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第七讲 混凝土，装饰材料 |
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3．混凝土配合比设计。
(1)设计混凝土配合比的基本要求如下：
①满足混凝土设计的强度等级；
②满足施工要求的混凝土和易性；
③满足混凝土使用要求的耐久性；
④满足上述条件下做到节约水泥和降低混凝土成本。
(2)混凝土配合比设计的步骤
①混凝土试配强度(fcu)的确定。
fcu0 = fcu.k +1．645σ
式中 fcu.o――混凝土试配强度(MPa)；
fcu．k――设计混凝土强度标准值(MPa)； σ――混凝土强度标准差。施工单位无历史统计资料时，σ可按表取 强度等级 C10~C20 C25~C30 C35~C60
标准差 4 5 6
②确定水灰比（W/C） W/C =A*fce/[fcu.o+A*B*fce] 式中 fce――水泥实际强度(MPa)； C/W――灰水比； A,B――回归系数，其中采用碎石时，A＝0．46，B＝0．07；采用卵石时，A=0．48， B＝0．33。 无法取得水泥实际强度值时，可用下式代入 fce（水泥实际强度）＝水泥强度等级值的富余系数*水泥强度等级值(MPa) (3)选用单位用水量(mwo)，按施工要求的混凝土坍落度及骨料的种类、规格，按规定选定单位用水量。 (4)计算单位水泥用量明mco。 mco= mwo/（W/C）
计算mco要与规定的混凝土的最大水灰比和最小水泥用量中相应项最小水泥用量比较。计算的水泥用量不宜超过 550kg／m3，若超过应提高水泥强度等级。 (5)选用合理砂率(βs)。根据混凝土水灰比及骨料种类和规格，按设计规程选取砂率。 (6)计算砂、石用量(mgo,mso)。 每立方米所用水的重量/水密度+
每立方米所用砂的重量/砂密度+
每立方米所用石子的重量/石子密度+0.01a=1
B: 砂率(βs)=每立方米所用砂的重量/（每立方米所用砂的重量+每立方米所用石子的重量）
a――混凝土含气量百分数，在不使用引气型外加剂时a取1。
②重量法。原理：混凝土的容重=各组成部分容重之和。假定混凝土拌合物在振实状态下的容量为一个定值。解联立方程式： A: mco+mgo+mso+mwo＝mcp
B: 砂率(βs)=每立方米所用砂的重量/（每立方米所用砂的重量+每立方米所用石子的重量）
(7) 试拌调整确定试验室配合比。必须经试验加以检验并调整。 例题、欲设计C30普通混凝土(б=5)，其试配强度为( )。
A．21．8MPa
B．38．2MPa C．30MPa
D．40MPa
答案：B 分析：试配强度=30+1．645*5=38．2(MPa)。 2004考题．混凝土的设计强度为C25，使用的普通硅酸盐水泥强度等级为32．5，碎石粒径为5-40mm。水泥强度等级富余系数为1．13，混凝土单位用水量185kg，该混凝土单位水泥用量为( B )。
A．356．64kg
B．376．79kg C．394．81kg D．425．78kg 分析计算过程：
1、先计算试配强度。fcu0 = fcu.k +1．645σ；σ可按表取5；
2、确定水灰比（W/C）
W/C =A*fce/[fcu.o+A*B*fce] 式中 fce――水泥实际强度(MPa)；
fce（水泥实际强度）＝水泥强度等级值的富余系数*水泥强度等级值(MPaA,B――回归系数，其中采用碎石时，A＝0．46，B＝0．07； 3、计算单位水泥用量：mco= mwo/（W/C） . |
