对土木工程材料的认识
一、概述
土木工程泛指建筑工程、道路桥梁工程、水利工程等建设性工程。土木工程中所使用的各种材料及制品，都统称为土木工程材料。材料是一切土木工程的物质基础，也是其重要的质量基础。土木工程设施都是由多种工程材料有序构筑起来的。在材料的选择、生产、储运、保管、使用和之间评定等各个环节中，任何环节的失误都有可能造成土木工程的质量缺陷，甚至是重大质量事故。国内外土木工程中的重大质量事故多与材料的质量不良有关。因此，一个合格的土木工程技术人员必须正确、熟练地掌握土木工程材料的有关知识。
远古时代，人类的住、行采用的是石块和树木。公元前12--4世纪先后创造了瓦和砖，人类才有用人造材料做成的住房。17世纪有了生铁和熟铁以后，直到18世纪才有了第一条铸铁铁路；后来发展了钢材，才在19世纪后期诞生了第一栋11层高的高层建筑。1824年有了波特兰水泥，才使后来的钢筋混凝土工程得到蓬勃发展。如今各种高强度结构材料、新型装饰材料和防水材料的开发，则和20世纪中期以来高分子有机材料在土木工程中的广泛应用密切相关。
一般来说，土木工程对材料的基本要求是：
①必须具备足够的强度，能够安全地承受设计荷载；
②材料自身的质量以轻为宜，以减轻下部结构和地基的负荷；
③具有与使用环境相适应的耐久性，以减少维修费用；
④用于装饰的材料，应能美化建筑，产生一定的艺术效果；
⑤用于特殊部位的材料，应具有相应的特殊功能，例如隔热、防水、隔声等。
在土木工程中，材料费用一般腰斩工程总造价的50％左右，有的可高达70％。因此，按照建筑对材料性能的要求及使用时的环境条件，正确合理地选用材料，做到才尽其能，物尽其用，对于保证建筑结构物的安全、实用、美观、耐久及造价适度等方面有着重大的意义。
二、土木工程材料的性质
（1）物理性质
如容积密度，密度，以及材料与水有关的性质如含水率、吸水性、透水性，和材料的热工性质如导热性、耐火性、收缩膨胀等。
（2）力学性质
如强度，变形，弹性，塑性，韧性等。
（3）耐久性质
指材料在长期使用过程中经受各种所处环境和条件的作用仍能保持其使用性能的能力。
三、土木工程材料的分类
（1）按材料自身组织的不同分
非金属材料无机材料
天然石材（砂、石）
陶制材料（砖、瓦、陶瓷）
胶结材料（石膏、石灰、水泥、水玻璃）
混凝土、砂浆
未焙烧人造石材
隔热材料（无机纤维）
玻璃及其制品
有机材料
木材、竹材
胶结材料（沥青）
隔热材料（有机纤维）
油漆
塑料
金属材料黑色金属
生铁、铸铁
碳钢、合金钢有色金属铝、铜、锌等
（2）按材料在土木工程设施中所起的作用和功能分
①承重材料；②维护材料；③装饰材料；④胶结材料。
四、常用材料的介绍
1、天然石材
天然石材是指从天然岩体中开采出来的，并经加工成块状或板状材料的总称。建筑装饰用的天然石材主要有花岗岩和大理石两大种。
所谓大理石是指沉积的或变质的碳酸盐岩类的岩石，有大理岩、白云岩、灰岩、砂岩、页岩和板岩等。如我国著名的汉白玉就是北京房山产的白云岩，云南大理石则是产于大理县的大理岩，著名的丹东绿则为蛇纹石化硅卡岩。同样，作为石材开采的各类岩浆岩，如花岗岩、安山岩、辉绿岩、绿长岩、片麻岩等称之为花岗石。如北京白虎涧的白色花岗石是花岗岩，济南青是辉长岩，而青岛的黑色花岗石则是辉绿岩。
2、其硬性胶凝材料
土木工程中用来将散粒材料或块状材料粘结为一个整体的材料，统称为胶凝材料。
胶凝材料按其化学组成可分为两大类：有机胶凝材料和无机胶凝材料。根据无机胶凝材料凝结硬化条件的不同分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。常用的气硬性胶凝材料有以下几种：
①石膏
石膏是以硫钙为主要成分的气硬性胶凝材料。其品种多，通常所指石膏是指半水石膏，又称建筑石膏。石膏胶凝材料具有重量轻、凝结快、耐火性好、隔热隔声、白色或色淡易装饰性等优点，在土木工程中的应用十分广泛。石膏可以用于制作石膏作品，也可以用作硅酸盐水泥的缓凝剂，也是生产硅酸盐建筑制品、生产膨胀水泥和配制膨胀剂的组成材料。
②石灰
石灰是在土木工程中使用较早的气硬性胶凝材料之一。石灰的原材料石灰石分布很广，生产工艺简单，成本低廉，因而在土木工程中一直应用很广。石灰的技术性质：良好的可塑性和保水性；凝结硬化慢、强度低；耐水性差；硬化时体积收缩大。石灰的应用：用于建筑室内粉涮；用于伴制建筑砂浆；配制三合土和灰土；加固含水的软土地基；生产硅酸盐制品；磨制生石灰粉。
3、水泥
水泥是水硬性胶凝材料，加水混合后形成的水泥浆体不但能在空气中硬化，而且还能、好地在水中硬化，保持并发展其强度，水泥被广泛运用于建筑、水利、交通和国防等各项建设中，已成为土木工程中最重要的材料之一。正确合理地选用水泥将对保证工程质量和降低工程造价起到重要的作用。
水泥按用途及性能分：
通用水泥：一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。
专用水泥：专门用途的水泥。如：G级油井水泥，道路硅酸盐水泥。
特性水泥：某种性能比较突出的水泥。如：快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥、磷铝酸盐水泥和磷酸盐水泥。
4、混凝土
混凝土是指由胶结料(有机的、无机的或有机无机复合的)、颗粒状集料、水以及需要加
入的化学外加剂和矿物掺合料按适当比例拌制而成的混合料，或经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料(普通是以胶凝材料、水、细骨料、粗骨料，需要时掺入外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合。
混凝土的抗压强度是通过试验得出的，我国最新标准C60强度以下的采用边长为100mm的立方体试件作为混凝土抗压强度的标准尺寸试件。按照《普通混凝土力学性能试验方法标注》GB/T50081-2002，制作边长为150mm的立方体在标准养护（温度20±2℃、相对湿度在95%以上）条件下，养护至28d龄期，用标准试验方法测得的极限抗压强度，称为混凝土标准立方体抗压强度，以fcu表示。按照GB50010-2010《混凝土结构设计规范》规定，在立方体极限抗压强度总体分布中，具有95%强度保证率的立方体试件抗压强度，称为混凝土立方体抗压强度标准值（以MPa计），fcuk表示。
