市政工程基础知识造价-工程材料1PPT课件.ppt

市政工程基础知识 市政工程专业人员岗位培训 第一讲 工程材料 第一节 工程材料的基本性质 工程材料构成工程实体的基本要素 工程实体的安全性能、结构的可靠性能 等基本的质量技术指标，绝大多数是 由“工程材料”的基本性质所决定的 工程材料的基本性质 一、材料类别 组成：有机金属、非金属 无机沥青、合成、植物 作用：结构承载、受力 功能防水、保温 用途：建筑、桥梁、水工、 路面、墙体、装饰等 工程材料的基本性质 二、材料的基本要求 强度足够满足工程结构需要 质量自身轻质 耐久充分适应过程使用环境 工程材料的基本性质 三、材料的物理性质 1、材料的密度 密度： /v 表观密度: 0 自然状态的密度 堆积密度： 堆积状态的密度 工程材料的基本性质 2、形成一定体积材料内在的密实 状况 密实度： = V固/V总 孔隙率： P= V孔/V总 空隙率： 材料颗粒之间的空隙占 材料总体积的比例 工程材料的基本性质 3、材料的压实状况 松散的材料经过一定的工 艺加工以后所得到的单位体积 材料的质量值，称为压实度， 反映的是一种工艺结果，当排 除了水因素的干堆积密度达到 最大时，称为材料的最大压实 度 max。

工程材料的基本性质 4、材料的耐水和抗渗性能 耐水性： KR 材料不因水的作用而明显地降低 原有功能的性质 抗渗性： Pn 材料在压力水作用下，抵抗水渗 透的能力 工程材料的基本性质 5、材料的抗冻性能 Fn 材料在饱和水的状态下经 过反复的冻、融化循环，其原 有强度不显著降低的性质 工程材料的基本性质 四、材料的力学性质 1、材料的强度 材料抵抗外力作用破坏的内在的能 力，根据外力作用形式的不同，有抗 压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪 强度等等 材料的强度与其表观密度之比称 为“比强度” 工程材料的基本性质 2、材料的弹性与塑性 材料受到外力影响时将产 生一定的变形 弹性：除去外力影响后材料的形状 和大小能够完全恢复的性质为弹性 塑性：不能完全恢复原形的性质为 塑性 工程材料的基本性质 3、材料的脆性与韧性 脆性；材料未经过塑性变形就突然 被外力破坏的性质为脆性 韧性：材料在受到外力较大的作用 下能产生较大的变形而保持原有性能 的性质为韧性 工程材料的基本性质 4、材料的耐久性 材料构成工程以后，在使用过 程中能够长时间抵抗各种外在因素的 腐蚀、破坏而基本保持原有抗压、抗 拉、抗弯、抗渗等功能的性质。

材料的耐久性能决定了工程结构 的使用寿命 第二节 砂石材料 一、砂 1、基本要求： 粒径 0.165mm之间（粗、中、细砂） 天然砂 河砂 山砂 海砂 人工砂 机制砂 石英砂 等级 优等品 一等品 合格品 外观 不含明显的有机物质、垃圾 泥、黏土含量不可超标 砂石材料 2、基本技术指标 颗粒级配： 通过标准筛，将剩余于不同筛孔的干砂 质量占总量的累计百分比数（累计筛余量） 分为粗、中、细三种砂，即、三个 区； 细度模数：MX 砂子粗细的具体数据 根据不同的筛余量，可计算出砂的细度 模数； 粗砂 MX =3.7-3.1， 中砂 MX =3.0-2.3 (5mm) (0.5-0.35mm) 细砂 MX =2.2-1.6， 特细砂 MX =1.5-0.7 (0.35-0.25mm) (0.25-0.15mm) 砂石材料 二、石子 1、基本要求 粒经：3.75-5mm,5-40mm,40-80mm； 等级：优等品，一等品，合格品； 种类：卵石，机制石； 外观：表面粗燥，棱角清晰；洁净； 不含垃圾和杂物； 含泥量不超标； 形状：接近立方体或球形体，针状、片状 含量尽可能少 砂石材料 2、基本技术要求 强度：抵抗受压碎裂的能力 用压碎值表示 %（ 30%） 坚固性：抵抗外界自然因素破坏的 能力 （损坏的质量比10%） 针、片状含量：15%-20% 视密度（或表观密度）： 2.45-2.5t/ 砂石材料 三、水泥混凝土对砂、石材料的要求 砂： 河砂； 颗粒级配位于区； 细度模数 2.1-3.1 表观密度 2.6-2.7g/cm3 孔隙率 35%-45% 含泥量 1% 干燥、洁净、无有害物质 砂石材料 石： 机制碎石、河卵石 颗粒级配 5mm （连续） 一般有 5-20mm（结构） 5-35mm（道路） 压碎值 15% 表观密度 2.5g/cm3 含泥量 3% 坚固、干燥、无植物和垃圾 第三节 水 泥 一、基本特性： 水泥是无机粉状水硬性胶凝材料， 主要是由以硅酸钙为主要成分的硅酸 盐水泥熟料加入适量石膏组成，主要 作用是将散粒材料或快状材料牢固地 粘结成为整体，且具有一定的强度， 形成过程结构的一部分。

