土木工程材料笔记1Word文档格式.docx

土木工程材料笔记1Word文档格式.docx

《土木工程材料笔记1Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程材料笔记1Word文档格式.docx（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

（二）吸水性与吸湿性：

二者区别：

置于水中，吸水性

置于空气中，吸附水，吸湿

1、吸水性：

浸水后在规定时间内吸入水的质量占材料干燥质量或材料体积的百分数。

质量吸水率：

Wm=（m1—m2）/mX100%

体积吸水率：

Wv=（m1—m）/V0X100%

Wv/Wm=ρ/ρH2O

Wv=WmXρ0

Wm〈100%用Wm表示

Wm〉100%用Wv表示

跟孔隙有关：

微细而连通的孔隙，吸水率较大

封闭的孔隙，吸水率较小

较粗大孔隙，水分易渗入，但不易保留，仅起湿润孔壁作用，吸水率较小

跟润湿角有关，即亲、憎水性

跟P有关，即孔隙的多少

2、吸湿性：

吸收空气中水份的能力。

含水率：

W含=（mh—md）/mdX100%

解释气干状态及平衡含水率

与润湿角有关

与总表面积有关

与温、湿度有关

对材料性能影响：

如木材吸湿，膨胀变形，强度降低

3、耐水性：

长期在饱和水作用下，不产生破坏，强度也不显著降低。

K软=f饱/f干

K=0~1

K〉0．80耐水材料举例

4、抗冻性：

吸水饱和状态下，材料能经受多次冻结、融化作用而不破坏，强度无显著降低的性质。

（—15度~20度循环）

对于冬季室外设计温度低于—15度的重要工程，对抗冻性有要求。

冻融破坏原因：

孔隙水结冰膨胀；

材料内外温差，应力差

用Fn表示

与孔隙率有关；

孔隙大小有关；

孔隙特征有关

5．抗渗性：

定义，K表示

第二节材料的力学性质

一、材料的强度：

材料抵抗外力作用下而引起破坏的能力。

（图示）

1、结构材料，抗压强度可表示强度。

（钢材根据抗拉强度）

2、建筑材料标号表示极限强度

3、不同材料比较可用比强度表示f/ρ0

比强度是衡量材料轻质高强的指标

影响因素：

材质；

孔隙大小、多少；

试验条件；

二、弹性和塑性

弹性：

外力作用下变形，卸去外力恢复原状。

塑性：

外力作用下变形，卸去外力不能恢复原状。

三、脆性和韧性

脆性：

材料在外力作用下直至破坏前并无明显的塑性变形，而发生突然破坏的性质。

如：

砖、石、陶瓷、玻璃

力学表征：

抗压强度远远大于抗拉强度，主要作为承压件

韧性：

材料在冲击、震动荷载作用下，吸收较大的能量，同时也能产生较大的变形而不致破坏的性质。

钢、木

抗压强度约等于抗拉强度，可独立使用。

四、硬度和耐磨性

硬度：

材料抵抗其他较硬物体压入或刻划的能力。

矿物分十级，用刻划法

建筑材料一般用压入法

有时可用硬度间接推算材料强度

耐磨性：

材料抵抗磨损的能力。

与硬度、强度及内部结构有关。

第四节材料的耐久性

材料在长期使用过程中能保持原有性能而不变质、破坏的性质。

1、物理作用：

干湿交替、温度变化、冻融循环

2、化学作用：

酸、碱、盐及有害气体的侵蚀作用

3、生物作用：

菌类及虫蛀

4、大气作用：

老化

5、机械作用：

耐磨、疲劳等

第三章气硬性胶凝材料

概述：

胶凝材料：

在一定条件下，通过一系列变化而能把其他材料胶结成具有强度的整体材料。

特点：

具有粘结力，能将散粒材料粘结成整体，并具有强度

分为：

有机：

