土木工程材料基礎知識

材料的基本性質(zhì)：

1.密度：是指材料在干燥肯定密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。(不隨環(huán)境而變)公式：p=%測量

方法：磨碎用李氏密度瓶測量；

2.表觀密度:是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。公式:P°=M測量方法：干脆測幾何尺寸

或是在表面涂蠟用排水置換法測量體積；(注：表觀密度通常是指在氣干狀態(tài)下，在烘干狀

態(tài)下是干表觀密度)

3.積累密度:是指粉狀或粒狀材料，在自然積累狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。公式：，。=詈

V，0

4.密實度：材料內(nèi)部材料的體積所占總體積的百分比。公式：D=《xlOO%=TxlOO%

5.孔隙率：指散粒或粉狀材料顆粒之間的空隙體積占總體積的百分率.公式：P=*=(l-?x

100%=(l-j)x100%=1-D

6.填充率：顆?；蚍蹱畈牧现胁牧媳碛^密度占積累密度的比值。公式:D，=詈X100%=詈x100%

y,oPo

7.空隙率：顆?；蚍蹱畈牧显诜e累體積內(nèi)空隙占總體積的比率。公式：P，=^#xl00%=

V，0

(1-/x100%=(1一為X100%=1-0，

8.孔隙率的影響：(1)表觀密度的影響:材料孔隙率大，在相同體積下，它的表觀密度就小。而

且材料的孔隙在自然狀態(tài)下可能含水，隨著含水量的不同，材料的質(zhì)量和體積均會發(fā)生改

變，則表觀密度會發(fā)生改變。⑵對強度的影響:孔隙減小了材料承受荷載的有效面積，降

低了材料的強度，且應力在孔隙處的分布會發(fā)生改變，如：孔隙處的應力集中。(3)對吸水

性的影響:開口大孔，水簡潔進入但是難以充溢；封閉分散的孔隙，水無法進入。當孔隙

率大，且孔隙多為開口、細小、連通時，材料吸水多。⑷對抗?jié)B性的影響:材料的孔隙率

大且孔隙尺寸大，并連通開口時，材料具有較高的滲透性；假如孔隙率小，孔隙封閉不連

通，則材料不易被水滲透。⑸對抗凍性的影響:連通的孔隙多，孔隙簡潔被水充溢時，抗

凍性差。⑹對導熱性的影響:假如材料內(nèi)微小、封閉、勻稱分布的孔隙多，則導熱系數(shù)就

小，導熱性差，保溫隔熱性能就好。假如材料內(nèi)孔隙較大，其內(nèi)空氣會發(fā)生對流，則導熱

系數(shù)就大,導熱性好。⑺閉空孔含量愈大,則材料的保溫性能愈好、耐久性愈好。

9.親水性和憎水性的推斷：潤濕角e,es90是親水材料，e>9。是憎水材料;

M-M

10.吸濕性：材料在潮濕空氣中汲取水分的性質(zhì)。表示方法：含水率勿今=-^xl00%

11.吸水性：材料在浸水狀態(tài)下汲取水分的實力，用吸水率表示①質(zhì)量吸水率：指材料吸水飽

和時，所吸水量占材料干質(zhì)量的百分比W般=WX100%.②體積吸水率指材料吸水飽和時,

所吸水的體積占材料自然體積的百分比W吸=3X100%③體積吸水率和質(zhì)量吸水率的關系：

/V十

干

畋="nXp。X?（p。是干燥狀態(tài)下材料的表觀密度，pw是水的密度）

Pw

12.吸水和吸濕導致材料自重增加，體積變大，抗凍性和耐久度與保溫性降低；

13.材料的耐久性：是指材料在運用過程中，能長期反抗各種環(huán)境因素而不破壞，且能保持原

有性質(zhì)的性能，它是一個綜合指標。提高耐久性措施：一是提高材料本身的密實性；二是在

材料表面覆蓋愛護

14.彈性模量：用E表示。材料在彈性變形階段內(nèi)，應力和對應的應變的比值。反映材料反

抗彈性變形實力。其值越大，使材料發(fā)生肯定彈性變形的應力也越大，即材料剛度越大，

亦即在肯定應力作用下，發(fā)生彈性變形越小，反抗變形實力越強

15.韌性：在沖擊、振動荷載作用下，能汲取較大能量產(chǎn)生肯定變形而不致破壞的性質(zhì)。

16.耐水性：材料長期在飽和水作用下不被破壞，強度也不顯著降低的性質(zhì)，表示方——軟

化系數(shù):材料在吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強度與干燥狀態(tài)下的抗壓強度之比KR=fb/fg軟

化系數(shù)大于0.85的材料通常可以認為是耐水材料；對于常常位于水中或處于潮濕環(huán)境中

的材料，軟化系數(shù)不得低于0.85;對于受潮較輕或次要結(jié)構所用的材料,軟化系數(shù)不宜小

于。：75

17.抗?jié)B性：材料反抗壓力水的性質(zhì)，表示方法一⑴抗?jié)B系數(shù)，（=篝，⑵抗?jié)B等級：P2.P4

分別表示抗。.2MPa,O.4MPa的水壓；

18.熱容量是指材料在溫度改變時汲取和放出熱量實力的大小，其大小用比熱容來表示；

19.導熱性：傳導熱量的實力，表示方式——導熱系數(shù)，入=緇，材料的導熱系數(shù)越小，材料的

絕熱性能就越好。影響導熱性的因素:材料的表觀密度越小,其孔隙率越大，導熱系數(shù)越小,

導熱性越差。由于水與冰的導熱系數(shù)較空氣大，當材料受潮或受凍時會使導熱系數(shù)急劇增

大，導致材料保溫隔熱方式變差。所以隔熱材料要留意防潮;

