《土木工程材料》复习材料

1、第一章土木工程材料的基本性质1材料的弹性模量反映了材料抵抗变形的能力。2对材料结构的研究，通常可分为微观、亚微观（细观）和宏观三个结构层次。3同种材料的孔隙率越小，强度越高。当材料的孔隙一定时，封闭孔隙越多，材料的保温性能越好。4材料内部的孔隙分为开口孔和闭口孔。一般情况下，材料的孔隙率越大，且连通孔隙越多的材料，则其强度越小，吸水性、吸湿性越越大。导热性越大，保温隔热性能越差。5材料耐水性的强弱可以用软化系数表示。材料耐水性越好，该值越大。6颗粒材料的密度为，表观密度为0，松散密度1，则存在下列关系017材料的耐水性指材料长期在饱和水作用下而不破坏，其强度也不显著降低的性质。8影响材料的吸湿

2、性的因素有材料的组成，微细孔隙的含量，材料的微观结构。9软化系数K大于0.8的材料，通常认为具备了相当的耐水性。10轻质材料一般用体积吸水率表示其吸水性。11亲水性材料的润湿边角小于等于90。12材料吸水后，将使材料的表观密度和导热系数提高。13工程材料的力学性质主要有强度，弹性和塑性，脆性和韧性，硬度和耐磨性。14建筑上为使温度稳定，并节约能源，应选用导热系数小而热容量大的材料。15材料的密度指的是在绝对密实状态下，单位体积的质量。16衡量材料轻质高强性能的主要指标是比强度。第二章无机胶凝材料1在石灰应用中，常将石灰与纸筋、麻刀，砂等混合应用，其目的是防止硬化后的收缩，否则会产生收缩裂缝。2

3、生石灰按照缎烧程度不同可分为欠火石灰、正火石灰和过火（过烧）石灰；按照MgO含量不同分为镁质石灰和钙质石灰。3由于建筑石膏硬化后的主要成分为CaSO4.2H2O，即二水石膏，在遇火时，制品表面形成小蒸汽幕，有效地阻止火的蔓延，因而其防火性好。4石灰浆体的硬化过程，包含了干燥、结晶和碳化三个交错进行的过程。5引起硅酸盐水泥体积安定性不良的因素有游离CaO、MgO和CaSO4.2H2O过多。6抗硫酸盐腐蚀、干缩性小、抗裂性较好的混凝土宜选用粉煤灰水泥。紧急军事工程宜选用硅酸盐水泥。大体积混凝土施工宜选用掺混合材料水泥。7在水泥砂浆中掺入石灰膏是利用了石灰膏具有保水性好的特性，从而提高了水泥砂浆的和

4、易性。8建筑石膏具有凝结硬化快，硬化初期具有体积微膨胀的特性，故其适于制作模型、塑像等。9水泥石的腐蚀主要包括软水腐蚀、酸的腐蚀）、盐的腐蚀和强碱的腐蚀四种。10为了延缓水泥的凝结时间，在生产水泥时必须掺入适量石膏。11水玻璃不能用于涂刷石膏制品。12测定水泥强度，必须采用水泥胶砂试件。13硅酸盐水泥中，对强度贡献最大的熟料矿物是C3S。14快硬硅酸盐水泥的组成特点是C3S和C3A含量高、石膏掺量多。15在通用硅酸盐水泥中，有抗冻要求的混凝土工程应优先选择普通硅酸盐水泥。16硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥不宜用于大体积混凝土工程、化学侵蚀及海水侵蚀工程17对出厂日期超过3个月的过期水泥的处理办法是

5、重新确定强度等级后使用。18石灰的“陈伏”：石灰浆应在储灰坑中储存两个星期以上以消除过火石灰的危害的过程。19水泥的凝结和硬化：当水泥用水调和后，成为可塑性浆体，同时产生水化作用。随着水化产物的增多，浆体逐渐失去可塑性，但尚不具有强度，这个过程称为“凝结”，随后发展成为具有强度的石状体水泥石，这一过程称为“硬化”。20为了延缓水泥的凝结时间，在生产水泥时必须掺入适量石膏。21通用水泥初凝时间为不早于45min。22生产硅酸盐水泥的原料有石灰石，粘土，铁矿粉23硅酸盐水泥不适用于大体积的混凝土、与海水接触的混凝土、抗硫酸盐的混凝土、耐高温混凝土工程。24火山灰水泥：凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混

