土木工程材料复习资料

金属材料 无机材料

土木工程材料 有机材料

复合材料

国家标准其代号为GB ；GB/T 推荐性标准；部标准也是全国性的指导技术文件，由主管生产部(或总局)发布，其代号按部名而定，如建材标准代号为JC ，建工标准代号为JG ;地方标准是地方主管部门发布的地方性指导技术文件;企业标准其代号为QB 。其中主要有：国际标准(ISO)、美国材料试验学会标准(ASTM)、日本工业标准(JIS)、德国工业标准(DIN)、英国标准(BS)、法国标准(NF)等。

孔洞类型 有害孔，如：孔径较大的孔、 连通缝等； 无害孔，如：孔径很小的孔、 凝胶孔等； 有益孔，如：孔径很小的封闭孔等。材料内部孔隙的构造，可分为连通与封闭两种。

密度：是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量

视密度:是指材料在自然状态下，单位体积的质量（注：不包括物体表面的开口空隙体积、蜡封）闭口+实体

表观密度：材料在包含实体积、开口和密闭孔隙的状态下单位体积的质量称为材料的表观密度。扔水里、闭口+开口+实体 堆积密度：是指粉状或粒状材料，在堆积状态下，单位体积的质量；开口+闭口+空隙+实体

密实度：是指材料的体积内被固体物质充实的程度；

孔隙率：是指材料的体积内，孔隙体积所占的比例；密实度+孔隙率=1

填充率：是指在某堆积体积中，被散粒材料的颗粒所填充的程度

空隙率：是指在某堆积体积中，散粒材料颗粒之间的空隙体积所占的比例；填充率+空隙率=1

湿润角 θ≤90° ，材料表现为亲水性；湿润角θ>90° 时，材料表现为憎水性。

吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质。

含水率：材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比:W=(M 含-M 干)/M 干

吸水性：材料与水接触吸收水分的性质。当材料吸水饱和时，其含水率称为吸水率:W=(M 湿-M 干)/M 干

材料抵抗水的破坏作用的能力称为材料的耐水性。材料的耐水性可用软化系数来表示：软化系数=材料在吸水饱和状态下的抗压强度/材料在干燥状态下的抗压强度（软化系数的范围在0~1之间，长期受水浸泡或处于潮湿环境的重要建筑物，应选择0.85以上的材料来建造）

抗弯强度计算与受力情况有关，―般有集中加荷和三分点加荷，对于矩形截面试件，计算式中

f ——材料抗弯强度，MPa ；

P ——破坏时最大荷载，N ；

黑色金属——钢、铁、不锈钢等

有色金属——铅、铜等及其合金

天然石材——砂、石及石材制品等

烧土制品——砖、瓦、玻璃等

胶凝材料——石灰、石膏、水泥、水玻璃等

混凝土及硅酸盐制品——混凝土、砂浆及硅酸盐制品 无机非金属材料与有机材料复合——玻璃纤维增强塑料、聚合物水泥混凝土、沥青混合料等

金属材料与无机非金属材料复合——钢纤维增强混凝土等

金属材料与有机材料复合——轻质金属夹芯板

植物材料——木材、竹材等

沥青材料——石油沥青、煤沥青、沥青制品

高分子材料——塑料、涂料、胶黏剂、合成橡胶等

L——两支点间的间距，mm；

b、h——为试件横截面的宽与高，mm。

材料在外力作用下产生变形，当外力除去后变形随即消失，完全恢复原来形状的性质称为弹性

材料在外力作用下，当应力超过一定限值是产生显著变形，且不产生裂缝或发生断裂，外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质称为塑性

当外力达到一定限度后，材料突然破坏，且破坏时无明显的塑性变形，材料的这种性质称为脆性

在冲击、振动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，不发生破坏的性质，称为韧性

钢材的化学组成中，硫S、磷P、氧O、氮N是有害元素，硅Si、锰Mn、钛Ti、钒V、铌Ni是有益元素

抗拉强度与屈服强度之比，称为强屈比。强屈比愈大，反应钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大，因而结构的安全性愈高。但强屈比太小，反映钢材性能不能被充分利用。

