建筑材料期末课程复习.ppt

1,《建筑工程材料与检测》 复习,2,第一类占70% ： 概念题(15) 填空题(20) 单项选择题(20) 简答题(24) 第二类占21% ： 计算题（材料的基本性质和混凝土） 论述分析题,试题类型和结构,3,第一章 建筑材料基本性质,理解和掌握材料的基本性质及相关概念； 掌握有关参数及计算公式; 熟练进行相关参数的转换计算,学习难点 密度、表观密度、堆积密度的区分，计算，大小排列 孔隙率、空隙率的计算。,4,1. 密度 2. 表观密度 3.堆积密度 4.孔隙率、密实度 5. 空隙率、填充率,概念,基本物理性质,5,密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。 对于某一种材料来说，无论环境怎样变化，其密度都是一定值。材料随含水率的增加，材料的密度不变，导热系数增加。 表观密度是材料在自然状态下，单位体积的质量。 堆积密度是指粉状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。 孔隙率是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率。 密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。 空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒之间的空隙体积（包括开孔、粒间空隙体积）所占堆积体积的百分率。 填充率是指在某堆积体中，被散粒材料的颗粒所填充的程度。,6,（1）密度,,1.固体  2.闭口孔隙  3.开口孔隙,绝对密实状态下（不含孔隙情况下），单位体积的干质量。 如何测量？,计算,李氏瓶测定“绝对密实体积”；闭口孔隙材料：“排液法”,7,2. 表观密度,计算表观密度对应的体积V0是？？,1.固体  2.闭口孔隙  3.开口孔隙,对于规则形状材料的体积，可用量具测得。对于不规则形状材料的体积，可用封蜡排液法测得。,8,3. 堆积密度,指散粒或粉状材料在堆积状态下单位体积的质量，包含了颗粒之间的“空隙”。,材料堆积体积包括： 实体体积+孔隙体积（闭口孔隙体积+开口孔隙体积）＋空隙体积 材料的堆积密度反映散粒构造材料堆积的紧密程度及材料可能的堆放空间。,9,三种密度的比较,对应质量呢？,干重！,10,4. 密实度,密实度：表示材料内被固体所填充的程度。,,,,5. 孔隙率,孔隙率：材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率。反映了材料本身的致密程度。,孔隙率和密实度的关系: D + P= 1,11,6. 空隙率,空隙率：空隙体积与堆积体积的比值。 可作为控制混凝土骨料的级配及计算砂率的依据。,12,,,,,,,,7. 填充率,填充率: 表观体积（包括颗粒的固体、开口闭口孔隙）与堆积体积的比值。,13,材料与水相关的性质,,亲水性与憎水性 吸水性与吸湿性 耐水性 抗渗性 抗冻性,概念,14,1 亲水与憎水,润湿边角:当材料与水接触时，在材料、水以及空气三相的交点处，作沿水滴表面的切线，此切线与材料和水接触面的夹角θ，称为润湿边角，θ角愈小，表明材料愈易被水润湿。 亲水性材料（θ≤90°），如砖、石材、混凝土、钢材、木材等。 憎水性材料（θ＞90°），如沥青、石蜡等。,15,2. 吸水性与吸湿性,,材料在水中能吸收水分的性质称为吸水性。 材料的吸水性用吸水率表示 吸水率有质量吸水率和体积吸水率两种表示方法。 材料具有细微而连通的孔隙，则其吸水率较大； 封闭或粗大的孔隙材料，其吸水率较低。 不同材料的吸水率差别很大。,16,吸湿性材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。 材料的吸湿性用含水率表示。 含水率:材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比。 