6、合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。25水玻璃模数：水玻璃中二氧化硅与碱金属氧化物之间的物质的量比n。26过火石灰：在煅烧石灰时，当煅烧温度过高，在表面有熔融物的石灰为过火（过烧）石灰。27水泥的不合格品：水泥在验收时，凡细度、终凝时间中的任一项不符合标准规定和强度低于强度等级指标时，为不合格品。28活性混合材料：材料磨成细粉，与石灰或与石灰和石膏拌合在一起，加水后在常温下，能生成具有胶凝性的水化产物，既能在潮湿的空气中硬化，也能在水中硬化的混合材料。29石灰土（简称灰土）多年后具有一定的耐水性：石灰土是石灰与粘土的拌合物，经历一定时间，由于粘土颗粒表面的少量活性氧化硅和氧化铝可与石灰氢

7、氧化钙发生化学反应，生成不溶于水的水化硅酸钙和水化铝酸钙，将粘土颗粒粘结起来，从而提高了粘土的强度和耐水性。30室内抹灰采用混合砂浆，交付使用后逐渐出现墙面鼓包开裂的原因是由于在石灰砂浆中含有未熟化的过火石灰引起的，过火石灰的结构较致密，其表面常被粘土杂质熔融形成的玻璃釉状物所覆盖，致使其水化极慢，要在石灰使用硬化后才开始慢慢熟化，此时产生体积膨胀，引起已硬化的石灰体鼓包开裂破坏。要避免这种事故的发生，石灰浆应在储灰坑中静置2周以上，即“陈伏”。石灰在陈伏期间，石灰浆表面保持一层水膜，使之与空气隔绝，防止或减缓石灰膏与二氧化碳发生碳化反应。31活性混合材料在水泥水化硬化中的二次反应：活性混合材

8、料都含有大量活性氧化硅（SiO2）、活性氧化铝（Al2O3）。与水调和后，本身不会硬化，但在氢氧化钙溶液中，就会发生显著的水化。其反应如下：硅酸盐水泥水化生成物氢氧化钙为以上反应提供了条件，当进一步遇到水泥中的液相石膏后，石膏与水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙。水化硫铝酸钙具有相当高的强度。 二次反应的速度较慢，水化放热量很低，反应消耗了水泥石中部分氢氧化钙。32水泥的体积安定性问题：水泥浆体硬化后体积变化的均匀性称为水泥的体积安定性。即水泥硬化浆体能保持一定形状，不开裂，不变形，不溃散的性质：导致水泥安定性不良的主要原因是：（1）由于熟料中含有的游离氧化钙、游离氧化镁过多；（2）掺入石膏过多；

9、其中游离氧化钙是一种最为常见，影响也是最严重的因素。熟料中所含游离氧化钙或氧化镁都是过烧的，结构致密，水化很慢。加之被熟料中其他成分所包裹，使得其在水泥已经硬化后才进行熟化，生成六方板状的Ca（OH）2晶体，这时体积膨胀97%以上，从而导致不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，残余石膏与水化铝酸钙继续反应生成钙矾石，体积增大约1.5倍，也导致水泥石开裂。体积安定性不良的水泥，会发生膨胀性裂纹使水泥制品或混凝土开裂、造成结构破坏。因此体积安定性不良的水泥，应判为废品，不得在工程中使用。33水泥的凝结时间：初凝是指从水泥加水拌合至标准稠度的水泥净浆开始失去塑性所用的时间。终

10、凝是指从水泥加水拌合至标准稠度的水泥净浆完全失去可塑性的时间。水泥的初凝时间和终凝时间对于工程施工具有实际意义。为使混凝土和砂浆在施工中有足够的时间进行搅拌、运输、浇筑、砌筑和成型，要求初凝时间不能过早。初凝后希望混凝土或砂浆尽快形成强度，以加速施工进度，因此要求终凝时间不应过迟。国家标准规定：硅酸盐水泥初凝时间不小于45min，终凝时间不大于390min。34白水泥的矿物组成以硅酸钙为主，氧化铁含量很少，白度要求高，其他与硅酸盐水泥相同；35低热硅酸盐水泥的矿物中水化热大的硅酸三钙和铝酸三钙的含量低，而硅酸二钙含量高。36抗硫酸盐硅酸盐水泥主要限制水泥熟料矿物组成中硅酸三钙和铝酸三钙的含量，

11、使侵入水泥石结构的硫酸盐难以产生破坏性的“水泥杆菌”。抗硫酸盐水泥除了具有较强的抗侵蚀能力外，还具有较高的抗冻性。37硅酸盐水泥石腐蚀的内在因素：（1）水泥石中存在着引起腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙。（2）水泥石本身不密实，毛细孔通道使侵蚀性介质易进入其内部。防止腐蚀发生的措施有（1）根据腐蚀环境特点，合理选用水泥品种。（2）提高水泥石的紧密程度。（3）加做保护层。第三章岩石与集料1工程上常用的岩浆岩有花岗岩等岩石，常用的沉积岩有石灰石等岩石，常用的变质岩有大理石等岩石。2片麻岩、石英岩、大理岩属于变质岩3石英岩耐久性最好4规范规定，石子最大尺寸不得超过结构截面最小尺寸的1/45混凝土用集料（砂

