建筑材料与检测 - 教学大纲

建筑材料教案

一，掺混合材料的硅酸盐水泥的定义、分类

1定义：在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量的混合材料的硅酸盐水泥。 2分类：（1）普通硅酸盐水泥；（2）矿渣硅酸盐水泥；（3）火山灰质硅酸盐水泥；（4）粉煤灰硅酸盐水泥；（5）复合硅酸盐水泥。 ? 水泥混合材料 ①粒化高炉矿渣：凡在高炉冶炼生铁时，所得以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后，即为粒化高炉矿渣，简称矿渣。

②粉煤灰：从煤粉炉烟道气体中收集的粉末称为粉煤灰。

③火山灰质混合材料：凡天然的或人工的以氧化硅、氧化铝为主要成分的矿物质材料，本身磨细加水拌和并不硬化，但与气硬性的石灰混合后，再加水拌和，则不单能在空气中硬化，而且能在水中继续硬化的，称为火山灰混合材料。

二、几大水泥的特性及选择

1，六大水泥的特性与选用**

? 六大水泥的特性，见教材 ? 六大水泥的选用，见教材

2， 几种通用水泥的组成与技术要求

①普通硅酸盐水泥

凡由硅酸盐水泥熟料，6％～15％混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性凝胶材料，成为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）代号P?O，水泥中混合材料掺加量按质量百分比计。

与硅酸盐水泥相比，早期硬化速度稍慢，其3d的抗压强度稍低，抗冻性与耐磨性能也稍差。在应用性能方面，普通水泥与硅酸盐水泥也相似，广泛应用于各种混凝土或钢筋混凝土工程，是我国主要水泥品种之一。

②矿渣水泥

凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性凝胶材料称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥），代号P?S。水泥中粒化高炉矿渣掺加量按质量百分比计为20％～70％。

③火山灰水泥

凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥）。代号P?P。水泥中火山灰质混合材料掺加量按质量百分比计为20％～50％。

④粉煤灰水泥

凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥）。代号Ｐ?Ｆ。水泥中粉煤灰掺加量按质量百分比计为20～40％。

⑤复合水泥

凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥），代号P?C。水泥中混合材料总掺加量按质量百分比计应大于15％，但不超过50％。

4.3 特性水泥和专用水泥

一，高铝水泥

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建筑材料教案

以铝酸钙为主、氧化铝含量约50%的熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为高铝水泥。 高铝水泥的特点：（1）强度发展非常迅速，24h内几乎可达到最高强度，标号以3d抗压强度来表示。该水泥分425、525、625、725四个标号。其28d强度不得低于3d强度指标。（2）是在低温（5～10℃）也能很好硬化，而在高温（>30℃）养护时强度剧烈下降。因此高铝水泥使用温度不得超过30℃，更不宜采用蒸汽养护。

高铝水泥抗硫酸盐性能好，对碳酸和稀酸（pH不小于4）也有很好的稳定性，但对浓酸和浓碱的耐蚀性不好。目前高铝水泥主要用于配制膨胀水泥、自应力水泥和耐热混凝土。

二，快硬硫铝酸盐水泥

以适当的生料烧至部分熔融，得到以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物成分的熟料，加入适量的石膏磨细的具有早期强度高的特点的水硬性胶凝材料，称为快硬硫铝酸盐水泥。

强度发展很快，早期强度高，且结构致密，孔隙率小，抗渗性高，水化产物中Ca(OH)2

的含量少，抗硫酸盐侵蚀能力强。因此快硬硫铝酸盐水泥主要用于配制早强、抗渗、抗硫酸盐侵蚀的混凝土工程。可用于冬季施工、抢修、堵漏等工程。

三， 道路硅酸盐水泥

由较高铁铝酸钙含量的硅酸盐道路水泥熟料，0～10%活性混合材和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为道路硅酸盐水泥，简称道路水泥。

对道路水泥（Portland cement for road）的性能要求是：耐磨性好、收缩小、抗冻性好、抗冲击性好，有高的抗折强度和良好的耐久性。

四， 其它水泥

除上述水泥外，还有快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、膨胀铁铝酸盐水泥、自应力水泥、中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、油井水泥、砌筑水泥、白色硅酸盐水泥和彩色水泥等。下面仅介绍其中几种。

⑴ 白色硅酸盐水泥和彩色水泥 ⑵ 抗硫酸盐硅酸盐水泥

抗硫酸盐水泥适用于一般受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下、隧涵、道路和桥梁基础等工程设施。

⑶ 砌筑水泥

一般不用于钢筋混凝土结构和构件，主要用于工业与民用建筑的砌筑砂浆、内墙抹面砂浆，也可用于配制道路混凝土垫层或蒸养混凝土砌块。

⑷ 膨胀和自应力水泥

⑸ 中热水泥和低热矿渣水泥

主要特点为水化热低，适用于大坝和大体积混凝土工程。

第5章 混 凝 土

教学要求：

1，掌握普通混凝土组成材料的品种、技术要求及选用；

2，熟练掌握各种组成材料各项性质的要求，测定方法及对混凝土性能的影响； 3，熟练掌握混凝土拌和物的性质及其测定和调整方法；

4，熟练掌握硬化混凝土的力学性质，变形性质和耐久性及其影响因素; 5，熟练掌握普通混凝土的配合比设计方法。

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? 重点：混凝土的和易性，硬化混凝土的力学性能、变形性质和耐久性。

?

