一级造价工程师计量土建第三章重点讲义.docx

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一级造价工程师计量土建第三章重点讲义

  一、本章考试大纲

  

(一)结构材料的分类、特性及应用;

  

(二)装饰材料的分类、特性及应用;

  (三)功能材料的分类、特性及应用。

  

  二、考情分析

  本章内容系统的分为:

建筑结构材料、建筑装饰材料、建筑功能材料。

  涉及钢筋、水泥、混凝土为主要必考的部分,必须重视。

  

  三、本章框架知识体系及分值(2019单选8分,多选8分)

 

章节

分值(16)

第一节

建筑结构材料

5+4

第二节

建筑装饰材料

2+2

第三节

建筑功能材料

1+2

  

  第一节 建筑结构材料

  一、建筑钢材

  

(一)常用的建筑钢材

  1.钢筋混凝土结构用钢

  

(1)热轧钢筋

  热轧钢筋是建筑工程中用量最大的钢材之一,主要用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构。

热轧钢筋的技术要求应符合《钢筋混凝土用钢第1部分:

热轧光圆钢筋》GB1499.1和《钢筋混凝土用钢第2部分:

热轧带肋钢筋》GB1499.2的相关规定。

热轧钢筋的品种及技术要求见表3.1.1。

  

  表3.1.1 热轧钢筋的技术要求

表面形状

牌号

公称直径(mm)

下屈服强度ReL(MPa)

抗拉强度Rm(MPa)

断后伸长率A(%)

最大总伸长率Agt(%)

冷弯试验180°

光圆

HPB300

6.0~22

300

420

25

10

d=a

带肋

HRB400

HRBF400

6~25

28~40

>40~50

400

540

16

7.5

d=4a

d=5a

d=6a

HRB400E

HRBF400E

-

9.0

HRB500

HRBF500

6~25

28~40

>40~50

500

630

15

7.5

d=6a

d=7a

d=8a

HRB500E

HRBF500E

-

9.0

HRB600

6~25

28~40

>40~50

600

730

14

7.5

d=6a

d=7a

d=8a

  

  热轧光圆钢筋由碳素结构钢或低合金结构钢经热轧而成,从表中可以看出其强度较低,但具有塑性好,伸长率高,便于弯折成型、容易焊接等特点,可用于中小型混凝土结构的受力钢筋或箍筋,以及作为冷加工(冷拉、冷拔、冷轧)的原料。

热轧带肋钢筋采用低合金钢热轧而成,具有较高的强度,塑性和可焊性较好。

钢筋表面有纵肋和横肋,从而加强了钢筋与混凝土中间的握裹力,可用于混凝土结构受力筋,以及预应力钢筋。

  

(2)冷加工钢筋

  在常温下对热轧钢筋进行机械加工(冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、冲压等)而成。

常见的品种有冷拉热轧钢筋、冷轧带肋钢筋和冷拔低碳钢丝。

  1)冷拉热轧钢筋。

在常温下将热轧钢筋拉伸至超过屈服点小于抗拉强度的某一应力,然后卸荷,即制成了冷拉热轧钢筋。

如卸荷后立即重新拉伸,卸荷点成为新的屈服点,因此冷拉可使屈服点提高,材料变脆、屈服阶段缩短,塑性、韧性降低。

若卸荷后不立即重新拉伸,而是保持一定时间后重新拉伸,钢筋的屈服强度、抗拉强度进一步提高,而塑性、韧性继续降低,这种现象称为冷拉时效。

  实践中,可将冷拉、除锈、调直、切断合并为一道工序,这样可简化流程,提高效率。

  

  2)冷轧带肋钢筋。

  用低碳钢热轧盘圆条直接冷轧或经冷拔后再冷轧,形成三面或两面横肋的钢筋。

根据《冷轧带肋钢筋》GB 13788规定,冷轧带肋钢筋分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB600H、CRB680H、CRB800H六个牌号。

CRB550、CRB600H为普通钢筋混凝土用钢筋,CRB650、CRB800、CRB800H为预应力混凝土用钢筋,CRB680H既可作为普通钢筋混凝土用钢筋,也可作为预应力混凝土用钢筋使用。

冷轧带肋钢筋克服了冷拉、冷拔钢筋握裹力低的缺点,具有强度高、握裹力强、节约钢材、质量稳定等优点,但塑性降低,强屈比变小。

  