20.防潮材料受潮后，其熱導率增大，由于在材料的空隙中有了水分（包括水蒸汽和液態(tài)水）

后，除孔隙中剩余的空氣分子的導熱、對流外，部分孔壁結(jié)成冰，導熱率將更大。表觀密

度小的材料，孔隙率高，熱導率小。孔隙率相同條件下，孔隙尺寸大，熱導率大。孔隙相

互連通比封閉而不聯(lián)通者，熱導率大

21.影響材料吸聲性能的因素；材料的表觀密度，材料的厚度，材料的孔隙特征，吸聲材料的

孔隙位置，空隙為連通，開放是效果好；

氣硬性膠凝材料：

22.膠凝材料：在建筑材料中，經(jīng)過一系列物理作用，化學作用，能將散粒狀或塊狀材料結(jié)成

整體的物質(zhì)。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)展其強度，

常見的有：石灰，石膏，水玻璃；水硬性膠凝材料:不僅能在空氣中硬化，而且能更好地

在水中硬化，保持并發(fā)展其強度，常見的有水泥；

23.建筑石膏的化學分子式：P-CaSO4?^H2O石膏水化硬化后的化學成分：CaSO4,

2H2。

24.高強石膏與建筑石膏相比水化速度慢，水化熱低，需水量小，硬化體的強度高。這是由于高強

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，常為細小的纖維

狀或片狀聚集體，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，

聚集體的內(nèi)比表面積較小。

25.建筑石膏的技術特性：（1）建筑石膏的凝合硬化速度快（2）硬化時體積微膨脹（3）硬

化后孔隙率較大，表觀密度低，強度低⑷建筑石膏硬化體具有良好的隔熱和吸音性能（5）

防火性能好，但耐水性能差，抗凍性差⑹良好的裝飾性和可加工性，具有肯定的調(diào)溫調(diào)濕

性

26.石灰的熟化，是生石灰與水作用生成熟石灰的過程。特豆：石灰熟化時釋放出大量熱，體

積增大1?2.5倍。石灰運用時一般要變成石灰膏再運用。

27.過火石灰的密度較大，表面常被黏土雜質(zhì)溶化時所形成的玻璃釉狀物包覆，因而消解很慢,

在工程中過火石灰顆粒往往會在正常石灰硬化后接著吸濕消解而發(fā)生體積膨脹，引起已經(jīng)

硬化的漿體隆起和開裂

28.陳伏：為消退過火石灰對工程的危害，將生石灰和水放在儲灰池中存放15天以上，使過

火灰充分熟化這個過程叫沉伏。陳伏期間，石灰漿表面應保持一層水，隔絕空氣，防止發(fā)

生碳化。(碳化是指和空氣里的二氧化碳反應)

29.石灰的凝合硬化過程：(1)干燥結(jié)晶硬化:石灰漿體在干燥的過程中，因游離水分漸漸蒸

發(fā)或被砌體汲取，漿體中的氫氧化鈣溶液過飽和而結(jié)晶析出，產(chǎn)生強度并具有膠結(jié)性?_

碳化硬化:氫化氧鈣與空氣中的二氧化碳在有水分存在的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，碳化作用主要發(fā)生在石灰漿體與空氣接觸的表面上。

表面上生成的CaCC>3膜層將阻礙CO2的進一步滲入，同時也阻礙了內(nèi)部水蒸氣的蒸發(fā)，

使氫氧化鈣結(jié)晶作用也進行的緩慢。碳化硬化是一個由表與里，速度相當緩慢的過程。由

石灰硬化的過程可以得出石灰硬化慢，強度低，不耐水的特點；

30.為什么石膏適用于室內(nèi)裝飾而不適用于室外裝飾？

答：由于石膏具有以下性質(zhì)①石膏雪白細膩體積微膨脹易于加工，具有良好的裝飾性②空

隙率較大，表觀密度小，吸聲實力強，導熱系數(shù)小保溫隔熱與節(jié)能效果好③防火性好，具

有調(diào)溫調(diào)濕的功能④耐水性和抗凍性差；所以???

水泥：

31.硅酸鹽水泥燒制時加入石灰石，粘土，鐵礦粉制成孰料，再加入石膏磨細；

32.水泥水化的產(chǎn)物有：水化硅酸鈣，水化鐵酸鈣，水化鋁酸鈣，氫氧化鈣，水化硫鋁酸鈣;

33.硅酸鹽水泥中膠體是水化硅酸鈣和水化鐵酸鈣

34.常見的活性混合材料：?；郀t礦渣，火山質(zhì)混合材料，粉煤灰；活性混合材料的激發(fā)劑

是：石膏和氫氧化鈣；

35.硅酸鹽水泥耐磨性最好，和易性最好的是粉煤灰硅酸鹽水泥;

36.六大水泥的代號、性能特點與應用

硅酸鹽水泥一般硅酸礦渣硅酸鹽火山灰質(zhì)硅粉煤灰硅酸鹽復合硅酸

名稱

p?I和p?n鹽水泥水泥酸鹽水泥P水泥P?F鹽水泥P

P?OP?S?P?C

1.早期強1.早期強度低，后期強度高

度較高2,水化熱較低

2.水化熱3.抗凍性較差

較高4.耐腐蝕性好

1.早期強度高

3.抗凍性5.抗碳化性較差

2.水化熱高1.早期強

較好耐熱性較好

耐熱性較差

3.抗凍性好度稍低

主要4.耐熱性

4.耐熱性差2.其他性

特征較差

5.耐腐蝕性差能同礦渣

5.耐腐蝕

1.干縮性

6.干縮小水泥

干縮性較

性較差1.

