土木工程材料陳正習(xí)題答案

第1章材料的基本性質(zhì)

【習(xí)題】

1-1材料的密度、表觀密度、堆積密度有何區(qū)別？如何測(cè)定？

答：密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量；表觀密度是指材料在自然狀

態(tài)卜，單位體積的質(zhì)量，也稱體積密度；堆積密度是指散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體

枳的質(zhì)量。

測(cè)定材料密度時(shí)，應(yīng)先把材料磨成細(xì)粉（粒徑小于0.2mm）,經(jīng)干燥至恒重后用比重

瓶（李氏瓶）測(cè)定其體積，然后將重量除以體積計(jì)算得到密度值。

測(cè)定表觀密度時(shí)，對(duì)于外形規(guī)則的材料，只需要用尺測(cè)量其體積，再稱其質(zhì)量，即可

算得。對(duì)于不規(guī)則材料，先稱取干燥材料的重量，再手采用排水法測(cè)定其體積，在測(cè)定前

材料表面應(yīng)預(yù)先涂上蠟，以防止水分滲入材料內(nèi)部而使測(cè)值不準(zhǔn)。

對(duì)于堆積密度的測(cè)定，通過已標(biāo)定容積的容器測(cè)定散粒材料的體積，再稱出材料重

量，即可計(jì)算出堆積密度。

1-2材料的孔隙率和空隙率有何區(qū)別？如何計(jì)算？

答：孔隙率是指材料體積內(nèi)，孔隙體積所占的比例。其公式表示為：

P=^^xl00%=1—包X100%

匕IP）

空隙率是指散粒狀材料在某堆枳體積中，顆粒之間的空隙體積所占的比例。其公式表

示為：

p，=￡%x100%=（1一包］x100%

%\Po）

1-3什么是耐水材料？如何表示？

答：材料長(zhǎng)期在水作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性，材料的耐水

性用軟化系數(shù)表示，工程中通常將KR>0.85的材料稱為耐水材料。

1-4影響材料吸水性的主要因素有哪些？材料含水對(duì)哪些性質(zhì)有影響？影響如何？

答：影響材料吸水性的主要因素有：①材料本身的性質(zhì)，即材料是親水性還是憎水性

的；②材料孔隙率大小，材料孔隙率越大，吸水性越大；③材料孔隙特征，開口連通細(xì)孔吸

水性大，粗孔和細(xì)孔比，開口孔一定時(shí)，孔越細(xì)吸水率越大。

材料含水會(huì)影響材料的表觀密度、堆積密度、抗凍性、導(dǎo)熱性和強(qiáng)度等。材料含水會(huì)

使材料的表觀密度、堆積密度變大，而抗凍性、導(dǎo)熱性和強(qiáng)度會(huì)下降。

1-5簡(jiǎn)述材料的吸水性、吸濕性、抗凍性、導(dǎo)熱性的含義及表示方法。

答：材料的吸水性是指材料在水中能吸收水分的性質(zhì)，材料的吸水性用吸水率來(lái)表

示，包括質(zhì)量吸水率和體積吸水率兩種表示。

材料的吸濕性是指材料在潮濕的空氣中吸收水分的性質(zhì)，材料的吸濕性用含水率表

o

材料的抗凍性是指材料在水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，也不嚴(yán)

重降低強(qiáng)度的性質(zhì)，材料的抗凍性用抗凍等級(jí)表示。

材料的導(dǎo)熱性是指當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量將由溫度高的一側(cè)，通過材料傳遞到

溫度低的一側(cè)，材料這種傳導(dǎo)熱量的能力，稱為材料的導(dǎo)熱性，材料的導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù)表

不0

1-6普通磚進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，干燥狀態(tài)時(shí)的破壞荷載為207KN,吸水飽和時(shí)的破壞

荷載為172.5KN。若試驗(yàn)時(shí)磚的受壓面積均為A=I1.5xl2cm,問此磚用在建筑物中常與水

接觸的部位是否可行？

解：干燥時(shí)的抗壓強(qiáng)度于干=［黑=15Mpa

吸水飽和后的抗壓強(qiáng)度/飽水后=1co=12.5Mpa

軟化系數(shù)K=—占=9=0.833

趣水后15

常與水接觸的部位，材料的軟化系數(shù)要求大于0.85,該材料的軟化系數(shù)0.833<0.85,

所以該材料不能滿足要求。

1-7一塊標(biāo)準(zhǔn)尺寸為240x115x53mm的普通粘土磚，吸水飽和后重為2900g,烘干至

恒重為2500g,將該磚磨細(xì)過篩再烘干后取50g,用李氏瓶測(cè)得其體積為18.5cm3。求磚的

吸水率、密度、表觀密度及孔隙率。

2900-2500

解：質(zhì)量吸水率叱〃=x100%=16%

2500

密度p--~比1=2.7g/cm3

m950()

表觀密度夕0=—=--------------------=1.71g/cm，

Vo24x11.5x5.3

孔隙率尸=(1—&]X100%=(1-歲)X100%=36.67%

1-8用容積為10L,質(zhì)量為6.20kg的標(biāo)準(zhǔn)容器，用規(guī)定的方法裝入干燥礫石并刮平,

稱得總質(zhì)量為21.30kg向容器內(nèi)注水至平滿，使礫石吸水飽和后，稱其總質(zhì)量為26.70

kg,將礫石取出擦干表面稱得質(zhì)量為17.30kg,求該礫石的表觀密度、堆積密度、空隙

率、開口孔隙率。

解：堆積密度加q=Qi：；62)=1.5x1O,依/加3

表觀密度Po=—=⑵-362)=222xIO?版/加3

VQ6.8￡

其中：丫含水=26.7—21.3=5.4L；V孔中水=17.3—(21.3—6.2)=2.2L

匕：隙=5.4—2.2=3.2L：匕=10—3.2=6.7L

空隙率4=1—包=坦二絲xl00%=32%

Po6.8

開口孔隙率「開=上選xl00%=—+xlOO%=32.35%

匕6.8

1-9當(dāng)某一材料的孔隙率增大時(shí)，下表內(nèi)其他性質(zhì)將如何變化？

孔隙率密度表觀密度強(qiáng)度吸水率抗凍性導(dǎo)熱性

增大不變變小變小變大變差變小

1-10什么叫材料的耐久性？提高材料的耐久性有何意義？

答：材料的耐久性泛指材料在使用條件下，受各種內(nèi)在或外來(lái)自然因素及有害介質(zhì)的作

用，能長(zhǎng)久地不改變其原有性質(zhì)、不破壞，長(zhǎng)久地保持其使用性能的性質(zhì)。

在設(shè)計(jì)建筑物使用材料時(shí)，必須考慮材料的耐久性問題，因?yàn)橹辉谶x用耐久性好的材

料，才能保證材料的經(jīng)久耐用。提高材料的耐久性，可以節(jié)約工程材料、保證建筑物長(zhǎng)期安

全、減少維修費(fèi)用、延長(zhǎng)建筑物使用壽命。

第2章氣硬性膠凝材料

【習(xí)題】

2-1何謂氣硬性膠凝材料、水硬性膠凝材料？?jī)烧卟町愂鞘裁矗?/p>

答：所謂氣硬性膠凝材料，是指只能在空氣中硬化并保持或繼續(xù)提高其強(qiáng)度的膠凝材

料，氣硬性膠凝材料一般只適合用于地上或干燥環(huán)境，不宜用于潮濕環(huán)境，更不可用于水中。

水硬性膠凝材料是指不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化并保持或繼續(xù)提高其

強(qiáng)度的膠凝材料，水硬性膠凝材料既適用于地上，也適用于地下或水中。

2-2生石灰、熟石灰、建筑石膏的主要成分是什么？

答：生石灰的主要成分是CaO；熟石灰的主要成分是為Ca（OH）2;建筑石膏的主要

成分是。型的CaSO40.5H2O?

