【正文】 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。因為水分是通過材料的開口孔吸入并經過連通孔滲入內部的。 3. 材料的吸濕性 材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質。前者是材料的吸濕過程，后者 是材料的干燥過程。 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。 4. 材料的耐水性 材料的耐水性是指材料長期在飽和水的作用下不破壞，強度也不顯著降低的性質。一般材料吸水后，水分會分散在材料內微粒的表面，削弱其內部結合力，強度則有不同程度的降低。 材料耐水性限制了材料的使用環(huán)境，軟化系數小的材料耐水性差，其使用環(huán)境尤其受到限制。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。 5. 抗凍 性 材料吸水后，在負溫作用條件下，水在材料毛細孔內凍結成冰，體積膨漲所產生的凍脹壓力造成材料的內應力，會使材料遭到局部破壞。 抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經受反復凍融循環(huán)作用而不破壞，強度也不顯著降低的性能。 材料的抗凍等級可分為Ｆ 1Ｆ 2Ｆ 50、Ｆ 100、Ｆ 200等，分別表示此材料可承受 15 次、 25次、 50 次、 100 次、 200次的凍融循環(huán)。 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。這種壓力水的滲透，不僅會影響工程的使用，而且滲入的水還會帶入能腐蝕材料的介質，或將材料內的某些成分帶出，造成材料的破壞。 ?如 P P P P10… 等，表示試件能承受逐步增高至 、 、 … 的水壓而不滲透。導熱性用導熱系數 λ 表示。單位質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或比熱。K ） /W； ｄ ——材料層厚度，ｍ； λ ——材料的導熱系數，Ｗ／ (ｍ 傳熱系數是指材料兩面溫度差為 1Ｋ時，在單位時間內通過單位面積的熱量。 除個別材料以外，多數材料在溫度升高時體積膨脹，溫度下降時體積收縮。 材料的單向線膨脹量或線收縮量計算公式為： Δ L =（ t2 t1） L 式中 Δ L線膨脹或線收縮量 （ mm 或 cm） (t2t1） 材料升（降）溫前后的溫度差（Ｋ） α 材料在常溫下的平均線膨脹系數 (１／Ｋ ) L材料原來的長度（ｍｍ或ｍ） 第四節(jié) 材料的力學性質 1. 材料的強度 材料的強度是材料在應力作用下抵抗破壞的能力。 根據外力作用方式的不同，材料強度有抗拉、抗壓、抗剪、抗彎（抗折）強度等。這種完全恢復的變形稱為彈性變形（或瞬時變形）。這種不能恢復的變形稱為塑性變形（或永久變形）。大部分無機非金屬材料均屬脆性材料，如天然石材，燒結普通磚、陶瓷、玻璃、普通混凝土、砂漿等。在工程 中使用時，應注意發(fā)揮這類材料的特性。韌性以試件破壞時單位面積所消耗的功表示。通常用刻劃法，回彈法和壓入法測定材料的硬度。 回彈法用于測定混凝土表面硬度，并間接推算混凝 土的強度；也用于測定陶瓷、磚。 ②耐磨性 耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力。 材料在建筑物之中，除要受到各種外力的作用之外，還經常要受到環(huán)境中許多自然因素的破壞作用。 物理作用可有干濕變化、溫度變化及凍融變化等。時間長久之后即會使材料逐漸破壞。在高溫環(huán)境下，經常處于高溫狀態(tài)的建筑物或構筑物，所選用的建筑材料要具有耐熱性能。 化學作用包括大氣、環(huán)境水以及使用條件下酸、堿、鹽等液體或有害氣體對材料的侵蝕作用。 ?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。金屬材料主要是由于化學作用引起的腐蝕。瀝青材料、高分子材料在陽光、空氣和熱的作用下，會逐漸老化而使材料變脆或開裂。例如處于凍融環(huán)境的工程，所用材料的耐久性以抗凍性指標來表示。 