土木工程材料复习提纲

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1、1第一章第一章 材料的基本性质材料的基本性质第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质一、材料的密度、表观密度与堆积密度一、材料的密度、表观密度与堆积密度1、密度测试方法：用李氏瓶进行测试。3:g/cm:gvcm3密度，干燥状态下的质量，：绝对密实状态下的体积，m vm2、表观密度0 033 033kg/:kg:开孔闭0: 表观密度，或材料的质量，或v 自然状态下的体积，或mmm vvvvvvmg cmmgmcm视 视闭视：视密度（近似密度）mm vvv3、堆积密度0 003 03 0/:开空闭空: 堆积密度，材料的质量，堆积体积，mmm vvvvvvvkg mmkgvm二、材料的孔隙率与空隙

2、率二、材料的孔隙率与空隙率1、孔隙率（与表观密度对应）000000001(1) 100%/ /孔vvvvPvvvvm vm 22、空隙率（与堆积密度对应）000000000000001(1) 100%/ /空vvvvPvvvvm vm 三、材料与水有关的性质三、材料与水有关的性质1、亲水性与憎水性当润湿边角 90，亲水性。当润湿边角 90，憎水性。2、吸水性与吸湿性1）吸水性重量吸水率（Wm）：100%bg m gmmWm:材料吸水饱和状态下的重量材料干燥状态下的重量bgmm体积吸水率（Wv）：0 0%100/ )(mwgb vWvmmW0033 0/1 /，的单位此处应为gwvmg cmg

3、cm2）吸湿性100%sg h gmmWm:材料吸湿状态下的重量材料干燥状态下的重量sgmm3、材料的耐水性:10.85b R gRbgRfkfkffkR软化系数饱水状态下材料的强度干燥状态下材料的强度0k，的材料才可用于建筑物。34、抗渗性定义：材料抵抗压力水渗透的性质，以渗透系数表示。5、抗冻性定义：材料在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，也不严重降低强度的性质，以抗冻标号表示。四、热工性质四、热工性质材料的导热系数愈小，表示其绝热性能愈好，工程中通常把 0.23的材料称为绝热材料。第二节第二节 材料的力学性质材料的力学性质一、材料的强度一、材料的强度根据外力的作用方式，强度分

4、为抗压、抗拉、抗剪和抗弯强度。二、弹性与塑性二、弹性与塑性弹性：材料受力后会产生变形，当外力卸除后变形能完全恢复的性质。塑性：外力卸除后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质。三、脆性与韧性三、脆性与韧性脆性：材料破坏时无明显塑性变形的性质。韧性：在冲击、振动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，不发生破坏的性质。第三节第三节 材料的耐久性材料的耐久性定义：材料在使用过程中，抵抗其自身和环境的长期破坏作用，保持其原有性能而不破坏、不变质的能力。4第二章第二章 无机气硬性胶凝材料无机气硬性胶凝材料什么是气硬性胶凝材料？第一节第一节 石膏石膏一、石膏生产简介一、石膏生产简介(-半水石膏，建筑石膏)1071

5、70 42422112122CCaSOH OCaSOH OH O o(半水石膏，高强石膏)124 424220.13112122C MPaCaSOH OCaSOH OH O （II 型硬石膏，死烧石膏，失去凝结400750 4242CCaSOH OCaSO II o硬化能力。死烧石膏加入适量激发剂磨细后又能凝结硬化，称为无水石膏水泥）二、建筑石膏的凝结硬化二、建筑石膏的凝结硬化凝结硬化的机理：溶解析晶三、建筑石膏的特性三、建筑石膏的特性1、凝结硬化快2、硬化时体积略有膨胀（唯一的）3、硬化后孔隙率大，表观密度和强度较低4、隔热、吸音性能好5、防火性能好6、具有一定的调温调湿性（呼吸作用）7、耐

6、水性与抗冻性差8、加工性能好四、石膏的技术性质四、石膏的技术性质书 P45 页表 3-1。5第二节第二节 石灰石灰一、石灰生产简介一、石灰生产简介（CaO：生石灰）900 32CCaCOCaOCO 根据生石灰中 MgO 含量的多少，生石灰分为钙质石灰和镁质石灰。MgO5，钙质石灰，MgO 5，镁质石灰。二、石灰的水化与硬化二、石灰的水化与硬化1、石灰的水化22()64.9CaOH OCa OHKJ 欠火石灰：石灰石（CaCO3）未完全分解，降低了石灰的利用率。过火石灰：内部结构致密，熟化缓慢。当石灰浆中含有这类过火石灰时，它将在石灰浆硬化后才发生水化作用，此时产生膨胀，引起局部隆起和开裂。 如

