土木工程材料2
土木工程材料试题2
土木工程材料试题2土木工程材料气硬性胶凝材料一、判断题1．石灰未消化残渣含量是石灰的有效成分。
( )2．生石灰的产浆量越低，则表明其质量越好。
( )3．石灰可在水中自然硬化。
( )4. 气硬性胶凝材料只能在空气中硬化。
( )5. 石灰熟化的过程又称为石灰的消解。
( )6. 石灰浆体的硬化按其作用分为干燥作用和炭化作用，炭化作用仅限于表面。
( )7. 欠火石灰与过火石灰对工程质量产生的后果是一样的。
( )8. 石灰是气硬性胶凝材料，所以用熟石灰粉配制三合土不能用于受潮工程中。
( )9. 无机胶凝材料又称为矿物胶凝材料。
( )10. 石膏即耐热又耐火。
( )11. 石灰熟化的过程又称为石灰的消解。
( )12. 石灰膏在储液坑中存放两周以上的过程称为淋灰。
( )13. 水玻璃在硬化后具有较高的耐酸性。
( )二、单选题1. 石灰消解时要陈伏两个星期，其目的是为了( )。
A．消除过火石灰的危害B．消除欠火石灰的危害C．有利于结晶D．降低发热量2．消石灰的主要成分是( )。
A．CaO B．MgO C．Ca(OH)2 D．Ca(OH)2和水3. 石灰碳化后的强度增加，是因为形成了( )物质。
A．Ca(OH)2 B．CaCO3 C．CaO D．MgO4. 石灰的最主要的技术指标是( )。
A. 细度B. 强度C. 有效CaO、MgO含量D. 未消化残渣含量E. CO2含量F. 产浆量5. 石灰等级评定时，钙质镁质石灰的分类界限是以( )的含量评定的。
A．CaO B．MgO C．Fe2O3 D．CaO+MgO6. 石灰在建筑上的用途，下列哪一项是不适用的( )。
A. 用于砌筑砂浆B. 用于基础垫层C. 用于硅酸盐制品的原料D. 用于屋面防水隔热层7. 下列叙述，有错误的是( )。
A. 石灰熟化时，放出大量的热B. 石灰熟化时体积增大1~2.5倍C. 石灰陈伏期应在两周以上D. 石灰浆在储灰坑中保存时，应注意石灰浆表面不能有水分8. 石灰浆体在空气中逐渐硬化，主要是由( )作用来完成的。
土木工程材料第2章 建筑钢材ppt
Fb b A0
Fb——最大拉力，N。 试验时，一般以
钢材出现颈缩为准。
值得注意：强屈比的概念
可靠性参数
b 强屈比 s
值越大,可靠性越高,安全性越高, 但利用率降低，浪费增大。
23
强屈比一般不低于1.2，抗震结构一般不低于1.25。
(3)伸长率：塑性指标。
L1 L 0 100 % L0
26
2. 硬钢(高碳钢)的拉伸性能
σ
A
0
b a
0.2%
ε
硬钢抗拉强度高，塑性差， 拉伸过程无明显屈服阶段， 无法直接测定屈服强度。规 范以残余变形达到试件原始 长度L0的0.2%时所应力的应 力值，作为屈服强度，也称 为条件屈服强度。σ0.2表示。 条件屈服点σ0.2 ：使硬钢产生 0.2%塑性变形时的应力。见 左图。
34
常见的冷加工方式：
(2)冷拔-是将光圆钢筋通过硬质合金拔丝模孔强行拉拔
冷拔比纯拉伸作用强烈，钢筋受拉、挤压作用。 如：经过一次或多次的冷拔后得到的冷拔低碳钢丝， 屈服点可提高40%～60%，但失去软钢的塑性和韧性， 而具有硬钢的特点。
拉拔模孔
35
常见的冷加工方式：
(3)冷轧将圆钢在冷轧机上轧成断面形状规则的钢筋。
32
三、钢材的冷加工强化和时效
1.冷加工强化
冷加工强化是钢材在常温下，以超过其屈服点但不超过 抗拉强度的应力对其进行的加工。
冷加工强化的原理： 钢材在塑性变形中，发生晶格变形、 破碎和歪扭，从而对晶格的进一步滑移将起到阻碍作用，故 钢材的屈服点提高，塑性和韧性降低。由于塑性变形中产生 内应力，故钢材的弹性模量Ｅ降低。 建筑钢材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷轧、刻痕等 。 对钢材进行冷加工的目的，主要是利用时效提高强度， 利用塑性节约钢材，同时也达到调直和除锈的目的。
土木工程材料第二版课后题答案
土木工程材料第二版课后题答案土木工程材料是土木工程专业的一门重要课程，它主要介绍土木工程中常用的材料及其性能、特点和应用。
《土木工程材料》第二版课后题是帮助学生巩固课堂学习内容，检验自己对知识点的掌握程度的重要辅助教材。
下面是《土木工程材料》第二版课后题的答案。
1. 什么是混凝土的主要组成材料？它们各自的作用是什么？答，混凝土的主要组成材料是水泥、砂、骨料和水。
水泥起着粘结作用，砂和骨料起着填充作用，而水则是混凝土的成型介质和养护介质。
2. 什么是水泥？它的种类有哪些？答，水泥是一种粉状物质，主要由石灰石、粘土等矿物经研磨、混合煅烧而成。
常见的水泥种类有硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等。
3. 什么是砂？在混凝土中起到什么作用？答，砂是一种颗粒较细的颗粒状材料，主要用作混凝土中的填料，起到增加混凝土强度和改善工作性能的作用。
4. 混凝土的配合比是什么？它的作用是什么？答，混凝土的配合比是指混凝土中水泥、砂、骨料和水的比例关系。
它的作用是保证混凝土的强度、耐久性和工作性能。
5. 骨料在混凝土中的作用是什么？常用的骨料有哪些？答，骨料在混凝土中起到填充和增加混凝土强度的作用。
常用的骨料有碎石、砾石等。
6. 水泥的凝结硬化过程是怎样的？它的影响因素有哪些？答，水泥的凝结硬化过程是指水泥在水的作用下逐渐发生水化反应，形成胶凝体，最终硬化成坚固的体积稳定的物质。
