土木工程材料思考題答案

1、土木工程材料思考題答案緒論1、土木工程材料的研究在現(xiàn)代建筑業(yè)中有何意義？ （1）建材在基建總費用中占很大比例（總投資的60%） （2）建筑形式、結構設計、施工方法等受建材品種、質量的制約（3）建材量大面廣，涉及資源、能源、環(huán)境等各方面，具有綜合的、巨大的社會經(jīng)濟效益。2、土木工程材料可分為哪幾類？ 按組成：金屬材料、無機非金屬材料、有機材料、復合材料；按作用：結構材料、功能材料；按使用部位：墻體材料、屋面材料、地面材料等。3、選用土木工程材料的基本原則是什么？ （1）就地取材，選用技術成熟、經(jīng)濟實用的建材（2）遵照有關政策法規(guī)，合理使用利廢、節(jié)能的新材料，淘汰粘土磚等落后傳統(tǒng)建材（3）綜合考慮

2、材料性能、施工進度、熱工及抗震等建筑性能要求、工程投資等因素?？傊龅剑簝r廉物美、滿足使用要求、綜合效益好。4、對于傳統(tǒng)土木工程材料與新品種材料的使用應抱什么態(tài)度？ 傳統(tǒng)建材有長久的歷史、廣泛的應用，但面臨社會的發(fā)展、技術進步更新，也暴露出不足和落后，應結合地區(qū)特點、工程性質、市場規(guī)律進行合理利用和改進。新型建材既存在技術成熟、經(jīng)濟可行方面的問題，也面臨人們觀念更新、設計與施工、銷售配套等問題，因此，既不要盲目照搬，也不要消極保守，應積極而慎重地推廣使用。第一章 土木工程材料的基本性質 1、材料的密度、表觀密度、體積密度、堆積密度有何區(qū)別？材料含水后對它們有何影響？ （1）定義、測試方法；

3、（2）大?。?0 0（3）適用對象：塊材，散粒狀；（4）影響因素：孔隙率、含水率。2、試分析材料的孔隙率和孔隙特征對材料的強度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性、導熱性及吸聲性的影響？ 孔隙率越大，表觀密度越小、強度越低。開孔能提高材料的吸水性、透水性、吸聲性，降低抗凍性。細小的閉孔能提高材料的隔熱保溫性能和耐久性。細小的開孔能提高材料的吸聲性。3、一塊磚，外形尺寸240*115*53mm，從室外取來時重量為2700g，浸水飽和后重量為2850g，絕干時重量為2600g，求此磚的含水率、吸水率、干表觀密度。 W含=（2700-2600）/2600*100%W吸=（2850-2600）/2600*100%

4、0=2600/（24*11.5*5.3）4、某石灰石的密度為2.70g/cm3，孔隙率為1.2%，將該石灰石破碎成石子，石子的堆積密度為1580kg/m3，求此石子的表觀密度和空隙率。0=（1-0.012）*2.70 P=（1-1580/0）*100% 5、某巖石在氣干、絕干、水飽和狀態(tài)下測得的抗壓強度分別為172、178、168MPa，求該巖石的軟化系數(shù)？并指出該巖石可否用于水下工程？K軟=168/178K軟0.85 6、建筑物的屋面、外墻、基礎所使用的材料各應具備哪些性質？屋面：抗彎、抗沖、輕質、抗?jié)B、抗凍、保溫隔熱、耐候性。 外墻：抗壓、抗沖、輕質、抗?jié)B、抗凍、保溫隔熱、耐候性、隔聲。

5、基礎：抗壓、耐水、耐腐蝕、抗?jié)B。 7、材料的組成是如何影響其性能的？ 對于材料研究而言，原子是材料的基本組成單位。原子間鍵合力的強弱，決定了材料的強度、熔點、導電性等性能。原子量的大小，決定了材料的密度。原子的外層電子，決定了材料的化學活性。8、材料的結構是如何影響其性能的？ 材料的宏觀結構（孔結構、構造）與其強度、滲透性、保溫性能等密切相關，在材料加工、材料宏觀物理力學性能計算等方面有所應用；材料的細觀結構（相組織、微裂縫等）與其使用性能（老化、斷裂等）密切相關；材料的微觀結構（晶體、非晶體）與其物理力學性能（強度、硬度、彈塑性、導熱性等）密切相關。9、材料科學的基本原理？舉例說明。 材料的

