土木工程材料考点
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土木工程材料考点(工程管理专业)一、教材基本信息土木工程材料(第二版)主编:苏达根出版日期:2008年1月高等教育出版社二、考点目录1.名词解释密度、表观密度、堆积密度、亲水性、憎水性、抗渗性、抗冻性、弹性模量、屈服强度、抗拉强度、气硬性胶凝材料、水硬性胶凝材料、安定性(水泥)、碱集料反应、和易性、徐变、纤维混凝土、聚合物混凝土、抹面砂浆、绝热砂浆、沥青的延性、乳化沥青2.问答1)土木工程材料的分类?2)材料在使用的过程中,受到环境中哪些自然因素的破坏作用?3)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?4)胶凝材料的分类?5)石灰的性质?6)建筑石膏的性质?7)水玻璃的性质?8)水玻璃的应用?9)什么是水泥的“两磨一烧”?10)矿物掺合料及矿物掺合料的分类?11)水泥的矿物组成及简式?12)水泥石的几种主要侵蚀类型13)水泥是腐蚀的预防?14)某住宅工程工期较短,现有强度与等级同为42.5级的硅酸盐水泥和矿渣水泥可选用。
从有利于完成工期的角度看,选用哪种水泥更有利?15)混凝土的优缺点?16)集料的技术性质对混凝土性能的影响?17)混凝土外加剂按其主要功能的分类?并试举两例。
18)试举例说明三种常用的减水剂?19)引气剂在混凝土中具有的特性?20)影响混凝土拌合物的和易性的主要因素?21)和易性的调整与改善?22)影响混凝土强度的因素?23)影响混凝土干缩的原因?24)影响混凝土徐变的因素?25)混凝土耐久性能包括哪些方面?26)影响混凝土抗渗性的因素?27)提高混凝土耐久性的措施?28)高性能混凝土的共识?29)抹面砂浆的特点?30)粉煤灰的作用机理?31)减少水泥石中氢氧化钙的含量对水泥石的影响?3、计算1a)、混凝土配合比的计算:某混凝土的实验室配合比水泥﹕砂﹕石=1﹕2.1﹕4.0;W/C=0.60,混凝土的体积密度为2410Kg/m3求:1m3混凝土各材料用量?1b)、某工程现浇钢筋混凝土梁,混凝土设计强度等级为C25,施工要求坍落度为50-70mm。
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。
1.土木工程材料分类:按材料来源分为天然材料和人造材料,按实用功能分为结构材料和功能材料,按组成成分分为无机材料、有机材料、复合材料。
2.物相:是具有相同物理、化学性质以及一定化学成分和结构特征的物质。
对于无机非金属材料,通常用矿物成分表示,对于金属材料,通常用金相组织来表示。
3.材料的结构:宏观结构、介观结构、微观结构。
宏观结构指用肉眼或放大镜可分辨出的结构和构造状况,其尺度范围在10-3 m级以上;介观结构指用光学显微镜(显微结构)和一般扫描透射电子显微镜(纳米结构)所能观察到的结构,其尺度范围在10-3 ---10-9m。
微观结构指原子或分子层次的结构,可分为晶体和玻璃体。
晶体结构:晶体是质点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。
玻璃体:是熔融物在急冷时,质点来不及按一定规律排列而成的内部质点无序排列的固体或固态液体。
玻璃体结构的材料没有固定熔点和几何形状,且各向同性。
4.材料的物理性质:(1)密度、表观密度、毛体积密度和堆积密度(2)密实度与孔隙率(3)填充率、空隙率和间隙率。
5.强度及其分类:材料抵抗外力破坏的能力称为强度。
按外力施加方式不同可分为静力强度和动力强度,按外力引起内应力的不同可分为抗压、抗拉、抗剪、抗弯强度等。
