01第一章 工程材料的基本知识

13
（二）混凝土
1.普通混凝土的分类及主要技术性质 Z1.2.1混凝土的概念及普通混凝土的分类
（1）普通混凝土的分类
普通混凝土可以从不同角度进行分类。 1）按用途分结构混凝土、抗渗混凝土、抗冻混凝土、大体积 混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、装饰混凝土等。 2）按强度等级分普通强度混凝土(<C60)、高强混凝土(≥C60)、 超高强混凝土(≥C1OO)。 3)按施工工艺分喷射混凝土、泵送混凝土、碾压混凝土、压力 灌浆混凝土、离心混凝土、真空脱水混凝土。 普通混凝土广泛用于建筑、桥梁、道路、水利、码头、海洋等 工程。
5
（一）建设法规概述
2.通用水泥的特性、主要技术性质及应用 Z1.1.2水泥的概念、品种分类、相应分类方法
水泥是一种加水拌合成塑性浆体，通过水化逐渐凝固、硬化，能胶 结砂、石等固体材料，并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。 水泥的品种很多。按其矿物组成可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥，硫铝 酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥以及少熟料或无熟料水泥等。 按其用途和性能可分为通用水泥、专用水泥以及特性水泥三大类。用于 一般土木建筑工程的水泥为通用水泥。适应专门用途的水泥称为专用水 泥，如砌筑水泥、道路水泥、油井水泥等。某种性能比较突出的水泥称 为特性水泥，如白色硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水 泥、膨胀水泥等。
（4）水
混凝土用水应优先采用符合国家标准的饮用水。在节约用水， 保护环境的原则下，鼓励采用检验合格的中水（净化水）拌制混凝 土。混凝土用水中各杂质的含量应符合国家有关标准的规定。
21
（二）混凝土
3.轻混凝土、高性能混凝土、预拌混凝土的特性及 应用 Z1.2.6轻混凝土的定义以及轻混凝土的主要特性
（1）轻混凝土
Z1.2.4混凝土的耐久性的概念以及包含的各个方面的 相应要求
（3）混凝土的耐久性
混凝土抵抗其自身因素和环境因素的长期破坏，保持其原有性能 的能力，称为耐久性。混凝土的耐久性主要包括抗渗性、抗冻性、耐 久性、抗碳化、抗碱-骨料反应等方面。
17
（二）混凝土
1）抗渗性 混凝土抵抗压力液体等渗透本体的能力称为抗渗性。 混凝土的抗渗性用抗渗等级表示。抗渗等级是以28d龄期的标 准试件，用标准试验方法进行试验，以每组六个试件，四个试件未 出现渗水时，所能承受的最大静水压来确定。 2）抗冻性 混凝土在吸水饱和状态下，抵抗多次反复冻融循环而不破坏， 同时也不严重降低其各种性能的能力，称为抗冻性。 混凝土的抗冻性用抗冻等级表示。抗冻等级是28d龄期的混凝 土标准试件，在浸水饱和状态下，进行冻融循环试验，以抗压强度 损失不超过25%，同时质量损失不超过5%时，所能承受的最大冻融 循环次数来确定。
（1）水泥
水泥是混凝土组成材料中最重要的材料，也是成本支出最多的 材料，更是影响混凝土强度、耐久性最重要的影响因素。 水泥强度等级的选择应根据混凝土强度的要求来确定，低强度 混凝土应选择低强度等级的水泥，高强度混凝土应选择高强度等级 的水泥。一般情况下，中、低强度的混凝土(≤C30)，水泥强度等 级为混凝土强度等级的1.5～2.0倍；高强度混凝土，水泥强度等级 与混凝土强度等级之比可小于1.5，但不能低于0.8。
高性能混凝土是指具有高耐久性和良好的工作性，早起强度高 而后期强度不倒缩，体积稳定性好的混凝土。 高性能混凝土的主要特性为： 1）具有一定的强度和高抗渗能力； 2）具有良好的工作性； 3）耐久性好； 4）具有较高的体积稳定性。 高性能混凝土是水泥混凝土的发展方向之一，它被广泛应用于 桥梁工程、高层建筑、工业厂房结构、港口及海洋工程、水工结构 等工程中。
胶凝材料也称为胶结材料，是用来把块状、颗粒状或纤维状材 料粘结为整体的材料。 按照硬化条件的不同，无机胶凝材料分为气硬性胶凝材料和水 硬性胶凝材料。前者如石灰、石膏、水玻璃等，后者如水泥。 气硬性胶凝材料只能在空气中凝结、硬化、保持和发展强度， 一般只适用于干燥环境，不宜用于潮湿环境与水中。 水硬性胶凝材料既能在空气中硬化，也能在水中凝结、硬化、 保持和发展强度，既适用于干燥环境，又适用于潮湿环境与水中工 程。
