土木工程材料

刘伟、孙红芳、王琰帅

目录

  • 1 课程介绍
    • 1.1 课程大纲
    • 1.2 课程考核
    • 1.3 任课老师
    • 1.4 课程群号及二维码
  • 2 绪论
    • 2.1 0.1 土木工程材料的范畴和分类
    • 2.2 0.2 土木工程材料的标准化
    • 2.3 0.3 土木工程材料的发展方向
    • 2.4 0.4 土木工程材料的教学目标
    • 2.5 0.5 土木工程材料的课程特点与学习方法
    • 2.6 0.6 视频:教材主编讲绪论
    • 2.7 0.7 测验1:绪论
  • 3 第一章   土木工程材料基本性质
    • 3.1 1.1  材料的物理性质
    • 3.2 1.2 材料的力学性质
    • 3.3 1.3 材料的耐久性、安全性与环境协调性
    • 3.4 1.4 材料的组成、结构对性能的影响
    • 3.5 1.5 课程学习视频(源自校外MOOC)
    • 3.6 1.6 试验视频:基本性质试验
    • 3.7 1.7 测验2:基本性质
    • 3.8 1.8 作业
  • 4 第三章(1)  气硬性胶凝材料
    • 4.1 3.1 石灰
      • 4.1.1 3.1.1  石灰的生产与分类
      • 4.1.2 3.1.2 石灰的硬化与性质
      • 4.1.3 3.1.3 石灰的应用
    • 4.2 3.2 石膏
      • 4.2.1 3.2.1 石膏的种类
      • 4.2.2 3.2.2 建筑石膏的水化硬化
      • 4.2.3 3.2.3 建筑石膏的性能与技术要求
      • 4.2.4 3.2.4 建筑石膏的应用
    • 4.3 3.3 其他气硬性胶凝材料
      • 4.3.1 3.3.1 水玻璃
      • 4.3.2 3.3.2 镁质胶凝材料
    • 4.4 3.1-3.3  课程学习视频
    • 4.5 3.1-3.3  测验3:石灰、石膏
    • 4.6 3.1-3.3  作业:石灰、石膏
  • 5 第三章(2)  水硬性胶凝材料
    • 5.1 3.4 通用硅酸盐水泥
      • 5.1.1 3.4.1 定义及生产概况
      • 5.1.2 3.4.2 水化硬化
      • 5.1.3 3.4.3 技术要求
      • 5.1.4 3.4.4 性能特点及应用
      • 5.1.5 3.4.5 水泥石的腐蚀
    • 5.2 3.4 课程学习视频
    • 5.3 3.4 试验视频
    • 5.4 3.4  测验4:水泥
    • 5.5 3.4 作业:水泥
  • 6 第四章  混凝土-组成材料
    • 6.1 4.1  普通混凝土组成材料
      • 6.1.1 4.1.1 水泥的选用
      • 6.1.2 4.1.2 骨料
      • 6.1.3 4.1.3 水
      • 6.1.4 4.1.4 外加剂
      • 6.1.5 4.1.5 矿物外加剂
    • 6.2 4.1 课程学习视频
    • 6.3 4.1 试验视频
    • 6.4 4.1 测验5:混凝土组成
    • 6.5 4.1 作业:混凝土组成
  • 7 第四章  混凝土-新拌混凝土性能
    • 7.1 4.2 新拌混凝土性能
      • 7.1.1 4.2.1 和易性的含义
      • 7.1.2 4.2.2 和易性的测试方法
      • 7.1.3 4.2.3 和易性的影响因素
      • 7.1.4 4.2.4 混凝土的凝结时间
    • 7.2 4.2 课程学习视频
    • 7.3 4.2 试验视频
    • 7.4 4.2 测试6:新拌混凝土性能
    • 7.5 4.2 作业:新拌混凝土性能
  • 8 第四章  混凝土- 混凝土强度
    • 8.1 4.3.1  混凝土的强度
      • 8.1.1 4.3.1.1  强度概念
      • 8.1.2 4.3.1.2 影响强度的因素
    • 8.2 4.3.1 课程学习视频
    • 8.3 4.3.1 试验视频
    • 8.4 4.3.1 测验7:混凝土强度
    • 8.5 4.3.1 作业:混凝土强度
  • 9 第四章  混凝土-变形性能
    • 9.1 4.3.2 混凝土的变形性能
    • 9.2 4.3.2 课程学习视频
    • 9.3 4.3.2 混凝土裂缝修补视频
    • 9.4 4.3.2 测验8:混凝土变形性能
    • 9.5 4.3.2 作业:混凝土变形性能
  • 10 第四章 混凝土-耐久性专题
    • 10.1 4.3.3 混凝土耐久性专题
    • 10.2 4.3.3 课程学习视频
    • 10.3 4.3.3 试验视频与深圳海砂楼
    • 10.4 4.3.3 测验9:混凝土耐久性
    • 10.5 4.3.3 作业:混凝土耐久性
  • 11 第四章 混凝土-混凝土质量控制与配合比设计
    • 11.1 4.4 混凝土的质量控制与强度评定
    • 11.2 4.5 混凝土配合比设计
    • 11.3 4.4-4.5 课程学习视频
    • 11.4 4.5-4.5 测验10:混凝土质量控制与配合比设计
    • 11.5 4.4-4.5 作业:混凝土质量控制与配合比设计
  • 12 第二章 建筑金属材料-定义及技术性能
    • 12.1 2.1 定义和分类
    • 12.2 2.2 主要技术性能
    • 12.3 2.3 组成与结构
    • 12.4 2.1-2.3 课程学习视频
    • 12.5 2.1-2.3 试验视频
    • 12.6 2.1-2.3 测验11:金属材料01
    • 12.7 2.1-2.3 作业:金属材料01
  • 13 第二章 建筑金属材料-组成及加工等
    • 13.1 2.4 加工处理
    • 13.2 2.5 工程用钢材
    • 13.3 2.6 腐蚀与防护
    • 13.4 2.4-2.6 课程学习视频
    • 13.5 2.4-2.6 测验12:金属材料02
    • 13.6 2.4-2.6 作业:金属材料02
  • 14 第五章 砌筑材料
    • 14.1 5.1 砂浆
    • 14.2 5.2 砌体
    • 14.3 5.1-5.2 测验13:砌筑材料
    • 14.4 5.1-5.2 作业:砌筑材料
  • 15 第六章 沥青和沥青混合料
    • 15.1 6.1 沥青
    • 15.2 6.2 沥青混合料
    • 15.3 6.1-6.2 测验14:沥青和沥青混合料
    • 15.4 6.1-6.2 作业:沥青和沥青混合料
  • 16 第七和八章 高分子和木材
    • 16.1 7.0 高分子
    • 16.2 8.0 木材
    • 16.3 7.0-8.0 测验15:高分子和木材
    • 16.4 7.0-8.0 作业:高分子和木材
  • 17 复习
    • 17.1 复习(2020.06.30)
3.4.3 技术要求

