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第一节石膏

一、石膏生产简介

（β-半水石膏，建筑石膏）

2、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

（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，MgO>

5％，镁质石灰。

二、石灰的水化与硬化

1、石灰的水化

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

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

（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：

；

硅酸二钙：

铝酸三钙：

铁铝酸四钙：

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

C3S

C2S

C3A

C4AF

凝结硬化速度

快

慢

最快

28d水化热

多

少

最多

中

强度

高

早期低，后期高

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

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：

水泥石中存在有引起腐蚀的成分Ca（OH）2和水化铝酸钙；

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

矿渣

火山灰

粉煤灰

复合

凝结硬化

较快

与所掺入的混合材的种类、数量及比例有关

较高

早期低，后期增长较快

水化热

大

较大

较低

抗冻性

好

较好

差

耐磨性

干缩

小

较小

耐腐蚀性

较差

耐热性

泌水性

抗渗性

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：

与设计相符合的强度；

与施工相适应的和易性

与环境相适应的耐久性；

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

砂、石起骨架作用；

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。

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

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；

泥土：

影响骨料与水泥的粘结，增大需水量，使砼强度降低；

cl－：

使钢筋生锈；

有机物：

延缓水泥的凝结硬化，导致砼早期强度降低；

云母片：

影响骨料与水泥的粘结，在砼内形成薄弱环节；

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

（4）砂的坚固性

3、粗骨料

掌握碱－骨料反应及产生碱－骨料反应的条件：

水泥中的碱含量>

0.6％；

骨料中有活性SiO2成分；

有水存在。

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：

活性效应、形态效应微骨料效应

第三节普通砼的主要技术性质

一、和易性

和易性：

流动性、粘聚性、保水性。

矛盾的统一

2、和易性的测定

和易性的主要测试方法有坍落度法和维勃稠度法。

3、流动性的选择

砼拌合物的坍落度要根据构件截面的大小、钢筋的疏密和捣实方法来确定。

具体可见书中表4-19。

4、影响和易性的主要因素

（1）水泥浆的数量

（2）水泥浆的稠度（W/C）

恒定用水量法则

（3）砂率

合理砂率：

见书P105页图4-11、4-12

（4）水泥品种和骨料的性质

（5）外加剂

（6）时间和温度

随着时间的增加，砼拌合物的坍落度逐渐降低，称为坍落度的经时损失。

5、改善和易性的措施

a、通过试验、采用最佳砂率；

b、改善砂、石级配；

c、在可能的条件下，尽可能采用较粗的砂、石；

d、当砼拌合物坍落度太小时，保持水灰比不变，适当增加水泥浆；

标题：

大学生究竟难在哪？

—创业要迈五道坎2004年3月23日e、当砼坍落度太小时，保持砂率不变，适当增加砂、石；

f、有条件时尽量使用外加剂－减水剂、引气剂。

我们认为：

创业是一个整合的过程，它需要合作、互助。

大学生创业“独木难支”。

在知识经济时代，事业的成功来自于合作，团队精神。

创业更能培养了我们的团队精神。

我们一个集体的智慧、力量一定能够展示我们当代大学生的耐心.勇气和坚强的毅力。

能够努力克服自身的弱点，取得创业的成功。

二、强度

2、价格“适中化”1、砼受压破坏过程

四个阶段

砼在外力作用下的变形和破坏过程，就是内部裂缝的发生和扩展的过程。

2、立方体抗压强度

附件

（二）：

（1）立方体抗压强度的测定

图1-4大学生购买手工艺制品目的见书P110页

为了解目前大学生对DIY手工艺品制作的消费情况，我们于己于人2004年3月22日下午利用下课时间在校园内进行了一次快速抽样调查。

据调查本次调查人数共50人，并收回有效问卷50份。

调查分析如下：

影响砼强度测定值的因素：

①试件尺寸

抗压强度换算系数

（5）资金问题试件边长（mm）

送人□有实用价值□装饰□抗压强度换算系数

