发明网第一章
1、土木工程材料分类,可按照化学成分、材料性质和使用功能等多种方法分类。按照化学成分划分为无机材料、有机材料和复合材料三大类。
2、土木工程材料的物理性质
A、物理常数( 密度、孔隙率和空隙率)
a、密度指材料在绝对密实状态下,单位实体体积的干质量,亦称真密度。 b、表观密度是指材料单位表观体积(包括材料实体和闭口孔隙的体积)的干质量,亦称视密度。
c、毛体积密度指在规定条件下,材料单位毛体积(包括材料实体、闭口孔隙和开口孔隙的体积)的干质量。
d、表干密度指在规定条件下,材料单位毛体积(包括材料实体、闭口孔隙和开口孔隙的体积)的饱和面干质量,亦称饱和面干密度。
e、堆积密度指散粒状材料单位堆积体积(包括物质颗粒实体、闭口孔隙和颗粒间空隙体积)物质颗粒的质量。
f、孔隙率是指材料中的孔隙体积占其总体积的百分率。空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下,颗颗粒间空隙体积(包括开口孔隙体积和颗粒之间的间隙体积)占总体积的百分率。
第二章
1、钢材分类 按化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。 按质量等级分为普通钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。 按钢在熔炼过程中脱氧程度不同分为 沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢。
2、钢材的物理力学性质 a、抗拉性能是表示钢材性能的重要指标。采用拉伸试验测定,以屈服点、抗拉强度和伸长率等三个指标表征。以低碳钢为例 四个阶段:弹性阶段、屈服阶
段、强化阶段、颈缩阶段。
3、冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力,是钢材的重要工艺性能。冷弯性能指标是通过试件被弯曲的角度(90度、180度)及弯心直径d对试件厚度a的比值表示。判定标准:按规定的弯曲角和弯心直径进行试验,若试件弯曲处地外表面无裂断、裂缝或起层,即认为冷弯性能合格。意义:(1)能反映试件弯曲处地塑性变形,能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。(2)也能对钢材的焊接质量进行严格的检验,能揭示焊件受弯表面是否存在未熔合、裂缝及夹杂物等缺陷。
4、冷加工是指钢材在常温下进行的加工,常见的冷加工方式有:冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕等。钢材冷加工产生塑性变形,从而提高其屈服强度,这一过程称为冷加工强化处理。
5、将经过冷拉的钢筋于常温下存放15~20d,或加热到100~200度并保持一段时间,这个过程称为时效处理。前者为自然时效,后者为人为失效。钢筋冷拉以后在经过时效处理,其屈服点进一步提高,塑性继续有所降低。由于时效过程应力的削减,故弹性模量可基本恢复。
第三章
1、石料物理性质 包括:物理常数、吸水性、耐候性。 (1)物理常数 石料的物理常数是石料矿物组成结构状态的反映。
1)密度(真实密度) 石料在规定条件(105℃烘干,温度20℃)下, 单位实体体积的质量。试验方法:采用短颈瓶或李氏比重瓶法。
2)毛体积密度(水中称量法测定)指在规定条件下,石料单位毛体积(矿质实体+孔隙的体积)的质量。
3)孔隙率 是石料的孔隙体积占其总体积的百分率,可由密度及毛体积密度计算求得。
(2)吸水性 是石料在规定的条件下吸水的能力。 工程上常采用吸水率和饱水率这两项指标表征。
1)吸水率 指在室内常温和大气压条件下,石料试件最大的吸水质量占烘干石料试件质量的百分率。
2)饱水率是在室内常温和强制饱和条件下(沸煮法或真空抽气法),石料试件的最大吸水质量占烘干石料试件质量的百分率。 计算方法与吸水率相似,但饱水率>吸水率。
(3)耐侯性(耐久性)是石料抵抗大气等自然因素作用的性能。 试验方法:抗冻性和坚固性。
1)抗冻性 是石料在饱水状态下,能抵抗多次冻结和融化作用而不发生显著破坏或强度降低的性能。
2)坚固性 是石料经饱和硫酸钠溶液多次浸泡与烘干后而不发生显著破坏或强度降低的性能。测定方法:采用硫酸钠坚固性法。
2、石料力学性质 主要抗压强度和磨耗率两项指标。
(1)石料的单轴抗压强度是将石料制备成规定尺寸的标准试件,经吸水饱和后,在单轴受压并按规定的加载条件下,达到极限破坏时,单位承受面积的强度。
(2)磨耗性石料抵抗摩擦、撞击的能力。测定方法:可采用洛杉矶试验法或狄法尔试验法。
洛杉矶试验法:采用洛杉矶式磨耗试验机,将试样洗净烘干,称出按一定规格组成的级配碎石试样的总质量,加入磨耗筒中,同时选择一定数量的钢球加入筒中,开动磨耗机以30-33r/min的转速转动至要求的回转次数为止,试验后过方孔筛。
3、化学性质 按照岩石的成因 岩石分为:岩浆岩、沉积岩和变质岩
按石料化学组成中sio2的含量:将石料的化学性质分类:酸性石料: sio2含量>65%、 中性石料: sio2含量52~65%、 碱性石料: sio2含量<52%
