(完整版)土木工程材料及其分类

绪论

一、土木工程材料及其分类

广义上的土木工程材料是人类建造建筑物时所用一切材料和制品的总称，种类极为繁多。

1.按主要组成成分分类

图0.1 土木工程材料的分类

2.按使用功能分类

根据土木工程材料在建筑物中的部位或使用性能，大体可分为建筑结构材料、墙体材料、建筑功能材料三大类。

3.按材料来源分类

根据材料来源，可分为天然材料与人造材料。而人造材料又可按冶金、窑业（水泥、玻璃、陶瓷等）、石油化工等材料制造部门来分类。

一般把各种分类方法经适当组合后对材料种类进行划分。如装饰砂浆、沥青防水材料等。

二、土木工程材料在土建工程中的地位

土木工程材料在土木建筑工程中有着举足轻重的地位。

首先，土木工程材料是一切土木工程的物质基础。

第二，土木工程材料与建筑、结构和施工之间存在着相互依存、相互促进的密切关系。

第三，建筑物和构筑物的功能和使用寿命在很大程度上由土木工程材料的性能决定。

第四，土建工程的质量，主要取决于材料的质量控制。

最后，建筑物和构筑物的可靠度评价，相当程度地依存于材料的可靠度评价。

三、土木工程材料的发展趋势

遵循可持续发展战略，土木工程材料的发展趋势表现为：

（1）高性能化

（2）高耐久性

（3）多功能化

（4）绿色环保

（5）智能化

另外，主产品和配套产品应同步发展，并解决好利益平衡关系。同时，为满足现代土木工程结构性能和施工技术的要求，材料的应用应向着工业化方向发展。

四、土木工程材料的检验方法及标准化

1.土木工程材料的质量检验方法

通常可采用实验室内原材料性能检验、实验室内模拟结构鉴定及现场鉴定等方法。本课程主要着重介绍实验室内材料性能的检验，包括下列内容：

⑴物理性能检验

⑵力学性能检验

⑶材料与水有关的性能检验

2.土木工程材料的标准化

土木工程材料涉及的标准主要包括两类。一是产品标准。其内容主要包括：产品规格、分类、技术要求、检验方法、验收规则、应用技术规程等；二是工程建设标准。其内容有土木工程材料选用有关的标准，有各种结构设计规范、施工及验收规范等。

目前，我国常用的标准按适用领域和有效范围，分为四级。

⑴国家标准分强制性标准（代号为GB）和推荐性标准（代号GB/T）。

⑵行业标准某些行业标准代号见表0.1。

表 0.1 几个行业的标准代号

⑶地方标准（代号DB）

⑷企业标准（代号QB）

有关工程建设方面的技术标准的代号，应在部门代号后加J。地方标准或企业标准所制定的技术要求应高于类似（或相关）产品的国家标准。

标准一般由标准名称、部门代号(以汉语拼音字母表示)、标准编号和颁发年份等来表示。例如，1992年制定的建材行业推荐性479号建筑石灰的标准为：《建筑石灰》（JC/T 479-92）。

五、课程学习的目的和要求

⒈课程学习的目的与主要内容

土木工程材料课程是针对土木工程、工程管理、水利水电等专业开设的专业技术基础课。通过学习，使学生掌握材料的基本理论和基础知识，为后续专业课程的学习及以后从事土木工程正确选用材料打下良好的基础。

本教材重点介绍了当前土木工程常用的材料，如水泥、石灰、混凝土、钢材、沥青材料等，并简要介绍了建筑功能材料。对于各类材料，除重点介绍了技术性质外，对材料的生产、组成、结构与构造、技术标准也做了简要介绍，另外还简要介绍了检测这些技术性能指标的试验方法。

⒉课程的理论课学习任务

学习时，可把相关内容分成三个层次：

第一层次是土木工程材料基础理论知识。所谓基础理论知识是指每类材料的生产工艺，材料的组成、结构、构造，该部分要重点领会其对材料性能的影响；

第二层次是土木工程材料的基本性质。这一层次要求学生重点掌握，在了解基本概念的基础上，要能运用已有的理论知识对基本性质的改善进行分析。并能够结合工程实际，正确选用材料。对于现场制作的材料，要能根据材料性能要求设计计算材料配比；

第三层次为土木工程材料质量检验的内容，需要结合试验理解基本技术性质要求的意义。

⒊课程的实验课学习任务

实验是课程的重要教学环节。通过实验可验证所学的基础理论，增加感性认识，加深对理论知识的理解，熟悉试验鉴定、检验和评定材料质量的方法，掌握一定的试验技能，这对培养学生分析与判断问题的能力、试验工作能力以及严谨的科学态度十分有益，也为今后从事既有材料的改性、新材料的研制以及材料方面的科学研究奠定基础。

第1章土木工程材料的基本性质

1.1 材料的组成、结构与构造及其对材料性质的影响

1.1.1 材料的组成

材料的组成包括材料的化学组成、矿物组成和相组成。它不仅影响材料的化学稳定性，而且也是决定材料物理及力学性质的重要因素。

（1）化学组成

（2）矿物组成

（3）相组成

1.1.2 材料的结构

材料的结构对材料的性质有重要影响。材料的结构一般分为宏观、细观和微观三个层次。

（1）宏观结构

土木工程材料的宏观结构是指肉眼可以看到或借助放大镜可观察到的(毫米级)粗大组织。其尺寸在10-3m级以上。

①散粒结构

②聚集结构

③多孔结构

④致密结构

⑤纤维结构

⑥层状结构

（2）细观结构

细观结构（原称亚微观结构）是指用光学显微镜可以观察到的微米级的组织结构。其尺寸范围在10-3～10-6m。包括：

①晶相种类、形状、颗料大小及其分布情况；

②玻璃相的含量及分布；

③气孔数量、形状及分布。

（3）微观结构

微观结构是指借助电子显微镜或X射线，可以观察到的材料的原子、分子级的结构，微观结构的尺寸范围在10-6～10-10m。

材料微观结构可分为晶体、玻璃体、胶体三种形式。

①晶体

晶体是内部质点(原子、离子、分子)在空间上按特定的规则呈周期性排列时所形成的结构。

②玻璃体

将熔融物质迅速冷却（急冷），使其内部质点来不及按规则排列就凝固，这时形成的物质结构即为玻璃体，又称为无定形体或非晶体。

③胶体

物质以极其微小的颗粒(粒径为10-7～10-9m)分散在连续相介质中形成的结构,称为胶体。

1.1.3 材料的构造

材料的构造是指具有特定性质的材料结构单元间的相互组合搭配情况。构造概念与结构概念相比，更强调了相同材料或不同材料的搭配组合关系。

1.1.4 材料中的孔隙与材料性质的关系

（1）孔隙的分类

按孔隙的大小，可将孔隙分为微小孔隙、细小孔隙（毛细孔）、粗大孔隙等。对于无机非金属材料，孔径小于20nm的微小孔隙，水或有害气体难以侵入，可视为无害孔。

按孔隙形状可将孔隙分为球形孔隙、片状孔隙（即裂纹）、管状孔隙、墨水瓶状孔隙、带尖角的孔隙等。片状孔隙、管状孔隙、带尖角的孔隙对材料性质的影响较大。

按常压下水能否进入到孔隙中，将常压水可以进入的孔隙称为开口孔隙，而将常压水不能进入的孔隙称为闭口孔隙。另外，开口孔中有些孔不仅与外界相通，而且彼此贯通，称为连通孔。

（2）孔隙对材料性质的影响

一般情况下，材料孔隙率越大，则材料的表观密度、堆积密度、强度均越小，耐磨性、抗冻性、抗渗性、耐腐蚀性、耐水性及其他耐久性越差，而保温性、吸声性、吸水性与吸湿性等越强。

（3）材料内部孔隙的来源与产生

1.2.1 材料与质量有关的性质

（1）材料的密度、表观密度与堆积密度

①密度—True Density

材料在绝对密实状态下、单位体积干材料的质量称为材料的密度。按照（1.1）式进行计算。

m

V

ρ=

（1.1） 式中：ρ—材料的密度， g ·c m -3；

m —材料在绝对干燥状态下的质量，g ； V —材料在绝对密实状态下的体积，c m -3。

②表观密度---Apparent Density

材料在自然状态下，单位体积材料的质量称为材料的表观密度（原称容重，道路工程中称为体积密度）。按照（1.2）式进行计算。

00

m

V ρ=

（1.2） 式中：0ρ—材料的表观密度，g ·c m -3或kg ·m -3；

m —材料在自然状态下的重量，g 或㎏；

0V —材料在自然状态下的体积，c m 3或m 3。

③堆积密度---Bulk Density

散粒材料(粉状或粒状材料)在堆积状态下，单位体积材料的质量称为材料的堆积密度。按照（1.3）式进行计算。

'

00

m

V ρ=

（1.3） 式中：'

0ρ—散粒材料的堆积密度，kg ·m -3；

m —散粒材料在堆积状态下的质量，㎏；

0V '—散粒材料在堆积状态下的体积，m 3。

常用土木工程材料的密度、表观密度和堆积密度如表1.1所示. （2）材料的孔隙率与密实度

①孔隙率

材料内部孔隙体积占材料自然状态下体积的百分率称为材料的孔隙率。按照（1.4）式进行计算。

0000100%100%1100%V V V P V V ρρ-??=

?=?=-? ??

?孔 （1.4） 材料孔隙率的大小直接反映材料的密实程度，孔隙率小，则密实程度高。

②密实度

材料的固体物质体积占自然状态下体积的百分率称为材料的密实度。密实度反映了材料体积内被固体物质所填充的程度。按照（1.5）式进行计算：

00100%100%V

D V ρρ

=

?=? （1.5）

密实度与孔隙率之间的关系为：1P D += （3）材料的空隙率与填充率

①空隙率

散粒材料颗粒之间的空隙体积占材料堆积体积的百分率称为材料的空隙率。按照（1.6）式进行计算：

00

0000100%100%1100%V V V P V V ρρ''

''??-'=?=?=-? ???