如沥青、树脂、橡胶

无机：

气硬性，只能在空气中硬化，如石灰、石膏

水硬性，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，如水泥

第一节石灰

一、原料、制取

1、原料：

石灰岩、白垩、大理石、白云石（原料来源广，生产工艺简单，成本低廉）

均含CaCo3，还含有少量MgCo3，SiO2，Al2O3

2、CaCo3==CaO+CO2—178Kg/mol

伴生：

MgCo3==MgO+Co2

也可在制乙炔中得到消石灰

CaC2+H2O==C2H2+Ca（OH）2

二、石灰的分类：

1、按MgO含量分1）钙质石灰MgO小于等于5%

2）镁质石灰MgO大于5%

2、按成品的加工方法分：

1）块灰生石灰

2）消石灰粉

3）石灰膏

三、石灰的熟化与硬化：

1、石灰的水化反应：

CaO+H2O==Ca（OH）2+64。

9KJ/mol

特点：

水化反应快，放热量大，体积膨胀1~2。

5倍

2、石灰的硬化：

1）干燥硬化、结晶硬化

石灰浆在干燥过程中，失去水产生毛细管压力，使Ca（OH）2颗粒间紧密接触，产生一定的搭接；

水份蒸发使原先溶解于水的Ca（OH）2析出胶体，并逐步变为晶体。

易溶解，再遇水时会使强度降低，因此不是水硬性

2）碳化硬化

Ca（OH）2+CO2+nH2O==CaCO3+（n+1）H2O

生成CaCO3晶体互相共生，或在石灰砂浆中与砂粒共生，形成紧密交织的结晶网，强度提高。

但由于CO2浓度低，碳化不彻底。

硬化慢，强度低，不耐水。

四、欠、过火石灰的危害性。

1、正常石灰：

多孔，孔隙率大，晶粒细小，体积密度小，与水作用速度快。

2、欠火石灰：

成因：

煅烧时间不足；

煅烧温度过低；

料块尺寸过大

现象：

CaCO3未完全分解，有内核，色偏暗、重、不均匀。

危害：

仅降低石灰利用率，产浆量，产品等级降低。

解决方法：

筛除

3、过火石灰：

煅烧时间太长；

煅烧温度过高；

原料中粘土量较多，煅烧后形成铝硅酸盐（釉质）表面包覆。

结构致密，孔隙率较小，体积密度大，且晶粒粗大，甚至烧结，表面光泽。

与水反应极慢，有10天~数年，易在已熟化的石灰内开始熟化，膨胀，引起开裂、隆起、起泡

陈伏、筛除、磨细

五、石灰的性质：

1、可塑性好

2、生石灰吸湿性好、保水性好

3、凝结硬化慢、强度低

4、体积收缩大——应加砂、麻刀、纸筋等，不宜单独使用

5、耐水性差——不宜用于潮湿环境

六、石灰的储运：

1、防潮防水（CaO），防碳化（Ca（OH））

2、严禁与易燃易爆品混装混运

3、存放期小于等于一个月，随用随化

第二节石膏

一、原材料：

天然二水石膏CaSO4。

2H2O，天然无水石膏CaSO4

二、生产：

破碎——加热——磨细

CaSO4。

2H2O————CaSO4。

1/2H2O+3/2H2O

107~170度为建筑石膏、模型石膏

125度，0。

13Mpa为高强石膏

三、半水石膏的凝结与硬化：

凝结：

失去可塑性的过程，自由水份减少

硬化：

产生强度的过程，浆体变硬，强度逐渐增长

2CaSO4。

1/2H2O+3H2O————2CaSO4。

2H2O+J

溶解——水化——沉淀——析晶

多孔，凝结快

凝结、硬化是一个连续交错不断进行的

四、性质

1、表观密度小、强度低

2、凝结硬化快

3、孔隙率大、导热率小

4、凝固时体积微膨胀

5、吸湿性强、耐水性差

6、防火性好

五、应用：

1、抹灰、粉刷

2、制作石膏板

第四章水泥

本章目的：