6、組成、結構決定其性能。例：混凝土材料，通過調整原材料品種及配合比，可以獲得具有不同強度、表觀密度等性質的混凝土；通過抽孔、引氣等措施改變其宏觀結構，可改變其表觀密度、滲透性等性質；通過控制微裂縫、水化程度，可改變其強度。10、材料的性能與使用性能有何關系？ 材料在使用過程中，受到外加荷載、環(huán)境介質的作用，隨著時間的增長，材料的組成、結構將發(fā)生變化，從而造成性能變化。所以，材料的性能與材料的使用性能有聯(lián)系、又有區(qū)別?？梢赃@樣理解，材料的性能表示“標準狀態(tài)”下、某一時刻的測試結果；材料的使用性能表示“實際使用條件”下、隨著時間變化而造成的材料組成、結構的變化。11、材料的耐久性包括哪些內(nèi)容？ 耐久

7、性表示材料在長期使用過程中，能保持其原有性能而不變質、破壞的性質。材料在使用過程中所受的破壞作用包括：物理作用（外力、干濕交替、冷熱變化、凍融循環(huán)）、化學作用（大氣和環(huán)境水中的酸、堿、鹽等有害物質的侵蝕，日光、紫外線的作用等）、生物作用（蟲蛀、菌類腐朽）。耐久性是一種綜合性質，包括：抗凍性、耐熱性、耐光性、大氣穩(wěn)定性、抗化學腐蝕性等。12、固體廢棄物的資源化利用應注意哪些問題？ 固體廢棄物的利用不應造成新的污染，不應對產(chǎn)品性能有所損害，注意原材料質量波動，應保證原料供應。第二章 氣硬性無機膠凝材料 1、某住宅室內(nèi)抹灰采用石灰砂漿，交付使用后出現(xiàn)墻面普遍鼓包開裂，試分析其原因。要避免這種情況發(fā)生

8、，應采取什么措施？原因：石灰消解不完全或含有較多過火石灰，使用后繼續(xù)消解產(chǎn)生膨脹。 措施：采用優(yōu)質石灰、充分消解。2、解釋名稱：生石膏、熟石膏、死燒石膏、過燒石膏、硬石膏、軟石膏、石膏、石膏、磷石膏、氟石膏、脫硫石膏。生石膏：天然二水石膏；熟石膏：建筑石膏、半水硫酸鈣；死燒石膏：不溶性硬石膏、無水硫酸鈣；過燒石膏：高溫煅燒石膏；硬石膏：天然無水石膏；軟石膏：天然二水石膏；石膏：高強石膏；石膏：建筑石膏；磷石膏：生產(chǎn)磷酸時產(chǎn)生的廢渣，屬化工石膏之一；氟石膏：生產(chǎn)氫氟酸時產(chǎn)生的廢渣，屬化工石膏之一。3、為什么說石膏是一種綠色建材？ 石膏生產(chǎn)能耗低；石膏水化產(chǎn)物與原料的成分相同，形成良性循環(huán)；石膏輕

9、質、快凝。4、如何改善石膏的耐水性？ 使石膏水化產(chǎn)物提高耐水性，如加入礦渣、水泥等形成水化硅酸鈣；石膏制品表面作防水處理，如紙面石膏板。5、什么是硅酸鹽制品？舉例說明。 硅質原料與鈣質原料在濕熱條件下反應，形成以水化硅酸鈣為主的水化產(chǎn)物。如：灰沙磚，加氣混凝土等。6、什么是氣硬性膠凝材料？舉例說明。 只能在空氣中凝結硬化并保持和發(fā)展其強度的膠凝材料。如：石膏、石灰等。第三章 水泥 1、硅酸鹽水泥體積安定性不良的原因？如何檢查判斷水泥的體積安定性？水泥安定性不合格怎么辦？原因：水泥中含有過多的游離氧化鈣或游離氧化鎂，石膏摻量過多。水泥硬化后，繼續(xù)水化，形成膨脹性產(chǎn)物。 檢測：游離氧化鈣用沸煮法，