依照标准实验方法测得的具有95%保证率的抗压强度作为混凝土强度等级。
按照GB50010-2010《混凝土结构设计规范》规定，普通混凝土划分为十四个等级，即：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80。例如，强度等级为C30的混凝土是指30MPa≤fcuk<35MPa。
影响混凝土强度等级的因素主要有水泥等级和水灰比、集料、龄期、养护温度和湿度等有关。
5、钢筋
钢筋(Rebar)是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材，其横截面为圆形，有时为带有圆角的方形。包括光圆钢筋、带肋钢筋、扭转钢筋。钢筋混凝土用钢筋是指钢筋混凝土配筋用的直条或盘条状钢材，其外形分为光圆钢筋和变形钢筋两种，交货状态为直条和盘圆两种。
钢筋一般按其力学性能、外形特征以及生产工艺分类、化学成分对钢筋的性能有很大的影响。按其化学成分的组成，钢材有普通碳素钢与普通低合金钢之别。钢筋按生产工艺的不同，钢筋可有以下几类。
（1）热轧钢筋
热轧钢筋是混凝土构件中用量最大的刚劲种类，按其表面形状特征又可分为光面钢筋和带肋钢筋。我国的热轧钢筋分为四类：HPB300级为光面钢筋，HRB335、HRB400、HRB500级带肋钢筋。
（2）钢绞线
（3）清除应力钢丝
（4）热处理钢筋
（5）冷加工钢筋
混凝土结构中的钢筋有受力钢筋和构造钢筋两类。受力钢筋包括纵向受力钢筋、弯起钢筋、箍筋；构造钢筋包括架立钢筋、分布钢筋等。
五、土木工程材料的未来发展
发展“绿色建材”是一项长期的战略任务，符合可持续发展的战略方针，既满足现代人的安居乐业、健康长寿的需要，又不损害后代人的更大需求能力和利益。因此，进入21世纪以后，土木工程材料的发展将具有以下趋势：
①研制高性能材料。
②充分利用地方材料，尽量少用天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物作为生产土木工程材料的资源，以及保护自然资源和维护生态环境的平衡。
③节约能源。
④材料生产中不得使用有损人体健康的添加剂和颜料。
⑤产品可再生循环和回收利用，无污染废弃物以防止二次污染。
参考文件：
（1）《土木工程（专业）概论》罗福午主编
（2）《土木工程材料》彭小芹主编
（3）《建筑结构原理及设计（第2版）》林宗凡主编（4）百度百科
（5）百度文库
第一章土木工程材料的基本性质 本章导学 学习目的：土木工程材料有无机材料、有机材料及复合材料，它具有结构或功能的作用。而土木工程包括建筑工程、道路工程、桥梁工程、地下工程、岩土工程等，土木工程材料为这些工程服务，通过学习其基本性质，了解土木工程基本性质与工程特性的关系。 教学要求：通过工程实例说明土木工程材料的分类；通过各种土木工程特点的分析，说明土木工程材料的物理、力学性质及耐久性；重点讲解土木工程材料的密度、与水有关的性质、强度、弹性、粘性与塑性。 1.1土木工程材料的分类 土木工程材料是指在土木工程中所使用的各种材料及其制品的总称。它是一切土木工程的物质基础。由于组成、结构和构造不同，土木工程材料品种繁多、性能各不相同、在土木工程中的功能各异，而且价格相差悬殊，在土木工程中的用量很大，因此，正确选择和合理使用土木工程材料，对土木工程结构物安全、实用、美观、耐久及造价有着重大的意义。
由于土木工程材料种类繁多，为了研究、使用和论述方便，常从不同角度对它进行分类。最通常的是按材料的化学成分及其使用功能分类。 1.1.1按化学成分分类 根据材料的化学成分，可分为有机材料、无机材料以及复合材料三大类，如表1－1所示。
1.1.2按使用功能分类 根据材料在土木工程中的部位或使用性能，大体上可分为二大类，即土木工程结构材料（如钢筋混凝土、预应力混凝土、沥青混凝土、水泥混凝土、墙体材料、路面基层及底基层材料等）和土木工程功能材料（如吸声材料、耐火材料、排水材料等）。 1．土木工程结构材料 土木工程结构材料主要指构成土木工程受力构件和结构所用的材料。如梁、板、柱、基础、框架、墙体、拱圈、沥青混凝土路面、无机结合料稳定基层及底基层和其它受力构件、结构等所用的材料都属于这一类。对这类材料主要技术性能的要求是强度和耐久性。目前所用的土木工程结构材料主要有砖、石、水泥、水泥混凝土、钢材、钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土、沥青和沥青混凝土。在相当长的时期内，钢材、钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土仍是我国土木工程中主要结构材料；沥青、沥青混凝土、水泥混凝土、无机结合料稳定基层及底基层则是我国交通土建工程中主要路面材料。随着土建事业的发展，轻钢结构、铝合金结构、复合材料、合成材料所占的比例将会逐渐加大。
土木工程概论论文 中文题目(土木工程材料的可持续发展) 副标题（土木工程材料的现状与可持续发展的地位） 姓名 年级班级 专业 2013年 5 月
附件2：摘要页示例 摘要（3号黑体） 土木工程活动是人类作用于自然生态坏境最重要的生产活动之一。其中，材料是人类赖以生存和发展的物质基础，而土木工程材料是工程结构的物质基础和技术先导，对建筑结构的发展起着关键作用，然而大多数的材料是一次性的，况且，我国是土木工程建设的大国，所有的建筑物，道路，大坝，铁路，港口等都将消耗大量的材料。土木工程作为国民经济的支柱产业，我们既要大力发展，以满足经济增，社会发展的需求，又要注重坏境保护，节约资源，推行可持续发展战略。（4号宋体） 关键词：（4号黑体）土木工程，土木工程材料，可持续发展战略， ABSTRACT（3号黑体） Civil engineering is one of the natural ecological environment of the most important human activity effect. Among them, the material is the material basis for human survival and development, and civil engineering material is the material basis and the technical guide of engineering structure, plays a key role in the development of building structure, however, most of the material is disposable, moreover, China is the big country of civil engineering construction, all the buildings,
