上海海事大学港航建筑材料

上海海事大学200710613004 第一章：建筑材料的基本性质1、密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量表观密度（容重） ：材料在自然状态下（包含孔隙）单位体积的质量堆积密度（松散容重） ：分松散堆积密度和振实堆积密度两种。包括颗粒内外孔及颗粒间空隙在内的单位体积质量2、孔隙率：材料中孔隙体积占总体积的百分率。空隙率：散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积占堆积体积的百分率3、材料强度：材料抵抗外力（荷载）作用引起的破坏的能力。影响材料强度试验结果的主要因素：1 试件的形状、尺寸、表面状况2测试时试件的温度和湿度 3 实验室加荷速度及试验装置情况等4、弹性变形：外荷作用下产生、卸荷后自行消失的变形 塑性变形：外荷去除后，材料不能恢复到原有的形状脆性、塑性材料的判别：根据变形过程中是否有明显的塑性变形（主要为弹性变形）5、亲水性、憎水性：材料在空气中与水接触时，材料是否易被水湿润6、吸水性：材料在水中吸收水分的性质吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质耐水性：材料受水的作用后不损坏，其强度也不显著降低的性质抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性能抗冻性： 材料在水饱和状态下，能经受多少次冻融而不产生宏观破坏，同时微观结构不明显劣化、强度也不严重降低的性能耐久性：材料所处环境条件下，保持其原有性能，抵抗所受破坏作用的能力。第三章：气硬性胶凝材料1.胶凝材料：是指经过自身的物理化学作业后，在由可塑性浆体变成具有一定机械强度硬化体的过程中，能把散粒或块状的物料胶结成一个整体的材料2.无机胶凝材料分为气硬性和水硬性两种。区别：气硬性胶凝材料只能在空气中硬化并保持或继续提高其强度； （石灰石膏、镁制胶凝材料及水玻璃）水硬性不仅能在空气中而且能在更好的潮湿环境中和水中硬化，并继续增进其强度。（各种水泥）3.石灰熟化特点：放出大量的热、体积膨胀约为1 到 2.5 倍，根据加水量不同，可呈粉状或浆状。4.石灰硬化特点： 1 石灰浆水分逐渐蒸发或被周围砌体吸收，氢氧化钙从饱和溶液中析出结晶，即结晶过程2 氢氧化钙吸收空气中二氧化碳生成碳酸钙并放出水分，即碳化过程5.过火石灰结构紧密，且表面有层深褐色玻璃状硬壳，熟化很慢。6.过火石灰危害：过火石灰结构紧密，且表面有层深褐色玻璃状硬壳，熟化很慢，被使用后，能继续熟化产生体积膨胀，从而引起裂缝或局部脱落现象7.消除过火石灰危害：石灰浆在消解坑中存放2 个星期以上（称为陈伏）使未熟化的颗粒充分熟化8.石灰品种：钙质石灰、镁质石灰、白云石消石灰9.石灰品质：分为优等品、一等品、合格品 生石灰（氧化钙氧化镁含量、未消化残渣量、二氧化碳含量、产浆量）生石灰粉（氧化钙氧化镁含量、二氧化碳含量、细度）消石灰粉（氧化钙氧化镁含量、游离水、体积安定性、细度）10.石膏的主要成分： （熟石膏）硫酸钙 建筑石膏： 型半水石膏磨成细粉CaSO4?1/2H2O 11.石膏硬化特点：凝结硬化很快，硬化后体积稍有膨胀，形成平滑表面，干燥时也不开裂12.石膏技术特性：具有良好的吸湿性、防火性，耐水性抗冻性较差。多孔性，导热性，强度差，表观密度差13.水玻璃：俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，由碱金属氧化物和Si02 结合而成。14.水玻璃硅酸盐模数：水玻璃中SiO2和 Na2O 的分子数比值n。n 越大，水玻璃中胶体组分越多，黏性越大，越难溶于水，但却容易分解硬化，粘结能力较强。15.水玻璃促硬剂：Na2SiF6氟硅酸钠，加速硬化过程，促使二氧化硅凝胶加速析出。16.水玻璃硬化：水玻璃在空气中吸收CO2生成碱碳酸盐，析出无定形硅酸，逐渐干燥硬化17.水玻璃地基加固机理：使用时水玻璃溶液与氯化钙溶液交替灌于基础中，反应产生的硅胶起胶凝作用，能包裹土粒并填充其孔隙。氢氧化钙也起胶结和填充孔隙的作用。因此不仅可以提高基础的承载能力，并且可以增强不透水性。第四章：水泥18.硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥孰料加适量石膏、或者加0-5%的石灰石会粒化高炉矿渣磨细 制成的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥。