土木工程材料基础知识讲诉

1、材料的基本性质： ? 1. 密度：是指材料在干燥绝对密实状态下单位体积的质量。(不随环境而变 )公式： = ?，测量方法：磨碎用李氏 密度瓶测量； ? 2. 表观密度 :是指材料在自然状态下单位体积的质量。公式:?0 = ?,测量方法：直接测几何尺寸或是在表面涂蜡用 ?0 排水置换法测量体积； (注：表观密度通常是指在气干状态下，在烘干状态下是干表观密度) 3. 堆积密度 : 是指粉状或粒状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。公式：?0= ? 4. 密实度：材料内部材料的体积所占总体积的百分比。公式： D= ? 100% ?0 = ?0? 100% 5. 孔隙率：指散粒或粉状材料颗粒之间的空

2、隙体积占总体积的百分率 (1 - ?0?) 100% = 1 - ? 6. 填充率：颗粒或粉状材料中材料表观密度占堆积密度的比值。公式： . 公式： D= 7. 空隙率 : 颗粒或粉状材料在堆积体积内空隙占总体积的比率。公式： P= ?0?-? P= ?0?-?0? = (1 - ?0?) 100% = ?0? ?0?0100% ?0100% ?0-?0 ?0 100% = (1 - ?0 ) 100% ? (1 - 0) 100% = 1 - ? ?0 8. 孔隙率的影响 :(1) 表观密度的影响：材料孔隙率大，在相同体积下，它的表观密度就小。而且材料的孔隙在自 然状态下可能含水，随着含水量

3、的不同，材料的质量和体积均会发生变化，则表观密度会发生变化。 (2) 对强度 的影响：孔隙减小了材料承受荷载的有效面积，降低了材料的强度，且应力在孔隙处的分布会发生变化，如： 孔隙处的应力集中。 (3) 对吸水性的影响： 开口大孔， 水容易进入但是难以充满； 封闭分散的孔隙， 水无法进入。 当孔隙率大，且孔隙多为开口、细小、连通时，材料吸水多。 (4) 对抗渗性的影响：材料的孔隙率大且孔隙尺寸 大，并连通开口时，材料具有较高的渗透性；如果孔隙率小，孔隙封闭不连通，则材料不易被水渗透。 (5) 对抗 冻性的影响：连通的孔隙多，孔隙容易被水充满时，抗冻性差。 (6) 对导热性的影响：如果材料内微小

4、、封闭、 均匀分布的孔隙多，则导热系数就小，导热性差，保温隔热性能就好。如果材料内孔隙较大，其内空气会发生 对流，则导热系数就大，导热性好。 (7) 闭空孔含量愈大，则材料的保温性能愈好、 耐久性愈好 。 9. 亲水性和憎水性的判断：润湿角， 90是亲水材料， 90是憎水材料； ?含-?干 10. 吸湿性：材料在 潮湿空气中 吸收水分的性质。表示方法：含水率 ?含 = 含 干 100% 含?干 质量吸水率 ：指材料吸水饱和时，所吸水量占材 料干质量的百分比 11. 吸水性：材料在 浸水状态下 吸收水分的能力，用吸水率表示 ?吸 = 吸? 干100% . 体积吸水率 指材料吸水饱和时，所吸水的体

5、积占材料自然体积的百 ?干 水1 分比?吸 = ?水 100% 体积吸水率和质量吸水率的关系 ：?= ? ?0 ?1 ( ?0是干燥状态下材料的表观密度， ?是水的密度 ) 12. 吸水和吸湿导致材料自重增加，体积变大，抗冻性和耐久度及保温性降低； 13. 材料的耐久性：是指材料在使用过程中，能长期抵抗各种环境因素而不破坏，且能保持原有性质的性能 , 它是 一个综合指标。 提高耐久性措施：一是提高材料本身的密实性；二是在材料表面覆盖保护 14. 弹性模量：用 E 表示。材料在弹性变形阶段内，应力和对应的应变的比值。反映材料抵抗弹性变形能力。其值 越大， 使材料发生一定弹性变形的应力也越大， 即

6、材料刚度越大， 亦即在一定应力作用下， 发生弹性变形越小， 抵抗变形能力越强 15. 韧性：在冲击、振动荷载作用下，能吸收较大能量产生一定变形而不致破坏的性质。 16. 耐水性：材料长期在饱和水作用下不被破坏，强度也不显著降低的性质，表示方法软化系数：材料在吸水 饱和状态下的抗压强度与干燥状态下的抗压强度之比KR = f b/f g 软化系数大于 0.85 的材料通常可以认为是耐 水材料；对于经常位于水中或处于潮湿环境中的材料，软化系数不得低于 0.85 ；对于受潮较轻或次要结构所用 的材料，软化系数不宜小于 0.75 ? 17. 抗渗性：材料抵抗压力水的性质，表示方法抗渗系数，?= ?,?抗

