緒論建筑材料是指在建筑工程中所使用的各種材料及制品的總稱。緒論

建筑材料有廣義和狹義之分。本書所講述的建筑材料是指狹義的建筑材料，即構成建筑物實體的材料。一、建筑材料的分類〔一〕按材料的化學成分分類緒論〔二〕按材料的使用功能分類按使用功能不同，分為結構材料和功能材料。結構材料是指用作承重構件的材料，如建筑物的根底、梁、板、柱等所用的材料。功能材料是指具有某些特殊功能的材料，如起防水作用的材料〔防水材料〕、起裝飾作用的材料〔裝飾材料〕、起保溫隔熱作用的材料〔絕熱材料〕等。緒論緒論三、建筑材料的開展趨勢1、高性能、多功能、智能化2、節約能源和資源3、綠色環保4、再生化緒論緒論緒論本講結束第一章建筑材料的根本性質第一節材料的根本物理性質一、密度、表觀密度與堆積密度〔一〕密度密度是指材料在絕對密實狀態下，單位體積的質量。

材料在絕對密實狀態下的體積是指不包括孔隙在內的體積。材料磨得越細，測得的密度值越精確。第一章建筑材料的基本知識〔二〕表觀密度表觀密度是指材料在自然狀態下，單位體積的質量。

材料在自然狀態下的體積又稱表觀體積，是指包含材料內部孔隙在內的體積。當材料含有水分時，其質量和體積將發生變化，影響材料的表觀密度。一般情況下，材料的表觀密度是指在氣干狀態〔長期在空氣中枯燥〕下的表觀密度。在烘干狀態下的表觀密度，稱為干表觀密度。第一章建筑材料的基本知識〔三〕堆積密度堆積密度是指粉狀〔水泥、石灰等〕或散粒材料〔砂子、石子等〕在堆積狀態下，單位體積的質量。

材料的堆積體積包含了顆粒內部的孔隙和顆粒之間的空隙。第一章建筑材料的基本知識二、密實度與孔隙率、填充率與空隙率〔一〕密實度與孔隙率1．密實度密實度是指材料體積內被固體物質充實的程度。

2．孔隙率孔隙率是指在材料體積內，孔隙體積所占的比例。材料的密實度和孔隙率之和等于1，即：D+P=1。第一章建筑材料的基本知識孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。孔隙率越小，說明材料越密實。材料內部孔隙可分為連通孔隙和封閉孔隙兩種構造。連通孔隙不僅彼此連通而且與外界相通，封閉孔隙不僅彼此封閉且與外界相隔絕。孔隙按其孔徑尺寸大小可分為細小孔隙和粗大孔隙。材料的許多性能〔如強度、吸水性、吸濕性、耐水性、抗滲性、抗凍性、導熱性等〕都與孔隙率的大小和孔隙特征有關。第一章建筑材料的基本知識〔二〕填充率與空隙率1．填充率指散粒材料在堆積體積中，被其顆粒所填充的程度。

2．空隙率指散粒材料在堆積體積中，顆粒之間的空隙所占的比例。

材料的填充率和空隙率之和等于1，即：空隙率的大小反映了散粒材料的顆粒之間互相填充的致密程度。空隙率可作為控制混凝土骨料級配及計算砂率的依據。第一章建筑材料的基本知識三、材料與水有關的性質〔一〕親水性與憎水性材料與水接觸時能被水潤濕的性質稱為稱為親水性。具備這種性質的材料稱為親水性材料。大多數建筑材料，如磚、混凝土、木材、砂、石、鋼材、玻璃等都屬于親水性材料。材料與水接觸時不能被水潤濕的性質稱為稱為憎水性。具備這種性質的材料稱為憎水性材料，如瀝青、石蠟、塑料等。憎水性材料一般能阻止水分滲入毛細管中，因而可用作防水材料，也可用于親水性材料的外表處理，以降低其吸水性。

第一章建筑材料的基本知識〔二〕吸水性材料在水中吸收水分的性質稱為吸水性。吸水性的大小用吸水率表示。1．質量吸水率質量吸水率是指材料在吸水飽和時，所吸收水分的質量占材料枯燥質量的百分率。2．體積吸水率體積吸水率是指材料在吸水飽和時，所吸收水分的體積占材料自然狀態體積的百分率。第一章建筑材料的基本知識材料的質量吸水率和體積吸水率之間關系為：

材料吸水性的大小，主要取決于材料孔隙率和孔隙特征。一般孔隙率越大，吸水性也越強。在相同孔隙率的情況下，材料內部的封閉孔隙、粗大孔隙越多，吸水率越小；材料內部細小孔隙、連通孔隙越多，吸水率越大。在建筑材料中，多數情況下采用質量吸水率來表示材料的吸水性。各種材料由于孔隙率和孔隙特征不同，質量吸水率相差很大。如花崗巖等致密巖石的質量吸水率僅為0.5%～0.7%；普通混凝土為2%～3%；普通粘土磚為8%～20%；而木材或其他輕質材料的質量吸水率那么常大于100%。第一章建筑材料的基本知識〔三〕吸濕性材料在潮濕空氣中吸收水分的性質稱為吸濕性。吸濕性的大小用含水率表示。含水率是指材料含水的質量占材料枯燥質量的百分率。

當較枯燥的材料處于較潮濕的空氣中時，會吸收空氣中的水分；而當較潮濕的材料處于較枯燥的空氣中時，便會向空氣中釋放水分。在一定的溫度和濕度條件下，材料與周圍空氣濕度到達平衡時的含水率稱為平衡含水率。第一章建筑材料的基本知識材料含水率的大小，除與材料的孔隙率、孔隙特征有關外，還與周圍環境的溫度和濕度有關。一般材料孔隙率越大，材料內部細小孔隙、連通孔隙越多，材料的含水率越大；周圍環境溫度越低，相對濕度越大，材料的含水率也越大。材料吸水或吸濕后，質量增加，保溫隔熱性下降，強度、耐久性降低，體積發生變化，多對工程產生不利影響。在常用的建筑材料中，木材的吸濕性特別強，它能在潮濕空氣中大量吸收水分而增加質量，降低強度和改變尺寸，因此木門窗在潮濕環境中往往不易開關。保溫材料如果吸收水分后，會大大降低保溫效果，故對保溫材料應采取有效的防潮措施。第一章建筑材料的基本知識〔四〕耐水性材料長期在飽和水作用下不破壞，其強度也不顯著降低的性質稱為耐水性。耐水性的大小用軟化系數表示。

軟化系數的值在0～1之間，軟化系數越小，說明材料吸水飽和后的強度降低越多，其耐水性就越差。通常將軟化系數大于0.85的材料稱為耐水性材料。耐水性材料可以用于水中和潮濕環境中的重要結構；用于受潮較輕或次要結構時，材料的軟化系數也不宜小于0.75。處于枯燥環境中的材料可以不考慮軟化系數。第一章建筑材料的基本知識〔五〕抗滲性材料抵抗壓力水〔也可指其它液體〕滲透的性質稱為抗滲性。材料抗滲性的大小用滲透系數或抗滲等級表示。1．滲透系數根據達西定律，滲透系數的計算公式如下：