《土木工程材料》综合复习资料 第一章 一、选择题 1、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 2、材料在水中吸收水分的性质称为＿＿。 A 吸水性 B 吸湿性 C 耐水性 D 渗透性 3、材料的耐水性一般可用＿＿来表示。 A 渗透系数 B 抗冻性 C 软化系数 D 含水率 4、弹性材料具有＿＿的特点。 A 无塑性变形 B 不变形 C 塑性变形小 D 恒定的弹性模量 5、材料的比强度是＿＿。 A 两材料的强度比 B 材料强度与其表观密度之比 C 材料强度与其质量之比 D 材料强度与其体积之比 二、是非判断题 1、某些材料虽然在受力初期表现为弹性，达到一定程度后表现出塑性特征，这类材料称为塑性材料。 2、某材料含大量开口孔隙，直接用排水法测定其体积，该材料的质量与所测得的体积之比即为该材料的表观密度。 3、材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。 4、在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。 5、材料的抗渗性与材料的开口孔隙率关系不大。 6、材料的冻融破坏主要是由于材料的水结冰造成的。 三、填空题 1、材料的质量与其自然状态下的体积比称为材料的＿＿。 2、材料的吸湿性是指材料在＿＿的性质。 3、材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的＿＿来表示。 4、水可以在材料表面展开，即材料表面可以被水浸润，这种性质称为＿＿。 5、孔隙率越大，材料的导热系数越＿＿，其材料的绝热性能越＿＿。
四、名词解释 1、密度 2、材料的空隙率 3、堆积密度 4、表观密度 5、材料的弹性 五、问答题 1、某水泥厂生产普通硅酸盐水泥,现改产火山灰硅酸盐水泥,原包装袋未变,客户投诉水泥重量不够,请分析原因。 2、生产材料时，在组成一定的情况下，可采取什么措施来提高材料的强度和耐久性？ 3、决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么？ 4、北方某住宅楼冬季施工，使用了尿素作混凝土的防冻剂。住户入住后闻到一股氨味，请分析原因。 六、计算题 1、质量为3.4kg，容积为10L的容量筒装满绝干石子后的总质量为18.4kg。若向筒内注入水，待石子吸水饱和后，为注满此筒功注入水4.27kg。将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为18.6kg（含筒重）。求该石子的吸水率，表观密度，堆积密度，开口孔隙率。 2、某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172、178、168MPa。该岩石可否用于水下工程。 3、某岩石的密度为2.75g/cm3，孔隙率为1.5％；今将该岩石破碎为碎石，测得碎石的堆积密度为1560kg/m3。试求此岩石的表观密度和碎石的空隙率。 第二章 一、选择题 1、钢材伸长率δ10表示＿＿C。 A直径为10mm钢材的伸长率 B 10mm的伸长 C 标距为10倍钢筋直径时的伸长率 ２、钢材抵抗冲击荷载的能力称为＿B＿。 A 塑性 B 冲击韧性 C 弹性 D 硬度 3、钢的含碳量为＿A＿。
工程实例分析 1、石膏饰条粘贴失效 现象：某工人用建筑石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以在光滑的天花板上直接粘贴，石膏饰条前后半小时完工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落，请分析原因。 原因分析： ①建筑石膏拌水后一般于数分钟至半小时左右凝结，后来粘贴石膏饰条的石膏浆已初凝，粘结性能差。可掺入缓凝剂，延长凝结时间；或者分多次配制石膏浆，即配即用。 ②在光滑的天花板上直接贴石膏条，粘贴难以牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或者，在粘结的石膏浆中掺入部分粘结性强的粘结剂。 2、石膏制品发霉变形 现象：某住户喜爱石膏制品，全宅均用普通石膏浮雕板作装饰。使用一段时间后，客厅、卧室效果相当好，但厨房、厕所、浴室的石膏制品出现发霉变形。请分析原因。 原因分析： 厨房、厕所、浴室等处一般较潮湿，普通石膏制品具有强的吸湿性和吸水性，在潮湿的环境中，晶体间的粘结力削弱，强度下降、变形，且还会发霉。 建筑石膏一般不宜在潮湿和温度过高的环境中使用。欲提高其耐水性，可于建筑石膏中掺入一定量的水泥或其它含活性SiO2、Al2O3及CaO的材料。如粉煤灰、石灰。掺入有机防水剂亦可改善石膏制品的耐水性。 3、水玻璃表面处理 现象：把水玻璃涂在粘土砖表面，可以提高抗风化能力；但涂在石膏制品表面则会使石膏制品破坏，请讨论其原因。 原因分析： 水玻璃浸入粘土砖表面，可使材料更致密，提高风化能力；但浸入石膏制品，水玻璃与石膏反应生成硫酸钠晶体，在制品孔隙内产生体积膨胀，使石膏制品破坏。 4、挡墙开裂与水泥的选用 现象：某大体积的混凝土工程，浇注两周后拆模，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水泥厂生产42.5Ⅱ型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成如下： C3S 61％；C2S 14％；C3A 14％；C4AF 11％ 原因分析： 由于该工程所使用的水泥C3A和C3S含量高，导致该水泥的水化热高，且在浇注混凝土中，混凝土的整体温度高，以后混凝土温度随环境温度下降，混凝土产生冷缩，造成混凝土贯穿型的纵向裂缝。 