土木工程材料2

1、土木工程材料的分类无机材料（金属材料、无机非金属材料），有机材料（植物材料、沥青材料、高聚物材料），复合材料（无机非金属材料、金属——无机非金属材料、有机——无机非金属材料）3、体积的测试方法实体体积——李氏比重瓶法（粉末）——表观体积（实体+闭口）——排水法（水中重法）毛体积（实体+闭口+开口）——规则试件：计算法；不规则试件：称重法或蜡封法堆积体积（实际+闭口+开口+间隙）——密度桶法4.孔隙率指材料中的孔隙体积占其总体积的百分率p=(v-Vs)/v5.空隙率指散粒状材料在堆积状态下颗粒空隙体积占总体积的百分百率6.土木工程材料的技术标准（国家标准，行业标准，地方标准，企业标准）7.材料强度有抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度8.材料与水相关的性质：亲水性与憎水性，吸水性（吸水率）与吸湿性（吸水率），耐水性（软化系数），抗渗性（抗渗系数），抗冻性（抗冻质量损失率和冻融系数）。

1、钢材的分类：按化学成分（碳素钢、合金钢）；按钢在熔炼过程中脱氧程度不同分类（沸腾钢F、镇静钢Z、半镇静钢b、特殊镇静钢TZ）；按主要质量等级分（普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢）按刚的压力加工方式（热/冷加工刚材）用途（钢/混凝土结构用钢）2、钢材主要物理力学性质（1弹性阶段2屈服阶段3强化阶段4颈缩阶段）抗拉性能：（屈服强度:当对试件的拉伸进入屈服阶段时，屈服下限对应的应力为屈服强度。

对曲阜现象不明显的刚，规定以百分之零点二残余变形时的应力做为屈服强度。

、抗拉强度试件在屈服阶段以后其抵抗塑性变形的能力重新提高成为强化阶段，对应最高点的应力成为抗拉强度。

、伸长率曲线到达C点以后试件薄弱处急剧缩小塑性变形迅速增加，产生颈缩现象而断裂式样拉断后测定拉断后标距的长度。

）屈强比：钢材的屈服强度与抗拉强度的比值。

反应刚才的利用率和结构安全可靠性。

屈服比愈小反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大但，0.6--0.75冷弯性能：钢材在常温下承受弯曲变形的能力。

（判断标准：若试件弯曲处的外表面无断裂裂缝或起层认为冷弯性能合格）。

冷弯性能指标：试件被弯曲的角度及弯心的直径对试件厚度或直径的比值。

3、冷加工：钢材在常温下进行的加工。

常见的冷加工方式有：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕；（冷加工之后屈服点提高，塑性降低。

）4、时效：将经过冷拉的钢筋于常温下存放15~20d，或加热到100~200度并经过一段时间，这个过程称为时效处理。

前者称为自然时效，后者称为人工时效。

钢筋冷拉以后再经过时效处理，其屈服点进一步提高，塑性继续有所降低。

5、符号含义：Q235AF，表示屈服强度为235MPa，A级沸腾钢。

1、石料：主要指可以加工成一定规则形状的，并可以直接用于各种土木工程建筑的块石，亦称为石材；石料的物理性质：物理常数（密度、毛体积密度、孔隙率）；吸水性（吸水率、饱和吸水率）；耐候性、抗冻性、坚固性（饱和硫酸钠溶液））表观体积测定方法粗集料：网篮法。

细集料：容量瓶法2、集料的分类：集料包括岩石天然风化而成的砾石（卵石）和砂，以及岩石经过机械和人工扎制而成的各种尺寸的碎石和砂。

随着土木工程材料的发展，集料亦包括工业冶金矿渣3、根据集料在各种工程混合料中的不同作用，可将集料划分为粗集料（粒径大于475mm）和细集料，粗集料粒径大于4.75mm，细集料粒径小于2.36mm。

5、粗度：细度模数是衡量细集料粗细程度的指标。

值越大，细集料越粗。

细度模数：大小主要决定于0.15--2.36mm筛五个粒径的累计筛余，由于在累计筛与综合种，粗颗粒分计筛语的权比细颗粒大，所以它的数值很大程度上决定于粗颗粒含量，另一方面细度模数的数值与小雨0.15mm 的颗粒含量无光，所以细度模数在一定程度上反映砂的粗细概念，但并不能全面反应啥的粒径分布情况，因为不同级配的砂可以具有相同的细度模数压碎值：粗集料在连续增加的荷载下，抵抗压碎的能力。

