土木工程材料（笔记）
csl 2011.3
耐水性——软化系数：系数↑，耐水性↑ 抗渗性——渗透系数，抗渗等级
压拉弯剪 1MPa 1N mm 2
§ 1-2 力学性质 比强度 : f 0 轻质高强的指标
弹塑脆韧性
§ 1-3 耐久性：耐水，抗渗，抗冻，耐候，其他
第二章．无机胶凝材料 :气硬 ,水硬
§ 2-1 气硬性
原料与生产 : CaSO 4 0.5H 2O 高强：晶体粗大结实，比表面积小
CaS04 0.5H 2O 建筑： （与上相反 ） 水化硬化：水化→ CaSO 4.
0.5H 2O
（晶体 ）
一、石膏 凝结硬化 凝结：初、终凝 硬化：快，加缓凝剂，微膨胀 指标：强度，细度，凝结时间 特性：强度低，孔隙率大，隔音保温，防火好 生产 欠火石灰（不能消解）
过火石灰，消解缓慢——陈伏
二、石灰
熟（消）化→ Ca （OH ）2 放热，体积↑
硬化 干燥结晶，析出 Ca （OH ）2 碳化硬化→ CaCO 3
慢，表为 CaCO 3
，内为 Ca
（OH ）2 特性：可塑性，保水性好，强度低，易开裂，耐水性差，吸湿性强 生产 --
湿法，干法
三、水玻璃 模数： SiO 2 与 Na 2O 的分子比 n 硬化→无定形硅酸，缓慢，加促硬剂 （Na 2SiF 6 氟硅
酸钠 ） 特性：粘结力强，强度高，耐热高，不耐碱、水、渗
四、比较 强度：水玻璃 ＞石膏 ＞石灰
硬化速度：石膏 ＞石灰 ＞水玻璃
第一章 . 土木工程材料的基本性质
微观 （晶体、玻璃体、胶体 ）。 结构：宏观，细观， § 1-1 物理性质 一、基本性质：密
度
表观密度 0 堆积密度
孔隙率 P 空隙率 P
相关公式： P
(1 0 )
m 饱 - m
干 P
k
二、与水有关性质
H 2
亲、憎水性——润湿角 吸水性——重量吸水率 吸
湿率——含水率
P (1 0 )
W m ， 体积吸水率 W v
相关公式 : W m
m
H 2O
m 干
m 饱 -m 干
WV
V H 2O
m 饱 -m 干 1
m 干
V 干
H 2
O V
P k
W
m 0
0饱 0干
强度↓， 、孔隙对性能的影响：孔隙↑， 吸水率↑，透气透水性↑
导热系数↓，热容↓， 与抗冻无关
§ 2-2 水硬性
通用水泥：硅酸盐
普通
矿渣
火山灰
粉煤灰 复合
(代号) PI PII
PO PSA PSB
PP
PF PC （混合材料 ） 0 5
5-20
20-50 50-70 20-40 20-40
20-50 (%)
§ 2-3 硅酸盐水泥
熟料：
C aO SiO 2 Al 2O Fe 2O 3
以硅酸钙为主
组成 混合材料 石膏：缓凝剂，不足时会瞬凝 、生产 生产 原料：石灰质、粘土质、校正
过程：两磨一烧 磨原料→煅烧→磨成品
熟料组成：
C 3S
C 2S
C 3A
C 4AF
（硬化速度 ） 快 慢 最快 快 （ 水化
热 ） 多 少 最多 中 （强
度）
早强
晚强
低
低
二、水化、凝结、硬化
C
3
S/C 2S + H 2O → C-S-H + CH （ 晶体 ）
熟料 C 3A + H 2O → C-A-H
C
4
AF + H 2O → C-A-H + C-F-H
ⅰ ） 水化 石膏 （ 缓凝机理 ） CaSO 4 2H 2O + C-A-H → Aft → AFm
凝胶： C-S-H C-F-H
主要产物
晶体： CH C-A-H Aft （ 高硫型水化硫铝酸钙，钙凡石 ） ⅱ ） 凝结、硬化→
水泥石：水化物，未水化颗粒，孔隙，水 ⅲ ）影响硬化因素：熟料组成及细度，水灰比，石膏掺量，温湿度，龄期
三、技术性质
筛析法
ⅰ）细度 ↑,水化反应 ↑硬化 ↑强度
比表面积：单位质量的总表面积 （m 2
/kg ）
初凝≥ 45min, 终凝≤ 6.5h
标准稠度用水量 P （%） —试锥下沉 28 2mm 时的稠度
ⅲ）体积安定性： f-CaO f-MgO 过量石膏——试饼法 42.5（R ） ⅳ）强度等级 C:S:H=1:3:0.5, 试件 40 40 160mm,20 1o
C 三级两型 52.5（R ） ⅴ） 氯离子侵蚀
62.5（R ）
四、防腐、特点、应用 ①高强快硬 , 抗冻耐磨 ②不耐热、蚀，水化热大 § 2-4 掺混合材料的硅酸盐水泥
、混合材料——降成本，改善性能吗，调节强度等级
成分：活性 SiO 2 Al 2O 3 结构：玻璃体 非活性：石英砂，石灰石粉
SiO 2 + Ca(OH) 2 + H 20 → C-S-H
Al 2O 3 + Ca(OH) 2 + H 2O → C-A-H
CaSO 4 2H 2O + C-A-H → Aft
一次水化 :熟料→ CH
二次水化 : 混合材料→发生火山灰反应
三、通用水泥特性、应用、储存运输
ⅱ）凝结时间
）分类
ⅱ） 火山灰反应、二次反应
、大掺量混合材料水化
能使石灰称为水硬性材料
矿渣、火山灰质、粉煤灰
§2-5 其他品种水泥：高铝水泥 （ 铅酸盐 ） 、快硬水泥、膨胀自应力水泥、道路水泥。
第三章 . 水泥混凝土及砂浆
特点
优：造价低，耐久高，可塑性好
§ 3-1 砼
缺：自重大，比强度小，导热系数大，硬化慢
要求 ①强度等级 ②和易性 ③耐久性 ④经济
§ 3-2 砼各组分材料 一、水泥：高对高，低对低
二、水：拌合、养护
有害物：云母、轻物质、有机物、硫、氯盐、泥
（ 块）
细度模数 f (A 2 A
3
A
6) 5A 1
100 A 1
颗粒级配 （ 按 0.6mm 孔 累筛余分三区 ）优选二区 坚固性、碱活性 （ ① 含碱
＞0.6% ② 含活性 SiO 2 ③ 存在 H 2O ） 有害物：有机物、硫
颗粒形状
佳: 球、正方体
差：针片状 强度：碎 ＞卵
分类：碎、卵
流动性：卵 ＞碎
最大粒径 : 颗粒级配——节约水泥用量 坚固性、碱活性 减水剂保持塌落度不变，减少用水量，提高强度
表面活性剂；先掺，同掺，滞水，后掺 引气剂：改善和易
性，提高抗渗、抗冻、抗裂 早强剂 （冬季施工，抢修工程 ） ；缓凝剂 粉煤效灰应 :活性、形态、微骨料效应
作用 : 和易↑可泵↑可塑↑耐腐↑抗渗、 冻↑ , 水化热↓早强↓ 硅灰：作用—
—粘聚性↑保水性↑强度↑耐久性↑ 矿渣粉、煤矸石 作用：节约水泥，改善性能，调节
强度等级
§ 3-3 砼性能
流动性——塌落度 （ 精确至 5mm ） 粘聚、保水性 （ 无指标，观察 ） 用水量：水泥浆数量
和稠度——恒定用水量法则 砂率——合理砂率
、和易性 影响因素 组分材料：水泥骨料、外加剂
时间（ 塌落度损失 ）、温度 降砂率，采用粗砂、石
改善措施
塌落度小时 , W 不变增加 C 、W ；大时 , 砂率不变增加 S 、G
C
粘聚保水性不良——砂率↑
、强度 : 定义 -- 150mm 立方体，抗压强度 f cu
等级： C30——表示立方体抗压强度标准值为
30MPa
三、细骨料
分为细、中、粗砂，优选中粗砂
四、粗骨料 强度：母岩作 50mm 立方体，压碎指标
n
m0 m1 , n , 强度 m 0
五、外加剂
六、掺合料
§ 3-5 砼配合比设计
一、表示法：绝对用量法，相对用量法： C:W:S:G
二、要求：强度、和易、耐久、经济 初步 C :W:S:G 实验室 C 0:W 0 :S 0:G 0 施工 C :W :S :G C C 0
S =S 0(1+ a
%) a %——砂含水率 其中
G =G 0(1+b%)
b% ——石含水率
W =W 0-S 0 a %-G 0b%
