整理土木工程材料课程复习全重点解释计算

1、精品文档精品文档?土木工程材料?课程复习全重点解释计算1. 材料的根本性质1. 材料的密度、表观密度、堆积密度、密实度与孔隙率、填充率与空隙率的概念2. 材料的孔隙率对材料的性质有何影响？3. 材料的吸水性与吸湿性的概念及计算？质量吸水率？体积吸水率？4. 什么叫耐水性？如何表示？5. 什么叫抗冻性？6. 什么叫弹性与塑性？7. 什么叫脆性与韧性？8. 抗渗性？如何表示?V实体积Vo表观体积Vo'堆积体积密度：是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量.p二M/V表观密度：是指材料在自然状态下单位体积的质量.p o=M/Vo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.p o&#

2、39;=M/Vo'大小关系：实际密度 表观密度堆积密度密实度：是指材料的固体物质局部体积占总体积的比例,说明材料体积内被固体物质所充实的程度.体积比D=V/Vo*100%孔隙率：指材料中的孔隙体积占材料自然状态下总体积的百分率.体积比 Po=Vo-V/Vo*100%=1-D填充率：是指散粒材料在其堆积体积中,被其颗粒填充的程度.体积比 D'=Vo/Vo'*100%空隙率：指散粒状材料堆积体积V中,颗粒间空隙体积所占的百分率.体积比 Po'=Vo'-Vo/Vo'*100%=1- D'P+D=1当材料的孔隙率增大时,材料的密度不变,表观密度、

3、密实度、导热性导热系数、强度、抗渗性抗渗系数、抗冻性、耐腐蚀性下降,保温性、吸水性吸 水率、吸湿性含水率上升,假设孔隙粗大或贯穿,那么导热系数上升.吸水性：指材料在水中吸水的性质.材料的吸水性用吸水率表示.质量吸水率：是指材料吸水饱和时,其内部吸收水分的质量占干材料质量的百分率.Wm=Mb-Mg/Mg*100%b 指饱和体积吸水率：是指材料吸水饱和时,其内部吸收水分的体积占干材料自然体积的百分率.Wv=Mb-Mg/ pw/Vo*100%Wv=Wrp*o干表观密度 po的单位是g/cm3吸湿性：亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质,称为吸湿性,材料的吸湿性用含水率表示.Wh=Ms-Mg/Mg*10

4、0%耐水性：材料的耐水性,是指材料长期在水作用下不破坏、 强度也不明显下降的 性质.耐水性用软化系数表示.Kr=Fb/FgKr>0.85耐水 <0.8抗冻 抗冻性：材料在饱水状态下经受屡次冻融循环作用而不破坏,同时强度也不严重降低的性质；抗冻性用抗冻等级表示,抗冻等级记为Fn是以规定的吸水饱和试件,在标准试验条件下,经一定次数的冻融循环后,强度降低不超过规定数 值,也无明显损坏和剥落,那么此冻融循环次数 n即为抗冻等级.弹性：材料在外力作用下产生变形,当外力去除后,能完全恢复原来形状的性质, 称为弹性.塑性：材料在外力作用下产生变形,当外力去除后,材料仍保持变形后的形状和 尺寸,且

5、不产生裂缝的性质,称为塑性.脆性：材料在外力作用下,无明显塑性变形而忽然破坏的性质,称为脆性.韧性：材料在冲击或振动荷载作用下,能吸收较大的能量,产生一定的变形而不 破坏的性质,称为韧性.抗渗性：材料的抗渗性,是指其反抗压力水渗透的性质.材料抗渗性常用渗透系 数或抗渗等级表示.渗透系数越大,材料的抗渗性越差；抗渗等级越高,抗渗性 越好；Ks=Qd/Ath 渗透系数cm/h、渗透水量、厚度、渗水面积、渗水时间 静水压力水头硬度:P472. 气硬性无机胶材1. 什么叫胶凝材料？什么叫气硬性胶凝材料？什么叫水硬性胶凝材料？2. 什么叫过火石灰？有什么危害？3. 什么叫石灰的熟化？4. 什么叫陈伏？为

