上海海事大学港航建筑材料_上海海事大学工程力学

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上海海事大学 200710613004

第一章：建筑材料的基本性质

1、密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量

表观密度（容重）：材料在自然状态下（包含孔隙）单位体积的质量 堆积密度（松散容重）：分松散堆积密度和振实堆积密度两种。包括颗粒内外孔及颗粒间空隙在内的单位体积质量

2、孔隙率：材料中孔隙体积占总体积的百分率。

空隙率：散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积占堆积体积的百分率

3、材料强度：材料抵抗外力（荷载）作用引起的破坏的能力。

影响材料强度试验结果的主要因素：1试件的形状、尺寸、表面状况2测试时试件的温度和湿度3实验室加荷速度及试验装置情况等

4、弹性变形：外荷作用下产生、卸荷后自行消失的变形

塑性变形：外荷去除后，材料不能恢复到原有的形状

脆性、塑性材料的判别：根据变形过程中是否有明显的塑性变形（主要为弹性变形）

5、亲水性、憎水性：材料在空气中与水接触时，材料是否易被水湿润

6、吸水性：材料在水中吸收水分的性质

吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质

耐水性：材料受水的作用后不损坏，其强度也不显著降低的性质 抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性能

抗冻性：材料在水饱和状态下，能经受多少次冻融而不产生宏观破坏，同时微观结构不明显劣化、强度也不严重降低的性能

耐久性：材料所处环境条件下，保持其原有性能，抵抗所受破坏作用的能力。第三章：气硬性胶凝材料

1.胶凝材料：是指经过自身的物理化学作业后，在由可塑性浆体变成具有一定机械强度硬化体的过程中，能把散粒或块状的物料胶结成一个整体的材料

2.无机胶凝材料分为气硬性和水硬性两种。区别：气硬性胶凝材料只能在空气中硬化并保持或继续提高其强度；（石灰石膏、镁制胶凝材料及水玻璃）水硬性不仅能在空气中而且能在更好的潮湿环境中和水中硬化，并继续增进其强度。（各种水泥）

3.石灰熟化特点：放出大量的热、体积膨胀约为1到2.5倍，根据加水量不同，可呈粉状或浆状。

4.石灰硬化特点：1石灰浆水分逐渐蒸发或被周围砌体吸收，氢氧化钙从饱和溶液中析出结晶，即结晶过程2氢氧化钙吸收空气中二氧化碳生成碳酸钙并放出水分，即碳化过程 5.过火石灰结构紧密，且表面有层深褐色玻璃状硬壳，熟化很慢。

6.过火石灰危害：过火石灰结构紧密，且表面有层深褐色玻璃状硬壳，熟化很慢，被使用后，能继续熟化产生体积膨胀，从而引起裂缝或局部脱落现象

7.消除过火石灰危害：石灰浆在消解坑中存放2个星期以上（称为陈伏）使未熟化的颗粒充分熟化

8.石灰品种：钙质石灰、镁质石灰、白云石消石灰 9.石灰品质：分为优等品、一等品、合格品

生石灰（氧化钙氧化镁含量、未消化残渣量、二氧化碳含量、产浆量）生石灰粉（氧化钙氧化镁含量、二氧化碳含量、细度）

消石灰粉（氧化钙氧化镁含量、游离水、体积安定性、细度）10.石膏的主要成分：（熟石膏）硫酸钙{建筑石膏：β型半水石膏磨成细粉CaSO4•1/2H2O} 11.石膏硬化特点：凝结硬化很快，硬化后体积稍有膨胀，形成平滑表面，干燥时也不开裂 12.石膏技术特性：具有良好的吸湿性、防火性，耐水性抗冻性较差。多孔性，导热性，强度差，表观密度差

13.水玻璃：俗称泡花碱，是一种水溶性硅酸盐，由碱金属氧化物和Si02结合而成。

14.水玻璃硅酸盐模数：水玻璃中SiO2和Na2O的分子数比值n。n越大，水玻璃中胶体组分越多，黏性越大，越难溶于水，但却容易分解硬化，粘结能力较强。

15.水玻璃促硬剂：Na2SiF6氟硅酸钠，加速硬化过程，促使二氧化硅凝胶加速析出。

16.水玻璃硬化：水玻璃在空气中吸收CO2生成碱碳酸盐，析出无定形硅酸，逐渐干燥硬化 17.水玻璃地基加固机理：使用时水玻璃溶液与氯化钙溶液交替灌于基础中，反应产生的硅胶起胶凝作用，能包裹土粒并填充其孔隙。氢氧化钙也起胶结和填充孔隙的作用。因此不仅可以提高基础的承载能力，并且可以增强不透水性。第四章：水泥

