土木工程材料1.材料的基本性質(zhì)復(fù)習(xí)要點(diǎn)1.重點(diǎn)掌握材料物理性質(zhì)與計(jì)算方法2.掌握材料與水有關(guān)的性質(zhì)及計(jì)算方法3.了解材料的熱工性質(zhì)材料的物理性質(zhì)密度表觀密度堆積密度密實(shí)度孔隙率填充率空隙率幾種密度的比較比較項(xiàng)目實(shí)際密度表觀密度堆積密度材料狀態(tài)絕對(duì)密實(shí)自然狀態(tài)堆積狀態(tài)材料體積VV0計(jì)算公式應(yīng)用判斷材料性質(zhì)用量計(jì)算、體積計(jì)算孔隙率與空隙率的區(qū)別比較項(xiàng)目孔隙率空隙率適用場(chǎng)合個(gè)體材料內(nèi)部堆積材料之間作用可判斷材料性質(zhì)可進(jìn)行材料用量計(jì)算計(jì)算公式材料與水有關(guān)的性質(zhì)1.材料的親水性與憎水性（ａ）親水性材料（ｂ）憎水性材料潤(rùn)濕角θ:沿水滴表面的切線與水和固體接觸面所形成的夾角）潤(rùn)濕角θ≤90°時(shí)，材料表現(xiàn)為親水性；潤(rùn)濕角θ＞90°時(shí)，材料表現(xiàn)為憎水性。材料與水有關(guān)的性質(zhì)

2.材料的吸水性與吸濕性吸水性：材料在水中吸收水分的能力，稱為材料的吸水性。以吸水率來(lái)表示。（1）質(zhì)量吸水率的計(jì)算公式為：式中：mb——材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（g或kg）；

mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g或kg）。（2）體積吸水率WV的計(jì)算公式為：概念：式中: mb——材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（g或kg）；

mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g或kg）。

V0——材料在自然狀態(tài)下的體積，（cm3

或m3）；

ρw——

水的密度,（g/cm3

或kg/m3），常溫下

ρ

w=1.0g/cm3。材料與水有關(guān)的性質(zhì)吸濕性:指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì).用含水率Ｗh表示，其計(jì)算公式為：式中：ms——材料吸濕狀態(tài)下的質(zhì)量（g或kg）

mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g或kg）。

材料的吸濕和干燥過(guò)程處于平衡狀態(tài)，(即此時(shí)材料的含水率與空氣的濕度相平衡，)其含水率稱為平衡含水率。

材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料的耐水性耐水性：指材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。材料耐水性的指標(biāo)用軟化系數(shù)KR表示：式中：KR——材料的軟化系數(shù)；

fb——

材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（MPa）；

fg

——

材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（MPa）。材料與水有關(guān)的性質(zhì)4材料的抗凍性與抗?jié)B性抗凍性：指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性能。抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失和強(qiáng)度損失不超過(guò)一定限度時(shí)所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)來(lái)表示，稱為抗凍等級(jí)。抗凍等級(jí)可分為F15、F25、F50、F100、F200等，分別表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的凍融循環(huán)。例3某石材在氣干、絕干、水飽和情況下測(cè)得的抗壓強(qiáng)度分別為174、178、165MPa，求該石材的軟化系數(shù)，并判斷該石材可否用于水下工程。解 該石材的軟化系數(shù)為由于該石材的軟化系數(shù)為0.93，大于0.85，故該石材可用于水下工程。例題1．材料的密度可分為

、

和

。2.材料的吸濕性是指材料在________的性質(zhì)。3．材料的抗凍性以材料在吸水飽和狀態(tài)下所能抵抗的________來(lái)表示。4．水可以在材料表面展開，即材料表面可以被水浸潤(rùn)，這種性質(zhì)稱為________。5．材料的表觀密度是指材料在________狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。

