土哥土木工程材料2019第一讲

1、八 零 教 育2019年岩土道路专业基础工程地质Its土哥EightyEducation八 零 教 育大纲考点岩土专业结构专业材料的组成化学组成矿物组成及其对材料性质的影响化学组成矿物组成及其对材料性质的影响材料的微观结构及其对材料性质的影响原子结构；离子键；金属键；共价键和范德华力；晶体与无定形体(体)原子结构；离子键；金属键；共价键和范德华力；晶体与无定形体(体)材料的宏观结构及其对材料性质的影响材料的基本性质：密度；表观密度与堆积密度；孔隙与孔隙率材料的基本性质：密度；表观密度与堆积密度；孔隙与孔隙率好教育，八零造！岩土基础 ：土哥2八 零 教 育大纲考点岩土专业结构专业材料的特征亲水性

2、与憎水性；吸水性与吸湿性；耐水性；抗渗性；抗冻性；导热性强度与变形性能；脆性与韧性亲水性与憎水性；吸水性与吸湿性；耐水性；抗渗性；抗冻性；导热性强度与变形性能；脆性与韧性无机胶凝材料气硬性胶凝材料；石膏和石灰技术性质与应用气硬性胶凝材料；石膏和石灰技术性质与应用水硬性胶凝材料水泥的组成；水化与凝结硬化机理；性能与应用材料的基本性质：密度；表观密度与堆积密度；孔隙与孔隙率好教育，八零造！岩土基础 ：土哥3八 零 教 育大纲岩土专业结构专业考点原材料技术要求；拌合物的和易性及影响因素；强度性能与变形性能；耐久 性抗渗性、抗冻性、碱骨料反应； 混凝土外加剂与配合比设计 沥青及改性原材料技术要求；拌合

3、物的和易性及影响因素；强度性能与变形性能；耐久 性抗渗性、抗冻性、碱骨料反应；混凝土外加剂与配合比设计 沥青及改性混凝土沥青：组质和应用沥青：组质和应用组成、组织与性能的关系； 其对钢材性能的影响；与选用处理及组成、组织与性能的关系； 理及其对钢材性能的影响； 材和种类与选用处钢钢材钢材和种类木材、石材和粘土组能与应用组能与应用好教育，八零造！岩土基础 ：土哥4八 零 教 育土木工程材料大纲&考点分值分布好教育，八零造！岩土基础 ：土哥5年份考点2011201220132014201620172018合计材料的组成与特征11121118材料的宏观、微观结构及其对材料性质的影响11111

4、5无机胶凝材料112水硬性胶凝材料111115混凝土232222215钢材1111116木材、石材、沥青和粘土21111219八 零 教 育材料的组成与结构材料环境时，通常必须考虑的最基本的、共有的性质。因为土材料所处建（构）筑物的部位不同、使用环境不同、人们对材料木的使用功能要求不同，所起的作用就不同，要求的性质也就有所不同。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥6八 零 教 育材料的组成与结构一、 材料的组成1.化学组成无机非金属来表示。材料的化学组成:以各种氧化物含量金属材料:以元素含量来表示。化学组成决定着材料的化学性质，影响其物理性质和力学性质。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥7八 零 教

5、 育材料的组成与结构 2 .矿物组成材料中的元素和化合物以特定的矿物形式存在并决定着材料的 许多重要性质。矿物组成是无机非金属材料中化合物存在的基本形式。 3. 相组成材料中结构相近性质相同的均匀部分。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥8八 零 教 育经典考题1.熔融状态急冷处理，凝固成固态，形成的结构为( )。A晶体B胶体C体 D溶胶体好教育，八零造！岩土基础 ：土哥9八 零 教 育材料的密度是指材料在绝对密实状态下体积的质量。表观密度是指视密度体积（含材料实体及闭口孔隙体积）物质颗粒的干质量，也称体积密度是指材料在自然状态下隙）的质量，俗称容重体积（包括材料实体及其开口孔隙、闭口孔堆积密度是

6、指体积（含物质颗粒固体及其闭口、开口孔隙体积及颗粒间空隙体积）物质颗粒的质量，有干堆积密度及湿堆积密度之分好教育，八零造！岩土基础 ：土哥10八 零 教 育材料的结构与构造（1）宏观结构（构造）材料的宏观结构是指用肉眼和放大镜能够分辨的粗大组织。其约为毫米级大小，以及更大的构造情况。宏观构造，按孔隙可以分为：（1）致密结构，基本上是无孔隙存在的材料。例如钢铁、有色金属、致密天然石材、钢、等（2）多孔结构，是指具有粗大孔隙的结构。如加气混凝土、混凝土、及人造轻质材料等。（3）微孔结构，是指微细的孔隙结构。如石膏制品、粘土砖瓦等。（4）结构，是指木材、矿物棉纤维所具有的结构。好教育，八零造！岩土基

