土木工程材料基礎(chǔ)知識

1、材料的基本性質(zhì)：1. 密度：是指材料在干燥絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。(不隨環(huán)境而變)公式：=MV，測量方法：磨碎用李氏密度瓶測量；2. 表觀密度:是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。公式:0=MV0,測量方法：直接測幾何尺寸或是在表面涂蠟用排水置換法測量體積；（注：表觀密度通常是指在氣干狀態(tài)下，在烘干狀態(tài)下是干表觀密度）3. 堆積密度:是指粉狀或粒狀材料，在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。公式：'0=MV'0 4. 密實度：材料內(nèi)部材料的體積所占總體積的百分比。公式：D=VV0×100%=0×100%5. 孔隙率：指散?；蚍蹱畈牧项w粒之間的空隙體積占總體積

2、的百分率.公式：P=V0-VV0=1-VV0×100%=1-0×100%=1-D6. 填充率：顆?；蚍蹱畈牧现胁牧媳碛^密度占堆積密度的比值。公式：D'=V0V'0×100%='00×100%7. 空隙率: 顆?；蚍蹱畈牧显诙逊e體積內(nèi)空隙占總體積的比率。公式：P'=V'0-V0V'0×100%=1-V0V'0×100%=1-'00×100%=1-D'8. 孔隙率的影響:(1)表觀密度的影響：材料孔隙率大，在相同體積下，它的表觀密度就小。而且材料的孔隙在自然

3、狀態(tài)下可能含水，隨著含水量的不同，材料的質(zhì)量和體積均會發(fā)生變化，則表觀密度會發(fā)生變化。(2)對強度的影響：孔隙減小了材料承受荷載的有效面積，降低了材料的強度，且應(yīng)力在孔隙處的分布會發(fā)生變化，如：孔隙處的應(yīng)力集中。(3)對吸水性的影響：開口大孔，水容易進入但是難以充滿；封閉分散的孔隙，水無法進入。當(dāng)孔隙率大，且孔隙多為開口、細小、連通時，材料吸水多。(4)對抗?jié)B性的影響：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并連通開口時，材料具有較高的滲透性；如果孔隙率小，孔隙封閉不連通，則材料不易被水滲透。(5)對抗凍性的影響：連通的孔隙多，孔隙容易被水充滿時，抗凍性差。(6)對導(dǎo)熱性的影響：如果材料內(nèi)微小、封閉、均勻

4、分布的孔隙多，則導(dǎo)熱系數(shù)就小，導(dǎo)熱性差，保溫隔熱性能就好。如果材料內(nèi)孔隙較大，其內(nèi)空氣會發(fā)生對流，則導(dǎo)熱系數(shù)就大，導(dǎo)熱性好。(7)閉空孔含量愈大，則材料的保溫性能愈好、耐久性愈好。9. 親水性和憎水性的判斷：潤濕角，90是親水材料，>90是憎水材料；10. 吸濕性：材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。表示方法：含水率W含=M含-M干M干×100% 11. 吸水性：材料在浸水狀態(tài)下吸收水分的能力，用吸水率表示質(zhì)量吸水率：指材料吸水飽和時，所吸水量占材料干質(zhì)量的百分比W吸=M吸-M干M干×100%.體積吸水率指材料吸水飽和時，所吸水的體積占材料自然體積的百分比W吸=V水V干&

5、#215;100%體積吸水率和質(zhì)量吸水率的關(guān)系：WV=Wm×0×1w(0是干燥狀態(tài)下材料的表觀密度，w是水的密度)12. 吸水和吸濕導(dǎo)致材料自重增加，體積變大，抗凍性和耐久度及保溫性降低；13. 材料的耐久性：是指材料在使用過程中，能長期抵抗各種環(huán)境因素而不破壞，且能保持原有性質(zhì)的性能,它是一個綜合指標(biāo)。提高耐久性措施：一是提高材料本身的密實性；二是在材料表面覆蓋保護14. 彈性模量：用E表示。材料在彈性變形階段內(nèi)，應(yīng)力和對應(yīng)的應(yīng)變的比值。反映材料抵抗彈性變形能力。其值越大，使材料發(fā)生一定彈性變形的應(yīng)力也越大，即材料剛度越大，亦即在一定應(yīng)力作用下，發(fā)生彈性變形越小，抵抗變形

6、能力越強15. 韌性：在沖擊、振動荷載作用下，能吸收較大能量產(chǎn)生一定變形而不致破壞的性質(zhì)。16. 耐水性：材料長期在飽和水作用下不被破壞，強度也不顯著降低的性質(zhì)，表示方法軟化系數(shù)：材料在吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強度與干燥狀態(tài)下的抗壓強度之比KR = fb/fg 軟化系數(shù)大于0.85的材料通?？梢哉J為是耐水材料；對于經(jīng)常位于水中或處于潮濕環(huán)境中的材料，軟化系數(shù)不得低于0.85；對于受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)所用的材料，軟化系數(shù)不宜小于0.7517. 抗?jié)B性：材料抵抗壓力水的性質(zhì)，表示方法抗?jié)B系數(shù)，Ks=QdAtH,抗?jié)B等級：P2.P4分別表示抗0.2MPa，0.4MPa的水壓；18. 熱容量是指材料在溫度變

