土木工程材料 山东交通学院

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1.7mm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%

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。 （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：4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm 、0.3mm、0.15mm。 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。

8.图解法 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。 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·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、安定性和强度。 A细度 是指水泥颗粒的粗细程度。

B凝结时间 是指水泥从加水到水泥浆失去可塑性所需的时间，称为凝结时间。 水泥在凝结过程中经历了初凝和终凝两个状态。

初凝时间：水泥从加水起至水泥浆刚刚失去可塑性所需的时间——初凝时间。 终凝时间：水泥从加水起至水泥浆完全失去可塑性所需的时间——终凝时间。 凝结时间的测定（1）采用凝结时间测定仪（维卡仪）（2）采用水泥标准稠度净浆。

水泥凝结时间对工程有重要的意义。初凝时间过短，将影响水泥混凝土的拌和、运输和浇筑；终凝时间过长，则将影响施工工期。因此应该严格控制水泥的凝结时间。我国规定：硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min；终凝时间不得迟于6.5h。

C安定性 水泥体积安定性是反映水泥在凝结硬化过程中体积膨胀变形的均匀程度。 安全性不良的因素：（1）MgO过量；（2）石膏掺量过多；（3）水泥中游离过多CaO D强度 水泥强度是表征水泥力学性质的重要指标。

硅酸盐水泥的特性 优点：凝结硬化快、强度高尤其是早期强度高、抗冻性、耐磨性好，抗碳酸化性好，不易产生干缩裂缝；缺点：水化热大，放热速率快，不耐高温； 5、硅酸盐水泥的腐蚀与防腐蚀措施

A水泥石的腐蚀（淡水、酸和酸性水、盐类、含碱溶液）

B措施 1）根据腐蚀环境特点合理选用水泥品种 选用硅酸二钙含量少的水泥，减少Ca(OH)2提高耐软水的侵蚀 2）提高水泥石的密实度 降低水灰比、改善级配

3）敷设耐蚀保护层 当腐蚀作用较强时，可在混凝土表面敷设一层耐腐蚀不透水的保护层。 通常采用耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料或沥青等。

6、道路硅酸盐水泥 以适当的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分和较多量铁铝酸盐的硅酸盐水泥熟料称为道路硅酸盐水泥熟料。由道路硅酸盐水泥熟料，0%-10%活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为道路硅酸盐水泥，简称道路水泥。

道路水泥是一种强度高、耐磨性好、干缩性小、抗冲击性好、抗冻性和抗硫酸性比较好的专用水泥。它适用于道路路面、机场道面、城市广场等工程，具有耐久性好，裂缝和磨耗等病害少等显著特点。

7、五大水泥：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。 第五章

1、新拌水泥混凝土的工作性又称施工和易性，是指混凝土拌和物易于施工操作（搅拌、运输、浇筑、振捣和表面处理），并获得质量均匀、成型密实的性能。

A工作性包括流动性、黏聚性和保水性。流动性：指混凝土拌合物在自重或机械振捣作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。

黏聚性: 混凝土拌和物在施工过程中其组成材料之间具有一定的黏聚力，在混凝土运输和振捣过程中不致产生粗集料下沉，细集料和水泥浆上浮的分层离析现象。

保水性：混凝土拌合物在施工过程中具有一定的保水能力，不致产生严重的泌水现象。

B.工作性的测定方法目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。在工地和试验室，通常采用测定拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性三方面结合的方法。 主要的试验方法：稠度试验（坍落度与坍落扩展度和维勃稠度）和泌水与压力泌水试验 C、影响混凝土工作性的因素（1）组成材料质量及其用量的影响 ①水泥特性的影响：品种、细度、矿物组成、混合材掺量等；

