土木工程材料笔记讲解
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建筑材料的物理性质:实际密度(真实密度),(True Density),简称密度。
实际密度是指材料在绝对密实状态下,单位体积所具有的质量。
ρ— 实际密度(g/cm 3); m — 材料的质量(g );V — 材料在绝对密实状态下的体积(cm 3 ); 【绝对密实状态下体积的测定】:(1)近于绝对密实的材料(金属、玻璃等):直接以排水法测定;(2)有孔隙的材料(砖、混凝土、石材):将材料磨成细粉以排除其内部孔隙,经干燥后用密度瓶(李氏瓶)测定其实际体积,该体积即可视为绝对密实状态下的体积。
表观密度 (Apparent Density),也称容重 。
表观密度是指材料在自然状态下,单位体积所具有的质量。
ρ0—材料的表观密度(g/cm 3或 kg/m 3 );m —材料的质量(g 或 kg);V 0—材料在自然状态下的体积,或称表观体积(cm 3或m 3 ),包含内部空隙在内的体积(规则几何形状用数学公式计算、松散体积用排液法)密度堆积密度堆积密度是指散粒材料在自然堆积状态下单位体积的重量。
ρ0’ — 散粒材料的堆积密度(g/cm 3或 kg/m 3 );m — 散粒材料的质量(g 或 kg );v 0,—材料在自然状态下的堆积体积(cm 3或 m 3 ),它包含内部和颗粒之间的空隙;材料的孔隙率与空隙率、密实度与填充率:密实度(Dense )密实度是指材料的固体物质部分的体积占总体积的比例,说明材料体积内被固体物质所充填的程度,即反映了材料的致密程度。
孔隙率(Porosity)孔隙率是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率,称为材料的孔隙率(P)。
关系:密实度+孔隙率=P+D=1孔隙按大小分为粗孔和细孔。
按特征分为连通孔隙和封闭孔隙,它与材料的吸水性、强度、抗渗性、抗冻性等性质有关。
空隙率(P/):堆积体积(V0/)中空隙体积(V S)占的比例。
填充率(D/):堆积体积中,颗粒填充的程度。
材料与水有关的性质:材料的亲水性:材料能被水润湿的性质,就是指材料与水分子之间的亲合力大于VVD=0100⨯-=VVVP%100)1(%100/////⨯-=⨯-==ρρVVVVVP S%100⨯'='VVD%1000⨯'='ρρD1='+'PD水分子之间的内聚力。
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枯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构造所用的材料,软化系数不宜小于0.754. 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˙½H 2O 石膏水化硬化后的化学成分:CaSO 4˙2H 2O6. 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,内比外表积较大;α型半水石膏结晶完整,常是短柱状,晶粒较粗大,聚集体的内比外表积较小。
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+64kJ8. 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。
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。
