房屋建造工程管理与实务

11A400000全国一级建造师执业资格考试房屋建筑工程管理与实务建筑材料(1A412000)魏鸿汉(教育部、建设部十五规划教材《建筑材料》《建筑装饰材料》主编)1A412000掌握常用无机非金属材料的性质、技术要求及应用1A412010石膏的品种、特性和应用一、石膏的生产与品种1．原料：天然二水石膏（CaSO4•2H2O）→即生石膏2．生产工序：低温煅烧，磨细CaSO4•2H2OCaSO4•（1/2）H2O+3/2H2O↑β型半水石膏（建筑石膏）气硬性胶凝材料:只能在空气中凝结硬化、保持和发展强度，水硬性胶凝材料:不但能在空气中、更能在水中凝结硬化、保持和发展强度。3．石膏品种：（1）107~170℃：建筑石膏（β型半水石膏）（2）127KPa，124℃：高强石膏（α型半水石膏）107～170℃颗粒粗、拌和水量少、强度高三、建筑石膏特性及应用（一）特性1．质量轻：ρ0=800~1000kg/m3,ρ=2.5~2.8g/cm32．拌合用水量大：满足水化的用水量：18.6%保持可施工性的用水量：60~80%3．凝结硬化快：国标要求：初凝不早于6分钟，终凝≯30分钟改善方法：（1）加适量硼砂（2）掺0.1~0.2%的动物胶（3）掺1%的亚硫酸酒精溶液4．强度低（但高于于石灰），早期强度高：7天抗压强度10MPa，抗折强度低（可掺入纤维材料增强）5．硬化微膨胀：膨胀率约1％→良好的成模性，表面光滑，不干裂。6．保温，隔音性能高7．吸水性强、耐水性差、抗冻性差Kp=0.2~0.3，遇水二水石膏晶体溶解。8．防火性好，耐火性差本身不燃遇火结晶水挥发→表面温度下降→防火，但过度过火→结晶水完全挥发→无水硫酸钙→强度↓↓9．有一定调温、调湿功能5．硬化微膨胀：膨胀率约1％→良好的成模性，表面光滑，不干裂。6．保温，隔音性能高7．吸水性强、耐水性差、抗冻性差Kp=0.2~0.3，遇水二水石膏晶体溶解。8．防火性好，耐火性差本身不燃遇火结晶水挥发→表面温度下降→防火，但过度过火→结晶水完全挥发→无水硫酸钙→强度↓↓9．有一定调温、调湿功能1A412012石灰的熟化与硬化、性质与应用一、石灰的熟化与硬化（钙质石灰与镁质石灰）（一）熟化：生石灰与水反应生成熟石灰的过程CaO+H2OCa(OH)2+Q↑反应特点：1.剧烈放热：可鉴别石灰的优劣2.膨胀：质地优良3~3.5倍质地较差1.5~2倍石灰的陈伏：为保证石灰的完全消解，在石膏熟化过程中……陈伏的目的：防止过火石灰后期熟化引起的起鼓和开裂5%二、石灰的硬化1．硬化的两种作用（1）结晶硬化（2）碳化硬化Ca(OH)2+CO2+H2OCaCO3+H2O2．硬化过程的特点：（1）水分大量蒸发→干缩开裂（2）外皮碳化结壳，硬化速度下降。三、石灰的特性与应用（一）特性：1．保水、可塑性好颗粒细小、比表面积大→可吸附较多的水→保水吸附的水膜较厚→易产生滑移→可塑性2．硬化慢、强度低。3．干缩大、易开裂改善措施：加砂或纤维材料→石灰不单独使用。4．气硬性、耐水性差（二）质量要求：技术指标：有效成分含量；CO2含量；产浆量，细度，游离水，体积安定性分级：优等品、一等品、合格品（三）石灰的应用1．石灰乳涂料和砂浆2．灰土和三合土灰土：消石灰粉与粘土拌合：（3:7或2:8灰土）三合土：消石灰粉与粘土再掺加砂、粉煤灰等拌合。3．硅酸盐混凝土及制品粉煤灰砖，灰砂砖，加气混凝土1A412013硅酸盐水泥的技术性质和适用范围一、硅酸盐水泥的技术性质（一）细度：比表面积300m2/kg（国标）过细的弊病：干缩↑；易吸收水分、碳化；磨耗加大，成本↑（二）标准稠度用水量：标准稠度：为使所测水泥的各种性质（凝结时间，按定性）的结果具有可比性，按标准方法测得的水泥浆可塑程度。