一、绪论

1、土木工程材料的分类

1) 按化学组成分类

无机材料、有机材料、复合材料

2) 按使用功能分类

承重结构材料、非承重结构材料、功能材料

2、土木工程材料的标准

主要分为四大类：（1）国家标准，包括强制性标准（GB）和推荐性标准（GB/T）（2）行业标准，如建工行业标准（JG）、交通行业标准（JT）等（3）地方标准（DB）（4）企业标准（QB）

二、第一章

1、密度、表观密度、体积密度、堆积密度

1) 密度：是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量

2) 表观密度：是指单位表观体积材料干燥状态下的质量（表观体积包括实体体积和闭口孔隙体积）

3) 体积密度：是指材料在自然状态下单位体积的质量，俗称容重（包括材料实体以及开孔孔隙、闭口孔隙）

4) 干体积密度：又名毛体积密度，是指单位体积（含材料的实体成分以及闭口孔隙、开口孔隙等物质材料表面轮廓线所包围的毛体积）材料的干质量

5) 堆积密度：是指散粒状材料单位堆积体积（含物质颗粒固体及其闭口孔隙开口孔隙体积及颗粒间空隙体积）物质颗粒质量

2、孔隙率与密实度

1) 孔隙率：是指材料中的孔隙体积占材料自然状态下总体积的百分比，包括开口孔和闭口孔的为总孔隙率。开口孔隙率和闭口孔隙率分别代表各自孔隙占材料总体积的百分率。

2) 密实度（与孔隙率相反）：是指材料体积内部被固体物质充实的程度

注：孔隙率与密实度之和为1

3、孔隙率与密度、表观密度、体积密度、堆积密度的关系

1) 孔隙率越大。密实度越低，表观密度、体积密度、堆积密度越小，密度不变。

2) 开口孔隙率越高。材料耐水性、抗渗性、防腐蚀性越差。

3) 闭口孔隙率越高。材料保温性能越好。

4、材料的吸水性、吸湿性

1) 吸水性

吸水性是指材料在水中吸收水分的性质

a) 吸水率分为质量吸水率和体积吸水率。

i. 质量吸水率是指材料吸水饱和时，所吸收水分的质量占干燥材料质量的百分比。

ii. 体积吸水率是指材料吸水饱和时，所吸收水分的体积占干燥材料体积的百分比。

iii. 对于质轻、吸水性能强的材料，所采用质量吸水率来表示，结果会很大，甚至超过百分之百。建议使用体积吸水率

b) 具有细微而联通孔隙且孔隙率大的材料吸水率较大；具有粗大孔隙的材料，水分虽然容易渗入，但仅能润湿孔壁表面而不易在内部停留，所以吸水率不大。

c) 材料含水后，自重增加，强度降低，保温性能下降，抗冻性能变差，有时容易发生明显的膨胀。

2) 吸湿性

吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质，以含水率表示。

a) 含水率是指材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比

b) 材料的吸水率受环境影响，随空气中的温度和湿度变化而变化。当材料中的湿度和空气中的湿度达到平衡时的含水率成为平衡含水率。材料的亲水性、孔隙率、孔隙特征都会影响吸水性。亲水性材料比憎水性材料有更强的吸湿性

3) 材料吸水或吸湿后，可消弱内部质点的结合力，引起强度下降，同时也使材料的体积密度、导热性增加，几何尺寸略有增加，使材料的保温性、吸声性下降、并让材料冻害、腐蚀加剧。

5、耐水性

耐水性：是指材料长期在水的作用下不破坏，而且强度也显著降低的性质。用软化系数来表示

a) 软化系数：材料在溪水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的抗压强度之比

b) 软化系数在0~1之间波动。将其大于0.85的材料看作耐水性材料。受水浸泡或长期处于潮湿环境的重要建筑物或构筑物所用材料不应低于0.85；用于受潮较轻或次要结构物的材料，其软化系数不应低于0.75；当岩石软化系数低于0.75时，被称为软化岩石。

