最新土木工程材料复习

土木工程材料复习

第一章 材料的基本性质

第一节 材料的物理性质

一、材料的密度、表观密度与堆积密度

1、密度

3

:g/cm :g

v cm 3

密度，干燥状态下的质量，：绝对密实状态下的体积，m v

m ρρ= 测试方法：用李氏瓶进行测试。

2、表观密度 0033

033

kg //:kg :开孔闭

0＝＝:表观密度，或材料的质量，或v 自然状态下的体积，或m m m v v v v v v m g cm m g

m cm ρρ=+++ 视视闭视：视密度（近似密度）m m v v v ρρ==+

3、堆积密度 00

030

30

/::开空闭空＝:堆积密度，材料的质量，堆积体积，m m m v v v v v v v kg m m kg

v m ρρ'=='++++'' 二、材料的孔隙率与空隙率

1、孔隙率（与表观密度对应）

000000001(1)100%//孔v v v v P v v v v m v m ρρ

ρρρρ

-===-=-?==

2、空隙率（与堆积密度对应）

00000000

0000

001(1)100%//空v v v v P v v v v m v m ρρρρρρ''-'===-=-?''''=='' 三、材料与水有关的性质

1、亲水性与憎水性

当润湿边角θ≤90，亲水性。当润湿边角θ＞90，憎水性。

2、吸水性与吸湿性

1）吸水性

重量吸水率（W m ）：

100%b g

m g m m W m -=? ::材料吸水饱和状态下的重量

材料干燥状态下的重量b g m m

体积吸水率（W v ）：

00%100/)(ρρ?=?-=m w

g b v W v m m W 00

330/1//，的单位此处应为g w v m g cm g cm ρρρ==

2）吸湿性

100%s g

h g m m W m -=? ::材料吸湿状态下的重量材料干燥状态下的重量s g m m

3、材料的耐水性

:::10.85b R g

R b g R f k f k f f k =≤≤≥R 软化系数

饱水状态下材料的强度

干燥状态下材料的强度

0k ，的材料才可用于建筑物。

4、抗渗性

定义：材料抵抗压力水渗透的性质，以渗透系数表示。

5、抗冻性

定义：材料在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，也不严重降低强度的性质，以抗冻标号表示。

四、热工性质

材料的导热系数愈小，表示其绝热性能愈好，工程中通常把λ＜0.23的材料称为绝热材料。

第二节材料的力学性质

一、材料的强度

根据外力的作用方式，强度分为抗压、抗拉、抗剪和抗弯强度。

二、弹性与塑性

弹性：材料受力后会产生变形，当外力卸除后变形能完全恢复的性质。

塑性：外力卸除后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质。

三、脆性与韧性

脆性：材料破坏时无明显塑性变形的性质。

韧性：在冲击、振动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，不发生破坏的性质。

第三节材料的耐久性

定义：材料在使用过程中，抵抗其自身和环境的长期破坏作用，保持其原有性能而不破坏、不变质的能力。

第二章 无机气硬性胶凝材料

什么是气硬性胶凝材料？

第一节 石膏

一、石膏生产简介

107~17042422112122

C CaSO H O CaSO H O H O ?????→?+ (β-半水石膏，建筑石膏) 124424220.13112122C

MPa

CaSO H O CaSO H O H O ??????→?+ (α－半水石膏，高强石膏) 400~7504242C CaSO H O CaSO II ?????→ （II 型硬石膏，死烧石膏，失去凝结硬

化能力。死烧石膏加入适量激发剂磨细后又能凝结硬化，称为无水石膏水泥）

二、建筑石膏的凝结硬化

凝结硬化的机理：溶解－析晶

三、建筑石膏的特性

1、凝结硬化快

2、硬化时体积略有膨胀（唯一的）

3、硬化后孔隙率大，表观密度和强度较低

4、隔热、吸音性能好

5、防火性能好

6、具有一定的调温调湿性（呼吸作用）

7、耐水性与抗冻性差

8、加工性能好

四、石膏的技术性质

书P45页表3-1。

第二节 石灰

一、石灰生产简介

90032C CaCO CaO CO ????→+↑ （CaO ：生石灰）

根据生石灰中MgO 含量的多少，生石灰分为钙质石灰和镁质石灰。

MgO ≤5％，钙质石灰，MgO >5％，镁质石灰。

二、石灰的水化与硬化

1、石灰的水化

22()64.9CaO H O Ca OH KJ +??→+

欠火石灰：石灰石（CaCO 3）未完全分解，降低了石灰的利用率。

过火石灰：内部结构致密，熟化缓慢。当石灰浆中含有这类过火石灰时，它将在石灰浆硬化后才发生水化作用，此时产生膨胀，引起局部隆起和开裂。

如何消除过火石灰的危害？石灰在使用之前应在储灰坑中陈伏14天以上。

2、石灰的硬化

硬化机理：结晶、碳化

三、石灰的特性

1、生石灰熟化时水化热大，体积增大

2、硬化缓慢

3、硬化后体积收缩大

4、硬化后强度低

5、耐水性差

6、可塑性与保水性好

四、石灰的技术性质

详见书中P48页表3-2、表3-3、表3-4。

第三节 水玻璃

一、生产

232222Na CO nSiO Na O nSiO CO +??→?+↑

二氧化硅(SiO 2)与氧化钠(Na 2O)的摩尔数的比值n ，称为水玻璃的模数。

二、水玻璃的硬化

22222322Na O nSiO CO mH O Na CO nSiO mH O ?++→+?（硅酸凝胶）

为加速水玻璃的硬化，常加入氟硅酸钠(Na 2SiF 6)作为促硬剂，加速二氧化硅凝胶的析出，其掺量一般为12％～15％。

三、水玻璃的特性与应用

注意：水玻璃不能用来涂刷或浸渍石膏制品，因为硅酸钠会与硫酸钙反映生成硫酸钠，在制品孔隙中结晶，体积显著膨胀，从而导致制品的破坏。