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? P39。
一、混凝土拌合物的技术性质和易性(工作性)的概念1、混凝土拌合物:砼各组成材料按一定比例搅拌后尚未凝结硬化的混合料(新拌混凝土)。
2、砼的要求:砼拌合物:良好的工作性(和易性),便于施工;硬化砼:足够的强度,必要的耐久性;3、易性(工作性):是指混凝土拌合物能保持其组成成分均匀,不发生分层离析、泌水等现象,适于运输、浇筑、捣实成型等施工作业,并获得质量均匀密实的混凝土。
4、和易性包括:流动性、粘聚性和保水性5、流动性:指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下,能产生流动,并均匀密实地填满模板的性能。
A、流动性对砼性能的影响:流动性好的砼拌合物操作方便、易于捣实和成型。
流动性差的拌合物,难以振实,易产生内部孔隙,出现蜂窝、空洞现象;拌合物过稀,易出现分层离析。
B、流动性的影响因素:①砼拌合物中用水量;②水泥浆含量;C、流动性表示方:坍落度或维勃稠度。
6、粘聚性:是指拌合物内部各组成间具有一定的粘聚力,在施工不出现分层离析现象,保持混凝土整体均匀的性能。
A、粘聚性对混凝土性能的影响:粘聚性差的混凝土,易参数分层离析,石子下沉,石子与砂浆分离,强度下降。
B、粘聚性的影响因素:①细骨料的用量;②水泥浆的稠度。
7、保水性:指混凝土拌合物具有一定的保水能力,在施工过程中不致产生严重泌水的性能。
A、保水性对混凝土性能的影响:保水性差的混凝土拌合物,由于水分分泌出来会形成容易透水的孔隙,从而降低混凝土的密实性、强度、耐久性等。
@@混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性三者既互相联系,又互相矛盾。
施工时应兼顾三者,使拌合物既满足要求的流动性,又保证良好的粘聚性和保水性。
和易性的测定与调整和易性的测定目前,通常是测定拌合物的流动性,并辅以直观经验评定粘聚性和保水性。
8、坍落度法:将砼拌合物按规定方法装入坍落度筒内,刮平表面后垂直向上提起坍落度筒,拌合物因自重而坍落,测量坍落的值,即为该拌合物的坍落度。
坍落度越大,则砼拌合物的流动性越大。
大一土木工程材料知识点在大一的土木工程专业中,学习和了解各种建筑材料的性质、用途和特点是非常重要的。
本文将介绍一些大一土木工程学生应该掌握的基本材料知识点。
1. 混凝土混凝土是土木工程领域中最常用的材料之一。
它由水泥、砂、骨料和水等原材料混合而成,并在硬化过程中形成坚固的结构。
混凝土具有耐久性、强度高、易加工等特点,广泛应用于建筑物、桥梁、水坝等工程中。
2. 钢筋钢筋是一种具有很高强度和韧性的金属材料,常用于混凝土结构中以增加其承载能力。
钢筋在混凝土中的布置形式和数量,可以通过加固混凝土结构,使其具有更好的抗拉和抗弯能力。
3. 砖块砖块是一种常见的建筑材料,主要由黏土经过烧制而成。
它具有隔热、防火和抗压等优点,常用于建筑物的墙体和隔断中。
常见的砖块类型包括红砖、空心砖和轻质砖等。
4. 沥青沥青是一种黑色的胶状物质,主要用于道路铺设和防水工程中。
它具有良好的耐候性、耐化学性和粘附性,可以有效地防止水分渗透和结构受损。
5. 玻璃玻璃是一种透明、坚硬且易成型的材料,广泛应用于建筑物的窗户和幕墙。
玻璃具有优良的隔热和隔音性能,可以增加建筑物的采光条件,并提高室内的舒适度。
6. 木材木材是一种天然的建筑材料,具有轻质、可塑性好和环保等特点。
木材常用于建筑结构和装饰中,如地板、梁和柱等。
不同种类的木材有不同的硬度和耐久性,使用时需要根据实际需要进行选择。
