土木工程材料(第二版)复习资料

材料按化学成分分为：无机材料、有机材料和复合材料；

按材料的结构和构造的尺度范围可分为；宏观结构：介观结构；微观结构。

密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量，以表示；

表观密度：材料单位表观体积（实体及闭口体积）的质量；

堆积密度：散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量；

密实度：指材料的体积内被固体物质所充实的程度；

空隙率：指散粒材料在堆积状态下，颗粒之间的空隙体积所占的比例。

间隙率：散粒材料在堆积状态下颗粒捡捡隙体积占堆积体积的百分率。

强度：材料抵抗外力破坏的能力。

弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力除去后，能够完全恢复原来形状的性能。

塑性：材料在外力作用下产生显著变形，但不断裂破坏，外力取消后，仍保持变形后的形状的性质。

徐变:材料在恒定外力作用下，随时间缓慢增长的不可恢复的变形。

韧性：指材料在外力作用下，能够吸收较大的能量，同时产生一定的变形而不导致破坏的性能。

硬度材料抵抗其他物体刻划或压入其表面的能力。

耐磨性：材料表面抵抗磨损的能力。

亲水性：材料在空气中与水接触时能被水润湿的性质；

憎水性：材料在空气中与水接触时不能被水润湿的性质；

（夹角小于等于90度，为亲水性材料；夹角大于90度，为憎水性材料；）

吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水蒸气的能力；用含水率表示。

吸水性：材料在浸水状态下吸入水分的能力；用吸水率表示，有质量吸水率和体积吸水率。

耐水性：材料长期在水作用下保持其原有性质的能力，其强度也不显著降低的性质称为耐水性；

（工程中将>0.80的材料，称为耐水性材料）

用于长期处于水中或潮湿环境中重要的结构材料，软化系数应大于0.85；用于受潮较轻或次要结构物的材料，软化系数应大于0.75.抗渗性：材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质；

渗透系数越大（k），材料的抗渗性越差；抗渗等级越高，抗渗性越好；

材料的抗渗性与材料内部的孔隙率特别是开口孔隙率有关。

热传递的三种方式：导热；对流；热辐射。

导热性：热量在材料中传导的性质；

(材料的导热系数越小，表示其绝热性能越好；材料的孔隙率大其导热系数小，隔热绝热性好)

办水石膏可分为建筑石膏和高强石膏。

建筑石膏的技术性质

1.凝结硬化快

2.尺寸稳定

3.孔隙率高

4.防火性好

5.耐水性和抗冻性差

根据高温煅烧可分为欠火石灰和过火石灰

欠火石灰：当煅烧温度过低或煅烧时间不足时，由于CaCO3不能完全分解，即生石灰中含有未分解的碳酸钙内核，外部为正常煅烧石灰，这类石灰称为欠火石灰；

过火石灰：当煅烧温度过高或煅烧时间过长时，部分块状石灰的表层会被煅烧成十分致密的釉状物，这类石灰称为过火石灰；

根据氧化镁含量可分为钙质石灰和镁质石灰

石灰的主要原料是碳酸钙；（生石灰）氧化钙与水反应生成氢氧化钙的过程，称为石灰的熟化或消化。

石灰膏在使用前要进行陈伏处理，以消除过火石灰；

陈伏：为消除过火石灰的危害，石灰膏使用前应在化灰池中存放两周以上，使过火石灰充分熟化，这个过程称为“陈伏”；

石灰浆体的硬化包括干燥结晶和碳化两个同时进行的过程；

通用硅酸盐水泥有硅酸盐水泥、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、复合硅酸盐水泥等；

硅酸盐水泥熟料的主要矿物是硅酸三钙，硅酸二钙，铝酸三钙，铁铝酸四钙。三晶二胶：

水化反应速度最快的是铝酸三钙；也是水化热放热最大的。

细度：水泥颗粒的粗细程度

水泥细度可用筛析法和比表面积法检验

初凝：水泥净浆加水拌和至开始失去可塑性的所需时间；

终凝：水泥净浆加水拌和至完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间；

硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h。

水泥提及的安定性是指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。

引起水泥安定性不良的原因有熟料中游离氧化钙过多或游离氧化镁过多或掺入的石膏过多

腐蚀的防止：1.水泥石中存在有引起腐蚀的组成成分氢氧化钙和水化铝酸钙。2.水泥石本身不密实，有很多毛细孔通道，侵蚀性介质易进入其内部。3.外界存在腐蚀性介质和条件。