6.弹性变形与塑性变形:材料在外力作用下产生变形,当外力去除后,能够完全恢复原来形状的性能称为弹性。
这种能完全恢复的变形称为弹性变形。
材料在外力作用下产生显著变形,但不断裂破坏,外力取消后,扔保持变性后的形状的性质称为塑性、这种不可恢复的残余变形称为塑性变形。
7.徐变:材料在恒定外力作用下,随时间缓慢增长的不可恢复的变形称为徐变。
8.脆性与韧性:脆性是材料在外力作用下,在破坏前无明显的塑性变形而突然破坏的性质。
韧性是指材料在外力作用下,能够吸收较大的能量,同时产生一定的变形而不致破坏的性能。
9.硬度和耐磨性:硬度是材料抵抗其他物体刻划或压入其表面的能力。
《土木工程材料》重要知识点一、材料基本性质(1)基本概念1.密度: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。
第一章1 密度:材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。
v m ρ=表观密度:材料在自然状态下,单位体积的质量。
00v 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。
'0'0v m ρ=密度、表观密度、密实度(%1000⨯=V V D 100%ρρ0⨯=)和孔隙率(100%)ρρ(1V V 1V VV p 0000⨯-=-=-=)之间的关系(P14#1.4)2 润湿边角θ≤90°时,水分子间的内聚力小于水分子与材料表面分子之间的相互吸引力,材料显亲水性;θ>90°时,水分子间的内聚力大于水分子与材料表面分子之间的相互吸引力,材料表面不会被水浸湿,材料显憎水性。
3 含水率公式:100%m mm W 1⨯-=m :材料在干燥状态下的质量 g; m1:材料在含水状态下的质量g 。
4 脆性、韧性材料被破坏的特点:脆性材料的特点是材料在外力作用下,达到破坏荷 载时的变形值是很小的。
它抵抗冲击荷载或震动作用的能力很差,其抗压强度比抗拉强度高很多。
韧性材料特点是在冲击、震动荷载作用下,材料能产生一定的变形而不致破坏第二章 建筑钢材1 材料的强屈比与结构安全性和材料利用率的关系:抗拉强度与屈服强度之比称为强屈比。
强屈比越大反应钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大,结构的安全性越高。
但强屈比太大,反应刚才性能不能被充分利用。
2 冷加工强化:将钢材于常温下进行冷拉、冷拔或冷轧,使产生塑性变形,从而提高屈服强度。
冷加工强化后钢材屈服强度提高,塑性和韧性降低,弹性模量下降,时效强化:将经过冷加工后的钢材于常温下存放15~20天,或加热到100~200℃并保持一段时间。
时效处理的钢筋,屈服点进一步提高,抗拉强度稍见增长,塑性和韧性继续有所降低,弹性模量基本恢复。
3 低碳钢热轧圆盘条和钢筋混凝土用热轧带肋钢筋的牌号越高,塑性指标越低,强度越高。
4 高强石膏(α型石膏)建筑石膏(β型石膏)第三章 无机胶凝材料1 用溶解沉淀理论解释建筑石膏的凝结硬化:建筑石膏与水拌合后,半水石膏与水发生反应生成二水石膏,由于二水石膏在水中的溶解度仅为半水石膏溶解度的1/5左右,半水石膏的饱和溶液对于二水石膏就成了过饱和溶液。
建筑材料第一章绪言1.1土木工程材料的分类⒈按材料的化学成分分类:⑴无机材料。
①金属材料。
钢、铁、铝等。
②非金属材料。
石、玻璃、水泥、混凝土等。
③金属-非金属复合材料。
钢筋混凝土等。
⑵有机材料。
木材、石油沥青、塑料等。
⑶有机-无机复合材料。