1.密度、表觀密度、堆積密度2.潮濕空氣中吸水3.凍融循環(huán)次數(shù)4.親水性5.自然1．材料在水中吸收水分的性質(zhì)稱為__。

A、吸水性

B、吸濕性

C、耐水性

D、滲透性2．含水率為10%的濕砂220g，其中水的質(zhì)量為________。A、19.8g

B、22g

C、20g

D、20.2g4．材料的孔隙率增大時(shí)，其性質(zhì)保持不變的是________。A、表觀密度

B、堆積密度

C、密度

D、強(qiáng)度5.親水性材料的濕潤(rùn)邊角小于（）。A45°B75°C90°D115°A、C、C、C

新砌房屋保暖性差，到冬季更甚，這是為什么？新房屋墻體的含水率較高，同樣的材料含水率增加，導(dǎo)熱系數(shù)也增加，因?yàn)樗膶?dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)。當(dāng)水結(jié)冰時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)一步提高，因?yàn)楸膶?dǎo)熱系數(shù)又大于水。所以新建的房屋保暖性差，到冬季更甚。收到含水率5%的砂子500t，實(shí)為干砂多少噸？若需干砂500t，應(yīng)進(jìn)含水率5%的砂子多少噸？答案：（1）

可解得m1=476.19g。（2）

可解得m2=525g。1.某種巖石的試樣，外形尺寸為50×50×50mm3，測(cè)得該試件干燥狀態(tài)、自然狀態(tài)、吸水飽和后的質(zhì)量分別為325g、325.3g、326.1g，已知巖石的密度為2.68g/cm3，試求該材料的表觀密度、孔隙率、體積吸水率、質(zhì)量吸水率、含水率。2.磚的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為240×115×53mm3，已知其孔隙率為37%，干燥質(zhì)量為2487g，浸水飽和后質(zhì)量為2984g，試求該磚的密度、表觀密度、質(zhì)量吸水率、開口孔隙率、閉口孔隙率。氣硬性膠凝材料只能在空氣中凝結(jié)硬化的膠凝材料,并且保持或發(fā)展其強(qiáng)度。如石灰、石膏、水玻璃等。水硬性膠凝材料不僅能在干燥空氣中凝結(jié)硬化，而且能更好地在水中硬化，并且保持或發(fā)展其強(qiáng)度。通稱為“水泥”。膠凝材料1.石灰掌握過(guò)火石灰、欠火石灰的概念掌握過(guò)火石灰引起的危害及防止（陳伏）石灰硬化的特點(diǎn)2.石膏石膏的特性3.水玻璃的應(yīng)用石膏的特性1.凝結(jié)硬化快；2.孔隙率大，保溫性好，吸聲性好，強(qiáng)度較低；3.具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性，4.耐水性差、抗凍性差，5.凝結(jié)時(shí)體積產(chǎn)生微膨脹；6.具有較好的防火性能。觀察與討論討論石灰砂漿的裂紋

請(qǐng)觀察下圖A、B兩種已經(jīng)硬化的石灰砂漿產(chǎn)生的裂紋有何差別，并討論其成因。

石灰砂漿A

石灰砂漿B

過(guò)火石灰膨脹是在石灰使用硬化后，過(guò)火石灰開始慢慢熟化，此時(shí)的膨脹會(huì)引起石灰體的開裂破壞。

而建筑石膏產(chǎn)生的膨脹是在凝結(jié)硬化過(guò)程中，一般膨脹率為0.05%—0.15%。這種微膨脹不但可以避免干縮開裂，還可以消除漿體內(nèi)部的應(yīng)力集中，使其硬化后有著良好的可加工性。過(guò)火石灰的膨脹對(duì)石灰的使用及工程質(zhì)量十分不利，而建筑石膏體積膨脹后卻是石膏的一大優(yōu)點(diǎn)？工程實(shí)例分析水玻璃表面處理現(xiàn)象原因分析