12、、石子）应要求集料空隙率小、总表面积小、级配好的砂石，当集料中含活性氧化硅时，混凝土会发生碱集料破坏6为了使集料的空隙率和总表面积均较小，从而使所需的水泥浆量较少，且能够提高混凝土的密实度，并进一步改善混凝土的其他性能，必须对混凝土用砂提出级配要求。两种细砂的细度模数相同，级配不一定相同；反之，如果级配相同，其细度一定相同。第五章水泥混凝土1混凝土的棱柱体强度fcp与混凝土的立方体强度fcu二者的关系是fcpfcu。2当混凝土其他条件相同时，水灰比越大，则强度越低，而流动性越高。3混凝土的非荷载变形包括化学收缩、温度变形和干湿变形。4硅酸盐、高铝、低热水泥不适用蒸汽养护来加速混凝土硬化。5在试

13、拌混凝土时，发现混凝土拌合物的流动性偏大，应采取保持砂率不变，增加砂石用量6掺用引气剂后混凝土的抗冻性显著提高。7影响混凝土耐久性的关键因素是混凝土的密实度。8混凝土配筋的防锈措施，施工中可考虑保证混凝土的密实性、加大保护层厚度、限制氯离子含量9水灰比是混凝土中水与水泥的质量比。10混凝土的徐变对钢筋混凝土结构的有利作用是消除应力集中和消除大体积混凝土一部分温度变形引起的破坏应力，不利作用是使钢筋的预应力损失。11混凝土减水剂的作用机理：水泥加水拌和后，由于水泥颗粒间凝聚力作用，水泥浆形成絮凝结构。在这絮凝结构中，包裹了一定的拌和水(游离水)，从而降低了混凝土拌合物的和易性。减水剂属表面活性物

14、质，其分子是由亲水基团和憎水基团两个部分组成，在水泥浆中加入适量的减水剂后，由于减水剂的表面活性作用，使憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，亲水基团指向水溶液，使水泥颗粒表面带有相同的电荷，在电斥力作用下，水泥颗粒互相分开，絮凝结构解体，包裹的游离水被释放出来，从而有效地增加了混凝土拌合物的流动性。当水泥颗粒表面吸附足够的减水剂后，在水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化膜层，它阻止了水泥颗粒间的直接接触，并在颗粒间起润滑作用，进一步改善了混凝土拌合物的和易性。12减水剂的使用效果：增大流动性，提高混凝土强度，改善混凝土的耐久性，节约水泥。此外，减水剂的加入还有减少混凝土拌合物泌水、离析现象，延缓拌合物

15、的凝结时间和降低水化放热速度等效果。13混凝土结构中钢筋要有足够的保护层厚度是为了防止在使用期内混凝土碳化对混凝土碱度的降低，破坏了混凝土对钢筋的保护作用；保证混凝土的耐火极限。14用数理统计法控制混凝土质量常用强度平均值、标准差、变异系数和强度保证率等统计参数来评定混凝土质量。15标准养护：混凝土材料在标准条件（温度202，相对湿度95%以上）下进行的养护称为标准养护。自然养护：混凝土材料在自然条件下洒水进行的养护称为自然养护。16在水泥浆用量一定的条件下，砂率过大，细集料含量相对增多，集料的总表面积明显增大，包裹砂颗粒表面的水泥浆层显得不足，砂粒之间的内摩阻力增大成为降低混凝土拌合物流动性

16、的主要矛盾。这时，随着砂率的增大流动性将降低。砂率过小，粗集料含量相对增多，集料的总表面积明显增大，包裹石子颗粒表面的水泥砂浆层显得不足，石子之间的内摩阻力增大成为降低混凝土拌合物流动性的主要矛盾。这时，随着砂率的减小流动性将降低。故在水泥浆用量一定的条件下，砂率过小和过大都会使混合料的流动性变差。17混凝土强度等级的确定方法：混凝土强度等级用混凝土立方体抗压强度标准值来表示，用符号C和立方体抗压强度标准值(以MPa计)表示。混凝土立方体抗压强度标准值按标准方法制作和养护（边长为150mm的立方体试件，在温度202，相对湿度95%以上）的立方体试件，在28d龄期，用标准试验方法测得的具有不低于

