土木工程材料知識點

1、土木工程材料知識點土木工程材料復習整理1. 土木工程材料的定義 用于建筑物和構筑物的所有材料的總稱。2. 土木工程材料的分類 （一）按化學組成分類：無機材料、有機材料、復合材料 （二）按材料在建筑物中的功能分類：承重材料、非承重材料、保溫和隔熱材料、吸聲和隔聲材料、防水材料、裝飾材料等 （三）按使用部位分類：結構材料、墻體材料、屋面材料、地面材料、飾面材料等3. 各級標準各自的部門代號列舉 gb國家標準 gbj建筑行業(yè)國家標準 jc建材標準 jg建工標準 jgj建工建材標準 db地方標準 qb企業(yè)標準 iso國際標準4. 材料的組成是指材料的化學成分、礦物成分和相組成。5. 材料的結構 宏觀結

2、構：指用肉眼或放大鏡能夠分辨的粗大組織。其尺寸在10-3m級以上。 細觀結構：指用光學顯微鏡所能觀察到的材料結構。其尺寸在10-3-10-6m級。 微觀結構：微觀結構是指原子和分子層次上的結構。其尺寸在10-6-10-10m級。微觀結構可以分為晶體、非晶體和膠體三種。6.材料的密度、表觀密度、堆積密度、密實度與孔隙率、填充率與空隙率的概念及計算 密度：材料在絕對密實狀態(tài)下,單位體積的質量。（質量密度） 密實體積：不含有孔隙和空隙的體積(v)。 g/cm3 表觀密度：材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質量。（體積密度） 表觀體積：含有孔隙但不含空隙的體積(v0)。（用排水法測得的扣除了材料內部開口孔隙

3、的體積稱為近視表觀體積，也稱視體積。 /m3或g/cm3 堆積密度：材料在堆積狀態(tài)下，單位體積的質量。（容裝密度） 堆積體積：含有孔隙和空隙的體積（v0）。 /m3密實度：密實度是指材料體積內，被固體物質所充實的程度。 孔隙率：孔隙率是指材料體積內，孔隙體積占總體積的百分率。 填充率：填充率是指散粒材料在其堆積體積中，被其顆粒填充的程度 。 空隙率：空隙率是指散粒材料在其堆積體積中，顆粒之間的空隙體積占材料堆積體積的百分率 。 7. 材料的孔隙率對材料的性質有何影響？ 影響吸水性 影響吸濕性 影響材料抗?jié)B性 影響材料抗凍性 影響材料導熱系數(shù) 8.潤濕邊角與親水性、憎水性的關系 p39.材料的吸

4、水性與吸濕性的概念及計算 吸水性：是指材料在水中吸收水分的性質，其大小用吸水率表示。 質量吸水率: 體積吸水率: 吸濕性：材料在空氣中，吸收空氣中水分的性質，稱為吸濕性。其大小用含水率表示。 10. 影響吸水性的因素 材料的本身的性質，如親水性或憎水性； 材料的孔隙率； 孔隙構造特征，如孔徑大小、開口與否等。11. 影響吸濕性的因素 材料的本身的性質，如親水性或憎水性； 材料的孔隙率； 孔隙構造特征，如孔徑大小、開口與否等； 周圍空氣的溫度和濕度。12. 什么叫耐水性如何表示 材料長期在水作用下不破壞，強度也不顯著降低的性質，稱為耐水性。 用軟化系數(shù)表示，即 軟化系數(shù)越小，說明材料吸水飽和后的

5、強度降低越多，其耐水性越差。13. 什么叫抗?jié)B性如何表示 材料抵抗壓力水滲透的性質稱為抗?jié)B性。 用抗?jié)B系數(shù)k表示，k越大，材料的抗?jié)B性越差。 用抗?jié)B等級pn表示，抗?jié)B等級越高，抗?jié)B性越好。14. 影響材料抗?jié)B性的因素有哪些？ 孔隙率、孔隙特征15. 什么叫抗凍性？用什么表示？ 材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，強度也不顯著降低的性質。 用抗凍等級fn表示，表示經過n次凍融循環(huán)次數(shù)后。16.如何表示材料的導熱性（保溫性）什么是導熱系數(shù)？ 材料傳導熱量的能力稱為導熱性。其大小用熱導率（）表示。 導熱率是表示單位厚度的材料，當兩側溫差為1k時，在單位時間內通過單位面積的熱量。17

