水工建筑材料-总复习

1、1水工建筑材料水工建筑材料总复习总复习2期末考试1. 成绩比例l 期末考试 70%； l 试验及试验报告15%l 平时及作业 15%l 2. 考试内容：l 选择题 40题,40分l 名词解释 6题，12分l 判断题 8题，8分l 填空题 10分l简答题 4题，20分l 计算题1题，10分3水工建筑材料课程复习要点 绪论绪论 第一章第一章 建筑材料基本性质建筑材料基本性质 第二章第二章 石石 材材 第三章第三章 气硬性胶凝性材料气硬性胶凝性材料 第四章第四章 水泥水泥 第五章第五章 混凝土混凝土 第六章第六章 建筑砂浆建筑砂浆 第七章第七章 沥青及沥青混合材料沥青及沥青混合材料 第八章第八章 建

2、筑钢材建筑钢材 4绪绪 论论 一.建筑材料定义、分类、对发展建筑业的作用及其发展概况。 二.建筑材料产品及其应用的技术标准: 产品标准与工程标准、国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。 国际标准:团体标准和公司标准、区域性标准、国际标准化组织的标准。 三.课程的目的、任务及基本要求。 5 第一章 建筑材料基本性质 一.材料的组成与结构 (一)材料的化学组成与矿物组成。 (二)建筑材料材料的宏观结构(散粒,聚集,多孔,致密、纤维及层状结构)、 显微结构(显微镜下的结晶的和无定形的)及微观结构(原子,离子,分子晶体）。 (三)建筑材料的孔隙、形成的原因、孔隙的类型及孔隙对材料性质的影响。 6二.

3、材料的物理性质 (一)表示材料物理状态特征的性质: 1.掌握区分四个密度：绝对密度、视密度、表观密度、堆积密度 绝对密度视密度表观密度堆积密度 2.掌握孔隙率、空隙率及计算 (二)与水有关的材料性质 亲水性与憎水性、吸水性概念及其计算、耐水性、抗滲性及抗冻性概念。 了解等级标号的意义。7三.材料的力学性质 (一)材料在外力作用下的变形性质:弹性变形、塑性变形及弹性模量。 (二）有关强度概念: 1.材料在不同受力方式下的强度:轴向抗压强度和抗拉强度、抗弯强度的概念。 2.试验条件对强度试验结果的影响。 3.强度标号或等级。 8材料的耐久性 耐水性 抗渗性 抗冻性 耐腐蚀性 耐候性 抗老化9影响材

4、料耐久性的因素 材料在使用中会被破坏的原因有两方面： 内因，材料自身的内部因素因：材料内部存在不稳定的化学组分，如Ca(OH)2、挥发份、杂质等；材料内部存在一些缺陷，如孔隙、裂缝等。 外因，材料服役环境因素：物理作用：光、热、雨水、风等化学作用：酸、碱、盐、水等生物作用：细菌、昆虫等10 第二章第二章 石石 材材 一.岩石的基本知识:常见造岩矿物(石英,长石方解石等)的形成,分类与性质、 岩石的结构与性质的关系。 二.常用建筑石材 (一)天然石材的性质与技术要求:其物理性质与要求、力学性质与要求(抗压强度,抗折强度,硬度,耐磨性,抗冲击性。 二)花岗岩、石灰岩、大理岩、砂岩的性质与应用。 (

5、三)建筑石材的规格。11 第三章第三章 气硬性胶凝性材料气硬性胶凝性材料 定义： 经过一系列物理、化学作用，能由浆体变成坚硬的固体，并能将散粒或片、块状材料胶结成整体的物质。 特征：严格意义上胶凝材料应指浆体；能在常温下凝结硬化为固体；有较强的胶结能力；具有一定的使用性能。 气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并且在空气中保持和发展其强度； 关键：干燥状态下，其硬化体才有较好的性能！ 水硬性胶凝材料不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并发展其强度。 关键：干燥或潮湿状态下，其硬化体均有很好的性能！12石灰 建筑石灰的特性：建筑石灰的特性： 表观密度较小表观密度较小 浆体的可塑性好浆体的可塑

6、性好 硬化后的强度较低硬化后的强度较低 耐水性差耐水性差 浆体硬化中容易开裂浆体硬化中容易开裂 过火石灰的危害过火石灰的危害 与水反应很慢，石灰硬化后再与水反与水反应很慢，石灰硬化后再与水反应发生体积膨胀而引起开裂应发生体积膨胀而引起开裂 。 13石膏 性质石膏是气硬性胶凝材料，建筑石膏的主要成分是-半水石膏CaSO40.5H2O; 生产方法建筑石膏可用天然二水石膏或化学石膏在120180 C干燥下脱水制备； 凝结硬化机理“溶解沉淀”理论，即通过半水石膏在水中不断溶解，二水石膏不断结晶，晶体不断生长、相互交错与连生构成晶体网络结构而硬化； 性能浆体需水量较大，凝结硬化快、凝结时有微膨胀、表观密