影响水泥凝结硬化的因素有水灰比、水泥品种、水泥用量、养护条件等。
7. 混凝土的强度是由哪些因素决定的？答，混凝土的强度主要由水泥的品种、水灰比、骨料的种类和配合比等因素决定。
8. 水泥的种类有哪些？它们的特点和应用有何不同？答，水泥的种类有硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等。
它们的特点和应用不同，硅酸盐水泥适用于一般混凝土工程，硫铝酸盐水泥适用于耐酸蚀混凝土工程，普通硅酸盐水泥适用于一般混凝土工程。
9. 混凝土的抗压强度是如何测试的？测试结果如何评定？答，混凝土的抗压强度是通过压力试验机进行测试的，测试结果根据国家标准进行评定。
注册岩土工程师基础考试-上午-土木工程材料-试卷2_真题-无答案
注册岩土工程师（基础考试-上午-土木工程材料）-试卷2(总分58,考试时间90分钟)1. 单项选择题单项选择题共120题，每题。
每题的备选项中只有一个最符合题意。
1. 下列胶凝材料中，哪种材料的凝结硬化过程属于结晶、碳化过程?A. 石灰B. 石膏C. 矿渣硅酸盐水泥D. 硅酸盐水泥2. 下列关于建筑石膏的描述正确的是：①建筑石膏凝结硬化的速度快；②凝结硬化后表现密度小，而强度降低；③凝结硬化后的建筑石膏导热性小，吸声性强；④建筑石膏硬化后体积发生微膨胀。
A. ①②③④B. ①②C. ③④D. ①④3. 下列哪一组材料全部属于气硬性胶凝材料?A. 石灰、水泥B. 玻璃、水泥C. 石灰、建筑石膏D. 沥青、建筑石膏4. 建筑石灰熟化时进行陈伏的目的是：A. 使Ca(OH)2结晶与碳化B. 消除过火石灰的危害C. 减少熟化产生的热量并增加产量D. 消除欠火石灰的危害5. 下列建筑石膏的哪一项性质是正确的?A. 硬化后出现体积收缩B. 硬化后吸湿性强，耐水性较差C. 制品可长期用于65℃以上高温中D. 石膏制品的强度一般比石灰制品低6. 石灰不适用于下列哪一种情况?A. 用于基础垫层B. 用于硅酸盐水泥的原料C. 用于砌筑砂浆D. 用于屋面防水隔热层7. 配制石膏砂浆时，所采用的石膏是下列中的哪一种?A. 建筑石膏B. 地板石膏C. 高强石膏D. 模型石膏8. 建筑石膏不具备下列哪一种性能?A. 干燥时不开裂B. 耐水性好C. 机械加工方便D. 抗火性好9. 一般，石灰、石膏、水泥三者的胶结强度的关系是：A. 石灰>石膏>水泥B. 石灰<石膏<水泥C. 石膏<石灰<水泥D. 石膏>水泥>石灰10. 下列胶凝材料哪一种在凝结硬化时发生体积微膨胀?A. 火山灰水泥B. 铝酸盐水泥C. 石灰D. 石膏11. 用石灰浆罩墙面时，为避免收缩开裂，应掺入下列中的哪种材料?A. 适量盐B. 适量纤维材料C. 适量石膏D. 适量白水泥12. 伴随着水泥的水化和各种水化产物的陆续生成，水泥浆的流动性发生较大的变化，其中水泥浆的初凝是指其：A. 开始明显固化B. 黏性开始减小C. 流动性基本丧失D. 强度达到一定水平13. 有关通用硅酸盐水泥的技术性质和应用中，不正确的说法是：A. 水泥强度是指水泥胶砂强度，而非水泥浆体强度B. 水泥熟料中，铝酸三钙水化速度最快，水化热最高C. 水泥的细度指标作为强制性指标D. 安定性不良的水泥严禁用于建筑工程14. 混凝土长期处在硫酸盐的环境中，会引起较大的膨胀破坏，这是由于在硬化水泥石中生成了通常称为“水泥杆菌”的：A. 水化碳酸钙B. 水化铝酸三钙C. 水化铁酸一钙D. 高硫型水化硫铝酸钙15. 水泥矿物水化放热最大的是：A. 硅酸三钙B. 硅酸二钙C. 铁铝酸四钙D. 铝酸三钙16. 确定水泥的标准稠度用水量是为了：A. 确定水泥胶砂的水灰比以准确评定强度等级B. 准确评定水泥的凝结时间和体积安定性C. 准确评定水泥的细度D. 准确评定水泥的矿物组成17. 不宜用于大体积混凝土工程的水泥是：A. 硅酸盐水泥B. 矿渣硅酸盐水泥C. 粉煤灰水泥D. 火山灰水泥18. 大体积混凝土施工应选用下列中的哪种水泥?A. 硅酸盐水泥B. 矿渣水泥C. 铝酸盐水泥D. 膨胀水泥19. 生产硅酸盐水泥，在粉磨熟料时，加入适量石膏的作用是：A. 促凝B. 增强C. 缓凝D. 防潮20. 引起硅酸盐水泥体积安定性不良的因素是下列中的哪几个? ①游离氧化钠；②游离氧化钙；③游离氧化镁；④石膏；⑤氧化硅。
湖南大学等四校合编《土木工程材料》(第2版)配套题库-课后习题【圣才出品】
第一部分课后习题第一章土木工程材料的基本性质1-1．当某一建筑材料的孔隙率增大时，表1-1内的其他性质将如何变化（用符号填写：↑增大，↓下降，—不变，？不定）？表1-1孔隙率密度表观密度强度吸水率抗冻性导热性↑—↓↑↑↑↓1-2．烧结普通砖进行抗压试验，测得浸水饱和后的破坏荷载为185kN，干燥状态的破坏荷载为207kN（受压面积为115mm×120mm），问此砖的饱水抗压强度和干燥抗压强度各为多少？是否适宜用于常与水接触的工程结构物？答：（1）饱和抗压强度：。
（2）干燥抗压强度：'207'15115120F kNf MPaA mm mm===⨯。
（3）软化系数：。
由于0.89＞0.85，属于耐水性材料，适宜用于常与水接触的工程结构物。
1-3．块体石料的孔隙率和碎石的孔隙率各是如何测试的？了解它们各有何工程意义？答：（1）为测定块体石料的孔隙体积，可将准备好的干燥试样，放在密封容器内，自试样中抽出空气，在一定真空度下使试样被液体所饱和。
