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1、精品文档 精品文档 土木工程材料 2016/12/16 第一章 绪论 1、土木工程材料按化学成分分类：无机材料、有机材料、复合材料；按材料在建筑物或构筑物中的功能分类：承重材料和非承重材料、保温隔热材料、吸声隔声材料、防水材料、装饰材料等 2、标准：为在一定的范围内获得最佳秩序，对活动或其结果规定共同的和重复使用的规则、导则或特性的文件 3、标准化：对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动 第二章 材料的基本性质 1、表观密度：材料在自然状态下单位体积的质量 2、堆积密度：散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量 3、密实度 D=1-P ,材料密实度值愈大，则材料愈密实，孔隙愈少 4
2、、空隙率 P 填充率 D=1-P 5、材料与水接触时水的铺展状况可用润湿角 来说明 6、材料的含水状态只能针对亲水性材料而言，材料的基本含水状态有 4 种（page8 图）干燥状态 气干状态 饱和面干状态 润湿状态 7、吸湿性：材料在潮湿的空气中吸收水分的性质，用含水率表示 平衡含水率：当材料吸收的水分与释放的水分达到平衡时的含水率（可逆），温度降低、湿度增大，平衡含水率增大，反之减小 8、吸水性：材料在水中吸收水分的性质，用吸水率表示，有质量吸水率和体积吸水率两种表示方法 质量吸水率：材料在吸水达到饱和时，所吸收水分的质量占材料干燥状态质量的百分率 精品文档 精品文档 体积吸水率：材料在吸水
3、达到饱和时，所吸收水分的体积占材料干燥状态体积的百分率 9、强度：材料抵抗外力破坏的能力 f=P/A 10、弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，变形能完全恢复的性质（可逆），这种可恢复的变形称为弹性变形 11、塑性：材料在外力作用下，产生明显变形，但不断裂破坏，当外力除去后，材料仍保持变形后的形状和尺寸的性质，这种不可恢复的变形称为塑性变形 12、脆性：材料受外力作用，当外力达到一定值时，材料突然破坏，而无明显的塑性变形的性质，具有这种性质的材料称为脆性材料，如天然石材、陶瓷玻璃、普通混凝土砂浆等 13、韧性（冲击韧性）：材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大能量，同时产生一定的变形
4、而不破坏的性质，如钢材、木材 14、硬度：材料表面抵抗硬物压入或刻划的能力 方法：刻划法、压入法（常见的压入法为布氏法、洛氏法等）HB：150 承受荷载 1500Mpa 15、耐磨性：材料表面抵抗磨损的能力，用磨损率或耐磨率表示 16、耐久性：材料在使用过程中，抵抗各种内在或外部因素的破坏作用，长期保持其原有性能，不变质、不破坏的性质，主要包括渗透性、抗冻性、抗碳化性、抗腐蚀性、抗侵蚀性、抗骨料反应；环境因素包括物理作用、化学作用、机械作用、生物作用 17、材料的组成包括材料的化学组成、矿物组成和相组成 化学组成：构成材料的化学元素及化合物的种类和数量。习惯上，金属材料的化学组成以主要元素的含
5、量来表示；无机非金属材料则以各种氧化物含量来表示 矿物组成：构成材料的矿物种类和数量 矿物：在无机非金属材料中具有某种特定的晶体结构、物理力学性能的组织结构 相组成：材料中具有相同的物理、力学性质的均匀部分称为相，自然界中的物质有气相、液相、固相之分。材料的相组成是指组成材料的相种类、数量及分布状况 18、土木工程材料的结构可分为宏观结构、亚微观结构（或称细观结构）、微观结构 第三章 建筑钢材 1、钢的冶炼（page21）精品文档 精品文档 2、钢的分类 按化学成分：碳素钢、合金钢 按脱氧程度：沸腾钢、镇静钢、半镇静钢、特殊镇静钢 3、钢的化学成分对钢材性能的影响 碳：碳含量增加，强度、硬度提
6、高，塑性、韧性降低 硅：有益元素 锰：有益元素 硫：有害元素 磷：有害元素 氧：有害元素 氮：与磷相似 4、钢中碳、铁原子相互结合形成 3 种形式的碳铁合金，它们在一定条件下能形成具体一定形态的聚合体，称为钢的组织。具体有：固溶体、化合物、机械混合物 5、低碳钢受拉的应力、应变图分为 4 个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段（page25 图 3-2）6、强屈比：抗拉强度与屈服强度之比 名称 符号 含碳量（%）性能 铁素体 F 0.02 强度、硬度很低，但塑性好，冲击韧性很好（接近纯铁）奥氏体 A 0.8 强度、硬度不高，但塑性大 渗碳体 Cm 6.67 抗拉强度很低，塑性几乎为零，