6、抗渗性

抗渗性是指材料抵抗压力水的性质。用抗渗系数或抗渗等级来表示。其中常用抗渗等级来评定水泥砂浆的抗渗性。

三、第二章

1、抗拉性能

a) 弹性阶段 b) 屈服阶段 c) 强化阶段 d) 颈缩阶段

（同材料力学中物体抗拉的四个阶段基本相同）

2、伸长率

a) 伸长率是衡量钢材塑性的标准，它的数值越大、表示钢材塑性越好。

b) 断后伸长率是指断后标距的残余伸长与原始标距之比的百分率

四、第三、四章

1、胶凝材料

胶凝材料分为有机和无机两大类

1)有机胶凝材料

有机胶凝材料是以天然的或合成的有机高分子化合物为基本成分的胶凝材料。

2)无机胶凝材料

无机胶凝材料是以无机化合物为基本成分的胶凝材料。根据凝结硬化的条件不同，分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。

a)气硬性胶凝材料

气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也只能在空气中保持和发展其强度。常用的气硬性胶凝材料有石 膏， 石灰和水玻璃等。

b)水硬性胶凝材料

水硬性胶凝材料与水拌和后既能在空气中还能在水中硬化，保持并发展其强度。常用的水硬性胶凝材料包括各种水泥。水硬性胶凝材料既适用于干燥环境，又适用于潮湿环境或水下工程。

2、石灰

1）石灰的硬化

a)干燥结晶硬化

石灰浆体在干燥过程中游离水分蒸发，形成网状孔隙，这些滞留于孔隙中的自由水由于表面张力的作用而产生毛血管压力，使石灰粒子更紧密，且由于水分蒸发，使氢氧化钙从饱和溶液中逐渐结晶析出。

b）碳化

氢氧化钙与空气中的二氧化碳和水反应，形成不溶于水的碳酸钙晶体，出的水则逐渐被蒸发。由于碳化作用主要发生在与空气接触的表层，且生成的碳酸钙膜层较致密。阻碍了空气中二氧化碳的渗入，也阻碍了内部水分向外蒸发。所以碳化过程缓慢。

3、石膏

1）石膏的种类

a)天然石膏

b)工业副产石膏

c)建筑石膏

是天然石膏或工业副产品石膏经脱水处理，值得的以β半水石膏为主要成分不预加任何外加剂的粉状凝胶材料。

d)高强石膏

将二水石膏置于具有0.13MPa、124℃的过饱和蒸汽条件下增压或置于某些盐溶液中蒸煮，可获得晶粒较粗，较致密的α型半水石膏

2) 建筑石膏的性能

a)凝结硬化快

b)硬化后体积微膨胀

c)质量轻、强度低

d)硬化后孔隙率高

4、通用硅酸盐水泥

1) 定义

通用硅酸盐水泥是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。

2)分类

通用硅酸盐水泥按混合材料的种类分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥

3）通用硅酸盐水泥的组成

a）硅酸盐水泥熟料

硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙

b) 石膏

掺入适量石膏主要是为了调节通用硅酸盐水泥的凝结时间，若水泥不掺入石膏或石膏掺量不足，会发生急凝现象。

c) 混合材料

在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥强度等级而加到水泥中的人工的和天然的矿物材料称为水泥混合材料。分为非活性混合材料，活性混合材料，窑灰

i. 活性混合材料

粒状高炉矿渣，粉煤灰，火山灰质混合材料

ii. 非活性混合材料

iii. 窑灰

d)助磨剂

4) 硅酸盐水泥熟料的水化硬化

a) 硅酸盐水泥熟料的水化

i.硅酸三钙水化

硅酸三钙的反应速度较快，生成了水化硅酸钙胶体，并以凝胶的形态析出。构成具有很高强度的空间网状结构，生成的氢氧化钙以晶体的形式析出。

ii.硅酸二钙水化

iii.铝酸三钙水化

铝酸三钙的水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相氧化钙浓度和温度的影响很大。先生成介稳状态的水和硫酸钙最后转化为水石榴石。 若石膏在C3a完全水化前耗尽，则钙钒石与C3a作用转化为单硫性水化硫铝酸钙。若不加入石膏或石膏掺量不足，使水泥会发生瞬凝现象。

iv. 铁相固溶体的水化

5)硅酸盐水泥物理指标

a) 凝结时间

硅酸盐水泥初凝不小于45分钟，终凝不大于390分钟。普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥。粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝不小于45分钟，终凝不大于600分钟。

b) 安定性

安定性是指水泥在凝结硬化过程中的体积变化的均匀性。当水泥浆体硬化过程发生了不均匀的体积变化，会导致水泥石膨胀开裂、翘曲，既安定性不良。

引起水泥安定性不良的三个原因：

熟料中游离氧化镁过多。

石膏掺量过多。

熟料中游离氧化钙过多。

6)硅酸盐水泥的腐蚀

a) 软水的侵蚀

b) 硅酸盐的腐蚀

含硫酸盐的海水，湖水，地下水及某些工业污水长期与水泥石接触时，其中的硫酸盐会与水泥石中的氢氧化钙发生反应，生成硫酸钙。硫酸钙与水泥石中的水化铝酸钙反应会生成高硫型水化硫铝酸钙。其体积增加1.5倍以上会引起膨胀应力造成开裂对水泥石起极大的破坏作用。

