土木工程材料復習資料

.z.表觀密度：指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。堆積密度：指粉狀或散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)孔隙率：材料內(nèi)部孔隙的體積占其總體積的百分率。開口孔隙率對吸水、透聲、吸聲有利，對材料的強度、抗?jié)B性、抗凍性和耐久性不利。閉口孔隙可以降低材料的表觀密度和導熱系數(shù)，使材料具有輕質(zhì)絕熱的性能，并可以提高耐久性?？障堵剩翰牧系挠H水性和憎水性：材料與水接觸時，能被水潤濕的性質(zhì)稱為親水性。不能被水潤濕的性質(zhì)稱為憎水性。用接觸角9區(qū)分。當990。時為親水材料，反之為材料的吸水性與吸濕性：材料與水接觸時吸收水分的性質(zhì)為吸水性。吸水性。質(zhì)量吸水率：W=m1mmm吸水率的大小主要取決于其孔隙特征。材料吸水會導致材料的強度降低，表觀密度和導熱性增大，體含水率是材料所含水的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的百分材料的耐水性：材料在飽和水的長期作用下維持不破壞而且強度也不明顯降低的性質(zhì)稱為耐水性。材料的耐水性用軟化系數(shù)來表示：K=f1Rf0材料的抗?jié)B性：材料的抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。材料的抗?jié)B性用滲透系數(shù)或抗?jié)B等級來表示。滲透系數(shù)越小，抗?jié)B性越好。及親水、憎水性有密切關(guān)系。材料的抗凍性：材料的抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能抵抗多次凍融循環(huán)作用而不破壞，同時也不嚴重降低強度的性質(zhì)，用抗凍等級來表示。材料的導熱性：-導熱性是指材料將熱量從溫度高的一側(cè)傳遞到溫度低的一側(cè)的能力，用導熱系數(shù)來表示。導熱系數(shù)小的材料，導熱性差、絕熱性好。影響導熱系數(shù)大小的因素有物質(zhì)構(gòu)成、微觀結(jié)構(gòu)、孔隙率與孔隙特征、溫度、濕度與熱流方向等(①孔隙特征；②含水的情況)。材料孔隙率越大，尤其是閉口孔隙率越大，導熱系數(shù)越小。材料的強度：材料在荷載作用下抵抗破壞的能力成為強度。材料的強度還與其含水狀態(tài)及溫度有關(guān)，含有水分的材料比干燥時強度低，溫度高時一般來說強度會材料的結(jié)構(gòu)：分為微觀結(jié)構(gòu)、細觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)。微觀結(jié)構(gòu)可分為晶體、玻璃體和膠體。晶體具有特定的幾何外形和固定的熔點及化學穩(wěn)定玻璃體的結(jié)構(gòu)特征為質(zhì)點在空間上呈非周期性排列，沒有固定的熔點。膠體分為溶膠、溶凝膠和凝膠。凝膠材料的分類：氣硬性凝膠材料只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持和發(fā)展其強度。水硬性凝膠材料不僅能在空氣中，而且能在水中硬化且保持和發(fā)展其強度。石灰：作為凝膠材料的石灰即為生石灰，主要成分是氧化鈣(CaO)。氫氧化鈣稱為熟石灰、消石灰。石灰石經(jīng)過煅燒，其主要成分碳酸鈣分解成為氧化鈣，得到塊狀生石灰。若煅燒溫度過低，煅燒時間不足，則碳酸鈣不能完全分解，生成欠火石灰，產(chǎn)漿量較低，質(zhì)量較差，降低了石灰的利用率；若煅燒溫度過高，將生成顏色較深、密度較大的過火石灰，影響工程質(zhì)量。