把水玻璃涂在粘土磚表面，可以提高抗風(fēng)化能力；但涂在石膏制品表面則會(huì)使石膏制品破壞。原因分析：水玻璃浸入粘土磚表面，可使材料更致密，提高風(fēng)化能力；但浸入石膏制品，水玻璃與石膏反應(yīng)生成硫酸鈉晶體，在制品孔隙內(nèi)產(chǎn)生體積膨脹，使石膏制品破壞。

水泥掌握水泥的礦物組成掌握水泥的凝結(jié)時(shí)間掌握水泥的體積安定性掌握水泥石的腐蝕與防止水泥熟料礦物的主要特性礦物名稱硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣含量范圍（質(zhì)量％）37～6015～307～1510～18水化反應(yīng)速度快慢最快快強(qiáng)度高早期低，后期高低低（含量多時(shí)對(duì)抗折強(qiáng)度有利）水化熱較高低最高中凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間初凝時(shí)間是從加水至水泥漿開始失去塑性的時(shí)間；終凝時(shí)間是從加水至水泥漿完全失去塑性的時(shí)間。水泥初凝時(shí)間不宜過(guò)早，終凝時(shí)間不宜過(guò)遲。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB175－1999規(guī)定：硅酸鹽水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于6.5h。體積安定性概念：指水泥漿體硬化后體積變化的均勻性。如不均勻，即為體積安定性不良。水泥安定性不良的原因：熟料中含有過(guò)量的游離氧化鈣（f－CaO），含有過(guò)量的游離氧化鎂（f－MgO）；生產(chǎn)水泥時(shí)摻入的石膏過(guò)量。

水泥石的腐蝕及防止水泥石腐蝕的種類（1）軟水侵蝕（溶出性侵蝕）（2）酸的腐蝕（溶解性化學(xué)腐蝕）一般酸的腐蝕碳酸水的腐蝕（3）硫酸鹽腐蝕（膨脹性化學(xué)腐蝕）（4）強(qiáng)堿腐蝕（5）鎂鹽腐蝕防止水泥石腐蝕的措施（1）根據(jù)工程的環(huán)境特點(diǎn)，合理選擇水泥品種。（2）提高混凝土的密實(shí)度。（3）在水泥石結(jié)構(gòu)的表面設(shè)置保護(hù)層。1．石灰的特性有：可塑性________、硬化速度________、硬化時(shí)體積________和耐水性________等。2．建筑石膏具有以下特性：凝結(jié)硬化________、孔隙率________、強(qiáng)度________凝結(jié)硬化時(shí)體積________、防火性能________等。3．國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間不得早于________，終凝時(shí)間不得遲于________。1．好緩慢收縮大差2．快高低略膨脹好3．45min

6.5h

4.引起水泥體積安定性不良的原因，一般由于熟料中所含的游離

過(guò)多，也可能是由于熟料中所含的游離

過(guò)多或摻入的

過(guò)多。氧化鎂，氧化鈣、石膏2.膠凝材料1．水泥漿在混凝土材料中，硬化前和硬化后是起________作用。A、膠結(jié)B、潤(rùn)滑和膠結(jié)C、填充D、潤(rùn)滑和填充2．石灰膏在儲(chǔ)灰坑中陳伏的主要目的是________。

A、充分熟化B、增加產(chǎn)漿量C、減少收縮D、降低發(fā)熱量3．漿體在凝結(jié)硬化過(guò)程中，其體積發(fā)生微小膨脹的是________作用。A、石灰B、石膏C、普通水泥D、黏土4．石灰是在________中硬化的。A、干燥空氣B、水蒸氣

C、水

D、與空氣隔絕的環(huán)境5.水玻璃不能用于涂刷（）A、粘土磚B、硅酸鹽制品C、水泥混凝土D、石膏制品B、A、B、A、D1．使用石灰膏時(shí)，為何要陳伏后才能使用？答：防止石灰膏中含有部分過(guò)火石灰，過(guò)火石灰的熟化速度非常緩慢，并產(chǎn)生一定的體積膨脹，導(dǎo)致已硬化的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生鼓包或開裂現(xiàn)象，影響工程質(zhì)量。2．硅酸鹽水泥的侵蝕有哪些類型？?jī)?nèi)因是什么？防止腐蝕的措施有哪些？答：（1）侵蝕類型有：軟水腐蝕、酸類腐蝕、鹽類腐蝕等

