土木工程材料考試復習

1、土木工程材料考點整理材料基本性質(zhì)材料按化學成分分為：無機材料、有機材料和復合材料；土木工程材料的發(fā)展趨勢：（ 1）輕質(zhì)高強（2）高耐久性（ 3 ） 構(gòu)件及制品尺寸大型化、構(gòu)件化、預制化和單元化（4）復合化（5）環(huán)保型材料（6 ）智能材料我國常用的標準可分為：國家標準（GB）、行業(yè)標準（JC>地方標準（DB）和企業(yè)標準（QB）;密度：材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，以表示；表觀密度：材料單位表觀體積（實體及閉口體積）的質(zhì)量；體積密度：材料在自然狀態(tài)下單位體積（實體，開口及閉口體積）的質(zhì)量；堆積密度：散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量；密實度：指材料的體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實的程度；孔

2、隙率：指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料自然狀態(tài)下總體積的百分率；填充率：指散粒材料在堆積狀態(tài)下，其顆粒的填充程度稱為填充率?？障堵剩褐干⒘２牧显诙逊e狀態(tài)下，顆粒之間的空隙體積所占的比例。親水性：材料在空氣中與水接觸時能被水潤濕的性質(zhì)；憎水性：材料在空氣中與水接觸時不能被水潤濕的性質(zhì)；（夾角小于等于90 度，為親水性材料；夾角大于90 度，為憎水性材料；）吸濕性：材料在空氣中吸收水蒸氣的能力；吸水性：材料在浸水狀態(tài)下吸入水分的能力；耐水性： 材料長期在飽水作用下保持其原有性質(zhì)的能力，其強度也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性；（工程中將>0.80 的材料，稱為耐水性材料）抗?jié)B性：材料在壓力水作用下，抵抗

3、滲透的性質(zhì)；系數(shù)反映了材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)；滲透系數(shù)越大，材料的抗?jié)B性越差；抗?jié)B等級越高，抗?jié)B性越好；抗凍性： 材料在飽水狀態(tài)下經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，同時強度也不嚴重降低的性質(zhì)；凍融循環(huán)：通常采用-15的溫度凍結(jié)后，再在20 的水中融化，這樣的過程為一次凍融循環(huán)；凍融破壞：材料吸水后，在負溫度下，水在毛細管內(nèi)結(jié)冰，體積膨脹約9，冰的動脈壓力造成材料的內(nèi)應力，使材料遭到局部破壞，隨著冰凍融化的循環(huán)作用，對材料的破壞加劇，這種破壞即為凍融破壞；導熱性：熱量在材料中傳導的性質(zhì)；（材料的導熱系數(shù)越小，表示其絕熱性能越好；材料的孔隙率大其導熱系數(shù)小，隔熱絕熱性好）熱容量：指材料在加熱時吸收熱

4、量、冷卻時放出熱量的性質(zhì)；比熱容：反映材料的吸熱或放熱能力的物理量；（進行建筑設計時應選用導熱系數(shù)小而熱容量較大的材料（良好的絕熱材料），以使建筑保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定性）耐燃性：材料在高溫與火的作用下不破壞，強度也不嚴重下降的性能；耐火性：材料在長期高溫作用下，保持不熔性并能工作的性能；理論強度：根據(jù)理論分析得到材料所能承受的最大應力;強度：材料在外力作用下抵抗破壞的能力；（材料的真實破壞強度遠低于理論強度）強度等級：土木工程材料常按其強度劃分成若干個等級，稱為強度等級；比強度：單位體積質(zhì)量的材料強度，等于材料的強度與其表觀密度之比，是衡量材料是否輕質(zhì)，高強的指標；彈性： 材料在外力作用下產(chǎn)生變形

5、，當外力取消后，材料變形即可消失并能完全恢復原來形狀和尺寸的性質(zhì)；這種可恢復的變形叫彈性形變；塑性： 材料在外力作用下發(fā)生變形，如果取消外力，仍保持變形后的形狀尺寸，且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)；這種不可恢復的形變叫塑性形變；脆性：材料在破壞時未出現(xiàn)明顯的塑性變形，而表現(xiàn)為突發(fā)性破壞的性質(zhì)；韌性： 材料在沖擊或振動荷載作用下，能吸收較大的能量，產(chǎn)生一定的變形而不破壞的性質(zhì)； 耐久性：材料在各種因素作用下抵抗破壞和保持原有性能的能力；硬度：材料抵抗較硬物質(zhì)刻劃或壓入的能力；測定硬度的方法通常采用刻劃法和壓入法；耐磨性：材料表面抵抗磨損的能力；膠凝材料：能將散粒材料、塊狀材料、或纖維材料黏結(jié)成整體的材料；膠