7. 锚杆锚杆是一种用于支持土壤或岩石的特殊结构元素。
它由钢筋或其他高强度材料制成,通过埋入地下来增加土体或岩石的稳定性。
锚杆常用于岩土工程和地基加固中。
8. 保温材料保温材料是一种具有良好隔热性能的材料,用于减少热量传递和保持室内舒适度。
常见的保温材料包括聚苯乙烯泡沫板、岩棉和玻璃纤维等。
9. 防水材料防水材料用于防止水分渗透和结构受损。
常见的防水材料包括沥青防水卷材、聚氯乙烯(PVC)防水膜和水泥基防水涂料等。
10. 铝合金铝合金是一种轻质、高强度和耐腐蚀的金属材料,广泛用于建筑物的门窗、幕墙和屋顶等。
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。
土木工程材料(笔记)csl 2011.3Wn压拉弯剪 1MPa 1 N mm 2§ 1-2力学性质 比强度:r °►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:CaSQ 0.5H 2O 高强:晶体粗大结实,比表面积小CaS04 0.5 H 2O 建筑:(与上相反)水化硬化:水化T CaSQ ,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,消解缓慢一一陈伏二、 石灰熟(消 )化宀Ca (OH )2放热,体积f 硬化 干燥结晶,析出 Ca (OH )2碳化硬化T CaCO 慢,表为 CaCO,内为 Ca (OH > 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T 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 -)二、与水有关性质H 2。
亲、憎水性——润湿角 吸水性——重量吸水率吸湿率一一含水率耐水性——软化系数:系数f,耐水性f 抗渗性 -------- 渗透系数,抗渗等级W m , 相关公式:W mmH 2。
m 干P (1 —)体积吸水率W vm 饱-m 干 1、孔隙对性能的影响:孔隙f,吸水率f,透气透水性f强度 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 PSBPPPF PC (混合材料)0 55-2020-50 50-70 20-40 20-4020-50 (%)§ 2-3硅酸盐水泥熟料: CaO SiQ AI 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T 煅烧T 磨成品熟料组成:C 3SC 2SC 3AC 4AF(硬化速度) 快 慢 最快 快 (水化热) 多 少 最多 中 (强)早强晚强低低二、 水化、凝结、硬化C3S/C 2S + H 2O T C-S-H + CH (晶体)熟料 C 3A + H 2O T C-A-HC4AF + H 20 T C-A-H + C-F-Hi)水化 石膏(缓凝机理)CaS04 2H 2O + C-A-H T Aft T AFm亠 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T 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)细度匸水化反应匸硬化匸强度比表面积:单位质量的总表面积(m 2/kg )初凝》45min,终凝w 6.5h标准稠度用水量P (%)—试锥下沉28 2mm 寸的稠度i )体积安定性:f-CaO f-MgO 过量石膏一一试饼法42.5(R )iv )强度等级 C:S:H=1:3:0.5, 试件 40 40 160mm,20 1°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、混合材料一一降成本,改善性能吗,调节强度等级成分:活性SiO 2 Al 2O 结构:玻璃体非活性:石英砂,石灰石粉SiO 2 + Ca(OH) 2 + H 20 T C-S-HAl 2Q + Ca(OH) 2 + H 2O T C-A-HCaSO 2H 2O + C-A-H T Aft一次水化:熟料T CH二次水化:混合材料T 发生火山灰反应三、通用水泥特性、应用、储存运输i )凝结时间i )分类i )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。
混凝土:1、工程施工要求混凝土拌合物具有哪些性能?流动性,便于浇灌与填充模具;均匀性,骨料在水泥浆中分布均匀,水泥颗粒在水中分布均匀;保水性,水不泌出、离析。
2、和易性:混凝土拌合物便于施工并能获得均匀、密实混凝土的一种综合性能,包括:流动性:反映混凝土拌合物在自重或施工机械振捣作用下流动的性能,取决于拌和物的稠度。
粘聚性:反映混凝土拌合物的抗离析、分层的性能。
保水性:指拌合物保持水分不易析出的能力(泌水)3、塑性混凝土的流动性用坍落度或坍落扩展度表示;干硬性混凝土用为维勃稠度表示。
4、为什么坍落度筒法能反映塑性混凝土拌合物的和易性?解答:A、坍落度反映了拌合物在自重力作用下的流动性;B、拌和物圆锥体在敲击下,是否崩落反映了粘聚性;C、拌和物圆锥体下方是否有水泌出,反映了保水性。
5、维勃稠度反映的是混凝土拌和物的什么性能?答:维勃稠度法适用于骨料D max(最大粒径)小于40mm,维勃稠度在5~30s之间的混凝土拌和物稠度的测量。
主要反映了混凝土拌和物在振动力作用下的流动性和充模性。
6、影响和易性的因素:1.水泥品种;2.水泥浆与骨料的相对用量--浆集比;3.水泥浆的塑性(稠度)--水灰比、用水量;4.骨料的性质--形状,级配和最大粒径5.砂石相对用量--砂率6.外加剂7、水泥颗粒愈细,拌和物的粘聚性和保水性愈好;当水泥的比表面积小于280m2/kg时,混凝土拌和物的泌水性增大。
7、水泥浆是混凝土拌和物产生流动的决定因素。
水泥浆用量愈多,流动性愈好,拌和物的坍落度增大,同时还增大了拌和物的粘聚性。
(增加水泥浆用量,就增加了骨料表面包裹层的厚度,增大了润滑作用,这有利于拌和物的和易性)8、每立方米混凝土的用水量——单位用水量,它确定了混凝土拌和物的流动性。
9、D max越小,粗骨料的表面积越大;砂率越大,总表面越大。
细骨料填充在粗骨料的间隙中,有效地减轻了粗骨料颗粒间的连锁,起到拨开作用,有利于骨料的滑动或流动。
按化学组成分类:无机材料有机材料复合材料第二章建筑材料的基本性质第一节材料的物理性质一、与质量有关的性质:(一)、1、密度:材料在绝对密实状态下单位体积的质量。
ρ=m/V近似没有孔隙、空隙材料:玻璃、钢材密度的不变性2、表观密度:材料在自然状态下单位体积的质量。
ρ0=m/V0一般为干燥状态3、堆积密度:材料在堆积状态下单位体积的质量。
适用材料:粉末状、散粒状、纤维状材料。
ρ0‘=m/V0’(二)、1、密实度:材料体积内被固体物质所充实的程度。
D=V/V0X100%2、孔隙率:材料体积内孔隙体积所占的比例。
P=(V0—V)/V0X100%P+D=1影响材料的各种性能,孔隙有多种结构二、与水有关的性质(一)、亲水性与憎水性用润湿角表示:θ大于等于90度——憎水性亲憎水性与材料本身成分、结构有关,不同亲和力有不同用途。