26
（二）混凝土
Z1.2.12引气剂的概念、分类及其应用
4）引气剂 引气剂是一种在搅拌过程中具有在砂浆或混凝土中引人大量、 均匀分布的徽气泡．而且在硬化后能保留在其中的一种外加剂。加 入引气剂，可以改善混凝土拌和物的和易性，显著提高混凝土的抗 冻性和抗渗性，但会降低弹性模量及强度。 引气剂主要有松香树脂类、烷基苯磺酸盐类和脂醇磺酸盐类， 其中松香树脂类中的松香热聚物和松香皂应用最多。 引气剂使用与配制抗冻混凝土、泵送混凝土、港口混凝土、防 水混凝土以及骨料质量差、泌水严重的混凝土，不适宜配制蒸汽养 护的混凝土。
18
（二）混凝土
ห้องสมุดไป่ตู้
3）抗腐蚀性 混凝土在外界各种侵蚀介质作用下，抵抗破坏的能力，称为混 凝土的抗腐蚀性。当工程所处环境存在侵蚀介质时，对混凝土必须 提出耐蚀性要求。
19
（二）混凝土
2.普通混凝土的组成材料及其主要技术要求 Z1.2.5普通混凝土的组成材料及其主要技术要求
普通混凝土的组成材料有水泥、砂子、石子、水、外加剂或掺 合料。
15
（二）混凝土
2）混凝土的强度
Z1.2.3混凝土立方体抗压强度、混凝土轴心抗压强度 和混凝土抗拉强度的定义，测定三者所采用的试验方 法的差异
①混凝土立方体抗压强度和强度等级 按照标准方法制成边长为150mm的标准立方体试件，在标准条件 （温度20℃±2℃，相对湿度为95%以上）下养护28d，然后采用标准 试验方法测得的极限抗压强度值，称为混凝土的立方体抗压强度。 普通混凝土共划分为C10、 C15、 C20、 C25、 C30、 C35、 C40、 C45、 C50、 C55、 C60、 C65、 C70、 C75、 C80、 C85、 C90、 C95、 C100共19个强度等级。
20
（二）混凝土
（2）细骨料
细骨料是指公称直径小于5.OOmm的岩石颗粒，通常称为砂。根 据生产过程特点不同，砂可分为天然砂、人工砂和混合砂。天然砂 包括河砂、湖砂、山砂和海砂。混合砂是天然砂与人工砂按一定比 例组合而成的砂。
（3）粗骨料
粗骨料是指公称直径大于5.OOmm的岩石颗粒，通常称为石子。 其中天然形成的石子称为卵石，人工破碎而成的石子称为碎石。
6
（一）无机胶凝材料
Z1.1.3通用水泥的特性及其适用范围
（1）通用水泥的特性及应用
通用水泥及通用硅酸盐水泥的简称，事宜硅酸盐水泥熟料和适 量的石膏，以及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。通用水泥 的品种、特性及应用范围见表2-2。
通用水泥的特性及适用范围 表2-2
7
（一）无机胶凝材料
表2-2
施工员通用与基础知识
（土建方向）
（一）无机胶凝材料 （二）混凝土 （三）砂浆 （四）石材、砖和砌块 （五）金属材料 （六）防水材料 （七）建筑节能材料
2
构成建筑物或构筑物本身的材料称为建筑材料。建筑材料有多种分 类方法。按化学成分的分类见表2-1。
建筑材料按化学成分分类 表2-1
3
（一）无机胶凝材料
（2）白色硅酸盐水泥和彩色硅酸盐水泥
白水泥和彩色水泥主要用于建筑物内外的装饰。
（3）膨胀水泥
膨胀水泥主要用于收缩补偿混凝土工程，防渗混凝土，防身砂浆， 结构的加固，构件接缝、接头的灌浆，固定设备的机座及地脚螺栓等。
11
（二）混凝土
（二）混凝土
Z1.2.1混凝土的概念及普通混凝土的分类
Z1.2.2混凝土的主要技术性质 Z1.2.3混凝土立方体抗压强度、混凝土轴心抗压强度和混凝土 抗拉强度的定义，测定三者所采用的试验方法的差异 Z1.2.4混凝土的耐久性的概念以及包含的各个方面的相应要求 Z1.2.5普通混凝土的组成材料及其主要技术要求 Z1.2.6轻混凝土的定义以及轻混凝土的主要特性
续表
8
（一）无机胶凝材料
Z1.1.4通用水泥的主要技术性质指标
（2）通用水泥的主要技术性质
1）细度 细度是指水泥颗粒粗细的程度，它是影响水泥需水量、凝结时 间、强度和安定性能的重要指标。 2）标准稠度及其用水量 3）凝结时间 水泥从加水开始到失去流动性所需的时间称为凝结时间，分为 初凝时间和终凝时间。 4）体积安定性 水泥体积安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。 5）水泥的强度 6）水化热 水化热是指水泥和水之间发生化学反应放出的热量，通常以焦 耳/千克（J/kg）表示。