對于砂漿、混凝土等材料，常用抗滲等級來表示抗滲性。抗滲等級是以規定的試件、在標準試驗方法下所能承受的最大水壓力來確定。如混凝土的抗滲等級為P6，表示分別能夠承受0.6MPa的水壓而不滲水。材料的抗滲等級越高，其抗滲性越強。第一章建筑材料的基本知識〔六〕抗凍性材料抗凍性的大小用抗凍等級表示。抗凍等級表示材料經過的凍融次數，其質量損失、強度下降不低于規定值，并以符號“F〞及材料可承受的最多凍融循環次數表示。例如混凝土抗凍等級F25，指混凝土所能承受的最多凍融循環次數是25次，強度下降不超過25%，質量損失不超過5%。材料的抗凍性主要與孔隙率、孔隙特性、抵抗脹裂的強度等有關，工程中常從這些方面改善材料的抗凍性。對于室外溫度低于-15oC的地區，其主要工程材料必須進行抗凍性實驗。第一章建筑材料的基本知識四、材料的熱工性能建筑材料在建筑物中，除需滿足強度及其它性能的要求外，還應具有良好的熱工性能，以節約能源。〔一〕導熱性材料傳導熱量的能力稱為導熱性。導熱性的大小以導熱系數表示，導熱系數的含義是：當材料兩側的溫差為1K時，在單位時間〔1h〕內，通過單位面積〔1m2〕，并透過單位厚度〔1m〕的材料所傳導的熱量。

材料的導熱系數越大，傳導的熱量就越多；反之，導熱系數越小，材料的保溫隔熱性能越好。第一章建筑材料的基本知識影響材料導熱系數的因素主要有：1．物質構成金屬材料導熱系數最大，無機非金屬材料次之，有機材料導熱系數最小。2．孔隙構造材料的孔隙率越大，導熱系數越小。在相同孔隙率的情況下，材料內部粗大孔隙、連通孔隙越多，孔內空氣會形成流通和對流，將使材料得導熱系數增大。3．濕度固體的導熱性最好，液體次之，氣體最差。水的導熱系數大約是空氣的25倍，冰的導熱系數大約是水的4倍。因此材料受潮會使導熱系數增大，假設水結冰后，材料的導熱系數會進一步增加。4．溫度溫度越高，材料的導熱系數越大。因此絕熱材料在低溫下的使用效果更佳。第一章建筑材料的基本知識〔二〕熱容量材料的熱容量是指材料材料受熱時吸收熱量或冷卻時放出熱量的能力。熱容量的大小用比熱容表示，比熱容指1g材料溫度升高1K所吸收的熱量或溫度降低1K放出的熱量。

比熱容大的材料，本身能吸入或儲存較多的熱量，能在熱流變動或采暖設備供熱不均勻時緩和室內的溫度波動，對于保持室內溫度穩定有良好的作用，并能減少能耗。材料中比熱容最大的是水，水的比熱容=4.19J/(gK)，因此蓄水的平屋頂能使室內冬暖夏涼，沿海地區的晝夜溫差較小。第一章建筑材料的基本知識〔三〕溫度變形性材料的溫度變形性，是指溫度升高或降低時材料的體積變化。絕大多數建筑材料在溫度升高時體積膨脹，溫度下降時體積收縮。這種變化表現在單向尺寸時，為線膨脹或線收縮。材料的單向線膨脹量或線收縮量計算公式為：

線膨脹系數越大，說明材料的溫度變形性越大。建筑工程中，對材料的溫度變形往往只考慮某一單向尺寸的變化，因此，研究材料的線膨脹系數具有重要意義。材料的線膨脹系數與材料的組成和結構有關，常選擇適宜的材料來滿足工程對溫度變形的要求。在大面積或大體積混凝土工程中，為防止材料的溫度變形引起裂縫，常設置伸縮縫。第一章建筑材料的基本知識第一章建筑材料的基本知識第二節材料的力學性質一、材料的強度材料在外力〔荷載〕作用下抵抗破壞的能力稱為強度。根據所受外力的作用方式不同，材料強度有抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度及抗剪強度等。各種強度指標要根據國家規定的標準方法來測定，測定各種強度的材料受力示意圖見圖1-1。第一章建筑材料的基本知識圖1-1材料受力示意圖一般材料的孔隙率越大，材料強度越低。不同種類的材料具有不同的抵抗外力的特點，如磚、石材、混凝土等非勻質材料的抗壓強度較高，而抗拉和抗折強度卻很低，因此多用于房屋的墻體、根底等承受壓力的部位；如鋼材為勻質的晶體材料，其抗拉強度和抗壓強度都很高，適用于承受各種外力的結構和構件。結構材料在土木工程中的主要作用，就是承受結構荷載，對大局部建〔構〕筑物來說，相當一大局部的承載能力用于承受材料本身的自重。因此，欲提高結構材料承受外荷載的能力，一方面應提高材料的強度，另一方面應減輕材料本身的自重，這就要求材料應具備輕質高強的特點。

反映材料輕質高強的力學參數是比強度，比強度是指按單位體積質量計算的材料強度，即材料的強度與其表觀密度之比。在高層建筑及大跨度結構工程中常采用比強度較高的材料。這類輕質高強的材料，是未來建筑材料開展的主要方向。第一章建筑材料的基本知識二、材料的彈性與塑性材料在外力作用下產生變形，當外力取消后，材料變形即可消失并能完全恢復原來形狀的性質稱為彈性。這種可恢復的變形稱為彈性變形。材料在外力作用下產生變形，但不破壞，當外力取消后不能自動恢復到原來形狀的性質稱為塑性。這種不可恢復的變形稱為塑性變形。工程實際中，完全的彈性材料或完全的塑性材料是不存在的。例如建筑鋼材在受力不大的情況下，僅產生彈性變形；當受力超過一定限度后產生塑性變形。再如混凝土在受力時彈性變形和塑性變形同時發生，當取消外力后，彈性變形可以恢復，而塑性變形那么不能恢復。第一章建筑材料的基本知識三、材料的脆性與韌性當外力作用到達一定限度后，材料突然破壞且破壞時無明顯的塑性變形，材料的這種性質稱為脆性。具有這種性質的材料稱為脆性材料，如混凝土、磚、石材、陶瓷、玻璃等。一般脆性材料的抗壓強度很高，但抗拉強度低，抵抗沖擊荷載和振動作用的能力差。材料在沖擊或振動荷載作用下，能產生較大的變形而不致破壞的性質稱為韌性。具有這種性質的材料稱為韌性材料，如建筑鋼材、木材、橡膠等。韌性材料抵抗沖擊荷載和振動作用的能力強，可用于橋梁、吊車梁等承受沖擊荷載的結構和有抗震要求的結構。

第一章建筑材料的基本知識四、材料的硬度和耐磨性硬度是指材料外表抵抗硬物壓入或刻劃的能力。木材、金屬、混凝土等韌性材料的硬度，往往采用壓入法來測定，壓入法硬度的指標有洛氏硬度〔HRA、HRB、HRC，以金剛石圓錐或圓球的壓痕深度計算求得〕和布氏硬度〔HB，以壓痕直徑計算求得〕等。而陶瓷、玻璃等脆性材料的硬度往往采用刻劃法來測定，用莫氏硬度來表示。材料的硬度越大，耐磨性越好，但加工越困難。工程中有時用硬度來間接推算材料的強度，如用回彈法測定混凝土外表的硬度，來間接推算混凝土的強度。第一章建筑材料的基本知識第一章建筑材料的基本知識二、環境協調性建筑材料的大量生產和使用，一方面為人類帶來了越來越多的物質享受，另一方面也加快了資源、能源的消耗并污染環境，建筑材料的環境協調問題日益受到重視。材料的環境協調性是指材料在生產、使用和廢棄全壽命周期中要有較低的環境負荷，包括生產中廢物的利用、減少三廢的產生，使用中減少對環境的污染，廢棄時有較高的可回收率。研究開發環境協調性建筑材料，是21世紀建筑材料開展的重要課題。例如，利用工業廢料、建筑垃圾等生產各種材料，研制新型保溫隔熱材料、綠色裝飾裝修材料、新型墻體材料、自密實混凝土、透水透氣性混凝土、綠化混凝土、水中生物適應型混凝土，以及高強度、高性能、高耐久性材料等。第一章建筑材料的基本知識本講結束第二章氣硬性膠凝材料在建筑工程中將能夠把散粒狀材料和塊狀材料〔如粘結成為一個整體的材料，統稱為膠凝材料。氣硬性膠凝材料只能在空氣中凝結硬化，保持和開展強度。水硬性膠凝材料既能在水中又能在空氣中凝結硬化，保持和開展強度。第二章氣硬性膠凝材料第一節石灰第二章氣硬性膠凝材料按照石灰成品加工方法的不同，石灰類型主要有：

