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1、土木工程材料复习,第2章 土木工程材料的基本性质,1.1 材料的密度、表观密度与堆积密度,1、密度：材料在绝对密实状态下（不包含孔隙或空隙）单位体积的质量。,= m/V,2、表观密度：指材料在自然状态下（包含孔隙）单位体积的质量。,0= m / V0,3、堆积密度：指散粒材料或粉状材料，在堆积状态下单位体积的质量。,0 = m / V0,1.2 密实度与孔隙率,1、密实度：指材料体积内被固体物质所充实的程度。,2、孔隙率：指材料中孔隙体积占总体积的百分率。,密实度和孔隙率两者之和为,1.3 材料的填充率与空隙率,1、填充率：散粒材料在堆积体积下，被其颗粒填充的程度。,2、空隙率：指散粒或粉状材
2、料颗粒之间的空隙占其堆积体积的百分率。,填充率和空隙率两者之和为,1、已知某卵石的质量为10.6g，体积为4.06cm3，用李氏瓶法，排除的水的体积为4ml，现总共有这样的卵石3360kg，堆成体积为2m3，求石子的孔隙率和空隙率。,2、某材料干燥试样重450g，浸入水中吸水饱和后，排出水的体积190cm3；取出后用湿布抹干再浸入水中，排出水的体积为230cm3；试样磨细后烘干再浸入水中，排出水的体积为170cm3。试求该材料的密度，表观密度0，开口孔隙率PK，闭口孔隙率PB。,3.一质量为4.1kg，体积为10L的容量筒，内部装满最大粒径为20mm的碎石，称得总质量为19.81kg。向上述容
3、量筒内注水，待石子吸水饱和后再注满水，称得其时总质量为23.91kg。将此吸水饱和的石子用湿布擦干表面，称得石子的质量为16.02kg。 试求该碎石: (1)堆积密度0 (1571kg/m3) (2)质量吸水率 Wm (2.0%) (3)表观密度0 (2530kg/m3) (4)空隙率P (37.9%) 4.某材料在吸水饱和时的容重 (0饱)为1600kg/m3，体积吸水率 ( Wv)为15% 。 试计算该材料: (1)干表观密度0干 (1450kg/m3) (2)质量吸水率 Wm (10.3%) (3)开口孔隙率 P k (15%) (4)若材料的密度()为2.6g/cm3 ,求孔隙率P (
4、44.2%),1.5 材料在空气中与水接触时，根据其是否能被水润湿，分为： 能被水润湿亲水性，润湿边角900 不能被水润湿憎水性，润湿边角900,1.4 孔隙率增大 （1）材料表观密度减小； （2）强度降低；导热系数减小； （3）吸水率增大； （4）透气、透水性变大。 （5）抗冻性是否降低，要视孔隙大小和形态特征而定,1.6、含水率：材料所含水分质量占其干质量的百分率,吸水性,质量吸水率：材料饱水状态,所吸水分质量占干质量的百分率。 体积吸水率：材料饱水状态,所吸收水分体积占干体积的百分率。 (等于开口孔隙率),5. 烧结普通砖的尺寸为240mm*115mm*53mm，已知其孔隙率为37%，干
5、燥质量为2487g，浸水饱和后质量为2984g。求该砖的密度、干表观密度、吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。,1.7 材料抵抗水的破坏作用的能力称为耐水性。指标：软化系数,材料的抗渗性：渗透系数、抗渗等级,6.一质量为4.1kg，体积为10L的容量筒，内部装满最大粒径为20mm的碎石，称得总质量为19.81kg。向上述容量筒内注水，待石子吸水饱和后再注满水，称得其时总质量为23.91kg。将此吸水饱和的石子用湿布擦干表面，称得石子的质量为16.02kg。 试求该碎石: (1)堆积密度0 (1571kg/m3) (2)质量吸水率 Wm (2%) (3)表观密度0 (2530kg/m3) (4)空隙
6、率P (37.9%) 7.某材料在吸水饱和时的容重 (0饱)为1600kg/m3，体积吸水率 ( Wv)为15% 。 试计算该材料: (1)干容重0干 (1450kg/m3) (2)质量吸水率 Wm (10.3%) (3)开口孔隙率 P k (15%) (4)若材料的密度()为2.6g/cm3 ,求孔隙率P (44.2%),第三章 天然石材、土,1.天然岩石按地质成因可分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）和变质岩三大类 2.软化系数大于等于0.85的材料称为耐水材料。 3.抗冻性：冻融循环，质量损失不超过5%，强度下降不大于25% 4.土是由固体颗粒、水和气体三部分组成，称为土的固相、土的液