空 （1.6）

空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒相互填充的程度

②填充率

材料在自然状态下的体积占堆积体积的百分率称为材料的填充率。填充率反映了材料被颗粒填充的程度。按照（1.7）式进行计算：

00

00

100%100%V D V ρρ'

''=?=? （1.7）

密实度与空隙率之间的关系为：1P D ''+= 1.2.2 材料与水有关的性质

（1）材料的亲水性与憎水性

材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性；而材料与水接触时不能被水润湿的性质称

为憎水性。

材料被水湿润的程度可以用润湿角θ来表示，如图1.3所示。润湿角越小，说明材料越容易被水湿润。实验证明，润湿角θ≤90o的材料为亲水性材料，反之，θ>90o的材料不能被水湿润，为憎水性材料。当θ=0o时，表明材料完全被水润湿。 （2）材料的吸湿性和吸水性

①吸湿性

材料在潮湿空气中吸附水分的性质称为吸湿性。材料的吸湿性大小，用含水率来表示。含水率是指材料内部所含水的质量占干材料质量的百分率。可按照（1.8）式进行计算。

100%h m m

W m

-=

?h （1.8） 式中：h W —材料的含水率，％；

h m —材料在吸湿状态下的重量，g ；

m —材料在干燥状态下的重量，g 。

在一定的温度和湿度条件下，材料中所含水分与周围空气湿度达到平衡时的含水率称为平衡含水率。

②吸水性

材料在水中(通过毛细孔隙)吸收水分的性质称为吸水性。土木工程材料吸水性的大小一般用质量吸水率表示。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。可按照（1.9）式进行计算。

100%b m m m

W m

-=

? （1.9）式中：m W —材料的质量吸水率，％；

b m —材料在吸水饱和状态下的质量，g ； m —材料在干燥状态下的质量，g 。 （3）材料的耐水性

材料长期在饱和水作用下，不破坏同时强度也不显著降低的性质称为耐水性。材料的耐水性好坏用软化系数表示，材料在饱和水状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的抗压强度的比值，就是软化系数。按照（1.10）式计算。

b

R f K f

=

（1.10） 式中：R K —材料的软化系数；

b f —材料在吸水饱和状态下的抗压强度，MPa ； f —材料在干燥状态下的抗压强度，MPa 。

材料的软化系数在0～1之间。经常位于水中或受潮严重的重要结构物的材料，软化系数不宜小于0.85；受潮较轻或次要结构物的材料，软化系数不宜小于0.70。软化系数大于0.85的材料，通常认为是耐水的材料，称为耐水性材料。

（4）材料的抗冻性

材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，同时强度也不严重降低的性质，称为抗冻性。

影响材料抗冻性的因素： ①材料的孔隙率和孔隙特征。

②材料的吸水饱和程度。

③材料抵抗冻胀应力的能力，即材料的强度。 就外界条件来说，材料受冻破坏的程度与冻融温度、结冰速度及冻融频繁程度等因素有关，温度越低、降温越快、冻融越频繁，则受冻破坏越严重。

（5）材料的抗渗性

材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性，另外，材料抵抗其他液体渗透的性质，也属于抗渗性。

1.2.3 材料的热工性质

（1）材料的导热性

材料传导热量的性质称为导热性。材料导热能力的大小，用导热系数来表示。 影响材料导热系数的因素主要有以下几个方面：

1）材料的物质组成与结构。 2）材料的孔隙率及孔隙特征。 3）含水率(湿度)。 4）导热时的温度 （2）材料的热容量

热容量是指材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。可用（1.11）式表示。

()12Q cm t t =- （1.11）

式中：Q —材料吸收或放出的热量，KJ ； c —材料的比热，J·（g·K ）-1； m —材料的质量，g ；

12t t -—材料受热或冷却前后的温度差，K 。

几种典型材料的热工性能指标如表1.2所示。

（3）耐燃性

建筑物失火时，材料能经受高温与火的作用不破坏，强度不严重降低的性能称为耐燃性。根据耐燃性可将材料分为三大类：

1） 不燃烧类 如普通石材、混凝土、砖、石棉等。 2） 难燃烧类 如沥青混凝土、经防火处理的木材等。 3） 燃烧类 如木材、沥青等。 （4）耐火性

材料在长期高温作用下，保持不熔性并能工作的性能称为耐火性。按耐火性高低可将材料分为3类：

1） 耐火材料 如耐火砖中的硅砖、镁砖、铝砖、铬砖等。 2） 难熔材料 如难熔黏土砖、耐火混凝土等。 3） 易熔材料 如普通黏土砖等。 （5）材料的热变形性

材料在温度变化时的尺寸变化称为热变形性。热变形性的大小用线膨胀系数表示。

1.3 材料的力学性质

材料的力学性质是指材料在外力作用下的表现，通常以材料在外力作用下的变形性或强度来表示。

1.3.1 材料的强度与比强度

材料在外力(即荷载)作用下抵抗破坏的能力，称为强度。 （1）材料的强度类型

1）材料的抗压、抗拉及抗剪强度

材料的抗压、抗拉及抗剪强度按（1.12）式计算。

F

f A

=

（1.12）

式中：f —材料的强度，MPa ；

F —试件破坏时的最大荷载，N ； A —试件受力截面面积，mm 2。

抗压强度是评定脆性材料强度的基本指标，而抗拉强度是评定塑性材料强度的主要指标。 2）材料的抗弯强度

材料的抗弯强度与试件的几何形状及荷载施加的情况有关，对于矩形截面和条形试件，当采用二分点试验（图1.4） (在两支点的中间作用一个集中荷载)时，其抗弯极限强度按（1.13）式计算。

max

2

3F 2tm f bh

=

（1.13）

当采用三分点试验（图1.4）(在跨度的三分点上加两个集中荷载)时，其抗弯极限强度按（1.14）式计算。

max

2

F tm f bh =

（1.14） 式中：tm f —材料的抗弯极限强度，MPa ； max F —试件破坏时的最大荷载，N ；

L —试件两支点间的距离，mm ；

b 、h —试件截面的宽度和高度，mm 。

（2）影响材料强度的因素 ①材料的组成、结构和构造

图1.5 材料强度与孔隙率的关系

②试验条件

试验方面的因素有：试件大小、试件形状、加荷速度以及试件的平整度等。 ③材料的含水情况 ④温度

（3）材料的强度等级

常用土木工程材料的强度如表1.3所示。 （4）材料的比强度

比强度等于材料的强度与表观密度之比，即单位质量的材料强度。比强度是用来评价材料是否轻质高强的一个指标。几种主要材料的比强度如表1.4所示。

1.3.2 材料的弹性与塑性

材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，变形随即消失并能完全恢复原来形状的性质，称为材料的弹性。应力与应变的比值称为材料的弹性模量。按照（1.15）式计算。

E

σ

ε

=（1.15）

式中：σ—材料的应力，MPa；

ε—材料的应变；

E—材料的弹性模量，MPa。

材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，不能恢复变形，仍然保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质，称为材料的塑性。

1.3.3 材料的脆性与韧性

材料受外力作用，当外力达到一定限度后，材料突然破坏，但破坏时没有明显塑性变形的性质，称为材料的脆性。具有这种性质的材料称为脆性材料。

材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大能量，产生较大变形而不致破坏的性质，称为材料的韧性或冲击韧性。

1.3.4 材料的硬度与耐磨性

（1）硬度

硬度是指材料表面抵抗硬物压入或刻划的能力

（2）耐磨性

耐磨性是指材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性以磨损前后材料单位面积的质量损失，即磨损率表示。

材料的磨损率越低，表明该材料的耐磨性越好。

1.4 材料的耐久性

材料在长期使用过程中，能抵抗各种作用而不破坏，并且能保持原有性能的能力，称为材料的耐久性。

影响耐久性的因素很多，包括物理作用、化学作用及生物作用等。

（1）物理作用

物理作用指材料受干湿、冷热、冻融变化等，使材料体积发生收缩与膨胀，或产生内应力而开裂破坏。

（2）化学作用

化学作用指材料在大气和环境水中的酸碱盐等溶液的侵蚀下，使材料逐渐发生质变而破坏。

（3）生物作用

生物作用指材料在昆虫或菌类等的侵害下，导致材料发生虫蛀、腐朽而破坏。

第2章 气硬性胶凝材料

胶凝材料指能在物理、化学作用下，从具有流动性的浆体转变成坚固的石状体，并能将砂、石子等散粒材料或砖、板等块片状材料粘结为一个整体的材料。

胶凝材料按化学成分分为两大类：有机胶凝材料和无机（矿物）胶凝材料。 无机胶凝材料则按照硬化条件分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。 气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也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，而且可以更好地在水中硬化，保持并发展其强度。

2.1 石灰

2.1.1 石灰的生产

生产石灰的原料主要是石灰石，石灰石的主要成分是碳酸钙（CaCO 3），其次是碳酸镁（MgCO 3）和少量粘土杂质。

将石灰石置于窑内高温下煅烧，碳酸钙和碳酸镁受热分解，分解出二氧化碳（CO 2）气体后，得到以氧化钙（CaO ）为主要成分的呈白色或灰白色的块状成品即为生石灰，又称块灰。

32900CaCO CaO CO +↑???→℃

32700MgCO MgO CO +↑???→℃

欠火石灰的产浆量低，质量较差，降低了石灰的利用率。

过火石灰颗粒往往会在正火石灰硬化后才吸湿消解而发生体积膨胀，这使已硬化的灰浆表面会产生膨胀而引起崩裂或隆起，直接影响工程质量。 2.1.2 石灰的熟化（消解）与陈伏

“熟化”（又称石灰的“消解”）通常是将生石灰加水，反应生成消石灰（氢氧化钙）的过程，反应式如下。

22

CaO H O Ca OH 64.9kJ/mol ++??→（） 为了消除熟石灰中过火石灰颗粒的危害，石灰浆应在储灰坑中静置2周以上再使用，此过

程称为“陈伏” 2.1.3 石灰的硬化

石灰浆体的硬化包括两个同时进行的过程：干燥结晶和碳化作用。 （1）干燥结晶 （2）碳化作用

碳化作用是指氢氧化钙与空气中的二氧化碳在有水的条件下生成碳酸钙晶体的过程，反应式如下：

2

2232Ca OH CO H O CaCO 1H O n n ++++??→（）（）

2.1.4石灰的技术指标

石灰的各项指标要求如表2.1——2.3所示

2.1.5石灰的性质

（1）良好的保水性、可塑性

（2）凝结硬化慢、强度低

（3）耐水性差

（4）体积收缩大

2.1.6石灰的应用

（1）石灰乳涂料和石灰砂浆

（2）灰土和三合土

（3）硅酸盐制品

（4）碳化石灰板

（5）无熟料水泥

2.1.7石灰的运输和储存

生石灰块及生石灰粉在运输时要采取防水措施，不能与易燃、易爆及液体物品同时装运。运到现场的石灰产品，不宜长期储存。熟化好的石灰膏，也不宜长期暴露在空气中，表面应加以覆盖，以防碳化结硬。

