广工土木工程材料复习提纲及资料(自编)

1复习提纲考试题型一、单项选择题（20×1=20分）二、判断题（10×1=10分）三、符号解释（5×2=10分）四、简单论述题（5题共30分）五、计算题（3题共30分）【孔隙率砂率还有一题可能是鲍罗米公式或施工配合比换算】复习要点一、基本性能1、孔隙率变化对材料性能的影响孔隙率增大，密度不变，表观密度减小，强度下降，吸水率不定，抗冻性不定，导热性变差；若孔隙率减小，则相反。保温隔热和吸声材料要求孔隙率大，高强度材料，要求孔隙率小。开口孔越多，抗渗性越差，导热性越好，抗冻性越大，吸水率高。闭口孔越多，抗渗性越好，抗冻性越差。2、吸水性、吸湿性概念吸水性：材料与水接触吸收水分的性质。吸湿性;材料在潮湿的空气中吸收水分的性质。3、材料的塑性和韧性塑性：材料在外力作用下，当应力超过一定限值时产生显著变形，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的性质称为塑性。这种不能恢复的变形称为塑性变形。韧性：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（又称为冲击韧性）。4、材料的密度、表观密度、堆积密度、孔隙率的概念，在熟悉几个密度概念基础上，进行计算。密度密度实质材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。vmρ——材料的密度(g/cm3)m——材料的质量(干燥至恒重)(g)V——材料的绝对密实体积(cm3)表观密度表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量。00vmρ0——材料的表观密度(kg/m3)m——材料的质量(kg)V0——材料在自然状态下的体积(m3)2堆积密度堆积密度是指粉状或粒状材料，在堆积状态下，单位体积的质量。，，00vmρ0’——散粒材料的堆积密度(kg/m3)。m——材料的质量(kg)。v0’——散粒材料的堆积体积(m3)。孔隙率孔隙率是指材料的体积内，孔隙体积所占的比例。D11001100vvvp000%)(%二、建筑钢材1.钢材的分类，钢与生铁的区别。按化学成分分，钢材可分为碳素钢与合金钢两大类。碳素钢又分为低碳钢（C含量0.25%），中碳钢（C含量0.25%-0.6%），高碳钢（C含量0.6%）。合金钢又分为低合金钢（合金元素含量5%），中合金钢（合金元素含量5%-10%），高合金钢（合金元素含量10%）。钢的碳含量小于等于2.06%，生铁的碳含量大于0.6%。2.抗拉强度、屈服强度的概念。试件进入塑性变形阶段，应力不增大，而试件继续伸长，这个相应的应力称为屈服极限或屈服强度（）。如果达到屈服点后应力值发生下降，则应区分上屈服点（）和下屈服点（）。上屈服点是指试样发生屈服而力首次下降前的最大应力。下屈服点是指不计初始瞬时效应（P25图）时屈服阶段中的最小应力。试样拉断过程中的最大力所对应的应力称为抗拉强度（）。3.什么是强屈比？其大小对使用性能有何影响？抗拉强度与屈服强度之比，称为强屈比（）。强屈比越大，反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大，因而结构的安全性越高。但强屈比太大，反映钢材性能不能被充分利用。4.钢材的冷弯试验也是检验钢材何种力学性质的方法？钢材的冷弯试验是检验钢材冷弯性能从而反映塑性的试验。冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，是建筑钢材的重要工艺性能。另外，冷弯试验试件的弯曲处会产生不均匀塑性变形，能在一定程度上揭示钢材是否存在内部组织的不均匀、内应力、夹杂物、未熔合和微裂纹等缺陷。因此，冷弯性能也能反映钢材的冶炼质量和焊接质量。5.何谓钢材的冷脆性和脆性临界温度？何谓钢材的时效和时效敏感性？钢材的冷脆性、冷脆临界温度冲击韧性随温度的降低而下降，其规律是开始时下降平缓，当达到某一温度范围时，突然下降很多而呈脆性，这种现象称为钢材的冷脆性，这时的温度称为脆性临界温度。它的数值越低，钢材的低温冲击性能越好，所以在负温度下使用的结构，应选用脆性临界温度较使用温度为低的材料。钢材的时效和时效敏感性钢材随时间的延长而表现出强度提高，塑性和冲击韧性下的现象称为时效。