較大1.干縮性大

7.抗碳化性好

小

6.干縮較

2.抗?jié)B性2.抗?jié)B性好

抗裂性好

小2-

差

7.抗碳化

性較好

一般硅酸礦渣硅酸鹽火山灰質(zhì)硅復合硅酸

硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽

名稱鹽水泥水泥酸鹽水泥P鹽水泥P

P?I和P?U水泥P?F

P?OP*S?P?C

1.高強混凝土1.大體積

1.地下、水1.地上、地

與預應力混凝混凝土工程

中大體積混下、水中大體

土工程與硅酸鹽2.高溫車

適用凝土結(jié)構積混凝土結(jié)構參考其他

2.早期強度要水泥基本間和有耐熱

范圍2.有抗?jié)B要2,有抗裂要類別水泥

求高的工程相同要求的混凝

求的工程求的工程

3.寒冷地區(qū)遭土工程

遇反復凍融作1.蒸汽養(yǎng)護的構件

用的混凝土工2.耐腐蝕要求高的混凝土工程

程

1.大體積混凝1.早期強度要求較高的混凝土工程

土工程2-有抗凍要求的混凝土工程

不適

2.受化學與海

用范1.干燥環(huán)境中的混凝土工程

水侵蝕的工程

圍2.耐磨性要求高的混凝土工

3.耐熱混凝土

程

工程

應用實例：

a）現(xiàn)澆混凝土梁、板、柱冬季施工：硅酸鹽水泥、一般硅酸鹽水泥；

b）具有大體積混凝土和抗?jié)B要求:粉煤灰水泥；

c）高強度預應力混凝土梁：硅酸鹽水泥和一般水泥；

d）高強度混凝土工程，預應力混凝土工程，寒冷地區(qū)受凍融的混凝土工程，有耐磨性

要求的混凝土工程：硅酸鹽水泥

e）處于干燥環(huán)境中的混凝土工程；一般水泥（礦渣水泥）

f）有抗?jié)B要求的混凝土工程：火山灰水泥，一般水泥

g）火山灰水泥適用于海港和有抗?jié)B要求的工程。

h）混凝土地面或道路工程：一般水泥（道路水泥）

i）配制有抗?jié)B要求的混凝土時，不宜運用礦渣水泥

J）高層建筑基礎工程的混凝土宜優(yōu)先選用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥

k）火山灰水泥需水量大，干縮大，抗凍性差，抗?jié)B性好.

