土木關(guān)鍵工程材料知識(shí)點(diǎn)總結(jié)版

1、彈性模量：用E表達(dá)。材料在彈性變形階段內(nèi)，應(yīng)力和相應(yīng)日勺應(yīng)變?nèi)丈妆戎?。反映材料抵御彈性變形能力。其?越大，使材料發(fā)生一定彈性變形日勺應(yīng)力也越大，即材料剛度越大，亦即在一定應(yīng)力作用下，發(fā)生彈性變形越小， 抵御變形能力越強(qiáng)韌性：在沖擊、振動(dòng)荷載作用下，能吸取較大能量產(chǎn)生一定變形而不致破壞勺性質(zhì)。耐水性：材料長期在飽和水作用下不被破壞，強(qiáng)度也不明顯減少勺性質(zhì)，表達(dá)措施一一軟化系數(shù)：材料在吸水 飽和狀態(tài)下日勺抗壓強(qiáng)度與干燥狀態(tài)下勺抗壓強(qiáng)度之比kr= fb/fg軟化系數(shù)不小壬。礎(chǔ)勺一材料一般可以覺得是耐 水材料；對(duì)于常常位于水中或處在潮濕環(huán)境中日勺材料，軟化系數(shù)不得低于0.85 ；對(duì)于受潮較輕或次要構(gòu)

2、造所用 日勺材料，軟化系數(shù)不適宜不不小于0.75導(dǎo)熱性：傳導(dǎo)熱量勺能力，表達(dá)方式一一導(dǎo)熱系數(shù),材料勺導(dǎo)熱系數(shù)越小，材料勺絕熱性能就越好。影響導(dǎo)熱性 勺因素:材料勺表觀密度越小，其孔隙率越大，導(dǎo)熱系數(shù)越小，導(dǎo)熱性越差。由于水與冰勺導(dǎo)熱系數(shù)較空氣大， 當(dāng)材料受潮或受凍時(shí)會(huì)使導(dǎo)熱系數(shù)急劇增大，導(dǎo)致材料保溫隔熱方式變差。因此隔熱材料要注意防潮防凍。 建筑石膏日勺化學(xué)分子式：B-CaSO4用20石膏水化硬化后日勺化學(xué)成分：CaSO2H2O高強(qiáng)石膏與建筑石膏相比水化速度慢，水化熱低，需水量小，硬化體勺強(qiáng)度高。這是由于高強(qiáng)石膏為a型半水石 膏，建筑石膏為B型半水石膏。B型半水石膏結(jié)晶較差，常為細(xì)小勺纖維狀或

3、片狀匯集體，內(nèi)比表面積較大； a型半水石膏結(jié)晶完整，常是短柱狀，晶粒較粗大，匯集體日勺內(nèi)比表面積較小。石灰勺熟化，是生石灰與水作用生成熟石灰勺過程。特點(diǎn)：石灰熟化時(shí)釋放出大量熱，體積增大廣2.5倍。應(yīng)用：石灰使用時(shí)，一般要變成石灰膏再使用。Ca0+H20Ca(0H)2+64kJ陳伏：為消除過火石灰對(duì)工程日勺危害，將生石灰和水放在儲(chǔ)灰池中寄存15天以上，使過火灰充足熟化這個(gè)過程 叫沉伏。陳伏期間，石灰漿表面應(yīng)保持一層水，隔絕空氣，避免發(fā)生碳化。石灰勺凝結(jié)硬化過程：(1)干燥結(jié)晶硬化：石灰漿體在干燥勺過程中,因游離水分逐漸蒸發(fā)或被砌體吸取，漿 體中勺氫氧化鈣溶液過飽和而結(jié)晶析出,產(chǎn)生強(qiáng)度并具有膠結(jié)

4、性(2)碳化硬化：氫化氧鈣與空氣中勺二氧化碳 在有水分存在勺條件下化合生成碳酸鈣晶體，稱為碳化。由于空氣中二氧化碳含量少，碳化作用重要發(fā)生在石 灰漿體與空氣接觸勺表面上。表面上生成日勺CaC03膜層將阻礙C02日勺進(jìn)一步滲入，同步也阻礙了內(nèi)部水蒸氣日勺蒸 發(fā)，使氫氧化鈣結(jié)晶作用也進(jìn)行日勺緩慢。碳化硬化是一種由表及里，速度相稱緩慢勺過程。Ca (OH )2 + CO2 + nH 2 O = CaCO3 + (n +1) H 2 O水化熱：水化過程中放出勺熱量。(水化熱勺利與弊：高水化熱勺水泥在大體積混凝土工程中是非常不利日勺。 這是由于水泥水化釋放勺熱量在混凝土中釋放日勺非常緩慢，混凝土表面與內(nèi)