因时效而导致性能改变的程度称为时效敏感性。6.钢材的冷加工强化及时效强化的概念及其对力学性能的影响。3冷加工强化将钢材于常温下进行冷拉、冷拔或冷轧，使产生塑性变形，从而提高屈服强度，称为冷加工强化。使屈服强度提高，塑性和韧性降低，由于冷加工时产生的内应力，弹性模量有所下降。时效强化将经过冷加工后的钢材于常温下存放15-20天，或加热到100-200℃并保持一定时间，这一过程称时效处理或时效强化，前者称自然时效，后者称人工时效。使屈服点进一步提高，抗拉强度稍见增长，塑性和韧性继续有所下降，由于时效过程中内应力的消减，故弹性模量可基本恢复。7.钢材锈蚀的原因及防止锈蚀的措施。原因：1、化学腐蚀。钢材与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀。2、电化学腐蚀。金属在潮湿气体以及导电液体（电解质）中，由于电子流动而引的腐蚀。3、应力腐蚀。钢材在应力状态下腐蚀加快的现象。措施：混凝土配筋的防腐蚀措施1、提高混凝密实度。2、确保保护层厚度。3、限制氯盐外加剂。4、加入防锈剂等方法。钢结构中型钢的防锈主要采用表面涂覆的方法8.熟悉常用钢材牌号中各符号含义。碳素结构钢（如Q235-BZ）低合金高强度钢（如Q390A）9.建筑上常用有哪些牌号的碳素结构钢和低合金钢高强结构钢？它们的特性是什么？4碳素结构钢（Q195Q215Q235Q275）碳素钢的屈服强度和抗拉强度随含碳量的增加而增高，伸长率则随含碳量的增加而下降。一般而言，碳素钢的塑性较好，适宜于各种加工，在焊接、冲击及适当超载的情况下也不会突然破坏，它的化学性能稳定，对轧制、加热或骤冷的敏感性较小，因而常用于热轧钢筋。Q195钢强度不高，塑性、韧性、加工性能与焊接性能较好。主要用于轧制薄板和盘条等。Q215钢用途与Q195钢基本相同，由于其强度稍高，还大量用做管坯和螺栓等。Q235钢既有较高的强度，又有较好的塑性和韧性，可焊性也好，在土木工程中应用最广泛，大量用于制作钢结构用钢、钢筋和钢板等。其中Q235—A级钢，一般仅适用于承受静荷载作用的结构；Q235—C和Q235—D级钢，可用于重要的焊接结构。Q235—D级钢含有足够的形成细晶粒结构的元素，同时对硫、磷有害元素控制严格，故其冲击韧性好，有较强的抵抗振动、冲击荷载能力，尤其适用于负温条件。低合金高强结构钢（Q345Q390Q420Q460Q500Q550Q620Q690）低合金钢不仅具有较高的强度，而且具有较好的塑性、韧性和可焊性。因此它是综合性能较好的建筑钢材，尤其是大跨度、承受动荷载和冲击荷载的结构物中更为适用。Q345级钢是钢结构的常用牌号，Q390也是推荐使用的牌号。与碳素结构钢Q235相比，低合金高强度结构钢Q345的强度更高，等强度代换时可以节省钢材15%～25%，并减轻结构自重。Q345具有良好的承受动荷载和耐疲劳性。热轧光圆钢筋（HPB235HPB300）H热轧P光圆B钢筋钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（HRB335HRB400HRB500HRBF335HRBF400HRBF500）H热轧R带肋B钢筋F细晶粒三、无机胶凝材料1、气硬性、水硬性胶凝材料的概念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持续发展其强度的胶凝材料。水硬性胶凝材料是指不但能在空气中硬化，还能在水中硬化，保持持续增长其强度的胶凝材料。2、石灰陈伏的目的和陈伏期目的：当石灰硬化后，其中过火粒才开始熟化，体积膨胀，引起隆起和开裂，为消除过火石灰的危害，石灰浆应在储灰坑中“陈伏两星期以上”。陈伏期：未消除过火石灰的危害，在石灰浆表面保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化的时期。3、建筑石膏的概念及其性质概念：将二水石膏在非密闭的窑炉中加热脱水，得到的是β型半水石膏，称为建筑石膏。性质：1、初凝、终凝时间短。2、建筑石膏硬化后有很强的吸湿性。53、具有较好的抗火性能。4、石膏制品孔隙率大，与水泥相比强度较低、表观密度较小，因而导热性小，吸声性强，吸湿性大，可调节室内的温度和湿度。