防止措施： 首先，对大体积的混凝土工程宜选用低水化热，即C3A和C3S的含量较低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也需适当控制。 4、某机场道肩混凝土破坏 现象：某机场道肩混凝土于1995年7-11月施工，当年10月就发现网状裂缝，次年6月表面层开始剥落。该混凝土使用某立窑水泥厂生产的普通硅酸盐水泥。该厂当时生产的熟料呈暗红色，还有一些白色物质。钻取破坏与未破坏的混凝土各加工成试件，未被破坏混凝土强度可满足设计要求、密实、颜色为正常的青灰色。而已破坏的混凝土强度大大下降，低于设计值，劈开可见砂浆层与集料之间粘结疏松。经X射线衍射分析可知，已破坏混凝土试样有大量Ca(OH)2和大量CaCO3。 原因分析: 经有关单位研究认为，该混凝土破坏主要是由于水泥质量不稳定所致，水泥中有一定
绪论 材料、能源、与信息是客观世界的三大要素，是构成现代文明的三大支柱，同时，材料是人类赖以生存的物质基础，是社会现代化的先导、是人类进步的里程碑，它与人类息息相关乃至被公推为人类文明的标志。但是人类对材料的认识却是经历了一个极其漫长的过程，由浅到深、逐步深入。 经典的时空观念将时间分为过去、现在、未来，历史呈现于过去却蕴含在现在与未来，并且，影响、推进着现在与未来：过去，人类对材料认识的深入经历了石器时代、铜器时代、铁器时代和钢铁时代---一个时代的结束与兴起，亦是人类文明的发展与进步；现在，世界无处不材料，“材料”这个名词已经深深的扎根于人们的思想文化领域，促进了现代文明的发展；未来，材料将真正的延伸到世界的每一个角落，与人类文明共同蓬勃发展。 “材料与社会的文明发展”，顾名思义，材料与社会文明的发展唇亡齿寒，若没有材料，社会不可能会发展，人类历史上的许多记载便是明证，再者，若人类文明不存在，那么遑谈材料是否存在了。材料与人类文明的发展是息息相关的，不论是过去已有的历史，还是蓬勃发展的今朝，更或者是无法预测的未来，都离不开材料。 关键词：物质基础、人类文明、时空观念、材料。 PART 1 与材料的初步对话 材料的定义：材料一般是指人类用以制造生活生产的所需的、有用的物品、器件、构件、机器和其他产品的物质。材料是物质，但不是所有的物质都可以称之为材料。如燃料与化学原料、工业化学品、食物和药物，一般都不算是材料。只有那些可为人类社会接受而又能经济的制造有用器件的物质，才能叫做材料。但是根据许多可靠资料来源，这个定义其实不是那么的严格，如炸药、固体火箭推进剂，有人便称之为“含能材料”。另外，就这个定义而言，其中“制造”一词一定涉及了人类的劳动行为，即人类为实现特定的目的而借助某种劳动来改造物质。材料定义中“有用”一词就限定了相应劳动行为的目的是为了把特定物质改造成具备某种实际使用功效的物件，而“有用”也指的是对人类有用。借助人类劳动的行为并实现对人类有用的目的是材料的基本属性；由此可见，材料是一个以人为本的概念，其主旨是在于为人类服务。 “材料”与“材料学科”：“材料”一词早已存在，其具体的日期不可考究，但“材料科学”的提出即在20世纪60年代，美国于1957年在一些大学成立了十余个材料科学研究中心，至此，“材料科学’这个名词便被广泛应用了。随后，1986年，英国的Pergmon 出版了《材料科学与工程百科》全书，其内对材料科学与工程的定义为：材料科学与工程就是研究有关材料的组成、结构、制备工艺流程与材料性能的用途的关系的产生及其运用。材料及材料科学，一个是原体，而另外一个是衍生题，其涉猎范围之广、涉及知识和人文面之大已经无法具体阐明，此处笔者仅作简要述介。 材料的分类：材料种类繁多，用途广泛，有不同的分类方法。依据材料的来源可以分
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。
土木工程材料(笔记) csl 2011.3
第一章. 土木工程材料的基本性质 结构：宏观，细观，微观(晶体、玻璃体、胶体)。 §1-1物理性质 一、基本性质：密度ρ 表观密度0ρ 堆积密度0 ρ' 孔隙率P 空隙率P ' 相关公式：)1(0ρ ρ-=P V 1 -0 2?=H k m m P ρ干饱 )1(0 0ρρ'- ='P 亲、憎水性——润湿角 吸水性——重量吸水率W m ， 体积吸水率W v 二、与水有关性质 吸湿率——含水率 耐水性——软化系数：系数↑，耐水性↑ 抗渗性——渗透系数，抗渗等级 相关公式: 干 干 饱干 m m -m 2= = m m W O H m k 1 m -m 22P V V V W O H O H V =?= = ρ干饱干 0ρ?=m V W W 干饱00ρρ-=V W 三、孔隙对性能的影响：孔隙↑，强度↓，导热系数↓，热容↓，与抗冻无关 吸水率↑，透气透水性↑ 压拉弯剪 211mm N MPa = §1-2力学性质 比强度: 0ρf 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: O H CaSO 245.0?α 高强：晶体粗大结实，比表面积小 O H CaS 245.00?β 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 { { { { {