  【2019真题】常用于普通钢筋混凝土的冷轧带肋钢筋有( )。

  A.CRB650

  B.CRB800

  C.CRB550

  D.CRB600H

  E.CRB680H

  

『正确答案』CDE

『答案解析』根据现行国家标准《冷乳带肋钢筋》GB13788的规定,冷轧带肋钢筋分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB600H、CRB680H、CRB800H六个牌号。

CRB550、CRB600H为普通钢筋混凝土用钢筋,CRB650、CRB800、CRB800H为预应力混凝土用钢筋,CRB680H既可作为普通钢筋混凝土用钢筋,也可作为预应力混凝土用钢筋使用。

参见教材P115。

  3)冷拔低碳钢丝。

  低碳钢热轧圆盘条或热轧光圆钢筋经一次或多次冷拔制成的光圆钢丝,在使用中应符合《冷拔低碳钢丝应用技术规程》JGJ19规定。

冷拔低碳钢丝宜作为构造钢筋使用,作为结构构件中纵向受力钢筋使用时应采用钢丝焊接网。

冷拔低碳钢丝不得作预应力钢筋使用。

作为箍筋使用时,冷拔低碳钢丝的直径不宜小于5mm,间距不应大于200mm,构造应符合国家现行相关标准的有关规定。

冷拔低碳钢丝只有CDW550一个牌号。

CDW550级冷拔低碳钢丝的直径可为:

3mm、4mm、5mm、6mm、7mm和8mm。

直径小于5mm的钢丝焊接网不应作为混凝土结构中的受力钢筋使用;除钢筋混凝土排水管、环形混凝土电杆外,不应使用直径3mm的冷拔低碳钢丝;除大直径的预应力混凝土桩外,不宜使用直径8mm的冷拔低碳钢丝。

  

  【2019真题】钢材CDW550主要用于( )。

  A.地铁钢轨

  B.预应力钢筋

  C.吊车梁主筋

  D.构造钢筋

  

『正确答案』D

『答案解析』冷拔低碳钢丝只有CDW550一个牌号。

冷拔低碳钢丝宜作为构造钢筋使用,作为结构构件中纵向受力钢筋使用时应采用钢丝焊接网。

冷拔低碳钢丝不得作预应力钢筋使用。

参见教材P116。

  (3)预应力混凝土热处理钢筋

  热处理是指将钢材按一定规则加热、保温和冷却,以改变其组织,从而获得所需要性能的一种工艺措施。

热处理的方法有退火、正火、淬火和回火。

建筑钢材一般只在生产厂完成热处理工艺。

  热处理钢筋是钢厂将热轧的带肋钢筋(中碳低含金钢)经淬火和高温回火调质处理而成的,即以热处理状态交货。

热处理钢筋强度高,用材省,锚固性好,预应力稳定,主要用作预应力钢筋混凝土轨枕,也可以用于预应力混凝土板、吊车梁等构件。

  

  (4)预应力混凝土用钢丝与钢绞线

  预应力混凝土用钢丝是用优质碳素结构钢经冷加工及时效处理或热处理等工艺过程制得,具有高强度,安全可靠,便于施工等优点。

根据《预应力混凝土用钢丝》GB/T5223规定,预应力混凝土用钢丝按照加工状态分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两类。

冷拉钢丝(WCD)是指盘条通过拔丝等减径工艺经冷加工而形成的产品,以盘卷供货的钢丝,现行规范只保留了压力管道用冷拉钢丝。

钢丝在塑性变形下(轴应变)进行的短时热处理,得到的是低松弛钢丝(WLR);钢丝通过矫直工序后在适当的温度下进行的短时热处理,得到的是普通松弛钢丝;现行规范取消了普通松弛品种预应力钢丝。

  钢丝按外形分为光面钢丝(P)、螺旋肋钢丝(H)和刻痕钢丝(Ⅰ)三种。

对所有规格的消除应力光圆及螺旋肋钢丝,1000h应力松弛率≤2.5%~4.5%,当标距长度为200mm时其最大总伸长率≥3.5%。

消除应力后钢丝的塑性比冷拉钢丝高;刻痕钢丝是经压痕轧制而成,刻痕后与混凝土握裹力大,可减少混凝土裂缝。

  

  钢绞线是以热轧盘条钢为原料,经冷拔后将钢丝若干根捻制而成。

根据《预应力混凝土用钢绞线》GB/T5224,钢绞线按结构分为8类,结构代号为:

用2根钢丝捻制的钢绞线(1×2)、用3根钢丝捻制的钢绞线(1×3)、用3根刻痕钢丝捻制的钢绞线(1×3Ⅰ)、用7根钢丝捻制的标准型钢绞线(1×7)、用6根刻痕钢丝和1根光圆中心钢丝捻制的钢绞线(1×7Ⅰ)、用7根钢丝捻制又经模拔的钢绞线(1×7)C、用19根钢丝捻制的1+9+9西鲁式钢绞线(1×19S)、用19根钢丝捻制的1+6+6/6瓦林吞式钢绞线(1×19W)。

对所有规格的钢绞线,1000h应力松弛率≤2.5%~4.5%,当标距长度为500mm时其最大总伸长率≥3.5%。

  

  预应力钢丝与钢绞线均属于冷加工强化及热处理钢材,拉伸试验时无屈服点,但抗拉强度远远超过热轧钢筋和冷轧钢筋,并具有很好的柔韧性,应力松弛率低,适用于大荷载、大跨度及需要曲线配筋的预应力混凝土结构,如大跨度屋架、薄腹梁、吊车梁等大型构件的预应力结构。

  【2018年真题】大型屋架、大跨度桥梁等大负荷预应力混凝土结构中,应优先采用( )。

  A.冷轧带肋钢筋

  B.预应力混凝土钢绞线

  C.冷拉热轧钢筋

  D.冷拔低碳钢丝

  

『正确答案』B

『答案解析』本题考查的是建筑钢材。

预应力混凝土用钢绞线强度高、柔性好,与混凝土黏结性能好,多用于大型屋架、薄腹梁、大跨度桥梁等大负荷的预应力混凝土结构。

参见教材P116。

  【2015年真题】预应力混凝土结构构件中,可使用的钢材包括各种( )。

  A.冷轧带肋钢筋

  B.冷拔低碳钢丝

  C.热处理钢筋

  D.冷拉钢丝

  E.消除应力钢丝

  

『正确答案』CDE

『答案解析』本题考查的是常用的建筑钢材。

冷轧带肋钢筋可用于预应力混凝土的是CRB650、CRB800、CRB800H、CRB680H;冷拔低碳钢丝不得作预应力钢筋使用。

参见教材P116。

  【2013年真题】预应力混凝土板的钢材为( )。

  A.冷拔低碳钢丝

  B.CRB550冷轧带肋钢筋

  C.HPB300热轧钢筋

  D.热处理钢筋

  

『正确答案』D

『答案解析』本题考查的是常用的建筑钢材。

热处理钢筋主要用作预应力钢筋混凝土轨枕,也可用于预应力混凝土板、吊车梁等构件。

参见教材P116。

  2.钢结构用钢

  钢结构用钢主要是热轧成型的钢板、型钢等,其中型钢又分热轧型钢和冷弯薄壁型钢。

钢材所用的母材主要是普通碳素结构钢及低合金高强度结构钢。

  

(1)热轧型钢。

按钢材的外形,钢结构常用热轧型钢有:

工字钢、H型钢、T型钢、槽钢、等边角钢、不等边角钢等。

型钢是钢结构中采用的主要钢材。

型钢的规格表示方法:

工字钢用“Ⅰ”与高度值×腿宽度值×腰宽度值,如Ⅰ450×150×11.5(简记为Ⅰ45a);槽钢用“[”与高度值×腿宽度值×腰宽度值,如[200×200×24(简记为[20b);等边角钢用“L”与边宽度值×边宽度值×边厚宽度值,如L200×200×24(简记为L200×24);不等边角钢用“L”与长边宽度值×短边宽度值×边厚宽度值,如L160×100×16。

  

  

(2)冷弯薄壁型钢。

薄壁型钢是用薄钢板(通常2~6mm)冷弯或者模压而成,其界面形状多样,可分为角钢、槽钢等开口薄壁型钢及方形、矩形等空心薄壁型钢。

薄壁轻型钢结构中主要采用薄壁型钢、圆钢和小角钢,壁厚一般为1.5~5mm,多用于轻型钢结构。

  

  (3)钢板和压型钢板。

用光面轧辊轧制而成的扁平钢材称为钢板。

按轧制温度的不同,钢板又可分热轧和冷轧两类。

土木工程用钢板的钢种主要是碳素结构钢,某些重型结构、大跨度桥梁等也采用低合金钢。

钢板规格表示方法为“宽度×厚度×长度”(单位为mm)。

按厚度来分,热轧钢板可分为厚板(厚度大于4mm)和薄板(厚度不大于4mm)两种;冷轧钢板只有薄板。

厚板可用于型钢的连接与焊接,组成钢结构承力构件,薄板可用作屋面或墙面等围护结构,或作为薄壁型钢的原料。

薄钢板经辊压或冷弯可制成截面呈V形、U形、梯形或类似形状的波纹,并可采用有机涂层、镀锌等表面保护层的钢板,称压型钢板,在建筑上常用作屋面板、楼板、墙板及装饰板等。

