土木工程材料重点.doc

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1、第一章1、硅酸盐水泥有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙等四种矿物相。2、晶体性质：均匀性、各向异性、自限性、对称性。3、复合材料由基体相（连续相）和增强相（分散相）构成。第二章1、石膏的生产工序及性能特点：破碎、加热处理与磨细；硬化石膏有大量孔隙，导热性较低，吸声性良好，防火性较好。2、硅酸盐水泥：以适当成分生料烧至部分熔融，得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏和混合材料（05%石灰石或粒化高炉矿渣）共同磨细制成的水硬性胶凝材料。化学成分CaO-石灰质原料、SiO2-粘土质原料、FeO3-铁矿石铁质原料、Al2O3-炉渣铝质原料3、生产硅酸盐水泥为什么加入适量石膏?如何影

2、响水泥浆凝结？水泥熟料粉末与水反应快，掺入石膏是为了延缓或调节硅酸盐水泥的凝结时间，过多影响体积稳定；水泥浆的初凝时间随其掺量的增加而延长，超过一定值后，影响不大，二水石膏主要降低C3A的水化速度，其合适掺量与C3A含量有关。4、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥组成上的共同特点：密度较小；早期强度较低，后期增进率高；对养护温湿度敏感，适合蒸汽养护；水化热小；耐腐蚀性好；早期抗冻性与耐磨性。5、硅酸盐水泥易受哪几种化学侵蚀，为什么？溶出性盐类（水泥石软化、膨胀性开裂、硫酸根发生水化物反应）、酸性、碱性6、试述硅酸盐水泥的强度发展规律及影响因素？ 强度发展规律为：水泥的水化和凝结硬化从颗

3、粒表面深入到内部是有一个时间过程的，水化速度开始 比较快，强度发展也比较快，以后逐渐减慢。不同水泥的强度发展不完全相同，掺较多活性混合材料的硅酸盐 水泥早期强度比较低，后期增进率高。第三章1、什么是混凝土拌合物的和易性？影响和易性的主要因素有哪些？如何改善和易性？和易性是指在一定的施工条件下，便于各种施工操作并能获得均匀、密实的混凝土的一种综合性能。 包括：流动性、粘聚性和保水性。 主要影响因素：水泥品种及细度；用水量；水泥浆用量；水灰比；含砂率；外加剂；搅拌。 应根据和易性的主要影响因素综合考虑来提高和易性，如：选用和易性最好的粉煤灰硅酸盐水泥，将水泥磨 细，增加水泥浆的用量，选择合理的水灰

4、比和砂率，加入减水剂，加强搅拌等都能提高混凝土的和易性。2、影响混凝土强度的内在因素有哪些？试结合强度公式加以说明。混凝土的强度主要决定于水泥石的强度和水泥石与骨料之间的粘结强度。而水泥石的强度主要取决于其矿物成分及孔隙率。而孔隙率又决定于水灰比与水化程度。对于给定的龄期，水泥石的强度主要决定于水泥强度与水灰比。水泥强度越大，水灰比越小，水泥石强度越高。水泥石与骨料的粘结力也同样与水泥强度和水灰比有关，水泥强度越高，水灰比越小，则水泥浆硬化后与骨料的粘结力越强。水泥石与骨料的粘结力还与骨料的品质有关，碎石混凝土强度高于卵石混凝土的强度。综上所述，混凝土的强度与水灰比成反比，与水泥强度成正比，还

5、与骨料品质有关。用公式表示为：3、试简单分析下述不同的试验条件测得的强度有何不同和为何不同？ （1）试件形状不同（2）试件尺寸不同（3）加荷速率不同（4）试件与压板之间的摩擦力大小不同立方体试件测得的强度高，因为有环箍效应；尺寸小的试件测得的强度高，一是因为环箍效应，二是因为试件的尺寸增大时，存在缺陷的几率也会增大；加载速度越大，测得的强度值越大，加载速度大，混凝土的缺陷还来不及表现出来；不涂油测得的值大，不涂油，摩擦大，环箍效应强。4、干缩徐变产生的原因及徐变对混凝土结构有什么影响及徐变的影响因素？干缩：由水泥石干缩引起的，水泥石主要来自胶凝水和毛细水的损失或迁移。徐变：在载荷长期作用下，水

6、泥石中凝胶体产生黏性流动或滑移，密实性提高，同时吸附在胶凝体中层间吸附水向毛细管渗出所致。通过徐变，可消除混凝土内的应力集中，使应力较均匀地重新分布；可引起预应力钢筋混凝土结构的预应力损失，增加挠度。因素：含水量、施加的应力水平、强度、骨料、环境条件。5、土试从混凝的组成材料、配合比、施工、养护等几个方面综合考虑提出高混凝土强度的措施：选用高标号的水泥、降低水灰比、机械搅拌，标准养护。6、混凝土抗压强度的影因：水泥石的强度、界面粘结力、搅拌捣实方法、养护条件、龄期第四章1、对新拌砂浆的技术要求与混凝土拌和物的技术要求有何异同？砂浆和混凝土相比，最大的区别在于：砂浆没有粗骨料；砂浆一般为一薄层，

