土木工程材料考試復(fù)習(xí)

1、土木工程材料考點(diǎn)整理材料基本性質(zhì)材料按化學(xué)成分分為：無機(jī)材料、有機(jī)材料和復(fù)合材料；土木工程材料的發(fā)展趨勢(shì)：（ 1）輕質(zhì)高強(qiáng)（2）高耐久性（ 3 ） 構(gòu)件及制品尺寸大型化、構(gòu)件化、預(yù)制化和單元化（4）復(fù)合化（5）環(huán)保型材料（6 ）智能材料我國(guó)常用的標(biāo)準(zhǔn)可分為：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JC>地方標(biāo)準(zhǔn)（DB）和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QB）;密度：材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，以表示；表觀密度：材料單位表觀體積（實(shí)體及閉口體積）的質(zhì)量；體積密度：材料在自然狀態(tài)下單位體積（實(shí)體，開口及閉口體積）的質(zhì)量；堆積密度：散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量；密實(shí)度：指材料的體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)的程度；孔

2、隙率：指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料自然狀態(tài)下總體積的百分率；填充率：指散粒材料在堆積狀態(tài)下，其顆粒的填充程度稱為填充率。空隙率：指散粒材料在堆積狀態(tài)下，顆粒之間的空隙體積所占的比例。親水性：材料在空氣中與水接觸時(shí)能被水潤(rùn)濕的性質(zhì)；憎水性：材料在空氣中與水接觸時(shí)不能被水潤(rùn)濕的性質(zhì)；（夾角小于等于90 度，為親水性材料；夾角大于90 度，為憎水性材料；）吸濕性：材料在空氣中吸收水蒸氣的能力；吸水性：材料在浸水狀態(tài)下吸入水分的能力；耐水性： 材料長(zhǎng)期在飽水作用下保持其原有性質(zhì)的能力，其強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性；（工程中將>0.80 的材料，稱為耐水性材料）抗?jié)B性：材料在壓力水作用下，抵抗

3、滲透的性質(zhì)；系數(shù)反映了材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)；滲透系數(shù)越大，材料的抗?jié)B性越差；抗?jié)B等級(jí)越高，抗?jié)B性越好；抗凍性： 材料在飽水狀態(tài)下經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，同時(shí)強(qiáng)度也不嚴(yán)重降低的性質(zhì)；凍融循環(huán)：通常采用-15的溫度凍結(jié)后，再在20 的水中融化，這樣的過程為一次凍融循環(huán)；凍融破壞：材料吸水后，在負(fù)溫度下，水在毛細(xì)管內(nèi)結(jié)冰，體積膨脹約9，冰的動(dòng)脈壓力造成材料的內(nèi)應(yīng)力，使材料遭到局部破壞，隨著冰凍融化的循環(huán)作用，對(duì)材料的破壞加劇，這種破壞即為凍融破壞；導(dǎo)熱性：熱量在材料中傳導(dǎo)的性質(zhì)；（材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小，表示其絕熱性能越好；材料的孔隙率大其導(dǎo)熱系數(shù)小，隔熱絕熱性好）熱容量：指材料在加熱時(shí)吸收熱

4、量、冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)；比熱容：反映材料的吸熱或放熱能力的物理量；（進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)小而熱容量較大的材料（良好的絕熱材料），以使建筑保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定性）耐燃性：材料在高溫與火的作用下不破壞，強(qiáng)度也不嚴(yán)重下降的性能；耐火性：材料在長(zhǎng)期高溫作用下，保持不熔性并能工作的性能；理論強(qiáng)度：根據(jù)理論分析得到材料所能承受的最大應(yīng)力;強(qiáng)度：材料在外力作用下抵抗破壞的能力；（材料的真實(shí)破壞強(qiáng)度遠(yuǎn)低于理論強(qiáng)度）強(qiáng)度等級(jí)：土木工程材料常按其強(qiáng)度劃分成若干個(gè)等級(jí)，稱為強(qiáng)度等級(jí)；比強(qiáng)度：?jiǎn)挝惑w積質(zhì)量的材料強(qiáng)度，等于材料的強(qiáng)度與其表觀密度之比，是衡量材料是否輕質(zhì)，高強(qiáng)的指標(biāo)；彈性： 材料在外力作用下產(chǎn)生變形

