土木工程材料复习

发布 2022-01-11 09:53:28 阅读 1680

材料抵抗水的破坏作用的能力称为材料的耐水性。材料的耐水性可用软化系数来表示:软化系数=材料在吸水饱和状态下的抗压强度/材料在干燥状态下的抗压强度(软化系数的范围在0~1之间,长期受水浸泡或处于潮湿环境的重要建筑物,应选择0.

85以上的材料来建造)

材料在外力作用下产生变形,当外力除去后变形随即消失,完全恢复原来形状的性质称为弹性。

材料在外力作用下,当应力超过一定限值是产生显著变形,且不产生裂缝或发生断裂,外力取消后,仍保持变形后的形状和尺寸的性质称为塑性。

当外力达到一定限度后,材料突然破坏,且破坏时无明显的塑性变形,材料的这种性质称为脆性。

在冲击、振动荷载作用下,材料能够吸收较大的能量,不发生破坏的性质,称为韧性。

钢材的化学组成中,硫s、磷p、氧o、氮n是有害元素,硅si、锰mn、钛ti、钒v、铌ni是有益元素。

抗拉强度与屈服强度之比,称为强屈比。强屈比愈大,反应钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大,因而结构的安全性愈高。但强屈比太小,反映钢材性能不能被充分利用。

伸长率反映的是材料的塑性指标,伸长率的公式δ=(l1-l0)/l0*100%

钢材被腐蚀的主要原因:化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀;防止钢材腐蚀的措施:混凝土配筋的防腐措施有提高混凝土密实度、确保保护层厚度、限制氯盐外加剂及加入防锈剂等方法,钢结构中的型钢的防腐,主要采用表面涂覆的方法。

碳素结构钢可分为5个牌号(即q195、q215、q235、q255和q275);例如:q235-bz,表示这种碳素结构钢的屈服点大于等于235mpa;质量等级为b(d最好),脱氧程度为镇静钢;低合金高强结构钢可分为5个牌号(q295、q345、q390、q420、q460)

气硬性胶凝材料是指只能在空气中硬化,也只能在空气中保持或继续发展其强度的凝胶材料。

水硬性胶凝材料既能在空气中硬化,又能更好地在水中硬化,保持并发展其强度。

石膏的主要成分是硫酸钙;caso4.2h2o

建筑石膏的化学成分是半水石膏。(1)凝结硬化快,建筑石膏在加水拌合后,浆体在几分钟内便开始失去可塑性,30min内完全失去可塑性而产生强度,大约一星期左右完全硬化。(2)凝结硬化时体积微膨胀。

(3)孔隙率大。(4)具有一定的调湿性。(5)防火性好。

(6)耐水性、抗冻性差。

熟石灰成分是氢氧化钙;生石灰中含有欠火石灰和过火石灰,欠火石灰降低石灰的利用率.过火石灰密度较大,表面常被杂质融化形成的玻璃釉状物包裹,熟化很慢.当石灰已经硬化后,其中的过火颗粒才开始熟化,体积膨胀,引起隆起和开裂.为了消除过火石灰的危害,石灰浆应在储灰坑中保存两星期以上的过程,称为”陈伏”,”陈伏”期间,石灰表面应保有一层水分,与空气隔绝,以免碳化。

硅酸盐水泥分两种类型,不掺加混合材料的称ⅰ型硅酸盐水泥,代号p·ⅰ。在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥重量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称ⅱ型硅酸盐水泥,代号p·ⅱ。

硅酸三钙含量37%~60%,c3s、硅酸二钙含量15%~37%,c2s、铝酸三钙含量7%~15%,c3a、铁铝酸四钙含量10%~18%,c4af

水泥中掺入适量石膏,可调节水泥的凝结硬化速度。

瞬凝俗称急凝,是不正常的凝结现象。其特征是:水泥和水后,水泥浆很快凝结成为一种很粗糙、非塑性的混合物,并放出大量的热量。

影响水泥凝结硬化的因素:养护时间、温度和湿度、石膏掺量。

我国现行国家标准规定:凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项不符合标准规定,均为废品。凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任一项不符合标准规定,或混合材掺加量超过最大限度,或强度低于商品标号规定的指标时,称为不合格品。

