【正文】 破壞可造成巨大的經濟損失。粗骨料最大粒徑增大時，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度。砂的含泥量是指砂中含有粒徑小于 的粘土、淤泥與巖屑的質量總和占砂總質量的百分率；泥塊含量則是指經過水浸后，粒徑大于 的塊狀粘土的質量總和占砂總質量的百分率。在配制混凝土時，當砂用量一定時，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；采用細砂時，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，因此當混凝土拌和物的和易性一定時，用粗砂拌制混凝土所需水泥用量比用細砂節(jié)省。 骨料 混凝土用骨料按其粒徑大小分為細骨 料和粗骨料兩種，粒徑小于 5mm 的骨料稱為細骨料，粒徑大于 5mm 的骨料稱為粗骨料。 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 正是通過水泥將砂、石骨料等固化成為具有一定強度的整體。 主要用作核能工程的屏蔽結構材料。 二、本講的重點是： 混凝土配合比的設計，新拌混凝土的性能，混凝土的強度等級 本講的難點是：混凝土配合比的設計中的試配和調配，新拌混凝土的工作性的測定，硬化混凝土的變形性等問題。 例 指出下列哪一個不是石灰在建筑工程中的應用（ ） 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。 (3)石灰的應用 （ i）．建筑粉刷 建筑室內墻面和頂棚采用消石灰乳進行粉刷，施工方便，顏色潔白，建筑中應用十分廣泛。 石灰漿能吸收空氣中的二氧化碳而碳酸化，其反應如下 。 在常溫下，反應向右進行。 根據成品加工方法不同，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品，主要成分為氧化鈣。 與建筑石膏相比，硬石膏膠凝材料標準稠度用水量較小，凝結時間較長，強度較高，具有較好的而水性，可以在一般潮濕環(huán)境中應用，硬石膏材料具有較好的抗酸、抗堿侵蝕的能力，適合用作化學藥品倉庫的建筑材料。如下圖所示： 用途：（ 1）室內抹灰，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。 石膏膠凝材料：包括建筑石膏、高強石膏、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。 材料在沖擊或振動荷載作用下，能吸收較大的能量，同時產生較大的變形而不破壞的性質稱為韌性。 (1)材料的強度與硬度 材料在外力作用下抵抗破壞的能力，稱為材料的強度。 (七 )導熱性與比熱 當材料兩側存在溫度差時，熱量將由溫度高的一側，通過材料傳遞到溫度低的一側， 材料的這種傳導熱量的能力，稱為導熱性。 (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稱為抗?jié)B性，或不透水性。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。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。 本講的難點是：材料的物理性質、材料的力學性質中一些概念的區(qū)分以及一些指標的計算。 B、 AB 段為屈服階段，在 AB 段內，當荷載增大，應力應變不再成正比例關系。 可塑性指數表示粘土能形成可塑泥團的水分變化范圍。 粘土： 粘土的組成： 化學組成：粘土是含水鋁硅酸鹽的混合體，所以主要成分是二氧化硅，氧化鋁和結晶水。 火成巖又稱巖漿巖，又可分為：深成 巖，噴出巖，火山巖。 按照承重結構的受力要求對木材進行分級，分為 I、 II、 III 三級。當木材的含水率在纖維飽和點以上，只有 自由水增減變化時，木材的體積不發(fā)生變化。缺點是：各向異性，脹縮變形大、易腐、易燃等。分為：甲、乙兩級。 低合金高強度結構鋼的牌號按順序是由代表屈服點的字母、屈服點數值和質量等級符號三個部分組成。 鋼材經冷加工后，隨著時間的延長，鋼筋強度進一步提高，這個過程稱為時效處理。