1、传统七大建材*— 砂石、胶凝材、混凝土、砖瓦、钢材、木材、沥青

2、建筑材料的意义和作用：建筑材料是土木工程的物质基础；建筑材料影响和制约工程质量、功能与经济性能；建筑材料的发展历程是时代象征、文明标志

3、土木工程对材料的基本要求：安全、适用、美观、耐久、经济

4、我国常用的技术标准分为四大类：国家标准、行业标准和地方、企业标准

5、建筑材料的基本性质：指各种建筑材料的普遍的共性。

6、密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。表观密度是指自然状态下单位体积（含材料实体及闭口孔隙体积）的质量，也称视密度。表观或体积密度值必须注明含水情况，未注明者常指气干状态(表面干燥状态)；

7、基元是构成材料最基本单元。无机非金属材料的基元是矿物；有机高分子化合物的基元是链节。

8、微观结构:（显微结构）是指材料内部原子、分子、离子等微观质点的空间排列方式。

n  分辨程度 : Å=10^-10m

9、晶态物体在高温下熔融变为液态，当温度骤然下降到低于凝固点温度时，熔体内部质点来不及排列成有序结构而凝固成固体状态即成为玻璃体结构。

10、胶体：是指高度分散的分散体，更严格的说是胶态分散体。由分散相和分散介质两相组成。胶粒粒径：10^-7-10^-10 m。分类：  溶胶：胶粒少。 ； 凝胶：胶粒多。凝胶具有固体性质，长期应力作用下又具有粘性液体流动性质。 特点：强度低，变形大。

11、宏观结构亦称构造

n  按孔隙尺寸分：1)致密结构2)孔隙结构3)多孔结构

n  按构成形态分：)聚集结构2)纤维结构3)层状结构4)散粒结构：

12、 孔隙率：是材料体积内，孔隙体积所占的比例。

密实度：是材料体积内被固体物质充实的程度。

 

13、 空隙率 ：散粒材料堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。

 填充率 ：散粒材料堆积体积中，颗粒填充的程度

 

14、从材料宏观结构角度来看，影响材料性能的因素主要是孔结构。

n  组成和微观结构相同，而宏观结构不同的材料也会表现出不同的物理性能。

n  同样，尽管不同的组成和微观结构，只要宏观结构相同也会表现出相同的工程性质。

有利--

      减轻自重、改善保温、隔热、隔声性能；

不利--

      力学性能变差、耐久性降低。

一般的，随孔隙率增加----

n  密度——不变

n  表观密度——降低

n  强度——降低

n  吸水率——增加

n  抗渗性——降低

n  抗冻性——降低

n  导热系数——减小

15、不透水混凝土的问题：

    1）渗入地表水减少，影响植被；

    2）不透气，热交换少，温湿调节差，“热岛”；

    3）降雨排水难；

    4）积水——安全问题；

    5）路面交通噪音大。

       透水混凝土主要用于：道路、停车场、隔离带等；法国60%的网球场。

16、力学性质：材料在外力作用下所引起的变化的性质。这些变化包括材料的变形和破坏。

材料的变形:  指在外力的作用下，材料通过形状的改变来吸收能量。

材料的破坏:  指当外力超过材料的承受极限时，材料出现断裂等丧失使用功能的变化。

17、弹性变形、塑性变形、脆性材料、延性材料

材料的韧性(亦称冲击韧性):是指以材料抵抗冲击或振动荷载作用而不破坏的能力

18、硬度:指材料表面抵抗硬物压入或刻划的能力。

方法：刻划法和压入法

19、材料的力学破坏本质：是由于原子间或分子间的结合键受拉力作用发生断裂所造成

    断裂的形式是脆裂或产生晶界面滑移。

    滑移：即在切应力作用下晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分产生滑动。所沿晶面和晶向称为滑移面和滑移方向。

20、理论强度＞＞实际强度原因分析：实际材料的结构中都存在许多的缺陷，如杂质、微裂纹和孔隙等。(当受外力作用时，裂纹端部产生应力集中现象，引起裂缝扩展，导致材料的破坏)

21、影响材料强度的因素

1.材料的组成、结构与构造；2.孔隙率与孔隙特征；3.试件的形状和尺寸；

4.加荷速度；5.试验环境的温度、湿度；6.受力面状态。

22、强度等级：建筑材料常根据极限强度的大小，划分为不同的强度等级或标号。

强度与强度等级的区别：

n  a)强度是实测值；强度等级是人为规定的强度范围。

n  b)强度是材料的承力极限值，是唯一的；每一强度等级则包含一系列强度值。

23、耐久性是指在使用条件下，在各种因素作用下，在规定使用期限内不破坏，也不失去原有性能的性质。

耐久性是材料的一种综合性质，诸如抗冻性、抗风化性、抗老化性、耐化学侵蚀性等均属于耐久性范围。

各种因素：物理作用、化学作用、机械作用、生物作用

24、大理石变色、褪色：大理石主要成份是CaCO3，当与大气中的SO2接触会生成硫酸钙，使大理石变色，特别是红色大理石最不稳定，更易于反应从而更快变色。

   釉面砖破裂原理：釉面砖为多孔的精陶质坯体，因坯体与釉的膨胀系数不同，使得它们在干湿环境下变形不一致，内部产生应力，且釉面砖坯体烧结温度偏低，吸水率较高，故湿胀干缩较大，从而造成釉层开裂。