6、什么要陈伏？陈伏时要注意什么？5. 石灰的硬化、性能及应用6石膏的生产、性能、应用胶凝材料：能将其他材料胶结成整体,并具有一定强度的材料；胶凝材料分为有机沥青、树脂和无机两种；气硬性胶凝材料：只能在空气中凝结硬化并保持和开展其强度；石膏,石灰,水玻璃水硬性胶凝材料：既能在空气中凝结硬化,又可在水中更好地硬化,并保持和发 展其强度；各种水泥石灰的主要原料是碳酸钙；氧化钙是生石灰；氢氧化钙是熟石灰工程用欠火石灰：当煅烧温度过低或煅烧时间缺乏时, 由于CaCO：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,局部块

7、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；危害：熟化慢,被用于建筑后能继续熟化产生体积膨胀, 从而引起裂缝和局部脱 落现象.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；石灰在空气中的硬化是结晶作用和碳化作用两个过程同时进行的；石灰的熟化：生石灰的熟化,是指生石灰与水作用生成氢氧化钙的化学反响, 其反响式如下：CaO+H2O=Ca(OH)2可熟化为石灰膏、熟石灰粉.石灰的硬化枯燥、结晶和碳化三个过程同时进行,但极为缓慢.碳化过程长时间只限于外表, 结晶过程主要在内部发生.原因：空气中CO2含量稀薄,使碳化反响

8、进展缓慢,同时外表的石灰浆一旦硬化就形成 外壳,阻止了 CO2的渗入,同时又使内部的水分无法析出,影响硬化过程的进行.石灰的性能：可塑性、保水性Ca0H2粒子外表吸附水膜、吸湿性 好生石灰做枯燥剂,凝结硬化慢,强度低,体积收缩大墙面裂缝 耐水性差受潮脱落.石灰的应用：配置石灰混合砂浆、石灰乳涂料和抹面；配置石灰土、三 合土；生产硅酸盐制品；生产轻质碳酸钙；加固含水的软土地基；静态 破碎剂.石灰的品种：熟热消石灰粉、磨细生石灰粉、石灰膏、石灰乳£常用建筑石灰的品种多用来拌制灰土和三合土生石灰粉粉別墻壁使用时可以不进行陈伏加过量水进行陈伏加水稀释石灰乳石灰膏用来拌制砌筑砂浆或抹面砂浆石膏

9、的生产:建筑石膏CaSO 4 2刃2O叱=型一 CaSO 4 丄HO + 22I1咼强石膏CaSO4 2H2OyCaSO-H + 1-H1石膏的性能：硬化后体积微膨胀性硬化后孔隙率大,因此其强度较低、表观密度小、吸声性较强、吸湿性较强.耐水性与抗冻性较差,凝结硬化快.防火性好但耐高温性差.隔热,吸声好.石膏的应用：室内抹灰及粉刷、石膏板纸面石膏板、装饰石膏板、吸声用穿孔石膏板、石膏艺术制品、建筑装饰制品3、水泥通用、专用、特性1. 六大通用水泥的定义、性能、应用2. 硅酸盐水泥熟料组成及单矿物特性3. 水泥水化反响包括二次反响及产物4. 主要技术指标细度、 凝结时间、安定性、强度5. 水泥石腐

10、蚀及预防通用水泥的耐腐蚀性有什么差异？为什么？ 通用水泥是指大量用于土木工程的水泥,按其所掺混合材的种类及数量不同.又 有硅酸盐水泥P.1和P.11、普通硅酸盐水泥简称普通水泥P.O、矿渣硅酸 盐水泥简称矿渣水泥P.S、火山灰质硅酸盐水泥简称火山灰水泥P.P、粉煤 灰硅酸盐水泥简称粉煤灰水泥P.F和复合硅酸盐水泥简称复合水泥P.C 等.统称为六大水泥.六大通用水泥各自有优缺点:但混合材水泥有共性,所以通用的地方很多.1硅酸盐水泥硅水特点：早强高硬化快,水化放热大,结构密实,干缩小,抗冻好；但耐硫酸盐腐蚀和软水腐蚀差；应用：高强混凝土、预应力混凝土和有早强要求的混凝土工程；受冻融 循环的混凝土工

