【正文】 值為： 采用碎石：α a= α b＝ 采用卵石：α a= α b = ?（ 2）養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度 混凝土強(qiáng)度的增長，是水泥的水化、凝結(jié)和硬化的過程，必須在一定的溫度和濕度條件下進(jìn)行。 ?在保 證施工質(zhì)量的條件下，水灰比愈小，混凝土的強(qiáng)度就愈高。 ?(3)劈裂抗拉強(qiáng)度（ fts） 我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，采用標(biāo)準(zhǔn) 試件１５０ｍｍ立方體，按規(guī)定的劈裂抗拉試驗(yàn)裝置測得的強(qiáng)度為劈裂抗拉強(qiáng)度，簡稱劈拉強(qiáng)度 fts 混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度應(yīng)按下式計算： ?式中 fts——混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度， MPa； F——破壞荷載，Ｎ； Ａ ——試件劈裂面面積， mm2。 ?（對于邊長為 100ｍｍ的 立方體試件，換算系數(shù)為 ；邊長為 200ｍｍ的立方體試件，換算系數(shù)為 ）。水泥的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)度用水量大，則拌合物的流動性小。 ?ｍ g0——每立方米混凝土的粗骨料用量（ kg）； ?ｍ s0——每立方米混凝土的細(xì)骨料用量（ kg）； ?β s——砂率（％）； ? P_______粗骨料的空隙率（％） ? ρ 0s , ρ 0g _______砂、石堆積密度（ kg/m3) ?在混合料中，砂是用來填充石子的空隙。水灰比小，水泥漿稠，拌 合物流動性就小，混凝土拌合物難以保證密實(shí)成型。當(dāng)截面尺寸較小或鋼筋較密，或采用人工插搗時，坍落度可選擇大些。 ?根據(jù)坍落度的不同，可將混凝土拌合物分為： ?大流動性混凝土（坍落度大于 160ｍｍ）； ?流動性混凝土（坍落度為 100～ 150ｍｍ）； ?塑性混凝土（坍落度為 50～ 90ｍｍ）及 ?低塑性混凝土（坍落度為 10～ 40ｍｍ）。保水性差的混凝土拌合物，由于水分分泌出來會形成容易透水的孔隙，從而降低混凝土的密實(shí)性。它必須具有良好的和易性，便于施工，以保證能獲得良好的澆灌質(zhì)量；混凝土拌合物凝結(jié)硬化以后，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以保證建筑物能安全地承受設(shè)計荷載；并應(yīng)具有 必要的耐久性。計算混凝土中各項(xiàng)材料的配合 比時，一般以干燥骨料為基準(zhǔn)，而一些大型水利工程常以飽和面干的骨料為準(zhǔn)。它們的危害作用與在細(xì)骨料中相同。 ? 粗骨料的強(qiáng)度及堅(jiān)固性 ?（ 1）粗骨料的強(qiáng)度 ?粗骨料的強(qiáng)度采用巖石立方體強(qiáng)度或粒狀石子的壓碎指標(biāo)來表示。用連續(xù)級配的骨料配制的混凝土混合料，和易性較好，不易發(fā)生離析現(xiàn)象。 ?然而石子最大粒徑（ Dmax）過大時，則由于骨料與水泥砂漿粘結(jié)面積下降等原因造成混凝土的強(qiáng)度下降。 ?圖 41 砂的 3 級配區(qū)曲線 ?例 4６．某干砂 500g 的篩分結(jié)果如下表所列。 ?砂的顆粒級配和粗細(xì)程度，常用篩分析的方法進(jìn)行測定。在相同用量條件下，細(xì)砂的總表面積較大，而粗砂的總表面積較小。水泥漿硬化后，則將骨料膠結(jié)為一個堅(jiān)實(shí)的整體。 石碴類 飾面是在水泥砂漿中摻入各種彩色石碴作骨料，配制成水泥石碴漿抹于墻體基層表面，然后用水洗、斧剁、水磨等手段除去表面水泥漿皮，呈現(xiàn)出石碴顏色及其質(zhì)感的飾面。另外，為減少抹面砂漿因收縮而引起開裂，常在砂漿中加入一定量纖維材料。