6、.影響材料導熱系數(shù)的因素有： 材料的組成與結構；孔隙率及孔隙特征；含水情況18. 熱容性是什么？ 材料受熱時吸收熱量和冷卻時放出熱量的性質。 q=m c(t1-t2) 19. 比熱容的物理意義是什么？ 1 kg材料在溫度改變1k時吸收或放出的熱量。20. 材料的抗壓、抗拉、抗剪強度。21. 材料的抗彎強度 22. 材料的比強度是什么？ 衡量材料輕質高強的一個指標，材料的強度與其表觀密度之比，即：23. 什么叫彈性與塑性？ 彈性：材料在外力作用下產生變形，外力撤掉后變形能完全恢復的性質，稱為彈性。 塑性： 材料在外力作用下產生變形，若除去外力后仍保持變形后的形狀和尺寸，并且不產生裂縫的性質稱為塑

7、性。24. 什么叫脆性與韌性？ 脆性：在外力作用下，當外力達到一定限度后，材料突然破壞而又無明顯的塑性變形的性質。 脆性材料（如混凝土、玻璃、石材）抵抗沖擊或震動荷載的能力很差。 韌性：在沖擊、震動荷載的作用下，能吸收較大能量而不破壞的性質稱為韌性。如鋼材、木材、纖維等。 橋梁、牛腿柱、電梯井、高層建筑等處所用的材料須有較好的韌性。25. 什么叫硬度和耐磨性？ 硬度：指材料表面的堅硬程度，是抵抗其他物體刻劃、壓入其表面的能力。 測定方法：刻劃法、回彈法、壓入法。 耐磨性：材料表面抵抗磨損的能力。用磨損率表示。26. 提高耐久性的措施 減輕介質對材料的破壞作用 提高材料密實度 對材料進行憎水或防

8、腐處理 在材料表面設置保護層27. 什么叫膠凝材料什么叫氣硬性膠凝材料什么叫水硬性膠凝材料 膠凝材料：指經過自身的物理化學作用后，能夠由漿體變成固體，并在變化過程中把一些散粒材料或塊狀材料膠結成具有一定強度的整體。 氣硬性膠凝材料：是指只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持或繼續(xù)發(fā)展其強度的膠凝材料。 水硬性膠凝材料：是指不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化并保持和繼續(xù)發(fā)展其強度的膠凝材料。28. 什么叫過火石灰有什么危害 過火石灰： 因煅燒溫度過高使粘土雜質融化并包裹石灰。 危害：不僅影響產漿量，還會導致工程事故。這是由于它表面包裹有一層玻璃質釉狀物，從而延緩石灰的熟化，導致已硬化的砂漿

9、產生鼓泡、崩裂等現(xiàn)象。29. 欠火石灰以及正火石灰 欠火石灰：（溫度過低時）碳酸鈣沒有完全分解，降低了生石灰的產量 正火石灰：（900°c左右時）30. 什么叫石灰的熟化？ 指生石灰與水發(fā)生水化反應，生成ca（oh）2的過程。31. 生石灰水化反應的特點 反應可逆； 水化熱大，水化速率快； 水化過程中體積增大。32.什么叫陳伏為什么要陳伏陳伏時要注意什么 熟化后的石灰漿在消化池中儲存23周以上，此過程成為“陳伏”。 為了消除過火石灰的危害； 陳伏期間，石灰漿表面應保持一層一定厚度的水，以隔絕空氣，防止碳化。33. 石灰的硬化、性能及應用 干燥、結晶和碳化三個過程同時進行，但極為緩慢。