7、化時吸收和放出熱量能力的大小，其大小用比熱容來表示；19. 導(dǎo)熱性：傳導(dǎo)熱量的能力，表示方式導(dǎo)熱系數(shù),=QdTAt，材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小，材料的絕熱性能就越好。影響導(dǎo)熱性的因素:材料的表觀密度越小，其孔隙率越大，導(dǎo)熱系數(shù)越小,導(dǎo)熱性越差。由于水與冰的導(dǎo)熱系數(shù)較空氣大，當(dāng)材料受潮或受凍時會使導(dǎo)熱系數(shù)急劇增大，導(dǎo)致材料保溫隔熱方式變差。所以隔熱材料要注意防潮；20. 防潮材料受潮后，其熱導(dǎo)率增大，由于在材料的空隙中有了水分（包括水蒸汽和液態(tài)水）后，除孔隙中剩余的空氣分子的導(dǎo)熱、對流外，部分孔壁結(jié)成冰，導(dǎo)熱率將更大。表觀密度小的材料，孔隙率高，熱導(dǎo)率小。孔隙率相同條件下，孔隙尺寸大，熱導(dǎo)率大?？紫痘ハ?/p>

8、連通比封閉而不聯(lián)通者，熱導(dǎo)率大21. 影響材料吸聲性能的因素；材料的表觀密度，材料的厚度，材料的孔隙特征，吸聲材料的孔隙位置，空隙為連通，開放是效果好；氣硬性膠凝材料：22. 膠凝材料：在建筑材料中，經(jīng)過一系列物理作用，化學(xué)作用，能將散粒狀或塊狀材料結(jié)成整體的物質(zhì)。氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化，并只能在空氣中保持或發(fā)展其強度，常見的有：石灰，石膏，水玻璃；水硬性膠凝材料：不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化，保持并發(fā)展其強度，常見的有水泥；23. 建筑石膏的化學(xué)分子式：-CaSO4½H2O 石膏水化硬化后的化學(xué)成分：CaSO42H2O24. 高強石膏與建筑石膏相比水化速度慢

9、,水化熱低,需水量小,硬化體的強度高。這是由于高強石膏為型半水石膏，建筑石膏為型半水石膏。型半水石膏結(jié)晶較差，常為細小的纖維狀或片狀聚集體，內(nèi)比表面積較大；型半水石膏結(jié)晶完整，常是短柱狀，晶粒較粗大，聚集體的內(nèi)比表面積較小。25. 建筑石膏的技術(shù)特性：（1）建筑石膏的凝結(jié)硬化速度快（2）硬化時體積微膨脹（3）硬化后孔隙率較大，表觀密度低，強度低(4)建筑石膏硬化體具有良好的隔熱和吸音性能(5)防火性能好，但耐水性能差，抗凍性差(6)良好的裝飾性和可加工性，具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性26. 石灰的熟化，是生石灰與水作用生成熟石灰的過程。特點：石灰熟化時釋放出大量熱，體積增大12.5倍。石灰使用時一般要

10、變成石灰膏再使用。27. 過火石灰的密度較大，表面常被黏土雜質(zhì)溶化時所形成的玻璃釉狀物包覆，因而消解很慢，在工程中過火石灰顆粒往往會在正常石灰硬化后繼續(xù)吸濕消解而發(fā)生體積膨脹，引起已經(jīng)硬化的漿體隆起和開裂28. 陳伏：為消除過火石灰對工程的危害，將生石灰和水放在儲灰池中存放15天以上，使過火灰充分熟化這個過程叫沉伏。陳伏期間，石灰漿表面應(yīng)保持一層水，隔絕空氣，防止發(fā)生碳化。（碳化是指和空氣里的二氧化碳反應(yīng)）29. 石灰的凝結(jié)硬化過程：（1）干燥結(jié)晶硬化：石灰漿體在干燥的過程中,因游離水分逐漸蒸發(fā)或被砌體吸收，漿體中的氫氧化鈣溶液過飽和而結(jié)晶析出,產(chǎn)生強度并具有膠結(jié)性（2）碳化硬化：氫化氧鈣與空

11、氣中的二氧化碳在有水分存在的條件下化合生成碳酸鈣晶體，稱為碳化。由于空氣中二氧化碳含量少，碳化作用主要發(fā)生在石灰漿體與空氣接觸的表面上。表面上生成的CaCO3膜層將阻礙CO2的進一步滲入，同時也阻礙了內(nèi)部水蒸氣的蒸發(fā)，使氫氧化鈣結(jié)晶作用也進行的緩慢。碳化硬化是一個由表及里，速度相當(dāng)緩慢的過程。由石灰硬化的過程可以得出石灰硬化慢，強度低，不耐水的特點；30. 為什么石膏適用于室內(nèi)裝飾而不適用于室外裝飾？答：由于石膏具有以下性質(zhì)石膏潔白細膩體積微膨脹易于加工，具有良好的裝飾性空隙率較大，表觀密度小，吸聲能力強，導(dǎo)熱系數(shù)小保溫隔熱及節(jié)能效果好防火性好，具有調(diào)溫調(diào)濕的功能耐水性和抗凍性差；所以

12、3;··水泥：31. 硅酸鹽水泥燒制時加入石灰石，粘土，鐵礦粉制成孰料，再加入石膏磨細；32. 水泥水化的產(chǎn)物有：水化硅酸鈣，水化鐵酸鈣，水化鋁酸鈣，氫氧化鈣，水化硫鋁酸鈣；33. 硅酸鹽水泥中膠體是水化硅酸鈣和水化鐵酸鈣34. 常見的活性混合材料：粒化高爐礦渣，火山質(zhì)混合材料，粉煤灰；活性混合材料的激發(fā)劑是：石膏和氫氧化鈣；35. 硅酸鹽水泥耐磨性最好，和易性最好的是粉煤灰硅酸鹽水泥；36. 六大水泥的代號、性能特點及應(yīng)用名稱硅酸鹽水泥P和P普通硅酸鹽水泥 PO礦渣硅酸鹽水泥PS火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥 PP粉煤灰硅酸鹽水泥 PF復(fù)合硅酸鹽水泥 PC主要特征1. 早期強度高2.

