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土木工程材料word版

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土木工程材料

主讲:廖国胜

绪论

一、土木工程材料定义

1.定义:土木工程中所涉及的各种材料。

(三)温度稳定性(温度敏感性)

1.定义:石油沥青的性质因温度的升降而变化的程度。

2.指标:软化点t软

软化点越高,温稳性越好,温敏性越差。

(四)大气稳定性

1.定义:石油沥青在大气(热、阳光、氧气、水)作用下抵抗老化的性能。又称为耐久性和抗老化性。

2.指标:针入度比

1.定义:根据沥青的针入度的大小来划分,取一个整数为该沥青的牌号。

2.牌号与沥青的性质的关系:

二、石油沥青的牌号

牌号↑→针入度↑→延度↑→软化点↓

→粘性↓→塑性↑→温稳性↓

1.根据工程的性质

房屋、道路、防腐。

2.工作环境

屋面(牌号小)、地下(牌号高)。

3.当地的气候条件

沥青软化点=工作温度+20~25℃≠气温+20~25℃

4.对于高温、有强氧化剂、汽油的环境禁止使用沥青及沥青类防水材料。

三、石油沥青的选用

烟煤干馏而得,由于含有蒽、酚等致癌物质,禁止用于房建工程,也不得与石油沥青掺配使用。

四、煤沥青

五、石油沥青的掺配

高牌号沥青的掺量Q1,软化点t1;

低牌号沥青的掺量Q2,软化点t2;

配制后沥青的软化点t。

软化点的确定:工作温度+20~25℃

第一章土木工程材料基本性质

形态上分

材料的孔结构

A-开口孔

B-封闭孔

C-贯穿孔

§1-1 材料的物理性质

一、材料的基本物理性质

二、材料与水有关的性质

三、材料的热工性质

一、材料的基本物理性质

1.实密度(密度)

(1)定义:材料在绝对密实状态下单位体积的质量。用ρ表示。

(2)实体积:V A+VB+VC=0 用V表示。

(3)测试方法:李氏比重瓶法。ρ=m/V

(一)材料的密度

2.视密度(近似密度)

(1)定义:材料在包含封闭孔状态下单位体积的质量。用ρ’表示

(2)视体积:VB≠0 用V’表示。

V’=V+VB

(3)测试方法:排水法。ρ’=m/V’

3.表观密度

(1)定义:材料在自然状态下单位体积的质量。用ρ0表示

(2)表观体积:V A+VB+VC ≠0 用V0表示。

V0= V + V A+VB+VC

(3)测试方法:

规则几何外形:a ×b×c ρ0 =m/ V0

不规则几何外形:蜡封排水法:V0 =V排-(m蜡/ρ蜡)

4.堆积密度

(1)定义:材料在堆积状态下单位体积的质量。用ρ0 ’表示

(2)堆积体积:V空隙≠0 用V0’表示。

V0’= V0 + V空隙

(3)测试:

(二)材料的密实度与孔隙率

1.密实度

(1)定义:材料体积(自然状态)内固体物质的充实程度。用D表示。(2)计算公式:

D=V/V0 =ρ0/ρ

2.孔隙率

(1)定义:材料内部孔隙体积占材料自然状态下体积的百分率。用P表示。(2)计算公式:

P=V孔/V0 = ( V0 -V )/ V0 =1 -V/V0=1-D

(三)材料的填充率与空隙率

1.填充率

(1)定义:散粒材料在堆积状态下颗粒填充的体积占堆积体积的百分率。用D′表示。(2)计算公式: D ′=V0/V0′=ρ0 ′/ ρ0

2.空隙率

(1)定义:散粒材料在堆积状态下固体物质间空隙体积占占堆积体积的百分率。用P′表示。

(2)计算公式:P′=1-D ′

二、材料与水有关的性质

材料吸水后,其所有的性能都发生一定程度的改变,但均不利于材料性能的发挥:

1.强度下降;

2.耐久性下降;

3.保温性能下降;

4.吸声隔音性能下降;

5.导热性提高。

1.亲水性

(1)定义:当材料与水接触时,如果水可以在材料表面铺展开,即可以被水润湿。

(2)表示方法:用润湿角θ表示。

θ≤90°

θ=0°完全被润湿

(一)亲水性与憎水性

2.憎水性

(1)定义:材料与水接触时,如果水不能在材料表面铺展开,即可以不被水润湿。

(2)表示方法:90°<θ≤180°

θ=180°完全憎水

1.吸湿性

(1)定义:材料在空气中吸收水分的能力。

(2)表示方法:用含水率表示。

(二)吸湿性与吸水性

2.吸水性

(1)定义:当材料与水接触时,吸收水分的能力。

(2)表示方法:用吸水率表示。分为质量吸水率和体积吸水率。

(3)饱水系数:用Kw表示。

Kw≤0.91 抗冻性良好

1.定义:材料长期在水中吸收水分的能力。

2.表示方法:用软化系数表示。

(三)耐水性

3.耐水性标准:

K软≥0.85 耐水材料

K软≥0.75 一般耐水材料

K软<0.75 不耐水材料

1.定义:材料抵抗压力水而不被渗透的能力。

2.表示方法:用抗渗系数表示。

(四)抗渗性

3.混凝土、水泥砂浆抗渗性指标:抗渗等级,用表示。GB划分为P2、P4、P6、P8、P10、

P12六个等级

P8指混凝土承受0.8MPa水压而不渗漏。

4.抗渗系数和抗渗等级与抗渗性的关系:

K值越大,抗渗能力越差;P值越大,抗渗能力越好。

1.定义:材料在吸水饱和状态下,经过多次冻融循环而不破坏,强度也不明显降低的性质。

2.表示方法:用抗冻等级Fn表示。经过多次冻融循环,强度损失≤25%,质量损失≤5%。如:混凝土:F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300、F350

(五)抗冻性

3.作用机理:

水→冰:体积膨胀9%→对孔壁产生100MPa水压→孔壁裂纹→强度下降,质量损失。

冰→水:温度内低外高→温差>25℃→温度应力,当超过孔壁承受的应力→产生裂缝。

三、材料的热工性质

1.定义:材料由于温差而产生热量的传递的性能。

2.表示方法:用导热系数表示。

(一)导热性

3. λ≤0.175W/m2.K 保温材料

4.影响因素:

(1)孔隙率P及孔隙构造:P越大,λ越小;封闭孔越多,λ越小。

(2)受潮结冻有关:λ空气λ水λ冰

0.023 0.568 2.33

1.定义:单位差所吸收或放出的热量。

2.表示方法:用q表示。q越大,保温越好。

(二)热容量

3. 理想的保温材料:

λ小;q越大

§1-2 材料的力学性质

力学性质:材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力。

理论强度:材料在理想状态(无任何缺陷)下所能承受的最大破坏荷载。

(钢材30000MPa)

实际强度:材料在自然状态下所能承受的最大破坏荷载。

(钢材300MPa)

1.抗压强度:

2.抗拉强度:

3.抗剪强度:

一、材料的强度

4.抗折(弯)强度:

注意:不能用低强材料代替高强材料;不能用高强材料代替低强材料;物尽其用,避免强度浪费。

5.比强度:衡量材料轻质高强的唯一指标。

1.弹性变形:材料在外力作用下发生变形,当外力撤销后,变形能完全恢复。又称为瞬时变

形。

2.塑性变形:材料在外力作用下发生变形,当外力撤销后,只能恢复一部分变形。不能恢复的变形又称为永久变形。

3.弹塑性变形:弹性变形+塑性变形

二、材料的弹性和塑性

三、材料的硬度

§1-3 材料的其他性质

一、耐久性

二、材料的装饰性

三、材料的防火性与耐火性

四、材料的放射性

五、室内环境的污染

(一)概念:材料在长期使用过程中能抵抗其自身因素及周围介质(环境因素)的侵蚀而不破坏,仍能保持其强度和外观完整性。

包括:抗渗性、抗冻性、老化、风化、腐蚀等

(二)各种介质作用

1.物理作用:干湿变化、温度变化、冻融变化;