10、碳化過程長時間只限于表面，結晶過程主要在內部發(fā)生。 （原因：空氣中co2含量稀薄，使碳化反應進展緩慢，同時表面的石灰漿一旦硬化就形成外殼，阻止了co2的滲入，同時又使內部的水分無法析出，影響硬化過程的進行。） 特性：可塑性好；硬化緩慢；硬化后強度低；硬化時體積收縮大；耐水性差 應用：配制石灰砂漿、石灰乳 配制石灰土、三合土 生產碳化石灰板 加固含水的軟土地基 靜態(tài)破碎劑34.石膏的生產、性能、應用 生產： 建筑石膏： （型半水石膏） 高強石膏： （型半水石膏） 特性： 硬化后體積微膨脹性 硬化后孔隙率大，因此其強度較低、表 觀密度小、吸聲性較強、吸濕性較強。 耐水性與抗凍性較差 凝結硬化快 防

11、火性好但耐高溫性差 應用： 紙面石膏板 裝飾石膏板 吸聲用穿孔石膏板 石膏藝術制品 35.六大通用水泥的定義、性能、應用（考點：eg.什么叫做火山灰水泥？） 硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥(簡稱普通水泥)、礦渣硅酸鹽水泥(簡稱礦渣水泥)、火山灰質硅酸鹽水泥(簡稱火山灰水泥)、粉煤灰硅酸鹽水泥(簡稱粉煤灰水泥)和復合硅酸鹽水泥(簡稱復合水泥)等統(tǒng)稱為六大水泥。36. 各種水泥的代號 硅酸鹽水泥：p·i，p·ii 普通硅酸鹽水泥：p·o 礦渣硅酸鹽水泥：p·s·a，p·s·b 火山灰質硅酸鹽水泥：p·p 粉煤灰硅酸鹽水泥：

12、p·f 復合硅酸鹽水泥：p·c37. 硅酸鹽水泥熟料組成及單礦物特性 主要組成成分：硅酸三鈣(c3s) 少量：游離氧化鈣 硅酸二鈣(c2s) 游離氧化鎂 鋁酸三鈣(c3a) 含堿礦物以及玻璃體等 鐵鋁酸四鈣(c4af) 單礦物特性：名稱硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣凝結硬化速度28d水化放熱量強度快多高慢少早期低，后期高最快最多低快中低 38.水泥水化反應（包括二次反應）及產物產物：水化硅酸鈣和水化鐵酸鈣凝膠、氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣晶體 39. 水泥的氧化物和化合物簡寫（p73）40. 主要技術指標（細度、凝結時間、安定性、強度） 細度：指水泥顆粒的粗細程度

13、。 水泥越細：優(yōu)點：總表面積越大，與水發(fā)生水化反應的速度越快，水泥石的早期強度越高。 缺點：硬化收縮越大；易受潮而降低活性；成本越高。gb規(guī)定：硅酸鹽水泥的比表面積應大于300m2/kg。 同時規(guī)定凡細度不符合規(guī)定者為不合格品。 凝結時間：水泥的凝結時間分初凝時間和終凝時間。 自加水起至水泥漿開始失去塑性，流動性減小所需時間，稱為初凝時間； 自加水起至水泥漿開始完全失去塑性、開始有一定結構強度所需的時間稱為終凝時間。結論1：水泥的初凝時間不能過短，否則在施工前即已失去流動性和可塑性而無法施工。結論2：水泥的終凝時間不能過長，否則將延長施工進度和模板周轉期。gb規(guī)定：初凝時間不得早于45min