25、亲水性：材料遇水后，水在材料表面易于扩展，这种与水的亲合性称为亲水性，相应材料称亲水材料。

憎水性：当材料与水接触时不与水亲合，这种性质称为憎水性，相应材料称为憎水材料。

n  分  析：材料具有亲水性或憎水性的 根本原因在于材料的分子结构。

n  亲水性材料与水分子之间的分子亲合力，大于水分子本身之间的内聚力；

n  憎水性材料与水分子之间的亲合力，小于水分子本身之间的内聚力。

n  如何定量区分亲水性：

润湿角：固、气、液三态交点处，沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的夹角。

亲水性（θ≤90）；   憎水性（θ＞90）

26、吸水性: 材料在水中能吸收水分的性质称为吸水性。用吸水率表示，取决于孔隙率和孔隙特征，密实材料和具有闭孔的材料不吸水，粗大孔隙不宜存留也低。

吸湿性: 材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。用含水率表示。

孔隙水饱和系数：材料体积吸水率与材料孔隙比的比值，越小抗冻性越高，开孔隙少。

n  质量吸水率：用材料吸入水的质量与材料干质量之比。

n  体积吸水率：材料吸入水的体积与材料自然状态下体积比。

ρw=1g/cm3，其中体积吸水率等于质量吸水率乘以材料干表观密度

含水率：指材料内部所含水重占材料干重的百分率。

m_s — 材料在吸湿状态下的重量，g；      m_g — 材料在干燥状态下的重量，g。

材料吸湿性作用一般是可逆的，吸湿性随空气的湿度和环境温度的变化而改变，当空气湿度较大且温度较低时，材料的含水率就大，反之则小。

平衡含水率：材料中所含水分与空气的湿度相平衡时的含水率

27、耐水性:材料长期处于水的作用下而不破 坏，其强度也不显著降低的性质。

耐水性指标软化系数:材料在饱和水状态和干燥状态下的力学指标比值。

fw - 材料在吸水饱和状态下的抗压强度,MPa

f   - 材料在干燥状态的抗压强度，MPa

n  1.软化系数反映了材料饱水后强度降低的程度，是材料吸水后性质变化的重要特征之一。

n  2.一般材料吸水后，水分会分散在材料内微粒的表面，削弱其内部结合力，强度则有不同程度的降低。当材料内含有可溶性物质时（如石膏、石灰等），吸入的水还可能溶解部分物质，造成强度的严重降低。

n  3.材料的软化系数的范围在0～1之间。用于水中、潮湿环境中的重要结构材料，必须选用软化系数不低于0.85的材料；用于受潮湿较轻或次要结构的材料，不宜小于0.70～0.85。

n  4.通常软化系数大于等于0.85的材料称为耐水材料。

28、抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质。

抗渗性指标： 渗透系数、抗渗等级

渗透系数物理意义：在一定时间t内，透过材料试件的水量Q，与试件的渗水面积A及水头差成正比，与渗透距离(试件的厚度)d成反比。

    影响材料抗渗性的因素：材料亲水性和憎水性；材料的密实度；材料的孔隙特征。

29、抗冻性：建筑材料抵抗冻融循环作用的能力，或者说是建筑材料在规定的冻融循环制度下保持强度和外观完整性的能力。

            一冻一融为一个冻融循环。

冻融破坏必须具备三个条件：即材料本身孔结构、饱水状态和正负温变化。

材料冻融破坏主要是因为其孔隙中的水结冰所致

抗冻性的主要影响因素：1）材料的孔结构及孔隙率；

2）  饱水程度；

         3）材料本身性能：强度、变形能力等；

4）外界条件：冻融温度、结冰速度、冻融频繁程度等因素；

抗冻性指标即抗冻性等级：抗冻等级是以规定的试件，在规定试验条件下，测得其强度和质量损失或强度和动弹性模量损失降低不超过规定值，并无明显损坏和剥落时所能经受的冻融循环次数，以此作为抗冻等级，用符号“Fn”表示，其中“n”即为最大冻融循环次数，如 F25、F50等。

30、材料的化学稳定性：材料抵抗有害介质作用的性能

酸碱介质中以碱性率M₀评价

31、     建筑材料的功能物理性质：声学、热学、光学

导热性用导热系数 λ 表示，具有开口孔隙材料吸水后其导热系数增大，因此，应使保温材料经常处于干燥状态。

32、    胶凝材料：通过物理化学作用，能由可塑性浆体变成坚固石块体，并能将其它散粒状材料或块状材料粘结成整体的材料。

胶凝材料分为有机胶凝材料（沥青聚合物）和无机胶凝材料，其中无机又分为气硬性胶凝材料（石灰、石膏、水玻璃）和水硬性胶凝材料（水泥）

水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅组成。

气硬性胶凝材料： 只能在空气中硬化并保持或继续发展其强度，只适用于干燥环境、不宜用于潮湿和水中环境。

水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，又能更好在水中硬化并保持或继续发展其强度。既适用于干燥环境、也适用于潮湿或水中环境