23
（二）混凝土
4.常用混凝土外加剂的品种及应用 Z1.2.8混凝土外加剂的品种分类
（1）混凝土外加剂的分类
混凝土外加剂按照其主要功能分为八类：高性能减水剂、高效 减水剂、普通减水剂、引气减水剂、泵送剂、早强剂、缓凝剂和引 气剂。
（2）混凝土外加剂的常用品种及应用
Z1.2.9减水剂的概念、分类及其应用
1）减水剂 减水剂是使用最广泛、品种最多的一种外加剂。按其用途不同， 又可分为普通减水剂、高效减水剂、早强减水剂、缓凝减水剂、缓 凝高效减水剂、引气减水剂等。
24
（二）混凝土
常用减水剂的应用见表2-4所示。
常用减水剂的应用 表2-4
25
（二）混凝土
Z1.2.10早强剂的概念、分类及其应用
2）早强剂 早强剂是能加速水泥水化和硬化，促进混凝土早期强度增长的 外加剂。可缩短混凝土养护龄期，加快施工进度，提高模板和场地 周转率。目前，常用的早强剂有氯盐类、硫酸盐类和有机胺类。
14
（二）混凝土
Z1.2.2混凝土的主要技术性质
（2）普通混凝土的主要技术性质
混凝土的技术性质包括混凝土拌合物的技术性质和硬化混凝土 的技术性质。混凝土拌合物主要技术性质为和易性，硬化混凝土的 主要技术性质包括强度、变形和耐久性等。 1）混凝土拌合物的和易性 混凝土拌合物易于各工序施工操作（搅拌、运输、浇筑、振捣、 成型等），并能获得质量稳定、整体均匀、成型密实的混凝土性能， 称为混凝土拌合物的和易性。和易性是满足施工工艺要求的综合性 质，包括流动性、黏聚性和保水性。
轻混凝土是指干表观密度小于2000kg/m³的混凝土，包括轻骨料
混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土。 轻混凝土的主要特性为： 1）表观密度小； 2）保温性能良好； 3）耐火性能良好； 4）力学性能良好； 5）易于加工。
22
（二）混凝土
Z1.2.7高性能混凝土的定义以及高性能混凝土的主 要特性
（2）高性能混凝土
（一）无机胶凝材料
Z1.1.1胶凝材料的概念以及无机胶凝材料的分类及特性
Z1.1.2水泥的概念、品种分类、相应分类方法 Z1.1.3通用水泥的特性及其适用范围 Z1.1.4通用水泥的主要技术性质指标 Z1.1.5特性水泥的分类、特性及其相关应用
4
（一）建设法规概述
Z1.1.1胶凝材料的概念以及无机胶凝材料的分类及 特性 1.无机胶凝材料的分类及特性
9
（一）无机胶凝材料
通用水泥的主要技术性能见表2-3。
通用水泥的主要技术性能 表2-3
10
（一）无机胶凝材料
3.特性水泥的分类、特性及应用 Z1.1.5特性水泥的分类、特性及其相关应用
（1）快硬硅酸盐水泥
快硬硅酸盐水泥的特点是，凝结硬化快，早期强度增长率高。可用 于紧急抢修工程、低温施工工程等，可配制成早强、高等级混凝土。 快硬水泥易受潮变质，故储运时须特别注意防潮，并应及时使用， 不宜久存，出厂超过1个月，应重新检验，合格后方可使用。
16
（二）混凝土
②混凝土轴心抗压强度 混凝土的轴心抗压强度是采用150mm×150mm×300mm棱柱体作为 标准试件，在标准条件（温度20℃±2℃，相对湿度为95%以上）下养 护28d，采用标准试验方法测得的抗压强度值。 ③混凝土的抗拉强度 我国目前采用劈裂试验方法测定混凝土的抗拉强度。劈裂试验方 法是采用边长为150mm的立方体标准试件，按规定的劈裂拉伸试验方 法测定的混凝土的劈裂抗拉强度。
Z1.2.11缓凝剂的概念、分类及其应用
3）缓凝剂 缓凝剂是可在较长时间内保持混凝土工作性，延缓混凝土凝结 和硬化时间的外加剂。缓凝剂可分为无机和有机两大类。缓凝剂适 用于长时间运输的混凝土、高温季节施工的混凝土、泵送混凝土、 滑模施工混凝土、大体积混凝土、分层浇筑的混凝土等。不适用于 5℃以下施工的混凝土，也不适用于有早强要求的混凝土及蒸养混 凝土。
12
Z1.2.7高性能混凝土的定义以及高性能混凝土的主要特性 Z1.2.8混凝土外加剂的品种分类
Z1.2.9减水剂的概念、分类及其应用
Z1.2.10早强剂的概念、分类及其应用 Z1.2.11缓凝剂的概念、分类及其应用 Z1.2.12引气剂的概念、分类及其应用 Z1.2.13膨胀剂、防冻剂、泵送剂、速凝剂的概念及其应用