17、95保证率的抗压强度值，以fcu.k表示。18影响混凝土强度的主要因素有：（1）水泥强度等级和水灰比。在水泥强度等级相同的情况下，水灰比愈小，水泥石的强度愈高。水泥强度等级愈高，配制的混凝土强度也愈高。（2）集料的种类、质量和数量。当集料中含有的杂质较多，或集料材质低劣、强度较低时，将降低混凝土的强度，表面粗糙并富有棱角的集料，与水泥石的粘结力较强，对混凝土的强度有利，故在相同水泥强度等级及相同水灰比的条件下，碎石混凝土的强度较卵石混凝土高。（3）湿度与温度的影响。浇筑完毕的混凝土，如果处于干燥环境，水化会因为水分的逐渐蒸发而停止，混凝土出现干缩裂缝，面层疏松，起灰，以致影响混凝土强度增长和耐

18、久性能。在保证足够湿度的同时，混凝土养护温度不同，强度的增长也受影响。当室外日平均气温连续5d低于5或日最低气温低于-3，均应按冬季施工的规定，采取保温措施，防止混凝土早期受冻。（4）龄期的影响。混凝土在正常养护条件下，强度将随龄期的增长而提高，最初37d强度提高速度较快，28d以后逐渐变缓，可以延续多年。（5）试件尺寸、形状及加荷速度的影响。同样形状而不同尺寸的试件，尺寸越小，测得的强度偏高；尺寸越大，测得的强度偏低；同样截面尺寸，不同形状的试件，试件是h/a值大，试验测得的强度偏低；加荷速度越快，测得的混凝土强度偏高，加荷速度越慢，测得的混凝土强度偏低。提高混凝土强度的主要措施有：（1）组

19、成材料。采用高强度等级水泥；选用级配良好的集料，以求提高混凝土强度；选用合适的外加剂（如减水剂），可在保证和易性不变的情况下减少用水量，提高混凝土强度，或采用早强剂，可提高混凝土早期强度；掺加外掺料，如掺磨细粉煤灰或磨细高炉矿渣，配制高强、超高强混凝土。（2）采用机械搅拌和振捣。（3）采用合适的养护工艺。19在混凝土配合比设计中，选用合理砂率的主要目的是改善拌合物的和易性。20配合比计算：现浇框架结构，混凝土设计强度等级为C25，要求强度保证率95%（保证率系数1.645）。施工要求坍落度T=3050mm，施工单位无历史统计资料（标准差=5.0MPa）。采用原材料：水泥强度等级为42.5（强度

20、富余系数c=1.15），水泥密度c=3000kg/m3；中砂s=2600kg/m3；碎石Dmax=20mm, g=2650g/m3；自来水。试求：初步计算配合比。其中最大水灰比限值为0.65，最小水泥用量260kg，已知用水量为190kg，碎石经验系数=0.46，b=0.07，合理砂率取s=36%，混凝土含气量=1.0。21采用矿渣水泥、碎石和天然河砂配制混凝土，水灰比W/C=0.47，制作100100100mm试件三块,在标准养护条件下养护7天后,测的破坏荷载分别为146kN,140kN,142kN。试求:1）估算该混凝土28天的立方体抗压强度?2）该混凝土采用的矿渣水泥的强度等级为多少?(

21、水泥标号的富余系数取1.0) (提示: lg7=0.8451, lg28=1.4472)22某混凝土试拌调整后、各材料用量分别为:水泥3.10kg、水1.86kg、砂6.24kg、碎石12.84kg 并测得拌合物表观密度为2400kg/m3,试求:1m3混凝土的各材料实际用量？23某混凝土工程采用的施工配合比为水泥310kg，砂710kg，碎石1300kg,，水130kg，砂含水率3%，石子含水率1.5%，求实验室配合比C、S、G、W？第六章聚合物混凝土1聚合物混凝土的最大的特点是弥补了水泥混凝土抗拉强度底、抗裂性差的缺点。2聚合物混凝土的种类有：聚合物胶结混凝土(PC)又称树脂混凝土；聚合物

22、水泥混凝土(PCC)；聚合物浸渍混凝土(PIC)。第七章沥青与沥青混合料1石油沥青的主要技术性质包括：稠度 塑性大气稳定温度稳定性2沥青中油分、树脂、 沥青质在沥青中的作用是：沥青中油分赋予沥青流动性，易挥发，树脂赋予沥青粘结性、塑性和可流动性，沥青质是固态粉末物质，决定沥青温度敏感性、粘性。3建筑石油沥青的牌号越大，针入度越大，使用年限越长。沥青的延度越大，则其塑性越大。沥青的软化点越低，则其温度稳定性越差。4沥青的塑性：石油沥青在外力作用时产生变形而不破坏，除去外力后仍保持变形后的形状的性质。用延度表示。5沥青混合料是由沥青、粗、细集料和矿粉按一定比例拌和而成的一种复合材料，是道路的主要路面材料第九章砌体材料和屋面材料1粘土砖在砌筑墙体前一定要经过浇水润湿，其目的是为了增加砂浆对砖的胶