33、生石灰的原料：以碳酸钙(CaCO₃)为主要成分的天然岩石。

成分最常用：石灰石、白云质石灰石（CaCO3 -MgCO3）

n  正火石灰：又称正烧石灰，即在低于烧结温度下煅烧，分解完全的石灰。主要成分是CaO，色淡，无明显的烧结和体积收缩，无裂缝或微裂缝，质量好。

n  过火石灰：又称死烧石灰，煅烧时间过长/温度过高得到的。颜色较深（灰黑色）、块体致密，表面出现裂纹或玻璃状的外壳，体积收缩明显，块体容重大。

n  欠火石灰：欠烧石灰或轻烧石灰，是石灰石或白云石尚未完全分解（未烧透）而得到的石灰，主要由于窖温不均匀、温度低或燃烧时间不足引起。

特点：内部有未分解的核，容重较大，熟化后残渣含量大。

n  过火石灰危害：过火石灰水化极慢，当石灰变硬后才开始熟化，产生体积膨胀，引起已变硬石灰体的隆起鼓包或开裂。

34、石灰分类方式：按加工方式分类、按含镁量分类、按使用性质分类

按加工方式分类：

生石灰：生石灰块b)生石灰粉

熟石灰：a)石灰浆(石灰膏):含3～4倍体积H2O

b)石灰水:溶有Ca(OH)2的透明液体

c)消石灰粉:生石灰用适量水经消化和干燥

35、石灰的熟化：生石灰转化为熟石灰的过程   CaO+H2O = Ca(0H)2

       熟化特点：熟化过程是剧烈的放热反应；同时伴有显著的体积膨胀 (1～2.5倍)

陈 伏：为防止熟石灰中过火石灰颗粒的危害，石灰浆应在熟化池中静置14d以上，称为“陈伏”。陈伏时石灰浆表面应保持一层水，以防止石灰膏碳化。方法：生石灰在化灰池中化浆后，通过筛网流入储浆池，沉淀后除去上层水份称为石灰膏。“陈伏”的目的：1）使石灰颗粒充分熟化；  2）沉淀欠火、过火颗粒。

石灰的硬化：干燥、结晶、碳化3个过程

   干燥：水分蒸发，产生毛细管压力，压密石灰粒子——附加强度（数值不大，遇水失去）

结晶：水分蒸发， Ca(OH)2过饱和析晶——结晶强度（结晶数量少，强度增长不显著）

碳化：Ca（OH）2＋CO2＋H2O —— CaCO3 +2H2O——碳化强度

Ca(OH)2和CaCO3交叉联生、共生、紧密交织结构网；硬化浆体获得稳定强度。

36、石灰的技术性质：

1.良好的保水性（颗粒多，表面积大）、可塑性；吸湿性强（生石灰）—水泥砂浆加入石灰浆，克服水泥保水性差

2.耐水性差：潮湿环境有水存在，不易硬化； 硬化后Ca(OH)2结晶可溶于水；

3.体积收缩性大：毛细管失水收缩，常掺纸筋、麻刀、砂等，除涂刷外不宜单独使用

4.硬化缓慢、强度低：0.2-0.5MPa。

三个常用品种—— 建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉、

37、建筑石灰的应用：制作石灰乳涂料；配制砂浆；拌制石灰土和石灰三合土；生产硅酸盐制品

石灰土：消石灰粉与粘土的拌合物；

三合土：若再加入砂（或碎石、炉渣等）。

应用：三合土和石灰土主要用于建筑物地基、路面和地面的垫层。

38、石灰的储存：

1、生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。

2、不得与易燃、易爆等危险液体物品混放和混运。

3、熟石灰使用前须陈伏14d以上，防止过火石灰危害。

39、石膏:以硫酸钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料。

原料^：

天然石膏：天然二水石膏（软石膏或生石膏）(CaSO₄·2H₂O)

            天然无水石膏（硬石膏）(CaSO₄)

化工石膏：主要成分是CaSO₄·2H₂O和CaSO₄的混合物

CaSO₄·2H₂O磨细和加热  建筑石膏β-G_0.5（加热到107~170）

5种形态   7个变种

石膏水化：将CaSO4·0.5H2O与适量的水拌合后变成为CaSO4·2H2O的过程。

凝结：水化物由可塑性浆体，逐渐变稠失去可塑性，但尚无强度。

硬化：凝结后迅速产生强度，并发展成坚硬固体。

拌水后形成流动的可塑性胶凝体，.CaSO₄·2H₂O在常温下溶解度仅为CaSO₄·0.5H₂O的1/5，二水石膏胶体微粒析出。.水分逐渐减少，浆体变稠而失去流动性，可塑性也开始下降，称为石膏的初凝。.水分继续减少，微粒间摩擦力和粘结力增大，浆体完全失去可塑性，开始产生结构强度，则称为终凝。.晶体颗粒长大、连生、交错，浆体变硬产生强度，硬化。

40、建筑石膏的技术性质：

多孔性：理论上需水量18.6%，通常需加水60%～80%，孔隙率40%～60%；

吸湿性强、耐水性差、抗冻性差；

耐火性好；

装饰性好：可塑性强；色白、质细、光洁饱满

可加工性；

微膨胀性：硬化后微膨胀0.2~1.5%

41、通用硅酸盐水泥 ：以硅酸盐水泥熟料和适量石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。

硅酸盐水泥：分P·I（不掺混合材料）和P·Ⅱ型（混合材不超过5%）           

普通硅酸盐水泥：    简称普通水泥；    代号P·O

42、硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、0％-5％石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。

原材料**：  石灰质材料: 提供成分CaO；

粘土质材料: SiO₂、Al₂O₃、少量Fe₂O_3；

校正原料:硅藻土、黄铁矿；             

石  膏；

混合材料。

生产工艺^**：两磨一烧

硅酸盐水泥的组成**：1.熟料；2.石膏；3.混合材料

熟料： 由主要含CaO、SiO₂、A1₂O₃、Fe₂O₃的原料，按适当比例磨成细粉(生料)烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质

混合材料：在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥强度等级而加到水泥中的人工的和天然的矿物材料。分为非活性混合材料和活性混合材料

