土木工程材料资料

《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。

第二章土木工程材料土木工程材料主要有：水泥、砂、石、砂浆、混凝土、钢筋、防水材料、装饰材料等。

一、常用的土木工程材料（一）砖、瓦、砂、石（二）水泥、石灰、砂浆、混凝土（三）木材、钢材和钢筋混凝土（四）防水保温材料（一）砖、瓦、砂、石1．砖：是一种常用的砌筑材料，在混合结构房屋中作承重构件墙体，在框架结构中作为围护墙体。

1）按生产工艺分为烧结砖和非烧结砖；2）按所用原材料分为普通粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、炉渣砖和灰砂砖等； 3）按有无孔洞分为空心砖、多孔砖和实心砖等。

其特点是：原料容易取得，生产工艺简单，价格低，体积小，便于组合。

但传统的粘土砖毁田取土量大、能耗高、砖自重大，施工生产中劳动强度大、工效低。

有逐步改革并用新型材料取代的必要。

我国已有近200个城市禁止在建筑物中使用粘土砖。

普通粘土砖：以粘土为主要原料，经过成型、干燥、高温、焙烧制成。

普通粘土砖的标准尺度为240×115×53mm，砌筑时砂浆灰缝厚度为10mm。

普通粘土砖以其抗压强度为主要标准划分强度等级，分为：MU7.5，MU10，MU15，MU20，MU25，MU30。

常用等级为MU7.5和MU10。

非烧结砖是利用不适合种田的山泥、废土、砂等，加入少量水泥或石灰作固结剂及微量外加剂和适量水混合搅拌压制成型，自然养护或蒸养一定时间即成。

是一种有发展前途的新型材料。

2．瓦：属屋面围护材料，要求利于防排水，自重轻，密实度高。

常见的有：（1）粘土瓦：由粘土浇制成胚（成型），干燥，高温焙烧而成。

有青瓦和红瓦。

形状有平瓦和脊瓦（用于屋脊处）。

常见尺寸为400×230×20mm。

每平方米约15块左右。

自重按0.55kN/m2考虑。

（2）水泥瓦：利用水泥和砂拌和，压成瓦胚成型，后经蒸汽养护硬结而成。

分为平瓦和脊瓦（用于屋脊处）。

常见尺寸287×38×15，每平方米铺15块。

水泥瓦的密实度和防水效果均较粘土瓦好，且不用粘土。

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：ρ=MV，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:ρ0=MV0,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：ρ′0=MV′04.密实度：材料内部材料的体积所占总体积的百分比。

公式：D=VV0×100%=ρ0ρ×100%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：P=V0−VV0=(1−VV0)×100%=(1−ρ0ρ)×100%=1−D6.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：D′=V0V′0×100%=ρ′0ρ0×100%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：P′=V′0−V0V′0×100%=(1−V0V′0)×100%=(1−ρ′0ρ0)×100%=1−D′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。

《土木工程材料》复习资料整理总结第一章、材料的基本性质 1、材料密度、表观密度、体积密度、堆积密度的定义及大小关系1.材料密度表示材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。