(二)吸水性与吸湿性:二者区别:置于水中,吸水性置于空气中,吸附水,吸湿1、吸水性:浸水后在规定时间内吸入水的质量占材料干燥质量或材料体积的百分数。
质量吸水率:Wm=(m1—m2)/m X100%体积吸水率:Wv=(m1—m)/V0X100%Wv/Wm=ρ/ρH2OWv=WmXρ0Wm〈100% 用Wm表示Wm 〉100% 用Wv表示跟孔隙有关:微细而连通的孔隙,吸水率较大封闭的孔隙,吸水率较小较粗大孔隙,水分易渗入,但不易保留,仅起湿润孔壁作用,吸水率较小跟润湿角有关,即亲、憎水性跟P有关,即孔隙的多少2、吸湿性:吸收空气中水份的能力。
含水率:W含=(mh—md)/mdX100%解释气干状态及平衡含水率与润湿角有关与总表面积有关与温、湿度有关对材料性能影响:如木材吸湿,膨胀变形,强度降低3、耐水性:长期在饱和水作用下,不产生破坏,强度也不显著降低。
K软=f饱/f干K=0~1K 〉0.80 耐水材料举例4、抗冻性:吸水饱和状态下,材料能经受多次冻结、融化作用而不破坏,强度无显著降低的性质。
土木工程材料小知识点讲解1.混凝土:混凝土是土木工程中最常用的材料之一,它由水泥、砂子、碎石和水按一定比例混合而成。
混凝土的主要特点是强度高、耐久性好、施工方便。
混凝土的强度与水泥的品种、用量、砂子和碎石的种类、级配、水灰比等因素有关。
2.钢筋:钢筋是混凝土加固的主要手段之一,它能够承受混凝土受力时产生的拉力,并将其转化为压力,从而增强混凝土的抗拉性能。
钢筋一般由普通钢、中碳钢和低合金高强度钢制成。
在工程中,钢筋的直径、弯曲度和间距等参数需要根据设计要求来确定。
3.砖石:砖石是土木工程中常用的一种建筑材料,它由黏土、石灰和石英砂等原料经过高温烧制而成。
砖石的种类较多,常见的有红砖、空心砖、实心砖等。
砖石具有良好的耐磨性、耐候性和保温隔热性能,广泛应用于建筑物的墙体、地板和隔墙等部位。
4.木材:木材是一种常见的建筑材料,它具有比较好的弯曲性能、隔热保温性能和吸声性能等特点。
木材的种类很多,常见的有松木、柚木、橡木等。
在使用木材时,需要注意其干燥度、材质均匀性和受力性能等因素,以确保结构的稳定性和安全性。
5.沥青:沥青是一种常用的道路材料,它具有良好的抗水性、抗老化性和粘结性能。
沥青常用于铺设公路路面和停车场等地方。
沥青的种类较多,主要分为天然沥青和合成沥青两大类。
在使用沥青时,需要注意其质量和温度等因素,以确保道路的平整性和耐久性。
6.玻璃纤维:玻璃纤维是一种轻质玻璃纤维增强材料,它具有良好的抗拉、扭转和弯曲性能。
玻璃纤维常用于制作复合材料,如玻璃纤维增强塑料和玻璃纤维增强水泥。
这些材料具有重量轻、耐腐蚀、隔热隔音等特点,在土木工程中应用广泛。
7.膨胀土:膨胀土是一种具有膨胀性能的土壤,当受到水分的浸润或干燥时,会发生体积扩大或收缩的现象。
膨胀土在土木工程中需要特别注意,特别是在地基处理和道路基层等方面。
在施工过程中,应该根据膨胀土的特性采取相应的措施以确保工程的稳定性。
8.防水材料:防水材料是土木工程中常用的一种材料,它可以防止水的渗透和渗漏。
第二章建筑钢材概论(一)钢的特性1、优点:1)品质均匀致密,抗拉和抗压强度都很高2)具有良好的塑性和韧性,能经受冲击和振动荷载.3)具有很好的加工性能2、缺点:4)易锈蚀5)维修费用大6)能耗大,成本高(二)、钢的冶炼加工与分类1、冶炼:就是将生铁在炼钢炉中,经高温氧化作用,减少生铁中碳及硫、磷等有害杂质含量,以提高钢的技术性质和质量。