2.化学作用:酸、碱、盐;

3.生物作用:昆虫、细菌等;

4.机械作用:荷载、磨损、冲击、振动等。

一、耐久性

(三)提高耐久性的措施

1.合理选择原材料

2.提高材料的密实度

3.加保护层

4.净化环境

(一)色彩

1.暖色调:红色系列,黄色系列,橙色系列

2.冷色调:黑色系列,蓝色系列,绿色系列

3.色彩协调:与建筑物功能、环境、个人爱好等有关。

二、材料的装饰性

(二)线型:与制品的形状、尺寸相关,包括线条的粗细、明暗,图饰等。

(三)质感:装饰的整体效果。

1.光泽:镜面、细面、粗面

2.透明性:透明、半透明、不透明

3.表面组织:密实与疏松、细致与粗燥、平整与凹凸

(一)防火性

1.定义:材料在使用状态下抵抗火灾作用的性能。

2.分类:

三、材料的防火性与耐火性

(二)耐火性:耐火极限

防火材料不一定是耐火材料,但耐火材料一定是防火材料。

(一)来源:天然石材、陶瓷、氡气、放射物等

(二)分类:GB:外照射指标Ιγ、内照射指标ΙRa

四、材料的放射性

Ⅰ类建筑:住宅,老人、儿童、病人、残疾人生活、工作、居住的场所。

(一)甲醛

1.来源:人造板材(木芯板、多夹板、饰面板、复合地板、泡花板等)、胶粘剂。

2.判定标准:

(1)穿孔法:

(2)气候箱法:

五、室内环境的污染

(二)苯:油漆、胶粘剂等

(三)氨:尿素类防冻剂。

GB:E1类≤0.12mg/m3

Ⅰ类建筑≤0.08mg/ m3

E1 ≤9mg/100g;E2 ≤9~30mg/100g;

第二章气硬性无机胶凝材料

1.胶凝材料:材料在一定条件下,经过一系列的物理、化学变化,能够将散粒材料或块状材料粘结成一个有强度的整体。

2.分类:有机胶凝材料和无机胶凝材料

3.无机胶凝材料:

(1)气硬性无机胶凝材料:能在空气中硬化,并保持和发展其强度,在水中不能硬化,也不具有强度的胶凝材料。石灰、石膏

(2)水硬性无机胶凝材料:既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并保持和发展其强度的胶凝材料。水泥

§2-1 石灰

一、石灰的生产

二、石灰的水化和硬化

三、石灰的技术性质

§2-2 石膏

一、石膏的生产

二、石膏的水化和硬化

三、石膏的特点

第二章气硬性无机胶凝材料

§2-1 石灰

一、石灰的生产

1.欠火灰:石灰石块度过大,距离火源远,煅烧时间不够,窑温不够。

2.正火灰

3.过火灰:石灰石块度过小,距离火源近,煅烧时间过长,窑温过高。

(1)特点:水化缓慢,一般在正火灰形成硬化结构体后才开始进行,水化产生体积膨胀,从而破坏已形成的结构体。

(2)措施:提前洗灰,陈伏2周以上。

二、石灰的水化和硬化

1.放出大量的热;

2.实际需水量大,为70~100%;(理论需水量的30%)

3.体积膨胀大。

(一)石灰的水化

(二)石灰的硬化

1.干燥硬化:f-H2O挥发

2.结晶硬化:Ca(OH)2的结晶

3.碳化硬化:慢

硬化时体积收缩大

碳化硬化缓慢的原因

1.空气中CO2浓度低,影响反应速度

2.碳化硬化由表及里,表面形成致密的CaCO3层,阻碍CO2的向里渗透,阻碍了CaCO3的生成。

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1μ)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。

2.硬化慢、强度低

从石灰浆体的硬化过程可以看出,由于空气中二氧化碳稀薄,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,因此石灰是硬化缓慢的材料。

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,再与空气中二氧化碳作用而还原为碳酸钙,失去胶结能力。所以贮存生石灰,不但要防止受潮,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。

§2-2 石膏

一、石膏的生产

二、石膏的水化和硬化

(一)石膏的水化

(二)石膏的硬化:结晶硬化

1.凝结硬化快:

2.实际需水量较大,为60~80%;(理论需水量的18.6%)

3.体积微膨胀

快速石膏≤5min,

中速石膏5 ~10min,

慢速石膏≥10min

三、石膏的特点

1.孔隙率大,密度小,导热性低;

2.凝结硬化快;

3.吸水吸湿性强;

4.耐水抗冻性差;

5.防火性好

6.着色性强;

7.体积微膨胀。

第三章硅酸盐水泥(cement)

1.发展:

1824年,Joseph Aspdin,英国人,利用石灰石和粘土烧制而成。硬化后呈浅黄色,与英国波特兰的小镇一种岩石的性状相近。

命名为波特兰水泥。

2.我国水泥发展1889年唐山细棉土厂

1903年改名“启新洋灰公司”马牌洋灰

1908年19.5万吨/年

1949年314.6万吨/年

1978年4000万吨/年

1990年 1.8亿吨/年

1994年4亿吨/年世界第一

2000年 5.96亿吨/年15亿吨

2004年9.34亿吨/年32

亿吨

2006年12.4亿吨/年

2007年13.8亿吨/年1亿吨水泥

1亿吨CO2

60万吨SO2

20万吨NOx

80万吨粉尘

1亿吨石灰石

1800万吨粘土

300万吨标媒

3.分类

(1)按性质用途分:

(2)按水泥组分分:

(3)通用水泥:

通用水泥

专用水泥

特种水泥

硅酸盐水泥

铝酸盐水泥

硫铝酸盐水泥

铁铝酸盐水泥

硅酸盐水泥

普通硅酸盐水泥

矿渣硅酸盐水泥

火山灰质硅酸盐水泥

粉煤灰硅酸盐水

复合硅酸盐水泥

§3-1 硅酸盐水泥

一、水泥的生产及矿物组成

二、水泥的凝结与硬化

三、水泥的技术性质

四、水泥的腐蚀

五、水泥的保管与应用

§3-1 硅酸盐水泥

一、水泥的生产及矿物组成

(一)水泥的生产

石灰石

粘土

铁矿石

按比例混合磨细

生料

1450℃煅烧

硅酸盐水泥熟料

0~5%的石灰石或粒化高炉矿渣

适量的石膏

混合磨细

硅酸盐水泥

1.定义:凡由硅酸盐水泥熟料、0~5%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。

2.分类:不掺混合材的称I型硅酸盐水泥,其代号为P.I;在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺入不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称II型硅酸盐水泥,其代号为P.II。

3.水泥窑

(1)立窑

缺点:质量不稳定,立窑水泥又称“小水泥”,不能连续生产。

优点:占地少,投资小,资金回收快。

(2)旋窑(回转窑)