前者掺加混合材料的称为型硅酸盐水泥，代号 P?；后者掺加不超过水泥质量5%混合材料的称为型硅酸盐水泥，代号P?19.硅酸盐水泥的成分：硅酸三钙：水化速率较快水化热较大且主要在早期释放，强度最高，并随时间增长，决定水泥强度等级高低最主要的矿物硅酸二钙：水化速率最慢水化热最小且主要在后期释放，早期强度不高但后期增长较快，保证水泥后期增长的主要矿物。铝酸三钙：水化速率极快水化热最大且主要在后期释放，硬化时体积缩减最大，早期强度增长快但强度不高，而且以后几乎不再增长甚至降低，影响水泥凝结时间的主要矿物铁铝酸四钙：水化速率较快水化热中等，强度较低，脆性较其他矿物小，含量增多时，有助于水泥抗拉强度增高它们在孰料中的相对含量改变时，水泥的技术性能也随之改变20.水泥水化的主要产物：水化硅酸钙C3S2H421.硬化后水泥石主要组成：由水泥水化产物 （主要是水化硅酸钙凝胶）、 未水化的水泥颗粒、毛细孔（毛细孔水）等组成的不均质结构体22.水泥石强度增长规律和影响因素：强度的增长随着龄期而发展，一般在28d 以前发展较快，以后较慢，三个月后更为缓慢。影响因素：温暖、潮湿的环境23.水泥主要技术指标标准稠度用水量：测定水泥的性质时必须在一个规定的浆体稠度下进行，这个规定的稠度为标准稠度。水泥净浆达到标准稠度时，所需的拌和水量称为标准稠度用水量。一定程度上影响水泥性能，采用比较大水泥拌制同样稠度发混凝土，加水量也大，硬化时收缩较大，强度与密实性较差凝结时间：标准稠度的水泥净浆，自加水时起至水泥浆体塑性开始降低所需的时间称为初凝时间；自加水时起至水泥浆体完全失去塑性所经历的时间称为终凝时间体积安定性：指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性强度：强度等级按规定龄期水泥胶砂的抗压强度和抗折强度来划分，反应了水泥胶结能力大小。强度等级分为：42.5、42.5D、52.5、52.5D、62.5、62.5D 共 6 个等级。测定方法： 水泥胶砂强度检验方法（ISO 法） 测定其3d、 28d 抗折和抗压强度水化热：水泥在水化过程中所放出的热量。水化热的大小及放热速率主要决定于水泥孰料的矿物组成及细度等因素，强度等级提高，水热化增大，促凝作用的因素提高早期水热化24.环境水碓水泥石的侵蚀：1 自身组分能溶于水2 水泥石水化产物与介质反应产物溶于水25.腐蚀类型： 1 溶出性侵蚀 （当水泥石长期与软水相接触时，水化产物将按其稳定存在所必需的平衡氢氧化钙（钙离子）浓度的大小，依次逐渐溶解或分解，从而造成水泥石的破坏） 、2 碳酸性侵蚀（在某些工业污水和地下水中常溶解有较多的二氧化碳，这种水分对水泥石的侵蚀作用称为碳酸侵蚀）、3 一般酸性侵蚀（水泥的水化产物呈碱性，因此酸类对水泥石一般都会有不同程度的侵蚀作用，它们与水泥石中的Ca（OH）2 反应后的生成物，或者易溶于水，或者体积膨胀，都对水泥石结构产生破坏作用）、 4 硫酸盐侵蚀（硫酸盐侵蚀是由于水中溶有一些易溶的硫酸盐，它们与水泥石中的氢氧化钙反应生成硫酸钙，硫酸钙再与水泥石中的固态水化铝酸钙反应生成钙矾石，体积急剧膨胀 （约 1.5 倍） ，使水泥石结构破坏） 、 5 镁盐侵蚀（盐锓蚀主要是氯化镁和硫酸镁与水泥石中的氢氧化钙起复分解反应，生成无胶结能力的氢氧化镁及易溶于水的氯化镁或生成石膏导致水泥石结构破坏）26.防治腐蚀的措施： 1 根据环境水侵蚀的特性选择适当品种的水泥2 尽量提高混凝土的密实性，减少水的渗透3 在混凝土表面设置防护层27.水泥混合料：水泥生产过程中为节约水泥孰料、提高水泥产量和增加水泥品种，改善水泥性能， 调节水泥强度等级而在水泥中参入的矿物质材料。