第一篇：各种性能混凝土材料在土木工程中的应用
各种性能混凝土材料在土木工程中的应用
摘要： 对混凝土（高性能混凝土、活性微粉混凝土、低强混凝土、轻质混凝土、钢纤维混凝土、自密实混凝土、智能混凝土等）以及混凝土增强材料(非金属配筋、新型预应力钢棒等)近年的应用与发展，作了简要的论述.关键词： 结构材料 混凝土
混凝土是现代工程结构的主要材料，我国每年混凝土用量约10亿m3，钢筋用量约2500万t，规模之大，耗资之巨，居世界前列。可以预见，钢筋混凝土仍将是我国在今后相当长时期内的一种重要的工程结构材料，物质是基础，材料的发展，必将对钢筋混凝土结构的设计方法、施工技术、试验技术以至维护管理起着决定性的作用。本文对构成钢筋混凝土的主要材料--混凝土及其增强材料的应用与发展，从工程应用角度作简要介绍。混凝土
组成钢筋混凝土主要材料之一的混凝土的发展方向是高强、轻质、耐久（抗磨损、抗冻融、抗渗）、抗灾（地震、风、火〕、抗爆等。1.1 高性能混凝土（high performance concrete，HPC）HPC是近年来混凝土材料发展的一个重要方向，所谓高性能：是指混凝上具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面的优越性能。从强度而言，抗压强度大于C50的混凝土即属于高强混凝土，提高混凝土的强度是发展高层建筑、高耸结构、大跨度结构的重要措施。采用高强混凝土，可以减小截面尺寸，减轻自重，因而可获得较大的经济效益，而且，高强混凝土一般也具有良好的耐久性。我国己制成C100的混凝土。已有文献报道1)，国外在试验室高温、高压的条件下，水泥石的强度达到662MPa（抗压）及64.7MPa（抗拉）。在实际工程中，美国西雅图双联广场泵送混凝土56 d抗压强度达133.5MPa。
在我国为提高温凝土强度采用的主要措施有[1]：(1)合理利用高效减水剂，采用优质骨料、优质水泥，利用优质掺合料,如优质磨细粉煤灰、硅灰、天然沸石或超细矿渣。采用高效减水剂以降低水灰比是获得高强及高流动性混凝土的主要技术措施；(2)采用525,625,725号的硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥及相应的外加剂，这是中国建筑材料科学研究院制备高性能混凝土的主要技术措施；(3)以矿渣、碱组分及骨料制备碱矿渣高强度混凝土，这是重庆建筑大学在引进前苏联研究成果的基础上提出的研制高强混凝土的技术措施；(4)交通部天津港湾工程研究所采用复合高效减水剂，用525号水泥320kg／m3，水灰比0.43，和425号水泥480kg／m3，水灰比0.32，在试验室中制成了抗压强度分别为68MPa和65MPa的高强混凝土。
文献[2]报告了采用某些金属矿石粗骨料如赤铁矿石、钛铁矿石等，可以比用普通石料作粗骨料获得强度更高、耐久性和延性更好的高性能混凝土。
高强混凝土具有优良的物理力学性能及良好的耐久性，其主要缺点是延性较差。而在高强混凝土中加入适量钢纤维后制成的纤维增强高强混凝土，其抗拉、抗弯、抗剪强度均有提高，其韧性（延性）和抗疲劳、抗冲击等性能则能有大幅度提高。此外，在高层建筑的高强混凝土柱中，也可采用X形配筋、劲性钢筋或钢管混凝土等结构方面 的措施来改善高强混凝土柱的延性和抗震性能[3]。
1.2 活性微粉混凝土（reactive powder concrete，RPC）[4]
RPC是一种超高强的混凝土，其立方体抗压强度可达200-800MPa，抗拉强度可达25～150MPa，断裂能可达30KJ／m2，单位体积质量为2.5-3.0t／m3。制成这种混凝土的主要措施是：（1）减小颗粒的最大尺寸，改善混凝土的均匀性；（2）使用微粉及极微粉材料，以达到最优堆积密度（packing density）；（3）减少混凝土用水量，使非水化水泥颗粒作为填料，以增大堆积密度；（4）增放钢纤维以改善其延性；（5）在硬化过程中加压及加温，使其达到很高的强度。
普通混凝土的级配曲线是连续的，而RPC的级配曲线是不连续的台阶形曲线，其骨料粒径很小，接近于水泥颗粒的尺寸。RPC的水灰比可低到0.15，需加入大量的超塑化剂，以改善其工作度。RPC的价格比常用混凝土稍高，但大大低于钢材，可将其设计成细长或薄壁的结构，以扩大建筑使用的自由度。在加拿大Sherbrook已设计建造了一座跨度为60m、高3.47m的B200级RPC的人行-摩托车用预应力桁架桥。
1.3低强混凝土[4]
美国混凝土学会（AC1）229委员会，提出了在配料、运送、浇筑方面可控制的低强混凝土，其抗压强度为8MPa或更低。这种材料可用于基础、桩基的填、垫、隔离及作路基或填充孔洞之用，也可用于地下构造，在一些特定情况下，可用其调整混凝土的相对密度、工 作度、抗压强度、弹性模量等性能指标，而且不易产生收缩裂缝。荷兰一座隧洞工程中曾采用了低强度砂浆（1ow-strength mortar，LSM〕，其组分为：水泥150kg／m3，砂；1080kg／m3，水570kg／m3，超塑化剂6kg／m3，膨润土35kg／m3，所制成的LSM的抗压强度为3.5MPa，弹性模量低于500Mpa。LSM制成的隧洞封闭块，比常规的土壤稳定法节约造价50％，故这种混凝土可望在软土工程中得到发展应用。
1.4轻质混凝土[5]
利用天然轻骨料（如浮石、凝灰岩等）、工业废料轻骨料（如炉渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等）、人造轻骨料（页岩陶粒、粘土陶粒、膨胀珍珠岩等）制成的轻质混凝土具有密度较小、相对强度高以及保温、抗冻性能好等优点利用工业废渣如废弃锅炉煤渣、煤矿的煤矸石、火力发电站的粉煤灰等制备轻质混凝土，可降低混凝土的生产成本，并变废为用，减少城市或厂区的污染，减少堆积废料占用的土地，对环境保护也是有利的。
1.5纤维增强混凝土[6]
为了改善混凝土的抗拉性能差、延性差等缺点，在混凝土中掺加纤维以改善混凝土性能的研究，发展得相当迅速。目前研究较多的有钢纤维、耐碱玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚丙烯纤维或尼龙合成纤维混凝土等。
在承重结构中，发展较快、应用较广的是钢纤维混凝土。而钢纤维主要有用于土木建筑工程的碳素钢纤维和用于耐火材料工业中的 不锈钢纤维。用于土木建筑工程的钢纤维主要有以下几种生产方法：（1）钢丝切断法；（2）薄板剪切法；（3）钢锭（厚板）铣削法；（4）熔钢抽丝法。当纤维长度及长径比在常用范围，纤维掺量在1％到2％（体积分数，本文中的掺量均指体积分数）的范围内，与基体混凝土相比，钢纤维混凝土的抗拉强度可提高40％~80％，抗弯强度提高50％~120％，抗剪强度提高50％~100％，抗压强度提高较小，在0~25％之间，弹性阶段的变形与基体混凝土性能相比没有显著差别，但可大幅度提高衡量钢纤维混凝土塑性变形性能的韧性。
