土木工程材料.docx

土木工程材料.docx

《土木工程材料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程材料.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

土木工程材料

土木工程材料

3、土木工程材料

4、第二章

1、保水性和憎水性

5、大多数建筑材料，如石材、砖、混凝土、木材等都属于亲水性材料，表面都能水湿润。

6、沥青、石蜡等属于憎水性材料，表面不能被水湿润。

2、抗渗性

7、材料抵抗压力水（油等液体）渗透的性质称为抗渗性。

8、抗冻性

9、抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用不破坏，其强度也不严重降低的性质。

10、强度与比强度

11、材料在外力（荷载）作用下抵抗破坏的能力称为强度。

12、比强度是指单位体积质量的材料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。

13、弹性与弹性形变

14、弹性指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。

15、6、塑性与塑性变形

16、塑性指材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，扔保持变形后的形状和尺寸，并有不产生裂缝的性质称为塑性。

17、脆性

18、材料在外力作用下，无明显塑性变形而发生突然破坏的性质，具有这种性质的材料称为脆性材料，如普通混凝土、砖、陶瓷、玻璃、石材和铸铁等。

19、韧性

20、材料在振动或冲击荷载作用下，能吸收较多的能量，并产生较大的变形而不破坏的性质，称为韧性或冲击韧性，具有这种性质的材料称为韧性材料，如低碳钢、铝合金、塑料、橡胶、木材和玻璃钢等。

21、热容量与比热容

22、材料的热容量是材料受热时受热吸收热量，冷却时放出热量的性质。

单位质量的材料在温度变化1K时，吸收或放出的热量称为材料的比热容。

23、第四章

1、建筑石膏的特性

1.凝结硬化快

2.孔隙率较大、体积密度小、强度较低

3.吸湿性强、耐水性、抗渗性、抗冻性差

4.防火性能好、耐火性能差

5.硬化后体积产生微膨胀

6.具有良好的可加工性和装饰性

7.保湿性和吸声性良好

24、第五章

1、通用硅酸盐水泥的技术要求

25、物理指标

1.凝结要求

26、GB175-2007规定：

硅酸盐水泥初凝时间不得小于45min，终凝时间不得大于390min；普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝时间不得小于45min，终凝时间不得大于600min。

27、2.体积安全性

28、水泥体积安全性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。

体积安全性不良会使结构件产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引起严重事故。

29、测试方法:

试饼法或雷氏法。

有争议时一雷氏法为准。

30、硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的性能特点

1.凝结硬化快，早起强度与后期强度均高

2.水化热高

3.抗冻性好

4.耐腐蚀性差

5.耐热性差

6.抗碳化好

7.干缩小

2、混合材料掺量较高的通用硅酸盐水泥的性能特点

1.凝结硬化慢，早期强度低，后期强度高

2.对温度和湿度敏感，适合高温养护、

3.耐腐蚀性好

4.水化热小

31、5．抗冻性较差

32、6．抗碳化性较差

3、通用硅酸盐水泥石的腐蚀

1.软水侵蚀（溶出性腐蚀）

33、2盐类腐蚀

34、硫酸盐腐蚀

35、第六章

1、骨料的技术性质对混凝土性能的影响

1．颗粒级配及粗细程度

36、颗粒级配表示骨料大小颗粒的搭配情况。

在混凝土中骨料间的空隙由水泥浆所填充，未达到节约水泥和提高强度的目的，应尽量减少骨料的总表面积和骨料间的空隙。

骨料的总表面积通过骨料粗细程度控制，骨料间的空隙通过颗粒级配来控制。

2．坚固性

37、坚固性是指骨料在自然风化和去他外界物理化学因素作用下抵抗破裂的能力。

骨料在长期受到各种自然因素的综合作用下，其物理力学性能会逐渐下降。

这些自然因素包括温度变化、干湿变化和冻融循环等。

对粗骨料及天然砂采用硫酸钠溶液法进行试验，对人工砂采用压碎值指标法进行试验。

38、混凝土外加剂

39、减水剂

40、*减水剂使用的技术经济效果

1.在配合比不变的条件下，可增大拌合物的流动性，且不降低混凝土的强度

2.在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以减少用水量及水泥用量，从而节约水泥

3.在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可以减少用水量，从而降低水灰比，使混凝土强度得到提高。