轴心抗压强度 f cp (0.7 ~ 0.8) f cu , 抗压强度 f tp , 抗弯拉强度 f cf
水泥强度等级
因素 水灰比：
C
起决定性因素 f 28 f cu Af ce
(W
B )
龄期 ( f n
f 28
l l g g 2n 8
), 骨料，温湿度，掺料，外加剂
提高措施
化学收缩——微裂缝 干湿变形：湿胀无害，干缩开裂 (主因 )
温度变形：冷缩危害大——设置温度缝 短期荷载——弹塑性；长期——徐变 非荷载变形
三、变形性能
抗渗性：等级 P4——抗 0.4MPa 水压不渗水。
≥P6 为抗渗砼
四、耐久性
抗冻性：等级 F150——反复冻融循环最多 150 次。 ≥F150 为抗冻砼 抗侵蚀、碳化、碱骨
料反应 措施：控制 (W C)max 及水泥用量 C min
五、砼性能、参数 三参数： 水灰比 砂率 用水量
四性能：和易性 强度 变形 耐久性
§ 3-4 砼的质量控制 一、正态分布
V
f cu cu
三、强度保证率 四、配制强度 : f
配 设
1.645 ( 或 f cu.t
cu.k
1.645 )
三、内容
cu.k
概率度 t
cu P(t):
二、指标 :
§ 3-6 建筑砂浆：无粗骨料的混凝土，砂率为
100%
一、组成：水泥、砂、掺料、外加剂、拌合水 和易性 流动性——稠度 （沉入度 / 量）
和易性
保水性——分层度 强度 试件： 70.7mm 立方体 6 块，测拉压均值
M5: 表示砂浆立方体抗压强度平均值为 5MPa 粘结力、变形性
二、砌筑砂浆 不吸水基层： f 28 f m.0 0.29f ce （ C
0.4） 强度公式
W Q
c 吸水基层： f 28 f m.0
Af ce c
B
1000
f m.0 f 28 0.645 （ f 配 f 设 0.645 ） 配合设计 1m 3
砂浆水泥用量 Q c 1000（ f m.0 B ） Af ce
三、抹面砂浆：底层—粘结 （保水） 中间—找平 （平整） 面层—装饰 （抗裂 ）
第四章 . 墙体材料 （砌筑材料 ）
§ 4-1 砌墙砖
一、青，红砖：青砖较结实、高强、耐碱、耐久、成本高 欠，过火砖——废品
二、烧结普通砖 （ 空洞率 <15%）： 240 115 53mm 33
ⅰ） 1m 3需要砖 512 块，需砂浆 0.251 m 3
尺寸
偏差、外观质量
0.21: 平均值、 标准值 ,
0.21: 平均值、 最小值
泛霜 , 石灰爆裂
ⅲ） 质量等级——尺寸偏差、外观质量、泛霜、石灰爆裂 ⅳ） 应用：承重墙体，拱，柱，基础
三、烧烧结多孔砖 （ 孔洞率≥ 15%）——竖孔砖：例 MU30 应用：六层以下承重墙，非承重墙 四、烧结空心砖 （ 孔洞率≤ 35%）——水平孔砖：例 MU2.0 应用：非承重墙，填充墙
五、非烧结砖：蒸压灰砂砖、粉煤灰转 § 4-2 砌块
岩浆岩 （ 火成岩 ） ：花岗、玄武 分类 沉积岩 （ 水成岩 ） ：石灰岩、
砂岩 变质岩：大理石、石英岩 §4-3 天然石材 技术要求 70mm 立方块 3 块：例 MU100 品种：毛石，料石 （ 细，半细，粗，毛 ） ，石板材 （厚度 20mm ）
其中 天然大理石：抗压高，硬度不高——室内装饰 天然花岗岩：全晶质岩
石——室内外地面，柱石等
第五章 . 建筑钢材
ⅱ）技术性质
强度 （取 10 块）: f , 标准差 s
2
(f i f )2
9
变异系数
§ 5-1 土木工程的用钢及制品 § 5-2 钢的冶炼与分类
含 C 量>2.06%→ （生） 铁
Fe-C 合金
含 C 量 <2.06%→钢
、常用钢种碳素结低构合钢金—高—强例度结构钢 低合金高强度结构钢
热轧钢筋——分级依据 s 、 b 、 、 冷弯
、钢筋混凝土用钢材 例： HRB400 冷轧带肋钢筋——例： CRB800 注： H （热轧 ） P （ 光
圆 ） R （ 带肋 ） B （ 钢筋） C （ 第六章 . 沥青材料及防
水材料 柔性——防水卷材、涂料、密封膏 按特性 刚性
——防水砂浆、混凝土
钢结构用
钢筋混凝土结构用 围护结构和装修工程用
、钢、铁主要是
按化学成分
碳素钢 合金钢 、分类
沸腾钢“ F ”
镇静钢“ Z ” 按脱氧程度 半镇静钢“ b ”
注: 工程中主要使用前三种
特殊镇静钢“ TZ ”
§ 5-3 技术性能 一、力学性能
屈服强度 s
软钢——下屈服强度
硬钢——产生 0.2%l 0 的应力：σ 0.2 ⅰ
）抗拉性能
抗拉强
度σ
b
屈强比： s b 屈强比↓，可靠性 ↑，材料利用率↓
ⅱ） 塑性——伸长率δ
ⅲ） 冲击韧性 a k 温度降到一定程度时钢材呈脆性——冷脆性 ⅳ） 硬度、耐疲劳性 二、工艺性能 （图略 ）
ⅰ） 冷弯性能——弯曲角度 （ ） 弯心直径 （d ）
合格标志：无裂纹，断裂及起层现象
ⅱ） 焊接性能—— S 含量高，出现热脆性 ⅲ） 冷加工处理
冷加工强化—— s 明显↑， b 不变 ， 塑、韧性、 E 明显↓ 时效处理 自然时效：
常温存放 15-20d , 人工时效：通电加热至 时效处理 作用： s ↑， b ↑， 塑、韧性↓， E 恢复
§ 5-4 钢的组织与化学成分
100-200 O C
、钢的晶体组织：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体 二、化学成分 优化性能 劣化性能 § 5-5 建筑用钢材的品种与选用 Si ，Mn ，Ti, V, Nb
S （ 热脆性 ）, P （ 冷脆性 ）, O, N
Q195-AF ：屈服点为 195MPa 的 A 级沸腾钢
冷轧）
§ 6-1 分类瓦——烧结瓦、油毡瓦、混凝土平瓦按化学成分：沥青防水材料，高聚物改性沥青，高分子防水材料
§ 6-2 沥青材料一、定义——有机胶凝材料，常温下呈黑色固态，半固态或液态
二、石油沥青
油分（液）——流动性
树脂（半固）——塑性、粘结性
ⅰ）各组分特性地沥青质（固）——耐热性、粘性、脆性
石蜡（有害成分）——降低塑性、粘结性、对温度敏感
ⅱ）胶体结构——以地沥青质为核心，吸附树脂细分形成胶体溶胶，凝胶，溶凝胶
ⅲ）技术性能:
粘（滞）性——针入度（0.1mm）→分级指标:针入度↑ ,牌号↑ , 粘性↓ 塑性——延
（伸）度（cm）
温敏性——软化点（O C）→环球法: 软化点↑ , 温敏性↓ , 温稳性↑ , 耐热↑ 大气稳
定性——蒸发损失率、针入度比
ⅳ）石油沥青的选用:
屋面沥青:软化点高于屋面最高温20-25 O C（沥青屋面高于气温25-30 O C）南方地
区：路面沥青选用热稳定性好，针入度小的北方地区：选用针入度大的ⅴ）掺配——同属石油沥青或同属煤沥青才可掺配
掺配公式：Q1T2 T100%, Q2=1-Q1 （Q1、Q2分别为较软、较硬沥青用量）
三、煤沥青（煤焦油、柏油）: 温敏性差，塑性差，有毒臭味，防腐好，粘附力好§ 6-3 防水材料一、防水卷材
沥青基→高聚
ⅰ）发展趋势多层→单层
热熔法→冷粘法
ⅱ）沥青防水卷材（油毡）——有胎
ⅲ）高聚物改性沥青防水卷材SBS（弹性体）——用于寒冷及变形频繁地区
ⅲ 高聚物改性沥
A 青
PP
防
（
水卷材
塑性体）——用于炎热、太阳强辐射地区
ⅳ）合成高分子防水卷材：聚氯乙烯（PVC）, 三元乙丙（EPOM）
ⅴ）卷材胶黏剂: 沥青胶，冷底子油
二、防水涂料沥青基防水涂料——乳化沥青高聚物改性沥青防水涂料