1）在有硫酸鹽腐蝕的環(huán)境中，夏季施工的工程應優(yōu)先選用礦渣水泥

37.水化熱：水化過程中放出的熱量。（水化熱的利與弊：高水化熱的水泥在大體積混凝土工

程中是特別不利的。這是由于水泥水化釋放的熱量在混凝土中釋放的特別緩慢，混凝土表

面與內(nèi)部因溫差過大而導致溫差應力，混凝土受拉而開裂破壞，因此在大體積混凝土工程

中，應選低熱水泥。在混凝土冬季施工時，水化熱卻有利于水泥的凝合，硬化和防止混凝

土受凍）

水化反應速水化放熱

礦物名稱分子式簡寫式強度

度量

硅酸三鈣3CaO?SiO2C3S快大高

早期低后期

硅酸二鈣2CaO?SiO2C2S慢小

高

鋁酸三鈣3CaO?Al2O3C3A最快最大低

鐵鋁酸四鈣

4CaO?A12O3,Fe2O3快中較低

C4AF

38.影響水泥凝合，硬化的因素：⑴熟料礦物組成:當C3s（硅酸三鈣）和C3A（鋁酸三鈣）含

量高時水化速度快，早期強度高⑵顆粒細度:細度較大時硬化速度較大，但是細度過大時

硬化時產(chǎn)生較為嚴峻的收縮變形（3）石膏摻量:延緩了水泥凝合硬化的速度：石膏與C3A

反應生成難容的高硫形水化硫鋁酸鈣覆蓋在水泥顆粒表面，延緩了水化的進一步進行（4）

拌合用水量:由于水泥顆粒間被水隔開的距離較遠，顆粒間相互連接形成網(wǎng)狀結(jié)構的時間

較長，所以水泥漿凝合較慢（5）養(yǎng)護條件（溫濕度）:水泥水化反應隨著溫度的上升而加

快。濕度低水泥漿體表面會失去水分，表面水泥礦物不能正常水化，硬化速度減慢，而且

由于產(chǎn)生收縮裂紋，也不利于強度發(fā)展（6）養(yǎng)護齡期:水泥礦物的水化率隨時間而增大,

養(yǎng)護時間越長，水泥石強度越高⑺外加劑⑻儲存條件

39.硅酸鹽水泥加適量石膏的緣由？

答：延緩了水泥的凝合時間（抑制鋁酸三鈣的水化反應速度）

40.硅酸鹽水泥熟料中，c3A的水化和凝合硬化速度最快，但水化鋁酸鈣的強度不高；C3s和

C4AF的水化速度較快，凝合硬化速率也較快，C3s的水化產(chǎn)物強度高，C4AF的水化產(chǎn)物

強度不高；C2S水化反應速度最慢，凝合硬化速率也慢，強度早期低，后期高。硅酸鹽水

泥熟料中對強度貢獻最大的是C在。水泥熟料中水化速度最快,28d水化熱最大的是CsA。

在硅酸鹽水泥熟料礦物c3s、C2S、C3A、C4AF中，干縮性最大的是C立。

41.摻混合材料的硅酸鹽水泥與硅酸鹽水泥性能的差別，緣由：(1)早期強度低，后期強度高:熟

料含量少，且水化反應分兩步進行.首先是水泥熟料的水化，之后是熟料的水化產(chǎn)物氫氧化鈣

與活性材料中的活性SiC)2和AI2O3發(fā)生水化反應。由此過程可知，摻活性混合材料的硅酸

鹽水泥的水化速度較慢，故早期強度低。后期由于二次水化反應的不斷進行和水泥熟料的

不斷水化導致水化產(chǎn)物不斷增多，強度可趕上或超過同強度等級的硅酸鹽水泥或一般硅酸

鹽水泥⑵對溫度敏感，適合高溫養(yǎng)護:采納高溫養(yǎng)護可大大加速活性混合材料的水化，并可

加速熟料的水化，故可以大大提高早期強度，且不影響常溫下后期強度的發(fā)展⑶m腐蝕性好:

熟料數(shù)量相對較少，硬化后水泥石中的氫氧化鈣和水化鋁酸鈣的數(shù)量少，且活性材料的二次

水化反應使水泥石中氫氧化鈣的數(shù)量進一步降低⑷水化熱小:熟料含量少⑸抗凍性較差:由

于水化熱小，早期強度低；水泥中摻入較多的混合材料，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，導致抗凍性差⑹抗碳化性較差:

硬化后水泥石中的氫氧化鈣數(shù)量少，所以反抗碳化的實力差。

42.水泥體積安定性不良是指水泥在凝合硬化的過程中不勻稱的體積改變。安定性不合格的水

泥應作廢品處理，不能用于工程中。體積安定性不良的緣由: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，導致體積膨脹，也會引起水泥石開裂。測定

安定性不良的方法:國家標準規(guī)定，由游離的氧化鈣過多引起的水泥體積安定性不良可用

雷氏法或試餅法檢驗如有爭議以雷氏法為準。沸煮法只能檢驗游離氧化鈣所造成的安定性

不良，游離氧化鎂和石膏用化學方法檢驗

43.水泥從加水起先到失去塑性稱為凝合時間。水泥的初凝時間和終凝時間：初凝時間,水泥

全部加入水后至水泥起先失去可塑性的時間。終凝時間,水泥全部加入水后至水泥凈漿完

全失去可塑性并起先產(chǎn)生強度的時間。國家標準規(guī)定，硅酸鹽水泥的初凝時間應不小于45

分鐘，終凝時間應不大于390分鐘

44.水泥石結(jié)構：未水化的水泥顆粒+水泥凝膠+毛細孔(含水)

45.硅酸鹽水泥耐熱性差主要是含有大量氫氧化鈣；

46.硅酸鹽水泥石腐蝕的類型有哪幾種？產(chǎn)生腐蝕的緣由是什么？防止腐蝕的措施有哪些？

腐蝕的類型有：軟水侵蝕(溶出性侵蝕):軟水能使水化產(chǎn)物中的Ca9Hb溶解，并促使

水泥石中其它水化產(chǎn)物發(fā)生分解；鹽類腐蝕:1硫酸鹽先與水泥石結(jié)構中的Ca(OH)2起置

換反應生產(chǎn)硫酸鈣，硫酸鈣再與水化鋁酸鈣反應生成鈣機石，發(fā)生體積膨脹；2鎂鹽與水

泥石中的Ca(OH)2反應生成松軟無膠凝實力的Mg(OH)2；酸類腐蝕:CO?與水泥石中的

Ca(OH)2反應生成CaCC>3,再與含碳酸的水反應生成易溶于水的碳酸氫鈣，硫酸或鹽酸

能與水泥石中的Ca(OH)2反應；強堿腐蝕:鋁酸鹽含量較高的硅酸鹽水泥遇到強堿也會

產(chǎn)生破壞。腐蝕的防止措施:①依據(jù)工程所處的環(huán)境，選擇合適的水泥品種；②提高水泥

石的密實程度；③表明防護處理；④摻入活性混合材料

鋼材：

47.當含碳量小于0.8%時含碳量的增加，鋼的強度和硬度增大，塑性和韌性降低；當含碳量

超過1.0%時，鋼材的強度反而降低

48.碳素結(jié)構鋼依牌號增大，含碳量的增加，鋼的強度增大，但塑性和韌性降低

49.強屈比：強度極限與屈服強度之比。b/S。強屈比大時，鋼材被破壞時的儲備潛力大，結(jié)