优点:质量稳定,国家免检;能连续生产。

缺点:占地大,投资大,资金回收慢。

(二)矿物组成及单矿物水化特性

1.矿物组成

(1)早强水泥:C3S

(2)低热水泥:C2S

(3)速凝水泥:C3A、

C3S

二、水泥的凝结与硬化

(一)定义

1.凝结:水泥加水后最初成为可塑性浆体,逐渐变稠失去塑性,并开始产生强度的过程。

2.硬化:凝结后产生明显强度,并变成坚硬的人造石。

(二)水泥水化

C3S+H2O——C-S-H+3CH

C2S+H2O——C-S-H+CH

C3A+H2O——C3AH6

C4AF+H2O——C3AH6 +C-F-H

C3AH6+CaSO4——AFt

水化硅酸钙,凝胶体

氢氧化钙,晶体

水化铝酸钙,晶体

水化铁酸钙,凝胶体

钙矾石,晶体

(三)硬化

(四)水泥石的结构

水泥石

实体

孔隙

水化产物:C-S-H、CH、C3AH6 、C-F-H、AFt等

未水化的水泥颗粒

气泡

毛细孔

凝胶孔

(五)影响水泥水化硬化的因素

1.矿物组成:C3S↑—f↑, C3A↑—硬化速度↑

2.细度:细度↑——比表面积↑——硬化↑——f↑

3.温、湿度:

(1)温度t(℃)适宜t(℃):15~20℃

t↑——反应↑——f早↑、f后↑,但温度过高混凝土失水过快易产生干缩裂缝等缺陷

t≤0℃——硬化停止——冬季不宜施工,否则要保温,或掺混凝土防冻剂

(2)湿度:适宜湿度:≥90% (相对空气湿度)

湿度↑——早期水化、硬化好——f早↑——f后影响小,

如果不能及时养护会出现“烧水泥”现象

4.养护龄期:龄期↑——f↑

5.水灰比W/C:

W/C↑↑——毛细孔↑,水泥浆变稀,颗粒间距↑——相互作用力↓——硬化↓——f↓

W/C↓↓——又不足以水化,故以适宜为佳

理论需水量W/C=0.227,实际为0.45左右

6.石膏掺量:适量(3~5%)

<3%,速凝;

>5%,假凝。表面看水泥失去塑性而凝结,实际为石膏的凝结。

三、水泥的技术性质

(一)密度

1.密度

ρ:3.05~3.2g/cm3

2.堆积密度ρ0’

松散状态下的堆积密度ρ0L’= 1000~ 1500kg/m3

紧密状态下的堆积密度ρ0t’= 1600kg/m3

(二)细度

1.定义:指水泥颗粒平均粗细程度。是影响水泥性能的重要指标。

2.评定标准:

国际规定:水泥细度为0.080mm的方孔筛,筛余不得超过10%,即筛余量≯10%。Why?细度↑——A比↑——水化↑——f早↑

过细:硬化收缩↑——易受潮降低活性——能量↑——成本↑

过粗,则不利于水泥活性的发挥。

一般认为:水泥颗粒<40μm时,才具有较高的活性。

3.试验方法:

国标中规定水泥的细度用筛析法检验。(负压筛析仪)

取烘干水泥试样,过0.9mm方孔筛,称取水泥m=50g →细度筛→称取筛余物—→计算筛余量Mi

(三)标准稠度及其用水量

1. 定义

(1)标准稠度:水泥加水后达到规定的水泥净浆时所需稠度。

为什么测标稠?加水的多少直接影响水泥凝结时间与安定性的测量结果,这样对于加多少水就要有所规定。

(2)标准稠度用水量;达到标稠所需的加水量。

2.评定标准:用P(%)=W/C表示,一般在23~31%之间。

3.试验方法:用标准稠度测定仪测定

(1)固定水量法

取烘干水泥试样,过0.9mm方孔筛,C=500g W=142.5ml→水泥净浆→标准稠度测定仪→锥体下沉深度S(mm)→代入公式

P=33.4-0.185S (%) (S>13mm)

例:S=38mm

P=33.4-0.185×38=26.4

W/C=P%=26.4%

标稠用水量=26.4%×500=132ml≠142.5ml

3.试验方法:用标准稠度测定仪测定

(2)调整水量法

取烘干水泥试样,过0.9mm方孔筛,C=500g W=?→水泥净浆→标准稠度测定仪→测定锥体下沉深度S=28±2mm—→W

S

<26,加水重做,W>W1

26~30,W=W1

>30,减水重做,W <W1

(四)凝结时间

1.定义:初凝时间:自加水时起,至水泥浆开始失去可塑性的时间。

终凝时间:自加水时起,至完全失塑的时间。

2.试验:仪器凝结时间测定仪。

取烘干水泥试样,过0.9mm方孔筛,C=500g W=W标→水泥净浆→凝结时间测定仪初凝时间:此时试针沉入净浆中距底板4±1 mm

终凝时间:此时试针沉入净浆中的深度≤0.5 mm

3.注意:

(1)圆模内壁刷机油处理

(2)每次测定不得让试针落入原针孔内;

(3)每次测定完毕,须将园模放回养护箱内,并将试针擦净,测定过程中,园模不宜受振动。

3.影响因素:(1)C3A↑,石膏(%)↓——凝结快

(2)细度↑——水化↑——凝结快,颗粒过粗——凝结慢

(3)W/C↓及t(℃)↑——凝结快

(4)掺混合材料(%)↑——凝结慢

(五)体积安定性

1.定义:指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。如果在水泥已经硬化后,产生不均匀的体积变化,就会使构件产生膨胀性裂缝,降低建筑物质量,甚至引起严重事故。

2.体积安定性不良的原因:

(1)熟料中,含有过量的f-CaO。为过烧的过火灰,上面包釉质,其水化↓↓,在水泥硬化后才开始水化——体积膨胀。

(2)熟料中,含有过量的f-MgO。为过烧的过火灰,上面包釉质,其水化↓↓,在水泥硬化后才开始水化——体积膨胀。

(3)水泥中,石膏掺量过多(SO3过多),在水泥硬化后,还地继续与固态的水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙(AFt),体积约增大1.5倍—→水泥石开裂。

3.评定方法:沸煮法

(1)饼法:

取烘干水泥试样,过0.9mm方孔筛,C=500g W=W标→水泥净浆→中间厚四周薄;表面光滑,试饼Ф80×20mm,标准养护24h→沸煮箱煮沸3小时—→观察试饼是否有裂纹、弯曲. 有——不合格无——合格

(2)雷氏夹法:使用雷氏夹测定仪,它能精确测定体积膨胀值。

取烘干水泥试样,过0.9mm方孔筛,C=500g W=W标→净浆→成型2个雷氏夹→标养24h →

测定雷氏夹针尖距离A1、A2→煮沸3小时→测定针距C1、C2 →代入公式。

4.注意:

(1)安定性不合格水泥为废品;

(2)两方法出现矛盾时,以雷氏夹法为准;

(3)沸煮法只能检测f-CaO的危害。

f-MgO:采用蒸压体现出膨胀。GB f-MgO ≤5%

石膏:采用长期浸水才能体现出膨胀。GB SO3≤3.5%

(六)水化热

1.水化热:指水泥和水之间发生化学反应时放出的热量。放热反应主要发生在早期:Q1天=50%Q总,Q7天=70%Q总。

2.影响因素水泥水化时热量Q和速度V,主要决定于水泥的矿物组成和细度,且水化热量越大,Q↑,V↑,C3A>C3S>C4AF>C2S

3.水化热利弊:

(1)有利于冬季施工,因为能加快水化硬化速度。

(2)不利于大体积砼工程,因为内部热量不易散发,内外温度差→温度应力—→裂缝

50年代初苏联学者伊万诺夫,用活性最佳的水泥制成边长为2米的大水泥块,48h后,其中温度达到100℃,致使放置其中心的一壶水沸腾了。

(七)强度

1.水泥胶砂强度是水泥性能的重要指标,是评定水泥标号的依据。

(1)测定方法:水泥:标准砂:水=450g :1350g :225ml→水泥砂浆(水泥胶砂搅拌机)→振动成型(水泥胶砂振动台)为标准尺寸的试件2组(40×40×160mm)→标准养护(20±1℃,≥95%)→测定了3d、28d的f折、f压