完全充满孔隙空间的液体体积等于试样的孔隙体积。
为了精确地测量孔隙体积可利用压缩的氦，它具有超流性，能深入微细的孔中。
（2）碎石的孔隙率可用如前所述可将液态氦或其他介质充入孔隙中，以求得孔隙体积，一般采用试验与计算相结合的方法，先测出干燥材料的密度（ρ）与表观密度（0ρ），然后按下式计算孔隙率：（3）了解孔隙率对于在不同工程或工程的不同部位选择材料具有重要意义，例如对于保温隔热或吸声材料，材料应具有较大的孔隙率，而对于高强度或不透水的材料，则应具有很低孔隙率，知道了上述特点能够方便指导我们科学合适的选用土木工程材料。
1-4．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。
答：由孔隙率的公式可得：表观密度为：ρ=（1-P）×ρ＝(1-1.5%)×2.75＝2.71g/cm3；则碎石空隙率P为：=1-（1.56/271）=42.4%。
湖南大学等四校合编《土木工程材料》(第2版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(第一章 土木工程材料的
第一章 土木工程材料的基本性质1.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】 一、材料科学的基本理论 1．材料科学与工程 土木工程材料学是材料科学与工程的一个组成部分。
材料是指工程上把能用于结构、机器、器件或其他产品的具有某些性能的物质。
材料的性能决定于材料的组成、结构和构造。
2．材料的组成（见表1-1）表1-1 材料的组成 材料科学与工程 化学组成材料科学的基本理论 材料的组成 矿物组成相组成宏观结构材料的结构和构造 细观结构 微观结构材料的密度、表观密度与堆积密度 材料的密实度与孔隙率材料的基本物理性质 材料的空隙率与填充率 亲水性与憎水性 材料与水相关的性质 水性与吸湿性耐水性 理论强度强度材料的基本力学性质 弹性与塑性脆性与韧性材料科学的耐久性 土木工程材料的基本性质注：自然界中的物质可分为气相、液相、固相三种形态。
3．材料的结构和构造（1）材料的结构（见表1-2）表1-2 材料的结构分类（2）材料的构造①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。
②材料科学是实验科学，为了准确把握真实材料的性能，必须要进行测试试验。
二、材料的基本物理性质1．材料的密度、表观密度与堆积密度（见表1-3）表1-3 材料的密度、表观密度与堆积密度2．孔隙率孔隙率是指材料的体积内，孔隙体积所占的比例。
按下式计算：即D＋P=1或密实度＋孔隙率=1。
（1）孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。
材料内部孔隙的构造，可分为连通与封闭两种。
连通孔隙不仅彼此连通而且与外界连通，而封闭孔不仅彼此封闭且与外界相隔绝。
（2）孔隙可按其孔径尺寸的大小分为极微细孔隙、细小孔隙和粗大孔隙。
在孔隙率一定的前提下，孔隙结构和孔径尺寸及其分布对材料的性能影响较大。
3．材料的填充率与空隙率（1）填充率。
指在某堆积体积中，被散粒材料的颗粒所填充的程度。
按下式计算：（2）空隙率。
指在某堆积体积中，散粒材料颗粒之间的空隙体积所占的比例。
土木工程材料第2章 无机气硬性胶凝材料
生石灰的熟化反应为放热反应， 生石灰的熟化反应为放热反应，熟化 体积增大1 2.5倍 煅烧良好的CaO与水 时体积增大1～2.5倍。煅烧良好的 与水 接触时几秒钟内即反应完毕。 接触时几秒钟内即反应完毕。 几秒钟内即反应完毕
陈伏： 陈伏：
为了消除过火石灰的危害， 为了消除过火石灰的危害，生石灰 熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以 熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以 上，这一过程称为石灰的“陈伏”。“陈伏” 这一过程称为石灰的“陈伏” 陈伏” 期 石灰浆表面应保有一层水分 保有一层水分， 间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔 以免碳化。 绝，以免碳化。
六、 石灰的应用
（1）石灰乳和石灰砂浆 将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水搅拌 稀释，成为石灰乳，是一种廉价的涂料， 稀释，成为石灰乳 ，是一种廉价的涂料，主要用于 内墙和天棚刷白，增加室内美观和亮度。 内墙和天棚刷白， 增加室内美观和亮度。我国农村 也用于外墙。 也用于外墙。石灰乳可加入各种耐碱颜料可使色彩 丰富。调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰， 丰富。调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰 ，可 提高其耐水性，调入氯化钙或明矾， 提高其耐水性，调入氯化钙或明矾， 可减少涂层粉 化现象。 化现象。 石灰砂浆是将石灰膏、砂加水拌制而成， 石灰砂浆是将石灰膏 、砂加水拌制而成 ，按其用 分为砌筑砂浆和抹面砂浆。 途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。