10、游離氧化鎂和過量石膏往往不進行檢驗，而由生產(chǎn)廠控制其含量。 安定性不合格的水泥不得使用。某些安定性輕度不合格的水泥存放24周后，可能合格，但須重新標定水泥標號。2、既然硫酸鹽對水泥石具有腐蝕作用，為何在生產(chǎn)水泥時加入的適量石膏對水泥石無腐蝕作用？硫酸鹽對水泥石有腐蝕作用，是因為在變形能力很小的水泥石內(nèi)產(chǎn)生膨脹性產(chǎn)物鈣礬石。生產(chǎn)水泥時摻入的適量石膏也會與水化鋁酸鈣反應產(chǎn)生鈣礬石，但這主要發(fā)生在水泥漿體凝結前，尚有可塑性，且硬化初期水泥石中毛細孔含量較高，可容納鈣礬石的少量膨脹，故對水泥石結構無破壞。若摻入石膏過多，在水泥硬化后繼續(xù)產(chǎn)生大量鈣礬石，將有破壞作用。3、硅酸鹽水泥與熟石灰混合使用是否會

11、引起體積安定性不良？為什么？不會。氫氧化鈣的硬化產(chǎn)生體積收縮。氧化鈣的水化產(chǎn)生膨脹會造成安定性不良。4、何謂活性混合材和非活性混合材？活性混合材產(chǎn)生水硬性的條件是什么？活性混合材：常溫下可與氫氧化鈣發(fā)生水化反應，生產(chǎn)凝結硬化并生產(chǎn)強度的混合材。其活性來源主要是活性氧化硅、氧化鋁。 條件：需激發(fā)劑（堿性激發(fā)劑、硫酸鹽激發(fā)劑）、濕熱條件。5、為什么摻混合材水泥的早期強度較低，而后期強度發(fā)展較多？熟料含量較少，而活性氧化硅、氧化鋁與氫氧化鈣的反應較緩慢，因此早期強度較低，而經(jīng)過二次反應，硬化后主要組成是水化硅酸鈣和鈣礬石，比硅酸鹽水泥石結構更致密，因此后期強度可能超過硅酸鹽水泥。6、下列混凝土工程中

12、應優(yōu)先選用何種水泥？不宜使用何種水泥？（1）處于干燥環(huán)境中的混凝土工程（2）采用濕熱養(yǎng)護的混凝土構件（3）大體積混凝土工程（4）水下混凝土工程（5）高強度混凝土工程（6）高溫爐的混凝土基礎（7）嚴寒地區(qū)受反復凍融的混凝土工程（8）有抗?jié)B要求的混凝土工程（9）混凝土路面工程（10）冬季施工混凝土工程。（1）處于干燥環(huán)境中的混凝土工程普通硅酸鹽水泥。干縮較小。不宜用火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥，因干縮大、易碳化起粉。（2）采用濕熱養(yǎng)護的混凝土構件摻混合材的硅酸鹽水泥。濕熱養(yǎng)護有利于活性激發(fā)。不宜用高鋁水泥、快硬硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥，因后期強度損失明顯。（3）大體積混凝土工程摻混合材的硅酸

13、鹽水泥。水化熱低。不宜用快硬硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、普通水泥、高鋁水泥。（4）水下混凝土工程摻混合材的硅酸鹽水泥?？管浰治g能力好。不宜用快硬硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥。（5）高強度混凝土工程硅酸鹽水泥、普通水泥、復合水泥。標號高。不宜用粉煤灰水泥。（6）高溫爐的混凝土基礎礦渣硅酸鹽水泥、高鋁水泥。耐熱性好。（7）嚴寒地區(qū)受反復凍融的混凝土工程硅酸鹽水泥、普通水泥?？箖鲂院?。不宜用摻混合材的硅酸鹽水泥。（8）有抗?jié)B要求的混凝土工程火山灰硅酸鹽水泥、普通水泥?？?jié)B性好。不宜用礦渣硅酸鹽水泥。（9）混凝土路面工程硅酸鹽水泥、普通水泥。耐磨性好。不宜用火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥。（10）冬季施工混凝