现代混凝土新品种，制造技术及其工程上的 应用研究综述 中文摘要： 作为现代混凝土新品种——高强、高性能轻集料混凝土其所具有的特性： 轻质、高强特征明显；高耐久性；多功能的特点鲜明；经济性显着。 对于高强、高性能轻集料混凝土在制造技术上，主要分为两方面的技术要求。一方面在进行轻集料混凝土的配合比设计时，需要同时考虑九个设计参数，分别为：试配强度、水泥品种及强度等级、水泥用量、用水量、砂率、轻集料的密度等级、粗细集料总体积、矿物掺合料、外加剂。另一方面就是在实际的配比方法上，有着较多的工艺需要考虑。例如，对于轻集料混凝土的制备可以细分为：轻集料预处理工艺和搅拌工艺；对于轻集料混凝土的施工可以细分为：拌和物的运输、泵送工艺、浇筑和振捣工艺、养护工艺；对于轻集料混凝土生产与施工的质量控制，又可以用不同的方法，分别对轻集料的质量控制和对轻集料混凝土的质量控制。 目前轻集料混凝土在工程上的应用，已经突显其优势。对于高层、桥梁、预制保温部件，都有着较好的效果。 关键词： 高强、高性能轻集料混凝土的特性制造技术工程应用 混凝土是由胶结材料（无机的、有机的或是无机有机复合的），颗粒状集料以及必要时加入的化学外加剂和矿物掺合料合理组成的混合料，经水化硬化后形成具有堆聚结构的复合材料。目前应用最广的是以水泥为胶结材料制成的混凝土。由于混凝土具有组成材料多样及其性能不同的特点，所以其分类及命名并没有明确的规定。 根据表观密度不同，可将混凝土分为重混凝土、普通混凝土，和轻混凝土。 重混凝土干表观密度大于2800 kg/m3，主要用于具有防辐射要求的原子能工程及具有抗冲磨要求的水工工程等。 普通混凝土干表观密度在2000～2800 kg/m3，主要用于各种承重结构，例如房屋、桥梁、道路工程中的路面等。 轻混凝土的干表观密度小于2000 kg/m3，可分为轻集料混凝土、多孔混凝土、加气混凝土、泡沫混凝土和大孔混凝土（无细骨料），可用做承重隔热构件或保温隔热材料。[1] 高强和高性能化是混凝土材料发展的主要方向。据预测，在今后的100年甚至更长的时间，混凝土仍然是我们这个世界最主要的工程材料，而高强和高性能混凝土将占主要地位。自19世纪初期人造轻集料开始工业化生产以来，轻集料混凝土一直在向高强化、高性能化的方向发展，高强与高性能混凝土技术的快速进步又极大的推动了高强与高性能轻集料混凝土的发展。 在此前提下，笔者就主要介绍现代轻混凝土中的高强与高性能轻集料混凝土。 高强轻集料混凝土的概念具有时代特征，随着时代前进，高强混凝土强度的底限在不断提高。混凝土的强度主要与水泥石的强度、集料强度、集料与水泥石之间界面的黏结强度有关。据报道，日本采用800级、最大粒径为15mm的高性能轻集料配制出干密度1880 kg/m3、28d抗压强度达到95Mpa的高强轻集料混凝土，采用堆积密度为900 kg/m3的高性能轻集料，甚至可以配制出表观密度为2070 kg/m3、抗压强度达140Mpa的超高强轻集料混凝土。 对于高性能混凝土，吴中伟院士提出以下定义：高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，
目录 0 绪论…………………………………………………………………………1土木工程材料的基本性质…………………………………………………2气硬性胶凝材料……………………………………………………………3水泥…………………………………………………………………………4混凝土………………………………………………………………………5建筑砂浆……………………………………………………………………6墙体材料……………………………………………………………………7天然石材……………………………………………………………………8金属材料……………………………………………………………………9合成高分子材料……………………………………………………………10木材…………………………………………………………………………11沥青与防水材料……………………………………………………………12绝热材料、吸声与隔声材料………………………………………………13建筑装饰材料………………………………………………………………习题解答 0 绪论习题解答………………………………………………………………1土木工程材料的基本性质习题解答………………………………………2气硬性胶凝材料习题解答…………………………………………………3水泥习题解答………………………………………………………………4混凝土习题解答……………………………………………………………5建筑砂浆习题解答…………………………………………………………
6墙体材料习题解答………………………………………………………… 7天然石材习题解答………………………………………………………… 8金属材料习题解答………………………………………………………… 9合成高分子材料习题解答………………………………………………… 10木材习题解答………………………………………………………………11沥青与防水材料习题解答…………………………………………………12绝热材料、吸声与隔声材料习题解答……………………………………13建筑装饰材料习题解答…………………………………………………… 0 绪论 0.1学习指导 一、内容提要 本章主要介绍土木工程材料的定义、分类、作用、发展趋势与技术标准以及本课程的学习目的与任务。 二、基本要求 了解土木工程材料的定义、分类、与发展趋势，领会土木工程材料标准化的意义及表示方法。 三、重、难点提示 1、重点提示：土木工程材料的分类。 2、难点提示：土木工程材料的产品及应用的技术标准。 0.2习题 一、名词解释 1、产品标准 2、工程建设标准 二、填空题 1、按照化学成分，土木工程材料可以分为、和三类。 2、我国的技术标准分为、和三级。 三、问答题 1、土木工程材料如何分类？ 2、现代土木工程材料的发展趋势是什么？ 3、实行标准化的意义有哪些？ 4、土木工程建设中控制材料质量的方法主要有哪些？ 5、简述土木工程材料课程学习的基本方法与要求以及实验课学习的意义。 1土木工程材料的基本性质
《土木工程材料》课程题库及参考答案
2015.6.18 绪论部分 一、名词解释 1、产品标准 2、工程建设标准 参考答案： 1、产品标准：是为保证产品的适用性，对产品必须达到的某些或全部要求所指定的标准。其 围包括：品种、规格、技术性能、试验法、检验规则、包装、储藏、运输等。建筑材料产品，如各种水泥、瓷、钢材等均有各自的产品标准。 2、工程建设标准：是对基本建设中各类的勘察、规划设计、施工、安装、验收等需要协调统一 的事项所指定的标准。与选择和使用建筑材料有关的标准，有各种结构设计规、施工及验收规等。 二、填空题 1、根据组成物质的种类及化学成分，将土木工程材料可以分为、和三类。 2、我国的技术标准分为、、和四级。 参考答案： 1、无机材料、有机材料、复合材料； 2、标准、行业标准、地标准、企业标准 三、简答题 1、简述土木工程材料的发展趋势。