第一节
一、石灰的生产
石
灰
以天然碳酸岩类岩石（石灰石、白云石等， 主要成分为碳酸钙）经高温煅烧，生成的以CaO CaO为 CaO 主要成分的生石灰，其化学反应可表示如下：
CaCO3 → CaO + CO2
900o C
生石灰（堆积密度为800~1000 kg/m3 )一般为白 色或黄灰色块灰，块灰碾碎磨细即为生石灰粉。
土木工程材料第二版(湖南大学、天津大学、同济大学、东南大学_合编)课后习题答案
土木工程材料第二版课后习题答案土木工程材料的基本性第一章（1）当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观密度、强度、吸水率、搞冻性及导热性是下降、上生还是不变？（2）材料的密度、近似密度、表观密度、零积密度有何差别？答：（3）材料的孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？了解它们有何意义？答：P指材料体积内，孔隙体积所占的百分比：P′指材料在散粒堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的百分比：了解它们的意义为：在土木工程设计、施工中，正确地使用材料，掌握工程质量。
（4）亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的？举例说明怎样改变材料的变水性与憎水性？答：材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性材料；材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性材料。
例如：塑料可制成有许多小而连通的孔隙，使其具有亲水性。
例如：钢筋混凝土屋面可涂抹、覆盖、粘贴憎水性材料，使其具有憎水性。
（5）普通粘土砖进行搞压实验，浸水饱和后的破坏荷载为183KN，干燥状态的破坏荷载为207KN（受压面积为115mmX120mm），问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位？答：（6）塑性材料和塑性材料在外国作用下，其变形性能有何改变？答：塑性材料在外力作用下，能产生变形，并保持变形后的尺寸且不产生裂缝；脆性材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，突然破坏，无明显的塑性变形。
（7）材料的耐久性应包括哪些内容？答：材料在满足力学性能的基础上，还包括具有抵抗物理、化学、生物和老化的作用，以保证建筑物经久耐用和减少维修费用。
（8）建筑物的屋面、外墙、甚而所使用的材料各应具备哪些性质？答：建筑物的屋面材料应具有良好的防水性及隔热性能；外墙材料应具有良好的耐外性、抗风化性及一定的装饰性；而基础所用材料应具有足够的强度及良好的耐水性。
第1章天然石材（1）岩石按成因可分为哪几类？举例说明。
答：可分为三大类：1)岩浆岩，也称火成岩，是由地壳内的岩浆冷凝而成，具有结晶构造而没有层理。
《土木工程概论》第2章 土木工程材料
钢材
钢材等级
✓ Q235，Q345， Q390，420
✓ 数字表示钢材的 屈服强度
✓ 强度单位为 MPa(N/mm2)
钢材强度的理解
一块等级为Q235的钢板，厚度10mm，宽度 200mm，按图示方向受拉，则需要多大的拉 力，该钢板会被拉坏？
2.2.2木材
木材的力学性质：木材的顺纹（作用力方向与 纤维方向平行）强度远高于横纹（作用力方向 与纤维方向垂直）强度。因此，木材非常适合 承受拉力和弯矩。
木材的缺点：构造不均匀、各向异性，易吸湿、 吸水，因而产生较大的湿胀、干缩变形，易燃、 易腐等。
2.2.3混凝土和钢筋混凝土
混凝土是由胶结材料、骨料及水按一定比例配 制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成 的人造石材。简写为“砼”。
材料的物理性质主要有密度、弹性模量、泊松 比、孔隙率、含水率等；
材料的化学性质主要包括化学组分、亲水性、 憎水性、老化、锈蚀等。
材料的力学性质指材料在各种荷载作用下的强 度、变形及破坏性质。
材料强度指单位面积上材料所能承受的最大荷 载。
概念：弹性、塑性
橡皮擦
橡皮泥
土木工程材料的功能性属性主要有抗火性能、 隔热性能、抗腐蚀性能等，是功能材料选择的 依据。
2.1 土木工程材料与工程结构的关系
土木工程材料的选择与土木工程设计方案、施 工方案、工程经济性、及使用性能密切相关。
不同的工程材料限制了桥梁的跨度、建筑物的 高度、道路的最大载重量、以及工程造价等。
不同的工程材料限制了桥梁的跨度：
石拱桥的单孔跨度通常不超过20米； 钢索拉结的悬索桥单跨跨度早已突破千米， 1998年建成的日本明石大桥主跨为1991米。
土木工程概论第2章土木工程材料
2.1.2 土 木 工 程 对 材 料 的 要 求
图2-4 土木工程材料按组成及化学成分的分类
2.1.3 土 木 工 程 材 料 的 分 类
2.1.4 土 木 工 程 材 料 在 土 木 工 程 中 的 作 用