作为衡量石料强度的一个指标。

磨耗率：粗集料抵抗磨耗作用的能力，评价公路工程用粗集料力学性能的指标。

6.矿物混合料的级配类型：连续级配：指某一矿质混合料在标准筛孔配成的套筛中进行筛析时，所得的级配曲线平顺圆润，具有连续不间断的性质，相邻粒径的粒料之间有一定的比例关系这种由大到小，逐级粒径都有，并按比例互相搭配的矿质混合料成为连续级配。

间断级配：指在矿质混合料中剔除其中一个或几个分级，形成的一种不连续的比例关系。

具有这种性质的混合料7.级配：集料中各级粒径颗粒的分配情况。

级配参数：分计筛余，累计筛余，通过百分率。

8.碱——集料反应是指水泥外加剂等以及混凝土构筑物环境中的碱与集料中碱活性矿物在潮湿的环境下缓慢反应并导致水泥混凝土开裂破坏的膨胀反应9.矿质混合料的级配理论：富勒理论：矿质混合料的颗粒曲线越接近抛物线，则其密度越大；当矿质混合料的级配曲线成为抛物线的时候，具有最大密度（最大密度曲线）。

泰波理论：最大密度曲线是一种理论的级配曲线，实际上，级配曲线应该有一定的波动范围（最大密度曲线n幂公式）。

1、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也只能再空气中保持和发展其强度。

水硬性胶凝材料既能在空气中也能在水中硬化、保持并发展其强度2、石灰的生产、分类和硬化分类：气硬性（工程常用）、水硬性生产：将主要成分为碳酸钙的天然岩石，在适当温度下进行煅烧，放出二氧化碳，得到以氧化钙为主要成分的生石灰熟化：块状生石灰在使用前一般都需要加水消解，这一过程称为消解化熟化硬化：结晶作用、碳化作用3、水泥分类：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥P.O、矿渣硅酸盐水泥P.S.A/B、火山灰矿质硅酸盐水泥P.P、粉煤灰硅酸盐水泥P.F、复合硅酸盐水泥P.C4、水泥的组成材料：（1）硅酸盐水泥熟料：硅酸三钙3cao.sio2（含量最大，提供早期抗压强度），硅酸二钙（含量次之，强度早期低，后期高），铝酸三钙3cao.Al2o3（水化速度最快），铁铝酸四钙4cao.Al2o3.fe2o3（抗压强度低，有利于抗折）；（2）石膏；（3）混合材料5.水泥的物理力学性质(1)细度：水泥颗粒的粗细程度（比表面积法、筛析法）(2)标准稠度用水量（采用标准法维卡仪测定）是指拌制水泥净浆时为达到标准稠度所需加水量以水与水泥质量之比的百分数表示(3)凝结时间：水泥加水拌合起至水泥浆失去可塑性所需的时间（维卡仪）初凝终凝标准法（雷氏夹法）或代用法（试饼法）(4)安定性：水泥体积安定性是反映水泥在凝结硬化过程中体积膨胀变形的均匀程度。

安定性影响因素：水泥含有过量的有利氧化钙氧化镁或渗入的石膏过量(5)强度：表征水泥的抗折和抗压能力用3d和28d龄期的水泥胶砂试件的抗折和抗压强度表示。

第五章1、水泥混凝土的分类：按其干表观密度（普通混凝土、轻混凝土、重混凝土）；按混凝土抗压强度等级（低强度混凝土<20Mpa、中强度混凝土20~60Mpa、高强度混凝土>=60Mpa）;按混凝土拌合物测定的坍落度不同（大流动性混凝土、流动性混凝土、塑性混凝土、干硬性混凝土）2、水泥混凝土的技术性能主要包括：新拌混凝土的工作性、硬化后的混凝土的力学性能和耐久性（1）工作性（又称施工和易性）：指混凝土拌合物易于施工操作（搅拌、运输、浇筑、振捣和表面处理）并能获致质量均匀、成型密实的性能。