7、础 ：土哥11八 零 教 育材料的结构与构造（5）层状结构，采用粘结或其他方法将材料迭层状的结构。如胶合板、迭合人造板、蜂窝夹芯板、以及某些具有层状填充料的制品等。（6）散粒结构，是指松散颗粒状结构。比如混凝土骨料、用作绝热材料的粉状和和粒状的添充料。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥12八 零 教 育1.微观结构微观结构是指材料在原子、基本上可分为晶体与非晶体。层次的结构。材料的微观结构，晶体结构的特征是其内部质点（离子、原子、）按照特定的规则在空间周期性排列。非晶体也称体或无定形体，如无机。体是化学不稳定结构，容易与其它物体起化学作用。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥13八 零 教 育材料的

8、结构与构造3. 亚微观结构亚微观结构也称作细观结构，是介于微观结构和宏观结构之间的结构形式。如金属材料晶粒的粗细及其金相组织，木材的木，混凝土中的孔隙及界面等。从宏观、亚微观和微观三个不同层次的结构上来研究土木工程材料的性质，才能深入其本质，对改进与提高材料性能以及创制新型材料都有着重要的意义。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥14八 零 教 育材料的状态参数和结构特征1 .材料的体积体积是材料占有的空间因而表现出不同的体积。由于材料具有不同的物理状态，（1） 材料的绝对密实体积：干材料在绝对密实状态下的体积。即材料内部没有孔隙时的体积，或不包括内部孔隙的材料体积。一般以表示材料的绝对密实体积（

9、2） 材料的表观体积：材料自然状态下在的体积，即整体材料的外观体积（含内部孔隙和水分）。一般以V0 表示材料的表观体积。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥15八 零 教 育不是老铁，我才不告诉你下面的呢。（3）材料的堆积体积：粉状或粒状材料，在堆集状态下的总体外观体积。根据其堆积状态不同，同一材料表现的体积大小可能不同，松散堆积下的体积较大，密实堆积状态下的体积较小。材料的堆集体积一般以 V ¢ 来表示。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥16八 零 教 育表观密度又叫视密度.定义：在规定条件下，材料表观体积（矿质实体体积十闭口孔隙体积）的质量，称为称视密度。1.公式：式中： t视密度（表

10、观密度），； 、意义同前；B闭口孔隙的体积，。测定方法：排水法好教育，八零造！岩土基础 ：土哥17八 零 教 育毛体积密度定义：材料的毛体积密度是在规定试验条件下，烘干材料质量。体积（包括孔隙在内）的公式：石料的毛体积密度，3石料开口孔隙体积，3𝜌0𝑣𝐾， ，B意义同前。材料的毛体积密度测定可将石料为规则形状石料试件，采用精密量具测量其几何形状的方法计算其体积；对于遇水崩解、溶解和干缩湿胀性松软石料，应采用封蜡法测定。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥18八 零 教 育表观密度表观密度表观密度（俗称“容重”）是指材料在自然状态下按下式计算:体积的质

11、量。r0= mV0式中0材料的表观密度, g/cm3 或kg/m3m 材料的质量，g 或 kgV0材料的表观体积，cm3 或 m3好教育，八零造！岩土基础：土哥19八 零 教 育容易犯错的地方材料的表观体积是指包括内部孔隙在内的体积。因为大多数材料的表观体积中包含有内部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影响其总质量（有时还影响其表观体积）。因此，材料的表观密度除了与其微观结构和组成有关外，还与其内部状态及含水状态有关，一般以干燥状态下的测定值为准。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥20八 零 教 育材料的堆积密度堆积密度是指粉状或粒状材料，在堆积状态下按下式计算：体积的质量

12、，按下式计算的质量。式中0材料的堆积密度, g/cm3 或 kg/m3 m 材料的质量，g 或 kgV0材料的堆积体积，cm3 或 m3好教育，八零造！岩土基础 ：土哥21八 零 教 育深入理解，才出错粉状或粒状材料的质量是指填充在一定容器内的材料质量，其堆积体积是指所用容器的容积而言。因此，材料的堆积体积包含了颗粒之间的空隙。在土木工程中，计算材料用量、构件的自重，配料计算以及确定堆放空间时经常要用到材料的密度、表观密度和堆积密度等数据。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥22八 零 教 育材料的密实度材料的密实度密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。密实度的计算式如下：= r0D = Vr