②集料特性的影响：最大粒径、级配、颗粒形状、表面粗糙度等；

在同样水泥浆数量下，集料最大粒径较大、圆形颗粒较多、表面光滑时可获得较大的流动 ③集浆比的影响

集浆比是指单位混凝土拌合物中，集料绝对体积与水泥浆绝对体积之比。 在水灰比不变的情况下，水泥浆数量越多，流动性越大，但过多时容易流浆；水泥浆过少时，混凝土粘聚性差，易崩坍；在满足工作性的前提下，应尽量采用较大的集浆比（较小的水泥浆用量）。 ④水灰比的影响

水灰比是水的质量与水泥的质量之比； 在水泥浆数量一定的情况下，水灰比决定水泥浆的稠度；水灰比太小，水泥浆较稠，混凝土拌合物流动性小， 水灰比太大，易产生离析、泌水现象；在保证混凝土流动性的前提下，应尽量采用小的水灰比。 ⑤砂率的影响

砂率是砂的质量占砂石总质量的百分率； 砂率过大，集料空隙率、总表面积增大，混凝土干稠、流动性小；砂率过小，砂浆量不足，不能在粗集料周围形成砂浆层起到润滑作用，砼流动性、粘聚性、保水性降低。

⑥外加剂的影响加入少量外加剂，可在不增加水泥用量的情况下，改善拌合物的工作性，提高混凝土的强度与耐久性。

（2）环境条件的影响 因素： 温度、湿度、风速 （3）时间的影响

坍落度损失是砼拌和物在搅拌后，其坍落度随时间的增长而减小的现象。 原因:自由水蒸发、集料吸水、水泥早期水化等。 影响因素：砼组成材料 及环境因素 D.改善混凝土工作性的措施：（1）调节砼的材料组成；（2）参加各种 外加剂；（3）提高振捣机械的效能。 2、硬化后混凝土的力学性质（强度与变形）

A、混凝土的强度（1）立方体抗压强度（fcu）fcu=F/A 按照标准的制作方法制成边长为150ｍｍ的正立方体试件，在标准养护条件（温度20± 2℃ ，相对湿度95％以上）下，养护至28ｄ龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度。

（2）立方体试件抗压强度标准值（fcu,k） 立方体抗压强度标准值是按数理统计方法确定，具有不低于９５％保证率的立方体抗压强度。 f 立方体抗压强度只是一组混凝土试件抗压强度的f-1.5cu,k算术平均值，并未涉及数理统计和保证率的概念。

（3）强度等级 混凝土的“强度等级”是根据“立方体抗压强度标准值”来确定的。如：C30，表示混凝土立方体抗压强度标准值,fcu,k=30MPa。 我国现行GB50010-2002《混凝土结构设计规范》规定,普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等14个强度等级。

3、影响水泥混凝土强度的主要因素：一是集料和水泥石黏结界面破坏，这是混凝土最常见的破坏形式；二是水泥石的破坏，这种情况在低强度等级混凝土中并不多见；三是集料自身破裂，多发生在高强度混凝土中。所以，普通水泥混凝土强度主要取决于水泥石强度及其与集料的界面黏结强度同混凝土的组成材料密切相关，并受到施工质量、养护条件及试验条件等因素的影响。（1）组成材料对混凝土强度的影响①水泥强度和水灰比②集料特性

强度—通常情况下，集料的强度比水泥石的强度高，不影响砼的强度，但过度风化强度降低时，则会影响混凝土强度；颗粒形状及表面特征——针片状颗粒含量较高的集料增加砼的空隙率，降低砼强度；表面棱角较多的碎石配制砼的强度高于卵石；洁净程度——覆盖在集料表面的杂质会降低粘结界面的强度；最大粒径——集料最大粒径过大将减小与水泥浆接触的总面积，界面强度降低，还会影响振捣密实程度；对抗弯强度的影响大于对抗压强度的影响。颗粒级配——连续级配的集料所配制的砼较密实，工作性好，间断级配易发生离析；粗砂配以适当的中砂及少量细砂，可提高砼强度。（2）养护条件对砼强度的影响①养护湿度 养护湿度不足将严重降低砼的强度，且水泥石结构疏松易形成干缩裂缝。砼应在一定的潮湿环境下进行养护。②养护温度 养护温度较高时，混凝土早期强度较高，但后期强度增进率小。养护温度较低时，水泥水化反映充分，后期强度较高；但降至冰点以下时，水化反映停止，砼强度不再发展，甚至

