见证取样培训

见证取样培训第一章绪论一、土木工程材料的分类土木工程材料：一是指各种材料，二是指制品，如混凝土、混凝土空心板、过梁、挑梁、窗户、墙体等。分类：按材料来源，分天然和人造。使用功能：结构材料：梁、柱、墙功能材料：砂、石、水泥组成成分：有机、无机、复合等二、标准国标：GB、GB/T行标：JC(建材)、JGJ(建设部)、CECS(中国标准化协会)、JTJ、JT——交通行业标准代号地方标准：DB企业标准：QB国际标准：ISO、ASTM(美国材料协会)日本工业标准：JIS、德国工业标准：DIN、英国标准：BSvmvm00vm00vm第二章工程材料的基本性质1.1材料的物理性质一、密度密度：表观密度、毛体积密度和堆积密度1．密度2．表观密度3．毛体积密度4．堆积密度0vDv00(1)100%(1)100%VPV二、密实度和孔隙率1．密实度：即：P+D=1这说明当材料密实度越大，空隙率越小，自然强度越高，吸水率越小，导热性越大。2．孔隙率：三、填充率、空隙率1.空隙率：散粒材料颗粒间的孔隙体积与堆积总体积的比例。%100)1(%100)1(000‘’’‘VVP2.填充率:散粒颗粒堆积体积中被颗粒体积填充的程度。''0'00100%VDV同样''1PD性质：散粒的填充率和空隙率大小反映了散粒材料的填充程度。1.2材料与水有关的性质一、材料的亲水性和憎水性亲水性材料：水被材料吸附。憎水性材料：材料表面不可湿润。二、材料的吸水性和吸湿性1.吸水性定义：材料与水接触时其毛细管会吸收水分。特点：材料吸水以后对材料性能会产生一定的影响，如体积膨胀、表观密度增加、强度降低、导热性能增大、耐久性降低等2.吸湿性定义：材料在潮湿空隙中吸收水分的性质。性质：吸湿作用可逆，随空气湿度、温度的变化而发生变化。3.含水率、吸水率和平衡含水率①含水率定义：材料所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比计算式：'1100%mmwm'2100%mmm''20100%mmV②吸水率定义：材料在水中吸收水分的能力。计算式：质量吸水率：体积吸水率：性质：吸水率是个特定值，反映了材料的亲水性、开口空隙率和空隙特征。3.平衡含水率定义：材料的吸湿与空气湿度达到平衡时的含水率。性质：对于多孔材料，吸湿后的平衡含水率随外界条件变化较大，材料的性能也会发生变化的。三、材料的耐水性定义：材料长期在水作用下保持原有性质(不发生破坏、强度也不显著降低)的能力称为耐水性。用软化系数表示。计算式：dwPffK材料的软化系数在0~1之间波动。因为材料吸水，水分渗入后，材料内部颗料间的结合力减弱，软化了材料中的不耐水成分，致使材料强度降低。所以材料处于同一条件时，一般而言吸水后的强度比干燥状态下的强度低。软化系数越小，材料吸水饱和后强度降低越多，耐水性越差。对重要工程及长期浸泡或潮湿环境下的材料，要求软化系数不低于0.85~0.90。通常把软化系数大于0.85的材料称为耐水材料。四、抗渗性定义：材料抵抗压力水渗透的性质。计算式：QdKFtH性质：渗透系数越小，材料的抗渗性能越好；抗渗等级越高，抗渗性能越好。五、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。材料的抗冻性用抗冻等级表示。抗冻等级是以规定的试件、在规定的试验条件下，测得其强度降低不超过规定值，并无明显损坏和剥落时所能经受的冻融循环次数来确定。1.3材料的力学性质一、强度1.定义指在外力(荷载)作用下材料抵抗破坏的能力。又称静力强度（静力试验中测定的强度）根据外力引起内应力的不同，材料的强度有：抗压、抗拉、抗剪、抗弯AFfmax2max23bhLFfm2maxbhLFfm2.计算式：抗压强度：抗折（弯）强度：——简支梁、集中荷载抗折（弯）强度：——两支点间三分点作用二、变形性能弹性：当撤去外力或外力恢复到原状态，材料能够完全恢复原来形状的性质。塑性：当撤去外力或外力恢复到原状态，材料仍保持变形后的形状和尺寸，并不产生裂缝的性质。徐变：随时间缓慢增长的不可恢复的变形称徐变。脆性：破坏前无明显变形而突然破坏的性质，抗压不抗拉。