第二章氣硬性膠凝材料2、生石灰粉塊狀生石灰經磨細而成的粉狀產品，其主要成分為CaO3、消石灰粉將生石灰用適量的水消化而成的粉末，也稱熟石灰粉，其主要成分為Ca(OH)24、石灰膏〔漿〕將生石灰加約為石灰體積3-4倍的水消化而成第二章氣硬性膠凝材料二、石灰的熟化和硬化熟化：生石灰與水發生反響生成熟石灰的過程。熟化特點：放出大量的熱，且體積迅速膨脹1-2.5倍。在工程中，生石灰必須經充分熟化前方可使用。硬化：包括枯燥、結晶、碳化三個交錯進行過程。石灰硬化速度慢，硬化后強度低，耐水性差。第二章氣硬性膠凝材料項目鈣質生石灰鎂質生石灰優等品一等品合格品優等品一等品合格品CaO+MgO含量/%，不小于908580858075未消化殘渣含量（5㎜圓孔篩余量）/%，不小于5101551015CO2/%，不大于5796810產漿量/（L/kg），不小于2.82.32.02.82.32.0第二章氣硬性膠凝材料項目鈣質生石灰粉鎂質生石灰粉優等品一等品合格品優等品一等品合格品CaO+MgO含量/%，不小于858075807570CO2含量/%，不大于791181012細度0.90㎜篩篩余/%，不大于0.20.51.50.20.51.50.125㎜篩篩余/%，不大于7.012.018.07.012.018.0項目鈣質消石灰粉鎂質消石灰粉白云石消石灰粉優等品一等品合格品優等品一等品合格品優等品一等品合格品CaO+MgO含量/%，不小于706560656055656055游離水/%0.4~2.00.4~2.00.4~2.0體積安定性合格合格—合格合格—合格合格—細度度0.90㎜篩篩余/%，不大于000.5000.5000.50.125㎜篩篩余/%，不大于310153101531015第二章氣硬性膠凝材料第二章氣硬性膠凝材料五、石灰的應用〔一〕石灰乳涂料和砂漿用消石灰粉或熟化好的石灰膏加水稀釋成為石灰乳涂料，可用于內墻和天棚粉刷；用石灰膏或生石灰粉配制的石灰砂漿或水泥石灰混合砂漿，可用來砌筑墻體以及墻面、柱面、頂棚等的抹灰。〔二〕灰土和三合土消石灰粉和黏土按一定比例配合稱為灰土，再參加爐渣、砂、石等填料，即成三合土。灰土和三合土經夯實后強度高、耐水性好，且操作簡單、價格低廉，廣泛應用于建筑物、道路等的墊層和根底。第二章氣硬性膠凝材料第二章氣硬性膠凝材料

六、石灰的儲運〔一〕生石灰在運輸和儲存時要防止受潮，且儲存時間不宜過長。否那么生石灰會吸收空氣中的水分自行消化成消石灰粉，然后再與二氧化碳作用形成碳化層，失去膠凝能力。工地上一般將石灰的儲存期變為陳伏期，陳伏期間，石灰膏上部要覆蓋一層水，以防碳化。〔二〕生石灰不宜與易燃、易爆品裝運和存放在一起。這是因為儲運中的生石灰受潮熟化要放出大量的熱且體積膨脹，會導致易燃、易爆品燃燒和爆炸。第二章氣硬性膠凝材料第二節建筑石膏石膏是以硫酸鈣為主要成分的氣硬性膠凝材料，主要有建筑石膏、無水石膏、生石膏等。其中建筑石膏具有質量輕、吸聲性好、吸濕性好、形體飽滿、外表平整細膩、裝飾性好、容易加工等優點，是建筑工程中常用的膠凝材料。

一、建筑石膏的生產

生產建筑石膏的主要原料是天然二水石膏礦石(又稱生石膏)或含有硫酸鈣的化工副產品。生產石膏的主要工序是破碎、加熱和磨細。由于加熱方式和溫度的不同，可生產出不同的石膏產品。第二章氣硬性膠凝材料第二章氣硬性膠凝材料二、建筑石膏的凝結硬化建筑石膏與適量的水拌合后，形成可塑性的漿體，很快漿體就失去可塑性并產生強度，并逐漸開展成為堅硬的固體，這一過程稱為石膏的凝結硬化。建筑石膏的凝結硬化分為凝結和硬化兩個過程。由于二水石膏在水中的溶解度較低，所以二水石膏首先結晶析出，由于結晶體的不斷生成，造成漿體的塑性開始下降，稱為石膏的初凝；而后，隨著晶體顆粒間摩擦力和黏結力的增大，漿體的塑性急劇下降，直到失去可塑性，稱為石膏的終凝；整個過程稱為石膏的凝結。石膏終凝后，其晶體顆粒仍在不斷長大和相互交錯，使漿體產生強度，并不斷增長。直到水分完全蒸發，形成堅硬的石膏結構，這個過程稱為石膏的硬化。第二章氣硬性膠凝材料第二章氣硬性膠凝材料第二章氣硬性膠凝材料石膏板裝飾石膏線腳、浮雕裝飾第三節水玻璃

水玻璃俗稱泡花堿，是由不同比例的堿金屬氧化物和二氧化硅組成的能溶于水的硅酸鹽。硅酸鈉水玻璃最為常用。水玻璃分子式中的，即二氧化硅與堿金屬氧化物的摩爾比，稱為水玻璃的模數，一般在1.5～3.5之間，建筑工程中常用水玻璃的模數為2.6～2.8。水玻璃的模數越大，粘結力越強，越難溶于水。第二章氣硬性膠凝材料

一、水玻璃的性質

1、水玻璃有良好的粘結性能，硬化時析出的硅酸凝膠能堵塞毛細孔，起到阻止水分滲透的作用。2、水玻璃有良好的耐熱性，在高溫下不燃燒，不分解，且強度有所提高。3、水玻璃有很強的耐酸性能，能抵抗多數有機酸和無機酸的作用。第二章氣硬性膠凝材料二、水玻璃的應用1、用水玻璃涂刷天然石材、黏土磚、混凝土等建筑材料外表，能提高材料的密實性、抗水性和抗風化能力，增加材料的耐久性。2、將液態水玻璃與氯化鈣溶液交替注入土壤中，能阻止水分滲透，提高土壤的密實度和強度。3、以水玻璃為膠凝材料，參加耐酸的填料和骨料，可配制成耐酸漿體、耐酸砂漿和耐酸混凝土。4、在水玻璃中參加促凝劑和耐熱的填料、骨料，可配制成耐熱砂漿和耐熱混凝土，用于高爐根底、熱工設備根底等耐熱工程。5、在水玻璃中參加2種至5種礬，可配制成各種快凝防水劑，摻入到水泥砂漿或混凝土中，可用于堵塞漏洞、填縫、局部搶修等。第二章氣硬性膠凝材料第四節菱苦土

第二章氣硬性膠凝材料第二章氣硬性膠凝材料第二章氣硬性膠凝材料本講結束第三章水泥第三章水泥第三章水泥一、硅酸鹽水泥〔一〕硅酸鹽水泥的生產及礦物組成1、硅酸鹽水泥的生產生產硅酸鹽水泥的原料主要有石灰質原料、黏土質原料、校正原料三種。生產硅酸鹽水泥的過程可簡單概括為“兩磨一燒〞。硅酸鹽水泥的生產工藝流程見圖3-1所示。第三章水泥2、硅酸鹽水泥熟料的礦物組成