吸湿作用一般是可逆的，最后与空气湿度达到平衡，平衡时的含水率称为平衡含水率。 保温材料吸湿后，将大大降低其保温隔热性能。,17,密度： 体积密度： 孔隙率： 体积吸水率： 质量吸水率： 含水率：,公式及应用,,,,,,18,例：岩石试件经完全干燥后，其质量为482g，将放入盛有水的量筒中，经一定时间岩石吸水饱和后，量筒的水面由原来的452cm3上升至630cm3。取出岩石，擦干表面水分后称得质量为487g。试求该岩石的密度、表观密度及质量吸水率？(假设岩石内无封闭空隙),19,练 习,,,,,,,某材料的密度为2.68g/cm3，干表观密度为1680Kg/m3，现将一重930g的该材料浸入水中，吸水饱和后取出称重为1035g，试求该材料的孔隙率、吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。,20,吸水率的相关计算,在100g吸水率为3%的湿砂中，其中水的质量 为2.9g。在100g吸水率为4 %的湿砂中，折 算为干砂的质量为100 / ( 1 + 0.04 )克。某 材料吸水饱和后的质量为20kg,烘干到恒重 时，质量为16kg，则材料的质量吸水率为 25%。某材料吸水饱和后的质量为25克，烘 干到恒重时的质量为20克，则材料的质量吸水 率为25%。,21,例：若材料的全干质量为482g，自然状态体积为100mm3，绝对密实状态体积为80mm3，试求该材料的密度、表观密度及孔隙率率？,22,3. 材料的耐水性,,材料抵抗水的破坏作用的能力称为材料的耐水性。狭义耐水性指水对材料力学性质及结构性质的劣化作用。 软化系数表明材料的耐水性，在设计长期处于水中或潮湿环境中的重要结构时，必须选用软化系数＞0.85的材料。,,,23,关于耐水性不正确的[ ]。 A、有孔材料的耐水性用软化系数表示 B、材料的软化系数在0～1之间波动 C、软化系数大于0.80的材料称为耐水材料。 D、软化系数小于0.80的材料称为耐水材料。 E、软化系数越大，材料吸水饱和后强度降低越多，耐水性越差,答案：D、E,24,4. 材料的抗渗性,,材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性。 抗渗性是决定材料耐久性的主要指标。 材料的抗渗性通常用渗透系数表示。 渗透系数的物理意义是：一定厚度的材料，在一定水压力下，在单位时间内透过单位面积的水量。,材料的抗渗性与材料内部的孔隙率特别是开口孔隙率有关，开口空隙率越大，大孔含量越多，则抗渗性越差。 地下建筑及水工建筑等，因经常受压力水的作用，所用材料应具有一定的抗渗性。对于防水材料则应具有好的抗渗性。,25,材料的基本力学性质,,1. 强度,强度：材料破坏时所承受的极限应力值。 根据所受外力的作用形式不同材料强度可分为抗压强度、抗拉强度、抗弯（抗折、弯拉）强度、抗剪强度等。,26,2. 弹性与塑性,,材料在外力作用下产生变形，当外力去除后能完全恢复到原始形状的性质称为弹性。可完全恢复的变形称为弹性变形。        材料在外力作用下，当应力超过一定限值时产生显著变形，且不产生裂缝或发生断裂，外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质称为塑性。不可恢复的变形称为塑性变形。        实际上，单纯的弹性材料是没有的，大多数材料在受力不大的情况下表现为弹性，受力超过一定限度后则表现为塑性，所以可称之为弹塑性材料。,27,3. 脆性与韧性,,材料受外力作用，当外力达一定值时，材料发生突然破坏，且破坏时无明显的塑性变形，这种性质称为脆性。       材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时产生较大的变形而不破坏，这种性质称为韧性。,28,材料的耐久性,,耐久性是指材料在长期使用过程中，抵抗各种环境因素的破坏作用，保持其原有性能而不变质、不破坏的性质。