13、 水化熱高3. 抗凍性好4. 耐熱性差5. 耐腐蝕性差6. 干縮小7. 抗碳化性好1.早期強度較高2.水化熱較高3.抗凍性較好4.耐熱性較差5.耐腐蝕性較差6.干縮較小7.抗碳化性較好1. 早期強度低，后期強度高2. 水化熱較低3. 抗凍性較差4. 耐腐蝕性好5. 抗碳化性較差1. 早期強度稍低2. 其他性能同礦渣水泥耐熱性較好耐熱性較差1. 干縮性較大2. 抗?jié)B性差1. 干縮性大2. 抗?jié)B性好1. 干縮性較小2. 抗裂性好名稱硅酸鹽水泥P和P普通硅酸鹽水泥 PO礦渣硅酸鹽水泥PS火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥 PP粉煤灰硅酸鹽水泥 PF復(fù)合硅酸鹽水泥 PC適用范圍1. 高強混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土工程2.

14、早期強度要求高的工程3. 嚴寒地區(qū)遭受反復(fù)凍融作用的混凝土工程與硅酸鹽水泥基本相同1. 大體積混凝土工程2. 高溫車間和有耐熱要求的混凝土工程1. 地下、水中大體積混凝土結(jié)構(gòu)2. 有抗?jié)B要求的工程1. 地上、地下、水中大體積混凝土結(jié)構(gòu)2. 有抗裂要求的工程參考其他類別水泥1. 蒸汽養(yǎng)護的構(gòu)件2. 耐腐蝕要求高的混凝土工程不適用范圍1. 大體積混凝土工程2. 受化學(xué)及海水侵蝕的工程3. 耐熱混凝土工程1. 早期強度要求較高的混凝土工程2. 有抗凍要求的混凝土工程1. 干燥環(huán)境中的混凝土工程2. 耐磨性要求高的混凝土工程應(yīng)用實例：a) 現(xiàn)澆混凝土梁、板、柱冬季施工：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥；b)

15、 具有大體積混凝土和抗?jié)B要求:粉煤灰水泥；c) 高強度預(yù)應(yīng)力混凝土梁：硅酸鹽水泥和普通水泥；d) 高強度混凝土工程，預(yù)應(yīng)力混凝土工程，嚴寒地區(qū)受凍融的混凝土工程，有耐磨性要求的混凝土工程：硅酸鹽水泥e) 處于干燥環(huán)境中的混凝土工程；普通水泥（礦渣水泥）f) 有抗?jié)B要求的混凝土工程：火山灰水泥，普通水泥g) 火山灰水泥適用于海港和有抗?jié)B要求的工程。h) 混凝土地面或道路工程：普通水泥（道路水泥）i) 配制有抗?jié)B要求的混凝土?xí)r，不宜使用礦渣水泥j) 高層建筑基礎(chǔ)工程的混凝土宜優(yōu)先選用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥k) 火山灰水泥需水量大,干縮大,抗凍性差,抗?jié)B性好.l) 在有硫酸鹽腐蝕的環(huán)境中,夏季施工的工程

16、應(yīng)優(yōu)先選用礦渣水泥37. 水化熱：水化過程中放出的熱量。（水化熱的利與弊：高水化熱的水泥在大體積混凝土工程中是非常不利的。這是由于水泥水化釋放的熱量在混凝土中釋放的非常緩慢，混凝土表面與內(nèi)部因溫差過大而導(dǎo)致溫差應(yīng)力，混凝土受拉而開裂破壞，因此在大體積混凝土工程中，應(yīng)選低熱水泥。在混凝土冬季施工時，水化熱卻有利于水泥的凝結(jié)，硬化和防止混凝土受凍）礦物名稱 分子式 簡寫式水化反應(yīng)速度水化放熱量強度硅酸三鈣 3CaOSiO2 C3S快大高硅酸二鈣2CaOSiO2 C2S慢小早期低后期高鋁酸三鈣3CaOAl2O3 C3A最快最大低鐵鋁酸四鈣4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF快中較低38. 影響水泥

17、凝結(jié)，硬化的因素：熟料礦物組成：當(dāng)C3S（硅酸三鈣）和C3A(鋁酸三鈣)含量高時水化速度快，早期強度高顆粒細度：細度較大時硬化速度較大，但是細度過大時硬化時產(chǎn)生較為嚴重的收縮變形（3）石膏摻量：延緩了水泥凝結(jié)硬化的速度：石膏與C3A反應(yīng)生成難容的高硫形水化硫鋁酸鈣覆蓋在水泥顆粒表面，延緩了水化的進一步進行（4）拌合用水量：由于水泥顆粒間被水隔開的距離較遠，顆粒間相互連接形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的時間較長，所以水泥漿凝結(jié)較慢（5）養(yǎng)護條件（溫濕度）：水泥水化反應(yīng)隨著溫度的升高而加快。濕度低水泥漿體表面會失去水分，表面水泥礦物不能正常水化，硬化速度減慢，而且由于產(chǎn)生收縮裂紋，也不利于強度發(fā)展（6）養(yǎng)護齡期：水