5、部因溫差過大而導(dǎo)致溫差應(yīng)力，混 凝土受拉而開裂破壞，因此在大體積混凝土工程中，應(yīng)選著低熱水泥。在混凝土冬期施工時(shí)，水化熱卻有助于 水泥日勺凝結(jié)，硬化和避免混凝土受凍)硅酸鹽水泥水化后日勺重要水化產(chǎn)物及其相對(duì)含量:水化硅酸鈣（C-S-H）,水化鐵酸鈣（CFH）,水化鋁酸鈣（C3AH6）,水化硫鋁酸鈣（Aft與AFm）和氫氧化鈣（CH）。C-S-H占70%CH占20% Aft與AFm占7%12.六大水泥勺代號(hào)、性能特點(diǎn)及應(yīng)用名稱硅酸鹽水泥PI和PII一般硅酸鹽水泥PO礦渣硅酸鹽水泥PS火山灰質(zhì)硅酸鹽水 泥PP粉煤灰硅酸鹽水泥PF復(fù)合硅酸鹽水 泥PC重要 特性初期強(qiáng)度高水化熱高抗凍性好耐熱性差耐腐蝕

6、性差干縮小抗碳化性好初期強(qiáng)度較高水化熱較 高抗凍性較 好耐熱性較差耐腐蝕性較差干縮較小抗碳化性 較好初期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高水化熱較低抗凍性較差耐腐蝕性好抗碳化性較差初期強(qiáng)度 稍低其她性能同礦渣水 泥耐熱性較好耐熱性較差干縮性較大抗?jié)B性差干縮性大抗?jié)B性好干縮性較小抗裂性好名稱硅酸鹽水泥PT和PII一般硅酸鹽水泥PO礦渣硅酸鹽水泥PS火山灰質(zhì)硅酸鹽水 泥PP粉煤灰硅酸鹽水泥PF復(fù)合硅酸鹽水 泥PC合用 范疇高強(qiáng)混凝土及預(yù) 應(yīng)力混凝土工程初期強(qiáng)度規(guī)定高 勺工程寒冷地區(qū)遭受反 復(fù)凍融作用勺混 凝土工程與硅酸鹽水泥基本相似大體積混凝 土工程高溫車間和 有耐熱規(guī)定 勺混凝土工 程地下、水中大體積混凝土構(gòu)造

7、有抗?jié)B規(guī)定勺工程地上、地下、水中大體積混凝土構(gòu)造有抗裂規(guī)定勺工程參照其她類 別水泥蒸汽養(yǎng)護(hù)勺構(gòu)件耐腐蝕規(guī)定高勺混凝土工程不合用范 疇大體積混凝土工 程受化學(xué)及海水侵 蝕勺工程耐熱混凝土工程初期強(qiáng)度規(guī)定較高勺混凝土工程有抗凍規(guī)定勺混凝土工程干燥環(huán)境中勺混凝土工程耐磨性規(guī)定高勺混凝土工程影響水泥凝結(jié)，硬化勺因素：（1）熟料礦物構(gòu)成與細(xì)度：水泥越細(xì)凝結(jié)諫度越快：當(dāng)C3S和C3A含量高時(shí)水化 諫度快，初期強(qiáng)度高（2）混合材料品種與摻量：摻加混合材料勺通用硅酸鹽水泥，其凝結(jié)硬化諫度隨著混合材 料摻加量勺增長而減少。重要因素是水泥熟料中重要礦物勺水化速度明顯不小于其水化產(chǎn)物與活性混合材料勺 化學(xué)反映諫度（

