土木工程材料相关知识
一.分类：
·按材料来源分：天然材料、人造材料 ·按使用部位分:结构材料、屋面材料、墙体材料、地面材料 ·按功能分：防水材料、装饰材料、承重材料、绝热材料 ·按基本组成分类
通性:
金属材料-不透明、密度大、导电导热、变形大(金属键）
有机材料—透明半透明、密度小、绝缘、导热性差、变形大、耐热性差(共价键） 无机非金属材料—硬、脆、热和电的绝缘体、耐热、耐化学侵蚀（离子键）
二、土木工程材料的基本性质
1．基本物理性质 （1)密度
◎定义：指材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。V
m =
ρ ◎测试方法：要将材料磨成细粉，破坏其中的孔结构,磨得越细，测试结果越接近真值.常用的方法是比重瓶(李氏瓶)方法。 ◎密度取决于组成物质的原子量和分子结构
原子量: 金属7.5～9g/cm 3与非金属〈3。0g ／cm ３
分子结构： 石墨２．2 g/c ｍ3 金刚石3。5 ｇ／c ｍ3
（2）表观密度
◎定义：材料在自然状态下单位体积的质量。
0V
m
=
ρ
·V0包含有实体体积、开口孔隙体积、闭口孔隙体积。
·含水状态的影响:通常为气干表观密度材料
◎测试方法:排水法,一为直接排水法,另一为涂蜡后排水法。
（3）堆积密度
◎定义：材料在堆积状态下单位体积的质量.
'
'
0V
m
=
ρ
·V0包含有实体体积、孔隙体积、空隙体积。
◎测试方法：容量筒
应用：计算材料用量、堆放空间、构件自重、配料计算、判断性能孔隙对强度、导热、隔声、吸水性能的影响(4)孔隙率和空隙率的计算
密实度
ρ
ρ
ρ
ρ
=
=
=
m
m
V
V
D
△V
V
孔隙率 D V V
V V V V V P -=
-=-=∆=
110
000 开口孔隙率 0
10
10
2
V m
m V m
m V V
P O
H k k -=
-=
=ρ 闭口孔隙率 k b P P P -=
同理
填充率 0'
'0000ρρ==V V
D
空隙率 0'0
0110
D V V P -=-=
2．力学性质
（1）强度 ◎定义：
强度是材料在应用条件下抵抗破坏的能力。通常材料内部应力多由外力(荷载)作用而引起，随着外力增加，应力也随之增加,直至应力超过材料内部质点所能抵抗的极限，即强度极限。
◎ 计算方法：
材料的抗拉、抗压、抗剪强度的计算公式为：
A
Pmax
f =
抗弯强度公式为： 集中荷载2
max 2bh l
3P f =
三分点加荷2
max bh l
P f
◎主要结构材料均按强度作为划分等级的标准： a ． 烧结普通砖:ＭＵ１0～3０；
b ．水泥：3２.５、4２．５、52．5；
c ． 混凝土:C10～C60;
d ．建筑钢材：R ２35、HRB335、ＨR Ｂ400、H ＲB500。
◎ 影响材料强度的因素:
主要取决于材料的组成和结构。
其它的因素:测试方法、试件形状和尺寸、试件表面状况、试验的加荷速度、环境的温度和湿度。 ◎强度与孔隙率的关系
同种材料孔隙率越大强度越低,近似线性。
◎比强度
（２)弹性和塑性 ① 弹性变形：
材料在外力作用下产生变形，外力去除后，变形消失，材料恢复原有形状的性能称为弹性。完全恢复称为完全弹性.弹性变形与荷载成正比关系，应力与应变之比称为材料的弹性模量。
② 塑性变形：
材料在外力作用下产生变形，外力去除后,有一部分变形不能恢复,这种性质称为塑性，不能恢复的变形称为塑性变形。
③ 弹塑性变形
有的材料受力后弹性变形和塑性变形同时产生,称为弹塑性变形。
（3)脆性和韧性
◎脆性 ·定义:材料受力达到一定程度时，突然发生破坏，并无明显的变形,材料的这种性质称为脆性。 ·特点:大部分无机非金属材料均为脆性材料，这些材料的一大特点是抗压强度高而抗拉、抗折强度低,冲击韧性低。 ◎韧性 ·定义:材料在冲击或动力荷载下，能吸收较大能量而不破坏的性能称为韧性或冲击韧性。 ·表示韧性以试件破坏的单位面积上所消耗的功表示： αK ＝W k /Ａ （J/mm ２）。
对于用作轨道、吊车梁、地面、路面等材料,有时需考虑材料的韧性。 （4）硬度和耐磨性 ① 硬度
硬度是材料表面的坚硬程度，是抵抗其它物体刻划、压入其表面的能力。通常有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、摩氏硬度、显微硬度、努普硬度、洛氏α硬度、橡胶硬度等。 ② 耐磨性
是材料表面抵抗磨损的能力。在路面工程、建筑物地面、楼梯踏步等部位的材料,应适当考虑硬度和耐磨性。
100%m m -m Qab 1
2
1⨯=
3。材料与水有关的性质
(１）亲水性和憎水性
① 定义:亲水性材料：接触角（润湿角）θ<90°。
憎水性材料：接触角θ〉90°。 θ=０°铺展或完全润湿；θ＝1８0°完全不润湿
● 大多数土木材料都是亲水材料，如天然石材、砖瓦陶瓷、玻璃、混凝土、钢材、木材等;憎水材料有沥青、石蜡、某些高分子材料等。憎水材料不仅可作为防水材料,还可用于处理亲水材料的表面,以降低材料的吸水性，提高材料的防水防潮性能。
● 须指出的是孔隙率较小的亲水性材料同样也具有较好的防水性,防潮性，仍可作为防水或防潮材料使用,如水泥砂浆、水泥混凝土、琉璃瓦等；
(２)吸水性与吸湿性 ① 吸水性
● 定义:指材料在水中吸水的性质。用吸水饱和时的质量吸水率和体
积吸水率表示。 质量吸水率 100%m
m
-m W 1⨯＝
； （式0-4) 体积吸水率100%V m
-m W 0
10⨯=
；=P k (式０-5）
W 0＝Ｗ·ρ0 （式0－
6)
● 饱水系数P
W K 0
w ＝
，P 为孔隙率，说明材料孔隙内被水充满的程度,并可用来判断材料抗冻性等性能。
② 吸湿性.
