材料员考试管理实务考点知识

发布时间：2021-02-06 热度：1166

混凝土施工温度与裂缝防治

在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义。施工中由于温度而产生的裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。有必要对其成因和处理措施进行研究。

一、裂缝原因

混凝土硬化期间水泥释放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝土的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

二、温度应力分析

温度应力的形成过程可分为早中晚三个阶段。

(1)早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。

(2)中期：自水泥放热作用基本结束至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相迭加，在此期间混凝土的弹性模量变化不大。

(3)晚期：混凝土完全冷却后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。

三、温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝，减轻温度应力可从控制温度和改善约束条件两方面着手。

控制温度的措施如下：

(1)改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。

(2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。

(3)夏季浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。

(4)在混凝土中埋设水管，通入冷水降温。

(5)规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。

(6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

改善约束条件的措施有三条，合理地分缝分块;避免基础过大起伏;合理安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝。

为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。

四、混凝土的早期养护

实践证明，混凝土常见裂缝大多是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降形成裂缝。混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。

从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝;防止混凝土超冷，应尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度;防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。

混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两方面效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩;另一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。

高性能混凝土的配制方法及施工技术

以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥为主要成份，加入外加剂和8%～30%的钙铝硅复合掺合料，其外加剂是含有保塑剂的复合减水剂或复合复合防冻剂，还加入8%～15%的膨胀剂，强度等级达到C80～C120，密实性好，可避免混凝土表面裂缝，流动性好，可大规模泵送施工。较C40强度的混凝土自重减轻40% ，造价降低16%，适用于大跨度桥梁及高层建筑的梁柱。 

此项技术由北京城建集团总公司混凝土分公司于1997年3月10日申请发明专利，于1998年9月16日公开，公开号CN1193002A。

1,用沸煮法检验体积安全性,只能抽查出由游离Cao所引起的安全性不良.

2,活性混合材料的订要化学成分是活性氧化硅和活性氧化铝.

3,造成水泥石腐蚀的内因是水泥石中存在Ca(OH)2和 3CaO,Al2O36H2O

4,欲制取低热水泥,应提高硅酸盐水泥材料中C2S矿物含量.

5,处于含碳酸水中的水泥石能否遭受腐蚀,要看水中的碳酸浓度和Ca(OH )2 含量才能确定.

6,活性混合材料能与水泥水化产物中的Ca(OH )2发生反应.

7,矿渣,粉煤灰水泥泌水性大.

8,严寒地区水位升降范围内的砼宜选用硅酸盐或普硅水泥.

9,水泥石组成中凝胶体含量增加,水泥强度提高.

10,六种常用水泥中普硅和火山灰硅盐水泥的抗渗性好.

11,水泥强度发展的规律是早期快后期慢.

12,低温季节,采用自然养护的砼工程,不宜选用火山灰,矿渣,粉煤灰.

13,矿渣(火山灰,粉煤灰)水泥早期强度低的主要原因是因为矿渣(矿渣,粉煤灰)水泥的熟料含量小于普通水泥.

14,C3S的主要特性硬化快,强度高,放热多.

15,海水中的镁盐对水泥石有腐蚀作用.

16,工厂预制构件蒸汽砼宜选用火山灰,矿渣,粉煤灰水泥.

17,安定性不合格水泥(不得使用)

18,干燥地区夏季施工现浇砼不宜使用火山灰和粉煤灰水泥.

19,硅酸盐水泥质量是标主要包括强度,细度,凝结时间,体积安定性等项.

20,掺活性混合材料的水泥抗碳化能力差的原因是由于Ca(OH)2的存在.

21,烧结硅酸盐水泥的主要原料是 石灰石,黏土,铁矿石 .

22,硅酸盐水泥燃料中占总的燃料最高的矿物为C3S.

23,作为水泥混凝土合材料的激发剂主要指Ca(OH)2和石膏.

24,硅酸盐水泥的水化产物有水化硅酸钙,水化铁酸钙凝胶,氢氧化钙,水化铝酸钙,水化硫铝酸钙 晶体.

25,道路砼或地面砂浆不宜选用粉煤灰和火山灰水泥.

26.水泥浆体在凝结硬化过程中体积变化的均匀性称为水泥的体积安定性_.

黑色金属、钢和有色金属

在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。

1、黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。 把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁(液状)，把液状铸铁浇铸成铸件，这种铸铁叫铸铁件。铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。

2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。

3、有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属，此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等。

高性能混凝土的配制方法及施工技术

以硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥为主要成份，加入外加剂和8%～30%的钙铝硅复合掺合料，其外加剂是含有保塑剂的复合减水剂或复合复合防冻剂，还加入8%～15%的膨胀剂，强度等级达到C80～C120，密实性好，可避免混凝土表面裂缝，流动性好，可大规模泵送施工。较C40强度的混凝土自重减轻40% ，造价降低16%，适用于大跨度桥梁及高层建筑的梁柱。 