韧性：在外力作用下，能够吸收较大能量，产生一定的变形而不致破坏。硬度：抵抗刻划或压入其表面的能力，通常有刻划法，回弹法和压入法。刻划法：用于矿物材料的测定，以滑石、石膏、方解石、萤石等……回弹法：测定砼表面硬度，再推算混凝土强度。压入法：用于测定金属材料、塑料、橡胶等的硬度，布氏、洛氏、维氏。耐磨性：材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐久性：材料在使用过程中抵抗各种内在或外部破坏因素的作用，保持其原有性能，不变质，不破坏的性质称为耐抗性。第三章无机胶凝材料3.1石灰见火石灰——CaCO3未完全分解过火石灰→表面存在一层熔融物，熟化很慢。MgCO3→MgO钙质石灰Mg≤5%镁质石灰MgO5%生石灰(粉)CaO熟石灰(消石灰)Ca(OH)2石灰膏、石灰浆Ca(OH)2+3～4倍水：石灰的熟化与硬化090032CCaCOCaOCO3.2水硬性胶凝材料水泥是一种细磨材料，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地粘结在一起，形成坚固的石状体的水硬性胶凝材料。一、水泥的发展史二、水泥分类通用水泥硅酸盐水泥专用水泥铝酸盐水泥特性水泥硫（铁）铝酸盐水泥硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P·I；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过质量5％石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·II。普通硅酸盐水泥P·O矿渣硅酸盐水泥P·O火山灰质硅酸盐水泥P·P粉煤灰硅酸盐水泥P·F复合硅酸盐水泥P·C水泥的生产１.硅酸盐水泥生产原料原料：１）石灰质原料主要提供ＣａＯ，２）粘土质原料主要提供Ａｌ２Ｏ３3）校正原料铁粉和矿化剂。原料—生料(主要化学成分)：CaO—SiO2—Al2O3—Fe2O3生产工艺——二磨一烧石灰石┐磨细1450℃粘土┼───生料───熟料┐铁矿粉┘石膏┘２.硅酸盐水泥生产工艺概述1)把几种原材料按适当比例配合在磨机中磨成生料；2)将制备好的生料入窑进行煅烧，至１４５０℃左右生成以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥“熟料”；3)为调节水泥的凝结速度，在烧成的熟料中加入质量３％左右的石膏共同磨细，即为硅酸盐水泥。因此，硅酸盐水泥生产工艺概括起来为“两磨一烧”。3.硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成：硅酸三钙３ＣａＯ·ＳｉＯ２，简式为Ｃ３Ｓ，硅酸二钙２ＣａＯ·ＳｉＯ２，简式为Ｃ２Ｓ，铝酸三钙３ＣａＯ·Ａ１２Ｏ３，简式为Ｃ３Ａ，铁铝酸四钙４ＣａＯ·Ａｌ２Ｏ３，·Ｆｅ２Ｏ３，简式为Ｃ４ＡＦ水泥生料煅烧成熟料的物理化学变化的过程1：干燥带：100水分蒸发温度（度）作用2：预热带：600有机物燃烧和高岭土的脱水3：分解带：900石灰石分解，CaO和SiO2Al2O3发生固态反应4:煅烧带1100CaO+Al2O3=CaO.Al2O32CaO+SiO2=2CaO.SiO23CaO+Al2O3=3CaO.Al2O35：烧结带1450烧结，熔融，得熟料硅酸盐水泥的凝结硬化过程1）初始反应期：水泥熟料颗粒初始水解和水化（约5~10min，放热7J/g.h)2）潜伏期：水化物薄膜围绕水泥颗粒成长变厚（约1~2h，放热4J/g.h)3）凝结期：膜层破裂，水泥颗粒进一步水化（约6h，放热20J/g.h）4）硬化期：水化物进一步发展，填充毛细孔（约6h～若干年）★凝结硬化机理小结水泥熟料水化生成紧密、相互交结的水化物体系而凝聚产生强度硬化水泥石由水化物、未水化水泥熟料颗粒、水及孔隙所组成水泥熟料颗粒初始水解和水化⑴硅酸三钙：C3S＋H2O→3CaO·2SiO2·3H2O＋Ca(OH)2水化硅酸钙⑵硅酸二钙：C2S＋H2O→水化硅酸钙＋Ca(OH)2⑶铝酸三钙:在纯水中：C3A＋H2O→(C4