（2）內(nèi)因：①密實(shí)度不夠；②水化產(chǎn)物中本身含有容易被腐蝕的成分。

（3）防止腐蝕的措施有：①合理選用水泥品種；②提高密實(shí)度；③增設(shè)保護(hù)層。2、過(guò)火石灰的膨脹對(duì)石灰的使用及工程質(zhì)量十分不利，而建筑石膏體積膨脹卻是石膏的一大優(yōu)點(diǎn)，這是為什么？過(guò)火石灰的膨脹是在石灰使用硬化后，過(guò)火石灰才開始慢慢熟化，此時(shí)引起的體積膨脹，引起已經(jīng)硬化后的石灰體鼓包開裂破壞，所以對(duì)工程質(zhì)量十分不利，而建筑石膏的體積膨脹是在凝結(jié)硬化過(guò)程中，一般膨脹率只有0.05%~0.15%。這種微膨脹性不但可以避免干縮開裂，還可以消除應(yīng)力集中，使得石膏硬化后具有良好的可加工性。3、某層住宅樓室內(nèi)抹灰采用的是石灰砂漿，交付使用后逐漸出現(xiàn)了墻面普遍鼓包開裂，試分析其原因。欲避免這種事故發(fā)生，應(yīng)采取什么措施。這是由于石灰砂漿中含有未熟化的過(guò)火石灰引起的，它在石灰使用后才慢慢熟化，此時(shí)產(chǎn)生體積膨脹，引起已硬化的石灰鼓包開裂破壞。要避免這種事故的發(fā)生，應(yīng)將石灰漿在儲(chǔ)灰坑中靜置2周以上，即“陳伏”4、何為過(guò)火石灰，欠火石灰？各有何特點(diǎn)?欠火石灰是指石灰在生產(chǎn)過(guò)程中煅燒溫度低燒成的石灰顆粒主要成分是未分解的石灰石，他不能消化，過(guò)火石灰是由于在生產(chǎn)過(guò)程中煅燒溫度太高而產(chǎn)生的，它結(jié)構(gòu)較致密，水化較慢，通常在石灰硬化后才開始水化，會(huì)引起已經(jīng)硬化的石灰體鼓包膨脹。3.混凝土1、熟練掌握混凝土的基本組成材料及各自的作用；2、熟練掌握混凝土拌合物的和易性、保水性、粘聚性和流動(dòng)性的概念及其測(cè)定指標(biāo)與測(cè)定方法；3、掌握影響混凝土和易性的因素及能根據(jù)實(shí)際工程要求調(diào)整混凝土流動(dòng)性；4、掌握提高混凝土強(qiáng)度的措施；5、了解：能夠根據(jù)篩分結(jié)果，評(píng)定砂的顆粒粗細(xì)和級(jí)配，評(píng)定石子最大粒徑和級(jí)配。6、掌握混凝土配合比表示方法以及設(shè)計(jì)流程；7.掌握：能夠熟練應(yīng)用混凝土的施工配合比計(jì)算材料的用量8.掌握砂漿的和易性1．混凝土拌合物的和易性包括_________、________和_________三個(gè)方面等的含義。2．測(cè)定混凝土拌合物和易性的方法有________法或________法。3．混凝土配合比設(shè)計(jì)的三大參數(shù)是_________、________和_________。4．混凝土按其強(qiáng)度的大小進(jìn)行分類，包括_________混凝土、________混凝土和_________混凝土。1.流動(dòng)性、保水性、粘聚性2.坍落度維勃稠度

3.水灰比

砂率

單位用水量

4.低強(qiáng)

中強(qiáng)

高強(qiáng)