①无机非金属-有机复合材料。
②金属-有机复合材料。
⒉按功能分类;⑴结构材料—主要作用承重的材料,如梁、板、柱所用材料。
⑵功能材料—主要利用材料的某些特殊功能,如用于防水、保温、装饰等的材料。
1.2材料的基本状态参数1.2.1材料的密度、表观密度和堆积密度1.2.1.1密度材料在绝对密实状态下单位体积的质量,称为密度。
ρ=m/V。
ρ—材料的密度,g/cm²;m—材料在干燥状态下的质量,g;V—材料在绝对密实状态下的体积,cm³。
绝对密实状态下的体积,是指不包括材料内部孔隙的固体物质的实体积。
常用的土木工程材料中,除了钢、玻璃、沥青等认为不含孔隙外,绝大多数都含有孔隙。
测定含孔材料绝对密实体积的简单方法,是将该材料磨成细粉,干燥后用排液法测得的粉末体积,即为绝对密实体积。
一般要求细粉的粒径至少小于0.20mm。
1.2.1.2表观密度材料在自然状态下单位体积的质量称为表观密度。
ρo=m/V o。
ρo—材料的表观密度,kg/m³;m—材料的质量,kg;V o—材料在自然状态下的体积,m³。
所谓自然状态下的体积,是指包括材料实体积和内部孔隙的外观几何形状的体积。
测定材料自然状态下的体积,若材料外观形状规则,可直接度量外形尺寸,按几何公式计算。
若外观形状不规则,可用排液法求得,为了防止液体由孔隙渗入材料内部而影响测值,应在材料表面涂蜡。
1.2.1.3堆积密度散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量,称为堆积密度。
ρo′=m∕V o′。
ρo′——散粒材料的堆积密度,kg∕m³;m—散粒材料的质量,kg;V o′—散粒材料的自然堆积体积,m³。
1根据物质的种类及化学成分将土木工程材料分为无机材料、有机材料和复合材料三大类无机材料分为金属材料(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、混凝土及硅酸盐制品);有机材料分为植物材料、沥青材料、高分子材料;复合材料分为无机非金属材料与有机材料复合、金属材料和无机非金属材料复合、金属材料与有机材料复合技术标准分为四级:国家标准、部标准准、地方标准、企业标准2材料的组成包括化学组成、矿物组成、相组成。
化学组成化学组成是指构成材料的化学元素及化合物的种类和数量矿物组成材料科学中常将具有特定的晶体结构、具有特定的物理力学性能的组织结构称为矿物相组成材料中结构相近、性质相同的均匀部分称为相3材料的结构可分为宏观结构、细观结构、微观结构宏观结构是指用肉眼或放大镜能够分辨的粗大组织。
按孔隙分致密结构多孔结构微孔结构;按组织构造分堆聚结构纤维结构层状结构散粒结构细观结构也称亚微观结构是指可用光学显微镜观察到的结构微观结构是指原子分子层次的结构可用电子显微镜或X射线来进行分析研究按微观结构分可分为晶体玻璃体胶体晶体:质点(离子、原子、分子)在空间上按特定的规则,呈周期性排列时所形成的结构称为晶体结构玻璃体:玻璃体亦称为无定形体或非晶体。
其结合健为共价键及离子键;玻璃体的结构特征为质点在空间上呈非周期性排列。
胶体:以胶粒(粒径为10-7到10-10m的固体颗粒作为分散相,分散在连续相介质(如水,气,溶剂)中,形成的分散体系为胶体。
4密度指材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。
P=m/v表观密度在自然状态下,单位体积的质量.P。
=m/v。
堆积密度粉粒或粒状材料在堆积状态下,单位体积质量(材料堆积体积包含了颗粒之间的空隙)P’。
=m/v’。