構的平安牢靠度高；但強屈比過大，則鋼材強度利用率低，不經(jīng)濟。

50.碳素結(jié)構鋼分類：低碳鋼，中碳鋼，高碳鋼

51.碳素結(jié)構鋼按屈服點的數(shù)值(MPa)不同可分為195、215、235、275四個強度等級,

按雜質(zhì)含量不同每個牌號分為A、B、C、D四個質(zhì)量等級。按脫氧程度不同分為F沸騰鋼，

b半鎮(zhèn)靜鋼，Z鎮(zhèn)靜剛，TZ特殊鎮(zhèn)靜鋼。碳素結(jié)構鋼的牌號由代表屈服點的“屈”字漢語

拼音首字母“Q”、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級和脫氧程度四部分組成其中Z和TZ可以省去

但是質(zhì)量等級為D的都為TZo

52.建筑工程中主要應用Q235鋼，可用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管與鋼筋。Q235鋼具有

較高的強度，良好的塑性、韌性、可焊性與可加工性等綜合性能好，且冶煉便利，成本較

低，因此廣泛用于一般鋼結(jié)構，其中C、D級可用在重要的焊接結(jié)構

53.冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的實力。用試件在常溫下所能承受的量踵度表

示，彎曲程度是通過試件被彎曲的角度和彎心直徑對試件厚度或直徑的比值區(qū)分的

54.鋼材塑性的評價指標：伸長率和冷彎性，其中伸長率反映的是鋼材在勻稱變形條件的條件

下的塑性變形實力，冷彎性反應了鋼材內(nèi)部是否勻稱，是否存在內(nèi)應力，裂紋等。工程中

還常用冷彎試驗檢測工程質(zhì)量。

55.土木工程中熱軋光圓鋼筋用HPB+屈服強度特征，熱軋帶肋鋼筋用HRP+屈服強度標準值

表示；

56.低碳鋼的拉伸的應力-應變曲線，從受力至拉斷經(jīng)驗的階段與每個階段的特點

D彈性階段（OA段）：此階段只產(chǎn)生彈性變

形。AB段應力與應變成正比。外是彈性極限。

2）屈服階段（AB段）：當應力超過彈性極限后

接著加載，應變會很快地增加，而應力先是下

降，然后做微小的波動，在曲線上出現(xiàn)接近水

平線的小鋸齒形線段。這種應力基本保持不

變，而應變顯著增加的現(xiàn)象，成為屈服。Os

屈服極限或屈服強度

3）強化階段（BC段）：過了屈服階段后，材

料又復原了反抗變形的實力，要使它接著變形

必需增加拉力，這種現(xiàn)象稱為材料的強化。。

b是強化階段的最高點c所對的應力，是材料

所能承受的最大應力，成為強度極限或抗拉強

度

4）頸縮階段（CD）:當應力達到抗拉強度時，

鋼材內(nèi)部結(jié)構遭到嚴峻破壞，試件從薄弱處產(chǎn)

生頸縮與快速伸長變形至斷裂，此種現(xiàn)象成為

頸縮。在頸縮階段，由于試件界面快速減小，

剛才承載實力急劇下降。

57.硬鋼的強度按條件屈服點取值；

58.將冷加工處理后的鋼筋，在常溫下存放15-20d,或加熱至100-20。攝氏度后2h左右，

其屈服強度、抗拉強度、硬度進一步提高，同時塑性（伸長率）和沖擊韌性漸漸降低這一

過程稱為時效處理,前者稱為自然時效，后者稱為人工時效

59.鋼材強度越高焊接性能越差；

60.合金鋼：高合金鋼，中合金鋼，低合金鋼，合金鋼的牌號只有Q+屈服強度數(shù)值+質(zhì)量等級

三部分組成，質(zhì)量等級分五級；低合金鋼適用于大跨度結(jié)構，高層建筑和橋梁工程；

61.鋼材的有益元素

a）硅：當硅的含量不大于1%時可提高鋼的強度，疲憊極限，耐腐蝕性和抗氧化性，而且

對鋼的塑形與韌性無明顯影響，當含量大于1%時會是鋼變脆，耐腐蝕性和可焊接性降

低。

b）鎰：脫氧去硫，能消退鋼的熱脆性，改善熱加工性。Mn可提高鋼的強度和硬度，當

Mn的含量較高時，可焊性顯著降低。

C）碳：當含碳量小于0.8%時含碳量的增加，鋼的強度和硬度增大，塑性和韌性降低；當

含碳量超過1.0%時，鋼材的強度反而降低；隨著C含量的增加剛的焊接性能變差，冷

脆性和時效敏感性增大，耐腐蝕性降低。

有害元素

a）磷：提高鋼材的耐磨性和強度，但塑性降低、韌性顯著下降。冷脆性顯著，對承受沖擊

和在低溫下運用的鋼材有害。同時鋼材的可焊接性下降。

b）硫：硫的存在增大了材料的熱脆性降低了鋼的可焊接性，沖擊韌性、疲憊強度、可焊性

和抗腐蝕性。

c）氧：使塑性和韌性降低，使鋼的熱脆性增加

d）氮：使塑性和韌性降低，冷脆性和時效敏感性增加;

