【正文】 粗骨料顆粒級(jí)配的原理與細(xì)骨料相同，要求大小粒徑的石子組配適當(dāng)，使粗骨料的空隙 |率和總表面積均比較小，這樣拌制的混凝土水泥用量少 、密實(shí)度較好，有利于改善混凝土和易性，并提高強(qiáng)度。粗骨料最大粒徑增大時(shí)，骨料總表面積減小，因此 包裹其表面所需水泥漿量減少，可以節(jié)約水泥，并且在一定和易性及水泥用量條件下，能降低用水量而提高混凝土強(qiáng)度。 （ 2）粗骨料 普通混凝土常用粗骨料有卵石和碎石兩種。砂的含泥量是指砂中含有粒徑小于 的粘土、淤泥與巖屑的質(zhì)量總和占砂總質(zhì)量的百分率；泥塊含量則是指經(jīng)過(guò)水浸后，粒徑大于 的塊狀粘土的質(zhì)量總和占砂總質(zhì)量的百分率。 我國(guó)《普通混凝土用砂質(zhì)量及檢驗(yàn)方法》 (JGJ52— 92)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，按照 孔徑篩的累計(jì)篩余百分率，將砂劃分為三個(gè)級(jí)配區(qū)，見(jiàn)下表。在配制混凝土?xí)r，當(dāng)砂用量一定時(shí)，如果采用粗砂，其總表面積小，因此需要包裹砂顆粒表面的水泥漿量少；采用細(xì)砂時(shí)，則其總表面積增大，在混凝土中需要包裹砂粒表面的水泥漿量多，因此當(dāng)混凝土拌和物的和易性一定時(shí)，用粗砂拌制混凝土所需水泥用量比用細(xì)砂節(jié)省。一般混凝土中大都采用河砂。 骨料 混凝土用骨料按其粒徑大小分為細(xì)骨 料和粗骨料兩種，粒徑小于 5mm 的骨料稱為細(xì)骨料，粒徑大于 5mm 的骨料稱為粗骨料。同時(shí)由于混凝土強(qiáng)度高，水泥用量大，則水灰比一般比較小，使得混凝土和易性變差，施工困難，混凝土質(zhì)量難以保證。 水泥 水泥是混凝土中最重要的組分，是混凝土中的膠凝材料，普通混凝土 正是通過(guò)水泥將砂、石骨料等固化成為具有一定強(qiáng)度的整體。按配筋材料來(lái)分，混凝土又可以分為素混凝土 (又稱無(wú)筋混凝土 )、鋼筋混凝土、鋼絲網(wǎng)混凝土、纖維混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土等。 主要用作核能工程的屏蔽結(jié)構(gòu)材料。左右。 二、本講的重點(diǎn)是： 混凝土配合比的設(shè)計(jì)，新拌混凝土的性能，混凝土的強(qiáng)度等級(jí) 本講的難點(diǎn)是：混凝土配合比的設(shè)計(jì)中的試配和調(diào)配，新拌混凝土的工作性的測(cè)定，硬化混凝土的變形性等問(wèn)題。 (2)耐熱混凝土 應(yīng)用水玻璃作膠結(jié)料，摻人促硬劑氟硅酸鈉，可以配制耐熱混凝土，極限使用溫度可以達(dá)到 1200℃ 。 例 指出下列哪一個(gè)不是石灰在建筑工程中的應(yīng)用（ ） A、 建筑粉刷 B、加固含水的軟土地基 C、磨制生石灰粉 D、制作模型或雕塑 答案為（ D）， 、水玻璃 水玻璃俗稱泡化堿，是一種水溶性硅酸鹽，由堿金屬氧化物和二氧化 硅組成，如硅酸鈉和硅酸鉀等。 (iv)．加固含水的軟土地基 生石灰塊可以直接用來(lái)加固含水的軟土地基，俗稱石灰樁。 (3)石灰的應(yīng)用 （ i）．建筑粉刷 建筑室內(nèi)墻面和頂棚采用消石灰乳進(jìn)行粉刷，施工方便，顏色潔白，建筑中應(yīng)用十分廣泛。石灰砂漿中的砂子好像是砂漿中的骨架，它可減少和防止開(kāi)裂。 石灰漿能吸收空氣中的二氧化碳而碳酸化，其反應(yīng)如下 。一般，人工方法的勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)條件惡劣，而且消化時(shí)間長(zhǎng)，成品質(zhì)量不均勻，但其成本低，所以目前也常使用。 