18、泥礦物的水化率隨時間而增大，養(yǎng)護時間越長，水泥石強度越高外加劑儲存條件39. 硅酸鹽水泥加適量石膏的原因？答：延緩了水泥的凝結(jié)時間（抑制鋁酸三鈣的水化反應(yīng)速度）40. 硅酸鹽水泥熟料中，C3A的水化和凝結(jié)硬化速度最快，但水化鋁酸鈣的強度不高；C3S和C4AF的水化速度較快，凝結(jié)硬化速率也較快，C3S的水化產(chǎn)物強度高，C4AF的水化產(chǎn)物強度不高；C2S水化反應(yīng)速度最慢，凝結(jié)硬化速率也慢，強度早期低，后期高。硅酸鹽水泥熟料中對強度貢獻最大的是C3S。水泥熟料中水化速度最快，28 d水化熱最大的是C3A。在硅酸鹽水泥熟料礦物C3S 、C2S 、C3A 、C4AF中，干縮性最大的是C3A。41. 摻混

19、合材料的硅酸鹽水泥與硅酸鹽水泥性能的差別，原因:(1)早期強度低,后期強度高:熟料含量少,且水化反應(yīng)分兩步進行.首先是水泥熟料的水化,之后是熟料的水化產(chǎn)物氫氧化鈣與活性材料中的活性SiO2和Al2O3發(fā)生水化反應(yīng)。由此過程可知，摻活性混合材料的硅酸鹽水泥的水化速度較慢，故早期強度低。后期由于二次水化反應(yīng)的不斷進行和水泥熟料的不斷水化導(dǎo)致水化產(chǎn)物不斷增多，強度可趕上或超過同強度等級的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥(2)對溫度敏感,適合高溫養(yǎng)護:采用高溫養(yǎng)護可大大加速活性混合材料的水化,并可加速熟料的水化,故可以大大提高早期強度,且不影響常溫下后期強度的發(fā)展(3)耐腐蝕性好:熟料數(shù)量相對較少,硬化后水

20、泥石中的氫氧化鈣和水化鋁酸鈣的數(shù)量少,且活性材料的二次水化反應(yīng)使水泥石中氫氧化鈣的數(shù)量進一步降低(4)水化熱小:熟料含量少(5)抗凍性較差:由于水化熱小，早期強度低；水泥中摻入較多的混合材料，使水泥需水量增大或有泌水通道形成，水分蒸發(fā)后，水泥石孔隙率較大或有較多連通孔隙，導(dǎo)致抗凍性差(6)抗碳化性較差:硬化后水泥石中的氫氧化鈣數(shù)量少,所以抵抗碳化的能力差。42. 水泥體積安定性不良是指水泥在凝結(jié)硬化的過程中不均勻的體積變化。安定性不合格的水泥應(yīng)作廢品處理，不能用于工程中。體積安定性不良的原因：一般是由于熟料中所含游離氧化鈣或游離氧化鎂或摻入石膏量過多所致，導(dǎo)致體積膨脹，也會引起水泥石開裂。測定

21、安定性不良的方法：國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，由游離的氧化鈣過多引起的水泥體積安定性不良可用雷氏法或試餅法檢驗如有爭議以雷氏法為準(zhǔn)。沸煮法只能檢驗游離氧化鈣所造成的安定性不良，游離氧化鎂和石膏用化學(xué)方法檢驗43. 水泥從加水開始到失去塑性稱為凝結(jié)時間。水泥的初凝時間和終凝時間：初凝時間，水泥全部加入水后至水泥開始失去可塑性的時間。終凝時間，水泥全部加入水后至水泥凈漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度的時間。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，硅酸鹽水泥的初凝時間應(yīng)不小于45分鐘，終凝時間應(yīng)不大于390分鐘44. 水泥石結(jié)構(gòu)：未水化的水泥顆粒+水泥凝膠+毛細孔（含水）45. 硅酸鹽水泥耐熱性差主要是含有大量氫氧化鈣；46. 硅酸鹽水泥石

22、腐蝕的類型有哪幾種？產(chǎn)生腐蝕的原因是什么？防止腐蝕的措施有哪些？腐蝕的類型有：軟水侵蝕（溶出性侵蝕）：軟水能使水化產(chǎn)物中的Ca(OH)2溶解，并促使水泥石中其它水化產(chǎn)物發(fā)生分解；鹽類腐蝕：1硫酸鹽先與水泥石結(jié)構(gòu)中的Ca(OH)2起置換反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鈣，硫酸鈣再與水化鋁酸鈣反應(yīng)生成鈣釩石，發(fā)生體積膨脹；2鎂鹽與水泥石中的Ca(OH)2反應(yīng)生成松軟無膠凝能力的Mg(OH)2；酸類腐蝕：CO2與水泥石中的Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3，再與含碳酸的水反應(yīng)生成易溶于水的碳酸氫鈣，硫酸或鹽酸能與水泥石中的Ca(OH)2反應(yīng)；強堿腐蝕：鋁酸鹽含量較高的硅酸鹽水泥遇到強堿也會產(chǎn)生破壞。腐蝕的防止措施：根據(jù)工

23、程所處的環(huán)境，選擇合適的水泥品種；提高水泥石的密實程度；表明防護處理；摻入活性混合材料鋼材：47. 當(dāng)含碳量小于0.8%時含碳量的增加，鋼的強度和硬度增大，塑性和韌性降低；當(dāng)含碳量超過1.0%時，鋼材的強度反而降低48. 碳素結(jié)構(gòu)鋼依牌號增大，含碳量的增加，鋼的強度增大，但塑性和韌性降低49. 強屈比：強度極限與屈服強度之比b/s。強屈比大時，鋼材被破壞時的儲備潛力大，結(jié)構(gòu)的安全可靠度高；但強屈比過大，則鋼材強度利用率低，不經(jīng)濟。50. 碳素結(jié)構(gòu)鋼分類：低碳鋼，中碳鋼，高碳鋼51. 碳素結(jié)構(gòu)鋼按屈服點的數(shù)值（MPa）不同可分為195、215、235、275四個強度等級，按雜質(zhì)含量不同每個牌號分

