土木工程材料课后习题答案.docx

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土木工程材料课后习题答案

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　　第一章

　　2、当某种材料的孔隙率增大时，表1-7内其他性质如何变化？

（用符号表示：

↑增大、↓下降、-不变、？

不定）

　　表1-7孔隙率增大时，材料其他性质变化表孔隙率密度表观密度强度吸水率抗冻性导热性↑-↓↓↑↓↓3、什么是材料的耐水性？

用什么表示？

在材料选用时有什么要求？

材料长期在水的作用下不被破坏，强度也不显著降低的性质称耐水性用软化系数来表示KR=fb/fg

　　工程中将KR>0.85的材料看做是耐水材料，可以用在水中或潮湿环境中的重要结构；用于受潮较轻或次要结构时，材料的KR值也不得低于0.75

　　4、材料发生渗水和冻融破坏的主要原因是什么？

如何提高材料的抗渗性和抗冻性？

材料的孔隙率大，孔径大、开口并连通的空隙多、强度低是发生渗水和冻融破坏的主要原因。

　　工程上常采用降低孔隙率、提高密实度、提高闭口孔隙比例、减少裂缝或进行憎水处理等方法提高材料的抗渗性。

　　工程上常采用降低孔隙率、提高密实度、提高闭口孔隙比例、提高材料的强度等方法提高材料的抗冻性。

　　5、什么是材料的导热性？

用什么表示？

一般如何利用孔隙提高材料的保温性能？

导热性是指材料传导热量的能力。

用导热系数来表示。

减少开口孔隙率，提高闭口孔隙率比例。

　　7、什么是材料的耐久性？

通常用哪些性质来反映？

　　材料的耐久性是指其在长期的使用过程中，能抵抗环境的破坏作用，并保持原有性质不变、不破坏的一项综合性质。

　　通常用抗渗性、抗冻性、抗老化和抗碳化等性质。

　　8、某工地有砂50t，密度为2.65g/cm3,堆积密度为1450kg/m3；石子100t，密度为2.70g/cm3，堆积密度为1500kg/m3.试计算砂石的空隙率，若堆积高度为1.2m，各需要多大面积存放？

　　砂：

绝对密实体积V1=50*1000/2650=18.87m3

　　自然状态下的体积V2=50*1000/1450=34.48m3砂的空隙率为p1=（34.48-18.87）/34.48=45.28%存放面积为s1=3*34.48/1.2=86.2m2

　　石：

绝对密实体积V3=100*1000/2700=37.04m3

　　自然状态下的体积V4=100*1000/1500=66.67m3砂的空隙率为p2=（66.67-37.04）/66.67=44.44%存放面积为s2=3*66.67/1.2=166.675m2

