水的比热.docx

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水的比热

2、水的比热：

把单位质量的水升高1℃所吸收的热量，叫做水的比热容，简称比热，水的比热为4.2x103[焦/克.℃）]。

3、水的汽化热：

在一定温度下单位质量的水完全变成同温度的气态水（水蒸气）所需的热量，叫做水的汽化热。

（水从液态转变为气态的过程叫做汽化，水表面的汽化现象叫做蒸发，蒸发在任何温度下都能进行）4、冰（固态水）的溶解热：

单位质量的冰在熔点时（0℃）完全溶解为同温度的水所需的热量，叫做冰的溶解热。

5、水的密度：

在一个大气压下（105Pa），温度为4℃时，水的密度为最大（1g/cm3），当温度低于或高于4℃时，其密度均小于1g/cm3。

6、水的压强：

水对容器底部和侧壁都有压强（单位面积上受的压力叫做压强）。

水内部向各个方向都有压强；在同一深度，水向各个方向的压强相等；深度增加，水压强增大；水的密度增大，水压强也增大。

7、水的浮力：

水对物体向上和向下的压力差就是水对物体的浮力。

浮力总是竖直向上的。

8、水的硬度：

水的硬度是指水中含有的钙、镁、锰离子的数量（一般以碳酸钙来计算）。

硬度单位：

mg/L（毫克/升），mmol/L（毫克当量/升），PPM（个/百万），GPG（格令/加仑）

天然水有哪些特性

水在常温下呈液态存在，具有一般液体的共性。

与其它液体相比，又有许多独特的性质。

（1）水在0~4℃范围内不是热胀冷缩，而提冷胀热缩，即温度升高，体积缩小，密度增大。

（2）在所有的液体中，水的比热容最大，为4.18焦耳/克度。

因此水可作为优质的热交换介质，用于冷却、储热、传热等方面。

（3）常温下（0~100℃），水可以出现固、液、气三相变化，帮利用水的相热转换能量是很方便的。

（4）在液体中，除了汞（Hg）以外，水的表面能最大。

（5）水溶解及反应能力极强。

许多物质不但在水中有很大的溶解度，而且有最大的电离度。

（6）水的导电性能是随着水中含盐量的增加而增大。

   第四章   水泥

一.硅酸盐水泥

（一）硅酸盐水泥的组成、生产过程、矿物组成特性、以及与水泥性能

的关系。

（二）硅酸盐水泥的水化凝结过程、水化产物及水泥石的组成。

硅酸盐

水泥的凝结硬化与水泥石性能的关系，养护温度、湿度对水泥水化及凝

结硬化的影响。

硅酸盐水泥的强度发展规律。

（三）硅酸盐水泥的细度、凝结时间、体积安定性、标号、等技术要求

及实用意义。

（四）六种典型介质（软水及含硫酸盐、镁盐、碳酸盐、一般酸、强碱

的水）对水泥石的腐蚀作用及防止水泥石腐烂的措施，水泥石受腐蚀的

内因。

（五）硅酸盐水泥的性质与应用。

水化热、抗碳化性对水泥应用的影响 及水泥存放的条件。

二.掺混合材料的硅酸盐水泥

（一）普通硅酸盐水泥、矿渣、火山灰质、粉煤灰及复合硅酸盐水泥的组成、细度、凝结时间、体积安定性标号等技术要求，复合硅酸盐水泥的性质和应用。

（二）掺活性混合材料的硅酸盐水泥的水化速度慢、早期强度低、后期强度高、水化热低、耐腐蚀性较好、适合高温养护的原因。

（三）普通硅酸盐水泥、矿渣、火山灰质、粉煤灰硅酸盐水泥的性质与应用及

其后三种水泥的共性与特性。

（四）高铝水泥、快硬、白色与彩色硅酸盐水泥、膨胀、1型低碱硫铝酸盐与快硬硫铝酸盐水泥的组成、硬化特点、主要技术要求、主要性质与应用。

                   第五章      混凝土

一。

普通混凝土的组成、特点及各组成材料在混凝土中的作用。

混凝土的四项基本要求。

二.水泥品种及标号的选择依据、对混凝土用细、粗骨料的质量要求以及混凝土对拌合用水的要求；质量要求对混凝土的经济、技术影响；骨料颗粒级配的评定、细骨料的细度模数和粗骨料最大粒径的确定。