4.显著改善了混凝土的孔结构，提高了密实度，从而提高了混凝土的耐久性。

4、引气剂

1.引气剂的使用效果

41、*改善混凝土拌合物的和易性

42、*提高混凝土的耐久性

43、*降低混凝土的强度和耐磨性

5、混凝土拌合物的和易性

1、和易性的概念

44、和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（搅拌、运输、浇灌、捣实）并能获得质量均匀、成型密实的混凝土的性能。

和易性是一项综合技术性质，包括流动性、粘聚性和保水性三方面的含义。

45、流动性

46、流动性是指混凝土拌合物在本身或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并均与密实的填满模板的性能。

流动性好的混凝土操作方便，易于捣实、成型。

2.粘聚性

47、流动性是指混凝土拌合物在施工过程中，其组成材料之间具有一定的粘居里，不致产生分层和离析的现象。

3.保水性

48、保水性是指混凝土拌合物在施工过程中，具有一定的保水能力，不致产生严重的泌水现象（指混凝土拌合物中部分水从水泥浆中泌出的现象）。

6、如何评价混凝土拌合物的保水性和粘聚性？

49、答：

粘聚性的评定方法是：

用捣棒在已坍落的混凝土椎体侧面轻轻敲打，若椎体逐渐下沉，则表示粘聚性良好；如果椎体倒塌，部分崩裂或出现离析现象，则表示粘聚性不好

50、保水性是以混凝土拌合物中的稀水泥浆析出的程度来评定的。

坍落度筒提起后，如有较多稀水泥浆从底部析出，椎体部分混凝土拌合物也因此失浆而骨料外露，则表明混凝土拌合物的保水性能不好。

如坍落度筒提起后无稀水泥浆或仅有少量稀水泥浆自底部析出，则表示此混凝土拌合物保水性良好。

7、拌合物浇筑后的性能

1.离析

51、混凝土浆体的离析是指拌合物各组分分离、造成不均匀和失去连续性的现象。

52、2.减少泌水及其影响的方法

53、引起泌水多的主要原因是骨料的级配不良及缺少300μm以下的颗粒。

增加砂子用量可以弥补，但如果砂太粗或无法增大砂率时，使用引气剂是个有效的办法；用硅灰、增大粉煤灰用量都是解决措施；用二次振捣也是减小泌水影响，避免塑性沉降裂缝和塑性收缩裂缝的有效措施，尤其是对各种大面积的平板。

浇筑后必须尽快开始并在最初几天内注意养护，养护方法：

54、*在混凝土表面喷洒水或蓄水养护

55、*用风障或遮阳棚保护混凝土表面

56、*用塑料膜覆盖或喷洒养护剂避免水分散失

8、混凝土强度

1.混凝土抗压强度

57、*混凝土立方体抗压强度及强度等级

58、根据国家标准《混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）的规定，将混凝土拌合物制成边长为150mm的立方体试件，在标准条件（温度20度+-2度，相对湿度95％以上）下养护或在温度为20度+-2度的不流动的Ca（OH）2饱和溶液中养护到28d测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度（简称立方体试件抗压强度），以fcu表示。

59、混凝土立方体抗压标准强度（或称立方体抗压强度标准值）是指按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期按标准试验方法测得的强度总体分布中具有不低于95％保证率的抗压强度值，以fcu，k表示。

3．影响混凝土强度的因素

60、环箍效应

61、混凝土试件在压力机上受压时，在沿加荷方向发生纵向变形的同时，也按泊松比效应发生横向膨胀。

而钢制压板的横向膨胀较混凝土小，因而在压板与混凝土试件受压面形成摩擦力，对试件的横向膨胀起着约束作用，这种约束称为“环箍效应”。

62、混凝土的变形性能

63、在荷载作用下的变形

64、徐变

65、混凝土在长期荷载作用下，沿着作用力方向的变形会随时间不断增长，即荷载不变而形变仍随时间增大，一般要延续2~3年才逐渐趋于稳定。

这种在长期荷载作用下产生的变形，通常称为徐变。

66、混凝土徐变，一般认为是由于水泥石凝胶体在长期荷载作用下的粘性流动，并向毛细孔中移动，同时吸附在凝胶粒子上的吸附水因荷载应力面向细孔迁移渗透的结果。

67、混凝土的徐变对钢筋混凝土构件来说能消除钢筋混凝土内的应力集中，使应力较均匀地重新分布；对大体积混凝土，能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力。