8、3）石膏摻量：延緩了水泥凝結(jié)硬化勺諫度：石膏與C3A反映生成難容勺高硫形水化硫鋁酸鈣覆 蓋在水泥顆粒表面，延緩了水化勺進(jìn).一步進(jìn)彳亍（4）用水量：由于水泥顆粒間被水隔開勺距離較遠(yuǎn)，顆粒間互相 連接形成網(wǎng)狀構(gòu)造勺時(shí)間較長，因此水泥漿凝結(jié)較慢（5）溫濕度：水泥水化反映隨著溫度勺升高而加快。濕度 低水泥漿體表面會(huì)失去水分，表面水泥礦物不能正常水化，硬化速度減慢，并且由于產(chǎn)生收縮裂紋，也不利于強(qiáng)度發(fā)展（6）養(yǎng)護(hù)齡期：水泥礦物勺水化率隨時(shí)間而增大，養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長，水泥石強(qiáng)度越高水泥膠砂強(qiáng)度檢查措施：根據(jù)國家規(guī)定：將水泥、原則砂和水按1:3.0:0.50日勺比例，并按規(guī)定日勺措施制成40mm*40mm*16

9、0mm日勺原則試件，在原則養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)規(guī)定日勺齡期（3d和28d）,并測(cè)定其抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。根據(jù)抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度劃分級(jí)別硅酸鹽水泥加適量石膏勺因素？延緩了水泥日勺凝結(jié)時(shí)間（克制鋁酸三鈣日勺水化反映速度）膠凝材料：在建筑材料中，通過一系列物理作用，化學(xué)作用，能將散粒狀或塊狀材料結(jié)成整體日勺物質(zhì)。（有機(jī)，無機(jī)（氣硬，水硬）氣硬性膠凝材料:只能在空氣中硬化，并只能在空氣中保持或發(fā)展其強(qiáng)度：水硬性膠凝材料：不僅能在空氣中硬化，并且能更好地在水中硬化，保持并發(fā)展其強(qiáng)度礦物名稱分子式簡寫式水化反映速度水化放熱量強(qiáng)度硅酸三鈣3CaOSiO2CS 3快大高硅酸二鈣2CaOSiO2CS2慢小早起低后期高

10、鋁酸三鈣3CaOA12O3C A 3最快最大低鐵鋁酸四鈣4CaO.A12O3.Fe2O3CAF4快中較低硅酸鹽水泥熟料中，C3A日勺水化和凝結(jié)硬化速度最快，但水化鋁酸鈣日勺強(qiáng)度不高；C3S和C4AF日勺水化速度較快， 凝結(jié)硬化速率也較快，c3s日勺水化產(chǎn)物強(qiáng)度高，c4af日勺水化產(chǎn)物強(qiáng)度不高；C2S水化反映速度最慢，凝結(jié)硬化速 率也慢，強(qiáng)度初期低，后期高。硅酸鹽水泥熟料中對(duì)強(qiáng)度奉獻(xiàn)最大日勺是C3S。水泥熟料中水化速度最快，28 d 水化熱最大日勺是C3A。在硅酸鹽水泥熟料礦物C3S、C2S、C3A、C4AF中，干縮性最大日勺是C3A。摻混合材料勺硅酸鹽水泥水硅酸鹽水泥性能勺差別，因素:（1）初

11、期強(qiáng)度低.后期強(qiáng)度高:熟料含量少，且水化反映 分兩步進(jìn)行.一方面是水泥熟料勺水化,之后是熟料勺水化產(chǎn)物氫氧化鈣與活性材料中勺活性SiO2和A12O3發(fā)生 水化反映。由此過程可知，摻活性混合材料勺硅酸鹽水泥勺水化速度較慢，故初期強(qiáng)度低。后期由于二次水化 反映勺不斷進(jìn)行和水泥熟料勺不斷水化水化產(chǎn)物不斷增多，強(qiáng)度可趕上或超過同強(qiáng)度級(jí)別勺硅酸鹽水泥或一般 硅酸鹽水泥（2 ）對(duì)溫度敏感，適合高溫養(yǎng)護(hù):采用高溫養(yǎng)護(hù)可大大加諫活性混合材料勺水化，并可加諫熟料勺水 化,故可以大大提高初期強(qiáng)度,且不影響常溫下后期強(qiáng)度勺發(fā)展（3）耐腐蝕性好:熟料數(shù)量相對(duì)較少,硬化后水泥 石中勺氫氧化鈣和水化鋁酸鈣勺數(shù)量少，且活性

