土建材料培訓(xùn)課件第一章：土建材料概述土建材料的重要性30-50%成本占比在建筑工程總成本中，材料費用通常占30%至50%，是最大的成本組成部分70%質(zhì)量影響材料質(zhì)量對建筑工程總體質(zhì)量的影響可達70%以上50年+壽命決定高質(zhì)量材料可使建筑壽命延長50年以上，降低后期維護成本土建材料分類總覽天然材料直接從自然界獲取，經(jīng)簡單加工后使用的材料石材：花崗巖、大理石、砂巖等砂：河砂、海砂、山砂等粘土：用于制造磚、瓦等建筑材料人工材料通過工業(yè)化生產(chǎn)制造的建筑材料水泥：建筑的"膠水"，粘結(jié)其他材料混凝土：由水泥、砂石、水組成的復(fù)合材料鋼筋：提供建筑結(jié)構(gòu)的抗拉強度材料選擇的關(guān)鍵因素經(jīng)濟性初始采購成本運輸與施工成本維護與更換周期費用生命周期綜合成本物理性能抗壓、抗拉、抗彎強度耐久性與抗老化能力彈性模量與變形特性防火、隔熱、隔音性能環(huán)境影響資源可持續(xù)性生產(chǎn)能耗與碳排放有害物質(zhì)含量可回收與再利用性第二章：石材及其性能石材的地質(zhì)分類火成巖由巖漿冷卻凝固而成，結(jié)構(gòu)致密，強度高花崗巖：石英、長石為主，硬度高，耐磨損玄武巖：色澤深，密度大，耐壓性好沉積巖由沉積物壓實膠結(jié)而成，層理明顯砂巖：砂粒膠結(jié)，強度中等，加工性好石灰石：主要成分為碳酸鈣，易加工但耐酸性差變質(zhì)巖由原巖在高溫高壓下重結(jié)晶形成大理石：碳酸鹽變質(zhì)巖，紋理美觀，常用于裝飾石材的物理性能強度特性石材普遍具有高抗壓強度，但抗拉強度通常僅為抗壓強度的1/10左右。耐久性能95%耐風化性花崗巖具有極高的耐風化能力，在惡劣環(huán)境中性能穩(wěn)定80%耐腐蝕性石灰石和大理石對酸性物質(zhì)敏感，在工業(yè)區(qū)和酸雨地區(qū)易腐蝕90%耐凍融性致密石材的耐凍融性好，多孔石材在寒冷地區(qū)易受損石材應(yīng)用案例北京故宮石材選用與維護漢白玉：臺基、欄桿、橋梁等青石：鋪地、踏步花崗巖：承重構(gòu)件600年來歷經(jīng)風雨，仍保持完好，彰顯石材優(yōu)異耐久性高速公路路基石料標準碎石強度要求：≥80MPa磨耗率：≤28%針片狀含量：≤15%第三章：水泥及其制造工藝水泥的組成與作用石灰石粘土石膏其他礦物材料水泥的主要成分比例水泥的主要作用膠結(jié)作用：將砂、石等骨料粘結(jié)成整體填充作用：填充骨料間隙，提高密實度水化反應(yīng)：與水反應(yīng)后硬化，形成強度水泥制造流程1原料準備開采石灰石和粘土，經(jīng)破碎后按比例配料石灰石含CaO：60-65%粘土含SiO?和Al?O?：20-25%2生料粉磨將原料磨成細粉，提高反應(yīng)活性細度要求：80μm篩篩余≤12%球磨機或立磨進行粉磨3熟料煅燒生料在回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)1450°C高溫煅燒形成C?S、C?S等水泥礦物能耗占水泥生產(chǎn)總能耗的70%以上4熟料粉磨熟料與石膏共同粉磨成細粉石膏添加量：3-5%比表面積：300-400m2/kg不同類型水泥介紹普通硅酸鹽水泥最常用的水泥類型，強度發(fā)展均衡28天抗壓強度：42.5-52.5MPa適用范圍：一般混凝土結(jié)構(gòu)水化熱適中，收縮變形小快硬水泥早期強度發(fā)展快，適用于急需使用的工程3天抗壓強度≥32.5MPa適用于冬季施工、搶修工程水化熱高，收縮大，需注意養(yǎng)護抗硫酸鹽水泥抗化學腐蝕能力強，適用于特殊環(huán)境C?A含量≤3.5%適用于海水、污水處理等工程強度發(fā)展較慢，耐久性好第四章：砂、骨料及其質(zhì)量控制砂和骨料是混凝土的骨架，占混凝土體積的70%以上。本章將探討砂、骨料的分類、性能及質(zhì)量控制要點。