土木工程材料第二版复习提纲Word格式.docx
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m—散粒材料的质量，g
v
—散粒材料的自然堆积体积，cm3
5、大小关系：
实际密度>
表观密度>
堆积密度
6、孔隙率：
材料部孔隙体积（vp）占材料总体积（v0）的百分率。
孔隙可从两个方面对材料产生影响：
一是孔隙的多少，二是孔隙的特征。
p=
=（1-
）
7、密实度：
材料部固体物质的实体积占材料总体积的百分率。
公式：
8、空隙率：
散粒材料颗粒间的空隙体积（vs）占堆积体积的百分率。
散粒材料材料颗粒间的空隙多少常用空隙率表示：
9、填充率：
颗粒的自然状态体积占堆积体积的百分率。
10、孔隙的特征：
（1）、按孔隙尺寸大小，可把孔隙分为微孔、细孔和大孔三种。
（2）、按孔隙之间是否相互贯通，把孔隙分为互相隔开的孤立孔，或互相贯通的连通孔。
（3）、按孔隙与外界之间是否连通，把孔隙分为与外界相通的开口孔，或不相通的封闭孔。
11、图P3
12、材料的强度是指在外力作用下不破坏时能承受的最大应力。
影响材料强度的因素：
A、种类
B、孔隙率，孔隙人、特征
C、含水率
D、温度
E、试件尺寸（环箍效应，缺陷几率大）
F．加荷速度
G、表面情况
13、比强度是指单位体积质量的材料强度，它等于材料的强度与其表观密度之比。
它是衡量材料是否轻质、高强的指标。
14、弹性：
材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，能完全恢复原来形状的性质，称为弹性。
15、塑性：
材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，材料仍保持变形后的形状和尺寸，且不产生裂缝的性质，称为塑性。
16、虎克定律：
材料在弹性围，其应力与应变之间的关系符合虎克定律。
—应力，MPa
—应变
E—弹性模量，MPa
17、脆性：
材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质，称为脆性。
脆性材料抗压强度高，但抗拉强度和抗弯强度低，抗冲击能力和抗振能力较差。
18、韧性或冲击韧性：
材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，产生一定的变形而不破坏的性质，称为韧性或冲击韧性。
建筑钢材（软刚）、木材等属于韧性材料，用作路面、桥梁、吊车梁一级有抗震要求的结构都要考虑到材料的韧性。
19、P6图中在材料、水和空气的三相交叉点处沿水滴表面作切线，此切线与材料和水接触面的夹角
，称为润湿边角。
一般认为
≤
时，材料能被水润湿而表现出亲水性，这种材料称为亲水性材料；
当
>
时，材料不能被水润湿而表现出憎水性，这种材料称为憎水性材料。
=0时，表示该材料完全被水润湿。
20、吸湿性：
亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质，称为吸湿性。
含水率：
材料的吸湿性用含水率表示。
Wh—材料含水率，%
ms—材料吸湿状态下的质量，g
mg—材料干燥状态下的质量，g
材料的含水率随环境的温度和湿度变化发生相应的变化，在环境湿度增大、温度降低时，材料含水率变大；
反之变小。
材料中所含水分与环境温度所对应的湿度相平衡时的含水率，称为平衡含水率。
材料的开口微孔越多，吸湿性越强。
21、吸水性：
指材料在水中吸水的性质。
材料的吸水性用吸水率表示。
材料的开口孔越多，吸水量越大。
虽然水分很易进入开口的大孔，但无法存留，只能润湿孔壁，所以吸水率不大；
而开口细微连通孔越多，吸水量越大。
22、耐水性：
材料的耐水性，是指材料长期在水作用下不破坏、强度也不明显下降的性质。
耐水性用软化系数表示：
KR—材料的软化系数
fb—材料在饱和吸水状态下的抗压强度，MPa
fr—材料在干燥状态下的抗压强度，MPa