掌握水泥的技术性质、质量要求及如何选用水泥，了解专用水泥及特性水泥的组成和性质特点及应用范围。

水硬性材料

已有一百多年历史，波特兰水泥（世界上通称）

硅酸盐水泥（我国）

第一节硅酸盐水泥

一、生产简述：

（两磨一烧）

1、石灰石（CaO）按比例煅烧存放20天混合磨细

粘土（Al、Si）}———生料———熟料———加石膏——水泥成品

铁矿粉（Fe）混合磨细1450度冷却到室温

关键是配料、煅烧

加石膏是为了调节凝结时间，应适量

如在加石膏的同时加混合材料，则为其它品种水泥

2、生成物：

C3S37~60%

C2S15~37%

C3A7~15%

C4AF10~18%所以称之为硅酸盐水泥

其中可能存在的有害成分：

1、少量游离CaO

2、游离MgO

3、过量石膏

4、粘土中原有K、Na，燃烧后仍有R2O碱份

二、矿物成份及特征

看书中表格，比较出其特点

三、凝结与硬化

1、水化作用

C3S+H2O——CSH+Ca（OH）2

C2S+H2O——CSH+Ca（OH）2

C3A+H2O——CAH

C4AF+H2O——CFH+CAH

CAH+CaSO4+H2O——CASH（1。

5~2。

0）膨胀，石膏过多有害

总结产物：

CSH、CFH凝胶

CASH、CAH、Ca（OH）2是晶体

强度主要来源于凝胶

2、凝结硬化的过程：

目前尚无定论

3、影响凝结硬化的主要因素：

1）石膏对水泥凝结硬化有缓凝作用

2）环境温、湿度的影响。

四、水泥的主要技术性质：

1、细度：

水泥颗粒的粗细程度。

愈细水化愈快，早强较高，硬化收缩较大，成本较高，易受潮

硅酸盐水泥：

透气式比表面积仪测定：

比表面积应大于300m2/Kg

其它水泥：

筛析法：

0。

080mm方孔筛筛余量应小于等于10%

否则为不合格品

2、标准稠度用水量

为测定其它性质提供一个统一标准

用标准稠度仪测定，500g水泥、142。

5ml水，在搅拌后测定稠度，S=28=—2mm

否则要调整

3、凝结时间：

初凝：

从加水开始到失去流动性所用时间

应不早于45分钟，否则为废品

终凝：

从加水到完全失去可塑性并产生强度所用时间。

应迟于390分钟

应不迟于10小时，否则为不合格品

1）熟料中铝酸三钙含量高，石膏掺量不足，则快硬

2）水泥细度愈细，水化愈快，凝结愈快

3）水灰比愈小，凝结时温度愈高，凝结愈快

4）混合材料掺量大，凝结慢

4、体积安定性：

硬化后体积变化的稳定性。

不良原因：

含过量CaO、MgO遇水反应膨胀

过量石膏遇铝酸三钙反应膨胀

测定方法：

沸煮饼法或雷氏法

只测CaO；

MgO——用压蒸法——不得超过5。

0%

石膏——水中长期观察——不得超过3。

5%

5、强度：

水泥力学性能的一种量度，是评定水泥标号的依据。

C（450+—2g）S（1350+—5g）W（225+—1ml）

准备——加水、加水泥——开动、低速30S——再低速30S加砂——停90S——刮干净叶片——再拌快60S——制成试块——20+—2度水中养护——28天测其抗压、抗折强度

熟料的矿物组成，细度

评定方法

6、水化热：

水泥与水之间化学反应放出热量。

效果：

水化热大，对冬季施工有利

对大体积工程有害

矿物组成、细度、掺加料、外加剂

五、水泥石的腐蚀与防护：

1、腐蚀的三大类型：

1）溶出性腐蚀：

水泥中Ca（OH）2溶于水，一般为流动水或压力水

2）溶解性腐蚀：

水泥中的物质于酸、碱、盐等物质反应生成易溶于水的物质并被水带走

3）膨胀性腐蚀：

硫酸盐与