24、為A、B、C、D四個質(zhì)量等級。按脫氧程度不同分為F沸騰鋼，b半鎮(zhèn)定鋼，Z鎮(zhèn)定剛，TZ特殊鎮(zhèn)定鋼。碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服點的“屈”字漢語拼音首字母“Q”、屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級和脫氧程度四部分組成其中Z和TZ可以省去但是質(zhì)量等級為D的都為TZ。52. 建筑工程中主要應(yīng)用Q235鋼，可用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管與鋼筋。Q235鋼具有較高的強度，良好的塑性、韌性、可焊性及可加工性等綜合性能好，且冶煉方便，成本較低，因此廣泛用于一般鋼結(jié)構(gòu)，其中C、D級可用在重要的焊接結(jié)構(gòu)53. 冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。用試件在常溫下所能承受的彎曲程度表示，彎曲程度是通過試件被彎曲的角度和彎心直

25、徑對試件厚度或直徑的比值區(qū)分的54. 鋼材塑性的評價指標(biāo)：伸長率和冷彎性，其中伸長率反映的是鋼材在均勻變形條件的條件下的塑性變形能力，冷彎性反應(yīng)了鋼材內(nèi)部是否均勻，是否存在內(nèi)應(yīng)力，裂紋等。工程中還常用冷彎實驗檢測工程質(zhì)量。55. 土木工程中熱軋光圓鋼筋用HPB+屈服強度特征，熱軋帶肋鋼筋用HRP+屈服強度標(biāo)準(zhǔn)值表示；56. 低碳鋼的拉伸的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，從受力至拉斷經(jīng)歷的階段及每個階段的特點1) 彈性階段（OA段）：此階段只產(chǎn)生彈性變形。AB段應(yīng)力與應(yīng)變成正比。p是彈性極限。2) 屈服階段(AB段)：當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后繼續(xù)加載，應(yīng)變會很快地增加，而應(yīng)力先是下降，然后做微小的波動，在曲線上出現(xiàn)

26、接近水平線的小鋸齒形線段。這種應(yīng)力基本保持不變，而應(yīng)變顯著增加的現(xiàn)象，成為屈服。s屈服極限或屈服強度3) 強化階段（BC段）：過了屈服階段后，材料又恢復(fù)了抵抗變形的能力，要使它繼續(xù)變形必須增加拉力，這種現(xiàn)象稱為材料的強化。b是強化階段的最高點C所對的應(yīng)力，是材料所能承受的最大應(yīng)力，成為強度極限或抗拉強度4) 頸縮階段（CD）：當(dāng)應(yīng)力達到抗拉強度時，鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到嚴重破壞，試件從薄弱處產(chǎn)生頸縮及迅速伸長變形至斷裂，此種現(xiàn)象成為頸縮。在頸縮階段，由于試件界面迅速減小，剛才承載能力急劇下降。57. 硬鋼的強度按條件屈服點取值；58. 將冷加工處理后的鋼筋，在常溫下存放15-20d，或加熱至100-

27、200攝氏度后2h左右，其屈服強度、抗拉強度、硬度進一步提高，同時塑性（伸長率）和沖擊韌性逐漸降低這一過程稱為時效處理，前者稱為自然時效，后者稱為人工時效59. 鋼材強度越高焊接性能越差；60. 合金鋼：高合金鋼，中合金鋼，低合金鋼,合金鋼的牌號只有Q+屈服強度數(shù)值+質(zhì)量等級三部分組成，質(zhì)量等級分五級；低合金鋼適用于大跨度結(jié)構(gòu)，高層建筑和橋梁工程；61. 鋼材的有益元素a) 硅：當(dāng)硅的含量不大于1%時可提高鋼的強度，疲勞極限，耐腐蝕性和抗氧化性，而且對鋼的塑形及韌性無明顯影響，當(dāng)含量大于1%時會是鋼變脆，耐腐蝕性和可焊接性降低。b) 錳：脫氧去硫，能消除鋼的熱脆性，改善熱加工性。Mn可提高鋼的

28、強度和硬度，當(dāng)Mn的含量較高時，可焊性顯著降低。c) 碳：當(dāng)含碳量小于0.8%時含碳量的增加，鋼的強度和硬度增大，塑性和韌性降低；當(dāng)含碳量超過1.0%時，鋼材的強度反而降低；隨著C含量的增加剛的焊接性能變差，冷脆性和時效敏感性增大，耐腐蝕性降低。有害元素a) 磷：提高鋼材的耐磨性和強度，但塑性降低、韌性顯著下降。冷脆性顯著，對承受沖擊和在低溫下使用的鋼材有害。同時鋼材的可焊接性下降。b) 硫：硫的存在增大了材料的熱脆性降低了鋼的可焊接性，沖擊韌性、疲勞強度、可焊性和抗腐蝕性。c) 氧：使塑性和韌性降低，使鋼的熱脆性增加d) 氮：使塑性和韌性降低，冷脆性和時效敏感性增加；混凝土：62. 和易性是