它是材料的一种复杂的、综合的性质。 包括：抗渗性、抗冻性、碳化、老化、锈蚀、腐朽等性能。,29,1. 为什么空隙率大的材料，在冬季易受破坏？,在冬季，材料受冻引起孔隙中的水分结冰，体积增大约9%，当材料空隙充满水时，由于结冰膨胀，孔壁表面受到很大的压力，孔壁产生拉应力，当拉应力超过材料的抗拉强度时，孔壁将发生局部开裂，随着冻融次数的增多，材料破坏更加严重。,30,2. 为什么新建房屋保暖性差，到冬季更甚，这是为什么？,新房屋墙体的含水率较高。 同样的材料，含水率增加，导热系数也增加，因为水的导热系数远大于空气的。 当水结冰时，导热系数进一步提高。所以新建房屋的保暖性差，结冰季节保暖性更差。,31,3. 某地发生历史罕见的洪水。洪水退后，许多砖房倒塌，其砌筑用的砖多为未烧透的多孔的红砖，见图。请分析原因。,这些红砖没有烧透，砖内开口孔隙率大，吸水率高。 吸水后，红砖强度下降，特别是当有水进入砖内时，未烧透的粘土遇水分散，强度下降更大，不能承受房屋的重量，从而导致房屋倒塌。,32,石灰石 生石灰、熟石灰 建筑石膏 水玻璃 生石灰熟化的方法有淋灰法和化灰法,第二章 气硬性胶凝材料,33,石灰能否单独使用？为什么？ 由于石灰浆体硬化时体积收缩大，以及硬化速度慢等特点，所以不宜单独使用。 新拌制的石灰能否马上使用？如何处理？ 新拌制的石灰不能马上使用，使用前一半要进行陈伏（为了消除过火石灰的危害，石灰膏（乳）应在储灰坑和化灰池中放半个月以上，陈伏期间，石灰浆表面应覆盖一层水，以隔绝空气，防止表面碳化）,34,,当入窑石灰石块度较大，煅烧温度过高、煅烧时间过长时，石灰石块的中心部位达到分解温度时，其表面已超过分解温度，得到的石灰称其为过火石灰。过火石灰熟化十分缓慢，过火石灰会引起石灰的后期熟化，抹灰后会造成起鼓和开裂影响工程质量。 若煅烧温度较低，大块石灰石的中心部位不能完全分解，此时称其为欠火石灰。其降低了石灰的质量，也影响了石灰石的产灰量。,欠火石灰和过火石灰,35,为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的“陈伏”。“陈伏”期间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。 欠火石灰，未消化的残渣较多，有效钙镁含量低，在使用时缺乏黏结力达不到应有的效果，降低利用率，工程上一般不用。 1.欠火石灰和过火石灰在使用中出现的问题是：？ 2.石灰与石膏、水泥比较，其技术性质有何特点？,36,技术特性,凝结硬化速度快 凝结硬化时的膨胀性 硬化后的多孔性，重量轻，但强度低 良好的隔热和吸音和“呼吸”功能 防火性好，但耐水性差 有良好的装饰性和可加工性,技术要求,强度 细度 凝结时间：初凝时间：不小于6min；终凝时间：不大于30min,优等品、一等品和合格品,,石膏,37,应用,石膏砂浆及粉刷石膏 石膏板 石膏砌块 石膏装饰品,建筑石膏凝结硬化较快，硬化后孔隙率大，强度低，吸水性强，保温隔热性好，吸单性强，耐水性差，吸湿性强，有一定的抗火性。各级建筑石膏初凝时间不得小于（ ）；终凝时间：不得大于（ ）。 建筑石膏常用于室内抹灰、粉刷和油漆，也可制作各种建筑装饰制品和石膏板等。,38,起缓凝作用，调节凝结时间，有利于提高水泥早期强，降低干缩变形、改善耐久性、抗渗性等性能，对混合材料活性起激发作用。（含量：2~5%），但掺量过多，会引起体积安定性不良。,水泥中石膏的作用：,硅酸盐水泥主要组成成分：,水泥熟料、石膏、混合材料（活性：粒化高炉矿渣、火山灰混合材料、粉煤灰；非活性材料：石灰石，石英岩；窑灰）、少量游离CaO、MgO及SO3、碱矿物及玻璃体等,第三章 水泥,39,随后产生明显的强度，并逐渐发展而成为坚硬的人造石。,凝结：,水泥加水拌和后，成为可塑的浆体，逐渐变稠，失去塑性，但尚不具有强度的过程。,硬化：,GB规定： 硅酸盐水泥的初凝不小于45min，终凝时间不迟于6.5h (390min)。