木材具有对热、声、电的传导性较低，弹性、塑性好， 能承受冲击和振动，容易加工，木纹美观，在干燥环境或长 期处于水体环境中均有很好的耐久性等优点；但木材也有构 造不均匀，容易因吸湿、吸水而导致形状、尺寸、强度等物 理、力学性能发生变化，长期处于干湿交替环境中耐久性变 差，易燃、易腐、天然疵病较多等缺点。
2.3.2 混 凝 土
4.钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土
图2-29 铺设钢筋混 凝土
图2-30 预应力混凝 土简支梁
2.3.2 混 凝 土
5.其他混凝土
2.3.2 混 凝 土
2.3.2 混 凝 土
图2-31 泵送混凝土 施工
图2-32 碾压混凝土坝施工
2.3.2 混 凝 土
1.砌筑砂浆
砌筑砂浆是将砖、石砌块黏结成砌体的砂浆。砌筑砂浆可 黏结砖、石砌块以构成砌体，传递荷载、协调变形，是砌体 的重要组成部分。砌筑砂浆强度等级应根据设计要求或规范 规定确定，重要的砌体应选用强度等级高的砂浆。
2.3.3 砂 浆
1.烧结砖
图2-37 烧结砖
图2-38 烧结普通砖
2.4.1 砖
图2-39 几种多孔砖的规格和孔洞示意
图2-40 烧结空心砖
2.4.1 砖
2.蒸养（压）砖
蒸养（压）砖属于硅酸盐制品，是以石灰和含硅原料 （砂、粉煤灰、炉渣、矿渣、煤矸石等）加水拌和，经成 型、蒸养（压）制成。目前使用的蒸养（压）砖主要有粉煤 灰砖、灰砂砖和炉渣砖等，其规格尺寸与烧结普通砖相同。
土木工程材料(第二版)
• 2.土木工程材料的性能与应用－强度性能
环境荷载
东南大学交通学院
第一章 概述
四、土木工程材料的工程应用
• 2.土木工程材料的性能与应用－强度性能
环境荷载
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第一章 概述
四、土木工程材料的工程应用
• 2.土木工程材料的性能与应用－强度性能
环境荷载
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玻璃
Байду номын сангаас
无机纤维材料
有机 材料
植物材料 沥青材料 合成高分子材料
复合 材料
有机与无机非金属材料复合 金属与无机非金属材料复合 金属与有机材料复合
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实
例
钢、板及其合金、合金钢、不锈钢等
铝、铜、铝合金等
砂、石及石材制品
粘土砖、瓦、陶瓷制品等
石灰、石膏及制品、水泥及混凝土制品等
普遍平板玻璃、特种玻璃等
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第二章 石材与集料
一、岩石的形成与分类
• 1.岩石的形成 三大类岩石具有不同的形成条件和环境，而岩石形成所 需的环境条件又会随着地质作用的进行不断地发生变 化。沉积岩和岩浆岩可以通过变质作用形成变质岩。在 地表常温、常压条件下，岩浆岩和变质岩又可以通过母 岩的风、剥蚀和一系列的沉积作用而形成沉积岩。变质 岩和沉积岩当进入地下深处后，在高温高压条件下又会 发生熔融形成岩浆，经结晶作用而变成岩浆岩。因此， 在地球的岩石圈内，三大岩类处于不断演化过程之中。
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第二章 石材与集料
一、岩石的形成与分类
• 2.岩石的矿物组成 构成岩石的矿物很多，最常见的有石英、长石、云母 方解石、白云石、石膏等。
土木工程材料第2版课4.5
取小者
当胶凝材料28d胶砂抗压强度值（fb）无实测值时，可按下式计算：
fb f s fce
式中：f、s ——粉煤灰影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数，可按表4-32选用； fce——水泥28d胶砂抗压强度（MPa），
耐久性审核（查表4-28）
（3）确定用水量和外加剂用量
1）确定用水量
根据所要求的混凝土坍落度值及所用骨料的种类、规格来选择。
（1）确定配制强度
当混凝土的设计强度等级小于C60时，混凝土的强度保证率为95％，对 应的t=-1.645，配制强度应按下式确定：
fcu,0 fcu,k 1.645
当设计强度等级不小于C60时，配制强度应按下式确定：
fcu,0 1.15 fcu,k
混凝土强度等级 / MPa
表4-30 混凝土强度标准差σ取值
0.70 36～41 35～40 34～39 39～44 38～43 36～41
二 者
计算：原则：砂填充石子空隙并稍有富余
均 可
s
ms0 ms0 mg0
;
v0s v0g P'
s
ms0 ms0 mg0
0' sv0s
0' sv0s
' 0g
v0
g
0' sv0g 0' sv0g P'
P' 0' gv0g
mb 0
mbb
mbb mgb msb
mwb
c,t
ms0
mbb
msb mgb msb
mwb
c,t
mg 0
mbb
mgb mgb msb
mwb
c,t
mw0
mbb
土木工程材料(-建筑材料)2
设计抗渗等级 S6 S8 S10 S12
五、抗冻性
抗冻性是指材料在吸水饱和状态下, 能经 受反复冻融的作用而不破坏, 强度也不 显著降低的性能。
材料的抗冻性用抗冻等级表示
§1.5材料的热物理性质
§1.5.1导热性
1.定义: 材料传导热量的能力称为导热性。