但在预应力钢筋混凝土结构中，混凝土的徐变，将使钢筋的预加应力受到损失。

68、混凝土的耐久性

69、*碱-骨料反应

70、水泥中碱性氧化物水解后形成的氧化钠和氢氧化钾与骨料中的活性氧化硅起化学反应，结果在骨料表面生成了复杂的碱-硅算凝胶。

生成的凝胶可断吸水，体积相应不断膨胀，会把水泥石胀裂。

这种碱性氧化物和活性氧化硅之间的化学作用通常称为碱-骨料反应。

当骨料中夹杂着活性氧化硅，而所用的水泥又含有较多的碱，就可能发生骨料破坏。

71、碱-骨料反应具备的条件：

一是水泥中碱含量高；二是骨料中存在活性二氧化硅；三是环境潮湿、水分渗入混凝土。

72、*预防或抑制的措施

73、#使用含碱小于0.6％的水泥，以降低混凝土总的含碱量。

74、#混凝土所使用的碎石或卵石应进行碱活性检验。

75、#使混凝土致密，防止水分进入混凝土内部。

76、#采用能抑制碱-骨料反应的掺合料，如粉煤灰（高钙高碱粉煤灰除外）、硅灰等。

77、*提高混凝土耐久性的措施

1.合理选择水泥品种

2.适当控制混凝土的水灰比及水泥用量

3.选用较好的砂、石骨料

4.掺用引气剂或减水剂

5.防止钢筋腐蚀

6.加强混凝土质量的生产控制

78、第八章

1、砌墙砖

1.外观质量和尺寸偏差

79、*规格及部位名称

80、烧结普通砖的外形为直角六面体，长240mm，宽115mm，厚53mm。

其中240mm＊115mm的面称为大面，240mm＊53mm的面称为条面，115mm＊53mm的面称为顶面。

81、耐久性指标

82、*泛霜

83、当生产原料中含有可溶性无机盐时，在烧结过程中就会隐含在烧结砖内部。

砖吸水后再次干燥时这些可溶性盐会随水分向外迁移并渗到砖的表面，水分蒸发后便留下白色粉末，形成絮团或絮片状的盐，这种现象称为泛霜。

泛霜不仅有损建筑物的外观，而且结晶膨胀还会引起砖的表层酥松，甚至剥落。

84、*石灰爆裂

85、石灰爆裂指产生烧结砖的原料中夹有石灰石等杂物，熔烧时被烧成石灰块等物质。

使用时，生石灰吸水热化，体积显著膨胀，导致砖块裂缝甚至崩溃。

石灰爆裂不仅造成砖的外观缺陷和强度降低，严重时还能使砌体的强度降低、破坏。

2、烧结多孔砖

86、烧结多孔砖通常指内孔径不大于22mm（圆孔直径不大于22cm，非圆孔内切直径不大于15mm），孔洞率不小于25％，孔的尺寸小而数量多的烧结砖。

砖的外型为直角六面体，其长度、宽度、高度尺寸应符合下列要求；290mm，240mm，190mm，180mm，175mm，140mm，115mm，90mm。

工程上常用的有190mm＊190mm＊90mm（M型）和240mm＊115mm＊90mm（P型）两种规格。

87、*烧结多孔砖的应用

88、烧结多孔砖可替代烧结粘土砖，用于建筑物的承重墙体。

其中优等品可以用于墙体装饰盒清水墙砌筑，一等品和合格品可用于混水墙，中等泛霜的砖不得用于潮湿部位。

89、烧结空心砖

90、应用

91、烧结空心砖一般可用于砌筑填充墙和非承重墙。

92、多孔砖和空心砖与普通砖相比，可使建筑自重减少1/3左右，节约粘土20％~30％，节省燃料10％~20％，造价可降低20％~，施工效率可提高40％；并能改善砖的隔热和隔声性能，在相同的热工要求下，用空心砖砌筑的墙体厚度可减半砖左右。

因此，推广使用多孔砖、空心砖代替普通砖是加快我国墙体材料改革的重要措施之一。

93、砌块

94、*蒸压加气混凝土砌块

95、蒸压加气混凝土砌块常用品种有加气粉煤灰砌块和蒸压矿渣砂加气混凝土砌块，具有表观密度小保温及乃耐火性好，易加工，抗震性好，施工方便。

适用于低层建筑的承重墙，多层和高层建筑的隔离墙、填充墙及工业建筑物的维护墙体和绝热材料。

96、第九章

97、9.2建筑钢材的主要技术性能

98、9.2.1力学性能

99、1抗拉性能

100、四个阶段：

弹性阶段（OA段）、屈服阶段（AB段）、强化阶段（BC段）、和颈缩阶段（CD段）。

101、在弹性阶段，应力和应变的比值为常数称为弹性模量。

102、结构设计中以屈服强度作为许用应力取值的依据。

103、钢材的塑性指标

104、伸长率和断面收缩率表示钢材断裂前经受塑性变形的能力。

伸长率越大或断面收缩率越高，说明钢材塑性越大。

105、塑性对钢材的影响

106、因为钢材的塑性变形能调整局部高峰应力，使之趋于平缓，以免引起建筑构件的局部破坏及其所导致的整个结构破坏，钢材在塑性破坏前，有很明显的变形和较长的变形持续时间，便于人们发展和补救。