2.计算(以28d为例)

(1)抗折强度f折:

校核:

有一个>10%,去掉,

有二个>10%,作废,重测

均<10%,

2.计算

(2)抗压强度f压:3条→6块。

校核:

有一个>10%,去掉,

有二个>10%,作废,重测

均<10%,

3.强度等级(标号):

硅酸盐水泥分为42.5-42.5R,52.5-52.5R,62.5-62.5R六个等级。

(1)以3d、28d天2个龄期的抗压、抗折强度值不低于国标要求来确定。

(2)早强型:-R,(Rapid)。

4.影响因素:硅酸盐水泥的强度主要决定于熟料的矿物成分和细度。

(1)在前面的学习中,我们知道四种主要熟料矿物的强度各不相同,故它们的相对含量改变时,水泥的强度及其增长速度也随之改变。

(2)从前面学习的水泥凝结硬化中我们不难理解,粉磨较细的水泥,水化较快,较完全,早期强度增长快,最终强度也较高。

注:其它影响强度的因素见“影响水化、硬化的因素”。

1.废品:禁止使用

初凝时间、体积安定性、f-MgO、SO3

2.不合格品

细度、终凝时间、强度

小结

四、水泥的腐蚀

(一)软水腐蚀(溶出性腐蚀)

1.定义:水泥石长期接触软水时,会使水泥石中的氢氧化钙不断被溶出,当水泥石中游离的氢氧化钙减少到一定程度时,水泥石中的其它含钙矿物(C-S-H、C3AH6、AFt等)也可能分解和溶出,从而导致水泥石结构的强度降低,甚至破坏。

2.种类

软水腐蚀

静水、无压水

动水、压力水

暂时性

(二)盐类腐蚀

1.硫酸盐腐蚀(NaSO4):当环境中含有硫酸盐的水渗入到水泥石结构中时,会与水泥石中的氢氧化钙反应生成石膏,石膏再与水泥石中的水化铝酸钙反应生成钙矾石,产生1.5倍的体积膨胀,这种膨胀必然导致脆性水泥石结构的开裂,甚至崩溃。由于钙矾石为微观针状晶体,人们常称其为水泥杆菌。

2.镁盐腐蚀(MgSO4):

(三)酸类腐蚀

1.碳化:雨水及地下水中常溶有较多的二氧化碳,形成了碳酸。碳酸水先与水泥石中的氢氧化钙反应,中和后使水泥石碳化,形成了碳酸钙(早期碳化);碳酸钙再与碳酸反应生成可溶性的碳酸氢钙,并随水流失,从而破坏了水泥石的结构(后期碳化)。其腐蚀反应过程为:

2.一般酸类腐蚀:盐酸、硫酸、硝酸等。

(四)强碱腐蚀

一般的碱对水泥无害,但铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到强碱也会产生破坏。

(五)防止:

1.根据环境特点合理选择水泥品种;

2.提高水泥石密实度:

合理设计混凝土配合比,降低水灰比,仔细选择砂石料,掺外加剂,机械施工;

3.加保护层。

五、水泥的保管与应用

(一)水泥的保管

1.仓库:

(1)地面防潮处理,高出室外30cm以上;与墙壁保持30cm以上;

(2)≤10袋/垛;

(3)先进先出的原则。

2.露天:下垫上盖,先进先出。

3.散装水泥——储罐

(二)四种异常水泥

1.小水泥——立窑水泥

先检验,合格后方能使用。

2.热水泥:刚从水泥球磨机出来的水泥。

安定性可能不合格,水泥不凝,没有强度等问题。

3.受潮水泥

第四章混凝土(concrete)

一、定义

1.广义:胶凝材料+粒状材料+水→混凝土(砼)

2.一般:胶凝材料+粗骨料+细骨料+混合材+水+外加剂→砼

3.土木:水泥+砂+石+水+混合材+外加剂→砼

二、发展

三、分类

(一)表观密度ρ0h

§4-1 概述

ρ0h

重砼:ρ0h≥2500Kg/m3

普通砼:ρ0h=1950~2500Kg/m3

轻砼:ρ0h=600~1950Kg/m3

(二)强度等级

(三)强度的大小

强度等级

低强度等级砼—C10、C15、C20、C25、C30

高强度等级砼—C35、C40、C45、C50、C55、C60

(四)胶凝材料:水泥砼、石膏砼、沥青砼、聚合物砼等

(五)流动性

四、混凝土的特点

(一)优点

1.砼的材性好:

(1)强度高;

(2)通用性强,适用性好,耐久;

(3)性能灵活多样。

(一)优点

2.与其他材料复合能力强

3.原材料丰富,成本低

4.可塑性强

5.生产和使用能耗低

6.可利用工业废料

7.维修工作量少

(二)缺点

1.性脆

2.重量大

3.导热能力强

4.干燥收缩大

五、对混凝土质量的基本要求

1.与结构设计相适应——强度;

2.与施工相适应——和易性;

3.与使用环境相适应——耐久性;

4.在满足上述三项的前提下,尽量降低成本,节约能耗——经济性。

六、发展趋势

淘汰现场搅拌,发展商品混凝土。

泵送混凝土(自密实)

§4-2 混凝土的组成材料

水泥

水泥浆

水泥砂浆

未硬化前:砂石之间润滑作用。

硬化后:胶结作用。

起骨架作用:保证砼强度和耐久性。

填充石子间的孔隙;

改善砼的和易性。

§4-2 混凝土的组成材料

一、水泥

二、细骨料

三、粗骨料

四、水

(一)品种的选择

(二)标号的选择

1. C30以下的砼:

2. C30以上的砼:

3. 高标号水泥配制低标号砼:掺混合材来解决。

4. 低标号水泥配高标号砼,高标号水泥配制高强、超高强砼:掺减水剂来解决。

一、水泥

水泥的标号(强度等级)

砼的标号(强度等级)

二、细骨料(砂)用“S”表示

(一)定义:颗粒的粒径≤4.75mm的粒状材料。

(二)种类

1.天然砂:山砂、河砂、海砂。

2.人工砂:品质稳定,但含石粉。

(三)对砂子的质量要求

1.含泥量及泥块含量

(1)定义:含泥量是指粒径<0.080mm的尘屑、淤泥及粘土的总含量。

(2)危害:优先吸附在砂表面,降低了水泥与砂的粘结力,使得砼强度下降;

《土木工程材料》练习题专升本真题

《土木工程材料》课后练习题 第一章材料基本性质 一、判断题 1.含水率为4%的湿砂重100g,其中水的重量为4g。 2.热容量大的材料导热性大,受外界气温影响室内温度变化比较快。 3.材料的孔隙率相同时,连通粗孔者比封闭微孔者的导热系数大。 4.从室外取重为G1的砖一块,浸水饱和后重为G2,烘干后重为G3,则砖的质量吸水率为()1 G G W- =。 / 3 2G 5.同一种材料,其表观密度越大,则其孔隙率越大。 6.将某种含水的材料,置于不同的环境中,分别测得其密度,其中以干燥条件下的密度为最小。 7.吸水率小的材料,其孔隙率是最小。 8.材料的抗冻性与材料的孔隙率有关,与孔隙中的水饱和程度无关。 9.在进行材料抗压强度试验时,大试件较小试件的试验结果值偏小。 10.材料在进行强度试验时,加荷速度快者较加荷速度慢者的试验结果值偏小。 二、单选题 1.普通混凝土标准试件经28d标准养护后测得抗压强度为2 2.6MPa,同时又测得同批混凝土水饱后的抗压强度为21.5MPa,干燥状态测得抗压强度为24.5MPa,该混凝土的软化系数为( )。 A.0.96 B.0.92 . C.0.13 D.0.88 2.有一块砖重2525g,其含水率为5%,该砖所含水量为( )。 A131.25g. B.129.76g C. 130.34g D. 125g