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如下：測定密度時，需先將材料磨細，之后采用排出液體或水的方法來測定體積。 例 12 某工地所用卵石材料的密度為 、表觀密度為、堆積密度為 1680 kg/m3， 計算此石子的孔隙率與空隙率？ ?解 ?石子的孔隙率 P 為： 例 13 某石材在氣干、絕干、水飽和情況下測得的抗壓強度分別為 17 17 165 MPa，求該石材的軟化系數，并判斷該石材可否用于水下工程。 第一節(jié) 砌筑砂漿 將磚、石、砌塊等粘結成為砌體的砂漿稱為砌筑砂漿。 （ 1）膠結料及摻加料 砌筑砂漿常用的膠凝材料有水泥、石灰膏、建筑石膏等。水泥砂漿采用的水泥，其強度等級不宜大于 級；水泥混合砂漿采用的水泥，其強度等級不宜大于 級。這些材料不得含有影響砂漿性能的有害物質，含有顆粒或結塊時應用３ｍｍ的方孔篩過濾。 (２ ) 細集料 砌筑砂漿用砂宜選用中砂，其中毛石砌體宜選用粗砂。強度等級為Ｍ 的水泥混合 砂漿，砂的含泥量不應超過１０％。一般應使用無機外加劑，其品種和摻量應經試驗確定。 2．砌筑砂漿拌和物的技術性質 (1)砂漿的流動性 表示砂漿在自重或外力作用下流動的性能稱為砂漿的流動性，也叫稠度。工程中對砂漿稠度選擇的依據是砌體類型和施工氣候條件，可參考表 5－ 1 選用（《 砌體工程施工及驗收規(guī)范》（ GB512031998))。 （ 2）砂漿的保水性 攪拌好的砂漿在運輸、停放和使用過程中，阻止水分與固體料之間、細漿體與集料之間相互分離，保持水分的能力為砂漿的保水性。 砂漿的保水性用砂漿分層度儀測定，以分層度（ ㎜ ）表示。砌筑砂漿分層度 不應大于 ３０ ㎜ 。 ?(3) 凝結時間 建筑砂漿凝結時間，以貫入阻力達到 a 為評定依據。 ?3. 砌筑砂漿硬化后的技術性質 強度與強度等級 砂漿以抗壓強度作為其強度指標。砌筑砂漿按抗壓強度劃分為 Ｍ Ｍ 1Ｍ 、Ｍ、Ｍ 等 六個強度等級。 對于水泥砂漿，可采用下列強度公式估算： （１） 不吸水基層（如致密石材）這時影響砂漿強度的主要因素與混凝土基本相同，即主要決定于水泥強度和水灰比。 （２） 吸水基層（如粘土磚及其他多孔材料）這時由于基層能吸水，當其吸水后，砂漿中保留水分的多少取決于其本身的保水性 ，而與水灰比關系不大。計算公式如下： 式中 Ｑ c——每立方米砂漿中水泥用量（ ㎏ ） Ａ、Ｂ —— 砂 漿 的 特 征 系 數 ， A= ， B=－ 各地區(qū)也可用本地區(qū)試驗資料確定Ａ、Ｂ值，統(tǒng)計用的試驗組數不得少于 30 組。通常粘結力隨砂漿抗壓強度的提高而增大。 4. 砌筑砂漿的配合比設計 ?砌筑砂漿配合比設計規(guī)程 （ JGJ/T9896) 砌筑砂漿的配合比應滿足施工和易性（稠度）的要求，保證設計強度，還應盡可能節(jié)約水泥，降低成本。 砌筑砂漿現場強度標準差σ應按下式計算： ?式中 fi——統(tǒng)計周期內同一品種砂漿第ｉ組試件的強度（ MPa）； —統(tǒng)計周期內同一品種砂漿ｎ組試件強度的平均值（ MPa）； ｎ ——統(tǒng)計周期內同一品種砂漿試件的總組數，ｎ ≧ 25。 ?(２ )．計算每立方米砂漿中水泥用量Ｑ c (kg／ｍ ３ ) 每立方米砂漿中水泥用量，可按下式 計算： ? 式中 Ｑ c——每立方米砂漿中水泥用量 , 精確至 1 ㎏ 。 Ａ、Ｂ ——砂漿的特征系數， A=， ? B=－ 。 ?(3) 按水泥用量計算摻加料用量 水泥混合砂漿的摻加料用量應按下式計算： Ｑ D＝Ｑ Ａ 一 Qc 式中 Ｑ ｃ —每立方米砂漿的水泥用量，精確至１ ㎏ ； Ｑ Ａ —每立方米砂漿中水泥和摻加料的總量，精確至 1 ㎏ ；宜在300 ～ 350 ㎏ 之間。 ?(４ ) 確定砂用量 Qs（ kg／ｍ ３ ） Qs= 1ρ 0 干 式中 ρ 0 干 ——砂干燥狀態(tài)（含水率小于 ％）的堆積密度。一般混合砂漿約為： 260～ 300 kg／ｍ ３ ，水泥砂漿約為 270～ 330 kg／ｍ ３ 。然后，確定試配時的砂漿基準配合比。 對三個不同的配合比，經調整后，應按有關標準的規(guī)定成型試件，測定砂漿強度等級，并選定符合強度要求的且水泥用量較少的砂漿配合比。計算此砂漿的配合比。 抹面砂漿的主要組成材料仍是水泥、石灰或石膏以及天然砂等，對這些原材料的質量要求同砌筑砂漿。