三.影响混凝土拌合物和易性的主要因素与和易性的测定方法、水灰比的适宜范

围及混凝土拌合物坍落度指标的选定原则；和易性对混凝土质量的影响，用水

量、水灰比及砂率对和易性影响；混凝土拌合物和易性的涵义、调整和易性的

原则、合理砂率对配制混凝土的重要意义。

四.普通混凝土的结构和性质：

（一）普通混凝土的宏观结构特征及其对混凝土性质的影响与混凝土显微结构

所显示的结构特征。

（二）轴心抗压强度和抗拉强度的确定及其与立方体抗压强度之间的大致关系

。

立方体抗压强度、立方体抗压强度标准值及强度等级的确定。

影响混凝

土强度的诸因素、水灰比对强度影响的规律、强度经验公式的运用、不同龄期

混凝土强度的估算方法及提高混凝土强度的主要措施。

（三）混凝土变形的类别（化学收缩、干缩变形、温度变形及荷载作用下的变

形）产生原因、特点、影响因素及其危害。

普通混凝土的耐久性（抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、碳化及碱-骨料反应）的概念与提高耐久性的措施。

   五.混凝土的质量评定：

常用统计量（平均值、标准差、变异系数）的意义，，直方图和频率分布曲线，正态分布曲线和正态概率密度函数，混凝土

强度保证率，混凝土配制强度。

 六.普通混凝土配合比设计。

七.混凝土外加剂的作用及主要种类。

八.轻混凝土：

轻骨料的种类及技术性质，轻骨料混凝土拌合物和易性，轻骨

料混凝土的特点及配合比设计，加气混凝土的生产特点及用途。

              第六章   建筑砂浆

一.砂浆的技术性质：

新拌砂浆的和易性（流动性及保水性），硬化砂浆的强

度（砂浆的抗压强度、强度等级与影响强度的因素）。

 二.砌筑砂浆：

组成材料（胶凝材料、细骨料、水、掺合料与外加剂），砂浆

配合比选择（砌筑砂浆的种类、强度等级的选择及配合比设计）。

三.抹灰砂浆:

抹灰砂浆的种类（普通、装饰及特种抹面砂浆）及应用。

首先来分析一下水泥的硬化过程：

水泥配上适当分量的水后，调和成浆，经过相当时间，凝固成块，最后成为坚硬如石的物体，这一过程叫做水泥的硬化。

硬化时发生下列反应：

3CaO·SiO2＋2H2O=2CaO·SiO2·H2O+Ca（OH）2  （水解）

2CaO·SiO2＋H2O=2CaO·SiO2·H2O           （水化）

3CaO·Al2O3＋6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O       （水化）

第一个反应生成的Ca（OH）2由于开始时量少而溶解，随着量的增多，变成饱和溶液而后析出胶体Ca（OH）2，引起水合硅酸钙和水合铝酸钙凝成凝胶状胶体，这时水泥具有可塑性。