难点：混凝土的耐久性和普通混凝土的配合比设计

一、概述：

1， 混凝土的定义：

混凝土是由胶凝材料、状粒材料、水及其他外加剂按照适量的比例配制而成的。 *在土木工程中，应用最广泛的是水泥混凝土：以水泥为胶凝材料，以砂、石为骨料，加水拌制成的混合物，经过一定时间硬化而成的水泥混凝土。 2， 混凝土的优点和缺点：

1， 原材料丰富，成本低；混凝土中80%以上的是砂、石子，资源十分丰富。 2， 良好的可塑性；利用模板可以制成任何形状、尺寸的构件； 3， 高强度；混凝土的抗压强度为20~55MPa.

4， 良好的耐久性；有抗冻、抗渗、抗风化、抗腐蚀等性能，比钢材、木材更耐久； 5， 可用钢筋增强； 6， 自重大；脆性材料；

3， 分类：

? 混凝土按胶凝材料分类：

（1） 水泥混凝土:在土木工程中应用最广泛；（2）石膏混凝土；（3）沥青混 凝土：在公路工程中应用较多；（4）聚合物混凝土等；

? 按表观密度分类：

特重混凝土（ ?0>2500kg/m3)； 普通混凝土（1900

? 按用途分类：结构用混凝土；道路混凝土；特种混凝土；耐热混凝土；耐酸混凝土

二、普通混凝土的组成材料

1，水泥：

（1）水泥品种的选择：主要根据混凝土工程的特点和所处的环境，参考规范选择；

（2）水泥强度等级的选择：一般来说，配制高强度的混凝土，选用强度等级高的水泥；配制低强度的混凝土，选用强度等级低的水泥。根据经验，一般水泥的强度为混凝土强度等级的（1.5～2.0）倍左右。 2，混凝土用水：

凡符合国家标准的生活饮用水，均可拌制混凝土。

? 思考题：海水为什么不能用作混凝土用水？

答：海水中含有硫酸、镁盐和氯化物，对水泥石有侵蚀作用，对钢筋也会造成锈蚀，因此不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土工程。

3，骨料：

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普通混凝土所用骨料按粒径大小分为粗骨料和细骨料两种。 （1）粗骨料和细骨料划分的标准： （2）骨料的技术质量要求：

GJ53－92《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》和JGJ53－92《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》这两个行业标准对骨料的质量及其检验作出了相关的规定，主要包括有：泥和泥块含量、有害物质含量、坚固性、碱含量、级配和粗细程度、形状和表面特征及强度等。

（3）砂的级配和粗细程度：

? 重点阐述筛分析法将500g干砂，依次通过一套孔径为4.75、2.36、1.18、0.660、

0.30和0.15的六个标准筛，测量各筛筛余量的质量mi，计算出各筛的分计筛余量和累计筛余量。 A,分计筛余量mi：砂子通过六个标准筛时各筛上的筛余量，即mi(其中i=1,2,3,4,5,6)；

B,分计筛余率 ?i：各筛上的分计筛余量占砂样总质量（500g）的百分率; C,累计筛余率 Ai：各筛与比该筛粗的所有分计筛余率之和;

Imi?i?,(i?1,2,3,4,5,6) Ai???J,(J?1,2,3,4,5,6)

500J? 级配划分的标准：按GB/T14684-2001标准规定，砂按0.60mm筛孔的累计筛余百分率计，可分三个级配，具体参见教材P59 表5.5 砂的颗粒级配区 ? 三个级配区： I级配区砂： A4 =（85~71）%； II级配区砂：A4 =（41~70）%； III级配区砂： A4 =（16~40）%。

? 砂的粗细程度:指不同粒径的颗粒混合物的平均粗细程度

砂的粗细程度用细度模数表示，一般分为粗砂、中砂和细砂等;

Mx?? ?

?A2?A3?A4?A5?A6??5A1100?A1

粗砂： Mx=3.7~3.1； 中砂：Mx=3.0~2.3； 细砂： Mx =2.2~1.6 特细砂：Mx=1.5~0.7。

? 普通混凝土优先使用中砂 MX =3.0~2.3；

? 课堂例题：P98 习题5.1 甲砂的细度模数的计算和级配情况的评定？

答：A4?62%,Mx?2.87,属II级配区，中砂；

（4）石子粒径D的一般范围：4.75mm

? 建筑工程中考虑最大粒径Dmax的意义：

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