2-3石灰漿體是如何硬化的？石灰有哪些特性？其用途如何？

答：石灰漿在空氣中的硬化是物理變化過程（干燥結(jié)晶作用）和化學(xué)反應(yīng)過程（碳化作

用）兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過程。結(jié)晶過程是指石灰膏中的游離水分一部分蒸發(fā)掉，一部分被砌體

吸收。氫氧化鈣從過飽和溶液中結(jié)晶析出，晶相顆粒逐漸靠攏結(jié)合成固體，強(qiáng)度隨之提高。

碳化過程是指氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成不溶于水的、強(qiáng)度和硬度較高的碳酸

鈣，析出的水分逐漸蒸發(fā).

石灰具有以下特性：（1）保水性、可塑性好；（2）硬化慢、強(qiáng)度低；（3）體積收縮

大；（4）耐水性差；（5）吸濕性強(qiáng)。

石灰的用途：（1）拌制灰漿、砂漿；（2）拌制灰土、三合土；（3）加固含水的軟土地基；

（4）磨制生石灰粉；（5）生產(chǎn)硅酸鹽制品。（6）制作碳化石灰板材。

2-4石灰在使用前為什么要“過篩和陳伏”？

答：生石灰中不可避免含有過火石灰及其他雜質(zhì)，過火石灰因?yàn)殡S煨燒溫度的提高和

時(shí)間的延長(zhǎng)，已分解的CaO體積收縮，CaO晶粒粗大，毛體積密度增大，質(zhì)地致密，表面常

被粘土雜質(zhì)融化形成的玻璃釉狀物包覆，因此過火石灰與水反應(yīng)速度慢，熟化速度慢。當(dāng)過

火石灰用于工程中，其顆粒會(huì)在石灰漿硬化后才吸收水分發(fā)生水化作用，于是會(huì)產(chǎn)生體積膨

脹引起局部鼓泡或脫落，影響工程質(zhì)量。為消除這類雜質(zhì)的危害，石灰在使用前應(yīng)進(jìn)行過篩

和陳伏。

2-5某建筑內(nèi)墻面使用石灰砂漿，經(jīng)過一段時(shí)間后發(fā)生了這些情況：

（1）墻面出現(xiàn)了開花和麻點(diǎn)；（2）墻面出現(xiàn)了不規(guī)則的裂紋。試分析原因。

答：墻面出現(xiàn)了開花和麻點(diǎn)的原因主要是石灰尚未完全熟化就用于抹面，經(jīng)過一段時(shí)

間后，抹灰層中的這些未熟化的石灰會(huì)吸收空氣中的水分繼續(xù)熟化，體積膨脹，致使抹灰

層出現(xiàn)開花和麻點(diǎn)。

墻面出現(xiàn)了不規(guī)則的裂紋主要是石灰硬化過程中體積大量收縮所致。

2-6建筑石膏與高強(qiáng)石膏有何不同？

答；建筑石膏是以P型半水硫酸鈣為主要成分，是將天然二水石膏（或主要成分為二水石

膏的化工石膏）加熱，溫度為65?75℃時(shí)，開始脫水，至107?170℃時(shí)，脫去部分結(jié)晶水而

得。而高強(qiáng)石膏是以a型半水硫酸鈣為主要成分，是將二水石膏置于蒸壓釜中，在0.13Mpa

的水蒸汽中（124℃）加熱脫水而成生的。

a型半水石膏晶粒較p型半水石膏粗大、比表面積小，使用時(shí)拌和用水量少（石膏用量的

35%?45%）,硬化后有較高的密實(shí)度，所以強(qiáng)度較高。

2-7簡(jiǎn)述建筑石膏水化、凝結(jié)與硬化的過程。

建筑石膏加水后，首先溶于水，隨后與水發(fā)生水化反應(yīng)生成二水石膏，由于水化產(chǎn)物

二水石膏在水中的溶解度比B型半水石膏小得多，因此，。型半水石膏的飽和溶液對(duì)于二水石

膏就成了過飽和溶液，從而逐漸形成晶核，晶核達(dá)到某一臨界值以后，二水石膏就結(jié)晶析出。

這時(shí)溶液濃度降低，使得新的一批半水石膏又繼續(xù)溶解和水化。如此循環(huán)進(jìn)行，直到。型半

水石膏全部消盡。

隨著水化的進(jìn)行，析出的二水石膏膠體晶體的不斷增多，水分逐漸減少，漿體開始失

去可塑性，此時(shí)稱為初凝。隨著漿體稠度繼續(xù)增加，顆粒之間的摩擦力、粘結(jié)力逐漸增

大，彼此互相聯(lián)結(jié)，使石膏開始產(chǎn)生結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，表現(xiàn)為終凝。

石膏終凝后，其晶粒仍在逐漸長(zhǎng)大、連生和互相交錯(cuò)，使其強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)，直至完全

干燥，強(qiáng)度停止發(fā)展，最后成為堅(jiān)硬的固體。

2-8建筑石膏的等級(jí)是依據(jù)什么劃分的？

答：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB9776-88的規(guī)定，建筑石膏按其凝結(jié)時(shí)間、細(xì)度、強(qiáng)度指標(biāo)分為

三級(jí)，即優(yōu)等品、一等品、合格品。

2-9為什么建筑石膏是一種很好的室內(nèi)裝飾材料，但不適用于室外？

答：建筑石膏硬化后表面細(xì)膩，呈白色，是一種很好的室內(nèi)裝飾材料，建筑石膏加砂、

緩凝劑和水拌合成石膏砂漿，用于室內(nèi)抹灰，其表面光滑、細(xì)膩、潔白、美觀。石膏砂漿也

可作為膩?zhàn)佑米饔推岬鹊拇虻讓印＝ㄖ嗉泳從齽┖退韬铣墒酀{體，可作為室內(nèi)粉刷

的涂料。

由于硬化后建筑石膏的孔隙率較大，二水石膏又微溶于水，具有很強(qiáng)的吸濕性和吸水

性，如果處在潮濕環(huán)境中，晶體間的粘結(jié)力削弱，強(qiáng)度顯著降低，遇水則晶體溶解而引起破

壞，所以石膏及制品的耐水性較差，不能用于潮濕室外環(huán)境中。

2-10什么是水玻璃的模數(shù)？水玻璃的模數(shù)與水玻璃的性質(zhì)有何關(guān)系？

答：水玻璃分子式中SiO2和NazO的分子比n稱為水玻璃模數(shù)，即二氧化硅馬氧化鈉的摩

爾數(shù)比，一般在1.5?3.5之間。水玻璃的模數(shù)的大小決定水玻璃的性質(zhì)。n值越大，水玻璃的

粘度越大，粘結(jié)能力愈強(qiáng)，易分解、硬化，但也難溶解，體積收縮也大。

2-11水玻璃有哪些用途？

答：水玻璃的用途包括：（1）配制快凝防水劑；（2）配制耐熱砂漿、耐熱混凝土或耐

酸砂漿、耐酸混凝土；（3）涂刷建筑材料表面,可提高材料的抗?jié)B和抗風(fēng)化能力；（4）加固

地基，提高地基的承載力和不透水性。

第3章水泥

【習(xí)題】

3-1生產(chǎn)硅酸鹽水泥的主要原料有哪些？

答：生產(chǎn)硅酸鹽水泥的主要原料有：石灰質(zhì)原料，主要提供CaO；粘土質(zhì)原料，主要

提供SiO?、AbCh、FezCh;還有鐵礦粉作為輔助原料。

3-2生產(chǎn)硅酸鹽水泥為什么要摻入適量石膏？

答：加入適量石膏是為了延緩水泥的凝結(jié)時(shí)間。若水泥中無(wú)石膏存在或摻量太少，C3A

會(huì)使水泥瞬間產(chǎn)生凝結(jié)。石膏摻量過多，會(huì)引起水泥體積安定性不良。

3-3試述硅酸鹽水泥的主要礦物成分及其對(duì)水泥性能的影響。

答：硅酸三鈣水化速度快、水化熱大，強(qiáng)度高；硅酸二鈣水化速度慢、水化熱少、早

期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高；鋁酸三鈣水化速度最快、熱化熱也最大，但強(qiáng)度低；鐵鋁酸四鈣