7、何消除过火石灰的危害？石灰在使用之前应在储灰坑中陈伏 14 天以上。2、石灰的硬化硬化机理：结晶、碳化三、石灰的特性三、石灰的特性1、生石灰熟化时水化热大，体积增大2、硬化缓慢3、硬化后体积收缩大4、硬化后强度低5、耐水性差6、可塑性与保水性好6四、石灰的技术性质四、石灰的技术性质详见书中 P48 页表 3-2、表 3-3、表 3-4。第三节第三节 水玻璃水玻璃一、生产一、生产232222Na COnSiONa O nSiOCO 二氧化硅(SiO2)与氧化钠(Na2O)的摩尔数的比值 n，称为水玻璃的模数。二、水玻璃的硬化二、水玻璃的硬化（硅酸凝胶）22222322Na O nSiOCOmH

8、ONa COnSiOmH O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，其掺量一般为 1215。三、水玻璃的特性与应用三、水玻璃的特性与应用注意：水玻璃不能用来涂刷或浸渍石膏制品，因为硅酸钠会与硫酸钙反映生成硫酸钠，在制品孔隙中结晶，体积显著膨胀，从而导致制品的破坏。7第三章第三章 水泥水泥什么是水硬性胶凝材料？硅酸盐水泥 性质相近普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥 性质相近粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥第一节第一节 硅酸盐水泥的生产及矿物组成硅酸盐水泥的生产及矿物组成硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料+ 05混合材料+石膏一、硅酸盐水泥的生产一、硅

9、酸盐水泥的生产两磨一烧，加点石膏。 水泥生产加入石膏是为了调节水泥的凝结硬化速度。二、水泥熟料的矿物组成二、水泥熟料的矿物组成硅酸三钙：；硅酸二钙： 233,CaO SiOC S简写为222,CaO SiOC S简写为铝酸三钙：； 铁铝酸四钙：2333,CaOAl OC A简写为232344,CaOAl OFe OC AF简写为第二节第二节 硅酸盐水泥的水化及凝结硬化硅酸盐水泥的水化及凝结硬化一、硅酸盐水泥的水化一、硅酸盐水泥的水化水化方程式见书 P52 页。水泥水化后的水化产物主要为：C-S-H，CFH，C3AH6，AFt，AFm，CH。8四种熟料矿物的水化特性各不相同，对水泥的性质也产生不

10、同的影响。名称C3SC2SC3AC4AF凝结硬化速度快慢最快快 28d 水化热多少最多中强度高早期低，后期 高低低二、硅酸盐水泥的凝结硬化二、硅酸盐水泥的凝结硬化水泥凝结硬化的过程：a、初步反应期：水泥初始溶解，与水强烈反应。b、潜伏期：水化产物来不及扩散，在水泥颗粒表面形成包裹膜并不断增厚。c、凝结期：包裹膜破裂，水化加速，水化产物伸展、粘结，失去可塑性，浆体凝结。d、硬化期：凝胶体进一步填充水泥颗粒之间的空隙（毛细孔） ，晶体长大、共生，浆体产生强度，开始硬化。硬化水泥石的组成：未水化的水泥颗粒，水泥水化产物（凝胶体与晶体） ，水（自由水与吸附水） ，孔隙（毛细孔）三、影响水泥凝结硬化的因

11、素三、影响水泥凝结硬化的因素1、熟料矿物的组成；2、细度；3、用水量（水灰比） ；4、温度与湿度；5、石膏掺量第三节第三节 硅酸盐水泥的技术性质硅酸盐水泥的技术性质一、细度一、细度细度：水化速率，水化热，强度，能耗，收缩国标规定硅酸盐水泥细度用比表面积9法检测，其它品种水泥用筛析法检测。二、凝结时间二、凝结时间规范规定：硅酸盐水泥的初凝时间45min，终凝时间6.5h。凝结时间的工程意义。三、体积安定性三、体积安定性定义：水泥石在硬化过程中体积变化的均匀性。如果水泥在硬化过程中产生不均匀变形，则会使构件产生膨胀性开裂，即为体积安定性不良。引起体积安定性不良的原因：fCaO 过量，fMgO 过量