三、建筑密封膏
第七章 . 木材
§7-1 优点：轻质高强（比强度高），良好弹塑性
缺点：吸湿性高，尺寸变化大
§ 7-2 木材分类与构造
一、针叶树特点：树叶细长，纹理顺直，材质均匀、质软——软木
一、针叶树应用：强度高，承重，模板
阔叶树特点：叶宽大，质硬——硬木
应用：胀缩，翘曲大，室内装饰，家具
二、构造
宏观：树皮、木质部、髓心
微观：细胞壁、细胞腔
§ 7-3 主要性能
自由水：细胞腔内和细胞间隙的水
一、木材的水分吸附水：细胞壁内的水
ⅰ）木材干燥时，自由水很快蒸发，但不影响木材尺寸，
自由水蒸发完全后，吸附水才开始蒸发
ⅱ）纤维饱和点：吸附水饱和且无自由水的含水率，是力学性能的转折点
平衡含水率：与空气湿度平衡的含水率
吸附水含量变化引起木材变形变形形变量：弦向＞径向＞顺纹ⅲ）湿胀干缩
顺拉＞抗弯＞顺压＞横剪吸附水↓，强度↑
二、木材强度
§ 7-4 木材的防护与防火：完全干燥和完全浸入水中的木材不易腐朽原条——未加工的木材
§ 7-5 木材综合利用率原木——按尺寸切取的材料
锯材——锯解成一定尺寸的木料
宽度为厚度3 倍以上为板材，不足3 倍为枋材
2011 年于福州
土木工程材料的发展 摘要：这篇文章概要的描述了20世纪末运用在土木工程中建筑材料的一些问题同时展望了建筑材料的未来前景。对19世纪至20世纪基本建筑材料如钢和混凝土的一些改进做了分析。它描述了新材料如碳纤维增强复合材料，高强混凝土，高性能混凝土如何为材料的进一步发展创造了可能性。同时也介绍了现代胶合木结构的新机遇。指出了玻璃和塑料作为建筑材料运用在土木工程中的一些局限性。 重要词汇：钢，混凝土，高强混凝土，高性能混凝土，碳纤维增强复合材料，高层建筑，水中建筑 1.引言 土木工程——一门关于各式各样建筑的艺术——早在文明发展的初期就存在于人类的领域中了。这些建筑除了住宅还有公共建筑，工业建筑，桥梁，高架桥，隧道，公路和火车道，高速公路和飞机场，水库和仓库，水堰，大坝，水中建筑，电视塔，以及大量的构成我们生活环境的其他建筑。 土木工程领域中的人类活动可以追溯到很早以前，当人类观察他周围的自然环境并开始模仿改进它们以创造出更安全更好的生存环境。此外，比较早之前，他注意到了他的建筑“艺术品”除了具备安全性，耐久性和实用性外还应该具备和谐性美观性。Socrates曾经发表过相同的观点，他说，人类的一切创造均需要具备实用性，耐久性和美观性。 土木工程千百年的发展进程代表着与可利用材料，距离，高度，活载以及自然力量——水，火，风和地震的不断抗争。这些元素有些具有重要的意义，其他的一些具有次要的意义。首先提到的这些，对建筑材料发展的影响扮演着重要的角色。 首先，古代的人类群体使用的是天然材料如石头和木材。在时间的进程里，他们学会了如何用黏土来做成砖，一种人工石头，即首先先在阳光下晒干然后在烘干。在主要的文明中心（中东，近东和地中海地区）炎热的气候和短浅的经济思想导致了，在一个短的时间内，木材被淘汰出作为建筑材料的范畴。这在植被
《土木工程材料》 一：名词解释（每小题3分，共15分） 1、亲水材料 2、混凝土拌合物的和易性 3、混凝土拌合物的流动性 4．合理砂率 二、填空题（每空1.5分，共25分） 1、水泥的水化反应和凝结硬化必须在（）的条件下进行。 2、新拌砂浆的和易性包括（）和（）两方面。 3、Q235-A.Z牌号的钢中，符号Q表示（）。 4、合理砂率实际上保持混凝土拌合物具有良好（）和（）的最小砂率。 5、钢材的热处理方法有（）、（）、（）、（）。 6、材料的耐水性用（）来表示。 7、硅酸盐水泥适用于（）的混凝土工程。 8、配制混凝土时，若水灰比（）过大，则（）。 9、砂浆的保水性用（）表示。 10、普通碳素钢按屈服点、质量等级及脱氧方法分为若干牌号，随牌号提高，钢材 （）。 11、（）含量过高使钢材产生热脆性。 12、材料的体积吸水率（）与质量吸水率（）存在如下关系：（） 13、在100g含水率为3的湿砂中，水的质量为（）。 14、普通混凝土破坏一般是（）先破坏。 15、砂浆的强度主要取决于（）。 16、有抗冻要求的混凝土工程，宜选用（）水泥。 17、矿渣硅酸盐水泥与火山灰质硅酸盐水泥比较，二者（）不同。 三，判断题（每小题1分，共15分） 1..常用的炼钢方法有转炉炼钢法，平炉炼钢法，电炉炼钢法三种。（） 2.抗压性能是建筑钢材的重要性能。（） 3.洛氏硬度一般用于较软材料。（） 4、道路水泥、砌筑水泥、耐酸水泥、耐碱水泥都属于专用水泥。（） 5、混凝土抗压强度试件以边长150㎜的正立方体为标准试件，其集料最大粒径为40㎜。（） 6、混凝土外加剂是在砼拌制过程中掺入用以改善砼性质的物质，除特殊情况外，掺量 不大于水泥质量的5%（） 7、在硅酸盐水泥熟料中含有少量游离氧化镁，它水化速度慢并产生体积膨胀，是引起 水泥安定性不良的重要原因（） 8、凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中任一项不符合标准规定时，称为废品水泥（） 9、砼配合比设计的三参数是指:水灰比,砂率,水泥用量。（） 10、按现行标准，硅酸盐水泥的初凝时间不得超过45 min。（） 四、问答题（每小题5分，共20分） 1、提高混凝土耐久性的主要措施有哪些？ 2.在土木工程中普通混凝土有哪些主要优点？
一.名词解释： 1.密度、表观密度、体积密度、堆积密度； 2.亲水性、憎水性； 3.吸水率、含水率； 4.耐水性、软化系数； 5.抗渗性； 6.抗冻性； 7.强度等级、比强度； 8.弹性、塑性； 9.脆性、韧性；10.热容量、导热性；11.耐燃性、耐火性；12.耐久性 二.填空题 1．材料的吸水性、耐水性、抗渗性、抗冻性、导热性分别用吸水率、软化系数、抗渗等级或抗渗系数、抗冻等级和导热系数表示。 2．当材料的孔隙率一定时，孔隙尺寸越小，材料的强度越高，保温性能越差，耐久性越好。 3．选用墙体材料时，应选择导热系数较小、热容量较大的材料，才能使室内尽可能冬暖夏凉。 4．材料受水作用，将会对其质量、强度、保温性能、抗冻性能及体积等性能产生不良影响。 5．材料的孔隙率较大时（假定均为开口孔），则材料的表观密度较小、强度较低、吸水率较高、抗渗性较差、抗冻性较差、导热性较差、吸声性较好。 6．材料的软化系数愈大表明材料的耐水性愈好。软化系数大于0.85 的材料被认为是耐水的。 7．评价材料是否轻质高强的指标为比强度，它等于抗压强度于体积密度的比值，其值越大，表明材料质轻高强。 8．无机非金属材料一般均属于脆性材料，最宜承受静压力。 9．材料的弹性模量反映了材料抵抗变形的能力。 10．材料的吸水率主要取决于孔隙率及空隙特征，孔隙率较大，且具有细微而又连通孔隙的材料其吸水率往往较大。 11．材料的耐燃性按耐火要求规定分为不燃材料、难燃材料和易燃材料类。材料在高温作用下会发生热变质和热变形两种性质的 变化而影响其正常使用。 12．材料在使用环境中，除受荷载作用外，还会受到物理作用、化学作用和生物作用等周围自然因素的作用而影响其耐久性。 13．材料强度试验值要受试验时试件的形状、尺寸、表面状态、含水率、加荷速度 和温度等的影响。 14．对材料结构的研究，通常可分为宏观、细观和微观三个结构层次 三.选择题（单选或多选） 1.含水率4%的砂100克，其中干砂重 C 克。 A. 96 B. 95.5 C. 96.15 D 97 2.建筑上为使温度稳定，并节约能源，应选用 C 的材料。 A.导热系数和热容量均小 B.导热系数和热容量均大 C.导热系数小而热容量大 D.导热系数大而热容量小 3.对于组成相同具有下列不同特性的材料一般应有怎样的孔隙结构（均同种材料）：⑴强度较高的应是BDF ；⑵吸水率小的应是BD ；⑶抗冻性好的应是BDF ；⑷