13、V0对于绝对密实材料， 因 0 = ，故密实度D =1 或 100%。对于大多数土木工程材料， 因 0 ，故密实度D 1 或 D 100%。密度；0材料的表观密度密实度反映了材料的致密程度；含有孔隙的固体材料密实度都小于1； 材料的强度、吸水性、耐久性、导热性都与密实度有关。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥23八 零 教 育材料的孔隙(二)孔隙的类型(1)连通孔隙(2)封闭孔隙(3)半封闭孔隙(三).孔隙对材料性质的影响(孔隙增多)(1). 材料的体积密度减小(2). 材料受力的有效面积减小,强度降低(3). 体积密度减小,导热系数和热容随之减小(4).透气性,透水性,吸水性变大(5).对抗冻

14、性,要视孔隙大小和形态而定,有些能提高抗冻性好教育，八零造！岩土基础 ：土哥24空隙率八 零 教 育空隙率空隙率是指散粒材料在其堆集体积中, 颗粒之间的空隙体积所占的比例。空隙率P， 按下式计算：= 1- r0-VP = V0rV00材料的表观密度;0，材料的堆积密度空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。空隙率可作为混凝土骨料级配与计算含砂率的依据。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥25八 零 教 育材料的物理性质1.材料与水有关的性质（1） 材料的亲水性与憎水性与水接触时，有些材料能被水润湿，而有些材料则不能被水润湿，对这两种现象来说，前者为亲水性，后者为憎水性。材料具有亲水性或

15、憎水性的根本在于材料的结构。亲水性材料与水之间的亲合力，大于水本身之间的内聚力；反之，憎水性材料与水之间的亲合力，小于水本身之间的内聚力。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥26八 零 教 育材料的亲水性与憎水性工程实际中，材料是亲水性或憎水性，通常以润湿角的大小划分，润湿角为在材料、水和空气的交点处，沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的夹角。其中润湿角愈小，表明材料愈易被水润湿。当材料的润湿角 时，为亲水性材料；当材料的润湿角 时， 为憎水性材料。水在亲水性材料表面可以铺展开，且能通过毛细管作用自动将水吸入材料内部；水在憎水性材料表面不仅不能铺展开，而且水分不能渗入材料的毛细管中，见图1-1好

16、教育，八零造！岩土基础 ：土哥27八 零 教 育（2）材料的吸水性材料能吸收水分的能力，称为材料的吸水性。吸水的大小以吸水率来表示。分质量吸水率和体积吸水率1. 质量吸水率质量吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分比， 并以Wm 表示。质量吸水率Wm 的计算公式为：= mb - mg´100%Wmmg式中mb材料吸水饱和状态下的质量（或kg）mg材料在干燥状态下的质量（或kg）。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥28八 零 教 育2.2岩石的静力学特性1. 体积吸水率体积吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水的体积占材料自然体积的百分率，并以W表示。体积吸水率W的

17、计算公式为：= mb - mg1·´100%WvrV0W式中mb材料吸水饱和状态下的质量（或kg） mg材料在干燥状态下的质量（或kg）。V0 材料在自然状态下的体积，（cm3 或 m3） w 水的密度,（g/cm3 或 kg/m3）， 常温下取w =1.0 g/cm3好教育，八零造！岩土基础 ：土哥29八 零 教 育吸水率易错知识点总结材料的吸水率与其孔隙率有关，更与其孔特征有关。因为水分是通过材料的开口孔吸入并经过连通孔渗入内部的。材料内与外界连通的细微孔隙愈多，其吸水率就愈大。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥30八 零 教 育材料的耐水性4. 材料的耐水性材料的耐水性

18、是指材料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质。衡量材料耐水性的指标是材料的软化系数KR：fb=KRfg式中KR 材料的软化系数fb 材料吸水饱和状态下的抗压强度（MPa）。fg 材料在干燥状态下的抗压强度（MPa）好教育，八零造！岩土基础 ：土哥31八 零 教 育软化系数反映了材料饱水后强度降低的程度，是材料吸水后性质变化的重要特征之一。一般材料吸水后，水分会分散在材料内微粒的表面，削弱其内部结合力， 强度则有不同程度的降低。当材料内含有可溶性物质时（如石膏、石灰等），吸入的水还可能溶解部分物质，造成强度的严重降低。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥32八 零 教 育l 材料耐水性