混凝土：

62.和易性是指混凝土拌合物易于施工操作,并能獲得質(zhì)量勻稱、成型密實的混凝土的性能。

混凝土的拌合物的和易性是一項綜合的技術性質(zhì)，包括流淌性、粘聚性和保水性等三方面

的含義。流淌性;是指拌合物在本身自重或施工機械振搗的作用下，能產(chǎn)生流淌并且勻稱

密實的填滿模板的性能。黏聚性;是指混凝土拌合物在施工過程中其組成材料之間有肯定

的粘聚力，不致產(chǎn)生分層和離析的現(xiàn)象。保水性是指混凝土拌合物在施工過程中，具有肯

定的保水實力，不致產(chǎn)生嚴峻泌水現(xiàn)象。測定混凝土拌合物和易性的方法:坍落度法或維

勃稠度法。

63.相同條件下碎石混凝和易性比卵石混凝土和異性差；

64.影響混凝土和易性的因素；①水泥漿②沙率③骨料的品種④水泥和外加劑⑤溫度和時間

65.混凝土協(xié)作比設計的基本要求:設計混凝土協(xié)作比的任務，就是要依據(jù)原材料的技術性能與

施工條件，合理選擇原材料,并確定出能滿意工程所要求的技術經(jīng)濟指標的各項組成材料的

用量.（1）滿意混凝土結(jié)構設計的強度等級（2）滿意施工所要求的混凝土拌合物的和易性

（3）滿意混凝土結(jié)構設計中耐久性要求指標（如抗凍等級和抗侵蝕性等）（4）節(jié)約水泥，

降低混凝土成本。｛混凝土協(xié)作比設計步驟：

⑴換算材料：把帶有水分的材料換為干燥的材料，把理論用水量化為實際用水量

⑵確定配置強度：配置強度=理論強度+1.645。

O的取值：

混凝土強度等<C20C20-C50>C50

級

標準差。456

⑶確定水灰比：水灰比=（A*水泥實測強度）/（配置強度+A*B*水泥實測強度）｛注：①運用

碎石時A=0.46,B=0.07;運用卵石是A=0.48,B=0.33;②水灰比要與表4-28比較超過最

大值時取表中數(shù)值｝

⑷運用表4-29由塌落度和卵石最大粒徑求出用水量（注：混凝土粗骨料的最大粒徑不得超

過結(jié)構截面最小尺寸的1/4,同時不得大于鋼筋間最小凈距的3/4。對于混凝土實心板，

可允許采納最大粒徑達1/3板厚的骨料，但最大粒徑不得超過50mm。）

⑸由用水量和水灰比查求得水泥用量

⑹由最大粒徑和水灰比查表4-30求出沙率｛注:沙率取給定范圍中間值｝

⑺由重量法求解：①水泥+沙+水+石子=表觀密度

②沙/（沙+石子）=沙率

聯(lián)立①②｝

66.混凝土材料的組成主要是水泥、水、砂和石所組成。有時還常加入適量的摻合料和外加劑。

作用:水泥和水形成水泥漿，水泥漿包袱在集料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥漿起

著潤滑作用，給予混凝土拌合物肯定的和易性，便于施工；水泥漿硬化后起膠結(jié)作用，將

集料膠結(jié)成為一個堅實的整體；粗細集料一般不與水泥發(fā)生化學反應，其作用是構成混凝

土骨架，并對水泥石的收縮變形起肯定的抑制作用.為了改善混凝土的某些性能能還常加入

適量的外加劑和摻合料,他們在混凝土硬化前能建筑改善拌合物的和易性

67.對混凝土用砂，為保證其空隙率和總表面積均較小，從而達到簡潔獲得密實的混凝土并節(jié)

約水泥的目的，應同時考慮砂的顆粒級配和粗細程度（混凝土用砂采納連續(xù)級配不易產(chǎn)生

離析現(xiàn)象，但是用水泥量增加）

68.依據(jù)國家標準的規(guī)定，將混凝土拌合物制作成邊長為150mm的立方體試件，在標準條件

（溫度209±2寸,相對濕度95%以上）下養(yǎng)護或在溫度為20。C±2。C的不流淌的Ca（OH）

2飽和溶液中養(yǎng)護到28d測得的抗壓強度值為混凝土立方體試件抗壓強度

69.水灰比對流淌性的影響:在水泥用量不變的狀況下，水灰比愈小，水泥漿愈稠，拌合物的流淌

性便愈小，粘聚性較好（在調(diào)整流淌性時，為了不降低混凝土的強度和耐久性,應當保持水灰

比不變的條件下用調(diào)整水泥漿量的方法調(diào)整流淌性）；水灰比對強度的影響:在肯定范圍內(nèi),

水泥標號與其他條件相同的狀況下，水灰比越大，混凝土強度越低（但若水灰比過小，水泥漿

過于干稠，在肯定振搗條件下，混凝土無法振實而出現(xiàn)較多的孔洞，強度反而降低）｛鮑羅

米公式:fcu=Ak(C/W-B)}

70.影響混凝土抗壓強度的主要因素有：（1）水泥強度等級和水灰比。水泥強度等級越高，混

凝土強度越高；在能保證密實成型的前提下，水灰比越小強度越高。（2）骨料品種、粒徑、

級配、雜質(zhì)等。采納粒徑較大、級配較好且干凈的碎石（表面粗糙）和砂時，可降低水灰

比，提高界面粘結(jié)強度，因而混凝土的強度高。（3）養(yǎng)護溫度、濕度。溫度、濕度對混凝

土強度的影響是通過影響水泥的水化凝合硬化來實現(xiàn)的。溫度相宜、濕度較高時，強度發(fā)