18.硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥孰料加适量石膏、或者加0-5%的石灰石会粒化高炉矿渣磨细制成的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥。前者掺加混合材料的称为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P•Ⅰ；后者掺加不超过水泥质量5%混合材料的称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P•Ⅱ 19.硅酸盐水泥的成分：

硅酸三钙：水化速率较快水化热较大且主要在早期释放，强度最高，并随时间增长，决定水泥强度等级高低最主要的矿物

硅酸二钙：水化速率最慢水化热最小且主要在后期释放，早期强度不高但后期增长较快，保证水泥后期增长的主要矿物。

铝酸三钙：水化速率极快水化热最大且主要在后期释放，硬化时体积缩减最大，早期强度增长快但强度不高，而且以后几乎不再增长甚至降低，影响水泥凝结时间的主要矿物

铁铝酸四钙：水化速率较快水化热中等，强度较低，脆性较其他矿物小，含量增多时，有助于水泥抗拉强度增高

它们在孰料中的相对含量改变时，水泥的技术性能也随之改变 20.水泥水化的主要产物：水化硅酸钙C3S2H4 21.硬化后水泥石主要组成：由水泥水化产物（主要是水化硅酸钙凝胶）、未水化的水泥颗粒、毛细孔（毛细孔水）等组成的不均质结构体

22.水泥石强度增长规律和影响因素：强度的增长随着龄期而发展，一般在28d以前发展较快，以后较慢，三个月后更为缓慢。影响因素：温暖、潮湿的环境 23.水泥主要技术指标

标准稠度用水量：测定水泥的性质时必须在一个规定的浆体稠度下进行，这个规定的稠度为标准稠度。水泥净浆达到标准稠度时，所需的拌和水量称为标准稠度用水量。一定程度上影响水泥性能，采用比较大水泥拌制同样稠度发混凝土，加水量也大，硬化时收缩较大，强度与密实性较差

凝结时间：标准稠度的水泥净浆，自加水时起至水泥浆体塑性开始降低所需的时间称为初凝时间；自加水时起至水泥浆体完全失去塑性所经历的时间称为终凝时间 体积安定性：指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性

强度：强度等级按规定龄期水泥胶砂的抗压强度和抗折强度来划分，反应了水泥胶结能力大小。强度等级分为：42.5、42.5D、52.5、52.5D、62.5、62.5D共6个等级。测定方法：《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》测定其3d、28d抗折和抗压强度

水化热：水泥在水化过程中所放出的热量。水化热的大小及放热速率主要决定于水泥孰料的矿物组成及细度等因素，强度等级提高，水热化增大，促凝作用的因素提高早期水热化 24.环境水碓水泥石的侵蚀：1自身组分能溶于水2水泥石水化产物与介质反应产物溶于水 25.腐蚀类型：1溶出性侵蚀（当水泥石长期与软水相接触时，水化产物将按其稳定存在所必需的平衡氢氧化钙（钙离子）浓度的大小，依次逐渐溶解或分解，从而造成水泥石的破坏）、2碳酸性侵蚀（在某些工业污水和地下水中常溶解有较多的二氧化碳，这种水分对水泥石的侵蚀作用称为碳酸侵蚀）、3一般酸性侵蚀（水泥的水化产物呈碱性，因此酸类对水泥石一般都会有不同程度的侵蚀作用，它们与水泥石中的Ca（OH）2反应后的生成物，或者易溶于水，或者体积膨胀，都对水泥石结构产生破坏作用）、4硫酸盐侵蚀（硫酸盐侵蚀是由于水中溶有一些易溶的硫酸盐，它们与水泥石中的氢氧化钙反应生成硫酸钙，硫酸钙再与水泥石中的固态水化铝酸钙反应生成钙矾石，体积急剧膨胀（约1.5倍），使水泥石结构破坏）、5镁盐侵蚀（盐锓蚀主要是氯化镁和硫酸镁与水泥石中的氢氧化钙起复分解反应，生成无胶结能力的氢氧化镁及易溶于水的氯化镁或生成石膏导致水泥石结构破坏）