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三、外加剂
减水剂――在混凝土保持稠度不变的历况下减水增强，常见有木钙粉NNO减水剂。
早强剂――提高早期强度，用于检修工程和冬季施工，常见有CaCl2、NaCI、Na2SO 4。
引气剂――增加微小气泡，增和易性，减少泌水现象，常见有松香皂。
缓凝剂――大体积混凝土，高温季节或长距离运输时采用，常见有糖钙、木质素、磺酸钙。
1．减水剂。混凝土减水剂是指在保持混凝土稠度不变的条件下，具有减水增强作用的外加剂。
(1)混凝土掺入减水剂的技术经济效果。
A、保持坍落度不变，掺减水剂可降低单位混凝土用水量5％～25％，提高混凝土早期强度，同时改善混凝土的密实度，提高耐久性； B、保持用水量不变，掺减水剂可增大混凝土坍落度10～20cm，能满足泵送混凝土的施工要求，
C、保持强度不变，掺入减水剂可节约水泥用量5％～20％。
(2)减水剂常用品种。主要有： ①普通型减水剂木质素磺酸盐类，如木质素磺酸钙(简称木钙粉、M型)，适宜掺量为水泥重量的o．2％～0．3％，在保持坍落度不变时，减水率为10％～15％。在相同强度和流动性要求下，节约水泥10％左右； ②高效减水剂，如NNO减水剂，掺入NNO的混凝土，其耐久性、抗硫酸盐、抗渗、抗钢筋锈蚀等均优于一般晋通混凝土。适宜掺量为水泥重量的1％左右，在保持坍落度不变时，减水率为14％～18％。一般3d可提高混凝土强度60％，28d可提高30％左右。在保持相同混凝土强度和流动性的要求下，可节约水泥15％左右。 2．早强剂。混凝土早强剂是指能提高混凝土早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂。若外加剂兼有早强和减水作用则称为早强减水剂。 早强剂多用于抢修工程和冬季施工的混凝土。目前常用的早强剂有：氯盐、硫酸盐、三乙醇胺和以它们为基础的复合早强剂。
(1)氯盐早强剂。常用的有氯化钙(CaCl2)和氯化钠(NaCl)。氯化钙能与水泥中的矿物成分或水化物反应，其生成物增加了水泥石中的固相比例，有助于水泥石结构形成，还能使混凝土中游离水减少、孔隙率降低，因而掺入氯化钙能缩短水泥的凝结时间，提高混凝土的密实度、强度和抗冻性。但氯盐掺量不得过多，否则会引起钢筋锈蚀。
(2)硫酸盐早强剂。常用的硫酸钠(Na2SO4)早强剂，又称元明粉，是一种白色粉状物，易溶于水，掺入混凝土后能与氢氧化钙作用，促使水化硫铝酸钙迅速生成，加快水泥硬化。
(3)三乙醇胺CN(C2HiOH)，)早强剂。是一种有机化学物质，强碱性、无毒、不易燃烧，溶于水和乙醇，对钢筋无锈蚀作用。单独使用三乙醇胺，早强效果不明显，若与其他盐类组成复合早强剂，早强效果较明显。三乙醇胺复合早强剂是由三乙醇胺、氯化钠、亚硝酸钠和二水石膏等复合而成。
3．引气剂。引气剂是在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的微小气泡，以减少拌合物泌水离析、改善和易性，同时显著提高硬化混凝土抗冻融耐久性的外加剂。兼有引气和减水作用的外加剂称为引气减水剂。
常用的引气剂主要有松香树脂类，如松香热聚物、松香皂；有烷基苯磺酸盐类，如烷基苯磺酸盐、烷基苯酚聚氧乙烯醚等。也采用脂肪醇磺酸盐类以及蛋白质盐、石油磺酸盐等。
引气减水剂减水效果明显，减水率较大，不仅起引气作用还能提高混凝土强度，弥补由于含气量而使混凝土强度降低的不利，而且节约水泥。常在道路、桥梁、港口和大坝等工程上采用。解决混凝土遭受冰冻、海水侵蚀等作用时的耐久性问题，可采用的引气减水剂有改性木质素磺酸盐类、烷基芳香基磺酸盐类以及由各类引气剂与减水剂组成的复合剂。
