材料基础知识1

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1、1第一章 1 密度：绝对密实状态下，单位体积的质量。p=m/v p 为密度，g/cm；v 为材料在绝对密实状态下的体积 cm3 绝对密实状态下的体积指的是不包括空隙在内的体积 2.表现密度：材料在自然状态下，单位体积的质量。P0=m/V0 P0 为表现密度，V0 为材料在自然状态下的体积，或称表现体积 cm3 。 材料的表现体积是指包含内部孔隙的体积。3.堆积密度 P0=m/V0 P0 为堆积密度， V0 材料的堆积体积。材料的质量是指填充在一定容器内的材料质量。堆积体积是容器体积。 4.材料的亲水性与憎水性：土木工程中的建、构筑物常与水或大气中的水汽相接触。表面接触时，相互作用的结果是不同的

2、。沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的夹角（a）称为润湿边角，润湿角越小，润湿性越好。a 为 0 时完全被水所侵润。a900 憎水性材料5. 软化系数= 材料在吸水饱和状态下的抗压强度/ 材料在干燥状态下的抗压强度 范围（0-1） 6.材料的抗渗性，材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性，抗渗系数 K=(Qd)/(AtH) K 为渗透系数 cm/h；Q 为透水量 cm3，d 为试件厚度 cm，A 为透水面积 cm2，t 为时间h，H 为静水压力水头 cm；渗透系数越小，抗渗性越好。第二章 1按化学成分钢材分为：碳素钢和合金钢。钢的基本成分：铁和碳2、碳素钢根据含碳量分为：低碳钢（小于 0.25%

3、） 、中碳钢（0.25%-0.6%） 、高碳钢（大于0.6%） ；合金钢按合金总含量：低合金钢（小于 5%） 、中和金钢（ 5%-10%） 、钢合金钢（大于 10%） 3、钢材中主要元素：碳、硅、锰、钛、钒、铌、磷、硫、氧、氮 4、弹性阶段，屈服阶段，强化阶段，颈缩阶段 5、钢材冷加工：冷拔，冷拉，冷轧 热加工：退火，正火，淬火，回火，离子注入 7.碳素钢在常温下形成的基本组织有铁素体、渗透体、珠光体。第三章 1.石膏的主要成分：硫酸钙。石膏胶凝材料是以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。生石膏：天然二水石膏（CaSO42H2O）熟石膏:建筑石膏（CaSO412H2O ） 2.石膏的硬化: 建筑

4、石膏与适量的水相混合，最初成为可塑的浆体，但很快就失去塑性并产生强度，并发展成为坚硬的固体。这一过程可分为水化和硬化两部分。 3.水玻璃：俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐。 4.水玻璃的硬化: 水玻璃在空气中吸收二氧化碳，析出二氧化硅凝胶，并逐渐干燥脱水成为氧化硅而硬化，其表达式为：Na2OnSiO2+CO2+mH2OnSiO2mH2O+Na2CO3 由于空气中二氧化碳的浓度较低，为加速水玻璃的硬化，常加入氟硅酸钠(Na2SiF6)作为 促硬剂，加速二氧化硅凝胶的析出。 5.硅酸盐水泥（重点） ，水泥熟料矿物组成：硅酸三钙（3CaOSiO2） ，硅酸二钙(2CaOSiO2)，铝酸三钙 (3C

5、aOAl2O3)，铁铝酸四钙(4CaOAl2O3 Fe2O3)。硅酸三钙，硅酸二钙占 70%以上，铝酸三钙，铁铝酸四钙占 25%左右。6. .硅酸盐水泥的凝结时间，怎样规定？凝结时间分为初凝和终凝。初凝为水泥加水拌合起至标准稠度净浆开始失去可塑性所需要的时间；终凝为水泥加水拌合起至标准稠度净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需要的时间。国家标准规定，水泥的凝结时间是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度及湿度环境下用水泥净浆凝结时间测定仪测定。硅酸盐水泥标准规定，初凝时间不得早于 45min，终凝时间不得迟于 6.5h（390min ） 。7. .体积安定性: 安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的