29、指混凝土拌合物易于施工操作，并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實的混凝土的性能?；炷恋陌韬衔锏暮鸵仔允且豁椌C合的技術(shù)性質(zhì)，包括流動性、粘聚性和保水性等三方面的含義。流動性；是指拌合物在本身自重或施工機械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動并且均勻密實的填滿模板的性能。黏聚性；是指混凝土拌合物在施工過程中其組成材料之間有一定的粘聚力，不致產(chǎn)生分層和離析的現(xiàn)象。保水性是指混凝土拌合物在施工過程中，具有一定的保水能力，不致產(chǎn)生嚴重泌水現(xiàn)象。測定混凝土拌合物和易性的方法：坍落度法或維勃稠度法。63. 相同條件下碎石混凝和易性比卵石混凝土和異性差；64. 影響混凝土和易性的因素；水泥漿沙率骨料的品種水泥和外加劑溫度和時間6

30、5. 混凝土配合比設(shè)計的基本要求:設(shè)計混凝土配合比的任務(wù)，就是要根據(jù)原材料的技術(shù)性能及施工條件,合理選擇原材料,并確定出能滿足工程所要求的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的各項組成材料的用量.（1）滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的強度等級（2）滿足施工所要求的混凝土拌合物的和易性（3）滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中耐久性要求指標(biāo)(如抗凍等級和抗侵蝕性等)（4）節(jié)約水泥，降低混凝土成本?；炷僚浜媳仍O(shè)計步驟：換算材料：把帶有水分的材料換為干燥的材料，把理論用水量化為實際用水量確定配置強度：配置強度=理論強度+1.645 的取值:混凝土強度等級<C20C20-C50>C50標(biāo)準(zhǔn)差456確定水灰比：水灰比=（A*水泥實測強度）/

31、（配置強度+A*B*水泥實測強度）注：使用碎石時A=0.46，B=0.07；使用卵石是A=0.48,B=0.33;水灰比要與表4-28比較超過最大值時取表中數(shù)值運用表4-29由塌落度和卵石最大粒徑求出用水量（注：混凝土粗骨料的最大粒徑不得超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的14，同時不得大于鋼筋間最小凈距的34。對于混凝土實心板，可允許采用最大粒徑達13板厚的骨料，但最大粒徑不得超過50mm。）由用水量和水灰比查求得水泥用量由最大粒徑和水灰比查表4-30求出沙率注:沙率取給定范圍中間值由重量法求解：水泥+沙+水+石子=表觀密度 沙/（沙+石子）=沙率 聯(lián)立66. 混凝土材料的組成主要是水泥、水、砂和石所組成

32、。有時還常加入適量的摻合料和外加劑。作用：水泥和水形成水泥漿，水泥漿包裹在集料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥漿起著潤滑作用，賦予混凝土拌合物一定的和易性，便于施工；水泥漿硬化后起膠結(jié)作用，將集料膠結(jié)成為一個堅實的整體；粗細集料一般不與水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其作用是構(gòu)成混凝土骨架,并對水泥石的收縮變形起一定的抑制作用.為了改善混凝土的某些性能能還常加入適量的外加劑和摻合料,他們在混凝土硬化前能建筑改善拌合物的和易性67. 對混凝土用砂，為保證其空隙率和總表面積均較小，從而達到容易獲得密實的混凝土并節(jié)約水泥的目的，應(yīng)同時考慮砂的顆粒級配和粗細程度（混凝土用砂采用連續(xù)級配不易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，但是用水泥量

33、增加）68. 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,將混凝土拌合物制作成邊長為150mm的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件（溫度20±2，相對濕度95以上）下養(yǎng)護或在溫度為20±2的不流動的Ca(OH）2飽和溶液中養(yǎng)護到28d測得的抗壓強度值為混凝土立方體試件抗壓強度69. 水灰比對流動性的影響:在水泥用量不變的情況下,水灰比愈小,水泥漿愈稠,拌合物的流動性便愈小,粘聚性較好（在調(diào)節(jié)流動性時,為了不降低混凝土的強度和耐久性,應(yīng)該保持水灰比不變的條件下用調(diào)整水泥漿量的辦法調(diào)節(jié)流動性）；水灰比對強度的影響:在一定范圍內(nèi), 水泥標(biāo)號及其他條件相同的情況下,水灰比越大,混凝土強度越低（但若水灰比過小，水泥漿過

34、于干稠，在一定振搗條件下，混凝土無法振實而出現(xiàn)較多的孔洞，強度反而降低）鮑羅米公式:fcu=Afce(C/W-B)70. 影響混凝土抗壓強度的主要因素有：（1）水泥強度等級和水灰比。水泥強度等級越高，混凝土強度越高；在能保證密實成型的前提下，水灰比越小強度越高。（2）骨料品種、粒徑、級配、雜質(zhì)等。采用粒徑較大、級配較好且干凈的碎石（表面粗糙）和砂時，可降低水灰比，提高界面粘結(jié)強度，因而混凝土的強度高。（3）養(yǎng)護溫度、濕度。溫度、濕度對混凝土強度的影響是通過影響水泥的水化凝結(jié)硬化來實現(xiàn)的。溫度適宜、濕度較高時，強度發(fā)展快，反之，不利于混凝土強度的增長。（4）齡期。養(yǎng)護時間越長，水化越徹底，孔隙率