2、根据炼钢设备不同分为:1)转炉炼钢法2)平炉炼钢法3)电弧炉炼钢法3、钢的加工:1)铸锭2)脱氧:沸腾钢、镇静钢、半镇静钢3)压力加工:热加工、冷加工.4、钢的分类:1)按化学成分分:碳素钢合金钢2)按质量分:普通碳素钢优质碳素钢高合金钢3)按用途分:结构钢工具钢特殊钢2.1金属的微观结构及钢材的化学组成一、金属的微观结构概述1、金属的晶体结构金属键结合,无方向性和饱和性,是金属材料具强度和延展性的根本原因。
三种类型:FCC、BCC、HCP2、金属晶体结构中的缺陷1)点缺陷2)线缺陷3)面缺陷3、金属强化的微观机理1)细晶强化2)固熔强化3)弥散强化4)变形强化二、钢材的化学组成1、碳:(是决定性因素)1)含碳量<0.8%,随含碳量增加,钢的抗拉强度.硬度也增加.2)含碳量>1%,随含碳量增加,除硬度增加外,强度.塑性.韧性下降,冷脆性增强,抵抗大气腐蚀性能下降.2、硅:(有益元素)1)含量一般在1%以内,可提高强度,对塑性和韧性没有明显影响.2)含量超过1%时,冷脆性增加,可焊性变差.3、锰:1)含量为0.8%~1%时,可显著提高强度和硬度;2)含量大于1%时,塑性及韧性有所下降,可焊性变差;4、磷:(有害元素)产生冷脆性5、硫:(有害元素)产生热脆性6、氧、氮(有害元素)降低钢材的塑性和韧性,以及冷弯性能和可焊性能.7、铝、钛、钒、铌:改善钢的组织,细化晶粒,显著提高强度和改善韧性.2.2 钢材的技术性质1.抗拉强度:1)弹性阶段:OA阶段,荷载较小,应力与应变成正比,当卸去外力,试件能恢复到原状.σp表示弹性极限2)屈服阶段:AB阶段,应力与应变不成正比例,应力在很小范围内波动,应变仍继续上升,产生明显塑性变形.σs屈强比小,安全性大;过小,则不够经济.屈强比应为0.60~0.753)强化阶段:BC阶段,内部组织重新建立了新的平衡,又恢复了抵抗外力的能力,变形继续发展.σb4)颈缩阶段:CD阶段,某一薄弱环节断面开始显著缩小,应变迅速增大,应力随之下降,断裂.断裂伸长率:δ=(L1-Lo)/LoX100%δ=15%~30% 低碳钢δ>2%~5% 塑性材料如铜.铁伸长率与标距有关δ5>δ102.冲击韧性:1)抵抗冲击荷栽而不破坏的能力.2)<金属夏比冲击试验方法>求αkαk值低,脆性材料,破坏时无明显变形,断口平齐;αk值高,韧性材料,断口呈灰色纤维状3)与钢材中磷.硫含量,组织,环境温度,解释冷脆性.3.疲劳强度:1)钢材承受交变荷载的作用下,可以在远低于屈服强度时突然破坏.2)用疲劳强度表示,指试件在交变荷载作用下,不发生疲劳破坏的最大应力.钢材承受1X107次交变荷载时不发生破坏所能承受最大应力为疲劳强度3)原因:a.应力较高点或缺陷点-------细微裂缝------裂缝,尖缝应力集中-----发展破坏b.内部组织状态,成分偏析,夹杂物多少,其它各种缺陷c.截面的变化,表面光洁度及内应力大小.4.硬度:1)金属材料抵抗硬物压入表面的能力,即对局部塑性变形;2)是热处理工件质量检查的一项重要指标.3)压入法测HB5.冷弯性能:1.定义:钢材在常温下承受弯曲变形的能力.2.指标以试件弯曲角度α及弯心直径d与钢材厚度a比值d/a3.试验:弯曲处外表面无裂纹.裂缝或裂断现象;α值越大,d/a越小,冷弯性能要求越高4.冷弯性能反映在静荷载下塑性指标,局部不均匀变形,更不利条件下的塑性变形,更严格检验.6.冷加工性能及其时效处理;1)冷加工:在常温下对钢材进行加工,如冷拉.冷拔.冷扭.使强度.硬度提高,冷作强化.a.冷拉:在常温下拉伸,使其产生塑性变形,增加钢材长度(4%~10%)节省钢材.采用控制冷拉率或控制应力或双控.b.冷拔:在常温下将钢材通过硬质合金拔丝模孔强行拉拔,由于模孔直径略小于钢筋直径,使钢筋不仅受拉,同时还受周围挤压,强度大大提高.2)时效处理:钢材经冷加工后,在常温下搁置15~20天或加热至100~200度保持2小时左右,钢的屈服强度.