26.防治腐蚀的措施：1根据环境水侵蚀的特性选择适当品种的水泥2尽量提高混凝土的密实性，减少水的渗透3在混凝土表面设置防护层

27.水泥混合料：水泥生产过程中为节约水泥孰料、提高水泥产量和增加水泥品种，改善水泥性能，调节水泥强度等级而在水泥中参入的矿物质材料。分为：1活性混合料主要包括粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、粉煤灰三类2非活性混合料在水泥中起调节水泥强度等级、节约水泥孰料的作用 28.5大硅酸盐水泥及定义：

普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥孰料、6%-20%混合料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥孰料、粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 火山灰质硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥孰料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成 粉煤灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥孰料和粉煤灰、适量石膏磨细制成复合硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥孰料、两种或两种以上规定的混合料、适量石膏磨细制成 29.掺有混合料水泥相比普通水泥技术特点：

矿渣硅酸盐水泥：具有较强的抗溶出性及硫酸盐侵蚀能力、水化热低、早起强度低但后期增长率达、环境温度对凝结硬化的影响较大、保水性较差、泌水性较大、干缩性较大、抗冻性较差、耐磨性较差、碳化速度较快深度较大、耐热性较差

火山灰质水泥：抗侵蚀性、水化热低、早起强度低但后期增长率达、环境温度对凝结硬化的影响较大、泌水性较小、干缩性较大、抗冻性较差、耐磨性较差、碳化速度较快深度较大、标准稠度用水量大、抗渗性高

粉煤灰质水泥：主要特点是干缩性较小，有较好的和易性、干缩性小、抗裂性好 30.水泥的应用

a对一般条件下的普通混凝土，可采用普通硅酸盐水泥或矿渣、火山灰质、粉煤灰硅酸盐水泥 b水位变化区的外部混凝土、建筑物的溢流面和有耐磨性要求的混凝土，有抗冻性要求的混凝土，优先选择中热硅酸盐水泥、硅酸盐水泥或普通水泥

c大体积建筑物的内部混凝土、位于水位以下的混凝土和基础混凝土，选用低热水泥、低热矿渣水泥、矿渣、火山灰质、粉煤灰硅酸盐水泥

d当环境水对混凝土有硫酸盐侵蚀时应选用抗硫酸盐水泥

e受蒸汽养护的混凝土，宜选用矿渣、火山灰质、粉煤灰硅酸盐水泥 第五章：水泥混凝土 31.混凝土基本要求：1良好的和易性2达到设计所需强度要求3耐久性4经济合理降低成本 32.和易性的概念：是指混凝土拌合物在一定施工条件下，便于施工操作并获得质量均匀、密实混凝土的性能。和易性包括流动性、黏聚性和保水性 A流动性：混凝土拌合物在自身质量或施工振捣的作用下产生流动，并均匀、密实地填满模具的性能

B黏聚性：指混凝土拌合物有一定的黏聚力，在运输及浇注过程中不致出现分层离析，使混凝土拌合物保持整体均匀的性能

C指混凝土拌合物具有一定的保持水分不让泌出的能力

混凝土拌合物的三个性能相互联系，一般来说，流动性大的拌合物其黏聚性及保水性较差 33.影响混凝土拌合物和易性的因素：主要有水泥浆含量、水泥浆的稀稠、含砂率的大小、原材料的种类及外加剂等 34.混凝土强度测定：边长为150mm的立方体为标准试件，标准立方体试件在(20±3)°的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得具有95%保证率得的抗压强度 35.强度等级划分：根据立方体抗压强度标准值的大小，将混凝土的轻度等级分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60 36.影响抗压强度因素：主要有水泥强度及水灰比、骨料种类及级配、养护条件及龄期和施工方法、施工质量等

37.混凝土耐久性：抗渗性、抗冻性、抗冲磨性、抗侵蚀性及抗风化性。38.提高混凝土耐久性的措施：1严格控制水灰比2材料的品质符合规范规定3合理选择骨料级配4掺用减水剂及引气剂5保证混凝土施工质量 39.细骨料：一般采用天然砂，如河砂、海砂及山谷砂