6、凝材料分為有機和無機兩種；氣硬性膠凝材料：只能在空氣中凝結(jié)硬化并保持和發(fā)展其強度；水硬性膠凝材料：既能在空氣中凝結(jié)硬化，又可在水中更好地硬化，并保持和發(fā)展其強度；石膏，石灰，水玻璃是氣硬性膠凝材料；石膏生產(chǎn)石膏膠凝材料的原料有天然二水石膏、天然硬石膏和工業(yè)副產(chǎn)品石膏；天然二水石膏簡稱石膏，主要硫酸鈣；天然硬石膏又稱無水石膏，主要是由無水硫酸鈣組成；建筑石膏的性質(zhì)：裝飾性好、加工性能好；凝結(jié)硬化快；凝結(jié)硬化時體積微膨脹；孔隙率高、表觀密度小、強度低；具有較好的功能性；良好的防火性；隔熱、吸聲性良好；吸濕性強、耐水性和抗凍性差。建筑石膏的用途：粉刷石膏；石膏砂漿；墻體材料；初凝： 將從加水拌合開始

7、一直到漿體開始失去可塑性的過程；對應的這段時間成為初凝時間；終凝： 將從加水拌合開始一直到漿體完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度的過程；對應的這段時間成為初凝時間；凝結(jié)硬化：建筑石膏與適量的水拌和后，最初成為可塑的漿體，但很快失去可塑性并產(chǎn)生強度，然后逐漸發(fā)展成堅硬的固體，這種現(xiàn)象成為凝結(jié)硬化。石灰石灰的主要原料是碳酸鈣；氧化鈣是生石灰欠火石灰：當煅燒溫度過低或煅燒時間不足時，由于CaCO3 不能完全分解，即生石灰中含有未分解的碳酸鈣內(nèi)核，外部為正常煅燒石灰，這類石灰稱為欠火石灰；過火石灰：當煅燒溫度過高或煅燒時間過長時，部分塊狀石灰的表層會被煅燒成十分致密的釉狀物，這類石灰稱為過火石灰；石灰膏在使

8、用前要進行陳伏處理，以消除過火石灰；陳伏： 為消除過火石灰的危害，石灰膏使用前應在化灰池中存放兩周以上，使過火石灰充分熟化，這個過程稱為“陳伏”；石灰在空氣中的硬化是結(jié)晶作用和碳化作用兩個過程同時進行的；水泥水泥是水硬性膠凝材料；通用硅酸鹽水泥有硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥、火山灰質(zhì)水泥、粉煤灰水泥、復合水泥等；硅酸鹽水泥的成分：熟料、石膏、（混合材料）；主要生產(chǎn)工藝過程為“兩磨”（磨細生料、磨細水泥）和“一燒”（生料煅燒成熟料）在實際工程中，水灰比多為0.40.7；水泥的養(yǎng)護：保持水泥漿溫度和濕度的措施；硅酸鹽水泥的主要技術(shù)指標：（一）硅酸鹽水泥的細度用篩分析的方法或比表面積的方法表

9、示；（二） 凝結(jié)時間對工程的意義：初凝時間不宜過短，以便施工有足夠的時間來完成混凝土和砂漿的運輸，澆搗和砌筑等操作，終凝時間不宜過長，是為了是混泥土和沙漿在澆搗和砌筑完畢后能盡快凝結(jié)硬化，以便下一道工序的及早進行；初凝時間：是指從水泥加水拌合起到水泥漿開始失去塑形所需的時間；終凝時間：是指從水泥加水拌合時起到水泥漿完全失去可塑性，并開始具有強度（但還沒有強度）的時間；水泥凝結(jié)時間的測定是以標準稠度的水泥凈漿（使用標準稠度用水量，為了使其有可比性），在規(guī)定的溫度和濕度下用凝結(jié)時間測定儀來測定；（三）引起水泥安定性不良的原因：游離氧化鎂過多，水泥中的氧化鎂在水泥凝結(jié)硬化后，會與水反應生成氫氧化鈣，