7、渗等级： P2.P4 分别表示抗 0.2MPa， 0.4MPa 的水压； 18. 热容量 是指材料在温度变化时吸收和放出热量能力的大小，其大小用 比热容 来表示； 19. 导热性：传导热量的能力，表示方式导热系数, = ?，材料的导热系数越小，材料的绝热性能就越好。 ? 影响导热性的因素 : 材料的表观密度越小，其孔隙率越大，导热系数越小 , 导热性越差。由于水与冰的导热系数 较空气大，当材料受潮或受冻时会使导热系数急剧增大，导致材料保温隔热方式变差。所以隔热材料要注意防 潮； 20. 防潮材料受潮后，其热导率增大，由于在材料的空隙中有了水分（包括水蒸汽和液态水）后，除孔隙中剩余的 空气分子的

8、导热、对流外，部分孔壁结成冰，导热率将更大。表观密度小的材料，孔隙率高，热导率小。 孔隙 率相同条件下，孔隙尺寸大，热导率大 。孔隙互相连通比封闭而不联通者，热导率大 21. 影响材料吸声性能的因素；材料的表观密度，材料的厚度，材料的孔隙特征，吸声材料的孔隙位置，空隙为连 通，开放是效果好； 气硬性胶凝材料： 22. 胶凝材料：在建筑材料中，经过一系列物理作用，化学作用，能将散粒状或块状材料结成整体的物质。气硬性 胶凝材料：只能在空气中硬化，并只能在空气中保持或发展其强度，常见的有： 石灰，石膏，水玻璃 ；水硬性 胶凝材料：不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，保持并发展其强度，常见的有

9、水泥 ； 23. 建筑石膏的化学分子式： -CaSO4?H2O 石膏水化硬化后的化学成分： CaSO4 2H2O 24. 高强石膏与建筑石膏相比水化速度慢 , 水化热低 , 需水量小 , 硬化体的强度高 。这是由于高强石膏为 型半水石 膏，建筑石膏为型半水石膏。型半水石膏结晶较差，常为细小的纤维状或片状聚集体，内比表面积较大； 型半水石膏结晶完整，常是短柱状，晶粒较粗大，聚集体的内比表面积较小。 25. 建筑石膏的技术特性： （ 1）建筑石膏的凝结硬化速度快（ 2）硬化时体积微膨胀（ 3）硬化后孔隙率较大，表观 密度低，强度低 （4） 建筑石膏硬化体具有良好的隔热和吸音性能 （5） 防火性能好

10、，但耐水性能差，抗冻性差 （6） 良 好的装饰性和可加工性，具有一定的调温调湿性 26. 石灰的熟化，是生石灰与水作用生成熟石灰的过程。特点：石灰熟化时释放出大量热，体积增大 12.5 倍。石 灰使用时一般要变成石灰膏再使用。 27. 过火石灰的密度较大，表面常被黏土杂质溶化时所形成的玻璃釉状物包覆，因而消解很慢，在工程中过火石灰 颗粒往往会在正常石灰硬化后继续吸湿消解而发生体积膨胀，引起已经硬化的浆体隆起和开裂 15 天以上，使过火灰充分熟化这个过 （碳化是指和空气里的二氧化碳反 28. 陈伏：为消除过火石灰对工程的危害，将生石灰和水放在储灰池中存放 程叫沉伏。陈伏期间，石灰浆表面应保持一层

11、水，隔绝空气，防止发生碳化。 应） ,因游离水分逐渐蒸发或被砌体吸收，浆 , 产生强度并具有胶结性（ 2）碳化硬化：氢化氧钙与空气中的二氧化碳 29. 石灰的凝结硬化过程：（ 1）干燥结晶硬化：石灰浆体在干燥的过程中 体中的氢氧化钙溶液过饱和而结晶析出 在有水分存在的条件下化合生成碳酸钙晶体，称为碳化。由于空气中二氧化碳含量少，碳化作用主要发生在石 灰浆体与空气接触的表面上。表面上生成的CaCO3膜层将阻碍 CO2 的进一步渗入，同时也阻碍了内部水蒸气的蒸 发，使氢氧化钙结晶作用也进行的缓慢。碳化硬化是一个由表及里，速度相当缓慢的过程。由石灰硬化的过程 可以得出石灰硬化慢，强度低，不耐水的特点

12、； 30. 为什么石膏适用于室内装饰而不适用于室外装饰？ 答：由于石膏具有以下性质石膏洁白细腻体积微膨胀易于加工，具有良好的装饰性空隙率较大，表观密度 小，吸声能力强，导热系数小保温隔热及节能效果好防火性好，具有调温调湿的功能耐水性和抗冻性差； 所以 水泥： 31. 硅酸盐水泥烧制时加入 石灰石，粘土，铁矿粉 制成孰料，再加入石膏磨细； 32. 水泥水化的产物有： 水化硅酸钙，水化铁酸钙，水化铝酸钙，氢氧化钙，水化硫铝酸钙； 33. 硅酸盐水泥中胶体是水化硅酸钙和水化铁酸钙 34. 常见的活性混合材料： 粒化高炉矿渣， 火山质混合材料， 粉煤灰； 活性混合材料的激发剂是： 石膏和氢氧化钙； 3