1．某混凝土攪拌站原使用砂的細(xì)度模數(shù)為2.5，后改用細(xì)度模數(shù)為2.1的砂。改砂后原混凝土配方不變，發(fā)覺混凝土坍落度明顯變小。請(qǐng)分析原因。答：因砂粒徑變細(xì)后，砂的總表面積增大，當(dāng)水泥漿量不變，包裹砂表面的水泥漿層變薄，流動(dòng)性就變差，即坍落度變小。2．試比較用碎石和卵石所拌制混凝土的特點(diǎn)。答：用碎石所拌制的混凝土的強(qiáng)度稍大，和易性稍差。因?yàn)樗砻娲植凇⒍嗬饨牵蜕皾{的膠結(jié)能力強(qiáng)，所耗用的水泥漿量多；而卵石基本和碎石相反。1．已知混凝土經(jīng)試拌調(diào)整后，各項(xiàng)材料用量為：水泥3.10kg，水1.86kg，沙6.24kg，碎石12.8kg，并測(cè)得拌和物的表觀密度為2500kg∕m3，試計(jì)算：（1）每方混凝土各項(xiàng)材料的用量為多少？（2）如工地現(xiàn)場(chǎng)砂子含水率為2.5％，石子含水率為0.5％求施工配合比。

2.已知混凝土的配合比為1：2.20：4.20，水灰比為0.6，拌和物的體積密度為2400kg/m3，若施工工地砂含水率3%，石子含水率為1%，求施工配合比。1．混凝土的流動(dòng)性大小用_________指標(biāo)來(lái)表示，砂漿的流動(dòng)性大小用_________指標(biāo)來(lái)表示。

2．混合砂漿的基本組成材料包括_________、_________、_________和_________。3．抹面砂漿一般分底層、中層和面層三層進(jìn)行施工，其中底層起著_________的作用，中層起著_________的作用，面層起著_________的作用。

1、坍落度

沉入度

2、水泥

水

砂子

石灰膏

3、粘結(jié)

找平

平整裝飾根據(jù)細(xì)度模數(shù)，該砂屬粗砂。在級(jí)配區(qū)內(nèi)畫出該砂的篩分曲線。該曲線落在１區(qū)（粗砂區(qū)）內(nèi)，說(shuō)明該砂為粗砂，級(jí)配合格。墻體材料1.掌握紅磚及青磚的相關(guān)性質(zhì)2.掌握燒結(jié)多孔磚以及燒結(jié)空心磚的應(yīng)用目前所用的墻體材料有________，________和________三大類。燒結(jié)多孔磚主要用于六層以下建筑物的

；燒結(jié)空心磚一般用于砌筑

及框架結(jié)構(gòu)的填充墻。1．磚砌塊板材2.承重墻、非承重墻1．未燒透的欠火磚為何不宜用于地下？答：未燒透的欠火磚顏色淺，其特點(diǎn)是強(qiáng)度低，且孔隙大，吸水率高，當(dāng)用于地下，吸較多的水后強(qiáng)度進(jìn)一步下降。故不宜用于地下。瀝青材料1、熟練掌握石油瀝青的組分（油分、樹脂和瀝青質(zhì)）及主要技術(shù)性能；2、掌握石油瀝青的牌號(hào)隨針入度、延度、軟化點(diǎn)的變化情況；3、熟悉石油瀝青與煤瀝青的主要區(qū)別及各自的主要用途；4、掌握瀝青混合料的三種結(jié)構(gòu)特性1.組分三組分:組分作用油分淡黃色透明液體；賦予瀝青流動(dòng)性。樹脂粘稠半固體；增加瀝青粘結(jié)力和延伸性。地瀝青質(zhì)固體粉末；決定瀝青的粘結(jié)力、粘度、溫度穩(wěn)定性2.膠體的結(jié)構(gòu)類型各組分的化學(xué)組成和相對(duì)含量的不同⑴