密实度指材料的体积内被固体物质充实的程度孔隙率指材料的体积内,孔隙体积所占比例填充率在某堆积体积中,被散粒材料的颗粒所填充的程度空隙率在某堆积体积中,散粒材料颗粒之间的空隙体积所占的比例材料的亲水性和憎水性θ≤90°时水分子之间的内聚力小于水分子与材料表面分子之间的相互吸引力,此种材料称为亲水性材料θ>90°时水分子之间的内聚力大于水分子与材料表面分子之间的吸引力,材料表面不会被水浸润,此种材料称为憎水性材料5材料的理论强度是指材料在理想状态下应具有的强度。
土木工程材料知识点一、名词解释1 、表观密度材料在自然状态下单位体积的质量。
包括材料实体积和内部孔隙的外观几何形状的体积。
2、堆积密度散粒材料在自然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、孔隙率:是指材料内部孔隙体积(Vp)占材料总体积(Vo)的百分率4、空隙率:散粒材料颗粒间的空隙体积(Vs)占堆积体积的百分率5、比强度:是指单位体积质量的材料强度,它等于材料的强度与其表观密度之比6、润湿边角:水滴表面切线与材料和水接触面的夹角。
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9、胶凝材料:指能将散粒材料、块状材料或纤维材料粘结成为整体,并经物理、化学作用后可由塑性浆体逐渐硬化而成为人造石材的材料。
10、过火石灰:若煅烧温度过高或高温持续时间过长,则会因高温烧结收缩而使石灰内部孔隙率减少,体积收缩,晶粒变得粗大,这种石灰称为过火石灰;其结构较致密,与水反应时速度很慢,往往需要很长时间才能产生明显的水化效果。
11、废品:国家标准规定,凡氧化镁,三氧化硫,安定性、初凝时间中任一不符合标准规定时,均为废品。
12、不合格品:其他要求任一项不符合合格标准规定时为不合格品13、陈伏:指石灰乳(或石灰膏)在储灰坑中放置14d以上的过程。
14、碱—骨料反应:当水泥或混凝土中含有较多的强碱(Na2O,K2O)物质时,在潮湿环境下可能与含有活性二氧化硅的集料反应,在集料表面生成一种复杂的碱-硅酸凝胶体。
15、徐变:混凝土承受持续载荷时,随时间的延长而增加变形。
16、水泥活性混合材料:指磨成细粉后,与石灰或与石灰和石膏拌和在一起,并加水后,在常温下,能生成具有胶凝性水化产物,既能在水中,又能在空气中硬化的混和材料。
17、砂浆的流动性:指砂浆在自重或外力的作用下产生流动的性质。
18、水泥的体积安定性:指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。
表观密度、体积密度、孔隙率、弹性变形、塑性变形、强度、刚度、比强度、冲击韧性、硬度、耐水性、抗渗性、抗冻性、陈伏、胶凝材料、初凝、终凝、体积安定性不良、混凝土的和易性、流动性、粘聚性、保水性、颗粒级配、砂率、碱骨料反应、徐变、砂浆和易性、抗风化性能、泛霜、低合金碳素结构钢、冷弯性能、针入度、延度、软化点、大气稳定性二、1、怎样判断材料属于亲水材料还是憎水材料?2、孔隙从哪两方面对材产生影响?孔隙率对材料的物理性质、力学性能、与水有关的性能会产生怎样的影响?3、生石灰的化学组成与特性是什么?生石灰陈伏的原因。
使用石灰砂浆的墙面容易出现鼓包开裂的原因及防治措施。
4、石膏的化学组成与特性是什么?5、水泥的组成材料有哪些?水泥熟料有哪几种?各种熟料单独与水反应的特性表现如何?水化产物有哪几种?6、六种常用水泥添加混合材料的比例在什么范围内?7 、硅酸盐水泥的特性是什么?硅酸盐水泥的凝结硬化过程。
8、水泥中加入石膏的目的是什么?加入含量必须控制在适当范围内的原因是什么?9、水泥石腐蚀的内因和外因是什么?水泥石腐蚀的方式有哪几种?10、加入混合材料的几种常用水泥的特性是什么?11、影响常用水泥性能的因素有哪些?不同工程中常用水泥怎么选用。