2.表观密度表示材料在自然状态下，单位提及的的质量。

3.体积密度表示块状固体材料在自然状态下，单位体积的质量。

4.散粒状（粉状、粒状、纤维状）材料在自然堆积状态下，单位体积的质量。

材料密度＞表观密度＞体积密度＞堆积密度2、密度、体积密度、孔隙率、质量吸水率的计算，含水率的计算固体密度ρ=m/v ，体积密度ρ0=m/v 0，堆积密度ρ0’=m/v 0’固体体积v ，自然体积v 0=v +v b+v k,堆积体积v 0’=v +v b+v k+v k’ 密实度:D=v/v0*100%=ρ0/ρ*100%孔隙率:P=(v0-v)/v0*100%=(1-ρ0/ρ)*100%质量吸水率：Wm=m 饱-m 干/m 干*100%含水率：W 含=m 含-m 干/m 干*100%密度：m vρ=，体积密度：00m v ρ=，孔隙率：00100%V V P V -=⨯， 质量吸水率：100%m m m W m -=⨯干饱干，含水率：100%m m W m -=⨯干湿含干3、材料吸水性、吸湿性的表示指标材料在水中吸收水分的性质就是材料吸水性，材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性吸水性指标：吸水率，吸湿性指标：含水率4、材料耐水性的表示指标，软化系数的计算及耐水材料的判定材料长期在饱和水作用下不破坏，强度也不显著降低的性质称为耐水性K 软＞0.85的 材料称为耐水性材料耐水性指标：软化系数K 软=f 饱/f 干<1第二章、气硬性胶凝材料1、无机胶凝材料按硬化条件分为哪两种？按照硬化条件可分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料2、石灰的陈伏为了消除过火石灰后期熟化造成的危害，石灰浆体必须在储灰坑存放15天才可使用，陈伏期间，石灰浆表面应覆盖一层水，隔绝空气，防止石灰浆表面炭化3、石灰和石膏的主要技术性质石灰：1.良好的保水性 2.凝结硬化慢、强度低 3.吸湿性强 4.体积收缩大 5.耐水性差 6.化学稳定性差石膏：1.凝结硬化快 2.孔隙率大，表观密度小，保温，吸声性能好 3.具有一定的调湿性 4.耐水性、抗冻性差 5.凝固时体积微膨胀 6.防火性好第三章、水泥1、通用硅酸盐水泥熟料的六大水泥品种硅酸盐水泥、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、复合硅酸盐水泥2、生产水泥时加石膏的目的作为缓凝剂使用，延缓水泥的凝结硬化速度，改善水泥石的早期强度3、通用硅酸盐水泥熟料的矿物组成和特性硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙统称为硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸三钙：凝结硬化速度快，早期强度高，后期强度高，水热化大，耐腐蚀性差硅酸二钙：凝结硬化速度先慢后快，早期强度低，后期强度高，水热化小，耐腐蚀性好铝酸三钙：凝结硬化速度最快，早期强度低，后期强度低，水热化最大，耐腐蚀性最差铁铝酸四钙：凝结硬化速度快，早期强度中，后期强度低，水热化中，耐腐蚀性中4、常用活性混合和非活性混合材的种类常见活性材料主要有：粒化高炉矿渣与粒化高炉矿渣粉、火山灰质混合材料、粉煤灰非活性混合材料主要有：石灰石、砂岩5、通用硅酸盐水泥六大品种水泥的细度的要求通用硅酸盐水泥标准细度采用比表面积测定仪不小于300㎡/kg六大品种细度采用80μm方孔筛筛不大于10%或者45μm方孔筛筛余不大于30%6、通用硅酸盐水泥的凝结时间，凝结时间在工程中的意义水泥从加水开始到失去流动性所需要的时间称为凝结时间。

检验水泥细度的方法有筛析法和吸附法。

5、水泥胶砂试件和混凝土试件的标准养护条件是什么？水泥胶砂试件的标准养护条件是：20正负1度的水中。

混凝土试件的标准养护条件是：20正负3度，相对湿度大于90%通用水泥的耐腐蚀性有什么差异？请说明原因。

P1（2）、PO的耐腐蚀性较差PS、PP、PF的耐腐蚀性较好原因是P1（2）、PO的水化产物中含有较多的CH简述普通混凝土用砂中的有害杂质种类并说明它们的危害。

含泥量---降低强度、流动性变差有机质---水泥石腐蚀硫化物、硫酸盐---水泥石腐蚀氯盐---钢筋锈蚀活性SIO2---碱骨料反应普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、6%-15%的水泥混合材料、适量石膏共同磨细所制成的水硬性胶凝材料。

矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、20%-70%的粒化高炉矿渣、适量石膏共同磨细所制成的水硬性胶凝材料在水泥水化反应过程中，把活性混合材料与水泥水化产物氢氧化钙间的反应，称为____二次_____反应。

7．水泥石中的C-S-H凝胶，又称为____水化硅酸钙________凝胶。

生产建筑石膏的原材料的化学成分为_ _二水石膏___混凝土外加剂：在混凝土生产是掺入的、改善混凝土性能的、不超过水泥质量5%的物质提高混凝土拌合物流动性的措施有哪些？（5分）答：采用较粗的骨料、采用级配好的骨料、改进生产工艺、外加剂、当塌落度太小时，保持水灰比不变，增加水泥浆；当塌落度太大时，保持砂率不变，增加骨料。

孔隙率=1-表观密度/密度=1。

5%，（3分）空隙率=1-堆积密度/表观密度=35。

6% （3分）2.混凝土强度等级分为____12______个等级，其中C30表示____大于30MP的概率为95%_____。

3.砂的粗细程度用__模度系数________表示。

颗粒级配用___级配曲线___________表示_。

4.用连续级配骨料配制的砼拌合物工作性良好，不易产生______离析_________现象，所需要的水泥用量比采用间断级配时______少_________。