2、实行标准化的意义有哪些？ 3、简述土木工程材料课程学习的基本法与要求以及实验课学习的意义。 参考答案： 1、土木工程材料有下列发展趋势： 1）高性能化。例如研制轻质、高强、高耐久、优异装饰性和多功能的材料，以及充分利用和发挥各种材料的特性，采用复合技术，制造出具有特殊功能的复合材料。 2）多功能化。具有多种功能或智能的土木工程材料。 3）工业规模化。土木工程材料的生产要实现现代化、工业化，而且为了降低成本、控制质量、便于机械化施工，生产要标准化、大型化、商品化等。 4）生态化。为了降低环境污染、节约资源、维护生态平衡，生产节能型、利废型、环保型和保健型的生态建材，产品可再生循环和回收利用。 2、实行标准化对经济、技术、科学及管理等社会实践有着重要意义，这样就能对重复性事物和概念达到统一认识。以建筑材料性能的试验法为例，如果不实行标准化，不同部门或单位采用不同的试验法。则所得的试验结果就无可比性，其获得的数据将毫无意义。所以，没有标准化，则工程的设计、产品的生产及质量的检验就失去了共同依据和准则。由此可见，标准化为生产技术和科学发展建立了最佳秩序，并带来了社会效益。 3、土木工程材料课程具有容繁杂、涉及面广、理论体系不够完善等特点，因此学习时应在首先掌握材料基本性质和相关理论的基础上，再熟悉常用材料的主要性能、技术标准及应用法；同时还应了解典型材料的生产工艺原理和技术性能特点，较清楚地认识材料的组成、结构、构造及性能；必须熟悉掌握常用土木工程材料的主要品种和规格、选择及应用、储运与管理等面的知识，掌握这些材料在工程使用中的基本规律。
土木工程材料考试题 班级：0902 学号：010******* 姓名：陈佼佼 一、填空题（每空0.5分，共10分） 1、在已知岩石类别时，评定石料等级的依据是抗压强度和磨耗率。 2、当粗骨料最大粒径为50mm时，水泥混凝土抗压强度试件尺寸应为200x200x200mm的立方体。 3、为保证混凝土的耐久性，在混凝土配合比设计中要控制最大水灰比和最小胶凝材料用量。 4、在混凝土配合比设计中，单位用水量是根据坍落度、石子最大粒径、粒形和级配查表确定。 5、沥青的针入度、延度、软化点依次表示沥青的粘滞性、塑性和温度敏感性。 6、沥青混凝土混合料和沥青碎（砾）石混合料统称为沥青混合料。 7、在水泥混凝土配合比设计中，砂率是依据粗骨料品种、最大粒径、砂的细度模数和水灰比来确定的。 8、就试验条件而言，影响混凝土强度的因素主要有组成材料的特性与配合比、浇灌与养护条件和生产工艺与条件。 9、水泥混凝土试验室调整的内容包括工作性、密度和强度复核。 二、单项选择题（每小题1分，共10分） 1、石油沥青老化后，其软化点较原沥青将（②）。
①保持不变；②升高；③降低；④先升高后降低 2、饱和度是用来评价沥青混合料的（③）。 ①高温稳定性；②低温抗裂性；③耐久性；④抗滑性 3、在蜡质量与含蜡量关系图上，若三个点恰好在一斜率为正的直线上，已知蜡质量为0.05g和0.10g时，含蜡量依次为1.5%和2.5%，该沥青含蜡量为（②）。 ①1.5%；②2.0%；③2.5%；④无法确定 4、在设计混凝土配合比时，配制强度要比设计要求的强度等级高，提高幅度的多少，取决于（④） ①设计要求的强度保证率；②对坍落度的要求；③施工水平的高低； ④设计要求的强度保证率和施工水平的高低 5、沥青混合料中，掺加矿粉的目的是为了（②） ①提高密实度；②提高稳定度；③增加流值；④改善工艺性 6、当配制水泥混凝土用砂由粗砂改为中砂时，其砂率（①） ①应适当减小；②不变；③应适当增加；④无法判定 7、通常情况下，进行沥青混合料矿料合成设计时，合成级配曲线宜尽量接近设计要求的级配中值线，尤其应使（④）mm筛孔的通过量接近设计要求的级配范围的中值。 ①0.075；②2.36；③4.75；④①、②和③ 8、规范将细度模数为1.6～3.7的普通混凝土用砂，按（②）划分为3个级配区。 ①细度模数；②0.63mm筛孔的累计筛余百分率；③1.25mm筛孔的累计
中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述： 本课程是土木工程专业的一门专业基础必修课。其任务是使学生掌握土木工程中应用的主要材料的品种、规格、技术性能、适用范围。了解土木工程材料的生产、检验方法及储运知识。为学生了在结构工程设计中合理选材及合理施工准备材料方面的知识，为后续专业课程提供材料的基础知识。 2.设计思路： 通过课程讲授、课堂讨论、实验课等进行教与学； 通过完成作业、习题等提高对知识的掌握能力，在学习中发现问题，并应用知识解决问题； 通过教学实验平台、SITP项目、专业类竞赛活动以提高实际动手能力、发现问题及解决问题的能力。 在各阶段实习和实践活动中，强调系统思维和创新思维的重要性，在过程中培养创新意识，通过完成创新实践项目提高创新能力。 3. 课程与其他课程的关系 - 1 -
先修课程：大学物理II1。 二、课程目标 本课程的目标在于使学生掌握主要土木工程材料的性质、用途、制备和使用方法，以及检测和质量控制方法，并了解工程材料性质与材料结构的关系，以及性能改善的途径。通过本课程的学习，应能针对不同工程，合理选用材料，并能与后续课程密切配合，了解材料与设计、施工相互关系。 三、学习要求 要求学生掌握土木工程中常用材料的品种、规格性能及使用，了解材料在储运、验收中必须注意的有关问题；掌握常用土木材料的主要技术性质，了解材料的组成、结构、构造与性质的关系，以及原料、生产工艺过程及其对材料性质的影响；了解节约材料、改善性能及防护处理的原则和方法；了解主要常用土木材料的质量检验方法；了解土木材料发展方向。要达到以上学习任务，学生必须： （1）按时上课,上课认真听讲，积极参与课堂讨论、作业典型案例分析。 （2）保质保量的按时完成课下作业。 四、教学内容 - 1 -