2.2 石膏

石膏是以硫酸钙为主要成分的传统气硬性胶凝材料。

2.2.1 石膏的原料、生产及品种

生产石膏的原料是天然二水石膏，又称软石膏或生石膏。

石膏的生产工序主要是原料破碎、加热与磨细过筛。

石膏常见品种主要有：

（1）建筑石膏

将天然二水石膏置于炉窑煅烧（107～170℃），得到β型结晶的半水石膏，再经磨细得到的白色粉状物，称为建筑石膏。

42422??107~17011CaSO 2H O CaSO H O 1 H O 22

+?????→℃℃

纯净的建筑石膏为白色，多用于建筑抹灰、粉刷、砌筑砂浆及各种石膏制品。

（2）模型石膏

模型石膏组成为β型半水石膏，但生产所用原料杂质少，磨细后颜色白。主要用于陶瓷的制坯工艺，少量用于装饰浮雕。

（3）高强石膏

将天然二水石膏置于相当于0.13MPa （125℃）压力的蒸压釜内蒸炼，生成比β型半水石膏晶粒粗大的α型半水石膏，磨细即为高强石膏。高强石膏晶粒粗大，比表面积小，调制浆体需水量少，生产成本较高，主要用于要求较高的抹灰工程、装饰制品和石膏板。

（4）硬石膏

硬石膏是天然石膏在较高温度下煅烧后经磨细而得到的产品。硬化后有较高的强度和耐磨性，抗水性也较好。

4228002CaSO CaO 2SO +O 2≥+????→℃

硬石膏可调制抹灰、砌筑及制造人造大理石的砂浆，也可用于铺设地面。 2.2.2 建筑石膏的凝结硬化

建筑石膏与适当的水拌和，开始形成可塑性浆体，但很快就失去塑性并产生强度，发展为

坚硬的石状体，这种现象称为凝结硬化。

建筑石膏加水后，首先半水石膏溶解于水，与水进行水化反应，生成二水石膏。

42242??1

2CaSO H O 3 H O 2CaSO 2H O 2

+??→（）（）

如图2.2所示。 2.2.4 建筑石膏及其制品性质

建筑石膏与其他胶凝材料相比具有以下性质： （1）凝结硬化快

（2）凝结硬化时体积微膨胀 （3）孔隙率大、密度小 （4）保温性和吸声性好 （5）强度较低 （6）具有一定的调湿性 （7）防火性好

（8）耐水性、抗渗性、抗冻性差 2.2.5 建筑石膏的应用

建筑石膏常用于室内抹灰，粉刷，油漆打底层，也可制作各种建筑装饰制件和石膏板等。 石膏板具有轻质、保温、隔热、吸音、不燃，以及热容量大，吸湿性大，可调节室内温度和湿度，施工方便等性能，是一种有发展前途的新型板材。石膏板常见的品种有：

（1）纸面石膏板 （2）纤维石膏板 （3）装饰石膏板 （4）空心石膏板

此外，还有石膏蜂窝板、石膏矿棉复合板、防潮石膏板等，分别用作绝热板、吸声板、内墙隔墙板及天花板等。

2.3 水玻璃

水玻璃俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐。它是由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅组成的气硬性胶凝材料，成无色或浅黄或灰白色，透明或半透明的粘稠液体。其化学式为

2R O ·2SiO n ，式中2R O 为碱金属氧化物，n 为二氧化硅与碱金属氧化物摩尔数的比值，称

为水玻璃模数。 2.3.1 水玻璃的生产

生产水玻璃的方法有湿法和干法两种，常采用的是干法生产，干法又称碳酸盐法，即将石英和碳酸钠磨细拌匀，在熔炉内于1300～1400℃下熔融反应而生成固体水玻璃，然后在水中加热溶解而成液体水玻璃。

23221300 ~1400Na CO +SiO Na O n ??????→℃

·22SiO +CO n ↑

2.3.2 水玻璃的凝结硬化

水玻璃在空气中能与二氧化碳反应，生成无定形硅酸胶体，并逐渐干燥而硬化。

2Na O ·222232SiO CO H O Na CO SiO n m n +++??

→·2H O m 2.3.3 水玻璃的性质

（1）粘结力强、强度较高 （2）耐酸性好 （3）耐热性好

（4）耐碱性和耐水性差

2.3.4 水玻璃的应用

（1）涂刷材料表面，提高其抗风化能力

（2）加固土壤

（3）配制速凝防水剂

（4）配制水玻璃胶泥、水玻璃砂浆、水玻璃混凝土

（5）配制保温绝热制品

第3章水泥

3.1 硅酸盐水泥

国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175—2007）规定：凡是以适当成分的生料，烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的水泥熟料，并掺入0～5％的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。

3.1.1 硅酸盐水泥的生产

（1）生料的配制

硅酸盐水泥的原料主要由三部分组成：石灰质原料；粘土质原料；校正原料

将石灰质、粘土质和校正原料按适当的比例配合，并将这些原料磨制到规定的细度，并使其均匀混合，这个过程叫做生料配制。生料的配制有干法和湿法两种。

（2）水泥熟料的煅烧

将配制好的生料在窑内进行煅烧。水泥窑型主要有立窑和回转窑。一般立窑适合小型水泥厂，回转窑适合于大型水泥厂。煅烧的主要过程包括：

1）干燥

2）预热

3）分解

4）烧成

5）冷却

（3）水泥熟料的粉磨

将生产出来的水泥熟料配以适量的石膏，或根据水泥品种的要求掺入一定量的混合材料，进入磨机磨至适当的细度，即制成硅酸盐水泥。

图3.1 硅酸盐水泥生产工艺流程示意图

3.1.2 硅酸盐水泥熟料的矿物组成及特性

（1）水泥熟料的矿物组成

硅酸盐水泥的熟料主要由4种矿物组成，其名称、成分、化学式缩写、含量如下： 矿物名称 化学成分 缩写符号 含量 硅酸三钙 3CaO ·SiO 2 C 3S 36％～60％ 硅酸二钙 2CaO ·SiO 2 C 2S 15％～36％ 铝酸三钙 3CaO ·Al 2O 3 C 3A 7％～15％ 铁铝酸四钙 4CaO ·Al 2O 3·Fe 2O 3 C 4AF 10％～18％ （2）水泥熟料矿物的特性

硅酸盐水泥中含有的4种熟料矿物与水作用时所表现的特性是不同的，表3.1列出了4种熟料矿物与水作用的特性。

（3）硅酸盐水泥的水化

水泥加水拌和后，水泥颗粒立即与水发生化学反应，即发生水化反应，生成一系列的化合物并放出一定的热量。常温下水泥熟料单矿物的水化反应式如下：

2(3CaO ·22SiO )6H O 3CaO +??

→·22SiO ·223H O 3Ca(OH)+ 2(2CaO ·22SiO )4H O 3CaO +??

→·22SiO ·223H O Ca(OH)+ 3CaO ·232Al O 6H O 3CaO +??

→·23Al O ·26H O 4CaO ·23Al O ·232Fe O H O 3CaO +??

→7·23Al O ·2H O CaO +6·23Fe O ·2H O 3CaO ·23Al O ·2H O 643CaSO +（

·222H O 19H O 3CaO +→）·23Al O ·43CaSO ·231H O 3CaO ·23Al O ·2H O 64CaSO +·222H O 4H O 3CaO +??

→·23Al O ·4CaSO ·212H O （4）硅酸盐水泥的凝结和硬化

硅酸盐水泥加水拌合后，成为可塑性的浆体，随着时间的推移，其塑性逐渐降低，最后失

去塑性，这个过程称为水泥的凝结。随着水化的不断进行，水泥凝胶不断生成，形成密实的空间网状结构，水泥浆转变为石状体，产生了强度，即达到了硬化。

（a ） （b ） （c ） （d ）

图3.2 硅酸盐水泥凝结硬化示意图

（a ）水泥颗粒分散在水中 （b ）在水泥颗粒表面形成水化产物膜层

（c ）膜层长大并相互连接（凝结） （d ）水化物进一步发展，填充毛细孔（硬化）

1—水泥颗粒；2—水；3—水泥凝胶体；4—晶体；5—未水化的水泥颗粒内核；6—孔隙

（5）影响水泥凝结硬化的主要因素 ①熟料矿物组成的影响 ②水泥细度的影响

③龄期（养护时间）的影响

图3.3 水泥水化龄期对强度的影响

④养护温度和湿度 ⑤水灰比（W/C ） 3.1.3 硅酸盐水泥的腐蚀与防止

引起水泥石腐蚀的原因及作用多而复杂，几种典型水泥石腐蚀的类型如下： （1）软水腐蚀（溶出性腐蚀） （2）离子交换腐蚀（溶解性腐蚀） ①碳酸的腐蚀

22232Ca(OH)CO H O CaCO 2H O ??→＋＋＋ 32232CaCO CO H O Ca HCO ??→＋＋（）

②一般酸的腐蚀

2222HCl+Ca(OH)CaCl ()2H O ??→易溶＋

③镁盐的腐蚀

222MgCl +Ca(OH)CaCl ??→(易溶)2Mg(OH)＋(絮凝状、无胶结力)

（3）膨胀性腐蚀 ①硫酸盐的腐蚀

4222MgSO +Ca(OH)+2H O Mg(OH)??→(絮凝状、无胶结力)4CaSO ＋·22H O

43CaSO （·22H O 3CaO ）＋·23Al O ·226H O+19H 3CaO O ??

→·23Al O ·43CaSO ·231H O （水化硫铝酸钙）（结晶膨胀）

②硫酸的腐蚀

2424H SO Ca(OH)CaSO ??→＋·222H O+H O

生成的硫酸盐会与水化铝酸三钙继续反应，生成的水化硫铝酸钙，导致水泥石的破坏。 （4）强碱的腐蚀

3CaO ·23Al O 26NaOH 3Na O +??