活性混合材料：具有火山灰性或潜在水硬性，以及兼有火山灰性和水硬性的矿物质材料。不与水直接反应，但有激发剂（石灰、石膏）时，就能水化，生成具有胶凝能力的水化产物，既能在水中，也能在空气中凝结硬化。

CH、石膏使混合材料的潜在活性得以发挥，起激发水化、促进凝结硬化的作用。

     石膏：硫酸盐激发剂（潜在水硬性）。

       Ca(OH)₂：碱性激发剂（火山灰性）

常用**：天然类、人工类、工业废料类

非活性混合材料：凡常温下与石灰、石膏或硅酸盐水泥一起，加水拌合后不能发生水化反应或反应甚微，不能生成水硬性产物。

常用：低活性矿渣、粉煤灰、火山灰；石灰石、砂岩

作用：提高水泥产量；调节水泥强度等级；减少水化热；降低成本。

硅酸盐水泥的水化：水泥熟料矿物与水的作用称为水泥的水化反应

            凝结^** :水泥加水拌和发生水化逐渐失去可塑性但尚不具备强度

            硬化^** :水泥水化到一定程度开始产生强度，并变为坚硬水泥石

.硅酸三钙、硅酸二钙的水化: 2(3CaO·SiO₂)　+　6H₂O　=　 C-S-H +　3Ca(OH)₂

C₃S：水化速度很快，放出大量热，强度高。C₂S：水化速度较慢，水化热小，强度早低后高。

C-S-H凝胶:呈无定形的胶体状;在水化初期，Ca(OH)2长大变厚成叠片状

铝酸三钙（C₃A）的水化: 3CaO·Al₂O₃+　6H₂O　=　3CaO·Al₂O₃·6H₂O（C₃AH₆）

,特点：水化速度很快，放出大量热，强度低。

铝可被铁置换成为含铝、铁的高硫型水化硫铝酸盐，故常用AFt表示，称为钙矾石，是难溶于水的针状、棒状晶体。

矿物特性^**

水泥C₃A和C₃S含量高，导致水化热高；且在浇注混凝土中，混凝土的整体温度高，以后混凝土温度随环境温度下降，混凝土产生冷缩，造成混凝土贯穿型的纵向裂缝。

措施：选用低水化热，即C₃A和C₃S的含量较低的水泥。水泥用量及水灰比也需适当控制。

熟料矿物的水化四个阶段：初始反应期、潜伏期 、凝结期、硬化期

43、水泥最终水化产物^***

2种凝胶：水化硅酸钙C-S-H，水化铁酸钙  　CFH

3种晶体   氢氧化钙CH，水化铝酸钙C4AH13，C3AH6，水化硫铝酸钙  AFt (AFm)  

水泥石的内部组成^***：

存在固相、液相和气相，硬化后的水泥石是一种多相多孔体系。

水泥凝结硬化的影响因素**：

水化特点**-：1 水化速度较慢；(二次反应或二次水化）

2 水化产物：氢氧化钙、水化铝酸钙少；C-S-H、AFt或Afm多。

3 外界温湿度影响大：温度敏感性大，常温反应很慢，高温下反应很快。

44.硅酸盐水泥的主要技术性质和指标***

1 密度、堆积密度2 细度3 需水性4 凝结时间5 安定性6 强度7 水化热8 其它化学指标

细度：是指水泥颗粒的粗细程度，越细，水化速度越快、强度越高；但成本越高、易产生收缩裂纹；越粗，活性太差。一般认为，水泥颗粒小于40um才具有较高的活性，大于100um活性就很小了。

需水性：水泥获得一定稠度所需水量的性质。

标准稠度：为测定水泥的凝结时间、安定性等性能，使其具有准确的可比性，水泥净浆以标准方法测试所达到统一规定的浆体可塑性程度

凝结时间：水泥从加水开始到失去流动性，即从可塑状态发展到固体状态所需要的时间

初凝时间：自加水起至水泥浆开始失去塑性所需的时间。

终凝时间：自加水起至水泥浆完全失去塑性、开始有一定结构强度。

水灰比下降，凝结时间下降

初凝不宜过快 ，终凝不宜过迟 ，GB175中规定硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于390min（6.5h）。初凝时间不符合上述规定的水泥为废品，终凝为不合格品。

安定性：是指水泥浆体在硬化过程中体积变化的稳定性

    安定性不良：硬化后体积变化不稳定，产生不均匀体积变化

      危害：会导致硬化水泥石或混凝土裂缝、开裂，强度降低等。

        GB175：安定性不良为不合格品废品，不得用于工程。

    安定性不良的原因：熟料矿物组成中含有过多的f-CaO；2）熟料矿物组成中含有过多的f-MgO；3）水泥粉磨时所掺石膏超量（SO3）。

n  注：f-CaO、f-MgO是水泥烧制过程中没有与SiO₂或Al₂O₃结合成盐类，而是成游离、死烧状态，相当于过火石灰，水化极为缓慢。

安定性检验方法：沸煮法： f-CaO

压蒸法：f-MgO 水化缓慢，沸煮法不能检验，GB175规定硅酸盐水泥MgO含量不得超过5.0%，若压蒸合格可放宽到6.0%；

石膏的安定性，需长期浸在常温水中才能发现，不便于检验，GB175规定硅酸盐水泥SO₃含量不得超过3.5%。

45．强度等级测定方法：

将水泥和标准砂按1:3混合，加入规定数量水(水灰比0.50),按规定方法制成40×40×160标准胶砂试件，在标准温度(20士1℃)水中养护，分别测定其3d和28d抗压和抗折强度

