金屬材料
無機材料
非金屬材料
土木工程材料有機材料
複合材料
國家標準其代號為gb;gb/t推薦性標準;部標準也是全國性的指導技術檔案,由主管生產部(或總局)發布,其代號按部名而定,如建材標準代號為jc,建工標準代號為jg;地方標準是地方主管部門發布的地方性指導技術檔案;企業標準其代號為qb。其中主要有:國際標準(iso)、美國材料試驗學會標準(astm)、日本工業標準(jis)、德國工業標準(din)、英國標準(bs)、法國標準(nf)等。
孔洞型別有害孔,如:孔徑較大的孔、 連通縫等; 無害孔,如:孔徑很小的孔、 凝膠孔等; 有益孔,如:孔徑很小的封閉孔等。材料內部孔隙的構造,可分為連通與封閉兩種。
密度:是指材料在絕對密實狀態下,單位體積的質量
視密度:是指材料在自然狀態下,單位體積的質量(注:不包括物體表面的開口空隙體積、蠟封)閉口+實體
表觀密度:材料在包含實體積、開口和密閉孔隙的狀態下單位體積的質量稱為材料的表觀密度。扔水裡、閉口+開口+實體
堆積密度:是指粉狀或粒狀材料,在堆積狀態下,單位體積的質量;開口+閉口+空隙+實體
密實度:是指材料的體積內被固體物質充實的程度;
孔隙率:是指材料的體積內,孔隙體積所佔的比例;密實度+孔隙率=1
填充率:是指在某堆積體積中,被散粒材料的顆粒所填充的程度
空隙率:是指在某堆積體積中,散粒材料顆粒之間的空隙體積所佔的比例;填充率+空隙率=1
濕潤角 θ≤90° ,材料表現為親水性;濕潤角θ>90° 時,材料表現為憎水性。
吸濕性:材料在潮濕空氣中吸收水分的性質。
含水率:材料中所含水的質量與乾燥狀態下材料的質量之比:w=(m含-m幹)/m幹
吸水性:材料與水接觸吸收水分的性質。當材料吸水飽和時,其含水率稱為吸水率:w=(m溼-m幹)/m幹
材料抵抗水的破壞作用的能力稱為材料的耐水性。材料的耐水性可用軟化係數來表示:軟化係數=材料在吸水飽和狀態下的抗壓強度/材料在乾燥狀態下的抗壓強度(軟化係數的範圍在0~1之間,長期受水浸泡或處於潮濕環境的重要建築物,應選擇0.
85以上的材料來建造)
抗彎強度計算與受力情況有關,―般有集中加荷和三分點加荷,對於矩形截面試件,計算式中
f——材料抗彎強度,mpa;
p——破壞時最大荷載,n;
l——兩支點間的間距,mm;
b、h——為試件橫截面的寬與高,mm。
材料在外力作用下產生變形,當外力除去後變形隨即消失,完全恢復原來形狀的性質稱為彈性
材料在外力作用下,當應力超過一定限值是產生顯著變形,且不產生裂縫或發生斷裂,外力取消後,仍保持變形後的形狀和尺寸的性質稱為塑性
當外力達到一定限度後,材料突然破壞,且破壞時無明顯的塑性變形,材料的這種性質稱為脆性
在衝擊、振動荷載作用下,材料能夠吸收較大的能量,不發生破壞的性質,稱為韌性
鋼材的化學組成中,硫s、磷p、氧o、氮n是有害元素,矽si、錳mn、鈦ti、釩v、鈮ni是有益元素
抗拉強度與屈服強度之比,稱為強屈比。強屈比愈大,反應鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性愈大,因而結構的安全性愈高。但強屈比太小,反映鋼材效能不能被充分利用。
伸長率反映的是材料的塑性指標,伸長率的公式δ=(l1-l0)/l0*100%
鋼材被腐蝕的主要原因:化學腐蝕、電化學腐蝕、應力腐蝕;防止鋼材腐蝕的措施:混凝土配筋的防腐措施有提高混凝土密實度、確保保護層厚度、限制氯鹽外加劑及加入防鏽劑等方法,鋼結構中的型鋼的防腐,主要採用表面塗覆的方法。
碳素結構鋼可分為5個牌號(即q195、q215、q235、q255和q275);例如:q235-bz,表示這種碳素結構鋼的屈服點大於等於235mpa;質量等級為b(d最好),脫氧程度為鎮靜鋼;低合金高強結構鋼可分為5個牌號(q295、q345、q390、q420、q460)
氣硬性膠凝材料是指只能在空氣中硬化,也只能在空氣中保持或繼續發展其強度的凝膠材料。