水化速較快，水化熱中等、強(qiáng)度發(fā)展也較快，強(qiáng)度較低。

3-4硅酸鹽水泥的主要水化產(chǎn)物有哪幾種？水泥石的結(jié)構(gòu)如何？

答：硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物是：水化硅酸鈣、水化鐵酸鈣凝膠；氫氧化鈣晶體、水化鋁

酸鈣晶體、水化硫鋁酸鈣晶體。

水泥石的結(jié)構(gòu)：凝膠體、晶體，和未水化的水泥顆粒及孔隙。

3-5試述水泥細(xì)度對(duì)水泥性質(zhì)的影響，怎樣檢驗(yàn)？

答：（1）水泥顆粒的細(xì)度直接影響水泥的水化、凝結(jié)硬化、強(qiáng)度、干縮及水化熱等。（2）

水泥顆粒越細(xì)，水化作用發(fā)展迅速充分，使凝結(jié)硬化的速度加快，早期強(qiáng)度越高。（3）水泥

顆粒過細(xì)，容易與空氣中的水分和二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，使水泥不易久存，過細(xì)的水泥硬化時(shí)

產(chǎn)生的干縮大，且生產(chǎn)能耗高，使成本提高。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的細(xì)度通過勃氏透氣儀測(cè)定比表面積確定,

要求比表面積不小于300m2/kg；而其他水泥的細(xì)度用篩析法，要求在80Hm的方孔篩卜.的篩

余不大于10%,45Hm方孔篩上的篩余不大于30%。

3-6造成硅酸鹽水泥體積安定性不良的原因有哪幾種，怎樣檢驗(yàn)？

答：造成水泥體積安定性不良，一般是由熟料中所含游離氧化鈣、游離氧化鎂過多或摻入

石膏過多等原因所造成。國(guó)家標(biāo)掂規(guī)定，由游離的氧化鈣過多引起的水泥體積安定性不良

可用雷氏法或試餅法檢驗(yàn)。試餅法是用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿做成試餅，經(jīng)恒沸3小時(shí)后用肉

眼觀察未發(fā)現(xiàn)裂紋，用直尺檢驗(yàn)沒有彎曲；雷氏法是用雷氏夾中的水泥漿經(jīng)沸煮三小時(shí)

后，測(cè)定雷氏夾指針尖端的距離。

3-7試述硅酸鹽水泥的強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律及影響因素。

答：強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律為：水泥的水化和凝結(jié)硬化從顆粒表面深入到內(nèi)部是有一個(gè)時(shí)間過程

的，水化速度開始比較快，強(qiáng)度發(fā)展也比較快，以后逐漸減慢。不同水泥的強(qiáng)度發(fā)展不完

全相同，摻較多活性混合材料的硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度比較低，后期增進(jìn)率高。

3-8在下列工程中適宜選擇哪些水泥品種？

①現(xiàn)澆混凝土梁、板、柱，冬季施工；

②高層建筑基礎(chǔ)底板（具有大體積混凝土特性和抗?jié)B要求）；

③南方受海水侵蝕鋼筋混凝土工程；

④高爐煉鐵爐基礎(chǔ)；

⑤高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土梁；

@地下鐵道工程；

⑦冬季施工的東北某大橋的沉井基礎(chǔ)及橋梁墩臺(tái)。

?緊急搶修的軍事工程

答：①現(xiàn)澆混凝土梁、板、柱，冬季施工，選擇硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥：

②高層建筑基礎(chǔ)底板（具有大體積混凝土特性和抗?jié)B要求），選擇礦渣水泥和粉煤灰水泥

③南方受海水侵蝕鋼筋混凝土工程，選擇礦渣水泥和火山灰水泥

④高爐煉鐵爐基礎(chǔ)，選擇鋁酸鹽水泥

⑤高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土梁，選擇硅酸鹽水泥和普通水泥

@地下鐵道工程，選擇普通硅酸鹽水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥

⑦冬季施工東北某大橋的沉井基礎(chǔ)及橋梁墩臺(tái)，選擇礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥

⑧緊急搶修的軍事工程，選擇鋁酸鹽水泥

3-9某工程用一批普通水泥，強(qiáng)度檢臉結(jié)果如下，試評(píng)定該批水泥的標(biāo)號(hào)。

齡期抗壓強(qiáng)度/MPa抗壓破壞荷載/KN

3d4.05,4.20,4.1041.0,42.5,46.0,45.5,43.0,43.5

28d7.00,7.50,8.50112,115,114,113,108,115

解：根據(jù)GBT17671-1999水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)

(1)該水泥3d的平均抗折強(qiáng)度

(4.05+4.20+4.10)/3=4.12MPa

平均值的±10%的范圍為：

上限：4.12x(1+10%)=4.53MPa

下限:4.12x(1-10%)=3.71MPa

顯然，三個(gè)試件抗折強(qiáng)度值中無(wú)超過平均值±10%的，因此3d抗折強(qiáng)度應(yīng)取三個(gè)試件

抗折強(qiáng)度值的算術(shù)平均值，即：4.12MPa

(2)該水泥3d的抗壓強(qiáng)度

根據(jù)公式力=工F，

，A

0.625x41.0=25.63MPa

0.625x42.5=26.56MPa

0.625x46.0=28.75MPa

0.625x45.5=28.44MPa

0.625x43.0=26.88MPa

0.625x43.5=27.19MPa

(25.63+26.56+28.75+28.44+26.88+27.19)/6=27.24MPa

平均值的±10%的范圍為：

上限：27.24x(1+10%)=29.96MPa

下限:27.24x(1-10%)=24.52MPa

顯然，三個(gè)試件抗壓強(qiáng)度中無(wú)超過平均值±10%的，因此3d抗壓強(qiáng)度應(yīng)取六個(gè)試件抗

壓強(qiáng)度值的算術(shù)平均值，即：27.24MPa

(3)該水泥28d的平均抗折強(qiáng)度

(7.00+7.50+8.50)/3=7.67MPa

平均值的±10%的范圍為：

上限:7.67x(1+10%)=8.44MPa

下限：7.67x(1-10%)=6.90MPa

顯然，。當(dāng)三個(gè)強(qiáng)度值中有超出平均值士10%時(shí)，應(yīng)剔除后再取平均值作為抗折

強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果。(7.00+7.50)/2=7.25MPa

因此28d抗折強(qiáng)度應(yīng)取兩個(gè)試件抗折強(qiáng)度值的算術(shù)平均值，即：7.25MPa

(4)該水泥28d的抗壓強(qiáng)度

根據(jù)公式工=￡,

A

0.625x112=70MPa

0.625x115=71.88MPa

0.625x114=71.25MPa

0.625x113=70.63MPa

0.625x108=67.50MPa

0.625x115=71.88MPa

(70+71.88+71.25+70.63+67.50+71.88)/6=70.52MPa

平均值的土10%的范圍為：

上限:70.52x(1+10%)=77.57MPa

下限：70.52x(1-10%)=63.47MPa

顯然，三個(gè)試件抗壓強(qiáng)度中無(wú)超過平均值±10%的，因此28d抗壓強(qiáng)度應(yīng)取六個(gè)試件抗

壓強(qiáng)度值的算術(shù)平均值，即：70.52MPa

(5)判定

根據(jù)測(cè)定計(jì)算結(jié)果，該水泥3d的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度分別為4.12MPa和27.24