13、5. 硅酸盐水泥耐磨性最好，和易性最好的是粉煤灰硅酸盐水泥； 36. 六大水泥的代号、性能特点及应用 名称 硅酸盐水泥 P?和 P? 普通硅酸盐水 泥 P ?O 矿渣硅酸盐水泥 P?S 火山灰质硅酸盐水 泥 P ?P 粉煤灰硅酸盐水泥 P?F 复合硅酸 盐水 泥 P ?C 主要 特征 1. 早期强度高 2. 水化热高 3. 抗冻性好 4. 耐热性差 5. 耐腐蚀性差 6. 干缩小 7. 抗碳化性好 1. 早期强 度 较高 2. 水 化 热 较 高 3. 抗 冻 性 较 好 4. 耐 热 性 较 差 5. 耐腐蚀 性 较差 6. 干缩较小 7. 抗 碳 化 性 较好 1. 早期强度低，后期强度高

14、 2. 水化热较低 3. 抗冻性较差 4. 耐腐蚀性好 5. 抗碳化性较差 1. 早 期 强 度稍低 2. 其 他 性 能同矿渣水 泥 耐热性较好 耐热性较差 1. 干 缩 性 较 大 2. 抗渗性差 1. 干缩性大 2. 抗渗性好 1. 干缩性较小 2. 抗裂性好 名称 硅酸盐水泥 P?和 P? 普通硅酸盐水 泥 P ?O 矿渣硅酸盐水泥 P?S 火山灰质硅酸盐水 泥 P ?P 粉煤灰硅酸盐水泥 P?F 复合硅酸 盐水 泥 P ?C 适用 范围 1. 高 强 混凝土 及 预应力混凝土工程 2. 早 期 强度要 求 高的工程 3. 严 寒 地区遭 受 反复冻融作用的混 凝土工程 与硅酸盐水 泥

15、基本相同 1. 大 体 积 混 凝土工程 2. 高 温 车 间 和 有耐热要 求 的混凝土工程 1. 地下、水中 大体积混凝土 结构 2. 有抗渗要求 的工程 1. 地上、地下、 水中大体积混凝 土结构 2. 有抗裂要求的 工程 参考其他类 别水泥 1. 蒸汽养护的构件 2. 耐腐蚀要求高的混凝土工程 不适 用范 围 1. 大 体 积混凝 土 工程 2. 受 化 学及海 水 侵蚀的工程 3. 耐 热 混凝土 工 程 1. 早期强度要求较高的混凝土工程 2. 有抗冻要求的混凝土工程 1. 干燥环境中的混凝土工程 2. 耐磨性要求高的混凝土工程 应用实例： a) 现浇混凝土梁、板、柱冬季施工：硅酸

16、盐水泥、普通硅酸盐水泥； b) 具有大体积混凝土和抗渗要求 : 粉煤灰水泥； c) 高强度预应力混凝土梁：硅酸盐水泥和普通水泥； d) 高强度混凝土工程， 预应力混凝土工程， 严寒地区受冻融的混凝土工程， 有耐磨性要求的混凝土工程： 硅酸盐水泥 e) 处于干燥环境中的混凝土工程；普通水泥(矿渣水泥) f) 有抗渗要求的混凝土工程：火山灰水泥，普通水泥 g) 火山灰水泥适用于海港和有抗渗要求的工程。 h) 混凝土地面或道路工程：普通水泥(道路水泥) i) 配制有抗渗要求的混凝土时，不宜使用矿渣水泥 j) 高层建筑基础工程的混凝土宜优先选用火山灰质硅酸盐水泥 k）火山灰水泥需水量大 ,干缩大,抗冻

17、性差 ,抗渗性好. l）在有硫酸盐腐蚀的环境中 , 夏季施工的工程应优先选用矿渣水泥 37. 水化热：水化过程中放出的热量。 （水化热的利与弊：高水化热的水泥在大体积混凝土工程中是非常不利的。 这是由于水泥水化释放的热量在混凝土中释放的非常缓慢，混凝土表面与内部因温差过大而导致温差应力，混 凝土受拉而开裂破坏，因此在大体积混凝土工程中，应选低热水泥。在混凝土冬季施工时，水化热却有利于水 泥的凝结，硬化和防止混凝土受冻） 矿物名称 分子式 简写式 水化反应速度 水化放热量 强度 硅酸三钙 3CaO?SiO2 C3S 快 大 高 硅酸二钙 2CaO?SiO2 C2S 慢 小 早期低后期高 铝酸三钙

18、 3CaO?Al 2O3 C3A 最快 最大 低 铁铝酸四钙 4CaO?Al 2O3?Fe2O3 C4AF 快 中 较低 38. 影响水泥凝结，硬化的因素：熟料矿物组成：当C3S（硅酸三钙）和 C3A（铝酸三钙 ） 含量高时水化速度快，早 期强度高颗粒细度：细度较大时硬化速度较大，但是细度过大时硬化时产生较为严重的收缩变形（3）石膏掺 量：延缓了水泥凝结硬化的速度：石膏与C3A反应生成难容的高硫形水化硫铝酸钙覆盖在水泥颗粒表面，延缓了 水化的进一步进行（ 4）拌合用水量：由于水泥颗粒间被水隔开的距离较远，颗粒间相互连接形成网状结构的时 间较长，所以水泥浆凝结较慢（ 5）养护条件（温湿度） ：水

