土木工程材料復(fù)習(xí)提綱

第1章材料基本性質(zhì)1、 水、孔隙率、孔隙特征對材料各基本性質(zhì)的影響。（1） 水：材料含水后，自重增加，強(qiáng)度降低，保溫性能下降，抗凍性能變差，有時(shí)還會(huì)發(fā)生明顯的體積膨脹。（2） 孔隙率：其大小直接反映了材料的致密程度。材料的許多性質(zhì)如強(qiáng)度、熱加工性質(zhì)、聲學(xué)性質(zhì)、吸水性、吸濕性、抗凍性等都與孔隙有關(guān)。（3） 孔隙特征：指孔的種類、孔徑的大小及孔的分布是否均勻等。材料越密實(shí)、閉口孔越多、孔徑越小、越難滲水，具有較大孔隙率，且孔連通、孔徑較大的材料抗?jié)B性較差。2、 幾種密度的區(qū)別。（1） 密度：指材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。（2） 表觀密度：指單位體積（含材料實(shí)體及閉口孔隙體積）材料的干質(zhì)量，也稱為視密度。（3） 體積密度：指材料在自然狀態(tài)下單位體積（包括材料實(shí)體及其開口孔隙、閉口孔隙）的質(zhì)量，俗稱容重。（4） 堆積密度：指散粒狀材料單位堆積體積（含物質(zhì)顆粒固體及其閉口、開口孔隙體積及顆粒間空隙體積）物質(zhì)顆粒的質(zhì)量，有干堆積密度及濕堆積密度之分。3、 材料吸水性與吸濕性的區(qū)別；耐水性含義及表征，如何定義耐水材料？（1） 吸水性：指材料在水中吸收水分的性質(zhì)。（2） 吸濕性：指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)，以含水率表示，吸濕作用一般是可逆的。（3） 耐水性：指材料長期在水的作用下不破壞，而且強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。水對材料的破壞是多方面的，如對材料的力學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、裝飾性質(zhì)等都會(huì)產(chǎn)生破壞作用。（4） 通常將軟化系數(shù)大于0.85的材料看做是耐水材料。4、 材料抗?jié)B性及抗凍性表征及影響因素。（1） 抗?jié)B性：指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。材料的抗?jié)B性常用滲透系數(shù)或抗?jié)B等級來表示。物理意義為：在一定時(shí)間內(nèi)，在一定的水壓作用下，單位厚度的材料，單位截面面積上的透水量。材料越密實(shí)、閉口孔越多、孔徑越小、越難滲水，具有較大孔隙率，且孔連通、孔徑較大的材料抗?jié)B性越差。（2） 抗凍性：指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍結(jié)和融化作用（凍融循環(huán)）而不破壞、強(qiáng)度又不顯著降低的性質(zhì)。材料在凍融循環(huán)過程中，表面將出現(xiàn)裂紋、剝落等現(xiàn)象，造成質(zhì)量損失、強(qiáng)度降低。材料的抗凍性及其強(qiáng)度、孔隙率大小及特征、含水率等因素有關(guān)。材料強(qiáng)度越高、抗凍性越好，孔對抗凍性的影響與其對抗?jié)B性的影響相似。當(dāng)材料吸水后孔隙還有一定的空間，含水未達(dá)到飽和時(shí)，可緩解冰凍的破壞作用。5、 材料導(dǎo)熱性用何表征，如何劃分絕熱材料？（1）材料的導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù)（熱導(dǎo)率）來表示。材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小，表示其絕熱性越好。工程中通常把＜0.23w/（m.k）的材料稱為絕熱材料。6、 材料強(qiáng)度與哪些因素有關(guān)？為什么劃分強(qiáng)度等級？比強(qiáng)度概念及意義。（1） 材料的強(qiáng)度與其組成和構(gòu)造有關(guān)。