展快，反之，不利于混凝土強度的增長。（4）齡期。養(yǎng)護時間越長，水化越徹底，孔隙率

越小，混凝土強度越高。（5）施工方法。主要指攪拌、振搗成型工藝。機械攪拌和振搗密

實作用劇烈時混凝土強度較高。

71.提高混凝土強度的措施：1.選用高強度等級水泥或早強型水泥。在協(xié)作比不變的條件下，

選用高強度水泥有利于提高混凝土28天強度，選用早強型水泥可提高混凝土的早期強度，

這對于在確保工程質(zhì)量的前提下加快工程進度有特別重要的意義。2.采納低水灰比和漿集

比。為提高混凝土的強度，通常采納低水灰比既能降低漿集比，減薄水泥漿層厚度，可以

充分發(fā)揮集料的骨架作用，也有利于提高混凝土的強度。3.施工時采納機械攪拌和機械振

搗。4.采納濕熱處理養(yǎng)護混凝土。蒸汽養(yǎng)護：澆筑好的混凝土構件經(jīng)1?3小時預養(yǎng)后放

在近100℃的常壓蒸汽中進行養(yǎng)護，以加速水泥水化過程，經(jīng)過約16小時左右，其強度

可達正常養(yǎng)護條件下養(yǎng)護28天強度的70?80%。用一般水泥或硅酸鹽水泥配制的混凝土

養(yǎng)護溫度不宜太高，時間不宜太長，且養(yǎng)護溫度不宜超過8CTC,恒溫養(yǎng)護時間5?8小時

為宜。5.運用混凝土外加劑?；炷翐饺朐鐝妱?可顯著提高其早期強度，摻減水劑尤其

高效減水劑，通過大幅度削減拌和水量，可使混凝土獲得很高的28天強度，提高混凝土

的耐久性。6.采納級配良好且干凈的砂和碎石。高強混凝土宜采納最大粒徑較小的石子

72.非荷載作用下的變形：化學收縮、干濕變形、溫度變形

73.混凝土協(xié)作比設計的三個參數(shù):單位用水量，砂率，水灰比

74.減水劑：指在混凝土和易性與水泥用量不變條件下，能削減拌合用水量、提高混凝土強度；

或在和易性與強度不變條件下，節(jié)約水泥用量的外加劑。作用機理:減水劑是一種表面活

性劑，其分子由親水基團和憎水基團兩個部分組成，它加入水溶液中后，其分子中的親水

基團指向溶液，憎水基團指向空氣、固體或非極性液體并作定向排列，形成定向吸附膜，

降低水的表面張力和二相間的界面張力。水泥加水后，由于水泥顆粒間分子凝合力等因素，

形成絮凝合構。當水泥漿體中加入減水劑后，其憎水基團定向吸附于水泥質(zhì)點表面，親水

基團指向水溶液，在水泥顆粒表面形成單分子或多分子吸附膜，并使之帶有相同的電荷，

在靜電斥力作用下，使絮凝合構解體，被束縛在絮凝合構中的游離水釋放出來，由于減水

劑分子吸附產(chǎn)生的分散作用，使混凝土的流淌性顯著增加。減水劑還使水泥顆粒表面的洛

劑化層增厚，在水泥顆粒間起到潤滑作用。引氣劑：能再攪拌混凝土時引入大量勻稱穩(wěn)定

封閉氣泡從而提高保水性和黏聚性，改善拌合物的和易性提高抗凍性。加入外加劑后混凝

土的抗壓力整體削減但是抗折實力增加；

75.運用減水劑的技術經(jīng)濟意義：

1）在保持用水量不變的狀況下，可使混凝土拌合物的坍落度增大；

2）在保持坍落度不變的狀況下，可使混凝土的用水量削減，抗壓強度提高。

3）在保持坍落度和混凝土抗壓強度不變的狀況下，可節(jié)約水泥。

4）由于混凝土的用水量削減，泌水和骨料離析現(xiàn)象得到改善，可大大提高混凝土的

抗?jié)B性，一般混凝土的滲水性可降低。

5）可減慢水泥水化初期的水化放熱速度，有利于減小大體積混凝土的溫度應力，削

減開裂現(xiàn)象。

76.砂漿強度的影響因素：不吸水基層材料:水泥的強度和水灰比；吸水基體材料:水泥的強

度等級和水泥的用量

77.抹面砂漿和建筑砂漿相比主要技術要求是和易性而不是強度；

78.建筑砂漿中運用石灰的目的：改善砂漿的和易性和節(jié)約水泥用量

79.新拌砂漿的和易性，是指砂漿易于施工并能保證其質(zhì)量的綜合性能，包括流淌性和和保水

性兩方面做綜合評定。流淌性:砂漿的流淌性也叫稠度，是指在自重或外力的作用下流淌

的性能，用沉入度表示，沉入度越大，流淌性越好。流淌性過大，砂漿簡潔分層、析水；

流淌性過小，不便利于施工操作，灰縫不宜填充密實，將會降低砌體的強度（2）保水性:

砂漿能夠保持水分的實力，稱為保水性。保水性反映的是砂漿中各組分不易分別的性質(zhì)。

保水性不良的砂漿在存放、運輸和施工過程中簡潔產(chǎn)生離析或泌水現(xiàn)象，用保水率表示（砂

漿保水性改善可選用粉煤灰）;