6、均匀性。当水泥浆体硬化过程发生了不均匀的体积变化，会导致水泥石膨胀开裂、翘曲，即安定性不良。安定性不良的水泥会降低建筑物质量，甚至引起严重事故。引起水泥安定性不良的原因有三个：1) 熟料中游离氧化镁过多 2) 石膏掺量过多。 3) 熟料中游离氧化钙过多。 8.水化热：水泥在水化过程中放出的热称为水泥的水化热。铝酸三钙（3CaOAl2O3 ） 硅2酸三钙（3CaOSiO2 ） 硅酸二钙（2CaOSiO2） 9、常见的水泥： 普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，6%20%混合材料，适合石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥（普通水泥） ，代号 P.O 矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和粒化

7、高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料（简称矿渣水泥） 。 火山灰质硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为火山灰质硅酸盐水泥（火山灰水泥） ，代号 P.P 粉煤灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料（粉煤灰水泥）P.F 复合硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料（简称复合水泥）P.C。第四章（水泥混凝土） 1、细度模数公式（自己写到背面） 2、粗骨料强度 碎石 体强度表示粗骨料强度，是将岩石制成的 50cm50cm50cm 立方体（或直径与高均为 50cm 的圆

8、柱体）试件，在水饱和状态下，其抗压强度与设计要求的混凝土强度等级之比，作为碎石或卵石的强度指标。 用压碎指标表示粗骨料的强度时，是将一定质量气干状态下 1020mm 的石子装入一定规格的圆筒内，在压力机施加荷载至200kN,卸载后称取试样质量（ m0）,用孔径为 2.5mm 的筛筛除被压碎的细粒，称取试样筛余量（m1） 。压碎指标（） =（m0 m1）m0100% 压碎指标越小，强度越高 3、混凝土外加剂：指在拌制混凝土过程中掺入的用以改善新拌混凝土和硬化混凝土性能的材料。按化学成分分类：（1）无机化合物（2）有机化合物（3）有机和无机的复合物 按功能分类：（1）改善混凝土拌合物流变性能的外加

9、剂（2）调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂（3）改善混凝土耐久性的外加剂（4）改善混凝土其他性能的外加剂，如膨胀剂、防冻剂、着色剂 常用的外加剂：（1）减水剂：在新拌混凝土坍落度基本相同的条件下，能显著减少其用水量的外加剂 减水剂的使用效果：提高混凝土流动性。在混凝土原配比保持不变的情况下，掺加减水剂后可改变其新拌混凝土的稠度（增大坍落度或减小维勃稠度） ，从而提高其流动性，且不影响混凝土的强度。提高混凝土强度 。在保持新拌混凝土流动性和水泥用量不变的条件下，掺加减水剂后可减少部分拌合用水量，降低混凝土的实际水灰比，从而提高其强度和耐久性。 节约水泥。在保持新拌混凝土流动性及硬化混凝土强度不

10、变的条件下，可以在减少拌合用水量的同时，相应减少水泥用量（维持水灰比不变） ，从而节省水泥并改善某些性能。改善硬化混凝土的孔隙结构，增大密实度，从而提高其耐久性；有些减水剂还可以延缓新拌混凝土的凝结时间，降低其水化放热速度，满足大体积混凝土的要求。 （2）早强剂：能加速混凝土早期强度发展的外加剂 早强剂主要有：氯盐类、硫酸盐类、有机胺三类以及他们的组合的复合早强剂。 （3）引气剂：在混凝土搅拌过程中能引入大量均匀分布且稳定而封闭小气泡的外加剂。 引气剂的作用：有效改善新拌混凝土的和易性。显著提高混凝土的抗渗性和抗冻性。变形能力增大，但强度及耐磨性有所降低。掺入引气剂后，混凝土中大量气泡的存在，

11、可使其弹性模量略有降低，弹性变形能力有所增大。 （4）缓凝剂：加入混凝土中后能延长其凝结时间而不显著降低其后期强度的外加剂 （5）速凝剂：能促使混凝土迅速凝结硬化的外加剂 （6）防冻剂：能使其在负温下正常水化硬化，并在规定时间内硬化到一定程度，且不会产生冻害的外加剂。防冻剂的作用： 防冻剂中的防冻组分具有降低冰点的作用。 防冻剂中的减水组分可减小混凝土的水灰比或拌合用水量。 防冻剂中的某些成分可使低温下孔隙水结冰时形成的冰晶粒度变得细小且分散均匀。 防冻剂中的早强组分具有促进水泥在较低温度下水化速度的作用。 防冻剂中的引气组分通过引入大量均匀分布的微小封闭气泡，可以缓解充水孔隙的局部冻胀，降低

