土木工程材料(考试复习资料)

1、第一章1、土木工程材料的分类无机材料(金属材料、无机非金属材料,有机材料(植物材料、沥青材料、高聚物材料,复合材料(无机非金属材料、金属无机非金属材料、有机无机非金属材料2、几种密度(1密度:材料在绝对密实状态下,单位实体体积的干质量(2表观密度:材料单位表现体积(闭口+实体的干质量(3毛体积密度:材料单位毛体积(闭口+开口+实体的干质量上述三种密度的区别:m为材料的烘干质量,测定的体积不同,分别为实体体积,表团体积,毛体积(1表干密度:在规定的条件下,材料单位毛体积(包括材料实体+闭口空隙+开口空隙的体积的饱和面干质量(2堆积密度:散粒状材料单位堆积体积(实体+闭口空隙+开口空隙+间隙的质量

2、3、体积的测试方法实体体积李氏比重瓶法(粉末表观体积(实体+闭口排水法(水中重法毛体积(实体+闭口+开口规则试件:计算法;不规则试件:饱和排水法堆积体积(实际+闭口+开口+间隙密度桶法4、土木工程材料的技术标准(国家标准,行业标准第二章1、钢材的分类:按化学成分(碳素钢、合金钢;按钢在熔炼过程中脱氧程度不同分类(沸腾钢F、镇静钢Z、半镇静钢b、特殊镇静钢TZ;按主要质量等级分(普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢2、钢材主要物理力学性质抗拉性能:(屈服强度、抗拉强度、伸长率课本P20冷弯性能:钢材在常温下进行的加工,常见的冷加工方式有:冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕;钢材净冷加工产生塑性形变,

3、从而提高其屈服强度,这一过程称为冷加工强化处理。但其塑性变形降低。4、时效:将经过冷拉的钢筋于常温下存放1520d,或加热到100200度并经过一段时间,这个过程称为时效处理,前者称为自然时效,后者称为人工时效。钢筋冷拉以后再经过时效处理,其屈服点进一步提高,塑性继续有所降低。因时效导致钢材性能改变的程度称为时效敏感性。5、符号含义:Q235AF,表示屈服强度为235MPa,A级沸腾钢第三章1、石料:主要指可以加工成一定规则形状的,并可以直接用于各种土木工程建筑的块石,亦称为石材;物理常数(密度、毛体积密度、孔隙率;吸水性(吸水率、饱和吸水率;耐候性(抗冻性、坚固性2、集料的分类:集料包括岩石

4、天然风化而成的砾石(卵石和砂,以及岩石经过机械和人工扎制而成的各种尺寸的碎石和砂。随着土木工程材料的发展,集料亦包括工业冶金矿渣3、根据集料在各种工程混合料中的不同作用,可将集料划分为粗集料和细集料,粗集料粒径大于4.75mm,细集料粒径小于2.36mm。5、例题31、32、336、矿物混合料的级配类型:连续级配、间断级配7、矿质混合料的级配理论:富勒理论(最大密度曲线、泰波理论(最大密度曲线n幂公式8、矿质混合料的组成设计方法:数解法、图解法第四章1、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化,也只能再空气中保持和发展其强度。水硬性胶凝材料既能在空气中也能在水中硬化、保持并发展其强度2、石灰的生产、分类

5、和硬化分类:气硬性(工程常用、水硬性生产:将主要成分为碳酸钙的天然岩石,在适当温度下进行煅烧,放出二氧化碳,得到以氧化钙为主要成分的生石灰熟化:块状生石灰在使用前一般都需要加水消解,这一过程称为消解化熟化硬化:结晶作用、碳化作用3、水泥分类:硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰矿质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥4、水泥的组成材料:(1硅酸盐水泥熟料:硅酸三钙(含量最大,提供早期抗压强度,硅酸二钙(含量次之,强度早期低,后期高,铝酸三钙(水化速度最快,铁铝酸四钙(抗压强度低,有利于抗折;(2石膏;(3混合材料5、水泥的物理力学性质(1细度:水泥颗粒的粗细程度(比表面积

6、法、筛析法(2标准稠度用水量(采用标准法维卡仪测定(3凝结时间:水泥加水拌合起至水泥浆失去可塑性所需的时间(维卡仪(4安定性:指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性(5强度:水泥:标准砂=1:3,水灰比0.5的配合比,制成40mm*40mm*160mm棱柱体试件,在标准养护的条件下,测定其达到规定龄期(3d、28d的抗折和抗压强度第五章1、水泥混凝土的分类:按其干表观密度(普通混凝土、轻混凝土、重混凝土;按混凝土抗压强度等级(低强度混凝土<20Mpa、中强度混凝土2060Mpa、高强度混凝土>=60Mpa;按混凝土拌合物测定的坍落度不同(大流动性混凝土、流动性混凝土、塑性混凝土、干