→·23Al O 2+3Ca(OH) （易溶于水）

22232NaOH+CO +9H O Na CO ??→·210H O

水泥石腐蚀的主要原因是：侵蚀性介质以液相的形式与水泥石接触并具有一定的浓度；水

泥石中存在着易被腐蚀的成分；水泥石结构不致密，存在较多毛细孔隙，侵蚀性介质可通过毛细孔进入水泥石内部。

（5）水泥石腐蚀的防止

根据水泥石腐蚀的原因，可以采用以下措施防止水泥石腐蚀：

①根据环境侵蚀特点，合理选用水泥品种，减少水泥中易被腐蚀物质（即Ca(OH)2、3Ca O ·Al 2O 3·6H 2O ）的含量。

②降低水泥石的孔隙率，提高水泥石的密实度。

③在水泥石的表面涂抹或铺设保护层，隔断水泥石和外界的腐蚀性介质的接触。 3.1.4 硅酸盐水泥的技术指标

（1）密度和堆积密度

一般硅酸盐水泥的密度为3.0～3.2g ·c m -3。 在进行混凝土或砂浆配合比设计时，通常密度取为3.10 g ·c m -3，堆积密度取为1300 kg ·m -3。 （2）细度

国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175—2007）规定：硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表面积表示，其比表面积不小于300m 2·kg -1，否则为不合格品。

（3）标准稠度需水量

测定凝结时间和体积安定性时必须采用规定稀稠程度的水泥净浆，这个规定的稠度，称为标准稠度。当达到规定稀稠程度时，拌制水泥浆的加水量，就是标准稠度用水量。硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般在23%～30%之间。

（4）凝结时间

水泥的凝结时间有初凝与终凝之分。自加水时起至水泥浆开始失去可塑性所需的时间，称为初凝时间。自加水起至水泥浆完全失去可塑性，随后开始产生强度的时间，称为终凝时间。

国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175—2007）规定：硅酸盐水泥的初凝时间不得小于45min，终凝时间不得大于390min。初凝时间不合格的水泥为废品水泥，终凝时间不合格的水泥为不合格品。

（5）体积安定性

水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性为水泥的体积安定性。

引起水泥安定性不良的原因有：

①水泥熟料中含有过多的游离氧化钙和游离氧化镁

国家标准规定：由游离氧化钙引起的水泥安定性不良，可用沸煮法检验。沸煮法又分试饼法和雷氏法，当两者发生争议时以雷氏法为准。

游离氧化镁引起的水泥体积安定性不良，用压蒸法才能检验出来。由于游离氧化镁造成的安定性不良不便于快速检验，因此，国家标准规定，水泥中的游离氧化镁的含量不得超过5.0%，当压蒸试验合格时可放宽到6.0%。

②石膏掺量过多

国家标准规定，在生产水泥时，控制水泥中SO3的含量不得超过3.5%。

体积安定性不合格的水泥为废品，不得用于任何工程。

（6）强度等级

硅酸盐水泥强度主要取决于熟料的矿物组成和细度

（7）水化热

水泥在与水进行水化反应时放出的热量称为水化热（J·g-1）。

（8）碱含量

国家标准规定：水泥中的碱含量按Na2O+0.658K2O计算值表示，若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中的碱含量不得大于0.60%或由买卖双方协商确定。

3.1.5 硅酸盐水泥的特性、应用及储存

（1）硅酸盐水泥的特性、应用

①凝结硬化快，早期强度和后期强度高

②水化热大、抗冻性好

③干缩小、耐磨性较好

④抗碳化性较好

⑤耐腐蚀性差

⑥耐高温性差

（2）水泥的储存和运输

水泥在储存和运输中不得受潮和混入杂物。

水泥存放期不宜过长。

水泥在运输和储存中，不同品种、不同强度等级的水泥不能混装。水泥堆放高度不得超过10包，遵循先来的水泥先用的原则。

3.2 掺混合材料的硅酸盐水泥

由硅酸盐水泥熟料，一定量的混合材料及石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料，称为掺混合材料的硅酸盐水泥

3.2.1 混合材料

在水泥生产过程中，为改善水泥性能，调节水泥强度等级而加入水泥中的人工或天然的矿物材料，称为水泥混合材料。

（1）活性混合材料

在常温下，与水不反应或反应很慢，当加入碱性激发剂（Ca(OH)2）或硫酸盐激发剂（CaSO4·2H2O)时，不仅能在空气中硬化，而且能在水中继续硬化，并生成水硬性胶凝材料的产物，称为活性混合材料。常用的活性混合材料有如下几种：

①粒化高炉矿渣

②火山灰混合材料

火山灰质混合材料泛指火山灰一类物质，按其活性成分与矿物结构可分为三类：

a.含水硅酸质的混合材料硅藻土、硅藻石、蛋白石及硅质渣等

b.铝硅玻璃质的混合材料火山灰、凝灰岩、浮石及某些工业废渣

c.烧粘土质的混合材料主要有烧粘土、煤渣、煤矸石灰渣等

③粉煤灰混合材料

（2）非活性混合材料

加入水泥中，不与或几乎不与水泥水化产物发生作用，仅仅是降低强度等级，提高产量，降低成本，调节水泥性能，减小水化热的这一类矿物材料，称为非活性混合材料，常见的非活性混合材料如磨细的石灰石粉、石英砂、窑灰、慢冷矿渣等。

3.2.2 普通硅酸盐水泥

由硅酸盐水泥熟料、适量的混材料及石膏共同磨细，制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，代号P·O。

（1）普通硅酸盐水泥的技术指标

普通硅酸盐水泥的技术指标要求与硅酸盐水泥有几点不同：

①凝结时间

普通硅酸盐水泥的初凝时间不小于45min，终凝时间不大于600min。

②强度等级

③烧失量

普通硅酸盐水泥的烧失量不大于5.0%。

普通硅酸盐水泥的其他技术要求同硅酸盐水泥完全相同。

（2）普通硅酸盐水泥的性质

普通硅酸盐水泥由于掺加的混合材料较少，因此它的性质同硅酸盐水泥的性质基本上相

土木工程材料课后题答案

第1章土木工程材料的基本性 1当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观密度、强度、吸水率、搞冻性及导热性是下降、上生还是不变 答：当材料的孔隙率增大时，各性质变化如下表： 密度表观密度强度吸水率搞冻性导热性 2材料的密度、近似密度、表观密度、零积密度有何差别答： 3材料的孔隙率和空隙率的含义如何如何测定了解它们有何意义 答：P指材料体积内，孔隙体积所占的百分比：P′指材料在散粒堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的百分比：了解它们的意义为：在土木工程设计、施工中，正确地使用材料，掌握工程质量。 4亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的举例说明怎样改变材料的变水性与憎水性 答：材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性材料。 例如：塑料可制成有许多小而连通的孔隙，使其具有亲水性。 例如：钢筋混凝土屋面可涂抹、覆盖、粘贴憎水性材料，使其具有憎水性。 5普通粘土砖进行搞压实验，浸水饱和后的破坏荷载为183KN，干燥状态的破坏荷载为 207KN（受压面积为115mmX120mm），问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位 答： 6塑性材料和塑性材料在外国作用下，其变形性能有何改变 答：塑性材料在外力作用下，能产生变形，并保持变形后的尺寸且不产生裂缝；脆性材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，突然破坏，无明显的塑性变形。 7材料的耐久性应包括哪些内容 答：材料在满足力学性能的基础上，还包括具有抵抗物理、化学、生物和老化的作用，以保证建筑物经久耐用和减少维修费用。 8建筑物的屋面、外墙、甚而所使用的材料各应具备哪些性质 答：建筑物的屋面材料应具有良好的防水性及隔热性能；外墙材料应具有良好的耐外性、抗风化性及一定的装饰性；而基础所用材料应具有足够的强度及良好的耐水性。 第2章天然石材 1岩石按成因可分为哪几类举例说明。 答：可分为三大类： 造价工程师执业资格考试：建设工程技术与计量（安装）工程材料安装工程常用材.. 2 1)岩浆岩，也称火成岩，是由地壳内的岩浆冷凝而成，具有结晶构造而没有层理。例如花岗岩、辉绿岩、火山首凝灰岩等。2) 沉积岩，又称为水成岩，是由地表的各类岩石经自然界的风化作用后破坏后补水流、冰川或风力搬运至不同地主，再经逐层沉积并在覆盖层的压力作用或天然矿物胶结剂的胶结作用下，重新压实胶结而成的岩石。例如，页岩、菱镁矿，石灰岩等。3) 变质岩，是地壳中原有的各类岩石在地层的压力或温度作用下，原岩石在固体状态下发生变质作用而形成的新岩石。例如，大理石、片麻岩等。 2比较花岗岩、石灰岩、大理岩、砂岩的性质和用途，并分析它们具有不同性质的原因。答：这几种石材性质不同的于它们的化学成分和结构的差别：花岗岩的主要化学成分为石英、长石及少量暗色矿物和云母，它呈全晶质结构。花岗岩表观密度大，抗压强度高，抗冻性好，刻水率小，耐磨性好，耐久性高，但耐火性差。它常用于基础、甲坝、桥墩、台阶、路面、墙石和勒脚及纪念性建筑物等。石灰岩的主要化学成分为CaCO 3，主要矿物成分为方解石，但常含有白云石、菱镁矿、石英、蛋白石等， 因此，石灰岩的化学成分、矿物组分、致密程度以及物理性质差别很大。石灰岩来源广，硬

土木工程材料讲解

绪论 、土木工程材料及其分类 广义上的土木工程材料是人类建造建筑物时所用一切材料和制品的总称，种类极为繁多。 1. 按主要组成成分分类 黑色金属一一钢、铁、不锈钢等 有色金属一一铅、铜等及其合金 天然石材一一砂、石及石材制品等 烧土制品及熔融制品一一砖、瓦、玻璃等 胶凝材料一一石灰、石膏、水泥、水玻璃等 混凝土及硅酸盐制品一一混凝土、砂 浆及硅酸盐制品 植物材料一一木材、竹材等 沥青材料 石油沥青、煤沥青、沥青制品等 高分子材料一一塑料、涂料、胶黏剂、合成橡胶、合成树脂等 r 无机非金属材料与有机材料复合一一玻璃纤维增强塑料、 沥青混合料等 金属材料与无机非金属材料复合一一钢筋混凝土、钢纤维混凝土、夹丝玻 璃 等 -金属材料与有机材料复合一一如轻质金属夹芯板 图0.1 土木工程材料的分类 2. 按使用功能分类 根据土木工程材料在建筑物中的部位或使用性能，大体可分为建筑结构材料、墙体材料、 建筑功能材料三大类。 3. 按材料来源分类 根据材料来源，可分为天然材料与人造材料。而人造材料又可按冶金、窑业（水泥、玻璃、 陶瓷等）、石油化工等材料制造部门来分类。 一般把各种分类方法经适当组合后对材料种类进行划分。如装饰砂浆、沥青防水材料等。 、土木工程材料在土建工程中的地位 土木工程材料在土木建筑工程中有着举足轻重的地位。 首先，土木工程材料是一切土木工程的物质基础。 第二，土木工程材料与建筑、结构和施工之间存在着相互依存、相互促进的密切关系。 第三，建筑物和构筑物的功能和使用寿命在很大程度上由土木工程材料的性能决定。 第四，土建工程的质量，主要取决于材料的质量控制。 最后，建筑物和构筑物的可靠度评价，相当程度地依存于材料的可靠度评价。 「金属材料｛ <非金属材料 土木工程材料〈有机材料 复合材料 聚合物水泥混凝土、