当水中硫酸盐浓度较高时，硫酸钙还会在空隙中直接结晶成二水石膏，体积膨胀引起膨胀应力，导致水泥石破坏。

c) 镁盐的腐蚀

在海水及地下水中常含有大量镁盐，主要是硫酸镁和氯化镁，它们与水泥石中的氢氧化钙发生反应所生成的氢氧化镁松软而无胶凝能力，氯化钙易溶于水，二水石膏则引起硫酸盐腐蚀作用。因此硫酸镁对水泥石漆美颜和硫酸盐的双重腐蚀作用

d) 一般酸的腐蚀

e) 硫酸腐蚀

f) 强碱的腐蚀

5、混凝土

1) 普通混凝土的组成材料

普通混凝土一般是由水泥，沙，石和水所组成。

混凝土中的砂石起骨架作用，故被称之为骨料。水泥和水形成水泥浆，在硬化前具有包裹润滑和填充作用 在硬化后具有胶结骨料的作用。

2) 外加剂

3) 混凝土的和易性

和异性是一项综合的技术性质，包括流动性、粘聚性、保水性三方面。这三种性质是相互关系又相互矛盾。当流动性增加时，粘聚性和保水性下降。

4) 普通混凝土拌合物性能试验

a)塌落度实验和塌落度经时损失试验

b) 扩展度实验及扩展度经时损失试验

5) 混凝土拌合物和易性的影响因素

a) 水泥和掺和料的品种

b) 骨料的性质

c) 胶凝材料浆体数量——浆骨比

d) 胶凝材料浆体的稠度与水胶比

e) 砂率

砂率是指混凝土中砂的质量占砂石总质量的百分率。

砂率过大时，骨料的总表面积及孔隙率都会增大。在水泥浆含量不变的情况下，水泥浆量相对变少了，减弱了水泥浆的润滑作用。使混凝土拌合物的流动性减少。如砂率过小，在石子间起润滑作用的砂浆层不足，也会降低混凝土拌合物的流动性，而且会严重影响其粘聚性和保水性。容易造成离析，留浆等现象。

f) 外加剂

g) 时间和温度

6) 混凝土强度

a) 立方体抗压强度（常用立方体抗压强度来评价其强度等级）

将混凝土拌合物制作边长为150mm×150mm×150mm的立方体作为标准试件

b) 轴心抗压强度

将混凝土拌合物制作为边长150mm×150mm×300mm的棱柱体作为标准试件

7) 混凝土的耐久性

a) 混凝土耐久性是指混凝土在使用条件下抵抗周围环境中各种因素长期作用而不破坏的能力。混凝土耐久性能主要包括抗渗，抗冻，抗侵蚀，碳化，碱骨料反应及混凝土中的钢筋锈蚀的性能。所以不可只用一个标准来判断混凝土的耐久性。

b) 混凝土的碳化

i. 碳化过程是随着二氧化碳不断向混凝土内部扩散由有表及离缓慢进行的碳化作用，最主要的危害是由于碳化使混凝土碱度降低，减弱了其对钢筋的防锈作用，使钢筋一出现锈蚀。另外碳化将显著增加混凝土的收缩，使混凝土表面产生拉应力，导致混凝土中出现微细裂缝，从而使混凝土抗拉、抗折强度降低。

ii. 碳化可使混凝土的抗压强度有所提高，这是因为碳化反应生成的水分有利于水泥的水化作用，而且反应生成的碳酸钙减少了水泥石内部的孔隙。

iii. 碳化作用对混凝土是有害的，提高混凝土抗碳化能力的措施有优先选择硅酸盐水泥和普通水泥、采用较小的水胶比、提高混凝土密实度、改善混凝土内孔结构。

6、砂浆

砂浆的性质主要包括新办砂浆的性质和硬化后砂浆的性质就是指和易性，其中和易性在这里包含流动性和保水性。

五、第五章

1、蒸压加气混凝土制品的特性

（1）多孔轻质

（2）耐热耐火性能和保温隔热性能

（3）有一定的吸声能力，但隔音性能相对较差

（4）干燥收缩大

（5）吸水导热缓慢

2、蒸压加气混凝土制品的应用

加气混凝土砌块广泛用于一般建筑物墙体可用于多层建筑物的非承重墙及隔墙，也可用于低层建筑的承重墙。体积密度级别低的砌块还可用于屋面保温。

六、第六章

1、评价粘稠石油沥青牌号的三大指标

针入度，延度和软化点

2、沥青混合料的结构

（1）悬浮密实结构

连续密级配的沥青混合料，由于细骨料的数量较多，粗骨料被细骨料挤开。以悬浮状态位于细骨料之间，不能直接形成骨架。这种结构的沥青混合料密实度较高。内摩擦角较低，粘聚力较高，高温稳定性较差。