● 定义：材料不仅在水中吸水，也能在空气中吸收水汽,吸入量随空气中湿度的大小而变化.材料在空气中吸收水汽的性质称为吸湿性。
%100''
⨯-=m
m m W
'
'
1W
m m += ● 材料中所含水分与空气中湿度相平衡时的含水率称为平衡含水率. ● 材料含水或吸水对材料的影响：会使材料的表观密度提高,强度降低,导热性增大，体积有所膨胀,并可导致冻胀,木材腐朽等结果。
（３）耐水性
① 定义:随着水分侵入材料内部的毛细孔，由于水的作用，减弱了材料内部质点的连接,使强度有所降低。材料在吸水饱和状态中，不发生破坏，强度也不显著降低的性能称为材料的耐水性.
② 表示方法：用软化系数K R =f １/f 0表示，其中f 1为吸水饱和状态下的强度，f 0为干燥状态下的强度。
③ 对材料耐水性的要求：对经常受潮或位于水中的工程，材料的软化系数应不低于0．75，软化系数在０。85以上的材料，可以认为是耐水的. （４）抗冻性
① 定义：抗冻性是指材料在吸水饱和状态下,能经受反复冻融循环作用而不破坏，强度无显著降低的性能。
② 表示方法：抗冻性以试件在冻融后的质量损失、外部变化(破裂）或强度降低不超过一定限度时所能经受的冻融循环次数来表示的。 ③影响因素:孔隙率（开口孔隙率）、饱水程度、强度 引入封闭孔隙提高抗冻性
④Kw 饱水系数可在一定程度下估计抗冻性。Ｋw<０．85时，破坏作用较小。
抗冻性常作为耐久性指标之一。 （5)抗渗性
① 定义:是指材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能。渗透是水在压力下通过材料内部毛细孔的迁移过程,与材料内部的孔结构直接相关。 ② 表示方法：
AtH
Qd
K ＝ （式０－6） 或试件能承受逐步提高的最大水压而不渗透的能力,通常称材料的抗渗等级，用Ｐ４、P 6、Ｐ8、P 10、P 12表示，其意义为承受0.4、0.6、０.8、１．０、1.２MPa 的水压而不渗透。
地下工程、容器结构、压力管道等受水压作用的材料均要求具有一定的抗渗等级。
4。材料的热工性质
（1)导热性
① 导热系数定义：当材料两面存在温度差时，热量从材料一面通过材料传导至另一面的性质，用导热系数表示:
)
t -t FZ Qd
12（＝
(式0－7）
式中： λ－导热系数； Q-传导的热量; d —厚度;
F-热传导面积; Z-热传导时间;
ｔ２—ｔ1-材料两面温度差。
② 导热系数的意义为：单位厚度的材料，两面温度差为１Ｋ，在单位时间内通过单位面积的热量。
③ 导热系数低的材料防潮防水防冰冻的必要性:对于非金属材料，导热系数与材料孔结构有很大关系。λ空气=0.02５Ｗ／（m·Ｋ)；λ水=0．6W/（m·K ）;λ冰＝２.2Ｗ/（m·K ）。因此,保温绝热材料要注意防潮、防水、防冰冻,使其经常处于干燥环境。 （2)热容量和比热
① 热容量系数或比热定义:材料在受热时吸收热量,冷却时放出热量的性质称为材料的热容量，单位质量材料温度升高或降低1K 所吸收或放出的热量称为热容量系数或比热。
)
t -m(t Q
C 12＝
(式0-８）
②热容量值:C·m 称为材料的热容量值，它表示材料温度升高或降低1K 所吸收或放出的热量，对采暖空调很重要.