19、泥水化反应随着温度的升高而加快。湿度低水泥浆 体表面会失去水分，表面水泥矿物不能正常水化，硬化速度减慢，而且由于产生收缩裂纹，也不利于强度发展 （6）养护龄期：水泥矿物的水化率随时间而增大，养护时间越长，水泥石强度越高外加剂储存条件 39. 硅酸盐水泥加适量石膏的原因？ 答：延缓了水泥的凝结时间（抑制铝酸三钙的水化反应速度） 40. 硅酸盐水泥熟料中， C3A 的水化和凝结硬化速度最快，但水化铝酸钙的强度不高；C3S 和 C4AF的水化速度较快， 凝结硬化速率也较快， C3S 的水化产物强度高， C4AF 的水化产物强度不高； C2S 水化反应速度最慢，凝结硬化速 率也慢，强度早期低，后期高。

20、硅酸盐水泥熟料中对强度贡献最大的是C3S。水泥熟料中水化速度最快， 28 d水 化热最大的是 C3A。在硅酸盐水泥熟料矿物 C3S 、C2S 、C3A 、C4AF中， 干缩性最大的是 C3A。 41. 掺混合材料的硅酸盐水泥与硅酸盐水泥性能的差别，原因: （1）早期强度低 ,后期强度高 :熟料含量少 , 且水化反应 分两步进行 . 首先是水泥熟料的水化 , 之后是熟料的水化产物氢氧化钙与活性材料中的活性SiO2和 Al 2O3 发生水化 反应。由此过程可知，掺活性混合材料的硅酸盐水泥的水化速度较慢，故早期强度低。后期由于二次水化反应 的不断进行和水泥熟料的不断水化导致水化产物不断增多，强度可赶

21、上或超过同强度等级的硅酸盐水泥或普通 硅酸盐水泥 （2） 对温度敏感 , 适合高温养护 : 采用高温养护可大大加速活性混合材料的水化, 并可加速熟料的水化 故可以大大提高早期强度 ,且不影响常温下后期强度的发展 （3） 耐腐蚀性好 :熟料数量相对较少 ,硬化后水泥石中 的氢氧化钙和水化铝酸钙的数量少 , 且活性材料的二次水化反应使水泥石中氢氧化钙的数量进一步降低（4）水化 热小:熟料含量少 （5）抗冻性较差 :由于水化热小，早期强度低；水泥中掺入较多的混合材料，使水泥需水量增大 或有泌水通道形成，水分蒸发后，水泥石孔隙率较大或有较多连通孔隙，导致抗冻性差 （6） 抗碳化性较差 : 硬化 后水泥

22、石中的氢氧化钙数量少 , 所以抵抗碳化的能力差。 42. 水泥体积安定性不良是指水泥在凝结硬化的过程中不均匀的体积变化。 安定性不合格的水泥应作废品处理 ，不 能用于工程中。体积安定性不良的原因：一般是由于熟料中所含 游离氧化钙或游离氧化镁或掺入石膏量 过多所 致，导致体积膨胀，也会引起水泥石开裂。测定安定性不良的方法：国家标准规定，由游离的氧化钙过多引起 的水泥体积安定性不良可用雷氏法或试饼法检验如有争议以雷氏法为准。沸煮法只能检验游离氧化钙所造成的 安定性不良，游离氧化镁和石膏用化学方法检验 43. 水泥从加水开始到失去塑性称为凝结时间。水泥的初凝时间和终凝时间：初凝时间，水泥全部加入水后

23、至水泥 开始失去可塑性的时间。终凝时间，水泥全部加入水后至水泥净浆完全失去可塑性并开始产生强度的时间。 国 家标准规定，硅酸盐水泥的初凝时间应不小于45 分钟 ，终凝时间应不大于 390分钟 44. 水泥石结构：未水化的水泥颗粒 +水泥凝胶 +毛细孔（含水） 45. 硅酸盐水泥耐热性差主要是含有大量氢氧化钙； 46. 硅酸盐水泥石腐蚀的类型有哪几种？产生腐蚀的原因是什么？防止腐蚀的措施有哪些？ 腐蚀的类型有： 软水侵蚀（溶出性侵蚀） ：软水能使水化产物中的 Ca（OH）2 溶解，并促使水泥石中其它水化产物 1 发生分解； 盐类腐蚀 ：1 硫酸盐先与水泥石结构中的 Ca(OH)2 起置换反应生产

24、硫酸钙，硫酸钙再与水化铝酸钙反 应生成钙钒石，发生体积膨胀； 2镁盐与水泥石中的 Ca(OH)2 反应生成松软无胶凝能力的 Mg(OH)2；酸类腐蚀 ： CO2与水泥石中的 Ca(OH)2 反应生成 CaCO3，再与含碳酸的水反应生成易溶于水的碳酸氢钙，硫酸或盐酸能与水 泥石中的 Ca(OH)2反应； 强碱腐蚀 ：铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到强碱也会产生破坏。腐蚀的防止措施： 根据工程所处的环境，选择合适的水泥品种；提高水泥石的密实程度；表明防护处理；掺入活性混合 材料 钢材： 47. 当含碳量小于 0.8%时含碳量的增加，钢的强度和硬度增大，塑性和韧性降低；当含碳量超过1.0%时，钢材的