发生冻害③龄期（3）试验条件对砼强度的影响 ①试件形状尺寸 ②表面状态及含水率 ③试件湿度 ④支承条件 ⑤加载方式

4、提高混凝土强度的措施（1）.选用高强度水泥和早强水泥（2）.采用低水灰比和浆集比（3）.掺加砼外加剂和掺合料（4）.采用湿热处理 蒸汽养护：浇筑好的砼构件，经1-3h的预养后，在90%以上的相对湿度，60℃以上的饱和水 蒸气中进行养护。最适于火山灰与矿渣水泥 。 蒸压养护：浇筑好的砼构件，经8-10h后，放入蒸压釜内，在高压、高温（8个大气压，175℃）蒸汽中进行养护。 （5）.采用机械搅拌和振捣

5、硬化后混凝土的变形特性A、弹性变形—弹性模量（1）砼的应力应变特征 ◆非线性

◆每次加卸载都会有残余变形（2）弹性模量 任一点应力与应变的比值，称为砼在该应力下的弹性模量◆初始切线弹性模量◆切线弹性模量◆割线弹性模量

在砼工艺和结构设计中，通常采用规定条件下的割线模量。 《普通砼力学性能试验方法》：1、静力抗压弹性模量：反复加卸载（σ=fcp/3）三次以后所得的割线模量2、 弯拉弹性模量：反复加卸载（σ=fcf/2）三次以后所得的割线模量 （3）砼弹性模量的影响因素（粗集料弹性模量、砼强度）

B、徐变变形 加载瞬间，砼产生瞬时弹性变形，在荷载持续作用下，变形随时间连续增长即徐变变形。卸载后，砼有一瞬间恢复的变形，其后一段时间里继续恢复，即徐变恢复，残留下来的变形即残余变形。砼的徐变变形主要由水泥石的徐变变形引起。 C、温度变形 ◆ 砼的温度胀缩系数：（10～14）×10-6/℃◆对大体积砼或在温差较大季节施工的砼不利

D、干燥收缩变形 在干燥环境中时，由于砼内部水分蒸发而引起的体积变化称为干缩；先是自由水、湿度<40%时凝胶水也会蒸发 ◆干缩系数为0.5～0.9mm/m ◆砼的干缩主要由水泥石的干缩引起 ◆影响因素：水泥品种、用量；单位用水量；集料用量 ◆改善措施：水泥用量，并保证一定的集料用量，减小水灰比，充分捣实混凝土，加强混凝土的早期养护。

6、混凝土的耐久性 指混凝土在使用过程中，抵抗周围环境介质作用，保持其强度和使用质量的能力。 混凝土的耐久性主要是指混凝土抗渗性、抗冻性、抗化学腐蚀性、耐磨性以及碱---集料反应等技术。 a.混凝土的抗渗性指混凝土对液体或气体渗透的抵抗抵抗能力。b.混凝土的抗冻性指混凝土在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。c.抗化学侵蚀性主要指淡水侵蚀、海水侵蚀、酸碱的侵蚀等，机理同水泥石的化学侵蚀。海水除硫酸盐侵蚀外还有反复干湿作用、海浪的冲击磨损、氯离子对钢筋的锈蚀等d.混凝土的碳化指空气中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水。混凝土碳化导致混凝土内部碱度降低，钢筋表面的钝化膜破坏，引起钢筋的锈蚀。e、.碱-集料反应指混凝土水泥的碱与集料中某些碱活性集料发生化学反应，引起混凝土膨胀、开裂、甚至破坏。==碱集料反应的类型：@碱—硅反应：碱与集料中的活性二氧化硅反应 @碱—碳酸盐反应：碱与集料中的活性碳酸盐反应。===碱集料反应发生的条件：①集料具有活性②砼中含有一定数量的可溶性碱③有一定的湿度===碱集料反应防御措施：◆对重要工程的集料进行碱活性检验；◆使用含碱量小于0.6%的水泥或采用抑制碱-集料反应的掺和料◆当使用含有钾、钠离子的砼外加剂时，必须专门试验 7、普通水泥混凝土的组成材料：水泥、水、集料、适量的掺合料和外加剂

