土木工程材料总复习

1、第一章，材料的基本性质，土木工程材料的物理性质，基本性质、密度、气孔率、湿含量、热学性质、声学性质、材料的耐久性能及其测试，耐水性、耐冻性、耐腐蚀性、影响材料耐久性的因素，材料在使用中被破坏的原因有两个：内因，材料本身的内部要素：材料内部不稳定的化学成分，如Ca(OH)2 外因、材料工作环境因素：物理作用：光、热、雨水、风等化学作用：酸、碱、盐、水等生物作用：细菌、昆虫等工程材料的力学性质，力学概念载荷(轴向载荷、剪切载荷)应力和应变应力曲线材料的力学性能及其测定强度和比强度脆性、韧性硬度和耐磨耗分析了材料气孔率和气孔特性对材料强度、耐浸性和吸湿性、传热性的影响。 比如，新建的房子保温性差，冬

2、天为什么会进一步增加？新房的墙壁含水率很高。 同样的材料，含水率增加，热传导率也增加了。 因为水的热传导率远远大于空气。 水结冰时，热传导率会进一步提高，冰的热传导率会比水高。 材料的组成和性能的关系土木工程材料的组成不同，其性能完全不同。 例如，生石膏CaSO42H2O与熟石膏CaSO40.5H2O的差异在于所含H2O的数量不同，因此后者具有水合活性，而没有前者的纯铁强度不高而柔软，钢强韧，生铁硬， 其主要原因是c含量的微小差异的聚氯乙烯树脂CH2 chcln和聚乙烯醇CH2 chohn，由于组成上前者的大分子链含有cl离子，后者含有oh离子，所以后者是水溶性的，前者不是如此。 等等。 材料

3、物质相化合物或元素物质相组成：固相、液相、气相化学组成：化合物、元素矿物组成和化学组成的关系化学组成相同，其矿物组成不一定是不同的矿物相，其化学组成有可能是相同的矿物组成， 其化学组成与相同材料组成和性能的关系材料组成的微小差异可能引起材料性能根本改变的材料中的物质相含量的变化，导致材料的结构材料中包含的各物质相(固、液、气)的形态、尺寸， 堆积方式和分布情况根据构成各物质相的质点的堆积方式和分布情况分辨率的大小，材料结构分为宏观、微观和微观三个层次，材料的结构取决于其组成和制造技术及其条件(温度、压力等)，相同组成的材料可以具有不同的结构，相同结构的材料可以具有不同的组成复习大纲、无机非金属

4、材料、金属材料、高分子材料、复合材料的组成、结构和性能特征，及其相互关系。 材料力学性能的基本概念、试验方法、评价指标和相关标准。 材料耐久性的基本概念、试验方法、评价指标和相关标准。 气孔率和气孔特性对材料性能的影响及其原理。 根据工程应用要求，正确选择材料的方法。 第二章，凝胶化材料，基本知识：硅酸盐水泥的组成、技术性质、应用和储藏知识水泥膏体在侵蚀性介质下的腐蚀及其防止措施水泥石的结构活性混合材料的组成、性质及作用普通硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、炉渣硅酸盐水泥和高铝水泥等基本技能：正确地应用气硬性凝胶化材料的水泥的主要技术性质进行测试，正确地选择各种水泥。 基本概念：什么是凝胶化材料？

5、 定义：经过一系列的物理、化学作用，从浆液变成硬固体，可以将分散粒、薄片、块状材料膏一体化的物质。特征：严格意义上，凝胶化材料可以是应指浆体的常温下凝固硬化的固体； 具有较强的粘合能力，具有一定的使用性能。 气硬性和水硬性凝胶化材料的特点，气硬性凝胶化材料只能在空气中硬化，而不能在空气中维持和发展其强度：在干燥状态下，其硬化体具有较好的性能！ 水硬性凝胶化材料不仅在空气中，而且能在水中更好地硬化，维持并发展其强度。 重要：在干燥或湿润状态下，其硬化体具有很好的性能！ 石膏、性质石膏是气硬性凝胶材料，建筑石膏的主要成分是半水石膏CaSO40.5H2O； 生产方法建筑石膏可以用天然二水石膏或化学石

6、膏在120180C干燥下脱水制造的冷凝固化机理“溶解沉淀”的理论是：半水石膏溶解于水中，二水石膏结晶化，结晶生长，相互交错，连续生成，构成结晶网络结构硬化，性能浆液需要水量大， 冷凝硬化快，冷凝时有微膨胀，外观密度小，气孔率大，强度低，耐水和抗冻性差，吸水和吸湿容易，热传导率低，隔热和吸音性好，耐火，对人体和环境无害。 适用各种板材、油漆灰浆、雕刻等。 例题，把石膏涂在内壁上有什么优点a :白色纤细：硬化的微膨胀，可以单独使用，不易破裂的气孔率高，可以调节室内湿度，防火性强。 石灰、建筑石灰的特性：外观密度小的浆液可塑性很好地硬化后强度低耐水性差的浆液硬化中容易破裂的石灰的危害和水反应慢，石灰