硅酸鹽水泥熟料的主要礦物組成是：硅酸三鈣；硅酸二鈣；鋁酸三鈣；鐵鋁酸四鈣。硅酸鹽水泥各熟料礦物的特性見表3-1表3-1硅酸鹽水泥熟料的主要礦物特性

礦物成分含量/%強度28d水化熱凝結硬化速度硅酸三鈣37～60高大快硅酸二鈣15～37早期低、后期高小慢鋁酸三鈣7～15低最大最快鐵鋁酸四鈣10～18低中中硅酸鹽水泥熟料除以上四種主要礦物組成外，還有少量的未反響的氧化鈣、氧化鎂、硫酸鹽及硫化物等，其總含量一般不超過水泥質量的10%，它們對水泥性能都會產生不利影響。第三章水泥

(二)硅酸鹽水泥的水化與凝結硬化1、硅酸鹽水泥的水化水泥熟料礦物成分遇水后，會發生一系列化學反響，生成各種水化物，并放出一定的熱量。水泥水化后的產物主要為：水化硅酸鈣、氫氧化鈣、水化鐵酸鈣和水化鋁酸鈣。另外還有水化鋁酸鈣與石膏反響生成的高硫型水化硫鋁酸鈣。第三章水泥

2、硅酸鹽水泥的凝結硬化水泥加水拌合后形成可塑性的水泥漿，隨著水化反響的進行，水泥漿體逐漸變稠失去可塑性，這一過程稱為水泥的凝結；隨著水化反響的繼續進行，失去可塑性的水泥漿逐漸產生強度并開展成為堅硬的水泥石，這一過程稱為水泥的硬化。水泥的凝結、硬化是人為地劃分的，實際上是一個連續的復雜的物理化學變化過程。水泥的凝結硬化過程示意圖見圖3-2。第三章水泥3、影響硅酸鹽水泥凝結硬化的因素〔1〕水泥的熟料礦物組成和細度〔2〕水泥漿的水灰比〔3〕環境的溫度和濕度〔4〕齡期〔5〕石膏摻量第三章水泥第三章水泥品種代號不溶物燒失量三氧化硫氧化鎂氯離子硅酸鹽水泥P·I≤0.75≤3.0≤3.5≤5.0≤0.06P·II≤1.50≤3.5普通硅酸鹽水泥P·O—≤5.0礦渣硅酸鹽水泥P·S·A——≤4.0≤6.0P·S·B———火山灰質硅酸鹽水泥P·P——≤3.5≤6.0②粉煤灰硅酸鹽水泥P·F——復合硅酸鹽水泥P·C——表3-3通用硅酸鹽水泥的化學指標〔GB175-2007〕/%第三章水泥〔2〕標準稠度及標準稠度用水量水泥凈漿標準稠度是對水泥凈漿以標準方法拌制、測試并到達規定的可塑性程度時的稠度。水泥凈漿標準稠度用水量是指水泥凈漿到達標準稠度時所需的加水量，常以水和水泥質量之比的百分數表示。各種水泥的礦物成分、細度不同，拌和成標準稠度時的用水量也各不相同，水泥的標準稠度用水量一般為24%～33%。測定硅酸鹽水泥凝結時間和體積安定時必須采用標準稠度的水泥漿。第三章水泥〔3〕凝結時間水泥的凝結時間分為初凝時間和終凝時間。初凝時間是指從水泥漿加水拌和起到水泥漿失去可塑性所需的時間；終凝時間是指從水泥漿加水拌和起到水泥漿完全失去可塑性并開始產生強度所需的時間。國家標準規定，硅酸鹽水泥的初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于6.5h。水泥的凝結時間在工程施工中有重要作用。初凝時間不宜過短，以便有足夠的時間對混凝土進行攪拌、運輸、澆筑和振搗。終凝時間不宜過長，以便使混凝土盡快硬化具有一定強度，盡快拆出模板，提高模板周轉率，提高工作效率，加快施工進度。第三章水泥〔4〕體積安定性水泥體積安定性是指水泥在凝結硬化過程中體積變化的均勻性。當水泥漿體在硬化過程中體積發生不均勻變化時，會導致水泥制品膨脹、翹曲、產生裂縫等，即所謂體積安定性不良。引起水泥安定性不良的原因有：①熟料中含有過多的游離氧化鈣②熟料中含有過多的游離氧化鎂③石膏摻量過多第三章水泥第三章水泥4、水化熱水化熱是指水泥在水化過程中放出的熱量。水化熱的大小主要決定于水泥熟料的礦物組成和細度，假設水泥熟料中硅酸三鈣和鋁酸三鈣的含量高，水泥細度越細，那么水化熱越大。水化熱較大的水泥有利于冬季施工，但對大體積混凝土不利。為了防止由于溫度應力引起水泥石的開裂，在大體積混凝土中不宜采用水化熱較大的硅酸鹽水泥，應采用水化熱較小的水泥，或采取其它降溫措施。第三章水泥

5、密度和堆積密度

硅酸鹽水泥的密度主要取決于熟料礦物組成，一般為3.05～3.20g/cm3。硅酸鹽水泥的堆積密度除與礦物組成和細度有關外，主要取決于水泥堆積時的緊密程度，疏松堆積時約為1000～1100kg/m3，緊密堆積時可達1600kg/m3。在混凝土配合比設計中，通常取水泥的密度為3.1g/cm3，堆積密度為1300kg/m3。第三章水泥〔四〕硅酸鹽水泥石的腐蝕與防止硬化后的水泥石在通常使用條件下有較好的耐久性。但當水泥石長時間處于侵蝕性介質中，如流動的淡水、酸性水、強堿等，會使水泥石的結構遭到破壞，強度下降甚至全部潰散，這種現象稱為水泥石的腐蝕。1、軟水侵蝕工業冷凝水，雪水，雨水，蒸餾水等均屬于軟水。在靜水或無水壓的水中，軟水的侵蝕僅限于外表，影響不大。但在有流動的軟水作用時，受軟水侵蝕較為嚴重。第三章水泥2、酸類侵蝕(1)碳酸的侵蝕(2)一般酸的侵蝕3、鹽類侵蝕(1)硫酸鹽侵蝕〔2〕鎂鹽侵蝕4、強堿侵蝕堿類溶液如濃度不大時一般是無害的，但鋁酸三鈣含量較高的硅酸鹽水泥遇到強堿也會產生破壞作用。第三章水泥5、防止水泥石腐蝕的措施(1〕合理選擇水泥品種如在軟水侵蝕條件下的工程，可選用水化生成物中含量少的水泥；在有硫酸鹽侵蝕的工程中，可選用鋁酸三鈣含量低于5%的抗硫酸鹽水泥。(2)提高水泥石的密實度水泥石中的毛細管、孔隙是引起水泥石腐蝕加劇的內在原因之一。因此采取適當措施，如機械攪拌、振搗，摻外加劑等，或在滿足施工操作的前提下盡量減少水灰比，從而提高水泥石密實度，改善水泥石的耐腐蝕性。(3)外表加做保護層用耐腐蝕的石料、陶瓷、塑料、瀝青等覆蓋于水泥石的外表，以防止侵蝕性介質與水泥石直接接觸。第三章水泥(五)硅酸鹽水泥的特性和應用

1、強度高2、水化熱大、抗凍性好3、干縮小、耐磨性好4、耐腐蝕性差5、耐熱性差6、抗碳化性好第三章水泥第三章水泥第三章水泥2.普通硅酸鹽水泥的性能及應用

普通硅酸鹽水泥由于摻加的混合材料較少，因此其性能與硅酸鹽水泥相同。只是強度等級、水化熱、抗凍性、抗碳化性等較硅酸鹽水泥略有降低，耐熱性、耐腐蝕性略有提高。普通硅酸鹽水泥的應用范圍與硅酸鹽水泥大致相同，是土木工程中用量最大的水泥品種之一。第三章水泥〔三〕礦渣硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥分為兩個類型，參加大于20%且不超過50%的粒化高爐礦渣的為A型，代號P·S·A；參加大于50%且不超過70%的粒化高爐礦渣的為B型，代號P·S·B。其中允許不超過水泥質量8%的活性混合材料、非活性混合材料和窯灰中的任一種材料代替局部礦渣。