标准稠度用水量：水泥净浆达到标准稠度所需的拌合水量占水泥质量之比。（以百分数表示）。三）凝结时间国标规定：初凝≮45分钟（否则为废品）终凝≯6小时30分钟（否则为不合格品）（四）体积安定性：是指水泥在硬化过程中体积变化是否均匀的性质。安定性不良的原因：（1）熟料中游离的CaO或MgO过多（2）石膏掺量过多沸煮法测定（六）强度与强度等级1．测定方法：软练法（1）水泥与标准砂按灰砂比1:3，加规定量水。（2）试件：40×40×160mm3试件,3条一组（3）养护：温度20±3℃，湿度90%或水中养护。（4）强度：测3d、28d龄期的抗压和抗折强度值。f压＝P／A＝0.04P(MPa)f折＝3PL／2bh2＝0.234P(MPa)2．强度等级：由所测出的3d和28d的f压和f折按国标GB—175－1999规定确定强度等级共有42.5(R);52.5(R);62.5(R)三个强度等级（R：早强型）硅酸盐水泥的性质特点：（一）快硬、早强（适于预应力砼工程、。。。）（二）抗冻、耐磨（三）水化热高（适于冬季施工和反复冰冻工程，但不适于大体积砼工程）（四）不耐热（≯250℃）（五）抗腐蚀能力差（不适于有压力水或海水作用的工程）1A412024普通混凝土组成材料的技术要求一、组成及各组成材料的作用：水，水泥→水泥浆→硬化前的流动性；粘结；填充。石子，砂→骨料→构成骨架；填充；抑制干缩；节约水泥。(骨料占70%，水泥石占30%)普通混凝土的组成材料一、水泥（一）品种的选择：依据：工程特点、环境条件、施工条件、材料供应五大水泥:硅酸盐水泥(pⅠ和pⅡ):普通硅酸盐水泥(pO):矿渣硅酸盐水泥(ps):火山灰质硅酸盐水泥(pp):粉煤灰硅酸盐水泥(pF):复合硅酸盐水泥（二）强度等级的选择1．一般情况：（1.5~2.0）混凝土的强度等级2．高强度混凝土：（0.9~1.5）混凝土的强度等级3．高强度等级的水泥配制低强度等级的混凝土：加外掺料（粉煤灰……）二、砂：（粒径在0.16~5mm间的骨料）（一）分类河砂天然砂海砂人工砂山砂（二）颗粒级配和粗细程度1．混凝土对砂的要求：（1）空隙率小→密实度↑强度↑水泥用量↓→颗粒大小搭配（2）颗粒总表面积小→水泥用量↓→砂尽可能粗砂（石子）质量要求；1、泥、黏土块、有害物质含量2、坚固性（强度及坚固性）3、碱活性集料4、颗粒型状及表面特征5、颗粒级配及粗细程度（最大粒径）三、碎石和卵石：粒径5mm的岩石颗粒（一）分类卵石（自然形成）：河卵石，山卵石，河卵石。碎石：（人工破碎而成）最常采用（二）技术要求（前见述）（三）软弱颗粒片状颗粒（厚度0.4平均粒径）针状颗粒（长度2.4平均粒径）→含量：15%；20%；25（一等）（合格）（四）石子的颗粒级配：1．依据：过筛孔直径2.5~100mm的12个筛，计算而得的12个累计筛余率。2．两种级配：（1）连续级配：颗粒从大至小连续分级，每一级都占适当的比例。→搭配较好；和易性好；不发生离析。（2）间断级配：有意剔去某些中间粒级。→减少颗粒干扰；空隙率↓节约水泥→易于离析（五）最大粒径：石子公称粒级的上限。“Dm”→选择原则：Dm尽可能大Dm↑→单位用水量↓规定：1．≯1/4结构截面最小尺寸≯3/4钢筋间最小净距板可采用1/2板厚的粒径但≯50mm2．水利、海港大型工程：Dm:120或150mm房屋工程中：Dm:20,40或60mm四、水：要求：可用：自来水、清洗的天然水不可用：污水，PH4的水（酸性），含油、糖类的水，海水，含硫酸盐的水。1A412025拌合混凝土的技术性质混凝土拌合物：良好的和易性硬化混凝土：足够的强度，必要的耐久性一、和易性（工作性）定义：混凝土拌合物能保持成分均匀，不发生离析和易于施工操作的性能。流动性：定量指标坍落度和易性粘聚性保水性定性指标，观察而定。