（2）骨架空隙结构

连续开级配的沥青混合料，由于细骨料的数量较少，粗骨料之间不仅紧密相连，而且有较多空隙，这种结构的沥青混合料的内摩擦角较大。粘聚力较低，温度稳定性较好。当沥青路面采用这种形式的沥青混和料时，沥青面层下需做下封层。

（3）骨架密实结构

间断密集配的沥青混合料是上面两种结构形式的有机组合。既有一定数量的粗骨料形成骨架结构，又有足够的细骨料填充到粗骨料之中的空隙中去。因此这种结构的沥青混合料的密实度，内摩擦角，粘聚力均较高，温度稳定性较好。

七、实例分析

1、石灰砂浆的裂纹分析

在煅烧过程中，若温度过低或煅烧时间不足，使得CaCO₃不能完全分解，将会生成“欠火石灰”。如果煅烧时间过长或温度过高，将生成颜色较深、块体致密的“过火石灰”。过火石灰水化极慢，当石灰变硬后才开始熟化，产生体积膨胀，引起已变硬石灰体的隆起鼓包和开裂。

石灰砂浆A为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时间不足，致使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成Ca(OH)₂， 产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。

石灰砂浆B为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。尤其是水灰比过大、石灰过多，易产生此类裂纹。

2、为何高强石膏的强度比建筑石膏高?

高强石膏为α型半水石膏。建筑石膏为β型的半水石膏。这是二水石膏在不同的加热条件下脱水形成的两种不同形态的半水石膏，它们虽然都是菱形结晶，但性能不同。B型的半水石膏是片状的、有裂隙的晶体，结晶很细，比表面积比α型半水石膏大得多，拌制石膏制品时，需水量高达60%-80%；制品孔隙率大，强度较低。α型半水石膏结晶良好、坚实、粗大，因而比表面积较小，需水量约为35%-45%，只有β型的半水石膏的一半左右，因此硬化后孔隙率小，强度高。α型半水石膏的结晶形态决定了其强度，其发育完整的短柱状晶体可获得很高的强度。

3、石膏饰条粘贴失效

现象：石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以在光滑的天花板上直接粘贴，石膏饰条前后半小时完工。几天后，最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落，请分析原因。

分析讨论：其原因有两个方面，可有针对性地解决。

建筑石膏拌水后一般于数分钟至半小时左右凝结，后来粘贴石膏饰条的石膏浆已初凝，黏结性能差。可掺入缓凝剂，延长凝结时间；或者分多次配制石膏浆，即配即用。

在光滑的天花板上直接贴石膏条，粘贴难以牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或者在黏结的石膏浆中掺入部分黏结性强的黏结剂。

4、墙开裂与水泥的选用

现象：某大体积的混凝土工程，浇注两周后拆模，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某水泥厂生产42.5Ⅱ型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成为： C₃S=61%,C₂S=14%,C₃A=14%,C₄AF=11%。

分析讨论：由于该工程所使用的水泥C₃A和C₃S含量高，导致该水泥的水化热高，且在浇注混凝土中，混凝土的整体温度高，而后混凝土温度随环境温度下降，混凝土产生冷缩，造成混凝土贯穿型的纵向裂缝。

5、墙体抹面砂浆裂缝的原因及预防措施

抹面砂浆是指涂抹在建筑物或建筑构件表面的砂浆。根据抹面砂浆功能的不同，可将抹面砂浆分为普通抹面砂浆、装饰砂和具有某些特殊功能的抹面砂浆(如防水砂浆、绝热砂浆、吸音砂浆和耐酸砂浆等)。对抹面砂浆要求具有良好的和易性，容易抹成均匀平整的薄层，便于施工。还应有较高的黏结力，砂浆层应能与底面黏结牢固，长期不致开裂或脱落。处于潮湿环境或易受外力作用部位(如地面和墙裙等)，还应具有较高的耐水性和强度。