第三章水泥第三章水泥2.礦渣硅酸鹽水泥的水化特點礦渣硅酸鹽水泥的水化分兩步進行，即存在二次水化。首先是水泥熟料的水化，與硅酸鹽水泥相同，水化生成水化硅酸鈣、氫氧化鈣、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣等。然后是活性混合材料開始水化。熟料礦物析出的氫氧化鈣作為堿性激發劑，石膏作為硫酸鹽激發劑，促使混合材料中的活性氧化硅和活性氧化鋁的活性發揮，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣。第三章水泥3.礦渣硅酸鹽水泥的性能及應用〔1〕早期強度開展慢，后期強度增長快該水泥不適用于早期強度要求較高的工程，如現澆混凝土樓板、梁、柱等。〔2〕耐熱性好因礦渣本身有一定的耐高溫性，且硬化后水泥石中的氫氧化鈣含量少，所以礦渣水泥適于高溫環境。如軋鋼、鑄造等高溫車間的高溫窯爐根底及溫度到達300～400℃的熱氣體通道等耐熱工程。〔3〕水化熱小可以用于大體積混凝土工程。〔4〕耐腐蝕性好可用于海港、水工等受硫酸鹽和軟水腐蝕的混凝土工程。〔5〕硬化時對溫度、濕度敏感性強特別適用于蒸汽養護的混凝土預制構件。〔6〕抗碳化能力差一般不用于熱處理車間的修建。〔7〕抗凍性差不宜用于嚴寒地區，特別是嚴寒地區水位經常變動的部位。第三章水泥第三章水泥3.礦渣硅酸鹽水泥的性能及應用〔1〕早期強度開展慢，后期強度增長快該水泥不適用于早期強度要求較高的工程，如現澆混凝土樓板、梁、柱等。〔2〕耐熱性好因礦渣本身有一定的耐高溫性，且硬化后水泥石中的氫氧化鈣含量少，所以礦渣水泥適于高溫環境。如軋鋼、鑄造等高溫車間的高溫窯爐根底及溫度到達300～400℃的熱氣體通道等耐熱工程。〔3〕水化熱小可以用于大體積混凝土工程。〔4〕耐腐蝕性好可用于海港、水工等受硫酸鹽和軟水腐蝕的混凝土工程。〔5〕硬化時對溫度、濕度敏感性強特別適用于蒸汽養護的混凝土預制構件。〔6〕抗碳化能力差一般不用于熱處理車間的修建。〔7〕抗凍性差不宜用于嚴寒地區，特別是嚴寒地區水位經常變動的部位。第三章水泥第三章水泥第三章水泥四、水泥的儲存和運輸水泥在儲存和運輸時不得受潮和混入雜質，儲存時間不宜過長，一般不超過三個月。即使儲存條件良好的水泥存放三個月后強度也會明顯降低，儲存期超過三個月的水泥為過期水泥，過期水泥和受潮結塊的水泥，均應重新檢測其強度后才能決定如何使用。不同品種、強度等級、出廠日期的水泥分開存放，并標志清楚；袋裝水泥堆放高度一般不超過10袋，應注意先到先用，防止積壓過期。不同品種、標號、批次的水泥由于礦物組成不同，凝結時間不同，嚴禁混雜使用。第三章水泥第二節其他種類水泥一、快硬硅酸鹽水泥但凡由硅酸鹽水泥熟料和適量石膏共同磨細制成的，以3d抗壓強度表示標號的水泥稱為快硬硅酸鹽水泥，簡稱快硬水泥。快硬硅酸鹽水泥的制造方法與硅酸鹽水泥根本相同，不同之處是水泥熟料中鋁酸三鈣和硅酸三鈣的含量高，二者的總量不少于65%。因此快硬水泥的早期強度增長快且強度高，水化熱也大。為加快硬化速度，可適當增加石膏的摻量(可達8%)和提高水泥的細度。第三章水泥第三章水泥三、白色和彩色硅酸鹽水泥白色硅酸鹽水泥是以鐵含量少的硅酸鹽水泥熟料、適量石膏及混合材料磨細所得的水硬性膠凝材料，稱為白色硅酸鹽水泥，簡稱白水泥，代號P·W。磨制水泥時，允許參加不超過水泥質量0～10%的石灰石或窯灰做外加物。水泥粉磨時允許參加不損害水泥性能的助磨劑，參加量不超過水泥質量的1%。白水泥的生產、礦物組成、性能和普通硅酸鹽水泥根本相同。由白色硅酸鹽水泥熟料、適量石膏和耐堿礦物顏料共同磨細，可制成彩色硅酸鹽水泥。白色和彩色硅酸鹽水泥，主要用于各種裝飾混凝土和裝飾砂漿，如水磨石、水刷石、人造大理石、干粘石等，也配制彩色水泥漿用于建筑物的墻面、柱面、天棚等處的粉刷。第三章水泥四、道路硅酸鹽水泥由道路硅酸鹽水泥熟料、0~10%活性混合材料和適量石膏共同磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為道路硅酸鹽水泥，簡稱道路水泥。道路硅酸鹽水泥熟料中硅酸鈣和鐵鋁酸四鈣的含量較多，要求鐵鋁酸四鈣的含量不得低于16%鋁酸三鈣的含量不得大于5.0%。道路水泥抗折強度高、耐磨性好、干縮小，抗凍性、抗沖擊性好，可減少混凝土路面的斷板、溫度裂縫和磨耗，減少路面維修費用，延長道路使用年限。道路水泥適用于公路路面、機場跑道、人流量較多的廣場等工程的面層混凝土。第三章水泥五、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥抗硫酸鹽硅酸水泥按其抗硫酸鹽侵蝕程度分為中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥和高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥兩類。以適當成分的硅酸鹽水泥熟料，參加石膏，共同磨細制成的具有抵抗中等濃度硫酸根離子侵蝕的水硬性膠凝材料，稱為中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，簡稱中抗硫酸鹽水泥，代號P·MSR。以適當成分的硅酸鹽水泥熟料，參加石膏，磨細制成的具有抵抗較高濃度硫酸根離子侵蝕的水硬性膠凝材料，稱為高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，簡稱高抗硫酸鹽水泥，代號P·HSR。抗硫酸鹽水泥適用于受硫酸鹽侵蝕的海港、水利、地下、引水、隧道、道路和橋梁等大體積混凝土工程。第三章水泥六、膨脹水泥和自應力水泥膨脹水泥和自應力水泥分為硅酸鹽型〔以硅酸鹽水泥熟料為主，外加鋁酸鹽水泥和天然二水石膏配制而成〕、鋁酸鹽型〔以鋁酸鹽水泥為主，外加石膏配制而成〕、硫鋁酸鹽型〔以無水硫鋁酸鹽和硅酸二鈣為主要成分，加石膏配制而成〕和鐵鋁酸鹽型〔以鐵相、無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要成分，加石膏配制而成〕。膨脹水泥主要用于收縮補償混凝土工程，防滲混凝土〔屋頂防滲、水池等〕、防滲砂漿、結構的加固、構件接縫、接頭的灌漿、固定設備的機座及地腳螺栓等。自應力水泥的膨脹值較大，在限制膨脹的條件下〔配有鋼筋時〕，由于水泥石的膨脹，使混凝土受到壓應力的作用，到達預應力的目的。自應力水泥一般用于預應力鋼筋混凝土、壓力管及配件等。第三章水泥本講結束第四章混凝土第一節概述混凝土是由膠凝材料、水和粗、細骨料按適當比例配合，拌制成拌合物，經一定時間硬化而成的人造石材。另外，為了改善混凝土的某些性能，還常在混凝土中摻入適量的外加劑和摻合料。混凝土廣泛應用于建筑工程、水利工程、道路、地下工程、國防工程等，是當代最重要的建筑材料之一，也是世界上用量最大的人工建筑材料。