　　第二章

　　3、花岗石和大理石各有何特性及用途？

　　花岗石特性：

（1）、密度大。

（2）、结构致密，抗压强度高。

（3）、孔隙率小，吸水率低。

（4）、材质坚硬。

（5）、装饰性好。

（6）、耐久性好。

用途：

用于高级建筑结构材料和装饰材料

　　大理石特性：

（1）、密度大。

（2）、结构致密，抗压强度高。

（3）、孔隙率小，吸水率低。

（4）、硬度不大。

（5）、装饰性好。

（6）、抗风化性差。

（7）、耐久性好。

　　用途：

大理石荒料经锯切、研磨和抛光等加工工艺可制作大理石板材，主要用于建筑物室内饰面。

　　4、选择天然石材的基本原则是什么？

（1）、力学性能。

根据材料建筑物中不同的使用部位和用途，选用满足强度、硬度等力学性能的石材。

（2）、耐久性。

要跟据建筑物的重要性和使用环境，选用耐久性良好的石材。

　　（3）、装饰性。

用于建筑物饰面的石材，选用时必须考虑其色彩、质感及天然纹理与建筑物周围环境的协调性，以取得最佳装饰效果，充分体现建筑物的建筑美。

　　（4）、经济性。

由于天然石材密度大、开采困难、运输不便、运费高，应综合考虑地方资源，尽可能做到就地取材，以降低成本。

　　第三章

　　2、试简述建筑石膏的特性及用途。

为什么说石膏制品是有发展前途的建筑材料？

特性：

（1）、凝结硬化快。

（2）、硬化时体积微膨胀。

（3）、硬化后孔隙率大，表观密度和强度较低。

（4）绝热、吸声性良好。

（5）、防火性能良好。

（6）、有一定的调湿调温性。

（7）、耐水性、抗冻性差。

（8）、加工性和装饰性好。

用途：

用来制作各种石膏板、各种建筑艺术配件及建筑装饰、彩色石膏制品、石膏砖、空心石膏砌块、石膏混凝土、粉刷石膏和人造大理石等。

另外，石膏也作为重要的外加剂，用于水泥及硅酸盐制品中。

　　4、水玻璃有哪些特性？

在工程中有哪些用途？

　　特性：

（1）、良好的粘结性。

（2）、很强的耐酸性。

（3）、较好的耐高温性。

用途：

（1）、涂刷建筑材料表面，提高密实度和抗风化能力。

（2）、配置成耐热砂浆和耐热混凝土（3）、配置成耐酸砂浆和耐酸混凝土（4）、加固地基。

　　（5）、以水玻璃为基料、配制各种防水剂。

　　（6）、在水玻璃中加入2-5中矾，能配制各种快凝防水剂。

（7）、配制水玻璃矿渣砂浆，修补砖墙裂缝。

　　5、哪种气硬性胶凝材料可用来加固软土地基？

说明其机理。

　　块状生石灰可用来加固含水的软土地基。

它是在桩孔内灌入生石灰块，利用生石灰吸水熟化产生体积膨胀的特性来加固地基。

　　第四章

　　2、硅酸盐水泥熟料的主要矿物是什么？

各有什么水化硬化特性？

硅酸三钙、简称c3s硅酸二钙、简称c2s铝酸三钙、简称c3A铁铝酸四钙、简称c4AF

　　熟料矿物的水化硬化特性

　　矿物名称c3sc2sc3Ac4AF水化速率28d水化热凝结硬化速率快慢最快快多少最多中快慢最快快强度早期高低低低后期高高低低耐化学侵蚀性中良差优

　　3、什么是非活性混合材料和活性混合材料？

将它们掺入水泥中各起什么作用？

　　非活性材料：

在常温下，加水拌和后不能与水泥、石灰或石膏发生化学反应的混合材料称为非活性混合材料，又称填充性混合材料。

　　活性混合材料：

在常温下，加水拌和后能与水泥、石灰或石膏发生化学反应，生成具有一定水硬性的胶凝产物的混合材料称为活性混合材料。

　　加入水泥中的作用：

提高水泥产量、降低生产成本、降低强度等级、减少水化热、改善耐酸腐蚀和和易性等。

活性材料的加入可产生与非活性混合材料相同的作用。

4、硅酸盐水泥中加入石膏的作用是什么？

膨胀水泥中加入石膏的作用是什么？

硅酸盐水泥中加入石膏的作用是：

延缓水泥的凝结时间，以满足水泥施工性能的要求。

　　5、通用硅酸盐水泥有哪些品种？

各有什么性质和特点？

（1）、硅酸盐水泥

（2）、普通硅酸盐水泥：

1、早期强度高。

2、水化热大。

3、抗冻性好。

4、碱度高抗碳化能力强。

5、耐腐蚀性差。

6、干燥收缩小。

7、耐热性差。

　　（3）、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥共同特性：

1、凝结硬化慢、早期强度低和后期强度增长快。

2、水化热低。

3、抗冻性差，耐磨性差。

4、抗碳化能力差。

5、耐腐蚀性能强。

6、温度敏感性高，适宜高温湿热养护。

　　个别特性：

1、矿渣水泥：

耐热性好。

2、火山灰水泥：

抗渗性好。

3、粉煤灰水泥：

抗裂性好。

4、复合水泥：

早强较高，性能略优于前三种，应用广泛。

　　6、什么是水泥的体积安定性？

如何检验安定性？

安定性不良的主要原因是什么？

安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。

用煮沸法检验，煮沸法包括试饼法和雷氏法。

　　安定性不良的主要原因是水泥熟料中存在过多的游离氧化钙（f-cao）,水泥中含有过多的游离氧化镁（f-mgo），以及水泥中存在过多的三氧化硫（so3）9、硅酸盐水泥的腐蚀有哪些类型？

如何防止水泥石的腐蚀？

1、软水腐蚀。

2、盐类腐蚀。

3、酸类腐蚀。

4、强碱腐蚀。

　　防止：

（1）、合理选用水泥品种。

（2）、提高水泥石的密实度，改善孔隙结构。

（3）通过表面处理，形成保护层。

　　11、试述铝酸盐水泥的矿物组成、水化产物及特性。

使用时注意哪些事项？

矿物组成：

铝酸一钙

　　水化产物：

cAh10、c2Ah8、c3Ah6

　　由于铝酸盐水泥的后期倒缩，所以，不宜用于长期承重的结构及处于高温高湿环境的工程。

　　第五章

　　5.简述骨料的主要有害物质及其危害

　　有害物质包括云母、轻物质、有机物、硫化物、及硫酸盐、氯盐等。

　　云母会降低混凝土拌合物的和易性，也会降低混凝土的拌合物的和易性，也会降低混凝土的强度和耐久性。

轻物质会降低混凝土的整体性、强度和耐久性。

有机物会延缓水泥的水化降低混凝土的强度，尤其是早期强度。

硫化物及硫酸盐会引起混凝土膨胀开裂。

氯盐会引起混凝土开裂。

　　6.何为混凝土减水剂？

种类、作用机理和掺入混凝土可获得的技术经济效果.