水硬性膠凝材料既能在空氣中硬化,又能更好地在水中硬化,保持並發展其強度。
石膏的主要成分是硫酸鈣;caso4.2h2o
建築石膏的化學成分是半水石膏。(1)凝結硬化快,建築石膏在加水拌合後,漿體在幾分鐘內便開始失去可塑性,30min內完全失去可塑性而產生強度,大約一星期左右完全硬化。(2)凝結硬化時體積微膨脹。
(3)孔隙率大。(4)具有一定的調濕性。(5)防火性好。
(6)耐水性、抗凍性差。
熟石灰成分是氫氧化鈣;生石灰中含有欠火石灰和過火石灰,欠火石灰降低石灰的利用率.過火石灰密度較大,表面常被雜質融化形成的玻璃釉狀物包裹,熟化很慢.當石灰已經硬化後,其中的過火顆粒才開始熟化,體積膨脹,引起隆起和開裂.為了消除過火石灰的危害,石灰漿應在儲灰坑中儲存兩星期以上的過程,稱為」陳伏」,」陳伏」期間,石灰表面應保有一層水分,與空氣隔絕,以免碳化
矽酸鹽水泥分兩種型別,不摻加混合材料的稱ⅰ型矽酸鹽水泥,代號p·ⅰ。在矽酸鹽水泥熟料粉磨時摻加不超過水泥重量5%石灰石或粒化高爐礦渣混合材料的稱ⅱ型矽酸鹽水泥,代號p·ⅱ。
矽酸三鈣含量37%~60%,c3s、矽酸二鈣含量15%~37%,c2s、鋁酸三鈣含量7%~15%,c3a、鐵鋁酸四鈣含量10%~18%,c4af
水泥中摻入適量石膏,可調節水泥的凝結硬化速度。
瞬凝俗稱急凝,是不正常的凝結現象。其特徵是:水泥和水後,水泥漿很快凝結成為一種很粗糙、非塑性的混合物,並放出大量的熱量。
影響水泥凝結硬化的因素:養護時間、溫度和濕度、石膏摻量
我國現行國家標準規定:凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時間、安定性中的任一項不符合標準規定,均為廢品。凡細度、終凝時間、不溶物和燒失量中的任一項不符合標準規定,或混合材摻加量超過最大限度,或強度低於商品標號規定的指標時,稱為不合格品。
1現澆樓板.梁.柱:
快硬矽酸鹽水泥.2採用蒸汽養護的預製構件:礦渣矽酸鹽水泥,可顯著加快硬化速度。
3緊急搶護的工程或緊急軍事工程:快硬矽酸鹽水泥,硬化快。鋁酸鹽水泥:
快凝,早強,早高的特性。4大體積混泥土壩.大型裝置基礎;礦渣矽酸鹽水泥5有硫酸鹽腐蝕的地下工程:
礦渣矽酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥(耐硫酸鹽腐蝕強)6高爐基礎:礦渣矽酸鹽水泥7海港碼頭工程:礦渣矽酸鹽水泥
快硬矽酸鹽水泥主要適用於要求早期強度高的工程,緊急搶修的工程,抗衝擊及抗震性工程,冬季施工,製作混凝土及預應力混凝土預製構件。
鋁酸鹽水泥可用於工期緊急的工程、搶修工程、冬季施工的工程,以及配置耐熱混凝土及耐硫酸鹽混凝土。
礦渣矽酸鹽水泥的特性是: 凝結硬化慢,早期強度低,後期強度高。耐硫酸鹽類腐蝕,適合海港工程。在蒸汽養護中硬化速度快。可用於耐熱混凝土工程
按水泥混凝土表觀密度大小可分為: 重混凝土、普通混凝土和輕混凝土
水泥強度等級的選擇應與混凝土的設計強度等級相適應。 原則上配製高強度等級的混凝土應選用強度等級高的水泥; 配製低強度等級的混凝土, 選用強度等級低的水泥。
混凝土是由水泥、粗骨料、細骨料和水所組成
細度模數在3.7-3.1為粗砂,在3.0-2.3為中砂,在2.2-1.6為細砂。
細度模數的公式: 細度模數=[(a2+a3+a4+a5+a6)-5a1]/(100-a1)a1、a2這些為累計篩餘率,根據a4判斷級配區
配置混凝土時宜優先選用2區砂,當採用1區砂時應提高砂率,並保持足夠的水泥用量,以滿足混凝土的和易性,當採用3區砂時宜適當降低砂率,以保證混凝土強度。
比表面積法是根據一定量空氣通過一定空隙率和厚度的水泥層時,所受阻力不同而引起流速的變化來測定水泥的比表面積(單位質量的粉末所具有的總表面積)
砂率是指混凝土中,細骨料(粒徑0.16—5mm)佔粗細骨料總量的百分數。