强度等级划分：水泥按3d强度分为普通型和早强型两种类型。共六个强度等级。

各龄期强度不得低于规定值,如有一项低于规定值，则为不合格品。

水化热：水泥和水发生化学反应放出的热量，水化热大部分在水化初期放出。                           

46．硅酸盐水泥的使用：

侵蚀的原因： 内因：水泥石组成与结构

             外因：侵蚀介质；环境条件：介质浓度、温湿度、水流

（1）溶解性侵蚀（软水侵蚀）；（2）离子交换型侵蚀；（3）生成膨胀性物质。

溶解性侵蚀：Ca(OH)₂在淡水、流动水、压力水中易不断溶解流失，OH^-下降，引起其它水化产物分解，高碱度物质分解为低碱度物质，水泥石变得多孔疏松。

采取措施：1）合理选用水泥品种 2）提高水泥石的密实度3）表面加保护层4）控制碱含量及集料中的活性氧化硅

水泥风化：水泥在贮运过程中，如与空气接触，则会吸收空气中H₂O和CO₂而发生部分水化反应和碳化反应。俗称受潮。危害：风化后会凝固成粒状或块状，增加烧失量、降低密度，凝结迟缓，强度降低。

通用有效期从出厂日期算起为3个月；超过有效期应视为过期水泥

贮运措施：不得受潮和混入杂物；不同品种、强度等级水泥应分别贮运，加以标志，确保先存先用，以防错用、混用、过期；袋装一般不超过10袋。

闪凝：无石膏

缓凝：温度过低、有机质

n  假凝：一种不正常的早期固化或过早变硬现象。假凝与快凝不同，放热量甚微且经剧烈搅拌后浆体可恢复塑性，并达到正常凝结，对强度无不利影响。原因：水泥粉磨时磨内温度较高，使CaSO₄·2H₂O脱水成CaSO₄·0.5H₂O的缘故。当水泥拌水后， CaSO₄·0.5H₂O迅速水化为CaSO₄·2H₂O 。另外，某些含碱较高的水泥，硫酸钾与二水石膏生成钾石膏迅速长大，也会造成假凝。

分析题：某立窑水泥厂生产的普通水泥游离氧化钙含量较高，加水拌和后初凝时间仅40min。但后放置1个月，凝结时间又恢复正常，而强度下降，请分析原因。　　

回答：①初凝变短:f-CaO含量较高该氧化钙相当部分的煅烧温度较低。加水拌和后，水与CaO迅速反应生成Ca（OH）₂，放热，浆体温度升高，加速熟料水化。从而产生了较多的水化产物，形成了凝聚－结晶网结构，所以短时间凝结。②凝结恢复正常:放置一段时间后吸收空气的水汽，大部分f-CaO生成Ca(OH)₂ 或进一步与CO₂反应，生成CaCO₃。故此时加水后，不会再出现原来的水泥浆体温度升高、水化速度过快、凝结时间过短的现象。但其它水泥熟料矿物也会和空气中的水汽反应，部分产生结团、结块，使强度下降。

47、通用硅酸盐水泥的种类(6%-15%)

熟料+石膏+混合材=6类

     硅酸盐水泥   P·I和P·Ⅱ ，普通硅酸盐水泥  P·O，复合硅酸盐水泥  P·C

   GB 175-2007

二、技术指标

细度：P?O:比表面积≥300m²/kg；

凝结时间：P?O 、 P?S、P?P、P?F、P?C：初凝≥45min，终凝≤600min。

   P?I、P?II    初凝≥ 45min，终凝≤ 390 min。

特性、应用

 (1)凝结硬化快，强度高

早期、后期强度都很高。

应用：适用于早强要求高和重要结构的高强砼、预应力砼。

(2)水化热高2

原因：C_３Ｓ、C_３Ａ含量高，混合材少，比表面积大。因此，早期放热量大，放热速度快。

应用：适用于冬季施工，不适用于大体积砼工程。

(3)抗冻性好2

原因：硅酸盐水泥石具有很好的密实度，且具有对抗冻性有利的孔隙特征。

应用：适用于严寒地区遭受反复冻融的混凝土工程。

(4)耐蚀性差2

原因：Ca(OH)₂和水化铝酸钙多。

应用：不适用受流动、压力水作用的砼工程；也不适用受海水、硫酸盐等侵蚀介质作用的砼工程。

(5)耐热性差

水化物脱水，水泥收缩，强度开始下降；

应用：不适用有耐热、高温要求的砼工程。

（6）抗碳化性好

碳化：水泥石中Ca（OH）₂与空气中CO₂的作用。

原因：水化后水泥石中含较多Ca（OH）_{2 。}

48、混凝土是由无机胶凝材料(如石灰、石膏、水泥等)和水或有机胶凝材料(如沥青)，与集料按一定比例配合搅拌，在一定温湿条件下养护硬化而成的一种人造复合材料。

按搅拌方式**：预拌混凝土、现浇混凝土

  混凝土的特点**：

  优点：1）材料来源广，就地取材；2）便于施工；3）适用性强、耐久；4）强度高、刚度大；5）与钢材粘结力强，协调性好；6）耐火性好、能耗低。

  缺点：自重大；2）抗拉强度低；3）变形能力小，脆；4）保温性能差。

  组成：水泥；骨料（集料）粗：砂  细：石子；水

  各组成的作用***：

水泥浆：硬化前：润滑作用,赋于拌合物流动性,便于施工；

硬化后：胶结作用,把砂石骨料胶结为整体，使混凝土产生强度

  砂石：  骨架作用；减少收缩；降低成本。

混凝土的质量要求***：强  度、工作性、经济性、耐久性

49、混凝土拌合用水

  按水源不同分为4类：饮用水、地表水、地下水、经处理的工业废水

  原则上，凡是以下水，不得用于拌制混凝土：

1.影响混凝土的和易性及凝结；

2.有损于混凝土强度增长；

3.降低混凝土耐久性；

4.污染混凝土表面。

《混凝土用水标准》(JGJ63-2006)