引气剂和引气减水剂，除用于抗冻、防渗、抗硫酸盐混凝土外，还宜用于泌水严重的混凝土、贫混凝土以及对饰面有要求的混凝土和轻骨料混凝土，不宜用于蒸养混凝土和预应力混凝土。无论哪种混凝土中掺引气剂或引气减水剂，其掺量都十分微小，一般为水泥用量的o．5／10000～1．5／10000。
A．预应力混凝-k
B．抗冻混凝土 C．轻骨料混凝土 D．防渗混凝土 4．缓凝剂。混凝土缓凝剂是指延缓混凝土凝结时间，并对后期强度发展无不利影响的外加剂。兼有缓凝和减水作用的外加剂称为缓凝减水剂。
缓凝剂用于大体积混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土或长距离运输的混凝土。常用缓凝剂有糖类，如糖钙；有木质素磺酸盐类，如木质素磺酸钙、木质素磺酸钠以及羟基羟酸及其盐类和无机盐类；还有胺盐及其衍生物、纤维素醚等。
混凝土中掺用外加剂，在使用前，必须了解不同外加剂的性能、相应的使用条件，查阅出厂产品说明书，不能盲目照搬；使用不当例如剂量过大和拌合不匀会酿成事故。此外还应注意：
(1)外加剂的使用应严格执行现行技术规范，外加剂的质量应符合现行国家标准的要求；
(2)外加剂的品种、掺量必须根据混凝土性能的要求、施工和气候条件、混凝土采用的原材料和配合比等因素，通过试验，调整后确定。掺用含氯盐的外加剂，要特别注意对钢筋锈蚀和对混凝土的腐蚀；
(3)蒸气养护的混凝土和预应力混凝土，不宜掺用引气剂和引气减水剂。
例题、以下说法不正确的有（ ）
A、缓凝剂用于大体积混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土
B、缓凝剂用于长距离运输的混凝土。
C、常用缓凝剂有三乙醇胺和以它们为基础的复合缓凝剂
D、混凝土缓凝剂是对后期强度发展无不利影响的外加剂。
E、蒸气养护的混凝土和预应力混凝土，宜掺用引气减水剂
答案：A、B、D、
分析：混凝土缓凝剂是指延缓混凝土凝结时间，并对后期强度发展无不利影响的外加剂。兼有缓凝和减水作用的外加剂称为缓凝减水剂。
缓凝剂用于大体积混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土或长距离运输的混凝土。常用缓凝剂有糖类，如糖钙；有木质素磺酸盐类，如木质素磺酸钙、木质素磺酸钠以及羟基羟酸及其盐类和无机盐类；还有胺盐及其衍生物、纤维素醚等。蒸气养护的混凝土和预应力混凝土，不宜掺用引气剂和引气减水剂 |
| 四、特种混凝土 (一)轻骨料混凝土. 轻骨料混凝土是轻混凝土的一种，它是用轻粗骨料、轻细骨料(或普通砂)和水泥配制而成的干表观密度小于2000kg／m3的混凝土。轻骨料混凝土的物理力学性质不同的轻骨料，其堆积密度相差悬殊，常按其堆积密度分为8个等级(300-1200kg／m3)。轻骨料本身强度较低，结构多孔，表面粗糙，具有较高吸水率，故轻骨料混凝土的性质在很大程度上受轻骨料性能的制约。 (1)强度等级。强度等级划分的方法同普通混凝土，按立方体抗压标准强度分为11个强度等级。 (2)表观密度。按干表观密度分为12个密度等级(800-2000kg／m3)。 (3)耐久性。与同强度等级的普通混凝土相比，耐久性明显改善。 (4)轻骨料混凝土的弹性模量比普通混凝土低，保温隔热性能较好。 (二)防水混凝土 又叫抗渗混凝土，一般通过对混凝土组成材料的质量改善，合理选择配合比和集料级配，以及掺加适量外加剂，达到混凝土内部密实或是堵塞混凝土内部毛细管通路，使混凝土具有较高的抗渗性能。