19、限制了材料的使用环境，软化系数小的材料耐水性差，其使用环境尤其受到限制。软化系数的波动范围在0至1之间。工程中通常将0.85的材料称为耐水性材料，可以用于水中或潮湿环境中的重要工程。用于一般受潮较轻或次要的工程部位时，材料软化系数也不得小于0.75 。 注意：随含水量增加，减弱其内部结合力，导致强度下降。KR>0.85，称为耐水材料好教育，八零造！岩土基础 ：土哥33八 零 教 育l 5. 抗冻性：材料饱水状态下，能经受多次冻融交替作用， 既不破坏强度又不显著下降的性质。材料吸水后，在负温作用条件下，水在材料毛细孔内冻结成冰，体积膨涨所产生的冻胀造成材料的内应力，会使材料遭到局部破坏。随

20、着冻融循环的反复，材料的破坏作用逐步加剧，这种破坏称为冻融破坏。抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受反复冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性能。因素：水、负温度抗冻等级：能经受冻融循环的最大次数好教育，八零造！岩土基础 ：土哥34八 零 教 育抗冻性材料在含水状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性质。冻融循环：直接冻融法是测定石料抗冻性的主要试验方法。此方法是将石料制备成直径和高均为的圆柱体或边长为的立方体试件，放人烘箱（±）烘至恒重，冷却后称其质量，按吸水率试验方法让试件吸水饱和，然后取出擦去表面水分，置于冰箱（-）冻结，然后取出放人±的水中

21、融解，如此为一次冻融循环，经反复冻融至规定次数为止，将冻融后的试件再烘干至恒重，并称其质量。对于不同的工程环境气候条件，冻融循环的次数有不同的要求，分为15次、25次及25次以上。在试验过程中，每隔一定的冻融循环次数，应详细检查试件有无剥落、裂缝、lll分层及掉边等现象，并加以。对于块状石料的抗冻性，可采用经规定次数的冻融循环后的质量损失率或者耐冻系数表征。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥35八 零 教 育抗冻性以试件在冻融后的质量损失、外形变化或强度降低不超过一定限度时所能经受的冻融循环次数来表示，或称为抗冻等级。l材料的抗冻等级可分为15、25、50、100、200等，分别表示此材料可承受

22、15次、25次、50次、100次、200次的冻融循环。材料的抗冻性与材料的强度、孔结构、耐水性和吸水饱和程度有关。l好教育，八零造！岩土基础 ：土哥36八 零 教 育材料的抗渗性l抗渗性是材料在水作用下抵抗水渗透的性能。土木工程中许多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，当材料两侧的水压差较高时，水可能从高压侧通过内部的孔隙、孔洞或其它缺陷渗透到低压侧。这种水的渗透，不仅会影响工程的使用，而且渗入的水还会带入能腐蚀材料的介质，或将材料内的某些成分带出，造成材料的破坏。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥37八 零 教 育（1） 渗透系数材料的渗透系数可通过下式计算:QdK =式中K渗透系数, （cm /

23、 h）; Q渗水量， （cm3 ） A 渗水面积, （cm2 ）H 材料两侧的水压差，（cm）AtHd 试件厚度t 渗水时间（cm）（h）材料的渗透系数越小，说明材料的抗渗性越强。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥38八 零 教 育l （2） 抗渗等级材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水试验时，材料标准试件在透水前所能承受的最大水，并以字母P及可承受的水（以0.1MPa为）来表示抗渗等级。如P4、P6、P8、P10等，表示试件能承受逐步增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa的水压而不渗透。l好教育，八零造！岩土基础 ：土哥39八 零 教 育热工性质l1. 导热性当材料两面存

24、在温度差时，热量从材料一面通过材料 传导至另一面的性质，称为材料的导热性。导热性用 导热系数 表示。导热系数的定义和计算式如下所示： 导热系数越小，绝热性能越好，差别很大，一般在0.035-3.5W（m·k）之间。材料的孔隙率大，导热l系数小，但如孔隙粗大而且，由于对流作用，材料的导热系数反而高。材料受潮后导热系数增大，因为水和冰的比空气的大，因此绝热材料应经常处于干燥状态。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥40八 零 教 育影响导热系数的因素l无机材料的导热系数大于有机材料l 晶体的导热系数大于无定形体的热导系数l 材料的孔隙率愈大,即空气愈多,导热系数愈小同类材料的孔隙率是随体积密