(3）热阻和传热系数 ① 热阻定义：热阻是材料层（墙体或其它围护结构）抵抗热流通过的能力。
d
R ＝ (式０－9）
② 提高热阻的方法:为提高围护结构的保温效能，改善建筑物的热工性能，应选用导热系数小的材料，而不宜增大厚度ｄ。
③ 传热系数：１/R 为传热系数,指材料两面温度相差为1Ｋ时，在单位时间通过单位面积的热量。
5.材料的耐久性
① 定义：耐久性是指材料在使用条件下,受各种内在或外在因素作用，能长期不破坏,不失去原有性能,仍能正常使用的性质。
② 影响材料耐久性的因素:物理作用、机械作用、化学作用、生物作用。 ③ 提高耐久性的方法：为提高材料的耐久性，可根据材料特点和使用情况采取相应的措施，除从材料本身组成、结构上设法外，还应提高材料对外界作用的抵抗力(如提高密实度、防腐处理、化学浸渍等）；用其它材料保护主体材料(覆面、抹灰、喷涂涂料等)，也可设法减轻侵蚀介质对材料的破坏作用（降低湿度、排除侵蚀性物质、通风、疏导等）。
④高耐久性的效果：可保证工程长期正常使用、减少维修费用、延长使用年限、节约社会财富。
6.材料的组成、结构及其对材料性能的影响
（１）材料组成
① 化学组成：对材料性能的影响→三大材料的通性。 ② 矿物组成:金刚石、石墨 ③ 配料组成:混凝土配合比
例如:混凝土需配料组成，其中的粗骨料为多矿物组成，矿物成分中的某一种为化
学组成。
（2)材料结构
①微观结构：指原子结构、晶体结构及缺陷等。
化学键不同对材料性能的影响。
晶体与玻璃体。
玻璃件是熔融的物质经急冷而形成的无定形体,是非晶体.熔融物经慢冷内部质子可以进行规则的排列而形成晶体，若是冷却速度较快,达到
凝固温度时，它还具有很大的粘度,致使质点来不及按一定的规则进行排
列。就已经凝固成为固体，此时得到的就是玻璃体结构。其质点排列无
规律，具有各向同性,而且没有固定的熔点，熔融时只出现软化现象。
由于在急冷过程中,质点间的能量以内能的形式储存起来，使玻璃体具有化学不稳定性，即具有潜在的化学活性，在一定条件下容易与其他
物质发生化学反应,如：火山灰、粒化高炉矿渣等.
②宏观结构：用肉眼或普通光学显微镜可见的内部结构。各种材料的
宏观结构可分为:聚集结构、微孔结构、多孔结构、纤维结构、片状或层
状结构、散粒材料。
材料宏观结构不同时，即使化学组成和微观结构相同,材料的性能与用途也不同→玻璃与泡沫玻璃(孔隙率80～95%)；反之，材料化学组成和微观结构不同，但宏观结构相同,则可能具有相同的性能与用途→泡沫玻璃、泡沫塑料、加气混凝土等。
③孔结构：
包括孔隙率、孔隙尺寸、形状、连通或封闭情况、孔的分布等。
强度：孔隙率小，孔隙细小、分布均匀则强度高；
导热系数:孔隙率大，孔隙细小而封闭（粗大连通孔隙由于孔内孔的对流，会提高导热性)则导热系数小;
吸水(湿)性：开口孔隙率小、孔隙细小则吸湿性小
抗冻性:开口孔隙率小,闭口孔隙率大,孔隙粗大(不易吸水)或细小（冰点低）,不连通则抗冻性好;
抗渗性:开口孔隙率小，闭口孔隙率大,孔隙细小,不连通则抗渗性好；
吸声性:开口孔隙率大，孔隙连通曲折则吸声性能好。
三.土木工程材料的技术标准
技术标准是对标准化领域中需要协调统一的技术事项所制定的标准.技术标准主要包括：
●基础标准
●产品标准
●方法标准
●安全标准
●卫生标准等.
土木工程材料设计的主要是产品标准、方法标准.