14、終凝時間不得遲于390min 安定性：指水泥硬化后體積變化是否均勻的性質。 不良：水泥硬化后體積發(fā)生不均勻膨脹，導致水泥石開裂、翹曲等現(xiàn)象。 良好：否則，為良好。 引起安定性不良的原因有哪些：熟料中含有過多的游離cao，mgo；石膏摻量過多 gb規(guī)定： 用沸煮法檢驗必須合格；熟料中mgo含量5%；熟料中so3含量%； 強度：41. 何為水化熱水化熱的利與弊 水泥與水發(fā)生水化反應所放出的熱量稱為水化熱。 高水化熱的水泥在大體積混凝土工程中是非常不利的，在大體積混凝土中應選擇低熱水泥。在混凝土冬期施工時，水化熱有利于水泥的凝結、硬化和防止混凝土受凍。42. 水泥石腐蝕及防止 腐蝕：水泥石在正常使用

15、條件下，具有較好的耐久性，但在某些腐蝕性介質作用下，水泥石的結構逐漸遭到破壞，強度下降以致全部潰裂，這種現(xiàn)象叫水泥石的腐蝕。主要原因有： 淡水腐蝕 硫酸鹽腐蝕 溶解性化學腐蝕 防止：根據工程所處環(huán)境，選用適當品種的水泥； 增加水泥制品的密實度，減少侵蝕介質的滲透； 加做保護層。 43. 三種水泥的共同性質 凝結硬化慢，早期強度低，后期強度發(fā)展較快 抗軟水、抗腐蝕能力強 水化熱低、放熱速度慢 抗碳化能力差抗凍性差、耐磨性差 濕熱敏感性強，適合蒸汽養(yǎng)護 44. 三種水泥各自的特性 礦渣水泥耐熱性強、干縮性較大、保水性差 火山灰水泥保水性好、抗?jié)B性好、硬化干縮性顯著 粉煤灰水泥干縮性小、抗裂性好45

16、. 混凝土的定義？ 由膠凝材料、骨料、水按適當比例配合拌制而成的混合物，經一定的時間硬化而成的人造石材。46. 混凝土的分類 （一）按干表觀密度分 （1）重混凝土。表觀密度大于2500kg/m3的混凝土。常由重晶石和鐵礦石配制而成。 （2）普通混凝土。表觀密度為19502500kg/m3的水泥混凝土。主要以砂、石子和水泥配制而成，是土木工程中最常用的混凝土品種。 （3）輕混凝土。表觀密度小于1950kg/m3的混凝土。包括輕骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土等。 （二）按膠凝材料分 （三）按用途分 （四）按生產工藝和施工方法分47.混凝土的基本要求（配合比設計的基本要求）如何滿足？ （1）滿足

17、施工要求的和易性。 （2）滿足設計的強度等級，并具有95%的保證率。 （3）滿足工程所處環(huán)境對混凝土的耐久性要求。 （4）經濟合理，最大限度節(jié)約水泥，降低混凝土成本。48. 砂的技術要求（細度模數(shù)計算及級配評定） 粗砂：mx= （i區(qū)）；中砂：mx=（ii區(qū)）；細砂：mx= （iii區(qū)）。篩孔尺寸i區(qū)ii區(qū)iii區(qū)累計篩余百分率（）0001001001002.36mm3552501501.18mm6535501025085717041401695809270855510090100901009049.堿骨料反應及如何防范 堿骨料反應是指混凝土內水泥中所含的堿（k2o和na2o），與骨料中 的活

18、性sio2發(fā)生化學反應，在骨料表面形成堿硅凝膠，吸水后將產生3倍以上的體積膨脹，從而導致混凝土膨脹開裂而破壞。 防范：對水泥中堿含量大于%；骨料中含有活性sio2且在潮濕環(huán)境或水中使用的混凝土工程，必須加以重視。大型水工結構、橋梁結構、高等級公路、飛機場跑道一般均要求對骨料進行堿活性試驗或對水泥的堿含量加以限制。50. 粗骨料強度的表示方法、粗骨料最大粒如何選擇？ 碎石的強度可用其母巖巖石的抗壓強度和碎石的壓碎指標值表示。 卵石的強度用壓碎指標值表示。 粗骨料最大粒的選擇 混凝土所用粗骨料的公稱粒級上限稱為最大粒徑。 在條件許可的情況下，應盡量選得較大粒徑的骨料。骨料最大粒徑受到多種條件的限制

