常用建筑工程材料.doc
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1、惯用建筑材料一、钢筋 国内在钢筋混凝土构造中当前通用为普通钢筋,它可以分为热轧碳素钢和普通低合金钢两种,两者区别重要在于化学成分不同。 热轧碳素钢除具有铁元素外,还具有少量碳、硅、锰、硫、磷等元素,其中力学性能与含碳量关于:含碳量高,强度高,质地硬,但塑性减少。 普通低合金钢成分,除具有热轧碳素钢元素外,再加入微量合金元素,如硅、锰、钒、钛、铌等,虽然含量不多但改进了钢材塑性性能。 按照国内混凝土构造设计规范(GB50010-)规定,在钢筋混凝土构造中所用国产普通钢筋有如下四种级别: 1、HPB235:即热轧光面钢筋(Hot rolled Plain Steel bars)235级, 屈服强度
2、为s=235N/mm2,抗拉强度b=370N/mm2; 2、HRB335:即热轧带肋钢筋(Hot rolled Ribbed Steel bars)335级,屈服强度为s=335N/mm2,抗拉强度b=490N/mm2; 3、HRB400:即热轧带肋钢筋(Hot rolled Ribbed Steel bars)400级,屈服强度为s=400N/mm2,抗拉强度b=570N/mm2; 4、RRB400:即余热解决钢筋(Remained heat treatment Ribbed Steel bars)400级,屈服强度为s=400N/mm2,抗拉强度b=600N/mm2。 钢筋冷加工办法:冷拉
3、、冷拔、冷轧。二、水泥水泥特点水泥是一种粉末状材料,加水后拌合均匀形成浆体,不但可以在干燥环境中凝结硬化,并且能更好地在水中硬化,保持或发展其强度,形成具备堆聚构造人造石材。水泥合用范畴不但合用于干燥环境中工程部位,并且也合用于潮湿环境及水中工程部位。按性能和用途分按重要水硬性物质分第一节 硅酸盐水泥硅酸盐水泥原材料1、生产硅酸盐水泥熟料原材料(1)石灰质原料:天然石灰石。也可采用与天然石灰石化学成分相似材料如白垩、石灰石石等。(2)粘土质原料:重要为粘土,其重要化学成分为SiO2,另一方面为Al2O3和少量Fe2O3。 (3)铁矿粉:采用赤铁矿,化学成分为Fe2O3。 2、石膏重要为天然石膏
4、矿、无水硫酸钙等 。3、混合材料 涉及活性混合材料(粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料等)和非活性混合材料(石灰石粉、磨细石英砂等)。硅酸盐水泥生产工艺“两磨一烧”工艺生产水泥办法重要有干法立窑生产和湿法回转窑生产两种 ;硅酸盐水泥分为:型硅酸盐水泥(不掺混合材料)和型硅酸盐水泥(掺不超过5%混合材料)。熟料矿物构成及其特性水泥熟料矿物重要特性熟料矿物磨细加水,均能单独与水发生化学反映,其特点见上表硅酸盐水泥凝结和硬化凝结硬化概念凝结:水泥加水拌合而成浆体,通过一系列物理化学变化,浆体逐渐变稠失去可塑性而成为水泥石过程;硬化:水泥石强度逐渐发展过程称为硬化。水泥凝结过程和硬化过程是持续进行
5、。凝结过程较短暂,普通几种小时即可完毕;硬化过程是一种长期过程,在一定温度和湿度下可持续几十年。熟料矿物水化反映熟料矿物水化反映过程水化初期熟料矿物与水反映速度较快,使水化产物不断地从液相中析出并汇集在水泥颗粒表面,形成以水化硅酸钙凝胶为主体凝胶薄膜,大概在1h左右即在凝胶薄膜外侧及液相中形成粗短针状钙矾石晶体。 水化中期以水化硅酸钙(CSH)和氢氧化钙迅速形成为特性。水化后期由于新生成水化产物压力,水泥颗粒薄膜凝胶薄膜破裂,使水进入未水化水泥颗粒表面,水化反映继续进行。水化产物之间互相交叉连生,不断密实,固体之间空隙不断减小,网状构造不断加强,构造逐渐紧密。 A凝胶体(CSH凝胶,水化硅酸钙
6、凝胶);B晶体(氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙);C孔隙(毛细孔、凝胶孔、气孔等);D未水化水泥颗粒水泥石构造水泥石重要由凝胶体、晶体、孔隙、水、空气和未水化水泥颗粒等构成,存在固相、液相和气相。因而硬化后水泥石是一种多相多孔体系。水泥石构造(水化产物种类及相对含量、孔构造)对其性能影响最大硅酸盐水泥重要技术性质1.密度、堆积密度和各成分含量注:表中百分数均为质量百分数2.细度细度是指水泥颗粒粗细限度。水泥颗粒粗细,直接影响其水化反映速度、活性和强度。国标中规定,水泥细度用筛析法和比表面积法来测定。硅酸盐水泥细度为其比表面积不不大于300m2/kg。 3.凝结时间凝结时间 分为初凝时间和终