不同種類的材料具有不同的抵抗外力作用的能力，即使是相同種類的材料，由于其內(nèi)部構(gòu)造不同，其強(qiáng)度也有很大差異?？紫堵试酱?、材料強(qiáng)度越低。（2） 將建筑材料劃分為若干強(qiáng)度等級，對掌握材料性質(zhì)、合理選用材料、正確進(jìn)行設(shè)計(jì)和控制工程質(zhì)量都是非常重要的。對于混凝土、砌筑砂漿、普通磚、石材等脆性材料，由于主要用于抗壓，因此以其抗壓強(qiáng)度來劃分等級,而建筑鋼材主要用于抗拉，如低合金高強(qiáng)度合金鋼，以其屈服點(diǎn)作為劃分等級的依據(jù)。（3） 比強(qiáng)度指材料強(qiáng)度與其表觀密度只比。材料比強(qiáng)度越大，越輕質(zhì)高強(qiáng)。7、 彈性和塑性區(qū)別；彈性變形和塑性變形聯(lián)系與區(qū)別；彈性模量含義？脆性和韌性區(qū)別？（1） 彈性指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，能夠完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)，這種可完全恢復(fù)的變形稱為彈性變形。（2） 塑性指在外力作用下材料產(chǎn)生變形，外力取消后，仍保持變形后的形狀和尺寸，這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形。（3） 彈性模量是衡量材料抵抗變形能力的指標(biāo)之一，彈性模量越大，材料在荷載作用下越不易變形。（4） 脆性指材料在外力作用下，無明顯塑性變形而突然破壞的性質(zhì)，具有這種性質(zhì)的材料稱為脆性材料。（5） 韌性指在沖擊或振動(dòng)載荷作用下，材料能夠吸收較大的能量，同時(shí)也能產(chǎn)生一定的變形而不破壞的性質(zhì)。8、 材料耐久性含義？通常要考慮哪些性質(zhì)？（1） 材料在長期使用過程中，在環(huán)境因素作用下，能保持其原有性能而不變質(zhì)、不破壞的性質(zhì)，統(tǒng)稱為耐久性。破壞作用分為物理、化學(xué)、生物作用。（2） 它包括抗?jié)B性、抗凍性、耐蝕性、抗老化性、耐熱性、耐磨性等。第2章建筑鋼材1、 鋼材定義及分類（1） 鋼材是以鐵為主要元素，含碳量為0.02%——2?06%，并含有其他元素的合金材料。（2） 鋼材按化學(xué)成分可分為碳素鋼和合金鋼兩類。按品質(zhì)分類：普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼、特級優(yōu)質(zhì)鋼。按冶煉時(shí)脫氧程度分類：沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼，特殊鎮(zhèn)靜鋼。2、 鋼材主要力學(xué)性能和工藝性能有哪些？屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度定義及區(qū)別，實(shí)際應(yīng)用。屈強(qiáng)比定義及意義。（1）鋼材主要性能包括力學(xué)性能和工藝性能。其中力學(xué)性能是鋼材最重要的使用性能，包括強(qiáng)度、彈性、塑性和耐疲勞性等。工藝性能表示在鋼材在各種加工過程中的行為，包括冷彎性能和可焊性等。（2）在屈服階段中，外力不增加，而變形繼續(xù)增加，這時(shí)相應(yīng)的應(yīng)力稱為屈服極限或屈服強(qiáng)度。在強(qiáng)化階段，對應(yīng)于最高點(diǎn)C的應(yīng)力稱為抗拉強(qiáng)度。（3）鋼材受力達(dá)到屈服強(qiáng)度后，變形迅速增長，盡管尚未斷裂，已不能滿足使用要求，故結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中以屈服強(qiáng)度作為許用應(yīng)力取值的依據(jù)?？估瓘?qiáng)度在設(shè)計(jì)中雖然不能利用，但是抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度只比（強(qiáng)屈比），卻是評價(jià)鋼材使用可靠性的一個(gè)參數(shù)。