第四章混凝土第四章混凝土二、混凝土的特點1、優點：〔1〕符合就地取材和經濟的原那么；〔2〕可根配制成不同性質的混凝土；〔3〕可根據需要澆制成任何形狀和大小的構件或結構物；〔4〕能制作鋼筋混凝土結構和構件；〔5〕混凝土硬化后抗壓強度高，耐久性好。2、缺點：自重大，抗拉強度低，易開裂等。第四章混凝土第二節普通混凝土的組成材料

普通混凝土是由水泥、砂子、石子和水按適當比例配合，拌制成拌合物，經一定時間硬化而成的人造石材。水泥混凝土的結構如圖4-1所示。第四章混凝土

一、水泥〔一〕水泥品種的選擇配制混凝土用的水泥，應根據混凝土的工程特點和所處的環境，結合各種水泥的不同特性進行選用。〔二〕水泥強度等級的選擇配制混凝土所用水泥的強度等級應與混凝土的設計強度等級相適應。原那么上是配制高強度等級的混凝土，選用高強度等級水泥；配制低強度等級的混凝土，選用低強度等級水泥。對于一般強度混凝土，水泥強度等級宜為混凝土強度等級的1.5～2.0倍。如配制C25混凝土，可選用強度等級為42.5的水泥；配制C30混凝土，可選用強度等級為52.5的水泥。第四章混凝土第四章混凝土

〔一〕有害物質、泥、泥塊的含量用來配制混凝土的砂要求清潔不含雜質，以保證混凝土的質量。在實際工程中，砂中常含泥和泥塊，還有云母、輕物質、有機物、硫化物及硫酸鹽、氯鹽等有害物質。這些物質粘附在砂的外表，阻礙水泥與砂的粘結，從而降低混凝土的強度和耐久性。另外，硫化物和硫酸鹽對水泥石有腐蝕作用，氯鹽容易加劇鋼筋混凝土中鋼筋的銹蝕。砂中的有害物質、泥和泥塊和含量應符合表4-1的規定。〔二〕砂的鞏固性砂的鞏固性，是指砂在自然風化和其他外界物理化學因素作用下抵抗破裂的能力。天然砂采用硫酸鈉溶液法進行試驗，砂樣經5次循環后其質量損失應符合：Ⅰ類、Ⅱ類砂不大于8%，Ⅲ類砂不大于10%。人工砂采用壓碎指標法進行試驗，單級最大壓碎指標應滿足：Ⅰ類砂不大于20%、Ⅱ類砂不大于25%，Ⅲ類砂不大于30%。第四章混凝土第四章混凝土國家標準?建筑用砂?〔GB/T14684—2001〕對細度模數為的普通混凝土用砂，根據0.6mm篩孔的累計篩余百分率分成三個級配區，見表4-3和圖4-3〔級配曲線〕。混凝土用砂的顆粒級配，應處于表4-3或圖4-3的任何一個級配區內，否那么認為砂的顆粒級配不合格。混凝土用砂的級配必須合理，否那么難以配制出性能良好的混凝土。當現有的砂級配不良時，可采用人工級配方法來改善，最簡單措施是將粗、細砂按適當比例進行試配，摻和使用。第四章混凝土三、粗骨料—石子粗骨料一般指粒徑大于4.75mm的巖石顆粒，有卵石和碎石兩大類。卵石是由于自然風化、水流搬運和分選、堆積形成的巖石顆粒，分為河卵石、海卵石和山卵石；碎石是由天然巖石或卵石經機械破碎、篩分而制成的。配制混凝土選用碎石還是卵石，要根據工程性質、當地材料的供給情況、本錢等各方面綜合考慮。?建筑用卵石、碎石?〔GB/T14685—2001〕規定，卵石、碎石分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類。Ⅰ類宜用于強度等級大于C60的混凝土；Ⅱ類宜用于強度等級C30~C60及抗凍、抗滲或其他要求的混凝土；Ⅲ類宜用于強度等級小于C30的混凝土。第四章混凝土〔一〕有害物質、針片狀顆粒、泥和泥塊的含量用來配制混凝土的卵石和碎石要求清潔不含雜質，以保證混凝土的質量。在實際工程中，卵石和碎石中常含泥和泥塊，針狀〔顆粒長度大于相應粒級平均粒徑的2.4倍〕和片狀〔厚度小于平均粒徑的0.4倍〕顆粒，以及有機物、硫化物、硫酸鹽等有害物質。針、片狀顆粒易折斷，其含量多時，會降低新拌混凝土的流動性和硬化后混凝土的強度。泥、泥塊和有害物質對混凝土的危害作用與細骨料相同。?建筑用卵石、碎石?〔GB/T14685-2001〕規定，卵石和碎石中不應混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊、爐渣等雜物，卵石和碎石中的有害物質、針片狀顆粒、泥和泥塊的含量應符合表4-4的規定。第四章混凝土〔二〕強度和鞏固性1．強度2．鞏固性〔三〕最大粒徑和顆粒級配1.最大粒徑粗骨料的最大粒徑不得超過結構截面最小尺寸的1/4，同時不得超過鋼筋間最小凈距的3/4；對混凝土實心板，粗骨料最大粒徑不宜超過板厚的1/2，且不得超過50mm；對于泵送混凝土，粗骨料最大粒徑與輸送管內徑之比要求碎石不宜大于1：3,卵石不宜大于1：2.5。2.顆粒級配混凝土用粗骨料的顆粒級配應符合表4-6的規定。第四章混凝土四、水混凝土用水是混凝土拌合用水和養護用水的總稱。混凝土用水宜采用飲用水，當采用其它水源時，水質應符合?混凝土用水標準?〔JGJ63-2006〕的規定，見表4-7。對于設計使用年限為100年的結構混凝土，氯離子含量不得超過500mg/L；對使用鋼絲或熱處理鋼筋的預應力混凝土，氯離子含量不得超過350mg/L。為了節約用水和保護環境，國家鼓勵采用再生水〔污水經適當再生工藝處理具有使用功能的水〕來拌制混凝土，但前提是再生水的水質必須經過檢測，符合混凝土用水標準的要求。第四章混凝土第四章混凝土〔二〕影響和易性的主要因素1.水泥漿的數量2.水泥漿的稠度〔水灰比〕3.砂率4.溫度和濕度5.施工工藝6.其他因素的影響第四章混凝土二、混凝土的強度〔一〕混凝土的強度指標1.混凝土立方體抗壓強度2.混凝土立方體抗壓強度標準值及強度等級3.混凝土軸心抗壓強度4.混凝土的抗拉強度

第四章混凝土〔二〕影響混凝土強度的主要因素1.水泥強度等級和水灰比2.養護的溫度與濕度3.養護時間〔齡期〕4.骨料的種類、質量、外表狀況5.試驗條件第四章混凝土〔三〕提高混凝土強度的主要措施1.選料方面〔1〕采用高強度等級水泥可配制出高強度的混凝土，但本錢較高。〔2〕選用級配良好的骨料，提高混凝土的密實度。〔3〕選用適宜的外加劑。如摻入減水劑，可在保證和易性不變的情況下減少用水量，提高其強度；摻入早強劑，可提高混凝土的早期強度。2.采用機械攪拌和振搗3.養護工藝方面〔1〕采用常壓蒸汽養護〔2〕采用高壓蒸汽養護〔蒸壓養護〕第四章混凝土三、混凝土的變形〔一〕非荷載作用下的變形1.化學收縮一般水泥水化生成物的體積比水化反響前物質的總體積要小，因此會導致水化過程的體積收縮，這種收縮稱為化學收縮。2.干濕變形當混凝土在水中硬化時，產生微小膨脹。當混凝土在枯燥空氣中硬化時，混凝土產生收縮。3.溫度變形混凝土的熱脹冷縮變形稱為溫度變形。