35、越小，混凝土強度越高。（5）施工方法。主要指攪拌、振搗成型工藝。機械攪拌和振搗密實作用強烈時混凝土強度較高。71. 提高混凝土強度的措施：1.選用高強度等級水泥或早強型水泥。在配合比不變的條件下，選用高強度水泥有利于提高混凝土28天強度，選用早強型水泥可提高混凝土的早期強度，這對于在確保工程質(zhì)量的前提下加快工程進度有十分重要的意義。2.采用低水灰比和漿集比。為提高混凝土的強度，通常采用低水灰比既能降低漿集比，減薄水泥漿層厚度，可以充分發(fā)揮集料的骨架作用，也有利于提高混凝土的強度。3.施工時采用機械攪拌和機械振搗。4.采用濕熱處理養(yǎng)護混凝土。蒸汽養(yǎng)護：澆筑好的混凝土構(gòu)件經(jīng)13小時預(yù)養(yǎng)后放在近10

36、0的常壓蒸汽中進行養(yǎng)護，以加速水泥水化過程，經(jīng)過約16小時左右，其強度可達正常養(yǎng)護條件下養(yǎng)護28天強度的7080%。用普通水泥或硅酸鹽水泥配制的混凝土養(yǎng)護溫度不宜太高，時間不宜太長，且養(yǎng)護溫度不宜超過80，恒溫養(yǎng)護時間58小時為宜。5.使用混凝土外加劑?；炷翐饺朐鐝妱?，可顯著提高其早期強度，摻減水劑尤其高效減水劑，通過大幅度減少拌和水量，可使混凝土獲得很高的28天強度，提高混凝土的耐久性。6.采用級配良好且干凈的砂和碎石。高強混凝土宜采用最大粒徑較小的石子72. 非荷載作用下的變形：化學(xué)收縮、干濕變形、溫度變形73. 混凝土配合比設(shè)計的三個參數(shù):單位用水量,砂率,水灰比74. 減水劑：指在混

37、凝土和易性及水泥用量不變條件下，能減少拌合用水量、提高混凝土強度；或在和易性及強度不變條件下，節(jié)約水泥用量的外加劑。作用機理：減水劑是一種表面活性劑，其分子由親水基團和憎水基團兩個部分組成，它加入水溶液中后，其分子中的親水基團指向溶液，憎水基團指向空氣、固體或非極性液體并作定向排列，形成定向吸附膜，降低水的表面張力和二相間的界面張力。水泥加水后，由于水泥顆粒間分子凝聚力等因素，形成絮凝結(jié)構(gòu)。當(dāng)水泥漿體中加入減水劑后，其憎水基團定向吸附于水泥質(zhì)點表面，親水基團指向水溶液，在水泥顆粒表面形成單分子或多分子吸附膜，并使之帶有相同的電荷，在靜電斥力作用下，使絮凝結(jié)構(gòu)解體，被束縛在絮凝結(jié)構(gòu)中的游離水釋放

38、出來，由于減水劑分子吸附產(chǎn)生的分散作用，使混凝土的流動性顯著增加。減水劑還使水泥顆粒表面的溶劑化層增厚，在水泥顆粒間起到潤滑作用。引氣劑：能再攪拌混凝土?xí)r引入大量均勻穩(wěn)定封閉氣泡從而提高保水性和黏聚性，改善拌合物的和易性提高抗凍性。加入外加劑后混凝土的抗壓力整體減少但是抗折能力增加；75. 使用減水劑的技術(shù)經(jīng)濟意義：1) 在保持用水量不變的情況下，可使混凝土拌合物的坍落度增大；2) 在保持坍落度不變的情況下，可使混凝土的用水量減少，抗壓強度提高。3) 在保持坍落度和混凝土抗壓強度不變的情況下，可節(jié)約水泥。4) 由于混凝土的用水量減少，泌水和骨料離析現(xiàn)象得到改善，可大大提高混凝土的抗?jié)B性，一般混

39、凝土的滲水性可降低。5) 可減慢水泥水化初期的水化放熱速度，有利于減小大體積混凝土的溫度應(yīng)力，減少開裂現(xiàn)象。76. 砂漿強度的影響因素：不吸水基層材料：水泥的強度和水灰比；吸水基體材料：水泥的強度等級和水泥的用量77. 抹面砂漿和建筑砂漿相比主要技術(shù)要求是和易性而不是強度；78. 建筑砂漿中使用石灰的目的：改善砂漿的和易性和節(jié)約水泥用量79. 新拌砂漿的和易性，是指砂漿易于施工并能保證其質(zhì)量的綜合性能，包括流動性和和保水性兩方面做綜合評定。流動性：砂漿的流動性也叫稠度，是指在自重或外力的作用下流動的性能，用沉入度表示，沉入度越大，流動性越好。流動性過大，砂漿容易分層、析水；流動性過小，不方便于

40、施工操作，灰縫不宜填充密實，將會降低砌體的強度（2）保水性：砂漿能夠保持水分的能力，稱為保水性。保水性反映的是砂漿中各組分不易分離的性質(zhì)。保水性不良的砂漿在存放、運輸和施工過程中容易產(chǎn)生離析或泌水現(xiàn)象，用保水率表示（砂漿保水性改善可選用粉煤灰）；80. 砂漿試件尺寸70.7×70.7×70.7是測試抗壓強度，40×40×160是為了測試抗折強度；81. 改善和易性的措施：當(dāng)混凝土流動性小于設(shè)計要求時，為了保證混凝土的強度合耐久性，不能單獨加水，必須保持水灰比不變，增加水泥漿用量。當(dāng)坍落度大于設(shè)計要求時，可在保持砂率不變的前提下，增加砂石用量。選擇合理的漿