二、和易性的测定（一）坍落度法：1．流动性：坍落度（粒径40mm,S10mm）按规定方法测出的砼试样，在坍落度捅提起后下落的尺寸。“S”，单位：mm混凝土拌合物按坍落度分类T0低塑性:S＝10~40T1塑性:S＝50~90T2流动性:S＝100~15T3大流动性:S1602．粘聚性：轻击试件侧面，是否倒塌、崩溃3．保水性：是否有较多稀浆泌出流动性的调整:过小:水灰比不变加大水泥浆量过大:砂率不变加大砂石量（二）维勃稠度法：（粒径≯40mm，维勃稠度5~30s间）维勃稠度试验示意图时间（s）维勃稠度三、影响和易性的因素（一）用水量：用水量↑水泥浆↑→流动性↑粘聚性↓→硬化后强度↓耐久性↓（二）水泥浆的稠度（水灰比W/C）C不变,W/C↑稠度↓→强度↓粘聚性↓常用W/C范围：0.5~0.8三）砂率：定义：混凝土内砂质量占砂石总质量的百分数SP=ms/(ms+mG)砂率与混凝土流动性的关系：（1）砂率过大，随着SP↑坍落度↓原因：SP↑砂总表面积↑砂料粘表面水泥浆层厚度↓摩擦力↑（2）砂率过小，随着SP↓坍落度↓原因：SP↓砂量不足，粗骨料间摩擦↑“最佳砂率”在用水量和水泥用量不变前提下，可使混凝土拌合物获得最大流动性，且保持良好粘聚性及保水性的砂率。（四）其他因素：水泥品种与性质；温度（温度↑10℃，坍落度↓20~40mm）时间外加剂和掺和料；集料条件。1A412026混凝土的强度、变形、耐久性及影响因素一、混凝土的强度（一）混凝土的抗压强度及强度等级：1．立方体抗压强度：“fcu”（1）试验：试件：150×150×150mm3（一组三块）；标养:（20±3℃，湿度95%）；龄期：28d；强度：抗压强度；（2）数值整理：标准试件2．立方体抗压强度的标准值：“fcu·k”→依此划分强度等级定义：用标准试验方法测得的混凝土立方体强度的总体分布中，具有不低于95％保证率的立方体抗压强度值。强度等级（C）：C15，C20，C25~C80十四个强度等级。fc.cfc.cfcu.k概率f平均50%95%3、轴心抗压强度fcpfcp=(0.7~0.8)fcu4、抗拉强度(1/10～1/20fcu)测量方法：劈裂抗拉试验（三）影响混凝土抗压强度的因素：1．水泥强度和水灰比水泥强度↑f↑；W/C↑f↑fcu=Afc(C/W-B)fcu：混凝土的28d抗压强度（MPa）fc：水泥的实际强度fc=fce·kc其中：fce为水泥强度等级，kc为水泥强度富余系数（以试验为准或取全国平均值1.13）A、B:经验系数（取决于骨料种类和水泥品种）2．养护条件：（1）温度：t↑f↑（2）湿度：湿度↑f↑（3）龄期龄期↑f↑fn=falgn/lga（4）施工质量计量准确性；搅拌均匀性；振捣密实性（5）集料（四）提高混凝土强度和促进混凝土强度发展的措施：1．采用高标号水泥和快硬早强型水泥2．采用低水灰比的干硬性砼3.采用集配好、质量高、粒径适宜的集料4．湿热处理5．机械振捣6．掺外加剂或掺合料二、混凝土的耐久性（一）混凝土耐久性：决定于水泥用量和水灰比抗渗性（P4、P6、P8、P10、P12）；抗冻性（F50以上——抗冻混凝土）；抗腐蚀性；抗碳化性；抗碱骨料反应（二）提高混凝土耐久性的措施：1．选用合适品种的水泥2．减小W/C和增加水泥用量3．选用质量好的砂石4．外加剂（减水剂，引气剂）5．提高砼的密实度水泥中的碱性氧化物与骨料中的活性sio2反应生成体积膨胀的碱-硅酸凝胶造成混凝土开裂渗水压力(MPa))三、混凝土的变形非荷载型变形(物理、化学因素引起)：塑性收缩、化学收缩、碳化收缩、干湿变形、温度变形荷载型变形（力的效应引起）短期荷载作用下：弹性变形、塑性变形长期荷载作用下：徐变1A412017常用混凝土外加剂混凝土中，掺入量不大于水泥质