分为： 1 活性混合料主要包括粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、粉煤灰三类2 非活性混合料在水泥中起调节水泥强度等级、节约水泥孰料的作用28.5 大硅酸盐水泥及定义：普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥孰料、6%-20%混合料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥孰料、粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料火山灰质硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥孰料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成粉煤灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥孰料和粉煤灰、适量石膏磨细制成复合硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥孰料、两种或两种以上规定的混合料、适量石膏磨细制成29.掺有混合料水泥相比普通水泥技术特点：矿渣硅酸盐水泥：具有较强的抗溶出性及硫酸盐侵蚀能力、水化热低、早起强度低但后期增长率达、环境温度对凝结硬化的影响较大、保水性较差、泌水性较大、干缩性较大、抗冻性较差、耐磨性较差、碳化速度较快深度较大、耐热性较差火山灰质水泥：抗侵蚀性、水化热低、早起强度低但后期增长率达、环境温度对凝结硬化的影响较大、泌水性较小、干缩性较大、抗冻性较差、耐磨性较差、碳化速度较快深度较大、标准稠度用水量大、抗渗性高粉煤灰质水泥：主要特点是干缩性较小，有较好的和易性、干缩性小、抗裂性好30.水泥的应用a 对一般条件下的普通混凝土，可采用普通硅酸盐水泥或矿渣、火山灰质、 粉煤灰硅酸盐水泥b 水位变化区的外部混凝土、建筑物的溢流面和有耐磨性要求的混凝土，有抗冻性要求的混凝土，优先选择中热硅酸盐水泥、硅酸盐水泥或普通水泥c 大体积建筑物的内部混凝土、位于水位以下的混凝土和基础混凝土，选用低热水泥、 低热矿渣水泥、矿渣、火山灰质、粉煤灰硅酸盐水泥d 当环境水对混凝土有硫酸盐侵蚀时应选用抗硫酸盐水泥e 受蒸汽养护的混凝土，宜选用矿渣、火山灰质、粉煤灰硅酸盐水泥第五章：水泥混凝土31.混凝土基本要求： 1 良好的和易性2 达到设计所需强度要求3 耐久性 4 经济合理降低成本32.和易性的概念：是指混凝土拌合物在一定施工条件下，便于施工操作并获得质量均匀、密实混凝土的性能。和易性包括流动性、黏聚性和保水性A 流动性：混凝土拌合物在自身质量或施工振捣的作用下产生流动，并均匀、密实地填满模具的性能B 黏聚性：指混凝土拌合物有一定的黏聚力，在运输及浇注过程中不致出现分层离析，使混凝土拌合物保持整体均匀的性能C 指混凝土拌合物具有一定的保持水分不让泌出的能力混凝土拌合物的三个性能相互联系，一般来说，流动性大的拌合物其黏聚性及保水性较差33.影响混凝土拌合物和易性的因素：主要有水泥浆含量、水泥浆的稀稠、含砂率的大小、原材料的种类及外加剂等34.混凝土强度测定：边长为 150mm 的立方体为标准试件，标准立方体试件在(20±3)°的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得具有95%保证率得的抗压强度35.强度等级划分： 根据立方体抗压强度标准值的大小，将混凝土的轻度等级分为C7.5、 C10、C15、 C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60 36.影响抗压强度因素：主要有水泥强度及水灰比、骨料种类及级配、养护条件及龄期和施 工方法、施工质量等37.混凝土耐久性：抗渗性、抗冻性、抗冲磨性、抗侵蚀性及抗风化性。38.提高混凝土耐久性的措施：1 严格控制水灰比2 材料的品质符合规范规定3 合理选择骨料级配 4 掺用减水剂及引气剂5 保证混凝土施工质量39.细骨料：一般采用天然砂，如河砂、海砂及山谷砂40.细度模数：砂子的粗细程度用细度模数表示，它是指不同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度。按细度模数的大小将砂分为粗砂、中砂、细砂及特细砂41.颗粒级配：是指不同粒径的沙粒的组合情况42.砂的四个不同保水状态：干燥状态、气干状态、饱和面干状态、湿润状态43.饱和面干吸水率：当沙粒表面干燥而颗粒内部孔隙含水饱和时，称为饱和面干状态，此 时砂的含水率称为饱和面干吸水率简称吸水率44.粗骨料及级配：粒径大于5mm 的骨料，普通混凝土常用的粗骨料有卵石和碎石两种。粗骨料级配有连续和间断级配2 种。 （间断级配减小骨料空隙率、节约水泥）45.最大粒径 Dm：粗骨料公称粒径的上限值46.混凝土外加剂： 在拌制混凝土过程中掺入的不超过水泥质量5%，且能使混凝土按需要改变性质的物