【正文】 ………………………………………... 167。每一章節(jié)中要求“（重點）掌握”部分為重點，占考試內容的主要部分。3氣硬性膠凝材料、石灰、水玻璃等氣硬性膠凝材料的硬化機理、性質及使用要點。167。167。Ⅱ《土木工程材料》輔導材料緒 論一、重點知識介紹土木工程材料是指在土木工程建設中所使用的各種材料及其制品的總稱，它是土木工程的物質基礎。F/N333038004000f/MPaf3平均=。（3）材料質量與體積有關的性質將所有密度概括為密度*，即通式為 ρ*=m*/V*。材料中所含水分與周圍空氣的濕度相平衡時的含水率，稱為平衡含水率。材料的抗?jié)B性通常用滲透系數K表示。耐火性：指材料在長期高溫作用下，能保持其結構和工作性能的基本穩(wěn)定而不損壞的性能，用耐火度表示。⑤材料的彈性 材料在外力作用下產生變形，當外力取消后變形即可消失并能完全恢復到原始形狀的性質稱為彈性。材料的耐磨性與材料的化學成分、礦物成分、結構、強度、硬度等因素有關。材料中具有相同物理、化學性質的均勻部分稱為相（phase）。材料構造與結構相比，更強調了相同材料或不同材料的組合和搭配關系。解：由孔隙率P=1－ρ0/ρ=1－ρ0/=%，得此巖石的體積密度ρ0= g/cm3，由空隙率P’=1－ρ’0/ρ’=1－1450/ρ’=%，得此巖石的表觀密度ρ’=2680 kg/m3。用軟化系數表示。例題116：今有一種粗骨料的干燥質量為1000g、在水中（吸水飽和）的質量為635g、表干質量為1025g。白色或灰色，強度高于方解石。通常，晶體結構的巖石較非晶體結構的巖石具有較高的韌性?？煞譃槠胀ㄐ桶宀摹愋伟宀?。③石灰?guī)r，屬于沉積巖，主要化學成分為CaCO3，主要礦物成分為方解石和白云石等。（3）天然石材的選用原則土木工程中應根據建筑物的類型、環(huán)境條件等慎重選用石材，使其既符合工程要求，又經濟合理。板狀石材，質感堅實，華麗莊重，是室內外均可使用的高級裝飾材料。飽水率（飽和吸水率）是指在強制條件（在一定的負壓條件或在沸煮條件下）下，巖石試樣最大的吸水質量與烘干巖石試件質量之比。陳伏期間，石灰膏表面應有一層水，以隔絕空氣，防止碳化。（2）建筑石膏的性質和技術要求 ①建筑石膏性質 凝結硬化快，硬化時體積微膨脹，硬化后孔隙率大、表觀密度小、強度較低，隔熱、吸聲性能好，調溫調濕性能好，防火性能良好，加工性能好，耐水性、抗凍性差。二者的區(qū)別是：氣硬性膠凝材料的耐水性較差，即軟化系數小。建筑石膏制品的成分為二水石膏（CaSO4 （3）通用硅酸鹽水泥的組成材料通用硅酸鹽水泥的組成材料為硅酸鹽水泥熟料、適量的石膏和規(guī)定的混合材料。②石膏石膏，在通用硅酸鹽水泥中主要起調節(jié)水泥凝結時間的作用。篩析法：以80μm或45μm方孔篩上的篩余百分率表示，此法僅反映通過某篩孔的通過率，不能反映大小顆粒的級配。P粉煤灰水泥P礦渣水泥、火山灰水泥、。硬化是指漿體完全失去可塑性，并具有強度，而且漿體內部水化繼續(xù)進行，強度繼續(xù)提高的過程。在完全水化的硅酸鹽水泥石中，水化硅酸鈣約占60％～70%，氫氧化鈣約占20%～25％。②熟料礦物組成，主要取決于水泥熟料礦物組成及其相對含量。一些糖類外加劑能顯著延緩水泥的凝結時間，一些無機鹽類外加劑能顯著加快水泥的凝結硬化并可提高水泥的早期強度。耐化學侵蝕性良好，干縮較小。例題45：通用硅酸鹽水泥中加入石膏的作用是什么？膨脹水泥中加入石膏的作用是什么？