中国工程建设标准化协会于1992年批准颁布了由大连理工大学等单位编制的《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》（CECS 38：92），对推广钢纤维混凝土的应用起到了重要作用。
钢纤维混凝土采用常规的施工技术，其钢纤维掺量一般为0.6％～2.0％。再高的掺量，将容易使钢纤维在施工搅拌过程中结团成球，影响钢纤维混凝土的质量。但是国内外正在研究一种钢纤维掺量达5％～27%的简称为SIFCON的砂浆渗浇钢纤维混凝土，其施工技术不同于一般的搅拌浇筑成型的钢纤维混凝土，它是先将钢纤维松散填放在模具内，然后灌注水泥浆或砂浆，使其硬化成型。SIFCON与普通钢纤维混凝土相比，其特点是抗压强度比基体材料有大幅度提高，可达100~200MPa，其抗拉、抗弯、抗剪强度以及延性、韧性等也比普通掺量的钢纤维混凝土有更大的提高[7]。
另一种名为砂浆渗浇钢纤维网混凝土（SIMCON）的施工方法与SIFCON的基本相同，只是预先填置在模具内的不是乱向分布的钢纤 维，而是钢纤维网，制成的产品中，其纤维掺量一般为4％~6％，试验表明，SIMCON可用较低的钢纤维掺量而获得与SIFCON相同的强度和韧性，从而取得比SIFCON节约材料和造价的效果。
虽然SIFCON或SIMCON力学性能优良，但由于其钢纤维用量大、一次性投资高，施工工艺特殊，因此它们只是在必要时用于某些特殊的结构或构件的局部，如火箭发射台和高速公路的抢修等。
在砂浆中铺设钢丝网及网与网之间的骨架钢筋（简称钢丝网水泥）所做成的薄壁结构，具有良好的抗裂能力和变形能力，在国内外造船、水利、建筑工程中应用较为广泛。近年来，在钢丝网水泥中又掺人钢纤维来建造公路路面、渔船、农船等，取得了更好的双重增韧、增强效果。
1.6自密实混凝土（self-compacting concrete）
自密实混凝土不需机械振捣，而是依靠自重使混凝土密实。混凝土的流动度虽然高，但仍可以防止离析。配制这种混凝土的方法有[4]：（1）粗骨料的体积为固体混凝土体积的50％；（2）细骨料的体积为砂浆体积的40%；（3）水灰比为0.9-1.0；（4）进行流动性试验，确定超塑化剂用量及最终的水灰比，使材料获得最优的组成。
这种混凝土的优点有：在施工现场无振动噪音；可进行夜间施工，不扰民；对工人健康无害；混凝土质量均匀、耐久；钢筋布置较密或构件体型复杂时也易于浇筑；施工速度快，现场劳动量小。
1.7智能混凝土（smart concrete）[4]
利用混凝土组成的改变，可克服混凝土的某些不利性质，例如： 高强混凝土水泥用量多，水灰比低，加入硅灰之类的活性材料，硬化后的混凝土密实度好，但高强混凝土在硬化早期阶段，具有明显的自主收缩和孔隙率较高，易于开裂等缺点。解决这些问题的一个方法是，用掺量为25％的预湿轻骨料来替换骨料，从而在混凝土内部形成一个“蓄水器”，使混凝土得到持续的潮湿养护。这种加入“预湿骨料”的方法，可使混凝土的自生收缩大为降低，减少了微细裂缝。高强混凝土的另一问题是良好的密实性所引起的防火能力降低．这是因为在高温（火灾〕时，砂浆中的自由水和化学结合水转变为水气，但却不能从密实的混凝土中逸出，从而形成气压，导致柱子保护层剥落，严重降低了柱的承载力，解决这个问题的一种方法是，在每方混凝土中加2kg聚丙烯纤维，在高温（火灾）时，纤维熔化，形成了能使水气从边界区逸出的通道，减小了气压，从而防止柱的保护层剥落。
1.8预填骨料升浆混凝土1）
国内在大连中远60000t船坞工程中，因地质条件复杂，船坞底板首次采用了坐落于基岩上的预填骨料升浆混凝土，即用密度较大的厚4~5m的铁矿石作为预填骨料，矿石层下再铺设1m厚的石灰石块石。矿石层上是厚60～80cm的现浇钢筋混凝土板在预填骨料层中布置压浆孔注入砂浆，形成预填骨料升浆混凝土。采取这种工艺，缩短了工期，取得了良好的经济效益。
1.9碾压混凝土[8]
碾压混凝土近年发展较快，可用于大体积混凝土结构（如水工大坝、大型基础）、工业厂房地面、公路路面及机场道面等。用于大体 积混凝土的碾压混凝土的浇筑机具与普通混凝土不同，其平整使用推土机，振实用碾压机，层间处理用刷毛机，切缝用切缝机，整个施工过程的机械化程度高，施工效率高，劳动条件好，可大量掺用粉煤灰，与普通棍凝土相比，浇筑工期可缩短1／3~1/2，用水量可减少20％，水泥用量可减少30％~60％。碾压混凝土的层间抗剪性能是修建混凝土高坝的关键问题，国内大连理工大学等单位曾开展这方面的研究工作。在公路、工业厂房地面等大面积混凝土工程中，采用碾压混凝土，或者在碾压混凝土中再加入钢纤缝，成为钢纤维碾压混凝土，则其力学性能及耐久性还可进一步改善。
1.10再生骨料混凝土
新中国建国至今己逾50年，建国前后修建的不少混凝土结构，因老化或随着经济的发展，需拆除重建，其拆除量十分巨大，在拆除的混凝土中，约有一半是粗骨料，应该考虑如何使之再生利用。以减少环境垃圾，变废为用。文献[4]报道，在荷兰的德尔夫特，一个272所住宅的方案中，所有的混凝土墙均利用了再生骨料，该方案下一步的计划，是在混凝土楼板中也利用再生骨料。当然，在利用这些再生骨料时，需对这种馄凝土的性能进行试验，例如，文献[9]报道了有关再生轻质混凝土收缩和徐变较为显著的试验成果，值得重视。配筋及增强材料 2.1纤维筋[6]
钢筋混凝土结构的配筋材料，主要是钢筋最近在国际上研究较多的是树脂粘结的纤维筋（fiber reinforced plastics，FRP）作馄 凝土及预应力混凝土结构的非金属配筋，常用的纤维筋有树脂粘结的碳纤维筋（GFRP）、玻璃纤维筋（GFRP）及芳纶纤维筋（AFRP）国外研究指出，这几种纤维筋的强度都很高，只是玻璃纤维筋的抗碱化性能较差。纤维筋的突出优点是抗腐蚀、高强度，此外，还具有良好的抗疲劳性能、大的弹性变形能力、高电阻及低磁导性，其缺点是断裂应变性能较差、较脆、徐变（松弛）值较大，热膨胀系数较大。
国外已有日本、德国、荷兰等国将纤维筋用于预应力混凝土桥，包括体外预应力桥的实例[4]。
2.2双钢筋[1]
为了减小裂缝宽度和构件的变形，国内在一些工程中，采用焊成梯格形的双钢筋，在构件内平放或竖放布置。
2.3冷轧变形钢筋[1]
为了节约钢材用量，国内引进国外设备或自制设备，用光圆钢筋，经过冷轧，轧成带肋的直径小于母材直径的钢筋，称为冷轧带肋钢筋。另一种类似的钢筋，是用I级光圆用筋冷轧扭转成型，称为冷轧变形用筋或冷轧扭钢筋。这两种冷轧钢筋的抗拉强度标准值（极限抗拉强度）及设计值都比母材大大提高，与混凝土的粘结强度也得到提高，但直径较小。它们主要用作板式构件的受力钢筋或梁、柱构件的箍筋或作预应力筋。由于强度提高，可以节约材料用量，获得经济效益。这两种钢筋，国内己制订了规程。为将这种小直径钢筋的用途扩展至梁、柱的受力钢筋，也可采用双筋或三筋的并筋，但需适当增大其锚固长度。
第二篇：粉煤灰在混凝土中的应用
三、粉煤灰在混凝土中的作用