MPa,該水泥28d的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度分別為7.25MPa和70.52MPa,所以該水泥強(qiáng)度

等級(jí)為52.5。

3-10現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)水泥廠生產(chǎn)的硅酸鹽水泥熟料，其礦物成分如下表所示:

生產(chǎn)廠CJS(%)C2s(%)C3A(%)CiAF(%)

甲54201016

乙4528720

若用上述熟料分別制成硅酸鹽水泥，試估計(jì)這兩個(gè)廠生產(chǎn)的水泥性能有何差異？為什么？

答：強(qiáng)度方面：由于水化硅酸鈣是影響強(qiáng)度的主要因素，而c3s的含量甲〉乙，C.S和

C2s的總量上甲〈乙，因而甲的早期強(qiáng)度高于乙，但后期強(qiáng)度乙有可能和甲相當(dāng)甚至超過

甲；

水化熱方面：水泥熟料中放熱量主要受C3s和C3A的影響，而C3s和C3A的含量，甲〉

乙，因而甲的水化熱高于乙；

凝結(jié)時(shí)間方面：影響凝結(jié)時(shí)間的主要是C3s和C3A的含量，而C3s和C3A的含量，甲〉

乙，因而甲的凝結(jié)速度高于乙；

抗侵蝕能力方面：影響水泥抗侵蝕能力的是水化產(chǎn)物Ca(OH)2和C3AH6的含量，這主要受

C3s和C3A的含量的影響，C3s和C3A的含量，甲〉乙，因而甲的抗侵蝕能力低于乙。

3-11硅酸鹽水泥石腐蝕的類型主要有哪幾種？產(chǎn)生腐蝕的主要原因是什么？防止腐蝕的措

施有哪些？

答：硅酸鹽水泥石腐蝕的類型有：軟水侵蝕(溶出性侵蝕)：軟水能使水化產(chǎn)物中的

Ca(OH)2溶解，并促使水泥石中其它水化產(chǎn)物發(fā)生分解；鹽類腐蝕：硫酸鹽先與水泥石結(jié)

構(gòu)中的Ca(OH)2起置換反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鈣，硫酸鈣再與水化鋁酸鈣反應(yīng)生成鈣鈕石，發(fā)生體

積膨脹；鎂鹽與水泥石中的Ca(OH)2反應(yīng)生成松軟無(wú)膠凝能力的Mg(OH)2；酸類腐蝕：

COz與水泥石中的Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3,再與含碳酸的水反應(yīng)生成易溶于水的碳酸氫

鈣，硫酸或鹽酸能與水泥石中的Ca(OH)2反應(yīng)；強(qiáng)堿腐蝕：鋁酸鹽含量較高的硅酸鹽水泥

遇到強(qiáng)堿也會(huì)產(chǎn)生破壞。腐蝕的防止措施：①根據(jù)工程所處的環(huán)境，選擇合適的水泥品

種；②提高水泥石的密實(shí)程度；③表面防護(hù)處理。

3-12試說明下列原因：

(1)生產(chǎn)硅酸鹽水泥必須摻入適量石膏；

(2)水泥出廠前嚴(yán)格控制水泥熟料中的MgO和SO3:

(3)測(cè)定凝結(jié)時(shí)間時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿。

(1)生產(chǎn)硅酸鹽水泥必須摻入適量石膏；

答：由于硅酸鹽水泥熟料的重要組成之一——鋁酸三鈣在純水中反應(yīng)非常快，會(huì)發(fā)生“閃

凝”現(xiàn)象，影響水泥的正常使用，而加入石膏后，由于石膏優(yōu)先與鋁酸三鈣反應(yīng)生成鈣機(jī)

石，從而阻止了“閃凝”的發(fā)生，因此加入石膏可以緩凝，保證水泥的正常使用。

但若石膏摻量過少，緩凝效果不明顯；而石膏過量時(shí)，將造成水泥體積安定性不良，因此

摻入必須適量。

(2)水泥出廠前嚴(yán)格控制水泥熟料中的MgO和SCh;

答：反映水泥硬化后體積變化均勻性的物理性質(zhì)指標(biāo)。水泥水化硬化過程往往伴隨體積變

化。如果這種變化是熟料礦物水化過程發(fā)生的均勻的體積變化，或伴隨水泥石凝結(jié)硬化過

程中進(jìn)行，則對(duì)建筑物質(zhì)量沒有什么影響。如果在水泥混凝土硬化后由于水泥中某些有害

成分的作用，在水泥石內(nèi)部產(chǎn)生了劇烈的不均勻體積變化，就會(huì)在建筑物內(nèi)產(chǎn)生破壞應(yīng)力

而導(dǎo)致建筑物質(zhì)量下降，甚至?xí)菇ㄖ镩_裂與崩塌。引起水泥體積安定性不良的主要因

素有水泥中S03含量過高，水泥熟料中的MgO含量過高，水泥熟料中的游離CaO含量過

高。

(3)測(cè)定凝結(jié)時(shí)間時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿。

答：水泥凝結(jié)時(shí)間與水泥漿的水灰比有關(guān)。例如，用水量過多，水泥水化速度雖然加快，

但水泥顆粒間距加大，凝結(jié)時(shí)間反而延長(zhǎng)；用水量的多少對(duì)水泥的性質(zhì)影響很大，故測(cè)定

凝結(jié)時(shí)間時(shí)必須測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，這樣的測(cè)定結(jié)果才有可比性。

3-13什么是活性混合材料和非活性混合材料？摻入硅酸鹽水泥中能起到什么作用？

答：活性混合材料中有一定的活性組分，常溫下能與水泥熟料水化時(shí)析出Ca(OH)2或在硫

酸鈣的作用下生成具有膠凝性質(zhì)的穩(wěn)定化合物。非活性混合材料與水泥礦物成分不起化學(xué)

反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)很弱，在水泥石中主要起填充作用，摻入硅酸鹽水泥中主要調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度

等級(jí)，增加產(chǎn)量，降低水化熱等。

3-14為什么摻較多活性混合材的硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度比較低，后期強(qiáng)度發(fā)展比較

快，長(zhǎng)期強(qiáng)度甚至超過同標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥？