第一单元 比热：单位质量的材料吸引或释放热量的能力 表观密度：单位体积（包括实体体积和闭口孔体积）的质量。 体积密度：单位体积（包括材料内部所有孔隙体积）的质量。 含水率：是指材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比. 软化系数：饱和吸水状态下的抗压强度与干燥状态下的抗压强度之比。 耐热性：是指材料长期在高温作用下，不失去使用功能的性质。 耐燃性：是指在发生火灾时，材料抵抗和延缓燃烧的性质，又称防火性。 硬度：是指材料表面抵抗其它物体压入或刻划的能力。 第二单元 2—1胶凝材料：是指土木工程材料中，经过一系列物理作用、化学作用，能将散粒状或块状材料粘结城整体。 水硬性胶凝材料：是既能在空气中硬化，还能更好地在水中硬化、保持并发展其强度的无机胶材料。 过火石灰：是指石灰生产时局部煅烧温度过高，在表面有熔融物的石灰。 欠火石灰：是指由于生产石灰的原料尺寸过大、煅烧温度偏低或煅烧时间不充足，石灰石中的碳酸钙未完全分解的石灰。 安定性：是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。 活性混合材料：混合材料磨成细粉，与石灰或与石灰和石膏拌合，加水后在常温下能生成具有水硬性的产物，这种混合材料就叫 非活性混合材料：是指在水泥中主要起填充作用而又不损害水泥性能的矿物质材料。2—12石灰的技术性质有那些？为何水泥砂浆中掺入石灰膏会提高可塑性？ 答：技术性质:：1）可塑性好、2）硬化较慢、强度低、3）硬化时体积收缩大4）耐水性差5）生石灰吸湿性强 提高可塑性：由于石灰膏和消石灰分中氢氧化钙颗粒非常小，调水后具有较好的可塑性。2—16简述硅酸盐水泥熟料的主要矿物成分单独水化的产物及其特性.p40 2---19j简述硅酸盐水泥的凝结硬化过程与特点？ 过程：水泥加水拌合后，成为塑性的水泥浆，水泥颗粒表面的矿物开始与水发生水化反应。随着化学反应的进行，水泥浆逐渐变稠失去塑性。随着水化的进一步进行，浆体开始产生明显的强度并逐渐发展成为坚硬的水泥石。 特点：水泥的水化和凝结硬化是从水泥颗粒表面开始，逐渐往水泥颗粒的内核深入进行的。开始时水化速度快，水泥的强度增长也较快；但随着水化不断进行，堆积在水泥颗粒周围的水化物不断增多，阻碍水和水泥未水化部分的接触，水化减慢，强度增长也逐渐减慢，但无论时间多久，有些水泥颗粒的内核很难完全水化。因此，在硬化后的水泥石中，包含了水泥熟料的水化产物、末水化的水泥颗粒、水（自由水和吸附水）和孔隙（毛细孔和凝胶孔），它们在不同时期相对数量的变化，使水泥石的性质随之改变。 2—20影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素有哪些？如何影响？ 主要因素：1）熟料矿物成分2）细度3）水灰比4）温度和湿度5）养护时间6）石膏 如何影响p44 2—21引起水泥安定性的因素有哪些？ 1）熟料中游离氧化钙过多2）熟料中游离氧化镁过多3）石膏掺量过多
土木工程材料向绿色生态建材的发展 摘要：本文简介了土木工程材料的研究现状，指出了土木工程材料在生产、质量方面存在的一些问题，提出了土木工程材料的发展趋势，并阐述了绿色建材的的意义和优势。 关键词：土木工程材料绿色建材环境节约 古往今来，土木工程与人类社会的发展息息相关。由于社会的进步和人们生活水平的上升，人们对各种建筑的利用和需求也有所提高。土木工程材料的发展也出现绿色、环保的趋势。土木工程材料为土木工程提供物质基础，对土木工程的质量和寿命有决定性的作用。土木工程材料是指在工程中所应用的各种制品。它包括有机材料、无机材料和复合材料。近几年来，随着人们对土木工程材料性能标准的提升，人们越来越关心其对健康和环境的影响。 人类只有一个地球。降低能耗，保护有限地球资源已成为维系人类社会持续发展的共识；低碳、节能减排、资源节约、再生能源利用已成为世界性重大课题。我们应在能源消耗、资源消耗最高的建筑领域，开创性的研制出系列低碳型新材料，有力推动能效建筑、生态建筑、智慧建筑的发展，并以成品化的型建材促进住宅产业化进程。 1 土木工程材料发展现状 作为传统的土木工程材料，木材、石灰、水泥、沥青、混凝土、砌筑材料、钢筋混凝土等构筑了工业和民用建筑的基础。随着材料科学与工程学的形成发展，土木工程材料性能和质量不断改善，品种不断增加，以有机材料为主的化学建材异军突起，一些具有特殊功能的新型土木工程材料，如绝热材料、吸声隔声材料、各种装饰材料、耐热防火材料、防水抗渗材料以及耐磨、耐腐蚀、防爆和防辐射材料等应运而生。 随着城市化、工业化进程的加快和生产力水平的大幅度提高，全球性资源匮乏和能源短缺现象日益严重，大量的建筑废弃物等待处理，废旧物品的再生利用成为亟待解决的问题。“环保、生态、绿色、健康”，已成为21世纪人类生活的主题。 因此，现阶段土木工程材料的使用，不仅要满足轻质、高强、耐用、多功能的优良技术性能和美观的美学功能，更要具备健康、安全、环保的基本特征。也
中国石油大学（北京）远程教育学院 《土木工程材料》期末复习题 一、单项选择题 1. 增大材料的孔隙率，则其抗冻性能将( )。 A. 不变 B. 提高 C. 降低 D. 不一定 2. 孔隙率增大，材料的( )降低。 A. 密度 B. 表观密度 C. 憎水性 D. 抗冻性 3. 下列四种材料中属于憎水材料的是( )。 A. 花岗岩 B. 钢材 C. 石油沥青 D. 混凝土 4. 建筑结构中，主要起吸声作用且吸声系数不小于( )的材料称为吸声材料。 A. 0.1 B. 0.2 C. 0.3 D. 0.4 5. 钢材抵抗冲击荷载的能力称为( )。 A. 塑性 B. 弹性 C. 冲击韧性 D. 硬度 6. 选择承受动荷载作用的结构材料时，要选择下列( )。 A. 具有良好塑性的材料 B. 具有良好韧性的材料 C. 具有良好弹性的材料 D. 具有良好硬度的材料 7. 两只钢种，若甲钢5δ＝乙钢10δ，则甲钢的塑性( )乙钢的塑性。 A ．小于 B ．大于 C ．等于 D ．不确定 8．下面四种岩石中，耐火性最差的是( )。 A. 花岗岩 B. 大理岩 C. 玄武岩 D. 石灰岩
9．以下水泥熟料矿物中早期强度及后期强度都比较高的是( )。 A. S C 2 B. S C 3 C. A C 3 D. AF C 4 10. 水泥安定性是指( )。 A ．温度变化时，胀缩能力的大小 B ．冰冻时，抗冻能力的大小 C ．硬化过程中，体积变化是否均匀 D ．拌和物中保水能力的大小 11．水泥熟料中水化速度最快，28d 水化热最大的是( )。 A. S C 2 B. S C 3 C. A C 3 D. AF C 4 12. 坍落度所表示的混凝土的性质为( )。 A ．强度 B ．粘聚性 C ．保水性 D ．流动性 13. 为配制高强混凝土，加入下列( )外加剂为宜。 A ．早强剂 B ．减水剂 C ．缓凝剂 D ．速凝剂 14. 理论上，木材强度最高的是( )。 A ．顺纹抗拉强度 B ．顺纹抗压强度 C ．横纹抗压强度 D ．横纹抗拉强度 15. 按热性能分，以下( )属于热塑性树脂。 A ．聚氯乙烯 B ．聚丙稀 C ．聚酯 D ．聚氯乙烯＋聚丙稀 二、多项选择题 1. 下列性质中属于基本物理性质的有( )。 A ．硬度 B ．耐蚀性 C ．密度 D ．耐水性 2. 材料在吸水后，将使材料的( )性能增强。 A ．耐久性 B ．密度