5、，當(dāng)外力取消后，材料變形即可消失并能完全恢復(fù)原來形狀和尺寸的性質(zhì)；這種可恢復(fù)的變形叫彈性形變；塑性： 材料在外力作用下發(fā)生變形，如果取消外力，仍保持變形后的形狀尺寸，且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)；這種不可恢復(fù)的形變叫塑性形變；脆性：材料在破壞時(shí)未出現(xiàn)明顯的塑性變形，而表現(xiàn)為突發(fā)性破壞的性質(zhì)；韌性： 材料在沖擊或振動(dòng)荷載作用下，能吸收較大的能量，產(chǎn)生一定的變形而不破壞的性質(zhì)； 耐久性：材料在各種因素作用下抵抗破壞和保持原有性能的能力；硬度：材料抵抗較硬物質(zhì)刻劃或壓入的能力；測(cè)定硬度的方法通常采用刻劃法和壓入法；耐磨性：材料表面抵抗磨損的能力；膠凝材料：能將散粒材料、塊狀材料、或纖維材料黏結(jié)成整體的材料；膠

6、凝材料分為有機(jī)和無機(jī)兩種；氣硬性膠凝材料：只能在空氣中凝結(jié)硬化并保持和發(fā)展其強(qiáng)度；水硬性膠凝材料：既能在空氣中凝結(jié)硬化，又可在水中更好地硬化，并保持和發(fā)展其強(qiáng)度；石膏，石灰，水玻璃是氣硬性膠凝材料；石膏生產(chǎn)石膏膠凝材料的原料有天然二水石膏、天然硬石膏和工業(yè)副產(chǎn)品石膏；天然二水石膏簡(jiǎn)稱石膏，主要硫酸鈣；天然硬石膏又稱無水石膏，主要是由無水硫酸鈣組成；建筑石膏的性質(zhì)：裝飾性好、加工性能好；凝結(jié)硬化快；凝結(jié)硬化時(shí)體積微膨脹；孔隙率高、表觀密度小、強(qiáng)度低；具有較好的功能性；良好的防火性；隔熱、吸聲性良好；吸濕性強(qiáng)、耐水性和抗凍性差。建筑石膏的用途：粉刷石膏；石膏砂漿；墻體材料；初凝： 將從加水拌合開始

7、一直到漿體開始失去可塑性的過程；對(duì)應(yīng)的這段時(shí)間成為初凝時(shí)間；終凝： 將從加水拌合開始一直到漿體完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度的過程；對(duì)應(yīng)的這段時(shí)間成為初凝時(shí)間；凝結(jié)硬化：建筑石膏與適量的水拌和后，最初成為可塑的漿體，但很快失去可塑性并產(chǎn)生強(qiáng)度，然后逐漸發(fā)展成堅(jiān)硬的固體，這種現(xiàn)象成為凝結(jié)硬化。石灰石灰的主要原料是碳酸鈣；氧化鈣是生石灰欠火石灰：當(dāng)煅燒溫度過低或煅燒時(shí)間不足時(shí)，由于CaCO3 不能完全分解，即生石灰中含有未分解的碳酸鈣內(nèi)核，外部為正常煅燒石灰，這類石灰稱為欠火石灰；過火石灰：當(dāng)煅燒溫度過高或煅燒時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，部分塊狀石灰的表層會(huì)被煅燒成十分致密的釉狀物，這類石灰稱為過火石灰；石灰膏在使