n  检验内容：水质、放射性、水泥凝结时间比、水泥胶砂强度比

含糖份的水对水泥的凝结有抑制作用，使砼凝结异常。

50. 集料:也称骨料，是混凝土的主要组成材料之一，在混凝土中起骨架和填充作用

集料性质：1.集料密度；2.颗粒级配与粗细程度；3.吸水率与含水率； 4.强度；

5.坚固性； 6.有害杂质。

密度的意义：1）表观密度：配比设计参数

            2）堆积密度：骨料贮运参数；

 良好的颗粒级配可使集料总空隙率、总表面积最小，使砼密实；节约水泥；保证砼具有良好的和易性；提高砼的强度。

集料粗细程度：是指不同粒径的骨料混合在一起后的平均或总体粗细程度

粗细程度不同，总表面积不同，使水泥浆用量产生差异，对砼经济性及工作性有较大影响。

   测试方法：筛分析方法

粗细：用细度模数表示

级配：用级配区表示

筛分析方法：干砂试样由粗到细依次过筛。然后称得留在各筛上的质量；计算分计筛余百分率(各筛上的筛余量占细集料总重的百分率)α₁、α_2、α_3、α_4、α₅和α_6；计算累计筛余百分率(各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和) β₁、β_2、β_3、β_4、β₅和β₆。

砂的粗细-细度模数（μ_f）：细度模数（μ_f）愈大，表示砂愈粗；

普通砼用砂细度模数范围3.7－0.7；

粗砂：      3.7－3.1

中砂：      3.0－2.3

细砂）：     2.2－1.6

特细砂：    1.5－0.7

级配区或筛分曲线判定砂级配的合格性；

对细度模数为3.7－1.6的普通砼用砂，根据0.63mm筛（控制粒级）的β_i，划为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个级配区，应处于表中任何一个级配区中。

砂的选择：宜优先选用Ⅱ区砂，当用Ⅰ区砂时，砂率增加，并保证足够水泥用量，以满足砼和易性；；当采用Ⅲ区砂时，下降以满足砼强度。

在实际工程中，若砂的级配不合适，可采用人工掺配的方法来改善；或将砂过筛，筛除过粗或过细颗粒。

测试方法：粗骨料的颗粒级配是通过筛分析试验来测定，以级配范围来表示。粗细程度以最大粒径表示。

分计筛余百分率：各筛上筛余量占细集料总重的百分率。

累计筛余百分率：各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和。

最大粒径；是指粗骨料公称粒级的上限。 D_max

意义：对于粗集料，最大粒径对水泥砼性能的影响，往往比平均粗细程度的影响大；

以最大粒径作为粗集料颗粒大小、粗细程度的表征

吸水率与含水率：计算普通砼配合比时，一般以干燥状态骨料为基准；

而一些大型水利工程常以饱和面干状态骨料为基准

湿胀的大小取决于含水率和细度。一般含水率5%～8%时，湿胀最大，

意义：砂若按体积配料时根据细度和含水对体积数乘以砂的湿胀系数进行体积校正。 

集料强度主要是对粗集料而言。

岩石立方体强度：制成5cm×5cm×5cm立方体(或Φ5×5cm圆柱体)试件，在水饱和状态下测得的极限抗压强度，通常要求岩石与砼抗压强度值之比≥1.5

压碎指标：人工砂、碎石或卵石抵抗压碎的能力，越小强度越高

坚固性：集料在气候、外部或其他物理因素作用下抵抗碎裂的能力。

       温度变化、干湿变化、冻融循环（破坏作用占主导地位）

 硫酸钠溶液浸泡法：经5次循环后，质量损失合格。

特点：检验简便、周期短，最为常用。

要求：有抗冻要求砼粗骨料要做坚固性实验。

有害杂质：是指集料中含有妨碍水泥水化和凝结、削弱集料与水泥石之间的粘结、或能与水泥水化物发生化学反应并产生膨胀这些物质的总称。

含泥量：粒径小于0.080mm的尘屑、淤泥和粘土的总含量。

泥块含量：原颗粒径＞5mm，水洗手捏后可破碎成＜2.5mm的块状粘土，也包括含有砂及石屑的泥团。

危害：严重影响集料与水泥石的粘结，增大用水量，对砼的强度、干燥收缩及抗渗、抗冻性产生不利影响。

51.混凝土工作性（和易性）指砼拌和物易于施工操作:搅拌、运输、浇注、捣实并能获得质量均匀、成型密实的混凝土。  

n  工作性是新拌砼的一项综合性技术指标。

1.流动性（flowability） 2.粘聚性（adhesiveness）3.保水性（water retention）

流动性：是指砼拌合物在自重或施工机械振捣的作用下能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。流动性的大小，反映拌和物的稀稠，直接影响浇捣施工的难易和砼质量。