A、水泥1.品种——五大品种水泥、特种水泥 2.强度等级——原则：高对高，低对低 水泥强度过高，用量低，和易性不好水泥强度过低，用量高，不经济，易收缩

选用原则一般混凝土：混凝土强度的1.1～1.6倍 高强度混凝土：0.7～1.2倍 B、粗集料 技术要求包括：（1）强度（2）坚固性（3）级配（4）最大粒径的选择（5）表面特征和形状 （6）有害杂质的含量（7）碱活性 C、（3）级配◆混凝土粗集料应采用连续粒级；◆单粒级和连续粒级矿质集料的级配应满足规范要求；◆级配选择 @ 连续级配：所配制砼较密实，工作性好，不易离析，但消耗水泥量较高；@ 间断级配：空隙率低，密实高强，水泥耗量少，但易离析，需强力振捣；

（7）碱活性检验◆长期处于潮湿环境的重要工程，应进行碱活性检验@含有活性二氧化硅：砂浆长度法@含有活性碳酸盐：岩相法@存在碱-硅反应危害时：砼中碱含量应≤3kg/m3@存在碱-碳酸盐反应危害时：不宜用作砼集料

D、 细集料级配和细度模数◆采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂或海砂；◆优质砼用砂应该具有高密度、小比面@细度模数：1、按细度模数分为粗砂、中砂、细砂；2、细度模数只反映全部颗粒的粗细程度，不能反应颗粒的级配情况；3、细度模数相同级配不同的砂可配制出性质不同的砼；4、配制砼时，应同时考虑细度模数和级配。

8、混凝土配合比：是指单位体积的混凝土中各组成材料之间的比例关系。确定这种数量比例关系的工作,

称为混凝土配合比设计。 第六章

1、砖是指砌筑用的人造小型石材，外形多为直角六面体， 也有各种特形砖。其长度不超过365mm，宽度不超过240mm，高度不超过115mm。

2、分类 按制造工艺的不同可分为：a、烧结砖：烧结普通砖、烧结多孔砖以及烧结空心砖和空心砌块（简称空心砖） b、非烧结砖 ：蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、炉渣砖和碳化

3、烧结普通砖 定义：以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰等为主要原料，经成型、焙烧而成的实心或孔洞率不大于15%的砖，称为烧结普通砖。a、生产工艺为：原料→配料调制→制坯→干燥→焙烧→成品。b、原料中主要成分：A12O3和Si02，还有少量的Fe203、CaO等

4、烧结普通砖的类型 分类：a 按照使用原料不同分：烧结普通粘土砖（N）、烧结页岩砖（Y）、烧结煤矸石砖（M） 、烧结粉煤灰砖（F）。b 按照抗压强度分为：MU30、MU25、MU20、MU15和MU10五个强度等级c 根据尺寸偏差、外观质量、泛霜和石灰爆裂等情况分为优等品（A）、一等品（B）和合格品（C）。 5、烧结普通砖的技术要求 外形尺寸与部位名称