25、强度反而降低 48. 碳素结构钢依牌号增大，含碳量的增加，钢的强度增大，但塑性和韧性降低 49. 强屈比：强度极限与屈服强度之比 b/ s。强屈比大时，钢材被破坏时的储备潜力大，结构的安全可靠度高 ； 但强屈比过大，则钢材强度利用率低，不经济。 50. 碳素结构钢分类：低碳钢，中碳钢，高碳钢 51. 碳素结构钢按屈服点的数值( MPa)不同可分为 195、215、235、275 四个强度等级，按杂质含量不同每个牌号 分为 A、B、C、D四个质量等级。按脱氧程度不同分为F沸腾钢， b半镇定钢， Z 镇定刚， TZ特殊镇定钢。 碳素 结构钢的牌号 由代表屈服点的“屈”字汉语拼音首字母“Q”、屈服点

26、数值、质量等级和脱氧程度四部分组成其 中 Z 和 TZ可以省去但是质量等级为 D的都为 TZ。 52. 建筑工程中主要应用 Q235 钢，可用于轧制各种型钢、钢板、钢管与钢筋。 Q235钢具有较高的强度，良好的塑 性、韧性、可焊性及可加工性等综合性能好，且冶炼方便，成本较低，因此广泛用于一般钢结构，其中C、 D级 可用在重要的焊接结构 53. 冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。用试件在常温下所能承受的弯曲程度表示，弯曲程度是通过 试件被弯曲的角度和弯心直径对试件厚度或直径的比值区分的 54. 钢材塑性的评价指标：伸长率和冷弯性 ，其中伸长率反映的是钢材在均匀变形条件的条件下的塑性变形

27、能力， 冷弯性反应了钢材内部是否均匀，是否存在内应力，裂纹等。工程中还常用冷弯实验检测工程质量。 55. 土木工程中热轧光圆钢筋用 HPB+屈服强度特征，热轧带肋钢筋用 HRP+屈服强度标准值表示； 56. 低碳钢的拉伸的应力 - 应变曲线，从受力至拉断经历的阶段及每个阶段的特点 1) 弹性阶段( OA段)：此阶段只产生弹性变形。 AB段应力与应变成正比。 p 是弹性极限。 2) 屈服阶段 (AB 段) ：当应力超过弹性极限后继 续加载，应变会很快地增加，而应力先是下降， 然后做微小的波动，在曲线上出现接近水平线的 小锯齿形线段。这种应力基本保持不变，而应变 显著增加的现象，成为屈服。 s 屈

28、服极限或屈服 强度 3) 强化阶段( BC段)：过了屈服阶段后，材料又 恢复了抵抗变形的能力，要使它继续变形必须增 加拉力，这种现象称为材料的强化。 b 是强化阶 段的最高点 C 所对的应力，是材料所能承受的最 大应力，成为强度极限或抗拉强度 4) 颈缩阶段( CD)：当应力达到抗拉强度时，钢 材内部结构遭到严重破坏，试件从薄弱处产生颈 缩及迅速伸长变形至断裂，此种现象成为颈缩。 在颈缩阶段，由于试件界面迅速减小，刚才承载 能力急剧下降 。 57. 硬钢的强度按条件屈服点取值； 58. 将冷加工处理后的钢筋， 在常温下存放 15-20d ，或加热至 100-200 摄氏度后 2h 左右，其屈服

29、强度、 抗拉强度、 硬度进一步提高，同时塑性（伸长率）和冲击韧性逐渐降低这一过程称为时效处理，前者称为自然时效，后者 称为人工时效 59. 钢材强度越高焊接性能越差； 60. 合金钢：高合金钢，中合金钢，低合金钢 , 合金钢的牌号只有 Q+屈服强度数值 +质量等级三部分组成，质量等级 分五级；低合金钢适用于大跨度结构，高层建筑和桥梁工程； 61. 钢材的有益元素 a）硅：当硅的含量不大于 1%时可 提高钢的强度，疲劳极限，耐腐蚀性和抗氧化性，而且 对钢的塑形及韧性无 明显影响 ，当含量大于 1%时会是钢变脆，耐腐蚀性和可焊接性降低。 b）锰： 脱氧去硫，能消除钢的热脆性 ，改善热加工性。 Mn

30、可提高钢的强度和硬度 ，当 Mn的含量较高时，可焊 性显著降低。 c）碳：当含碳量小于 0.8%时含碳量的增加，钢的 强度和硬度增大，塑性和韧性降低 ；当含碳量超过 1.0%时， 钢材的强度反而降低； 随着 C 含量的增加刚的焊接性能变差，冷脆性和时效敏感性增大，耐腐蚀性降低。 有害元素 a）磷：提高钢材的耐磨性和强度， 但塑性降低、韧性显著下降。冷脆性显著，对承受冲击和在低温下使用的 钢材有害。同时钢材的可焊接性下降。 b）硫：硫的存在 增大了材料的热脆性降低了钢的可焊接性，冲击韧性、疲劳强度、可焊性和抗腐蚀性。 c）氧：使 塑性和韧性降低，使钢的热脆性增加 d）氮：使塑性和韧性降低，冷脆性

31、和时效敏感性增加； 混凝土： 62. 和易性是指混凝土拌合物易于施工操作，并能获得质量均匀、成型密实的混凝土的性能。混凝土的拌合物的和 易性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 ；是指拌合物在本身自重 或施工机械振捣的作用下，能产生流动并且均匀密实的填满模板的性能。 黏聚性 ；是指混凝土拌合物在施工过 程中其组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层和离析的现象。 保水性 是指混凝土拌合物在施工过程中， 具有一定的保水能力，不致产生严重泌水现象。测定混凝土拌合物和易性的方法：坍落度法或维勃稠度法。 63. 相同条件下碎石混凝和易性比卵石混凝土和异性差； 64.