7、度较小、孔隙率较大、强度低、耐水与抗冻性差、容易吸水和吸潮、导热系数低、隔热与吸声性好、耐火、对人体和环境无害。 应用各种板材、粉刷砂浆、雕饰等。14第四章第四章 水泥（重点）水泥（重点） 一.硅酸盐水泥 (一）硅酸盐水泥的组成、生产过程、矿物组成特性、以及与水泥性能 的关系。 （二）硅酸盐水泥的水化凝结过程、水化产物及水泥石的组成。硅酸盐 水泥的凝结硬化与水泥石性能的关系，养护温度、湿度对水泥水化及凝 结硬化的影响。硅酸盐水泥的强度发展规律。 （三）硅酸盐水泥的细度、凝结时间、体积安定性、标号、等技术要求 及实用意义。 （四）六种典型介质（软水及含硫酸盐、镁盐、碳酸盐、一般酸、强碱 15矿物

8、名称 英文名称 缩写分子式矿 物 式硅酸三钙AliteC3SCa3SiO53CaOSiO2硅酸二钙BeliteC2SCa2SiO42CaOSiO2铝酸三钙AluminateC3ACa3Al2O63CaOAl2O3铁铝酸四钙FerriteC4AFCa2(Al,Fe)2O54CaOAl2O3Fe2O3含 量(mass%)376015377151018 化学组成：化学组成： 主要成分：主要成分：CaO(=C)，SiO2(=S)， Al2O3(=A)， Fe2O3(=F) 少量杂质：少量杂质：MgO、K2O、Na2O、SO3、P2O5等。等。 矿物组成：矿物组成： 硅酸盐水泥熟料主要含有四种矿物：硅酸

9、盐水泥熟料主要含有四种矿物：硅酸盐水泥熟料的组成16需学习与掌握的内容：需学习与掌握的内容： 化学过程水泥熟料矿物的水化反应 石膏的作用 物理过程水泥浆的凝结硬化 硬化水泥浆的组成与结构 水泥浆凝结硬化的影响因素17石膏的作用 避免水泥浆的闪凝和假凝现象。 调节水泥的凝结时间。 导致钙钒石和单硫型硫铝酸钙水化物的形成。18（1）水泥矿物组成）水泥矿物组成（2）水泥细度）水泥细度（3）养护条件（温度、湿度）与时间）养护条件（温度、湿度）与时间 （4）拌合用水量）拌合用水量（5）水泥中的混合材）水泥中的混合材（6）水泥外加剂）水泥外加剂水泥凝结硬化的主要影响因素19 C3S、C3A含量多，凝结硬化

10、快，反之亦然。含量多，凝结硬化快，反之亦然。 掺加混合材，熟料减少，凝结硬化速度减慢。掺加混合材，熟料减少，凝结硬化速度减慢。 有些化合物可以使水泥浆体促凝或缓凝。有些化合物可以使水泥浆体促凝或缓凝。 细度越小，水化反应越快，凝结硬化越快。细度越小，水化反应越快，凝结硬化越快。 水灰比越大，浆体需填充的孔隙越多，凝结硬化水灰比越大，浆体需填充的孔隙越多，凝结硬化速度越慢。速度越慢。 提高温度，加快水泥的凝结硬化；保持足够的水提高温度，加快水泥的凝结硬化；保持足够的水分有利于水泥的凝结硬化分有利于水泥的凝结硬化 20硅酸盐水泥应满足哪些技术性质 密度与堆积密度密度与堆积密度 细度细度 标准稠度用

11、水量标准稠度用水量 凝结时间凝结时间 体积安定性体积安定性 强度强度 水化热水化热耐腐蚀性耐腐蚀性 软水侵蚀软水侵蚀 盐类侵蚀盐类侵蚀 酸类腐蚀酸类腐蚀 强碱腐蚀强碱腐蚀 防腐措施防腐措施21影响水泥石的强度水灰比 水灰比越大，孔隙率越大，强度越低水泥组成：熟料矿物、混合材养护条件：温度、湿度、龄期水泥细度：水泥颗粒越细，强度发展越快22活性混合材水泥的共性 密度较小密度较小 2.703.10。 早期强度较低，后期强度增长率高。早期强度较低，后期强度增长率高。 对养护温湿度敏感，适合蒸汽养护。对养护温湿度敏感，适合蒸汽养护。 水化热较小。水化热较小。 耐腐蚀性较好。耐腐蚀性较好。 抗冻性、耐磨

