土木工程材料第二版复习提纲(2020年7月整理).pdf

性或冲击韧性。建筑钢材（软刚）、木材等属于韧性材料，用作路面、 桥梁、吊车梁一级有抗震要求的结构都要考虑到材料的韧性。 19、亲水憎水 图中在材料、水和空气的三相交叉点处沿水滴表面作切线，此切线与材料和水接触
面的夹角 ，称为润湿边角。一般认为 ≤ 90 时，材料能被水润湿而表现出亲水性，
料强度越低及材料中含有开口的毛细孔越多，受到冻融循环的损伤就越
大。在寒冷地区和环境中的结构设计和材料选用，必须考虑到材料的冻
性能。
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25、材料的热性质主要包括热容性，、导热性和热变形性。
热容性：同种材料的热容性差别，常用热容量比较；不同材料的热容性，可用比热作比较。
导热性：材料的导热性与孔隙特征有关，增加孤立的不连通孔隙能降低材料的导热能力。
热变形性：材料的热变形性是指材料在温度变化时的尺寸变化。
土木工程总体上要求材料的热变形不要太大，在有隔热保温要求的工程设计时，应尽量选用热
容量（或比热）大，导热系数小的材料。
26、耐久性：材料的耐久性是指用于构筑物的材料在环境的各种因素影响下，能长久地保持其性能
的性质。
27、耐久性的意义：以利节约材料、减少维修费用、延长构筑物的使用寿命。
28：提高耐久性的措施：A、提高密度，改变孔隙特征 B、适当改变成分，进行憎水处理、防腐处理
C、增设保护层保护材料免受损害（如抹灰刷涂料） D、设法减轻大气或周围介质对
材料的破坏作用
二、气硬性胶凝材料
2、气硬性胶凝材料只适用于地上或干燥环境，水硬性胶凝材料即适用于地上，也适用于地下或水中
环境。
3、石灰在煅烧过程中，若温度过低或煅烧时间不足，使得 CaCO3 不能完全分解，将生成“欠火石灰”。
而且会增加骨料间的空隙。 12、混凝土用水：混凝土用水的基本要求是：不影响混凝土的凝结和硬化；无损于混凝土强度发展
及耐久性；不加快钢筋锈蚀；不引起预应力钢筋脆断；不污染混凝土表面。 凡能饮用的水和清洁的天然水，都可用于混凝土拌制和养护。海水不得拌制钢筋混 凝土、预应力混凝土及有饰面要求的混凝土。工业废水须经适当处理后才能实用。（Cl-
材料的开口孔越多，吸水量越大。虽然水分很易进入开口的大孔，但无法存留，只能润湿孔壁，
所以吸水率不大；而开口细微连通孔越多，吸水量越大。
22、耐水性：材料的耐水性，是指材料长期在水作用下不破坏、强度也不明显下降的性质。耐水性
用软化系数表示：
公式：K R
=
fb fg
KR—材料的软化系数 fb—材料在饱和吸水状态下的抗压强度，MPa
fr—材料在干燥状态下的抗压强度，MPa
一般材料吸水后，强度均会有所降低，强度降低越多，软化系数越小，说明该材料耐水性
较差。
材料的 KR 在 0~1 之间，工程中将 KR＞0.85 的材料，称为耐水材料。长期处于水中或潮湿环 境中的重要结构，所用材料必须保证 KR＞0.85，用于受潮较轻或次要结构的材料，其值也不宜 小于 0.75。
少常用空隙率表示：
公式：
p'
=
v0'
− v0
100 %
=
(1 −
' 0
) 100%
v0
0
9、填充率：颗粒的自然状态体积占堆积体积的百分率。
公式： D'
=
v0
100 %
=
' 0
100 %
=1−
p'
v0'
0
10 孔隙与水：材料开口孔越多，吸水量越大。虽然水分很易进入开口的大孔，但无法存留，只能湿 润孔壁，所以吸水率不大，而开口细微连通孔越多，吸水量越大
这种材料称为亲水性材料；当 > 90 时，材料不能被水润湿而表现出憎水性，这种材料
称为憎水性材料。当 =0 时，表示该材料完全被水润湿。
20、吸湿性：亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质，称为吸湿性。 含水率：材料的吸湿性用含水率表示。
公式：Wh
=
ms − mg mg
100%
Wh—材料含水率，% ms—材料吸湿状态下的质量，g
如果煅烧时间过长或温度过高，将生成颜色较深、块体致密的“过火石灰”。
4、石灰的特征：A、可塑性和保水性好 B、生石灰水化时水化热大，体积增大 C、硬化缓慢
D、硬化时体积收缩大 E、硬化后强度低 F、耐水性差
5、石灰的应用：A、制作石灰乳涂料 B、配制砂浆 C、拌制石灰土和石灰三合土 D、生产硅酸盐制品
四、混凝土 1、混凝土是由胶结材料将天然的（或人工的）骨料粒子或碎片聚集在一起，形成坚硬的整体，并具
有强度和其它性能的复合材料。 可以从不同的角度进行分类： A、按所用胶结材料可分为：水泥混凝土、沥青混凝土、硅酸盐混凝土、聚合物胶结混凝土、聚