按标准的约束性可分为:强制性标准、推荐性标准，
涉及工程建设的质量、安全、卫生标准及国家需要控制的其它工程建设标准，产品及产品生产、储运的标准等均为强制执行的标准，除此以外的为推荐性标准。
1.标准等级：国家标准、行业标准、地方标准、企业标准。
2．标准的代号和编号:
国家标准:GB、GＢ/T
行业标准:JC、ＪＧＪ、SY等
地方标准：DＢ、ＤＢ/T
企业标准：Q
ASTM 美国材料试验协会
JIN 日本工业标准
ＤIN 德国工业标准
BS 英国标准
NF 法国标准
IＳＯ国际标准化组织
3.标准的表示方法:
标准代号＋标准发布顺序号+发布年代+名称
如：GB17５－2０07 通用硅酸盐水泥
4．标准的修订、作用
第一节 绪论 什么是土木工程材料 土木工程包括：建筑、道路、桥梁、沿途、地下、港口、水利、市政工程——用来建设的材料即为土木工程材料 复合材料：碳纤维复合材料、聚合物复合材料、高分子复合材料 绿色建材： 含义：采用清洁的生产技术、少用天然资源、多用工业或城市固体废弃物（和农植物秸秆）（生产过程） 建材本身：无毒、无污染、无放射性 建材功能：有利于环保、有利于人体健康 土木工程材料分类： 发展趋势：高性能化、复合化和多功能化、良好的环境协调性、无污染可再生 发展方向：优先发展水泥与混凝土材料、提高配套 土木工程材料质量的控制方法： ,初步确定来源以及质量情况 对工程材料进行抽样检验 检测半成品和成品的技术性能，从而评定材料在实际工程中的实际技术性能。 采取相应的措施避免对工程质量造成的不良影响、 土木工程对材料的基本要求：安全、适用、美观、耐久与经济 第一章 土木工程材料的基本性质 材料的物理性质 密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量 表观密度：材料在自然状态下，单位体积的质量（包含内部空隙） 表观密度： v m = ρ 堆积密度：粉状或粒状材料，在堆积状态下单位体积的质量 密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。所谓绝对密实状态下的体积，是指不含有任何孔隙的体积。
表观密度表示材料单位细观外形体积（包括内部封闭孔隙）的质量。容积密度表示材料单位宏观外形体积（包括内部封闭孔隙和开口孔隙）的质量。 堆积密度是指散粒材料或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。材料的堆积体积指在自然、松散状态下，按一定方法装入容器的容积，包括颗粒体积和颗粒之间空隙的体积。 堆积密度： v ' ' m 0=ρ 材料的孔隙率：块状材料中孔隙体积与材料在自然状态下总体积的百分比。 00000 100)1(1000 P ?- =?-= ρ ρ V V V 开口孔隙率：是指材料中能被水饱和（即被水所充满）的孔隙体积占材料在自然状态的体积的百分率. 闭口孔隙率：是总孔隙率与开口孔隙率之差 材料的密实度:材料体积内被固体物质充实的程度。 000 100100 ?=?=ρ ρV V D 材料的空隙率：散粒材料在其堆集体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。 %100)1(%1000 '0'0 ' ' ?-=?-= ρ ρV V V P 亲水性与憎水性：材料与水接触时,有些材料能被水湿润,而有些材料则不能被水湿润,对两种现象来说,前者为亲水性,后者为憎水性。 C
土木工程材料知识点整理 土木工程材料复整理 1.土木工程材料是指用于建筑物和构筑物的所有材料的总称。 2.土木工程材料可以按化学组成、在建筑物中的功能和使用部位进行分类。 3.不同级别的标准有不同的代号，例如国家标准为GB，建筑行业国家标准为GBJ，建材标准为JC，建工标准为JG，建工建材标准为，地方标准为DB，企业标准为QB，国际标准为ISO。 4.材料的组成包括化学成分、矿物成分和相组成。 5.材料的结构可以分为宏观结构、细观结构和微观结构。微观结构又可以分为晶体、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、孔隙率、填充率和空隙率是重要的概念，可以通过一些公式进行计算。 7.材料的孔隙率会影响其性质，因为孔隙率越高，材料的强度和稳定性就越差。 1.吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性和导热系数是影响材料性能的重要因素。 2.吸水性是指材料在水中吸收水分的性质，可以用吸水率表示。吸湿性是指材料在空气中吸收水分的性质，可以用含水率表示。 3.影响吸水性和吸湿性的因素包括材料的本身性质、孔隙率、孔隙构造特征以及周围空气的温度和湿度。 4.耐水性是指材料长期在水作用下不破坏，强度也不显著降低的性质，可以用软化系数表示。软化系数越小，说明材料吸水饱和后的强度降低越多，其耐水性越差。 5.抗渗性是指材料抵抗压力水渗透的性质，可以用抗渗系数和抗渗等级表示。影响材料抗渗性的因素包括孔隙率和孔隙特征。
6.抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性质，可以用抗冻等级表示。 7.导热性是指材料传导热量的能力，可以用热导率表示。影响材料导热系数的因素包括材料的组成与结构、孔隙率及孔隙特征以及含水情况。 8.热容性是指材料受热时吸收热量和冷却时放出热量的性质，可以用比热容表示。 9.材料的抗压、抗拉、抗剪强度和抗弯强度是评价材料力学性能的指标。 10.材料的比强度是指单位截面积的材料所能承受的最大拉伸、压缩或弯曲应力，是评价材料强度和轻重程度的指标。 为了让石灰浆更加均匀、稳定，提高其质量。③陈伏时要注意保持消化池的密闭性，防止外界杂质进入，同时要定期检查石灰浆的质量，确保其符合要求。 比强度是衡量材料轻质高强的重要指标，它是材料的强度与表观密度之比。弹性是指材料在外力作用下产生变形，外力撤去后能完全恢复的性质；而塑性则是指材料在外力作用下产生变形，除去外力后仍能保持变形后的形状和尺寸，不产生裂
土木工程材料相关知识 一.分类： ·按材料来源分：天然材料、人造材料 ·按使用部位分:结构材料、屋面材料、墙体材料、地面材料 ·按功能分：防水材料、装饰材料、承重材料、绝热材料 ·按基本组成分类 通性: 金属材料-不透明、密度大、导电导热、变形大(金属键） 有机材料—透明半透明、密度小、绝缘、导热性差、变形大、耐热性差(共价键） 无机非金属材料—硬、脆、热和电的绝缘体、耐热、耐化学侵蚀（离子键） 二、土木工程材料的基本性质 1．基本物理性质 （1)密度 ◎定义：指材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。V m = ρ ◎测试方法：要将材料磨成细粉，破坏其中的孔结构,磨得越细，测试结果越接近真值.常用的方法是比重瓶(李氏瓶)方法。 ◎密度取决于组成物质的原子量和分子结构 原子量: 金属7.5～9g/cm 3与非金属〈3。0g ／cm ３ 分子结构： 石墨２．2 g/c ｍ3 金刚石3。5 ｇ／c ｍ3 （2）表观密度
