土木工程材料总结(考试版).doc

第一章
密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。
体积密度是指材料在包含内部闭口孔的条件下单位体积的质量。
表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。
堆积密度是指粉末或颗粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。
密实度指材料体积内，被固体物质充实的程度。
孔隙率是指材料体积内，孔隙体积占总体积的百分率。
填充率是指粉状或颗粒状材料在堆积体积中，被固体颗粒填充的程度。
空隙率是指粉状或颗粒材料在堆积状态下，颗粒间的空隙体积占堆积体积的百分率。
亲水性当θ≤90°时，材料易于被水润湿，为亲水性材料，此时材料分子与水分子之间的亲和力大于水分子之间的内聚力
憎水性当θ≥90°时，材料不易被水润湿，为憎水性材料，此时材料分子与水分子之间的亲和力小于水分子之间的内聚力
吸水性是指材料在浸水状态下，吸收水分的性能。材料吸水饱和时的含水率称为吸水率。
吸湿性是指材料在潮湿的空气中吸收水分的性能。吸湿性用含水率来表示。
耐水性是指材料长期在饱和水的作用下抵抗破坏，保持原有功能的性质。
热导性是指材料传导热量的能力，用热导系数表示。
热容量是指材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。
比热容的物理意义表示1g材料温度升高或降低1K时所吸收或放出的热量。
强度是指材料在外力（荷载）作用下，抵抗破坏的能力。
材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，能完全恢复原来的形状和尺寸的性质，称为弹性。
材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，仍保持变形后形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质，称为塑性。
比强度是评价材料是否轻质高强的指标。比强度反映材料单位体积质量的强度，其值等于材料的强度与体积密度值比，数值越大，表明材料越轻质高强。
脆性是指材料在外力作用下，直至断裂前只发生很小的弹性形变，不出现塑性变形而突然破环的性质。
韧性是指在冲击、振动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时也能产生一定的塑性形变而不知破坏的性质。
耐久性是指材料在长期使用过程中，抵抗环境中各种不利因素的破坏作用，保持原有性能不变质、不破坏的能力。环境对材料的破坏作用，可分为物理作用、化学作用、机械作用和生物作用。
抗渗性是指在压力水作用下，抵抗渗透的性质。
抗冻性是指材料在溪水饱和状态下，经受多次冻融循环作用而质量损失不大，强度也无明显降低的性质。
抗侵蚀性
材料的组成：1. 化学组成2. 矿物组成
材料的结构：1. 宏观结构（构造）2. 亚微观结构3. 微观结构
第四章 无机气硬性胶凝材料
土木工程材料中，凡是经过一系列物理作用、化学作用，能够将散粒状或块状材料粘接成整体的材料，统称为胶凝材料。
胶凝材料可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料。无机胶凝材料又分为气硬性的和水硬性的两类。
气硬性胶凝材料只能在空气中保持或继续发展其强度。水硬性胶凝材料则不仅能在空气中，而且更好地在水中硬化，保持并继续发展其强度。
建筑石膏的主要特性：1）凝结硬化快。建筑石膏初凝和终凝时间都很短，一般初凝时间为几分钟至十几分钟，终凝时间在30min以内，大约7d左右完全硬化。2）硬化体的孔隙率高。3）尺寸稳定，装饰性好。4）防火性好5）耐水性和抗冻性差。
欠火石灰降低石灰的利用率。
过火石灰颜色较深，密度较大，表面常被黏土融化形成玻璃釉状物包裹，熟化很慢。
石灰的硬化 石灰浆体在空气中逐渐硬化，是有下两个同时进行的过程来完成：
(1)结晶作用——游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。
（2）碳化作用——氢氧化钙与空气中二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，洗除水分并被蒸发。
石灰的技术性质：1.保水性好，可塑性好；2.凝结硬化慢，强度低；3.硬化后体积收缩大；
第五章 水泥
第一节 硅酸盐类水泥
硅酸盐水泥可分为普通硅酸盐水泥（P.O.）、矿渣硅酸盐水泥（P.S.）、火山灰质硅酸盐水泥（P.P.）、粉煤灰硅酸盐水泥（P.F.）以及复合硅酸盐水泥（P.C.）六大类。
硅酸盐水泥的定义：凡以适当成分的生料烧制部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入0～5%的石灰石或粒化高炉矿渣和活性石膏，磨细制成水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥，不掺混合料者称为Ⅰ型，代号P·Ⅰ型，掺混合料者为Ⅱ型，代号P·Ⅱ型。
水泥凝结硬化过程机理
影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素：1.熟料矿物组成；2.水泥细度；3.石膏参量；4.拌和水加量；5.养护湿度和温度；6.养护龄期；7.水泥受潮与久存。
凝结时间：初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于390min.