32、 影响混凝土和易性的因素；水泥浆沙率骨料的品种水泥和外加剂温度和时间 65. 混凝土配合比设计的基本要求 :设计混凝土配合比的任务，就是要根据原材料的技术性能及施工条件 , 合理选择 原材料 , 并确定出能满足工程所要求的技术经济指标的各项组成材料的用量. （1）满足混凝土结构设计的强度等 级（ 2）满足施工所要求的混凝土拌合物的和易性（3）满足混凝土结构设计中耐久性要求指标 （如抗冻等级和抗 侵蚀性等 ） （4）节约水泥，降低混凝土成本。 混凝土配合比设计步骤： 换算材料：把带有水分的材料换为干燥的材料，把理论用水量化为实际用水量 确定配置强度：配置强度 =理论强度 +1.645 的取值 :

33、 混凝土强度等级 C50 标准差 4 5 6 确定水灰比： 水灰比 =（A* 水泥实测强度） /（配置强度 +A*B* 水泥实测强度） 注：使用碎石时 A=0.46 ，B=0.07 ； 使用卵石是 A=0.48,B=0.33; 水灰比要与表 4-28 比较超过最大值时取表中数值 运用表 4-29 由塌落度和卵石最大粒径求出用水量 （注： 混凝土粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1 4，同时不得大于钢筋间最小净距的34。对于混凝土实心板，可允许采用最大粒径达13 板厚的骨料，但最大 粒径不得超过 50mm。） 由用水量和水灰比查求得水泥用量 由最大粒径和水灰比查表 4-30 求出沙率 注

34、:沙率取给定范围中间值 由重量法求解：水泥 +沙+水 +石子 =表观密度 沙 /（沙+石子） =沙率 联立 66. 混凝土材料的组成主要是水泥、水、砂和石所组成。有时还常加入适量的掺合料和外加剂。作用：水泥和水形 成水泥浆，水泥浆包裹在集料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起着润滑作用，赋予混凝土拌合物一定的 和易性，便于施工；水泥浆硬化后起胶结作用，将集料胶结成为一个坚实的整体；粗细集料一般不与水泥发生 化学反应，其作用是构成混凝土骨架 ,并对水泥石的收缩变形起一定的抑制作用 . 为了改善混凝土的某些性能能 还常加入适量的外加剂和掺合料 , 他们在混凝土硬化前能建筑改善拌合物的和易性 67.

35、 对混凝土用砂，为保证其空隙率和总表面积均较小，从而达到容易获得密实的混凝土并节约水泥的目的，应同 时考虑砂的颗粒级配和粗细程度（混凝土用砂采用连续级配不易产生离析现象，但是用水泥量增加） 68. 根据国家标准的规定 , 将混凝土拌合物制作成边长为 150mm的立方体试件， 在标准条件 （温度 20 2，相对 湿度 95以上）下养护或在温度为 20 2的不流动的 Ca（OH） 2饱和溶液中养护到 28d 测得的抗压强度值为 混凝土立方体试件抗压强度 69. 水灰比对流动性的影响 : 在水泥用量不变的情况下 , 水灰比愈小 , 水泥浆愈稠 , 拌合物的流动性便愈小 , 粘聚性较 好（在调节流动性

36、时 , 为了不降低混凝土的强度和耐久性 , 应该保持水灰比不变的条件下用调整水泥浆量的办法 调节流动性） ；水灰比对强度的影响 :在一定范围内 , 水泥标号及其他条件相同的情况下 ,水灰比越大 , 混凝土强 度越低（但若水灰比过小，水泥浆过于干稠，在一定振捣条件下，混凝土无法振实而出现较多的孔洞，强度反 而降低） 鲍罗米公式 :f cu=Afce（C/W-B） 70. 影响混凝土抗压强度的主要因素有： （ 1）水泥强度等级和水灰比。水泥强度等级越高，混凝土强度越高；在能 保证密实成型的前提下，水灰比越小强度越高。 （ 2）骨料品种、粒径、级配、杂质等。采用粒径较大、级配较 好且干净的碎石（表面

37、粗糙）和砂时，可降低水灰比，提高界面粘结强度，因而混凝土的强度高。（ 3）养护温 度、湿度。温度、湿度对混凝土强度的影响是通过影响水泥的水化凝结硬化来实现的。温度适宜、湿度较高时， 强度发展快，反之，不利于混凝土强度的增长。 （ 4）龄期。养护时间越长，水化越彻底，孔隙率越小，混凝土 强度越高。（5）施工方法。主要指搅拌、振捣成型工艺。机械搅拌和振捣密实作用强烈时混凝土强度较高。 71. 提高混凝土强度的措施： 1. 选用高强度等级水泥或早强型水泥。在配合比不变的条件下，选用高强度水泥有利 于提高混凝土 28 天强度，选用早强型水泥可提高混凝土的早期强度，这对于在确保工程质量的前提下加快工程