了解混凝土的微结构的特性及其对性能的影响后，就可以更好地认识粉煤灰在混凝土中的作用。粉煤灰的主要作用可以包括以下几方面：
1）填充骨料颗粒的空隙并包裹它们形成润滑层，由于粉煤灰的容重（表观密度）只有水泥的2/3左右，而且粒形好（质量好的粉煤灰含大量玻璃微珠），因此能填充得更密实，在水泥用量较少的混凝土里尤其显著。
2）对水泥颗粒起物理分散作用，使其分布得更均匀。当混凝土水胶比较低时，水化缓慢的粉煤灰可以提供水分，使水泥水化得更充分。
3）粉煤灰和富集在骨料颗粒周围的氢氧化钙结晶发生火山灰反应，不仅生成具有胶凝性质的产物（与水泥中硅酸盐的水化产物相同），而且加强了薄弱的过渡区，对改善混凝土的各项性能有显著作用。
4）粉煤灰延缓了水化速度，减小混凝土因水化热引起的温升，对防止混凝土产生温度裂缝十分有利。
下面对粉煤灰在混凝土中的作用及其机理做一些具体地分析。
长期以来，国内外在混凝土中常掺有一定量粉煤灰，但作为水泥的替代材料，绝大多数情况下是以如下三种方式应用的：在早期强度要求很低，长期强度大约在25~35MPa的大体积水工混凝土中，大掺量地替代水泥使用；在结构混凝土里较少量地替代水泥（10~25%）；在强度要求很低的回填或道路基层里大量掺用。
对于粉煤灰的作用机理和应用技术，多年来进行了大量的研究工作，取得了不少进展，这些进展对粉煤灰在混凝土中的应用起了一定的推动作用。如掺用的方法从等量替代水泥，发展到超掺法、代砂法以及与化学外加剂同时使用的双掺法。对于粉煤灰的作用机理，从主要是火山灰质材料特性的作用（消耗了水泥水化时生成薄弱的，而且往往富集在过渡区的氢氧化钙片状结晶，由于水化缓慢，只在后期才生成少量C-S-H凝胶，填充于水泥水化生成物的间隙，使其更加密实），逐步发展到分析它还具有形态效应、填充效应和微集料效应等。但无论哪一方面的研究成果，似乎都改变不了这样一个事实：在混凝土中掺粉煤灰要降低混凝土的强度，包括28天龄期以后一段时间里的强度，其他性能当然也相应受到不同程度的影响，而且这些影响要随着掺量的增大而加剧。这个事实始终禁锢着粉煤灰在混凝土中，尤其是结构混凝土中的掺量，而且似乎形成了这样一种成见：掺用粉煤灰是以牺牲结构混凝土的品质为代价的。
事实上，如前所述，由于高效减水剂的应用，使混凝土的水胶比可以大幅度降低，从而使掺用粉煤灰的效果大为改善，使大掺量粉煤灰混凝土的性能能够大幅度地提高。
1）水胶比的影响 水胶比的上述变化为什么影响这么大呢？在高水胶比的水泥浆里，水泥颗粒被水分隔开（水所占体积约为水泥的两倍），水化环境优异，可以迅速地生成表面积增大1000倍的水化物，有良好地填充浆体内空隙的能力。粉煤灰虽然从颗粒形状来说，易于堆积得较为密实，但是它水化缓慢，生成的凝胶量少，难以填充密实颗粒周围的空隙，所以掺粉煤灰水泥浆的强度和其他性能总是随掺量增大（水泥用量减少）呈下降趋势（当然在早龄期就更加显著）。
在低水胶比的水泥浆里情况就不一样了。不掺粉煤灰时，高活性的水泥因水化环境较差，即缺水而不能充分水化，所以随水灰比下降，未水化水泥的内芯增大，生成产物量下降，但由于颗粒间的距离减小，要填充的空隙也同时减小，因此混凝土强度得到迅速提高。这种情况下用粉煤灰代替部分水泥，在低水胶比条件下（例如0.3左右），水泥的水化条件相对改善，因为粉煤灰水化缓慢，使混凝土实际的“水灰比”增大，水泥的水化因而加快，这种作用机理随着粉煤灰的掺量增大愈加明显（例如掺量为50%左右，初期实际水灰比则接近0.6），水泥水化程度的改善，则有利于粉煤灰作用的发挥，然而与此同时，需要粉煤灰水化产物填充的空隙已经大大减小，所以其水化能力差的弱点在低水胶比条件下被掩盖，而它降低温升等其它优点则依然起着有利于混凝土性能的作用。以上所述低水胶比下粉煤灰作用的变化，我们可以用一个“动态堆积”的概念来认识，这是相对于长期以来沿用的静态堆积而言的。即通常在选择原材料和配合比时，是以各种原材料在加水之前的堆积尽量密实为依据的，但是当加水搅拌后，特别是在低水胶比条件下，如何通过粉状颗粒水化的交叉进行，使初始水胶比尽量降低，混凝土单位用水量尽量减少，配制出的混凝土在密实成型的前提下，经过水化硬化过程，形成的微结构应该是更为密实的。上述大掺量粉煤灰混凝土的例子中，每方混凝土的用水量仅100kg左右，要比目前配制普通混凝土少几十公斤，就是明显的证据。有人曾进行过低水灰比（水胶比）掺/不掺粉煤灰净浆的结合水测定试验[6]：掺有30%粉煤灰，水胶比为0.24的净浆，要比水灰比为0.24的纯水泥浆在28d时的结合水还多，证实上述掺粉煤灰后改善了水泥在低水灰比条件下水化程度的说法。因此低水胶比条件下，大掺量粉煤灰混凝土的强度发展与空白混凝土接近，而后期仍有一定幅度的增长，在一定范围内随掺量变化的影响不大。当然，粉煤灰代替水泥用量大了，由于起激发作用的氢氧化钙含量减少，使粉煤灰的水化条件劣化，所以在不同条件下存在一最佳粉煤灰掺量，并不是越大越好。
2）温度的影响 众所周知，温度升高时水泥水化的速率会显著加快。研究表明：与20℃相比，30℃时硅酸盐水泥的水化速率要加快一倍。由于近些年来大型、超大型混凝土结构物的建造，构件断面尺寸相应增大；混凝设计土强度等级的提高，使所用水泥标号提高、单位用量增大；又由于水泥生产技术的进展，使其所含水化迅速的早强矿物硅酸三钙含量提高、粉磨细度加大，这些因素的叠加，导致混凝土硬化时产生的温升明显加剧，温峰升高。举一个典型的例子：97年北京一栋建筑物底层断面为1.6m×1.6m的柱子，模板采用9层胶合板材料，施工季节为夏季，混凝土浇筑后柱芯的温峰达到110℃。
在达到温峰后的降温期间，混凝土产生温度收缩（也称热收缩）引起弹性拉应力；另一方面，混凝土水胶比的降低，又会使因水泥水化产生的自身收缩增大，同样产生弹性拉应力；而混凝土的水灰比（水胶比）降低，早期水化加快，混凝土的弹性模量随强度的提高而增大，进一步加剧了弹性拉应力增长；与此同时，混凝土的粘弹性，即对于弹性拉应力的松弛作用却显著地减小，这一切，都导致近些年来许多结构物在施工期间，模板刚拆除或以后不久就发现表面大量裂缝。除了凝固前的塑性裂缝以外，硬化混凝土早期出现的裂缝往往深而长（实际上不可见裂缝的长度和深度，要远比可见裂缝大得多）。为了防止可见裂缝的出现，目前常采取外包保温措施，以减小内外温差，这种做法被认为是有效措施而迅速地得到推广。但是没有注意到：由于外保温阻碍了混凝土水化热的散发，加剧了体内的温升，混凝土体温度升高，使水泥水化加速，早期强度发展更加迅速，因此也更容易出现裂缝，只是由于钢筋的约束和对应力的分散作用，使少量宽而长的可见裂缝转变为大量分散的不可见裂缝，它们将为侵蚀性介质提供通道，影响结构混凝土的耐久性。同时较大的弹性拉应力还可能引起钢筋达到屈服点而滑移，从而可能影响结构的使用功能。