1现浇楼板。梁。柱:

快硬硅酸盐水泥。2采用蒸汽养护的预制构件:矿渣硅酸盐水泥,可显著加快硬化速度。

3紧急抢护的工程或紧急军事工程:快硬硅酸盐水泥,硬化快。铝酸盐水泥:

快凝,早强,早高的特性。4大体积混泥土坝。大型设备基础;矿渣硅酸盐水泥5有硫酸盐腐蚀的地下工程:

矿渣硅酸盐水泥、铝酸盐水泥(耐硫酸盐腐蚀强)6高炉基础:矿渣硅酸盐水泥7海港码头工程:矿渣硅酸盐水泥。

按水泥混凝土表观密度大小可分为: 重混凝土、普通混凝土和轻混凝土。

水泥强度等级的选择应与混凝土的设计强度等级相适应。 原则上配制高强度等级的混凝土应选用强度等级高的水泥; 配制低强度等级的混凝土, 选用强度等级低的水泥。

混凝土是由水泥、粗骨料、细骨料和水所组成。

细度模数在3.7-3.1为粗砂,在3.0-2.3为中砂,在2.2-1.6为细砂。

细度模数的公式: 细度模数=[(a2+a3+a4+a5+a6)-5a1]/(100-a1)a1、a2这些为累计筛余率,根据a4判断级配区。

配置混凝土时宜优先选用2区砂,当采用1区砂时应提高砂率,并保持足够的水泥用量,以满足混凝土的和易性,当采用3区砂时宜适当降低砂率,以保证混凝土强度。

比表面积法是根据一定量空气通过一定空隙率和厚度的水泥层时,所受阻力不同而引起流速的变化来测定水泥的比表面积(单位质量的粉末所具有的总表面积)

砂率是指混凝土中,细骨料(粒径0.16—5mm)占粗细骨料总量的百分数。

骨料的含水状态有四种:干燥状态、气干状态、饱和面干状态、湿润状态骨料;含水率等于或接近于零时称干燥状态;含水率与大气湿度相平衡时称气干状态;骨料表面干燥而内部孔隙含水达饱和时称饱和面干状态;骨料不仅内部孔隙充满水,而且表面还附有一层表面水时称湿润状态。

减水剂的掺入方法有先掺法、同掺法、滞水法和后掺法。

减水剂的作用机理:将水泥絮凝结构中的游离水释放出来。

早强剂主要有氯盐类、硫酸盐类、有机胺三类,常用的有氯化钙、硫酸钠(元明粉)、三乙醇胺。

早强剂能加速混凝土早期强度发展。

早强剂的掺入方法:含有硫酸钠的粉状早强剂使用时,应加入水泥中,不能先与潮湿的砂石混合。含有粉煤灰等不溶物及溶解度较小的早强剂、早强减水剂应以粉剂掺入,并要适当延长搅拌时间。

缓凝剂:能延长混凝土凝结时间而不显著降低混凝土后期强度的外加剂。作用机理:

有机类缓凝剂多为表面活性剂,掺入混凝土中,能吸附在水泥颗粒表面,形成同种电荷的亲水膜,使水泥颗粒相互排斥,阻碍水泥水化产物凝聚,起到缓凝作用;无机类缓凝剂,往往是在水泥颗粒表面形成一层难溶的薄膜,对水泥颗粒的正常水化起阻碍作用,从而导致缓凝。掺入方法:缓凝剂及缓凝减水剂应配置成适当浓度的溶液加入拌合水中使用。

糖蜜减水剂中常有少量难溶和不溶物,静置时会有沉淀现象,使用时应搅拌成悬浮液。当缓凝剂与其他外加剂复合使用时,必须是共溶的才能事先混合,否则应分别掺入。

引气剂其作用机理是:由于它的表面活性,能定向吸附在水- 气界面上,而且显著降低水的表面张力,使水溶液易形成众多的新的表面(即水在搅拌下易产生气泡);同时,引气剂分子定向排列在气泡上,形成单分子吸附膜,使液膜坚固而不易破裂。在溶液中产生气泡后,由于大大扩展了两相的界面,使表面能也随之增加,而对任何一个体系来说都有一个自由能自动趋于最小才稳定的趋势。