2020年土木工程材料期末模拟试题及答案

2020年土木工程材料期末模拟试题及答案 名词解释（每题2分，共12分） 1.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。 2、水泥活性混合材料是指磨成细粉后，与石灰或与石灰和石膏拌和在一起，并加水后，在常温下，能生成具有胶凝性水化产物，既能在水中，又能在空气中硬化的混和材料。 3.砂浆的流动性是指砂浆在自重或外力的作用下产生流动的性质。 4、混凝土立方体抗压强度标准值是指按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期，用标准试验方法测得的强度总体分布中具有不低于95％保证率的抗压强度值。 5、钢材的冷弯性是指刚才在常温下承受弯曲变形的能力。 6、石油沥青的针入度是指在规定温度25℃条件下，以规定重量100g的标准针，经历规定时间5s贯入试样中的深度。 例1-2某石材在气干、绝干、水饱和情况下测得的抗压强度分别为174，178，165mpa，求该石材的软化系数，并判断该石材可否用于水下工程。:P1[2S9O"w3q 答：该石材软化系 例4-2石灰不耐水，但为什么配制的石灰土或三合土却可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？/D(]$S4A)\6F%s' V*a)p

答：原因1.石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成，加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与粘土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，所以石灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。7e-`' p5Y q:j.e 原因2.由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使其密实度大大提高，降低了孔隙率，水的侵入大为减少。因此，灰土或三合土可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位 例5-5某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为c30，施工要求混凝土拥落度为30～50mm，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差σ=5mpa。可供应以下原材料：水泥：p.o42.5普通硅酸盐水泥，水泥密度为ρc=3.log/cm3，水泥的富余系数为1.08；中砂：级配合格，砂子表观密度 ρ0s=2.60g/cm3；石子：5～30mm碎石，级配合格，石子表观密度ρ0g=2.65g/cm3。 设计要求： (1)混凝土计算配合比； (2)若经试配混凝土的工作性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为3%，石子含水率为1%，试计算混凝土施工配合比。 .解：(1)求混凝土计算配合比。;^*y)H;B(g

土木工程材料习题集及答案详解

土木工程材料习题集 目录 0 绪论 (2) 1土木工程材料的基本性质 (3) 2气硬性胶凝材料 (10) 3水泥 (15) 4混凝土 (23) 5建筑砂浆 (43) 6墙体材料 (46) 7天然石材 (50) 8金属材料 (52) 9合成高分子材料……………………………………………………………10木材…………………………………………………………………………11沥青与防水材料……………………………………………………………12绝热材料与吸声材料………………………………………………………13建筑装饰材料………………………………………………………………习题解答 0 绪论习题解答………………………………………………………………1土木工程材料的基本性质习题解答……………………………………… 2气硬性胶凝材料习题解答………………………………………………… 3水泥习题解答………………………………………………………………

4混凝土习题解答…………………………………………………………… 5建筑砂浆习题解答………………………………………………………… 6墙体材料习题解答………………………………………………………… 7天然石材习题解答………………………………………………………… 8金属材料习题解答………………………………………………………… 9合成高分子材料习题解答………………………………………………… 10木材习题解答………………………………………………………………11沥青与防水材料习题解答…………………………………………………12绝热材料与吸声材料习题解答………………………………………… 13建筑装饰材料习题解答…………………………………………………… 0 绪论 学习指导 一、内容提要 本章主要介绍土木工程材料的定义、分类、作用、发展趋势与技术标准以及本课程的学习目的与任务。 二、基本要求 了解土木工程材料的定义、分类、与发展趋势，领会土木工程材料标准化的意义及表示方法。 三、重、难点提示 1、重点提示：土木工程材料的分类。 2、难点提示：土木工程材料的产品及应用的技术标准。

土木工程材料期末试题及答案

《土木工程材料》 一：名词解释（每小题3分，共15分） 1、亲水材料 2、混凝土拌合物的和易性 3、混凝土拌合物的流动性 4．合理砂率 二、填空题（每空1.5分，共25分） 1、水泥的水化反应和凝结硬化必须在（）的条件下进行。 2、新拌砂浆的和易性包括（）和（）两方面。 3、Q235-A.Z牌号的钢中，符号Q表示（）。 4、合理砂率实际上保持混凝土拌合物具有良好（）和（）的最小砂率。 5、钢材的热处理方法有（）、（）、（）、（）。 6、材料的耐水性用（）来表示。 7、硅酸盐水泥适用于（）的混凝土工程。 8、配制混凝土时，若水灰比（）过大，则（）。 9、砂浆的保水性用（）表示。 10、普通碳素钢按屈服点、质量等级及脱氧方法分为若干牌号，随牌号提高，钢材 （）。 11、（）含量过高使钢材产生热脆性。 12、材料的体积吸水率（）与质量吸水率（）存在如下关系：（） 13、在100g含水率为3的湿砂中，水的质量为（）。 14、普通混凝土破坏一般是（）先破坏。 15、砂浆的强度主要取决于（）。 16、有抗冻要求的混凝土工程，宜选用（）水泥。 17、矿渣硅酸盐水泥与火山灰质硅酸盐水泥比较，二者（）不同。 三，判断题（每小题1分，共15分） 1..常用的炼钢方法有转炉炼钢法，平炉炼钢法，电炉炼钢法三种。（） 2.抗压性能是建筑钢材的重要性能。（） 3.洛氏硬度一般用于较软材料。（） 4、道路水泥、砌筑水泥、耐酸水泥、耐碱水泥都属于专用水泥。（） 5、混凝土抗压强度试件以边长150㎜的正立方体为标准试件，其集料最大粒径为40㎜。（） 6、混凝土外加剂是在砼拌制过程中掺入用以改善砼性质的物质，除特殊情况外，掺量 不大于水泥质量的5%（） 7、在硅酸盐水泥熟料中含有少量游离氧化镁，它水化速度慢并产生体积膨胀，是引起 水泥安定性不良的重要原因（） 8、凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中任一项不符合标准规定时，称为废品水泥（） 9、砼配合比设计的三参数是指:水灰比,砂率,水泥用量。（） 10、按现行标准，硅酸盐水泥的初凝时间不得超过45 min。（） 四、问答题（每小题5分，共20分） 1、提高混凝土耐久性的主要措施有哪些？ 2.在土木工程中普通混凝土有哪些主要优点？

专科《土木工程材料》_08050360试卷_20160616004025

[试题分类]:专科《土木工程材料》_08050360 [题型]:单选 [分数]:2 1.评价粗集料强度的指标是()。 A.抗拉强度 B.抗压强度 C.压碎值 D.软化系数 答案:C 2.砂的细度模数在()范围时定义为中。 A.3.7~1.6 B.3.7~3.1 C.3.0~2.3 D.3.0~1.6 答案:C 3.相同材料中，()密度值最小。 A.绝对 B.表观 C.毛体积 D.堆积 答案:D 4.粗集料在混凝土凝结硬化过程中主要可以起()的作用。 A.降低造价 B.减少收缩变形 C.降低混凝土温度 D.提高抗蚀性 答案:B 5.在混凝土中，粗骨料主要起()作用。 A.增强 B.填充 C.防止膨胀 D.减小收缩

答案:D 6.高强度硬钢的设计强度取值是()。 A.屈服强度σs B.条件屈服强度σ0.2 C.疲劳强度σ-1 D.极限抗拉强度σb 答案:B 7.水泥确定后，混凝土的强度主要取决于()。 A.水泥的强度 B.水灰比 C.砂率 D.单位用水量 答案:B 8.在生产水泥时，掺入()的主要目的调节其凝结时间。 A.粉煤灰 B.硫酸钠 C.硫酸钙 D.火山灰 答案:C 9.能提高硅酸盐水泥后期强度的主要熟料矿物是()。 A.CaO B.3CaO·SiO2 C.3CaO·Al2O3 D.2CaO·SiO2 答案:D 10.石油沥青的()指标反映其抗老化性。 A.针入度 B.延度 C.软化点 D.蒸发后针入度比 答案:D 11.建筑石油沥青的延度性质表示的是()指标。

B.粘滞性 C.大气稳定性 D.温度敏感性 答案:A 12.中.低热硅酸盐水泥最适宜于()混凝土工程。 A.大体积 B.炎热环境下的 C.低温环境下的 D.快硬早强 答案:A 13.过烧石灰的危害在于给硬化后的结构带来()。 A.温度过低 B.粘结力不足 C.膨胀开裂 D.收缩开裂 答案:C 14.混凝土用水的质量要求是不影响混凝土的凝结和()，无损于混凝土的强度和()。 A.水化，变形 B.水化，安定性 C.硬化，和易性 D.硬化，耐久性 答案:D 15.石灰消解后陈伏是为了()的危害。 A.提高活性 B.防止膨胀 C.降低收缩 D.增加有效含量 答案:B 16.表征硅酸盐水泥的细度指标是()。 A.0.08mm方孔筛筛余量 B.0.1mm方孔筛筛余量 C.0.045mm方孔筛筛余量