与水泥相比，粉煤灰受温度影响更为显著，即温度升高时它的水化明显加快。所以当混凝土浇注时环境温度与混凝土体温度较高时，对纯水泥混凝土来说，由于温升带来不利的影响，而对掺粉煤灰混凝土来说，则不仅温升下降，减小了混凝土因温度开裂的危险，同时由于加快火山灰反应，还提高了28天强度。举一个很有意思的例子：德国在修建一条新铁路时，其隧道衬砌曾严重地开裂，当时要求混凝土10h强度不低于12MPa；后来修改了规定：以隔热的立方模型浇注的试件12h最高强度为6MPa；如果超过了，就要增加粉煤灰的掺量来更多地代替水泥。
以上说明：由于混凝土技术的进展，使混凝土可以在比较低的水胶比条件下制备，这就使粉煤灰在混凝土中的作用出现显著地变化。而近些年来水泥活性增大、混凝土设计等级提高促使水泥用量增大，以及构件断面尺寸加大，在混凝土体温度上升的前提下，进一步促进了粉煤灰在混凝土中作用的发挥，以至可以说：粉煤灰在许多情况下可以起到水泥所起不到的作用，成为优质混凝土必不可少的组分之一。
3）室内试验与现场浇注 长期以来，人们对于混凝土强度——其质量控制主要指标（通常也就是唯一指标）的评价，一直是根据在实验室里制备的小试件（由于骨料最大粒径的减小，试件尺寸从200×200×200mm减小到现在的100×100×100mm），经规定龄期的标准养护（20±3℃；RH≥90%），然后在试验机上破型得到的数据进行。Idorn[7]在91年曾拟文指出：在特定实验室条件下取样制备试件进行试验作为控制质量的方法，而不去开发以物理化学为科学依据的控制方法，是不合乎当今时代的错误。
试验室制备的试件与工程中浇筑构件的实际情况存在着明显的差异：
1）制备试件时的成型条件与工程实际振捣密实的情况不相符，因此不能反映实际结构物中混凝土的振实程度（孔隙率）、沉降程度（离析、泌水）等；
2）试件养护时的温、湿度与实际构件的情况不同，而这种差异随着现代工程结构断面尺寸明显增大、施工中忽视养护的情况使反差更加剧。如前所述，混凝土构件体内的温升及其对
3）室内试验与现场浇注 室内试验结果要反映工程施工中混凝土浇筑的实际情况。
长期以来，人们对于混凝土强度——其质量控制主要指标（通常也就是唯一指标）的评价，一直是根据在实验室里制备的小试件（由于骨料最大粒径的减小，试件尺寸从200×200×200mm减小到现在的100×100×100mm），经规定龄期的标准养护（20±3℃；RH≥90%），然后在试验机上破型得到的数据进行。Idorn[6]在91年曾拟文指出：在特定实验室条件下取样制备试件进行试验作为控制质量的方法，而不去开发以物理化学为科学依据的控制方法，是不合乎当今时代的错误。
试验室制备的试件与工程中浇筑构件的实际情况存在着明显的差异：
1）制备试件时的成型条件与工程实际振捣密实的情况不相符，因此不能反映实际结构物中混凝土的振实程度（孔隙率）、沉降程度（离析、泌水）等；
2）试件养护时的温、湿度与实际构件的情况不同，而这种差异随着现代工程结构断面尺寸明显增大、施工中忽视养护的情况使反差更加剧。如前所述，混凝土构件体内的温升及其对混凝土水化过程的不利影响、随后降温时的变形以及产生的内应力，小试件是反映不出来的，更无法反映上述普通混凝土与大掺量粉煤灰混凝土在温升影响下的反差（纯水泥混凝土后期强度比小试件偏低，而大掺量粉煤灰混凝土强度发展加速和提高）。
3）自由变形的试件和受配筋及其他条件约束的实际构件，在现代结构配筋曰益密集、混凝土水胶比明显降低的情况下，对结构混凝土性能产生的影响差异加大：试件在初龄期自身收缩增大时，强度会呈提高趋势；而实际结构中混凝土早期强度提高（弹性模量增大）、自身收缩加剧时，则因变形受约束，引起很大的拉应力从而导致开裂，强度与耐久性降低。
以上说明：室内试验结果难以完全反映工程施工中混凝土浇筑的实际情况。正是从这个角度出发，许多国家从事混凝土技术研究时，越来越重视足尺试验（与实际结构物尺寸相同或者成比例缩小）和对于实际结构物的现场检测。如上所述，其结果正和小试件的相反。对于大掺量粉煤灰混凝土，或者从更广泛的意义上来说，在混凝土技术领域里的研究方面，我们与先进国家的差距，可能更突出地反映在这些问题上（当然还有其他方面的，例如配制混凝土时所用骨料的变异性大，因此试验结果的重现性差；室内试验混凝土的搅拌、成型和养护条件有待改善等等），而不是如有些人误认为的：因为国内粉煤灰、水泥、外加剂等原材料的质量存在着很大差距，因此得不出类似结果。
四、大掺量粉煤灰混凝土
既然粉煤灰在混凝土中的作用如此重要，为什么粉煤灰混凝土，主要是大掺量粉煤灰混凝土长时间得不到推广呢？在这里提出一个新的看法：目前许多规范中规定的钢筋混凝土中的掺量限制（例如25%），对配制中低强度的混凝土来说，恰恰是最不利于发挥粉煤灰作用的掺量。换句话说，粉煤灰必须用大掺量，才能发挥良好的效果。这是为什么呢？
如上所述，掺用粉煤灰要想取得良好效果，水胶比必须低，而中低强度混凝土的水泥用量通常在350kg/m3以下。这种条件下，即使掺用再好的减水剂，水灰比（水胶比）也只能在0.50左右。因为再减小时，浆体体积就满足不了填充骨料空隙并形成足够厚度润滑层的需要。当掺加粉煤灰时，由于它比水泥轻，等重量替代水泥时可以增大胶凝材料的体积，所以可以使混凝土的水胶比降低。但是当其掺量较小时（如规定的25%以内），增大胶凝材料的体积有限，降低水胶比的作用也就有限。前面谈到的加拿大CANMET进行的大掺量粉煤灰混凝土性能之所以优异，正是因为它在胶凝材料用量为350kg/m3的条件下，粉煤灰占到57%以上，从而将水胶比降低到0.30左右获得的结果。我们重复了它的胶凝材料比例进行试验，因此也得到了类似的效果。
大掺量粉煤灰混凝土不仅强度发展效果良好，而且各种耐久性能也十分优异。由于能够明显降低水化温升，也大大减小了混凝土早期出现开裂的危险，可以说是一种适用于除了早期强度要求非常高以外，能够满足各种工程条件，尤其是侵蚀性严酷环境要求的高性能混凝土。例如公路路面板、桥面板就是这样一类结构，不仅工作环境严酷，而且需要耐磨性良好。大掺量粉煤灰混凝土的后期强度增长幅度大，恰好满足了这样的要求——强度和耐磨性随着时间不断增长。但是目前的耐磨性试验不适宜于判断这种混凝土的耐磨性，因为通常就在28天龄期进行快速试验——用钢球在试件上快速旋转产生的磨耗量来评价。这也说明：推广新材料、新技术需要伴随试验评价方法的改进。
当然，任何事物都有它的两面性，大掺量粉煤灰混凝土也存在局限性。其中，粉煤灰—水泥—化学外加剂之间的相容性，表现为混凝土水胶比能否有效地降低，使粉煤灰能充分发挥作用，自然是应用这种混凝土首先要检验的问题。一般来说，当水胶比只能在0.40以上时，在中等强度要求的混凝土中使用的效果就可能成问题了。其次，由于大掺量粉煤灰混凝土的水泥用量大幅度减少，因此对于水泥质量的稳定性和粉煤灰品质的稳定性就比较高，当两者的质量产生波动时，会给使用效果带来明显的影响。不过大掺量粉煤灰混凝土的水胶比较低这一特性，也有减小混凝土性能波动的益处。同时，从拌合物的工作度检验中，操作人员比较易于获得粉煤灰质量发生了波动的信息，便于及时采取措施减小或避免损失。此外，工程所在地附近一定半径范围里，有可以适用的粉煤灰来源也十分重要，过长的运输距离不仅使粉煤灰使用费用增加，也给及时满足工程对粉煤灰货源的需求带来困难。