強(qiáng)屈比愈大，鋼材受力超過屈服點(diǎn)工作時(shí)的可靠性越大，安全性越高。但是強(qiáng)屈比太大，鋼材強(qiáng)度的利用率偏低，浪費(fèi)材料。鋼材的強(qiáng)屈比一般不低于1.2，對于抗震結(jié)構(gòu)的普通鋼筋實(shí)測的強(qiáng)屈比應(yīng)不低于1.25。3、 鋼材塑性的表征指標(biāo)及其表示方法。（1）鋼材的塑性通常用拉伸試驗(yàn)時(shí)的伸長率或斷面收縮率來表示。它的數(shù)值越大,表示鋼材塑性越好。4、 鋼材沖擊韌性意義？受溫度影響規(guī)律？實(shí)際應(yīng)用注意的問題。（1） 鋼材的沖擊韌性是處在簡支梁狀態(tài)的金屬試樣在沖擊負(fù)荷作用下折斷時(shí)的沖擊吸收功。（2） 沖擊韌性隨溫度的降低而下降，其規(guī)律是：開始下降緩和，當(dāng)達(dá)到一定溫度范圍時(shí)，突然下降很多而呈脆性，這種性質(zhì)稱為鋼材的冷脆性，這時(shí)的溫度稱為脆性臨界溫度。脆性臨界溫度的數(shù)值越低，鋼材的抗低溫沖擊性能越好。（3） 在負(fù)溫下使用的結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)選用脆性臨界溫度比使用溫度低的鋼材。有些材料在常溫時(shí)沖擊韌性并不低，但破壞時(shí)卻呈現(xiàn)脆性破壞特征。5、 鋼材冷彎試驗(yàn)有哪些條件？伸長率和冷彎性能均反映鋼材的塑性，有何區(qū)別？（1）6、 鋼材焊接性能含義。鋼材的焊接性能是指在一定的焊接工藝條件下，在焊縫及其接近過熱區(qū)不產(chǎn)生裂紋及硬脆傾向，焊接后鋼材的力學(xué)性能，特別是強(qiáng)度不低于原有鋼材的強(qiáng)度。7、鋼材中化學(xué)元素碳、硅、錳、硫、磷對鋼材性質(zhì)有何影響?⑴化學(xué)元素強(qiáng)度硬度塑性韌性可焊性其他C上升上升上升下降下降下降冷脆性上升SI上升下降下降下降下降冷脆性上升MN上升上升上升上升脫氧、脫硫劑P上升上升下降下降下降偏析、冷脆上升S上升下降下降8、何謂鋼材的冷加工強(qiáng)化？何謂時(shí)效處理？各對鋼材性質(zhì)有何影響？（作用）（1） 將鋼材于常溫下進(jìn)行冷拉、冷拔或冷軋使其產(chǎn)生塑性變形，從而提高屈服強(qiáng)度，降低塑性韌性，這個(gè)過程稱為冷加工強(qiáng)化處理。（2） 將冷加工處理后的鋼筋，在常溫下存放15—20D，或加熱至100——200°C后保持一定時(shí)間（2——3H），其屈服強(qiáng)度進(jìn)一步提高，且抗拉強(qiáng)度也提高，同時(shí)塑性或韌性也進(jìn)一步降低，彈性模量則基本恢復(fù)。這個(gè)過程叫做時(shí)效處理。9、建筑常用鋼種有哪些？各鋼種牌號及表示方法，含義。各牌號性質(zhì)及應(yīng)用。（1） 碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q195、Q215、Q253、Q275）、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q3——80）、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（Q295、Q345、Q390、Q420和Q460）（2） Q代表屈服點(diǎn)，屈服點(diǎn)數(shù)值共分為195MPa,215MPa、235MPa和275MPa四種，質(zhì)量等級以S、P等雜質(zhì)含量由多到少，分別用A、B、C、D符號表示，脫氧方法以F表示沸騰鋼，Z、TZ表示鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼，Z和TZ在鋼的牌號中予以省略。（3） 隨著牌號的增大，其含碳量增加，強(qiáng)度提高，塑性和韌性降低，冷彎性能逐漸變差。同一鋼號內(nèi)質(zhì)量等級越高，鋼材的質(zhì)量越好。10、鋼結(jié)構(gòu)用鋼有哪些？（1）熱軋型鋼、冷彎薄壁型鋼、棒材、鋼管和板材。11、混凝土結(jié)構(gòu)用鋼有哪些？