答：摻較多活性混合材的硅酸鹽水泥中水泥熟料含量比較少，加水拌和后，熟料先水化，

水化后析出的Ca(OH)2作為堿性激化劑激化活性混合材料水化，生成水化硅酸鈣和水化硫

鋁酸鈣等水化產(chǎn)物.水化過程分兩步進(jìn)行，早起強(qiáng)度較低而后期強(qiáng)度發(fā)展較快。

3-15與普通水泥相比較，礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥在性能上有哪些不同，并分

析這四種水泥的適用和禁用范圍。

答：礦渣水泥保水性差、泌水性大。在施工中由于泌水而形成毛細(xì)管通道及水囊，水分的

蒸發(fā)又易引起干縮，影響混凝土的抗?jié)B性、抗凍性及耐磨性，適用于溫度較高和軟水、海

水、硫酸鹽腐蝕的環(huán)境中；火山灰質(zhì)水泥特點(diǎn)是易吸水，易反應(yīng)。在潮濕條件下養(yǎng)護(hù)可以

形成較多的水化產(chǎn)物，水泥石結(jié)構(gòu)比較致密，從而具有較高的抗?jié)B性和耐久性。如在干燥

環(huán)境中，所吸收的水分會(huì)蒸發(fā)，體積收縮，產(chǎn)生裂縫，因而不宜用于長(zhǎng)期處于干燥環(huán)境和

水位變化區(qū)的混凝土工程中，但適宜于大體積和抗?jié)B要求的混凝土及耐海水、硫酸鹽腐蝕

的混凝土中；粉煤灰水泥需水量比較低，干縮性較小，抗裂性較好。尤其適用于大體積水

工混凝土及地下和海港工程中，但不適宜抗碳化要求的混凝土中。

3-16白色硅酸鹽水泥對(duì)原料和工藝有什么要求？

答：白色硅酸鹽水泥嚴(yán)格控制氧化鐵的含量，此外有色金屬氧化物如氧化缽、氧化鈦、氧

化銘的含量也加以限制。由于原料中氧化鐵含量少，煨燒的溫度要提高到1550C左右。為

了保證白度，煨燒時(shí)應(yīng)采用天然氣、煤氣或重油做燃料，粉磨時(shí)不能直接用鑄鋼板和鋼

球，而應(yīng)采用白色花崗巖或高強(qiáng)陶瓷襯板，用燒結(jié)瓷球等作研磨體。

3-17膨脹水泥的膨脹過程與水泥體積安定性不良所形成的體積膨脹有何不同？

答：水泥體積安定性不良引起的膨脹是指水泥石中的某些化學(xué)反應(yīng)不能在硬化前完成，而

在硬化后進(jìn)行，并伴隨有體積不均勻的變化，在以硬化的水泥石中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，輕則引起

膨脹變形，重則使水泥石開裂?膨脹水泥的膨脹在硬化過程中完成，并且其體積是均勻地

發(fā)生膨脹。

3-18鋁酸鹽水泥有何特點(diǎn)？

答：鋁酸鹽水泥快硬早強(qiáng)，早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快，但后期強(qiáng)度可能會(huì)下降；水化熱大，而且集

中在早期放出；具有較好的抗硫酸鹽侵蝕能力；鋁酸鹽水泥不耐堿但耐高溫性能好。

3-19簡(jiǎn)述鋁酸鹽水泥的水化過程及后期強(qiáng)度下降的原因。

答：鋁酸鹽水泥在常溫下水化時(shí)生成低堿性的水化鋁酸鈣和氧化鋁凝膠。過程很快，反應(yīng)

很激烈，放出大量的熱?？捎糜趽尳?、搶修和冬季施工。但常溫下開始形成的水化物處在

亞穩(wěn)態(tài)，要向形成穩(wěn)定的水化物方向轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化使得內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變動(dòng)，因此鋁酸鹽

水泥的后期強(qiáng)度將下降并達(dá)到最低值，然后再有回升，影響因素主要有溫度濕度和水灰

比。溫度越高濕度越大水灰比越大則轉(zhuǎn)化的速度越快。但不管早期養(yǎng)護(hù)條件如何，其最低

強(qiáng)度基本不變。

3-20水泥的強(qiáng)度等級(jí)檢驗(yàn)為什么要用標(biāo)準(zhǔn)砂和規(guī)定的水灰比？試件為何要在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)

護(hù)？

答：水泥的強(qiáng)度檢驗(yàn)，本身是檢驗(yàn)水泥的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度或標(biāo)準(zhǔn)條件下的質(zhì)量指標(biāo)，所以要將所

有試驗(yàn)條件標(biāo)準(zhǔn)化，這樣得到的試驗(yàn)結(jié)果才有可重復(fù)性和可比性。任何條件的改變，包括

砂品種、水灰比、養(yǎng)護(hù)條件和試驗(yàn)程序的變化，均會(huì)影響水泥強(qiáng)度和其它性能測(cè)試結(jié)果,

所以在非標(biāo)準(zhǔn)條件卜測(cè)試的水泥強(qiáng)度結(jié)果，是無(wú)法用來(lái)判斷水泥是否達(dá)到水泥標(biāo)準(zhǔn)要求的

強(qiáng)度等級(jí)或質(zhì)量要求。

第4章混凝土

【習(xí)題】

4-1普通混凝土的組成材料有哪幾種？在混凝土中各起什么作用？

4-2何為骨料級(jí)配？當(dāng)兩種砂的細(xì)度模數(shù)相同時(shí)，其級(jí)配是否也相同？反之，如果級(jí)

配相同，其細(xì)度模數(shù)是否相同？

4-3骨料有哪幾種含水狀態(tài)？為何施工現(xiàn)場(chǎng)必須經(jīng)常測(cè)定骨料的含水率？

44什么叫減水劑、早強(qiáng)劑、引氣劑？簡(jiǎn)述減水劑的減水機(jī)理。

4-5粉煤灰摻入混凝土中，對(duì)混凝土產(chǎn)生什么效應(yīng)？

4-6如何測(cè)定塑性混凝土拌和物和干硬性混凝土拌和物的流動(dòng)性？它們的指標(biāo)各是什

么？單位是什么？

4-7影響混凝土拌和物和易性的主要因素有哪些？怎樣影響？改善混凝土拌和物和易

性的主要措施有哪些？

4-8如何判定混凝土拌和物屬于流態(tài)、流動(dòng)性、低流動(dòng)性、干硬性？

4-9在試拌混凝土?xí)r出現(xiàn)下列情況，拌和物和易性達(dá)不到要求，應(yīng)采取什么措施來(lái)改

善？

①混凝土拌和物黏聚性、保水性均好，但塌落度太小；

②混凝土拌和物塌落度超過原設(shè)計(jì)要求，保水性較差，且用棒敲擊一側(cè)時(shí)，混凝土發(fā)

生局部崩塌。

4-10配制混凝土?xí)r為什么要選用合理砂率？

4-11為什么混凝土在潮濕條件下養(yǎng)護(hù)時(shí)收縮較小，干燥條件下養(yǎng)護(hù)時(shí)收縮較大，而在

水中養(yǎng)護(hù)時(shí)幾乎不收縮？

4-12混凝土有哪幾種變形？這些變形對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有何影響？

4-13試述混凝土產(chǎn)生干縮的原因。影響混凝土干縮值大小的主要因素有哪些？

4一14采用哪些措施可以減小混凝土的徐變？

4-15試述溫度變形對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的危害。有哪些有效的防止措施？

4-16混凝土在下列情況下均能導(dǎo)致其產(chǎn)生裂縫，試解釋裂縫產(chǎn)生的原因，并指出主要

防止措施:

（I）水泥水化熱大；（2）水泥體積安定性不良；（3）大氣溫度變化大；（4）堿-骨料

反應(yīng)；（5）混凝土早期受凍；（7）混凝土遭到硫酸鹽侵蝕。

4-17如何確定混凝土的強(qiáng)度等級(jí)？混凝土強(qiáng)度等級(jí)如何表示？單位是什么？普通混凝

土劃分幾個(gè)強(qiáng)度等級(jí)？

4-18試簡(jiǎn)單分析下述不同的試驗(yàn)條件測(cè)得的強(qiáng)度有何不同及其原因。

①試件形狀不同（同橫截面的棱柱體試件和立方體試件）；

②試件尺寸不同；

③加荷速度不同；

④試件與壓板之間的摩擦力大小不同（涂油和不涂油）。

4-19影響混凝土彈性模量的因素有哪些？混凝土的彈性模量有幾種表示方法？常用的

是哪一種？怎樣測(cè)定？

4-20試結(jié)合混凝土的荷載一變形曲線說明混凝土的受力破壞過程。

4-21某住宅樓工程構(gòu)造柱用碎石混凝土，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C20,配制舲所用水泥28d

抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值為35.0MPa。已知會(huì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為4.0MPa,強(qiáng)度保證率為90%,試確定校