12、性不及硅酸盐水泥和普通硅抗冻性、耐磨性不及硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。酸盐水泥。23活性混合材水泥的特性 矿渣水泥：矿渣水泥： 保水性差，泌水性大，干缩较大，耐热性较好。保水性差，泌水性大，干缩较大，耐热性较好。 火山灰水泥：火山灰水泥： 易吸水，易反应，结构较致密，抗渗性和耐水性较好，易吸水，易反应，结构较致密，抗渗性和耐水性较好，体积收缩较大，抗硫酸盐能力较差。体积收缩较大，抗硫酸盐能力较差。 粉煤灰水泥：粉煤灰水泥： 吸水能力弱，需水量较低，干缩性较小，结构致密，吸水能力弱，需水量较低，干缩性较小，结构致密，抗裂性较好。抗裂性较好。 复合水泥：复合水泥： 取决于所掺的混合材种类。取决于所

13、掺的混合材种类。24其他水泥快硬水泥 ，C3A和C3S含量高，凝结硬化快，早强；中、低热水泥， C3A和C3S含量较低，水化热较小 ；抗硫酸盐水泥， C3A和C3S含量较低，抗蚀系数较大；膨胀、自应力水泥，生产体积可膨胀的水化物；高铝水泥，熟料矿物主要为铝酸钙，快硬，耐高温等。25高铝水泥的特点与应用 1. 耐高温性能好，配制耐高温混凝土或砌筑砂浆；2. 耐硫酸盐腐蚀性能较好，适用于有抗硫酸盐侵蚀要求的工程；3.耐碱性较差，不能用于接触碱溶液的工程；4. 水化热较大，适用于冬季施工，不适用于大体积混凝土；5. 快硬早强，宜用于紧急抢修工程。6. 高铝水泥有强度倒缩现象，如需用于工程中，应按最低

14、稳定强度设计。 26第四章（重点）水泥混凝土27 牢记基本概念混凝土是由胶凝材料(水泥)胶结各种粗、细颗粒状骨料，形成的一种颗粒堆聚材料。 理解混凝土中各组分材料的要求与作用； 熟悉混凝土的各种性质及其影响因素； 掌握混凝土的配合比设计方法和质量控制措施； 了解各种混凝土的应用技术。 28 普通混凝土由水泥、砂、石和水组成，为了改善性能，可添加化学外加剂与矿物掺合料；砂石构成混凝土的骨架，传递应力，限制变形；水泥与水形成水泥浆，赋予新拌混凝土流动性，硬化后将骨料颗粒胶结成整体； 混凝土微结构是由骨料相、水泥石相和界面过渡区相构成的复杂结构； 结构特点有多物相、多孔性的堆积体复杂而不均匀非固定而

15、多变 混凝土的理想结构均匀、密实的堆积体29混凝土中骨料的基本要求 具有良好的颗粒级配，使堆积空隙率小，颗粒总比表面积较小，以减少水泥浆用量； 骨料颗粒表面干净，以保证与水泥浆有良好的粘结力； 含有害杂质少，不得含有影响水泥凝结硬化和后期混凝土耐久性的成分； 具有足够的强度和坚固性，以保证起到骨架和传力作用。 30表面特征与形状对混凝土性能的有何影响？ 表面粗糙和针片状颗粒需要更多的水泥浆，影响混凝土的成本。 影响新拌混凝土的和易性，表面光滑且等径颗粒易于流动，而粗糙且针片状颗粒不易流动。 影响混凝土中界面区的结合力，粗糙表面骨料与水泥浆的界面结合力较大。 影响混凝土的强度骨料表面越粗糙，与水

16、泥浆接触面越大，混凝土强度越高；针片状骨料使混凝土强度低于圆形骨料；大粒径骨料使混凝土强度低于小粒径骨料31混凝土拌和物的性能 和易性流动性粘聚性保水性 凝结时间 水化热与温度32 和易性是一项综合评价混凝土拌合物施工性能的指标，包括流动性、粘聚性、保水性。 和易性用坍落度或维勃稠度定量指标，辅以粘聚性和保水性的定性观察，综合评价。 和易性影响到浇灌后混凝土的均匀密实性，从而影响硬化后混凝土性能。 和易性受下列因素影响： 水泥品种、细度与水泥用量； 用水量与水灰比 骨料(颗粒特征、粒径与级配、砂率等) 外加剂 搅拌方式与时间33合理砂率的选用原则1) 粗骨料的Dmax较大，级配较好时，可选用较