骨料的含水狀態有四種:全乾狀態、氣幹狀態、飽和麵乾狀態、濕潤狀態骨料;含水率等於或接近於零時稱乾燥狀態;含水率與大氣濕度相平衡時稱氣幹狀態;骨料表面乾燥而內部孔隙含水達飽和時稱飽和麵乾狀態;骨料不僅內部孔隙充滿水,而且表面還附有一層表面水時稱濕潤狀態。
混凝土拌合用水按水源可分為飲用水、 地表水、 地下水、 海水以及經適當處理或處置後的工業廢水。 對混凝土拌合及養護用水的質量要求是: 不得影響混凝土的和易性及凝結; 不得有損於混凝土強度發展; 不得降低混凝土的耐久性、 加快鋼筋腐蝕及導致預應力鋼筋脆斷; 不得汙染混凝土表面。
用該水製成的砂漿或混凝土28d 抗壓強度應不低於蒸餾水或飲用水製成的砂漿或混凝土抗壓強度的 90%。 海水中含有硫酸鹽、 鎂鹽和氯化物, 對水泥石有侵蝕作用, 對鋼筋也會造成鏽蝕, 因此不得用於拌製鋼筋混凝土和預應力混凝土。
木質素磺酸鈉(鈣)是減水劑、緩凝劑
減水劑的摻入方法有先摻法、同摻法、滯水法和後摻法
減水劑的作用機理:將水泥絮凝結構中的游離水釋放出來
早強劑主要有氯鹽類、硫酸鹽類、有機胺三類,常用的有氯化鈣、硫酸鈉(元明粉)、三乙醇胺
早強劑能加速混凝土早期強度發展
早強劑的摻入方法:含有硫酸鈉的粉狀早強劑使用時,應加入水泥中,不能先與潮濕的砂石混合。含有粉煤灰等不溶物及溶解度較小的早強劑、早強減水劑應以粉劑摻入,並要適當延長攪拌時間。
緩凝劑:能延長混凝土凝結時間而不顯著降低混凝土後期強度的外加劑。作用機理:
有機類緩凝劑多為表面活性劑,摻入混凝土中,能吸附在水泥顆粒表面,形成同種電荷的親水膜,使水泥顆粒相互排斥,阻礙水泥水化產物凝聚,起到緩凝作用;無機類緩凝劑,往往是在水泥顆粒表面形成一層難溶的薄膜,對水泥顆粒的正常水化起阻礙作用,從而導致緩凝。摻入方法:緩凝劑及緩凝減水劑應配置成適當濃度的溶液加入拌合水中使用。
糖蜜減水劑中常有少量難溶和不溶物,靜置時會有沉澱現象,使用時應攪拌成懸浮液。當緩凝劑與其他外加劑復合使用時,必須是共溶的才能事先混合,否則應分別摻入。
引氣劑其作用機理是:由於它的表面活性,能定向吸附在水- 氣介面上,而且顯著降低水的表面張力,使水溶液易形成眾多的新的表面(即水在攪拌下易產生氣泡);同時,引氣劑分子定向排列在氣泡上,形成單分子吸附膜,使液膜堅固而不易破裂。在溶液中產生氣泡後,由於大大擴充套件了兩相的介面,使表面能也隨之增加,而對任何乙個體系來說都有乙個自由能自動趨於最小才穩定的趨勢。
那麼要產生穩定的氣泡必須是氣液介面的表面能盡可能低。
常用的混凝土摻合料有粉煤灰、磨細礦渣粉、燒粘土、天然火山灰材料(如凝灰岩粉、沸石巖粉)、矽粉及磨細煤矸石。
和易性是指混凝土拌合物易於施工操作並能獲得質量均勻、成型密實的效能。和易性是一項綜合的技術性質,它與施工工藝密切相關,通常,包括有流動性、保水性和粘聚性三方面的含義。
土木工程材料複習
第一單元 晶體 指材料內部質點呈現規則排列的,具有一定結晶形狀的固體。玻璃體 熔融的物質經急冷而形成的無定形體。膠體 指以粒徑為10 10m的固體顆粒作為分散相,分散在連續相介質中所形成的分散體系。表面張力 沿液體表面垂直作用於單位長度上的緊縮力。當水滴與固體間的潤濕角大於90 時,水分子之間的內聚...
《土木工程材料》複習
20 顆粒材料的密度為 表觀密度為 堆積容重為 0 則存在列關係.21 粘土磚在砌牆前要澆水潤濕,其目的是為了.22 石灰硬化的理想環境條件是在.中進行23 引起矽酸鹽水泥體積安定性不良的原因之一是水泥熟料.含量過多 24 對矽酸鹽水泥強度貢獻最大的礦物是.25 混凝土夏季施工時,可加的外加劑是.2...
土木工程材料複習2019
第一單元 晶體 指材料內部質點呈現規則排列的,具有一定結晶形狀的固體。玻璃體 熔融的物質經急冷而形成的無定形體。膠體 指以粒徑為10 10m的固體顆粒作為分散相,分散在連續相介質中所形成的分散體系。表面張力 沿液體表面垂直作用於單位長度上的緊縮力。當水滴與固體間的潤濕角大於90 時,水分子之間的內聚...