40.细度模数：砂子的粗细程度用细度模数表示，它是指不同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度。按细度模数的大小将砂分为粗砂、中砂、细砂及特细砂 41.颗粒级配：是指不同粒径的沙粒的组合情况

42.砂的四个不同保水状态：干燥状态、气干状态、饱和面干状态、湿润状态

43.饱和面干吸水率：当沙粒表面干燥而颗粒内部孔隙含水饱和时，称为饱和面干状态，此时砂的含水率称为饱和面干吸水率简称吸水率

44.粗骨料及级配：粒径大于5mm的骨料，普通混凝土常用的粗骨料有卵石和碎石两种。粗骨料级配有连续和间断级配2种。（间断级配减小骨料空隙率、节约水泥）45.最大粒径Dm：粗骨料公称粒径的上限值

46.混凝土外加剂：在拌制混凝土过程中掺入的不超过水泥质量5%，且能使混凝土按需要改变性质的物质。包括：减水剂、引气剂、早强剂、缓凝剂、速凝剂及防水剂、膨胀剂、防冻剂等。种类：1改善混凝土拌合物流动性能2调节混凝土凝结硬化性能3调节混凝土含气量4改善混凝土耐久性5改善混凝土其它特殊性能

47.不同外加剂主要用途：缓凝剂延长混凝土凝结时间、引气剂在搅拌混凝土过程中引入大量均匀分布稳定而封闭的微小气泡、早强剂加速混凝土早起强度发展、速凝剂使混凝土迅速凝结硬化、防冻剂能使混凝土在负温下硬化并在规定时间内达到足够的抗冻强度、膨胀剂是能使混凝土产生一定的体积膨胀、防水剂能减少混凝土空隙和填塞毛细管通道 48.混凝土配合比设计三个参数：水灰比、含砂率、单位用水量。1水灰比的大小直接影响混凝土的强度及耐久性2单位用水量控制混凝土拌合物流动性3含砂率影响拌合物和易性 49.混凝土配合比设计方法与步骤：计算题1初步配合比设计2试拌调整，得出基准配合比3检验强度及耐久性，确定混凝土实验室配合比 50.混凝土质量控制：

51.混凝土强度保证率：混凝土强度总体中，不小于设计强度的设计值出现的概率P（%）52.混凝土配置强度：公式 第六章：建筑砂浆 53.建筑砂浆主要组成材料：水泥、掺合料、细集料、外加剂、水等

54.新拌砂浆和易性评定：流动性和保水性。1砂浆的流动性又称稠度，是指砂浆在自重或外力作用下流动性的性能2砂浆的保水性是指砂浆保持水分的能力

55.砂浆抗压强度与强度等级：砂浆抗压强度采用边长为70.7mm的立方体在规定条件下养护28d后测定。按28d抗压强度平均值划分M2.5,M5,M7.5,M10,M15,M20六个，常用的为M5、M7.5、M10等 第七章、沥青及沥青混合料

56.石油沥青组分：1油分：赋予沥青流动性，但含量多时温度稳定性较差2树脂：赋予沥青以塑性，树脂组分含量高不但沥青塑性好，粘结性也好3沥青质：赋予沥青温度稳定性和黏性，沥青质含量高，温度稳定性好，但其塑性降低，沥青的脆硬性增加

57.石油沥青技术指标：1粘稠性：是沥青材料抵抗外力作用下发上黏性变形能力2耐热性：指粘稠沥青在高温下不软化、不流淌的性能3温度稳定性：指沥青的黏度手温度变化影响程度4塑性：指沥青材料在外力作用下产生变形而不破坏，出去外力后，仍能保持变形后形状的性质5耐久性6其它如脆点、溶解度、闪电和燃点

58.道路石油沥青和建筑石油沥青技术指标：石油沥青标号划分：针入度，在规定时间内，标准针垂直贯入沥青材料的深度。针入度值表示沥青材料抵抗剪切变形的能力

59.煤油沥青组分：1油分：赋予煤油沥青流动性但降低黏性2树脂：使煤油沥青具有塑性3游离碳：有利于提高煤油沥青的黏结性和温度稳定性

60.煤油沥青特点：1温度稳定性差2塑性较差3大气稳定性差4防腐性较好5黏结性较好 61.改性沥青材料掺配：某一牌号的石油沥青往往不能满足工程技术要求，需用不同牌号的沥青进行掺配。两种沥青掺配计算公式：