　　减水剂是指在混凝土拌合物坍落度基本相同的条件下，能减少拌和用水量的外加剂。

种类：

1.根据化学成分分为：

木质素系、树脂系、糖蜜系、腐殖酸系、聚羧酸系

　　和、、、系。

2.根据减水效果：

普通减水剂和高效减水剂。

3.根据对混凝土凝结时间的影响：

标准型、早强行和缓凝型。

4.根据是否在混凝土中引入空气：

引气剂和非引气剂。

5.根据外形可分为粉体型和液体型。

　　作用机理：

减水剂之所以能减水，是由于它是一种表面减水剂。

其分子有亲水基团和憎水基团两部分组成，与其他物质接触时会定向排列，水泥加水拌合后，由于颗粒之间分子凝聚力作用，会形成絮凝结构，将一部分拌合用水包裹在絮凝结构内，从而使混凝土拌合物流动性降低。

当水泥中加入减水剂后，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，使水泥颗粒表面有相同的电荷，产生静电斥力，使水泥颗粒相互分开，絮凝结构解体，释放出游离水，从而增大了混凝土拌合物的流动性。

另外减水剂还能在水泥颗粒表面形成一层稳定的溶化剂水膜，这层水膜是很好的润滑剂，有利于水泥颗粒的滑动，从而使混凝土拌合物的流动性进一步提高。

　　技术经济效果：

1.在拌和物用水量不变时，混凝土流动性显著增大，混凝土拌合物坍落度可增大100——200mm。

2.保持混凝土拌合物坍落度合水泥用量不变，减水5%-30%，混凝土强度可提高5%-25%,特别是早期强度会显著提高。

3.保持混凝土强度不变时，可节约水泥用量5%-25%。

　　7、引气剂掺入混凝土中对混凝土性能有何影响？

引气剂的掺量是如何控制的？

　　引气剂可以改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土的抗渗性和抗冻性，但强度有所降低。

　　引气剂的掺量是根据骨料的最大颗粒以及混凝土的含气量的多少来控制的。

8、略

　　11.普通混凝土和易性的含义是什么？

如何测定？

影响它的主要因素？

　　和易性是指混凝土拌合物易于施工操作、不发生分层、离析、泌水等现象，以获得质量均匀、密实的混凝土的性能。

　　包括流动性、粘聚性和保水性三个方面的含义

（1）、流动性是指混凝土拌合物在自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地充满模板的性能。

（2）、粘聚性是指混凝土拌合物内部各组分之间具有一定的粘聚力，在运输和浇筑过程中不致产生分层离析的性能。

　　（3）、保水性是指混凝土拌合物具有保持内部水分不流失，不致产生严重泌水现象的性能。

　　方法：

用坍落度筒法维勃稠度法测定

　　影响因素

（1）、胶凝材料浆体数量和水胶比。

（2）、砂率。

（3）、组成材料的性质。

　　12.何谓恒定需水量法则？

该法则对确定混凝土配合比有何意义?

　　在配制混凝土时，当所用粗、细骨料的种类及比例一定时，如果单位用水量一定，即使水泥用量有所变动时，混凝土的流动性大体保持不变，这一规律称为恒定需水量法。

运用于配合比设计，能得到既满足拌合物和易性要求，又满足混凝土强度要求的混凝土。

　　13.什么是合理砂率?

采用合理砂率有何技术及经济意义？

　　合理砂率：

在用水量及水泥用量一定的情况下，能使混凝土拌合物获得最大流动性的砂率。

　　在保持混凝土拌合物坍落度基本相同的情况下，合理砂率能使水泥浆的数量减少，从而节约水泥用量。

　　14.什么是立方体抗压强度、立方体抗压强度标准值、强度等级、设计强度和配制强度？

　　1.指按标准方法制作的，标准尺寸为150mm*150mm*150mm的立方体试件，在标准养护条件下，养护到28d龄期，以标准试验方法测得的抗压强度值。

2.指按照标准方法制作养护边长为150mm的立方体试件，在28d龄期或设计规定龄期内，以标准方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

3.混凝土的强度等级是指混凝土的抗压强度。

15.名词解释

　　自然养护：

混凝土在自然条件下于一定时间内使混凝土保持湿润状态的养护。

标准条件养护：

将混凝土放在（20±2）度，相对湿度为95%以上的标准养护室或（20±2）度的不流动的ca（oh）2饱和溶液中进行的养护。

蒸汽养护：

将混凝土放在近100度的常压蒸汽中进行的养护。

　　蒸压养护：

将混凝土放在175度及8个大气压的压蒸釜中进行的养护。

　　同条件养护：

将用于检查混凝土实体强度的试件，置于混凝土实体旁，试件与混凝土实体在同一温度和湿度条件下进行的养护。

　　16、影响混凝土强度的主要因素有哪些？

可采取什么措施来提高混凝土材料？

　　1、胶凝材料强度和水胶比的影响。

2、骨料的影响。

3、养护温度和湿度的影响。

4、龄期和强度的影响。

　　选用强度等级较高的水泥、减少骨料中的有害杂质、采用良好的骨料级配、采用合理的高温养护和湿度养护、龄期调整。

　　17、混凝土施工时禁止随意向混凝土拌合物中加水，试从理论上分析加水对混凝土质量的危害。

它与成型后的洒水养护有无矛盾？

为什么？

　　在混凝土施工过程中，随意向混凝土拌合物中加水，会使混凝土水胶比增大，导致混凝土强度的严重下降，所以混凝土施工时禁止随意向混凝土拌合物中加水。

不矛盾。

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