在常溫下，反應(yīng)向右進(jìn)行。如果水量加得更多，所得到的白色懸濁液，稱為石灰乳。 根據(jù)成品加工方法不同，可將石灰分成以下幾種： （ 1）．塊狀生石灰：由原料煅燒而得的原產(chǎn)品，主要成分為氧化鈣。 答案為：（ C） 石灰膠凝材料： 石灰，是建筑石灰的簡(jiǎn)稱，是在建筑上使用最早的礦物膠凝材料之一。 與建筑石膏相比，硬石膏膠凝材料標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量較小，凝結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，強(qiáng)度較高，具有較好的而水性，可以在一般潮濕環(huán)境中應(yīng)用，硬石膏材料具有較好的抗酸、抗堿侵蝕的能力，適合用作化學(xué)藥品倉(cāng)庫(kù)的建筑材料。 （ 3） 硬石膏：即無(wú)水石膏。如下圖所示： 用途：（ 1）室內(nèi)抹灰，粉刷（ 2）制成多孔的石膏制品（ 3）制作模型或雕塑（ 4）制作裝飾涂料的填料以及人造大理石（ 5）制作各種石膏板。生產(chǎn)石膏膠凝材料的原料有天然二水石膏、硬石膏和工業(yè)副產(chǎn)品石膏。 石膏膠凝材料：包括建筑石膏、高強(qiáng)石膏、硬石膏水泥等，用途：可用于粉刷和制備砌筑砂漿， 還可制成各種石膏制品。 無(wú)機(jī)膠凝材料：以無(wú)機(jī)礦物為主要成分，當(dāng)其與水或水溶液拌和所形成的漿體，經(jīng)過(guò)一系列的物理化學(xué)變化后產(chǎn)生膠結(jié)力而把其它材料膠結(jié)成為具有強(qiáng)度的整體。 材料在沖擊或振動(dòng)荷載作用下，能吸收較大的能量，同時(shí)產(chǎn)生較大的變形而不破壞的性質(zhì)稱為韌性。 (2)材料的彈性與塑性 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后能完全恢復(fù)到原始形狀的性質(zhì)稱為彈性。 (1)材料的強(qiáng)度與硬度 材料在外力作用下抵抗破壞的能力，稱為材料的強(qiáng)度。 例 試判斷下列中說(shuō)法正確的項(xiàng)（ ） A、 材料的吸水性是指材料在浸水狀態(tài)下吸入水分的能力 B、 材料的抗?jié)B性是指材料在壓力的作用下，材料抵抗水滲透的性能，用滲透系數(shù)來(lái)表示。 (七 )導(dǎo)熱性與比熱 當(dāng)材料兩側(cè)存在溫度差時(shí)，熱量將由溫度高的一側(cè)，通過(guò)材料傳遞到溫度低的一側(cè)， 材料的這種傳導(dǎo)熱量的能力，稱為導(dǎo)熱性。材料的耐水性用軟化系數(shù)來(lái)表示，可用下式表示： (6)材料的抗凍性 ： 材料的抗凍性：材料在水飽和狀態(tài)下， 能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性質(zhì)，稱為材料的抗凍性。 (5)材料的抗?jié)B性與耐水性 材料的抗?jié)B性：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性，或不透水性。 材料的吸水性與材料的孔隙率和孔隙特征有關(guān)。如石英和硅藻土，其成分雖然都是二氧化硅，但其性能相差很大。構(gòu)成晶體的質(zhì)點(diǎn)是按一定的規(guī)則在空間呈有規(guī)律的排列，因此晶體具有一定的幾何外形和固定的熔點(diǎn)，顯示各向異性，但實(shí)際應(yīng)用的晶體材料，通常是由許多細(xì)小的晶粒雜亂排列而成，故晶體材料在宏觀上顯示為各向同性。