◎定义：材料在自然状态下单位体积的质量。 0V m = ρ ·V0包含有实体体积、开口孔隙体积、闭口孔隙体积。 ·含水状态的影响:通常为气干表观密度材料 ◎测试方法:排水法,一为直接排水法,另一为涂蜡后排水法。 （3）堆积密度 ◎定义：材料在堆积状态下单位体积的质量. ' ' 0V m = ρ ·V0包含有实体体积、孔隙体积、空隙体积。 ◎测试方法：容量筒 应用：计算材料用量、堆放空间、构件自重、配料计算、判断性能孔隙对强度、导热、隔声、吸水性能的影响(4)孔隙率和空隙率的计算 密实度 ρ ρ ρ ρ = = = m m V V D △V V
孔隙率 D V V V V V V V P -= -=-=∆= 110 000 开口孔隙率 0 10 10 2 V m m V m m V V P O H k k -= -= =ρ 闭口孔隙率 k b P P P -= 同理 填充率 0' '0000ρρ==V V D 空隙率 0'0 0110 D V V P -=-= 2．力学性质 （1）强度 ◎定义： 强度是材料在应用条件下抵抗破坏的能力。通常材料内部应力多由外力(荷载)作用而引起，随着外力增加，应力也随之增加,直至应力超过材料内部质点所能抵抗的极限，即强度极限。 ◎ 计算方法： 材料的抗拉、抗压、抗剪强度的计算公式为： A Pmax f = 抗弯强度公式为： 集中荷载2 max 2bh l 3P f =
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，强度也不显着降低的性质，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，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+H 2O 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CaCO 3膜层将阻碍CO 2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。 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% 12. 六大水泥的代号、性能特点及应用 名称 硅酸盐水泥 P?Ⅰ和P?Ⅱ 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 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?Ⅰ和P?Ⅱ 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
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 v m = ρ
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。 孔隙率：孔隙率是指材料体积内，孔隙体积占总体积的百分率。 填充率：填充率是指散粒材料在其堆积体积中，被其颗粒填充的程度 。 空隙率：空隙率是指散粒材料在其堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占材料堆积体积的百分率 。 7.材料的孔隙率对材料的性质有何影响？ 影响吸水性 影响吸湿性 影响材料抗渗性 影响材料抗冻性 影响材料导热系数 8.润湿边角与亲水性、憎水性的关系？ P3 9.材料的吸水性与吸湿性的概念及计算 吸水性：是指材料在水中吸收水分的性质，其大小用吸水率表示。 v o m = 0ρ' 00 v m ='ρ00100%100% V D V ρρ =??＝00 0100%)100% V V P V ρρ-=??＝(1-00 00 '100%100% V D V ρρ'=?=?'00000 '100%(1)100%1V V P D V ρρ'' -'= ?=-?=-'%1001 01??-= W V V m m W ρ
李瑞·土木工程材料知识点 第一章材料性质 1、普通砖240*115*53 mm 2、孔隙率P =材料总体积—绝对密实体积）/ 总体积 3、比强度：单位体积质量的材料强度，等于材料强度与表观密度之比。 4、材料的密实度：指材料内部固体物质的实际体积占总材料体积的百分率。 5、压强：1 MPa =N/mm平方1Pa= N/m平方 6、影响材料强度因素：孔隙率大，强度低；细晶粒晶体结构强度高；干燥材料强度高； 温度身高，强度降低； 7、材料在水中吸收水分的性质：吸水性。材料开口孔隙率越大，吸水量越多；粗大开口孔， 吸水率较小。 材料在潮湿空气中吸收水分的特性:吸湿性。开口微孔越多，吸湿性越强。 8、材料吸水后，一般强度都降低（吸水后，减弱了分子、颗粒间的相互作用力）， 长期处于水中或潮湿环境中，材料软化系数大于0.85，其他不得小于0.75 9、材料冻融破坏：空隙中水结冰产生体积膨胀应力（约增大9%）。孔隙率小，具有封闭孔的材料其抗冻性好。 10、导热性与空隙特征有关，增加孤立的不连通空隙能降低材料的导热能力 11、孔隙率大，表观密度小，导热系数小。 12、热容量是指材料受热时吸收热量或冷却时放出热量的性质。 第二章无机气硬性胶凝材料 1、无机胶凝材料：气硬性胶凝材料（石灰、石膏、水玻璃）水硬性胶凝材料（水泥）。 2、石灰生产中：温度提高至（1000~~1200 摄氏度） 过火石灰：熟化慢，产生膨胀（陈伏） 欠火石灰：含Caco3 产生麻面（陈伏、过滤） 3、石灰是熟化（石灰浆法）：熟化时，放大量热，Ca(oh)2 凝聚在CaO 周围，阻碍反应进行还会产生逆方向，所以加大量水，并不断搅拌，控制温度不过高 4、陈伏：消除过火石灰的危害，在储灰坑中放置2周以上，石灰浆表面应有一层水，避免氢氧化钙被碳化 5、石灰碳化：氢氧化钙与空气中CO2 反应，形成碳酸钙晶体， 6、石灰的应用：制石灰乳涂料、配置砂浆、拌制石灰土和三合土、生产硅酸盐制品、制生 石灰粉（储存：防潮防水，周围不堆易燃物，生石灰不宜长期存储） 7、石膏：生产原料（二水合硫酸钙、硫酸钙及其化工副产品） 生产流程：破碎、加热、磨细 建筑石膏：与水拌和后可调制成可塑浆体（制粉刷石膏、制建筑石膏制品） （特点：凝结硬化快、硬化是体积微膨胀硬化后表观密度和强度低、防火性能好 具有一定调温调湿作用、耐水抗冻耐热性差） 8、水玻璃：以纯碱石英砂为原料，磨碎熔融后冷却制得。 应用：用于土壤加固、涂刷建筑表面、配制防水剂、配制水玻璃矿渣砂浆） 第三章水泥