一般材料吸水后，强度均会有所降低，强度降低越多，软化系数越小，说明该材料耐水性较差。
材料的KR在0~1之间，工程中将KR＞0.85的材料，称为耐水材料。
长期处于水中或潮湿环境中的重要结构，所用材料必须保证KR＞0.85，用于受潮较轻或次要结构的材料，其值也不宜小于0.75。
23、抗渗性：
材料的抗渗性，是指其抵抗压力水渗透的性质。
材料抗渗性常用渗透系数或抗渗等级表示。
材料的抗渗系数越小或抗渗等级越高，表明材料的抗渗性越好。
材料的抗渗性与孔隙率及孔隙特征有关。
开口的连通大孔越多，抗渗性越差；
闭口孔隙率大的材料，抗渗性仍可良好。
地下建筑、压力管道等设计时都必须考虑材料的抗渗性。
24、抗冻性：
抗冻等级（记为F）是以规定的吸水饱和试件，在标准试验条件下，经一定次数的冻融循环后，强度降低不超过规定数值，也无明显损坏和剥落，则此冻融循环次数即为抗冻等级。
材料受冻破坏的原因：
是材料孔隙所含水结冰时体积膨胀（约增大9%），对孔壁造成的压力使孔壁破裂所致。
一般而言，在相同冻融条件下，材料含水率越大，材料强度越低及材料中含有开口的毛细孔越多，受到冻融循环的损伤就越大。
在寒冷地区和环境中的结构设计和材料选用，必须考虑到材料的抗冻性能。
25、材料的热性质主要包括热容性，、导热性和热变形性。
热容性：
同种材料的热容性差别，常用热容量比较；
不同材料的热容性，可用比热作比较。
导热性：
材料的导热性与孔隙特征有关，增加孤立的不连通孔隙能降低材料的导热能力。
热变形性：
材料的热变形性是指材料在温度变化时的尺寸变化。
土木工程总体上要求材料的热变形不要太大，在有隔热保温要求的工程设计时，应尽量选用热容量（或比热）大，导热系数小的材料。
26、耐久性：
材料的耐久性是指用于构筑物的材料在环境的各种因素影响下，能长久地保持其性能的性质。
27、耐久性的意义：
以利节约材料、减少维修费用、延长构筑物的使用寿命。
28：
提高耐久性的措施：
A、提高密度，改变孔隙特征
B、适当改变成分，进行憎水处理、防腐处理
C、增设保护层保护材料免受损害（如抹灰刷涂料）
D、设法减轻大气或周围介质对材料的破坏作用
二、气硬性胶凝材料
1、建筑上用来将砂子、石子、砖、石块、砌块、等散粒材料或块状材料粘结为整体的材料，统称为胶凝材料。
胶凝材料按其化学成分可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两大类。
有机胶凝材料是以高分子化合物为主要成分的胶凝材料，如沥青、树脂等。
无机胶凝材料则按硬化条件不同，分为气硬性和水硬性两种。
气硬性胶凝材料是只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展期强度的胶凝材料，如石膏、石灰、水玻璃等。
水硬性胶凝材料是不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，并保持和继续发展其强度的胶凝材料，如各种水泥。
2、气硬性胶凝材料只适用于地上或干燥环境，水硬性胶凝材料即适用于地上，也适用于地下或水中环境。
3、石灰在煅烧过程中，若温度过低或煅烧时间不足，使得CaCO3不能完全分解，将生成“欠火石灰”。
如果煅烧时间过长或温度过高，将生成颜色较深、块体致密的“过火石灰”。
4、石灰的特征：
A、可塑性和保水性好
B、生石灰水化时水化热大，体积增大
C、硬化缓慢
D、硬化时体积收缩大
E、硬化后强度低
F、耐水性差
5、石灰的应用：
A、制作石灰乳涂料
B、配制砂浆
C、拌制石灰土和石灰三合土
D、生产硅酸盐制品
E、加固软土地基（如石灰桩—生石灰块灌入软土（高含水量，高孔隙比土）中，形成石灰桩）
F、配制静态破碎机
6、生产石膏胶凝材料的原料主要是天然二水石膏、天然无水石膏、也可采用化工石膏。
天然二水石膏（CaSO4·
2H2O）又称软石膏或生石膏，是生产建筑石膏和高强石膏的主要原料。
7、将天然二水石膏或化工石膏经加热煅烧、脱水、磨细即得石膏胶凝材料。
由于加热温度和方式的不同，可以得到具有不同性质的石膏产品。