,40,影响硅酸盐系水泥凝结硬化的主要因素 水泥的熟料矿物组成及细度（细快）、水灰比（水灰比大初期水化快，后期凝结慢）、石膏的掺量（主要作为缓凝剂）、环境温度和湿度（高快低慢）、龄期（28天内较快，28天后较慢）和外加剂（有促凝和缓凝两种）。,41,体积安定性,水泥净浆在硬化过程中体积变化的均匀性, 即: 水泥硬化浆体能保持一定形状，不开裂，不变形，不溃散的性质。 不安定现象：裂纹、翘曲。 危害：水泥体积安定性不良产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量 ，甚至引起严重工程事故。 水泥体积安定性不良，一般是由于熟料中所含游离氧化钙、游离氧化镁过多或掺入的石膏过多等原因造成的。,42,国标规定硅酸盐水泥的强度等级是以水泥胶砂试件在3d和28d龄期的强度来评定的。 国家规范中规定： 水泥体积安定性检验不合格时，需按废品处理。 水泥初凝时间检验不合格时，需按废品处理。 防止水泥石腐蚀的措施: （1）根据环境侵蚀特点，合理选用水泥品种; （2）提高水泥石的密实度; （3）表面加作保护层。,43,水泥强度是指水泥胶砂的强度，而不是水泥净浆的强度。,水泥胶砂强度的测定不是按标稠需水量加水的，而是按规定的水灰比加水（1:3.0:0.5）,注意事项,44,水泥的选用 按环境条件选择水泥品种。 按工程特点选择水泥品种。 水泥的验收 品种验收 数量验收 质量验收 注意：水泥出厂前的取样规定：,水泥的选用与验收,45,硅酸盐水泥的特性有 强度高；水化热高；抗冻性好；碱度高、抗碳化能力强；干缩小；耐磨性好；耐腐蚀性差；耐热性差；湿热养护效果差。 硅酸盐水泥的应用 硅酸盐水泥一般适用于一般土建工程中现浇混凝土及钢筋混凝土结构、快硬高强混凝土工程、预应力混凝土。 例：应用：硅酸盐水泥（ ）用于大体积混凝土工程，（ ）用于含二氧化碳高的环境,46,共性,矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥,(1) 凝结硬化慢、早期强度低，后期强度发展较快 (2) 对温度敏感，适合高温养护 (3) 耐腐蚀性好 (4) 水化热小 (5) 抗冻性差、耐磨性差 (6) 抗碳化能力差,47,火山灰水泥--抗渗性好，用于有抗渗要求的混凝土工程。 干缩大，不宜用于长期处于干燥环境中的混 凝土工程。,粉煤灰水泥--干缩小，抗裂性好 泌水速度快，不宜用于干燥环境，不宜用于 抗渗要求高的混凝土工程。,矿渣水泥--耐高温 抗渗性差、干燥收缩较大， 不宜用于有抗渗性要求的混凝土工程。,个性,48,与硅酸盐水泥相比，矿渣硅酸盐水泥在性能上有哪些不同？其适用范围如何？ 矿渣硅酸盐水泥与硅酸盐水泥比较，早期硬化速度慢，强度低；抗冻性、耐磨性及抗碳化性能差；耐腐蚀性好，水化热低。耐热性强。 适用范围：1．一般耐热混凝土；2．大体积混凝土；3．蒸汽氧护构件；4．一般混凝土构件；5．一般耐软水、海水、硫酸盐腐蚀要求的混凝土,49,水泥为什么早期强度高、后期强度低？,水泥在刚刚与水拌合时，水泥熟料与水充分接触，因而水化速度快，单位时间内产生的水化产物多，硬化速度快，即早期强度增长快。 随着水化的进行，水化产物不断增多，这些水化产物对未水化的水泥熟料内核与水的接触和水化反映起到了一定的阻碍作用，故水泥的后期强度发展逐渐转慢。 若温度和湿度适宜，其强度在几年甚至十几年仍可缓慢增长。,50,水、水泥、砂（细骨料）、石子（粗骨料）是普通混凝土的四种基本组成材料。 水和水泥形成水泥浆（水灰比），在混凝土中赋予拌合混凝土以流动性；粘结粗、细骨料形成整体；填充骨料的间隙，提高密实度。（填充作用、润滑作用和胶结作用) 砂和石子构成混凝土的骨架，有效抵抗水泥浆的干缩；砂石颗粒逐级填充，形成理想的密实状态，节约水泥浆的用量。