学习情境 : 混凝土制备与检测

1. 学习情境:混凝土制备与检测

2. 任务: 根据图纸中相应的设计规定，完成某单层砖混结构房屋建筑的柱、梁、板的混凝土的制备与浇注。

3. 学习目标： (1)完成钢筋混凝土梁、板、柱、楼梯的混凝土制备； （2）完成混凝土检测； （3）完成钢筋混凝土梁、板、柱、楼梯的混凝土浇筑； （4）完成钢筋混凝土梁、板、柱、楼梯混凝土的质量检查，具有安全、文明施工、劳动保护意识。

4. 学习单元: 1.水泥的准备与检测 2.骨料的准备与检测 3.混凝土拌合物和易性检测 4.混凝土的配合比设计与强度检测 2.混凝土的浇注

5. 学习单元一：水泥的准备与检测

6. 学习目标 • 能完成水泥进场合格性验收 • 会进行现场抽样复验 训练项目 • 水泥安定性的检测 • 水泥的标准稠度用水量 • 水泥强度检测

7. 2．具体要求 • 学习水泥知识 • 检测水泥标准稠度用水量 • 检测水泥安定性 • 检测水泥胶砂强度 • 根据检测数据评定水泥是否合格 • 根据检测数据评定水泥强度等级

8. 气硬性胶凝材料 1. 石 膏 2. 石 灰 3. 水 玻 璃 石灰窑 石膏

9. 一、胶凝材料定义：在建筑工程中，将两种材料或散粒状材料胶结在一起的材料，称为胶凝┄胶结材料。通常将无机胶凝材料称为胶凝材料，将有机胶凝材料称为胶结材料。一、胶凝材料定义：在建筑工程中，将两种材料或散粒状材料胶结在一起的材料，称为胶凝┄胶结材料。通常将无机胶凝材料称为胶凝材料，将有机胶凝材料称为胶结材料。 二、分类

10. 2.1 石 膏 2.1.1石膏的原料 1.天然二水石膏： 又称生石膏（CaSO4 ·H20 ) , 是由含两个结晶水的硫酸钙所组成的沉积岩石。 2.天然硬石膏： 又称为无水石膏，主要是由无水硫酸钙（CaSO4 ) 组成的沉积岩石。

11. 2.1.2建筑石膏的性能 1.凝结硬化快 石膏加水拌和后，在6～10min便 开始失去可塑性,终凝不超过30 min，一般加硼砂、 亚硫酸盐纸浆废液等缓凝剂 。 2.硬化后体积微膨胀 石膏浆体在凝结硬化时会 产生微膨胀(0.5～1.0%)，这使石膏制品的表面光滑、 细腻、形体饱满，所以适合制作建筑装饰制品 。

12. 3.硬化后孔隙率大 石膏硬化后具有很大孔隙率，因而强度低(7d为8～12 Mpa)，抗冻性、抗渗性及耐水性较差。但具有轻质、保温隔热、吸声、吸湿的特点 。 4.阻火性好，耐火性差 遇火时，二水石膏的结晶水蒸发，吸收热量，水蒸气还能起到阻火的作用。但二水石膏脱水后，强度迅速下降，因而耐火性差 。 5.具有良好的可加工性 石膏制品，具有可锯、可刨、可钉性 。

13. 2.1.3建筑石膏的应用 一 、石 膏 板 1.纸面石膏板 以建筑石膏为主要原料，掺加少量外加材料，如 填充料，发泡剂、缓凝剂等，加水搅拌、浇注辊压后作芯材，两 面用纸作护面制成。主要用于内墙、隔墙、天花板等处 。 2.石膏空心条板 以建筑石膏为主要原料，掺加适量填充料或少 量纤维材，加水搅拌、振捣成型、抽芯、脱模、烘干而成, 该板 不用纸，不用胶，强度高。可用作内隔墙，安装时不需龙骨。 纸面石膏板

14. 3.石膏装饰板 石膏装饰板是以建筑石膏为主要原料，掺加少量纤维增强材料和胶结料，加水搅拌制成。装饰板有平板、多孔板、花纹板、浮雕板等多种 。 4.纤维石膏板 以建筑石膏为主要原料，掺适量纤维增强材料制成，其抗弯强度高，可用于内墙和隔墙，也可代替木材作家具 此外尚有石膏蜂窝板、防潮石膏板、石膏矿棉复合板等品种。 木纤维增强石膏板

15. 二、 粉 刷 石 膏 在建筑石膏中加入其他石膏（硬石膏或煅烧粘土质石 膏）、各种缓凝剂（木质磺酸钙等）及附加材料（石灰 、烧粘土、氧化铁红等）可制成像水泥一样在施工中现场 拌制的新型抹灰材料┄粉刷石膏。它具有表面坚硬,光滑细 腻 ,粘结力强、不裂、不起鼓、防火、保温、调湿、施工 方便，可实现机械化施工。可用于办公楼、住宅楼等的墙 面、顶棚等。