抗拉强度及硬度进一步提高,塑.韧性降低.节约钢材,但对于受动力荷载作用或经常处于中温条件下钢结构,应使用时效敏感性小的材料.7、钢材的热处理:目的、为了减少冷加工中所产生的各种缺陷工艺:退火、正火、淬火、回火及离子注入等8、焊接:方法;电弧焊——钢结构、电渣压力焊——钢筋检验方法:取样试件试验和原位非破损检测2.3 钢材的防火及防腐蚀一、钢材的防火:危害:温度升高,持久强度将显著下降。
措施:预防包覆,如:防火板、涂刷防火涂料二、钢材腐蚀:a.化学腐蚀b.电化学腐蚀c.应力腐蚀2.锈蚀的防止:a.保护层法;b.合金法;8.4建筑钢材的标准与选用 1.碳素结构钢:a牌号表示;b.技术要求;c.各类牌号钢材的性能和用途;2.低合金高强度结构钢:a.牌号表示;b.标准和选用;3.钢结构用钢材:b.热轧型钢;c.冷弯薄壁型钢;d.钢板.压型钢板;4.钢筋混凝土用钢材:b.热轧钢筋;c.预应力混凝土用热处理钢筋;d.冷轧带肋钢筋;e.预应力混凝土用钢丝和钢绞线;5.钢材的选用原则;a.荷载性质;b.使用温度;c.连接方式;d.钢材厚度;e.结构重要性;第六章沥青和沥青混合料6.1 沥青材料定义:是由多种有机化合物构成的复杂混合物.分类:沥青{地沥青{天然沥青石油沥青焦油沥青{煤沥青页岩沥青6.1.1.石油沥青:1.分类:建筑石油沥青道路石油沥青普通石油沥青2.组成:1)油分:赋予沥青流动性2)树脂:使沥青具有良好的塑性和粘结性3)地沥青质:提高沥青粘性,耐热性.硬度;但若含量过多,塑性会降低3.技术性质:1)粘滞性(粘性)反映材料内部阻碍其相对流动的特性,与温度组分有关,地沥青质含量较高,油分含量较少,粘性大;温度上升,粘性下降.液态:粘滞度表示;固态.半固态:针入度表示;划分牌号的指标2)塑性:指石油沥青在受外力作用时产生变形而不破坏,除去外力,仍保持变形后形状的性质.用延度过表示3)温度敏感性:指粘滞性,塑性随温度升降而变化的性能.用软化点表示4)大气稳定性(耐久性)即抗老化能力.5)溶解度、闪点、燃点4.分类标准和选用:牌号按针入度划分;牌号增加,针入度.延度逐渐增大,软化点逐渐降低.1)一般屋面用沥青材料的软化点应比本地区屋面最高温度高20C左右;建筑石油沥青针入度较小,软化点较高,但延度较小.2)道路石油沥青于地区气候条件、施工季节气温、路面类型、施工方法有关。
6.1.2.煤沥青:防腐性能好,有强烈的刺激性气味.6.1.3.改性沥青:可分为橡胶改性沥青;树脂沥青;橡胶树脂并用改性沥青;再生胶改性沥青和矿物填充剂改性沥青.6.2沥青混合料的组成与性质1、由矿料与沥青拌和而成的混合料。
分为:沥青混凝土混合料、沥青碎(砾)石混合料6.2.1沥青混合料的组成结构1、悬浮密实结构:采用连续密级配矿质混合料与沥青组成的沥青混合料密实度、强度较高,但稳定性较差2、骨架空隙结构采用连续升级配矿质混合料与沥青组成的沥青混合料稳定性好,耐久性差3、骨架密实型采用间断型级配矿质混合料与沥青组成的沥青混合料密实度、强度、稳定性都较好6.2.2沥青混合料的技术性质1、高温稳定型马歇尔试验法2、低温抗裂性3、耐久性4、抗滑性5、施工和易性第七章砌筑材料7.1砌墙砖一、分类;1.按原料分:粘土砖.页岩砖.煤矸石砖.粉煤灰砖.灰砂砖.炉渣砖2.按孔洞率分:实心砖(孔洞率<15%),多孔砖(孔洞率>=15%)3.按制作工艺分:烧结砖;非烧结砖二.烧结砖:通过焙烧而得的砖1.制造:取土--------调制--------制坯--------干燥---------焙烧---------成品欠火与过火砖成因,特征及影响青砖:还原气氛,低价铁;红砖:氧化气氛,高价铁2.