1.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 2.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。 3.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K R = f b/f g 软化系数大于0.8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 4.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防冻。 5.建筑石膏的化学分子式：β-CaSO4˙?H2O 石膏水化硬化后的化学成分：CaSO4˙2H2O 6.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α型半水石膏， 建筑石膏为β型半水石膏。β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；α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。 7.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1~2.5倍。应 用：石灰使用时，一般要变成石灰膏再使用。CaO+H2O Ca(OH)2+64kJ 8.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15天以上，使过火灰充分熟化这个过程 叫沉伏。陈伏期间，石灰浆表面应保持一层水，隔绝空气，防止发生碳化。 9.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,因游离水分逐渐蒸发或被砌体吸收，浆体 中的氢氧化钙溶液过饱和而结晶析出,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。
1. 弹性模量：用E 表示。材料在弹性变形阶段，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 2. 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。 3. 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K R = f b /f g 软化系数大于0.8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 4. 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防冻。 5. 建筑石膏的化学分子式：β-CaSO 4˙?H 2O 石膏水化硬化后的化学成分：CaSO 4˙2H 2O 6. 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α型半水石膏，建筑石膏为β型半水石膏。β型半水石膏结晶较差，常为细小的纤维状或片状聚集体，比表面积较大；α型半水石膏结晶完整，常是短柱状，晶粒较粗大，聚集体的比表面积较小。 7. 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1~2.5倍。应用：石灰使用时，一般要变成石灰膏再使用。CaO+H 2O Ca(OH)2+64kJ 8. 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15天以上，使过火灰充分熟化这个过程叫沉伏。伏期间，石灰浆表面应保持一层水，隔绝空气，防止发生碳化。 9. 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,因游离水分逐渐蒸发或被砌体吸收，浆体中的氢氧化钙溶液过饱和而结晶析出,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CaCO 3膜层将阻碍CO 2的进一步渗入，同时也阻碍了部水蒸气的蒸发，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。 O H n CaCO O nH CO OH Ca 23222)1()(++=++ 10. 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，应选着低热水泥。在混凝土冬期施工时，水化热却有利于水泥的凝结，硬化和防止混凝土受冻） 11. 硅酸盐水泥水化后的主要水化产物及其相对含量：水化硅酸钙（C-S-H ），水化铁酸钙（CFH ）,水化铝酸钙（C 3AH 6）,水化硫铝酸钙（Aft 与AFm ）和氢氧化钙（CH ）。C-S-H 占70%CH 占20% Aft 与AFm 占7%
《土木工程材料》课程教学大纲 一、课程的性质和学习目的 1、本课程的性质和任务 《土木工程材料》是土木工程专业的一门重要专业技术基础课, 是直接为土木工程实际问题服务的一门重要的学科。 《土木工程材料》是研究土木工程用材料结构、性能、标准及相互关系的一门科学，并且研究如何选用和组配复合材料。通过本课程的学习，使学生掌握各种材料内部组成、结构、技术性能、技术标准及其相互关系。培养学生合理选用和组配新型复合材料的能力。 2、课程的基本要求： （1）掌握砂石材料、水泥、水泥混凝土、沥青混合料的组成结构、技术性质及其关系；掌握矿质混合料、水泥混凝土、沥青混合料配合比设计； （2）熟悉石灰、沥青及钢材的组成结构、技术性质及技术要求； （3）了解各种外加剂的性能；了解部分新建筑材料的技术性能及发展趋向； （4）了解石灰、水泥凝结硬化原理；沥青混凝土强度理论；集料的级配理论；沥青乳化机理。 （5）了解土木工程中合成高分子材料的主要制品及应用、了解建筑功能材料的主要类型及特点。 3、本课程与其他课程的关系 在学习本课程之前, 应学完《数学》、《物理》、《化学》、《材料力学》、《工程地质》等课程，以便同学在学习本课程的过程中充分运用过去学过的知识。它是后续专业课的基础。二、本课程学习和考核的内容 绪论（2学时） 教学内容：土木工程材料发展概况，土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，以及在经济发展中的意义；课程研究的对象和内容、要求和学习方法。 教学目标：了解土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，以及在经济发展中的意义；明确本课程在本专业中的地位，了解本课程研究的对象和内容、要求和学习方法。 重点：土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，土木工程材料的发展概况。 难点：土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用 （一）土木工程材料的基本性质（2学时） 教学内容：材料学的基本理论，材料的物理性质、力学性质、材料的耐久性。 教学目标：了解材料学的基本理论，掌握材料的物理性质、力学性质，掌握材料的物理—力学性质相互间的关系及在土木工程中的应用，掌握材料耐久性的基本概念。 重点：材料的物理—力学性质相互间的关系及在土木工程中的应用。 难点：材料的物理性质。 （二）天然石料（2学时） 教学内容：岩石的组成与分类、岩石的力学性能与测试方法、常用石料品种