在晶體中，原子 (或分子 )在三維空間做有規(guī)則的周期性重復(fù)排列；非晶體則不然，原子 (或分子 )散亂 分布，或者只有些局部的短程規(guī)則排列。 材料的結(jié)構(gòu) 材料結(jié)構(gòu)一般分為宏觀結(jié)構(gòu)、細(xì)觀結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)三個(gè)層次。 本講的難點(diǎn)是：材料的物理性質(zhì)、材料的力學(xué)性質(zhì)中一些概念的區(qū)分以及一些指標(biāo)的計(jì)算。 B、 木材的平穩(wěn)含水率是指木材中的含水量與周圍環(huán)境濕度相平衡時(shí)的含水率。 B、 AB 段為屈服階段，在 AB 段內(nèi)，當(dāng)荷載增大，應(yīng)力應(yīng)變不再成正比例關(guān)系。與可塑性相似的另一個(gè)性質(zhì)是粘土的結(jié)合性。 可塑性指數(shù)表示粘土能形成可塑泥團(tuán)的水分變化范圍。液限是粘土由流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)入塑性狀態(tài)時(shí)的含水量。 粘土： 粘土的組成： 化學(xué)組成：粘土是含水鋁硅酸鹽的混合體，所以主要成分是二氧化硅，氧化鋁和結(jié)晶水。 建筑石材的技術(shù)性能：密度、抗壓強(qiáng)度、抗凍性、耐水性 建筑石材的選用原則：應(yīng)考慮其裝飾性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性。 火成巖又稱巖漿巖，又可分為：深成 巖，噴出巖，火山巖。 木材的防火：主要有表面涂敷法和溶液浸注法兩種。 按照承重結(jié)構(gòu)的受力要求對(duì)木材進(jìn)行分級(jí)，分為 I、 II、 III 三級(jí)。理論上，木材強(qiáng)度以順紋抗拉強(qiáng)度為最大，其次是抗彎強(qiáng)度和順紋抗拉強(qiáng)度。當(dāng)木材的含水率在纖維飽和點(diǎn)以上，只有 自由水增減變化時(shí)，木材的體積不發(fā)生變化。纖維飽和點(diǎn)是木材性質(zhì)發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。缺點(diǎn)是：各向異性，脹縮變形大、易腐、易燃等。 1. 6 建筑鋼材的防護(hù)： 銹蝕：建筑鋼材在使用中，與周圍環(huán)境介質(zhì)接觸，由于環(huán) 境介質(zhì)的作用，其中的鐵與介質(zhì)可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，逐步被破壞，導(dǎo)致鋼材腐蝕，稱為銹蝕。分為：甲、乙兩級(jí)。熱軋光圓鋼筋為 I 級(jí)，強(qiáng)度等級(jí)代號(hào)為 R235。 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)按順序是由代表屈服點(diǎn)的字母、屈服點(diǎn)數(shù)值和質(zhì)量等級(jí)符號(hào)三個(gè)部分組成。各牌號(hào)鋼又按硫、磷含量的大小分為 A、 B、 C、 D四個(gè)質(zhì)量等級(jí)。 鋼材經(jīng)冷加工后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，鋼筋強(qiáng)度進(jìn)一步提高，這個(gè)過(guò)程稱為時(shí)效處理。 冷加工強(qiáng)化的目的：是提高鋼材的強(qiáng)度和節(jié)約鋼材。