7、硬性混凝土2、水泥混凝土的技术性能主要包括:新拌混凝土的工作性、硬化后的混凝土的力学性能和耐久性(1工作性:指混凝土拌合物易于施工操作(搅拌、运输、浇筑、振捣和表面处理并能获致质量均匀、成型密实的性能。包括:流动性、粘聚性、保水性。测定方法:稠度试验、泌水与压力泌水试验。坍落度:测量通告与坍落后混凝土拌合物高点之间的高差影响因素:内因:水泥特性,集料特性,集浆比(单位混凝土拌合物中,集料绝对体积与水泥浆绝对体积之比,水灰比、砂率;外因:环境条件,时间(2硬化后混凝土的力学性能立方体抗压强度:按照标准的制作方法制成边长为150mm的立方体试件,在标准养护条件下,养护28天龄期,按照标准的测定方法

8、测定器抗压强度值立方体抗压强度值:按照标准方法制作和养护边长为150mm立方体试件,在28d龄期,用标准试验方法测定的抗压强度总体分布中的一个值,强度低于该值的百分率不超过5%(具有95%的保证率的抗压强度。(课本公式55强度等级:混凝土的强度等级是根据立方体抗压强度标准值来确定的影响因素:A原材料的因素,水泥强度和水灰比(课本公式58;集料特性粗集料的强度大小、颗粒形状、表面特征及洁净程度、最大粒径和砂的粒径级配与出席程度B养护条件:养护湿度、养护温度、龄期C试验条件对混凝土强度的影响(3耐久性:主要是指混凝土的抗渗性、抗冻性、抗化学腐蚀性、耐磨性以及碱集料反应等技术性质4、普通混凝土的组成

9、材料包括:水泥、水、集料以及适量的掺和剂和外加剂5、混凝土配合比设计的基本要求:(1满足结构设计的强度要求(2满足现场施工条件所要求的工作性(3满足工程所处环境和设计规定的耐久性要求(4在满足上述要求的前提下,尽量减少高价材料的用量,降低混凝土生产成本6、水泥混凝土配合比设计的三个参数:水灰比、砂率、用水量7、硬化混凝土的变形特性:(1弹性变形弹性模量(2徐变变形(3温度变形(4干燥收缩变形8、混凝土的耐久性:主要是指混凝土的抗渗性、抗冻性、抗化学腐蚀性、耐磨性以及碱集料反应等技术性质9、建筑砂浆组成材料:水泥、掺加料、细集料、水、外加剂10、烧结砖抗压强度分为MU30、MU25、MU20、M

10、U15、MU10五个强度等级11、无机结合稳定材料定义:在粉碎或原状松散的土(包括各种粗、中、细粒土中,掺入一定量的无机结合料(水泥、石灰、工业废渣等和水,经拌合、压实及养生后打到的具有较高后期强度,整体性和水稳定性较好的一种建筑材料。无机结合料稳定材料俗称为半刚性基层材料。分类:水泥稳定类、石灰稳定类、二灰稳定类水凝稳定类:强度随时间延长而增加,且早起强度高,强度可调节范围较大,水稳定性和抗冻性好;缺点:受温度湿度变化时,应产生裂缝,影响路面面层稳定性,耐磨性较差,不能用作二级和二级以上高级路面的基层石灰稳定类:具有较好的力学性能,和一定的抗冻性,强度初期较低后期较高,水稳定性相对较差,干缩

11、和温缩系数较大,易产生裂缝。适用于各级路面底基层和二级以下路面的基层二灰稳定类:早期强度低,后期与水泥稳定类类似,具有较好的力学性能和板体性,干缩和温缩系数较小,在温度湿度变化时也易开裂,二灰土不能用作高速公路、一级公路沥青路面和水泥混凝土路面的基层,而只能用作底基层12、沥青材料化学组分分析法:三组分和四组分石油沥青的技术性质:粘滞性(针入度、粘度;延性(延度;温度敏感性(高温性能;针入度、软化点、低温性能;脆点;抗老化性、安全性;其他性质针入度指数:是评价沥青技术性质的一个重要指标,与沥青的温度和粘度有这密切的关系。针入度既可以反映沥青的感温性,又可以划分沥青的胶体结构石油沥青的三大指标:

12、针入度、延度、软化点13、沥青混合料类型:沥青混凝土混合料;沥青碎石混合料;沥青马蹄脂碎石混合料分类:按结合料分类:石油沥青混合料和煤沥青混合料按狂聊级配类型:连续级配沥青混合料;间断级配沥青混合料按矿料级配组成及孔隙率大小:密级配、半开级配、开级配沥青混合料按矿料最大粒径划分:特粗、粗粒、中粒、细粒、砂粒按制造工艺:热拌热铺冷拌、再生沥青14、沥青混合料的组成结构:(1悬浮密实结构:细集料较多、粗集料较少、具有较高黏聚力,内摩擦角较小,高温稳定性较差。(2骨架孔隙结构:粗集料所占比例很高,细集料很少,内摩擦角较高,黏聚力较低,高温稳定性好(3密实骨架结构:断去了中间尺寸粒径的集料,不仅具有较高黏聚力密实度和内摩擦角,同时具有较好的高温稳定性。影响因素:沥青黏度、沥青与矿料化学性质的影响(与碱石料的粘附性比酸性石料的强、沥青用量、矿料表面积、级配类型、粒度、表面性质的影响15沥青混合料的技术性质:高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性、施工和易性(1高温稳定性:是指沥青混合料在夏季高温条件下,经车辆荷载长期重复作用后,不产生车辙和波浪等病害性能