粘聚性：是指砼拌合物各组分之间有一定的粘聚力，不致产生分层、离析。反映砼整体均匀性。粘聚性差的拌合物易出现分层、离析

保水性：是指拌合物在施工中具有一定的保水能力，不产生严重的泌水现象，反映拌和物的稳定性；保水性差施工中水易从内部析出至表面，在砼内部形成泌水通道，密实性变差，降低强度和耐久性。

流动性、粘聚性、保水性互相关联又互相矛盾。如粘聚性好则保水性往往也好，但当流动性增大时，粘聚性和保水性往往变差。拌和物的和易性良好，就是要使这三方面的性能在某种具体条件下，均达到良好

坍落度实验：将拌合物按规定方法装入坍落度筒内，装满后刮平，然后垂直向上将筒提起，移至一旁，拌合物由于自重将产生坍落现象。量出向下坍落尺寸(mm)称为砼拌合物的坍落度（衡量流动性）

坍落扩展度：混凝土扩展后的平均直径。

   适用范围：适用于骨料最大粒径不大于40mm、坍落度不小于10mm的混凝土拌合物稠度测定。坍落度≤220mm时，仅用坍落度反映混凝土的流动性。坍落度＞220mm时，坍落度不能准确反映混凝土的流动性，用坍落扩展度，作为流动性指标。

粘聚性的检查方法：是用捣棒在已坍落的混凝土拌和物锥体一侧轻轻敲打，如果锥体逐渐下沉，则表示粘聚性良好；如果锥体突然倒塌，部分崩裂或出现离析现象，则表示粘聚性不好。

保水性的检查—则是观察混凝土拌和物中稀浆的析出程度。

在不妨碍施工操作并能保证振捣密实的条件下，尽可能采用较小的坍落度.以节约水泥并获得质量高的混凝土。

51.混凝土工作性影响因素

1）水灰比不变，水泥浆增加，流动性增加，水泥浆过多，会出现流浆现象，粘聚性变差；

水泥浆应以满足流动性要求为度。

2）水泥用量不变：

W/C减小，流动性减小。W/C过大，粘聚性和保水性不良，产生流浆、离析。

W/C不能过大或过小，依砼强度和耐久性合理选用。

恒定用水量法则：在配制砼时，当所用粗细集料的种类及比例一定时，为获得要求的流动性，所需用水量基本是一定的，即使水泥用量有所变动(1m3砼水泥用量增减50-100kg)时，也无甚影响。

意义：  为配合比设计确定用水量带来很大方便；单位体积用水量的选用依据：骨料种类和粒径要求的坍落度值。

砂率：砼中砂的重量占砂、石总重量的百分率。

砂的作用：是填充石子间空隙，并以砂浆包裹在石子外表面减少粗骨料颗粒间的摩擦阻力，赋予拌和物一定的流动性。

砂率的变动使骨料的空隙率和骨料的总表面积有显著改变，因而对拌和物和易性产生显著影响。

砂率过大：骨料总表面积及空隙率均增大；在水泥浆含量不变，但相对显少，减弱了水泥浆的润滑作用；拌合物流动性降低

   砂率过小：不能保证粗骨料间有足够砂浆层；拌和物流动性降低严重影响粘聚性和保水性，易造成离析、流浆。

最佳砂率：用水量及水泥用量一定情况下，能使拌合物获得最大的流动性且能保持良好的粘聚性、保水性。确定最佳砂率一般采用试配法

时间：随时间延长流动性降低。（坍落度的经时损失）原因：水泥水化 、骨料吸收 、蒸发

凝聚结构逐渐形成

温度升高，流动性降低；温度升高，水泥水化加速，每上升10度，坍落度下降20-40mm混凝土结构受荷下的破坏，主要是原有孔缝系统的延伸、联生和扩大。

混凝土的强度：是指混凝土试件达到破坏极限的应力最大值。

普通混凝土的破坏最先发生在水泥石与骨料的界面处，在配合比相同条件下，水泥强度愈高，水泥石的强度以及它与集料间粘结强度愈大，砼强度也愈高。

用同一种水泥（品种及强度相同）时，混凝土强度主要决定于水灰比(W/C) [或水胶比(W/B)]。

n  加荷速度过快，材料裂纹扩展的速度慢于荷载增加速度，故测得的强度值偏高。

n  对大体积砼，内外温差很大，有时可达40～50℃以上，产生内胀外缩，在外表产生很大拉应力，严重时产生裂缝。

水泥石粘弹性：水泥石中的凝胶体产生粘性流动，向毛细管内迁移、孔隙闭合；或者凝胶体中的水分压出向毛细孔迁移渗透；微细裂缝的持续发展。

耐久性：砼在实际使用条件下抵抗各种破坏因素作用，长期保持强度和外观完整性的能力

       抗冻性、抗渗性、抗碳化、抗碱集料反应

慢冻法：试件：100×100×100mm³立方体试件；：气冻水融，冻4融4；指标：测量强度损失与质量损失。

快冻法：试件：100×100×400mm³的棱柱体；水冻水融，指标：测量动弹模损失与质量损失。

慢冻法抗冻标号：28d龄期的砼标准试件，饱水后承受反复冻融循环，以抗压强度损失≤25％，且质量损失≤5％时能承受的最大循环次数以符号D表示：，

快冻法抗冻标号：混凝土同时满足相对动弹性模量值≥60％和质量量损失率≤ 5％时的最大循环次数。以符号F表示：

抗渗性：混凝土抵抗压力水渗透的能力。内部的孔隙形成连通的渗水通道

抗渗等级：以28d龄期标准试件，按规定方法试验，所能承受的最大静水压力乘10表示，有P₄、P₆、P₈、P₁₀、P₁₂及以上等；P₆表示能抵抗0.6MPa的静水压力而不渗透。

n    一般≥P₆的混凝土称为抗渗混凝土。

碳化：空气中的CO₂气体渗透到砼内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使砼碱度降低的过程，亦称中性化。1）显著增加混凝土的收缩；2）收缩裂缝降低抗拉、抗折强度；3）减弱对钢筋的保护，可能导致钢筋锈蚀；4）砼抗压强度提高。