在磷、硫含量均小于 ％情況下，鋼材的可焊性主要決定于其含碳量，含碳量小于 ％的碳素鋼具有良好的可焊性，含碳量超過(guò) ％時(shí)，鋼材的可焊性變差；硫、磷及氣體雜質(zhì)也會(huì)導(dǎo)致鋼材的可焊性降低；過(guò)量合金元素的加入，同樣會(huì)影響鋼材的可焊性。 （ 1）冷彎性能： 冷彎性能是以試驗(yàn)時(shí)的彎曲角度和彎心直徑來(lái)表示。當(dāng)鋼材強(qiáng)化達(dá)到最高點(diǎn) C 點(diǎn)以后，在試件薄弱處的截面將顯著縮 小，產(chǎn)生 “ 頸縮現(xiàn)象 ” 。 抗拉強(qiáng)度在工程中不能直接利用，但屈服應(yīng)力與抗拉強(qiáng)度的比值 (即屈強(qiáng)比 σ s／ σ b )卻能反映鋼材的安全可靠程度和利用率。圖中 B 上 點(diǎn)是這一階段應(yīng)力最高點(diǎn)，稱為屈服上限， B 下 點(diǎn)稱為屈服下限。 ： 鋼材的技術(shù)性質(zhì)主要包括：力學(xué)性能（抗拉性能、沖擊韌性、耐疲勞和硬度等）和工藝性能（冷彎和焊接）兩個(gè)方面。常用合金元素有硅、錳、鈦、鋇、鈮、鉻等。碳素鋼的化學(xué)成分主要是鐵，其次是碳，故也稱鐵一 碳合金。此外，含碳量增加，鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性增大，耐銹蝕性降低。鋼和鐵的主要成 分均是鐵和碳。 建筑用鋼材 ： 鋼材特點(diǎn)：與非金屬材料相比，具有品質(zhì)均勻穩(wěn)定、強(qiáng)度高、塑性、韌性好，可以焊接和鉚接等優(yōu)異性能。 1. 2 煤瀝青： 煤瀝青定義：煙煤在干餾過(guò)程中的揮發(fā)物質(zhì)，經(jīng)冷凝而成黑色粘性液體稱為煤焦油。工程上常以軟化點(diǎn)指標(biāo)來(lái)表征石油瀝青的溫度敏感性。石油瀝青的塑性用延度來(lái)表示。 （ 2） 石油瀝青的粘結(jié)性：是瀝青材料軟硬、稀稠程度的反映，通常用粘度來(lái)表示。 石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)：溶膠結(jié)構(gòu)、凝膠結(jié)構(gòu)、溶 — 凝膠結(jié)構(gòu) 石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)： （ 1） 石油瀝青的物理特征常數(shù)： 相對(duì)密度：瀝青在規(guī)定溫度條件下的質(zhì)量與同體積蒸餾水在規(guī)定溫度條件下的質(zhì)量之比值。 瀝青的分類如下圖所示： 1. 1 石油瀝青： 石油瀝青的組成：由多種極其復(fù)雜的碳?xì)浠衔锖鸵恍┨細(xì)浠衔锏姆墙饘傺苌锝M成的混合物。第十四講瀝青、鋼材、石材、木材和粘土 一、內(nèi)容提要：本講主要是講解瀝青的組成與分類，建筑鋼材的分類及鋼材的技術(shù)性質(zhì)，木材的性質(zhì)、強(qiáng)度及其影響因素，石材的分類及其技術(shù)性能，粘土的組成和分類。在常溫下可為液態(tài)、半固態(tài)或固態(tài)。 組分：油分、樹(shù)脂、地瀝青質(zhì)。 導(dǎo)熱系數(shù)：?jiǎn)挝缓穸葍?nèi)溫差為 10C 時(shí)，在 1h 通過(guò) 1m2 面積的熱量 比熱：每 克瀝青升高 10C 所需的熱量。 （ 3） 塑性：石油瀝青的塑性是指在外力作用下產(chǎn)生變形而不破壞，除去后，仍能保持變形后的形狀的性質(zhì)。評(píng)價(jià)石油瀝青感溫性的方法，通常是采用 “ 粘度 ” 隨 “ 溫度 ” 而變化的行為來(lái)表達(dá)。 