土木工程材料 （一） 1、建筑材料的技术标准根据技术标准的发布单位与适用范围，可分为__________、 __________、 __________、 __________四级。 2、决定材料的性质的最基本因素是 。 3、材料的性能决定于材料的 、 、 。 4、材料的结构可以分为 、 、 。 5、无机材料的组成分为__________ 、 __________和__________组成。 6、土木工程对材料的基本要求是 、 、 、 、 。 无机材料 化学成分 有机材料 复合材料 承重材料和非承重材料 在建筑物中 保温隔热材料 的功能 吸声隔声材料 7、土木工程材料的分类 防水材料 装饰材料 结构材料 墙体材料 使用部位 屋面材料 地面材料 饰面材料 其他用途材料 8、国家标准：如GB 175-1999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，其中“GB ”为国家标准的代号，“175”为标准编号，“1999”为标准颁布年代号。 9、行业标准：如JC/T 479-92建筑生石灰，其中“JC ”为建材行业的标准代号，“T ”表示推荐标准；“479”为此类技术标准的二类类目顺序号；“92”为标准颁发年代号。 10、企业标准：代号为“QB/”，其后分别注明企业代号、标准顺序号、制定年代号。 如：QB/T 6019-2004 制浆造纸专业设备安装工程 施工质量验收规范 11、材料的吸水率：材料吸水饱和后的含水率称为吸水率。 12、材料中所含水的质量与干燥状态下的质量之比称为材料的含水率。 13、材料的吸水率与材料的孔隙率和孔隙特征有关。对于细微连通孔隙，孔隙率愈大，则吸水率愈大。闭口孔隙水分不能进去，而开口大孔虽然水分易进入，但不能存留，只能润湿孔 壁，所以吸水率仍然较小。 14、材料在一定温度和湿度下吸附水分的能力称为吸湿性，用平衡含水率表示，即 % 100*m m m W -=含含
《土木工程材料》重要知识点 一、材料基本性质 （1）基本概念 密度：指材料在绝密状态下，单位体积的质量。 体积密度：指材料在自然状态下，单位体积（包括材料内部所有孔隙体积）的质量。 表观密度：指材料单位体积（包括实体体积和闭口孔体积）的质量。 堆积密度：指散粒材料（如粉状、颗粒状材料等）在堆积状态下，单位体积的质量。 孔隙率：指材料空隙体积占材料自然状态下总体积的百分比，用P表示。 空隙率：散粒状材料在堆积体积状态下，固体颗粒之间空隙体积占堆积体积的百分比，用P'表示。 强度：指材料抵抗力破坏的能力。 比强度：材料强度与其体积密度之比。 弹性：指材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能够恢复原来形状的性质。 塑性：指在外力作用下材料产生变形，外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质。 韧性：指在冲击或振动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏的性质。 脆性：指材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质。 硬度：指材料表面抵抗其它物体压入或刻画的能力。 耐磨性：指材料表面抵抗机械磨损的能力。 亲水性：指材料在空气中与水接触时能被水润湿的性质。 憎水性：指材料在空气中与水接触时不能被水润湿的性质。 润湿边角：在材料、水和空气的三相交叉点处沿水滴表面做切线，此切线与材料和水接触面的夹角θ称为湿润边角。 吸湿性：指材料在潮湿空气中吸收水分的性质。 吸水性：指材料与水接触时吸收水分的性质。 耐水性：指材料长期在水的作用下不会被破坏，而且强度也不显著降低的性质。 抗渗性：指材料抵抗压力水渗透的性质。 抗冻性：指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻结和融化作用而不被破坏、强度又不显著降低的性质。 热容量：指材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。 导热性：指材料传导热量的能力。 （2）性能及应用 孔隙率大小和孔隙特征对材料性能（强度、吸水、保温等）影响 答：材料内部的孔隙率越大，材料的体积密度、强度越小，耐磨性、抗冻性、抗渗性、耐腐蚀性、耐水性及其它耐久性越差。孔隙率相同，材料的开口孔越多，材料的抗渗性、抗冻性越差。
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˙½H2O 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，
《土木工程材料》知识点 《土木工程材料》重要知识点 关注各章习题：选择题、判断题、是非题 一、材料基本性质 （1）基本概念 1.密度：材料在绝对密实状态下单位体积下的质量； 2.体积密度：材料在自然状态下单位体积（包括材料实体及开口孔隙、闭口孔隙）的质量， 俗称容重； 3.表观密度：单位体积（含材料实体及闭口孔隙体积）材料的干质量，也称视密度； 4.堆积密度：散粒状材料单位体积（含物质颗粒固体及其闭口孔隙、开口孔隙体积以及颗粒 间孔隙体积）物质颗粒的质量； 5.孔隙率：材料中的孔隙体积占自然状态下总体积的百分率 6.空隙率：散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积（开口孔隙与间隙之和） 占堆积体积的百分率； 7.强度：指材料抵抗外力破坏的能力（材料在外力作用下不被破坏时能承受的最大应力） 8.比强度：指材料强度与表观密度之比，材料比强度越大，越轻质高强； 9.弹性：指材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能够完全恢复原来形状的性质； 10.塑性：指在外力作用下材料产生变形，外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸，这种 不能恢复的变形称为塑性变形； 11.韧性：指在冲击或震动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变