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 ％時，鋼材的可焊性變差；硫、磷及氣體雜質也會導致鋼材的可焊性降低；過量合金元素的加入，同樣會影響鋼材的可焊性。當鋼材強化達到最高點 C 點以后，在試件薄弱處的截面將顯著縮 小，產生 “ 頸縮現象 ” 。圖中 B 上 點是這一階段應力最高點，稱為屈服上限， B 下 點稱為屈服下限。常用合金元素有硅、錳、鈦、鋇、鈮、鉻等。此外，含碳量增加，鋼的冷脆性和時效敏感性增大，耐銹蝕性降低。 建筑用鋼材 ： 鋼材特點：與非金屬材料相比，具有品質均勻穩(wěn)定、強度高、塑性、韌性好，可以焊接和鉚接等優(yōu)異性能。工程上常以軟化點指標來表征石油瀝青的溫度敏感性。 （ 2） 石油瀝青的粘結性：是瀝青材料軟硬、稀稠程度的反映，通常用粘度來表示。 瀝青的分類如下圖所示： 1. 1 石油瀝青： 石油瀝青的組成：由多種極其復雜的碳氫化合物和一些碳氫化合物的非金屬衍生物組成的混合物。在常溫下可為液態(tài)、半固態(tài)或固態(tài)。 導熱系數：單位厚度內溫差為 10C 時，在 1h 通過 1m2 面積的熱量 比熱：每 克瀝青升高 10C 所需的熱量。評價石油瀝青感溫性的方法，通常是采用 “ 粘度 ” 隨 “ 溫度 ” 而變化的行為來表達。 另外，煤瀝青的防水性不及石油瀝青。當含碳量大于 ％時，鋼的可焊性顯著降低；當含碳量大于 1％時，脆性增大，硬度增加，強度下降。合金鋼是指在煉鋼過程中，有針對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。 屈服階段（ AB 段） 在 AB 段內，當荷載增大，試件應力超過 σ p時，應變增加的速率大于應力增長速率， 應力與應變不再成正比例關系，開始產生塑性變形。 頸縮階段 (CD 段 ) CD 段為頸縮階段。 (3)焊接性能 鋼材本身的可焊性，直接影響著焊接質量。 冷軋：是將圓鋼在軋鋼機上軋成斷面按一定規(guī)律變 化的鋼筋，可提高其強度以及與混凝土間的握裹力。 (2) 低合金高強度結構鋼 低合金高強度結構鋼的牌號及其表示方法： 根據國家標準《低合金高強度結構鋼》》 (GBl591— 94)規(guī)定，低合金高強度結構鋼共有五個牌號。 （ 3）冷拔低碳鋼絲：將直徑為 ~8mm 的 Q235 熱軋盤條鋼筋經過冷拔加工而制成冷拔低碳鋼絲。 木材 ： （ 1） 木材的特性：輕質、高強；彈性和韌性好；導熱系數??；裝飾性好；耐久性好；材質較軟等優(yōu)點。 濕脹與干縮變形：當木材的含水率在纖維飽和點以下時，隨著含水率的增大，木材體積產生膨脹。結構和裝飾用木材一般選用等級較高的木材。 巖石的分類：按形成條件分為：火成巖，沉積巖，變質巖。 經濟性是指在石材具有良好的裝飾性及耐久性的前提下，應當遵循經濟性原 則。液限反映粘土粒子與水分子親和力的大小?？梢愿鶕伤苤笖祷蚩伤苄灾笜藢⒄惩涟纯伤苄阅芊诸悾? 強塑性粘土：指數大于 15 或指標大于 ； 中等塑性粘土：指數為 7～ 15，指標為 ～ ； 弱塑性粘土：指數為 1～ 7，指標小于 ； 非塑性粘土：指數小于 1 例題： （ 1） 針入度是表示瀝青的（ ） A、粘結性 B、塑性 C、溫度敏感性 D、耐久性 答案： A （ 2） 關于低碳鋼受拉時應力 — 應變曲線的四個階段的說法，（ ）是不正確的 A、 OA 段為彈性階段，在 OA 段內，應變隨著應力的增加成比例增大。 二、本講的重點： 石膏膠凝材料和 石灰膠凝材料的性能與應用。 固態(tài)物質按其內部原子的排列情況可以分為兩大類：晶體與非晶體。． 材 料的化學成分相同，如果所形成的結構不同，其性能差異也很大。材料的吸濕性用含水率表示；含水率系指材料內部所含水的質量占材料干質量的百分率。抗凍等級是以規(guī)定的試件、在規(guī)定的試驗條件下，測得其強度降低不超過規(guī)定值，并無明顯損壞和剝落時所能經受的凍融循環(huán)次數來確定。 答案為（ D） 、材料的力學性質 材料的力學性質是指材料在 外力作用下的變形性和抵抗破壞的性質。 (3)材料的脆性與韌性 材料受外力作用，當外力達到一定數值時，材料發(fā)生突然破壞，且破壞時無明顯的塑性變形，這種性質稱為脆性，具有這種性質的材料稱脆性材料。 