另外，在使用大掺量粉煤灰混凝土时，需要注意以下施工条件和事项：
1）配制混凝土的骨料级配良好，以减小空隙率，利于水胶比降低，保证使用效果；
2）必须采用强制性搅拌机拌合这种混凝土，以保证其均匀性，由于它比较粘稠，在出机口、罐车进料口、入泵口以及摊铺过程要采取相应措施；
3）混凝土坍落度应控制比普通混凝土减小（不影响泵送与震捣）；浇注后，要及早喷洒养护剂或覆盖外露表面，但一般情况下无需喷雾或浇水养护；
4）气温过低时，要采用保温养护措施，且适当延缓拆模时间，使混凝土硬化和强度发展满足施工需要。
五、混凝土材料的可持续发展
混凝土材料是当今用量最大、用途最广泛的建筑材料，据统计，每年全世界的耗用量接近100亿吨。如此巨大的用量，伴随着生产、使用过程带来矿石资源、能源的消耗，以及对大气和环境造成的污染，已引起全世界业内的关注。
我国的水泥产量多年来居世界首位，占1/3以上。同时我国粉煤灰的年排量也是居世界首位。由于发展基础设施建设的需要，有关部门仍在计划投资建设更多水泥厂。过去在混凝土里掺用粉煤灰，是为了节约水泥、降低工程材料费用，今天对混凝土掺用粉煤灰的认识，应该提高到保护环境、保护资源，使混凝土材料可长久地持续应用于基础设施建设中的高度上来认识。
大掺量粉煤灰混凝土不仅可以改善混凝土的各项性能，延长混凝土结构的使用寿命，同时可以大幅度减小耗费能源多、污染环境严重的硅酸盐水泥用量，因此也是一种绿色混凝土。从这个角度出发，推广大掺量粉煤灰混凝土在我国土木建筑工程中的应用，是一件于国于民有显著效益的事业，必定有强大的生命力，有广阔的发展前景。
第三篇：浅谈混凝土防水在施工中应用
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浅谈混凝土防水在施工中应用
浅谈混凝土防水在施工中应用
【摘要】：高层建筑在城市中已经占到了主导地位，防水问题不断出现在生产、生活和工作中。工业防水、高层防水已经是不可逃避的现实问题，中国的普遍防水材料寿命在15年左右。本文就混凝土防水存在的一些问题进行分析。
【关键词】：蓄水池、厕所卫生间防水、屋顶防水、外墙防水。
中图分类号：TU57 文献标识码：A 文章编号：
0引言：工业工程防水也是不可忽视的重要环节，“百年大计质量第一”到现在来说我们必须要提高一个高度来认真对待。以电厂的污水处理工程为例：沉淀池、蓄水池等都是主要的水储存地，施工缝设计防水一般是橡胶止水条、止水钢板，如果设计没有要求施工单位也必须采取物理方法进行施工缝防水处理：比如在施工缝处留凹槽、阴阳茬等方法。
施工防水是工程防水的第一步，第二部就是混凝土的振捣工作。振捣是措施能不能完成的主要因素，漏振、振捣不到位、混凝土离析都可能让施工防水工作前功尽弃。所以混凝土班组在振捣作业是必须要施工管理人员或技术人员进行技术交底和技术指导工作，监理工程师的全程旁站在工程重要环节不能松懈。
拆模长时间注水后阴水问题还需要设计一步池内壁的防水措施。因为混凝土工程毕竟是有生命的，如果长时间被污水或有腐蚀性的水源浸泡的情况下很容易遭到破坏。内部防水就变得至关重要。
一、混凝土漏水的原因
高层中楼板层的浇筑时间问题，一栋30层的高层在施工当中要经历春、夏、秋、东四个季节的变化，人们往往考虑了热胀冷缩的主观问题并没有考虑到施工影响的严重性。新闻报道了不知多少次，楼上的住户因为疏忽大意忘记关水阀门，造成室内泡水。如果楼板的混凝土密实振捣，施工缝防水处理到位，楼上的水源是不会大面积渗漏
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到楼下造成他人的经济损失。
按照混凝土工程施工中混凝土楼面板是必须要振捣密实，不允许有裂纹，裂纹长度不能大于2米，宽度要小于2毫米，深度不能超过板厚的1/2。如果施工中能够按标准达到要求，楼下住户的财产损失能够降到最低。
屋顶防水在工程中的意识是最强烈的，因为它的独特性，接受日照、雷雨、风雪等恶略天气。屋顶防水的破坏直接影响室内的生产和生活问题。
卫生间防水是每家每户都能切身体会的一件事情，楼上下水道堵塞、跑水、或因淋浴都是会给卫生间防水提出挑战的因素。如果防水效果不好就会在天花板上出现地图的形状，很不美观，而切还会减少楼板层的寿命。
外墙防水是人们最不容易接触到的，但是一旦出现为题也是最不容易处理的。在靠近室外的墙壁在雨天容易出现阴水、或泛水现象，这是因为在施工中墙体上的孔洞没有进行很好的修补处理。
二、源头控制
1、混凝土水灰比、坍落度控制不到位（商混站距离太远，为减少施工成本现场搅拌），造成混凝土和易性差、泌水性大、振捣不实、漏振、养护不及时、脱水都能导致导致混凝土密实性差、收缩大、毛细管通道增多、增大，严重时便造成混凝土出现贯通性裂缝、孔洞产生漏水现象。
2、骨料吸水率大。砂石含泥量、泥块含量严重超标、粗细骨料级配不佳，影响骨料级配防水混凝土的抗渗性能。
3、不同品种的水泥混杂使用。因为不同品种的水泥，其矿物组成各不相同（同一品种，不同厂批次的水泥，其矿物组成亦不尽相表现在性能上当然也就会出现差异，极易形成收缩变形不一，造成裂缝渗漏。
4、由于砼和易性不好，将导致其松散，粘结不良，在施工过程中分层离析，遇水后出现渗漏。砼浇筑前对模具清理干净并清洗湿润，浇筑时合理分层振捣，对钢筋密集处的采用同强度细石砼，振捣密实，最新【精品】范文 参考文献
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确保砼表面平整光滑、无麻面、蜂窝、孔洞等缺陷。
5、地质勘测不准、水文资料掌握不全或设计考虑不周、不合理，某些部位的构造措施不当等。
三、加强预防和措施
1、强化原材料的质量控制，不合格的砂石不准进场。进场后的砂石应重点核查含泥量、泥块含量和级配等技术质量指标。级配不合格的应予调整，含泥量超过规定的必须用水冲洗，经检验合格后方可使用。泥块含量超过规定的，应过筛清除至符合要求后，准许使用。
2、正确选择设计参数，搞好配合比设计，水灰比、坍落度、砂率和用水量的选择应通过试验确定：骨料质量，最大粒径、每立方米水泥用量和灰砂比等，也应符合有关的技术规定。
3、水泥的存放地应保持干燥，堆放高度不得超过10袋，以防受潮、结块。受潮结块或混入有害杂质的水泥均不得使用e
4、同一防水结构，应选用同一厂批、同一品种、同一强度等级的水泥，以保证混凝土性能的一致性。不使用过期水泥。
5、做好搅拌、运输、振捣和养护等工作的技术交底。混凝土搅拌前，质检人员应再次核查原材料的出厂合格证和复检合格证，并观察水泥、砂石等材质是否有可疑征兆。如有疑问，应被查清、排除后方可开盘。每天测定砂石含水率1～2次，及时调整配合比。当拌合物出现离析或泌水现象，应查明原因，及时纠正处理。混凝土拌合物的运输、停留时间不应过长，从搅拌机出料算起，至浇筑完毕，不宜超过45min。