硅酸盐水泥的性质与应用：1.强度等级高，强度发展快；2.水化热高；3.耐腐蚀性差；4.抗冻性好；5.抗碳化性好；6.耐热性差；7。干缩小；8.耐磨性好
铝酸盐水泥特性：1.快硬性早；2.水化热高，放热快；3.耐蚀性好、密实不透水；4.耐热性好。
第六章 混凝土
分类：重混凝土、普通混凝土、混凝土
普通混凝土的优点：原材料来源丰富；施工方便；性能可根据需要设计调整；抗压强度高；耐久性好。
普通混凝土存在的主要缺点：自重大；抗拉强度低，抗裂性差；收缩变形大。
普通混凝土一般是水泥、砂、石和水组成，加入适当外加剂和掺合料。
水泥强度等级的选择原则为混凝土设计强度等级越高，则水泥强度等级也宜高。
细骨料主要包括河砂、海砂、山砂、机制砂。
细骨料的有害物质包括1.黏土和云母；2有机质、硫化物、硫酸盐。
砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合体平均粒径大小，通常用细度模数表示。
砂的颗粒级配是指不同粒径的砂粒搭配比例。
骨料的含水状态绝干状态、气干状态、饱和面状态和湿润状态。
粗骨料主要有碎石和卵石两大类。
有害物质主要有黏土、硫化物及硫酸盐、有机物。
粗骨料的粒级分为连续粒级和单粒级两种。
粗骨料的强度可用岩石的抗压强度或压碎值表示。
减水剂是指在混凝土坍落度相同的条件下，能减少拌合用水量；或者在混凝土配合比和用水量均不变的情况下，能增加混凝土坍落度的外加剂。分为普通减水剂和高效减水剂两大类。
混凝土和易性是指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型，并获得质量均匀密实的混凝土的一项综合技术性能。通常用流动性、黏聚性和保水性表示。
碱集料反应是指水泥外加剂等混凝土构成物及环境中的碱与集料中碱活性矿物在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。
外加剂是在混凝土拌合前或拌合时掺入，掺量不大于水泥质量的5％（特殊情况除外），并能按要求改善混凝土性能的物质。
混凝土外加剂按其主要功能分为四类：（1）拌合物流变性能的外加剂。包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。（2）调节砼时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。（3）改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。（4）改善混凝土其他性能的外加剂。包括膨胀剂、防冻剂、防潮剂、减缩剂等。
减水剂在混凝土拌合物坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂。
缓凝剂是能延长混凝土凝结时间，而不影响混凝土后期强度的外加剂。
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。
掺和料为改善混凝土性能、节约水泥、调节混凝土强度等级，在混凝土拌合时加入的天然的或者人工的矿物材料
混凝土掺合料分为活性矿物掺合料和非活性矿物掺合料。
和易性的概念：混凝土拌合物便于施工操作，能够达到结构均匀、成型密实的性能。和易性主要包括流动性、粘聚性和保水性
影响和易性的主要因素：1水泥品种2集料的性质3水泥浆数量—浆骨比4水泥浆的稠度—水灰比5砂率6外加剂7时间和温度
改善和易性的措施1当混凝土流动性小于设计要求时，为保证混凝土的强度和耐久性，不能单独加水，必须保持水灰比不变，增加水泥砂浆用量。2当坍落度大于设计要求时，可保持砂率不变的前提下，增加砂石用量，实际上减少了水泥浆数量。选择合理的浆骨比。3改善集料的级配，可增大混凝土的流动性，也能改善粘聚性和保水性4添加减水剂货引气剂5尽可能选用最优砂率。当粘聚性不足的时候可适当增加砂率。
立方体抗压强度尺寸150x150x150mm
影响砼抗压强度的主要因素：原材料因素1水泥的强度2水灰比3集料的种类、质量和数量4外加剂和掺合料 生产因素1施工条件—搅拌于振捣2养护条件3龄期
试验因素1试件形状尺寸2表面状态3含水程度4加荷速度
混凝土的变形性能：1化学收缩2干湿变形—温胀干缩3温度变形4在短期荷载的作用下得变形。
徐变是混凝土在长期荷载作用下，沿着作用力方向随时间的延长而增加的变形。
耐久性的概念：混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性的能力。
提高耐久性的措施：1合理选择水泥品种，使其与工作环境相结合2选择质量良好、级配合理集料和合理的砂率3采用较小水灰比和保证水泥用量，并加强混凝土质量的生产控制4掺用合适的外加剂5混凝土表面覆涂相关的保护材料。
第七章 砂浆
砂浆是由无（有）机胶凝材料、细骨料、矿物掺合料、化学外加剂以及水等材料按适当的比例配制而成的建筑材料。

第八章 沥青及沥青混合料
第一节 沥青的基本知识
沥青是一种有机胶凝材料，在常温下呈固体、半固体或粘稠液体，由天然或人工制造而得，主要为高分子烃类所组成，颜色为黑色或黑褐色，具有良好的粘结性、塑性、憎水性、耐腐蚀性和电绝缘性。
理清主要分为地沥青和焦油沥青。
石油沥青划分为油分、树脂和沥青质三个组分。油分赋予沥青以流动性，沥青脂胶是石油具有良好的塑性和粘结性，沥青质是决定石油沥青温度敏感性、黏性的重要组成部分。
蜡是石油沥青的有害成分。高温时降低沥青的延度和高温稳定性，低温时较低沥青的低温抗裂性。
胶体结构的分类：溶胶型结构、溶—凝胶型结构、凝胶型结构。
石油沥青的黏滞性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性。有、天反映了沥青的软硬、稀稠的程度，一般以绝对黏度表示。。测定沥青相对黏度的主要方法是用标准黏度计和针入度仪。针入度值越小，表明黏度越大。
温度敏感性是指石油沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能。常用软化点和针入度指数表示。
塑性是指石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏（裂缝或断开），出去外力后仍能保持变形后的形状不变的性质。用延度表示。
黏滞度、温度敏感性和塑性是评价石油沥青的三大指标。
大气稳定性极为沥青的耐久性，是指是指石油沥青热施工时受高温的作用，以及在使用时在热、阳光、氧气和潮湿等因素的长期综合作用下抵抗老化的性能。
沥青混合料的技术性质：
1.高温稳定性是指在高温条件下，沥青混合料能够抵抗车辆的反复作用，不会产生显著永久变化，保证沥青路面平整的特性。主要通过马歇尔稳定度测试方法和车辙试验法。
2.低温抗裂性；
3.耐久性；
4.抗滑性；
5.施工和易性。