答：硅酸鹽水泥中加入石膏的作用有三：起調節(jié)水泥凝結時間的作用、適量的增強作用（硫酸鹽激發(fā)劑）、產生適量鈣礬石后的微膨脹作用。影響水泥凝結硬化的主要因素是什么？答：凝結硬化的機理：水泥顆粒與水接觸后，水泥熟料中的四種主要礦物和石膏立即或在相當長的時間內均能與水發(fā)生水化作用，生成水化產物，并放出一定量的水化熱。例題410：什么樣的水泥產品是合格品和不合格品？答：當水泥產品的檢驗結果符合①化學指標（不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子）和②物理指標（凝結時間、安定性、強度）的規(guī)定時為合格品，其中的任何一項技術要求不符合時為不合格品。采用壓蒸方法才能檢驗由游離MgO引起的水泥體積安定性。非活性混合材料，摻入水泥中的主要作用是調節(jié)水泥強度、降低水化熱、降低生產成本、增加產量，在水泥漿中幾乎不發(fā)生化學反應。例題43：硅酸鹽水泥熟料的主要礦物是什么？各有什么水化產物和水化硬化特性？答：熟料的主要礦物是硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣。⑥儲存條件。與硅酸鹽水泥和普通水泥相比，摻活性混合材料多的水泥的水化速度和凝結硬化速度減慢，水化熱降低，早期強度降低而后期強度逐漸提高；水化產物中水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣量較多，氫氧化鈣量較少。在28d內基本完成水化。根據通用硅酸鹽水泥的主要特性和混凝土工程的特點及所處環(huán)境，可優(yōu)先選用水泥，具體見教材。1）℃的水中養(yǎng)護至3d和28d，測定這兩個齡期的抗折強度和抗壓強度。S（5）通用硅酸鹽水泥物理指標的技術要求①細度細度愈細，水泥與水起反應的面積愈大，水化速度愈快。抗壓強度居中，對水泥抗折強度的貢獻較大。第四章 水 泥一、重點知識介紹（1）通用硅酸鹽水泥的定義、分類和組分通用硅酸鹽水泥的定義為以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏，及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。 墻面上出現凸出的呈放射狀的裂紋是由于石灰中含有過火石灰。菱苦土能與木質材料很好地粘結，在建筑上常用來制造木屑地板、木絲板、刨花板等。 CaSO4 過火石灰：在煅燒過程中，若時間過長或溫度過高，將生成顏色較深、塊體致密的“過火石灰”。例題23 石材有哪些主要的技術性質？答：①物理性質（體積密度、吸水率、耐水性、抗凍性和耐火性等）。一般由巖漿巖變質而成的稱正變質巖，由沉積巖變質而成的稱副變質巖。巖體均勻致密，抗壓強度大（250～400MPa），耐久性好，但硬度大、加工困難。裝飾性好。②料石，是用毛料加工成較為規(guī)則的、具有一定規(guī)格的六面體石材。石材共分七個強度等級：MU100、MU80、MU60、MU50、MUMU30和MU20。高強度，韌性好，耐久，暗色。通常用諸如抗凍、抗?jié)B、抗碳化、抗風化、抗老化、大氣穩(wěn)定、耐化學腐蝕性等來反映。表觀密度（例如，砂的表觀密度）ρ’= m/（V+VB）= m/V排；材料絕對密實體積＋閉口孔隙體積。例題15：一塊破磚，其ρ=，m=2000g，將它浸沒于水中，吸水飽和后測得，mb=2300g，并在水中稱得它（吸水飽和）的重量為1120g。