38、进度有十分重要的意义。 2. 采用低水灰比和浆集比。 为提高混凝土的强度， 通常采用低水灰比既能降低浆集比， 减薄水泥浆层厚度，可以充分发挥集料的骨架作用，也有利于提高混凝土的强度。3. 施工时采用机械搅拌和机 械振捣。 4. 采用湿热处理养护混凝土。蒸汽养护：浇筑好的混凝土构件经1 3 小时预养后放在近 100的常压 蒸汽中进行养护， 以加速水泥水化过程， 经过约 16小时左右， 其强度可达正常养护条件下养护 28天强度的 70 80%。用普通水泥或硅酸盐水泥配制的混凝土养护温度不宜太高，时间不宜太长，且养护温度不宜超过80，恒 温养护时间 58 小时为宜。 5.使用混凝土外加剂。混凝土掺入

39、早强剂，可显著提高其早期强度，掺减水剂尤其 高效减水剂，通过大幅度减少拌和水量，可使混凝土获得很高的 28 天强度，提高混凝土的耐久性。 6.采用级配 良好且干净的砂和碎石。高强混凝土宜采用最大粒径较小的石子 72. 非荷载作用下的变形：化学收缩、干湿变形、温度变形 73. 混凝土配合比设计的三个参数 :单位用水量 , 砂率,水灰比 74. 减水剂：指在混凝土和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合用水量、提高混凝土强度；或在和易性及强度 不变条件下，节约水泥用量的外加剂。 作用机理：减水剂是一种表面活性剂，其分子由亲水基团和憎水基团两 个部分组成，它加入水溶液中后，其分子中的亲水基团指向溶液，

40、憎水基团指向空气、固体或非极性液体并作 定向排列，形成定向吸附膜，降低水的表面张力和二相间的界面张力。水泥加水后，由于水泥颗粒间分子凝聚 力等因素，形成絮凝结构。当水泥浆体中加入减水剂后，其憎水基团定向吸附于水泥质点表面，亲水基团指向 水溶液，在水泥颗粒表面形成单分子或多分子吸附膜，并使之带有相同的电荷，在静电斥力作用下，使絮凝结 构解体，被束缚在絮凝结构中的游离水释放出来，由于减水剂分子吸附产生的分散作用，使混凝土的流动性显 著增加。减水剂还使水泥颗粒表面的溶剂化层增厚，在水泥颗粒间起到润滑作用。 引气剂：能再搅拌混凝土时 引入大量均匀稳定封闭气泡从而提高保水性和黏聚性，改善拌合物的和易性提

41、高抗冻性。加入外加剂后混凝土 的抗压力整体减少但是抗折能力增加； 75. 使用减水剂的技术经济意义： 1） 在保持用水量不变的情况下，可使混凝土拌合物的坍落度增大； 2）在保持坍落度不变的情况下，可使混凝土的用水量减少，抗压强度提高。 3）在保持坍落度和混凝土抗压强度不变的情况下，可节约水泥。 4）由于混凝土的用水量减少，泌水和骨料离析现象得到改善， 可大大提高混凝土的抗渗性 ，一般混凝土 的渗水性可降低。 5）可减慢水泥水化初期的水化放热速度，有利于减小大体积混凝土的温度应力，减少开裂现象。 76. 砂浆强度的影响因素：不吸水基层材料：水泥的强度和水灰比；吸水基体材料：水泥的强度等级和水泥的

42、用量 77. 抹面砂浆和建筑砂浆相比主要技术要求是和易性而不是强度； 78. 建筑砂浆中使用石灰的目的：改善砂浆的和易性和节约水泥用量 79. 新拌砂浆的和易性， 是指砂浆易于施工并能保证其质量的综合性能， 包括流动性和和保水性两方面做综合评定。 流动性 ：砂浆的流动性也叫稠度，是指在自重或外力的作用下流动的性能，用 沉入度表示 ，沉入度越大，流动 性越好。流动性过大，砂浆容易分层、析水；流动性过小，不方便于施工操作，灰缝不宜填充密实，将会降低 砌体的强度（ 2）保水性 ：砂浆能够保持水分的能力，称为保水性。保水性反映的是砂浆中各组分不易分离的性 质。保水性不良的砂浆在存放、运输和施工过程中容

43、易产生离析或泌水现象， 用保水率表示（砂浆保水性改善 可选用粉煤灰） ； 80. 砂浆试件尺寸 70.7 70.7 70.7是测试抗压强度， 40 40 160 是为了测试抗折强度； 81. 改善和易性的措施：当混凝土流动性小于设计要求时，为了保证混凝土的强度合耐久性，不能单独加水，必须 保持水灰比不变，增加水泥浆用量。当坍落度大于设计要求时，可在保持砂率不变的前提下，增加砂石用量。 选择合理的浆集比。改善集料级配，既可增加混凝土流动性，也能改善粘聚性和保水性。掺减水剂或引气剂， 是改善混凝土和易性的有效措施。尽可能选用最优砂率。当粘聚性不足时可适当增加砂率。 82. 混凝土的强度等级：混凝土