此项技术由北京城建集团总公司混凝土分公司于1997年3月10日申请发明专利，于1998年9月16日公开，公开号CN1193002A。

提高混凝土强度的两种方法

目前工程中常用的两种掺料即硅粉与减水剂进行比较。这两种外掺料的作用机理完全不同，减水剂仅仅是使混凝土混合料的有效水灰比发生变化，使水泥石发挥其应有强度，但最大不会超过其固有强度;而硅粉则参与了水化并产生有助于增强的物质，既改善了原有水泥石结构组成，又改善了水泥石的宏观结构，在充分发挥水泥石强度的同时，又附加了一个强度组成，总强度是由两种强度复合而成，因此可以获得比水泥石固有强度(200～300MPA)更高的强度值，打破了混凝土强度受水泥强度制约的经典理论。因此，硅粉的潜在优势比减水剂大得多。但是，由于硅粉颗粒细，表面积大，需水量大，为保证混凝土混合料的工作性，还需用双掺技术配制超高混凝土。

材料的基本物理性质

密度、表观密度、堆积密度

密度(ρ)：是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。

表观密度(ρ0)：是指材料在自然状态下单位体积的质量。

堆积密度(ρ0‘ )：指粉状、颗粒状或纤维材料在堆积状态下单位体积的质量。

在建筑工程中，计算材料用量、构件自重、配料计算、确定堆放空间及运输量是，经常要用到材料的密度、表观密度和堆积密度等数据。常用建筑材料的有关数据，例如：

钢材密度为7.85g/cm3;

水泥密度为3.1g/cm3;

砂密度为2.6g/cm3，堆积密度为1450~1650kg/m3;

碎石密度为2.6g/cm3，堆积密度为1400~1700kg/m3;

烧结空心砖密度为2.5g/cm3，表观密度为1000~1400kg/m3;

普通混凝土表观密度为2100~2600kg/m3;

保温板表观密度为20~50kg/m3。

材料的密实度与孔隙率

密实度(D)：指材料体积内被固体物质所充实的程度.

孔隙率(P)：是指材料体积内，孔隙所占的比例。孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。建筑材料的很多工程性质，如强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性、吸声性等都与材料的致密程度有关。

材料的填充率与空隙率

填充率：是指粉状或颗粒材料在一定堆积体积内，被其颗粒填充的程度。

空隙率：是指粉状或颗粒材料在一定堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的比例。

空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒之间相互填充的致密程度。空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算砂率的依据。

建筑材料的定义与分类

定义

建筑材料：是指用于建筑结构物的所有材料的总称。建筑材料的品种、性能和质量，在很大程度上决定着建筑物的坚固、实用、和美观，又在很大程度上影响着结构形式和施工速度。建筑材料是建筑、结构、施工、预算的物质基础。

分类

建筑材料的种类繁多，常见的分类方法是按材料的化学成分、用途、功能等分类。

1)按化学成分分类

2)按用途分为：建筑结构材料、墙体材料和建筑功能材料

材料与水有关的性质

1 亲水性与憎水性

材料与水接触时，根据其是否能被水润湿，将材料分为亲水性与憎水性两大类。

——不同性质材料的保存条件有区别，亲水性材料一定要防水防潮，例如水泥、干粉砂浆的就必须防潮，防淋雨等。

2 吸水性

材料在水中吸收水分的性质称为吸水性。吸水性的大小用吸水率表示。

3 吸湿性

材料在潮湿的空气中吸收空气中水分的性质称为吸湿性。吸湿性用含水率表示。

——材料含水后，可使质量增加，强度降低，绝热性能下降，抗冻性变差，有时还会发生体积膨胀。所以对工程中的有些材料要特别注意采取有效的防护措施。

4 耐水性

材料长期在饱和水作用下不破坏，其强度也不显著降低的性质称为耐水性。耐水性用软化系数K软来表示，K软取值范围在0~1之间，其值越大，表明材料的耐水性能越好。软化系数K软有时可作为选择材料的依据，长期处于水中或潮湿环境中的重要建筑物或构筑物，必须选择软化系数K软大于0.85的材料。通常认为，软化系数K软大于0.85的材料是耐水材料。

有些材料复验时有耐水性的要求，例如外墙涂料、醇酸磁漆等。

5 抗渗性(又称不透水性)

材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性，用渗透系数表示。

对于混凝土、砂浆和灌浆材料，其抗渗性能常用抗渗等级表示，即

P=10PH-1

式中 P—抗渗等级;

PH—试件开始渗水时的水压力，MPa。

例如，混凝土抗渗等级设计为P8，P12，分别表示试件抵抗静水水压力的能力为0.8 MPa和1.2 MPa。

材料抗渗性能的好坏，与材料的密实性和孔隙的构造特征有密切的关系。高密实性或封闭孔隙的材料具有较高的抗渗性。地下建筑、水工构筑物和防水工程，均要求有较高的抗渗性。

6 抗冻性

材料在饱和水作用下，能经受多次冻融循环的作用而不被破坏，强度不显著降低，且其质量也不显著减少的性质称为抗冻性。

通常将经过水饱和的材料试件在-15℃～+20℃经过(一次冻融循环)环境中所能抵抗的冻融循环次数，作为评价抗冻性的指标，称为抗冻标号。如D50，D75，D 150等，分别表示材料经过50次，75次，150次冻融循环，而未超过规定的损失程度。

材料遭受冻结破坏，主要是因浸入材料孔隙中的水结冰产生的膨胀应力以及冻融时的温差应力产生的破坏作用。抗冻性良好的材料，对于抵抗温度变化、干湿交替等破坏作用的性能也较强。所以，抗冻性常作为评价材料耐久性的一个重要指标。

——北方施工用的墙体材料就有抗冻性指标要求

——为什么冬季(温度低于5℃时)施工混凝土要采取措施防冻