（5、建筑石膏与适量的水拌合后，最初为可塑的浆体，但很快就会失去塑性和产生强度，并逐渐发展成为坚硬的固体。此现象称为凝结硬化。）4、水泥粉磨时掺入石膏的目的1、调节水泥的凝结硬化速度。2、促使胶体凝结。3、作为硫酸盐激发剂，激发二次水化。5、硅酸盐水泥的四大矿物组成及其对水泥性质（强度、凝结硬化、水化放热）的影响四大矿物：硅酸三钙（）、硅酸二钙（）、铝酸三钙（）、铁铝酸四钙（）。影响：1、提高硅酸三钙的含量，可制得高强度水泥。2、降低铝酸三钙和硅酸三钙含量，提高硅酸二钙含量，可制得水热化低的水泥，如大坝水泥。3、硅酸三钙和铝酸三钙含量较高时，水泥凝结硬化快、早期强度高，水化放热量大。4、铝酸三钙的水化和凝结硬化速率最快，是影响水泥凝结时间的主要因素。6、水泥体积安定性不良的原因及危害原因：1、一般是由于熟料中所含的游离氧化钙过多。2、熟料中所含的游离氧化镁过多。3、参入石膏过多。危害：使构件产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引起严重事故。7、熟悉六大通用水泥的代号，等级代号含义硅酸盐水泥一型（P.Ⅰ）、硅酸盐水泥二型（P.Ⅱ）、普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）（P.O）、矿渣硅酸盐水泥（P.S）又分为A型（P.S.A）和B（P.S.B）、火山灰质硅酸盐水泥（P.P）、粉煤灰硅酸盐水泥（P.F）、复合硅酸盐水泥（简称复合水泥）（P.C）等级代号中如42.5R，42.5是指水泥和标准砂按1:3混合，用0.5的水灰比，按规定的方法制成规定标准的试件（40X40X160），在标准温度（20±1℃）的水中养护，测定的28d的抗压强度；R表示早强型水泥。68、影响水泥凝结硬化的因素矿物成分、细度、用水量、养护时间、环境的温度和湿度、石膏掺量等。9、水泥石腐蚀的原因与防止原因：1、软水的侵蚀（容出性侵蚀）。2、盐类腐蚀：硫酸盐的腐蚀、镁盐的腐蚀。3、酸类腐蚀：碳酸腐蚀、一般酸的腐蚀。4、强碱的腐蚀：主要是化学腐蚀和结晶腐蚀。5、其他腐蚀：糖、氨盐、酒精、动物脂肪、含环烷酸的石油产品及碱－骨料反应等。防止：1、根据侵蚀环境特点，合理选用水泥。2、提高水泥的密实度。3、加做保护层。10、试比较普通水泥与掺混合材水泥的强度增长速度、水化热、耐腐蚀性能等性质的差异。普通硅酸盐水泥的个性：早期硬化速度稍慢，抗冻性与耐磨性能也略差。矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥的共性：1、凝结硬化慢、早期强度低和后期强度增长快。2、温度敏感性高，适宜高温湿热养护。3、水化热低，适合大体积混凝土工程。4、耐腐蚀性能强。5、抗冻性差，耐磨性差。6、抗碳化能力差。矿渣硅酸盐水泥的个性：具有较强的耐热性，保水性差，易泌水。火山灰质硅酸盐水泥的个性：具有较好的抗渗性和耐水性，干燥收缩比矿渣水泥更加显著，耐磨性较差。粉煤灰硅酸盐水泥的个性：干缩性较小，甚至优于硅酸盐水泥和普通水泥，具有较好的抗裂性；配制的混凝土、砂浆和易性好；吸水性差，用水量较多时水泥易泌水，形成较多连通孔隙，干燥时易产生细微裂缝，抗渗性较差。复合硅酸盐水泥的特点：复合水泥掺加了两种或两种以的混合材料，有利于发挥各种材料的优点，充分利用混合材料生产水泥。11、常用水泥的选用（主要从水化热、耐腐蚀性能等方面考虑）水热化低的水泥：低热水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。耐腐蚀性较好的水泥：矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合水泥。7四、水泥混凝土1、砂石颗粒级配及细度模数概念，细度模数变化对骨料比表面积的影响，集料的颗粒形貌对其性能的影响，混凝土用细骨料的要求级配：指骨料中大小颗粒的搭配情况。细度模数：不同粒径的砂粒混合在一起后的总体的粗细程度。细度模数越小，骨料的比表面积越大；反之则骨料的比表面积越小。集料的颗粒形貌对其性能的影响：1、细骨料的颗粒形状及表面特征会影响其与水泥的粘结及混凝土拌合物的流动性。（人工砂和山砂的颗粒多具有棱角，表面粗糙，与水泥粘结较好，用它拌制的混凝土强度较高，但拌合物的流动性较差；河砂、海砂，其颗粒多呈圆形，表