8、用前要進(jìn)行陳伏處理，以消除過火石灰；陳伏： 為消除過火石灰的危害，石灰膏使用前應(yīng)在化灰池中存放兩周以上，使過火石灰充分熟化，這個(gè)過程稱為“陳伏”；石灰在空氣中的硬化是結(jié)晶作用和碳化作用兩個(gè)過程同時(shí)進(jìn)行的；水泥水泥是水硬性膠凝材料；通用硅酸鹽水泥有硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥、火山灰質(zhì)水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥等；硅酸鹽水泥的成分：熟料、石膏、（混合材料）；主要生產(chǎn)工藝過程為“兩磨”（磨細(xì)生料、磨細(xì)水泥）和“一燒”（生料煅燒成熟料）在實(shí)際工程中，水灰比多為0.40.7；水泥的養(yǎng)護(hù)：保持水泥漿溫度和濕度的措施；硅酸鹽水泥的主要技術(shù)指標(biāo)：（一）硅酸鹽水泥的細(xì)度用篩分析的方法或比表面積的方法表

9、示；（二） 凝結(jié)時(shí)間對(duì)工程的意義：初凝時(shí)間不宜過短，以便施工有足夠的時(shí)間來完成混凝土和砂漿的運(yùn)輸，澆搗和砌筑等操作，終凝時(shí)間不宜過長(zhǎng)，是為了是混泥土和沙漿在澆搗和砌筑完畢后能盡快凝結(jié)硬化，以便下一道工序的及早進(jìn)行；初凝時(shí)間：是指從水泥加水拌合起到水泥漿開始失去塑形所需的時(shí)間；終凝時(shí)間：是指從水泥加水拌合時(shí)起到水泥漿完全失去可塑性，并開始具有強(qiáng)度（但還沒有強(qiáng)度）的時(shí)間；水泥凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定是以標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿（使用標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，為了使其有可比性），在規(guī)定的溫度和濕度下用凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀來測(cè)定；（三）引起水泥安定性不良的原因：游離氧化鎂過多，水泥中的氧化鎂在水泥凝結(jié)硬化后，會(huì)與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，

10、反應(yīng)速度緩慢，且體積膨脹，會(huì)在水泥硬化幾個(gè)月后導(dǎo)致水泥石開裂；（2）滲入的石膏過量，會(huì)造成膨脹破壞；（ 3）游離氧化鈣過多，水泥中含有游離氧化鈣，其中部分過燒的氧化鈣在水泥凝結(jié)硬化后會(huì)緩慢與水生成氫氧化鈣，該反應(yīng)體積膨脹，使水泥石發(fā)生不均勻體積變化； 用沸煮法檢驗(yàn)水泥的體積安定性；（四）強(qiáng)度袋裝水泥的堆放高度一般不應(yīng)超過十袋；一般超過三個(gè)月的水泥，強(qiáng)度降低10%20%，六個(gè)月后降低15%30%，一年后降低25%40%。混凝土混凝土的原料：膠凝材料（水泥），骨料（粗、細(xì)骨料），水和其他材料（外加劑、礦物摻合料） ；普通水泥混凝土由水泥，粗骨料，細(xì)骨料和水組成；砂、石起骨架作用，并起限制硬化水泥收

11、縮的作用；水泥和水形成水泥漿，包裹骨料表面，填充骨料空隙，在混凝土拌合物中還起潤(rùn)滑作用，賦予混凝土流動(dòng)性，便于施工，混凝土硬化后起膠結(jié)作用；建筑用砂規(guī)定：天然砂采用硫酸鈉溶液法進(jìn)行試驗(yàn)；人工砂采用壓碎指標(biāo)法進(jìn)行試驗(yàn)；粗骨料的強(qiáng)度可用巖石的抗壓強(qiáng)度和壓碎指標(biāo)值表示；混凝土拌合用水按水源分為飲用水，地下水，地表水，海水及經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)的工業(yè)廢水；海水可用于拌素混凝土，不宜用于鋼筋混凝土；減水劑：能顯著減少拌合用水量的外加劑；引氣劑：能在混凝土攪拌過程中引入大量均勻分布，穩(wěn)定而封閉的微小氣泡；能改善混凝土的和易性和耐久性；早強(qiáng)劑：能促進(jìn)混凝土凝結(jié)硬化，加速混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展并對(duì)后期強(qiáng)度無明顯影響；混凝