八、计算

1、

2、

一、绪论

1、土木工程材料的分类

1) 按化学组成分类

无机材料、有机材料、复合材料

2) 按使用功能分类

承重结构材料、非承重结构材料、功能材料

2、土木工程材料的标准

主要分为四大类：（1）国家标准，包括强制性标准（GB）和推荐性标准（GB/T）（2）行业标准，如建工行业标准（JG）、交通行业标准（JT）等（3）地方标准（DB）（4）企业标准（QB）

二、第一章

1、密度、表观密度、体积密度、堆积密度

1) 密度：是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量

2) 表观密度：是指单位表观体积材料干燥状态下的质量（表观体积包括实体体积和闭口孔隙体积）

3) 体积密度：是指材料在自然状态下单位体积的质量，俗称容重（包括材料实体以及开孔孔隙、闭口孔隙）

4) 干体积密度：又名毛体积密度，是指单位体积（含材料的实体成分以及闭口孔隙、开口孔隙等物质材料表面轮廓线所包围的毛体积）材料的干质量

5) 堆积密度：是指散粒状材料单位堆积体积（含物质颗粒固体及其闭口孔隙开口孔隙体积及颗粒间空隙体积）物质颗粒质量

2、孔隙率与密实度

1) 孔隙率：是指材料中的孔隙体积占材料自然状态下总体积的百分比，包括开口孔和闭口孔的为总孔隙率。开口孔隙率和闭口孔隙率分别代表各自孔隙占材料总体积的百分率。

2) 密实度（与孔隙率相反）：是指材料体积内部被固体物质充实的程度

注：孔隙率与密实度之和为1

3、孔隙率与密度、表观密度、体积密度、堆积密度的关系

1) 孔隙率越大。密实度越低，表观密度、体积密度、堆积密度越小，密度不变。

2) 开口孔隙率越高。材料耐水性、抗渗性、防腐蚀性越差。

3) 闭口孔隙率越高。材料保温性能越好。

4、材料的吸水性、吸湿性

1) 吸水性

吸水性是指材料在水中吸收水分的性质

a) 吸水率分为质量吸水率和体积吸水率。

i. 质量吸水率是指材料吸水饱和时，所吸收水分的质量占干燥材料质量的百分比。

ii. 体积吸水率是指材料吸水饱和时，所吸收水分的体积占干燥材料体积的百分比。

iii. 对于质轻、吸水性能强的材料，所采用质量吸水率来表示，结果会很大，甚至超过百分之百。建议使用体积吸水率

b) 具有细微而联通孔隙且孔隙率大的材料吸水率较大；具有粗大孔隙的材料，水分虽然容易渗入，但仅能润湿孔壁表面而不易在内部停留，所以吸水率不大。

c) 材料含水后，自重增加，强度降低，保温性能下降，抗冻性能变差，有时容易发生明显的膨胀。

2) 吸湿性

吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质，以含水率表示。

a) 含水率是指材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比

b) 材料的吸水率受环境影响，随空气中的温度和湿度变化而变化。当材料中的湿度和空气中的湿度达到平衡时的含水率成为平衡含水率。材料的亲水性、孔隙率、孔隙特征都会影响吸水性。亲水性材料比憎水性材料有更强的吸湿性

3) 材料吸水或吸湿后，可消弱内部质点的结合力，引起强度下降，同时也使材料的体积密度、导热性增加，几何尺寸略有增加，使材料的保温性、吸声性下降、并让材料冻害、腐蚀加剧。

5、耐水性

耐水性：是指材料长期在水的作用下不破坏，而且强度也显著降低的性质。用软化系数来表示

a) 软化系数：材料在溪水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的抗压强度之比

b) 软化系数在0~1之间波动。将其大于0.85的材料看作耐水性材料。受水浸泡或长期处于潮湿环境的重要建筑物或构筑物所用材料不应低于0.85；用于受潮较轻或次要结构物的材料，其软化系数不应低于0.75；当岩石软化系数低于0.75时，被称为软化岩石。