試配時 至少應(yīng)采用三個不同的配合比，其中一個為基準(zhǔn)配合比，另外兩個配合比的水泥用量按基準(zhǔn)配合比分別增加及減少１０％，在保證稠度、分層度合格的條件下，可將用水量或摻加料用量作相應(yīng)調(diào)整。 當(dāng)水泥砂漿中的計算用量不足 200 kg／ m3 時，應(yīng)按 200 kg／ m3 采用。砂漿粘結(jié)力還與砌筑材料的表面狀態(tài)、潤濕程度、養(yǎng)護(hù)條件等有關(guān)。砂漿的強(qiáng)度除受砂漿本身的組成材料及配比影響外，還與基層的吸水性能有關(guān)。分層度過大，表示砂漿易產(chǎn) 生分層離析不利于施工及水泥硬化。 （ 4）砂漿用水的要求與混凝土的要求相同。 為改善砂漿和易性，降低水泥用量，往往在水泥砂漿中摻入部分石灰膏、粘土膏或粉煤灰等，這樣配制的砂漿稱水泥混合砂漿。測定表觀密度時，直接將材料放入水中，即直接采用排開水的方法來測體積；測定堆積密度時，將材料直接裝入已知體積的容量筒中，直接測試其自然堆積狀態(tài)下體積。 磚、石料、混凝土等礦物材料，多是由于物理作用而破壞，也可能同時會受到化學(xué)作用的破壞。這些作用將使材料發(fā)生體積的脹縮，或?qū)е聝?nèi)部裂縫的擴(kuò)展。 刻劃法用于天然礦物硬度的劃分，按滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、長石、石英、黃晶、剛玉、金剛石的順序，分為１０個硬度等級。 3. 脆性和韌性 材料受力達(dá)到一定程度時，突然發(fā)生破壞，并無明顯的變形，材料的這種性質(zhì)稱為脆性。 α 比熱的計算式如下所示： 3. 熱阻和傳熱系數(shù) 熱阻是材料層（墻體或其它圍護(hù)結(jié)構(gòu)）抵抗熱流通過的能力，熱阻的定義及計算式 為： Ｒ＝ｄ /λ 式中 Ｒ ——材料層熱阻，（ m2土木建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當(dāng)材料兩側(cè)的水壓差較高時，水可能從高壓側(cè)通過內(nèi)部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側(cè)。用于一般受潮較輕或次要的工程部位時， 材料軟化系數(shù)也不得小于 。當(dāng)空氣中濕度在較長時間內(nèi)穩(wěn)定時，材料的吸濕和干燥過程處于平衡狀態(tài)，此時材料的含水率保持不變，其含水率叫作材料的平衡含水率。體積吸水率 WＶ 的計算公式為 材料的吸水率與其孔隙率有關(guān)，更與其孔特征有關(guān)。其中潤濕角 θ 愈小，表 明材料愈易被水潤濕。孔隙率 P 按下式計算： 7. 空隙率 空隙率是指散粒材料在其堆集體積中 , 顆粒之間的空隙體積所占的比例。因此，材料的堆積體積包含了顆粒之間的空隙。材料的堆集體積一般以 來表示。 第二節(jié) 材料的狀態(tài)參數(shù)和結(jié) 構(gòu)特征 1 . 材料的體積 體積是材料占有的空間尺寸。 微觀結(jié)構(gòu) 微觀結(jié)構(gòu)是指材料在原子、分子層次的結(jié)構(gòu)。如加氣混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造輕質(zhì)材料等。 礦物組成 材料中的元素和化合物以特定的礦物形式存在并決定著材料的許多重要性質(zhì)。我國水泥行業(yè)，為我國 經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。 2020年，我國共生產(chǎn)水泥約 70000 萬噸，比 2020 年大幅增長了 12. 7%，占世界產(chǎn)量的三分之一左右，超過亞洲產(chǎn)量的 50%強(qiáng)。 化學(xué)組成決定著材料的化學(xué)性質(zhì)，影響其物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。 （ 2）多孔結(jié)構(gòu)，是指具有粗大孔隙 的結(jié)構(gòu)。比如混凝土骨料、用作絕熱材料的粉狀和和粒狀的添充料。 從宏觀、亞微觀和微觀三個不同層次的結(jié)構(gòu)上來研究土木工程材料的性質(zhì)，才能深入其本質(zhì)，對改進(jìn)與提高材料性能以及創(chuàng)制新型材料都有著重要的意義。