生石灰加水生成氫氧化鈣的過程，稱為石灰的熟化或消解過程。石灰熟化時放出大量的熱，其體積膨欠火石灰的危害用篩網(wǎng)剔除。為了防止過火石灰體積膨脹引起的隆起和開裂，石灰漿應在儲灰坑中存.z.放兩星期以上，叫做陳伏。陳伏期間，石灰漿表面應保持一層水分，與空氣隔絕，以免碳化。石灰的性能：①良好的保水性②凝結(jié)硬化慢、強度低③耐水性差④體積收縮大建筑石膏：石膏是以硫酸鈣為主要成分的氣硬性凝膠材料。生產(chǎn)石膏的主要原料是天然二水石膏 在建筑工程中使用的石膏是天然二水石膏經(jīng)加工而成的半水石膏，亦稱熟石膏。b型半水石膏稱為建筑石膏。a型半水石膏稱為高強石膏。高強石膏的比表面積小，所以拌合需水量較小，扣除反應用水后剩余的水少，故強度較高。建筑石膏的性能：①凝結(jié)時間短②微膨脹性③孔隙率大，因此質(zhì)輕，隔熱、吸聲性好，但是強度低，吸水率大④耐水性差⑤抗火性好⑥塑性變形大建筑石膏適合作裝飾材料的原因：①具有微膨脹性，不會產(chǎn)生裂縫，形體飽滿，光滑細膩，顏色潔白②內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)，保溫隔熱性能好，吸聲性能好③防火性能好④可以調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度水玻璃：水玻璃是一種能溶于水的硅酸鹽，由不同比例的堿水玻璃溶液在空氣中吸收二氧化碳，形成無定形硅酸，并逐漸干燥而硬化。硬化過程很慢，故常將其加熱或加入氟硅酸鈉作用促硬劑。水玻璃的性能：②耐酸，但是不耐堿、不耐水。③耐熱性好。鎂氧水泥：是氣硬性凝膠材料，主要成分氧化鎂(MgO)。鎂氧水泥的性能：①有較高強度，但不耐水-②可作板材、地面材料，僅適用于干燥環(huán)境凡磨細成粉末狀，與水混合后，經(jīng)過物理、化學反應，能由可塑性漿體變成堅硬石狀物，既能在空氣中、又能在水中硬化，保持并增長強度的水硬性膠硅酸鹽水泥：成的水硬性凝膠材料，稱為硅酸鹽水泥。作用是延緩水泥的凝結(jié)，便于施工。34鋁酸三鈣(CA)、鐵鋁酸四鈣(CAF)34各種熟料礦物單獨水化的特性：名稱名稱凝結(jié)硬化速度快多高慢早低后高快多低次快低4332通過調(diào)整熟料中各礦物組成的比例，水泥的性質(zhì)將硅酸鹽水泥的水化：硅酸鹽水泥的凝結(jié)、硬化：hcp水泥水化產(chǎn)物、未水化完的水泥顆粒、孔隙與水所組成。水化產(chǎn)物主要有凝膠和晶體兩類物質(zhì)，膠體為主，晶體其次。水化硅酸鈣凝膠難溶于水，且有較高的凝結(jié)能力，其水硬性與膠結(jié)力決定水泥的水硬性和強度，是水泥水化物中的關(guān)鍵成分。水泥石中孔隙通常包含毛細孔、氣孔和凝膠孔。水泥的水化、凝結(jié)、硬化與熟料的礦物組成、水泥細讀、拌合水量(水灰比)、溫度、濕度、養(yǎng)護時間。體積安定性：水泥的體積安定性是反映水泥加水硬化后體積變化均勻性的物理指標。體積安定性不良是指，水泥硬化后，產(chǎn)生不均勻的體積變化，會使構(gòu)件產(chǎn)生膨脹開裂。體積安定性不良的主要原因是熟料中含有過量的游離氧化鈣、游離氧化鎂或石膏。.z.游離氧化鈣引起的安定性不良可用沸煮法檢驗，游離氧化鎂用壓蒸法，石膏需要長期在常溫水中才能摻混合材料的目的：提高產(chǎn)量、節(jié)約水泥熟料、降低成本。普通硅酸鹽水泥：水化熱稍小，抗凍性與耐磨性也稍差。大體積混凝土工程不宜選用這兩種水泥，因為水化三種水泥與硅酸鹽水泥、普通水泥相比的共同特點：①凝結(jié)硬化慢，早期強度低(不適用于快硬早強②濕熱條件養(yǎng)護，適于采用蒸汽養(yǎng)護③水化熱低，放熱速度較慢(適用于大體積混凝④抗軟水、硫酸鹽侵蝕的能力較強⑤抗凍性、抗碳化性、耐磨性較差(不適用于施工階段易受凍或者施工進度快的工程)三種水泥各自的特點：礦渣水泥——耐熱性好，抗?jié)B性差，保水性差。