相同組成的材料，如果質地均勻，結構致密，則強度高，反之則強度低。 、結構和構造對材料性質的影響（1）材料的組成化學組成是指構成材料的基本化學元素或化合物的種類和數量。鋼材、木材及混凝土等材料的硬度常用壓入法測定，例如布氏硬度。例如，～C60共十二個強度等級。熱容量：是指材料在溫度變化時吸收或放出熱量的能力。 土木工程中將K軟＞，稱為耐水材料。憎水性材料則能阻止水分滲入毛細管中，從而降低材料的吸水性，表現為毛細管水下降。③自然狀態(tài)下的體積，用V0=V＋VP=V＋VK＋VB表示。(不含－)符合不符合不符合不符合符合符合符合符合例題02：現測得普通水泥的28d抗折破壞荷載分別為：333800、4000N。（演示）。(自學)167。167。本課程的教學目的在于使學生掌握主要土木工程材料的性質、用途和使用方法以及檢測和質量控制方法，并了解土木工程材料的性質與材料結構的關系，以及性能改善的途徑。編者2011年3月目 錄Ⅰ《土木工程材料》課程教學大綱...…………………………………..….1Ⅱ《土木工程材料》輔導材料……………………………….…………….3緒論……………………………….…………………………..………….3167。《土木工程材料》課程教學指導書內容簡介本書主要是配合《土木工程材料》教材編寫的，是一本讓讀者在短期內學好土木工程材料知識的教學輔導書。1材料基本性質……….…….……………………………………….…167。通過本課程的學習，應能針對不同工程合理選用材料，并能與后續(xù)課程密切配合，了解材料與設計參數及施工措施選擇的相互關系。2石材，了解常用的天然巖石。6砂漿、組成、檢測方法及其配比設計方法。167。（演示）。試計算抗折強度。是指材料的實體體積與材料所含全部孔隙體積之和，即包括材料實體體積和內部孔隙的外觀幾何形狀的體積。憎水性材料常被用作防水材料。在設計長期處于水中或潮濕環(huán)境中的重要結構時，必須選用K軟＞。在相同的熱源下，物質的熱容量越大，則溫度越不容易升降。④比強度 等于材料強度與其體積密度之比，反映材料單位體積質量的強度。工程中有時也可用硬度來間接推算材料的強度。無機非金屬材料中具有特定的晶體結構和物理性質的組織結構稱為礦物。按孔隙特征分為密實結構和多孔結構。求其閉口孔隙率、體積密度和體積吸水率？解：PK ≈WV=（mb－m）/（V0ρW）=（2300－2000）/[（2000－1120）/+（2300－2000）/）]= （2300－2000）/[（2300－1120）/]]=%V0=V+VB+VK=V排+VK=（mb－m水中）/，ρ0=m/V0=2000/（（2300－1120）/）=，P=1—ρ0/ρ=1－， PB =P－P K=－=%。（毛）體積密度（例如，磚的表觀密度）ρ0= m*/（V+VB+VK）；自然狀態(tài)下的體積。此外，材料的強度、抗?jié)B性、耐磨性等與材料的耐久性有著密切的關系。⑤方解石 結晶的碳酸鈣。②沖擊韌性，石材的沖擊韌性決定于巖石的礦物組成與構造。按料石表面加工的平整程度可分為以下四種：毛料石、粗料石、半細料石和細料石。但其抗風化性能差，因其主要化學成分是碳酸鹽類，易被酸侵蝕。常用作重要建筑物的貼面石，耐磨耐酸的貼面材料，其碎塊可用于道路或用作混凝土的骨料。例題22：在建筑中常用的巖漿巖、沉積巖和變質巖有哪幾種？主要用途如何？