80.砂漿試件尺寸70.7x70.7x70.7是測試抗壓強度，40x40x160是為了測試抗折強度；

81.改善和易性的措施：當混凝土流淌性小于設計要求時，為了保證混凝土的強度合耐久性,

不能單獨加水，必需保持水灰比不變，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。選擇合理的漿集比。改善集料級配，既可增加混

凝土流淌性，也能改善粘聚性和保水性。摻減水劑或引氣劑，是改善混凝土和易性的有效

措施。盡可能選用最優(yōu)砂率。當粘聚性不足時可適當增加砂率。

82.混凝土的強度等級：混凝土的強度等級是按混凝土立方體抗壓強度標準值劃分的十二個等

級，即C7.5、CIO、C15、C20……C60。（其中混凝土立方體抗壓標準強度是指按標準

方法制作和養(yǎng)護邊長為150mm的立方體試件，在28d齡期按標準試驗方法測得的強度總

體分布中有不低于95%保證率的抗壓強度值，用Lu,k表示）

83.堿一骨料反應是指混凝土中的堿與活性氧化硅發(fā)生反應，反應產(chǎn)物吸水膨脹或反應導致骨

料膨脹，造成混凝土開裂破壞的現(xiàn)象。反應條件：1）混凝土中含有過量的堿2）活性氧化

硅總量比例大于1%3）潮濕環(huán)境；防止措施：嚴格限制混凝土中堿含量和活性氧化硅的

含量，在水泥中摻入火山灰質(zhì)混合材料，在混凝土中摻入引氣劑或引氣減水劑

84.為什么要限制砂、石中活性氧化硅的含量，它對混凝土的性質(zhì)有什么不利作用？混凝土用

砂、石必需限制其中活性氧化硅的含量，因為砂、石中的活性氧化硅會與水泥或混凝土中

的堿產(chǎn)生堿骨料反應而產(chǎn)生很大的體積膨脹將硬化混凝土的水泥石與骨料界面脹裂，使混

凝土的強度、耐久性等下降。堿骨料反應往往需幾年、甚至十幾年以上才表現(xiàn)出來。故需

限制砂、石中的活性氧化硅的含量。

85.混凝土的耐久性

1.定義：混凝土具有在運用條件下反抗四周環(huán)境條件各種因素長期作用的實力。

2.分類：抗凍性、抗?jié)B性、抗碳化、抗腐蝕。

3.提高混凝土耐久性的措施；

1）依據(jù)混凝土所處的環(huán)境條件和工程特點選則合理的水泥品種

2）嚴格限制水灰比，保證足夠的水泥用量

3）選用雜質(zhì)少，級配良好的粗，細骨料，并盡量采納合理砂率

4）摻引氣劑，減水劑等外加劑，可削減水灰比，改善混凝土內(nèi)部的孔隙構造，提

高混凝土的耐久性

5）在混凝土施工中，應攪拌勻稱，振搗密實，加強養(yǎng)護，增加混凝土的密實度，

提高混凝土的質(zhì)量。

84.能使混合拌合物獲得最大的流淌性且能保持黏聚性與保水性能良好的砂率稱為合理砂率。

經(jīng)濟技術效果：在用水量和水泥用量肯定的狀況下,合理砂率能使混凝土拌合物獲得最大

的流淌性且能保持粘聚性與保水性能良好，在保持混凝土拌合物坍落度基本相同的狀況下

且能保持粘聚性與保水性良好，合理砂率能使水泥漿的數(shù)量削減從而節(jié)約水泥用量。

85.砂石顆粒級配：是砂和石子大小顆粒的搭配狀況

86.混凝土施工規(guī)范中規(guī)定了最大水灰比和最小水泥用量，是為了保證耐久性

87.配制混凝土用砂的要求是盡量采納空隙率和總表面積均較小

88.外加劑的選用：

a）高強混凝土、夏季大體積混凝土、負溫施工混凝土、抗凍融混凝土的外加劑分別為蔡系減

水劑、木鈣減水劑、早強劑、引氣劑

b）大體積混凝土常用外加劑是緩凝劑

c）混凝土冬季施工時，可加的外加劑是早強劑

d）混凝土夏季施工時，可加的外加劑是緩凝劑

e）大體積混凝土工程施工中相宜采納的外加劑是緩凝劑

f）要提高硅的抗凍性和抗?jié)B性，應加入減水劑或引氣劑

88.混凝土抗壓強度是抗拉強度的1。到20倍；

89.為什么不宜用高強度等級水泥配置低強度等級的混凝土？也不宜用低強度等級水泥配置

高強度的混凝土？采納高強度等級水泥配置低強度等級混凝土時，只需少量水泥或較大的

水灰比就可滿意強度要求，但卻滿意不了施工要求的良好的和易性，使施工困難，并且硬

化后的耐久性較差。因而不宜用高強度等級水泥配置低強度等級的混凝土。用低強度等級

水泥配置高強度等級的混凝土時，一是很難達到要求的強度，二是需采納很小的水灰比或

者水泥用量很大，因而硬化后的混凝土干縮變形和徐變變形大，對混凝土結(jié)構不利，易于

干裂。同時由于水泥用量大，水化放熱也大，對大體積或較大體積的工程也極為不利。此

外經(jīng)濟上也不合理。所以不宜用低強度等級水泥配置高強度等級的混凝土

90.測量混凝土彈性模量時標準尺寸：150x150x300

91.混凝±28天強度計算：f2