土木工程材料模拟试题（5） 一、填空题(本大题共10小题，每空1分，共20分) 1.以普通混凝土组成材料为基材，加入各种纤维而形成的复合材料称为纤维混凝土。其中掺加纤维的目的是提高混凝土的______ 性和______性，以防止或减少开裂。 2.钢材中____ 元素含量较高时，易导致钢材在__________温度范围以下呈脆性，这称为钢材的低温冷脆性。 3.在实际工程中，对建筑钢材进行性能检验时，通常检验___________和___________两方面的性能。 4.混凝土工程中采用间断级配骨料时，其堆积空隙率较_________，用来配制砼时应选用较______砂率。 5.普通混凝土采用蒸汽养护时，可提高混凝土_________强度，但__________强度不一定提高。 6.石灰的耐水性__________，用石灰和粘土配制的灰土耐水性较___________。 7.进行砂浆抗压强度检验时，试件标准尺寸为______________；若测得某组砂浆试件的极限荷载值分别为55.0kN、52.0kN、42.0kN，则该组砂浆的强度评定值为__________MPa。 8.活性混合材料中含有活性_______和_______成分。 9. 木材易受_______ 和_______侵害而腐朽变质。 10.大体积混凝土工程应选用_____________水泥，在允许条件下，选用的粗集料公称粒径应尽可能______。 二、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.下列哪种材料保温性能最好？（） A.大孔混凝土 B.全轻混凝土 C.加气混凝土 D.砂轻混凝土 2.在碳素钢中掺入少量合金元素的主要目的是（）。 A.改善塑性、韧性 B.提高强度、硬度 C.改善性能、提高强度 D.延长使用寿命 3.以下哪种钢筋材料不宜用于预应力钢筋混凝土结构中？（） A.热处理钢筋 B.冷拉HRB400级钢筋 C.冷拔低碳钢丝 D.高强钢绞线 4.当混凝土拌合物流动性大于设计要求时，应采用的调整方法为（）。 A.保持水灰比不变，减少水泥浆量 B.减少用水量 C.保持砂率不变，增加砂石用量 D.混凝土拌合物流动性越大越好，故不需调整 5.以下材料抗冻性最差的是（）。 A.轻骨料混凝土 B.引气混凝土 C.加气混凝土 D.普通混凝土 6.普通混凝土的配制强度大小的确定，除与要求的强度等级有关外，主要与______有关。 A.强度保证率 B.强度保证率和强度标准差 C.强度标准差 D.施工管理水平 7.普通混凝土轴心抗压强度fcp和立方体抗压强度fcc之间的关系为（）。 A.fcp＝fcc B.fcp>fcc C.fcp 土木工程材料现状及其发展趋势 【摘要】土木工程材料在土木工程建筑中占有重要的地位，本文探讨了其发展进程，现状以及未来的发展趋势，简单介绍绿色材料的特征与意义。 【关键词】土木工程、材料，现状、趋势、绿色材料 1前言 土木工程材料在土木建筑中占有重要的地位。传统的土木工程材料包括：木材、砌筑材料、气硬性无机材料等等。但在其生产、使用过程和回收中，不仅消耗了大量的资源能量，而且带来了环境污染等问题。因此，将土木工程材料向生态发展迫在眉睫。为此，人们开始对新的建筑材料进行研发，寻找既能够满足材料性能的需求，又不破坏环境，而且还能够改善环境的“生态建材”。 2 土木工程材料的发展与现状 高楼、厂房、道路、桥梁、港口、码头、矿井、隧道等土木工程都是用各种材料按一定的要求建造而成的，土木工程中所使用的各种材料都成为土木工程材料。它们直接影响建筑物或构筑物的性能、功能、使用年限和经济成本，从而影响人类生活空间的安全性和舒适性。 从古至今，土木工程的发展要求和材料的数量、质量之间存在着相互依赖和相互矛盾的关系。土木工程的生产和使用，是在不断地解决这对矛盾的过程中逐渐向前发展的。土木工程材料的发展大致可以分为三个阶段：早期土木工程材料，近代土木工程材料，现代土木工程材料。 早期使用的土木工程材料主要有砖、瓦、砂、石、灰、木材等。他们至今仍在土木工程材料中占有重要的地位。比如说，砂是混凝土和砂浆的主要组成材料之一，是土木工程的大宗材料。钢材作为近代土木工程材料代表，它在19世纪中叶品种、规格、生产规模大幅度增长，强度不断提高，钢材的切割和连接等加工技术大为发展，为建筑结构向大跨重载方向发展奠定了重要基础。与此同时，钢筋混凝土问世，并在20世纪20年代出现了预应力钢筋混凝土，使近代土木工程结构的形式和规模发生了飞跃性的进展。近代土木工程材料还包括水泥、混凝土等等。如果说19世纪钢材和混凝土作为结构材料的出现使土木工程的规模产 影响硬化混凝土的耐久性的因素及提高耐久性的研究 摘要：通过对影响混凝土的耐久性因素的分析，结合现在的施工经验，简述如何提高混凝土的耐久性措施。 关键词：耐久性碱—骨料反映腐蚀 混凝土耐久性问题，是指结构在所使用的环境下，由于内部原因或外部原因引起结构的长期演变，最终使混凝土丧失使用能力。即所为的耐久性失效，耐久性失效的原因很多，有抗冻失效，碱—骨料反应失效，化学腐蚀失效，钢筋锈蚀造成结构破坏等。造成混凝土耐久性不佳的原因多种多样，主要可分为：（1）物理破坏：由温度变化引起的收缩膨胀裂缝（这是由于混凝土内骨料和硬化水泥浆体不同的温度膨胀系数而引起），如冻融循环、除冰盐分对混凝土的剥蚀等：（2）化学破坏：由混凝土内部材料引起的碱骨料反应以及外部侵蚀性离子（Gl-）引起的诸如钢筋锈蚀、硫酸盐侵蚀（SO42-）以及碳化（CO2）等；（3）机械破坏：冲击、磨损、流动淡水溶蚀作用、流动气体的磨蚀、冲蚀等（如道路、水利混凝土）。下面作具体分析。 混凝土的冻融破坏结构处于冰点以下环境时，部分混凝土内孔隙中的水将结冰，产生体积膨胀，过冷的水发生迁移，形成各种压力，当压力达到一定程度时，导致混凝土的破坏。混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落，严重时可以露出石子。混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔结构和气泡含量多少密切相关。孔越少越小，破坏作用越小，封闭气泡越多，抗冻性越好。影响混凝土抗冻性的因素，除了孔结构和含气量外，还包括:混凝土的饱和度，水灰比，混凝土的龄期，集料的孔隙率及其间的含水率等。 混凝土的碱-集料反应混凝土的碱-集料反应，是指混凝土中的碱与集料中活性组分发生的化学反应，引起混凝土的膨胀，开裂，甚至破坏。因反应的因素在混凝土内部，其危害作用往往是不能根冶的，是混凝土工程中的一大隐患。