胶状物经过一段时间，渐渐变结实，水泥就失去可塑性而凝结了。

由于以上反应随着时间增加从水泥表面向内部慢慢进行，使凝胶更多且更结实。

同时在形成胶体时，氢氧化钙凝胶和水合铝酸钙开始结晶，随着时间的增加，结晶的量增多，形成的晶体和无定形水合硅酸钙相结合，使之机械强度不断增大而硬化。

在水泥组成中，与水作用的速率最大的是铝酸三钙和硅酸三钙，因此它们的含量对水泥的凝结硬化速率起着主要作用。

当加入石膏时，硫酸钙和铝酸三钙作用，生成难溶的铝硫酸钙。

由于这种化合物的生成，减小了铝酸三钙的作用，使胶凝速率变慢，因而延迟水泥的凝结时间和硬化速率。

1温度对混凝土强度和外观的影响

　　100～150℃时，混凝土通过自蒸作用失去自由水，导致Ca（OH）2晶体进一步结晶，未水化的进一步水化，使混凝土硬而致密，强度增加。

160～370℃。

混凝土失去水化硅酸钙所吸附的物理水和水化铝酸钙中的水，使混凝土收缩。

400～600℃，Ca（OH）2晶体失水引起晶体破坏，使混凝土强度大大下降。

因此，混凝土受热温度低于300℃，温度升高对混凝土强度影响不大，甚至使强度增强；受热温度高于300℃，混凝土的脱水收缩超过热膨胀，混凝土体积缩小，而砂子、石子等骨料受热时不断膨胀。

两者相反作用的结果，使混凝土发生龟裂，强度下降；400～600℃，由于Ca（OH）2晶体失水，发生晶体破坏，使混凝土失去"骨架"，并且骨料中的石英在560℃由低温型相变为高温型，体积突然膨胀，使混凝土裂缝变大，强度急剧下降。

普通混凝土都经不起600℃高温长时间作用，通常把600℃称为混凝土破坏性温度。

700～900℃混凝土中的CaCO3发生分解，使混凝土粉化，强度丧失殆尽。

3.1　温度裂缝

3.1.1　产生的原因和特征

　　水泥水化过程中产生大量的热量，每克水泥放出502J的热量，如果以水泥用量350～550kg/m3来计算，每m3混凝土将放出17500～27500KJ的热量，从而使混凝土内部温度升高，在浇筑温度的基础上，通常升高35℃左右。

如果按着我国施工验收规范规定浇筑温度为28℃则可使混凝土内部温度达到65℃左右。

但是，如果没有降温措施或浇筑温度过高，混凝土内部温度高达80～90℃的情况也时有发生，例如XX大厦在浇筑筏板反梁基础的大体积混凝土的内部温度，经实际测定高达95℃。

水泥水化热在1～3天可放出热量的50%，由于热量的传递、积存，混凝土内部的最高温度大约发生在浇筑后的3～5天，因为混凝土内部和表面的散热条件不同，所以混凝土中心温度低，形成温度梯度，造成温度变形和温度应力。

温度应力和温差成正比，温度越大，温度应力也越大。

当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力（包括混凝土抗拉强度）时，就会产生裂缝。

这种裂缝的特点是裂缝出现在混凝土浇筑后的3～5天，初期出现的裂缝很细，随着时间的发展而继续扩大，甚至达到贯穿的情况。

3.1.2影响因素和防治措施

　　混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。

混凝土越厚，水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。

　　对于大体积混凝土，其形成的温度应力与其结构尺寸相关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的危险性也越大，这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。

因此防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。

轻集料混凝土技术规程JGJ51-90

　　轻集料混凝士的热物理系数　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表3.2.7

密度

等级

导热系数

比热容

导温系数

蓄热系数

λd

λc

Cd

Cc

ad

ac

Sd24

Sc24

（W/m·k）

（kJ/kg·k）

（㎡/h）

（W/㎡．K）

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

0.23

0.26

0.28

0.31

0.36

0.42

0.49

0.57

0.66

0.76

0.87

1.01

0.30

0.33

0.36

0.41

0.47

0.52

0.59

0.67

0.77

0.87

1.01

1.15

0.84

0.84

0.84

0.84

0.84

0.84

0.84

0.84

0.84

0.84

0.84

0.84

0.92

0.92

0.92

0.92

0.92

0.92

0.92

0.92

0.92

0.92

0.92

0.92

1.25

1.22

1.20

1.23

1.29

1.38

1.50

1.63

1.78

1.91

2.08

2.26

1.38

1.33

1.37

1.36

1.43

1.48

1.56

1.66

1.77

1.89

2.07

2.23

3.37

3.73

4.10

4.57

5.12

5.73

6.43

7.19

8.01

8.81

9.74

10.70

4.17

4.55

5.