6、抗渗性

抗渗性是指材料抵抗压力水的性质。用抗渗系数或抗渗等级来表示。其中常用抗渗等级来评定水泥砂浆的抗渗性。

三、第二章

1、抗拉性能

a) 弹性阶段 b) 屈服阶段 c) 强化阶段 d) 颈缩阶段

（同材料力学中物体抗拉的四个阶段基本相同）

2、伸长率

a) 伸长率是衡量钢材塑性的标准，它的数值越大、表示钢材塑性越好。

b) 断后伸长率是指断后标距的残余伸长与原始标距之比的百分率

四、第三、四章

1、胶凝材料

胶凝材料分为有机和无机两大类

1)有机胶凝材料

有机胶凝材料是以天然的或合成的有机高分子化合物为基本成分的胶凝材料。

2)无机胶凝材料

无机胶凝材料是以无机化合物为基本成分的胶凝材料。根据凝结硬化的条件不同，分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。

a)气硬性胶凝材料

气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也只能在空气中保持和发展其强度。常用的气硬性胶凝材料有石 膏， 石灰和水玻璃等。

b)水硬性胶凝材料

水硬性胶凝材料与水拌和后既能在空气中还能在水中硬化，保持并发展其强度。常用的水硬性胶凝材料包括各种水泥。水硬性胶凝材料既适用于干燥环境，又适用于潮湿环境或水下工程。

2、石灰

1）石灰的硬化

a)干燥结晶硬化

石灰浆体在干燥过程中游离水分蒸发，形成网状孔隙，这些滞留于孔隙中的自由水由于表面张力的作用而产生毛血管压力，使石灰粒子更紧密，且由于水分蒸发，使氢氧化钙从饱和溶液中逐渐结晶析出。

b）碳化

氢氧化钙与空气中的二氧化碳和水反应，形成不溶于水的碳酸钙晶体，出的水则逐渐被蒸发。由于碳化作用主要发生在与空气接触的表层，且生成的碳酸钙膜层较致密。阻碍了空气中二氧化碳的渗入，也阻碍了内部水分向外蒸发。所以碳化过程缓慢。

3、石膏

1）石膏的种类

a)天然石膏

b)工业副产石膏

c)建筑石膏

是天然石膏或工业副产品石膏经脱水处理，值得的以β半水石膏为主要成分不预加任何外加剂的粉状凝胶材料。

d)高强石膏

将二水石膏置于具有0.13MPa、124℃的过饱和蒸汽条件下增压或置于某些盐溶液中蒸煮，可获得晶粒较粗，较致密的α型半水石膏

2) 建筑石膏的性能

a)凝结硬化快

b)硬化后体积微膨胀

c)质量轻、强度低

d)硬化后孔隙率高

4、通用硅酸盐水泥

1) 定义

通用硅酸盐水泥是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。

2)分类

通用硅酸盐水泥按混合材料的种类分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥

3）通用硅酸盐水泥的组成

a）硅酸盐水泥熟料

硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙

b) 石膏

掺入适量石膏主要是为了调节通用硅酸盐水泥的凝结时间，若水泥不掺入石膏或石膏掺量不足，会发生急凝现象。

c) 混合材料

在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥强度等级而加到水泥中的人工的和天然的矿物材料称为水泥混合材料。分为非活性混合材料，活性混合材料，窑灰

i. 活性混合材料

粒状高炉矿渣，粉煤灰，火山灰质混合材料

ii. 非活性混合材料

iii. 窑灰

d)助磨剂

4) 硅酸盐水泥熟料的水化硬化

a) 硅酸盐水泥熟料的水化

i.硅酸三钙水化

硅酸三钙的反应速度较快，生成了水化硅酸钙胶体，并以凝胶的形态析出。构成具有很高强度的空间网状结构，生成的氢氧化钙以晶体的形式析出。

ii.硅酸二钙水化

iii.铝酸三钙水化

铝酸三钙的水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相氧化钙浓度和温度的影响很大。先生成介稳状态的水和硫酸钙最后转化为水石榴石。 若石膏在C3a完全水化前耗尽，则钙钒石与C3a作用转化为单硫性水化硫铝酸钙。若不加入石膏或石膏掺量不足，使水泥会发生瞬凝现象。

iv. 铁相固溶体的水化

5)硅酸盐水泥物理指标

a) 凝结时间

硅酸盐水泥初凝不小于45分钟，终凝不大于390分钟。普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥。粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝不小于45分钟，终凝不大于600分钟。

b) 安定性

安定性是指水泥在凝结硬化过程中的体积变化的均匀性。当水泥浆体硬化过程发生了不均匀的体积变化，会导致水泥石膨胀开裂、翘曲，既安定性不良。

引起水泥安定性不良的三个原因：

熟料中游离氧化镁过多。

石膏掺量过多。

熟料中游离氧化钙过多。

6)硅酸盐水泥的腐蚀

a) 软水的侵蚀

b) 硅酸盐的腐蚀

含硫酸盐的海水，湖水，地下水及某些工业污水长期与水泥石接触时，其中的硫酸盐会与水泥石中的氢氧化钙发生反应，生成硫酸钙。硫酸钙与水泥石中的水化铝酸钙反应会生成高硫型水化硫铝酸钙。其体积增加1.5倍以上会引起膨胀应力造成开裂对水泥石起极大的破坏作用。