石油瀝青的應(yīng)用：在工程建設(shè)中常用的石油瀝青有道路瀝青、建筑石油瀝青、防水、防潮石油瀝青和普通石油瀝青四種，在選用石油瀝材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、當(dāng)?shù)貧夂驐l件以及所處工程部位來(lái)選用不同品種和牌號(hào)的瀝青。 另外，煤瀝青的防水性不及石油瀝青。生鐵是由鐵礦石、焦炭和石灰石等經(jīng)高溫熔煉，從鐵礦石中還原生鐵而得。當(dāng)含碳量大于 ％時(shí)，鋼的可焊性顯著降低；當(dāng)含碳量大于 1％時(shí)，脆性增大，硬度增加，強(qiáng)度下降。 ： (一 )按化學(xué)成分分類 (1)碳素鋼。合金鋼是指在煉鋼過(guò)程中，有針對(duì)性地加入一種或多種能改善鋼材性能 的合金元素而制得的鋼種。 3．特殊性能鋼：主要是具有特殊的物理、化學(xué)或機(jī)械性能的鋼，如不銹鋼、耐 磨鋼、 耐酸鋼等。 屈服階段（ AB 段） 在 AB 段內(nèi)，當(dāng)荷載增大，試件應(yīng)力超過(guò) σ p時(shí)，應(yīng)變?cè)黾拥乃俾蚀笥趹?yīng)力增長(zhǎng)速率， 應(yīng)力與應(yīng)變不再成正比例關(guān)系，開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形。對(duì)應(yīng)于最高點(diǎn) C 的應(yīng)力，稱為抗拉強(qiáng)度，用 σ b表示。 頸縮階段 (CD 段 ) CD 段為頸縮階段。通常鋼材拉伸試件取 L0=5d0或 L0=10d0，其伸長(zhǎng)率分別以 δ 5或 δ 10表示，對(duì)于同一鋼材， δ 5大于δ 10。 (3)焊接性能 鋼材本身的可焊性，直接影響著焊接質(zhì)量。 在常溫下，對(duì)鋼材進(jìn)行冷拉、冷拔或冷軋等機(jī)械加工，使之產(chǎn)生一定的塑性變形，強(qiáng)度明顯提高，塑性和韌性有所降低，這個(gè)過(guò)程稱為鋼材的冷加工強(qiáng)化。 冷軋：是將圓鋼在軋鋼機(jī)上軋成斷面按一定規(guī)律變 化的鋼筋，可提高其強(qiáng)度以及與混凝土間的握裹力。 （一）建筑鋼材的主要鋼種 （ 1）碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及其表示方法： 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》 (GB700— 88)規(guī)定，我國(guó)碳素結(jié)構(gòu)鋼分為五個(gè)牌號(hào)， 即 Q19 Q21 Q23 Q255 和 Q275。 (2) 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)及其表示方法： 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》》 (GBl591— 94)規(guī)定，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼共有五個(gè)牌號(hào)。 按照機(jī)械性能分成四個(gè)等級(jí)。 （ 3）冷拔低碳鋼絲：將直徑為 ~8mm 的 Q235 熱軋盤(pán)條鋼筋經(jīng)過(guò)冷拔加工而制成冷拔低碳鋼絲。鋼絞線主要用于大跨度、大負(fù)荷的后張法預(yù)應(yīng)力橋梁等結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋。 木材 ： （ 1） 木材的特性：輕質(zhì)、高強(qiáng)；彈性和韌性好；導(dǎo)熱系