7、硬度和脆性大 珠光体 P 0.8 强度较高，塑性和韧性介于铁素体和渗碳体之间 精品文档 精品文档 7、塑性表示钢材在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力，它是钢材的一个重要指标。钢材塑性用伸长率或断面收缩率表示 8、冲击韧性：钢材抵抗冲击荷载的能力 9、硬度：钢材表面局部体积内抵抗硬物压入的能力，它是衡量钢材软硬程度的指标 10、冷加工：钢材在再结晶温度下（一般为常温）进行的机械加工，如冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、冷冲等 冷加工强化：钢材经冷加工后，产生塑性变形，屈服点明显提高，而塑性、韧性降低，弹性模量下降 时效强化：钢材经冷加工后，再将钢材于常温下存放 15-20d，或者加热到 100-200
8、并保持一定时间，这一过程称为时效处理，前者为自然时效，后者为人工时效。经过时效处理后，钢材的屈服强度和极限强度提高，塑性和冲击韧性有所降低，弹性模量得以恢复，这种现象称为时效强化。时效敏感系数越大，时效后冲击韧性的降低越显著，加热到 T 随炉冷却 11、钢材的热处理 退火：加热保温缓慢冷却（随炉冷却）目的：改善组织，减少加工中产生的缺陷，降低硬度，提高塑性，防止变形与开裂 正火：加热保温缓慢冷却（空气中冷却）硬度强度提高，塑性降低 目的：消除组织缺陷 淬火：加热（900以上）保温快速冷却（在水或油中冷却）塑性、韧性显著 降低 目的：得到高强度、高硬度的组织 回火：加热保温缓慢冷却（空气中冷却）
9、目的：消除淬火产生的很大内应力，降低脆性 12、主要钢材的性质与选用（page31）第四章 气硬性胶凝材料 精品文档 精品文档 1、无机胶凝材料分为气硬性胶凝材料、水硬性胶凝材料 2、石膏：以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料 性质：质轻、强度较高、防火性较好 原料：天然二水石膏、天然无水石膏、工业副产石膏（page41）3、石灰（page44）欠火石灰：碳酸钙未完全分解，使用时缺乏黏结力 过火石灰：结构密实，表面常包覆一层熔融物，熟化很慢 第五章 水泥（page49-59）1、混合材料：在生产水泥时加入的各种矿物质材料 2、常见水泥的主要特征（page64 表 5-7）3、常见水泥的选用（pa
10、ge65 表 5-8）第六章 混凝土（page72-76、83-85）1、细度模数 Mx=3.73.1 粗砂 Mx=3.02.3 中砂 Mx=2.21.6 细砂 Mx=1.50.7 特细砂 2、混凝土拌合物的和易性包括流动性、黏聚性、保水性 流动性：混凝土拌合物在自重或机械振捣作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板 黏聚性：混凝土拌合物在施工过程中，其组成材料之间有一定的黏聚力，不致发生分层 和离析 保水性：混凝土拌合物在施工过程中，具有一定的保水能力，不致产生严重的泌水现象 3、稠度试验的方法：坍落度与坍落扩展度法、维勃稠度法 4、影响混凝土拌合物和易性的主要因素：精品文档 精品文档 组成
11、材料性质 a.水泥 b.集料 c.外加剂 水泥浆的数量和水灰比 砂率（砂率是指细集料含量占集料总量的质量百分率）环境温度和存放时间 5、影响混凝土强度的主要因素：水泥强度等级和水灰比 集料 浆集比（混凝土中水泥浆的体积与集料体积之比值）龄期 养护温度和湿度 6、7、混凝土的变形：非荷载作用变形、荷载作用下的变形 8、9、徐变：在长期荷载作用下随时间的延长而增加的变形 第七章 第八章 建筑砂浆 1、2、建筑砂浆：由胶凝材料、细集料和水等材料按一定比例配制而成的建筑材料 精品文档 精品文档 第八章 砌体材料及屋面材料 1、2、烧结普通砖尺寸：240mm*115mm*53mm 3、天然岩石分为岩浆岩
12、、沉积岩、变质岩 第九章 沥青 1、沥青的分类 地沥青 a.天然沥青 b.石油沥青 焦油沥青 a.煤沥青 b.页岩沥青 2、石油沥青的化学组分，根据试验方法的不同有不同的分组方法，主要有三组分、四组分分析法等，三组分法将沥青分为沥青质（A）、树脂（R）、油分（O）3、沥青中各组分的化学组成和相对含量的不同，形成的胶体结构就不同，通常可分为溶胶型、溶凝胶型、凝胶型 4、黏滞性针入度；塑性延度；温度敏感性软化点（page151-153）第十章 沥青混合料（page162-176）1、级配理论：最大密度曲线理论；粒子干涉理论 2、级配曲线范围（page179）第十一章 合成高分子材料 1、聚合物的分类 按来源：天然高分子化合物、合成高分子化合物、半天然高分子材料 按分子结构：线形聚合物、体形聚合物 按受热变化特点：热塑性聚合物、热固性聚合物 按制备时的反应类型：聚合反应、加聚反应、缩聚反应 精品文档 精品文档 按高分子材料用途：塑料、纤维、橡胶