当水中硫酸盐浓度较高时，硫酸钙还会在空隙中直接结晶成二水石膏，体积膨胀引起膨胀应力，导致水泥石破坏。

c) 镁盐的腐蚀

在海水及地下水中常含有大量镁盐，主要是硫酸镁和氯化镁，它们与水泥石中的氢氧化钙发生反应所生成的氢氧化镁松软而无胶凝能力，氯化钙易溶于水，二水石膏则引起硫酸盐腐蚀作用。因此硫酸镁对水泥石漆美颜和硫酸盐的双重腐蚀作用

d) 一般酸的腐蚀

e) 硫酸腐蚀

f) 强碱的腐蚀

5、混凝土

1) 普通混凝土的组成材料

普通混凝土一般是由水泥，沙，石和水所组成。

混凝土中的砂石起骨架作用，故被称之为骨料。水泥和水形成水泥浆，在硬化前具有包裹润滑和填充作用 在硬化后具有胶结骨料的作用。

2) 外加剂

3) 混凝土的和易性

和异性是一项综合的技术性质，包括流动性、粘聚性、保水性三方面。这三种性质是相互关系又相互矛盾。当流动性增加时，粘聚性和保水性下降。

4) 普通混凝土拌合物性能试验

a)塌落度实验和塌落度经时损失试验

b) 扩展度实验及扩展度经时损失试验

5) 混凝土拌合物和易性的影响因素

a) 水泥和掺和料的品种

b) 骨料的性质

c) 胶凝材料浆体数量——浆骨比

d) 胶凝材料浆体的稠度与水胶比

e) 砂率

砂率是指混凝土中砂的质量占砂石总质量的百分率。

砂率过大时，骨料的总表面积及孔隙率都会增大。在水泥浆含量不变的情况下，水泥浆量相对变少了，减弱了水泥浆的润滑作用。使混凝土拌合物的流动性减少。如砂率过小，在石子间起润滑作用的砂浆层不足，也会降低混凝土拌合物的流动性，而且会严重影响其粘聚性和保水性。容易造成离析，留浆等现象。

f) 外加剂

g) 时间和温度

6) 混凝土强度

a) 立方体抗压强度（常用立方体抗压强度来评价其强度等级）

将混凝土拌合物制作边长为150mm×150mm×150mm的立方体作为标准试件

b) 轴心抗压强度

将混凝土拌合物制作为边长150mm×150mm×300mm的棱柱体作为标准试件

7) 混凝土的耐久性

a) 混凝土耐久性是指混凝土在使用条件下抵抗周围环境中各种因素长期作用而不破坏的能力。混凝土耐久性能主要包括抗渗，抗冻，抗侵蚀，碳化，碱骨料反应及混凝土中的钢筋锈蚀的性能。所以不可只用一个标准来判断混凝土的耐久性。

b) 混凝土的碳化

i. 碳化过程是随着二氧化碳不断向混凝土内部扩散由有表及离缓慢进行的碳化作用，最主要的危害是由于碳化使混凝土碱度降低，减弱了其对钢筋的防锈作用，使钢筋一出现锈蚀。另外碳化将显著增加混凝土的收缩，使混凝土表面产生拉应力，导致混凝土中出现微细裂缝，从而使混凝土抗拉、抗折强度降低。

ii. 碳化可使混凝土的抗压强度有所提高，这是因为碳化反应生成的水分有利于水泥的水化作用，而且反应生成的碳酸钙减少了水泥石内部的孔隙。

iii. 碳化作用对混凝土是有害的，提高混凝土抗碳化能力的措施有优先选择硅酸盐水泥和普通水泥、采用较小的水胶比、提高混凝土密实度、改善混凝土内孔结构。

6、砂浆

砂浆的性质主要包括新办砂浆的性质和硬化后砂浆的性质就是指和易性，其中和易性在这里包含流动性和保水性。

五、第五章

1、蒸压加气混凝土制品的特性

（1）多孔轻质

（2）耐热耐火性能和保温隔热性能

（3）有一定的吸声能力，但隔音性能相对较差

（4）干燥收缩大

（5）吸水导热缓慢

2、蒸压加气混凝土制品的应用

加气混凝土砌块广泛用于一般建筑物墙体可用于多层建筑物的非承重墙及隔墙，也可用于低层建筑的承重墙。体积密度级别低的砌块还可用于屋面保温。

六、第六章

1、评价粘稠石油沥青牌号的三大指标

针入度，延度和软化点

2、沥青混合料的结构

（1）悬浮密实结构

连续密级配的沥青混合料，由于细骨料的数量较多，粗骨料被细骨料挤开。以悬浮状态位于细骨料之间，不能直接形成骨架。这种结构的沥青混合料密实度较高。内摩擦角较低，粘聚力较高，高温稳定性较差。