7、硬化后会发生水反应和体积膨胀引起破裂。 化学组成：主要成分： CaO(=C )、SiO2(=S )、Al2O3(=A )、Fe2O3(=F )少量杂质： MgO、K2O、Na2O、SO3、P2O5等。 矿物组成：硅酸盐水泥熟料主要有四种矿物，硅酸盐水泥熟料的组成，需要学习和掌握的内容，化学过程水泥熟料矿物的水合反应石膏的作用物理过程水泥浆的凝固硬化水泥浆的组成和结构水泥浆的凝固硬化的影响因素，石膏的作用，水泥浆的胡调节水泥的凝结时间。 导致钙钒石和单硫型硫代铝酸钙水合物的形成。 (1)水泥矿物组成(2)水泥细度(3)养护条件(温度、湿度)和时间(4)搅拌用水量(5)水泥中的混合材料(6)水泥外

8、添加剂、水泥凝固硬化的主要影响因素，C3S、C3A含量多，凝固硬化快，反之亦然。 混合材料后，熟料减少，凝固硬化速度慢。 一些化合物能促进水泥浆的凝聚或缓凝。 细度越小，水合反应越快，凝结硬化越快。 灰白比越大，浆液中填充的空隙越多，凝固硬化速度越慢。 提高温度，加快水泥的凝固硬化，保持充分的水分有利于水泥的凝固硬化，硅酸盐水泥应满足哪些技术性质，用水凝结密度和堆积密度的细度标准粘度的时间的体积稳定性强度水热不溶物和烧失量的碱含量，耐腐蚀性软水侵蚀盐酸系腐蚀强碱腐蚀防腐措施， 影响水泥石的强度，灰灰灰比越大，气孔率越大，强度越低的水泥组成：熟料矿物，混合材料养护条件：温度、湿度、龄期水泥细度：

9、水泥粒子越细，强度的发展越快，活性混合材料水泥的共性，密度越小，2.703初期的强度越低养生温湿度敏感，适合蒸汽养护。 水热小。 耐腐蚀性好。 抗冻性、耐磨性比不上硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。 活性混合料水泥特性，矿渣水泥：保水性差，泌水性大，干燥收缩大，耐热性高。 火山灰水泥：吸水容易，反应容易，结构致密，耐浸性和耐水性好，体积收缩大，耐硫酸盐能力低。 粉煤灰水泥：吸水力弱，需水量低，干缩性小，结构致密，耐裂性好。 复合水泥：因混合材料的种类而异。其他水泥、道路水泥、C4AF含量高、抗弯强度和耐磨性好的白色水泥、铁相含量低、外观为白色的速硬水泥、C3A和C3S含量高、凝结硬化快、快强中、低热

10、水泥、C3A和C3S含量低、水热小的抗C3A和C3S含量低，抗蚀系数大膨胀，自应力水泥，生产可体积膨胀水合物的高铝水泥，熟料矿物主要为铝酸钙、速硬、高温等。 高铝水泥的特点和应用，1 .耐高温性能好，制备耐高温混凝土和砂浆2 .耐硫酸盐腐蚀性能好，适用于有耐硫酸盐侵蚀要求的工程3 .耐碱性差，不能用于接触碱溶液的工程4 .水热大，适合冬天施工，大体积混凝土6 .高铝水泥有强度收缩的现象，用于工程时，必须以最低稳定强度进行设计。 记住第三章、混凝土、基本概念的混凝土是胶凝材料(水泥)用各种粗、细颗粒状骨料粘结而成的颗粒沉积材料。 了解混凝土中各组材料的要求和作用了解混凝土的各种性质及其影响因素掌

11、握混凝土的配合比设计方法和质量控制措施的各种混凝土应用技术。 普通混凝土由水泥、砂、石和水组成，为了改善性能，可以添加化学添加剂和矿物配合材料的砂石构成混凝土骨架，传递应力，限制变形的水泥和水形成水泥浆，赋予新的混凝土流动性硬化后将骨料粒子膏一体化的混凝土微细结构是由骨料相、水泥石相和界面迁移区相组成的复杂结构的特征是，多物质相、多孔性的堆积体复杂且不固定，变化的混凝土的理想结构均匀，有密集的堆积体，混凝土中的骨料的基本要求是， 具有良好的粒子倾斜，堆积空隙率小，粒子的总比表面积小，减少水泥浆的使用量时骨料粒子的表面很干净，确保水泥浆和良好粘结力的有害杂质少，确保了不应该含有影响水泥凝固硬化和

12、后期混凝土耐久性的成分的骨架和传递力表面的特征和形状对混凝土的性能有什么影响？ 表面粗糙度和针状粒子需要水泥浆，影响混凝土的成本。 影响新混凝土的和易性，表面光滑，等径粒子容易流动，粗糙，针状粒子难以流动。 影响混凝土中界面区的结合力，粗面骨料和水泥浆的界面结合力很大。 影响混凝土强度骨料表面越粗，与水泥浆的接触面越大，混凝土强度高的针状骨料，混凝土强度比圆形骨料低的大粒径骨料，混凝土强度比小粒径骨料低，并具有新混混凝土的性能， 易性流动性粘聚合性分离和泌水崩解度损失塑性收缩凝缩时间的水热和温度、易性是综合评价混凝土混炼物的施工性能的指标，包括流动性、粘聚合性、保水性。 和易性用坡度和维氏度的