的配制強(qiáng)度及滿足強(qiáng)度要求的水灰比。

4-22試從混凝土的組成材料、配合比、施工、養(yǎng)護(hù)等幾個(gè)方面綜合考慮，提出提高混

凝土強(qiáng)度的措施。

4-23混凝土的W/C和相應(yīng)28d強(qiáng)度數(shù)據(jù)列于下表，所用水泥為42.5級(jí)普通水泥，試

求出強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式中的a。、%值（精確至0.01）。

編號(hào)12345678

W/C0.400.450.500.550.600.650.700.75

f/MPa36.335.328.224.023.020.618.415.0

4-24影響混凝土抗?jié)B性的因素有哪些？改善措施有哪些？

4-25試述混凝土耐?久性的含義。耐久性要求的項(xiàng)目有哪些？提高耐久性有哪些措施？

4-26某施工單位生產(chǎn)C20的混凝土，在一個(gè)月內(nèi)根據(jù)施工配合比先后留置了28組立

方體試塊，測(cè)得每組試塊的抗壓強(qiáng)度代表值（MPa）為：

29.5,27.5,24.0,26.5,26.0,25.2,27.6,28.5,25.6,26.1,26.7,24.1,25.2,

27.6,28.6,26.7,23.2,27.1,25.8,23.9,28.1,27.8,24.9,25.6,23.1,25.4,26.2,

29.6

試計(jì)算該批混凝土強(qiáng)度的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和保證率，并判定該批混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量能

否滿足95%保證率的要求。

4-27配制混凝土如何確定其坍落度？

4-28在進(jìn)行混凝土的配合比設(shè)計(jì)時(shí)，為什么必須進(jìn)行試配和調(diào)整？

4-29某實(shí)驗(yàn)室欲配制C20碎石混凝土，按計(jì)算配合比試配了25升，各材料用量分別

為：水泥4.5kg、砂9.2kg、石子17.88kg、水2.7kg。經(jīng)試配調(diào)整，在增加了10%水泥漿

后，新拌腔的和易性滿足了設(shè)計(jì)要求。經(jīng)測(cè)定新拌校的實(shí)際表觀密度為2450kg/m3,試確

定石仝的基準(zhǔn)配合比(以每In?不仝中各材料的用量表示)。就此配合比制作了邊長(zhǎng)為100mm

立方體試件一組，經(jīng)28d標(biāo)養(yǎng)，測(cè)得其抗壓強(qiáng)度值分別為26.8MPa、26.7MPa、27.5MPa,

試分析該殮強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求。(o=4.0MPa)

4-30某混凝土經(jīng)試拌調(diào)整后，得配合比為1:2.20:4.40,W/C=0.6,且已知Pc=3.10

g/m3,p5=2.60g/m3,p^=2.65g/m3o求每立方米混凝土各材料用量。

4-31使用碎石配制強(qiáng)度為34.5MPa的混凝土，所用水泥實(shí)際強(qiáng)度為53.5MPa,考慮到耐

久性，最大水灰比不得超過0.60,請(qǐng)確定初步水灰比。

4-32某混凝土工程所用水泥為425號(hào)普通水泥，密度3.129/cm\碎石表觀密度2.50

g/cn?,中砂表現(xiàn)密度為2.50g/cm3。已知混凝土配合比為1：3:5,水灰比為0.50。求每

立方米混凝土各種材料用多少千克。

4-33某嚴(yán)寒地區(qū)一室外現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓梯，要求混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C35,最小

截面尺寸為150mm,鋼筋最小凈距為50mm。施工單位新組建，擬采用人工攪拌和振搗成

型。試進(jìn)行該混凝土配合比設(shè)計(jì)。所用原材料條件如下。水泥：52.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，

密度3.1g/cm3,水泥強(qiáng)度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值的富余系數(shù)為1.13。砂：中砂，級(jí)配合格，表現(xiàn)密度

Pos=2.65g/cm3;堆積密度p：s=L55g/cm3;

含水量Ws=2.5%。碎石：最大粒徑31.5mm,級(jí)配合格，表觀密度p°g=2.80g/cn?；堆

積密度&s=L60g/cm3；含水量他=1%。水：自來(lái)水。

第5章砂漿

【習(xí)題】

5-1建筑砂漿的和易性包括哪些方面？如何測(cè)定？

答：砂漿的和易性稱為“砂漿的工作性”，砂漿的工作性主要通過下列兩個(gè)指標(biāo)體現(xiàn)：

（1）流動(dòng)性（稠度）：是指砂漿在自重或外力作用下是否易于流動(dòng)的性能。其大小用沉入量

（或稠度值）（毫米）表示。即砂漿稠度測(cè)定儀的圓錐體沉入砂漿深度的毫米數(shù)。

（2）保水性：新拌砂漿保存水分的能力稱為保水性，也指砂漿中各組成材料不易分離的性

質(zhì)。用保水率衡量砌筑砂漿的保水性。砂漿保水率就是用規(guī)定稠度的新拌砂漿，按規(guī)定的方

法進(jìn)行吸水處理，吸水處理后砂漿中保留的水的質(zhì)量，并用原始水量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來(lái)表示.

5-2影響砌筑砂漿強(qiáng)度的主要因素有哪些？如何影響？

答：影響砌筑砂漿抗壓強(qiáng)度的因素很多，如材料的性質(zhì)、砂漿配比、施工質(zhì)量等。此外砂漿

還受基層材料的吸水性的影響。

當(dāng)基層為不吸水材料（如致密的石材）時(shí)，砂漿的抗壓強(qiáng)度與混泥土相似，主要取決于

水灰比和水泥強(qiáng)度。當(dāng)基層為吸水材料（如磚或其他多孔材料）時(shí)，由于基層吸水性強(qiáng)，

即使砂漿用水量不同，但因砂漿具有一定的保水性，經(jīng)過底面吸水后，保留在砂漿中的水分

幾乎是相同的，因此砂漿的抗壓強(qiáng)度主要取決于水泥強(qiáng)度及水泥用量，而與砂漿拌合時(shí)的水

灰比無(wú)關(guān)。

5-3對(duì)抹面砂漿和砌筑砂漿的組成材料及技術(shù)性質(zhì)的要求有哪些不同？為什么？

答：（1）砌筑砂漿的組成材料有：水泥、石灰、砂和水。技術(shù)性質(zhì)要求，新拌砂漿應(yīng)具有良

好的和易性，容易在磚、石、砌體及結(jié)構(gòu)等的表面鋪成均勻的薄層，并與基底粘結(jié)牢固。新

拌砂漿的和易性包括流動(dòng)性和保水性兩方面的性能。此外，砌筑應(yīng)該有足夠的的抗壓強(qiáng)度和

粘結(jié)力，有一定的變形性能，受凍融影響的砌體結(jié)構(gòu)，對(duì)砂漿還有抗凍性的要求。

（2）凡涂抹在基底材料的表面，兼有保護(hù)基層和增加美觀作用的砂漿，可統(tǒng)稱為抹面砂漿。

與砌筑砂漿相比，抹面砂漿的特點(diǎn)和技術(shù)要求有：抹面層不承受荷載；抹面砂漿應(yīng)具有良好

的和易性，容易抹成均勻平整的薄層，便于施工；抹面層與基底層要有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度，使

其不脫落、不開裂；抹面層多為薄層，并分層涂沫，面層要求平整、光潔、細(xì)致、美觀；多

用于干燥環(huán)境，大面積暴露在空氣中。

抹面砂漿的組成材料與砌筑砂漿基本上是相同的。但為了防止砂漿層的收縮開裂，有時(shí)需

要加入一些纖維材料，或者為了使其具有某些特殊功能需要選用特殊骨料或摻加料。與砌筑

砂漿不同，對(duì)抹面砂漿的技術(shù)性質(zhì)主要不是抗壓強(qiáng)度，而是和易性以及與基底材料的粘結(jié)強(qiáng)