那么要产生稳定的气泡必须是气液界面的表面能尽可能低。

常用的混凝土掺合料有粉煤灰、磨细矿渣粉、烧粘土、天然火山灰材料(如凝灰岩粉、沸石岩粉)、硅粉及磨细煤矸石。

和易性是指混凝土拌合物易于施工操作并能获得质量均匀、成型密实的性能。和易性是一项综合的技术性质,它与施工工艺密切相关,通常,包括有流动性、保水性和粘聚性三方面的含义。

流动性是指新拌混凝土在自重或机械振捣的作用下,能产生流动,并均匀密实地填满模板的性能。

粘聚性是指新拌混凝土的组成材料之间有一定的粘聚力,在施工过程中,不致发生分层和离析现象的性能。

保水性是指在新拌混凝土具有一定的保水能力,在施工过程中,不致产生严重泌水现象的性能。

影响和易性的主要因素1.水泥浆的数量和稠度 2.砂率3.水泥品种和骨料的性质 4.外加剂5.时间和温度。

水灰比的问题:水灰比增大,强度降低,耐久性降低;在水灰比不变的情况下,单位体积拌合物内,如果水泥浆愈多,则拌合物的流动性愈大。

普通混凝土划分为下列强度等级:c7.5、c10、c15、c20、c25、c30、c35、c40、c45、c50、c55、c60等12个强度等级。

混凝土强度,随水灰比的增大而降低,呈曲线关系,而混凝土强度和灰水比的关系,则呈直线关系。

混凝土立方体抗压强度标准值用fcu,k表示。混凝土立方体抗压强度标准值系指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件,在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。普通混凝土划分为下列强度等级:

c7.5、c10、c15、c20、c25、c30、c35、c40、c45、c50、c55、c60等12个强度等级。

轴心抗压强度fcp;混凝土劈裂抗拉强度fts;混凝土抗折强度fcf;水泥28d抗压强度实测值fce;混凝土28d抗压强度fcu;水泥28d抗压强度标准值fce,k;28d龄期混凝土的抗压强度f28;混凝土的配置强度fcu,0或fcu,t;fce=fce,k*rc

养护温度高可以增大初期水化速度,混凝土初期强度也高。但是初期养护温度越高,混凝土后期强度的衰退越大。由于急促的初期水化反应会导致水化产物的不均匀分布,水化产物分布低的地方成为水泥石中的薄弱环节,从而降低整体的强度;水化产物分布高的区域包裹在水泥粒子的周围,妨碍水化反应的继续进行,从而减少水化产物的产量。

在养护温度较低的情况下,由于水化速度缓慢,具有充分的扩散时间,从而使水化物在水泥石中均匀的分布,有利于后期强度的发展。

湿度适中,水泥水化能顺利进行,使混凝土强度得到充分发展。如果湿度不够,混凝土会失水干燥而影响水泥水化作用的正常进行,甚至停止水化,降低混凝土的强度。这不仅严重降低混凝土的强度,而且因水化作用未能完成,使混凝土结构疏松,渗水性增大,或形成干缩裂缝,从而影响耐久性。

混凝土徐变:混凝土在某一不变荷载的长期作用下(即,应力维持不变时), 其应变随时间而增长的现象。

混凝土的碳化作用是二氧化碳与水泥中的氢氧化钙作用,生成碳酸钙和水。碳化过程是二氧化碳由表及里向混凝土内部扩散的过程。

水泥混凝土中水泥的碱与某些碱活性骨料发生化学反应,可引起混凝土膨胀、开裂甚至破坏这种化学反应称为碱骨料反应。

表观密度法:c+w+s+g=表观密度*1m^3;σ=4,5,6(c20,c35)

改善砂浆和易性:石灰膏、粉煤灰、沸石粉。

砂浆的强度等级分为m20、m15、m10、m7.5、m5、m2.5六个。

砂浆的和易性包括流动性和保水性。可用砂浆稠度仪来测定其稠度值(沉入度),进而来评价控制其流动性;砂浆的保水性可用分层度来经验和评定。

砖的标准尺寸为240*115*53

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