土木工程材料考试专用

1．关系：①材料是保证土木工程质量的基础 ②材料对土木工程造价的影响 ③材料对土木工程技术进步起促进作用2.土木工程对材料的基本要求：①具有足够的强度②轻质③有与使用环境相适应的耐久性④美观⑤特定功能3.分类①按化学成分（有机材料、无机材料、复合材料）②按功能（结构材料、功能材料）4.土木工程材料的标准化：通过产品标准化，就能按标准合理的选用材料，从而使设计、施工也相应标准化，同时可加快施工进度降低造价。

5．标准化种类：产品规格、分类、技术要求、检验方法、验收规则、标志、运输和贮存6.我国常用标准：国家标准（强制性标准GB 、推荐性标准GB/T ）、行业标准、地方标准和企业标准 .。

标准的表示：标准名称、部门代号、编号、年份。

1.材料的状态参数①密度ρ=m/V （V 绝对密实状态体积②表观密度ρ0= m/V 0（V 0自然状态下的体积③堆积密度ρ0‘=m/V 0’（ V 0’散粒材料自然堆积体积）④孔隙体积V p =V 0-V （孔隙率p=(V p /V 0)*100％⑤孔隙体积V s = V 0’- V 0(空隙率p ’=(V s / V 0’)*100％) 2.材料力学性质：①强度f=P/A ②比强度：单位体积质量的材料强度是衡量材料是否轻质高强的指标 ③弹性与塑性④脆性和韧性⑤硬度和耐磨性（耐磨率M=(m 0-m 1）/A3.材料与水有关的性质：①亲水性与憎水性②含水状态（亲水材料的四种基本状态：干燥状态、气干状态、饱和面干状态、湿润状态。

还有过渡状态）③吸湿性和（亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质。

材料含水率W h =（(m s -m g )/m g ）*100％）④吸水性:材料在水中吸水的性质（质量吸水率W m =((m b -m g )/m g ) *100％）(体积吸水率：W v =((m b -m g )/(V 0*ρw))*100％)W v =W m *ρ0⑤耐水性：材料长期在水作用下不破坏、强度也不明显下降的性质（软化系数K r =f b /f g ---f b 饱和状态抗压强度⑥抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质。

K=Qd/(AtH) 抗渗等级是以规定试件在标准实验条件下所能承受的最大水压力⑦抗冻性：材料在含水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。

抗冻等级是以规定吸水饱和试件在标准实验条件下，经一定次数的冻融循环后，强度降低不超过规定数值，也无明显损坏和剥落，则此冻融循环次数既为抗冻等级。

4.材料的热性质：①热容性（热容量C=Q/(t 1-t 2)）②导热性（导热系数λ=Qd/(( t 1-t 2)AZ ）晶体>非晶体 无机材料>有机材料③热变形性（线膨胀系数α=ΔL/(L(t 1-t 2)) 为了消除火石灰的危害，需将石灰浆置于消化池2~3周，即为陈伏。

5.材料耐久性:用于构筑物的材料在环境的各种因素影响下，能长久的保持其性能的性质。

1.胶凝材料：建筑上用来将砂子、石子、砖、石块、砌块 等散粒材料或块状材料粘接为整体的材料。

2.石灰：钙质（M g O <=5%）镁质（M g O >5%）3.欠火石灰、过火石灰（加长陈伏时间）4.石灰特性：可塑性和保水性好、生石灰水化时水化热大，体积增大、硬化缓慢、硬化时体积收缩大、硬化后强度低、耐水性差。

5.石灰应用：制作石灰乳涂料、配置砂浆、拌制三合土、生产硅酸盐制品1. 砂浆是由胶凝材料、细骨料(无粗骨料)和水按一定比例配制而成。

2.分类：按用途分为砌筑砂浆、抹面砂浆、特种砂浆；按胶凝材料分为：水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆。