25、度的减小而增大,则导热系数随体积密度的减小而减小l 导热系数与孔隙形态特征的关系,认为有微细而封闭孔隙组成的材料,导热系数小,反之大l 材料的含水率增加,导热系数也增加l 大多数材料的导热系数随温度升高而增加好教育，八零造！岩土基础：土哥41八 零 教 育热工性质l 1. 热容量和比热材料在受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质称为材料的热容量。质量材料温度升高或降低1所吸收或放出的热量称为热容量系数或比热。比热的计算式如下所示：QC =m(t2 - t1 )l 式中C-材料的比热，J/（g·K）Q-材料吸收或放出的热量(热容量)m-材料质量，g（t2 - t1）-材料受热或冷却前后的

26、温差，K好教育，八零造！岩土基础 ：土哥42八 零 教 育热工性质l 比热是反映材料的吸热和放热能力的物理量。不同材料的比热不同，它对保持物内部温度温度有很大的意义，比热大的材料，能在热流变动或采暖设备供热不均匀时，缓和室内的温度波动。好教育，八零造！岩土基础：土哥43八 零 教 育热工性质l 材料的温度变形l材料的温度变形是指温度升高或降低时材料的体积变化。除个别材料以外，多数材料在温度升高时体积膨胀，温度下降时体积收缩。这种变化表现在单向时，为线膨胀或线收缩，相应的技术指标为线膨胀系数（）。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥44八 零 教 育热工性质l材料的单向线膨胀量或线收缩量计算公式为：

27、L =（t2 - t1）· · L式中L-线膨胀或线收缩量 （mm 或 cm）(t2-t1）-材料升（降）温前后的温度差（） -材料在常温下的平均线膨胀系数()L-材料原来的长度（或）l 土木工程中，对材料的温度变形大多关心其某一单向的变化，因此，研究其平均线膨胀系数具有实际意义。材料的线膨胀系数与材料的组成和结构有关，常选择合适的材料来满足工程对温度变形的要求。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥45材料的力学性质八 零 教 育材料的强度材料的强度是材料在应力作用下抵抗破坏的能力。通常情况下，材料内部的应力多由外力（或荷载）作用而引起，随着外力增加，应力也随之增大，直至应力超

28、过材料内部质点所能抵抗的极限，即强度极限，材料发生破坏。在工程上，通常采用破坏试验法对材料的强度进行实测。将预先制作的试件放置在材料试验机上，施加外力（荷载）直至破坏，根据试件和破坏时的荷载值，计算材料的强度。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥46八 零 教 育根据外力作用方式的不同，材料强度有抗拉、抗压、抗剪、抗弯（抗折）强度等。材料的抗拉、抗压、抗剪强度的计算式如下：式中 ：f-材料强度， MPaFmax-材料破坏时的最大荷载，N A试件受力面积，mm2好教育，八零造！岩土基础 ：土哥47八 零 教 育材料的抗弯强度与受力情况有关，一般试验方法是将条形试件放在两支点上中间作用一集中荷载，对矩

29、形截面试件，则其抗弯强度用下式计算：式中fw-材料的抗弯强度， MPaFmax-材料受弯破坏时的最大荷载，N A试件受力面积，mm2L两支点的间距，mmb、h试件横截面的宽及高，mm好教育，八零造！岩土基础 ：土哥48八 零 教 育比强度：指材料强度与其表观密度之比。意义：反映材料轻质高强的指标。值越大，材料越轻质高强l 影响强度的因素：材料的组成孔隙率含水率温度试件增加增加升高大强度降低强度降低强度降低强度降低强度提高等加荷速度快好教育，八零造！岩土基础 ：土哥49八 零 教 育硬度和耐磨性硬度材料的硬度是材料表面的坚硬程度，是抵抗其它硬物刻划、压入其表面的能力。通常用刻划法，回弹法和压入法

30、测定材料的硬度。刻划法用于天然矿物硬度的划分，按滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、刚玉、石的顺序，分为个硬度等级。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥50八 零 教 育回弹法l 回弹法用于测定混凝土表面硬度，并间接推算混凝土的强度；也用于测定陶瓷、砖。砂浆、算其强度。、橡胶、金属等的表面硬度并间接推好教育，八零造！岩土基础 ：土哥51八 零 教 育耐磨性耐磨性是材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性用磨耗率表示，计算公式如下：G = m1 - m2A式中G-材料的磨耗率， （g/cm2） m1材料磨损前的质量，（g）m2材料磨损后的质量，（g）A-材料试件的受磨面积 （cm2）好教育，八