包括：流动性、粘聚性、保水性。

测定方法：稠度试验（1坍落度与坍落扩展度实验2维勃稠度试验）、泌水与压力泌水试验。

坍落度：测量通告与坍落后混凝土拌合物高点之间的高差徐变：在荷载的持续作用下，变形随时间连续增长。

（2）硬化后混凝土的力学性能（强度和变形）立方体抗压强度：按照标准的制作方法制成边长为150mm的立方体试件，在标准养护条件下，养护28天龄期，按照标准的测定方法测定器抗压强度值立方体抗压强度值：按照标准方法制作和养护边长为150mm立方体试件，在28d龄期，用标准试验方法测定的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%（具有95%的保证率）的抗压强度。

（课本公式5——5）强度等级：混凝土的强度等级是根据立方体抗压强度标准值来确定的（3）耐久性：主要是指混凝土的抗渗性、抗冻性、抗化学腐蚀性、耐磨性以及碱——集料反应等技术性质混凝土配合比设计基本原理（绝对体积法、假定表观法（质量法）、查表法）4、普通混凝土的组成材料包括：水泥、水、集料以及适量的掺和剂和外加剂水泥混凝土基准配合比：在初步配合比的基础上，对新拌混凝土的工作性加以实验验证，并经过反复调整得到的配合比。

5、混凝土配合比设计的基本要求：（1）满足结构设计的强度要求（2）满足现场施工条件所要求的工作性（3）满足工程所处环境和设计规定的耐久性要求（4）在满足上述要求的前提下，尽量减少高价材料的用量，降低混凝土生产成本6、水泥混凝土配合比设计的三个参数：水灰比、砂率、用水量。

三者如何控制：A水灰比：一方面水灰比较小时可以使强度更高企鹅耐久性更好，另一方面在保证混凝土和易性用水量基本不变的情况下，只要满足强度和耐久性对水灰比的要求，选用较大水灰比可以节约水泥。

B 砂率：在保证和易性要求的条件下，易取较小值以利于节约水泥C用水量：在满足流动性条件下，应尽可能去单位较小的用水量。

7、硬化混凝土的变形特性：（1）弹性变形——弹性模量在混凝土应力应变曲线上任一点与应变的壁纸省委混凝土在该应力下的弹性模量（2）徐变变形反应混凝土在持续载荷作用下的变形特征，在加载的瞬间混凝土产生以弹性变形为主此后在赫在的持续作用下，变形随时间连续增长成为徐变变形。

（3）温度变形（4）干燥收缩变形8、混凝土的耐久性：主要是指混凝土的抗渗性、抗冻性、抗化学腐蚀性、耐磨性以及碱——集料反应等技术性质。

防止水泥石腐蚀的措施：1、根据腐蚀环境特点合理选用水泥品种2、提高水泥石的密实度，合理水泥混凝土的配合比，降低水灰比，改善集料级配，掺加外加剂等措施提高密实度3、敷设耐蚀保护层，可在混凝土表面设一层耐腐蚀且不透水的保护层。

9、建筑砂浆组成材料：水泥、掺加料、细集料、水、外加剂（技术性质（1新拌砂浆的施工和易性（流动性保水性）2硬化后砂浆的抗压强度））10、烧结普通砖：240 115 53烧结普通粘土砖、烧结页岩砖、烧结矸石砖、烧结粉煤灰砖；按抗压强度MU30、MU25、MU20、MU15、MU10，根据尺寸偏差，外观质量，泛霜和石灰爆裂等情况分为优等品A、一等品B、合格品C三个质量等级16.石灰的作用机理分类：气硬性（工程常用）、水硬性石灰的生产机理：CaCO3→CaO+CO2↑（900~1100度）石灰的熟化（消解）机理：块状生石灰在使用前一般都需要加水消解这一过程成为消解或熟化CaO+H2O→Ca(OH)2+64.9kj/mol石灰的硬化机理：1、结晶作用：石灰浆中游离水逐渐蒸发或被周围砌体吸收，氢氧、钙从饱和溶液中结晶析出固体颗粒互相靠拢黏紧，强度也随之提高。