44、的强度等级是按混凝土立方体抗压强度标准值划分的十二个等级，即C7.5 、C10、 C15、C20 C60。（其中混凝土立方体抗压标准强度是指按标准方法制作和养护边长为 150mm的立方体试件， 在 28d 龄期按标准试验方法测得的强度总体分布中有不低于95保证率的抗压强度值，用 f cu,k 表示） 83. 碱骨料反应 是指混凝土中的碱与活性氧化硅发生反应，反应产物吸水膨胀或反应导致骨料膨胀，造成混凝土 开裂破坏的现象。反应条件： 1）混凝土中含有过量的碱 2）活性氧化硅总量比例大于 1% 3 ）潮湿环境；防止 措施：严格控制混凝土中碱含量和活性氧化硅的含量，在水泥中掺入火山灰质混合材料，在混

45、凝土中掺入引气 剂或引气减水剂 84. 为什么要限制砂、石中活性氧化硅的含量，它对混凝土的性质有什么不利作用？混凝土用砂、石必须限制其中 活性氧化硅的含量，因为砂、石中的活性氧化硅会与水泥或混凝土中的碱产生碱骨料反应而产生很大的体积膨 胀将硬化混凝土的水泥石与骨料界面胀裂，使混凝土的强度、耐久性等下降。碱骨料反应往往需几年、甚至十 几年以上才表现出来。故需限制砂、石中的活性氧化硅的含量。 85. 混凝土的 耐久性 1. 定义：混凝土具有在使用条件下抵抗周围环境条件各种因素长期作用的能力。 2. 分类：抗冻性、抗渗性、抗碳化、抗腐蚀。 3. 提高混凝土耐久性的措施； 1）根据混凝土所处的环境条件

46、和工程特点选则合理的水泥品种 2）严格控制水灰比，保证足够的水泥用量 3）选用杂质少，级配良好的粗，细骨料，并尽量采用合理砂率 4）掺引气剂，减水剂等外加剂，可减少水灰比，改善混凝土内部的孔隙构造，提高混凝土的耐久性 5）在混凝土施工中，应搅拌均匀，振捣密实，加强养护，增加混凝土的密实度，提高混凝土的质量。 84. 能使混合拌合物获得最大的流动性且能保持黏聚性及保水性能良好的砂率称为合理砂率。经济技术效果：在用 水量和水泥用量一定的情况下， 合理砂率能使混凝土拌合物获得最大的流动性且能保持粘聚性及保水性能良好， 在保持混凝土拌合物坍落度基本相同的情况下且能保持粘聚性及保水性良好， 合理砂率能使

47、水泥浆的数量减少 从而节约水泥用量。 85. 砂石颗粒级配：是砂和石子大小颗粒的搭配情况 86. 混凝土施工规范中规定了最大水灰比和最小水泥用量，是为了保证耐久性 87. 配制混凝土用砂的要求是尽量采用空隙率和总表面积均较小 88. 外加剂的选用： a）高强混凝土、夏季大体积混凝土、负温施工混凝土、抗冻融混凝土的外加剂分别为萘系减水剂、木钙减水剂、 早强剂、引气剂 b）大体积混凝土常用外加剂是缓凝剂 c）混凝土冬季施工时，可加的外加剂是早强剂 d）混凝土夏季施工时，可加的外加剂是缓凝剂 e）大体积混凝土工程施工中适宜采用的外加剂是缓凝剂 f）要提高砼的抗冻性和抗渗性，应加入减水剂或引气剂 88

48、. 混凝土抗压强度是抗拉强度的 10到 20倍； 89. 为什么不宜用高强度等级水泥配置低强度等级的混凝土？也不宜用低强度等级水泥配置高强度的混凝土？采 用高强度等级水泥配置低强度等级混凝土时，只需少量水泥或较大的水灰比就可满足强度要求，但却满足不了 施工要求的良好的和易性，使施工困难，并且硬化后的耐久性较差。因而不宜用高强度等级水泥配置低强度等 级的混凝土。用低强度等级水泥配置高强度等级的混凝土时，一是很难达到要求的强度，二是需采用很小的水 灰比或者水泥用量很大，因而硬化后的混凝土干缩变形和徐变变形大，对混凝土结构不利，易于干裂。同时由 于水泥用量大，水化放热也大，对大体积或较大体积的工程也极为不利。此外经济上也不合理。所以不宜用低 强度等级水泥配置高强度等级的混凝土 90. 测量混凝土弹性模量时标准尺寸： 150 150 300 91. 混凝土 28 天强度计算： ?2?8 = ?28? 28 ? 砌块： 92. 烧结普通砖的尺寸是： 240 115 53砌筑 1?3的体积需要 512块砖； 93. 烧结普通砖（属于脆性材料）主要应用于墙体，砌筑柱，拱，烟囱，基础； 94. 烧结普通砖优等品不允许出现泛霜，一等品不允许出现中等泛霜