3.下列概念中,()表明材料的耐水性。 A.质量吸水率 B.体积吸水率 C.孔隙水饱和系数 D.软化系数 4.材料吸水后将使材料的()提高(或增大)。 A.耐久性 B.导热系数 C.密度 D.强度 5.如材料的质量已知,求其体积密度时,测定的体积应为()。 A.材料的密实体积 B.材料的密实体积与开口孔隙体积 C.材料的密实体积与闭口孔隙体积 D.材料的密实体积与开口及闭口体积 6.对于某一种材料来说,无论环境怎样变化,其()都是一定值。 A.体积密度 B.密度 C.导热系数 D.平衡含水率 7. 封闭孔隙多孔轻质材料最适用作() A.吸声 B.隔声 C.保温 D.防火 8.当材料的润湿边角()时,称为憎水性材料。 A.θ>90° B.θ<90° C.θ=0° D.θ≥90°9.材料的抗渗性与()有关。 A.孔隙率 B.孔隙特征 C.耐水性和憎水性 D.孔隙率和孔隙特征 10.脆性材料具有以下何项性质()。 A.抗压强度高 B.抗拉强度高 C.抗弯强度高 D.抗冲击韧性好 三、填空题 1.材料的吸水性表示,吸湿性用表示。 2.材料耐水性的强弱可以用来表示,材料耐水性愈好,该值愈。3.称取松散堆积密度为1400kg/m3的干砂200g,装入广口瓶中,再把瓶中注满水,这

湖南大学等四校合编《土木工程材料》(第2版)章节题库(含考研真题)【圣才出品】

第二部分章节题库(含考研真题) 第一章土木工程材料的基本性质 一、名词解释 1.材料的孔隙率[中国人民解放军后勤工程学院2015年] 答:材料的孔隙率是指材料的体积内,孔隙体积所占的比例。又称气孔率、孔隙度。是衡量材料多孔性或紧密程度的一种指标。以材料中孔隙体积占总体积的百分数表示。 即P+D=1,式中:P为孔隙率;D为密实度;V0为材料在自然状态下的体积,或称表观体积,cm3或m3;V为材料在绝对密实状态下的体积,cm3或m3;0ρ为表观密度,g/cm3;ρ为密度,g/cm3。材料中的孔隙体积包括开口孔隙(与外界相连通)和闭口孔隙(与外界相隔绝)的体积。孔隙尺寸、形状、孔分布及孔隙率的大小对材料的性能,如表观密度、强度、湿涨干缩、抗渗、吸声、绝热等的影响很大。对散粒材料而言,在自然堆积状态下,颗粒之间尚有孔隙存在,为反映其堆积的密实程度,常用空隙率表示。 2.材料堆积密度[中国人民解放军后勤工程学院2014年] 答:材料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。又称体积密 度,松密度,毛体密度,简称堆密度。按下式计算:,式中:0ρ'为堆积密度,kg/m3;m为材料在一定容器内的质量,kg;0V'为材料的堆积体积,即装入容器的容积,m3,是包含颗粒间的空隙和颗粒内部孔隙在内的总体积。按自然堆积体积计算的密度称为松堆密度;以振实体积计算则称紧堆密度。

3.材料密实度[中国人民解放军后勤工程学院2013年] 答:材料密实度是指材料体积内固体物质充实的过程。又称紧密度。按下式计算: ,式中:D为密实度;V为绝对体积;V0为表观体积;ρ、0ρ分别为材料的密度、表观密度。含有孔隙的固体材料的密实度小于1.它与材料的技术性能如强度、耐久性、抗冻性、导热性等都有密切关系。 4.亲水性材料[中国人民解放军后勤工程学院2015年] 答:亲水性材料是指当湿润边角θ≤90°时,水分子之间的内聚力小于水分子与材料表面分子之间的相互吸引力,并具有亲水性的材料。 5.材料软化系数[中国人民解放军后勤工程学院2013年] 答:材料软化系数是指材料饱水状态下的抗压强度和其绝干状态下的抗压强度之比值。所天然石和人造石在饱水后,由于水分子的楔入劈裂作用,其强度都有所降低。因此,软化系数在0~1之间。它表征砖、石、混凝土等含孔材料的耐水性能。一般认为,大于0.85的属耐水材料。对用于水中或潮湿地方的材料应大于0.80。 6.耐久性 答:耐久性是指材料在使用中,抵抗其自身和环境的长期破坏作用,保持其原有性能而不破坏、不变质的能力。材料在使用过程中的逐步变质失效,与材料本身的组分和结构的不稳定、使用中所处的环境和条件(如日晒雨淋、干湿循环、介质侵蚀、机械磨损等)密切相关。对于金属材料主要是电化学腐蚀;无机非金属材料如水泥混凝土等主要是冻融循环、干

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、

土木工程材料双语英文试题

《土木工程材料》主要的计算类型: 1.Mix design calculation show a dry mix of cement 310kg, water 180kg, sand 688kg, and gravel 1220kg. The moisture contents of sand and gravel are 3.5% and 1.8% respectively. Find the field mix proportions. 2.Dry mix proportions of C20 concrete is 1:2.6:4.6:0.6, the other conditions are: specific gravity of cement=3.1g/cm3, Apparent density of sand=2.6g/cm3 Please calculate; (1)The amount of each compound in 1m3 concrete. (2)When check the above mix proportions and 5% of cement and water must be extra-added to obtain qualified slump, and the apparent density of concrete mixture is tested as 2390kg/m3, please determine the amount of each compound after adjusting its workability. 3.The sieve analysis results of sand is as follows: Please judge how about the fineness of sand. 4. 500g river sand is oven dried to a constant weight 486g, please calculate water absorption of this sand. 5.The raw materials used in concrete are the following: Cement: 42.5MPa, Gravel: crushed stone, W/C=0.60 Question: Whether this materials can be used to produce some C30 concrete? 6. One block of standard clay brick, the dimension is 240mm×115mm×53mm. its

湖南大学等四校合编《土木工程材料》(第2版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-第一章至第三章【圣才出

第一章土木工程材料的基本性质 1.1复习笔记 【知识框架】 【重点难点归纳】 一、材料科学的基本理论 1.材料科学与工程 土木工程材料学是材料科学与工程的一个组成部分。材料是指工程上把能用于结构、机器、器件或其他产品的具有某些性能的物质。材料的性能决定于材料的组成、结构和构造。 2.材料的组成(见表1-1) 表1-1材料的组成

注:自然界中的物质可分为气相、液相、固相三种形态。3.材料的结构和构造 (1)材料的结构(见表1-2) 表1-2材料的结构分类

(2)材料的构造

①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。 ②材料科学是实验科学,为了准确把握真实材料的性能,必须要进行测试试验。 二、材料的基本物理性质 1.材料的密度、表观密度与堆积密度(见表1-3) 表1-3材料的密度、表观密度与堆积密度 2.孔隙率 孔隙率是指材料的体积内,孔隙体积所占的比例。按下式计算:

即D+P=1或密实度+孔隙率=1。 (1)孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。材料内部孔隙的构造,可分为连通与封闭两种。连通孔隙不仅彼此连通而且与外界连通,而封闭孔不仅彼此封闭且与外界相隔绝。 (2)孔隙可按其孔径尺寸的大小分为极微细孔隙、细小孔隙和粗大孔隙。在孔隙率一定的前提下,孔隙结构和孔径尺寸及其分布对材料的性能影响较大。 3.材料的填充率与空隙率 (1)填充率。指在某堆积体积中,被散粒材料的颗粒所填充的程度。按下式计算: (2)空隙率。指在某堆积体积中,散粒材料颗粒之间的空隙体积所占的比例。按下式计算: 即D′+P′=1或填充率+空隙率=1。 (3)空隙率的应用。空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒之间互相填充的程度。空隙率可作为控制混凝土骨料的级配及计算砂率的依据。 4.材料与水相关的性质 (1)材料的亲水性与憎水性 ①土木工程中的建、构筑物常与水或大气中的水汽相接触。水分与不同的材料表面接触时,其相互作用的结果是不同的。 ②如图1-1,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

土木工程材料

《土木工程材料》重要知识点 一、材料基本性质 (1)基本概念 1.密度:状态下单位体积(包括材料实体及开口孔隙、闭口孔隙)的质量,俗称容重; 3.表观密度:单位体积(含材料实体及闭口孔隙体积)材料的干质量,也称视密度; 4.堆积密度:散粒状材料单位体积(含物质颗粒固体及其闭口孔隙、开口孔隙体积以及颗粒间孔隙体积)物质颗粒的质量; 5.孔隙率:材料中的孔隙体积占自然状态下总体积的百分率 6.空隙率:散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积(开口孔隙与间隙之和)占堆积体积的百分率; 7.强度:指材料抵抗外力破坏的能力(材料在外力作用下不被破坏时能承受的最大应力) 8.比强度:指材料强度与表观密度之比,材料比强度越大,越轻质高强; 9.弹性:指材料在外力作用下产生变形,当外力取消后,能够完全恢复原来形状的性质; 10.塑性:指在外力作用下材料产生变形,外力取消后,仍保持变形后的形状和尺寸,这种不能恢复的变形称为塑性变形; 11.韧性:指在冲击或震动荷载作用下,材料能够吸收较大的能量,同时也能产生一定的变形而不破坏的性质; 12.脆性:指材料在外力作用下,无明显塑性变形而突然破坏的性质; 13.硬度:指材料表面抵抗其他物体压入或刻划的能力; 14.耐磨性:材料表面抵抗磨损的能力; 15.亲水性:当湿润角≤90°时,水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子之间的相互吸引力,这种性质称为材料的亲水性; 16.憎水性:当湿润角>90°时,水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子之间的吸引力,这种性质称为材料的憎水性; 亲水性材料憎水性材料 17.润湿边角:当水与材料接触时,在材料、水和空气三相交点处,沿水表面的切线与水和固体接触面所成的夹角称为湿润边角; 18.吸水性:指材料在水中吸收水分的性质;

土木工程材料课后题答案第二版苏达根主编

一、填空题 1.材料的吸湿性是指材料在________的性质。 2.材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的________来表示。 3.水可以在材料表面展开,即材料表面可以被水浸润,这种性质称为________。 4.材料地表观密度是指材料在________状态下单位体积的质量。 答案:1.空气中吸收水分2.冻融循环次数3.亲水性4.自然 二、单项选择题 1.孔隙率增大,材料的________降低。 A、密度 B、表观密度 C、憎水性 D、抗冻性 2.材料在水中吸收水分的性质称为________。 A、吸水性 B、吸湿性 C、耐水性 D、渗透性 答案:1、B 2、A 三、是非判断题 1.某些材料虽然在受力初期表现为弹性,达到一定程度后表现出塑性特征,这类材料称为塑性材料。错 2.材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。对 3.在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。错 4.材料的软化系数愈大,材料的耐水性愈好。对 5.材料的渗透系数愈大,其抗渗性能愈好。错 四、名词解释 1.材料的空隙率:材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积(开口孔隙与间隙之和)占堆积体积的百分率 2.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。 五、问答题 1.生产材料时,在组成一定的情况下,可采取什么措施来提高材料的强度和耐久性? 答案:主要有以下两个措施: (1)降低材料内部的孔隙率,特别是开口孔隙率。降低材料内部裂纹的数量和长度;使材料的内部结构均质化。 (2)对多相复合材料应增加相界面间的粘结力。如对混凝土材料,应增加砂、石与水泥石间的粘结力。2.决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么? 答:决定材料耐腐蚀的内在因素主要有 (1)材料的化学组成和矿物组成。如果材料的组成成分容易与酸、碱、盐、氧或某些化学物质起反应,或材料的组成易溶于水或某些溶剂,则材料的耐腐蚀性较差。 (2)非晶体材料较同组成的晶体材料的耐腐蚀性差。因前者较后者有较高的化学能,即化学稳定性差。(3)材料内部的孔隙率,特别是开口孔隙率。孔隙率越大,腐蚀物质越易进入材料内部,使材料内外部同时受腐蚀,因而腐蚀加剧。 (4)材料本身的强度。材料的强度越差,则抵抗腐蚀的能力越差。 六、计算题 1.某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172 MPa、178 MPa、168 MPa。该岩石可否用于水下工程。 答案:该岩石的软化系数为 所以该岩石可用于水下工程。 第二单元建筑金属材料 一、填空题 1、低碳钢受拉直至破坏,经历了弹性阶段、屈服、强化、颈缩。 2、按冶炼时脱氧程度分类,钢可以分成镇定钢、沸腾、半镇定和特殊镇定。 3、碳素结构钢Q215AF表示屈服点为215Mpa的A级沸腾钢。 三、选择题

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

土木工程英语小论文

土木工程英语小论文 012301834119 汪天雄这学期学了土木工程英语这个课程,已对土木工程有了一个初步的认识,下面我想谈谈我对土木工程的理解。土木工程不论过去还是现在都起着非常大的作用,而且土木工程有着很长的历史,甚至可以追溯到石器时期,所以我们现在学习土木工程是相当有必要的。 This semester to learn the course of introduction to civil engineering has to have a preliminary understanding of civil engineering, the next thing I'd like to talk about my understanding of civil engineering.Regardless of past or present civil engineering plays an important part, and civil engineering has a long history, and even can be traced back to the Stone Age, so we are now learning civil engineering is quite necessary. 土木工程包括的范围非常广泛,它包括房屋建筑工程、公路与城市道路工程、铁道工程、桥梁工程、隧道工程、机场工程等,还有运河、水库、大坝等水利工程也包括于土木工程中。可以说人们的“衣食住行”都离不开土木工程。 从古自今土木工程一直在造福于人类,我觉得土木工程也是人类文明的一个体现。 Civil engineering including scope is very broad, it includes building engineering, highway and urban road engineering, railway engineering, bridge engineering, tunnel engineering, airport engineering, etc., and canals, reservoir, DAMS and other water conservancy projects also include in civil engineering.Can say people cannot leave the civil engineering, to provide for

