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）））））））））第一章材料的基本性质第一节材料的物理性质一、材料的密度、表观密度与堆积密度1、密度3:g/cm:gvcm3密度，干燥状态下的质量，：绝对密实状态下的体积，mvm测试方法：用李氏瓶进行测试。2、表观密度0033033kg//:kg:开孔闭0＝＝:表观密度，或材料的质量，或v自然状态下的体积，或mmmvvvvvvmgcmmgmcm视视闭视：视密度（近似密度）mmvvv3、堆积密度0003030/::开空闭空＝:堆积密度，材料的质量，堆积体积，mmmvvvvvvvkgmmkgvm二、材料的孔隙率与空隙率1、孔隙率（与表观密度对应）000000001(1)100%//孔vvvvPvvvvmvm2、空隙率（与堆积密度对应）000000000000001(1)100%//空vvvvPvvvvmvm三、材料与水有关的性质1、亲水性与憎水性当润湿边角θ≤90，亲水性。当润湿边角θ＞90，憎水性。2、吸水性与吸湿性1）吸水性重量吸水率（Wm）：100%bgmgmmWm::材料吸水饱和状态下的重量材料干燥状态下的重量bgmm体积吸水率（Wv）：）））））））））00%100/)(mwgbvWvmmW00330/1//，的单位此处应为gwvmgcmgcm2）吸湿性100%sghgmmWm::材料吸湿状态下的重量材料干燥状态下的重量sgmm3、材料的耐水性:::10.85bRgRbgRfkfkffkR软化系数饱水状态下材料的强度干燥状态下材料的强度0k，的材料才可用于建筑物。4、抗渗性定义：材料抵抗压力水渗透的性质，以渗透系数表示。5、抗冻性定义：材料在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，也不严重降低强度的性质，以抗冻标号表示。四、热工性质材料的导热系数愈小，表示其绝热性能愈好，工程中通常把λ＜0.23的材料称为绝热材料。第二节材料的力学性质#一、材料的强度抗压、抗拉、抗剪和抗弯强度。（水泥、混凝土、钢筋）比强度：材料强度与表观密度之比、衡量材料的轻质、高强的指标（p14)二、弹性与塑性弹性：材料受力后会产生变形，当外力卸除后变形能完全恢复的性质。塑性：外力卸除后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质。三、脆性与韧性脆性：材料破坏时无明显塑性变形的性质。韧性：在冲击、振动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，不发生破坏的性质。第三节材料的耐久性定义：材料在使用过程中，抵抗其自身和环境的长期破坏作用，保持其原有性能而不破坏、不变质的能力。混凝土材料的耐久性第二章无机气硬性胶凝材料什么是气硬性胶凝材料？、(了解水凝胶材料)第一节石膏一、石膏生产简介107~17042422112122CCaSOHOCaSOHOHO(β-半水石膏，建筑石膏)二、建筑石膏的凝结硬化凝结硬化的机理：溶解－析晶三、建筑石膏的特性1、凝结硬化快2、硬化时体积略有膨胀（唯一的）3、硬化后孔隙率大，表观密度和强度较低4、隔热、吸音性能好5、防火性能好6、具有一定的调温调湿性（呼吸作用））））））））））7、耐水性与抗冻性差8、加工性能好四、石膏的技术性质书P45页表3-1。第二节石灰一、石灰生产简介90032CCaCOCaOCO（CaO：生石灰）根据生石灰中MgO含量的多少，生石灰分为钙质石灰和镁质石灰。MgO≤5％，钙质石灰，MgO5％，镁质石灰。二、石灰的水化与硬化1、石灰的水化22()64.9CaOHOCaOHKJ欠火石灰：石灰石（CaCO3）未完全分解，降低了石灰的利用率。过火石灰：内部结构致密，熟化缓慢。当石灰浆中含有这类过火石灰时，它将在石灰浆硬化后才发生水化作用，此时产生膨胀，引起局部隆起和开裂。如何消除过火石灰的危害？石灰在使用之前应在储灰坑中陈伏14天以上。