10、反應速度緩慢，且體積膨脹，會在水泥硬化幾個月后導致水泥石開裂；（2）滲入的石膏過量，會造成膨脹破壞；（ 3）游離氧化鈣過多，水泥中含有游離氧化鈣，其中部分過燒的氧化鈣在水泥凝結(jié)硬化后會緩慢與水生成氫氧化鈣，該反應體積膨脹，使水泥石發(fā)生不均勻體積變化； 用沸煮法檢驗水泥的體積安定性；（四）強度袋裝水泥的堆放高度一般不應超過十袋；一般超過三個月的水泥，強度降低10%20%，六個月后降低15%30%，一年后降低25%40%?；炷粱炷恋脑希耗z凝材料（水泥），骨料（粗、細骨料），水和其他材料（外加劑、礦物摻合料） ；普通水泥混凝土由水泥，粗骨料，細骨料和水組成；砂、石起骨架作用，并起限制硬化水泥收

11、縮的作用；水泥和水形成水泥漿，包裹骨料表面，填充骨料空隙，在混凝土拌合物中還起潤滑作用，賦予混凝土流動性，便于施工，混凝土硬化后起膠結(jié)作用；建筑用砂規(guī)定：天然砂采用硫酸鈉溶液法進行試驗；人工砂采用壓碎指標法進行試驗；粗骨料的強度可用巖石的抗壓強度和壓碎指標值表示；混凝土拌合用水按水源分為飲用水，地下水，地表水，海水及經(jīng)過處理達標的工業(yè)廢水；海水可用于拌素混凝土，不宜用于鋼筋混凝土；減水劑：能顯著減少拌合用水量的外加劑；引氣劑：能在混凝土攪拌過程中引入大量均勻分布，穩(wěn)定而封閉的微小氣泡；能改善混凝土的和易性和耐久性；早強劑：能促進混凝土凝結(jié)硬化，加速混凝土早期強度發(fā)展并對后期強度無明顯影響；混凝

12、土的和易性：流動性、黏聚性、保水性；新拌混凝土流動性以坍落度值作為流動性指標，值越大越好；干硬混凝土流動性以維勃稠度值作為流動性指標，值越小越好；混凝土立方體抗壓強度標準值以150mm 的立方體試件為標準，28 天的值強度低于該值的百分率不超過5%；提高混凝土的強度：（ 1 ）采用高強度等級水泥或快硬性早強型水泥；采用低水灰比的干硬性混凝土，提高混凝土的密實度；采用質(zhì)量好，級配良好的骨料和合理的砂率；采用機械攪拌和機械振動成型采用熱處理養(yǎng)護措施（加強養(yǎng)護）摻入化學外加劑摻入礦物外加劑；混凝土的變形：化學收縮：由于水泥水化后固體產(chǎn)物的總體積小于水化反應前反應物的總體積而產(chǎn)生的混凝土收縮；干濕變形

13、：混凝土具有在硬化過程中及暴露在環(huán)境中吸水膨脹和失水收縮的特性；碳化收縮變形:空氣中有一定濃度的二氧化碳，在相對濕度合適的條件下，二氧化碳能和混凝土表面由于水泥水化生成Ca（ OH） 2 很快地發(fā)生反應，稱為碳化。碳化伴隨有體積的收縮，稱為碳化收縮；徐變： 硬化后的混凝土在恒定荷載的長期作用下，沿著作用力方向隨時間而增加的變形；（不能完全恢復的變形現(xiàn)象）混凝土不論是受壓、受彎或受拉均有徐變現(xiàn)象；混凝土的耐久性：是指混凝土在使用條件下抵抗周圍環(huán)境中各種因素長期作用而不破壞的能力；提高混凝土的抗?jié)B性的主要措施：合理選擇水泥、降低水灰比、選擇好的骨料級配、充分振搗和養(yǎng)護、摻用引氣劑和優(yōu)質(zhì)粉煤灰（影響