先简述如下：
当常压下加热温度达到107~170℃时，二水石膏脱水变为β型（β—CaSO4·
H2O）半水石膏（即建筑石膏，又称为熟石膏），反应式为：
若在压蒸条件下（0.13MPa，125℃）加热可产生α型（α—CaSO4·
H2O）半水石膏（即高强石膏）。
8、凝结时间：
初凝时间不早于6min，终凝时间不迟于30min
9、由于建筑石膏粉易吸潮，会影响其以后使用时的凝结硬化性能和强度，长期储存也会降低强度，因此建筑石膏粉贮运时必须防潮、储存时间不得过长，一般不超过三个月。
10、建筑石膏的特性：
（注意细节）
A、凝结硬化快
B、硬化时体积微膨胀
C、硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低
D、隔热、吸声性良好
E、防火性能良好
F、具有一定的调温调湿性
G、耐水性和抗冻性差
H、加工性能好
11、建筑石膏的应用：
A、制备粉刷石膏B、建筑石膏制品
12、水玻璃：
俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅组成，化学通式为R2O·
nSiO2。
其中，n是二氧化硅与碱金属氧化物之间的摩尔比，为水玻璃的模数。
13、水化过程进行得非常缓慢，所以常常加入促硬剂氟硅酸钠（NA2SiF6）,以加速硅酸凝胶析出。
14、水玻璃的特性：
A、水玻璃具有良好的粘结性能
B、水玻璃中总固体含量增多，则冰点降低，性能变脆
C、水玻璃具有很强的耐酸性能，能抵抗多数无机酸和有机酸的作用
D、水玻璃耐热温度可达1200℃，在高温下不燃烧，不分解，强度不降低，甚至有所增加
E、水玻璃硬化时析出的硅酸凝胶能堵塞材料的毛细孔隙，起到阻止水分渗透的作用
15、水玻璃的应用：
A、在天然石材、粘土砖、混凝土和硅酸盐制品表面，涂刷一层水玻璃，能提高制品的密实性、抗水性和抗风化能力。
但石膏制品表面不能涂刷水玻璃，因两者会反应生成体积膨胀的硫酸钠，使制品膨胀。
B、以水玻璃为胶结料，加入氟硅酸钠促硬剂和一定级配的耐酸粉料和耐酸粗、细骨料配制成的耐酸浆体、耐酸砂浆和耐酸混凝土，用于化学、冶金、金属等防腐蚀工程。
C、用水玻璃加促硬剂，与粘土熟料、烙铁矿等磨细填料或粗、细骨料可配制成耐热砂浆和耐热混凝土，用于高炉基础、热工设备基础及维护结构等耐热工程。
D、将液态水玻璃和氯化钙溶液交替注入土壤中，两者反应析出硅酸胶体，能起胶结和填充孔隙的作用，并可阻止水分的渗透，提高土壤密度和强度。
E、水玻璃中加入2至5种矾，可配制成各种快凝防水剂。
以掺入到水泥浆、砂浆或混凝土中，可堵漏、填缝及做局部抢修。
三、水泥
1、水泥是一种水硬性胶凝材料。
2、水泥的品种很多，按化学成分可分为硅酸盐、铝酸盐、硫铝酸盐等多种系列水泥。
硅酸盐系列水泥按其性能和用途，可做如下分类：
3、我国常用水泥的主要品种有硅酸盐水泥（分Ⅰ型、Ⅱ型，代号为P·
Ⅰ、P·
Ⅱ），普通硅酸盐水泥（简称普通水泥，代号P·
O），矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥，代号P·
S），火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥，代号P·
P），粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥，代号P·
F）和复合硅酸盐水泥（简称复合水泥，代号P·
C）等。
4、硅酸盐水泥熟料主要由四种矿物组成，其名称如下：
硅酸三钙（3CaO·
SiO2，简写为C3S）
硅酸二钙（2CaO·
SiO2，简写为C2S）
铝酸三钙（3CaO·
Al2O3，简写为C3A）
铁铝酸四钙（4CaO·
Al2O3·
Fe2O3，简写为C4AF）
5、用于水泥中的混合材料分为活性混合材料和非活性混合材料。
活性混合材料是指那
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