2.导热系数: 导热系数（λ）是表征材料导 热能力的热物理参数，在物理意义上， 导热系数为单位厚度的材料，两面温差 为1K时，在单位时间内通过单位面积的 热量。导热系数越小，则材料的绝热保 温性越好。
四、抗渗性
定义: 抗渗性是指材料抵抗压力水或其他液 体渗透的性质。抗渗性可用渗透系数表 示。
渗透系数K越小,材料的抗渗性越好。
材料的抗渗性也可用抗渗等级来表示 。抗 渗等级是在规定试验方法下材料所能抵 抗的最大水压力，用“Pn”表示，如P2， P4，P6，P8等，分别表示可抵抗0.2MPa， 0.4MPa，0.6 MPa，0.8 MPa的水压力而 不渗透。
《建筑地基基础设计规范》（GB500072002）第8.4.3条对抗渗等级的定义: 防水 砼抗渗等级应根据地下水的最大水头与 防渗砼厚度的比值，按现行《地下工程 防水技术规范》选用，但不得小于 0.6MPa。
在《地下工程防水技术规范》（GB501082001）中对抗渗等级的规定见下表:
工程埋置深度 <10 10~20 20~30 30~40
材料的吸湿性用含水率表示。
Wh
m0 m2 m2
1
0% 0
三、耐水性
定义: 材料长期在水的作用下保持原有性质
（不发生破坏，强度也不显著降低）的 能力称为材料的耐水性。
结构材料的耐水性用软化系数来表示 :
KP
土木工程概论教学课件第2章土木工程材料
2.4 水泥
一、水泥的定义 水泥是粉状的水硬性胶凝材料，即加水拌合成塑性浆体，能在
空气中和水中凝结硬化，可将其它材料胶结成整，并形成坚硬石材 的材料 。
二、水泥的分类
•按化学成分划分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等系 列。
•硅酸盐水泥按掺混合材料的种类及数量不同，又分为硅酸盐水泥 、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等。
常用的建筑塑料有：
聚氯乙烯塑料（PVC）、聚乙烯（PE）、聚甲基丙烯酸甲酯（ PMMA）、酚醛树酯、不饱和聚脂树酯（UP）、环氧树酯（EP）等 。
三、建筑装饰材料
建筑装饰材料是指用于建筑物表面（如墙面、柱面、地面及顶 棚等）起装饰效果的材料。
建筑陶瓷 建筑玻璃
四、建筑涂料
建筑涂料是指涂敷于建筑物表面能干结成膜，具有防护、装饰、 防腐、防火或其他特殊功能的物质。
第2章 土木工程材料
2.1 概述 2.2 砖、瓦、砂、石、灰 2.3 钢材 2.4 水泥 2.5 木材 2.6 混凝土 2.7 砂浆 2.8 其他材料
二、建筑材料的分类
三、土木工程材料的产品标准
1
2
3
4
国家标准 行业标准 地方标准 企业标准
2.2 砖、瓦、砂、石、灰
一、砖
标准砖
多孔砖
空心砖
1-粗骨料；2-细骨料；3-水泥浆体
2.7 砂浆
砂浆是由胶凝材料、细骨料和水等材料按适当比例配制而成， 其在土木工程中起黏结、铺垫、传递荷载的作用。 砌筑砂浆主要用于各类砌体结构的砌筑，以水泥砂浆或水泥石灰砂 浆为主。
2.8 其他材料
一、沥青及沥青防水卷材 沥青是一种有机胶凝材料，它是由多种碳氢化合物及其非金属衍
土木工程材料第二版
土木工程材料第二版土木工程材料是土木工程领域中的重要组成部分，对于建筑物的结构和性能起着至关重要的作用。
本文将介绍土木工程材料第二版中所包含的内容，包括各种常见的建筑材料、其性能和特点以及在土木工程中的应用。
第一部分介绍了混凝土这一常见的建筑材料。
混凝土是由水泥、砂、骨料和水按一定比例配制而成的人工石材，具有耐压、耐磨、耐腐蚀等优良性能。
本书详细介绍了混凝土的原材料、配合比设计、施工工艺以及质量控制等方面的内容，对于土木工程中混凝土的选择和使用提供了重要的参考依据。
第二部分介绍了钢材这一常见的建筑材料。
钢材是一种优良的结构材料，具有高强度、刚度和塑性，被广泛应用于桥梁、建筑、水利工程等领域。
本书详细介绍了钢材的种类、性能、加工工艺以及防腐措施等内容，对于土木工程中钢结构的设计和施工提供了重要的参考资料。
第三部分介绍了木材这一常见的建筑材料。
木材是一种传统的建筑材料，具有质轻、强度高、易加工等特点，被广泛应用于建筑、家具、装饰等领域。
本书详细介绍了木材的种类、性能、防腐措施以及在土木工程中的应用范围，对于木结构建筑的设计和施工提供了重要的参考依据。
第四部分介绍了其他常见的土木工程材料，如玻璃、塑料、复合材料等。
这些材料具有各自独特的性能和特点，被广泛应用于建筑、道路、桥梁等领域。
本书详细介绍了这些材料的特点、性能、加工工艺以及在土木工程中的应用情况，对于工程师和设计师选择合适的材料提供了重要的参考依据。
总的来说，土木工程材料第二版详细介绍了各种常见的建筑材料及其在土木工程中的应用，对于从事土木工程设计、施工和管理的工程师、设计师和施工人员具有重要的参考价值。
该书内容丰富、全面，是一部不可多得的土木工程材料方面的权威参考书籍。