（2）骨架空隙结构

连续开级配的沥青混合料，由于细骨料的数量较少，粗骨料之间不仅紧密相连，而且有较多空隙，这种结构的沥青混合料的内摩擦角较大。粘聚力较低，温度稳定性较好。当沥青路面采用这种形式的沥青混和料时，沥青面层下需做下封层。

（3）骨架密实结构

间断密集配的沥青混合料是上面两种结构形式的有机组合。既有一定数量的粗骨料形成骨架结构，又有足够的细骨料填充到粗骨料之中的空隙中去。因此这种结构的沥青混合料的密实度，内摩擦角，粘聚力均较高，温度稳定性较好。

七、实例分析

1、石灰砂浆的裂纹分析

在煅烧过程中，若温度过低或煅烧时间不足，使得CaCO₃不能完全分解，将会生成“欠火石灰”。如果煅烧时间过长或温度过高，将生成颜色较深、块体致密的“过火石灰”。过火石灰水化极慢，当石灰变硬后才开始熟化，产生体积膨胀，引起已变硬石灰体的隆起鼓包和开裂。

石灰砂浆A为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时间不足，致使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成Ca(OH)₂， 产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。

石灰砂浆B为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。尤其是水灰比过大、石灰过多，易产生此类裂纹。

2、为何高强石膏的强度比建筑石膏高?

高强石膏为α型半水石膏。建筑石膏为β型的半水石膏。这是二水石膏在不同的加热条件下脱水形成的两种不同形态的半水石膏，它们虽然都是菱形结晶，但性能不同。B型的半水石膏是片状的、有裂隙的晶体，结晶很细，比表面积比α型半水石膏大得多，拌制石膏制品时，需水量高达60%-80%；制品孔隙率大，强度较低。α型半水石膏结晶良好、坚实、粗大，因而比表面积较小，需水量约为35%-45%，只有β型的半水石膏的一半左右，因此硬化后孔隙率小，强度高。α型半水石膏的结晶形态决定了其强度，其发育完整的短柱状晶体可获得很高的强度。

3、石膏饰条粘贴失效

现象：石膏粉拌水为一桶石膏浆，用以在光滑的天花板上直接粘贴，石膏饰条前后半小时完工。几天后，最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落，请分析原因。

分析讨论：其原因有两个方面，可有针对性地解决。

建筑石膏拌水后一般于数分钟至半小时左右凝结，后来粘贴石膏饰条的石膏浆已初凝，黏结性能差。可掺入缓凝剂，延长凝结时间；或者分多次配制石膏浆，即配即用。

在光滑的天花板上直接贴石膏条，粘贴难以牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或者在黏结的石膏浆中掺入部分黏结性强的黏结剂。

4、墙开裂与水泥的选用

现象：某大体积的混凝土工程，浇注两周后拆模，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某水泥厂生产42.5Ⅱ型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成为： C₃S=61%,C₂S=14%,C₃A=14%,C₄AF=11%。

分析讨论：由于该工程所使用的水泥C₃A和C₃S含量高，导致该水泥的水化热高，且在浇注混凝土中，混凝土的整体温度高，而后混凝土温度随环境温度下降，混凝土产生冷缩，造成混凝土贯穿型的纵向裂缝。

5、墙体抹面砂浆裂缝的原因及预防措施

抹面砂浆是指涂抹在建筑物或建筑构件表面的砂浆。根据抹面砂浆功能的不同，可将抹面砂浆分为普通抹面砂浆、装饰砂和具有某些特殊功能的抹面砂浆(如防水砂浆、绝热砂浆、吸音砂浆和耐酸砂浆等)。对抹面砂浆要求具有良好的和易性，容易抹成均匀平整的薄层，便于施工。还应有较高的黏结力，砂浆层应能与底面黏结牢固，长期不致开裂或脱落。处于潮湿环境或易受外力作用部位(如地面和墙裙等)，还应具有较高的耐水性和强度。

八、计算

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