第四章混凝土〔二〕荷載作用下的變形1.短期荷載作用下的變形混凝土是由水泥石、砂、石子等組成的不均勻復合材料，是一種彈塑性體。混凝土受力后既會產生可以恢復的彈性變形，又會產生不可恢復的塑性變形。全部應變是由彈性應變與塑性應變組成。在計算鋼筋混凝土構件的變形、裂縫以及大體積混凝土的溫度應力時，都需要知道混凝土的彈性模量。在鋼筋混凝土構件設計中，常采用一種按標準方法測得的靜力受壓彈性模量作為混凝土的彈性模量。第四章混凝土2.徐變混凝土在荷載長期作用下，隨時間增長而沿受力方向增加的非彈性變形，稱為混凝土的徐變。混凝土的徐變對混凝土構件來說，能消除混凝土內的應力集中，使應力較均勻地重新分布；對大體積混凝土，那么能消除一局部由于溫度變形所產生的破壞應力。但是，徐變會使構件的變形增加；在預應力鋼筋混凝土結構中，徐變會使鋼筋的預加應力受到損失，從而降低結構的承載能力。第四章混凝土四、混凝土的耐久性〔一〕混凝土的抗滲性混凝土的抗滲性是指混凝土抵抗壓力液體〔水、油等〕滲透的能力。抗滲性的大小用抗滲等級表示。〔二〕混凝土的抗凍性混凝土的抗凍性是指混凝土在水飽和狀態下，能經受屢次凍融循環作用而不破壞，同時也不嚴重降低強度的性能。抗凍性的大小用抗凍等級表示。

第四章混凝土〔三〕混凝土抗侵蝕性混凝土抗侵蝕性是指混凝土抵抗外界侵蝕性介質破壞作用的能力。當工程所處的環境有侵蝕介質時，對混凝土必須提出抗侵蝕性要求。混凝土的抗侵蝕性與所用水泥的品種、混凝土的密實程度、孔隙特征等有關。密實性好的、具有封閉孔隙的混凝土，抗侵蝕性好。提高混凝土的抗侵蝕性應根據工程所處環境合理選擇水泥品種。

第四章混凝土第四章混凝土〔五〕提高混凝土耐久性的主要措施1.合理選擇水泥品種。2.控制混凝土的最大水灰比及最小水泥用量。3.選用較好的砂、石骨料。4.摻入引氣劑或減水劑，提高混凝土抗凍性、抗滲性。5.改善混凝土的施工操作方法，應攪拌均勻，振搗密實，加強養護等。第四章混凝土第四章混凝土一、混凝土外加劑的類型

混凝土外加劑按其主要功能可分為以下四類：1、改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，如各種減水劑、泵送劑等。2、調節混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑，如緩凝劑、早強劑、速凝劑等。3、改善混凝土耐久性的外加劑，如引氣劑、防水劑、阻銹劑等。4、改善混凝土其它性能的外加劑，如引氣劑、膨脹劑、防凍劑、著色劑、脫模劑、防水劑等。

第四章混凝土第四章混凝土〔二〕早強劑早強劑是指能提高混凝土早期強度，并對后期強度無顯著影響的外加劑。常用早強劑的品種有氯鹽類、硫酸鹽類、有機氨類及以它們為根底組成的復合早強劑。早強劑可在常溫和負溫〔不小于〕條件下加速混凝土硬化過程，多用于冬季施工和搶修工程。〔三〕引氣劑引氣劑是指在混凝土拌合物攪拌過程中，能引入大量分布均勻、穩定而封閉的微小氣泡的外加劑。引氣劑能有效減少混凝土拌合物的泌水離析，明顯改善混凝土拌合物的和易性，提高硬化混凝土的抗凍性和抗滲性。引氣劑主要用于抗凍混凝土、防滲混凝土、泌水嚴重的混凝土、抗硫酸鹽混凝土及對飾面有要求的混凝土等，不宜用于蒸汽養護的混凝土和預應力混凝土。第四章混凝土〔四〕緩凝劑緩凝劑是指能延緩混凝土凝結時間，并對混凝土后期強度開展無不利影響的外加劑。緩凝劑具有緩凝、減水、降低水化熱等多種功能，適用于大體積混凝土、炎熱氣候條件下施工的混凝土、長期停放及遠距離運輸的商品混凝土。〔五〕速凝劑速凝劑是指能使混凝土迅速凝結硬化的外加劑。常用的速凝劑主要有紅星1型、711型、782型等品種，見表4-15。速凝劑主要用于礦山井巷、鐵路隧洞、引水涵洞、地下廠房等工程以及噴射混凝土工程。第四章混凝土〔六〕防凍劑防凍劑是指能使混凝土在負溫下硬化，并在規定時間內到達足夠防凍、強度的外加劑。防凍劑能使混凝土在負溫下免受凍害，適用于負溫條件下施工的混凝土。〔七〕膨脹劑膨脹劑是指能使混凝土產生一定體積微膨脹的外加劑。一般常用的有明礬石膨脹劑〔主要成分是明礬石和無水石膏或二水石膏〕、CSA膨脹劑〔主要成分是無水硫鋁酸鈣〕等。膨脹劑摻量一般為水泥質量的10%～15%，摻量較大時可在鋼筋混凝土中產生自應力。在混凝土中摻入膨脹劑后不會對力學性質帶來大的影響，卻可大幅度提高混凝土的抗裂性和抗滲性。第四章混凝土第四章混凝土第五節普通混凝土配合比設計混凝土的配合比是指混凝土中各組成材料數量之間的比例關系。混凝土配合比設計就是要確定混凝土中各組成材料的用量，使得按此用量拌制出的混凝土能夠滿足工程所需的各項性能要求。混凝土配合比常用的表示方法有兩種。一種是以每立方米混凝土中各項材料的質量來表示，例如1m3混凝土中各材料用量為：水泥310kg，水155kg，砂750kg，石1200kg；另一種是以混凝土各項材料之間的質量比來表示〔以水泥質量為1〕，例如，水泥：水：砂：石子=1：0.5:2.4:3.9或水泥：砂：石子：=1：2.4:3.9，W/C=0.5。第四章混凝土一、混凝土配合比設計的根本要求1、滿足混凝土結構設計要求的強度等級；2、滿足施工條件所要求的混凝土拌合物的和易性；3、滿足工程所處環境和設計規定的耐久性；4、在滿足上述三項要求的前提下，盡可能節約水泥，降低混凝土本錢。第四章混凝土第四章混凝土三、混凝土配合比設計的資料準備1.了解工程設計要求的混凝土強度等級和反映混凝土生產中強度質量穩定性的強度標準差，以便確定混凝土的配制強度。2.了解工程所處環境對混凝土耐久性的要求，以便確定混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。3.了解結構構件的截面尺寸及鋼筋配置情況，以便確定混凝土骨料的最大粒徑。4.了解混凝土的施工方法及管理水平，以便選擇混凝土拌合物的坍落度及骨料的最大粒徑。5.掌握混凝土原材料的性能指標，具體包括：水泥的品種、等級、密度；砂、石骨料的種類、級配、最大粒徑、表觀密度等；拌合用水的水質情況；外加劑的品種、性能、摻量等。第四章混凝土第四章混凝土〔一〕初步配合比的計算1.確定配制強度2.確定水灰比3.選取每立方米混凝土的用水量4.計算每立方米混凝土的水泥用量5.選取砂率6.計算每立方米混凝土的砂、石用量以上混凝土配合比計算的公式和表格中的數值，均以枯燥狀態骨料為基準，如果以其它含水狀態的骨料為基準，那么應做相應的修正。第四章混凝土〔二〕實驗室配合比〔設計配合比〕確實定1.調整和易性，確定基準配合比2.復核強度，確定實驗室配合比3.混凝土表觀密度的校正〔三〕計算施工配合比混凝土的實驗室配合比中砂、石是以枯燥狀態〔砂含水量率小于0.5%，石子含水率小于0.2%〕為基準計算出的，而施工現場存放的砂、石骨料往往含有一定的水分。所以，現場材料的實際稱量應按工地砂、石的含水情況進行修正，同時用水量也應做相應修正。修正后的配合比，稱為施工配合比。第四章混凝土第六節普通混凝土的質量控制一、混凝土的生產控制〔一〕混凝土原材料的質量控制水泥、水、砂子、石子等原材料必須通過質量檢驗，符合混凝土用原材料的要求和現行有關標準的規定前方可使用。各種原材料應逐批檢查出廠合格證和檢驗報告，材料在使用前最好進行復檢。〔二〕混凝土配合比的控制混凝土配合比是通過設計計算和試配確定，在施工中，應嚴格按照配合比進行配料，一般不得隨意改變配合比。