还可将其与保温材料等复合,制成复合墙板等,用途十分广泛。

  

  3.钢管混凝土结构用钢

  钢管混凝土结构即采用钢管混凝土构件作为主要受力构件的结构,简称CFST结构。

钢管混凝土构件是指在钢管内填充混凝土的构件,包括实心和空心钢管混凝土构件,截面可为圆形、矩形及多边形,简称CFST构件。

  钢管混凝土结构用钢材的选用应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的有关规定。

承重结构的圆钢管可采用焊接圆钢管、热轧无缝钢管,不宜选用输送流体用的螺旋焊管。

矩形钢管可采用焊接钢管,也可采用冷成型矩形钢管。

当采用冷成型矩形钢管时,应符合现行行业标准《建筑结构用冷弯矩形钢管》JG/T178中Ⅰ级产品的规定。

直接承受动荷载或低温环境下的外露结构,不宜采用冷弯矩形钢管。

多边形钢管可采用焊接钢管,也可采用冷成型多边形钢管。

  

  

  

(二)钢材的性能

  钢材的主要性能包括力学性能和工艺性能。

其中力学性能是钢材最重要的使用性能,包括抗拉性能、冲击性能、硬度、疲劳性能等。

工艺性能表示钢材在各种加工过程中的行为,包括弯曲性能和焊接性能等。

  1.抗拉性能

  抗拉性能是钢材的最主要性能,表征其性能的技术指标主要是屈服强度、抗拉强度和伸长率。

低碳钢(软钢)受拉的应力-应变图能够较好地解释这些重要的技术指标。

如图3.1.1所示,低碳钢应力-应变曲线分为四个阶段:

弹性阶段(0→A)、弹塑性阶段(A→B)、塑性阶段(B→C)、应变强化阶段(C→D),超过D点后试件产生颈缩和断裂。

  

  

  

(1)屈服强度。

在弹性阶段OA段,如卸去拉力,试件能恢复原状,此阶段的变形为弹性变形,应力与应变成正比,其比值即为钢材的弹性模量,反应钢材的刚度。

与A点对应的应力称为弹性极限。

当对试件的拉伸进入塑性变形的屈服阶段AB时,应力的增长滞后于应变的增加。

当应力达到B点时,试件进入塑性阶段,应力不增加但应变增大,这时相应的应力称为屈服强度(屈服点)。

如果达到屈服点后应力值发生下降,则应区分上屈服点(ReH)和下屈服点(ReL),在结构计算时以下屈服点作为材料的屈服强度的标准值。

预应力钢筋混凝土用的高强度钢筋和钢丝具有硬钢的特点,没有明显的屈服平台,这类钢材的屈服点以产生残余变形达到原始标距长度L0的0.2%时所对应的应力作为规定的屈服强度极限(RP0.2)。

  

(2)抗拉强度。

CD阶段曲线逐步上升,其抵抗塑性变形的能力又重新提高,称为强化阶段。

对应于最高点D的应力称为抗拉强度(Rm)。

设计中抗拉强度虽然不能利用,但强屈比(Rm/ReL)能反映钢材的利用率和结构安全可靠程度。

  强屈比越大,反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大,因而结构的安全性越高。

但强屈比太大,则反映钢材不能有效地被利用。

  (3)伸长率。

当曲线到达D点后,试件薄弱处急剧缩小,塑性变形迅速增加,产生“颈缩”现象而断裂。

试件拉断后,标距的伸长与原始标距长度之比的百分率称为断后伸长率(A)。

拉力达到最大时原始标距的伸长与原始标距之比的百分率称为最大伸长率,最大总伸长率用Agt表示。

伸长率表征了钢材的塑性变形能力。

伸长率的大小与标距长度有关。

塑性变形在标距内的分布是不均匀的,颈缩处的伸长较大,离颈缩部位越远变形越小。

因此原标距与试件的直径之比越大,颈缩处伸长值在整个伸长值中的比重越小,计算伸长率越小。

  【2017年真题】对于钢材的塑形变形及伸长率,以下说法正确的是( )。

  A.塑性变形在标距内分布是均匀的

  B.伸长率的大小与标距长度有关

  C.离颈缩部位越远变形越大

  D.同一种钢材,δ5应小于δ10

  