12、，石膏过量。体积安定性的检测：雷氏夹法、试饼法。四、强度四、强度水泥强度等级的确定。 （参考课件中的例题及试验报告）五、碱含量五、碱含量若水泥中碱含量过高，而配制砼时又使用了碱活性骨料，则会发生碱骨料反应，导致砼开裂。六、水化热六、水化热上述各指标决定着水泥品质的划分，规范规定：不合格品：a、终凝时间不合格，b、细度不合格，c、强度低于商品等级规定的指标废品：a、初凝时间不合格，b、安定性不合格（即 fCaO） ，c、fMgO 含量超标，d、SO3含量超标，e、强度低于最低强度等级规定的指标。不合格品可用于次要工程。废品严禁用于土木工程中。第四节第四节 水泥石的腐蚀与防止水泥石的腐蚀与防止一、

13、软水侵蚀（溶出性侵蚀）一、软水侵蚀（溶出性侵蚀）10二、盐类腐蚀二、盐类腐蚀1、硫酸盐腐蚀2、镁盐破坏三、酸腐蚀三、酸腐蚀1、碳酸腐蚀2、一般酸的腐蚀四、强碱的腐蚀四、强碱的腐蚀水泥石腐蚀的内因：水泥石中存在有引起腐蚀的成分 Ca（OH）2和水化铝酸钙；水泥石本身不密实，有许多毛细孔通道，导致侵蚀性物质可以进入；水泥石腐蚀的外因：外界有腐蚀性物质存在。五、腐蚀的防治五、腐蚀的防治（1）根据侵蚀环境的特点，合理选用水泥品种。（2）提高水泥石的密实程度。（3）加做保护层。第五节第五节 硅酸盐水泥的应用与存放硅酸盐水泥的应用与存放一、硅酸盐水泥的性质与应用一、硅酸盐水泥的性质与应用早期及后期强度均高

14、、抗冻性好、耐腐蚀性差、水化热高、抗碳化性好、耐热性差、耐磨性好第六节第六节 掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥一、混合材料一、混合材料1、非活性混合材料；2、活性混合材料： 能激发混合材潜在活性的物质称为激发剂，氢氧化钙称为碱性激发剂，石11膏称为硫酸盐激发剂。二、普通硅酸盐水泥二、普通硅酸盐水泥其应用与硅酸盐水泥基本相同。三、掺大量混合材水泥三、掺大量混合材水泥1、定义矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥2、掺大量混合材水泥的水化二次水化：掺大量混合材水泥早期强度低（7d 以前） ，而在后期（28d 以后），随着活性混合材活性的发挥，水泥石强度不断增长，最后可以赶上同强度等

15、级的普通水泥的强度。3、掺大量混合材水泥的性质及其应用第七节第七节 水泥的选用水泥的选用品种硅酸盐 水泥普通 水泥矿渣 水泥火山灰 水泥粉煤灰 水泥复合 水泥 凝结硬化快较快慢慢慢强度高较高早期低，后 期增长较快早期低， 后期增长 较快早期低， 后期增长 较快 水化热大较大较低较低较低 抗冻性好较好差差差 耐磨性好较好差差差 干缩小较小大大较小 耐腐蚀性差较差较好较好较好 耐热性差较差好较好较好 泌水性较小较小大小较小 抗渗性较好较好差较好与所掺入 的混合材 的种类、 数量及比 例有关具体选用见书中表 3-11。12第四章第四章 水泥砼水泥砼第一节第一节 概述概述一、砼的定义一、砼的定义二、砼的分类二、砼的分类三、砼的特点三、砼的特点砼的基本要求：与设计相符合的强度；与施工相适应的和易性与环境相适应的耐久性；在保证上述三项要求前提下的经济性 第二节第二节 普通砼的组成材料普通砼的组成材料一、砼中各组成材料的作用一、砼中各组成材料的作用砂、石起骨架作用；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹骨料表面并填充其空隙。a、在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的和易性，便于施工；b、水泥浆硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体。外加剂和掺合料主要是改善砼的某些特性。二、砼组成材料的技术要求二、砼组成材料的技术要求1、水