实行振捣工作挂牌责任制。养护人员要做到7d内，混凝土表面始终处于湿润状态。
6、地质勘测和水文勘察点不可过稀，对于复杂地形，应适当加密勘测、勘察点，出示的数据能正确反映实际情况，以便于设计上准确掌握和正确应用。
7、当粗骨料为卵石时，砂石的混合级配以无曲线为最好。
8、为增进混凝土的防水性能，可在混凝土中掺加一定是粒径小于0．15mm的粉细料，以便更严密地把空隙堵塞起来，使混凝土更加密实，有利于抗渗性能的提高。但掺量不宜过多，因为细粉料太多，最新【精品】范文 参考文献
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骨料的比表面积必然增大，这就需要较多的水泥浆来包裹粗细骨料的表面；因此，在同样的水泥用量下，细粉料过多，反而导致抗渗性能下降，一般掺量以占骨料总量的5％～8％为宜。
四、补救措施和方法
1、查明渗漏原因，探明渗漏水的来源，为切断水源、拟定防水处理方案提供依据。
核查水文、地质资料与实际情况是否吻合，设计是否合理、可靠（如强度、刚度等），细部构造措施是否正确。
2、查明渗漏水部位。慢渗漏水部位先用于布擦干，然后在其表面上均匀撒干水泥粉，出现湿点或涸湿线的地方，就是渗漏水孔缝。如果洇湿面积较大，采用上述方法不易发现渗漏的具体位置时，则可采用1：1的水泥水玻璃胶浆在渗漏水处均匀涂刷一薄层，并立即在表面撒上干水泥一层，这时观察到的湿点或湿线，便是渗漏部位。快渗漏部位可用毛刷或布擦干基层，立即出现湿痕或水渍，即是渗漏水部位。而涌水一般直观即可判断。
3、确定渗漏水封堵原则。一般应尽可能在无水状态下进行施工修复，如在渗漏状态下进行修堵，则应尽可能减小渗漏面积，使渗漏水集中于一点或几点或一线，以减少其他部位的渗水压力，便于修堵工作的顺利进行。为减少渗漏水面积，先要做好引水工作，给水以出路，以便于施工操作和处理。
4、直接快速堵塞法和木楔堵塞法进行处理。必要时亦可采用丙凝灌浆和氰凝灌浆堵漏法进行治理。参见“地下防水工程堵漏技术”的有关内容。
5、裂缝渗漏水的治理方法：由于温度变化、结构变形或施工不当等原因形成裂纹后而出现的渗漏水，都属于裂缝渗漏水。修堵时视水压大小而采取不同的堵漏方法。参见本手册14．4“地下防水工程堵漏技术”的有关内容。
6、混凝土蜂窝、麻面裂缝渗漏处理：由于混凝土施工质量不佳产生的蜂窝、麻面引起的渗漏水，根据压力大小可采取将基层表面松散部分及污物清除，并用钢丝刷洗后，用水冲洗干净，然后在基层表面涂刷胶浆一层，其配合比为水泥：促凝剂=1：1.1并揉抹均匀，随
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即在胶浆上薄薄撤一层干水泥粉，水泥粉出现的湿点即为漏水点，立即用手指压住漏水点的位置，待胶浆凝固后再抬手，依次堵完各个漏水点。如果水压较大、漏水量较大首先按上面方法找出漏水点，以坐标法固定各漏水点位置。将漏水点剔一小槽（直径12mm，深25mm），按孔眼漏水“直接堵塞法”将所剔小槽一一堵塞。在堵漏材料方面，除了水泥—水玻璃胶浆外，视具体情况，亦可采用下列材料：
①水泥—石膏速堵漏料浆
使用前应先通过试验找出适宜的加水量和满足施工需要的凝结时间。
材料名称比例（重量比）
硅酸盐水泥（强度等级42．5）生石膏粉
注：配成的堵漏材料，要求3～5min初凝。
②水泥—防水堵塞料浆
它由氯化钙、氯化铝和水组成。属于氯化金属盐类防水剂，其产品指标及配合比参见表19-4.使用时要加水调节凝结时间。水量与防水料浆的比例在0～50％之间时，凝结时间由几小时到几秒钟。防水料浆的掺量为水泥重量的1．5％～5％。冬期施工或需要缩短水泥—防水料浆的凝结时间，可采取加热料浆（将料浆倒入铁锅内加热，温度控制在50℃左右）或干炒水泥加热（温度200℃左右，保持0．5h，稍冷却即倒入密闭的铁桶内储存备用）。作为快凝水泥堵漏所用水泥的强度等级应不低于42．5，储存期不超过3个月。使用时，操作人员必须戴乳胶手套。每次拌合量不宜过多，使用前应通过试验确定所需加水量和凝结时间。促凝剂和水事先拌合均匀再用。在拌合过程中，不允许往料浆中掺水。防水浆的适宜掺量由试验确定，不宜过多，因为掺量愈多，水泥面的收缩愈大，导致收缩开裂的可能性愈大。
③膨胀水泥
用于紧急堵漏可用快凝膨胀水泥或石膏矾土膨胀水泥，如把该水泥加热到200℃，使水泥中的二水石膏变成半水石膏，其堵漏效果会更好一些。用于大面积修补，可用明矾石膨胀水泥或硅酸盐膨胀水泥。
总之，混凝土容易渗水，对于混凝土出现的各种渗漏情况, 要分析其原因, 采用以上有效的方法予以处理,有效地预防和控制由于设
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计考虑不周, 选材不当或施工质量差等等而造成的渗漏现象。
参考文献：
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第四篇：土木工程主要建筑材料及性能
土木工程主要建筑材料及性能
专业：12级环境艺术设计1班
学号：201210406155
姓名：
成绩：
目录
概论
1.建筑材料的发展 2.建筑材料及其分类 2.1建筑材质材料
2.1.1钢材 2.1.2木材 2.1.3水泥 2.1.4砂石 2.1.5砖
2.2建筑物种材料
2.2.1承重材料
2.2.2屋面材料 2.2.3墙体材料 1.2.4地面材料 2.3 建筑化学材料
2.3.1有机材料 2.3.2无机材料 2.3.3复合材料 2.4建筑功能材料
2.4.1防水材料 2.4.2绝热材料 2.4.3吸声材料 2.4.4装饰材料 3.建筑材料技术标准 3.1国家标准 3.2行业标准 3.3地方标准 3.4国际标准
4.建筑材料基本性质 5.材料与水的性质 5.1亲水性和憎水性 5.2吸水性 5.3吸湿性 5.4耐水性 5.5抗渗性 5.6抗冻性
6.材料的力学性质 7.材料的弹性与塑性
1.建筑材料的发展
建筑材料是随着人类社会生产力及人民的生活水平的提高而发展的。随着资本主义的兴起，工业的快速发展，交通的日益发达，钢材、水泥、混凝土及钢筋混凝土的相继问世，建筑材料进入了一个新的发展阶段！进入20世纪后，材料科学与工程学的形成和发展，不仅使建筑材料的性能和质量不断改善、而且品种不断曾多，一些具有特殊功能的新型建筑材料，如绝热材料、吸声隔声材料，各种装饰材料，耐热防水材料，抗渗性材料耐磨、耐腐蚀、防爆和防辐射材料不断问世。到20世纪后半叶，建筑材料日益向着轻质、高强、多功能方面发展！
2.建筑材料及其分类
建筑材料是建筑物（直接让人们生产或生活的地方）或构筑物（间接为人们提供生产或生活的地方）所有材料及制品的总称。2.1 建筑材质材料
2.1.1钢材 是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。