它可提高混凝土结构自身的防水能力，节省外用防水材料，简化防水构造，对地下结构、高层建筑的基础以及贮水结构具有重要意义。结构混凝土抗渗等级是根据其工程埋置深度来确定的，设计抗渗等级有S6，S8，S10，S12。 实现混凝土自防水的技术途径有以下几个方面： 1．提高混凝土的密实度 (1)调整混凝土的配合比提高密实度。减小水灰比，降低孔隙率，减少渗水通道。适当提高水泥用量、砂率和灰砂比，在粗骨料周围形成质量良好的、足够厚度的砂浆包裹层，阻隔沿粗骨料表面的渗水孔隙。改善骨料颗粒级配，降低混凝土孔隙率。防水混凝土的水泥用量不得少于320kG／m3，掺有活性掺和料时，水泥用量不得少于280kg／m3； (2)掺入化学外加剂提高密实度。在混凝土中掺入适量减水剂、三乙醇胺早强剂或氯化铁防水剂均可提高密实度，增加抗渗性。减水剂既可减少混凝土用水量，又可使水充分分散，水化加速，水化产物增加；三乙醇是水泥水化反应的催化剂，可增加水泥水化产物；氯化铁防水剂可与水泥水化产物中的Ca(OH)：生成不溶于水的胶体，填塞孔隙，从而配制出高密度、高抗渗的防水混凝土。 (3)使用膨胀水泥(或掺用膨胀剂)提高混凝土密实度，提高抗渗性。 2．改善混凝土内部孔隙结构 在混凝土中掺人适量引气剂或引气减水剂，可以形成大量封闭微小气泡，这些气泡相互独立，既不渗水，又使水路变得曲折、细小、分散，可显著提高混凝土的抗渗性。 防水混凝土施工技术要求较高，施工中应尽量少留或不留施工缝，必须留施工缝时需设止水带，模板不得漏浆；原材料质量应严加控制。加强搅拌、振捣和养护工序等。 (三)碾压混凝土 碾压混凝土是由级配良好的骨料、较低的水泥用量和用水量、较多的混合材料制成的超干硬性混凝土拌和物，经振动碾压等工艺达到高密度、高强度的混凝土。它是道路工程、机场工程和水利工程中性能好、成本低的新型混凝土材料。 1．对碾压混凝土组成材料的要求 (1)骨料。最大粒径以20mm为宜，当碾压混凝土分两层摊铺时，其下层集料最大粒径采用40mm。为获得较高的密实度应使用较大的砂率，必要时应多种骨料掺配使用。为承受施工中的压振作用，骨料应具有较高的抗压强度。 (2)使用的活性混合材料应合格。 (3)水泥。当混合材料掺量较高时宜选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，以便混凝土尽早获得强度；当不用混合材料或用量很少时，宜选用矿渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥，使混凝土取得良好的耐久性。 (4)外加剂。碾压混凝土施工操作时间长，为此常加入缓凝剂；为使混凝土在水泥浆用量较少的情况下取得较好的和易性， 可加入适量的减水剂；为改善混凝土的抗渗性和抗冻性可加入适量的引气剂。 . 2．碾压混凝土的特点 (1)内部结构密实、强度高。 (2)干缩性小、耐久性好。 (3)节约水泥、水化热低。 (四)高强混凝土 主要依靠高效减水剂，或同时外加一定数量的活性矿物掺和料，使硬化后强度等级不低于C60的混凝土。 1．高强混凝土的物理力学性能 (1)抗压性能。高强混凝土的抗压性能与普通混凝土相比有相当大的差别. (2)早期与后期强度。高强混凝土的水泥用量大，早期强度发展较快， (3)抗拉强度。混凝土的抗拉强度虽然随着抗压强度的提高而提高，但它们之间的比值却随着强度的增加而降低。 (4)收缩。高强混凝土的初期收缩大，但最终收缩量与普通混凝土大体相同， (5)耐久性。混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、耐磨性及抗侵蚀性等。