许多国家因碱-集料反应不得不拆除大坝，桥梁，海堤和学校，造成巨大损失，国内工程中也有碱-集料反应损害的类似报道，一些立交桥，铁道轨枕等发生不同程度的膨胀破坏。混凝土碱-集料反应需具备三个条件，即有相当数量的碱，相应的活性集料，水份。反应通常有三种类型：碱-硅酸反应，碱-碳酸盐反应，慢膨胀型碱-硅酸盐反应，避免碱-集料反应的方法可采用：①尽量避免采用活性集料；②限制混凝土的碱含量；③掺用混合材。 化学侵蚀当混凝土结构处在有侵蚀性介质作用的环境时，会引起水泥石发生一系列化学，物理与物化变化，而逐步受到侵蚀，严重的使水泥石强度降低，以至破坏。常见的化学侵蚀可分为淡水腐蚀，一般酸性水腐蚀，碳酸腐蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐腐蚀五类。淡水的冲刷，会溶解水泥石中的组分，使水泥石孔隙增加，密实度降低，从而进一步造成对水泥石的破坏;研究表明，当水泥石中的氧化钙溶出5%时，强度下降7%，当溶出24%时，强度下降29%，因此，淡水冲刷会对水工建筑有一定影响;而当水中溶有一些酸类时，水泥石就受到溶淅和化学溶解双重作用，腐蚀明显加速，这类侵蚀常发生在化工厂;碳酸对混凝土的影响主要为:在溶淅水泥石的同时，破坏混凝土内的碱环境，降低水泥水化产物的稳定性，影响水泥石的致密度，造成对混凝土的侵蚀;硫酸盐的腐蚀则表现为SO42-离子深入混凝土内与水泥组分反应，生成物体积膨胀开裂造成损坏；海水中由于存在多种离子，侵蚀形式较为复杂，但主要是由于镁盐使硬化水泥石的结构组分分解，同时硫酸盐作用会造成对水泥石的损坏，而氧化镁沉淀会堵塞混凝土孔隙，会使海水侵蚀有所缓和。 钢筋的锈蚀钢筋的锈蚀，其一表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反应，逐步生成氢氧化铁等即铁锈，其体积比原金属增大2-4倍，造成混凝土顺筋裂缝，从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道，加快结构的损坏。氢氧化铁在强碱溶液中会形成稳定的保护层，阻止钢筋的锈蚀，但碱环境被破坏或减弱，则会造成钢筋的锈蚀，如混凝土的碳化或中性化。造成混凝土碳化和中性化的原因，主要是混凝土的密实度即抗渗性不足，酸性气体(如CO2，SO2，H2S，HCL，NO2)渗入混凝土内与氢氧化钙作用；其二，氯离子对钢筋表面钝化膜有特殊的破坏作用，当混凝土中氯含量超过标准时，钢筋会锈蚀，而水和氧的存在是钢筋被腐蚀的必要条件，因此，若混凝土开裂，造成水和氧的通道，则钢筋锈蚀加速，促成混凝土裂缝进一步开展，混凝土保护层剥落，最终使构件失去承载力。 使用方面的因素。有些旧建筑物已经使用好几十年了，已满足不了现代发展的使用要求，这些建筑物经常处于超负荷运转中，由于费用等因素的影响使用单位往往忽视对建筑物早期的防腐处理和必要的维修加固，缩短了建筑物的使用寿命。 一，材料基本性质 一、判断题 1、玻璃体材料就是玻璃，并具有良好的化学稳定性。（） 2、多孔材料吸水后，其保温隔热效果变差。（） 3、材料的吸水率就是材料内含有的水的质量与材料干燥时质量之比。（） 4、材料的孔隙率越大，其抗渗性就越差。 （） 5、耐久性好的材料，其强度必定高。（） 6、凡是含孔材料，其干表观密度均比其密度小。（） 7、无论在什么条件下，木材的平衡含水率始终为一定值。（） 8、材料受冻破坏，主要是材料粗大孔隙中的水分结冰所引起的。（） 9、承受冲击与振动荷载作用的结构需选择脆性材料。（） 10、新建的房屋感觉会冷些，尤其是在冬天。（） 二、名词解释 1、吸水性与吸湿性 2、强度 3、亲水性与憎水性 4、脆性材料与韧性材料 5、耐水性及软化系数 6、胶体结构 7、非晶体结构 8、孔隙特征 三、填空题 1、材料吸水后其性质会发生一系列变化，如使材料强度，保温性，体积。 2、在水中或长期处于潮湿状态下使用的材料，应考虑材料的。 3、材料的吸水性大小用表示，吸湿性大小用表示。 4、脆性材料的抗压强度抗拉强度。 5、材料的组成包括、和；材料的结构包括、和等三个层次。 6、材料的微观结构包括、和等三种形式。 四、选择题 1、同一种材料的密度与表观密度差值较小，这种材料的（）。 A.孔隙率较大 B.保温隔热性较好 C.吸音能力强 D.强度高 2、为了达到保温隔热的目的，在选择墙体材料时，要求（）。 A. 导热系数小，热容量小 B. 导热系数小，热容量大 C. 导热系数大，热容量小 D. 导热系数大，热容量大 3、测定材料强度时，若加荷速度过（）时，或试件尺寸偏小时，测得值比标准条件下测得结果偏（）。 A.快，低 B. 快，高 C. 慢，低 D. 慢，高 4、某一材料的下列指标中为固定值的是（）。 A．密度 B．表观密度 C．堆积密度 D．导热系数 5、现有甲、乙两种材料，密度和表观密度相同，而甲的质量吸水率大于乙，则甲材料（）。A．比较密实 B．抗冻性较差 C．耐水性较好 D．导热性较低 6、某材料100g，含水5g，放入水中又吸水8g后达到饱和状态，则该材料的吸水率可用（）计算。 A．8/100 B．8/95 C．13/100 D．13/95 7、评定材料抵抗水的破坏能力的指标是（）。 A．抗渗等级 B．渗透系数 C．软化系数 D．抗冻等级 8、孔隙率相等的同种材料，其导热系数在（）时变小。 A.孔隙尺寸增大，且孔互相连通 B.孔隙尺寸增大，且孔互相封闭 C.孔隙尺寸减小，且孔互相封闭 D.孔隙尺寸减小，且孔互相连通 9、用于吸声的材料，要求其具有（）孔隙。 A．大孔 B．内部连通而表面封死 C．封闭小孔 D．开口连通细孔 10、材料处于（）状态时，测得的含水率是平衡含水率。 A．干燥状态 B．饱和面干状态 C．气干状态 D．湿润状态 五、问答题 1、材料的孔隙率及孔隙特征如何影响材料的强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、保温性？ 2、材料的密度、表观密度、堆积密度、孔隙率、空隙率之间有何关系？ 六、计算题 1、某石灰石的密度为2.70g/cm3，孔隙率为1.2%，将该石灰石破碎成石子，石子的堆积密度为1680kg/m3，求此石子的表土木工程材料现状及其发展趋势
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