31、零造！岩土基础 ：土哥52材料的耐久性八 零 教 育材料的耐久性材料的耐久性是泛指材料在使用条件下，受各种内在或外来自然因素及有害介质的作用，能长久地保持其使用性能的性质。材料在物之中，除要受到各种外力的作用之外，还经常要受到环境中许多自然因素的破坏作用。这些破坏作用包括物理、化学、机械及生物的作用。l 物理作用可有干湿变化、温度变化及冻融变化等。这些作用将使材料发生体积的胀缩， 或导致内部裂缝的扩展。时间长久之后即会使材料逐渐破坏。在寒冷地区，冻融变化对材料会起着显著的破坏作用。在高温环境下，经常处于高温状态的物或构筑物，所选用的材料要具有耐热性能。在民用和公共中，考虑安全防火要求，须选用具

32、有抗火性能的难燃或不燃的材料。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥53材料的耐久性八 零 教 育l 化学作用包括大气、环境水以及使用条件下酸、碱、盐等液体或有害气体对材料的侵蚀作用。l 机械作用包括使用荷载的持续作用，交变荷载引起材料疲劳，冲击、磨损、磨耗等。l 生物作用包括菌类、昆虫等的作用而使材料、蛀蚀而破坏。好教育，八零造！岩土基础：土哥54经典考题八 零 教 育材料吸水后将材料的（ A耐久性C密度）提高。B强度和导热系数D体积密度和导热系数好教育，八零造！岩土基础：土哥55八 零 教 育经典考题土木工程材料的防火性能包括（）。燃烧性能耐火性能燃烧时的毒性性临界屈服温度。发烟DA B C 好

33、教育，八零造！岩土基础 ：土哥56八 零 教 育经典考题14、（A 0.1结构中，主要起吸声作用且吸声系数不小于）的材料称为吸声材料。B0.2C 0.3D 0.4好教育，八零造！岩土基础 ：土哥57八 零 教 育经典考题对无机材料的性质均不利的因素为(A.材料吸水B.增加孔隙数量C.细化晶粒D.各组成均匀分布好教育，八零造！岩土基础 ：土哥58八 零 教 育经典考题2.选择墙体材料时通常希望选用A.导热系数小、热容(热容量)小B.导热系数小、热容(热容量)大C.导热系数大、热容(热容量)大D.导热系数大、热容(热容量)小好教育，八零造！岩土基础 ：土哥59八 零 教 育石材工程砌筑石材1.工程

34、对砌筑石材的要求（）石材规格常用的砌筑石材有毛石和料石。毛石为不规则形，但毛石的中间厚度不小于15，至少有一个方向的长度不小于30，平毛石应有两个大致平行的面。料石宽度和厚度均不宜小于20，长度不宜大于厚度的倍，形状应大致呈六面体。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥60八 零 教 育石材（）石材抗压强度根据边长70立方体试件的抗压强度，砌筑石材的强度等级分为：10、 15、20、30、40、50、60、80、100共九个等级。（）石材耐水性石材的耐水性用软化系数K表示。高耐水性石材，其软化系数为k0.90,中耐水性石材，其软化系数为0.70.9, 低耐水性石材, 其软化系数为k0.60.7。好教

35、育，八零造！岩土基础 ：土哥61八 零 教 育石材石材抗冻性n 试件在规定的冻融循环次数内无（穿过试件两棱角的）贯穿裂纹，质量损失不超过，强度降低不大于的石材方为。n 对于有特殊要求的工程，还可能要求石材的耐磨性、吸水性或抗冲击性。n 决定石材上述技术性质的因素有：矿物组成、结构特征、构造特点、受风化作用的程度等。n 常用砌筑石材有花岗岩、石灰岩、砂岩、片麻岩等。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥62八 零 教 育石材n 装饰石材天然大理石天然大理石是石灰岩或白云岩在地壳内经过高温高压作用形成的变质岩，多为层状结构，有明显的结晶，纹理有斑纹、条纹之分，是一种富有装饰性的天然石材。成分：化学成分为

36、碳酸盐，矿物成分为方解石或白云石。颜色：纯大理石为白色，当含有部分其它深色矿物时，产生多种色彩与优美花纹。从色彩上来说，有纯黑、纯白、纯灰、墨绿等数种。 纹理：有晚霞、云雾、山水、海浪等山水图案、自然景观。优点：抗压强度较高，但硬度并不太高，易于雕刻与抛光。工程装饰中得以广泛应用。缺点：长期受雨水冲刷，特别是受酸性雨水冲刷时，易被侵蚀而失去原貌和光泽，影响装饰效果。因此大理石多用于室内装饰。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥63八 零 教 育石材用天然花岗石由天然花岗石成板材、块材用于装饰工程中。花岗岩是典型的火成岩，是全晶质岩石。主要成分：石英、长石和少量的暗色矿物和云母。 结构：按结晶颗粒大

