 插捣25下，第二层要插入第一层，第三层要插入第二层一垂直缓慢提筒一测坍落度。2 ,粘聚性（1）坍落度小的混凝土：捣棒轻打混凝土锥体两侧，如果是缓慢下沉，则好；如果出 现垮塌，则差。（2）坍落度大的混凝土：流浆和带草帽则差3 .保水性（1）装料时，筒底部出现大量流浆；提筒后，出现骨料外露。或者混凝土成型试块， 表面有水泌出。（2）混凝土成型2h后，混凝土表面出现大量泌水，则保水性差。4 .注意（1）坍落度为筒顶至混凝土最高点的距离；（2）步骤：踩筒一装料一双手向下按住筒一松脚一提筒5 .局限性（1） DmW40mm；（2） T>10mm（3） T>220mm,误差大6 .解决方法：（1） Dm>40mm,筛除（2） T WlOmm采用维勃稠度法（3） T>220mm,采用测坍扩度（扩展度），直径越大，流动性越好倒坍法：测倒坍时间T, T越长，碎越干“L”法 L值越大，流动性越好U型槽法：测定高度差H, H越大，流动性越差（三）影响混凝土拌合物和易性的因素L水泥浆的数量一一浆骨比一适量2 .水泥浆的稠度一一水灰比一适度3 .砂率Sp 一合理浆骨比越大，即水泥浆越多，水泥浆富于越多，流浆现象严重，离析泌水严重；浆骨比越小，即骨料越多，水泥浆不能完全填满砂石间隙，起不到润滑作用，流动性差。水灰比越大，即水越多，流动性越好，但泌水严重，混凝土强度差；水灰比越小，即水越少，流动性差，易产生蜂窝狗洞。砂率越大，即砂越多，水泥浆不能完全填充砂间隙，流动性越差，碎强度差；砂率越小，即石越多，水泥砂浆不能完全填充石子尖子，流动性差，易产生蜂窝狗洞。（四）混凝土拌合物的凝结时间L定义：包括初凝和终凝时间，不等于水泥的初凝瞬间和终凝时间。2,测定方法：贯入阻力法一一贯入阻力仪二、混凝土强度（-）抗压强度1 ,立方体抗压强度feu混凝土拌和一成型（3个标准试模150 XI50X150/龄期）一标准养护一测定其破坏荷载P 一代入公式一数据处理2 .立方体抗压强度标准值fcu,k（1）定义：具有95%强度保证率的立方体抗压强度。（2）强度等级：C+ fcu,k国家标准：C7.5、CIO、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60共12个等级。（-）劈拉强度一一fts（三）拉压比：衡量混凝土抗裂性能的重要指标拉压比一般在0.050.1之间。（四）影响混凝土强度的因素L水泥的标号和水灰比的大小（1）水灰比定律（ReneFeret,法国；DuffA. Abrams,美国）：混凝土的强度与水灰比成 反比。（2）保罗米公式：2 ,温、湿度3 .龄期：对数公式注意：只针对于不掺外加剂和混合材的普通混凝土。4 .试验条件：（1）尺寸效应：尺寸越大，材料缺陷越多，测得的强度偏小。非标准 试件100X100X100X0.95fcu=0.95 xf测Dm30mm标准试 件150X150X150X1.00fcu=f 测DmW40mm非标准 试件200 X 200X200X1.05fcu=l-05Xf测DmW60mm5 .试验条件：（2）环箍效应：指试件受压时，试件的受压面与试验机的承压板之间的摩擦力对试件受压 时相对于承压板的横向膨胀起的约束作用。（3）加荷速度：加荷速度越快，测得的强度越大。0.30.8MPa/s - 6.75kN/s 18kN/s承压面不平整，测得的强度值越低。（五）混凝土的破坏1 .骨料与水泥砂浆界面破坏2 .水泥石破坏3 .骨料的破坏（六）新老混凝土的处理§4-4 混凝土外加剂 一、概述二、表面活性剂三、混凝土减水剂四、混凝土早强剂五、混凝土引气剂六、混凝土外加剂的生产一、概述（-）定义：在混凝土拌制过程中掺入，用以改善混凝土特殊性能的需要，掺量不大于水泥质量的5%o（二）发展历史：（三）分类：（四）优点1 .改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，如减水剂、引气剂、保塑剂；2 .调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，如速凝剂、缓凝剂、早强剂；3 .改善混凝土耐久性的外加剂，如引气剂、防水剂、密实剂、膨胀剂；4 .改善混凝土其他性能的外加剂，加气剂、防冻剂、膨胀剂。1 .改善混凝土拌合物的性能；2 .简便经济；3 .能满足特殊的施工工艺要求；4 .节约水泥；5 .节约能源，保护环境；6 .可代替生产多品种水泥。二、表面活性剂（一）定义能吸附在相同界面上，并在界面作定向排列，显著降低其表面张力的物质。