火山灰水泥——抗?jié)B性好，保水性好，干燥收縮顯鋁酸鹽水泥：以鋁礬土和石灰石為原料，經(jīng)煅燒制得的、以鋁酸細制成的水硬性凝膠材料。注意事項：①不宜在炎熱條件下施工，不宜蒸汽養(yǎng)護②禁止與硅酸鹽水泥或石灰混用③不能用于與堿性溶液相接觸的工程混凝土是由凝膠材料、骨料按適當比例配合，與水拌和制成具有一定可塑性的流體，經(jīng)硬化而成的具有一定強度的人造石。水泥漿的作用：在硬化后，水泥漿則起膠結(jié)和填充作用?；炷恋膬?yōu)點：①易塑性②經(jīng)濟性-③④⑤⑥全性耐火性多用性耐久性混凝土的缺點：①抗拉強度低②延展性不高③自重大、比強度低④體積不穩(wěn)定性混凝土性能的三要求：新拌混凝土要具有和易性、工作性耐久性細骨料：骨料的級配，是指骨料中不同粒徑顆粒的搭配分布砂的顆粒級配，即表示砂大小顆粒的搭配情況。砂的粗細程度，是指不同粒徑的沙?；旌显谝黄鸷蟮目傮w粗細程度。粗砂的比表面積小，所需的水泥砂的顆粒級配和粗細程度是用篩分法來測定的。用級配區(qū)表示砂的顆粒級配，用細度模數(shù)表示砂的粗細度模數(shù)越大，表示砂越粗。粗骨料：碎石流動性差，和易性差，但是界面粘結(jié)好。卵石流動性好，和易性好，但是界面粘結(jié)差。理想的顆粒形狀是球體或者立方體，不良顆粒外形是針狀、片狀，因為受力易折斷，使骨料作用下降。外加劑：減水劑可以減少拌和用水量和增強作用。引氣劑可以改善混凝土拌和物的和易性(提高流動性、保水性和粘聚性)，提高混凝土的耐久性(提高土的彈性模量，提高抗裂性。混凝土的和易性：新拌混凝土必須具有良好的施工性能，如保持混凝土不發(fā)生分層、離析、泌水等現(xiàn)象，并獲得質(zhì)量均勻、成型密實的混凝土，這種施工性能稱之為和易包括流動性、粘聚性和保水性三方面的含義。和易性測定用坍落度法，將新拌混凝土分三層裝入為筒高的1/3左右，然后把筒提起，坍落高度即為坍落度。坍落度值越大，流動性越好。影響和易性的因素：水泥漿的數(shù)量；水灰比；砂率；水泥品種；骨料品種與級配；混凝土外加劑；礦物摻合料；攪拌方式；.z.改善和易性的措施：在水灰比不變的情況下，增加水泥漿量；選擇級配良好的砂石骨料；選擇合理的砂率；摻入減水劑；采用強制式攪拌技術(shù)?；炷恋牧W性能：混凝土受壓破壞的本質(zhì)，是混凝土在受縱向壓力荷載作用下引發(fā)了橫向拉伸變形，當橫向拉伸變形達到混凝土的極限拉應變時，混凝土發(fā)生破壞。這是一種在縱向壓力荷載作用下的橫向拉伸破壞。IV階段，界面裂紋和砂漿裂紋不斷擴展，并逐漸互相連通、貫穿，混凝土破壞?；炷?，在其混凝土立方體抗壓強度值的總體分布混凝土強度等級是按混凝土立方體抗壓強度標準值混凝土強度公式：影響混凝土強度的因素：水泥石的強度、水灰比、骨料級配、攪拌與振搗效果、養(yǎng)護條件、齡期。混凝土強度偏低的原因：水灰比偏大；骨料強度低或級配不好；水泥膠砂強度偏低；養(yǎng)護溫度低或濕度不夠；測定強度時未按標準操作(加載速度慢或試件偏心)。提高混凝土強度的措施：采用高強度的水泥；降低水灰比；采用機械攪拌和振搗；采用級配良好表面干凈的砂石骨料；摻入早強劑；減水劑等外加劑；摻入摻和料；摻入聚合物。影響混凝土強度試驗測試結(jié)果的因素：①尺寸效應，試件尺寸越小，其內(nèi)部先天缺陷的尺寸相應的也越小，強度測得越高。②環(huán)箍效應，摩擦力會對混凝土內(nèi)部區(qū)域產(chǎn)生約束作用，使縱向受壓的混凝土所發(fā)生的橫向拉伸受到約束，強度會測得更大。③加載速度，加載速度越大，混凝土的裂紋擴展來不及充分進行，測得的強度偏高?；炷恋姆呛奢d變形：化學減縮，干縮，自收縮，溫度變形，碳化收縮等。