高强混凝土在这些方面的性能均显明优于普通混凝土，尤其是外加矿物掺和料的高强度混凝土，其耐久性进一步提高。 3．对高强混凝土组成材料的要求 (1)应选用质量稳定、强度等级不低于42．5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水 泥； (2)对强度等级为C60的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于31．5mm；对高于C60的，其粗骨料的最大粒径不应大于25mm； (3)配制高强混凝土所用砂率及所采用的外加剂和矿物掺和料的品种、掺量，应通过试验确定； (4)高强度混凝土的水泥用量不应大于550kg／m3；水泥和矿物掺和料的总量不应大于600kg／m3。
例题、对高强混凝土组成材料的要求有[ ]
A、应选用强度等级不低于42．5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥
B、高强度混凝土的水泥用量不应大于550kg／m3；
C、水泥和矿物掺和料的总量不应大于600kg／m3。
D、不低于250kg／m3，最多不超过625kg／m3
E、对强度等级为C60的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于60mm；
答案：A、B、C、D |
| 第七节装饰材料. 一、装饰材料的分类 为了便于使用，建筑装饰材料的分类通常按建筑物的装饰部位来划分。 二、饰面材料 (一)饰面石材 1．天然饰面石材 (1)大理石板。大理石结构致密，抗压强度高，但硬度不大。按质量分为优等品种(A)、一等品(B)和合格品(C)三个等级。 大理石板材其抗风化性能较差。因为大理石主要化学成分为碳酸钙，易被侵蚀，使表面失去光泽，变得粗糙而降低装饰及使用效果，故除个别品种(含石英为主的砂岩及石英岩)外一般不宜用作室外装饰。 (2)花岗石板材。花岗石板材具有良好的化学稳定性，不易风化变质，耐久性好，但由于花岗岩石中含有石英，在高温下会发生晶型转变，产生体积膨胀，因此，花岗石的耐火性差。 按表面加工程度则分为细面板材(RB)(表面平整、光滑)、镜面板材(PL) (表面平整，具有镜光泽)与粗面板材(RU) (表面平整、粗糙、具有规则纹理)三种。 板材按质量分为优等品(A)、一等品(B)及合格品(C)三个等级。 2．人造饰面石材 (1)建筑水磨石板材。建筑水磨石板材是以水泥、石碴和砂为主要原料制成的。按外观质量、尺寸偏差及物理力学性能分为优等品(A)、一等品(B)与合格品(C)三个质量等级。 (2)合成石面板。属人造石板， (二)饰面陶瓷 1．釉面砖 釉面砖又称瓷砖，釉面砖为正面挂釉，背面有凹凸纹，以便于粘贴施工。按外观质量分为优等品、一等品与合格品三个等级。 釉面砖不应用于室外，因釉面砖砖体多孔，吸收大量水分后将产生湿胀现象，而釉吸湿膨胀非常小，从而导致釉面开裂，若用于室外，则更易出现剥落、掉皮现象。 2．墙地砖 墙地砖是墙砖和地砖的总称，由于目前其发展趋向为产品作为墙、地两用，故称为墙地砖，实际上包括建筑物外墙装饰贴面用砖和室内外地面装饰铺贴用砖。 3．陶瓷锦砖 俗称马赛克，足以优质瓷土烧制成的小块瓷砖。出厂前按设计图案将其反贴在牛皮纸上，每张大小约30cm，称作一联。 (三)其他饰面材料 1．石膏饰面材料 石膏饰面材料均以建筑石膏为主要原料，掺适量纤维增强材料(玻璃纤维、石棉等纤维及107胶等胶粘剂)和外加剂制成。装饰石膏板按防潮性能分为普通板与防潮板两类。石膏板主要用作室内吊顶及内墙饰面。 2．