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1、土木工程材料的分类无机材料（金属材料、无机非金属材料），有机材料（植物材料、沥青材料、高聚物材料），复合材料（无机非金属材料、金属——无机非金属材料、有机——无机非金属材料）3、体积的测试方法实体体积——李氏比重瓶法（粉末）——表观体积（实体+闭口）——排水法（水中重法）毛体积（实体+闭口+开口）——规则试件：计算法；不规则试件：称重法或蜡封法堆积体积（实际+闭口+开口+间隙）——密度桶法4.孔隙率指材料中的孔隙体积占其总体积的百分率p=(v-Vs)/v5.空隙率指散粒状材料在堆积状态下颗粒空隙体积占总体积的百分百率6.土木工程材料的技术标准（国家标准，行业标准，地方标准，企业标准）7.材料强度有抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度8.材料与水相关的性质：亲水性与憎水性，吸水性（吸水率）与吸湿性（吸水率），耐水性（软化系数），抗渗性（抗渗系数），抗冻性（抗冻质量损失率和冻融系数）。
1、钢材的分类：按化学成分（碳素钢、合金钢）；按钢在熔炼过程中脱氧程度不同分类（沸腾钢F、镇静钢Z、半镇静钢b、特殊镇静钢TZ）；按主要质量等级分（普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢）按刚的压力加工方式（热/冷加工刚材）用途（钢/混凝土结构用钢）2、钢材主要物理力学性质（1弹性阶段2屈服阶段3强化阶段4颈缩阶段）抗拉性能：（屈服强度:当对试件的拉伸进入屈服阶段时，屈服下限对应的应力为屈服强度。
对曲阜现象不明显的刚，规定以百分之零点二残余变形时的应力做为屈服强度。
、抗拉强度试件在屈服阶段以后其抵抗塑性变形的能力重新提高成为强化阶段，对应最高点的应力成为抗拉强度。
、伸长率曲线到达C点以后试件薄弱处急剧缩小塑性变形迅速增加，产生颈缩现象而断裂式样拉断后测定拉断后标距的长度。
）屈强比：钢材的屈服强度与抗拉强度的比值。
反应刚才的利用率和结构安全可靠性。
屈服比愈小反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大但，0.6--0.75冷弯性能：钢材在常温下承受弯曲变形的能力。
（判断标准：若试件弯曲处的外表面无断裂裂缝或起层认为冷弯性能合格）。
冷弯性能指标：试件被弯曲的角度及弯心的直径对试件厚度或直径的比值。
3、冷加工：钢材在常温下进行的加工。
常见的冷加工方式有：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕；（冷加工之后屈服点提高，塑性降低。
）4、时效：将经过冷拉的钢筋于常温下存放15~20d，或加热到100~200度并经过一段时间，这个过程称为时效处理。
前者称为自然时效，后者称为人工时效。
钢筋冷拉以后再经过时效处理，其屈服点进一步提高，塑性继续有所降低。
5、符号含义：Q235AF，表示屈服强度为235MPa，A级沸腾钢。
1、石料：主要指可以加工成一定规则形状的，并可以直接用于各种土木工程建筑的块石，亦称为石材；石料的物理性质：物理常数（密度、毛体积密度、孔隙率）；吸水性（吸水率、饱和吸水率）；耐候性、抗冻性、坚固性（饱和硫酸钠溶液））表观体积测定方法粗集料：网篮法。
细集料：容量瓶法2、集料的分类：集料包括岩石天然风化而成的砾石（卵石）和砂，以及岩石经过机械和人工扎制而成的各种尺寸的碎石和砂。
随着土木工程材料的发展，集料亦包括工业冶金矿渣3、根据集料在各种工程混合料中的不同作用，可将集料划分为粗集料（粒径大于475mm）和细集料，粗集料粒径大于4.75mm，细集料粒径小于2.36mm。
5、粗度：细度模数是衡量细集料粗细程度的指标。
值越大，细集料越粗。
细度模数：大小主要决定于0.15--2.36mm筛五个粒径的累计筛余，由于在累计筛与综合种，粗颗粒分计筛语的权比细颗粒大，所以它的数值很大程度上决定于粗颗粒含量，另一方面细度模数的数值与小雨0.15mm 的颗粒含量无光，所以细度模数在一定程度上反映砂的粗细概念，但并不能全面反应啥的粒径分布情况，因为不同级配的砂可以具有相同的细度模数压碎值：粗集料在连续增加的荷载下，抵抗压碎的能力。
作为衡量石料强度的一个指标。
磨耗率：粗集料抵抗磨耗作用的能力，评价公路工程用粗集料力学性能的指标。
6.矿物混合料的级配类型：连续级配：指某一矿质混合料在标准筛孔配成的套筛中进行筛析时，所得的级配曲线平顺圆润，具有连续不间断的性质，相邻粒径的粒料之间有一定的比例关系这种由大到小，逐级粒径都有，并按比例互相搭配的矿质混合料成为连续级配。
间断级配：指在矿质混合料中剔除其中一个或几个分级，形成的一种不连续的比例关系。
具有这种性质的混合料7.级配：集料中各级粒径颗粒的分配情况。
级配参数：分计筛余，累计筛余，通过百分率。
8.碱——集料反应是指水泥外加剂等以及混凝土构筑物环境中的碱与集料中碱活性矿物在潮湿的环境下缓慢反应并导致水泥混凝土开裂破坏的膨胀反应9.矿质混合料的级配理论：富勒理论：矿质混合料的颗粒曲线越接近抛物线，则其密度越大；当矿质混合料的级配曲线成为抛物线的时候，具有最大密度（最大密度曲线）。
泰波理论：最大密度曲线是一种理论的级配曲线，实际上，级配曲线应该有一定的波动范围（最大密度曲线n幂公式）。
1、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也只能再空气中保持和发展其强度。