3. 砂浆的技术性质主要是新拌砂浆的和易性和硬化砂浆的强度，还有砂浆的粘结力、变形性、抗冻性。

4.砂浆的流动性称稠度，用砂浆稠度测定仪测定，以沉入度值(mm)来表示。

砂浆的保水性用砂浆分层度测定仪测定，以分层度(mm)表示。

砂浆的分层度以在10mm ～20mm 之间为宜。

分层度过大，砂浆易产生离析，不便于施工和水泥硬化。

因此，水泥砂浆分层度不应大于30mm ，水泥混合砂浆分层度一般不会超过20mm 。

5. 砂浆的强度等级是以六块边长为70.7mm 的立方体试块，在标准养护条件下养护28d 龄期的抗压强度平均值来确定。

砌筑砂浆强度等级可划分为Ｍ2.5、M5、Ｍ7.5、M10、Ｍ15和Ｍ20共六个等级。

6.不吸水层砂浆强度： fmu=0.29fce(C/W-0.40) 吸水层砂浆强度：fmu=fce*Qc*A/100+B A 、B 为砂浆特征系数一般取A=3.03 B=—15.09 。

7.砂浆的粘结力影响砌体的抗剪强度、耐久性、稳定性，在湿润的粗糙的清洁的表面使用且养护良好的砂浆粘结力较好。

8.变形性：使用轻质骨料较多或掺合料过多会引起砂浆变形过大。

9. 抗冻性：经冻融试验后，质量损失率不得大于5%，抗压强度损失率不得大于25% 。

水泥砂浆采用的水泥强度等级不宜大于32.5级。

10. 砌筑砂浆配合比设计：①砂浆的试配强度 fm,0=f2+0.645σ f2-砂浆设计强度 ②每立方米砂浆中的水泥用量：Qc=1000(fm,0-B)/(A*fce) ③计算掺加料用量:Q D =Q A -Q C ④确定砂子用量Q S ⑤)确定用水量Q W1. 烧结砖按有无穿孔分为烧结普通砖（孔洞率<15%）、烧结多孔砖（>25%）和烧结空心砖(>35%)。

烧结砖按砖的主要成分又分为烧结粘土砖(N)、烧结页岩砖(Y)、烧结煤矸石砖(M)及烧结粉煤灰砖(F)。

2. 蒸压蒸养砖(又称硅酸盐砖)是以硅质材料和石灰为主要原料。

蒸压灰砂砖(简称灰砂砖)是以石灰和石英砂为主要原料。

蒸压(养)粉煤灰砖以粉煤灰、石灰为主要原料。

煤渣砖是以煤渣为主要原料，1.塑料优缺点：表观密度小、比强度高、可加工性好、耐化学腐蚀性好、抗震吸声保温性好、耐水性和耐水蒸汽性好、装饰性强、电绝缘性优良；弹性模量低、易老化、不耐高温、易燃。

分类：热塑性塑料和热固性塑料。

2.热塑性塑料受热后软化，冷却后又变硬这种软化和变硬可重复进行。

热固性塑料在加工时受热软化，产生化学变化，形成交联聚合物而逐渐硬化成型，在受热后不能回复可塑状态。

3.塑料主要成分是聚合物和所需的添加剂。

聚合物的分子形状线形、支链型、体型。

体型为热固性，其他为热塑性。

土木工程材料：土木工程中使用的各种材料及制品。

品种：2.硅酸盐水泥的熟料成分：硅酸三钙（3CaO·SiO2,简写C3S,36%~60%）、硅酸二钙（2CaO·SiO2,简写C2S,15%~37%）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3,简写C3A,7%~15%）、铁铝酸四钙（3CaO·Al2O3·Fe2O3,简写C4AF,10%~18%）3.活性混合材料：与石灰、石膏一起，加水拌合后能形成水硬性胶凝材料的混合材料。

主要成分（活性氧化硅、活性氧化铝）水泥中常用：粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、粉煤灰4.非活性混合材料：不具活性或活性甚低的人工或天然矿物质。