度。

5-4什么是混合砂漿？工程中為什么常采用水泥混合砂漿進(jìn)行抹面？

答：水泥混合砂漿一般由水泥、石灰膏、砂子拌和而成，一般用于地面以上的砌體。水泥混

合砂漿由于加入了石灰膏，改善了砂漿的和易性，操作起來(lái)比較方便，有利于砌體密實(shí)度和

工效的提高。此外水泥混合砂漿的干縮性較小，不容易產(chǎn)生龜紋的微裂縫。

5-5為什么抹面砂漿中常摻入纖維材料？

答：為了防止抹面砂漿層的收縮開裂，有時(shí)需要加入一些纖維材料，提高砂漿的塑性、韌性，

來(lái)改善砂漿的變形性能。

第6章建筑鋼材

【習(xí)題】

6-1低碳鋼的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線分為哪幾個(gè)階段？各階段的特點(diǎn)？

答：低碳鋼的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線可分為彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、頸縮階

段。彈性階段應(yīng)力較小，應(yīng)力與應(yīng)變呈正比例關(guān)系，當(dāng)外力去除后，試件可恢復(fù)

原狀，無(wú)殘余變形。屈服階段應(yīng)變的增長(zhǎng)比應(yīng)力快，應(yīng)力與應(yīng)變不再呈正比，開

始出現(xiàn)明顯的塑性變形。強(qiáng)化階段由于鋼材內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)中的晶格發(fā)生了畸變，

阻止了晶格進(jìn)一步滑移，鋼材抵抗塑性變形的能力又重新提高，鋼材得到強(qiáng)化。

頸縮階段鋼材試件抵抗變形的能力明顯降低，變形迅速發(fā)展，應(yīng)力逐漸下降，試

件被明顯拉長(zhǎng)。在某一薄弱截面，斷面開始明顯減小，產(chǎn)生頸縮現(xiàn)象直到被拉斷。

6-2鋼材的屈強(qiáng)比具有什么工程意義？

答：屈強(qiáng)比是指鋼材屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值大小，屈強(qiáng)比能反映鋼材的利用

率和結(jié)構(gòu)安全可靠程度。屈強(qiáng)比越小，鋼材可靠性就越大，結(jié)構(gòu)安全性越高。但

如果屈強(qiáng)比過小，鋼材會(huì)因有效利用率太低而造成浪費(fèi)。所以鋼材有合理的屈強(qiáng)

比，常用碳素結(jié)構(gòu)鋼的屈強(qiáng)比為0.58?0.63,低合金結(jié)構(gòu)鋼為0.65?0.75。

6-3鋼材的冷加工和時(shí)效對(duì)鋼材的性能有何影響？

答：鋼材經(jīng)冷加工及時(shí)效后，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度提高，而塑性、韌性和彈性模

量有所降低。

6-4影響鋼材沖擊韌性的主要因素有哪些？

答：鋼材的沖擊韌性受很多因素影響，主要影響因素有：（1）化學(xué)成分。鋼材中

有害元素硫、磷含量較高時(shí)，則沖擊韌性下降。（2）冶煉質(zhì)量。脫氧不完全、存

在化學(xué)偏析現(xiàn)象的鋼，沖擊韌性小。（3）冷加工及時(shí)效。鋼材經(jīng)冷加工及時(shí)效處

理后，沖擊韌性降低。（4）環(huán)境溫度影響。在較高溫度環(huán)境下，沖擊韌性值隨溫

度下降而緩慢降低，破壞時(shí)呈韌性斷裂。當(dāng)溫度降至某一范圍內(nèi)，隨著溫度的下

降，沖擊韌性值大幅度降低，鋼材開始發(fā)生脆性斷裂，此時(shí)的溫度稱為脆性臨界

溫度o

6-5含碳量對(duì)鋼材的力學(xué)性能有什么影響？

答：碳是影響鋼材性能的主要元素，當(dāng)含碳量低于0.8%時(shí)，隨著含碳量的增加，

強(qiáng)度和硬度提高，塑性及韌性降低；當(dāng)含碳量超過1.0%時(shí)，鋼材的強(qiáng)度反而下

降。此外，隨著含碳量的增加，鋼材的焊接性能變差，冷脆性和時(shí)效敏感性增大，

耐大氣銹蝕性下降。一般工程所用碳素鋼均為低碳鋼，含碳量小于0.25%;工程

中所用低合金鋼，其含碳量小于0.52%。

6-6為何要嚴(yán)格限制鋼材中的磷和硫的含量？

答：磷和硫是鋼中的有害元素，由煉鋼原料帶入鋼材。隨著磷含量的提高，鋼材

的強(qiáng)度和硬度提高，但塑性和韌性顯著下降。特別是溫度越低，對(duì)韌性和塑性的

影響越大，即引起所謂的“冷脆性”，磷還會(huì)顯著降低鋼材的焊接性。隨著硫含量

的增加，鋼材的熱脆性加大，各種機(jī)械性能降低，同時(shí)降低鋼材的可焊性、熱加

工性和抗腐蝕等性能。因此，必須要嚴(yán)格控制鋼材中的磷和硫的含量。

6-7碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)如何表示？

答：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》按照鋼的力學(xué)指標(biāo)把碳素結(jié)構(gòu)鋼劃分為Q195、Q215、

Q235、Q275四個(gè)牌號(hào)。牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母、屈服點(diǎn)數(shù)值、等級(jí)符號(hào)、脫

氧方法等四個(gè)部分按順序組成。其中“Q”代表屈服點(diǎn)，屈服點(diǎn)數(shù)值共有195MPa、

215Mpa、235Mpa和275MPa四種；質(zhì)量等級(jí)以硫、磷含量的多少分為A、B、

C、D四個(gè)等級(jí)；代表鋼材脫氧程度的符號(hào)，沸騰鋼為(F)、鎮(zhèn)靜鋼為(Z)、特殊鎮(zhèn)

靜鋼為(TZ)。其中，鎮(zhèn)靜鋼(Z)和特殊鎮(zhèn)靜鋼(TZ)在鋼的牌號(hào)組成表示方法中可省

略。例如：Q235BF表示屈服強(qiáng)度不小于235MPa的質(zhì)量等級(jí)為B級(jí)的沸騰碳素

結(jié)構(gòu)鋼。

6-8鋼材的腐蝕分為哪幾種？如何防止鋼材的腐蝕？

答：鋼材銹蝕的主要影響因素有環(huán)境濕度、溫度、侵蝕介質(zhì)的性質(zhì)及數(shù)量、鋼

材材質(zhì)及表面狀況等。根據(jù)鋼材與環(huán)境介質(zhì)的作用機(jī)理分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)

腐蝕兩類。防止或減少鋼材的腐蝕常采用耐腐蝕性強(qiáng)的鋼材、隔離外部介質(zhì)和

電化學(xué)保護(hù)等3個(gè)方面著手。

第7章墻體材料

【習(xí)題】

7-1燒結(jié)磚和砌塊如何評(píng)定其強(qiáng)度等級(jí)和質(zhì)量等級(jí)？

答：燒結(jié)磚根據(jù)抗壓強(qiáng)度平均值和標(biāo)準(zhǔn)值確定并分為5個(gè)等級(jí)：MU30、MU25、MU20、

MU15、MUlOo質(zhì)量等級(jí)分為：優(yōu)等品（A）、一等品（B）、合格品（C）三個(gè)等級(jí)。

砌塊按抗壓強(qiáng)度平均值和單塊最小值分為MU5.0、MU7.5、MU10.0,MU15.0,MU

20.0、MU25、MU30、MU35、MU40等九個(gè)等級(jí)。

7-2燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚的強(qiáng)度等級(jí)是是如何劃分的？

答：燒結(jié)多孔磚的強(qiáng)度等級(jí)根據(jù)抗壓強(qiáng)度平均值和標(biāo)準(zhǔn)值劃分為MUIO、MU15、MU20、