《土木工程材料》期末复习资料以及相关习题（东南大学） 第1章土木工程材料的基本性 （1）当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观密度、强度、吸水率、抗冻性及导热性下降、上升还是不变？ 材料的孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？了解它们有何意义？ 答：孔隙率指材料体积内，孔隙体积所占的百分比； 孔隙率指材料在散粒堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的百分比； 了解它们的意义为：在土木工程设计、施工中，正确地使用材料，掌握工程质量。 （2）亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的？举例说明怎样改变材料的变水性与憎水性？ 答：材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性材料； 材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性材料。 例如：塑料可制成有许多小而连通的孔隙，使其具有亲水性。 钢筋混凝土屋面可涂抹、覆盖、粘贴憎水性材料，使其具有憎水性。 （3）塑性材料和塑性材料在外力作用下，其形变有何改变？ 答：塑性材料在外力作用下，能产生变形，并保持变形后的尺寸且不产生裂缝；脆性材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，突然破坏，无明显的塑性变形。 （4）材料的耐久性应包括哪些内容？ 答：材料在满足力学性能的基础上，还包括具有抵抗物理、化学、生物和老化的作用，以保证建筑物经久耐用和减少维修费用。 （5）建筑物的屋面、外墙、甚而所使用的材料各应具备哪些性质？ 答：建筑物的屋面材料应具有良好的防水性及隔热性能；外墙材料应具有良好的耐外性、抗风化性及一定的装饰性；而基础所用材料应具有足够的强度及良好的耐水性。 第2章天然石材 （1）岩石按成因可分为哪几类？举例说明。 答：可分为三大类： 1)岩浆岩，也称火成岩，是由地壳内的岩浆冷凝而成，具有结晶构造而没有层理。例如花岗岩、 辉绿岩、火山首凝灰岩等。 2)沉积岩，又称为水成岩，是由地表的各类岩石经自然界的风化作用后破坏后补水流、冰川或风 力搬运至不同地主，再经逐层沉积并在覆盖层的压力作用或天然矿物胶结剂的胶结作用下，重
土木工程材料复习整理 1.土木工程材料的定义 用于建筑物和构筑物的所有材料的总称。 2.土木工程材料的分类 （一）按化学组成分类：无机材料、有机材料、复合材料 （二）按材料在建筑物中的功能分类：承重材料、非承重材料、保温和隔热材料、吸声和隔声材料、防水材料、装饰材料等（三）按使用部位分类：结构材料、墙体材料、屋面材料、地面材料、饰面材料等 3.各级标准各自的部门代号列举 GB——国家标准 GBJ——建筑行业国家标准 JC——建材标准 JG——建工标准 JGJ——建工建材标准 DB——地方标准 QB——企业标准 ISO——国际标准 4.材料的组成是指材料的化学成分、矿物成分和相组成。 5.材料的结构 宏观结构：指用肉眼或放大镜能够分辨的粗大组织。其尺寸在10-3m级以上。 细观结构：指用光学显微镜所能观察到的材料结构。其尺寸在10-3-10-6m级。 微观结构：微观结构是指原子和分子层次上的结构。其尺寸在10-6
-10-10m 级。微观结构可以分为晶体、非晶体和胶体三种。 6.材料的密度、表观密度、堆积密度、密实度与孔隙率、填充率与空隙率的概念及计算 密度：材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。（质量密度） 密实体积：不含有孔隙和空隙的体积(V)。 g/cm3 表观密度：材料在自然状态下，单位体积的质量。（体积密度） 表观体积：含有孔隙但不含空隙的体积(V0)。（用排水法测得的扣除了材料内部开口孔隙的体积称为近视表观体积，也称视体积。 ㎏/m3或g/cm3 堆积密度：材料在堆积状态下，单位体积的质量。（容装密度） 堆积体积：含有孔隙和空隙的体积（V0’）。 ㎏/m3 密实度：密实度是指材料体积内，被固体物质所充实的程度。 v m = ρv o m = 0ρ' 00 v m ='ρ00100%100%V D V ρρ =??＝%100101??-=W V V m m W ρ
1.弹性模量：用E表示。材料在弹性变形阶段，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 2.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。 3.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K R = f b/f g 软化系数大于0.8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 4.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防冻。 5.建筑石膏的化学分子式：β-CaSO4˙?H2O 石膏水化硬化后的化学成分：CaSO4˙2H2O 6.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α型半水石膏， 建筑石膏为β型半水石膏。β型半水石膏结晶较差，常为细小的纤维状或片状聚集体，比表面积较大；α型半水石膏结晶完整，常是短柱状，晶粒较粗大，聚集体的比表面积较小。 7.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1~2.5倍。应 用：石灰使用时，一般要变成石灰膏再使用。CaO+H2O Ca(OH)2+64kJ 8.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15天以上，使过火灰充分熟化这个过程叫 沉伏。伏期间，石灰浆表面应保持一层水，隔绝空气，防止发生碳化。 9.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,因游离水分逐渐蒸发或被砌体吸收，浆体 中的氢氧化钙溶液过饱和而结晶析出,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，同时也阻碍了部水蒸气的蒸发，