形而不破坏的性质； 12.脆性：指材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质； 13.硬度：指材料表面抵抗其他物体压入或刻划的能力； 14.耐磨性：材料表面抵抗磨损的能力； 15.亲水性：当湿润角≤90°时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子之间的相互吸引力，这种性质称为材料的亲水性； 16.憎水性：当湿润角＞90°时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子之间的吸引力，这种性质称为材料的憎水性； 亲水性材料憎水性材料 17.润湿边角：当水与材料接触时，在材料、水和空气三相交点处，沿水表面的切线与水和 固体接触面所成的夹角称为湿润边角； 18.吸水性：指材料在水中吸收水分的性质； 19.吸湿性：指材料在潮湿空气中吸收水分的性质，以含水率表示； 20.耐水性：指材料长期在水的作用下不破坏，而且强度也不显著降低的性质； 21.抗渗性：指材料抵抗压力水渗透的性质； 22.抗冻性：指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻结和融化作用（冻融循环）而不破坏、 强度又不显著降低的性质； 23.导热性：当材料两侧存在温度差时，热量将由温度高的一侧通过材料传递到温度低的一 侧，材料的这种传导热量的能力称为导热性； 24.热容量：材料在温度变化时吸收和放出热量的能力。 （2）性能及应用 1.孔隙率大小和孔隙特征对材料性能影响 孔隙率的大小反映了材料的致密程度，主要对材料的导热性、力学性能、透气性、耐水性、吸湿性、抗渗性以及抗冻性等有影响，一般来说孔隙率越大的材料力学性能越差；孔隙特征分开口和闭口，在
土木工程材料知识点总结 土木工程材料知识点总结 一、土 1、土的性质 土是由砂、粉砂、粘土、泥石等组成的一种物质，具有许多物理性质和力学性质。土的物理性质有密度、渗透性、吸水性、含水率等；力学性质有抗压强度、剪切强度、抗拉强度、抗剪切比、杨氏模量等。 2、土的结构 土体的结构由三种不同形态的颗粒组成，即粒子、孔隙和胶结复合体。粒子是指土体中的颗粒，形状各式各样，有规则的、不规则的和复杂的。孔隙是土体中的空间，它是由粒子之间的间隙构成的，孔隙的形状和大小也是各式各样的。胶结体是指孔隙中的胶结物，它能够将土体中的粒子联系起来，使其形成一个整体，从而增大土体的强度。 二、水泥 1、水泥的来源 水泥是由石灰、石膏、石膏粉和外加剂经过烧制而成的。石灰是来自硅藻土或石灰岩的熟料，石膏是从硫酸钙矿石中取得的，而石膏粉则是从石膏的细末中分离出来的，外加剂包括硅灰石和重晶石等。 2、水泥的性质 水泥具有良好的流动性和细致度，具有良好的抗碱性和耐腐蚀性，具有较高的抗压强度、抗剪切强度和抗仰角强度。水泥的抗压强度取
决于烧制的温度和时间，能够达到200MPa以上的抗压强度。 三、钢 1、钢的来源 钢的主要原料是矿石和焦炭，经过冶炼得到的钢是一种有色金属，具有良好的机械性能、耐腐蚀性和热强度。 2、钢的性质 钢的力学性质取决于它的组分，组分不同，性能也不同。一般来说，钢的抗拉强度较高，具有良好的疲劳强度、耐磨性和耐冲击性，耐蚀性也很强。 四、砖 1、砖的来源 砖是由粘土、石灰石、石膏等经过烧制而成的，烧制的温度一般在900-1100℃之间。 2、砖的性质 砖具有良好的抗拉强度和抗压强度，密度一般为2.2-2.6g/cm3，耐火温度一般为1000℃以上。砖具有较好的绝热性能，耐水性强， 能够防止建筑物受到潮湿的影响，具有良好的抗酸碱性能。
土木工程材料知识点 土木工程是一门涉及建筑、道路、桥梁等基础设施建设和维护的学科，而土木工程材料则是土木工程中必不可少的一部分。本文将从几 个方面介绍土木工程材料的知识点。 首先要介绍的是混凝土，它是土木工程中最常用的材料之一。混凝 土由水泥、骨料（如砂子、石子）和水按照一定比例混合而成。其优 点是强度高、耐久性好，可以承受较大荷载。在土木工程中，混凝土 常用于建筑物的基础、柱、梁、板等构件的施工。而在混凝土构件中，加入钢筋可以形成钢筋混凝土，使其具有更好的抗拉强度。 其次是沥青，它是一种黑色的胶状有机物。沥青通常用于路面的铺设，以提供较好的耐磨性和防水性能。沥青路面在土木工程中应用广泛，能够减少车辆行驶时的噪音和震动。此外，沥青还可以制作防水 材料和防护涂料，用于建筑物的防水和维护。 再来是钢材，它在土木工程中也扮演着重要的角色。钢材具有较高 的强度和韧性，是常见的建筑结构材料。在桥梁的建设中，钢材常用 作梁、柱和墩的构造材料，能够承受大荷载和变形。此外，钢材还可 以用于建筑物的骨架和支撑结构，保证其稳定和安全。 除了以上提到的常见材料外，还有一些其他的土木工程材料也值得 关注。例如玻璃纤维增强塑料（GFRP），它是一种轻质、高强度的复 合材料，广泛应用于桥梁的加固和修复。此外，还有陶瓷材料、水泥 板材、岩石等，它们在土木工程的不同领域中发挥着重要的作用。
而在土木工程材料的选择和应用上，需要考虑各种因素，如使用环境、荷载情况、预算成本等。不同的材料具有不同的性能和特点，需要根据具体情况进行选择。此外，材料的质量也是至关重要的，需要确保材料符合相应的标准和规范。 总结起来，土木工程材料是土木工程中不可或缺的一部分。通过混凝土、沥青、钢材等的运用，可以实现建筑物和基础设施的建设和保护。而掌握土木工程材料的知识点，有助于工程师和技术人员在实际工作中做出合理的材料选择，保证项目的质量和安全。
1. 名称 名称 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 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。 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 & = f b /f g 软化系数大于0.8的材料通常可以认为是耐水 UU-_Vk-_UV_-_Vk-_V_EV_-_- 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 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 膜层将阻碍CO 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。 Ca(OH)2+CO 2 + nH 20 =CaC03+( n+1)H 20 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（CAH ）, 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% 12. 