当改变其组 成成分的比例时，水泥的性质会发生 一定的变化 水 泥 二、硅酸盐水泥种类 硅酸盐水泥 P或P 普通水泥 PO 矿渣水泥 PS 粉煤灰水泥 PF 火山灰质水泥 PP 复合水泥 强度等级 32.552.5R 水 泥 三、基本技术性质 细度： 水泥颗粒的粗细程度 （一般80方孔筛余量10%） 标准稠度： 使水泥净浆达到标准稠度（一定的 可塑性）时所需要的拌和水量，以水占 水泥质量的百分率表示 （一般为21%-30%） 水 泥 凝结时间： 初凝-从加水起到水泥浆开始失去塑 性所需的时间 （不早于45min) 终凝-从加水起到水泥浆完全失去 塑性开始有一定的结构强度所需要的 时间 (不迟于6.5h-10h） 水 泥 体积安定性： 标准稠度的水泥净浆在凝结、硬 化过程中体积变化的均匀性 （合格或不合格） 强度： 标准配比、标准试件、标准养护 后所测得的3d、28d抗压和抗折强度 ，以此对水泥做出标号的确定，一般 以抗压强度为主，参考抗折强度，综 合评定 水 泥 氧化镁含量： 5% 三氧化硫含量：3.5%-4% 烧失量： 5% 水化热 水泥在水化过程中放出的热量， 它的大小和速度与水泥的矿物组成、 细度有关 此性质对水泥的使用有很大的影 响，对施工过程有利有弊。

水 泥 四、常用水泥的特性和适用范围 教材P74页 从强度等级、类型、主要成分、主要 特性、适用范围、不适用范围等七个 方面对常用的硅酸盐类水泥进行了解 （一般情况下，早期强度要求高时首选硅酸 盐水泥，常规下选用普通硅酸盐水泥，大体 积混凝土工程可选用矿渣水泥） 水 泥 五、道路用水泥 由硅酸盐水泥熟料，加入一定量的 活性混合材料和适量石膏磨细制成， 其抗折强度略高于其他水泥，同时要 求这类水泥有较高的抗干缩性能，考 核它的耐磨性能 路用水泥共有三个标号规格：425 、525、625 磨损量 3.6kg/m2 28天抗折强度 7.0-8.5MPa 一 水 泥 六、其他水泥 砌筑水泥：强度低、硬化慢 抗硫酸盐水泥：防腐蚀 快硬高强水泥：快硬、无收缩 膨胀水泥：抗渗、耐腐蚀 高铝水泥：耐火、抢修 彩色水泥等 水 泥 七、水泥的时效要求和保管 分别储存、堆放，绝不混用； 每批检验合格，先进场先用； 三个月有效，过时重检，合格后降级 使用； 注意防潮，防止结块，受潮后重检， 合格且处理后降级使用 第四节 水泥混凝土和砂浆 一、水泥混凝土 由水泥、石子、砂加水按适当比 例配合，经过均匀拌制、密实成型、 养护硬化成为密度2000kg/- 2800kg/的人造石。

为了既保证混凝土的质量又保证 合理低造价，混凝土的配合比需要针 对工程特点进行设计，设计必须遵守 相关规定 水泥混凝土和砂浆 二、种类 结构混凝土 防水混凝土 防辐射混凝土 道路混凝土 耐热混凝土 耐酸混凝土 膨胀混凝土 水泥混凝土和砂浆 三、水泥混凝土的组成（每立方） 水泥（最小用量225-300kg/ 最大用量550km/ ) 砂 （550kg-700kg） 石子 （1100kg-1400kg) 水 （170kg-230kg） 外加剂 5%水泥用量 水泥混凝土和砂浆 四、材料的选用要求 水泥：见教材P80 表3-19所列 砂： 优选河砂，中粗，区 石子：机制碎石，连续级配 水： 饮用水、经过处理检验合格 Ph值在4-10的水 外加剂：视工程施工、结构特 性、质量要求等确定 水泥混凝土和砂浆 外加剂 在水泥混凝土中略增添一 些外加剂，可以改善水泥混凝 土性能，增加混凝土的流动性 、早强度、耐久性、抗渗性等 ，减少工艺难度，提高施工速 度和施工质量，节省水泥使用 量等 水泥混凝土和砂浆 外加剂类型和主要功能 1. 减水剂：减少拌和用水量提高混合 物流动性，节省水泥0.2%-1.0%） 2. 早强剂：提高早期强度。