16. 2.2 石 灰 • 2.2.1 石灰的生产 • 2.2.2 石灰的熟化 • 2.2.3 石灰的特性 • 2.2.4 石灰的运用 石灰窑炉

17. 2.2.1 石灰的生产 石灰是以碳酸钙为主要成分的石灰岩煅烧 (1000～1100℃)而成。煅烧时石灰岩中碳酸钙和碳酸镁分解，生成氧化钙、氧化镁( 称为生石膏）和二氧化碳气体, 反应式如下 ： CaCO3 == CaO + CO2↑ MgCO3 == MgO +CO2↑ 氧化钙、氧化镁称为生石灰。

18. 2.2.2石灰的熟化 1.概念 生石灰加水生成熟石灰的过程，称为石灰的熟化或消解。 反应如下 ：CaO + H2O = Ca(OH )2 + 64.9 kJ MgO + H2O = Mg(OH)2 + 64.9 kJ 氢氧化钙、氢氧化镁称为熟石灰。 2.熟化时的现象(1) 石灰熟化过程中水化热较大 (2) 外观体积约增加 1.5至2 倍

19. 3.结论生石灰使用前必须熟化 。 4.熟化时注意事项 为了消除过火石灰的危害， 须将石灰在化灰池内放置两周以上，称为“ 陈 伏 ” ；“ 陈伏” 期间石灰膏表面应保持一层 水膜，防止其碳化 。

20. 2.2.3 石 灰 的 特 性 1. 良好的保水性 于氢氧化钙粒子极细(直径约1μm)，数量多，总表面积大，能吸附水膜而不易失去。利用保水性好的特性拌制石灰砂浆或石灰混合砂浆 。 2. 凝结硬化慢、强度低 石灰浆碳化在表面形成碳酸钙外壳，碳化作用难以深入，内部水分又不易蒸发，因此凝结硬化缓慢。硬化后的强度也不高, 1:3 的石灰砂浆28天的抗压强度为 0.2～0.5 MPa

21. 3. 耐水性差 石灰浆体在潮湿环境中，难以晶体析出，凝结硬化不会进行。而硬化后的石灰长期受水浸泡，氢氧化钙晶体也会重新溶于水，使硬化的石灰溃散 。 4. 硬化后体积收缩大 石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起毛细管显著的收缩，从而造成了体积极大的收缩。

22. 石灰硬化收缩 产生的裂缝 石灰砂浆墙面因 受潮而脱落 • 强度低 • 体积收缩大 • 耐水性差

23. 2.2.4 石灰的应用 1.砂浆 常用于配制石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆。 2.粉刷 石灰膏加水拌合，可配制成石灰乳，用于粉刷墙面。 3.石灰土和三合土 石灰土由石灰、粘土组成 , 三合土由石灰粘土和碎料(砂、石渣、碎砖等)组成。石灰土或三合土其耐水性和强度均优于纯石灰。广泛用于建筑物的基础垫层和临时道路。

24. 4. 水泥和硅酸盐建筑制品 石灰是生产灰砂砖、蒸养粉煤灰砖、粉煤灰砌块或墙用板材等的主要原料。也是各种水泥的主要原料。 5. 碳化石灰板 在磨细生石灰中掺加玻璃纤维、植物纤维、轻质骨料等，用碳化的方法使氢氧化钙碳化成碳酸钙，即为碳化石灰板。用作隔墙、天花板等。

25. 三合土用作铺筑步道砖的垫层 三合土桩 • 配制石灰砂浆、石灰乳 • 配制石灰土、三合土 • 生产碳化石灰板 • 加固含水的软土地基

26. 水 泥 3.1 硅酸盐水泥原料及矿物组成 3.2 硅酸盐水泥 3.3 硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化过程 3.4 硅酸盐水泥的技术性质和应用 3.5 掺混合材料的硅酸盐水泥 3.6 特种水泥 3.7 水泥的验收、保管与应用

27. 3.1 硅酸盐水泥原料及矿物组成 • 3.1.1硅酸盐水泥的原料与生产 硅酸盐水泥生产的原材料、主要工艺流程如下: 煅烧 加石膏、粉磨 生料 熟料 水泥

28. 3.1.2 硅酸盐水泥熟料组成 • 硅酸三钙(C3S) • 硅酸二钙(C2S) • 铝酸三钙(C3A) • 铁铝酸四钙(C4AF) 不同熟料矿物与水作用时表现的性能是不同的，改变水泥熟料 组成的相对含量，水泥的技术性能会随之变化。例如：提高硅酸三 钙的含量，可以制得快硬高强的优质水泥 。