(骨架作用、降低成本作用和稳定体积作用),第四章 普 通 混 凝 土,51,满足与施工相规定所适应的工作要求（和易性） 满足设计强度要求 满足与使用环境相适应的耐久性要求 满足业主或施工单位的经济性要求 满足可持续发展所必需的生态性要求,混凝土的基本要求,52,概念 测定与选择 影响因素 改善措施,和易性,53,工作性应包括：流动性、粘聚性、保水性 工作性的各种体现：工作性在搅拌时体现为各种组成材料易于均匀混合，均匀卸出；在运输过程中体现为拌合物不离析，稀稠程度不变化；在浇筑过程中体现为易于浇筑、振实、流满模板；在硬化过程中体现为能保证水泥水化以及水泥石和骨料的良好粘结。 混凝土的工作性是一项综合性质。,和易性又称工作性，是指混凝土拌合物在一定的施工条件和环境下，是否易于各种施工工序的操作，以获得均匀密实混凝土的性能。,54,,,坍落度(mm) —坍落度的测定——坍落度法 维勃绸度(s) —维勃稠度法（干硬性砼）,流动性—指标,粘聚性 保水性,无指标，靠经验目测,测定,混凝土拌合物坍落度的选择原则：在满足施工操作及混凝土成型密实的条件下，尽可能选择较小的坍落度，以节约水泥并获得较高质量的混凝土。具体选用时，应根据施工条件、构件截面尺寸、配筋情况、施工方法等来确定。,55,影响和易性的因素,水泥浆的数量 水泥浆的稠度（用水量及水灰比） 砂率（混凝土中砂的质量与砂和石总质量之比。） 组成材料的性质影响 环境条件及时间,合理砂率——有最大的流动性而水泥用量最小,合理砂率：是指在用水量及水泥用量一定的情况下，能使砼拌和物获得最大流动性，且能保持粘聚性、保水性良好时的砂率值。,56,改善和易性的措施,① 尽可能降低砂率，或采用合理砂率； ② 改善砂、石的级配，尽可能采用连续级配； ③ 可能条件下，尽量采用较粗的砂、石； ④ 当拌合物坍落度太小时，保持水胶比不变，增加水泥和水的用量； 当拌合物坍落度太大，但粘聚性良好时，保持砂率不变，增加骨料用量。 当粘聚性、保水性不良时，增大砂率。 ⑤有条件时，尽量掺用外加剂或掺合料； ⑥根据具体环境条件，尽可能缩小混凝土拌合物的运输时间。,57,分析： 现场浇灌混凝土时，施工人员向混凝土拌合物中加水，虽然增加了用水量，提高了流动性，但是将使混凝土拌合料的粘聚性和保水性降低。特别是因水灰比Ｗ／Ｃ的增大，增加了混凝土内部的毛细孔隙的含量，因而会降低混凝土的强度和耐久性，并增大混凝土的变形，造成质量事故。故现场浇灌混凝土时，必须严禁施工人员随意向混凝土拌合物中加水。,现场浇灌混凝土时，严禁施工人员随意向混凝土拌合物中加水，试从理论上分析加水对混凝土质量的危害。,分析,[评注] 不能采用仅增加用水量的方式来提高混凝土的流动性。施工现场万一必须提高混凝土的流动性时，必须在保证水灰比不变的情况下，既增加用水量，又增加水泥用量。,58,强度,混凝土强度,抗拉强度,抗剪强度,抗压强度,握裹强度,轴心抗压强度,立方体抗压强度,砼的强度一般指抗压强度。,59,混凝土的强度等级是根据立方体抗压强度标准值来确定的。测定混凝土强度的标准试件尺寸为15×15×15cm。,立方体抗压强度标准值(或称：立方体抗压标准强度)fcu,k —按标准方法制作的标准立方体试件，在标准条件下养护至28天龄期，具有强度保证率为95%的混凝土立方体抗压强度。,60,1、水泥标号与水灰比 2、骨料的性质 3、养护条件 4、龄期 5、其它因素,影响强度的因素,61,标准养护：指将混凝土制品在温度为20±1 ℃ ，相对湿度大于90% 的标准条件下进行的养护。评定强度等级时需采用该养护条件。 自然养护：指对在自然条件（或气候条件）下的混凝土制品适当地采取一定的保温、保湿措施，并定时定量向混凝土浇水，保证混凝土材料强度能正常发展的一种养护方式。,养护方法：,龄期是指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。,龄期：,62,耐久性,混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能的能力称为混凝土的耐久性。 