国家标准GB 175-2007《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》对硅酸盐水泥的不溶物、烧失量、氧化镁、三氧化硫、细度、凝结时间、安定性、强度和碱9个方面提出了技术要求。

1) 不溶物
Ⅰ型硅酸盐水泥中不溶物不得超过0.75%;Ⅱ型硅酸盐水泥中不溶物不得超过1.50%。
不溶物是指经盐酸处理后的残渣,再以氢氧化钠溶液处理,经盐酸中和过滤后所得的残渣经高温灼烧所剩的物质。不溶物含量高对水泥质量有不良影响。

2)烧失量
Ⅰ型硅酸盐水泥中烧失量不得超过3.0%,Ⅱ型硅酸盐水泥中烧失量不得超过3.5%。烧失量是用来限制石膏和混合材中杂质的,以保证水泥质量。

3)氧化镁
水泥中氧化镁的含量不宜超过5.0%。如果水泥经压蒸安定性试验合格,则水泥中氧化镁的含量允许放宽到6.0%。
因氧化镁水化生成氢氧化镁,体积膨胀,而其水化速度慢,须以压蒸的方法加快其水化,方可判断其安定性。

4) 三氧化硫
水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5%。
水泥中过量的三氧化硫会与铝酸三钙形成较多的钙矾石,体积膨胀,危害安定性。

5)细度
水泥颗粒过粗既不利于水泥活性的发挥,又影响了其保水成浆的性能。

硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的细度以比表面积表示,不小于300m2/kg。

矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的细度用筛余表示,80μm方孔筛筛余不大于15%或45μm方孔筛筛余不大于30%。

6)凝结时间
硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min,终凝时间不大于390 min。

普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min,终凝时间不大于600min

初凝为水泥加水拌合时起至标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间;终凝为水泥加水拌和时起至标准稠度净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。为使水泥混凝土和砂浆有充分的时间进行搅拌、运输、浇捣和砌筑,水泥初凝时间不能过短。当施工完成,则要求尽快硬化,具有强度,故终凝时间不能太长。

7)安定性
用沸煮法检验必须合格。
安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。当水泥浆体硬化过程发生了不均匀的体积变化,会导致水泥石膨胀开裂、翘曲,即安定性不良。安定性不良的水泥会降低建筑物质量,甚至引起严重事故。

重点:引起水泥安定性不良的原因有三个:
①熟料中游离氧化镁过多。水泥中的氧化镁(MgO)在水泥凝结硬化后,会与水生成Mg(OH)2。该反应比过烧的氧化钙与水的反应更加缓慢,且体积膨胀,会在水泥硬化几个月后导致水泥石开裂。
②石膏掺量过多。当石膏掺量过多时,水泥硬化后,在有水存在的情况下,它还会继续与固态的水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙(俗称钙矾石,简写成AFt),体积约增大1.5倍,引起水泥石开裂。
③熟料中游离氧化钙过多。水泥熟料中含有游离氧化钙,其中部分过烧的氧化钙CaO在水泥凝结硬化后,会缓慢与水生成Ca(OH)2。该反应体积膨胀,使水泥石发生不均匀体积变化。因为氧化镁和三氧化硫已作定量限制,而游离氧化钙对安定性的影响不仅与其含量有关,还与水泥的煅烧温度有关,故难以定量。沸煮可加速氧化钙的熟化,故需用沸煮法检验水泥的体积安定性,测试方法可以用试饼法也可用雷氏法,本书实验部分介绍了这两种方法,有争议时以雷氏法为准。

8)强度
水泥等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分,按水泥胶砂强度检验方法(ISO法)测定其强度,各强度等级水泥的各龄期强度不得低于表中得数值。

表3.4.3-1  水泥各龄期的强度要求(带R的为早强型)

             

9)碱
水泥中碱含量按Na2O+0.653K2O计算值来表示。若使用活性骨料,用户要求提供低碱水泥时,水泥中碱含量不得大于0.60%或由供需双方商定。
国家标准GB 175-2007《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》还规定:
凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合本标准规定时,均为废品。
凡细度、终凝时间中的任一项不符合本标准规定或混合材料掺加量超过最大限量和强度低于商品强度等级的指标时为不合格品。水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全的也属于不合格品。