11、程和有耐磨要求的混凝土工程.2普通硅酸盐水泥普水特点：与硅水差的不多,只是在成分中有615%勺混合材,所以本钱小, 强度和水化热有所减小.应用：与硅水根本相同.3矿渣水泥特点:有2070%的矿渣替代了熟料.因此早强底,后期强度高；水 化放热小,耐热性好,耐腐蚀性好,抗冻性差,干缩大,抗渗差,抗碳 化水平差.应用：大体积混凝土工程；有耐热要求的混凝土工程；有耐硫酸盐腐蚀 的工程,蒸汽养护的预制构件；一般地上、地下河水中的混凝土和钢筋 混凝土工程.4火山灰水泥特点：有2050%的火山灰替代了熟料.耐热性差,抗渗性好,干缩 大,其他性能同矿渣水泥.应用：地下、水中的大体积混凝土工程；蒸汽养护构件；有

12、耐腐蚀性和 抗渗要求的混凝土工程；一般的混凝土工程.不适宜用于枯燥地区.5粉煤灰水泥特点：有2050%的粉煤灰替代了熟料.耐热性差,干缩小,抗裂好.应用：地下、水中的大体积混凝土工程；蒸汽养护构件；有耐腐蚀性要 求的混凝土工程；一般的混凝土工程.粉煤灰分三个等级,每个等级配 置的混凝土应用是有区别的.硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥:高强快硬抗冻耐磨其他水泥:大体积混凝土、高湿环境、受侵蚀介质作用的环境硅酸盐水泥熟料主要由四种矿物组成 ：硅酸三钙3760%硅酸二钙 1537%、铝酸三钙715%、铁铝酸四钙1018%、游离氧化钙/ 镁和石膏掺量过多一起作为体积安定性不良的原因、含碱矿物及玻璃 体碱骨料

13、反响硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料加石膏和混合材磨细单矿物特性：名称硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙凝结硬化速度快慢最快快28d水化放热量多少最多中强度高早期低,后期高低低水泥水化反响：C3S+CSH水化硅酸钙胶体+CH 氢氧化钙晶体C2S+ CSH+CHC3A+C3AH6水化铝酸三钙晶体C4AF+H C3AH6CFH水化铁酸一钙胶体二次水化反响：3CaO A11O3 HQ+SpaSqA、细度：水泥颗粒的粗细程度. 7200 um 越细外表积越大, 与水发生水化反响的速度越快,水泥早期强度越高；硬化收缩越大,易受潮降低活性,本钱越高.水化,硬化,流动性,水化热,耐久性硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥比

14、外表积小于300 ,否那么不合格筛析法筛余量初凝时间：是指从水泥加水拌合起到水泥浆开始失去塑形所需的时间；>45min终凝时间：是指从水泥加水拌合时起到水泥浆完全失去可塑性,并开始具有强度但还没有强度的时间； w 390min硅水w 600min普水初凝时间不宜过短,以便施工有足够的时间来完成混凝土和砂浆的运输,浇捣和砌筑等操作,终凝时间不宜过长,是为了是混泥土和沙浆在浇捣和砌筑完毕后能尽快凝结硬化,以便下一道工序的及早进行；水泥凝结时间的测定是以标准稠度的水泥净浆使用标准稠度用水量,为了使其有可比性,在规定的温度和湿度下用凝结时间测定仪来测定 6 ±1；初凝时间不符合规定者为