為此，常需多用一些膠結材料，并加入適量的有機聚合物以增強粘結力。 ?工程中配制抹面砂漿和裝飾砂漿時，常在水泥砂漿中摻入占水泥質量 10％左右的聚乙烯醇縮甲醛膠（俗稱１０７膠）或聚醋酸乙烯乳液等。 常用的抹面砂漿有石灰砂漿、水泥混合砂漿、水泥砂漿、麻刀石灰漿（簡稱麻刀灰）、紙筋石灰漿（簡稱紙筋灰）等。它是在抹面的同時，經各種加工處理而獲得特殊的飾面形式，以滿足審美需要的一種表面裝飾。 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)的藝術加工，獲得一定色彩、線條、紋理質感的表面裝飾。 裝飾砂漿所用膠凝材料與普通抹面砂漿基本相同，只是灰漿類飾面更多地采用白水泥和彩色水泥。土木建筑工程對混凝土質量的基本要求是：具有符合設計要求的強度；具有與施工條件相適應的和易性；具有與工程環(huán)境相適應的耐久性。 ?第一節(jié) 普通混凝土的組成材料 ?普通混凝土（簡稱為混凝土）是由水泥、砂、石和水所組成，另外還常加入適量的摻合料和外加劑。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。 ?1. 水泥 ?水泥是混凝土中最重要的組分。 水 泥強度等級的選擇應當與混凝土的設計強度等級相適應。 ?2. 細骨料 ?由自然風化、水流搬運和分選、堆積形成的、粒徑小于 ｍｍ的巖石顆粒（砂）稱為細骨料。 ? 砂的粗細程度與顆粒級配 ? 砂的粗細程度，是指不同粒徑的砂粒，混合在一起后的總體的粗細程度，通常有粗砂、中砂與細砂之分。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥漿包裹，砂子的總表面積愈大，則需要包裹砂粒表面的水泥漿就愈多。 ?砂的顆粒級配，即表示砂中大小顆粒的搭配情況。要減小砂粒間的空隙，就必須有大小不同的顆粒搭配。當砂中含有較多的粗粒徑砂，并以適當的中粒徑砂及少量細粒徑砂填充其 空隙，則可達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度與強度。用級配區(qū)表示砂的顆粒級配，用細度模數表示砂的粗細。 ?細度模數的計算公式為： ?式中 ai分計篩余百分率，即該號篩的篩余量除以試樣總量； ?Ａ i累計篩余百分率，即該號篩與大于該號各篩分計篩余百分率之和。普通混凝土用砂的細度模數一般 .在 ～ 之間較為適宜。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。試計算該砂的細度模數并評定其級配 ?砂按技術要求分為三類： ?I類宜用于強度等級 C60 的混凝土 ?II 類宜用于強度等級 C30~C60 的混凝土及有抗凍抗?jié)B或其他要求的混凝土； ?III 類宜用于強度等級 C30 的混凝土和建筑砂漿 ? 砂中有害雜質的含量 ?為保證混凝土的質量，砂中有害雜質 的含量，應符合國家技術規(guī)范的規(guī)定。 ?砂中不應含有活性氧化硅，因為砂中含有的活性氧化硅，能與水泥中的堿分（Ｋ 2Ｏ及 ?Ｎａ 2Ｏ）起作用，產生堿骨料反應，使混凝土發(fā)生膨脹開裂。對用于配制普通混凝土的卵石和碎石有以下技術要求： ? 最大粒徑、顆粒級配 ? （ 1）石子最大粒徑（ Dmax） ? 石子各粒級的公稱上限粒徑稱為這種石子的最大粒徑。在一定的范圍內，石子最大粒徑增大，可因用水量的減少提高混凝土的強度。同時，最大粒徑的選用，要受結構上諸因素和施工條件等方面的限制。另外還受攪拌機以及輸送管道等條件的限制。級配試驗采用篩分法測定 ，即用 、 、 、 、 、 、 、 、 、 和 90ｍｍ等十二種孔徑的圓孔篩進行篩分。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。連續(xù)級配是工程上最常用的級配。間斷級配是人為地剔除骨料中某些粒級顆粒，從而使骨料級配不連續(xù)，大骨料空隙由小幾倍的小粒徑顆粒填充，以降低石子的空隙率。由于其顆粒粒徑相差較大，混凝土混合物容易產生離析現象，導致施工困難。碎石、卵石的顆粒級配規(guī)格見表 43 (P84 表 46)。 ?巖石立方強度試驗，是用母巖制成 5 5 5 ㎝ 立方體，或直徑與高度均為 5 ㎝ 的圓柱體試樣，浸泡水中４８ｈ