14、土工程快硬硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、普通水泥。早期強度高，水化熱大。不宜用摻混合材的硅酸鹽水泥。第四章 混凝土1、影響混凝土受壓彈性模量的因素和影響抗壓強度的因素是否相同？影響的效果是否一致？ 骨料的彈性模量越高、骨料用量越多，則混凝土彈性模量越高?；炷翉姸仍礁?，彈性模量越高。 普通混凝土受力破壞時，裂紋首先從骨料與水泥石間的界面引發(fā)，并向水泥石中擴展，裂紋貫通導致混凝土破壞。因此，界面粘結強度、水泥石強度決定了混凝土的強度。2、工程中對普通混凝土的質量要求有哪些？和易性、強度、變形、耐久性。3、砂、石的級配如何表示？級配良好的砂、石有何特征？砂、石級配良好對混凝土性能有何影響？ 砂的級配用累

15、積篩余表示，并根據(jù)0.63mm篩的累計篩余劃分為三個級配區(qū)（、）。石子的級配也用累計篩余表示，并根據(jù)累計篩余劃分為三種級配（連續(xù)、單粒徑、間斷）。 級配良好，表示大小骨料的搭配程度良好，即骨料的空隙率小。 骨料級配良好，在用水量不變的情況下可改善混凝土的和易性，有利于施工；若流動性不變，水泥用量保持不變，則可降低用水量，使混凝土強度、耐久性提高、變形降低；若流動性、強度不變，則可降低水泥用量、降低水化熱。4、什么是石子的最大粒徑？為什么要限制最大粒徑？工程上如何確定最大粒徑？ 公稱粒級的上限稱為石子的最大粒徑。 石子最大粒徑太大時，受攪拌設備、混凝土構件的截面尺寸及鋼筋間距等影響，混凝土不易攪

16、拌均勻或不能保證密實成型。 石子的最大粒徑應不大于構件最小截面尺寸的1/4，且應不大于鋼筋凈距的3/4。對實心板材應不大于板材厚度的1/2且不大于50mm。5、提高混凝土耐久性的基本原則是什么？應嚴格控制哪些因素？ 選擇適宜的水泥品種，降低水泥石的孔隙率。 應嚴格控制水灰比，保證一定的水泥用量、養(yǎng)護時的濕度及養(yǎng)護時間。6、混凝土的水灰比是根據(jù)混凝土的什么性質來確定的？ 配制強度或耐久性。7、在混凝土中摻入減水劑可取得哪些經(jīng)濟技術效果？ 若用水量不變，則坍落度可增加50150mm；若流動性及水泥用量不變，則可減水10%25%，提高強度10%30%；若流動性及強度不變，則可減水10%25%，節(jié)約水

17、泥10%20%；改善混凝土拌合物的粘聚性、保水性；提高混凝土耐久性。第五章 建筑砂漿1、砂漿有哪些用途？ 砌筑、抹面、裝飾、防水、絕熱、吸音、耐酸等。2、用于不吸水基層和吸水基層的砌筑砂漿，影響其強度的主要因素各是什么？ 不吸水基層：水泥標號、水灰比。 吸水基層：水泥標號、水泥用量。3、抹面砂漿與砌筑砂漿相比，有何特點？ 基本要求是具有良好的和易性、較高的粘結強度。抹面砂漿不承受外力，分多層涂抹，與基層接觸面較大，應防止干縮、開裂。抹面砂漿主要起裝飾、防護作用。4、配制砂漿時，為什么除水泥外常常還要加入一些其他膠凝材料？ 一般水泥標號大于砂漿強度所需，故常常加入一些廉價的其他膠凝材料以提高砂漿

18、的流動性、保水性。5、為什么提倡使用商品砂漿？ 商品砂漿采用工業(yè)化生產(chǎn)，質量穩(wěn)定，性能好，施工現(xiàn)場污染少，使用方便。第六章 工程石材、墻體材料和屋面材料 1、石材的分類？根據(jù)地質形成條件，巖石分為：巖漿巖、沉積巖、變質巖。按作用，常用石材分為：飾面石材、構筑用石材。2、墻體材料的分類？ 按產(chǎn)品外形，墻體材料可分為三類：磚、砌塊、板材。按承載能力，墻體材料分為承重墻材料、非承重墻材料。第七章 土木工程用鋼材和鋁合金 1、含碳量對碳素鋼的性能有何影響？ 隨含碳量增加，碳素鋼的硬度提高、塑性降低、韌性降低、冷脆性及時效敏感性增大，強度先增后降（1%）。2、拉伸試驗可測定鋼材哪些力學性能？它對選用鋼材