熱軋鋼筋分類、牌號表示方法、性能及各牌號應(yīng)用范圍。其他鋼筋牌號及性能與應(yīng)用。（1） 熱軋鋼筋、冷軋扭鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲、鋼絞線。（2）12、鋼材腐蝕類型與防護(hù)方法。鋼材為什么要防火及方法。（1） 化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕。（2） 防護(hù)方法：采用耐候鋼、金屬覆蓋、非金屬覆蓋、混凝土用鋼筋的防銹。（3） 防火：鋼是不燃性材料，但這并不表明鋼材能夠抵抗火災(zāi)。沒有防火保護(hù)層的鋼結(jié)構(gòu)是不耐火的。（4） 鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)的基本原理是采用絕熱或吸熱材料，阻隔火焰和熱量，推遲鋼結(jié)構(gòu)的升溫速率。第3章無機(jī)膠凝材料1、 氣硬性膠凝材料與水硬性膠凝材料區(qū)別。典型代表材料。（1） 氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持和發(fā)展其強(qiáng)度。常用的氣硬性膠凝材料有石膏、石灰和水玻璃等。（2） 水硬性膠凝材料材料既能在空氣中，還能更好地在水中硬化、保持并繼續(xù)發(fā)展其強(qiáng)度。膠凝材料為水泥等。2、 “過火石灰”與“欠火石灰”含義及危害，何謂石灰的“熟化”和“陳伏”，有何目的？（1） 若溫度過低或煅燒時(shí)間不足，使得CaCO3不能完全分解，將生成“欠火石灰”，碳酸鈣沒有完全分解，存在硬心，降低了生石灰的產(chǎn)量。如果煅燒時(shí)間過長或者溫度過高，將生成顏色較深、塊體致密的“過火石灰”，導(dǎo)致已硬化的砂漿產(chǎn)生鼓泡、崩裂等現(xiàn)象。（2） 熟化是指生石灰（氧化鈣）與水作用生成氫氧化鈣（熟石灰、又稱消石灰）的過程。陳伏是指石灰乳（或石灰膏）在儲灰坑中放置14d以上的過程。3、 石灰的幾種產(chǎn)品形式，各自主要成分是什么？（1）石灰乳：將消石灰粉或熟化好的石灰膏加入大量的水?dāng)嚢柘♂專蔀槭胰?。配制砂漿：由于石灰膏和消石灰粉中氫氧化鈣顆粒非常小，調(diào)水后具有很好的可塑性。因而，?？捎檬腋嗷蛳曳叟渲瞥墒疑皾{或水泥石灰混合砂漿。石灰土和三合土：石灰與粘土拌合后稱為灰土或石灰土，再加砂或爐渣等即成為三合土。用于建筑物的地基和道路工程的基層、墊層。制作硅酸鹽制品：以磨細(xì)的石灰與硅質(zhì)材料為膠凝材料，必要時(shí)加入少量石膏，經(jīng)蒸汽養(yǎng)護(hù)或蒸壓養(yǎng)護(hù)制作硅酸鹽制品。4、 石灰土和三合土及應(yīng)用。石灰土和三合土：石灰與粘土拌合后稱為灰土或石灰土，再加砂或爐渣等即成為三合土。用于建筑物的地基和道路工程的基層、墊層。5、 石灰的硬化包括那倆個(gè)過程？（1） 干燥結(jié)晶硬化過程（2） 碳化過程6、通用硅酸鹽水泥有哪些品種，各品種組分，代號。名稱代號組分熟料礦渣火山灰質(zhì)混合材料粉煤灰石灰石硅酸鹽水泥P.I100^-^—^-^—P.IIN95W5^—^-^-^-^—^-W5普通水泥P.ON80且V95>5且W20a^—礦渣水泥P.SN30且V80>20且W50b^—^-^-火山灰水泥P.PN60且V80^->20且W40c^-^-粉煤灰水泥P.FN60且V80^-^—>20且W40d^—N50且V復(fù)合水泥P.C >20且W50e807、 通用硅酸鹽水泥的組成材料有哪些？硅酸鹽水泥熟料礦物組成有哪些？水化反應(yīng)基本特性？硅酸鹽水泥熟料(主要含CaO、SiO2、A12O3、Fe2O3。)、石膏、混合材料、阻磨劑。熟料礦物：3CaO?SiO2、2CaO?SiO2、3CaO?Al2O3、4CaO?Al2O3?Fe2O3。8、 通用硅酸鹽水泥組成材料中為什么加入石膏？用量多少對水泥性質(zhì)有何影響？(1)作用：緩凝劑，水泥熟料磨成細(xì)粉與水相遇會(huì)很快凝結(jié)，無法施工。加入適量的石膏會(huì)延緩凝結(jié)時(shí)間，同時(shí)還有利于提高水泥早期強(qiáng)度、降低干縮變形等性能。