2.1.2木材
泛指用于工民建筑的木制材料，常被统分为软材和硬材。工程中所用的木材主要取自树木的树干部分。木材因取得和加工容易，自古以来就是一种主要的建筑材料。
2.1.3水泥
加水拌和成塑性浆体，能胶结砂、石等材料既能在空气中硬化又能在水中硬化的粉末状水硬性胶凝材料。广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。
2.1.4砂石
指砂粒和碎石的松散混合物 2.1.5砖
建筑用的人造小型块材，分烧结砖（主要指粘土砖）和非烧结砖（灰砂砖、粉煤灰砖等），俗称砖头。粘土砖以粘土（包括页岩、煤矸石等粉料）为主要原料，经泥料处理、成型、干燥和焙烧而成。2.2建筑物种材料
2.2.1承重材料 2.2.2屋面材料 2.2.3墙体材料
可以有效减少环境污染，节省大量的生产成本，增加房屋使用面积等一系列优点，其中相当一大部分品种属于绿色建材，具有质轻、隔热、隔音、保温等特点。有些材料甚至达到了防火的功能。
1.2.4地面材料
多指建筑物内部和周围地表的铺筑层，也指楼层表面的铺筑层（楼面）装饰材料，常用的有：水泥砂浆地面、大理石地面、水磨石地面、环氧树脂、瓷砖、木地板、塑胶地板、地毯等等材料。2.3 建筑化学材料
2.3.1有机材料
天然高分子材料——木材、竹材、石油沥青、煤沥青等
高合成分子材料——塑料、涂料、胶粘剂、合成橡胶等 2.3.2无机材料
金属材料 黑色金属——钢、铁、不锈钢等
有色金属——铝、铜及其合金等
非金属材料 天然石材——砂、石及石材制品等
烧土制品——砖、瓦、玻璃、陶瓷等
胶凝材料及其制品——石灰、石膏、水玻璃、水泥、混凝土、砂浆及硅酸盐制品等
2.3.3复合材料
有机材料基复合材料——玻璃纤维增强塑料、沥青混合料等
无机材料基复合材料——钢纤维增强混凝土、聚合物水泥混凝土等 2.4建筑功能材料
2.4.1防水材料
防水材料品种繁多，按其主要原料分为4类：①沥青类防水材料。以天然沥青、石油沥青和煤沥青为主要原材料，制成的沥青油毡、纸胎沥青油毡、溶剂型和水乳型沥青类或沥青橡胶类涂料、油膏，具有良好的粘结性、塑性、抗水性、防腐性和耐久性。②橡胶塑料类防水材料。以氯丁橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、聚异丁烯和聚氨酯等原材料，可制成弹性无胎防水卷材、防水薄膜、防水涂料、涂膜材料及油膏、胶泥、止水带等密封材料，具有抗拉强度高，弹性和延伸率大，粘结性、抗水性和耐气候性好等特点，可以冷用，使用年限较长。③水泥类防水材料。对水泥有促凝密实作用的外加剂，如防水剂、加气剂和膨胀剂等，可增强水泥砂浆和混凝土的憎水性和抗渗性；以水泥和硅酸钠为基料配置的促凝灰浆，可用于地下工程的堵漏防水。④金属类防水材料。薄钢板、镀锌钢板、压型钢板、涂层钢板等可直接作为屋面板，用以防水。薄钢板用于地下室或地下构筑物的金属防水层。薄铜板、薄铝板、不锈钢板可制成建筑物变形缝的止水带。金属防水层的连接处要焊接，并涂刷防锈保护漆。
2.4.2绝热材料
是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复合体，既包括保温材料，也包括保冷材料。一般是轻质、疏松、多孔的纤维状材料。
2.4.3吸声材料
是具有较强的吸收声能、减低噪声性能的材料。2.4.4装饰材料
主要有草、木、石、砂、砖、瓦、水泥、石膏、石棉、石灰、玻璃、马赛克、软瓷、陶瓷、油漆涂料、纸、生态木、金属、塑料、织物等，以及各种复合制品。
3.建筑材料技术标准 3.1国家标准
国家标准（具有强制性标准代号（GB）和推存型标准 代号（GB/T）3.2行业标准
行业标准建筑工程行业标准代号(JGJ)和建筑材料行业标准代号（JC）治金工业行业标准代号（YB）交通行业标准代号（JT）3.3地方标准
地方标准代号（DBJ）和企业标准代号（QB）
标准的表示方法为：标准名称 部门代号编号和批准年份如下： 国家标准（强制性）——钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB 1499—1998）国家标准（推存性）——低碳钢热轧圆盘条（GB/T 701—1997）
建筑工程行业标准——普通混凝土配合比设计规程（JGJ 55—2000）3.4国际标准
世界范围内统一使用的“ISO”国家标准；国际上有影响的团体标准和公司标准，如美国材料与实验协会标准“ASTM”等区域性标准是指工业先进国家的标准，如德国工业标准“DIN”、英国的“BS”标准、日本的“JIS”标准等！4.建筑材料基本性质
□
1、密度
密度指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。
□
2、表观密度
表观密度指在自然状态下，单位体积材料的质量。
□
3、堆积密度
堆积密度指疏松状（小块、颗粒、纤维）材料在堆积状态下，单位体积的质量。A密实度与空隙率 ○
1、密实度 ○密实度是指材
料体积内被固体物质所充实的程度，即材料的密实体与总体积之比。
2、孔隙率隙率 ○孔隙率是指材料体积内，孔隙（开口的和闭口的）体积所占的比咧。B、填充率于空隙率 ○对于松散颗粒状材料，如沙、石等，大小颗粒相互助填充的疏松致密程度，可用填充率和空隙率表示。
1、填充率 ○填充率是指颗粒状材料的堆积体积内，被颗粒所填充的程度。
2、空隙率 ○是指散粒状材料的堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的百分率。5.材料与水的性质 5.1亲水性和憎水性
一般认为亲水性材料的湿润角小于900，憎水性材料的湿润角大于900！5.2吸水性
材料侵入水中吸收水份的努力！吸水性的大小与吸水率表示！5.3吸湿性
材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性！材料的吸湿性常与含水率表示！5.4耐水性 材料长期在饱和水作用下不破坏、强度也不显著降低的性质称为耐水性！材料的耐水性用软化习数表示！5.5抗渗性
材料在水、油等液体压力作用下抵抗渗透的性质称为抗渗性！5.6抗冻性
抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，其强度也不严重降低的性质！6.材料的力学性质
材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为强度。材料在建筑物上主要有拉力、压力、弯曲及剪力。7.材料的弹性与塑性
脆性；无明显变形突然破坏。（脆性破坏）