溫度變形對大體積混凝土和縱長結(jié)構(gòu)混凝土會產(chǎn)生極其不利的影響。要設(shè)置伸縮縫，設(shè)置溫度鋼筋或摻入膨脹劑、減縮劑，防止混凝土開裂。影響混凝土收縮的主要因素：水泥用量和品種；骨料用量和質(zhì)量；水灰比；外加*變：-混凝土承受持續(xù)一定的荷載時，保持荷載不變，隨時間的延長而增加的變形，稱為*變。對普通鋼筋混凝土構(gòu)件，能消除混凝土內(nèi)部溫度應力和收縮應力，減弱混凝土的開裂現(xiàn)象；而對預應混凝土的抗?jié)B性：混凝土材料抵抗壓力水滲透的能力成為抗?jié)B性，它是決定混凝土耐久性最基本的因素。影響混凝土抗?jié)B性的根本因素是孔隙率和孔隙特征，混凝土孔隙率越低，連通孔越少，抗?jié)B性越好。所以提高混凝土抗?jié)B性的主要措施是降低水灰比、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)粉煤灰摻和料等。摻用引氣劑會使微小氣泡切斷許多毛細孔的通道，但是會降低混凝土強度?；炷恋目箖鲂裕夯炷猎谖柡蜖顟B(tài)下經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用，能保持強度和外觀完整性的能力成為抗凍性。水壓力作用在水泥石壁上，當水泥石壁上的拉應力超過抗拉強度時產(chǎn)生損傷和裂縫，反復凍融循環(huán)作用后，損傷積累導致體系結(jié)構(gòu)破壞，強度下降，質(zhì)混凝土的密實度、孔隙構(gòu)造和數(shù)量及孔隙的充水程度是決定抗凍性的重要因素。密實的混凝土和具有封閉孔隙的混凝土抗凍性較高。提高抗凍性的措施有降低混凝土水灰比，降低孔隙率；摻加引氣劑；提高混凝土強度?；炷恋目固蓟裕禾蓟强諝庵械亩趸己退嗍械乃a(chǎn)物23 (即水泥內(nèi)部CS和C23有水條件下發(fā)生化學反應，生成碳酸鈣和水?；炷撂蓟挠绊懯菃适т摻?混凝土的界面粘結(jié)；鋼筋體積膨脹導致混凝土開裂。影響碳化的因素有環(huán)境濕度；二氧化碳濃度；水泥品種和摻和料用量；混凝土的密實度。堿-集料反應：碳酸鹽發(fā)生化學反應生成堿-硅酸鹽凝膠或堿-碳酸鹽凝膠，沉積在骨料與水泥膠體的界面上，吸水后體積膨脹三倍以上導致混凝土開裂破壞。反應的三個必要條件是：混凝土中必須含有相當數(shù)量的堿；混凝土骨料中必須有一定數(shù)量能與堿反應的活性巖石或礦物；供應水分的潮濕環(huán)境。預防堿-集料反應的措施：控制混凝土中的堿含量；不采用具有堿活性的砂石骨料；摻入礦物摻和料抑.z.制堿集料反應；混凝土表面進行防水處理，阻擋水提高混凝土耐久性的措施：①選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥②嚴格控制水灰比和水泥用量③選擇技術(shù)合格的砂石骨料，改善骨料的顆粒級配④摻加引氣劑提高抗凍性⑤摻入減水劑降低水灰比⑥摻入礦物摻合料，提高密實性⑦加強混凝土質(zhì)量的生產(chǎn)控制混凝土質(zhì)量評定：配合比設(shè)計：(m+m+m+m=2400bw可以解出粗最后施工配合比要記得砂石要考慮含有水分的影響建筑砂漿由凝膠材料、細集料、摻和料和水等材料按適當?shù)谋壤渲贫?。建筑砂漿與混凝土的唯一區(qū)別就在于不含粗集料。砂漿強度公式分為不吸水基層和吸水基層。吸水基層的強度決定于水泥強度和水灰比。不吸水基層的強度主要決定于水泥強度和水泥用量。按照脫氧程度分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼，一個比一個脫氧充分。屈服強度：一般以下屈服極限對應的應力做為屈服點，用表s示，而對于硬鋼，在外力作用下沒有明顯的屈服臺度，以表示，稱為條件屈服點。屈強比：屈服點