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第二節(jié) 結(jié)構(gòu)材料

一、混凝土材料

（一）混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)

1、混凝土強(qiáng)度

（1）立方體抗壓強(qiáng)度（f  eu）

按照標(biāo)準(zhǔn)的制作方法制成變長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（溫度20℃+/-2℃，相對(duì)濕度95%以上或在氫氧化鈣飽和溶液中）下，養(yǎng)護(hù)到28d，按照標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定 測(cè)定其抗壓強(qiáng)度值稱為混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度，以f  eu表示。

混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是根據(jù)立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（f      eu,K）（是按照數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定，具有不低于95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度）來(lái)確定的

（2）抗拉強(qiáng)度

混凝土的抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/10-1/20，且強(qiáng)度等級(jí)越高，該比值越??；混凝土抗拉強(qiáng)度對(duì)減少裂痕很中國(guó)要，有時(shí)也用來(lái)間接衡量混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度

（3）抗折強(qiáng)度

在道路和機(jī)場(chǎng)工程中，混凝土抗折強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制的重要指標(biāo)，而抗壓強(qiáng)度作為參考強(qiáng)度指標(biāo)

（4）影響混凝土強(qiáng)度的因素

水泥石強(qiáng)度及其與骨料的粘結(jié)強(qiáng)度受水泥強(qiáng)度等級(jí)、水灰比及骨料性質(zhì)、施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件、齡期影響；水灰比和水泥用量是決定混凝土密實(shí)性的主要因素

水灰比和水泥強(qiáng)度等級(jí)：配合比相同，水泥強(qiáng)度越高，混凝土強(qiáng)度也越高；水泥強(qiáng)度等級(jí)相同，水灰比越小，混凝土強(qiáng)度越高

養(yǎng)護(hù)溫度和濕度：溫度升高，水泥水化速度加快，混凝土強(qiáng)度發(fā)展快

齡期：在正常養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土強(qiáng)度隨著齡期增加而提高

2、混凝土的和易性

概念：混凝土拌合物在一定的施工條件下，便于各種施工工序的操作，以保證獲得均勻密實(shí)的混凝土性能；和易性是一項(xiàng)綜合技術(shù)指標(biāo)，包括流動(dòng)性、黏聚性、保水性三個(gè)主要方面；通常采用坍落度、坍落擴(kuò)展試驗(yàn)和維勃稠度試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定

影響混凝土和易性的主要因素：水泥漿--最敏感因素

骨料品種與品質(zhì)

砂率--指混凝土拌和物砂用量與砂石總質(zhì)量比值的百分率

其他因素--水泥與外加劑（與普通硅酸鹽水泥相比，采用礦渣水泥、火山灰水泥的混凝土拌和物流動(dòng)性較小，添加適量外加劑，如減水劑、引氣劑等，使混凝土能獲得較好的流動(dòng)性），溫度和時(shí)間（混凝土拌和物流動(dòng)性隨溫度的升高而降低、隨時(shí)間的延長(zhǎng)坍落度逐漸減?。?/p>

3、混凝土耐久性

（1）混凝土耐久性的概念：指混凝土在實(shí)際使用條件下抵抗各種破壞因素作用，包括混凝土的抗凍性、抗?jié)B性、抗蝕性及抗碳化能力

抗凍性：在飽和水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞，也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能，是評(píng)定混凝土耐久性的主要指標(biāo)；混凝土的密實(shí)度、孔隙的構(gòu)造特征是影響抗凍性的重要因素。分九個(gè)等級(jí)，如F10，"10"為反復(fù)凍融次數(shù)

抗?jié)B性：指混凝土抵抗水、油等液體滲透的能力，水灰比對(duì)抗?jié)B性其決定作用。分5個(gè)等級(jí)，如P4，"4"表示能承受水壓為0.4Mpa