17、小砂率；2) 砂的细度模数较小时，砂的总表面积较大，可选用较小砂率； 3) 水灰比较小、水泥浆较稠时，可选用较小砂率； 4) 流动性要求较大时，需采用较大砂率； 5) 掺用引气剂或减水剂时，可适当减小砂率； 34外加剂种类： 按照功能有：改善和易性：减水剂、泵送剂、引气剂等；调节凝结时间：速凝剂、缓凝剂、早强剂等；减少塑性收缩：减缩剂、膨胀剂等；提高耐久性：引气剂、阻锈剂、防水剂等；35矿物外加剂(掺合料)问题？ 混凝土中为什么要使用矿物外加剂或掺合料？ 代替水泥，所以也称水泥代用材料 改善混凝土微结构，尤其是界面过渡区结构 改善混凝土性能，尤其是耐久性 保护生态环境，节约资源和能源36混凝土

18、强度 轴心抗压强度和抗拉强度的确定及其与立方体抗压强度之间的大致关系 立方体抗压强度、立方体抗压强度标准值及强度等级的确定 影响混凝 土强度的诸因素、水灰比对强度影响的规律、强度经验公式的运用、不同龄期 混凝土强度的估算方法及提高混凝土强度的主要措施。37荷载作用下的变形 单轴受压时的应力应变行为 混凝土的弹性模量 混凝土弹性模量的主要影响因素；382、混凝土在非荷载作用下的变形 干燥收缩 自收缩 温度变形39骨料和水泥石是弹性体，而混凝土是弹塑性体或粘弹性体，在受压应力作用，既产生弹性变形，又产生塑性变形；混凝土的弹性模量不是一个常数，工程应用中，一般用割线弹性模量作为设计依据，其大小取决于

19、水泥石和骨料的弹性模量及其相对含量，以及界面状况；在干燥状态下，混凝土内部水的损失，而引起干缩变形，它与混凝土的组成、构件几何尺寸与形状、环境条件等有关；在与外界隔绝的条件下，由于水泥水化会引起混凝土内部自干燥，而产生整体的自干缩变形；在荷载长期作用下，混凝土会发生随时间增加的变形徐变，干燥会使徐变增大；在约束条件下，混凝土发生的各种变形，可引起开裂。40 强度是混凝土的重要性能指标，它与混凝土其它性能有着密切的关系； 混凝土强度主要是抗压与抗拉强度，二者之间没有直接关系； 抗压强度采用单轴抗压试验直接测量，而抗拉强度一般采用劈裂和四点弯曲试验间接测量与评价； 混凝土强度的主要影响因素比较复杂

20、，主要有三个方面： 组成材料的性能与掺量； 成型工艺与养护条件 试件与试验参数(影响测试值) 获得指定强度的技术途径： 原材料的选择 配合比设计 成形工艺与养护制度413、混凝土强度的影响因素 混凝土的强度fc随着龄期和养护不断增长，主要有三方面的影响因素：组成材料的特性与配合比（内在因素）浇灌与养护条件（温湿度、时间）生产工艺与条件此外，强度试验参数影响到测试值。分析和掌握的思路： 材料的强度与其组成、结构密切有关 组成影响因素：水泥、骨料和水及其特性与掺量； 结构影响因素：组成材料及其分布、生产工艺与条件、浇灌与养护制度等。水泥品种龄期养护条件外加剂水化度水灰比凝胶结构与组成孔隙率含水量水

21、泥石强度骨料质量表面特征化学组成骨料用量粒径弹 模水泥石骨料粘结力混凝土混凝土强度强度生产因素混凝土强度的影响因素图解42 混凝土的质量评定：常用统计量（平均值、标准差、变异系数）的意义，直方图和频率分布曲线，正态分布曲线和正态概率密度函数，混凝土 强度保证率，混凝土配制强度。 普通混凝土配合比设计。4344 第六章第六章 建筑砂浆建筑砂浆 一.砂浆的技术性质：新拌砂浆的和易性（流动性及保水性），硬化砂浆的强 度（砂浆的抗压强度、强度等级与影响强度的因素）。 二.砌筑砂浆：组成材料（胶凝材料、细骨料、水、掺合料与外加剂），砂浆 配合比选择（砌筑砂浆的种类、强度等级的选择及配合比设计）。 45第七章 沥青及沥青材料 沥青材料有机