29. 3. 2 硅酸盐水泥 • 3.2.1 硅酸盐水泥定义 • 凡由硅酸盐水泥熟料，掺入适量的石膏经磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥 (国际上通常称为波特兰水泥)。硅酸盐水泥有两种类型，在硅酸盐水泥熟料粉磨过程中不掺入混合材的称为Ⅰ型硅酸盐水泥,代号P·Ⅰ；加入不超过5％混合材的称为Ⅱ型硅酸盐水泥 ,代号P·Ⅱ。在水泥生产过程中加入适量石膏起缓凝作用

30. 3.2.2 硅酸盐水泥的主要品质指标 1.氧化镁:水泥中氧化镁的含量不宜超过5.0% 。 2.三氧化硫:水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5% 。 3.烧失量:Ⅰ型硅酸盐水泥≤3.0%，Ⅱ型硅酸盐水泥≤3.5% 。 4.细度:硅酸盐水泥比表面积勃氏法测定值应大于300m2/kg 。 5.凝结时间:硅酸盐水泥初凝不早于45min，终凝不迟于6.5h 。 6.体积安定性:用沸煮法检验必须合格 。 7.强度等级:按抗压强度和抗折强度划分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R 。

31. 3.3 硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化过程 3.3.1 硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化 1. 水化：硅酸盐水泥遇水后，各熟料矿物与水发生化学反应, 这一过程称为水化，其反应式如下 ： 3( CaO·SiO2 )+ 6 H2O = 3CaO·2SiO2·3 H2O + 3 Ca(OH)2 2( 2CaO·SiO2）+4 H2O = 3CaO·2SiO2·3H2O + Ca(OH)2 3 CaO·Al2O3 + 6 H2O = 3 CaO·Al2O3 ·6 H2O（晶体） 4 CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O = 3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O

32. 水泥熟料单矿物水化时特征

33. 3.3.2 硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化过程 硬化后的水泥石是由胶体粒子、晶体粒子、凝胶孔、毛细孔及未水化的水泥颗粒所组成。其结构如图所示。 A－－未水化水泥颗粒 B－－胶体粒子 C－－晶体粒子 D－－毛细孔（毛细孔水） E－－凝胶孔

34. 3.3.3 环境介质对水泥的侵蚀 硅酸盐水泥硬化后在某些侵蚀性液体或气体作用下， 其结构会逐渐遭到破坏, 使强度降低, 以致溃裂, 这种现 象称为环境介质对水泥的侵蚀。 1. 溶解浸析： 遇水氢氧化钙溶解 。 2.离子交换反应： 通过离子交换反应，硬化水泥浆体可能受到如下四种侵蚀形式： （1）生成可溶性盐 （2）生成不溶性钙盐 （3）镁盐侵蚀 （4）形成膨胀性产物

35. 3.4 硅酸盐水泥的技术性质和应用 3.4.1 硅酸盐水泥的技术性质 1.密度和表观密度 密度在3.1～3.2之间。松散状态时表观密度在900～1300kg/m3之间，紧密状态时可达1400～1700kg/m3。 2.细度 细度是指水泥颗粒的粗细程度。颗粒愈细，表面积愈大，因而水化较迅速，凝结硬化快，早期强度高，但硬化后体积收缩大。而水泥颗粒过粗，不利于强度的发展 。

36. 3.标准稠度用水量 指将水泥净浆调制成标准稠度时所需的水量。标准稠度用水量是作为测定水泥的凝结时间和安定性等所用拌和水量的依据。各种水泥其值在 23～31 % 之间 。

37. 4 . 凝结时间 指从水泥加水拌和起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。水泥的凝结分为初凝和终凝。初凝时间为从水泥加水拌和起至水泥浆开始失去可塑性所需的时间；终凝时间则为从水泥加水拌和起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需时间 。 完全失去可塑性 水泥全部加入水中 开始失去可塑性 初凝 终凝

38. 水泥的初凝不宜过早，以便有足够的时间完 成混凝土和砂浆的搅拌、运输、浇捣和砌筑等施 工操作；国家标准规定硅酸盐水泥、普通硅酸盐 水泥的初凝时间不得早于45min。水泥的终凝不 宜过迟，以使混凝土施工完毕后，尽快达到规定 的强度，以利下一步施工的进行，国家标准规定 硅酸盐水泥终凝时间≤390min，普通硅酸盐水泥 ≤10h。

39. 5. 体积安定性 （1）定义：水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过中，体积变化是否均匀的性质 。 （2）引起体积安定性不良的原因：一般是由于熟料所含①游离氧化钙②游离氧化镁③掺入石膏等量过多所致。这些化合物在水化时体积剧烈膨胀, 引起水泥体积不均匀变化。国家标准规定，水泥体积安定性用煮沸法检验必须合格。测试方法可以是试饼法和雷氏夹法。当有争议时以雷氏夹法为准 。