蓄电池防盗4、集料 集料包括岩石天然风化而成的砾石(卵石)和砂等、岩石经机械和人工轧制的各种尺寸的碎石,以及工业冶金矿渣。根据集料在工程混合料中的不同作用,按粒径可将其划分为粗集料和细集料两种。 在水泥混凝土中,粗集料是指粒径大于4.75mm的集料,细集料是指粒径小于4.75mm的集料。在沥青混合料中,粗集料是指粒径大于2.36mm的集料,细集料是指粒径小于2.36mm的集料。
5、粗集料的 (1)物理性质
1)物理常数 集料的物理常数,要考虑到集料颗粒中的孔隙(开口孔隙或闭口孔隙),以及颗粒间的间隙。主要有:表观密度(简称视密度)、表干密度、毛体积密度、堆积密度、空隙率。
a、粗集料的表观密度是指在规定条件下(105度烘干至恒重)下,单位表观体积(包括矿质实体和闭口孔隙的体积)物质颗粒的干质量。试验方法:网篮法。
b、粗集料的表干密度 是指在规定试验条件下,单位毛体积(包括矿质实体、闭口孔隙和开口孔隙体积)物质颗粒的表干质量。试验方法:网篮法。
c、粗集料的毛体积密度是指是指在规定试验条件下,单位毛体积(包括矿质实体、闭口孔隙和开口孔隙体积)物质颗粒的干质量。试验方法:网篮法。
d、粗集料的堆积密度是将粗集料装填于容器中,包括粗集料物质颗粒和颗粒之间空隙在内的单位堆积体积的质量。按堆积的松紧程度不同分类:自然状态、振实状态与捣实状态下的堆积密度。
e、空隙率 指集料在自然堆积(或紧密堆积)时空隙体积占总体积的百分率。
2)粗集料的级配 指粗集料中各组成颗粒的分配情况。 可以通过筛分试验来确定。
级配的三参数: ① 分计筛余百分率 ② 累计筛余百分率 ③ 通过百分率
① 分计筛余百分率(ai)各号筛的筛余量除以试样总量的百分率。
② 累计筛余百分率(Ai) 某号筛的分计筛余百分率和大于某号筛的各筛分计筛余百分率之总和。
③ 质量通过百分率(Pi) 通过某筛的质量占试样总质量的百分率。
(2)粗集料的力学性质
力学指标:主要有压碎值和磨耗率; 其次有磨光值、道瑞磨耗值和冲击值。
1)集料压碎值 指粗集料在连续增加的荷载下,抵抗压碎的能力。
2)磨耗率 是指粗集料抵抗磨耗作用的能力。
3)集料磨光值 意义:石料磨光值愈高,表示其抗滑性愈好。
二次密封(3)化学性质
碱—集料反应指水泥、外加剂等,以及混凝土构筑物中的碱与集料中碱活性矿物在潮湿环境下缓慢发生,并导致水泥混凝土开裂破坏的膨胀反应。包括 碱—硅反应(活性二氧化硅)和 碱—碳酸盐反应两类。
6、细集料
a、级配 是 集料各级粒径颗粒的分配情况,通过筛分试验确定。
筛分试验:将500g试样,置于一套标准筛进行筛分,分别称出试样存留在各筛上质量,并计算其级配有关参数。
细集料标准筛:、、、0.6mm 、0.3mm、。
级配的三参数:① 分计筛余百分率 ② 累计筛余百分率 ③ 通过百分率
b、粗度 是评价细集料粗细程度的一种指标,通常用细度模数表示。
细集料的细度模数为细集料试样各号筛的累计筛余百分率之和除以100的商。
公式:
细度模数越大,表示细集料越粗。按规定,砂的粗度按细度模数分为三级:Mx= 3.7~3.1 为粗砂 Mx= 3.0~2.3 为中砂 Mx= 2.2~1.6 为细砂。
注意:砂的细度模数不能全面反映砂的粒径分布情况,不同级配的砂可以具有相同的细度模数
7、连续级配是指某一矿质混合料在标准筛孔配成的套筛中进行筛析时,所得的级配曲线平顺圆滑,具有连续不间断的性质,相邻粒径的粒料之间,有一定的比例关系。这种由大到小,逐级粒径均有,并按比例互相搭配组成的矿质混合料,称为连续级配矿质混合料。
间断级配是指在矿质混合料中剔除其中一个分级,形成的一种不连续的比例关系。具有这种性质的混合料称为间断级配矿质混合料。
基本原理 通常级配曲线图采用半对数坐标图绘制,所绘出的级配范围中值为一抛物线。 图解法中,为使要求级配中值呈一直线,采用纵坐标的通过量(Pi)为算术坐标,而横坐标的粒径采用(di/D)n表示,则绘出的级配曲线中值为直线。
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三个例题3-1 、3-2 、3-3 、
第四章
1、胶凝材料是指在建筑材料中,经过一系列物理、化学作用,能将散粒状或块状材料粘结为整体的材料。根据其化学组成分为无机胶凝材料和有机胶凝材料两大类。有机胶凝材料常有沥青及各种树脂等,无机胶凝材料根据其凝结硬化条件的不同又分为气硬性和水硬性的胶凝材料两类。
2、按规定,按石灰中氧化镁的含量,将生石灰分为钙质石灰(MgO含量≤5%)和镁质石灰(MgO>5%)两类。镁质生石灰特点:熟化较慢,但硬化强度稍高。
3、水泥
(1)凡是硅酸盐水泥熟料、不超过5%的生石灰或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为硅酸盐水泥。其分类(Ⅰ型硅酸盐水泥:不掺加混合材料,代号P·Ⅰ)、(Ⅱ型硅酸盐水泥:掺加不超过5%的石灰石或粒化高炉矿渣,代号P·Ⅱ )
(2)生产工艺 “两磨一烧”即生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程
(3)硅酸盐水泥的组成材料a硅酸盐水泥熟料b石膏c混合材料
硅酸盐水泥熟料经过高温烧结而成,主要矿质组成是:硅酸三钙3CaO·SiO2、、硅酸二钙2CaO·SiO2、、铝酸三钙3CaO·水麻叶Al2O3、、铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3。。
4、水泥物理力学性质 包括细度、凝结时间、性和强度。