土木工程材料课后题答案第二版苏达根主编

土木工程材料课后题答案第二版苏达根主编 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第一单元 建筑材料的基本性质 一 、填空题 1.材料的吸湿性是指材料在________的性质。 2.材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的________来表示。 3.水可以在材料表面展开,即材料表面可以被水浸润,这种性质称为________。 4.材料地表观密度是指材料在________状态下单位体积的质量。 答案:1.空气中吸收水分2.冻融循环次数3.亲水性4.自然 二、单项选择题 1.孔隙率增大,材料的________降低。 A 、密度 B 、表观密度 C 、憎水性 D 、抗冻性 2.材料在水中吸收水分的性质称为________。 A 、吸水性 B 、吸湿性 C 、耐水性 D 、渗透性 答案:1、B 2、A 三、是非判断题 1.某些材料虽然在受力初期表现为弹性,达到一定程度后表现出塑性特征,这类材料称为塑性材料。错 2.材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。对 3.在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。错 4.材料的软化系数愈大,材料的耐水性愈好。对 5.材料的渗透系数愈大,其抗渗性能愈好。错 四、名词解释 1.材料的空隙率:材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积(开口孔隙与间隙之和)占堆积体积的百分率 2.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。 五、问答题 1.生产材料时,在组成一定的情况下,可采取什么措施来提高材料的强度和耐久性 答案:主要有以下两个措施: (1)降低材料内部的孔隙率,特别是开口孔隙率。降低材料内部裂纹的数量和长度;使材料的内部结构均质化。 (2)对多相复合材料应增加相界面间的粘结力。如对混凝土材料,应增加砂、石与水泥石间的粘结力。 2.决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么 答:决定材料耐腐蚀的内在因素主要有 (1)材料的化学组成和矿物组成。如果材料的组成成分容易与酸、碱、盐、氧或某些化学物质起反应,或材料的组成易溶于水或某些溶剂,则材料的耐腐蚀性较差。 (2)非晶体材料较同组成的晶体材料的耐腐蚀性差。因前者较后者有较高的化学能,即化学稳定性差。 (3)材料内部的孔隙率,特别是开口孔隙率。孔隙率越大,腐蚀物质越易进入材料内部,使材料内外部同时受腐蚀,因而腐蚀加剧。 (4)材料本身的强度。材料的强度越差,则抵抗腐蚀的能力越差。 六、计算题 1.某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172 MPa 、178 MPa 、168 MPa 。该岩石可否用于水下工程。 答案:该岩石的软化系数为 85.094.0178 168>===g b R f f K 所以该岩石可用于水下工程。 第二单元 建筑金属材料

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 :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0 ρ: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发生变化,如:孔隙处的应力集中。 对吸水性的影响:开口大孔,水容易进入但是难以充满;封闭分散的孔隙,水无法进入。当孔隙率大,且孔隙多为开口、细小、连通时,材料吸水多。 对抗渗性的影响:材料的孔隙率大且孔隙尺寸大,并连通开口时,材料具有较高的渗透性;如果孔隙率小,孔隙封闭不连通,则材料不易被水渗透。 对抗冻性的影响:连通的孔隙多,孔隙容易被水充满时,抗冻性差。 对导热性的影响:如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多,则导热系数就小,导热性差,保温隔热性能就好。如果材料内孔隙较大,其内空气会发生对流,则导热系数就大,导热性好。

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。

土木工程师英文求职信

土木工程师英文求职信 尊敬的领导: 您好!非常感谢您在百忙中抽空审阅我的求职信,给予我 毛遂自荐的机会。作为一名土木工程专业学生,我热爱土木工程专 业并为其投入了巨大的热情和精力。在四年的学习生活中,掌握了许多专业知识,能熟练操作计算机办公软件。 在四年的大学生活中,为适应社会发展的需求,我认真努力学习专业知识,并取得较好的成绩,多次获得奖学金,努力提高自己的学习能力和分析能力。顺利通过大学英语四、六级,具备较好的英语听、说、读、写、译等能力;通过全国高等学校计算机FORTRAN77语言考试(CCT)并获得优秀证书。 此外,我还积极地参加各种社会活动,抓住每一个机会,锻炼自己。宝贵的社会作经验,使我学会了思考,学会了如何与人共事,锻炼了组织能力和沟通、协调能力,培养了吃苦耐劳、关心集体的思想。 感谢您在百忙之中给予我的关注,愿贵公司事业蒸蒸日上!殷切盼望您的佳音,谢谢! 此致 敬礼! 求职人: 20XX年X月X日 Dear leaders, Hello! Thank you very much for taking the time to review my cover letter during your busy schedule and give me the opportunity to recommend myself. As a civil engineering student,

I love the civil engineering major and put a lot of enthusiasm and energy into it. In the four years of study and life, he has mastered a lot of professional knowledge and is proficient in operating computer office software. In the four years of college life, in order to meet the needs of social development, I have worked hard to learn professional knowledge and achieved good results. I have won scholarships many times and strive to improve my learning ability and analytical ability. Successfully passed CET-4 and CET-6, with good English listening, speaking, reading, writing, translation, etc .; passed the National College Computer Computer FORTRAN77 Language Test (CCT) and obtained the Excellent certificate. In addition, I also actively participate in various social activities, seize every opportunity to exercise myself. The valuable experience in society has made me learn to think, how to work with people, exercised organizational skills, communication and coordination skills, and cultivated hard-working, caring and collective thinking. Thank you for your attention during your busy schedule, and hope that your companys business is flourishing! I look forward to your good news, thank you! Sincerely, Salute! job seeker:

土木工程材料第一章计算题

第一章计算题 1、某材料的密度为2.60g/cm 3,干燥表观密度cm 3为1600kg/m 3,现将重954g 的该材料浸入水中,吸水饱和时的重为1086g 。求该材料的孔隙率、重量吸水率、开口孔隙率和闭口孔隙率。 解:P=(1-ρ0/ρ)×100%=(1-1600/2600) ×100%=38.5%, Wm=(m 1-m)/m ×100%=(1086-954)/954×100%=13.84% 由ρ0=m/V 0,得1.6=954/V0, V0=954/1.6=596.25(cm 3), 由V k =(1086-954)/1.0=132(cm 3) 得P k =V k /V 0×100%=132/596.25×100%=22.14%, P b =P-P k =38.5%-22.14%=16.36%. 2、碎石的密度为2.65g/cm 3,松散堆积密度为1.68Kg/L ,视密度为2.61g/cm 3,求该碎石的空隙率和孔隙率。 解:P 空=V 空/ V 堆=(1-ρ 堆/ρ表)×100%=(1-1680/2610)×100%=35.6%, P 孔=V 孔/ V 自=(1-ρ表/ρ)×100%=(1-2610/2650)×100%=1.5%。 对于密实的碎石,由于开口孔很少,这里就忽略不计了。 3、普通粘土砖进行抗压试验,干燥状态时的破坏荷载为207KN ,饱水时的破坏荷载为172.5KN 。若受压面积F=11.5cm ×12cm ,问此砖能否在常与水接触的部位使用? 解:因为Kr=材料在吸水饱和状态下的强度/材料在干燥状态下的强度=(172.5/(11.5cm ×12cm )/(207/(11.5cm ×12cm )=172.5/207=0.83<0.85, 所以该砖不能用于常与水接触的部位。 4、一质量为4.10kg 、体积为10.0L 的容积筒,内部装满最大粒径为20mm 的绝干碎石,称得总质量为19.81kg 。向上述装石子的容量筒内注水,待石子吸水饱和后再注满水,称得此时的总质量为23.91kg 。将此吸水饱和的石子用湿布擦干表面,称得石子的质量为16.02kg 。求该碎石的堆积密度、质量吸水率、表观密度、视密度和空隙率? 解: 3/15710 .101.481.19m kg V m =-==堆堆ρ。