41、集比。改善集料級配，既可增加混凝土流動性，也能改善粘聚性和保水性。摻減水劑或引氣劑，是改善混凝土和易性的有效措施。盡可能選用最優(yōu)砂率。當(dāng)粘聚性不足時可適當(dāng)增加砂率。82. 混凝土的強度等級：混凝土的強度等級是按混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值劃分的十二個等級，即C7.5、C10、C15、C20C60。（其中混凝土立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強度是指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作和養(yǎng)護邊長為150mm的立方體試件，在28d齡期按標(biāo)準(zhǔn)試驗方法測得的強度總體分布中有不低于95保證率的抗壓強度值，用fcu,k表示）83. 堿骨料反應(yīng)是指混凝土中的堿與活性氧化硅發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物吸水膨脹或反應(yīng)導(dǎo)致骨料膨脹，造成混凝土開裂破壞的現(xiàn)象。反應(yīng)條

42、件：1）混凝土中含有過量的堿2）活性氧化硅總量比例大于1% 3）潮濕環(huán)境；防止措施：嚴格控制混凝土中堿含量和活性氧化硅的含量，在水泥中摻入火山灰質(zhì)混合材料，在混凝土中摻入引氣劑或引氣減水劑84. 為什么要限制砂、石中活性氧化硅的含量，它對混凝土的性質(zhì)有什么不利作用？混凝土用砂、石必須限制其中活性氧化硅的含量，因為砂、石中的活性氧化硅會與水泥或混凝土中的堿產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)而產(chǎn)生很大的體積膨脹將硬化混凝土的水泥石與骨料界面脹裂，使混凝土的強度、耐久性等下降。堿骨料反應(yīng)往往需幾年、甚至十幾年以上才表現(xiàn)出來。故需限制砂、石中的活性氧化硅的含量。85. 混凝土的耐久性1. 定義：混凝土具有在使用條件下抵抗

43、周圍環(huán)境條件各種因素長期作用的能力。2. 分類：抗凍性、抗?jié)B性、抗碳化、抗腐蝕。3. 提高混凝土耐久性的措施；1）根據(jù)混凝土所處的環(huán)境條件和工程特點選則合理的水泥品種2）嚴格控制水灰比，保證足夠的水泥用量3）選用雜質(zhì)少，級配良好的粗，細骨料，并盡量采用合理砂率4）摻引氣劑，減水劑等外加劑，可減少水灰比，改善混凝土內(nèi)部的孔隙構(gòu)造，提高混凝土的耐久性5）在混凝土施工中，應(yīng)攪拌均勻，振搗密實，加強養(yǎng)護，增加混凝土的密實度，提高混凝土的質(zhì)量。84. 能使混合拌合物獲得最大的流動性且能保持黏聚性及保水性能良好的砂率稱為合理砂率。經(jīng)濟技術(shù)效果：在用水量和水泥用量一定的情況下，合理砂率能使混凝土拌合物獲得最

44、大的流動性且能保持粘聚性及保水性能良好，在保持混凝土拌合物坍落度基本相同的情況下且能保持粘聚性及保水性良好，合理砂率能使水泥漿的數(shù)量減少從而節(jié)約水泥用量。85. 砂石顆粒級配：是砂和石子大小顆粒的搭配情況86. 混凝土施工規(guī)范中規(guī)定了最大水灰比和最小水泥用量，是為了保證耐久性87. 配制混凝土用砂的要求是盡量采用空隙率和總表面積均較小88. 外加劑的選用：a) 高強混凝土、夏季大體積混凝土、負溫施工混凝土、抗凍融混凝土的外加劑分別為萘系減水劑、木鈣減水劑、早強劑、引氣劑b) 大體積混凝土常用外加劑是緩凝劑c) 混凝土冬季施工時，可加的外加劑是早強劑d) 混凝土夏季施工時，可加的外加劑是緩凝劑

45、e) 大體積混凝土工程施工中適宜采用的外加劑是緩凝劑f) 要提高砼的抗凍性和抗?jié)B性，應(yīng)加入減水劑或引氣劑88. 混凝土抗壓強度是抗拉強度的10到20倍；89. 為什么不宜用高強度等級水泥配置低強度等級的混凝土？也不宜用低強度等級水泥配置高強度的混凝土？采用高強度等級水泥配置低強度等級混凝土?xí)r，只需少量水泥或較大的水灰比就可滿足強度要求，但卻滿足不了施工要求的良好的和易性，使施工困難，并且硬化后的耐久性較差。因而不宜用高強度等級水泥配置低強度等級的混凝土。用低強度等級水泥配置高強度等級的混凝土?xí)r，一是很難達到要求的強度，二是需采用很小的水灰比或者水泥用量很大，因而硬化后的混凝土干縮變形和徐變變形大，對混凝土結(jié)構(gòu)不利，易于干裂。同時由于水泥用量大，水化放熱也大，對大體積或較大體積的工程也極為不利。此外經(jīng)濟上也不合理。所以不宜用低強度等級水泥配置高強度等級的混凝土90. 測量混凝土彈性模量時標(biāo)準(zhǔn)尺寸：150×150×30091. 混凝土28天強度計算：f28=fn×lg28lgn砌塊：92. 燒結(jié)普通磚的尺寸是：砌筑1m3的體積需要512塊磚；93. 燒結(jié)普通磚（屬于脆性材料）主要應(yīng)用于墻體，砌筑柱，拱，煙囪，基礎(chǔ)；94. 燒結(jié)普通磚優(yōu)等品不允許出現(xiàn)泛霜，一等品不允許出現(xiàn)中等泛霜，合格品不允許出現(xiàn)嚴重泛霜；