『正确答案』B

『答案解析』本题考查的是钢材的性能。

伸长率的大小与标距长度有关。

塑性变形在标距内的分布是不均匀的,颈缩处的伸长较大,离颈缩部位越远变形越小。

参见教材P118。

  2.冲击性能

  冲击性能指钢材抵抗冲击载荷的能力。

其指标是通过标准试件的弯曲冲击韧性试验确定。

按规定,将带有V形缺口的试件进行冲击试验。

试件在冲击荷载作用下折断时所吸收的功称为冲击吸收功Akv(J),即冲击韧性值。

钢材的化学成分、组织状态、内在缺陷及环境温度等都是影响冲击韧性的重要因素。

  Akv值随试验温度的下降而减小,当温度降低达到某一范围时,Akv急剧下降而呈脆性断裂,这种现象称为冷脆性。

发生冷脆时的温度称为脆性临界温度,其数值越低,说明钢材的低温冲击韧性越好。

因此,对直接承受动荷载而且可能在负温下工作的重要结构,必须进行冲击韧性检验,并选用脆性临界温度较使用温度低的钢材。

另外,时效敏感性(因时效导致性能改变的程度)越大的钢材,经过时效以后,其冲击韧性和塑性的降低越显著,对于承受动荷载的结构物应选用时效敏感性较小的钢材。

  

  3.硬度

  钢材的硬度是指表面层局部体积抵抗较硬物体压入产生塑性变形的能力。

表征值常用布氏硬度值HB表示。

数值越大,表示钢材越硬。

  4.耐疲劳性

  在交变荷载反复作用下,钢材往往在应力远小于抗拉强度时发生断裂,这种现象称为钢材的疲劳破坏。

疲劳破坏的危险应力用疲劳极限来表示,它是指钢材在交变荷载作用下于规定的周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力。

试验表明,钢材承受的交变应力越大,则断裂时的交变循环次数越少,相反,交变应力越小,则断裂时的交变循环次数越多;当交变应力低于某一值时,交变循环次数达无限次也不会产生疲劳破坏。

  5.冷弯性能

  冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力,是钢材的重要工艺性能。

冷弯性能指标是通过试件被弯曲的角度(90°、180°)及弯心直径d对试件厚度(或直径)a的比值(d/a)区分的。

试件按规定的弯曲角和弯心直径进行试验,试件弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起层,即认为冷弯性能合格。

  冷弯试验能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力、夹杂物未熔合和微裂隙等缺陷。

在拉力试验中,这些缺陷常因塑造性变形导致应力重分布而得不到反映。

因此,冷弯试验是一种比较严格的试验,对钢材的焊接质量也是一种严格的检验,能揭示焊件在受弯表面存在的未熔合、裂纹和夹杂物等问题。

  