土木工程材料(简答题含答案)讲课讲稿

简答题 1.简述土木工程材料的主要类型及发展方向。 (1).主要类型：①土木工程材料按使用功能可分为：承重材料、围护材料、保温隔热材料、防水材料和装饰材料等5种；②按化学成分可分为：有机材料、无机材料和复合材料等3种。 (2).发展方向：①从可持续发展出发；②研究和开发高性能材料；③在产品形式方面积极发展预制技术；④在生产工艺方面要大力引进现代技术。 2.简述发展绿色建筑材料的基本特征。 ①建材生产尽量少使用天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物；②采用低能耗、无污染环境的生产技术；③在生产过程中不得使用甲醛、芳香族、碳氢化合物等，不得使用铅、镉、铬及其化合物制成的颜料、添加剂和制品；④产品不仅不损害人体健康，而且有益于人体健康；⑤产品具有多功能，如抗菌、灭菌、除霉、除臭、隔热、保温、防火、调温、消磁、防射线、抗静电等功能；⑥产品可循环和回收利用，废弃物无污染排放以防止二次污染。 3.简述石灰的主要特点及用途。 (1).特点：①可塑性和保水性好；②硬化速度慢，强度低；③耐水性差，硬化时体积收缩大。 (2).用途：①配制石灰砂浆和灰浆；②配制石灰土和三合土；③生产硅酸盐制品；④制造碳化制品； ⑤生产无熟料水泥。 4.简述建筑石膏的主要特性及应用。 (1).特性：①凝结硬化快；②硬化时体积微膨胀；③硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低；④防火性能好；⑤具有一定的调温、调湿作用；⑥耐水性、抗冻性和耐热性差。 (2).应用：①制作石膏抹面灰浆；②制作石膏装饰品；③制作各种石膏板制品。 5.简述水玻璃的主要特性及应用。 (1).特性：①黏结性能良好；②耐酸腐蚀性强；③耐热性良好；④抗压强度高。 (2).应用：①涂刷建筑物表面；②用于土壤加固；③配制速凝防水剂；④配制水玻璃矿渣砂浆；⑤配制耐酸、耐热砂浆及混凝土。 6.简述孔隙对材料性质的影响。 ①孔隙率越大材料强度越低、表观密度越小；②密实的材料且为闭口孔隙的材料是不吸水的，抗渗性、抗冻性好；③粗大的孔隙因水不易留存，吸水率常小于孔隙率；④细小且孔隙率大、开口连通的孔隙具有较大的吸水能力，抗渗性、抗冻性差。 7.土木工程材料的基本性质包括哪些？各性质之间有何内在联系及相互影响？ (1).基本性质：①材料的物理性质：密度、表观密度、毛体积密度、堆积密度、密实度、孔隙率、填充率、空隙率、间隙率；②材料的力学性质：强度、比强度、弹性变形和塑性变形、徐变、脆性、韧性、硬度、耐磨性；③材料与水有关的性质：亲水性、憎水性、吸水性、吸湿性耐水性、抗渗性、抗冻性；④材料的热物理性质：导热性、热容量、温度变形；⑤材料的耐久性；⑥材料的安全性。 (2).内在联系及相互影响：（空）

土木工程材料试题

本科学生考试模拟试题二 一、选择题(每题1分，共27分） 1.含水率6﹪的砂100g，其中干砂质量为__________g。 A. 100×(1-6﹪)=94.0 B. (100-6)×(1-6﹪)=88.4 C. 100÷(1+6﹪)=94.3 D. (100-6)÷(1+6﹪)=88.7 2．材料的孔隙率增加，特别开口孔隙率增加时,会使材料的____________。 A.抗冻、抗渗、耐腐蚀性提高； B.抗冻、抗渗、耐腐蚀性降低； C.密度、导热系数、软化系数提高； D.密度、绝热性、耐水性降低。 3. 从钢材的脱氧程度看，含氧量最低的钢种为___________。 A. 沸腾钢 B. 镇静钢 C.半镇静钢 D.特殊镇静钢 4. 钢材中碳含量高时，则其__________。 A.强度高，塑性和韧性好; B.强度高，塑性和韧性差。 C.强度低，塑性和韧性好; D.强度低，塑性和韧性差。 5. 钢筋冷拉并时效后___________提高。 A.屈服强度 B.抗拉强度 C.屈服强度和抗拉强度。 6. 木材加工使用前应预先将木材干燥至__________。 A. 纤维饱和点 B. 标准含水率 C. 平衡含水率 D. 完全干燥 7. 木材的横纹抗拉强度__________。 A. 强度较大，推荐使用 B. 强度中等,可以使用; C. 强度很小，不许使用 8. 沉积岩具有以下特点_________。 A.强度低、孔隙率大和耐久性差； B.强度中等、孔隙率和耐久性一般； C.强度高、孔隙率小、抗冻、耐磨。 9. 烧结粘土砖中，只能用于非承重墙体的是___________。 A.普通砖； B.多孔砖； C.空心砖。 10. 石灰膏通常与砂或纤维材料共同使用，目的在于___________。 A.提高抗压强度； B.克服过火石灰危害; C.加快硬化速度； D.提高抗裂能力。 11. 对于建筑石膏，____________是不正确的。 A.干燥时不开裂； B.耐水性强； C.机械加工方便 D.抗火性能好, 12. ____________适用于炎热地区屋面的防水工程。 A.10号石油沥青； B.60号石油沥靑； C.100号石油沥青。 13. 有抗冻要求的混凝土工程，应优先选用__________。 A.矿渣水泥； B.普通水泥； C.髙铝水泥。 14.硅酸盐水泥适用于下列__________工程。 A.大体积混凝土 B.预应力钢筋混凝土 C.耐热混凝土； D.受海水侵蚀的混凝土。 15.混凝土拌合物和易性的好坏，不仅直接影响工人浇注混凝土的效率，而且会影响 _________。 A.混凝土硬化后的强度； B.混凝土耐久性； C.混凝土密实度； D.混凝土密实度、强度及耐久性。 16.普通混凝土棱柱体强度f pr与立方体强度f cu两者数值的关系是___________。 A. f p r=f cu B. f p r≈f cu C. f p r﹥f cu D. f p r﹤f cu

土木工程材料知识点整理(良心出品必属精品)

土木工程材料复习整理 1.土木工程材料的定义 用于建筑物和构筑物的所有材料的总称。 2.土木工程材料的分类 （一）按化学组成分类：无机材料、有机材料、复合材料 （二）按材料在建筑物中的功能分类：承重材料、非承重材料、保温和隔热材料、吸声和隔声材料、防水材料、装饰材料等（三）按使用部位分类：结构材料、墙体材料、屋面材料、地面材料、饰面材料等 3.各级标准各自的部门代号列举 GB——国家标准 GBJ——建筑行业国家标准 JC——建材标准 JG——建工标准 JGJ——建工建材标准 DB——地方标准 QB——企业标准 ISO——国际标准 4.材料的组成是指材料的化学成分、矿物成分和相组成。 5.材料的结构 宏观结构：指用肉眼或放大镜能够分辨的粗大组织。其尺寸在10-3m级以上。 细观结构：指用光学显微镜所能观察到的材料结构。其尺寸在10-3-10-6m级。 微观结构：微观结构是指原子和分子层次上的结构。其尺寸在10-6

-10-10m 级。微观结构可以分为晶体、非晶体和胶体三种。 6.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及计算 密度：材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。（质量密度） 密实体积：不含有孔隙和空隙的体积(V)。 g/cm3 表观密度：材料在自然状态下，单位体积的质量。（体积密度） 表观体积：含有孔隙但不含空隙的体积(V0)。（用排水法测得的扣除了材料内部开口孔隙的体积称为近视表观体积，也称视体积。 ㎏/m3或g/cm3 堆积密度：材料在堆积状态下，单位体积的质量。（容装密度） 堆积体积：含有孔隙和空隙的体积（V0’）。 ㎏/m3 密实度：密实度是指材料体积内，被固体物质所充实的程度。 v m = ρv o m = 0ρ' 00 v m ='ρ00100%100%V D V ρρ =??＝%100101??-=W V V m m W ρ

土木工程材料题库与答案

《土木工程材料》课程题库及参考答案

2015.6.18 绪论部分 一、名词解释 1、产品标准 2、工程建设标准 参考答案： 1、产品标准：是为保证产品的适用性，对产品必须达到的某些或全部要求所指定的标准。其 围包括：品种、规格、技术性能、试验法、检验规则、包装、储藏、运输等。建筑材料产品，如各种水泥、瓷、钢材等均有各自的产品标准。 2、工程建设标准：是对基本建设中各类的勘察、规划设计、施工、安装、验收等需要协调统一 的事项所指定的标准。与选择和使用建筑材料有关的标准，有各种结构设计规、施工及验收规等。 二、填空题 1、根据组成物质的种类及化学成分，将土木工程材料可以分为、和三类。 2、我国的技术标准分为、、和四级。 参考答案： 1、无机材料、有机材料、复合材料； 2、标准、行业标准、地标准、企业标准 三、简答题 1、简述土木工程材料的发展趋势。

2、实行标准化的意义有哪些？ 3、简述土木工程材料课程学习的基本法与要求以及实验课学习的意义。 参考答案： 1、土木工程材料有下列发展趋势： 1）高性能化。例如研制轻质、高强、高耐久、优异装饰性和多功能的材料，以及充分利用和发挥各种材料的特性，采用复合技术，制造出具有特殊功能的复合材料。 2）多功能化。具有多种功能或智能的土木工程材料。 3）工业规模化。土木工程材料的生产要实现现代化、工业化，而且为了降低成本、控制质量、便于机械化施工，生产要标准化、大型化、商品化等。 4）生态化。为了降低环境污染、节约资源、维护生态平衡，生产节能型、利废型、环保型和保健型的生态建材，产品可再生循环和回收利用。 2、实行标准化对经济、技术、科学及管理等社会实践有着重要意义，这样就能对重复性事物和概念达到统一认识。以建筑材料性能的试验法为例，如果不实行标准化，不同部门或单位采用不同的试验法。则所得的试验结果就无可比性，其获得的数据将毫无意义。所以，没有标准化，则工程的设计、产品的生产及质量的检验就失去了共同依据和准则。由此可见，标准化为生产技术和科学发展建立了最佳秩序，并带来了社会效益。 3、土木工程材料课程具有容繁杂、涉及面广、理论体系不够完善等特点，因此学习时应在首先掌握材料基本性质和相关理论的基础上，再熟悉常用材料的主要性能、技术标准及应用法；同时还应了解典型材料的生产工艺原理和技术性能特点，较清楚地认识材料的组成、结构、构造及性能；必须熟悉掌握常用土木工程材料的主要品种和规格、选择及应用、储运与管理等面的知识，掌握这些材料在工程使用中的基本规律。