合物浸渍混凝土、聚合物水泥混凝土、水玻璃混凝土、石膏混凝土、 硫磺混凝土等多种。 B、按表观密度大小可分为三类：重混凝土、普通混凝土、轻混凝土。 2、混凝土的组成材料主要是水泥、水、细骨料和粗骨料，有时还长包括适量的掺合料和外加剂。 3、水泥品种的选择：配制混凝土时，应根据工程性质、部位、施工条件、环境状况等，按各品种水 泥的特性作出合理的选择。六大常用水泥的选用原则见书 3.1.4 节。 5、水泥强度等级的选择：水泥强度等级的选择，应与混凝土的设计强度等级相适应。若用低强度等 级的水泥配制高强度混凝土，不仅会使水泥用量过多，还会对混凝土产生不利影响。因此，根据 经验一般以选择的水泥强度等级标准值混凝土强度等级标准值的 1.5-2.0 倍为宜。 9、级配和粗细程度：骨料的粗细程度是指不同粒径的颗粒混在一起的平均粗细程度。 砂、石的级配和粗细程度：砂的级配和粗细程度是用筛分析方法测定的。
D、隔热、吸声性良好 E、防火性能良好 F、具有一定的调温调湿性 G、耐水性和抗冻性差
H、加工性能好
11 、 建 筑 石 膏 的 应 用 ： A 、 制 备 粉 刷 石 膏
B、建筑石膏制品
三、水泥
2、水泥的品种很多，按化学成分可分为硅酸盐、铝酸盐、硫铝酸盐等多种系列水泥。硅酸盐系列水
泥按其性能和用途，可做如下分类：硅酸盐系列水泥（1、常用水泥：硅酸盐水泥、普通水泥、
8、凝结时间：初凝时间不早于 6min，终凝时间不迟于 30min
9、由于建筑石膏粉易吸潮，会影响其以后使用时的凝结硬化性能和强度，长期储存也会降低强度，
因此建筑石膏粉贮运时必须防潮、储存时间不得过长，一般不超过三个月。
10、建筑石膏的特性：（注意细节）
A、凝结硬化快 B、硬化时体积微膨胀 C、硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低
影响：一是孔隙的多少，二是孔隙的特征。
公式：p= v0 − v 100% =(1- 0 )100%
v0
7、密实度：材料内部固体物质的实体积占材料总体积的百分率。
公式： D = v 100% = 0 100% = 1 − p
v0
8、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。散粒材料材料颗粒间的空隙多
矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥 2、特种水泥）
2、 我国常用水泥的主要品种有硅酸盐水泥（分Ⅰ型、Ⅱ型，代号为 P·Ⅰ、P·Ⅱ），普通硅酸盐水
泥（简称普通水泥，代号 P·O），矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥，代号 P·S），火山灰质硅酸
盐水泥（简称火山灰水泥，代号 P·P），粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥，代号 P·F）和
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对钢筋有侵蚀） 13、混凝土外加剂按其主要功能，一般分为四类：
A、改善混凝土拌合物流变性能的外加剂，如减水剂、引起剂、泵送剂等。 B、调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂，如缓凝剂、早强剂等。 C、改善混凝土耐久性的外加剂，如防水剂、阻锈剂、抗冻剂等。 D、提供特殊性能的外加剂，如加气剂、膨胀剂、着色剂等。 14、减水剂的作用：减水剂是指在混凝土拌合物塌落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外
mg—材料干燥状态下的质量，g 材料的含水率随环境的温度和湿度变化发生相应的变化，在环境湿度增大、温度降低时，材料
含水率变大；反之变小。材料中所含水分与环境温度所对应的湿度相平衡时的含水率，
称为平衡含水率。材料的开口微孔越多，吸湿性越强。
21、吸水性：指材料在水中吸水的性质。材料的吸水性用吸水率表示。
砂的粗细程度用细度模数表示，细度模数（Mx）计算公式：M x
=
( A2
+
A3
+ A4 + A5 + 100 − A
A6 ) − 5A1
细度模数越大，表示砂越粗。普通混凝土用砂的细度模数范围一般为 3.7～1.6，其中 MX 在 3.7～ 3.1 为粗砂，MX 在 3.0～2.3 为中砂，MX 在 2.2～1.6 为细砂，配制混凝土时宜优先选用中砂。MX 在 1.5～0.7 的砂为特细沙，配制混凝土时要作特殊考虑。所以配制混凝土时必须同时考虑砂的 颗粒级配和细度模数。 11、骨料的形状和表面特征（石子要越接近颗粒状，表面粗糙），针、片状颗粒不仅受力时易折断，