12、土的和易性：流動(dòng)性、黏聚性、保水性；新拌混凝土流動(dòng)性以坍落度值作為流動(dòng)性指標(biāo)，值越大越好；干硬混凝土流動(dòng)性以維勃稠度值作為流動(dòng)性指標(biāo)，值越小越好；混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值以150mm 的立方體試件為標(biāo)準(zhǔn)，28 天的值強(qiáng)度低于該值的百分率不超過5%；提高混凝土的強(qiáng)度：（ 1 ）采用高強(qiáng)度等級(jí)水泥或快硬性早強(qiáng)型水泥；采用低水灰比的干硬性混凝土，提高混凝土的密實(shí)度；采用質(zhì)量好，級(jí)配良好的骨料和合理的砂率；采用機(jī)械攪拌和機(jī)械振動(dòng)成型采用熱處理養(yǎng)護(hù)措施（加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)）摻入化學(xué)外加劑摻入礦物外加劑；混凝土的變形：化學(xué)收縮：由于水泥水化后固體產(chǎn)物的總體積小于水化反應(yīng)前反應(yīng)物的總體積而產(chǎn)生的混凝土收縮；干濕變形

13、：混凝土具有在硬化過程中及暴露在環(huán)境中吸水膨脹和失水收縮的特性；碳化收縮變形:空氣中有一定濃度的二氧化碳，在相對(duì)濕度合適的條件下，二氧化碳能和混凝土表面由于水泥水化生成Ca（ OH） 2 很快地發(fā)生反應(yīng)，稱為碳化。碳化伴隨有體積的收縮，稱為碳化收縮；徐變： 硬化后的混凝土在恒定荷載的長(zhǎng)期作用下，沿著作用力方向隨時(shí)間而增加的變形；（不能完全恢復(fù)的變形現(xiàn)象）混凝土不論是受壓、受彎或受拉均有徐變現(xiàn)象；混凝土的耐久性：是指混凝土在使用條件下抵抗周圍環(huán)境中各種因素長(zhǎng)期作用而不破壞的能力；提高混凝土的抗?jié)B性的主要措施：合理選擇水泥、降低水灰比、選擇好的骨料級(jí)配、充分振搗和養(yǎng)護(hù)、摻用引氣劑和優(yōu)質(zhì)粉煤灰（影響

14、其的根本原因是孔隙率和空隙特征）提高混凝土的抗凍性的主要措施：摻入引氣劑、減水劑、防凍劑；（密實(shí)度、空隙構(gòu)造和數(shù)量以及空隙的充水程度是決定其抗凍性好壞的重要因素）堿骨料破壞：指水泥、 外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與骨料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生并導(dǎo)致混凝土開裂破壞的膨脹反應(yīng)；（破壞條件：a.混凝土中有一定量的堿 b.混凝土中必須有相當(dāng)數(shù)量的活性骨料c.使用環(huán)境有足夠的潮濕度）碳化：影響因素：a.二氧化碳的濃度b.環(huán)境濕度c.水泥品種與摻合料用量 d.混凝土的密實(shí)度混凝土的抗侵蝕性：受膠凝材料的組成、混凝土的密實(shí)度、空隙特征與強(qiáng)度水膠比、砂率、單位用水量是混凝土配合比的三個(gè)重要參數(shù)；水