钢筋在碱性环境中表面生成一层钝化膜（难溶的Fe₂O₃），保护钢筋不易腐蚀；碳化作用引起的碱度降低减弱了对钢筋的保护作用。当碳化深度穿透保护层而达钢筋表面时，钢筋钝化膜被破坏而发生锈蚀，产生体积膨胀，保护层开裂；开裂后有利于CO₂、H₂O、O₂等有害介质的进入，加剧了碳化的进行和钢筋的锈蚀，最后导致顺筋开裂。

水灰比愈小，砼愈密实，碳化速度慢

碱集料反应：砼中碱性氧化物(Na₂O和K₂O)与集料中活性SiO₂发生化学反应，生成物不断膨胀，导致砼发生裂纹、崩裂和强度降低甚至破坏。

1)引起砼开裂、剥落，周围往往聚集较多白色浸出物，当钢筋锈露时，其附近有棕色沉淀物。集料周围有裂缝、反应环与白色胶状泌出物。

2)产生的裂缝形貌与分布，与结构中钢筋形成限制和约束作用有关，往往发生在顺筋方向，裂缝呈龟背状或地图形状。

3)引起的砼裂缝，往往发生在断面大，受雨水或渗水区段、受环境温度与湿度变化大的部位。对同一构件或结构，在潮湿部位出现裂缝有白色沉淀物，而干燥部位无裂缝症状，应考虑碱集料反应破坏。

4)引起砼开裂速度和危害比其他耐久性因素引起的破坏都快，更为严重。一般不到2年就有明显裂缝出现。

西直门立交旧桥砼中的Cl^-主要来自化冰盐NaCl。砼表面Cl^-含量低于距表面1～2 cm处，是因其表面受雨水冲刷，部分Cl^-溶解入雨水中流失。Cl^-超过最高极限值后，会破坏钢筋的钝化膜，锈蚀钢筋，锈蚀产物体积膨胀，导致钢筋开裂，保护膜脱落

提高混凝土耐久性的措施

Ø  选用适当品种的水泥。

Ø  保证混凝土施工质量。

Ø  严格控制水灰比并保证有足够的水泥用量。

Ø  选用品质良好、级配合格的骨料。

Ø  掺用减水剂、引气剂等外加剂，改善砼结构。

混凝土外加剂定义：在砼搅拌之前或拌制过程中加入的、用以改善新拌或硬化砼性能的材料

混凝土配合比：混凝土配合比是指根据工程要求来确定的混凝土各组分的比例关系

1.以每1m³混凝土中各项材料的质量表示：

  水泥（m_c）、水（m_w）、砂（m_s）、石子（m_g）

  m_c300kg、m_w180kg、m_s720kg、m_g1200kg；

2.以各材料质量比表示（以水泥质量为1）：      

  m_c：m_s：m_g：m_w ＝ 1 ：2.4 : 4 : 0.45

n  坍落度低于设计要求：保持W/C不变，增加水泥浆

n  坍落度高于设计要求：保持砂率不变，增加集料

n  粘聚性和保水性不良时：可适当增大砂率

建筑砂浆：由胶凝材料、细骨料和水按适当比例配制而成的材料。(又称无粗骨料混凝土)

砂浆分类：按用途分：砌筑砂浆、抹面砂浆、特种砂浆

           按胶结材料分：水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆

砌筑砂浆的技术性质：一、砂浆的和易性（流动性、保水性）；二、砂浆的强度

和易性:是指新拌砂浆是否便于施工并保证质量的综合性能。

n  沉入度愈大，说明流动性愈高。

n  砂浆的强度等级：边长为70.7×70.7×70.7mm³的立方体试件，按标准条件(温度20±2℃，相对湿度90%以上)下养护至28天的抗压强度平均值并考虑具有95%强度保证率而确定。     

n  不吸水基层砂浆强度主要取决于胶凝材料的强度及水灰比

n  吸水基层砂浆强度主要取决于水泥强度与用量，与W/C无关

钢：含碳量小于2.06％的铁碳合金

生铁：含碳量大于2.06％的铁碳合金

土木工程钢材是指用于钢结构的各种型钢、钢板、钢管和用于钢筋混凝土中的各种钢筋、钢丝、钢绞线等

钢材的特点：强度高；

材质均匀，性能可靠；

具有一定的塑性和韧性；

具有承受冲击和振动荷载的能力；

便于装配：焊接、铆接或螺栓连接。

缺点：耐久性差、易锈蚀；

维修费用大；

耐火性差。

钢主要用三种冶炼方法：转炉炼钢法、平炉炼钢法、电炉炼钢法

铸锭：冶炼后的钢水一般要注入锭模，浇铸成柱状的钢锭(坯)供加工使用。

化学偏析^**：在铸锭冷却过程中，由于钢内某些元素在铁的液相中的溶解度高于固相，使这些元素向凝固较迟的钢锭中心集中，导致化学成分在钢锭截面上分布不均匀。

n     硫、磷偏析最为严重，偏析对钢的质量有很大的影响。

n     铁和碳原子结合有三种基本形式：.固溶体：2.化合物： 3.机械混合物