伸长率反映的是材料的塑性指标，伸长率的公式δ=(l1-l0)/l0*100%

钢材被腐蚀的主要原因：化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀；防止钢材腐蚀的措施：混凝土配筋的防腐措施有提高混凝土密实度、确保保护层厚度、限制氯盐外加剂及加入防锈剂等方法，钢结构中的型钢的防腐，主要采用表面涂覆的方法。

碳素结构钢可分为5个牌号（即Q195、Q215、Q235、Q255和Q275）；例如：Q235-BZ，表示这种碳素结构钢的屈服点大于等于235MPa；质量等级为B(D最好)，脱氧程度为镇静钢；低合金高强结构钢可分为5个牌号（Q295、Q345、Q390、Q420、Q460）气硬性胶凝材料是指只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度的凝胶材料。

水硬性胶凝材料既能在空气中硬化，又能更好地在水中硬化，保持并发展其强度。

石膏的主要成分是硫酸钙；CaSO4.2H2O

建筑石膏的化学成分是半水石膏。（1）凝结硬化快，建筑石膏在加水拌合后，浆体在几分钟内便开始失去可塑性，30min内完全失去可塑性而产生强度，大约一星期左右完全硬化。（2）凝结硬化时体积微膨胀。（3）孔隙率大。（4）具有一定的调湿性。（5）防火性好。（6）耐水性、抗冻性差。

熟石灰成分是氢氧化钙；生石灰中含有欠火石灰和过火石灰，欠火石灰降低石灰的利用率．过火石灰密度较大，表面常被杂质融化形成的玻璃釉状物包裹，熟化很慢．当石灰已经硬化后，其中的过火颗粒才开始熟化，体积膨胀，引起隆起和开裂．为了消除过火石灰的危害，石灰浆应在储灰坑中保存两星期以上的过程，称为”陈伏”，”陈伏”期间，石灰表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化

硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅰ。在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥重量5％石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅱ。

硅酸三钙含量37%~60%，C3S、硅酸二钙含量15%~37%,C2S、铝酸三钙含量7%~15%,C3A、铁铝酸四钙含量10%~18%,C4AF

水泥中掺入适量石膏，可调节水泥的凝结硬化速度。

瞬凝俗称急凝，是不正常的凝结现象。其特征是：水泥和水后，水泥浆很快凝结成为一种很粗糙、非塑性的混合物，并放出大量的热量。

影响水泥凝结硬化的因素：养护时间、温度和湿度、石膏掺量

我国现行国家标准规定：凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项不符合标准规定，均为废品。凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任一项不符合标准规定，或混合材掺加量超过最大限度，或强度低于商品标号规定的指标时，称为不合格品。

1现浇楼板.梁.柱：快硬硅酸盐水泥.2采用蒸汽养护的预制构件：矿渣硅酸盐水泥，可显著加快硬化速度。3紧急抢护的工程或紧急军事工程：快硬硅酸盐水泥，硬化快。铝酸盐水泥：快凝，早强，早高的特性。4大体积混泥土坝.大型设备基础；矿渣硅酸盐水泥5有硫酸盐腐蚀的地下工程：矿渣硅酸盐水泥、铝酸盐水泥（耐硫酸盐腐蚀强）6高炉基础：矿渣硅酸盐水泥7海港码头工程：矿渣硅酸盐水泥

快硬硅酸盐水泥主要适用于要求早期强度高的工程，紧急抢修的工程，抗冲击及抗震性工程，冬季施工，制作混凝土及预应力混凝土预制构件。

铝酸盐水泥可用于工期紧急的工程、抢修工程、冬季施工的工程，以及配置耐热混凝土及耐硫酸盐混凝土。

矿渣硅酸盐水泥的特性是：凝结硬化慢，早期强度低，后期强度高。耐硫酸盐类腐蚀，适合海港工程。在蒸汽养护中硬化速度快。可用于耐热混凝土工程