常用水泥的初凝和终凝时间的国家标准是什么?12、水泥的强度等级有哪几种?引起水泥体积安定性不良的原因。
水泥废品怎么判定?13 、混凝土的几种分类方式。
混凝土的抗压强度等级与测定。
14 、混凝土骨料中的泥和泥块、有害物质、针片状颗粒的含量限值。
15 、加入混凝土外加剂的目的和种类。
16 、坍落度值大小与流动性大小的关系。
混凝土浇筑时坍落度的选用规定。
17、水泥浆和水灰比怎样影响和易性?18、选用合理砂率的技术意义和经济意义是什么?19、影响和易性的因素有哪些?影响混凝土抗压强度的主要因素有哪些?影响混凝土碳化的因素有哪些?20 、混凝土在荷载作用下变形的四个阶段。
21、混凝土配比设计的四个基本要求、三大参数是什么?22、混凝土配制时,流动性太大、太小或粘聚性和保水性不好怎么调整?23、砂浆和易性包括哪几方面内容?吸水基层和不吸水基层的砂浆强度影响因素各是什么?24 、烧结普通砖的应用,烧结多孔砖与烧结空心砖的孔隙特点及应用。
一.名词解释水泥凝结时间:初凝为水泥加水拌合时起至标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间;终凝为水泥加水拌和时起至标准稠度净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。
钢化玻璃:钢化玻璃是将平板玻璃加热到一定温度后迅速冷却(即淬火)而制成。
其特点是机械强度比平板玻璃高4~6倍,6mm厚的钢化玻璃抗弯强度达125 MPa ,且耐冲击、安全、破碎时碎片小且无锐角,不易伤人,故又名安全玻璃,能耐急热急冷,耐一般酸碱,透光率大于82 %。
主要用于高层建筑门窗、车间天窗及高温车间等处。
玻璃钢:又名玻璃纤维增强塑料,用玻璃纤维制品、增强不饱和聚酯或环氧树脂等复合而成的一类热固性塑料。
有很高的机械强度,其比强度甚至高与钢材。
水硬性胶凝材料:不仅能在空气中,而且能更好地在水中硬化、保持或继续发展强度的无机胶凝材料称为水硬性无机胶凝材料。
气硬性胶凝材料:能在空气中硬化、保持或继续发展强度的无机胶凝材料称为气硬性无机胶凝材料。
比强度:指材料强度与其表观密度之比,反映材料轻质高强的指标。
值越大,材料越轻、质高强。
软化系数:耐水性的指标,耐水性是指材料长期在水的作用下既不破坏强度又不显著下降的性质 。
软化系数公式 , fb-----材料饱水状态抗压强度(MPa ),fg-----材料干燥状态抗压强度(MPa )。
混凝土和易性:指混凝土拌合物易于施工操作(搅拌、运输、浇灌、捣实)并能获得质量均匀、成型密实的混凝土的性能。
和易性是一项综合的技术性质,包括流动性、粘聚性和保水性三方面的含义。
(P104) 混凝土立方体抗压强度标准值:行业标准JGJ 55-2000《普通混凝土配合比设计规程》规定现行配制强度可由下式求得:fcu,0=fcu,m=fcu,k+1.645σ,式中fcu,k ——混凝土立方体抗压强度标准值(MPa );fcu,0——混凝土的配制强度(MPa );σ——混凝土强度标准差; 1.645——强度保证系数,其对应强度保证率为95%。
音吸声效果。
建筑功能材料是指担负某些建筑功能的非承重材料。
建筑的安全性与可靠度主要取决于结构承重材料,而建筑物的使用功能与建筑质量水平决定于建筑功能材料。
土木工程材料通常站工程总造价的比例高达60%以上。
材料测试技术:(1)取样:取样原则为随机取样 (2)仪器的选择:称量要有一定的精准度,对实验机量程也有选择要求。