外形:直角六面体（又称矩形体）(长240mm，宽115mm，厚53mm)4块砖长、8块砖宽、l6块砖厚度都为1m，512块砖可砌1m3的砌体。

名称：240mm×115mm的面称为大面 240mm×53mm的面称为条面 l15mm×53mm的面称为顶面

6、砌块 是用于砌筑的人造板材，外形多为直角六面体，也有各种异形的。

分类：a按外形尺寸：小型砌块、中型砌块和大型砌块。b按材料品种：普通混凝土砌块、轻集料混凝土砌 块和硅酸盐混凝土砌块。c按有无孔洞可分为：实心砌块与空心砌块。d按其用途分为：承重砌块和非承重砌块。E按其使用用途分为：带饰面的外墙体用砌块、内墙体用砌块、楼板用砌块、围墙砌块和地面用砌块等。 第七章

1、无机结合料稳定材料俗称为半刚性基层材料，是在粉碎或原状松散的土中，掺入一定量的无机结合料（水泥、石灰、工业废渣等）和水，经拌和、压实及养生后得到的具有较高后期强度，整体性和水稳定性均较好的一种建筑材料。特点：稳定性好、抗冻性能强、结构本身自成板体等特点，但由于耐磨性较差。应用：用于路面结构的基层和底基层。

2、 无机结合料稳定材料的分类：石灰稳定土、水泥稳定土、石灰粉煤灰稳定土、水泥稳定碎石、石灰粉煤灰稳定碎石。

3、水泥稳定材料 定义：在破碎或原来松散的土中，掺入适量的水泥和水，经拌和均匀后，压实成型，并经一定龄期养生硬化后，所得到的抗压强度符合规定要求的混合料称为水泥稳定材料。

4、石灰稳定材料 定义：在粉碎或原来松散的土中，掺入足量的石灰和水，经拌和、压实及养生后，得到的抗压强度符合规定的硬化材料称为石灰稳定材料。

5、石灰工业废渣稳定材料 定义：一定数量的石灰和工业废渣（粉煤灰、煤渣、高炉矿渣、钢渣等）与其它集料相配合，加入适量的水，经拌和、压实及养生后得到的混合料，当其抗压强度符合规定的要求时，称为石灰工业废渣稳定材料。 2）无侧限抗压强度

试验方法：静力压实法 。。 试件尺寸：细粒土：小试件，Φ×h:50×50mm；；中粒土：中试件，Φ×h:100×100mm；；粗粒土：大试件，Φ×h:150×150mm 。。 ① 制备试件

（1）试料准备：对于无机结合料稳定细粒土、中粒土和粗粒土，每组至少应分别制备6个、9个和13个试件。

（2）拌料及闷料：首先称取一定量的风干土样，按最佳含水量计算出所需要的加水量，将水均匀地洒在土样中，拌匀后，放在密闭的容器中浸润备用。

（3）掺入结合料：在浸润后的试料中，掺入预定剂量的水泥（或石灰），并充分拌和均匀。对于水泥稳定土要求在1h内制备成试件，否则作废；对于石灰土和水泥石灰综合稳定土可将石灰和土一起拌匀。

（4）制件：将称好的试料倒入已放好下压柱的试模中，均匀插实，然后将上压柱放入试模中，在千斤顶上或压力机上加压，直到上、下压柱都压入试模中为止（持荷1分钟）。 （5）脱模：取下试模进行脱模。

② 养生 养生时间：共7天，前六天在恒温恒湿养护箱内养生，最后一天，应将试件浸泡在水中进行养护。 温度 ：在淮安以北地区应保持20℃±2℃；；在淮安以南地区应保持25℃±2℃ 质量损失： 小试件：<1g ；；中试件：<4g；；大试件：<10g

③强度测定 将试件放在材料强度试验仪上，以1mm/min的变形速度进行加载，记录试件破坏时的最大压力P，并从破坏的试件内部取有代表性的样品测定其含水量。 对于小试件：Rc=P/A=0.00051P 对于中试件：Rc=P/A=0.000127P