耐久性主要包括： 抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗碳化、抗碱-骨料反应及混凝土中的钢筋耐锈蚀的性能. 为保证混凝土的耐久性，必须满足最大水胶比和最小水泥用量要求。,63,提高混凝土耐久性的主要措施,1.合理选择水泥品种2.适当控制混凝土的水灰比及水泥用量 3.选用质量良好的砂石骨料4.掺入引气剂或减水剂5.加强混凝土的施工质量控制.,64,混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入，用以改善混凝土性能的物质。掺量不大于水泥质量的5％(特殊情况除外)。,外加剂,常用外加剂按主要功能的分为： 1）改善混凝土和易性的外加剂，(减水剂、引气剂和泵送剂等)。 2）调节混凝土凝结时间、硬化性能的（缓凝剂、早强剂和速凝剂等） 3）改善混凝土耐久性的（引气剂、防水剂和阻锈剂等） 4）改善混凝土其它性能的（加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。）,65,混凝土采用减水剂可取得哪些经济、技术效果? （1）增大流动性。在原配合比不变，即水、水灰比、强度均不变的条件下，增加混凝土拌合物的流动性。 （2）提高强度。在保持流动性及水泥用量的条件下，可减少拌合用水，使水灰比下降，从而提高混凝土的强度。 （3）节约水泥。在保持强度不变，即水灰比不变以及流动性不变的条件下，可减少拌合用水，从而使水泥用量减少，达到保证强度而节约水泥的目的。 （4）改善其他性质。掺加减水剂还可改善混凝土拌合物的粘聚性、保水性；提高硬化混凝土的密实度，改善耐久性；降低、延缓混凝土的水化热等。,混凝土采用缓凝剂可取得哪些经济、技术效果? 延缓混凝土凝结时间，具有减水、增强、降低水化热等功能，对钢筋无腐蚀作用，多用于高温季节施工、大体积混凝土施工、滑模施工、泵送混凝土及较长时间停放或远距离运送的商品混凝土等。,66,混凝土配合比,混凝土的配合比是指混凝土各组成材料用量之比。,混凝土初步配合比 基准配合比 实验室配合比 混凝土施工配合比,67,,,,一、混凝土初步配合比步骤:,1.计算施工配制强度 fcu,0,式中: fcu,0——混凝土配制强度；fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，即：混凝土强度等级值；σ ——混凝土强度标准差。,68,2.确定水灰比W/C,fce——水泥28d抗压强度实测值,，复核耐久性,3. 选取1M3混凝土的用水量（mwo）,4. 计算1M3混凝土的水泥用量（mco）,69,5.确定合理砂率（βs）,6. 计算粗细骨料的用量（ mgo、mso）,最后得出初步配合比,基准配合比 实验室配合比,70,考虑骨料的含水率，对单位用水量进行调整。 假定现场砂、石子的含水率分别为a％和b%，则施工配合比中1m3混凝土的各组成材料用量分别为：,混凝土施工配合比,71,1. 某工程现浇室内钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C30。施工采用机械拌合和振捣，选择的混凝土拌合物坍落度为30～50mm。施工单位无混凝土强度统计资料。所用原材料如下： 水泥：普通水泥，强度等级42.5MPa，实测28d抗压强 度48.0MPa，密度ρc＝3.1g/cm3; 砂： 中砂，级配2区合格。表观密度ρs＝2.65g/cm3; 石子：卵石，5～40mm。表观密度ρg＝2.60g/cm3; 水： 自来水，密度ρw＝1.00g/cm3。 试用体积法和质量法计算该混凝土的基准配合比。,*混凝土配合比案例,72,解: 1.计算混凝土的施工配制强度fcu,0： 根据题意可得：fcu,k＝30.0MPa，查表3.24取σ＝5.0MPa，则 fcu,0 ＝ fcu,k + 1.645σ ＝30.0+1.645×5.0＝38.2MPa 2.确定混凝土水灰比W/C （1）按强度要求计算 根据题意可得：fce＝48.0MPa，αa＝0.48，αb＝0.33，则： （2）复核耐久性：经复核，耐久性合格。