12、材料日勺二次水化反映使水泥石中氫氧化鈣勺數(shù)量進(jìn)一步減少疆 水化熱小：熟料含量少（5）抗凍性較差：由于水化熱小，初期強(qiáng)度低；水泥中摻入較多勺混合材料，使水泥需水 量增大或有泌水通道形成，水分蒸發(fā)后，水泥石孔隙率較大或有較多連通孔隙，導(dǎo)致抗凍性差（6）抗碳化性較 差:硬化后水泥石中日勺氫氧化鈣數(shù)量少，做一抵御碳化勺能力差。水泥體積安定性不良是指水泥在凝結(jié)硬化勺過程中不均勻日勺體積變化。安定性不合格勺水泥應(yīng)作廢品解決，不 能用于工程中。體積安定性不良勺因素：一般是由于熟料中所含游離氧化鈣或游離氧化鎂或摻入石膏量過多所 致，導(dǎo)致體積膨脹，也會(huì)引起水泥石開裂。測(cè)定安定性不良勺措施：國標(biāo)規(guī)定，由游離勺氧化

13、鈣過多引起勺水泥體積安定性不良可用雷氏法或試餅法檢查如有爭議以雷氏法為準(zhǔn)。沸煮法只能檢查游離氧化鈣所導(dǎo)致勺安定性不良，游離氧化鎂和石膏不便于迅速檢查，因此用化學(xué)法進(jìn)行控制當(dāng)含碳量不不小于0.8%時(shí)含碳量日勺增長，鋼日勺強(qiáng)度和硬度增大，塑性和韌性減少；當(dāng)含碳量超過1.0%時(shí)，鋼 材日勺強(qiáng)度反而減少碳素構(gòu)造鋼依牌號(hào)增大，含碳量日勺增長，鋼日勺強(qiáng)度增大，但塑性和韌性減少強(qiáng)屈比：抗力強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度之比。b/os。強(qiáng)屈比大，鋼材至破壞時(shí)勺儲(chǔ)藏潛力大，且剛剛塑性好，應(yīng)力重分 布能力強(qiáng)，用于構(gòu)造日勺安全性高；但強(qiáng)屈比過大，則鋼材強(qiáng)度運(yùn)用率低，不經(jīng)濟(jì)。碳素構(gòu)造鋼分類：低碳鋼，中碳鋼，高碳鋼碳素構(gòu)造鋼按屈服點(diǎn)日

14、勺數(shù)值（MPa）不同可分為195、215、235、275四個(gè)強(qiáng)度級(jí)別，按雜質(zhì)含量不同每個(gè)牌號(hào) 分為A、B、C、D四個(gè)質(zhì)量級(jí)別。按脫氧限度不同分為F沸騰鋼，b半鎮(zhèn)定鋼，Z鎮(zhèn)定剛，TZ特殊鎮(zhèn)定鋼。碳素 構(gòu)造鋼勺牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)勺“屈”字漢語拼音首字母“Q”、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量級(jí)別和脫氧限度四部分構(gòu)成。建筑工程中重要應(yīng)用Q235鋼，可用于軋制多種型鋼、鋼板、鋼管與鋼筋Q235鋼具有較高日勺強(qiáng)度，良好日勺塑 性、韌性、可焊性及可加工性等綜合性能好，且冶煉以便，成本較低，因此廣泛用于一般鋼構(gòu)造，其中C、D 級(jí)可用在重要日勺焊接構(gòu)造冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形勺能力。用試件在常溫下所能承受勺彎曲限度

15、表達(dá)，彎曲限度是通過 試件被彎曲勺角度和彎心直徑對(duì)試件厚度或直徑日勺比值辨別勺鋼材塑性日勺評(píng)價(jià)指標(biāo)：伸長率（和冷彎性）低碳鋼日勺拉伸日勺應(yīng)力-應(yīng)變曲線，從受力至拉斷經(jīng)歷日勺階段及每個(gè)階段日勺特點(diǎn)1）彈性階段（OA段）：此階段只產(chǎn)生彈性變形。AB段應(yīng) 力與應(yīng)變成正比。氣是彈性極限。2）屈服階段（AB段）：當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后繼續(xù)加載， 應(yīng)變會(huì)不久地增長，而應(yīng)力先是下降，然后做微小勺 波動(dòng)，在曲線上浮現(xiàn)接近水平線勺小鋸齒形線段。這 種應(yīng)力基本保持不變，而應(yīng)變明顯增長勺現(xiàn)象，成為 屈服。os屈服極限或屈服強(qiáng)度3）強(qiáng)化階段（BC段）：過了屈服階段后，材料又恢復(fù)了 抵御變形勺能力，要使它繼續(xù)變形必須增長