对于大试件：Rc=P/A=0.000057P Rc为试件无侧限抗压强度，MPa 第九章

1、沥青材料是由一些极其复杂的高分子的碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属的衍生物所组成的混合物。

2、石油沥青以石油为原料，经各种工艺炼制而成。石油沥青是由多种碳氢化合物及其非金属的衍生物组成的混合物。

3、化学组分分析方法是将沥青分离为化学性质相近，而且与其工程性质有一定联系的几个组，这些组就称为组分。石油沥青的三组分分析法是将石油沥青分离为：油分、树脂和沥青质三个组分。石油沥青的四组分分析法是将石油沥青分离为：饱和分、芬香分、胶质和沥青质。胶体结构 可分为： 溶胶型结构、溶-凝胶型结构、凝胶型结构。

4、石油沥青的技术性质（三大指标：延度、针入度、软化点）

（1）物理常数 @沥青密度是在规定温度条件下单位体积的质量。15℃@相对密度是在规定温度下，沥青质量与同体积水质量之比。25℃

（2）黏滞性 沥青的黏滞性是反映沥青材料内部阻碍沥青粒子产生相对流动的能力，简称为黏性以绝对黏度表示。工程中通常采用条件粘度反映沥青的粘性。条件黏度有针入度和黏度两种。针入度是在规定温度条件下，以规定质量的标准针经过规定的时间贯入沥青试样的深度。

（3）延性是当沥青材料受到外力拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，以延度作为条件延性的表征指标。

（4）温度敏感性 @ 软化点是人为选定的沥青由固态到液态的转变温度范围中的一个条件粘度。沥青软化点越高，沥青的高温稳定性越好。针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度，软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度。因此，软化点既是反映沥青材料温度稳定性的一项指标，又是沥青粘度的一种量度。@ 沥青的针入度指数——评价沥青技术性质的一个重要指标，既可以反映沥青的感温性，又可以划分沥青的胶体结构。针入度指数愈大，表示沥青对温度的敏感性愈低。划分沥青的胶体结构：PI＜-2者，属溶胶型沥青、PI=-2～+2之间者，属溶-凝胶型沥青、PI＞+2者，属凝胶型沥青。

@ 脆点 沥青材料在低温下受到瞬时荷载时常表现为脆性破坏，沥青脆性的测定极为复杂。 5、沥青路面气候分区指标的选择分为高温分区（夏炎热区、夏热区、夏凉区）、低温分区（冬严寒区、冬寒区、冬冷区、冬温区）和雨量分区（潮湿区、湿润区、半干区、干旱区）指标。 第十章 1、（1）沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。（2）类型：沥青混凝土混合料、沥青碎石混合料（密级配沥青碎石混合料、开级配沥青碎石混合料、半开级配沥青碎石混合料）、沥青玛蹄脂碎石混合料 。

2、 分类（1）按结合料分类：石油沥青混合料、煤沥青混合料（2）按矿质集料级配类型分类： 连续级配沥青混合料、间断级配沥青混合料（3）按沥青混合料级配组成及空隙率分类：密级配沥青混合料：按密实原则设计，常采用连续型密级配沥青混合料，设计空隙率3～6%）、、开级配沥青混合料：主要以粗集料 嵌挤组成，细集料和填料较少，通常设计空隙率大于18%、、半开级配沥青混合料：介于密级配和开级配之间，由适当比例的粗集料、细集料及少量填料（或不加填料）与沥青拌制而成，剩余空隙率为6%～12%。（4）按公称最大粒径分类：特粗式：公称集料最大粒径等于或大于31.5mm。 粗粒式：公称集料最大粒径为26.5mm中粒式：公称集料最大粒径为16mm或19mm细粒式：公称集料最大粒径为9.5mm或13.2mm砂粒式（沥青石屑或沥青砂）：公称集料最大粒径小于4.75mm（5）按沥青混合料施工工艺分类：热拌热铺沥青混合料、冷拌(常温)沥青混合料、再生沥青混合料。