塑料饰面材料 塑料饰面材料包括各种塑料壁纸、塑料装饰板材(塑料贴面装饰板、硬质PVC板、玻璃钢板、钙塑泡沫装饰吸声板等)、塑料卷材地板、块状塑料地板、化纤地毯等。 3．木材、金属等饰面材料 此类饰面材料有薄木贴面板、胶合板、木地板、铝合金装饰板、彩色不锈钢板等。 三、建筑玻璃 玻璃是以石英砂、纯碱、石灰石和长石等主要原料以及一些辅助材料在高温下熔融、成型、急冷而形成的一种无定形非晶态硅酸盐物质，是各向同性的脆性材料。 (一)平板玻璃 1．普通平板玻璃 土木建筑工程中所用的普通平板玻璃的厚度有2、3、4、5、6、7、8、10、12mm，透光度很高，可通过日光的80％以上。耐酸能力强，但不耐碱。 2．磨砂玻璃 3．压花玻璃 4．彩色玻璃 (二)安全玻璃 1．钢化玻璃 其特点是强度比平板玻璃高4-6倍，抗冲击性及抗弯性好，破碎时碎片小且无锐角，不易伤人。主要用于高层建筑门窗、隔墙等处。钢化玻璃不能切割磨削，边角不能碰击。 2．夹丝玻璃 将预先编好的钢丝压入软化的玻璃中即为夹丝玻璃。破碎时碎片仍附着在钢丝上，不伤人。这种玻璃抗冲击性能及耐温度剧变的性能好，抗折强度也比普通玻璃高。 3．夹层玻璃 夹层玻璃是将两片或多片平板玻璃用聚乙稀醇缩丁醛塑料衬片粘合而成。夹层玻璃抗冲击性及耐热性好，破碎时产生辐射状裂纹，不伤人。 (三)其他玻璃 1．热反射玻璃 在玻璃表面涂敷金属或金属氧化膜即可得到热反射玻璃。因具有较高的热反射性能，故又称镜面玻璃。多用于门窗上或制造中空玻璃或夹层玻璃。近年来广泛用作高层建筑的幕墙玻璃。幕墙内看窗外景物清晰，而室外却看不清室内。 2004考题．为了在室内能欣赏窗外景物而不让在室外的人看清室内，幕墙玻璃应选用( )。 A．光致变色玻璃 B．热反射玻璃 C．光珊玻璃 D．吸热玻璃 2．吸热玻璃 3．光致变色玻璃 4．中空玻璃 用两层或两层以上的平板玻璃，四周封严，中间充干燥气体，即为中空玻璃。这种玻璃具有良好的保温、绝热、吸声等性能，在建筑上应用较多。 5．玻璃马赛克(玻璃锦砖)适于建筑物的外墙饰面。 6．玻璃空心砖用来砌筑透光墙体或彩灯地面等。 7．镭射玻璃(光栅玻璃)多用于某些高档建筑及娱乐建筑的墙面或装饰。 . 四、建筑装饰涂料 1． 建筑装饰涂料的基本组成 目前，合成树脂在很大程度上已取代了天然树脂，正式命名为涂料，所以油漆仅是一类油性涂料。根据涂料中各成分的作用，其基本组成可分为主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质三部分。 (1)主要成膜物质。主要成膜物质也称胶粘剂。它的作用是将其他组分粘结成一个整体，并能牢固附着在被涂基层表面形成坚韧的保护膜。 (2)次要成膜物质。次要成膜物质不能单独成膜，它包括颜料与填料。填料能增加涂膜厚度，提高涂膜的耐磨性和硬度，减少收缩，常用的有碳酸钙、硫酸钡、滑石粉等。 (3)辅助成膜物质。辅助成膜物质不能构成涂膜，但可用以改善涂膜的性能或影响成膜过程，常用的有助剂和溶剂。助剂包括催干剂(铝、锰氧化物及其盐类)、增塑剂等；溶剂则起溶解成膜物质、降低粘度、利于施工的作用，常用的溶剂有苯、丙酮、汽油等。 2．对外墙涂料的基本要求 外墙涂料主要起装饰和保护外墙墙面的作用，要求有良好的装饰性、耐水性、耐候性、耐污染性和施工及维修容易。 3．对内墙涂料的基本要求 色彩丰富、细腻、调和。耐碱性、耐水性，耐粉化性良好。 透气性良好。涂刷方便，重涂容易。 4．对地面涂料的基本要求 耐碱性良好。耐水性良好。耐磨性良好。抗冲击性良好。与水泥砂浆有好的粘结性能。涂刷施工方便，重涂容易。 2004考题．与内墙及地面涂料相比，对外墙涂料更注重( A )。 A．耐候性 B．耐碱性 C．透气性 D．耐粉化性 |