复合硅酸盐水泥（简称复合水泥，代号 P·C）等。
3、 常用水泥的特性：
A、硅酸盐水泥：
a 水化凝结硬化快，强度高，尤其早期强度高 b、水化热大。c、耐腐蚀性差。d、抗冻性好，干
缩小 （适用于早期强度高的工程和冬季施工，严寒地区）e、耐热性差。
4、 影响常用水泥性能的因素
A、 水泥组成成分的影响 B 水泥细度的影响 C 养护条件（温度、湿度）的影响
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土木工程材料复习提纲
一、 绪论
1、 材料的密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量，称为密度。
公式：ρ= m ρ—材料的密度，g/cm3 m—材料在干燥状态下的质量，g v
v—材料在绝对密实状态下的体积，cm3 3、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。
公式：ρ0= m v0
24、抗冻性：抗冻等级（记为 F）是以规定的吸水饱和试件，在标准试验条件下，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，则此冻融循环次数即为
抗冻等级。
材料受冻破坏的原因：是材料孔隙内所含水结冰时体积膨胀（约增大 9%），对孔壁造成的压力
使孔壁破裂所致。一般而言，在相同冻融条件下，材料含水率越大，材
D 龄期的影响 E 拌合用水量的影响 F 贮存条件的影响
5、 常用水泥的技术指标
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A、 细度 B、 凝结时间： C、 体积安定性：水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。
引起水泥体积安定性不良的原因：由于水泥熟料矿物组成中含有过多游离氧 化钙（f-CaO）、游离氧化镁（f-MgO），或者水泥粉磨时石膏掺量过多。 国家标准规定：由游离氧化钙引起的水泥体积安定性不良可采用沸煮法检验。 所谓沸煮法包括试饼法和雷氏法两种。（整段都看，考填空问答题） D、 强度及强度等级：采用软练胶砂法测定水泥强度。
ρ0—材料的表观密度，g/cm3 m—材料的质量，g
v0—材料在自然状态下的体积，cm3 4、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
公式：ρ ' = m
0
v
' 0
ρ
' 0
—散粒材料的堆积密度，g/cm3
m—散粒材料的质量，g v
' 0
—散粒材料的自然堆积体积，cm3
5、大小关系：实际密度>表观密度>堆积密度 6、孔隙率：材料内部孔隙体积（vp）占材料总体积（v0）的百分率。孔隙可从两个方面对材料产生
13、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。它是衡量材料是 否轻质、高强的指标。
17、脆性：材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质，称为脆性。脆性材料抗压强度 高，但抗拉强度和抗弯强度低，抗冲击能力和抗振能力较差。
18、韧性或冲击韧性：材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，产生一定的变形而不破
国家标准规定：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；其它五种水泥分为 32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、 52.5R 六个强度等级 E、 碱含量：是指水泥中 Na2O 和 K2O 的含量。 F、 国家标准规定：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 规定时，均为废品。其它要求任一项不符合标准规定时为不合格品。 6 水泥防腐措施：a 根据腐蚀环境合理选择 b 提高密度 c 加保护层
23、抗渗性：材料的抗渗性，是指其抵抗压力水渗透的性质。材料抗渗性常用渗透系数或抗渗等级
表示。
材料的抗渗系数越小或抗渗等级越高，表明材料的抗渗性越好。材料的抗渗性与孔隙
率及孔隙特征有关。开口的连通大孔越多，抗渗性越差；闭口孔隙率大的材料，抗渗
性仍可良好。
地下建筑、压力管道等设计时都必须考虑材料的抗渗性。