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第二節 結構材料

一、混凝土材料

（一）混凝土的主要技術性質

1、混凝土強度

（1）立方體抗壓強度（f  eu）

按照標準的制作方法制成變長為150mm的立方體試件，在標準養護條件（溫度20℃+/-2℃，相對濕度95%以上或在氫氧化鈣飽和溶液中）下，養護到28d，按照標準的測定 測定其抗壓強度值稱為混凝土立方體試件抗壓強度，以f  eu表示。

混凝土的強度等級是根據立方體抗壓強度標準值（f      eu,K）（是按照數理統計方法確定，具有不低于95%保證率的立方體抗壓強度）來確定的

（2）抗拉強度

混凝土的抗拉強度只有抗壓強度的1/10-1/20，且強度等級越高，該比值越小；混凝土抗拉強度對減少裂痕很中國要，有時也用來間接衡量混凝土與鋼筋的粘結強度

（3）抗折強度

在道路和機場工程中，混凝土抗折強度是結構設計和質量控制的重要指標，而抗壓強度作為參考強度指標

（4）影響混凝土強度的因素

水泥石強度及其與骨料的粘結強度受水泥強度等級、水灰比及骨料性質、施工質量、養護條件、齡期影響；水灰比和水泥用量是決定混凝土密實性的主要因素

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

養護溫度和濕度：溫度升高，水泥水化速度加快，混凝土強度發展快

齡期：在正常養護條件下，混凝土強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的混凝土性能；和易性是一項綜合技術指標，包括流動性、黏聚性、保水性三個主要方面；通常采用坍落度、坍落擴展試驗和維勃稠度試驗進行評定

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

砂率--指混凝土拌和物砂用量與砂石總質量比值的百分率

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性），溫度和時間（混凝土拌和物流動性隨溫度的升高而降低、隨時間的延長坍落度逐漸減小）

3、混凝土耐久性

（1）混凝土耐久性的概念：指混凝土在實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、抗滲性、抗蝕性及抗碳化能力

抗凍性：在飽和水狀態下，能經受多次凍融循環而不破壞，也不嚴重降低強度的性能，是評定混凝土耐久性的主要指標；混凝土的密實度、孔隙的構造特征是影響抗凍性的重要因素。分九個等級，如F10，"10"為反復凍融次數

抗滲性：指混凝土抵抗水、油等液體滲透的能力，水灰比對抗滲性其決定作用。分5個等級，如P4，"4"表示能承受水壓為0.4Mpa

抗侵蝕性：密實度、水泥品種、內部孔隙特征對抗腐蝕性有影響

（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；改善粗細骨料級配

（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），調節混凝土凝結時間、硬化性能外加劑（緩凝劑、早強劑、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、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鋼筋腐蝕和對混凝土的腐蝕；蒸汽養護混凝土和預應力混凝土，不宜摻用引氣劑和引氣減水劑）

（1）減水劑（具有減水增強作用）

摻入減水劑的技術經濟效果：提高強度、提高密實度、提高耐久性，提高流動性，節約水泥

主要品種：普通型減水劑木質磺酸鹽類，如木質磺酸鹽（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、抗滲、抗鋼筋腐蝕優于普通混凝土）

（2）早強劑（能提高早期強度，并對后期強度無顯著影響）

應用：多用于搶修工程和動機施工的混凝土

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，還能提高混凝土強度，并節約水泥用量

引氣劑和引氣減水劑除用于抗凍、防滲、抗硫酸鹽混凝土外，還宜用于蒸養混凝土和預應力混凝土

引氣劑主要品種：松香熱聚物效果較好，最常使用

（4）緩凝劑（延緩混凝土凝結時間，并不顯著降低混凝土后期強度）

應用：大體積混凝土、炎熱氣候條件下施工的混凝土、長距離運輸的混凝土

主要品種：糖類（糖鈣），木質素磺酸鹽類（木質素磺酸鈣）

（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

力學性質：本身強度較低，結構多孔，表面粗糙，具有較高吸水率

表觀密度：抗壓強度相同，其干表觀密度比普通混凝土低25%-50%

耐久性：與同強度等級的普通混凝土相比，耐久性明顯改善，如抗滲等級可達SD  25、抗凍等級可達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?）

實現技術途徑：

（1）提高混凝土密實度：調整混凝土的配合比（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）改善混凝土內部孔隙結構：摻入引氣劑或引氣減水劑

3、碾壓混凝土（由級配良好的骨料、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層時最大粒徑20mm，2層時，下層最大粒徑采用40mm；為獲得較高的密實度應使用較大的砂率

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采用，礦渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥

（2）特點：內部結構密實、強度高，干縮性小、耐久性好，節約水泥、水熱化低、適用于大體積混凝土工程

4、高強度水泥（硬化后強度不低于C60的混凝土）

（1）特點：能減少結構斷面，降低鋼筋用量，增加使用面積和有效空間，減輕地基負荷；致密堅硬，抗滲性、抗凍性、耐蝕性、抗沖擊性強；可使預應力鋼筋混凝土構件施加更大的預應力和更早的施加預應力，減少因徐變而導致的預應力損失

（2）對高強混凝土材料的要求：用質量穩定、強度不低于42.5級的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；強度等級為C60時粗骨料最大粒徑不應大于31.5mm，強度等級高于C60時，粗骨料最大粒徑不應大于25mm；砂率及所采用的外加劑和礦物摻和料的品質、摻量，應通過試驗確定；水泥用量不應大于550 kg/m?，水泥和礦物摻和料總量不應大于600 kg/m?

5、纖維混凝土

二、砌筑材料

（一）磚

1、燒結磚

（1）普通燒結磚（粘土磚N，頁巖磚Y，煤矸石磚M，粉煤灰磚F）

耐久性：抗風化性--以其抗凍性、吸水性及飽和系數等來判定

石灰爆裂--磚砌筑完畢后，石灰吸水熟化，造成體積膨脹，但只磚開裂

泛霜--石灰爆裂時產生一層白色結晶

特點及應用：強度較高，絕熱性良好、耐久性、透氣性和穩定性，且原料廣泛，生產工藝簡單，因而可用作墻體材料、砌筑柱、拱、窯爐、煙囪、溝道及基礎等

（2）燒結多孔磚（孔洞率在15%以上）

特點及應用：多用于6層以下建筑的承重墻體

（3）燒結空心磚（孔洞率大于40%）

特點及應用：強度不高，且自重較輕，多用于非承重墻

2、蒸養（壓）磚

特點及應用：MU5以上可用于基礎及其他建筑部位，MU10可用于防潮層以上的建筑部位；不得用于長期經受200℃高溫、急冷急熱或有酸性介質侵蝕的建筑部位

（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

特點及應用：是墻體技術改革的一條有效途徑，可使墻體自重減輕，建筑功能改善，造價降低

（三）石材

1、天然石材

（1）分類

花崗巖：孔隙率小、吸水

（責任編輯：中大編輯）

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