第四章混凝土〔三〕混凝土施工工藝的質量控制1.混凝土拌和時應準確控制原材料的稱量，水泥和水的稱量誤差應控制在2%以內，粗、細骨料的稱量誤差應控制在3%以內。2.混凝土運輸中為防止離析、泌水等不良現象，應盡量減少轉運次數，縮短運輸時間，采取正確裝卸措施。3.澆注時應采取適宜的入倉方法，限制卸料高度，對每層混凝土應按順序振搗，嚴防漏振。4.澆注后必須在一定時間內進行養護，保持必要的溫度及濕度，保證水泥正常凝結硬化，從而確保混凝土的強度和防止發生干縮裂縫。第四章混凝土二、混凝土的合格性控制混凝土的合格性控制主要指在正常連續生產的情況下，隨機抽取試樣進行混凝土抗壓強度的測試，用數理統計方法來評定混凝土的質量。〔一〕混凝土強度評定的數理統計方法1.混凝土強度平均值2.標準差3.變異系數4.強度保證率第四章混凝土〔二〕混凝土強度的檢驗評定混凝土強度應分批進行檢驗評定，一個驗收批的混凝土應由強度等級相同、齡期相同、生產工藝條件和配合比相同的混凝土組成。根據?混凝土強度檢驗評定標準?〔GB50107-2021〕規定，混凝土強度評定方法可采用統計方法評定和非統計方法評定。統計方法評定適用于預拌混凝土廠、預制混凝土構件廠和采用現場集中攪拌混凝土的施工單位。非統計方法評定適用于零星生產的預制構件廠的混凝土或現場攪拌量不大的混凝土。第四章混凝土1.統計方法評定〔1〕標準差的統計方法當混凝土的生產條件在較長時間內能保持一致，且同一品種混凝土的強度變異性能保持穩定時，每批混凝土的強度標準差可根據前一時期生產累計的強度數據確定。〔2〕標準差未知的統計方法當混凝土生產連續性差，生產條件在較長時間內不能保持一致，或生產周期較短，無法積累強度數據以計算可靠的標準差參數，此時檢驗評定只能根據每一驗收批抽樣的強度數據來確定。第四章混凝土2.非統計方法評定當前我國各地普遍存在著小批量零星混凝土的生產方式，其試件組數有限，不具備按統計方法評定混凝土強度的條件。當用于評定的樣本試件組數缺乏10組且不少3組時，可采用非統計方法評定混凝土強度。按非統計方法評定時，混凝土強度同時滿足以下要求：第四章混凝土〔三〕混凝土強度合格性判定當混凝土分批進行檢驗評定時，假設檢驗結果能滿足以上述規定要求時，那么該批混凝土強度質量判斷為合格；當不能滿足上述規定時，該批混凝土強度質量判為不合格。對于評定為不合格的混凝土結構或構件，應進行鑒定。對于不合格的混凝土，可采用從結構或構件中鉆取試件的方法或采用非破損〔回彈法、超聲法〕檢驗方法，對結構或構件中混凝土的強度進行檢測，作為混凝土強度處理的依據。第四章混凝土第四章混凝土第四章混凝土第四章混凝土〔三〕輕骨料混凝土的應用雖然人工輕骨料的本錢高于就地取材的天然骨料，但輕骨料混凝土的表觀密度小，自重輕，保溫隔熱性好，可降低根底工程費用和材料運輸費用，且有利于建筑物的節能，綜合效益好。輕骨料混凝土特別適合用于高層、大跨度建筑和有保溫要求的建筑，在建筑工程中可用于保溫、結構保溫和結構承重三方面。第四章混凝土第四章混凝土1．原材料〔1〕應選用質量穩定、強度等級不低于42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；〔2〕對強度等級為C60級的混凝土，其粗骨料的最大粒徑不應大于31.5mm，對強度等級高于C60的混凝土，其粗骨料的最大粒徑不應大于25mm；針、片狀顆粒含量不宜大于5.0%，含泥量不應大于0.5%，泥塊含量不宜大于0.2%。〔3〕細骨料的細度模數宜大于2.6；含泥量不應大于2.0%，泥塊含量不宜大于0.5%。〔4〕配置高強混凝土時應摻用高效減水劑或緩凝高效減水劑。〔5〕配置高強混凝土時應摻用活性較好的礦物摻合料，且宜復合使用礦物摻合料。第四章混凝土2．配合比高強混凝土配合比的計算方法和步驟除應按普通混凝土配合比設計方法和步驟進行外，尚應符合以下規定：〔1〕基準配合比中的水灰比，可根據現有試驗資料選取；〔2〕配制高強混凝土所用砂率及所采用的外加劑和礦物摻合料的品種、摻量，應通過試驗確定；〔3〕高強混凝土的水泥用量不應大于550kg/m3，水泥和礦物摻合料的總量不應大于600kg/m3；〔4〕當采用三個不同的配合比進行混凝土強度試驗時，其中一個應為基準配合比，另外兩個配合比的水灰比，宜較基準配合比分別增加和減少0.02～0.03；〔5〕設計配合比確定后，應用該配合比進行不少于6次的重復試驗進行驗證，其平均值不應低于配制強度。第四章混凝土第四章混凝土三、高性能混凝土目前，不同的國家的不同的學者對高性能混凝土曾提出過不同的解釋和定義，而且在性能特征上各有所側重。但綜合國內外一些學者的觀點，高性能混凝土是以耐久性和可持續開展為根本要求的，并適應工業化生產和施工的混凝土。高性能混凝土應具有良好的工作性〔高流動性、高黏聚性，到達自密實〕、較高的抗壓強度、較高的體積穩定性〔低干縮、低徐變、低溫度應變率和高彈性模量〕和良好的耐久性〔高抗滲性〕的混凝土。高性能混凝土既是高強混凝土〔強度等級C60〕，也是流態混凝土〔坍落度200mm〕。第四章混凝土高性能混凝土常用的配制途徑及措施主要有：1.必須摻入高效減水劑。高效減水劑可減小水灰比，獲得高流動性，提高抗壓強度。2.必須摻入一定量的活性磨細礦物摻合料，如硅灰、磨細礦渣、優質粉煤灰等,減少水泥用量。3.選擇優質的原材料。應采用優質、高強度的水泥；選用級配良好、致密堅硬的骨料。粗骨料粒徑不宜過大，在配置C60～C100的高性能混凝土時，粗骨料的最大粒徑不宜大于20mm。4.優化配合比。應通過試配優化后確定高性能混凝土的配合比。在滿足設計要求的前提下，盡可能降低水泥用量，減小水灰比，并限制水泥漿體的體