根據(jù)其堆積狀態(tài)不同，同一材料表現(xiàn)的體積大小可能不同， 松散堆積下的體積較大，密實(shí)堆積狀態(tài)下的體積較小。 按下式計算： 式中 ρ 0， —材料的堆積密度 , g/cm3 或 kg/m3 m —材料的 質(zhì)量， g 或 kg V0， —材料的堆積體積， cm3 或 m3 粉狀或粒狀材料的質(zhì)量是指填充在一定容器內(nèi)的材料質(zhì)量，其堆積體積是指所用容器的容積而言。 ρ —密度； ρ 0—材料的表觀密度 6. 孔隙率 材料的孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率。 工程實(shí)際中，材料是親水性或憎水性，通常以潤濕角的大小劃分，潤濕角為在材料、水和空氣的交點(diǎn)處，沿水滴表面的切線與水和固體接觸面所成的夾角。0 Vm????000 1???? V VVP%100???ggbm m mmW 體積吸水率是指材料在吸水飽和時，所吸水的體積占材料自然體積的百分率，并以 WＶ 表示。 材料在任一條件下含水的多少稱為材料的含水率，并以Ｗ h 表示，其計算公式為： 顯然，材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。工程中通常將 Ｋ Ｒ ＞ 的材料稱為耐水性材料，可以用于水中或潮濕環(huán)境中的重要工程。 6. 材料的抗?jié)B性 抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。單位質(zhì)量材料溫度升高或降低 1Ｋ所吸收或放出的熱量稱為熱容量系數(shù)或比熱。 材料的單向線膨脹量或線收縮量計算公式為： Δ L =（ t2 t1） 這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形（或永久變形）。通常用刻劃法，回彈法和壓入法測定材料的硬度。 物理作用可有干 濕變化、溫度變化及凍融變化等。 ?生物作用包括菌類、昆蟲等的作用 而使材料腐朽、蛀蝕而破壞。 例 11 材料的密度、表觀密度、堆積密度有何區(qū)別？如何測定？材料含水后對三者有什么影 響？ ?解 密度： 表觀密度： 堆積密度： 對于含孔材料，三者的測試方法要點(diǎn)如下：測定密度時，需先將材料磨細(xì)，之后采用排出液體或水的方法來測定體積。水泥砂漿采用的水泥，其強(qiáng)度等級不宜大于 級；水泥混合砂漿采用的水泥，其強(qiáng)度等級不宜大于 級。一般應(yīng)使用無機(jī)外加劑，其品種和摻量應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。 砂漿的保水性用砂漿分層度儀測定，以分層度（㎜）表示。砌筑砂漿按抗壓強(qiáng)度劃分為 Ｍ Ｍ 1Ｍ 、Ｍ 、Ｍ 等六個強(qiáng)度等級。通常粘結(jié)力隨砂漿抗壓強(qiáng)度的提高而增大。 Ａ、Ｂ ——砂漿的特征系數(shù)， A=， ? B=－ 。然后，確定試配時的砂漿基準(zhǔn)配合比。為此，常需多用一些膠結(jié)材料，并加入適量的有機(jī)聚合物以增強(qiáng)粘結(jié)力。 灰漿類飾面是通過水泥砂漿的著色或水泥砂漿表面形態(tài)的藝術(shù)加工，獲得一定色彩、線條、紋理質(zhì)感的表面裝飾。在硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦予拌合物一定的和易性，便于施工。 ? 砂的粗細(xì)程度與顆粒級配 ? 砂的粗細(xì)程度，是指不同粒徑的砂粒，混合在一起后的總體的粗細(xì)程度，通 常有粗砂、中砂與細(xì)砂之分。當(dāng)砂中含有較多的粗 粒徑砂，并以適當(dāng)?shù)闹辛缴凹吧倭考?xì)粒徑砂填充其空隙，則可達(dá)到空隙及總表面積均較小，這樣的砂比較理想，不僅水泥漿用量較少，而且還可提高混凝土的密實(shí)度與強(qiáng)度。普通混凝土用砂的篩分曲線必須包容在三個級配曲線區(qū)域中的任一個區(qū)域以內(nèi)。在一定的范圍內(nèi)，石子最大粒徑增大，可因用水量的減少提高混凝土的強(qiáng)度。