0.5%-1.0%) 3. 引气剂：提高混合物的和易性，提高抗冻性、 抗渗性 (0.005%-0.015%) 4. 缓凝剂：延缓凝结时间，降低初期水化热 (0.03%-0.3%) 5. 防冻剂：降低冰点，使之不冻结7%-20) 6. 膨胀剂：使体积膨胀，减少干缩裂缝，提高抗裂 抗渗性能 (3%-30%) 混凝土外加剂选用参考 类 别 高 强 砼 防 水 砼 大体 积 砼 预制 构件 砼 泵 送 砼 夏季 施工 砼 冬季 施工 砼 负温 施工 砼 高效减水剂 普通减水剂 早强剂 缓凝剂 引气减水剂 防水剂 抗冻剂 膨胀剂 水泥混凝土和砂浆 五、水泥混凝土的主要技术性能 混合物的和易性：流动性、 黏聚性、 保水性 影响和易性的因素 水泥浆的数量和流动性；砂率； 水泥品种和骨料性质；外加剂； 时间和温度 水泥混凝土和砂浆 混凝土强度 混凝土结构在使用过程中 承受着各种力的影响，抵抗外 力的能力称为强度，有抗压强 度、抗拉强度、抗弯强度、抗 剪强度等等在建筑、桥梁结 构工程中，混凝土主要用于承 受压力，在道路结构中，混凝 土还要承受弯拉力 水泥混凝土和砂浆 1、抗压强度： 标准试件在压力作用下直 到被破坏时单位面积所受到的 最大压力 cu =F/A2 （MPa) 施工中常以混凝土的抗压 强度为主要参数来设计或检验 混合料的级配，并且以此来评 定混凝土的质量。

水泥混凝土和砂浆 标准试件： 边长为150mm的立方体，标准方 法制成，脱模后进行标准环境 养护（标准温度、湿度、空间 ），标准龄期 28天，无碎角、 裂缝、孔隙等 水泥混凝土和砂浆 混凝土的强度等级： 用标准的试验方法，对标准试件 检验后得到的标准值称为强度，根据 混凝土的配比情况，将其划分成12个 等级，用Cn表示 C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、 C35、C40、C45、C50、C55、C60 通常C25及以下为低标号混凝土， C30及以上为高标号混凝土 水泥混凝土和砂浆 影响混凝土强度的因素 水泥强度等级 水灰比 骨料强度和配比 养护温度和湿度 龄期 试验条件和方法 水泥混凝土和砂浆 2、抗折强度（抗弯拉强度） 混凝土承受不均匀的外力影响，局 部受拉，局部受弯时产生的抵抗能力 3、抗拉强度 混凝土承受轴心受拉时产生的抵抗 能力 4、抗剪切强度 混凝土承受非轴心的拉力或压力时 产生的抵抗能力 水泥混凝土和砂浆 耐久性 衡量混凝土结构在常规的维 护、使用条件下，不出现劣化 、腐化的年限对设计寿命的符 合性主要有：抗渗、抗冻、 抗腐蚀、抗碳化等 水泥混凝土和砂浆 1、混凝土的抗渗性 混凝土抵抗压力水渗透的能力 Pn n 表示能抵抗n/10的水压力不 渗水。

共有 P4P12 五个等级 2、混凝土的抗冻性 混凝土经多次冻、融化后不明显降 低原有抗压强度的能力 Fn n 表示冻、融化循环次数 共有F10F300 九个等级 水泥混凝土和砂浆 3、混凝土的碳化 混凝土中的水泥与外界空气中 的CO2发生的化学反应 可提高结构表面的硬度和密实 度；也可能增加混凝土的内在 收缩，从而产生细微的裂缝 水泥混凝土和砂浆 影响混凝土耐久性的因素 混合料级配和水灰比的选择 水泥的品质 骨料中有机物、杂质的含量 结构的密实性 施工质量 养护条件 水泥混凝土和砂浆 混凝土的徐变 混凝土是一种非均匀性物 质，是一个弹塑性物体，在持 续荷载作用下水泥中的胶凝体 会产生移动而变形，这种随时 间增长的变形成为徐变 徐变与混凝土。