砂的分類與用途1天然河砂由河流沖刷形成，顆粒圓潤，級配好顆粒形狀：圓形或次圓形表面特征：光滑級配：天然級配，均勻性好應(yīng)用：高質(zhì)量混凝土，尤其是高強混凝土2機制砂通過機械破碎巖石制成，棱角明顯顆粒形狀：有棱角，表面粗糙級配：可人工調(diào)整微粉含量：較高，需控制應(yīng)用：普通混凝土，尤其是在河砂資源緊缺地區(qū)細骨料在混凝土中起填充粗骨料空隙、改善混凝土工作性和密實度的作用。骨料的分類粗骨料分類碎石：由巖石破碎而成，棱角分明礫石：天然卵石，表面圓滑輕質(zhì)骨料：頁巖、浮石等制成，密度低再生骨料：由建筑廢棄物加工而成粒徑分級根據(jù)粒徑大小分為不同等級：5-10mm：小石子10-20mm：中石子（最常用）20-40mm：大石子對混凝土性能影響強度：提供混凝土的骨架強度變形：限制混凝土的收縮耐久性：影響混凝土的密實度和抗?jié)B性粗骨料的質(zhì)量直接影響混凝土的強度和耐久性，是混凝土配合比設(shè)計的重要組成部分。骨料質(zhì)量檢測要點粒徑分布通過篩分試驗確定骨料的級配曲線連續(xù)級配：工作性好，密實度高間斷級配：易離析，不宜使用含泥量泥土和粉塵含量檢測砂允許含泥量：≤3%石允許含泥量：≤1%超標會降低混凝土強度吸水率骨料吸收水分的能力普通骨料：0.5-2%輕質(zhì)骨料：5-20%影響混凝土用水量密度表觀密度和堆積密度表觀密度：2.5-2.8g/cm3堆積密度：1.4-1.6g/cm3用于計算配合比骨料質(zhì)量檢測是混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制的第一道關(guān)口，必須嚴格把關(guān)，確保骨料滿足設(shè)計要求。第五章：混凝土基礎(chǔ)知識混凝土是當代最重要的建筑材料，年產(chǎn)量超過100億噸。本章將介紹混凝土的組成、性能與施工工藝?；炷两M成與配比水泥砂石水空氣典型混凝土體積組成比例配合比設(shè)計原則混凝土配合比通常表示為水泥:砂:石:水的質(zhì)量比常用配合比參考C20混凝土：1:2.5:4.0:0.6C30混凝土：1:1.8:3.2:0.5C40混凝土：1:1.4:2.6:0.4摻合料與外加劑粉煤灰：提高工作性，降低水化熱礦渣粉：提高耐久性減水劑：降低水灰比，提高強度引氣劑：提高抗凍性混凝土性能指標抗壓強度混凝土最基本的力學性能指標等級：C15-C80，數(shù)字表示立方體抗壓強度（MPa）標準養(yǎng)護28天測定影響因素：水灰比、水泥強度、骨料質(zhì)量、養(yǎng)護條件工作性反映混凝土施工易性的指標坍落度：評價混凝土流動性，常用30-180mm擴展度：自密實混凝土的流動性指標影響因素：水量、砂率、外加劑耐久性與收縮性反映混凝土長期使用性能抗?jié)B性：P6-P12，數(shù)字表示抗?jié)B水壓（MPa）抗凍性：F50-F300，數(shù)字表示凍融循環(huán)次數(shù)干燥收縮值：通常為(300-500)×10??混凝土施工工藝攪拌按配合比將各材料攪拌均勻強制式攪拌機，攪拌時間≥2分鐘先加入骨料和部分水，再加水泥，最后加剩余水運輸將混凝土從攪拌點運至澆筑位置運輸時間控制在90分鐘內(nèi)防止離析和水分蒸發(fā)澆筑將混凝土倒入模板中分層澆筑，每層厚度30-50cm連續(xù)澆筑，避免冷縫振搗排除混凝土中的氣泡，提高密實度插入式振動器，間距不大于振動器作用半徑的1.5倍振搗到混凝土表面不再出現(xiàn)氣泡，表面平整養(yǎng)護保持混凝土濕潤，促進水化反應(yīng)澆水養(yǎng)護或覆蓋養(yǎng)護養(yǎng)護時間不少于7天，高強混凝土不少于14天第六章：鋼筋及其應(yīng)用鋼筋是混凝土結(jié)構(gòu)中不可或缺的增強材料，為混凝土提供抗拉能力。本章將介紹鋼筋的種類、性能及應(yīng)用。鋼筋的種類與規(guī)格鋼筋種類光圓鋼筋（HPB300）：表面光滑，主要用于箍筋熱軋帶肋鋼筋（HRB335/400/500）：表面有肋，抗滑移能力強冷軋帶肋鋼筋（CRB550/600）：強度高，用于特殊結(jié)構(gòu)不銹鋼鋼筋：耐腐蝕性好，用于特殊環(huán)境常用規(guī)格直徑(mm)單位重量(kg/m)主要用途60.222箍筋80.395箍筋、分布筋120.888受力鋼筋161.578主筋202.466主筋253.853主筋鋼筋的選擇應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)需求、環(huán)境條件和經(jīng)濟性綜合考慮，確保結(jié)構(gòu)安全的同時降低工程成本。