抗侵蝕性：密實(shí)度、水泥品種、內(nèi)部孔隙特征對(duì)抗腐蝕性有影響

（2）提高混凝土耐久性的措施：合理選用水泥品種；控制水灰比及保證足夠的水泥用量；改善粗細(xì)骨料級(jí)配

（二）混凝土外加劑

1、外加劑分類：

按主要功能分4類：改善混凝土拌和物流變性能外加劑（減水劑、引氣劑、泵送劑），調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能外加劑（緩凝劑、早強(qiáng)劑、速凝劑），改善混凝土耐久性外加劑（引氣劑、防水劑、阻銹劑），改善混凝土其他性能外加劑（加氣機(jī)、膨脹劑、著色劑、防水劑、泵送劑）

2、常用混凝土外加劑（摻用氯鹽的外加劑要特別注意對(duì)鋼筋腐蝕和對(duì)混凝土的腐蝕；蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土，不宜摻用引氣劑和引氣減水劑）

（1）減水劑（具有減水增強(qiáng)作用）

摻入減水劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果：提高強(qiáng)度、提高密實(shí)度、提高耐久性，提高流動(dòng)性，節(jié)約水泥

主要品種：普通型減水劑木質(zhì)磺酸鹽類，如木質(zhì)磺酸鹽（木鈣粉，M型）；高效減水劑，如NNO（摻入NNO的混凝土，耐久性、抗硫酸鹽、抗?jié)B、抗鋼筋腐蝕優(yōu)于普通混凝土）

（2）早強(qiáng)劑（能提高早期強(qiáng)度，并對(duì)后期強(qiáng)度無(wú)顯著影響）

應(yīng)用：多用于搶修工程和動(dòng)機(jī)施工的混凝土

主要品種：氯鹽、硫酸鹽、三乙醇胺

（3）引氣劑（減少拌和物泌水離析、改善和易性、提高硬化混凝土抗凍融耐久性）

引氣減水劑減水效果明顯，減水率大，不僅起引氣作用，還能提高混凝土強(qiáng)度，并節(jié)約水泥用量

引氣劑和引氣減水劑除用于抗凍、防滲、抗硫酸鹽混凝土外，還宜用于蒸養(yǎng)混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土

引氣劑主要品種：松香熱聚物效果較好，最常使用

（4）緩凝劑（延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間，并不顯著降低混凝土后期強(qiáng)度）

應(yīng)用：大體積混凝土、炎熱氣候條件下施工的混凝土、長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)幕炷?/p>

主要品種：糖類（糖鈣），木質(zhì)素磺酸鹽類（木質(zhì)素磺酸鈣）

（5）泵送劑（能改善混凝土拌和物的泵送性能，是混凝土具有能順利通過(guò)輸送管道，不阻塞，不離析，粘塑性良好）

（三）特種混凝土

1、輕骨料混凝土

力學(xué)性質(zhì)：本身強(qiáng)度較低，結(jié)構(gòu)多孔，表面粗糙，具有較高吸水率

表觀密度：抗壓強(qiáng)度相同，其干表觀密度比普通混凝土低25%-50%

耐久性：與同強(qiáng)度等級(jí)的普通混凝土相比，耐久性明顯改善，如抗?jié)B等級(jí)可達(dá)SD  25、抗凍等級(jí)可達(dá)SD  50

輕骨料混凝土的彈性模量比普通混凝土低20%-50%

2、防水混凝土（水泥用量不得少于320kg/m?）

實(shí)現(xiàn)技術(shù)途徑：

（1）提高混凝土密實(shí)度：調(diào)整混凝土的配合比（保證和易性前提下，減小水灰比、降低孔隙率，提高水泥用量、砂率和砂灰比），摻入化學(xué)外加劑（減水劑、三乙醇胺、氯化鐵防水劑），使用膨脹水泥（或摻膨脹劑）