答：①常用的巖漿巖有：深成巖有花崗巖、正長巖、橄欖巖、閃長巖等，噴出巖有玄武巖、輝綠巖和安山巖等，火山巖有火山灰、浮石、火山凝灰?guī)r等。②力學性質（抗壓強度、沖擊韌性、硬度和耐磨性等）③工藝性質（加工性、磨光性和抗鉆性等）例題24 花崗巖和大理巖各有何特性及用途？（參見上述“常用石材在土木工程中的應用”）例題25 選擇天然石材應注意什么？答：土木工程中應根據建筑物的類型、環(huán)境條件等慎重選用石材，使其既符合工程要求，又經濟合理。（2）石灰的熟化與凝結硬化①石灰的熟化生石灰CaO與水作用生成Ca(OH)2的過程稱為熟化。 + → CaSO4 （2）氯氧鎂水泥氯氧鎂水泥，（簡稱鎂水泥）是用具有一定濃度的氯化鎂水溶液與活性氧化鎂粉末調配后得到氣硬性膠凝材料。在砂漿硬化后，過火石灰吸收空氣中的水蒸氣繼續(xù)熟化，體積膨脹，從而出現上述現象。其分類按混合材料的品種和摻量分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥六個品種。耐化學侵蝕性優(yōu)，干縮小。但會導致粉磨能耗的增加，導致標準稠度用水量的增加和干縮的增加。A，P根據測定結果，判定水泥的強度等級。2. 通用硅酸鹽水泥的水化與耐腐蝕能力（1）水化的定義水化是指水泥或熟料礦物與水的化學反應。在有氫氧化鈣或石膏存在時，它將進一步水化生成水化鋁酸鈣和水化鐵酸鈣的固溶體或水化硫鋁酸鈣和水化硫鐵酸鈣的固溶體。（6）水泥石的結構在常溫下水泥硬化漿體（水泥石）是一非均質的多相體系，即由水泥水化產物、未水化的水泥顆粒內核與孔隙等組成的多孔（大孔、毛細孔、凝膠孔）多相（固、液、氣）體系。水泥應該儲存在干燥的環(huán)境里。硅酸三鈣遇水，反應速度較快，水化熱高，它的水化產物對水泥早期強度和后期強度均起主要作用。主要有石灰石和砂巖等。石膏的危害則需要水泥漿體長期浸在常溫水中才能檢驗。例題411：硅酸鹽水泥的腐蝕有哪些類型？如何防止水泥石的腐蝕？答：腐蝕類型：軟水腐蝕（溶出性侵蝕），鹽類（硫酸鹽、鎂鹽、鹽類循環(huán)結晶等）腐蝕，酸類（碳酸腐蝕、一般酸類腐蝕）腐蝕，強堿腐蝕和綜合腐蝕。例題48：簡述硅酸鹽水泥凝結硬化的機理。通用硅酸鹽水泥與水拌合后，首先是水泥中熟料的水化，放出大量的Ca(OH)2；然后是活性混合材料中的SiO2和Al2O3受到上述Ca(OH)2和水泥中石膏的激發(fā)而進行的水化反應（一般稱為二次水化反應），即消耗大量的Ca(OH)2，生成更多的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣。硅酸二鈣遇水，反應速度較慢，水化熱較低，它的水化產物對水泥早期強度貢獻較小，但對水泥后期強度起重要作用。⑦外加劑。（7）影響通用水泥水化和凝結硬化的主要因素①水泥的組成，主要取決于熟料質量、混合材料品種及其相對含量。硅酸鹽水泥與水作用后，生成的主要水化產物是：水化硅酸鈣凝膠和水化鐵酸鈣凝膠，氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣晶體。凝結是指可塑性的（水泥）漿體，失去可塑性的過程。、。B≤10%≤30%≤600 min火山灰水泥P比表面積法：比表面積（m2/kg）采用勃氏法測定，此法能間接反映大小顆粒的級配。改變熟料礦物成分間的比例，水泥性能即發(fā)生相應的變化。將煅燒得到的硅酸鹽水泥熟料、適量的石膏及規(guī)定的混合材料在磨機中磨成細粉，即生產得到通用硅酸鹽水泥成品。例題34：建筑石膏及