15、废品, 终凝时间不符合规定者为不合格品.体积安定性：水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中, 体积变化的均匀性.安定性不良：水泥硬化后产生不均匀的体积变化.引起水泥体积安定性不良的原因：由于水泥熟料矿物组成中含有过多游离氧化钙f-CaO、游离氧化镁f-MgO,或者水泥粉磨时石膏掺量过多.国家标准规定：水泥中游离氧化镁含量不得超过水泥质量的5%三氧化硫含量不得超过水泥质量的3.5%.检测方法：由游离氧化钙引起的水泥体积安定性不良可采用沸煮法检验.所谓沸 煮法包括试饼法和雷氏夹法平均膨胀值 W 5.0mm两种.强度：P78-79单位为兆帕品种强度等级抗压强度抗折强度3d28d3d28d硅酸盐水泥

16、42.5> 17.0> 42.5> 3.5> 6.542.5R> 22.0> 4.052.5> 23.0> 52.5> 4.0> 7.052.5R> 27.0> 5.062.5> 28.0> 62.5> 5.0> 8.062.5R> 32.0> 5.5普通硅酸盐水泥42.5> 17.0> 42.5> 3.5> 6.542.5R> 22.0> 4.052.5> 23.0> 52.5> 4.0> 7.052.5R> 27.0&

17、gt; 5.0矿渣硅酸盐水泥 火山灰硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥32.5> 10.0> 32.5> 2.5> 5.532.5R> 15.0> 3.542.5> 15.0> 42.5> 3.5> 6.542.5R> 19.0> 4.052.5> 21.0> 52.5> 4.0> 7.052.5R> 23.0> 4.5水泥的腐蚀：在某些腐蚀性介质的作用下,水泥石的结构逐渐遭到破坏,强度下降以致全 部崩溃的现象为水泥石的腐蚀.腐蚀原因:1.水泥中含有易与侵蚀物质发生反响的物质CH

18、,C3AH62水泥有大量孔隙.预防举措:1.根据工程所处环境,选取适当品种的水泥.2. 增加水泥制品的密实度3. 加作保护层4. 混凝土1. 混凝土的根本要求配合比设计的根本要求如何满足?2. 混凝土按干表观密度如何分类？重混凝土？3. 砂的技术要求.有害杂质有哪些内容？对混凝土有何影响？细度模数计算及级配评定4. 碱骨料反响及如何防范5. 粗骨料强度的表示方法？6. Feu及Fcu.k及强度等级C的含义,影响混凝土强度的因素试验条件.7. 外加剂的定义,减水剂有什么作用效果？8. 和易性的定义、影响因素、如何改善？9. 环箍效应有什么影响？10. 砂率？最优砂率？对混凝土性能有什么影响？11

19、. 耐久性如何保证？12. 混凝土有哪几种变形？徐变？13. 配合比设计14. 如何节约水泥混凝土：由胶凝材料、骨料、水按适当比例配合、拌制成混合物,经一定时间后硬化而成的人造石材混凝土的特点：P97优点：1. 原材料来源丰富,造价低廉2. 混凝土拌合物可塑性好3. 配置灵活、适应性好4. 抗压强度高5. 与钢筋黏结力强,膨胀系数根本相同6. 耐久性好7. 生产能耗低缺点：1. 自重大,比强度小2. 抗拉强度低3. 导热系数大4. 硬化较慢,生产周期长混凝土的根本要求配合比设计的根本要求：1. 强度平安性2. 和易性工作性3. 耐久性4. 经济性混凝土按干表观密度大小可分为三类：重混凝土 &g

20、t;2600、普通混凝土1950-2500、轻混凝土<1950重混凝土 ：表观密度大于2600kg/m3的混凝土砂的技术要求：P1031. 砂的粗细程度及颗粒级配2. 含泥量、石粉及泥块含量3. 有害物质含量4. 碱骨料反响5. 巩固性6. 表观密度、堆积密度、空隙率7. 骨料砂、石的含水量有害杂质的内容及影响：1. 云母影响混凝土的强度及耐久性2. 有机物、硫化物、硫酸盐杂质对水泥有侵蚀作用3. 氯盐会对混凝土中的钢筋有锈蚀作用砂对混凝土的影响：使用良好级配的砂,不仅所需水泥浆量减少,经济性好,而且还可以提升混凝土的和易性、密实度和强度.砂的细度模数：Mx=(A2+A3+A4+A5+A