7、相、土的气相。,第4章 气硬性无机胶凝材料,1.胶凝材料：经物理、化学作用，能将散粒状或块状材料粘结为整体，并具有一定强度的材料。 2.气硬性胶凝材料（石灰、石膏），水硬性胶凝材料（水泥）,3. 过火石灰：温度过高/时间过长/颜色深（褐、黑）,过火石灰可以使用，但应陈伏半个月 常见实例：陈伏时间不够，引起房屋抹面层凸起开裂,4.区别石灰（生石灰），熟石灰（消石灰），石膏 5.水玻璃可以用来配制耐酸(热)砂浆和混凝土,土壤加固,（2）过火石灰膨胀裂纹,（1）石灰网状收缩裂纹,原因：（1）石灰在凝结硬化过程中产生较大收缩而引起的。可以通过增加砂 用量、润湿墙体基层、降低一次抹灰的厚度等措施加以改善
8、 （2）石灰中含有过火石灰。在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水蒸气继续熟化，体积膨胀，从而出现上述现象。,1.水泥的分类及代号（六大通用水泥） 2.硅酸盐水泥熟料矿物组成与特性：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙 硅酸盐水泥加水后，铝酸三钙立即发生反应，硅酸三钙和铁铝酸四钙也很快水化，而硅酸二钙水化速度较慢。 由于C3A的水化速度过快，在无石膏存在时，它能使水泥瞬间产生凝结。在有石膏存在时，C3A水化后易与石膏反应而生成难溶于水的钙矾石，它沉淀在水泥颗粒表面形成保护膜，阻碍C3A的水化，从而起到缓凝的作用。当石膏过量时，则影响水泥的安定性。 3.硅酸盐水泥技术性质 细度：通常采用筛分析
9、法或比表面积法(勃氏法)测定 凝结时间：初凝时间不早于45min，终凝时间不迟于6.5h。凡初凝时间不符合规定者为废品，终凝时间不符合规定者为不合格品。 体积安定性：危害：水泥体积安定性不良产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量 ，甚至引起严重工程事故。因此体积安定性不合格的水泥作废品处理。 检测方法：可采用试饼法或雷氏法检验。,第五章 水泥,强度：将水泥和标准砂按1：3.0混合，加入规定数量的水(水灰比0.50),并按规定的方法制40mm40mm160mm的试件，在标准温度(20士1)的水中养护。 硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和62.5R六个强度等级 4.硅酸盐
10、水泥水化热很大，不能用于大体积混凝土中。 5.废品凡初凝时间、安定性、氧化镁、三氧化硫中任一项不符合规定者。 不合格品凡细度、终凝时间、不溶物、烧失量中任一项不符合规定者，混合材料掺量超最大限量，强度低于商品强度等级的指标，水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全的。 6.硅酸盐水泥的腐蚀与防止 7.活性混合材料：常温下能与氢氧化钙和水发生水化反应，生成水硬性水化物，并能凝结硬化产生强度的混合料。 粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰 8.通用硅酸盐水泥的其他品种（特性，选用）,水泥配制混凝土原则：高对高，低对低 工程实例：混凝土干缩缝,某车间完工后发现顶层每个框架横梁上都
11、出现不同程度的裂 缝。裂缝均于梁的上部，长约为梁高一半，裂缝上宽下窄，最 大宽为0.5mm。经设计复查，设计计算无误；整个车间坐落于 完整的砂岩地基上，没有不均匀沉降，材料全部合格，混凝土 强度满足要求。经了解，在顶层施工中为赶进度，把混凝土的强度等级从C20提高至C30，单位水泥用量增加了90kg，且当时使用的砂亦恰好细度较细。,【分析】：从裂缝形状看，可知不属荷载裂缝，为收缩变形产生的裂缝。原因是施工中任意提高混凝土强度，加大水泥用量，且采用细度模数小的砂，这两方面都会使收缩增大，从而导致产生裂缝。,第六章 混凝土,1.细骨料中有害杂质的危害是什么？ 泥，泥块，云母，轻物质 粘附在砂的表面
