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土木工程材料公式类 土木工程材料公式类 第 1 章土木工程材料的基本性质 密度 ρ：绝对密实状态下。实体。试样-干燥至衡重的粉末，李氏瓶排液法。 表观密度 ρ0：自然状态下。实体+孔隙。试样-块体，直接测，排液法。粉末近似视 作密度。 堆积密度 ρ0’：粉或颗粒在自然堆积状态下。分为松散和振实。实体+孔隙+颗粒空 隙。试样-颗粒堆，固定体积法。 密实度：材料体积内被固体物质填充程度 孔隙率：材料内部空隙的体积占其总体积百分率 开口孔隙率：开口孔的孔隙率；闭口孔隙率：闭口孔的孔隙率 孔分为气孔 50~200μm 、毛细孔 2.0nm~20μm 、凝胶孔 20nm 以下 填充率：堆积体积中，被散粒状材料填充程度 空隙率：堆积体积中，颗粒间空隙体积占总体积百分比 亲水性：能被水润湿 憎水性：不能被水润湿 接触角（润湿边角）：指在气、液、固 三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线之间的夹角。 θ≤90°亲水 θ90°憎水 吸水性：材料接触水时吸收水分的性质 吸水率：材料吸水饱和时所吸水量占材料干燥状态下质量百分比 体积吸水率：材料吸水饱和时所吸水量占材料自然状态下体积百分比 吸湿性：在潮 湿空气中吸收水分的性质。用含水率表示。 含水率：材料含水质量占干燥质量的百分率。 耐水性：在饱和水的长期作用下维持不破坏其强度也不明显降低的性质。用软化系数 表示 软化系数：饱水状态下抗压强度与干燥状态下抗压强度的比值。大于0.85 为耐水材 料 抗渗性：抵抗压力水渗透的性质。防水材料用抗渗系数K 表示，普通材料用抗渗等级 P 表示 抗冻性：饱水状态抵抗多次冻融循环而不破坏也不降低强度的性质。用相对动弹性模 量和质量损失率表示 导热性：将热量从温度高的一侧传递到温度低的一侧的能力，用导热系数表示 热容量：材料受热吸收或冷却放出热量的性质，用比热容表示 强度：在荷载作用下抵抗破坏的能力 比强度：单位体积质量计算的材料强度 脆性：外力作用时不产生明显变形就破坏的性质 韧性：在冲击、振动荷载下吸收大量能量承受较大变形而不突然破坏的性质。用冲击 试验检验。 第 2 章气硬性胶凝材料 胶凝材料：经物理、化学作用，能将散粒材料或块状材料胶结成整体的材料 气硬性 胶凝材料：石膏、石灰、水玻璃、镁氧水泥 原料：碳酸钙为主要成分的天然岩石，石灰石、白云石、白垩 煅烧：石灰石 CaCO3 煅烧成生石灰 CaO ，温度在 1000~1100℃。太低有碳酸钙，欠火石灰；太高有大块 熔融物，过火石灰。 熟化：生石灰 CaO 与水生成消石灰 Ca(OH)2。陈伏避免碳化，消除欠火石灰和过火石 灰。 硬化：结晶、碳化 2）凝结硬化慢、强度低 3）耐水性差 4）体积收缩大 ¤2.3 石膏 石膏：主要成分是硫酸钙 原料：天然二水石膏 CS ·2H，天然无水石膏 CS 和二者混合物 熟石膏：半水石膏 CS·1/2H 65~75℃二水脱水，107~170℃半水，170~200℃可溶性硬石膏，400~750℃不溶性硬石 膏，800℃以上有氧化钙，重新开始溶解 α型半水石膏（高强石膏）：0.13MPa ，124℃过饱和蒸汽条件下蒸炼脱水；β型半 水石膏（建筑石膏）：窑炉脱水 硬化原理：半水石膏与水变二水石膏 特性： 1）凝结时间短 2）微膨胀性 3）孔隙率大 4）耐水性差 5）抗火性好 6）塑性变形 大 ¤2.3 水玻璃 水玻璃：可溶硅酸盐 生产方法：碳酸钠与二氧化硅煅烧生成硅酸钠 硬化：硅酸钠与二氧化碳生成碳酸钠 特性： 1）耐腐蚀性，尤其耐酸 2）耐热 3）防水 水泥：属于水硬性胶凝材料 水化：某材料加水后凝结 混合材：改善性能，调节强度等级 水泥熟料原料：含钙质 CaO, 硅质 SiO2, 调节原料 工艺：按比例磨成细粉，烧至部分熔融 成品：CaCO3 少于*66%主要，CaO,SiO2*质量 比不小于2.0，硅酸三钙，硅酸二钙，铝酸三钙，铁铝酸四钙 凝结：开始水化，胶体状产物增多，形成疏松网状结构，水泥浆失去可塑性，但尚未 具有一定强度 硬化：强度明显发展，成为水泥