AH13、C4AH19、C3AH6…)（水泥瞬凝的原因)水化铝酸钙在石膏溶液中：C3A＋Ca(OH)2＋H2O→C4AH13C4AH13＋CaSO4·2H2O＋H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O三硫型水化铝酸钙(钙矾石)当石膏耗尽后：C4AH13＋钙矾石→3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O单硫型水化硫铝酸钙水泥熟料颗粒初始水解和水化⑷铁铝酸四钙:在纯水中：C4AF＋H2O→C4AH13＋C4FH13水化铝酸四钙水化铁酸四钙→缩写C4(A、F)H13在石膏溶液中：C4AF＋Ca(OH)2＋H2O→C4(A、F)H13C4(A、F)H13＋CaSO4·2H2O＋H2O→3CaO·(Al2O3·Fe2O3)3CaSO4·32H2O三硫型水化铁铝酸钙当石膏耗尽后：同铝酸三钙，生成单硫型水化硫铁铝酸钙★水泥水化小结生料熟料水泥石主要化学成分主要矿物成分主要水化产物（比例）CaOSiO2Al2O3Fe2O3C3SC2SC3AC4AFCaSO4·2H2O水化硅酸钙（～70％）Ca(OH)2（～20％)三硫型水化铝酸钙（钙矾石～7%)硫型水化铝酸钙三硫型水化铁铝酸钙单硫型水化铁铝酸钙图2-4水泥的凝结硬化过程示意图硅酸盐水泥熟料中这四种矿物组成的水化特性矿物组成对水泥性能的影响矿物组成硅酸三钙C3S硅酸二钙C2S铝酸三钙C3A铁铝酸四钙C4AF与水反应速度中慢快中水化热中低高中对强度的作用早期良差良良后期良优中中耐化学侵蚀中良差优干缩性中小大小矿物组成对水泥性能的影响以上是单个矿物组成的性能，水泥是几种熟料矿物的混合物，改变熟料矿物成分间的比例，水泥的性质即发生相应的变化。例如提高硅酸三钙的含量，可以制得高强水泥；又如降低铝酸三钙和硅酸三钙含量，提高硅酸二钙含量，可制得水化热低的水泥，如大坝用水泥；提高铁铝酸四钙含量，可获得抗折强度较高的水泥，如道路水泥。水泥石的结构：非均质凝聚体固、液、气三相共存（1）未水化的水泥颗粒（2）水化产物:C-S-H凝胶、CH结晶、Aft、Afm、CFH（3）孔隙：凝胶孔、毛细孔、气孔影响水泥石结构的因素：水化程度、水灰比影响水泥凝结硬化的因素：（1）内因：水泥细度、矿物组成、水灰比（2）养护条件：温度、湿度（3）石膏掺量：瞬凝、假凝水泥的主要技术性质技术标准：GB175-20071、细度：2、标准稠度：3、凝结时间：4、体积安定性：5、强度：6、水化热、碱含量：1、细度细度是指水泥颗粒粗细的程度。细度愈细，水泥与水起反应的面积愈大，水化速度愈快并较完全。实践表明，细度提高，可使水泥混凝土的强度提高，工作性得到改善。但是，水泥细度提高，在空气中的硬化收缩也较大，使水泥发生裂缝的可能性增加。因此，对水泥细度必须予以合理控制。指标：比表面积法（m2/kg）筛析法（80μm方孔筛上的筛余量百分率）2、水泥净浆标准稠度为使水泥凝结时间和安定性的测定结果具有可比性，在此两项测定时必须采用标准稠度的水泥净浆。我国国标规定，水泥净浆稠度是采用标准维卡仪测定的，以试杆沉入净浆距底板６ｍｍ±１ｍｍ时的稠度为“标准稠度”，此时的用水量为标准稠度用水量。3、凝结时间凝结时间是水泥从加水开始，到水泥浆失去可塑性所需的时间。凝结时间分为初凝时间和终凝时间。初凝时间是从水泥加水到水泥浆开始失去塑性的时间；终凝时间是水泥加水到水泥浆完全失去塑性并开始产生强度的时间。水泥的凝结时间对水泥混凝土的施工有重要意义。如果凝结过快，混凝土会很快失去流动性，以致无法浇筑，所以初凝时间不宜过短，以便有足够的时间在初凝之前完成混凝土各工序的施工操作；但终凝时间又不宜太迟，以便混凝土在浇捣完毕后，尽早完成凝结硬化。我国现行国标（ＧＢ１７５－2007）规定，硅酸盐水泥初凝时间不得早于４５ｍｉｎ；终凝时间不得迟于３９０ｍｉｎ。普通硅酸盐水泥初凝时间不得早于４５ｍｉｎ，终凝时间不得迟于１０ｈ。4、体积安定性水泥硬化后体积变化的均匀性称为水泥体积安定性。水泥与水拌制成的水泥浆体，在凝结硬化过程中，一般都会发生体积变化，如果这种变化是发生在凝