15、膠比由強(qiáng)度和耐久性決定；建筑砂漿：砂漿是由膠凝材料、細(xì)骨料和水按一定比例制成的；砂漿可分為砌筑砂漿、抹面砂漿、絕熱砂漿、防水砂漿；砂漿的和易性包括流動(dòng)性和保水性；砂漿的流動(dòng)性用稠度來表示，保水性用分層度表示；硬化后砂漿的技術(shù)指標(biāo)：抗壓強(qiáng)度和強(qiáng)度等級(jí)、黏結(jié)性、變形性、抗凍性；砂漿以抗壓強(qiáng)度作為其強(qiáng)度指標(biāo)；一般砂漿抗壓強(qiáng)度越高，其與基材的黏結(jié)強(qiáng)度越高；此外， 砂漿的黏結(jié)強(qiáng)度與基層材料的表面狀態(tài)、濕潤(rùn)狀況以及施工養(yǎng)護(hù)條件有很大的關(guān)系；砌筑砂漿在承受荷載或在溫度變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生變形。砂過細(xì)，膠凝材料過多，摻合料過多，會(huì)引起收縮變形；石油瀝青瀝青是一種有機(jī)膠凝材料，屬于憎水性材料；瀝青按在自然界中獲取的方

16、式分為地瀝清和焦油瀝青；地瀝青按產(chǎn)源分為天然瀝青和石油瀝青；石油瀝青是由多種碳?xì)浠衔锛胺墙饘傺苌锝M成的混合物，是石油中相對(duì)分子質(zhì)量最大、組成及結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的部分；三組分分析法將石油分為油分、樹脂和瀝青質(zhì)；瀝青材料在溫度升高時(shí)，體積將發(fā)生膨脹，體膨脹系數(shù)越大，則冬季瀝青路面越容易泛油，冬季容易出現(xiàn)開裂；石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)：1 ，密度；2，瀝青的黏滯性：對(duì)使用粘稠的石油瀝青用針入度，對(duì)液體石油瀝青則用黏滯度（標(biāo)準(zhǔn)黏度）表示；（針入度反映了石油瀝青抵抗剪切變形的能力；針入度值越小，表示瀝青的黏度越大，粘滯性越強(qiáng)）3，塑性：指石油瀝青在外力作用是產(chǎn)生變形而不破壞，除去外力后仍保持變形后的形狀的性質(zhì)

17、；石油瀝青的塑性用延度表示；延度越大，塑性越好；4，溫度敏感性：指石油瀝青的粘滯性和塑性隨溫度升降而變化的性能；瀝青的軟化點(diǎn)是反應(yīng)瀝青溫度敏感性的重要指標(biāo)，脆點(diǎn)是另一指標(biāo)；瀝青的軟化點(diǎn)越高，脆點(diǎn)越低，溫度敏感性越小；5，大氣穩(wěn)定性：用抗老化性能來說明；6，施工安全性：閃點(diǎn)，燃點(diǎn)“三大指標(biāo)”針入度，軟化點(diǎn)，延度石油瀝青的牌號(hào)越大，則瀝青的大氣穩(wěn)定性越好；在瀝青中摻入填料的主要目的是提高瀝青的黏結(jié)性、耐熱性和大氣穩(wěn)定性；建筑金屬材料低碳鋼從受拉至拉斷經(jīng)歷四個(gè)過程：彈性、屈服、強(qiáng)化、頸縮；建筑結(jié)構(gòu)鋼合理的屈強(qiáng)比為0.600.75；規(guī)范規(guī)定：采用殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)的應(yīng)力為屈服點(diǎn)；鋼材的力學(xué)性能：彈性、塑性、強(qiáng)度和耐磨性；沖擊韌性：指鋼材抵抗沖擊荷載的能力；冷脆性：鋼材的沖擊韌性將隨溫度降低而下降，其規(guī)律是開始下降緩慢，當(dāng)達(dá)到某一溫度范圍時(shí)，突然大幅度下降而呈現(xiàn)脆性；疲勞強(qiáng)度：鋼材在交變荷載反復(fù)作用下，常常在遠(yuǎn)低于抗拉強(qiáng)度的