40. 6.强 度 测定水泥强度时，水泥和标准砂按1:3的比例混合，加入 规定数量的水（水灰比为0.5），经标准试验方法成型，制成 40×40×160 mm的试件，在标准条件下(温度20±1℃，相对湿 度大于90 % ) 养护，进行 3d、28d 龄期的抗折、抗压强度的 测定。根据此强度按国家标准将水泥划分成不同强度等级。并 按3d 强度值分为普通型和早强型（用R表示）。

41. 7. 水化热 水泥在凝结硬化过程中放出的热量（化学热 ）称为水泥的水化热。水化放热对大体积混凝土 会有内热外凉的温度裂缝产生, 是有害的，对建 筑的冬期施工则是有利的 。

42. 3.4.2 硅酸盐水泥的特点与应用 1. 凝结硬化快、强度较高 用于早期强度要求较高、冬季施工和高强混凝土工程。 2. 水化热大 可用于寒冷地区工程。不适用于大体积混凝土。 3. 抗干缩性好，耐磨性好 不易产生干缩裂缝，可用于路面工程 。 4. 耐腐蚀（水）性差 不宜用于与流动淡水或硫酸盐等腐蚀介质接触的工程。 5. 耐热性差 不宜用于有耐热要求的混凝土工程

43. 3.5 掺混合材料的硅酸盐水泥 3.5.1 混合材的概念 在水泥生产时, 所掺入的天然或人工矿物材料, 称为混合材料 混合材料按其是否可发生化学反应可分为活性混合材 和非活性混合材料。非活性混合材料与水泥不能或很少反应生成水化物，在水泥中仅起填充作用。例如石英砂、粘土、石灰岩等。活性混合材料与水泥能生成具有胶凝性的水化物，它可改善水泥的某些性能, 提高水泥产量，降低水泥成本，扩大使用范围，还能充分利用工业废渣。这类混合材料常用的有粒化高炉矿渣、火山灰与粉煤灰等。窑灰是从水泥回窑窑尾废气中收集下的粉尘。窑灰的性能介于非活性混合材料和活性混合材料之间 。

44. 3.5.2 掺混合材料的硅酸盐水泥的种类

45. 3.6 特种水泥 3.7 水泥的验收、保管与应用 水泥的堆放 高铝水泥 彩色水泥方砖

46. 3.6 特 种 水 泥 3.6.1 高 铝 水 泥 3.6.2 快 硬 水 泥 3.6.3 白色水泥和彩色水泥 3.6.4 中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥 3.6.5 道 路 水 泥 3.6.6 膨胀水泥及自应力水泥

47. 3.6.1 高 铝 水 泥 高铝水泥又称矾土水泥。它属于铝酸盐水泥。高铝水泥的强度发展很快，水化放热量基本上与高标号硅酸盐水泥相同，但放热速度极快, 高铝水泥有很好的抗硫酸盐性和抗海水腐蚀能力，甚至比抗硫酸盐的硅酸盐水泥还好。具有一定的耐高温性。它适用于紧急抢修工程、严寒的冬季施工、处于海水或其他侵蚀介质作用、耐热混凝土等。由于高铝水泥的长期强度不稳定，一般不宜用作永久性的承重结构工程。

48. 3.6.2 快 硬 水 泥 快硬水泥有硅酸盐快硬水泥、硫铝酸盐型快硬水泥和氟铝酸盐型快硬水泥等。快硬硅酸盐水泥的强度等级以3d抗压强度来表示, 分为 32.5、37.5、42.5 三个强度等级。硫铝酸盐快硬水泥系列可分为超早强水泥、快硬高强水泥、无收缩水泥、膨胀水泥、自应力水泥、喷射水泥等。

49. 3.6.3 白色水泥和彩色水泥 白色硅酸盐水泥简称白水泥。它与硅酸盐水泥的主要区别在于氧化铁含量少，因而色白。由于水泥中存在氧化铁（Fe2O3）等成分之故。当含量在 3～4% 时，熟料呈暗灰色；在 0.45～0.7% 时，带淡绿色；而降低到 0.35～0.40% 后，略带淡绿，接近白色。白色水泥和彩色水泥主要用于建筑装饰工程。

50. 3.6.4 中热硅酸盐水泥和低热 矿渣硅酸盐水泥 中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥是水化热较低的水泥。降低水泥的水化热和放热速率，主要是选择合理的熟 料矿物组成和粉磨细度以及掺入适量的混合材。中热水 泥和 低热矿渣水泥的初凝不得早于60分钟 , 终凝不得迟于12小时。中热水泥分42.5 级、52.5 级两个强度等级。低热矿渣水泥分32.5级、42.5 级两个强度等级 。