鋼筋性能要求強度指標屈服強度：鋼筋開始產(chǎn)生塑性變形的應(yīng)力，決定結(jié)構(gòu)承載力抗拉強度：鋼筋斷裂前的最大應(yīng)力，反映極限承載力屈強比：屈服強度與抗拉強度之比，反映塑性變形能力延展性指標伸長率：斷裂時伸長量與原長之比，反映延展性冷彎性能：鋼筋在冷態(tài)下彎曲能力，反映韌性疲勞性能：在交變荷載下的抗疲勞能力焊接性能化學成分：碳當量低于0.55%，確保良好焊接性接頭強度：焊接接頭抗拉強度不低于鋼筋抗拉強度的90%接頭韌性：焊縫及熱影響區(qū)應(yīng)有足夠的塑性變形能力鋼筋的等級標記中，數(shù)字表示其屈服強度。例如HRB400表示熱軋帶肋鋼筋，屈服強度為400MPa。鋼筋質(zhì)量直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全，必須嚴格控制其化學成分和機械性能，確保滿足設(shè)計要求。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)勢力學性能互補混凝土抗壓強度高但抗拉強度低，鋼筋抗拉強度高，二者完美互補混凝土：承擔結(jié)構(gòu)的壓應(yīng)力鋼筋：承擔結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力復(fù)合效果：整體承載力提高3-5倍良好的粘結(jié)性混凝土與鋼筋之間具有優(yōu)良的粘結(jié)力，可協(xié)同工作帶肋鋼筋提高機械錨固力混凝土保護鋼筋不受腐蝕熱脹系數(shù)相近，減少內(nèi)部應(yīng)力適應(yīng)性強可根據(jù)受力需求靈活調(diào)整鋼筋布置，適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)形式高層建筑：框架、剪力墻結(jié)構(gòu)大跨結(jié)構(gòu)：梁、板、拱、殼結(jié)構(gòu)地下結(jié)構(gòu)：隧道、地下室、基礎(chǔ)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已成為當代最主要的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)用于從民用住宅到大型基礎(chǔ)設(shè)施的各類工程中。第七章：材料檢測與質(zhì)量控制材料檢測是確保工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本章將介紹常見的材料檢測方法與質(zhì)量控制措施。混凝土坍落度測試坍落度測試意義坍落度是評價混凝土工作性的最常用指標，反映混凝土的流動性和粘聚性。不同工程要求不同的坍落度值：基礎(chǔ)工程：30-50mm一般結(jié)構(gòu)：50-100mm泵送混凝土：120-180mm測試步驟01濕潤坍落筒和搗棒，將坍落筒放在平整表面上02分三層填充混凝土，每層用搗棒搗實25次03刮平表面，垂直緩慢提起坍落筒04測量坍落高度，記錄混凝土的坍落值05觀察混凝土形態(tài)，判斷是否離析或泌水注意事項測試時間不超過混凝土拌制后15分鐘整個操作應(yīng)在30秒內(nèi)完成若坍落形態(tài)不對稱，應(yīng)重新取樣測試材料質(zhì)量檢測案例水泥細度檢測通過勃氏比表面積儀測定水泥比表面積標準要求：≥300m2/kg影響：細度越大，水化速度越快測試頻率：每批次/每200噸骨料含泥量檢測通過泥漿瓶試驗測定骨料中泥粉含量砂允許值：≤3%石允許值：≤1%影響：含泥量過高降低混凝土強度測試頻率：每400m3鋼筋拉伸試驗通過萬能試驗機測定鋼筋力學性能測試項目：屈服強度、抗拉強度、伸長率取樣要求：每批次/每60噸評定標準：HRB400鋼筋屈服強度≥400MPa材料檢測是質(zhì)量控制的重要手段，