土木工程材料复习资料 一、名词解释 密度：材料密度是材料在绝对密实状态下单位体积的质量。 密实度：指材料体积内被固体物质充实的程度。 孔隙率：指材料的体积内，空隙体积所占的比例。 含水率：材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比；吸水率为饱和状态下含水率。 吸水率：质量吸水率（吸水量占材料干燥下的质量比）、体积吸水率（吸水体积占自然体积之比） 耐水性：材料长期在饱和水的作用下不破坏、强度也显著降低的性质。 软化系数：反映材料饱水后强度的程度。软化系数小的材料耐水性差，大于0.85为耐水性材料； 镇静钢：炼钢时采用锰铁、硅铁和铝锭等作脱氧剂。脱氧完全，其组织致密、成分均匀、性能稳定。 强屈比：抗拉强度与屈服强度之比；屈强比愈小，结构安全性越高。 伸长率：表征钢材的塑性变形的能力。 冲击韧性：指钢材抵抗冲击荷载的能力。 冷加工与时效：时效是随时间的延长而表现出强度提高、塑性和冲击韧性下降的现象；冷加工变形可促进时效迅速发展。时效处理使屈服点进一步提高。 电化学腐蚀：指钢材与电解质溶液接触而产生电流，形成微电池而引起锈蚀。 钢号：屈服点—Q；屈服点数值；质量等级，A、B、C、D四级；脱氧程度代号；如：Q235—BZ。 气硬性胶凝材料：石灰、石膏和水玻璃只能在空气中硬化、保持或发展强度的无机胶凝材料；水硬性胶凝材料（如：水泥）则不仅能在空气，还能在水中硬化保持或发展强度。 陈伏：为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆在储灰坑中放置两周以上。 体积安定性：水泥浆体硬化后体积变化的均匀性；主要指水泥硬化后浆体能保持一定形状。 水泥活性混合材料：粒化高炉矿渣、火山灰混合材料、粉煤灰混合材料、硅灰 碱—骨料反应：混凝土中所含的碱与骨料中的活性成分反应生成复杂的硅酸凝胶，其吸水膨胀，破坏混凝土。 最大粒径：石子各粒级公称上限为该粒级的最大粒径。 和易性：指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并能获得质量均匀、成型密实的性质。包括流动性、黏聚性、保水性三方面。 砂率与合理砂率：沙的质量占沙、石总重量的比例；合理砂率指用水量、水泥用量一定时，拌合料保证具有良好的粘聚性和保水性的条件下，使拌合料具有最大流动性的砂率。或是，坍落度一定时，使拌合料具有最小水泥用量的砂率。 耐久性：混凝土抵抗环境介质作用并长期保持良好的使用性能的能力。 混凝土立方体抗压强度：按国标制成变长为150mm的立方体试件，在标准养护条件下（温度20±3℃，相对湿度90%以上），养护
一、名词解释 1 、表观密度：材料在自然状态下单位体积的质量。 2、堆积密度：散粒材料在堆积状态下单位体积的重量。既包含了颗粒自然状 态下的体积既又包含了颗粒之间的空隙体积。 3、密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。 4、抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗透性，用渗透系数或抗渗等级表示。 5、抗冻性：材料在水饱和状态下，经过多次冻融循环作用，能保持强度和外观 完整性的能力。用抗冻等级表示。 3、孔隙率：指材料内部孔隙体积（Vp）占材料总体积（V o）的百分率 4、空隙率：散粒材料颗粒间的空隙体积（Vs）占堆积体积的百分比。 6、吸水性：材料在水中能吸收水分的性质。 7、吸湿性：亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质。 8、耐水性：材料长期在饱和水作用下不被破坏，强度也无明显下降的性质。材料的耐水性用软化系数表示。 10、软化系数：指材料在吸水饱和状态下的抗压强度和干燥状态下的抗压强度的 比值。 11、弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后恢复到原始形状的性质。 弹性模量是衡量材料抵抗变形能力的一个指标。 12、塑性：材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，有一部分变形不能恢复 的性质。 13、脆性：材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料突然破坏，而破坏 时无明显的塑性变形的性质。脆性材料的抗压强度远大于其抗拉强度。14、韧性：材料在冲击、振动荷载作用下，能过吸收较大的能量，同时也能产生 一定的变形而不被破坏的性质。 15、硬度：材料表面抵抗硬物压入或刻画的能力。测定硬度通常采用：刻划法、 压入法、回弹法。 16、耐磨性：材料表面抵抗磨损的能力。 17、伸长率：指钢材拉伸试验中，钢材试样的伸长量占原标距的百分率。是衡量钢材塑性的重要技术指标，伸长率越大，塑性越好。 18、冲击韧性：钢材抵抗冲击荷载的能力。 19、钢材的时效：随着时间的延长，强度明显提高而塑性、韧性有所降低的现象。 20、时效敏感性：指因时效而导致钢材性能改变的程度的大小。 21、钢材的硬度：表示钢材表面局部抵抗硬物压入产生局部变形的能力。 22、屈服强度：钢材开始丧失对变形的抵抗能力，并开始产生大量塑性变形时所 对应的应力. 23、冷弯性能：钢材在常温条件下承受弯曲变形的能力，并且是显示钢材缺陷的 一种工艺性能. 24、疲劳性：在交变荷载的反复作用下，钢材往往在应力远小于抗拉强度时断裂 的现象。 25、含泥量：集料中粒径小于0.075mm的颗粒含量。 26、泥块含量：粗集料中原始尺寸大于4.75mm，但经水浸、手捏后小于2.36mm 的颗粒含量。 27、压碎值：反映集料在连续增加的荷载作用下抵抗压碎的能力。
1、孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响？ 对表观密度的影响：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。 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。 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。 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。 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。 对导热性的影响：如果材料内微小、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。 2、建筑钢材的品种与选用 建筑钢材的主要钢种 1）碳素结构钢:牌号的表示方法： Q 屈服点数值—质量等级代号脱氧程度代号Q235—BZ Q235——强度适中，有良好的承载性，又具有较好的塑性和韧性，可焊性和可加工性也较好，是钢结构常用的牌号，大量制作成钢筋、型钢和钢板用于建造房屋和桥梁等。Q235良好的塑性可保证钢结构在超载、冲击、焊接、温度应力等不利因素作用下的安全性，因而Q235能满足一般钢结构用钢的要求 Q235-A一般用于只承受静荷载作用的钢结构。含C0.14~0.22% Q235-B适用于承受动荷载焊接的普通钢结构，含C0.12~0.20% Q235-C适用于承受动荷载焊接的重要钢结构，含C≤0.18% Q235-D适用于低温环境使用的承受动荷载焊接的重要钢结构。