技术性质1)尺寸规格:240X115X53mm4块砖长,8块砖宽,16块砖厚恰好为1m每立方米砖砌体需砖512块2)质量等级;根据外观质量.泛霜.石灰爆裂三项指标.a)外观质量:包括两条面高度差.弯曲程度.杂质突出高度.缺棱掉角.裂纹长度.完整面.b)泛霜:粘土中可溶性盐类,随砖内水分蒸发而在砖表面产生的盐析现象.c)石灰爆裂:石灰石烧结后形成CaO,在砖体内吸水消化膨胀,砖体胀裂.3)强度等级:分MU30 MU25 MU20 MU15 MU10 MU7.5解释其测定方法4)吸水率:8%~16%5)抗风化性能:注意风化区的划分3.普通实心砖的优缺点及应用:4.空心砖1)孔洞率>=15%2)优点:节约粘土;减自重;隔热性能好;节约燃料;烧成率高.3)技术性质:质量等级划分:按耐久性.外观质量.强度等级分其它与普通砖类似.5.其它烧结砖:简介.三.非烧结砖1.优点:节省粘土,减少环境污染.2.不得用于长期受热(200C以上);受急冷急热和有酸性介质侵蚀;有流水冲刷的建筑部位.7.2砌块一.定义:用于砌筑的.形体大于砌墙砖的人造块材.二.分类:按尺寸分:大型砌块(高>980mm)中型砌块(高在380~980mm)小型砌块(高>115mm <380mm)三.原料:可用地方资源,工业废渣四.特点:生产工艺简单,原料来源广;适应性强,制作使用方便;改善墙体功能;五.几种常见的砌块7.3 砌筑用石材一、岩石分类:1、火成岩:深成岩:如花岗岩噴出岩:如玄武岩火山岩:火山灰2、沉积岩:机械沉积岩:如页岩、砂岩化学沉积岩:如石膏、白云岩生物沉积岩:如石灰岩3、变质岩:正变质岩:由火成岩变质而成,变质后构造、性能一般较原火成岩差如由花岗岩变质而成的片麻岩副变质岩:由沉积岩变质而成,变质后的结构、性能一般较原沉积岩好如大理石、石英岩二、建筑石材的技术性质1、物理性质:表观密度;孔隙率;吸水性;耐水性等简要介绍2、石材力学性质:A、力学性质:立方体抗压强度用MU表示B、其它三、石材工艺性质:1、加工性;2、磨光性;3、抗钻性;四、石材的应用1)毛石2)料石3)石板4)广场地坪、路面、庭院小径用石材第九章建筑功能材料本章要求:了解建筑功能材料的性质及选用原则.9.1防水材料9.1.1防水卷材1、防水卷材应具备的几种性能:1)耐水性2)温度稳定性3)机械强度、延伸性、抗断裂性4)柔韧性5)大气稳定性2、常见几种防水卷材1).沥青防水卷材:{石油沥青纸胎油毡石油沥青玻璃布油毡石油沥青玻璃纤维胎油毡铝箔面油毡2).改性沥青防水卷材:{SBS卷材APP卷材3).合成高分子防水卷材:{EPDM防水卷材PVC防水卷才氯化聚乙烯-橡胶共混防水卷材9.2.2 防水涂料1、防水涂料应具备的几种性能1)固体含量2)耐热度3)柔性4)不透水性5)延伸性2、常见几种防水涂料1).沥青类防水涂料:A)冷底子油:常作为底层来用B)沥青胶:也叫玛珶脂C)水乳型沥青防水涂料:2).高聚物改性沥青防水涂料:A)氯丁橡胶沥青防水材料B)水乳型再生橡胶防水涂料C)聚氨脂防水涂料9.1.3 密封材料1、嵌入建筑接缝的定型和不定型材料2、应具有的性质:1)高水密性2)气密性3)良好的粘结性4)良好的耐高温性5)良好的耐老化性6)一定的弹塑性和拉伸—压缩循环性能3、不同的使用部位有不同的要求4、常见的几种密封材料1)沥青嵌缝油膏2)聚氯乙稀接缝膏和塑料油膏3)丙烯酸类密封膏4)聚胺酯密封膏5)硅酮密封膏1.2灌浆材料1、定义:在压力作用下注入构筑物的缝隙孔洞中,具有增加承载能力、防止渗漏及提高结构的整体性能效果的材料。