,,,73,3.确定用水量mw0 根据题意，骨料为中砂，卵石，最大粒径为40mm，查表取mw0＝160kg。 4.计算水泥用量mc0 （1）计算： （2）复核耐久性 经复核，耐久性合格。 5.确定砂率βs 根据题意，采用中砂、卵石（最大粒径40mm）、水灰比0.50，查表βs＝28％～33％，取βs＝30％。 6.计算砂、石子用量ms0、mg0,,74,（1）体积法 将数据代入体积法的计算公式，取α＝1，可得： 解方程组，可得ms0＝570kg、mg0＝1330kg。 （2）质量法 假定混凝土拌合物的质量为mcp＝2400kg，将数据代入质量法计算公式，得： ms0 + mg0＝2400－320－160 解方程组，可得ms0＝576kg、mg0＝1344kg。,,,,,,75,6.计算基准配合比 （1）体积法 mc0:ms0:mg0＝320:570:1330＝1:1.78:4.16， mw/mc ＝0.50； （2）质量法 mc0:ms0:mg0＝320:576:1344＝1:1.80:4.20， mw/mc ＝0.50。,76,2. 某房屋为混凝土框架工程，混凝土不受风雪等作用，处于干燥环境中，设计混凝土等级C30。施工要求坍落度为35~50mm，采用机械搅拌、机械振捣，施工单位无历史统计资料。采用的材料为： 水泥: 强度等级42.5MPa（实测28d抗压强度48.0MPa）， 密度ρc＝3.1g/cm3 粗骨料为卵石: ，表观密度为2.65g/cm3， 含水率为1% 细骨料为河砂：Mx=2.70，实测表观密度2.65g/cm3 ， 含水率为3%。 水：饮用水 构件截面最小尺寸：400mm， 构件净距：60mm 试设计该混凝土配合比,77,解：1、初步计算配合比 （1）确定配制强度（fcu.o） 查表4-16（P112），标准差σ =5.0 MP，则 fcu.o ＝ fcu.k＋1.645σ=30 +1.645×5=38.2MP,78,3) 确定1m3混凝土的用水量（mwo） 根据规定，混凝土用粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净间距的3/4；对泵送混凝土，粗骨料最大粒径与输送管内径之比碎石不宜大于1：3，卵石不宜大于1：2.5。 施工所需塌落度：T= 35~50mm， 卵石， ，中砂（Mx=2.70）查表4-9（P95） 用水量为170kg。 mwo= 170kg,4）计算1m3混凝土的水泥用量（mco）,水泥用量还要满足耐久性的最小水泥用量，查表4-11（P104）为280kg 。304kg >280kg，满足耐久性的最小水泥用量要求。,79,5）确定合理的砂率（βs）,砂率 按卵石， 、 中砂（Mx=2.70） ，水灰比0.56，查表4-10， 取：βs=30%。,6）计算1m3混凝土砂子、石子的用量( mso、 mgo),a）质量法,,,解方程组，可得,ms0=578kg mg0=1348kg,80,因为不掺引气剂时，含气率取1。水泥密度3.10g/cm3 ，卵石，表观密度为2.65g/cm3 ，河砂，表观密度2.65g/cm3,b）体积法,由两式可解得砂和石的用量：,81,初步配合比为：,2、计算基准配合比,按初步配合比配制20ML混凝土进行搅拌，各材料的用量为： 水泥： 水： 砂子： 石子：,82,由于粘聚性和保水性不良，故采取提高砂率的措施，降低塌落度。,保持砂、石总量不变，将砂率由30%提高到31%，重新称量拌合后测得塌落度为35mm，且粘聚性和保水性良好，和易性满足要求。,砂子用量： 石子用量：,调整后各项材料的用量为：,水泥：6.08kg 水： 3.40kg 砂子：11.86kg 石子：26.40kg,实测拌合物的表观密度为2420kg/m3,83,3. 确定实验室配合比,按和易性调整后的混凝土基准配合比，保持用水量和砂率不变，采用三个不同的配合比，分别为：水灰比：0.51、0.56、0.61配制三组混凝土试件，标准养护28d进行强度测定。 