14、其的根本原因是孔隙率和空隙特征）提高混凝土的抗凍性的主要措施：摻入引氣劑、減水劑、防凍劑；（密實度、空隙構(gòu)造和數(shù)量以及空隙的充水程度是決定其抗凍性好壞的重要因素）堿骨料破壞：指水泥、 外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與骨料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生并導致混凝土開裂破壞的膨脹反應；（破壞條件：a.混凝土中有一定量的堿 b.混凝土中必須有相當數(shù)量的活性骨料c.使用環(huán)境有足夠的潮濕度）碳化：影響因素：a.二氧化碳的濃度b.環(huán)境濕度c.水泥品種與摻合料用量 d.混凝土的密實度混凝土的抗侵蝕性：受膠凝材料的組成、混凝土的密實度、空隙特征與強度水膠比、砂率、單位用水量是混凝土配合比的三個重要參數(shù)；水

15、膠比由強度和耐久性決定；建筑砂漿：砂漿是由膠凝材料、細骨料和水按一定比例制成的；砂漿可分為砌筑砂漿、抹面砂漿、絕熱砂漿、防水砂漿；砂漿的和易性包括流動性和保水性；砂漿的流動性用稠度來表示，保水性用分層度表示；硬化后砂漿的技術(shù)指標：抗壓強度和強度等級、黏結(jié)性、變形性、抗凍性；砂漿以抗壓強度作為其強度指標；一般砂漿抗壓強度越高，其與基材的黏結(jié)強度越高；此外， 砂漿的黏結(jié)強度與基層材料的表面狀態(tài)、濕潤狀況以及施工養(yǎng)護條件有很大的關(guān)系；砌筑砂漿在承受荷載或在溫度變化時，會產(chǎn)生變形。砂過細，膠凝材料過多，摻合料過多，會引起收縮變形；石油瀝青瀝青是一種有機膠凝材料，屬于憎水性材料；瀝青按在自然界中獲取的方

16、式分為地瀝清和焦油瀝青；地瀝青按產(chǎn)源分為天然瀝青和石油瀝青；石油瀝青是由多種碳氫化合物及非金屬衍生物組成的混合物，是石油中相對分子質(zhì)量最大、組成及結(jié)構(gòu)最為復雜的部分；三組分分析法將石油分為油分、樹脂和瀝青質(zhì)；瀝青材料在溫度升高時，體積將發(fā)生膨脹，體膨脹系數(shù)越大，則冬季瀝青路面越容易泛油，冬季容易出現(xiàn)開裂；石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)：1 ，密度；2，瀝青的黏滯性：對使用粘稠的石油瀝青用針入度，對液體石油瀝青則用黏滯度（標準黏度）表示；（針入度反映了石油瀝青抵抗剪切變形的能力；針入度值越小，表示瀝青的黏度越大，粘滯性越強）3，塑性：指石油瀝青在外力作用是產(chǎn)生變形而不破壞，除去外力后仍保持變形后的形狀的性質(zhì)

17、；石油瀝青的塑性用延度表示；延度越大，塑性越好；4，溫度敏感性：指石油瀝青的粘滯性和塑性隨溫度升降而變化的性能；瀝青的軟化點是反應瀝青溫度敏感性的重要指標，脆點是另一指標；瀝青的軟化點越高，脆點越低，溫度敏感性越小；5，大氣穩(wěn)定性：用抗老化性能來說明；6，施工安全性：閃點，燃點“三大指標”針入度，軟化點，延度石油瀝青的牌號越大，則瀝青的大氣穩(wěn)定性越好；在瀝青中摻入填料的主要目的是提高瀝青的黏結(jié)性、耐熱性和大氣穩(wěn)定性；建筑金屬材料低碳鋼從受拉至拉斷經(jīng)歷四個過程：彈性、屈服、強化、頸縮；建筑結(jié)構(gòu)鋼合理的屈強比為0.600.75；規(guī)范規(guī)定：采用殘余應變?yōu)?.2%時的應力為屈服點；鋼材的力學性能：彈性、塑性、強度和耐磨性；沖擊韌性：指鋼材抵抗沖擊荷載的能力；冷脆性：鋼材的沖擊韌性將隨溫度降低而下降，其規(guī)律是開始下降緩慢，當達到某一溫度范圍時，突然大幅度下降而呈現(xiàn)脆性；疲勞強度：鋼材在交變荷載反復作用下，常常在遠低于抗拉強度的