MU25、MU30五個(gè)等級(jí)。

燒結(jié)空心磚的強(qiáng)度等級(jí)根據(jù)抗壓強(qiáng)度平均值、標(biāo)準(zhǔn)值和單塊最小抗壓強(qiáng)度值劃分

為MU2.5、MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10.0五個(gè)等級(jí)。

7-3燒結(jié)磚為什么要對(duì)泛霜和石灰爆裂情況進(jìn)行測(cè)定？

答：泛霜是磚使用過程中的一種鹽析現(xiàn)象。病內(nèi)過量的可溶鹽受潮吸水而溶解，隨水分蒸

發(fā)遷移至磚表面，在過飽和狀態(tài)下結(jié)晶析出，形成白色粉狀附著物，影響建筑物的美觀。

如果溶鹽為硫酸鹽，當(dāng)水分蒸發(fā)呈晶體析出時(shí)，產(chǎn)生膨脹，使磚面及砂漿剝落。

石灰爆裂是指磚坯中夾雜有石灰塊，磚吸水后，由于石灰逐漸熟化而膨脹產(chǎn)生的

爆裂現(xiàn)象。這種現(xiàn)象影響磚的質(zhì)量，并降低砌體強(qiáng)度。

7-4燒結(jié)黏土磚在砌筑施工前為什么要澆水濕潤(rùn)？

答：燒結(jié)黏土磚在砌筑施工前，要對(duì)磚進(jìn)行澆水潤(rùn)濕，是為了讓磚在砌筑前能夠充分吸收

水分，而在砌筑過程中就不再吸收砂漿的水分了。由于在磚的燒結(jié)過程中，會(huì)產(chǎn)生很多的

毛細(xì)孔，在干燥狀態(tài)下吸收水分的能力非常強(qiáng)。砌筑前如果不充分澆水，砌筑時(shí)砂漿中的

水分便會(huì)很快被磚吸走，使砂漿和易性降低，操作時(shí)難以攤平鋪實(shí)。另一個(gè)，由于砂漿中

的部分水分被磚吸去，會(huì)導(dǎo)致早期脫水，砂漿中的水泥不能很好地水化，使磚與砂漿的黏

結(jié)力削弱，大大降低了砂漿和砌體的抗壓、抗剪強(qiáng)度，影響砌體的整體性能和抗震性能。

因此為了保證砌體的質(zhì)量，磚使用前必須澆水濕潤(rùn)。

7-5非燒結(jié)磚有哪些品種？其強(qiáng)度是如何形成的？

答：非燒結(jié)磚包括：經(jīng)常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)硬化而成的蒸養(yǎng)磚（蒸養(yǎng)粉煤灰磚、蒸養(yǎng)礦渣磚、蒸

養(yǎng)煤渣磚）；經(jīng)高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)硬化而成的蒸壓磚（蒸壓灰砂石專、蒸壓粉煤灰磚、蒸壓礦渣

磚）：以石灰為膠凝材料，加入集料，成型后經(jīng)二氧化碳處理硬化而成的碳化病。

第8章瀝青材料

【習(xí)題】

8-1石油瀝青的組分和特性分別是什么？石油瀝青的組分對(duì)其性質(zhì)有什么影響？

8-2石油瀝青的主要技術(shù)性能有哪些？各用什么指標(biāo)表示？

8-3石油瀝青牌號(hào)是如何劃分的？牌號(hào)與性能之間有什么關(guān)系？

8-4某建筑工程屋面防水，需要用軟化點(diǎn)為85℃的石油瀝青，但工地目前只有軟化

點(diǎn)為35℃和95℃的兩種石油瀝青，如何進(jìn)行摻配？

8-5如何對(duì)石油瀝青進(jìn)行改性？可以改變哪些性質(zhì)？

8-6石油瀝青防水卷材主要有哪幾類？

8-7瀝青混合料有哪些技術(shù)性質(zhì)？如何配置瀝青混合料？

第9章高分子材料

【習(xí)題】

9-1什么是熱塑性塑料和熱固性塑料？常見的熱塑性塑料和熱固性塑料有哪些？

9-2塑料的組成成分包括哪些？各有什么作用？

9-3常用合成橡膠和合成纖維有哪些？各有什么特點(diǎn)和用途？

94建筑涂料的主要成分包括哪些？各有什么作用什么是粘結(jié)劑？有哪些種類？

第10章木材

【習(xí)題】

10-1木材的主要優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)是什么？

答：木材具有許多優(yōu)點(diǎn):①輕質(zhì)高強(qiáng)，比強(qiáng)度大；②彈性、韌性好，耐沖擊、振動(dòng)；

③絕緣、絕熱、隔聲性能好；④在干燥環(huán)境或長(zhǎng)期置于水中均有較好的耐久性；

⑤紋理美觀，裝飾性好；⑥易于加工，可制成各種形狀的產(chǎn)品；⑦綠色環(huán)保，樹

木可再生，可降解。

但是木材也具有缺點(diǎn):①內(nèi)部構(gòu)造不均勻，導(dǎo)致各向異性；②濕脹干縮大，容易產(chǎn)

生變形；③長(zhǎng)期處于干濕交替中，其耐久性變差：④易腐蝕、易燃、易蟲蛀；⑤

天然疵病較多，影響材質(zhì)。不過，木材經(jīng)過一定的加工和處理后，這些缺點(diǎn)可得

到相當(dāng)程度的改善。

10-2木材按樹葉的外形分類，可分為幾類，各有什么特點(diǎn)？

答：木材根據(jù)樹葉外觀形狀的不同，可分為針葉樹木和闊葉樹木兩大類。

針葉樹的樹葉細(xì)長(zhǎng)、呈針狀，樹干通直而高大，紋理順直，材質(zhì)較軟易于加工，

故又稱軟木材。針葉樹表觀密度和脹縮變形較小，強(qiáng)度較高，耐腐蝕性較強(qiáng)。在

土木工程中常用作承重結(jié)構(gòu)材料。常見的樹種有松木、杉木、柏木等。

闊葉樹的樹葉寬大，樹干短曲，木質(zhì)堅(jiān)硬較難加工，因此又稱硬木材。闊葉樹木

表觀密度和脹縮變形較大，易翹曲開裂，不宜作承重結(jié)構(gòu)材料。但闊葉樹木紋理

美觀，常用于室內(nèi)裝飾、制作家具以及加工成膠合板材。常見的樹種有水曲柳、

樺木、榆木、搬木等。

10-3何謂木材的纖維飽和點(diǎn)、平衡含水率?在實(shí)際使用中有何意義？

答：水分進(jìn)入木材后，首先吸附在細(xì)胞壁中的細(xì)纖維間，成為吸附水，吸附水飽

和后，其余的水成為自由水；反之，木材干燥時(shí)，首先失去自由水，然后才失去

吸附水。當(dāng)自由水蒸發(fā)完畢而吸附水處于飽和狀態(tài)時(shí)木材的含水率稱為木材的纖

維飽和點(diǎn)。木材的纖維飽和點(diǎn)是木材物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

木材具有吸濕性，干燥的木材會(huì)從周圍的濕空氣中吸收水分，而潮濕的木材也會(huì)

向空氣中蒸發(fā)水分。在一定濕度和溫度的環(huán)境中，木材的含水率相對(duì)穩(wěn)定，此時(shí)

的含水率稱為平衡含水率。平衡含水率是木材進(jìn)行干燥時(shí)的控制指標(biāo)。

10-4木材含水率的變化對(duì)木材哪些性質(zhì)有影響？有什么樣的影響？

答：當(dāng)木材的含水率在纖維飽和點(diǎn)以下時(shí)，含水率的降低，吸附水減少，細(xì)