(3)实验 (4)结果计算与评定 实验条件:(1)温度:25摄氏度(2)适度,试件的湿度越大,测得的强度越低 (3)试件的尺寸与受荷面平整度:同一材料,小试件强度比大试件强度高 (4)加荷速度 加荷速度越快,试件的强度越高。
技术标准主要是对产品与工程建设的质量、规格及其检验方法等所作的技术规定。
技术标准通常分为基础标准、产品标准和方法标准SL 、JTJ 、JGJ )、地方标准(DB )和企业标准(QB )。
标准的表示方法:系相组成:具有相同的物理化学义来讲是指多相材料中相与相之间的分界面。
在实际材料中,界面是一个薄弱区,它的成分及结构与相是不一样的,他们之间是不均匀的,可以将其看作是“界面相”。
材料的结构可分为宏观、细观和微观结构。
宏观结构:按组织结构特征分为(1)致密结构 一般强度较高,吸水性较小,抗渗性、抗冻性较好,绝热性较差。
(2)多孔结构:按组织构造特征分为:(1)堆聚结构(2)纤维结构(3)层状结构(4)散粒结构。
材料密度:在绝对密实下:ρ=M/V, V ——在绝对密实状态下的体积。
除金属、玻璃等少数接近于绝对密实的材料外,绝大多数材料均有孔隙。
材料磨的越细,测得的体积越接近绝对密实状态下的体积。
某些较致密的不规则的散粒材料的颗粒内部有封闭孔隙,测ρ时,常直接用排液法测定。
表观密度:在自然状态下, Vo ——在自然状态下的体积。
表观体积。
: 0V 是指包括材料内部空隙在内的体积。
堆积密度:是指散粒材料在堆积状态下 Vo ’——材料的堆积体积。
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,孔隙体积占材料总体积的百分率 填充率:是指散粒材料在某些堆积体积内,被其颗粒填充的程度 空隙率:指散粒材料在某些堆积体积内,颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率 沿水滴表面的切线(γL )与水和固体接触面(γSL )所成的夹角θ称为润湿角,θ越小,表示材料能被水润湿的程度越高。
润湿角θ<=90%时,称为亲水性材料,θ>90%时,称为憎水性材料。
吸水性的大小用吸水率表示。
吸水率有质量吸水率和体积吸水率。
质量吸水率是指材料吸水饱和时,其吸收水分的质量占材料干燥状态下质量的百分率 m1——吸水饱和后的质量,m ——干燥至恒重的质量。
体积吸水率是指材料吸水饱和时,其吸收水分的体积占干燥材料自然体积的百分率。
吸水性的影响因素:亲水或憎水;孔隙率;孔隙特征。
吸湿性:材料在潮湿的空气中吸收水分的性质称为吸湿性。
吸湿性的大小用含水率表示 m 含——材料含水时的质量。
当材料中的水分与空气湿度达到平衡是的含水率,称为平衡含水率。
材料吸水达到饱和状态时的含水率即为吸水率。
耐水性:材料在饱和水作用下不被破坏,并保持其原有性质的能力。
耐水性用软化系数表示。
软化系数的取值范围在0~1之间,其值越大,表明材料吸水饱和后的强度降低减少,其耐水性越好,通常认为软化系数大于0.85的材料是耐水性材料。
抗渗性:抵抗压力水(或其他液体)渗透的性质称为抗渗性。
抗渗系数越小,表示其抗渗性越好。
用符号“P ”和材料可承受的水压值(以0.1MPa )为单位来表示。
如混凝土抗渗等级为P6,P8表示其分别能承受0.6Mpa ,0.8Mpa 的水压而不渗水。
抗渗性的好坏,与材料的孔隙率与孔隙特征由密切关系。
抗冻性以符号“F ”和试件可承受的冻融循环次数表示,如混凝土的抗冻等级为F25,F50等,抗冻等级越高,材料抗冻性能越好。
抗冻性主要与其孔隙率、孔隙特征、吸水性及抵抗胀裂的强度有关。