19、： 最大粒徑不得大于構件最小截面尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋凈距的3/4。 對于混凝土實心板，最大粒徑不宜超過板厚的1/3，且不得大于40mm。 對于泵送混凝土，當泵送高度在50m以下時，最大粒徑與輸送管內徑之比，碎石不宜大于1:3；卵石不宜大于1:。及fcu。k及強度等級c的含義，影響混凝土強度的因素（試驗條件） fcu (混凝土立方體抗壓強度標準值）：立方體試件的標準尺寸為150mm×150mm×150mm；標準養(yǎng)護條件為溫度20±2，相對濕度95%以上；標準齡期為28天。在上述條件下測得的抗壓強度值，以fcu表示。 fcu,k (混凝土立方體抗壓強度標準值

20、系）:按照標準方法制作養(yǎng)護的邊長為150mm的立方體試件在28天齡期，用標準試驗方法測得的具有95%保證率的抗壓強度值，用fcu,k表示。 強度等級c：普通混凝土劃分為十二個強度等級：、c10、c15、c20、c25、c30、c35、c40、c45、c50、c55和c60。 影響混凝土強度的主要因素：（1） 水泥強度和水膠比 混凝土的強度主要來自水泥石以及與骨料之間的粘結強度。 混凝土的強度與水泥強度成正比關系。 在水泥強度和其他條件相同的情況下，水膠比越小，混凝土強度越高，水膠比越大，混凝土強度越低。但水膠比太小，混凝土過于干稠，使得不能保證振搗均勻密實，強度反而降低。試驗證明，在相同的情況

21、下，混凝土的強度（fcu）與水膠比呈有規(guī)律的曲線關系，而與膠水比則成線性關系。（2） 骨料的品質：有害物質含量、顆粒形狀和表面粗糙度、針片狀含量等。（3） 施工條件：施工條件主要指攪拌和振動成型。（4） 養(yǎng)護溫度及濕度的影響 砼強度的發(fā)展過程也就是水泥水化的過程，而溫度和濕度是影響水泥水化速度和程度的重要因素。 因此砼成型后必須在一定時間內保持適當?shù)臏囟群蜐穸?，以使水泥充分水化?即混凝土的養(yǎng)護。（5） 齡期：在正常養(yǎng)護的條件下，混凝土的強度將隨齡期的增長而不斷發(fā)展。 普通砼，在標準養(yǎng)護條件下，砼強度的發(fā)展，大致與其齡期的常用對數(shù)成正比關系。 試驗條件對混凝土強度的影響 試件尺寸 相同的混凝土

22、，試件尺寸越小測得的強度越高。 試件的形狀當試件受壓面積(a×a)相同，而高度(h)不同時，高寬比(h/a)越大，抗壓強度越小。 表面狀態(tài) ：試件表面有、無潤滑劑，其對應的破壞形式不一，所測強度值大小不同。 加荷速度 ：加荷速度較快時，材料變形的增長落后于荷載的增加，所測強度值偏高。52.外加劑的定義、減水劑作用下有什么技術經濟效果？ 外加劑是指能有效改善混凝土某項或多項性能的一類材料。 減水劑作用下的技術經濟效果在保持和易性不變，也不減少膠凝材料用量時，可減少拌和水量5%-25%或更多。從而達到降低w/b,提高強度的目的. 在保持原配合比不變的情況下，可使拌合物的坍落度大幅度提高(