水泥存放一般应不超过3个月，存放超过6个月的水泥必须经过检验后才能使用。活性混合材料中的活性物质：活性氧化硅，活性氧化钙

普通水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于10h。

厚大体积的混凝土不宜使用硅酸盐水泥；快硬硅酸盐水泥。

要求快硬的混凝土优先选用硅酸盐水泥。

在混凝土中砂，石材料的体积占65%以上，主要起骨架作用，称为骨料，在硬化前水泥浆起润滑作用，硬化后起胶结作用。

砂按细度模数uf分为粗砂，中砂和细砂粗，砂的细度模数为3.7~3.1，中沙的细度模数为3.0~2.3，细纱的细度模数为2.2~1.6。

减水剂是一种表面活性剂，其分子由亲水基因和憎水基团两个部分组成。

其中分子中的亲水集团指向溶液，憎水集团指向空气。在水泥颗粒表面形成单分子或多分子吸附膜，并使之带有相同的电荷，在静电斥力或空间位阻作用下，使絮凝结构解体，被束缚在絮凝结构中的游离水释放出来，使混凝土的流动性显著增加。

早强剂：能加速混凝土早期强度发展的外加剂

引气剂是在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布稳定而封闭的微小气泡的外

加剂。

引气剂对混凝土的影响：

1，改善混凝土拌合物的和易性.2，提高混凝土抗渗性和抗冻性3,对混凝土强度的影响。

和易性：指新拌混凝土易于施工操作（搅拌，运输，浇灌，捣实）并能获得质量均匀，成型密实的性能。

通常包括：流动性，粘聚性，保水性。

和易性测定方法有：坍落度法何维勃稠度法。

塌落度法与维勃稠度法只是用于骨料粒径不大于40mm的新拌混凝土。

砂率是指混凝土中的砂的质量占砂，石总质量的百分率。

按照国家标准混凝土制作成边长为150毫米的立方体试件，在标准条件下温度为20加减2℃，相对湿度95%以上的条件下养护到28d龄期。

影响混凝土抗压强度的因素：

1.胶凝材料的强度和水胶比。

2.骨料的影响

3.外加剂和掺合剂

4.养护的温度和湿度

5.龄期

6.实验条件。

提高混凝土耐久性的措施：合理选择原材料，适当控制混凝土的水胶比及胶凝材料用量，掺入外加剂和掺合剂，加强混凝土生产的质量控制。

低碳钢的拉伸过程有弹性阶段，屈服阶段，强化阶段，颈缩阶段。

伸长率是反映材料的塑性。

钢材的冷弯性能和伸长率均是塑性变形能力的反映。

伸长率反映的是钢材在均匀变形条件下的塑性变形能力，冷弯性能则是在钢材在局部变形条件下的塑性变形能力。

冲击韧性：钢材在冲击荷载作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力。

钢材在交变荷载反复作用下，在应力远低于抗拉强度的情况下发生突然破坏，这种现象称为疲劳破坏。

钢材经时效处理后，屈服强度将进一步提高，抗拉强度也提高硬度增加弹性模量基本恢复，但塑性和韧性将进一步降低。

Q表示屈服强度。

钢材腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

不同组份对石油沥青性能的影响不同，油分赋予沥青流动性，树脂使沥青具有良好的塑性和粘结性，地沥青质则决定沥青的稳定性。

石油沥青胶体结构，溶胶结构，溶胶-凝胶结构，凝胶结构。

大气稳定性指石油沥青在热阳光氧气和潮湿等因素长期综合作用下，抵抗老化的性能。

石油沥青会随着使用时间的延长数值显著减少，地沥青质显著增加沥青的塑性降低脆性增加亦即老化。