37、小，分为细粒、中粒和斑状等。颜色：呈灰色、黄色、蔷薇色、红花等。优点：比大理石密度大，密度为23002800/3，抗压强度高达120250MPa。孔隙率吸水率极低，材质硬度高，其耐磨、耐久、耐腐蚀性能均优于其他石材。经抛光后，是室内外地面、选装饰材料。、踏步、柱石、勒脚等处首好教育，八零造！岩土基础 ：土哥64八 零 教 育石材l 天然大理学成分为碳酸盐。当大理石长期受雨水冲刷，特别是受酸性雨水冲刷时，可能使大理石表面的某些物质被侵蚀， 从而失去原貌和光泽，影响装饰效果，因此一般大理石板材不 宜用于室外装饰。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥65八 零 教 育气硬性胶凝材料胶凝材料（结合料）经物

38、理、化学作用，能将散粒状或块状材料粘结为整体的材料。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥66八 零 教 育气硬性胶凝材料无机胶凝材料气硬性胶凝材料只在空气中硬化 （石灰、石膏）水硬性胶凝材料空气、水中皆可硬化（水泥）有机胶凝材料（天然的或的有机高化合物为基本成分）（沥青、树脂）好教育，八零造！岩土基础 ：土哥67八 零 教 育气硬性胶凝材料石灰的生产1.原料以CaCO3为主要成分的岩石(石灰石、白垩等)天然碳酸岩类岩石（石灰石、白云石）经高温煅烧，其主要成分CaCO3分解为以CaO为主要成分的生石灰，其化学反应可表示如下：生石灰（堆积密度为8001000 kg/m3 )一般为白色或黄灰色块灰，块灰

39、碾碎磨细即为生石灰粉。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥68八 零 教 育气硬性胶凝材料一.石灰的消化和硬化1.石灰的熟化和“陈伏”l 工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之消解为消（熟）石灰氢氧化钙， 这个过程称为石灰的“消化”，又称“熟化”：CaO + H2O ® Ca(OH)2 + 64.85KJ / mol 生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的过大或窑中温度不均匀等，生石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为“欠火石灰”。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥69八 零 教 育气硬性胶凝材料l 第二种情况是由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面出现裂缝或状的外壳，体积收缩明显

40、，颜色呈灰黑色，这种石灰称为“过火石灰”。过火石灰表面常被粘土杂质融化形成的釉状物包覆，熟化很慢。当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。l 为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的“陈伏”。“陈伏”期间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥70八 零 教 育气硬性胶凝材料l 为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上， 这一过程称为石灰的“陈伏”。“陈伏”期间，石灰浆表面应保有一层水分，与 空气隔绝，以免碳化。过火石灰可以使用，但应陈伏半

41、好教育，八零造！岩土基础：土哥71八 零 教 育气硬性胶凝材料l 2. 石灰的硬化l 石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个同时进行的过程来完成的：(1)游离水分蒸发ll （2）结晶作用 氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。l （3）碳化作用 氢氧化钙与空气中的水分并被蒸发：化合生成碳酸钙结晶，释出好教育，八零造！岩土基础：土哥72八 零 教 育碳化作用碳化作用实际是与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反应生成碳酸钙。所以这个作用不能在没有水分的全干状态下进行。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥73八 零 教 育气硬性胶凝材料筑石灰的技术指标石灰的技术指标有细度、CaO+MgO含量、CO2含量和体积安定性等。

42、并按技术指标分为优等品、一等品和品三个等级。钙质生石灰 MgO5%；钙质消石灰粉MgO4%镁质生石灰 MgO5%；镁质消石灰粉 MgO4%好教育，八零造！岩土基础 ：土哥74八 零 教 育气硬性胶凝材料三.石灰的技术性质（1）可塑性好生石灰熟化为石灰浆时，能自动形成颗粒极细（直径约为1）的呈胶体分散状态的氢氧化钙，表面吸附一层厚的水膜。因此用石灰调成的石灰砂浆其突出的优点是具有良好可塑性。在水泥砂浆中掺入石灰浆，可使可塑性显著提高。lll（2）硬化慢、强度低从石灰浆体的硬化过程可以看出，由于空气中稀薄，碳化甚为缓慢。而且表面碳化后，形成紧密外壳，不利于碳化作用的深入，也不利于内部水分的蒸发，因