3、沥青混合料的组成结构 通常按其矿质混合料的组成分为三种结构类型：（1）悬浮-密实结构：连续型密级配，细料多，粗料少，粘聚力C 较高，内摩擦角 较小，高温稳定性较差。（2）骨架-空隙结构：连续型开级配，细料少，粗料多， 粘聚力C 较低，内摩擦角 较大，高温稳定性较好。（3）密实-骨架结构：间断型密级配，粗料、细料较多，粘聚力C 较高，内摩擦角 较大，具有较好的高温稳定性。 4、沥青混合料的技术性质：（1）高温稳定性（2）低温抗裂性（3）耐久性（4）抗滑性（5）施工和易性 （1）高温稳定性 是指沥青混合料在夏季高温（通常为60℃）条件下， 经车辆荷载长期重复作用后，不产生车辙和波浪等病害的性能。@评价方法：马歇尔试验、车辙试验等@马歇尔试验：试件尺寸：直径101.6mm，高63.5mm三项指标：马歇尔稳定度、流值和马歇尔模数。马歇尔稳定度是指标准试件在规定温度和加荷速度下，在马歇尔仪中最大的破坏荷载。流值是达到最大破坏荷载时试件的垂直变形。@@车

辙试验a、评价指标：动稳定度 b、动稳定度：：将沥青混合料制成30Omm×30Omm×50mm的标准试件，在60℃温度条件下，以一定荷载的轮子 (轮压0.7MPa)，在同一轨迹上作一定时间的反复行走，形成一定的车辙深度，然后计算试件变形1mm所需试验车轮行走的次数，即为动稳定度。

（2）低温抗裂性 @沥青混合料不出现脆裂、低温缩裂、温度疲劳等现象,以保证路面在冬季低温时不产生裂缝的性质。 @低温开裂的两种形：气温骤降，材料低温收缩造成的开裂；低温收缩疲劳裂缝@@我国规范中规定的评定方法：低温线性收缩系数试验；低温弯曲试验；低温劈裂试验。。（低温弯曲试验：将轮碾成型后切制的250mm×30mm ×35mm的小梁试件，跨径200mm，按50mm/min的加荷速度，在跨中施加集中荷载，测得试件的抗弯强度，弯拉应变及弯曲劲度模量。） （3）耐久性 沥青混合料在外界因素长期作用下不破坏的性质。（阳光、空气、水、车辆荷载）@ 沥青混合料的耐久性主要是指其水稳定性、耐老化性和耐疲劳性。 @我国现行规范采用空隙率、饱和度和残留稳定度等指标表征沥青混合料的耐久性。 @@沥青混合料的主要体积参数：

①沥青混合料试件的毛体积相对密度指沥青混合料单位毛体积（实体+开口孔隙+闭口孔隙）的干质量。 ②沥青混合料的最大理论相对密度 指沥青混合料试件全部为矿料和沥青所组成，即空隙率为零的最大密度。油石比Pbi是指沥青占矿质混合料的百分率。 沥青用量Pai是指沥青占沥青混合料的百分率。 ③沥青混合料试件 空隙率——试件压实后，矿料及沥青以外的空隙的体积占试件总体积的百分率。 ④沥青混合料试件矿料间隙率——试件全部矿料以外的体积占试件总体积的百分率。

⑤沥青混合料试件有效沥青饱和度——试件矿料间隙中扣除被集料吸收的沥青以外的有效沥青的体积在VMA中所占的百分率。

⑥ 沥青混合料的残留稳定度

残留稳定度：是指浸水马歇尔试验通过浸水48h马歇尔试件的稳定度与常规 测定的马歇尔试件的稳定度的比值。水稳定性评定：浸水马歇尔试验（残留稳定度）、冻融劈裂试验（残留强度比）。。残路稳定度越大，沥青混合料的水稳定性越高。冻融劈裂试验是以沥青混合料试件受水冻融循环作用后的劈裂破坏强度与试件受冻前的劈裂破坏强度的比值，称为残留强度比。其值越大，沥青混凝料在水冻融循环作用下的水稳定性越高。 @@沥青混合料的耐疲劳性:

疲劳：指材料在荷载重复作用下，产生不可恢复的强度衰减积累所引起的一种现象。疲劳强度：沥青混合料出现疲劳破坏的重复应力值；相应的疲劳破坏的次数称为疲劳寿命。沥青混合料疲劳试验的方法：①实际路面在真实汽车荷载作用下，疲劳破坏试验；②大型环道试验和加速加载试验；③实验室小型试件的疲劳试验（简单弯曲试验、简单拉伸试验）

（4）抗滑性 一般 通过矿质集料的微表面性质、混合料的级配组成、沥青质量和用量等进行控制。@为提高沥青路面的抗滑性能应采用表面粗糙、坚硬、耐磨光性好的粗集料。@沥青用量对抗滑性的影响非常敏感，若沥青用量超过最佳沥青用量的0.5%，沥青路面的抗滑系数就会明显降低。@含蜡量对沥青混合料的抗滑性也有明显影响。

（5）施工和易性 沥青混合料应具有良好的施工和易性，保证混合料易于拌和、摊铺和碾压。@影响因素：A矿料级配：开级配或间断级配的矿料易离析，细集料太少沥青就不易均匀地分布在粗颗粒表面，细集料过多则拌和困难；B沥青用量：沥青用量过少或矿粉过多时，沥青混合料容易疏松不易压实，沥青用量过多易使混合料粘结成团，不易摊铺；C施工条件：碾压、摊铺温度等

5、沥青混合料的粉胶比是指沥青混合料的矿料中0.075mm通过率与有效沥青含量的比值。

硅酸三钙 矿物组成 C3S 含量 /% 水化速度 水化热 强度 耐化学侵蚀 干缩性 37～60 最多 较快 中 高 中 中 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙 C2S 15～37次之 慢 低 早期低后期高 良 小 C3A 7～15 少 快 高 低 差 大 C4AF 10～18 少 中 中 中(抗折强度高) 优 小 名称 代号 硅酸盐水泥 Ⅰ型 P·Ⅰ 硅酸盐熟Ⅱ型 P·Ⅱ 硅酸盐熟料，掺加≤5%石灰石和粒化矿渣 普通水泥 P·O 硅酸盐熟料，掺加6%～15%混合材料 矿渣水泥 P·S 硅酸盐熟料，掺加20%～70%粒化矿渣 火山灰水泥 P·P 硅酸盐熟料，掺20%～50%火山灰质混合材料 2.80～3.10 900～1000 粉煤灰水泥 P·F 硅酸盐熟料，掺加20%～40%粉煤灰 2.80～3.10 900～1000 主要成分 料，不加混合材 密度（g/cm） 堆积密度（kg/m） 强度等级 1.硬化 2.早期强度 特 性 3.水化热 4.抗冻性 5.耐热性 6.干缩性 7.抗渗性 8.耐蚀性 333.00～3.15 1000～1600 42.5、42.5R 52.5、52.5R 62.5、62.5R 快 高 高 好 差 较小 较好 差 3.00～3.15 2.80～3.10 1000～1600 1000～1200 32.5、32.5R 32.5、32.5R 32.5、32.5R 32.5、32.5R 42.5、42.5R 42.5、42.5R 42.5、42.5R 42.5、42.5R 52.5、52.5R 52.5、52.5R 52.5、52.5R 52.5、52.5R 较快 较高 高 较好 较差 较小 较好 较差 慢 低 低 差 好 较大 差 好 慢 低 低 差 较差 较大 较好 好 慢 低 低 差 较差 较小 较好 好