19、有何用途？ 屈服點、抗拉強度、伸長率。在拉伸應力-應變曲線上，可以得知彈性模量、韌性、曲強比（安全可靠性、強度利用率）。 以屈服點為強度取值依據(jù)。3、某鋼材試樣，直徑10mm，長度100mm，當荷載達26.69kN時開始塑性變形，當荷載最高達47.10kN時被拉斷，拉斷后試樣長度116mm，斷口直徑6.7mm，求該鋼材的屈服強度、極限強度、伸長率、斷面收縮率？屈服強度=26.69*1000/（3.14*5*5）（MPa） 極限強度= 47.10*1000/(3.14*5*5) （MPa） 伸長率10 = (116-100)/100*100% 斷面收縮率=(10*10-6.7*6.7)/(10*

20、10)*100% 4、鋼材冷加工的目的？ 經(jīng)過冷加工強化，鋼材的屈服強度提高，沖擊韌性降低。在工程上，可節(jié)約鋼材，但受沖擊荷載的部位不得使用冷拉、冷拔鋼筋。5、鋼材熱處理的目的？ 退火的目的是降低硬度以便進行切削加工。淬火的目的是提高硬度和耐磨性、獲得良好的綜合性能（強度高、韌性好）?；鼗鸬哪康氖窍齼?nèi)應力、降低脆性、改善機械性能。表面熱處理的目的是使鋼件的表面層具有高硬度和耐磨性，芯部具有足夠的塑性和韌性。6、繪制鋼筋冷拉強化的應力-應變圖，并說明冷加工的作用。 經(jīng)過冷加工強化，鋼材的屈服強度提高，沖擊韌性降低。第八章 木材 1、木材在使用前為何要進行干燥？干燥至何種程度？ 木材具有濕脹干縮

21、的性質。 干燥至平衡含水率。2、某一松木試件（纖維飽和點30%，=0.05），其含水率11%，此時其順紋抗壓強度64.8MP，問：（1）在標準含水率狀態(tài)下其抗壓強度是多少？（2）含水率分別為20%、30%、40%時的強度各為多少？15=w*（1+*（W-15）=64.8*（1+0.05*（11-15）第九章 高分子建筑材料 1、熱塑性樹脂與熱固性樹脂主要不同點有哪些？ 熱塑性樹脂為線型或支鏈型分子，耐熱性差、耐腐蝕性差、可溶可熔、強度較低、變形較大，主要用于非結構材料。熱固性樹脂固化后形成體型分子，強度較大、粘結力強、耐熱性好、變形小，主要用于結構材料，也可用于非結構材料。2、粘合劑能與被粘結

22、物牢固粘結的條件？ 粘合劑與被粘物很好的浸潤；極性粘合劑適用于粘結極性材料；粘合劑良好固化；膠層厚度適當。第十章 瀝青與瀝青混合料 1. 瀝青的三大指標是什么？分別對應什么技術性質？ 針入度表征粘性，延度表征塑性，軟化點表征溫度穩(wěn)定性。2. 瀝青的結構是怎樣的？各組分對瀝青的技術性質有何影響？瀝青溶液是一種膠體溶液。瀝青質是分散相，油分是分散介質；瀝青質與油分不親和，而膠質與瀝青質、油分皆親和；膠質包裹瀝青質形成膠團，分散在油分中，形成穩(wěn)定的膠體。根據(jù)油分含量的多少，分為溶膠型、凝膠型瀝青。油分是使瀝青具有流動性的主要因素，其含量越多瀝青的軟化點越低；樹脂使瀝青具有良好的塑性和粘結性；地瀝青質是決定瀝青溫度敏感性、粘性的重要組分，其含量越高，則軟化點越高、粘性越大、但也越硬越脆。石蠟是瀝青中的有害成分，它使瀝青的粘結性、塑性降低、溫度敏感性增大。3. 瀝青的分類？ 按來源，瀝青分為：地瀝青、焦油瀝青。地瀝青又分為石油瀝青、天然瀝青。按用途，瀝青分為：道路