23、可增大100-200mm) 。若保持強度及和易性不變，可節(jié)省膠凝材料10%-20%。 提高混凝土的抗凍性、抗?jié)B性，使混凝土的耐久性得到提高。 53.和易性的定義、影響因素、如何改善？和易性：新拌混凝土的和易性，也稱工作性，是指拌合物易于攪拌、運輸、澆搗成型，并獲得質量均勻、結構密實的混凝土的一項綜合技術性能。通常用流動性、粘聚性和保水性三項內容表示。 影響和易性的主要因素單位用水量。單位用水量是混凝土流動性的決定因素。大量的實驗研究證明在原材料品質一定的條件下，單位用水量一旦選定，單位水泥用量增減50100kg/m3，混凝土的流動性基本保持不變，這一規(guī)律稱為固定用水量定則。 漿骨比 漿骨比指水

24、泥漿用量與砂石用量之比值。在混凝土凝結硬化之前，水泥漿主要賦予流動性；在混凝土凝結硬化以后，主要賦予粘結強度。 漿骨比不宜太大，否則易產生流漿現(xiàn)象，使粘聚性下降。漿骨比也不宜太小，否則因骨料間缺少粘結體，拌合物易發(fā)生崩塌現(xiàn)象。水膠比水膠比即水用量與膠凝材料用量之比。合理的水膠比是混凝土拌合物流動性、保水性和粘聚性的良好保證。砂率 砂率是指砂子占砂石總重量的百分率。砂率對和易性的影響非常顯著。砂率的確定可通過試驗確定合理砂率。在大型混凝土工程中經常采用。對普通混凝土工程可根據經驗或根據jgj 55表選用。膠凝材料品種及細度。骨料的品種和粗細程度。外加劑。時間、氣候條件。 混凝土和易性的調整和改善

25、措施當混凝土流動性小于設計要求時，為了保證混凝土的強度和耐久性，不能單獨加水，必須保持水膠比不變，增加水泥漿用量。當坍落度大于設計要求時，可在保持砂率不變的前提下，增加砂石用量。實際上相當于減少水泥漿數(shù)量。改善骨料級配，既可增加混凝土流動性，也能改善粘聚性和保水性。但骨料占混凝土用量的75%左右，實際操作難度往往較大。摻減水劑或引氣劑，是改善混凝土和易性的最有效措施。盡可能選用合理砂率。當粘聚性不足時可適當增大砂率。 54.環(huán)箍效應有什么影響？環(huán)箍效應：鋼制壓板的橫向膨脹較混凝土小，因而在壓板于混凝土試件受壓面形成摩擦力，對試件的橫向膨脹起著約束作用，這種約束作用成為“環(huán)箍效應”。 環(huán)箍效應的

26、影響：環(huán)箍效應對混凝土抗壓強度有提高作用，離壓板越遠，環(huán)箍效應越小。在距離試件受壓面約（為試件邊長）范圍外這種效應消失。55.砂率最優(yōu)砂率對混凝土性能有什么影響 砂子占砂石總量的百分率稱為砂率。 最優(yōu)砂率：在用水量和水泥用量一定的情況下，能使混凝土拌合物獲得最大的流動性，且能保持黏聚性及保水性能良好時的砂率值。砂率對混凝土性能的影響：砂率對和易性的影響非常顯著。對流動性的影響。在一定范圍內，隨砂率增大，混凝土流動性增大。砂率超過一定范圍，流動性隨砂率增加而下降。對黏聚性和保水性的影響。砂率減小，混凝土的黏聚性和保水性均下降，易產生泌水、離析和流漿現(xiàn)象。砂率增大，黏聚性和保水性增加。但砂率過大，當水泥漿不足以包裹骨料表面時，黏聚性反而下降。56.耐久性如何保證？通常用混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化性能、抗腐蝕性能和堿骨料反應綜合評價混凝土的耐久性。 提高混凝土耐久性的措施合理選擇水泥品種適當控制混凝土的水灰比及水泥用量選用質量良好的砂石骨料摻入引氣劑或減水劑加強混凝土的施工質量控制57.混凝土有哪幾種變形？混凝土在凝結硬化過程和凝結硬化以后，均將產生一定量的體積變形。主要包括化學收縮、干濕變形、自收縮、溫度變形及荷載作用下的變形。(一)非荷載作用下的變形：化學收縮混凝土的干縮濕