107、2冲击韧性

108、冲击韧性的概念

109、钢材的冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载作用的能力。

110、3耐疲劳性

111、钢构件若是在交变应力（随时间进行周期性交替变更的应力）的反复作用下，往往在工作应力远低于抗拉强度时发生骤然断裂，这种现象称为钢材的疲劳破坏（应力不仅远低于抗拉强度也小于屈服点，但因应力重复次数很多，材料也会发生断裂破坏）。

钢材抵抗疲劳破坏的能力称为耐疲劳性。

钢材的疲劳破坏指标用疲劳强度（或疲劳极限）来表示，它是指试件在交变应力作用下，在规定的周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力。

112、疲劳破坏的原因，主要是钢材中存在疲劳裂纹源（如构件表面粗糙、有加工损伤或刻痕、构件内部存在杂物或焊接裂纹等的缺陷）。

113、当应力作用方式、大小或方向等交替变更时，裂纹两面的材料时而紧压或张开，形成了断口光滑的疲劳裂纹扩展区。

随着裂纹想纵深发展，在疲劳破坏的最后阶段，裂纹尖端由于应力集中而引起剩余截面的脆性断裂，形成断口粗糙的瞬时断裂区。

114、钢材耐疲劳强度的大小与钢材内部组织、成分偏析及各种缺陷有关。

同时，钢材表面质量、截面面积和受腐蚀程度等都可以影响其耐疲劳性能。

对于承受交变应力作用的钢构件，应根据钢材材质质量及使用条件合理设计，以保证构件有足够的安全及一定的寿命。

115、工艺性能

116、2．冷加工性能及时效处理

117、

（2）钢材的时效处理

118、钢材经冷加工后，在常温下放置15~20天，或加热至100~200度保持2h左右，其屈服强度、抗拉强度及硬件都会得到进一步提高，而塑性及韧性会继续降低，弹性模量得到基本恢复，这种现象称为时效。

前者称为自然时效，后者称为人工时效。

119、钢材经冷加工和时效处理后，其性能变化规律在应力—应变图上明显地得到反映，如图所示。

通常对强度较低的钢筋可采用自然时效，强度较高的钢筋则需采用人工时效。

120、9.3.3钢材的化学成分对性能的影响

1.磷

121、磷是钢中很有害的元素，由炼钢原料带人。

随着磷含量的增加，钢材的强度、屈强比、硬度均提高，而韧性和塑性显著降低。

特别在低温下，对塑性和韧性的影响更大，即显著加大钢材的冷脆性。

磷也使钢材的可焊性显著降低。

但磷可提高钢材的耐磨性和耐蚀性，故经过合理的冶金工艺之后，低合金钢中也可以将磷配合其他元素作为合金元素使用。

4.硫

122、硫是钢中很有害的元素，也使从炼钢原料中带入的在职。

硫的存在会加大钢材的热脆性，降低钢材的各种机械性能，也使钢材的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。

即使微量存在对钢也有危害，故其含量必须严格加以控制。

为消除硫的这些危害，可在钢中加入适量的锰。

123、第十一章

124、11.1沥青

125、2石油沥青的技术性质

126、粘滞性

127、粘滞性是指沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互位移的抵抗剪切变形的能力。

128、*粘度

129、在相同温度和相同流孔条件下，流出时间愈长，表示沥青粘度愈大。

130、*针入度

131、针入度值愈大，表示沥青俞软（稠度愈小）。

实际上，针入度是测量沥青稠度的一种指标。

通常稠度高的沥青，其粘度亦高。

132、温度敏感性

133、软化点数值

134、塑性

135、沥青塑性是指当期受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，是沥青的内聚力的衡量，通常是用延度作为指标来表征。

将沥青试件制成8字形标准试件，在规定拉伸速度和规定温度下拉断时的长度，以cm计，称为延度。

沥青的延度与沥青的流变特性、胶体结构和化学组分等有密切的关系，

136、