对于室外温度低于-15摄氏度的地区,其主要工程材料必须进行抗冻性试验。
材料传导热量的能力称为导热性。
材料导热能力的大小可用导热系数λ表示。
λ越小,导热性越低,其保温隔热性能越好。
导热系数与材料的组成、孔隙率及孔隙特征由密切关系。
材料受热时吸收热量或者冷却时放出热量的能力称为热容量。
材料的温度变形性是指材料在温度升高或降低时其体积的变化。
材料抵抗燃烧的性质称为耐燃性。
可分为非燃烧材料、难燃材料、可燃材料和易燃材料。
耐久性指使用过程中抵抗各种内外因素的作用而不破坏,长久保持其原有状态。
这些破坏作用一般有物理作用、化学作用、生物作用。
物理作用包括环境的温度、湿度对材料的侵害作用:凡是在一定条件下,经过自身的一系列物理、化学作用,能将散粒或者块状材料黏结成整体的材料。
胶气硬性胶凝材料:只能在空气中凝结硬化,保持并发展其强度的无机胶凝材料。
石膏胶凝材料是一种以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。
常用的有:建筑石膏,高强石膏和污水石膏水泥等。
自然中存在的石膏原料有天然二水石膏(软石膏)矿石和天然无水石膏(硬石膏)矿石。
后者只能用于生产无水石膏水泥。
水泥的制备:(1)将天然二水石膏在飞密闭的密炉中加热,当温度65~70摄氏度时,O H CaSO 242·开始脱水,至107~170摄氏度时声称半水石膏O H CaSO 24·,O H CaSO 24·为主要成分的产品即为β型半水石膏,也就是建筑石膏。
(2)将天然二水石膏置于具有0.13Mpa ,124摄氏度过饱蒸汽条件下蒸炼,或置于某些盐溶液中煮沸,则脱水生成α型半水石膏。
(3)当加热温度为170~200摄氏度时石膏脱水成为可溶性硬石膏,与水调和后仍能很快凝结硬化。
(4)当温度高于400摄氏度,石膏完全失去水分,称为不溶性硬石膏没事去凝结硬化能力,成为死烧石膏。
若掺入适量激发剂可制成无水石膏水泥。
(5)加热温度高于800摄氏度时,部分石膏粉接触的CaO 起催化作用,该产品成为高温煅烧石膏,也称为地板石膏。
建筑石膏的技术性质:(1)凝结硬化快,凝固时体积略有膨胀(2)制品孔隙率大,质量轻,保温性好,吸声性强(3)吸湿性强,耐水性差(4)防火性好,不宜长期在65摄氏度以上温度下使用。
建筑材料的用途:(1)用于室内抹灰及粉刷(2)制作石膏制品。
石灰石时生产石灰的主要原料,主要成分是3CaCO ,分为正火石灰,欠火石灰,过火石灰,生石灰的熟化:将生石灰加水,使之消解为消石灰——2)(OH Ca ,此过程称为石灰的“消化”,“熟化”,“消解”,体积膨胀1-2.5倍。
石灰的硬化:两个过程①结晶作用②碳化作用。
石灰的品种①块灰:由石灰石直接煅烧所得块状石灰,主要成分CaO ②消石灰粉:由生石灰加适量水消化所得的粉末,主要成分Ca(OH)2③石灰膏:由生石灰加3~4倍水消化而成的膏状可塑性浆体,Ca(OH)2·H2O ④石灰乳:由生石灰加大量水消化或石灰膏加水稀释而成的乳状液体,Ca(OH)2·H2O ⑤磨细生石灰,将块状生石灰破碎,磨细而成的细粉CaO 。
将块状生石灰破碎,磨细而成的细粉,CaO 。
石灰的特征:1.消石灰具有良好的可塑性,2.生石灰吸湿性强,保水性好3.凝结硬化慢,强度低4.硬化时体积收缩大5.耐水性差。
应用:1.配置石灰砂浆和石灰乳2.配置灰土和三合土3.制作硅酸盐制品4.制作碳化石灰板5.制作熟料水泥。
水硬性胶凝材料:即能在空气中硬化,又能更好的在水中硬化保持并发展其强度的胶凝材料。
水泥分为三大类:1通用水泥:如硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥,矿渣硅酸盐水泥,火山灰质硅酸盐水泥,粉煤灰水泥,复合水泥2专用水泥3特种水泥。
硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料、0-5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
分为两类:不掺假混合材料的成为I 型硅酸盐水泥,代号P .I;掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的成为II 型硅酸盐水泥,代号P .II 。
硅酸盐水泥的生产:原料主要有石灰质原料和黏土质原料,可加相应的校正原料。
硅酸盐水泥熟料的矿物组成:硅酸三钙37-60%,硅酸二钙15-37%,铝酸三钙7-15%,铁铝酸四钙10-18%。
硅酸盐水泥水化后生成的水化产物:水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶及氢氧化钙和水化硫铝酸钙晶体等。
水泥充分水化后水化硅酸钙约占70%,氢氧化钙约占20%。
硅酸盐水泥的技术性质:1细度:颗粒越细与水反应的表面积越大,水化反应快且完全,早期和后期的强度都较高,但在空气中硬化时收缩性较大,易受潮降低活性。
2凝结时间:水泥从开始加水拌合到失去流动性所需要的时间分为初凝和终凝。
初凝时间不早于45分钟,终凝时间不得迟于6.5小时。
3烧失量水泥在一定温度和时间内,烧失的量占原质量的百分数。
烧失量越大水泥质量越差。
I 型硅酸盐水泥烧失量不得大于3.0%,II 型3.5%。
4 体积安定性 引起体积安定性不良的主要原因是熟料中含有过量的游离氧化钙、游离氧化镁或掺入的石膏过多。
国标规定,水泥熟料中游离氧化镁含量不得超过5%,水泥中三氧化硫含量不得超过3.5%。
5强度等级 根据测量结果将硅酸盐水泥分为42.5、42.5R 、52.5/52.5R 、62.5/62.5R 六个强度等级,其中代号R 表示早强型水泥。
6水化热 是指水泥在水化过程中放出的热量。
水化放出的热量和放热速度取决于水泥的矿物组成和细度。
7碱含量当骨料中含有活性二氧化硅、水泥的含量又较高时,则水泥会与骨料发生碱—骨料反应,在骨料表面生成复杂的碱—硅酸凝胶,凝胶吸水体积膨胀导致混凝土开裂破坏。
水泥石的 腐蚀与防止:硅酸盐水泥硬化后的 水泥石,具有较好的耐久性。
但在某些腐蚀介质的作用下水泥石的结构逐渐遭到破坏,强度下降以至全部溃裂,此现象称为水泥石的腐蚀。
腐蚀的主要类型:1软水侵蚀(溶出性侵蚀)2盐类侵蚀3酸类侵蚀4强碱侵蚀 水泥石腐蚀的防止:1根据侵蚀环境特点,合理选用水泥品种2提高水泥石的密实度3加盖保护层 硅酸盐水泥的特性 1强度发展快等级高2水化热大3耐腐蚀性差4抗冻性好5不耐高温 掺混合材料的硅酸盐水泥:在硅酸盐水泥熟料中掺入一定量的混合材料和适量石膏共同磨细而制成的水硬性胶凝材料,均属掺混合材料的硅酸盐水泥。
在生产水泥时为改善水泥性能调节水泥强度等级而掺入水泥中的天然或人工的矿物材料,称为水泥混合材料。
通常分为活性和非活性混合材料两大类。
活性混合材料:1粒化高炉矿渣2火山灰质混合材料3粉煤灰 非活性混合材料是指不具有潜在的水硬性,与水泥矿物组成也不起化学作用的混合材料。
仅起到减少水化热、降低强度等级和提高水泥产量的作用,常用的有磨细石灰石粉、磨细石英砂和磨细块状高炉渣等。
普通硅酸盐水泥:凡由硅酸盐水泥熟料、6-15%的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为普通硅酸盐水泥,代号P .O 。