氣硬性膠凝材料：是指只能在空氣中硬化，并能在空氣中保持或繼續(xù)發(fā)展其強度的 膠凝材料，如石膏、石灰、水玻璃等。 二水石膏在受熱脫水過程中，根據不同條件，得到各種半水石膏和無水石膏的變體，并具有各自不同的結構和性質。 硬石膏在活人劑的作用下，水化硬化能力增強，凝結時間縮短，強度提高。按照《建筑生石灰》等有關標準規(guī)定， 根據氧化鎂含量的多少，石灰分為鈣質石灰和鎂質石灰兩類。石灰的消化過程用下面 熱反應化學式表示： 石灰的消化過程是一個可逆的過程，反應的方向取決于溫度和周圍介質中蒸汽壓。 另外，當水分蒸發(fā)時，液體中氫氧化鈣達到一定程度的過飽和，從而會產生氫氧化鈣的析晶過程，加強了石灰漿中原來的氫氧化鈣顆粒之間的結合。 石灰漿在硬化時，不但游離水分要向環(huán)境排出、而且碳酸化反應生成的水分也要蒸發(fā)到周圍環(huán)境中去，所以只能用于較干燥的環(huán)境，不宜 用于潮濕環(huán)境和水中。如果生石灰粉加水后立即使用，其凝結硬化快，而且由于水灰比較低，硬化后密實度、強度和抗水性都較高。 第十三講 混凝土 一、內容 提要： 本講主要是講解混凝土組成材料，混凝土配合比的設計，新拌混凝土的性能，混凝土的強度等級，混凝土的耐久性與變形性，混凝土的外加劑及混凝土的摻和料。 重混凝土：表觀密度 2600kg／ m3以上。在混凝土凝結、硬化以前，水泥漿體起著潤滑作用，賦予混凝土拌合物流動性，便于施工；在混凝土硬化以后，水泥漿體起著膠粘劑作用，將砂、石骨料粘結成為一個整體，使混凝土產生強度，成為堅硬的人造材料。但是如果水泥用量太少，混凝土中漿體量很少，這勢必會影響到新拌混凝土和易性和硬化混凝土耐久性。顆粒級配 是評定砂質量的一個重要指標。 (ii) 含泥量和泥塊含量：嚴重影響砂的質量，從而影響混凝土的性能。 普通混凝土用粗骨料的質量要求，主要應該控制以下幾個指標： （ i） 最大粒徑和顆粒級配 粗骨料公稱粒級的上限稱為該粒級的最大粒徑。碎石的強度可用其母巖巖石的立方體抗壓強度或碎石的壓碎指標來表示，而卵石的強度就用壓碎指標來表示。根據混凝土種類不同，其配合比設計也不相同。摻外加劑時的混凝土用水量可按下式計算： mwa=mw0(1β) mwa—— 摻外加劑混凝土的用水量（ kg/m3） 。根據計算的混凝土配合比進行試配時，首先應進行試拌，檢查拌合物性能，當拌合物的坍落度或維勃稠度不能滿足要求，或粘聚性和保水性不好時，應在保證水灰比不變的條件下相應調整用水量或砂率，直到符合要求為止。 新拌混凝土的性能 工作性的定義： 新拌混凝土的工作性包括流動性、充填性、粘聚性、保水性、可泵性等，是混凝土拌合物運輸、澆搗、抹面等主要操作工序能夠順利地進行的保證，故又稱和易性。拌合物內部阻力主要來自兩個方面， 一是骨料間的摩阻力，二是水泥漿的粘聚力。 工作性的表征 混凝土拌合物工作性的內容比較復雜，通常是采用一定的實驗方法測定混凝土拌合物的流動性，再輔以直觀經驗，綜合評定其粘聚性和保水性?；炷亮⒎襟w抗壓強度標準值是指用標準方法制作并養(yǎng)護的邊長為 150mm 的立方體試件，在 28 天齡期，用標準試驗方法測得的具有 95％保證率的抗壓強度。抗折強度試驗采用 150mm150mm600mm( 或 550mm)的小梁作為標準試件。混凝土徐變是指混凝土在恒定荷載長期作用下，隨時間而增加的變形。而 D 強度和堅固性屬于粗骨料的質量要求應控制的指標。F) 、火山灰 質硅酸鹽水泥 (簡稱火山灰水泥 PO 。將原料同時烘干與粉磨或先烘干后粉磨成生料粉，然后喂人干法窯內煅燒成熟料，稱為干法生產；將原料加水粉磨成生料漿后喂入濕法回轉窯煅燒成熟料，則稱為濕法生產。硅酸鹽水泥標準稠度用水量，一般在 (24～ 30)％之間。由于游離氧化鎂的水化作用比游離氧化鈣更加緩慢，所以必須用壓蒸法才能檢驗其危害作用。 （ 3）細度 細度：是指水泥顆粒的粗細程度，它是決定水泥性能的重要因素之一。 國家標準《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》 (GB175— 1999)規(guī)定，根據水泥強度等 級值，將硅酸鹽水泥共分為： 、 、 、 、 和 6 六個強度等 級。一般情況下，隨著熟料中 CaO 含量的增加，熟料中礦物成分 C3S 含量增大，從而可以提高水泥的