2、石灰的硬化,硬化机理：结晶、碳化三、石灰的特性1、生石灰熟化时水化热大，体积增大2、硬化缓慢3、硬化后体积收缩大4、硬化后强度低5、耐水性差6、可塑性与保水性好四、石灰的技术性质详见书中P48页表3-2、表3-3、表3-4。第三节水玻璃一、生产232222NaCOnSiONaOnSiOCO二氧化硅(SiO2)与氧化钠(Na2O)的摩尔数的比值n，称为水玻璃的模数。二、水玻璃的硬化22222322NaOnSiOCOmHONaCOnSiOmHO（硅酸凝胶）为加速水玻璃的硬化，常加入氟硅酸钠(Na2SiF6)作为促硬剂，加速二氧化硅凝胶的析出，其掺量一般为12％～15％。三、水玻璃的特性与应用注意：水玻璃不能用来涂刷或浸渍石膏制品，因为硅酸钠会与硫酸钙反映生成硫酸钠，在制品孔隙中结晶，体积显著膨胀，从而导致制品的破坏。第三章水泥什么是水硬性胶凝材料？硅酸盐水泥性质相近普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥性质相近粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥第一节硅酸盐水泥的生产及矿物组成硅酸盐水泥＝硅酸盐水泥熟料+0～5％混合材料+石膏一、硅酸盐水泥的生产）））））））））两磨一烧，加点石膏。水泥生产加入石膏是为了调节水泥的凝结硬化速度。二、水泥熟料的矿物组成硅酸三钙：233,CaOSiOCS简写为；硅酸二钙：222,CaOSiOCS简写为铝酸三钙：2333,CaOAlOCA简写为；铁铝酸四钙：232344,CaOAlOFeOCAF简写为第二节硅酸盐水泥的水化及凝结硬化一、硅酸盐水泥的水化水化方程式见书P52页。水泥水化后的水化产物主要为：C-S-H，CFH，C3AH6，AFt，AFm，CH。四种熟料矿物的水化特性各不相同，对水泥的性质也产生不同的影响。名称C3SC2SC3AC4AF凝结硬化速度快慢最快快28d水化热多少最多中强度高早期低，后期高低低二、硅酸盐水泥的凝结硬化水泥凝结硬化的过程：a、初步反应期：水泥初始溶解，与水强烈反应。b、潜伏期：水化产物来不及扩散，在水泥颗粒表面形成包裹膜并不断增厚。c、凝结期：包裹膜破裂，水化加速，水化产物伸展、粘结，失去可塑性，浆体凝结。d、硬化期：凝胶体进一步填充水泥颗粒之间的空隙（毛细孔），晶体长大、共生，浆体产生强度，开始硬化。硬化水泥石的组成：未水化的水泥颗粒，水泥水化产物（凝胶体与晶体），水（自由水与吸附水），孔隙（毛细孔）三、影响水泥凝结硬化的因素1、熟料矿物的组成；2、细度；3、用水量（水灰比）；4、温度与湿度；5、石膏掺量第三节硅酸盐水泥的技术性质一、细度细度↑：水化速率↑，水化热↑，强度↑，能耗↑，收缩↑国标规定硅酸盐水泥细度用比表面积法检测，其它品种水泥用筛析法检测。二、凝结时间规范规定：硅酸盐水泥的初凝时间≥45min，终凝时间≤6.5h。凝结时间的工程意义。三、体积安定性定义：水泥石在硬化过程中体积变化的均匀性。如果水泥在硬化过程中产生不均匀变形，则会使构件产生膨胀性开裂，即为体积安定性不良。引起体积安定性不良的原因：f－CaO过量，f－MgO过量，石膏过量。体积安定性的检测：雷氏夹法、试饼法。四、强度水泥强度等级的确定。（参考课件中的例题及试验报告）五、碱含量若水泥中碱含量过高，而配制砼时又使用了碱活性骨料，则会发生碱骨料反应，导致砼开裂。六、水化热上述各指标决定着水泥品质的划分，规范规定：）））））））））不合格品：a、终凝时间不合格，b、细度不合格，c、强度低于商品等级规定的指标废品：a、初凝时间不合格，b、安定性不合格（即f－CaO），c、f－MgO含量超标，d、SO3含量超标，e、强度低于最低强度等级规定的指标。不合格品可用于次要工程。废品严禁用于土木工程中。第四节水泥石的腐蚀与防止一、软水侵蚀（溶出性侵蚀）二、盐类腐蚀1、硫酸盐腐蚀2、镁盐破坏三、酸腐蚀1、碳酸腐蚀2、一般酸的腐蚀四、强碱的腐蚀水泥石腐蚀的内因：①水泥石中存在有引起腐蚀的成分Ca（OH）2和水化铝酸钙；②水泥石本身不密实，有许多毛细孔通道，导致侵蚀性物质可以进入；水泥石腐蚀的外因：外界有腐蚀性物质存在。五、腐蚀的防治（1）根据侵蚀环境的特点，合理选用水泥品种。