43、此石灰是硬化缓慢的材料。同时，石灰的硬化只能在空气中进行，硬化后的强度也不高。受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还会溃散。如石灰砂浆（1：3）28天强度仅为0.2-0.5MPa。所以，石灰不宜在潮湿的环境用，也不宜用于重要物基础。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥75八 零 教 育气硬性胶凝材料（3）硬化时体积收缩大石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起显著的收缩，所以除调成石灰乳作薄层涂刷外，不宜单独使用。常在其中掺入砂、纸筋等以减少收缩和节约石灰。（4）耐水性差，不易贮存块状类石灰放置太久，会吸收空气中的水分而自动熟化成消石灰粉，再与空气中作用而还原为碳酸钙，失去胶结能力。所以贮存生石灰，不

44、但要防止受潮，而且不宜贮存过久。最好运到后即熟化成石灰浆，将贮存期变为陈伏期。由于生石灰受潮熟化时放出大量的热，而且体积膨胀，所以，储存和运输生石灰时，还要注意安全。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥76八 零 教 育气硬性胶凝材料四. 石灰的应用（1）石灰乳和石灰砂浆将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水搅拌稀释，成为石灰乳，是一种廉 价的涂料，主要用于内墙和天棚刷白，增加室内美观和亮度。我国农村也用于外墙。石灰乳可加入各种耐碱颜料。调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高其耐 水性，调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化现象。石灰砂浆是将石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。

45、（2）石灰土（灰土）和三合土石灰与粘土或硅铝质工业废料混合使用，制成石灰土或石灰与工业废料的混合料， 加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中使石灰与粘土或硅铝质工 业废料表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，适于在潮湿环境中使用。如物或道路基础中使用的石灰土，三合土，二灰土（石灰、粉煤灰或炉灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或炉灰、级配碎石） 等。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥77八 零 教 育气硬性胶凝材料l （3）灰砂砖和硅酸盐制品l 石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合均匀，加水搅拌,经压振或压制，形成硅酸盐制品。为使其获早期强度，往往采用高温高压养护或

46、蒸压，使石灰与硅铝质材料反应速度显著加快，使制品产生较高的早期强度。如灰砂砖、硅酸盐砖、硅酸盐混凝土制品等。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥78八 零 教 育气硬性胶凝材料3.1.5 石灰的应用1.石灰乳、涂料2. 砂浆、石灰砂浆、水灰水泥混合砂浆3. 石灰土和三合土石灰粘土 石灰土(灰土)：用于道路的底基层、基层石灰粘土砂（炉渣/石膏）三合土：应用历史悠久主要用于物的地础，也用于道路的基层、垫层好教育，八零造！岩土基础 ：土哥79八 零 教 育气硬性胶凝材料石 膏石膏CaSO4为主要成分。分为石膏和高强度石膏两种。石膏l 石膏是以硫酸钙为主要成分的矿物，当石膏中含有结晶水不同时可形成多种性能

47、不同的石膏。l 2.1 石膏的原料、分类及生产根据石膏中含有结晶水的多少不同可分为：ll （1）无水石膏（aSO4）：也称硬石膏，它结晶紧密，质地较硬， 是生产硬石膏水泥的原料。好教育，八零造！岩土基础 ：土哥80八 零 教 育气硬性胶凝材料（2）天然石膏（aSO4·2H2O）：也称生石膏或二水石膏，大l部分自然石膏矿为生石膏，是生产石膏的主要原料。（）石膏 （aSO4·1/2 H2O） 也称熟石膏或半水石膏。l它是由生石膏而成的，根据其内部结构不同可分为型半水石膏和型半水石膏：石膏通常是由天然石膏经压蒸或煅烧加热而成的。常压下煅烧l加热到107170，可产生型石膏：l好教育，八零造！岩土基础 ：土哥81八 零 教 育气硬性胶凝材料l 124条件下压蒸（1.3大气压）加热可产生型石膏：（二水石膏）（型半水石膏）l 型半水石膏与型半水石膏相比，结晶颗粒较粗，比表面积较小，强度高，因此又称为高强石膏。l 当加热温度超过170时，可生成无水石膏，只要温度不超过200，此无水石膏就具有良好的凝结硬化性能好教育，八零造！岩土基础 ：土哥82八 零 教 育气硬性胶凝材料l 型半水石膏与型半水石膏相比，结晶颗粒较粗，