（2）改善混凝土內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)：摻入引氣劑或引氣減水劑

3、碾壓混凝土（由級(jí)配良好的骨料、較低的水泥用量和用水量、較多的混合材料（緩凝劑、減水劑或引氣劑）制成的超干性混凝土拌和物）

（1）組成材料的要求

骨料：1層時(shí)最大粒徑20mm，2層時(shí)，下層最大粒徑采用40mm；為獲得較高的密實(shí)度應(yīng)使用較大的砂率

混合材料：緩凝劑、減水劑、引氣劑

水泥：混合材料高時(shí)采用普通硅酸鹽水泥和硅酸鹽水泥，混合材料不用或使用少時(shí)采用，礦渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥

（2）特點(diǎn)：內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí)、強(qiáng)度高，干縮性小、耐久性好，節(jié)約水泥、水熱化低、適用于大體積混凝土工程

4、高強(qiáng)度水泥（硬化后強(qiáng)度不低于C60的混凝土）

（1）特點(diǎn)：能減少結(jié)構(gòu)斷面，降低鋼筋用量，增加使用面積和有效空間，減輕地基負(fù)荷；致密堅(jiān)硬，抗?jié)B性、抗凍性、耐蝕性、抗沖擊性強(qiáng)；可使預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件施加更大的預(yù)應(yīng)力和更早的施加預(yù)應(yīng)力，減少因徐變而導(dǎo)致的預(yù)應(yīng)力損失

（2）對(duì)高強(qiáng)混凝土材料的要求：用質(zhì)量穩(wěn)定、強(qiáng)度不低于42.5級(jí)的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；強(qiáng)度等級(jí)為C60時(shí)粗骨料最大粒徑不應(yīng)大于31.5mm，強(qiáng)度等級(jí)高于C60時(shí)，粗骨料最大粒徑不應(yīng)大于25mm；砂率及所采用的外加劑和礦物摻和料的品質(zhì)、摻量，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定；水泥用量不應(yīng)大于550 kg/m?，水泥和礦物摻和料總量不應(yīng)大于600 kg/m?

5、纖維混凝土

二、砌筑材料

（一）磚

1、燒結(jié)磚

（1）普通燒結(jié)磚（粘土磚N，頁(yè)巖磚Y，煤矸石磚M，粉煤灰磚F）

耐久性：抗風(fēng)化性--以其抗凍性、吸水性及飽和系數(shù)等來(lái)判定

石灰爆裂--磚砌筑完畢后，石灰吸水熟化，造成體積膨脹，但只磚開(kāi)裂

泛霜--石灰爆裂時(shí)產(chǎn)生一層白色結(jié)晶

特點(diǎn)及應(yīng)用：強(qiáng)度較高，絕熱性良好、耐久性、透氣性和穩(wěn)定性，且原料廣泛，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，因而可用作墻體材料、砌筑柱、拱、窯爐、煙囪、溝道及基礎(chǔ)等

（2）燒結(jié)多孔磚（孔洞率在15%以上）

特點(diǎn)及應(yīng)用：多用于6層以下建筑的承重墻體

（3）燒結(jié)空心磚（孔洞率大于40%）

特點(diǎn)及應(yīng)用：強(qiáng)度不高，且自重較輕，多用于非承重墻

2、蒸養(yǎng)（壓）磚

特點(diǎn)及應(yīng)用：MU5以上可用于基礎(chǔ)及其他建筑部位，MU10可用于防潮層以上的建筑部位；不得用于長(zhǎng)期經(jīng)受200℃高溫、急冷急熱或有酸性介質(zhì)侵蝕的建筑部位

（二）砌塊

分類：粉煤灰砌塊、中型空心砌塊、混凝土小型空心砌塊、正壓加氣混凝土砌塊

特點(diǎn)及應(yīng)用：是墻體技術(shù)改革的一條有效途徑，可使墻體自重減輕，建筑功能改善，造價(jià)降低

（三）石材

1、天然石材

（1）分類

花崗巖：孔隙率小、吸水

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