12、，妨碍水泥与砂的粘结，降低砼的强度，增加砼的用水量，加大砼的收缩，降低砼的抗渗性和抗冻性。 有机物、硫化物及硫酸盐对水泥有腐蚀作用。 氯盐对钢筋有腐蚀作用。 2.细度模数MX 粗砂3.7 3.1 ； 中砂3.0 2.3 ； 细砂2.2 1.6 ； 3.颗粒级配：按0.6mm筛孔累计筛余百分率分成三个级配区 (I、 II、 III区)。 4.砂的筛分析试验：分计筛余，累计筛余，评定其细度模数及级配 5.粗骨料特性分析：碎石与卵石，针状颗粒，片状颗粒 6.碱集料反应 7.外加剂：减水剂技术经济效果，引气剂的作用 8.混凝土和易性定义，内容：指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并能获
13、得质量均匀、成型密实的性能 。包括流动性，粘聚性，保水性,【观察】 请观察图中A、B、C三种石子的形状有何差别，分析其对拌制混凝土性能会有哪些影响。,A -碎石1,B-碎石2,C-卵石,9.和易性评定方法：坍落度和维勃稠度 10.砂率、合理砂率定义 11.混凝土立方体抗压强度，不同尺寸的试块强度换算，推算混凝土强度公式 fn/f28=lgn/lg28(n=3) 混凝土强度公式 12.混凝土的四性能与三参数:和易性、强度、变形、耐久性。水灰比、砂率、单位用水量 13.混凝土配比 14.建筑砂浆的技术性质：和易性（流动性、保水性），强度（基层是否吸水）,8.用32.5PO水泥配制卵石砼，制作100
14、100100mm的试件 三块，在标准条件下养护7d，测得破坏荷载分别为140kN、 135kN、144kN。 试计算该砼28d的标准立方体抗压强度， 试计算该砼的水灰比（水泥强度富于系数kc=1.13）。,9.砼设计强度为C20，强度保证率P(t)=95% (1)当=3MPa时，求f配 (2)当=5.5MPa时，求f配 (3)若采用42.5的PO水泥，卵石，用水量W=180kg/m3， 则从5.5MPa降到3MPa时，每 m3 砼可节约水泥多少 公斤？(kc=1.13) 10. 某工地砼施工配合比为：C: S : G: W=308 :700 :1260 :128 （kg)，此时砂含水率为(a)
15、为6.2%，碎石含水率为(b)为3.6%。 （1）求该砼实验室配合比。 （2）若使用42.5PO水泥(实测强度45MPa)，问该砼能否达到C20要求（t =1.645, =5.0MPa)。,11某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为 30，施工要求混凝土坍落度为，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差5MPa。所用原材料情况如下： 水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为=3.10/cm，水泥强度等级标准值的富余系数为1.08； 砂：中砂，级配合格，砂子表观密度os=2.60/cm； 石：530mm碎石，级配合格，石子表观密度og=2.65/cm3； 试求： 混凝土计算配合
16、比； 2若经试配混凝土的和易性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为 ，石子含水率为1，试计算混凝土施工配合比。,第九章 钢材与铝材 1.钢的分类（脱氧程度）F/Z/b/TZ （碳素钢）根据含碳量分 2.屈服强度（屈服点）s 结构设计中，钢材强度取值依据。 3.抗拉强度/屈服强度=强屈比。 强屈比越大表示可靠性越大，安全性越高。 4.硫含量高会使焊接处产生热裂纹，出现热脆性。磷产生冷脆性。 5.钢材冷加工处理的目的是什么 6.钢的四种基本组织 7.钢的化学成分对性能的影响 8.普通碳素结构钢牌号表示方法：Q屈服点数值质量等级脱氧程度 碳素结构钢依牌号增大，含碳量增加，其强度增大，但塑性和韧性降低 9.热轧钢筋按其外形分光圆（H