13、定量指标，辅助粘着性和保水性的定性观察，进行综合评价。 和易性影响灌水后混凝土的均匀致密性，影响硬化后的混凝土性能。和易性受以下因素的影响：水泥品种、细度和水泥用量和灰比骨料(粒子特征、粒径和倾斜、砂率等)外添剂搅拌的方式和时间，合理的砂率选择原则；1 )粗骨料的Dmax大、倾斜好的情况下，可以选择小砂率；2 )砂的纤维砂的总表面积大，可以选择小的砂率3 )灰灰比小，水泥浆浓厚时，可以选择小的砂率4 )流动性要求大时，必须采用大的砂率5 )配合排气剂和减水剂时，可以适当地减小砂率，化学种类：由有机质和无机质外添剂有机质表面活性物质组成的无机质电解质盐类化合物，根据功能，调节减水剂、泵剂、气体导

14、入剂等的改善和易凝缩时间：速凝剂、缓凝剂、早强剂等塑性收缩的减少：减量剂、膨胀剂等耐久性的提高：排气剂、防锈剂、防水剂等其他：不减水剂的技术经济效果是，在不改变使用水量的情况下，在保持使混练物的崩溃度增大100200mm的坍缩度的同时，使用水量减少10%，抗压强度增加了15%保持一定的坍缩度和强度，这样可以节约10%水泥，混凝土的透水性降低40% 矿物添加剂(配合材料)问题？ 为什么混凝土使用矿物添加剂和混合料？为了代替水泥，水泥替代材料改善了混凝土的微细结构，特别是界面过渡区的结构改善了混凝土的性能，特别是耐久性保护了生态环境，节约了资源和能量，负荷引起的变形， 单轴压迫时的应力应变行为混凝

15、土的弹性模量和组成关系也称为混凝土弹性模量的主要影响因素的弹性模量和抗压强度的关系，2、混凝土在非负荷下变形，干缩在自收缩温度下变形，骨料和水泥石为弹性体，混凝土为弹塑性体发生弹性变形和塑性变形的混凝土的弹性模量不一定，在工程应用中，一般以分割线弹性模量为设计依据，其大小取决于水泥石和骨料的弹性模量及其相对含量，以及界面状况的干燥状态下，混凝土内部的水损失，混凝土的组成、构件的几何尺寸和形状在与引起与环境条件等相关的干燥收缩变形的外界隔绝的条件下，混凝土内部因水泥的水合而自干燥，产生整体的自收缩变形的负荷长期作用时，混凝土随时间的经过而变形，在干燥后逐渐变大的约束条件下强度是混凝土的重要性能指

16、标，与混凝土其他性能有密切关系的混凝土强度主要是抗压和拉伸强度，两者之间没有直接关系的抗压强度用单轴抗压试验直接测定， 拉伸强度一般用开裂和四点弯曲试验间接测定和评价混凝土强度的主要影响因素比较复杂，主要有构成材料的性能和配合量三个方面的成形技术和养护条件的试验片和试验参数(影响试验值) 获得指定强度的技术途径：原材料的选择配比设计了成形技术和养护制度，3、混凝土强度的影响因素，混凝土强度fc随年龄和养护而增加，主要有三个影响因素：构成材料的特性和配比(内在因素)浇水和养护条件(温湿度、时间)生产技术和条件，此外，强度试验参数还达到试验值分析和掌握的思路：材料强度及其组成、结构密切相关的组成影

17、响因素：水泥、骨料和水及其特性和配合量、结构影响因素：组成材料及其分布、生产技术和条件、灌溉和养护制度等。 第六章，钢材，1，钢材的基本知识：钢铁和钢的概念。 钢的分类。 钢的冶炼、脱氧和对钢质量的影响。2、钢材的主要技术性质：力学性质、技术性能。 3、钢材的结晶组织、化学成分和钢性能的影响： 4、钢材的冷加工和热处理：钢材的加工强化和时效处理钢材的热处理。 5、建筑钢材的技术标准和选择：碳钢、低合金结构钢筋混凝土结构用钢筋和钢丝。 6、建筑钢材防锈：钢材防锈的要点，钢中的结晶组织和性能，铁素体碳溶于Fe的固溶体。 Fe为体心结构，孔小，溶解碳量低，具有良好的塑性和韧性，强度和硬度低。 渗碳体铁和碳的化合物Fe3C的碳含量高，为6.69，因此性质硬，塑性和韧性几乎为零，硬度高。 珠光体和渗碳体的混合物在两者之间存在于同一结晶中，碳量为0.77，其性质在两者之间。 奥氏体碳溶解于Fe的固溶体存在于7270C以上，碳含量为0.772.11，强度和硬度不高，塑性好，钢材在高温下进行热加