12、其冻胀应力。 （7 ）膨胀剂：能使混凝土产生一定体积膨胀外加剂。 （8）泵送剂：指在新拌混凝土泵送过程中能显著改善其泵送性能的外加3剂。4 和易性：指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并能获致质量均匀、成型密实的性能，也称工作性。它是一项综合的技术性质，包括流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。流动性指混凝土拌合物在自重力或机械振动力作用下易于产生流动、易于输送和易于充满混凝土模板地性质。 粘聚性混凝土拌合物在施工过程中保持整体均匀一致的能力（不发生分层、离析，即保证硬化后混凝土内部结构均匀） 。保水性混凝土拌合物在施工过程中保持水分的能力。不发生大的或严重的泌水，保水性对混凝

13、土的强度和耐久性有较大的影响。 和易性测定方法及指标：1）坍落度测定：将混凝土拌合物按规定方法装入标准圆锥塌落度筒（无底）内，装满刮平后，垂直向上提起，移到一旁，混凝土拌合物由于自重将会产生塌落现象。然后量出向下塌落的尺寸叫做塌落度，作为流动性指标。塌落度越大表示流动性越大。 （2）维勃稠度测定：开始在塌落度筒中按规定方法装满拌合物，提起塌落度筒，在拌合物试体顶面放一透明圆盘，开启振动台，同时用秒表计时，到透明圆盘的底面完全为水泥浆布满时，停止秒表，关闭振动台。此时认为混凝土拌合物已密实。所读秒数称为维勃稠度。5. 影响和易性的主要因素：（1）水泥浆的数量（2）水泥浆的稠度。在水泥用量不变的情

14、况下，水灰比愈小水泥浆就愈稠，混凝土拌合物的流动性便愈小。当水灰比过小时，水泥浆干稠，混凝土拌合物的流动性过低，不能保证混凝土的密实性。如果水灰比过大，又会造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良。所以水灰比不能过大或过小。一般应根据混凝土强度和耐久性要求合理地选用。 （3）砂率砂率是指砂用量与砂、石总用量的质量百分比，它表示混凝土中砂、石的组合或配合程度。 （4）水泥品种和骨料的性质(5)外加剂和矿物掺合料（6）时间和温度6、影响混凝土强度的因素：（1）水灰（胶）比和水泥强度的等级决定混凝土强度的主要因素（2）养护的温度和湿度（3）龄期：指混凝土在正常养护条件下所经历的时间。在正常养护条件下，混

15、凝土强度将随着龄期的增长而增长。7、徐变：在长期荷载作用下产生的变形8、提高混凝土耐久性的措施 （1）合理选择水泥品种或胶凝材料组成 （2）选用较好的砂、石骨料 （3）掺用加气剂和矿物掺合料 （4）适当控制混凝土的水灰比及水泥用量 （5）加强混泥土质量的生产控制9. 、混凝土配合比设计步骤 （1）配制强度的确定 ，（，为设计的混凝土抗压强度） （2）初步确定水灰比 （，） （为水泥实测强度；碎石：，卵石：） （3）选取每 1m3 混凝土的用水量（ W0） （4）计算混凝土的单位水泥用量（ C0） （5）选取合理的砂率值（Sp） （6）计算粗、细骨料的用量（）及（）表观密度法（质量法）：W0C0 总；(S0/S0+G0)*100%=Sp%100第六章 砌筑材料 1、蒸养（压）砖属于硅酸盐制品，是以石灰和含硅原料（砂、粉煤灰、炉渣、矿渣、煤矸石等）加水拌和，经成型、蒸养（压）而制成的。目前使用的主要有粉煤灰砖、灰砂砖和炉渣砖。其规格尺寸与烧结普通砖相同。粉煤灰砖：以粉煤灰和石灰为主要原料，参入适量的石膏和炉渣，加水混合制成的坯料，经陈化、分解、加压成型，再经常压或高压蒸养而制成的一种墙体材料。灰砂砖：用石灰石和天然砂，经混合搅拌、陈化、轮辗、加压成型、蒸养而制的的墙体材料。根据尺寸偏差和外观质量分为优等品（A） 、一等品（B）和合格品（C）三个质量等级2、加气混凝土切块