掺入水泥作用：调节水泥性质、降低水化热、降低强度等级、增加产量。

3CaO•Al2O3+6H2O=3CaO•Al2O3•6H2O 4CaO•Al2O3•Fe2O3+7H2O=3CaO•Al2O3•6H2O+ CaO•Fe2O3•H2O7.影响水泥凝结硬化的主要因素：①熟料矿物组成（提高C3S和C3A凝结硬化快、提高C3S和C2S强度高）②混合材料含量（含量增加早期强度降低）③石膏（不足-闪凝、适量-延缓凝结、过量-发生促凝及膨胀破坏）④细度（越细凝结速度越快，早期强度越高）⑤水灰比（越大凝结硬化越慢，强度越低）⑥温度与湿度（养护温度越高，凝结硬化越快。

保持潮湿状态有利于早期强度）⑦龄期（水泥强度随龄期增长而增加）⑧贮存条件（水泥受潮、过期-强度降低）（水泥有效期为3个月）8.腐蚀：由水泥C3S、C2S的含量决定水泥的抗酸性腐蚀能力。

防护：合理选用水泥品种，或适量掺加混合材料，提高混凝土密实度（降低W/C、振捣），表面设置保护层。

9.水泥技术指标：①细度：细度是指水泥颗粒的粗细程度（硅酸盐水泥用比表面积法，其他用筛分法）越细-凝结越快、早期强度高、水化热大。

||过细-需水多、影响强度、易受潮，成本高，硬化时收缩大②凝结时间：初凝时间不得早于45min，硅酸盐水泥终凝时间不得迟于6.5h。

其他水泥终凝时间不得迟于10h。

（初凝时间-开始加水拌合到开始失去可塑性。

终凝-开始加水拌合到完全失去可塑性）初凝时间不宜过短、终凝时间不宜过长③体积安定性：水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。

引起体积安定性不良的原因（含有过多的游离氧化钙f-CaO、游离氧化镁f-MgO）规定：水泥中游离氧化镁不超过5.0% 三氧化硫在矿渣水泥（混合料多需要大量激发剂）中不超过4.0%，其他水泥中不超过3.5%④强度：强度等级按3d和28d的抗压强度和抗折强度来划分，硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和62.5R。

其他水泥分32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R⑤碱含量：碱含量是指水泥中Na2O和K2O的含量。

规定：碱含量按Na2O+0.685K2O的计算值表示。

碱含量不得大于0.60%10.水泥标准稠度用水量：水占水泥质量的百分比。

P=(m水/500g)*100% 影响因素：细度细用水多、矿物需水量C3A>C3S> C4AF> C2S、混合材料多用水多。

11.国家规定：凡氧化镁、三氧化硫、安定性（指f-CaO）、初凝时间中任一项不符合标准均为废品，其他为不合格品12.高铝水泥：是以铝矾土和石灰石为原料。

主要矿物成分铝酸一钙、二铝酸一钙，少量硅酸二钙和铝酸盐。

（特点：早强快硬，1d强度可达本等级强度的80%以上，后期强度增长不明显、水化热大且放热量集中、耐热性好、长期强度略有降低的趋势。

高铝水泥不得与硅酸盐水泥、石灰等碱性物相混，以免发生闪凝及强度降低。

不能有蒸汽养护。

高铝水泥主要用于紧急军事、抢修工程。

13道路水泥：性能：耐磨性好、收缩小、抗冻性好、抗冲击性好，有高的抗折强度和良好的耐久性，抗硫酸酸性好。

含（较多铁铝酸钙、以硅酸钙为主、含0~10%的活性混合材料、适量石膏）强度等级42.5、52.5、62.5。

化学组成（MgO<5.0% SO3<3.5% 铝酸三钙<5.0% 铁铝酸四钙<16.0%）指标（细度80mm筛余量<10% 初凝>1h 终凝<10h 安定性-沸煮法合格干缩性28d<0.10% 耐磨性-磨损率<3.6kg/m3）14.膨胀水泥用于构件接缝及管道接头，混凝土结构加固修补、防渗堵漏工程机器底座及地脚螺丝的固定。