含C≤0.17% 2)低合金高强度结构钢:牌号的表示方法：Q 屈服点数值质量等级代号 由于合金元素的强化作用，使低合金结构钢不但具有较高的强度，且具有较好的塑性、韧性和可焊性。低合金高强度结构钢广泛应用于钢结构和钢筋混凝土结构中，特别是大型结构、重型结构、大跨度结构、高层建筑、桥梁工程、承受动力荷载和冲击荷载的结构。 3、常用建筑钢材 1)低碳钢热轧圆盘条:强度较低，但塑性好，便于弯折成形，容易焊接。主要用做箍筋，以及作为冷加工的原料，也可作为中、小型钢筋混凝土结构的受力钢筋。 2)钢筋混凝土用热轧钢筋:钢筋混凝土用热轧钢筋共分为四级钢筋，根据其表面状态分为光圆钢筋和带肋钢筋。I级钢筋为光圆钢筋，其余三级为带肋钢筋。I级钢筋不带肋，与混凝土的握裹力不好，其末端需做180?弯钩。 I级钢筋由碳素结构钢轧制，其余均由低合金钢轧制。I级钢筋的强度较低，但塑性及焊接性能很好，便于各种冷加工，因而广泛用作普通钢筋混凝土构件的受力筋及各种钢筋混凝土结构的构造筋。 HRB335级和HRB400级钢筋的强度较高，塑性和焊接性能也较好，故广泛用作大、中型钢筋混凝土结构的受力钢筋。 HRB500级钢筋强度高，但塑性和可焊性较差，可用作预应力钢筋。
材料范文之土木工程材料实习报告
土木工程材料实习报告【篇一：土木工程材料实训报告及心得】 土木工程材料实训报告及心得 2013.6.29 本组为水灰比+0.05、砂率+1%。按照质量法计算配合比。c15混凝土配合比报告 一、设计依据及参考文献 《混凝土配合比设计规程》jgj55-2011； 《公路桥涵施工技术规范》jtj041－2000； 《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》j tg e30-2005。 二、混凝土配置强度确定 2.1设计强度要求：c15 2.2 混凝土配置强度计算 根据jgj/t55－2000，混凝土配制强度： fcu.k为15 mpa 三、配合比参数选择 3.1 水灰比 水灰比（w/c） w/c=aa*fce/(fcu.o+aa*ab*fce)
aa为0.46 ab为0.07 fce为1.10*32.5=35.8mpa 由上式可以得出w/c的值为0.7。 由于0.7为水灰比基本值，本组以0.71+0.05=0.76为水灰比。 3.2 塌落度 由要求的塌落度范围为30mm~50mm。 3.3 砂率 由于基本组砂率为35%，本组以35%+1%=36%为砂率。 3.4 用水量选择 根据塌落度以及细集料为特细砂，碎石最大粒径20mm，水量选择在第一组的原始基础205kg上增加10%为225.5kg。 3.5 水泥用量 mco=225.5/0.76=297.3kg,取297kg。 3.6 用砂量 根据试验选用每m3混凝土拌合物重量（mcp）为2400kg。 mso=（mcp-mco-mwo）*0.35=675.72kg，取676kg。 3.7 碎石用量 mgo=mcp-mwo-mco-mso=1202kg。 3.8 配合比 根据上面计算得 水泥：水：砂: 碎石
土木工程材料是指土木工程中使用的 各种材料及制品，它是土木工程的奠基石。 在我国现代化建设中，土木工程占有极为重 要的地位。由于组分、结构和构造的不同， 土木工程材料品种繁多、性能各不相同、价 格相差悬殊，同时在土木工程中用量巨大， 因此，正确选择和合理使用土木工程材料， 对整个土木工程的安全、实用、美观、耐久 及造价有着重大意义。 一般的来说，各类土木工程设施都会对它所采用的材料提出种种要求，譬如“坚固、耐久”是对所有材料的共同要求；不同的土木工程设施还会对材料提出“耐火、防水、耐磨、隔热、绝缘、抗冲击”等多种要求；甚至是抗辐射这样的特殊需要。归纳起来，土木工程材料的基本要求是：必须要有足够的强度，能够安全的承受荷载；材料自身的重量以轻为宜（即表观密度较小），以减少下部结构和低级的负载;具有与使用环境相适应的耐久性，以减少维修费用；用于装饰的材料，应能美化建筑，产生一定的艺术效果；用于特殊部位的材料，应具备相应的特殊功能，例如屋面材料能隔热、防水，楼板和内墙材料能隔声。 材料是一切土木工程的物质基础。在材料的选择、生产、储存、保管和检验评定等各个环节中，任何环节的失误都有可能造成土木工程的质量缺陷，甚至造成重大质量事故。所以我们通过物理性质等方面衡量土木工程材料的好坏。这些基本性质是： 1、材料的力学性质： A强度与比强度B材料的弹性与塑性 C脆性和韧性D硬度和耐磨性； 2、材料与水有关的性质： A材料的亲水性与憎水性B材料的含 水状态C材料的吸湿性和吸水性D 耐水性E抗渗性F抗冻性； 3、材料的热性质： A热容性B导热性C热变形性； 4、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， 能长久的保持其性能的性质。 土木工程材料是随着人类社会生产力和科学技术水平的提高而逐步发展起 来的。人们最早穴居巢处，后来进入能够制造 简单的石器时代、铁器时代，才开始挖土、凿 石为洞，伐木搭竹为棚，利用天然建材--石块 木材。公元前12~~4世纪前后先后创制了砖和 瓦。人类才有了用人造材料制成的房屋。土木 工程材料有天然材料进入人工生产阶段，围剿 大规模的建造房屋创造了条件。17世纪有了
土木工程材料 第一章 1.土木工程材料：指土木工程中使用的各种材料及制品 2.土木工程材料的分类： 按来源：天然材料及人造材料； 按部位：屋面、墙体和地面材料等； 按功能：结构材料和功能材料； 按组成物质：无机材料、有机材料和复合材料 无机材料： 金属材料 黑色金属、有色金属 非金属材料 天然石材、烧土制品、胶凝材料、混凝土及砂浆 有机材料： 植物材料、沥青材料、合成高分子材料 复合材料： 无机非金属材料与有机材料复合、 金属材料与无机非金属材料复合 金属材料与有机材料复合 3.材料的组成 化学组成：化学组成是指构成材料的化学成分(元素或化合物)。 物相组成：物相是具有相同物理、化学性质，一定化学成分和结构特征的物质。 4.材料的结构和构造：泛指材料各组成部分之间的结合方式及其在空间排列分布的规律。 材料的结构按尺度范围可分为: 宏观结构：是指用肉眼或放大镜可分辨出的结构状况，其尺度范围在10-3m 级以上。 介观结构(显微结构、纳米结构）：是指用光学显微镜和一般扫描透射电子显微镜所能观察到的结构，是介于宏观和微观之间的结构。尺度范围在10-3m~10-9m 。按尺度范围，还可分为显微结构和纳米结构。显微结构是指用光学显微镜所能观察到的结构，其尺度范围在10-3m~10-7m 。纳米结构是指一般扫描透射电子显微镜所能观察到的结构。其尺度范围在10-7m~10-9m 。 微观结构指原子或分子层次的结构。分为晶体和玻璃体。 晶体是质点（原子、分子、离子）按一定规律在空间重复排列的固体，具有一定的几何形状和物理性质。晶体质点间结合键的特性决定晶体材料的特性。 玻璃体是熔融物在急冷时，质点来不及按一定规律排列而形成的内部质点无序排列的固体或固态液体。 材料的构造：是指具有特定性质的材料结构单元的相互搭配情况。 5.密度：指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。m p v = 近似密度：指材料在包含闭口孔隙条件下，单位体积的质量。'm p v = 表观密度（容重）：指材料在自然状态下，单位体积的质量。00 m p v =