21、6)-5A1"(100-A1)砂的级配评定MR :1.3.7-3.1粗砂2.3.0-2.3中砂3.2.2-1.6细砂4.1.5-0.7特细砂碱骨料反响：混凝土及环境中的碱与骨料中的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 膨胀反响.如何防范：1. 混凝土用砂中不能含有活性二氧化硅等物质2. 混凝土用砂经碱-骨料反响试验后合格粗骨料强度的表示方法P111：1. 碎石的强度用其母岩岩石的 立方体抗压强度 和碎石的压碎指标值表示2. 卵石及再生粗骨料的强度用的 压碎指标值表示Feu混凝土立方体抗压强度P132FcU.K：混凝土立方体抗压强度标准值标准试验方法测得的具有 95%

22、保证率的抗压强度强度等级C:根据混凝土立方体抗压强度标准值确定的混凝土强度等级.强度等 级表示中的“ C为混凝土强度符号,“ C后面的数值,即为混凝土立方体抗压 强度标准值.影响混凝土强度的因素试验条件P134: 1.水泥强度等级及水灰比2. 骨料的影响3. 养护温度及湿度4. 龄期与混凝土强度的关系5. 施工方法试验条件对混凝土强度的影响：1. 试件尺寸：越小强度越高2. 试件形状：高宽比越大强度越小3. 外表状态：有无润滑剂4. 加荷速度：加荷速度快强度高5. 含水状态：含水率高,强度低外加剂：是一种在混凝土搅拌前或拌制过程中参加的、用以改善新拌混凝土和或硬化混凝土性能的材料减水剂减少用水

23、量的作用效果P114水、水泥、水胶比/配合比、流动性：1. 配合比不变时显著提升流动性2. 流动性和水泥用量不变,减少用水量,降低水胶比,提升强度3. 流动性和强度不变,节约水泥用量,降低本钱4. 配置高强高性能混凝土或1. 假设不减少拌合用水量,能明显提升拌合物的流动性2. 当减水而不减少水泥时,那么提升混凝的强度3. 当减水且减少水泥用量时,能节约水泥和易性：指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型,并获得质量均匀、结构密实的混凝土的一项综合技术性能,包括流动性、粘聚性和保水性等三方面含义和易性的影响因素：1. 单位用水量2.3.浆骨比4.4. 水胶比5. 砂率7.6. 胶凝材料品种及细度9.7.

24、 骨料的品种及细度8. 外加剂12.13.时间、气候条件改善工作性的举措P130:1. 通过试验,采用合理砂率,并尽可能采用较低的砂率.2.2. 改善砂、石特别是石子的级配.3. 在可能条件下,尽量采取用较粗的砂子.5.4. 当混凝土拌合物坍落度太小时,保持水灰比不变,增加适量的水泥浆；当坍落度太大时,保持砂率不变,增加适量的砂石.7.5. 有条件时尽量掺用外加剂,如减水剂、引气剂.环箍效应：测定混凝土立方体抗压强度时,钢制压板对试件横向膨胀的约束作用影响：影响混凝土抗压强度测定结果,提升强度.砂率：沙子占砂石总质量的百分率最优砂率：在用水量和水泥用量不变的情况下,使混凝土拌合物获得最大的的流