土木工程材料模拟试题及答案5

土木工程材料模拟试题（5） 一、填空题(本大题共10小题，每空1分，共20分) 1.以普通混凝土组成材料为基材，加入各种纤维而形成的复合材料称为纤维混凝土。其中掺加纤维的目的是提高混凝土的______ 性和______性，以防止或减少开裂。 2.钢材中____ 元素含量较高时，易导致钢材在__________温度范围以下呈脆性，这称为钢材的低温冷脆性。 3.在实际工程中，对建筑钢材进行性能检验时，通常检验___________和___________两方面的性能。 4.混凝土工程中采用间断级配骨料时，其堆积空隙率较_________，用来配制砼时应选用较______砂率。 5.普通混凝土采用蒸汽养护时，可提高混凝土_________强度，但__________强度不一定提高。 6.石灰的耐水性__________，用石灰和粘土配制的灰土耐水性较___________。 7.进行砂浆抗压强度检验时，试件标准尺寸为______________；若测得某组砂浆试件的极限荷载值分别为55.0kN、52.0kN、42.0kN，则该组砂浆的强度评定值为__________MPa。 8.活性混合材料中含有活性_______和_______成分。 9. 木材易受_______ 和_______侵害而腐朽变质。 10.大体积混凝土工程应选用_____________水泥，在允许条件下，选用的粗集料公称粒径应尽可能______。 二、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.下列哪种材料保温性能最好？（） A.大孔混凝土 B.全轻混凝土 C.加气混凝土 D.砂轻混凝土 2.在碳素钢中掺入少量合金元素的主要目的是（）。 A.改善塑性、韧性 B.提高强度、硬度 C.改善性能、提高强度 D.延长使用寿命 3.以下哪种钢筋材料不宜用于预应力钢筋混凝土结构中？（） A.热处理钢筋 B.冷拉HRB400级钢筋 C.冷拔低碳钢丝 D.高强钢绞线 4.当混凝土拌合物流动性大于设计要求时，应采用的调整方法为（）。 A.保持水灰比不变，减少水泥浆量 B.减少用水量 C.保持砂率不变，增加砂石用量 D.混凝土拌合物流动性越大越好，故不需调整 5.以下材料抗冻性最差的是（）。 A.轻骨料混凝土 B.引气混凝土 C.加气混凝土 D.普通混凝土 6.普通混凝土的配制强度大小的确定，除与要求的强度等级有关外，主要与______有关。 A.强度保证率 B.强度保证率和强度标准差 C.强度标准差 D.施工管理水平 7.普通混凝土轴心抗压强度fcp和立方体抗压强度fcc之间的关系为（）。 A.fcp＝fcc B.fcp>fcc C.fcp

土木工程材料教学大纲

《土木工程材料》课程教学大纲 一、课程的性质和学习目的 1、本课程的性质和任务 《土木工程材料》是土木工程专业的一门重要专业技术基础课, 是直接为土木工程实际问题服务的一门重要的学科。 《土木工程材料》是研究土木工程用材料结构、性能、标准及相互关系的一门科学，并且研究如何选用和组配复合材料。通过本课程的学习，使学生掌握各种材料内部组成、结构、技术性能、技术标准及其相互关系。培养学生合理选用和组配新型复合材料的能力。 2、课程的基本要求： （1）掌握砂石材料、水泥、水泥混凝土、沥青混合料的组成结构、技术性质及其关系；掌握矿质混合料、水泥混凝土、沥青混合料配合比设计； （2）熟悉石灰、沥青及钢材的组成结构、技术性质及技术要求； （3）了解各种外加剂的性能；了解部分新建筑材料的技术性能及发展趋向； （4）了解石灰、水泥凝结硬化原理；沥青混凝土强度理论；集料的级配理论；沥青乳化机理。 （5）了解土木工程中合成高分子材料的主要制品及应用、了解建筑功能材料的主要类型及特点。 3、本课程与其他课程的关系 在学习本课程之前, 应学完《数学》、《物理》、《化学》、《材料力学》、《工程地质》等课程，以便同学在学习本课程的过程中充分运用过去学过的知识。它是后续专业课的基础。二、本课程学习和考核的内容 绪论（2学时） 教学内容：土木工程材料发展概况，土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，以及在经济发展中的意义；课程研究的对象和内容、要求和学习方法。 教学目标：了解土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，以及在经济发展中的意义；明确本课程在本专业中的地位，了解本课程研究的对象和内容、要求和学习方法。 重点：土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，土木工程材料的发展概况。 难点：土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用 （一）土木工程材料的基本性质（2学时） 教学内容：材料学的基本理论，材料的物理性质、力学性质、材料的耐久性。 教学目标：了解材料学的基本理论，掌握材料的物理性质、力学性质，掌握材料的物理—力学性质相互间的关系及在土木工程中的应用，掌握材料耐久性的基本概念。 重点：材料的物理—力学性质相互间的关系及在土木工程中的应用。 难点：材料的物理性质。 （二）天然石料（2学时） 教学内容：岩石的组成与分类、岩石的力学性能与测试方法、常用石料品种

土木工程材料思考题答案

《土木工程材料》思考题答案 绪论 1、土木工程材料的研究在现代建筑业中有何意义？ （1）建材在基建总费用中占很大比例（总投资的60%）（2）建筑形式、结构设计、施工方法等受建材品种、质量的制约（3）建材量大面广，涉及资源、能源、环境等各方面，具有综合的、巨大的社会经济效益。 2、土木工程材料可分为哪几类？ 按组成：金属材料、无机非金属材料、有机材料、复合材料；按作用：结构材料、功能材料；按使用部位：墙体材料、屋面材料、地面材料等。 3、选用土木工程材料的基本原则是什么？ （1）就地取材，选用技术成熟、经济实用的建材（2）遵照有关政策法规，合理使用利废、节能的新材料，淘汰粘土砖等落后传统建材（3）综合考虑材料性能、施工进度、热工及抗震等建筑性能要求、工程投资等因素。总之，要做到：价廉物美、满足使用要求、综合效益好。 4、对于传统土木工程材料与新品种材料的使用应抱什么态度？ 传统建材有长久的历史、广泛的应用，但面临社会的发展、技术进步更新，也暴露出不足和落后，应结合地区特点、工程性质、市场规律进行合理利用和改进。新型建材既存在技术成熟、经济可行方面的问题，也面临人们观念更新、设计与施工、销售配套等问题，因此，既不要盲目照搬，也不要消极保守，应积极而慎重地推广使用。 第一章土木工程材料的基本性质 1、材料的密度、表观密度、体积密度、堆积密度有何区别？材料含水后对它们有何影响？ （1）定义、测试方法；（2）大小：ρ> ρ’> ρ0 > ρ0’ （3）适用对象：块材，散粒状；（4）影响因素：孔隙率、含水率。 2、试分析材料的孔隙率和孔隙特征对材料的强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性及吸声性的影响？ 孔隙率越大，表观密度越小、强度越低。开孔能提高材料的吸水性、透水性、吸声性，降低抗冻性。细小的闭孔能提高材料的隔热保温性能和耐久性。细小的开孔能提高材料的吸声性。 3、一块砖，外形尺寸240*115*53mm，从室外取来时重量为2700g，浸水饱和后重量为2850g，绝干时重量为2600g，求此砖的含水率、吸水率、干表观密度。W含=（2700-2600）/2600*100% W吸=（2850-2600）/2600*100%

土木工程材料重点知识概括

土木工程材料 第一章 1.土木工程材料：指土木工程中使用的各种材料及制品 2.土木工程材料的分类： 按来源：天然材料及人造材料； 按部位：屋面、墙体和地面材料等； 按功能：结构材料和功能材料； 按组成物质：无机材料、有机材料和复合材料 无机材料： 金属材料 黑色金属、有色金属 非金属材料 天然石材、烧土制品、胶凝材料、混凝土及砂浆 有机材料： 植物材料、沥青材料、合成高分子材料 复合材料： 无机非金属材料与有机材料复合、 金属材料与无机非金属材料复合 金属材料与有机材料复合 3.材料的组成 化学组成：化学组成是指构成材料的化学成分(元素或化合物)。 物相组成：物相是具有相同物理、化学性质，一定化学成分和结构特征的物质。 4.材料的结构和构造：泛指材料各组成部分之间的结合方式及其在空间排列分布的规律。 材料的结构按尺度范围可分为: 宏观结构：是指用肉眼或放大镜可分辨出的结构状况，其尺度范围在10-3m 级以上。 介观结构(显微结构、纳米结构）：是指用光学显微镜和一般扫描透射电子显微镜所能观察到的结构，是介于宏观和微观之间的结构。尺度范围在10-3m~10-9m 。按尺度范围，还可分为显微结构和纳米结构。显微结构是指用光学显微镜所能观察到的结构，其尺度范围在10-3m~10-7m 。纳米结构是指一般扫描透射电子显微镜所能观察到的结构。其尺度范围在10-7m~10-9m 。 微观结构指原子或分子层次的结构。分为晶体和玻璃体。 晶体是质点（原子、分子、离子）按一定规律在空间重复排列的固体，具有一定的几何形状和物理性质。晶体质点间结合键的特性决定晶体材料的特性。 玻璃体是熔融物在急冷时，质点来不及按一定规律排列而形成的内部质点无序排列的固体或固态液体。 材料的构造：是指具有特定性质的材料结构单元的相互搭配情况。 5.密度：指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。m p v = 近似密度：指材料在包含闭口孔隙条件下，单位体积的质量。'm p v = 表观密度（容重）：指材料在自然状态下，单位体积的质量。00 m p v =

土木工程材料试题(含答案)