溶膠型結(jié)構(gòu)⑵溶-凝膠型結(jié)構(gòu)⑶凝膠型結(jié)構(gòu)膠體結(jié)構(gòu)類型的判定針入度指數(shù)(PI)表7-43、石油瀝青三大指標(biāo)石油瀝青的粘滯性、塑性和溫度敏感性。表征這三項(xiàng)性質(zhì)的三大指標(biāo)為：針入度、延度、軟化點(diǎn)是評(píng)價(jià)粘稠石油瀝青技術(shù)性質(zhì)最常用的經(jīng)典指標(biāo)。4、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)類型（1）懸浮-密實(shí)結(jié)構(gòu):連續(xù)型密級(jí)配（2）骨架-空隙結(jié)構(gòu):連續(xù)型開級(jí)配（3）骨架-密實(shí)結(jié)構(gòu):間斷型密級(jí)配

瀝青混合料結(jié)構(gòu)組成示意圖a)懸浮-密實(shí)結(jié)構(gòu)；b)骨架-空隙結(jié)構(gòu)；c)密實(shí)-骨架結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)類型特點(diǎn)１）懸浮—密實(shí)結(jié)構(gòu)：由連續(xù)級(jí)配形成，粗集料較少特點(diǎn)：粘聚力大，內(nèi)摩阻角小，高溫性差，是AC特有的結(jié)構(gòu)2）骨架—空隙結(jié)構(gòu)（AK）：屬于連續(xù)開級(jí)配，粗集料多，細(xì)集料少特點(diǎn)：空隙率大，耐久性差，瀝青與礦料間的粘聚力差，但熱穩(wěn)定性好，內(nèi)摩阻力大結(jié)構(gòu)類型特點(diǎn)3）骨架—密實(shí)結(jié)構(gòu)（SMA）：它既有一定的粗集料形成骨架，又有足夠的細(xì)集料充填空隙，既有較高的粘聚力，又有較高的內(nèi)摩阻角.是一種理想結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)類型特點(diǎn)3）馬歇爾試驗(yàn)三項(xiàng)指標(biāo)：馬歇爾穩(wěn)定度、流值和馬歇爾模數(shù)。①穩(wěn)定度：指標(biāo)準(zhǔn)試件在規(guī)定溫度和加荷速度下，在馬歇爾儀中最大的破壞荷載，單位：kN。②流值：達(dá)到最大破壞荷重時(shí)試件的垂直變形，單位：mm。③馬歇爾模數(shù)：由穩(wěn)定度和流值計(jì)算得到，即為穩(wěn)定度除以流值的商。可以間接地反映瀝青混合料的抗車轍能力。1、石油瀝青四組分是指

，

，

，

。

2、道路粘稠石油瀝青三大指標(biāo)是

、

、

。它們分別表求瀝青的

、

、

。3、按膠體學(xué)說(shuō)，石油瀝青可分為

、

、

三種結(jié)構(gòu)，路用優(yōu)質(zhì)瀝青屬于

結(jié)構(gòu)。6、在馬歇爾試驗(yàn)中，反映材料強(qiáng)度的指標(biāo)是

，反映混合料變形能力的指標(biāo)是

。7、瀝青與混合料的強(qiáng)度主要取決于

與

。8、瀝青混合料中，瀝青與礦料發(fā)生吸附作用，形成擴(kuò)散結(jié)構(gòu)膜稱為

瀝青，可改善瀝青原有的

性質(zhì)。9、瀝青混合料若用的是石油瀝青，為提高其粘結(jié)力則應(yīng)優(yōu)先選用

礦料。10、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)有

、

、

。1、瀝青質(zhì)，膠質(zhì)，芳香分，飽和分2、針入度延度軟化點(diǎn)粘滯性塑性溫度穩(wěn)定性3、凝膠型溶膠型溶凝膠型溶凝膠型6.穩(wěn)定度流值7.粘聚力(c)內(nèi)摩阻角(φ)8.結(jié)構(gòu)瀝青自由瀝青9.堿性10