六大水泥的代号、性能特点及应用 2. 3. 4. 5. 7. 8. 9. 材料，软化系数不宜小于.0.75 导热性：传导热量的能力，表示方式一一导热系数 ，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。 建筑石膏的化学分子式： 3 -CaSQ •? HO 石膏水化硬化后的化学成分： CaSO - 2^0 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 a 型半水石 膏，建筑石膏为3型半水石膏。3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； a 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。 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 用:石灰使用时，一般要变成石灰膏再使用。 CaO+bO Ca （OH ） 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 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。 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 ，产生强度并具有胶结 性（2） 1~2.5倍。应 2 +64kJ 15天以上，使过火灰充分熟化这个过程 ,因游离水分逐渐蒸发或被砌体吸收，浆 碳化 硬化：氢化氧钙与空气中的二氧化碳 主要 特征 复合硅酸盐水 泥P ?c 复合硅酸盐水 泥P ?c 1. 早期强度 稍低 2. 其他性能 同矿渣水 泥
1. 弹性模量：用E 表达。材料在弹性变形阶段内，应力和相应的应变的比值。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，能吸取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，强度也不显著减少的性质，表达方法——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在潮湿环境中的材料，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，表达方式——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˙½H 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，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+H 2O 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，使过火灰充足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取，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，碳化作用重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，速度相称缓慢的过程。 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，应选着低热水泥。在混凝土冬期施工时，水化热却有助于水泥的凝结，硬化和防止混凝土受冻）
______________________________________________________________________________________________________________ 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:,测量方法：直接测几何尺寸或是在表面涂蜡用排水 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： 4.密实度：材料内部材料的体积所占总体积的百分比。公式： 5.孔隙率：指散粒或粉状材料颗粒之间的空隙体积占总体积的百分率.公式： 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： 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： 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、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θ，θ 是亲水材料，θ 是憎水材料； 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 含含干干 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①质量吸水率：指材料吸水饱和时，所吸水量占材
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与制品 2.土木工程材料的分类： 按来源：天然材料与人造材料； 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、混凝土与砂浆 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与其在空间排列分布的规律。 材料的结构按尺度X 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X 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X 围在10-3m~10-9m 。按尺度X 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X 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X 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，质点来不与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 =