水硬性胶凝材料既能在空气中也能在水中硬化、保持并发展其强度2、石灰的生产、分类和硬化分类：气硬性（工程常用）、水硬性生产：将主要成分为碳酸钙的天然岩石，在适当温度下进行煅烧，放出二氧化碳，得到以氧化钙为主要成分的生石灰熟化：块状生石灰在使用前一般都需要加水消解，这一过程称为消解化熟化硬化：结晶作用、碳化作用3、水泥分类：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥P.O、矿渣硅酸盐水泥P.S.A/B、火山灰矿质硅酸盐水泥P.P、粉煤灰硅酸盐水泥P.F、复合硅酸盐水泥P.C4、水泥的组成材料：（1）硅酸盐水泥熟料：硅酸三钙3cao.sio2（含量最大，提供早期抗压强度），硅酸二钙（含量次之，强度早期低，后期高），铝酸三钙3cao.Al2o3（水化速度最快），铁铝酸四钙4cao.Al2o3.fe2o3（抗压强度低，有利于抗折）；（2）石膏；（3）混合材料5.水泥的物理力学性质(1)细度：水泥颗粒的粗细程度（比表面积法、筛析法）(2)标准稠度用水量（采用标准法维卡仪测定）是指拌制水泥净浆时为达到标准稠度所需加水量以水与水泥质量之比的百分数表示(3)凝结时间：水泥加水拌合起至水泥浆失去可塑性所需的时间（维卡仪）初凝终凝标准法（雷氏夹法）或代用法（试饼法）(4)安定性：水泥体积安定性是反映水泥在凝结硬化过程中体积膨胀变形的均匀程度。
安定性影响因素：水泥含有过量的有利氧化钙氧化镁或渗入的石膏过量(5)强度：表征水泥的抗折和抗压能力用3d和28d龄期的水泥胶砂试件的抗折和抗压强度表示。
第五章1、水泥混凝土的分类：按其干表观密度（普通混凝土、轻混凝土、重混凝土）；按混凝土抗压强度等级（低强度混凝土<20Mpa、中强度混凝土20~60Mpa、高强度混凝土>=60Mpa）;按混凝土拌合物测定的坍落度不同（大流动性混凝土、流动性混凝土、塑性混凝土、干硬性混凝土）2、水泥混凝土的技术性能主要包括：新拌混凝土的工作性、硬化后的混凝土的力学性能和耐久性（1）工作性（又称施工和易性）：指混凝土拌合物易于施工操作（搅拌、运输、浇筑、振捣和表面处理）并能获致质量均匀、成型密实的性能。
包括：流动性、粘聚性、保水性。
测定方法：稠度试验（1坍落度与坍落扩展度实验2维勃稠度试验）、泌水与压力泌水试验。
坍落度：测量通告与坍落后混凝土拌合物高点之间的高差徐变：在荷载的持续作用下，变形随时间连续增长。
（2）硬化后混凝土的力学性能（强度和变形）立方体抗压强度：按照标准的制作方法制成边长为150mm的立方体试件，在标准养护条件下，养护28天龄期，按照标准的测定方法测定器抗压强度值立方体抗压强度值：按照标准方法制作和养护边长为150mm立方体试件，在28d龄期，用标准试验方法测定的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%（具有95%的保证率）的抗压强度。
（课本公式5——5）强度等级：混凝土的强度等级是根据立方体抗压强度标准值来确定的（3）耐久性：主要是指混凝土的抗渗性、抗冻性、抗化学腐蚀性、耐磨性以及碱——集料反应等技术性质混凝土配合比设计基本原理（绝对体积法、假定表观法（质量法）、查表法）4、普通混凝土的组成材料包括：水泥、水、集料以及适量的掺和剂和外加剂水泥混凝土基准配合比：在初步配合比的基础上，对新拌混凝土的工作性加以实验验证，并经过反复调整得到的配合比。
5、混凝土配合比设计的基本要求：（1）满足结构设计的强度要求（2）满足现场施工条件所要求的工作性（3）满足工程所处环境和设计规定的耐久性要求（4）在满足上述要求的前提下，尽量减少高价材料的用量，降低混凝土生产成本6、水泥混凝土配合比设计的三个参数：水灰比、砂率、用水量。
三者如何控制：A水灰比：一方面水灰比较小时可以使强度更高企鹅耐久性更好，另一方面在保证混凝土和易性用水量基本不变的情况下，只要满足强度和耐久性对水灰比的要求，选用较大水灰比可以节约水泥。
B 砂率：在保证和易性要求的条件下，易取较小值以利于节约水泥C用水量：在满足流动性条件下，应尽可能去单位较小的用水量。
7、硬化混凝土的变形特性：（1）弹性变形——弹性模量在混凝土应力应变曲线上任一点与应变的壁纸省委混凝土在该应力下的弹性模量（2）徐变变形反应混凝土在持续载荷作用下的变形特征，在加载的瞬间混凝土产生以弹性变形为主此后在赫在的持续作用下，变形随时间连续增长成为徐变变形。
（3）温度变形（4）干燥收缩变形8、混凝土的耐久性：主要是指混凝土的抗渗性、抗冻性、抗化学腐蚀性、耐磨性以及碱——集料反应等技术性质。
防止水泥石腐蚀的措施：1、根据腐蚀环境特点合理选用水泥品种2、提高水泥石的密实度，合理水泥混凝土的配合比，降低水灰比，改善集料级配，掺加外加剂等措施提高密实度3、敷设耐蚀保护层，可在混凝土表面设一层耐腐蚀且不透水的保护层。
9、建筑砂浆组成材料：水泥、掺加料、细集料、水、外加剂（技术性质（1新拌砂浆的施工和易性（流动性保水性）2硬化后砂浆的抗压强度））10、烧结普通砖：240 115 53烧结普通粘土砖、烧结页岩砖、烧结矸石砖、烧结粉煤灰砖；按抗压强度MU30、MU25、MU20、MU15、MU10，根据尺寸偏差，外观质量，泛霜和石灰爆裂等情况分为优等品A、一等品B、合格品C三个质量等级16.石灰的作用机理分类：气硬性（工程常用）、水硬性石灰的生产机理：CaCO3→CaO+CO2↑（900~1100度）石灰的熟化（消解）机理：块状生石灰在使用前一般都需要加水消解这一过程成为消解或熟化CaO+H2O→Ca(OH)2+64.9kj/mol石灰的硬化机理：1、结晶作用：石灰浆中游离水逐渐蒸发或被周围砌体吸收，氢氧、钙从饱和溶液中结晶析出固体颗粒互相靠拢黏紧，强度也随之提高。