（2）提高水泥石的密实程度。（3）加做保护层。第五节硅酸盐水泥的应用与存放一、硅酸盐水泥的性质与应用早期及后期强度均高、抗冻性好、耐腐蚀性差、水化热高、抗碳化性好、耐热性差、耐磨性好第六节掺混合材料的硅酸盐水泥一、混合材料1、非活性混合材料；2、活性混合材料：能激发混合材潜在活性的物质称为激发剂，氢氧化钙称为碱性激发剂，石膏称为硫酸盐激发剂。二、普通硅酸盐水泥其应用与硅酸盐水泥基本相同。三、掺大量混合材水泥1、定义矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥2、掺大量混合材水泥的水化二次水化：掺大量混合材水泥早期强度低（7d以前），而在后期（28d以后），随着活性混合材活性的发挥，水泥石强度不断增长，最后可以赶上同强度等级的普通水泥的强度。3、掺大量混合材水泥的性质及其应用第七节水泥的选用品种硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥复合水泥凝结硬化快较快慢慢慢与所掺入的混合材的种类、数量及比例有关强度高较高早期低，后期增长较快早期低，后期增长较快早期低，后期增长较快水化热大较大较低较低较低抗冻性好较好差差差耐磨性好较好差差差干缩小较小大大较小）））））））））耐腐蚀性差较差较好较好较好耐热性差较差好较好较好泌水性较小较小大小较小抗渗性较好较好差较好具体选用见书中表3-11。第四章水泥砼第一节概述一、砼的定义二、砼的分类三、砼的特点砼的基本要求：①与设计相符合的强度；②与施工相适应的和易性③与环境相适应的耐久性；④在保证上述三项要求前提下的经济性第二节普通砼的组成材料一、砼中各组成材料的作用①砂、石起骨架作用；②水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹骨料表面并填充其空隙。a、在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便于施工；b、水泥浆硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体。③外加剂和掺合料主要是改善砼的某些特性。二、砼组成材料的技术要求1、水泥2、细骨料（1）有害杂质①硫化物与硫酸盐：会与固态水化铝酸钙反应生成钙矾石，导致砼产生膨胀性裂缝；②泥土：影响骨料与水泥的粘结，增大需水量，使砼强度降低；③cl－：使钢筋生锈；④有机物：延缓水泥的凝结硬化，导致砼早期强度降低；⑤云母片：影响骨料与水泥的粘结，在砼内形成薄弱环节；⑥活性二氧化硅：发生碱－骨料反应，导致砼产生膨胀性裂缝。（2）颗粒形状及表面特征细骨料的颗粒形状与表面特征会影响其与水泥的粘结及砼拌合物的流动性。用山砂配制的砼强度高，但流动性差；用河砂与海砂配制的砼强度低，但流动性好。（3）颗粒级配及粗细程度颗粒级配：指骨料中不同粒径颗粒的分布情况。骨料的粗细程度指不同粒径的颗粒混在一起的平均粗细程度。砂的颗粒级配和粗细程度常用筛分析方法测定。细度模数2345611()5100fAAAAAAA（4）砂的坚固性3、粗骨料（1）有害杂质掌握碱－骨料反应及产生碱－骨料反应的条件：①水泥中的碱含量0.6％；②骨料中有活性SiO2成分；③有水存在。（2）颗粒形状及表面特征碎石配制的砼强度高，但流动性差；卵石配制的砼强度较低，但流动性好。粗骨料的颗粒形状还有属于针状和片状的。）））））））））（3）最大粒径及颗粒级配（4）强度压碎指标：表示石子抵抗压碎的能力，以间接推测骨料的强度。（5）坚固性与细骨料相似。（6）骨料的含水状态干燥状态、气干状态、饱和面干状态、湿润状态砂的容胀：气干状态的砂随着其含水率的增大，砂的颗粒表面形成一层吸附水膜，推挤砂粒分开而引起砂体积增大，这种现象称为容胀。4、水5、砼外加剂减水剂作用机理：①吸附分散②润滑湿润减水剂的作用效果：①保持水灰比不变，增加砼流动性；②保持流动性不变，减少用水量，提高砼强度；③改善砼孔结构，提高密实性，增加耐久性；④保持强度和流动性不变，可减少水泥和水的用量，从而节约水泥。6、矿物掺合料主要有粉煤灰、矿渣和硅灰。粉煤灰的三大效应：