（二）分子结构（三）分类:（四）作用：湿润、分散、乳化、起泡亲水基（极性基）一S03H, OH, COOH憎水基（非极性基）R基阴离子表面活性剂阳离子表面活性剂两性表面活性剂常用外加剂三、混凝土减水剂(-)概述L定义：是一种在混凝土拌合物坍落度相同的条件下，能减少拌和用水量的外加剂。又 称分散剂,塑化剂。2作用：3.分类(1)保持混凝土拌合物坍落度相同的条件下，能减少拌和用水量；(2)保持混凝土拌和用水量不变，可大幅度提高新拌混凝土的流动性；(2)减水同时保持水泥用量，可提高混凝土强度；(3)减水同时减少水泥用量，即保持水灰比不变，同时保持混凝土强度，节约水泥。普通减水剂：减水率5% 10%木质素系：木钙，木钠；多元醇系：糖钙，糖蜜；高效减水剂：减水率10%蔡系和葱系：FDN, UNF, NF等脂肪族系胺基系水溶性蜜胺脂系：SM等聚竣酸系：减水幅度缓凝型减水剂：糖钙，糖蜜；缓凝剂+减水剂等普通型减水剂(包括普通减水剂、高效减水剂)作用效果早强型减水剂(主要成分：减水剂+早强剂)引气型减水剂(引气剂+减水剂复合，或引气性质的减水剂)(-)作用机理水泥+水一絮凝结构+减水剂一定向排列降低水泥颗粒表面界面能一水泥颗粒分散开来；吸附在水泥颗粒表面的减水剂电离，带相同的电荷，产生静电斥力，并产生有电位差(Zeta 电位)一水泥颗粒分散一水泥浆体稳定性；在水泥颗粒表面形成一层溶剂化膜层一水泥颗粒间滑动能力。(1)定义：散粒材料在堆积状态下颗粒填充的体积占堆积体积的百分率。用D'表示。(2)计算公式：D ' =VO/V。' =P0 ' / pO2 .空隙率(1)定义：散粒材料在堆积状态下固体物质间空隙体积占占堆积体积的百分率。用P'表Zj o(2)计算公式： P' =1- D '二、材料与水有关的性质材料吸水后，其所有的性能都发生一定程度的改变，但均不利于材料性能的发挥：1 .强度下降；2 ,耐久性下降；3 ,保温性能下降；4 ,吸声隔音性能下降；5 导热性提高。1.亲水性(1)定义：当材料与水接触时，如果水可以在材料表面铺展开，即可以被水润湿。(2)表示方法：用润湿角0表示。0 W90。9 =0。 完全被润湿(一)亲水性与憎水性2 .憎水性(1)定义：材料与水接触时，如果水不能在材料表面铺展开，即可以不被水润湿。(2)表示方法：90° < 0 180°0 =180° 完全憎水1 .吸湿性(1)定义：材料在空气中吸收水分的能力。(2)表示方法：用含水率表示。()吸湿性与吸水性2 ,吸水性(1)定义：当材料与水接触时，吸收水分的能力。(2)表示方法：用吸水率表示。分为质量吸水率和体积吸水率。(3)饱水系数：用Kw表示。KwW0.91 抗冻性良好L定义：材料长期在水中吸收水分的能力。3 .表示方法：用软化系数表示。(三)耐水性4 .耐水性标准：K软20.85耐水材料K软与0.75一般耐水材料K软V0.75不耐水材料1 .定义：材料抵抗压力水而不被渗透的能力。2 .表示方法：用抗渗系数表示。(四)抗渗性3 .混凝土、水泥砂浆抗渗性指标：抗渗等级，用表示。GB划分为P2、P4、P6、P8、P10、絮凝结构破坏一 f-H20释放出来一流动性f水泥颗粒界面被解放，参与水化f f早（三）减水剂对碎性能的影响1 .和易性2 .泌水性（保水性）3 .水化热4 .凝结时间5 .强度6 .耐久性的影响（四）减水剂的品质指标L混凝土减水率（1）基准混凝土：水泥为52.5硅酸盐水泥300 5Kg,卵石，砂率=3640%, T=8 2cm, 水为坍落度为8 2cm时的碎拌和用水量。试验混凝土：水泥、卵石、砂率与基准硅相同，减水剂为推荐掺量，水为坍落度为8 2cm时的碎拌和用水量。（2）注意：（3）减水率的处理：水泥可采用代替。卵石也可用碎石代替。但采用碎石时水泥用量为330 5Kg、砂率=39%。测定减水率时原材料及其用量必须相同。当采用卵石和碎石减水率出现矛盾时以卵石为准。三个减水率中，大or小是否超过中间值的10%。若无，则减水率二三个平均值；若有一个，则减水率=中；若均超过，作废。2 ,坍落度损失测定设计硅的坍落度随时间延长的坍落度。可测定 Omin、30min> 60min> 120min> 180min 等。注意：每次测定坍落度的碎不能重复使用。3 .凝结时间：测定方法与硅相同。“/表示试验役比基准碎提前，“ + ”表示试验佐比基准佐延迟。4 ,抗压强度比 试验磅的不同龄期的抗压强度/基准碎对应龄期的抗压强度。 （五）减水剂应用技术1 .减水剂对水泥的适应性2 .使用减水剂的碎拌合物坍落度经时损失过快原因3 .减水剂的掺加技术水泥的矿物组成(C3A 3%, C4AF