土木工程材料课程总结

1.1天然石材

1、岩石的组成与分类2石料的物理性质

（1）物理常数密度：真实密度、表观密度、毛体积密度

孔隙率

（2）吸水性

吸水率

饱水率

含水率

3、石料的力学性质

（1）石料的抗压强度饱水抗压强度，影响因素。

（2）磨耗率

4、石料的耐久性

（1）直接冻融法（2）坚固试验

5、石料的技术标准

每一类岩石又按其饱水极限抗压强度及磨耗率指标分为四个等级。

1.2 集料

1、集料的物理性质

（1）物理常数

密度：表观密度、毛体积密度、表干密度、堆积密度；

空隙率；间隙率；棱角性。

（2）级配——级配参数、级配曲线、细度模数

（3）颗粒形状与表面特征

（4）含泥量和泥块含量

1）级配参数

2

3）级配与细度模数

2、集料的力学性质

（1）压碎值

石料抵抗压碎的能力，也是集料强度的相对指标。

（2）磨光值

石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标。

（3）冲击值

石料抵抗冲击荷载的能力。

（4）磨耗值

石料抵抗表面磨损的能力。

2.1 石灰

1、石灰的生产、消化及凝结硬化

（1）石灰的生产过火石灰，欠火石灰。

（2）石灰的消化消化，陈伏。

（3）石灰的硬化干燥硬化、结晶硬化，碳化硬化。

2、石灰的技术性质与技术标准要求

2.2 硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥

1、硅酸盐水泥定义、品种、生产等

2、硅酸盐水泥熟料的矿物组成和化学成分

生料主要化学成分：

熟料的矿物组成：

四种熟料矿物的技术特性

石膏

3、硅酸盐水泥的凝结硬化

凝结（初凝、终凝），硬化，凝结硬化过程（4个阶段），石膏的缓凝作用。

4、水泥石的腐蚀与防止

硬化水泥石的组成与结构

腐蚀类型

腐蚀原因

防止措施

2.3 混合材及掺混合材的通用硅酸盐水泥

1、混合料的定义、分类

2、掺混合材通用硅酸盐水泥熟料的特性

2.4 通用硅酸盐水泥的技术性质

化学性质

?质氧化镁、三氧化硫含量

?不溶物和烧失量

?碱含量、氯离子含量

物理性质

?密度与堆积密度

?细度化学性质

?标准稠度用水量

?凝结时间——初凝时间，终凝时间

?体积安定性

?水化热

力学性质强度——强度等级，型号

第3章水泥混凝土与砂浆

3.1 水泥混凝土的技术性质

◆新拌混凝土的工作性（和易性）

技术性质◆硬化混凝土的力学性质

◆硬化混凝土的变形特性

硬化混凝土的耐久性

1、混凝土拌合物的施工和易性

（1）概念流动性、捣实性、粘聚性、保水性。

（2）测定方法与评价指标

坍落度试验，坍落扩展法试验维勃（VB）稠度试验

（3）影响和易性的主要因素

1）内因——组成材料的影响

单位用水量，水灰比，

砂率（合理砂率），

水泥品种和细度，集料，外加剂

2）外因：环境因素时间

2、混凝土的力学性能

（1）混凝土的强度

（2）影响混凝土强度的主要因素分析

（3）混凝土强度分布特征

强度特征参数——强度平均值、强度标准差、强度的变异系数；强度保证率。

（4）混凝土强度的评价方法

（1）混凝土的强度

1）抗压强度

立方体抗压强度

①立方体抗压强度标准值②强度等级

轴心抗压强度

2）劈裂抗拉强度

3）弯拉强度（抗折强度）

4）疲劳强度

（2）影响混凝土强度的主要因素分析

混凝土组成材料的影响

1）水泥的强度和水灰比

水灰比定则

2）集料的特性

养护条件

1）温度2）养护湿度

龄期

其它：外加剂、养护方式、施工方法等。

3、硬化混凝土的变形特性

（1）非荷载作用变形

1）化学收缩2）温度变形3）干湿变形

（2）荷载的变形

1）混凝土在短期作用下的变形——弹性、塑性变形

2）混凝土在长期作用下的变形——徐变变形

4、硬化混凝土的耐久性

（1）抗渗性（2）抗冻性（3）耐磨性（4）抗化学侵蚀性（5）碱－集料反应（6）碳化（7）钢筋锈蚀（8）其他

3.2 普通水泥混凝土的配合比设计

（一）混凝土配合比设计的基本资料（二）配合比表示方法（三）配合比设计基本要求（四）配合比设计的三个参数

以立方体抗压强度为设计目标的混凝土配合比设计

1、原材料的选择和检测

（1）水泥（2）粗集料（3）细集料（4）拌和水（5）外加剂和掺合料

2、配合比设计的步骤

初步配合比设计

1）计算混凝土的配制强度

2）选定单位用水量

3）计算水灰比W/C，并校核

4）计算单位水泥用量，并校核

5）砂率的确定

6）计算粗、细集料用量

绝对体积法，假定密度法

3.4 砂浆

1、砌筑砂浆的技术性质

1）流动性

砂浆的流动性用稠度表示；测定指标：沉入量，mm；

2）保水性

（1）用分层度表示。

（2）硬化后砂浆的抗压强度

2、砂浆的组成材料

3、砌筑砂浆的配合比

4.1 石油沥青

1、化学元素

主要元素为碳、氢。

2、化学成分

沥青质、胶质、芳香族、饱和分、蜡分。

3、胶体结构

溶胶型沥青、凝胶型沥青、溶－凝胶型沥青。

4、石油沥青的技术性质

（1）物理性质

（2）路用性能评价粘稠石油沥青的三大技术指标

1）粘滞性——标准粘度，针入度，软化点

2）低温性能——延度，脆点

3）感温性——软化点，针入度指数PI

4）粘附性

5）耐久性——老化后技术性质的变化，影响因素，评价方法

6）粘弹性——蠕变，应力松弛

7）其他性能

4.2 其他沥青

1、乳化沥青定义，组成材料等。

2、改性沥青定义，改性剂。

3、煤沥青

化学组成，技术标准，与石油沥青比较。

5.1 沥青混合料的分类与组成结构

1、沥青混合料的分类

2、沥青混合料结构类型

悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构。

3、沥青混合料结构强度的影响因素

（1）沥青结合料的粘度

（2）沥青与矿料的化学性质

（3）矿质混合料的物理性能

（4）沥青用量和矿料的比表面积

（5）其他外部因素

6、沥青路面使用性能的气候分区

油石比，沥青含量。

6.1 钢材的分类及其技术性质

1、分类

Ⅰ按化学组成分

碳素钢合金钢

Ⅱ按质量分：普通碳素钢，优质碳素钢，高级优质钢。

Ⅲ按用途分：结构钢，工具钢，特殊钢。

Ⅳ按冶炼时脱氧程度分

沸腾钢（F）镇静钢（Z）半镇静钢（b）特殊镇静钢（TZ）2、力学性能

（1）抗拉性能——低碳钢的抗拉性能

Ⅰ弹性阶段Ⅱ屈服阶段Ⅲ强化阶段Ⅳ颈缩阶段

（2）冲击韧性

（3）耐疲劳性

（4）硬度

3、工艺性能

冷弯性、可焊性等。

碳素结构钢的牌号

Q235－AF，表示屈服强度为235MPa，A级沸腾钢。