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1、土木工程材料复习提纲一、 绪论1、2、 材料的密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量，称为密度。 公式：= 材料的密度，g/cm3 m材料在干燥状态下的质量，g v材料在绝对密实状态下的体积，cm33、表观密度：材料在自然状态下单位体积的质量，称为表观密度。 公式：0= 0材料的表观密度，g/cm3 m材料的质量，g v0材料在自然状态下的体积，cm34、堆积密度：散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量，称为堆积密度 公式：= 散粒材料的堆积密度，g/cm3 m散粒材料的质量，g v 散粒材料的自然堆积体积，cm35、大小关系：实际密度表观密度堆积密度6、孔隙率：材料内部孔隙体积（vp）占材
2、料总体积（v0）的百分率。孔隙可从两个方面对材料产生影响：一是孔隙的多少，二是孔隙的特征。 公式：p=(1-)7、密实度：材料内部固体物质的实体积占材料总体积的百分率。公式：8、空隙率：散粒材料颗粒间的空隙体积（vs）占堆积体积的百分率。散粒材料材料颗粒间的空隙多少常用空隙率表示： 公式：9、填充率：颗粒的自然状态体积占堆积体积的百分率。 公式：10、孔隙的特征：（1）、按孔隙尺寸大小，可把孔隙分为微孔、细孔和大孔三种。 （2）、按孔隙之间是否相互贯通，把孔隙分为互相隔开的孤立孔，或互相贯通的连通孔。 （3）、按孔隙与外界之间是否连通，把孔隙分为与外界相通的开口孔，或不相通的封闭孔。11、图
3、P312、材料的强度是指在外力作用下不破坏时能承受的最大应力。影响材料强度的因素：A、种类B、孔隙率，孔隙人、特征C、含水率D、温度E、试件尺寸（环箍效应，缺陷几率大）F加荷速度G、表面情况13、比强度是指单位体积质量的材料强度，它等于材料的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。14、弹性：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，称为弹性。15、塑性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，材料仍保持变形后的形状和尺寸，且不产生裂缝的性质，称为塑性。16、虎克定律：材料在弹性范围内，其应力与应变之间的关系符合虎克定律。 公式： 应力，MPa 应变 E
4、弹性模量，MPa17、脆性：材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质，称为脆性。脆性材料抗压强度高，但抗拉强度和抗弯强度低，抗冲击能力和抗振能力较差。18、韧性或冲击韧性：材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，产生一定的变形而不破坏的性质，称为韧性或冲击韧性。建筑钢材（软刚）、木材等属于韧性材料，用作路面、桥梁、吊车梁一级有抗震要求的结构都要考虑到材料的韧性。19、P6 图中在材料、水和空气的三相交叉点处沿水滴表面作切线，此切线与材料和水接触面的夹角，称为润湿边角。一般认为时，材料能被水润湿而表现出亲水性，这种材料称为亲水性材料；当时，材料不能被水润湿而表现出憎水性，这种材料称
5、为憎水性材料。当=0时，表示该材料完全被水润湿。20、吸湿性：亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质，称为吸湿性。 含水率：材料的吸湿性用含水率表示。 公式： Wh材料含水率，% ms材料吸湿状态下的质量，g mg材料干燥状态下的质量，g 材料的含水率随环境的温度和湿度变化发生相应的变化，在环境湿度增大、温度降低时，材料含水率变大；反之变小。材料中所含水分与环境温度所对应的湿度相平衡时的含水率，称为平衡含水率。材料的开口微孔越多，吸湿性越强。21、吸水性：指材料在水中吸水的性质。材料的吸水性用吸水率表示。 材料的开口孔越多，吸水量越大。虽然水分很易进入开口的大孔，但无法存留，只能润湿孔壁，所以吸水
6、率不大；而开口细微连通孔越多，吸水量越大。22、耐水性：材料的耐水性，是指材料长期在水作用下不破坏、强度也不明显下降的性质。耐水性用软化系数表示： 公式： KR材料的软化系数 fb材料在饱和吸水状态下的抗压强度，MPa fr材料在干燥状态下的抗压强度，MPa 一般材料吸水后，强度均会有所降低，强度降低越多，软化系数越小，说明该材料耐水性较差。 材料的KR在01之间，工程中将KR0.85的材料，称为耐水材料。长期处于水中或潮湿环境中的重要结构，所用材料必须保证KR0.85，用于受潮较轻或次要结构的材料，其值也不宜小于0.75。23、抗渗性：材料的抗渗性，是指其抵抗压力水渗透的性质。材料抗渗性常用