土木工程材料复习提纲

材料的物理性质 各种物理性质的概念,计算方法、计算公式 材料的密度:指材料单位体积的质量。 真实密度:指材料在规定条件的状态下单位体积所具有的质量,ρ=m/v 表观密度:在自然状态在单位体积所具有的质量水的闭口孔隙,但不包括能吸水的开口孔隙在内的体积,ρ0=m/v0 堆积密度:指粉状.粒状或纤维材料在堆积状态下,单位体积所具有的质量。 亲水性与憎水性 亲水性:材料被水润湿的程度用润湿角θ表示,角越小,则材料能被水润湿的程度越高,θ≤90°憎水性:θ>90°,该材料不能被水润湿,则为憎水性材料。 无机气硬性胶凝材料 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提高其强度,如石灰,石膏水玻璃等。 各种类型气硬性胶凝材料的定义,硬化机理、特性,以及使用中需要注意的问题,不合格产品的界定方法以及不合格产品可能产生的危害。 过火石灰与欠火石灰分别是怎样得到的,有什么特点(不足或危害)? 煅烧温度较低,碳酸钙不能完全分解,为欠火石灰。降低了石灰的质量,影响了石灰石的产灰量。 过火石灰:煅烧温度较高时,石灰石块的中心部位达到分解温度时,得到的石灰石晶粒粗大,遇水后熟化反应缓慢,称其为过火石灰。表面有一层深褐色熔融物,水化代谢慢。过火石灰熟化十分缓慢,可能在石灰应用之后熟化,其体积膨胀,造成起鼓开裂,影响工程质量。石灰的主要技术性质和应用范围 一、良好的保水性 二、凝结硬化慢、强度低 三、吸湿性强 四、体积收缩大五、耐水性差六、化学稳定性差 应用范围;石灰乳和砂浆,用于砌筑或抹灰工程。灰土三合土,广泛用作建筑物的基础、地面的垫层及道路的路面基层。硅酸盐制品,常用的有灰砂砖、粉煤灰砖 建筑石膏的主要成分和凝结硬化机理 主要成分为硫酸钙,属于气硬性胶凝材料。 凝结硬化机理:与水拌合后,建筑石膏溶解,形成具有可塑性的石膏浆体,随后逐渐变稠,失去可塑性,但无强度,为凝结。进而浆体变成一定强度的固体,称为硬化,硬化:水化,凝结,硬化。 建筑石膏硬化过程的显著特征和主要技术性质:浆体逐渐变成具有一定刚度的固体。(一)凝结硬化快(二)强度较高(三)(三)体积微膨胀(四)防火性好(五)保温性能好,耐水性,抗渗性,抗冻性差。 水泥 水硬性胶凝材料的定义:能与水发生化学反应凝结和硬化,且在水下也能够凝结和硬化并保持和发展其强度的胶凝材料。 硅酸盐水泥的组成:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙

湖南大学等四校合编《土木工程材料》(第2版)【课后习题】(第十章 建筑功能材料)【圣才出品】

第十章建筑功能材料 10-1.与传统的沥青防水卷材相比较,合成高分子防水卷材有哪些优点? 答:合成高分子防水卷材最主要的优点是高、低温性能、塑韧性、明显改善,抗老化性提高使用年限延长,适宜采用冷铺贴等新工艺施工,外观美观(有的可附色)。 10-2.为满足防水要求,防水卷材应具备哪些技术性能? 答:为满足防水要求,防水卷材应具备以下技术性能: (1)耐水性。指在水的作用和被水浸润后其性能基本不变,在压力水作用下具有不透水性。 (2)温度稳定性。指在高温下不流淌、不起泡、不滑动,低温下不脆裂的性能,也即在一定温度变化下保持原有性能的能力。 (3)机械强度、延伸性和抗断裂性。指防水卷材承受一定荷载、应力或在一定变形的条件下不断裂的性能。 (4)柔韧性。指在低温条件下保持柔韧性的性能。它对保证易于施工、不脆裂十分重要。 (5)大气稳定性。指在阳光、热、臭氧及其他化学侵蚀介质等因素的长期综合作用下抵抗侵蚀的能力。 10-3.试述溶剂型、水乳型、反应型防水涂料的特点。 答:(1)溶剂型涂料具有以下特点: ①通过溶剂挥发,涂料品牌策划经过高分子物质分子链接触、搭接等过程而结膜;②涂

料干燥快结膜较薄而致密;③生产工艺较简易,涂料贮存稳定性较好;④易燃、易爆、有毒,生产、贮运及使用时要注意安全;⑤由于溶剂挥发,施工时对环境有一定污染。 (2)水乳型涂料具有以下特点: ①通过水分蒸发,经过固体微粒接近、接触、变形等过程而结膜;②涂料干燥较慢,一次成膜的致密性较溶剂型涂料低,一般不宜在5℃以下施工;③贮存期一般不超过半年; ④可在稍为潮湿的基层上施工;⑤无毒、不燃,生产、贮运、使用比较安全;操作简便,不污染环境;⑥生产成本较低。 (3)反应型涂料具有以下特点: ①通过液态的高分子预聚物与相应物质发生化学反应,变成固态物(结膜);②可一次结成较厚的涂膜,无收缩,涂膜致密;③双组分涂料需现场配料准确,搅拌均匀,才能确保质量;④价格较贵。 10-4.试述建筑密封膏技术特点及其分类。 答:(1)建筑密封膏技术特点:建筑密封材料应具有高水密性和气密性,良好的粘结性,良好的耐高低温性和耐老化性能,一定的弹塑性和拉伸-压缩循环性能。 (2)分类: ①不定形密封材料通常是黏稠状的材料,分为弹性密封材料和非弹性密封材料。 ②按构成类型分为溶剂型、乳液型和反应型。 ③按使用时的组分分为单组分密封材料和多组分密封材料。 ④按组成材料分为改性沥青密封材料和合成高分子密封材料。 10-5.何谓灌浆材料?作为灌浆材料应具备哪些基本技术性能?

土木工程材料学习心得

《土木工程材料》的学习心得 摘要:土木工程是一门古老而新兴的科学,它推动了整个人类社会的前进和发展,而土木工程材料构筑了整个土木工程的基础,是推动土木工程不断优越的不竭动力。从传统的土木工程材料到近现代的土木工程材料,他们一代又一代默默地替换着,淘汰着,又一代一代地发展着。但他们都有一个共同的目的,那就是不断克服缺点,用尽全部的优点来服务人类的生活。从简单而粗糙的石器到复杂而精密的现代的建材,见证了土木工程经历的无数历史变革,也见证了人类文明史的兴盛与衰落。人类正是以他们为基础统治着整个世界。我们要深入地了解他们,让他们更好的发挥优点服务土木工程建设,服务人类社会。 关键词:材料,建设,发展。 1——前言: 百万年人类发展史默默无声,但各式的建筑材料构筑的建筑却诉说着人类文明的发展,也向世人展示着建材一路走来的足迹。对于土木工程材料的英文名是什么,起源于什么时代等问题,我就不废话凑字数了,直接进入正题,开门见山好一些。 2——土木工程材料简介: 土木工程材料的简单分类方法:按材料来源,可分为天然材料和人造材料;按使用功能,可分为结构材料和功能材料。按组成材料的物质和化学成分,土木工程材料分为无机材料、有机材料和复合材料三大类,每大类又有更细的类别,如下所示: 无机材料: (1)金属材料 黑色金属——钢、铁、不锈钢等 有色金属——铝、铜及其合金等 (2)非金属材料 天然石材——砂、石及石材制品等 烧土制品——砖、瓦、玻璃、陶瓷等 胶凝材料及其制品——石灰、石膏、水玻璃、水泥、混凝土、砂浆及硅酸盐制品等 有机材料: 天然高分子材料——木材、竹材、石油沥青、煤沥青等 高合成分子材料——塑料、涂料、胶粘剂、合成橡胶等 复合材料: 有机材料基复合材料——玻璃纤维增强塑料、沥青混合料等 无机材料基复合材料——钢纤维增强混凝土、聚合物水泥混凝土等2.1——传统土木工程材料: 土木工程材料一般分为传统土木工程材料,近代土木工程材料,现代土木工程材料。这三代材料并无严格的界限,从前想后不断继承和发展的同时又有渗透,一步一步更加适应土木工程建设中承载安全,尺寸规模,功能和使用寿命以及资源环境中能耗,美观,生态等的要求,(所以叫“三代材料”)就如长江后浪推前浪,一代更比一代强。以下先从它“爷爷”那代说起。 土木工程材料主要有砖,瓦,石,木材,灰等。其中石的“资格”最老。石分为毛石,

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