7、凝时间。初凝时间是从加水至水泥浆开始失去塑性时间;终凝时间是从加水至水泥浆完全失去塑性时间。水泥初凝时间不适当过早,终凝时间不适当过迟。 国标GB1751999规定:硅酸盐水泥初凝不得早于45min,终凝不得迟于6.5h。4.体积安定性体积安定性是指水泥浆体硬化后体积变化稳定性。水泥在硬化过程中体积变化不稳定,即为体积安定性不良。 水泥安定性不良因素:熟料中具有过量游离氧化钙(fCaO),或具有过量游离氧化镁(fMgO);生产水泥时掺入石膏过量。 国标GB1751999规定,硅酸盐水泥安定性用沸煮法检查必要合格。体积安定性不良水泥禁止用于工程中。 5.强度及强度级别(1)胶砂强度国标规定,水泥
8、和原则砂按1:3.0质量比混合,加入规定量水(水灰比为0.50),经原则实验办法搅拌成型。制成40mm40mm160mm原则试件,在原则条件(1d温度为201,相对湿度90以上空气中带模养护;1d后来拆模,放入201水中养护)下养护。依照水泥品种不同,分别测定3d、28d抗折强度和抗压强度,即为水泥胶砂强度。 (2)强度级别依照水泥胶砂强度划分级别称为强度级别。硅酸盐水泥强度级别划分为42.5,42.5R,52.5,52.5R,62.5,62.5R共六个级别。注:R型为早强型,重要是3d强度较高6.水化热水泥水化热是指在水化过程中放热量,单位为kJ/kg。水化热高低与熟料矿物相对含量关于。铝酸
9、三钙、硅酸三钙水化热高,而铁铝酸四钙、硅酸二钙水化热较低。因而要减少水化热,可恰当减少铝酸三钙和硅酸三钙含量。水化热重要对大体积混凝土工程有影响。对于大体积混凝土工程,应选取水化热较低水泥,或者采用特殊办法减少水化热危害。 水泥石腐蚀及防止1、水泥石腐蚀方式(1)软水侵蚀(溶出性侵蚀)(2)酸腐蚀(溶解性化学腐蚀)普通酸腐蚀碳酸水腐蚀(3)硫酸盐腐蚀(膨胀性化学腐蚀)(4)强碱腐蚀2、防止水泥石腐蚀办法(1)依照工程环境特点,合理选取水泥品种。(2)提高混凝土密实度。(3)在水泥石构造表面设立保护层。硅酸盐水泥特性及应用1、凝结硬化快,初期及后期强度均高,合用于有早强规定工程。2、抗冻性好,适
10、合水工混凝土和抗冻性规定高工程。3、耐腐蚀性差,因水化后氢氧化钙和水化铝酸钙含量较多。4、水化热高,不适当用于大体积混凝土工程。但有助于低温季节蓄热法施工。5、抗碳化性好。因水化后氢氧化钙含量较多,故水泥石碱度不易减少,对钢筋保护作用强。合用于空气中二氧化碳浓度高环境。6、耐热性差。因水化后氢氧化钙含量高。不合用于承受高温作用混凝土工程。7、耐磨性好,合用于高速公路、道路和地面工程。掺混合材料硅酸盐水泥混合材料及其分类混合材料:为了改进水泥性能、提高水泥产量,在生产时掺入天然或人工矿物质材料。活性混合材料具备潜在水硬性或火山灰特性,或者兼具备潜在水硬性和火山灰特性混合材料:1、粒化高炉矿渣;2
11、、粉煤灰;3、火山灰质混合材料非活性混合材料不具备潜在水硬性或质量活性指标不能达到规定规定混合材料。如磨细石灰石粉、磨细石英砂等。一、普通硅酸盐水泥(代号PO)定义:硅酸盐水泥熟料61混合材料适量石膏技术性质规定(与硅酸盐水泥相比)相似点: MgO含量、SO3含量、初凝时间、安定性技术规定相似。不同点:细度:80m方孔筛筛余量不超过10.0%;终凝时间:不迟于10h;烧失量:不得不不大于5.0%;强度级别:普通硅酸盐水泥分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度级别。各龄期强度不低于下表规定。重要特性:(1)初期强度略低,后期强度高。(2)水化热略低。(3)抗
12、渗性好,抗冻性好,抗碳化能力强。(4)抗侵蚀、抗腐蚀能力稍好。(5)耐磨性较好;耐热性能较好。应用:普通硅酸盐水泥应用范畴和硅酸盐水泥相似。二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥定义技术性质规定(与普通水泥相比)相似点:MgO含量、细度、凝结时间、安定性技术规定相似。不同点:三氧化硫含量:矿渣水泥不超过4.0;火山灰质水泥、粉煤灰水泥不得超过3.5。强度级别:强度级别划分为32.5,32.5R,42.5,42.5R,52.5,52.5R共六个级别。各龄期强度规定见下表。密度:水泥密度为28003000kg/m3。重要特性(与硅酸盐水泥、普通水泥相比)三种水泥共同特性:1、凝结硬化较慢,早强强度较
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