合计50100%100

0.95

（三）DIY手工艺品的“自助化”150

1.00

200

1.05

②加荷速度

（2）砼强度等级

见书P112页

（3）轴心抗压强度

试验表明：

在立方抗压强度fcu=10～55MPa的范围内，轴心抗压强度fcp与fcu之比约为0.70～0.80。

3、抗拉强度

一般砼的抗拉强度仅为其抗压强度的1/10～1/20，砼强度等级越高，该比值有所降低。

试验方法：

劈拉法

4、抗折强度

JTJ012-94《公路水泥砼路面设计规范》规定：

砼的设计强度以龄期为28天的弯拉强度为标准。

5、影响砼强度的因素

（1）水灰比和水泥强度等级

鲍罗米公式：

（2）养护的温度和湿度72页

（3）龄期72页

在标准养护条件下，砼强度的发展，大致与其龄期的常用对数成正比关系（龄期不小于3d）。

用于对砼后期强度进行推算。

三、砼的变形性能（体积稳定性）

1、化学收缩2、干湿变形3、温度变形4、荷载作用下的变形

（1）短期荷载作用下的变形图75徐变

弹性模量的确定

（2）长期荷载作用下的变形－徐变

砼在长期荷载作用下，沿作用力方向的变形会随时间不断增长，这种随时间而发展的变形性质称为徐变。

徐变产生原因：

书P121页

影响砼徐变的因素：

水灰比、水泥用量、骨料的性质、荷载

砼徐变对钢筋砼构件产生的影响：

消除钢筋砼内的应力集中、消除一部分由于温度变形产生的破坏应力、使预应力受到损失。

四、砼的耐久性76引发的原因造成后果防止措施。

砼抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持砼结构的安全、正常使用的能力称为砼的耐久性。

2、抗渗性

3、抗冻性

4、砼的碳化

5、提高砼耐久性的措施5碱骨料反映

a、合理选择水泥品种。

b、选用质量良好，技术条件合格的砂石骨料。

c、控制水灰比及保证足够的水泥用量是保证砼密实度的重要措施，是提高砼耐久性的关键。

d、掺入外加剂（减水剂或引气剂）和矿物掺合料，改善砼的孔结构，对提高砼的抗渗性和抗冻性有良好作用。

e、改善施工操作，保证施工质量。

考虑现场砂石含水：

施工配合比

第五章砂浆

四、砂浆的基本性能115

1、新拌砂浆的和易性

砂浆的和易性只包括流动性和保水性，不含粘聚性。

（1）流动性：

又称稠度，用砂浆稠度仪测定，以沉入量（mm）表示。

（2）保水性：

新拌砂浆保持水分的能力。

以分层度表示，用砂浆分层度测量仪测定。

应用P122抹面砂浆。

。

第七章钢材

第一节钢的分类

一、按化学成分分类P126

1、碳素钢；

2、合金钢

二、按品质（杂质含量）分类SP的含量

三、按冶炼时脱氧程度分类

沸腾钢、镇静钢、半镇静钢、特殊镇静钢

第二节钢材的主要性能

一、力学性能屈服强度抗拉强度伸长率屈服比P127

1、抗拉性能

强度：

屈服强度是结构设计取值的依据、硬钢屈服强度的确定、强屈比的工程意义。

伸长率的计算及工程意义。

2、冲击韧性钢筋的冷脆及脆性临界温度的概念

钢材的冷脆及脆性临界温度的概念。

3、硬度

4、疲劳

疲劳破坏的定义及原因。

二、工艺性能

1、冷弯性能p129

钢材冷弯时的弯曲角度越大，弯心直径越小，则表示冷弯性能越好。

2、焊接性能

第三节钢材的组织、化学成分及其对钢材性能的影响

二、钢材的化学成分

碳（C）：

在C≤0.8％时，C↑：

强度、硬度↑，塑性、韧性、可焊性↓，冷脆性和时效敏感性↑，抗大气锈蚀性↓（时效敏感性指时效前后冲击韧性的变化率，时效敏感性越大，则时效前后冲击韧性的降低就越显著）

硅（Si）：

在Si≤1％，Si↑：

可提高强度，且基本不降低塑性、韧性（有益元素）课提高强度但基本不降低塑性

锰（Mn）：

脱氧去硫作用，消除硫所引起的热脆性，同时提高钢材的强度（有益元素）脱氧去硫

硫（S）：

有害元素，S含量过多会导致钢材产生热脆现象，使可焊性、冲击韧性等降低，一般建筑用钢要求S含量≤0.045％（有害元素）热脆

磷（P）：

有害元素，P↑：

强度↑，塑性、韧性降低，P含量过多会导致钢材产生冷脆现象，一般建筑用钢要求P含量≤0.045％（有害元素）冷脆

第四节钢材的强化与加工

一、冷加工强化及时效强化P132屈服强度会有显著的提高，会有很大的经济效益

1、冷拉

2、冷拨

3、时效

时效处理方法有两种：

自然时效（较低强度钢筋）、人工时效。

（较高强度钢筋）

时效敏感性：

指时效前后冲击韧性的变化率，时效敏感性越大，则时效前后冲击韧性的降低就越显著。

第五节钢材的品种与选用

一、建筑常用钢种P134

1、碳素结构钢

碳素结构钢的牌号：

由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四部分按顺序组成，按屈服点大小分5个牌号。

A最差D最好

随着牌号的增大，其含碳量增加，强度提高，塑性和韧性降低，冷弯性能逐渐变差；

同一牌号内质量等级越高，钢材的质量越好。

二、钢筋砼结构用钢

钢筋砼结构用钢，包括有热轧钢筋、冷轧扭钢筋和冷轧带肋钢筋、预应力砼用钢丝和钢绞线。

1、热轧钢筋

钢筋级别

强度等级代号

外形

钢种

用途

（

）

HPB235

光

圆

低碳钢

（Q235）

小型钢筋砼结构的受力钢筋及各种钢筋砼结构种的构造钢筋。

HRB335

月

牙

肋

低合金钢

使用最为广泛，可作大中型钢筋砼结构的受力钢筋。

HRB400

HRB500

2、冷轧带肋钢筋

三、钢结构用钢

1、热轧型钢

2、冷弯薄壁型钢

3、钢板和压型钢板