7、渗透系数或抗渗等级表示。 材料的抗渗系数越小或抗渗等级越高，表明材料的抗渗性越好。材料的抗渗性与孔隙率及孔隙特征有关。开口的连通大孔越多，抗渗性越差；闭口孔隙率大的材料，抗渗性仍可良好。地下建筑、压力管道等设计时都必须考虑材料的抗渗性。24、抗冻性：抗冻等级（记为F）是以规定的吸水饱和试件，在标准试验条件下，经一定次数的冻融循环后，强度降低不超过规定数值，也无明显损坏和剥落，则此冻融循环次数即为抗冻等级。 材料受冻破坏的原因：是材料孔隙内所含水结冰时体积膨胀（约增大9%），对孔壁造成的压力使孔壁破裂所致。一般而言，在相同冻融条件下，材料含水率越大，材料强度越低及材料中含有开口的毛细孔越多，受到
8、冻融循环的损伤就越大。在寒冷地区和环境中的结构设计和材料选用，必须考虑到材料的抗冻性能。25、材料的热性质主要包括热容性，、导热性和热变形性。热容性：同种材料的热容性差别，常用热容量比较；不同材料的热容性，可用比热作比较。导热性：材料的导热性与孔隙特征有关，增加孤立的不连通孔隙能降低材料的导热能力。热变形性：材料的热变形性是指材料在温度变化时的尺寸变化。 土木工程总体上要求材料的热变形不要太大，在有隔热保温要求的工程设计时，应尽量选用热容量（或比热）大，导热系数小的材料。26、耐久性：材料的耐久性是指用于构筑物的材料在环境的各种因素影响下，能长久地保持其性能的性质。27、耐久性的意义：以利节约
9、材料、减少维修费用、延长构筑物的使用寿命。28：提高耐久性的措施：A、提高密度，改变孔隙特征 B、适当改变成分，进行憎水处理、防腐处理 C、增设保护层保护材料免受损害（如抹灰刷涂料） D、设法减轻大气或周围介质对材料的破坏作用二、气硬性胶凝材料1、建筑上用来将砂子、石子、砖、石块、砌块、等散粒材料或块状材料粘结为整体的材料，统称为胶凝材料。胶凝材料按其化学成分可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两大类。有机胶凝材料是以高分子化合物为主要成分的胶凝材料，如沥青、树脂等。无机胶凝材料则按硬化条件不同，分为气硬性和水硬性两种。气硬性胶凝材料是只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展期强度的胶凝材料
10、，如石膏、石灰、水玻璃等。水硬性胶凝材料是不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，并保持和继续发展其强度的胶凝材料，如各种水泥。2、气硬性胶凝材料只适用于地上或干燥环境，水硬性胶凝材料即适用于地上，也适用于地下或水中环境。3、石灰在煅烧过程中，若温度过低或煅烧时间不足，使得CaCO3不能完全分解，将生成“欠火石灰”。如果煅烧时间过长或温度过高，将生成颜色较深、块体致密的“过火石灰”。4、石灰的特征：A、可塑性和保水性好 B、生石灰水化时水化热大，体积增大 C、硬化缓慢 D、硬化时体积收缩大 E、硬化后强度低 F、耐水性差5、石灰的应用：A、制作石灰乳涂料 B、配制砂浆 C、拌制石灰土和石灰
11、三合土 D、生产硅酸盐制品 E、加固软土地基（如石灰桩生石灰块灌入软土（高含水量，高孔隙比土）中，形成石灰桩） F、配制静态破碎机6、生产石膏胶凝材料的原料主要是天然二水石膏、天然无水石膏、也可采用化工石膏。天然二水石膏（CaSO42H2O）又称软石膏或生石膏，是生产建筑石膏和高强石膏的主要原料。7、将天然二水石膏或化工石膏经加热煅烧、脱水、磨细即得石膏胶凝材料。由于加热温度和方式的不同，可以得到具有不同性质的石膏产品。先简述如下： 当常压下加热温度达到107170时，二水石膏脱水变为型（CaSO4H2O）半水石膏（即建筑石膏，又称为熟石膏），反应式为： 若在压蒸条件下（0.13MPa，125
12、）加热可产生型（CaSO4H2O）半水石膏（即高强石膏）。8、凝结时间：初凝时间不早于6min，终凝时间不迟于30min9、由于建筑石膏粉易吸潮，会影响其以后使用时的凝结硬化性能和强度，长期储存也会降低强度，因此建筑石膏粉贮运时必须防潮、储存时间不得过长，一般不超过三个月。10、建筑石膏的特性：（注意细节） A、凝结硬化快 B、硬化时体积微膨胀 C、硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低 D、隔热、吸声性良好 E、防火性能良好 F、具有一定的调温调湿性 G、耐水性和抗冻性差 H、加工性能好11、建筑石膏的应用：A、制备粉刷石膏 B、建筑石膏制品12、水玻璃：俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅组成，化学通式为R2OnSiO2。其中，n是二氧化硅与碱金属氧化物之间的摩尔比，为水玻璃的模数。13、水化过程进行得非常缓慢，所以常常加入促硬剂氟硅酸钠（NA2SiF6）,以加速硅酸凝胶析出。14、水玻璃的特性：A、水玻璃具有良好的粘结性能