经检验，水灰比为0.56的配合比满足强度和和易性要求，故，配合比调整为：,1m3混凝土各组分的质量为,配合比为：水泥：水：砂：石=,84,4. 计算施工配合比,考虑骨料的含水率，对单位用水量进行调整。 假定砂含水率为a（%），石含水率为b（%） 施工配合比为：,85,第五章 建筑砂浆,砂浆是由水泥、细骨料、掺加料和水按一定比例 配制而成的建筑工程材料。,水泥砂浆采用的水泥，强度等级宜为32.5级 掺合料：石灰膏、粘土膏或粉煤灰等。 外加剂,86,砂浆和易性包括流动性和保水性。 砂浆的流动性用沉入度表达。 砂浆的保水性用“分层度”表示。分层度大于30mm的砂浆，容易产生离析，不便于施工。,砂浆合理的分层度应控制在10～20mm，,砌筑砂浆掺入石灰膏而制得混合砂浆其目的是改善和易性、节约水泥。 在砂浆中掺入石灰膏，可明显提高砂浆的和易性，但降低了砂浆的强度。,87,砌筑砂浆粘结力的影响因素 砌筑砂浆的粘结力随其强度的增大而提高，砂浆强度等级越高，粘结力越大。砂浆的粘结力与砖石的表面状态、洁净程度、湿润情况及施工养护条件等有关。所以，砌筑前砖要浇水湿润，其含水率控制在10%~15%左右，表面不沾泥土，以提高砂浆与砖之间的粘结力，保证砌筑质量。,88,钢与生铁的区分在于含碳量的大小。 含碳量小于2％的铁碳合金称为钢。 含碳量大于2％的铁碳合金称为生铁。 生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。这些元素对生铁的性能均有一定的影响。,第七章 建筑钢材,89,建筑钢材优点 1、较高的强度，抗拉、抗压强度均高； 2、能承受冲击和振动荷载； 3、塑性好、韧性好（能承受较大的弹性和塑性变形）； 4、加工性和装配性好（可以在常温和高温下加工成各种需要的形状， 同时还可以通过焊接、铆接、切割和弯曲等加工手段制成钢制品和 钢结构） 5、材质均匀、致密，可靠性高 建筑钢材缺点 1、易锈蚀；耐火性差 2、维护费用大,90,91,三个重要的指标： 1.屈服强度σs 钢材将要发生较大塑性变形的应力值，是结构设计中钢材强度的取值指标。 2.抗拉强度σb 钢材所能承受的最大应力. 3.伸长率δ 意义： 值越大，塑性增强，可避免结构过早破坏；加工性增强，安全性增强。,低碳钢受拉经历四个阶段： 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。,92,屈服强度和抗拉强度之比。 它能反映钢材的利用率和结构的安全可靠性，屈强比愈小，反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大，因而结构的安全性愈高。但屈强比太小，则反映钢材不能有效地被利用，造成钢材浪费。,钢材的屈强比,建筑结构合理的屈强比一般0.6～0.75,93,普通碳素钢按屈服点，质量等级及脱氧方法划分为若干个牌号，热扎钢筋随牌号提高：,屈服强度为235MPa，质量等级为A级的沸腾钢 牌号为Q235—A·F。,牌号↑，含碳量↑ ，强度和硬度↑ ，塑性、冲击韧性、冷弯性能↓ 。,94,建筑钢材的冷弯性能,冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力 ，常用试件在常温下所能承受的弯曲程度表示。,碳素结构钢技术要求,包括：化学成分、力学性能、冶炼方法、交货状态及表面质量五个方面,95,钢的化学成分对钢材性能的影响,1、碳（C）：是决定钢性的主要元素。 当含碳量小于 0.8% 的碳素钢，随着含碳量的增加，钢的抗拉强度（σb）和硬度（HB）增加，而塑性和韧性则相应降低。 含碳量大于（ ）的铁碳合金，称为生铁 。 2、有益元素：硅（Si）、锰（Mn）、鈦、钒等。 3、有害元素：磷（P）、硫（S）、氧（O）、氮（N）等。 *含磷高的钢筋产生冷脆性，含硫高的钢筋产生热脆性。,96,钢材的选用：,