韧性；吸收能量后变形。（延性破坏）其特点是容易采取防护措施材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能够完全恢复原来形状的性质成为弹性。能够完全恢复变形的，称为弹性变形！材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，仞保持变性后的形状和尺寸，并有不产生裂缝的性质称为塑性。这种不能恢复的变形，称为塑性变形！材料的耐久性:材料在使用过程中，能抵抗周围各种介质的腐蚀而不破坏，也不失去原有性能的性质，成为耐久性。材料的耐久性是以项综合指标！一般由抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性、抗老化性、耐热性、耐磨性、耐光性等！
第五篇：测绘技术在土木工程中的应用
测绘技术在土木工程中的应用
刘吉羽
（华南农业大学 信息学院 广东 广州 510642）
摘要：现今测绘技术在土木工程中的应用可以说是非常广泛，测绘技术是土木工程的必要技术支撑，两者是密切相关，不可分割的。本文简单的介绍了测绘技术的发展情况，引入工程测量学的概念，并通过对测绘技术在工程建设各个阶段的应用情况的说明，表明土木工程与测绘技术是密切相关的两个学科。
关键词：土木工程；测绘技术；工程测量
1.土木工程与测绘技术密切相关
土木工程是建造各类工程设施的学科，技术和工程的总称。是一种工程分科，指用石材，砖，砂浆，水泥，混凝土，钢材，钢筋混凝土等建筑材料修建房屋，铁路，道路，桥梁，隧道，运河，迪拜，港口等工程的生产活动和工程技术。如此多与人类生活息息相关的工程，在规划设计，施工建设和运营管理等各个阶段都会涉及到测量的相关工作。由此还产生了一门学科——工程测量学，主要研究在工程，工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的地形和有关信息的采集和处理，施工放样，设备安装，变形监测分析和预报等的理论，方法和技术，以及对测量和工程有关的信息进行管理和使用的研究。所以，测绘技术在土木工程中的应用可以说是非常广泛，测绘技术是土木工程的必要技术支撑，两者是密切相关，不可分割的。
2． 现代测绘技术发展情况
随着科技的不断发展，先进的地面测量仪器日益增多，为工程测量提供了先进的技术工具和手段。如光电测距仪、精密测距仪、电子经纬仪、全站仪、电子水准仪、数字水准仪、激光准直仪、激光扫平仪等，为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利的条件，改变了传统的工程控制网布网、地形测量、道路测量和施工测量等的作业方法。无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作;电子速测仪为细部测量提供了理想的仪器;精密测距仪的应用代替了传统的基线丈量[1]。
近年来，空间定位技术、航空航天技术地面仪器一体化技术和地理信息技术研究越见深入，导致测绘学科发生了革命性的飞跃，使得测绘的作业方式、生产手段和组织形式等发生了巨大的变化。3S技术以及数字化测绘技术的广泛应用，已成为测量工作发展的趋势。
3． 测绘技术在工程建设各个阶段的应用情况
3.1在工程勘测设计阶段
任何一项工程都必须按照自然条件和预期目的进行选址和勘测设计。在此阶段的测量工作，主要是提供各种比例尺的地形图设计人员进行设计。
由于卫星定位方便快捷，布网和观测不受时间和空间的限制，高精度、高效率，观测和数据处理高度自动化，所以，勘测坐标框架即控制网的建立，已由卫星定位代替了传统的二角测量。目前，国家大地网、城市控制网、工程控制网的建立与改造己普遍地应用GPS技术，在石油勘探、高速公路、通信线路、地下铁路、隧道贯通、建筑变形、大坝监测、山体滑坡、地震的形变监测、海.岛或海域测量等也已广泛的使用GPS技术[2]。
规划、设计用的地形图则普遍由数字摄影测量技术或野外数字测图技术获得。利用数字地形图，实现二维虚拟现实和工程设计仿真，可及时计算相应的土石方工程量，进行多种设计方案的比较，选取最优化设计方案。
3.2在工程施工建设阶段
工程施工建设阶段的测量工作主要是按设计要求将设计的建筑物位置，形状，大小及高程在实地标定出来，以便进行施工；另一方面作为施工质量的监督，还需进行工程质量监理。测量工作是工程施工的眼睛，在工程建设中起着至关重要的作用。
在该阶段可用采用具有自动跟踪和连续显小功能的测距仪或者全站仪进行放样和土石方测量，或者利用GPS的RTK技术算出定位点的工程独立坐标，在测区根据工程需要进行相关的定位放样和测绘工作。该方法方便快捷、精度可靠，配合移动通信和网络通信等手段，还可以实现远程实时监控。在进行城市大面积大比例尺地形图、地籍图测绘与更新以及大型工程勘测时，可以利用航空摄影测量的方法，提供数字的、影像的、线划的多种形式的地图成果[1]。利用智能全站仪、CCD摄像机和其他相关控制器件，可以实现工程机械的自动化运行和远程工程质量及安全监控，不仅快速高效，而目能有效保护施工人员的安全健康。
3.3在工程竣工验收阶段
应用现代测绘技术能快速地测绘竣工图和进行工程设计尺寸的检核，并按数字工程的要求进入二维可视化、网络化的工程管理信息系统，作为工程验收评估和日后长期安全监护的原始依据。
3.4在工程运行管理阶段
工程运营管理阶段测量工作的主要任务是工程建筑物的变形观测。在工程建筑物运营期间，为了监视其安全和稳定的情况，了解其设计是否合理，验证设计理论是否正确，需要定期对其位移，沉降，倾斜以及摇摆等进行观测，称为变形观测。
现代测绘技术提供了连续、实时的安全监控乎段，如:无棱镜测距全站仪实现无人作日标测量;自动跟踪与照准全站仪(测量机器人)实现无人值守自动跟踪观测;智能脉冲图像全站 仪实现定位与拍摄同步;电了水准仪实现精密测高自动读数;二维激光扫描实现快速获取特定日标的立体模型等。卫星定位技术也被应用于自动化监测系统，如武汉大学研制的C PS自动化位移监测系统.;青华大学研制的CPS桥梁安全监测系统、河海大学研制的GPS一机多天线系统等都已成功应用于实际工程监测[3]。
4.结语
总之，土木工程和测绘工程是两个无法分割的学科。随着现代测量技术的不断创新和新设备的发明，测量科学在突飞猛进中发展，这些技术和设备同时也促进着其他相关学科或技术的发展，尤其在对建设精度要求越来越高的土木工程项目建设中这种进步尤为重要。两个领域的研究者都应该要互相学习彼此的知识。测绘人应该积极了解土木工程的相关知识，以便于在测量工作时能够提高效率，处理各种问题。土木工程的建设者应努力掌握现代测绘新技术，自觉地应用现代测绘技术，以促使土木工程测控技术自动化，使工程建设安全高效的进行。
参考文献：
[1] 王延鑫，张学军.我国工程测量技术发展现状与展望[J].中国新技术新产品，2010(3):60.[2] 高海清，GPS定位技术在土木工程测量中的应用[J].西北电力技术，2004(5):93.[3] 王晏民，洪立波，过静珺，等.现代工程测量技术发展与应用[J.]测绘通报，2007(4): 1-4.
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