  6.焊接性能

  钢材的可焊性是指焊接后在焊缝处的性质与母材性质的一致程度。

影响钢材可焊性的主要因素是化学成分及含量。

含碳量超过0.3%,可焊性显著下降等。

  (三)钢材的化学成分

  钢材的化学成分主要是指碳、硅、锰、硫、磷等,在不同情况下往往还需考虑氧、氮及各种合金元素。

  1.碳

  土木建筑工程用钢材含碳量不大于0.8%。

在此范围内,随着钢中碳含量的增加,强度和硬度增加,而塑性、韧性和冷弯性能相应降低;碳还可显著降低钢材的可焊性,增加钢的冷脆性和时效敏感性,降低抗大气腐蚀性。

  2.硅

  当硅在钢中的含量较低(小于1%)时,随着含量的加大可提高钢材的强度,而对塑性和韧性影响不明显。

  3.锰

  锰是我国低合金钢的主要合金元素,锰含量一般在1%~2%,它的作用主要是使强度和硬度提高;还能消减硫和氧引起的热脆性,使钢材的热加工性能改善。

  4.硫

  硫是很有害的元素,呈非金属硫化物夹杂物存于钢中,具有强烈的偏析作用,降低各种机械性能。

硫化物造成的低熔点使钢在焊接时易于产生热裂纹,加大钢材的热脆性,显著降低焊接性能。

  5.磷

  磷为有害元素,含量提高,钢材的强度提高,塑性和韧性显著下降,特别是温度越低,对韧性和塑性的影响越大。

磷在钢中偏析作用强烈,使钢材冷脆性增大,并显著降低钢材的可焊性。

但磷可提高钢的耐磨性和耐腐蚀性,在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用。

  6.氮

  氮对钢材性质的影响与碳、磷相似,可使钢材的强度提高,但塑性特别是韧性明显下降。

氮还会加剧钢的时效敏感性和冷脆性,使其焊接性能变差。

  7.氧

  氧含量增加使钢的力学性能降低,塑性和韧性降低。

氧有促进时效倾向的作用,还能使热脆性增加,焊接性能较差。

  8.钛

  钛是强脱氧剂,可显著提高钢的强度,但稍降低塑性。

由于钛能细化晶粒,故可改善韧性。

钛能减少时效倾向,改善焊接性能。

  有益元素:

C、Si、Mn、钛

  有害元素:

S、P、氧、氮

  二、胶凝材料

  在建筑材料中,经过一系列物理作用、化学作用,能从浆体变成坚固的石状体,并能将其他固体物料胶结成整体而具有一定机械强度的物质,统称为胶凝材料。

根据化学组成的不同,胶凝材料可分为无机与有机两大类。

石灰、石膏、水泥等属于无机胶凝材料;而沥青、天然或合成树脂等属于有机胶凝材料。

无机胶凝材料按其硬化条件的不同又可分为气硬性和水硬性两类。

只能在空气中硬化,也只能在空气中保持和发展其强度的称气硬性胶凝材料,如石灰、石膏等;既能在空气中,还能更好地在水中硬化、保持和继续发展其强度的称水硬性胶凝材料,如各种水泥。

气硬性胶凝材料一般只适用于干燥环境中,而不宜用于潮湿环境,更不可用于水中。

  

(一)水泥

  水泥是一种良好的矿物胶凝材料,属于水硬性胶凝材料。

  1.硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥

  

(1)定义与代号

  1)硅酸盐水泥。

凡由硅酸盐水泥熟料、0~5%的石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为硅酸盐水泥。

可分为两种类型:

不掺混合材料的称为Ⅰ型硅酸盐水泥,代号P·Ⅰ;掺入不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为Ⅱ型硅酸盐水泥,代号P·Ⅱ。

  2)普通硅酸盐水泥。

由硅酸盐水泥熟料、5%~20%的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为普通硅酸盐水泥,代号P·O。

  掺活性混合材料时,最大掺量不得超过20%,其中允许用不超过水泥质量5%的窑灰或不超过水泥质量8%的非活性混合材料来代替。

  

(2)硅酸盐水泥熟料的组成

  硅酸盐水泥熟料主要矿物组成及其含量范围和各种熟料单独与水作用所表现特性,见表3.1.2。

  表3.1.2 水泥熟料矿物含量与主要特征

矿物名称

化学式

代号含量(%)

主要特征

水化速度

水化热

强度

体积收缩

抗硫酸盐侵蚀性

硅酸三钙

3CaO·SiO2

C3S

37~60

硅酸二钙

2CaO·SiO2

C2S

15~17

早期低,后期高

最好

铝酸三钙

3CaO·Al2O3

C3A

7~15

最快

最大

最大

铁铝酸四钙

4CaO·Al2O3·Fe2O3

C4AF

10~18

较快

最小

  (3)硅酸盐水泥的凝结硬化

  水泥的凝结硬化包括化学反应(水化)及物理化学作用(凝结硬化)。

水泥的水化反应过程是指水泥加水后,熟料矿物及掺入水泥熟料中的石膏与水发生一系列化学反应。

  (4)硅酸盐水泥及普通水泥的技术性质

  1)细度。

表示硅酸盐水泥及普通水泥颗粒的粗细程度,用比表面积法表示。

水泥的细度直接影响水泥的活性和强度。

颗粒越细,与水反应的表面积大,水化速度快,早期强度高,但硬化收缩较大,且粉磨时能耗大,成本高。

但颗粒过粗,又不利于水泥活性的发挥,强度也低。

硅酸盐水泥比表面积不小于300m2/kg。

  2)凝结时间。

凝结时间分为初凝时间和终凝时间。

初凝时间为水泥加水拌和起,至水泥浆开始失去塑性所需的时间;终凝时间从水泥加水拌和起,至水泥浆完全失去塑性并开始产生强度所需的时间。

  水泥凝结时间在施工中有重要意义,为使混凝土和砂

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