9、 通用硅酸鹽水泥凝結(jié)時(shí)間有何要求？有何工程意義？(1)10、 水泥安定性含義？引起水泥安定性不良的原因有哪些？如何保證安定性良好？⑴11、 實(shí)驗(yàn)室測定水泥凝結(jié)時(shí)間和安定性時(shí)有何前提條件？12、 幾種通用水泥的特性及適用范圍。硅酸鹽水泥和普通水泥早期強(qiáng)度高，水化熱較大，抗凍性較好，耐蝕性差，干縮較小。適用于一般土建工程混凝土、高強(qiáng)混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，以及受反復(fù)冰凍作用的結(jié)構(gòu)。礦渣水泥早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度增長較快，水化熱較低，耐熱性好，耐蝕性較強(qiáng)，抗凍性差，干縮性較大，泌水較多。適用于高溫車間和有耐熱耐火要求的混凝土結(jié)構(gòu)，大體積混凝土結(jié)構(gòu)，蒸汽養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件，有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程?；鹕交宜嗪头勖夯宜嘣缙趶?qiáng)度較低，后期強(qiáng)度增長較快，水化熱較低，耐蝕性較強(qiáng)，抗?jié)B性好，抗凍性差?；鹕交宜喔煽s性大。粉煤灰水泥干縮性較小，抗裂性較高。它們適用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)和有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu)，蒸汽養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件和有杭硫酸鹽侵蝕要求的工程?；鹕交宜嗖贿m用處在干燥環(huán)境中的混凝土工程。13、通用硅酸鹽水泥的腐蝕原因及預(yù)防措施有哪些？①水泥中存在CH、C3AH6,本身不密實(shí)②周圍存在侵蝕性介質(zhì)根據(jù)以上腐蝕原因的分析，可采用下列措施，減少或防止水泥石的腐蝕：根據(jù)侵蝕環(huán)境特點(diǎn)，合理選用水泥及熟料礦物組成。提高水泥石的密實(shí)度，改善孔結(jié)構(gòu)。硬化水泥石是一多孔體系，腐蝕性介質(zhì)通常是靠滲透進(jìn)入水泥石內(nèi)部，從而使水泥石腐蝕。加做保護(hù)層。當(dāng)腐蝕作用較強(qiáng)時(shí)，可用耐腐蝕性好的涂料等材料，在混凝土及砂漿表面做不透水的保護(hù)層，防止腐蝕性介質(zhì)與水泥石接觸。14、對道路水泥的性能要求有哪些？由較高鐵鋁酸鈣含量的硅酸鹽道路水泥熟料，0%?10%活性混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為道路硅酸鹽水泥(簡稱道路水泥)。對道路水泥的性能要求是：耐磨性好、收縮小、抗凍性好、抗沖擊性好，有高的抗折強(qiáng)度和良好的耐久性。道路水泥的上述特性，主要依靠改變水泥熟料的礦物組成、粉磨細(xì)度、石膏加入量及外加劑來達(dá)到第4章混凝土及砂漿1、 普通混凝土的組成材料有哪些？各組成材料有哪些要求？2、 集料的顆粒級配和出粗細(xì)程度的概念？根據(jù)篩分析試驗(yàn)計(jì)算細(xì)度模數(shù)，并評定粗細(xì)程度。3、 混凝土減水劑作用？常用摻入方法有哪些？4、 混凝土拌合物和易性概念及含義是什么？和易性的測定方法及評定？5、 影響和易性的主要因素？和易性的調(diào)整與改善措施有哪些？合理砂率含義？6、 硬化混凝土的性能主要有哪些？7、 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度和混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值區(qū)別？普通混凝土強(qiáng)度等級劃分依據(jù)，有何作用？混凝土軸心抗壓強(qiáng)度有何作用？混凝土軸心抗拉強(qiáng)度有何作