25、 动性,以及良好的黏聚度和保水性时所需砂的质量占全部集料总质量的百分率.影响P128:砂率增加1. 流动性增加2. 粘聚性、保水性下降3. 骨料外表积增加,水泥用量增加4. 超出一定范围时,流动性下降提升耐久性的举措：1. 合理选择水泥的品种2. 适当限制混凝土的水灰比和水泥用量 最主要3. 选用品种良好,级配合格的骨料4. 掺外加剂5. 保证混凝土的施工质量混凝土有哪几种变形：非荷载作用下的变形一一化学收缩、干湿变形、自收缩、 温度变形荷载作用下的变形一一弹性形变、塑性形变徐变：长期荷载作用下的变形.如何节约水泥：1. 使用较粗的骨料2. 使用良好级配的骨料3. 采用合理沙率4. 合理采用外

26、加剂5. 使用高活性掺合料用粉煤灰矿渣代替局部水泥配合比设计计算步骤三个根本参数：水灰比w/c、砂率B s、单位用水量 目的：算出单位体积的混凝土各组成材料的质量比例 根本要求：强度、和易性、耐久性、经济性一、确定计算配合比1. 确定砼配制强度fcu,o f cu,o = fcu,k+ 1.645 T式中fcu,o混凝土配制强度MPa混凝土立方体抗压强度； fcu,k 混凝土立方体抗压强度标准值MPa设计强度； t混凝土强度标准差MPa °混凝土 t可按表6.8.1取值.表6.8.1 混凝土 t取值混凝土强度等 级<C20C2旷 C35>C35t (MPa4.05.06.

27、02.确定水灰比WCcW评心2九+僅讥aa、ab回归系数,可按表6.8.2米用.f ce水泥28d抗压强度实测值=水泥强度等级*1.13表6.8.2回归系数aa和ab选用表石子品 种a aa b碎石0.530.20卵石0.490.13为了保证混凝土的耐久性,水灰比还不得大于表6.18中规定的最大水灰比值, 如计算所得的水灰比大于规定的最大水灰比值时,应取规定的最大水灰比值.2. 选定砼单位拌和用水量mwo1干硬性和塑性混凝土用水量确实定根据所用骨料的种类、最大粒径及施工所要求的坍落度值,查表6.8.3、6.8.4选取im混凝土的用水量.表6.8.3干硬性混凝土的用水量拌和物稠度卵石最大粒径mm

28、碎石最大粒径mm工程指标102040162040维勃 稠度S16 2017516014518017015511 15180165150185175160510185170155190180165表6.8.4塑性混凝土的用水量拌和物稠度卵石最大粒径mm碎石最大粒径mm工程指标102031.540162031.540坍落 度mm10301901701601502001851751653550200180170160210195185175557021019018017022020519518575921191851752302152051950552流动性和大流动性混凝土的用水量计算a. 以表6.

29、8.4中坍落度90mm勺用水量为根底,按坍落度每增大 20mm用水量 增加5kg,计算出未掺外加剂时混凝土的用水量.b. 掺外加剂时的混凝土用水量按下式计算：mwa=nwo1- ®式中mwa掺外加剂时,每1吊混凝土的用水量kg/m3 ；mw-未掺外加剂时,每im混凝土的用水量kg/m3 ;B外加剂的减水率,应经试验确定.3. 确定单位水泥用量mo WIC未保证混凝土的耐久性,由上式计算求得的 mo还应满足表6.6.1规定的 最小水泥用量,如计算所得的水泥用量小于规定的最小水泥用量时, 应取规定的 最小水泥用量值.4. 确定砂率？s1查表法一根据骨料的种类、最大粒径、水灰比按表6.8.

30、5选用.表6.8.5 混凝土的砂率水灰比w/c卵石最大粒径mm碎石最大粒径mm1020401620400.4026 3225 3124 3030 3529 3427 320.5030 3529 3428 3333 3832 3730 350.6033 3832 3731 3636 4135 4033 380.7036 4135 4034 3939 4438 4336 41(2) 计算法P二丄好心叫+叫 血叫八他%a :拨开系数.机械拌和取1.11.2 ;人工拌和1.21.45. 计算单位砂、石用量(1)体积法+ OUla=lA =xlOO% 典o +期牌(2)质量法叽4榊沪+沖珅*叫 二內0 二一*100%巩©