連續(xù)級配是石子粒級呈連續(xù)性，即顆粒由小到大，每級石子占一定比例。碎石、卵石的顆粒級配規(guī)格見表 43 (P84 表 46)。 ? 有害雜質(zhì) ?粗骨料中的有害雜質(zhì)主要有：粘土、淤泥及細(xì)屑；硫酸鹽及硫化物；有機(jī)物質(zhì)；蛋白石及其他含有活性氧化硅的巖石顆粒等。當(dāng)拌制混凝土?xí)r，由于骨料含水量的不同，將影響混凝土的用水量和骨料用量。 ?第二節(jié) . 普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì) ? 混凝土在未凝結(jié)硬化以前，稱為混凝土拌合物。 ? 保水性是指混凝土拌合物在施工過程中，具有一定的保水能力，不致產(chǎn)生嚴(yán)重泌水的性能。坍落度法適用于骨料最大粒徑不大于 40 ㎜，坍落度值不小于 10 ㎜的混凝土拌合物。 ? 和易性的選擇 ?混凝 土拌合物的坍落度，主要依據(jù)構(gòu)件截面大小，鋼筋疏密和搗實(shí)方法來確定。 （２）水泥漿的稠度 ? 水泥漿的稀稠，取決于水灰比的大小。 ?(3) 砂率 ?砂率是指混凝土中砂的用量占砂、石總用量的百分率。 ?４）其他 影響因素 ?水泥品種，骨料種類，粒形和級配以及外加劑等，都對混凝土拌合物的和易性有一定影響。但在計算其抗壓強(qiáng)度時，應(yīng)乘以換算系數(shù)，以得到相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)試件的試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)證明，棱柱體強(qiáng)度與立方體強(qiáng)度的比值為 ～ ?；炷劣不?，多余的水分蒸發(fā)或殘存在混凝土中，形成毛細(xì)管、氣孔或水泡，它們減少了混凝土的有效斷面，并可能在受力時于氣孔或水泡周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中，使混凝土強(qiáng)度下降。 α a,α b 為回歸系數(shù)，與骨料品種、水泥品種有關(guān)，其數(shù)值可通過試驗(yàn)求得。最初７～１４ｄ內(nèi)，強(qiáng)度增長較快，２８ｄ以后增長較慢。任何一道工序忽視了規(guī)范管理和操作，都會導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度的降低。 采用機(jī)械攪拌、機(jī)械振搗的混合料，可使混凝土混合料的顆粒產(chǎn)生振動，降低水泥漿的粘度和骨料的摩擦力，使混凝土拌合物轉(zhuǎn)入液體狀態(tài)，在滿足施工和易性要求條件下，可減少拌合用水量，降低水灰比。 ? 引起混凝土變形的因素很多，歸納起來有兩類：非荷載作用下的變形和荷載作用下的變形 ? 混凝土在非荷載作用下的變形 （ 1）化學(xué)收縮 混凝土在硬化過程中，由于水泥水化產(chǎn)物的體積小于反應(yīng)物（水和水泥）的體積，引起混凝土產(chǎn)生收縮，稱為化學(xué)收縮。混凝土在干燥空氣中存放時，混凝土內(nèi)部吸附水分蒸發(fā)而引起凝膠體失水產(chǎn)生緊縮，以及毛細(xì)管內(nèi)游離水分蒸發(fā)，毛細(xì)管內(nèi)負(fù)壓增大，也使混凝土產(chǎn)生收縮?；炷翜囟扰蛎浵禂?shù)約為 1 105，即溫度升高 1℃，每 m 膨脹 。 ?混凝土的受壓破壞發(fā)展過程及各階段情況如下： ?Ｉ階段：荷載到達(dá) “比例極限 ”（約為極限荷載的３０％）以前、界面裂縫無明顯變化，荷載與變形比較接近直線關(guān)系（圖中曲線ＯＡ段） ?II 階段：荷載超過 “比例極限 ”以后，界面裂縫的數(shù)量、長度和寬度都不斷增大，界面借摩阻力繼續(xù)承擔(dān)荷載，但尚無明顯的砂漿裂縫。水泥用量少，水灰比小，粗細(xì)骨料用量較多，彈性模量大。 ? 混凝土的徐變會使構(gòu)件的變形增加，在鋼筋混凝土截面中引起應(yīng)力的重新分布。這些孔道主要來源于水泥漿中多余水分蒸發(fā)而留下的氣孔、水泥漿泌水所產(chǎn)生的毛細(xì)管孔道、內(nèi)部的微裂縫以及施工振搗不密實(shí)產(chǎn)生的蜂窩、孔洞，這些都會導(dǎo)致混凝土滲