62.水工沥青混凝土技术要求：抗渗性、稳定性、柔性、耐久性及施工和易性等

63.沥青混凝土稳定性评定方法：高温抗压强度、热稳定系数或斜坡流淌值及马歇尔实验来评定。

64.马歇尔实验：沥青混凝土稳定性可以用马歇尔实验的稳定度和流值作为评定标准

65.沥青混凝土柔性、耐久性指标：1柔性是指沥青混凝土（及砂浆）在自重或外力作用下，能适应变形而不产生被裂缝的性能，采用玩去实验或拉伸实验测出试件破坏时梁的挠跨比或极限拉伸变形予以评定。2耐久性：评定沥青混凝土（及砂浆）耐久性的指标有水稳定系数、残留稳定度等。第八章：建筑钢材

66.钢材分类：1按化学元素（非合金钢、低合金钢、合金钢）2按含碳量多少（低碳钢、中碳钢、高碳钢）3按质量（普通质优钢、优质钢、高级优质钢、特技优质钢）4按主要性能及使用特性（结构钢、工具钢、特殊性能钢、专门用途钢）5按加工工艺（压钢、锻钢、铸钢）

67.建筑钢材力学性能：主要有抗拉屈服强度σs（钢材才拉力作用下开始产生塑性变形时的应力）、抗拉极限强度σb（试件破坏前应力-应变曲线上的最大应力值，亦称抗拉强度）、伸长率δ（钢材拉断后，试件标距长度的伸长量与原标距产固定的比值）、硬度（材料抵抗另一更硬物体压入其表面的能力）和冲击韧性（材料抵抗冲击荷载作用的能力）等。68.倔强比：钢材的抗拉屈服强度与极限强度的比值（屈服强度/极限强度）是钢结构和钢筋混凝土结构中用以选择钢材的一个质量指标。比值小者安全度大。69.建筑钢材工艺性能：1可焊性，焊接是采用加热或加热且加压的方法使两个部分的金属连接在一起2冷弯性能，是指钢材在常温下承受静力弯曲所容许的变形能力。

70.冷加工及冷加工强化：冷加工工艺是常温下钢材的冷拉、冷拔、冷轧等工艺的总称。在冷加工过程中，钢材产生塑性变形，并引起其强度和硬度的提高，塑性和韧性降低，称为冷加工强化。

71.钢的时效硬化：钢的强度和硬度随时间延长而逐渐增大，塑性和韧性逐渐减退的现象 72.碳素结构钢牌号表示方法：由字母Q、屈服点值（以MPa记）、质量等级符号（A、B、C、D）及脱氧方法符号（F-沸腾钢，b-半镇静钢，Z-镇静钢，TZ-特殊镇静钢，Z及TZ予以省略）四部分组成。73.碳素结构钢质量等级的意义：碳素结构钢牌号由Q195至Q275时，钢的含碳量逐渐增多，强度提高，塑性降低，冷弯及可焊性下降。质量等级由A至D时，钢中有害杂质S、P含量逐渐减少，低温冲击韧性改善，质量提高。

74.钢材腐蚀的原因：根据钢材与周围介质作用不同，一般把腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀2种。化学腐蚀是指钢材与周围介质直接起化学反应而产生的腐蚀。电化学腐蚀是钢材与介质之间发生氧化还原反应而产生的腐蚀，其特点是有电流产生。

75.腐蚀的防护：1保护膜法（在钢材的表面涂一层防护层，以隔离空气或其他介质）2阴极保护法（牺牲应阴极保护法、外加电流保护法）第十章：木材

76.含水率：木材的含水率用木材中所含水的质量与木材干燥质量的比值（%）表示 77.纤维饱和点：当细胞腔内的自由水已经失去而细胞壁内仍充满水时的含水率

78.强度比较：木材顺纹抗拉（压）强度大于横纹抗拉（压）强度，且顺纹抗拉强度大于弯曲强度，大于顺纹抗压强度。

79.影响木材强度的主要因素：1含水率的影响，木材含水率在纤维饱和点以上变化时，其强度不变；含水率低于纤维饱和点时，随含水率的减少，细胞壁变得干燥而密实，其强度增大。2载荷持续时间的影响3木材缺陷的影响