16、拉力，這 種現(xiàn)象稱為材料勺強(qiáng)化。ob是強(qiáng)化階段勺最高點(diǎn)C所 對(duì)勺應(yīng)力，是材料所能承受勺最大應(yīng)力，成為強(qiáng)度極 限或抗拉強(qiáng)度4）頸縮階段（CD）：當(dāng)應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度時(shí)，鋼材內(nèi)部構(gòu) 造遭到嚴(yán)重破壞，試件從單薄處產(chǎn)生頸縮及迅速伸長 變形至斷裂，此種現(xiàn)象成為頸縮。在頸縮階段，由于 試件界面迅速減小，剛剛承載能力急劇下降。將冷加工解決后勺鋼筋，在常溫下寄存15-20d，或加熱至100-200攝氏度后2h左右，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、硬度進(jìn)一步提高，同步塑性（伸長率）和沖擊韌性逐漸減少，彈性模量得以恢復(fù)勺現(xiàn)象稱為時(shí)效解決，前者稱為自然時(shí)效，后者稱為人工時(shí)效和易性是指混凝土拌合物易于施工操作，并能獲得質(zhì)量均勻、

17、成型密實(shí)日勺混凝土日勺性能?；炷寥丈装韬衔锶丈缀?易性是一項(xiàng)綜合日勺技術(shù)性質(zhì)，涉及流動(dòng)性、粘聚性和保水性等三方面日勺含義。一流動(dòng)性；是指拌合物在自身自重 或施工機(jī)械振搗勺作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)并且均勻密實(shí)日勺填滿模板日勺性能。粘聚性；是指混凝土拌合物在施工過 程中其構(gòu)成材料之間有一定勺粘聚力，不致產(chǎn)生分層和離析日勺現(xiàn)象。保水性是指混凝土拌合物在施工過程中， 具有一定勺保水能力，不致產(chǎn)生嚴(yán)重泌水現(xiàn)象。測(cè)定混凝土拌合物和易性勺措施：坍落度法或維勃稠度法?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)日勺基本規(guī)定:設(shè)計(jì)混凝土配合比日勺任務(wù)，就是要根據(jù)原材料勺技術(shù)性能及施工條件，合理選擇 原材料，并擬定出能滿足工程所規(guī)定勺技術(shù)經(jīng)濟(jì)指

18、標(biāo)日勺各項(xiàng)構(gòu)成材料勺用量.（1）滿足混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)日勺強(qiáng)度 級(jí)別（2）滿足施工所規(guī)定日勺混凝土拌合物勺和易性（3）滿足混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)中耐久性規(guī)定指標(biāo)（如抗凍級(jí)別 和抗侵蝕性等）（4）節(jié)省水泥，減少混凝土成本?；炷敛牧先丈讟?gòu)成重要是水泥、水、砂和石所構(gòu)成。有時(shí)還常加入適量日勺摻合料和外加劑?，撚茫核嗪退?成水泥漿，水泥漿包裹在集料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥漿起著潤滑作用，賦予混凝土拌合物一定勺 和易性，便于施工；水泥漿硬化后起膠結(jié)作用，將集料膠結(jié)成為一種堅(jiān)實(shí)勺整體；粗細(xì)集料一般不與水泥發(fā)生 化學(xué)反映，其作用是構(gòu)成混凝土骨架，并對(duì)水泥石日勺收縮變形起一定日勺克制作用.為了改善混凝土勺某些性能能 還常加入適量勺外加劑和摻合料,她們?cè)诨炷劣不澳芙ㄖ纳瓢韬衔锷缀鸵仔愿鶕?jù)國標(biāo)勺規(guī)定,將混凝土拌合物制作成邊長為150mm日勺立方體試件，在原則條件（