土木工程材料试题 1．对于开口微孔材料,当其孔隙率增大时，材料的密度不变，吸水性增强,抗冻性降低,导热性降低,强度降低。 2．与硅酸盐水泥相比,火山灰水泥的水化热低,耐软水能力好,干缩大. 3．保温隔热材料应选择导热系数小,比热容和热容大的材料. 4．硅酸盐水泥的水化产物中胶体水化硅酸钙和水化铁酸钙.水化铝酸钙，水化硫铝酸钙晶体 5. 普通混凝土用砂含泥量增大时,混凝土的干缩增大,抗冻性降低. 6．普通混凝土配合比设计中要确定的三个参数为水灰比、砂率和单位用水量. 7．钢材中元素S主要会使钢的热脆性增大，元素P主要会使钢的冷脆性增大. 8．含水率为1%的湿砂202克，其中含水为 2 克,干砂200 克. 9．与建筑石灰相比，建筑石膏凝结硬化速度快，硬化后体积膨胀.膨胀率为1% 10．石油沥青中油分的含量越大，则沥青的温度感应性越大，大气稳定性越好. 11．普通混凝土强度的大小主要决定于水泥强度和水灰比. 12.木材的强度中,在理论上最大的是顺纹抗拉强度强度. 13．按国家标准的规定，硅酸盐水泥的初凝时间应满足不早于45min 。终凝不晚于6.5h（390min） 14．相同条件下，碎石混凝土的和易性比卵石混凝土的和易性差。 15．普通混凝土用石子的强度可用压碎指标或岩石立方体强度表示。16．常温下，低碳钢中的晶体组织为铁素体和珠光体。 17．据受热时特点不同，塑料可分成热塑性塑料和热固性塑料。 18．有无导管及髓线是否发达是区分阔叶树和针叶树的重要特征。 19．与石油沥青相比，煤沥青的温度感应性更大，与矿质材料的粘结性更好。20．石灰的陈伏处理主要是为了消除过火石灰的危害。储灰坑陈伏2个星期以上，表面有一层水分，隔绝空气，以免碳化 21．木材防腐处理的措施一般有氢氧化钙和水化铝酸三钙。 22．材料确定后,决定普通混凝土流动性的最重要因素是单位用水量。 23．普通混凝土的强度等级是根据立方体抗压强度标准值。 24．钢的牌号Q235-AF中A表示质量等级为A级。Q235是结构钢中常用的牌号25．结构设计时，硬钢的强度按条件屈服点取值。 26．硅酸盐水泥强度等级确定时标准试件的尺寸为40mm×40mm×160mm. . 27．钢筋进行冷加工时效处理后屈强比提高。强屈比愈大，可靠性愈大，结构的安全性愈高。一般强屈比大于1.2 28．石油沥青的牌号越大，则沥青的大气稳定性越好。 29．在沥青中掺入填料的主要目的是提高沥青的黏结性、耐热性和大气稳定性。30．用于沥青改性的材料主要有矿质材料、树脂和橡胶。 二.判断 1.塑料的刚度小,因此不宜作结构材料使用。………………………………………( √) 2.随含碳量提高，碳素结构钢的强度、塑性均提高。………………………………( ×) 3.设计强度等于配制强度时,混凝土的强度保证率为95%.………………………( ×) 4.我国北方有低浓度硫酸盐侵蚀的混凝土工程宜优先选用矿渣水泥。…………( ×) 5.体积安定性检验不合格的水泥可以降级使用或作混凝土掺合料。…………( ×)

土木工程材料课后习题及答案

土木工程材料习题集与参考答案 第一章 土木工程材料的基本性质 1. 试述材料成分、结构和构造对材料性质的影响 参考答案： 材料的成分对性质的影响：材料的组成及其相对含量的变化，不仅会影响材料的化学性质，还会 影响材料的物理力学性质。材料的成分不同，其物理力学性质有明显的差异。值得注意的是，材料中某些成分的改变，可能会对某项性质引起较大的改变，而对其他性质的影响不明显。 材料的结构对性质的影响：材料的结构是决定材料物理性能的重要因素。可分为微观结构和细观 结构。材料在微观结构上的差异影响到材料的强度、硬度、熔点、变形、导热性等性质，可以说材料的微观结构决定着材料的物理力学性能。 材料的构造对性质的影响：材料的构造主要是指材料的孔隙和相同或不同材料间的搭配。不同材 料适当搭配形成的复合材料，其综合性能优于各个单一材料。材料的内部孔隙会影响材料的强度、导热性、水渗透性、抗冻性等。 总之，材料的组成、结构与构造决定了材料的性质。材料的组成、结构与构造的变化带来了材料 世界的千变万化。 2．试述材料密度、表观密度、孔隙率的定义、测定方法及相互关系。密度与视密度的区别何在 参考答案： 密度ρ：是指材料在密实状态下单位体积的质量。测定方法：将材料磨细成粒径小于0.25mm 的粉末，再用排液法测得其密实体积。用此法得到的密度又称“真密度”。 表观密度0ρ：是指材料在自然状态下单位体积的质量。测定方法：对于外形规则的块体材料，测其外观尺寸就可得到自然体积。对于外观不规则的块体材料，将其加工成规则的块体再测其外观尺寸，或者采用蜡封排液法。 孔隙率P ：材料中的孔隙体积与总体积的百分比。 相互关系： %10010????? ??-=ρρP 密度与视密度区别：某些散粒材料比较密实，其内部仅含少量微小、封闭的孔隙，从工程使用角度来说，不需磨细也可用排液法测其近似的密实体积，这样测得的密度称为“视密度”。 3．孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响 参考答案： 对表观密度的影响：材料孔隙率大，在相同体积下，它的表观密度就小。而且材料的孔隙在自然状态下可能含水，随着含水量的不同，材料的质量和体积均会发生变化，则表观密度会发生变化。 对强度的影响：孔隙减小了材料承受荷载的有效面积，降低了材料的强度，且应力在孔隙处的分布会

土木工程材料及其分类

广义上的土木工程材料是人类建造建筑物时所用一切材料和制品的总称，种类极为繁多。 1.按主要组成成分分类 图0.1 土木工程材料的分类 2.按使用功能分类 根据土木工程材料在建筑物中的部位或使用性能，大体可分为建筑结构材料、墙体材料、建筑功能材料三大类。 3.按材料来源分类 根据材料来源，可分为天然材料与人造材料。而人造材料又可按冶金、窑业（水泥、玻璃、陶瓷等）、石油化工等材料制造部门来分类。 一般把各种分类方法经适当组合后对材料种类进行划分。如装饰砂浆、沥青防水材料等。 二、土木工程材料在土建工程中的地位 土木工程材料在土木建筑工程中有着举足轻重的地位。 首先，土木工程材料是一切土木工程的物质基础。 第二，土木工程材料与建筑、结构和施工之间存在着相互依存、相互促进的密切关系。 第三，建筑物和构筑物的功能和使用寿命在很大程度上由土木工程材料的性能决定。 第四，土建工程的质量，主要取决于材料的质量控制。 最后，建筑物和构筑物的可靠度评价，相当程度地依存于材料的可靠度评价。 三、土木工程材料的发展趋势 遵循可持续发展战略，土木工程材料的发展趋势表现为： （1）高性能化 （2）高耐久性

（3）多功能化 （4）绿色环保 （5）智能化 另外，主产品和配套产品应同步发展，并解决好利益平衡关系。同时，为满足现代土木工程结构性能和施工技术的要求，材料的应用应向着工业化方向发展。 四、土木工程材料的检验方法及标准化 1.土木工程材料的质量检验方法 通常可采用实验室内原材料性能检验、实验室内模拟结构鉴定及现场鉴定等方法。本课程主要着重介绍实验室内材料性能的检验，包括下列内容： ⑴物理性能检验 ⑵力学性能检验 ⑶材料与水有关的性能检验 2.土木工程材料的标准化 土木工程材料涉及的标准主要包括两类。一是产品标准。其内容主要包括：产品规格、分类、技术要求、检验方法、验收规则、应用技术规程等；二是工程建设标准。其内容有土木工程材料选用有关的标准，有各种结构设计规范、施工及验收规范等。 目前，我国常用的标准按适用领域和有效范围，分为四级。 ⑴国家标准分强制性标准（代号为GB）和推荐性标准（代号GB/T）。 ⑵行业标准某些行业标准代号见表0.1。 表 0.1 几个行业的标准代号 第1章土木工程材料的基本性质 1.1 材料的组成、结构与构造及其对材料性质的影响 1.1.1 材料的组成 材料的组成包括材料的化学组成、矿物组成和相组成。它不仅影响材料的化学稳定性，而且也是决定材料物理及力学性质的重要因素。 （1）化学组成 （2）矿物组成 （3）相组成 1.1.2 材料的结构

《土木工程材料》

《土木工程材料》 教学大纲 一、本课程的地位、任务和作用 本课程是土木工专业的一门专业必修课，属专业技术基础课，其知识是学生在后续专业课的学习及今后工作的基础，因而在土木工程专业的教学计划中具有重要的地位和作用。 本课程的教学目的是使本专业的学生掌握在土木工程中应用的主要建筑材料的技术性能、品种规格、适用范围、检验方法及贮运知识，并了解有关建筑材料的质量控制方法和基本生产工艺，从而使学生能在今后正确、科学、合理地选材用材，并为后续课（如建筑施工、钢筋混凝土结构等）提供基础知识。 二、教学基本内容与基本要求 第章：土木工程材料的基本性质 了解建筑材料在工程建设中的作用和地位、发展概况，建材与建筑结构、建筑施工、建筑工程质量的关系；了解建筑材料的分类和标准化。 掌握建筑材料的基本物理性能、力学性能及耐久性能，深入理解材料组成结构对基本性质的影响，掌握有关性能的测试方法。 第章：建筑钢材 了解钢的组织结构、分类、冶炼过程对质量的影响。深入理解钢材的机械性能及影响因素、各类钢材的牌号含义及选择，了解钢材热处理、冷加工强化、时效处理的基本方法和意义及基本原理，了解钢材腐蚀的原因及防治。 第章：无机胶凝材料 掌握胶凝材料的分类及几种主要气硬性胶凝材料的技术性质、水化、硬化的基本原理、 应用范围及应用中注意的事项。 以硅酸盐系列通用水泥为主，了解其生产过程、矿物组成，水化、硬化，掌握水泥的国家标准、技术性质、验收规则及有关性质的检测方法，同时对高铝水泥、白水泥、膨胀水泥等其它水泥的技术性质和应用作一般了解。 第、章：水泥混凝土及砂浆 了解混凝土的分类及基本特性，掌握普通混凝土的组成材料的质量要求及在混凝土中的作用。熟练掌握普通混凝土拌合物的和易性及影响因素、硬化混凝土的主要性能、强度等级的判定，改善和控制混凝土质量的方法和措施。深入了解混凝土外加剂的作用机理和应用方法，掌握混凝土的配合比设计和配制。 理解建筑砂浆的组成、主要技术性质，掌握砌筑砂浆配合比设计方法。