7、多抹铺在多孔吸水的基底上。所以砂浆的技术要求与混凝土有所不同。新拌砂浆和混凝土拌和物一样，都必须具备良好的和易性。但是混凝土的和易性是要求混凝土拌和物在运输和施工过程中不易分层离析，浇铸时容易捣实，成型后表面 容易修整，以期硬化后能够得到均匀密实的混凝土。而砂浆的和易性要求砂浆在运输和施工过程中不分层、析水，且能够在粗糙的砖石表面铺抹成均匀的薄层，与底层粘结性良好。2、砂浆的技术性质流动性：砂浆在自重或外力作用下流动的性能（胶凝材料、掺合量的品种和用量、用水量、塑化剂、砂的粗细、表面特征、级配及搅拌时间）；大小用沉入度表示，砂浆稠度测定仪测定，沉入越大，流动性越大。保水性：砂浆保存水分的能力（

8、与材料组成有关），用分层度表示，先测沉入度，再用分层测定仪测沉入度，差值越小越好，掺入微沫剂或塑化剂可改善新拌砂浆性质。第五章1、什么是低合金结构钢，与碳素钢结构相比有何特点？在碳素结构钢的基础上，加入总量小于 5的合金元素而形成的钢种，称为低合金结构钢。与碳素结构 参考答案 钢相比，采用低合金钢可以减轻结构自重，加大结构跨度，节约钢材，经久耐用，特别适合于高层建筑或大 跨度结构，是今后结构钢的发展方向。2、解释钢号 Q235AF、Q235D 代表的意义，并比较二者在成分、性能和应用上异同？Q235AF 表示屈服强度为 235MPa，由氧气转炉或平炉冶炼的A 级沸腾碳素结构钢。Q235D 表示

9、屈服强度为235MPa 的 D 级钢。A 级钢的 S 和 P 含量高于 D 级钢，但 Mn 含量低于D 级钢，A 级钢一般用于承受静载作用的钢结构，D 级钢则可用于低温条件下承受动载焊接的重要结构。（B用于承受动荷载焊接的普通钢结构，C承受动荷载焊接的重要钢结构）3、常温下钢材由哪几种晶体组织及各自特性？简述C含量晶体组织和性能三者之间的关系。铁素体（由于溶碳量少且晶格滑移面多，性质及其柔软，塑性和韧性很好，强硬度低）奥氏体（高温含C2.11%，冷却到727C降为0.77%，高温下塑性韧性很好，不易脆断）渗碳体（含碳量高达6.69%，不易变形，非常硬脆，抗拉低，塑韧性几乎为零）含碳量增加，硬度

10、增加，塑性韧性降低；含碳量增加，强度先增后降；含碳量在0.772.11%，随含碳量增加，钢中珠光体逐渐减少，渗碳体逐渐增多，因而钢的硬度逐渐增高。4、钢材的技术性质：疲劳强度金属的疲劳破坏要经历疲劳裂纹的萌生、缓慢扩展和最后的迅速断裂三个过程。评价指标：疲劳极限又称疲劳强度，用 表示，它是材料经过无限次应力循环不发生断裂的最大应力，即疲劳曲线上水平部分对应的应力值。影响因素：由于材料表面与内部的缺陷，造成局部应力集中，形成微裂纹，材料内部的各种缺陷和成分偏析会降低疲劳强度；过大的内应力、构件截面沿长度方向的急剧变化、构件受力最大处即表面不光滑等也会降低；还与所受应力的种类、循环试验时的应力特征

11、值、应力循环次数及应力集中程度有关。5、冲击韧性评价指标：带槽口试件冲断时，单位面积所吸收的能量。影响因素：钢的化学成分与组织状态及冶炼轧制质量，碳含量和硫磷含量高、成分偏析、焊接质量低、时效（随存放时间延长，硬度强度提高使塑性韧性降低）降低冲击韧性，且随温度降低下降。屈服强度（钢在受力到达屈服后应变增大、塑变增加不合要求，强度设计一般以屈服强度为依据，是衡量结构承载能力和强度的重要指标）；抗拉强度（是衡量钢材抵抗拉断破坏的强度指标，不能直接做依据，直接反应钢材内部组织的优劣并与疲劳强度有密切关系）6、钢材的强化有哪些？对性能有何影响？合金强化（提高金属抵抗塑性变形能力和强度）；冷加工强化（冷

12、拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕、冲压、由于产生塑性变形，改变了钢的晶体结构、强度、硬度明显提高，塑性韧性有所降低）；原理：由于塑变区域内的晶粒产生机时滑移，使滑移面下的晶粒破碎，晶格歪扭，构成滑移面的凹凸不平，给使用中变形造成附加阻力，提高钢材对外力作用下重新滑移产生的抵拉力；热加工强化（将钢坯加热至塑状，以辗轧的方法进行变形加工，使钢材内部的气孔焊合紧密，使晶粒细化，钢材质量提高）；淬火：加热至GSK线上约3050度保持一定时间，放到介质中急速冷却，提高钢硬度、耐磨、降低塑韧性，且有很大内应力，脆性很高；回火：加热至QSK以下保持在空中冷却，为了消除淬火后的内应力和脆性，提高强度耐磨。7、含碳量

13、对钢材性能有什么影响？C是决定钢材性能的主要元素，随其增加，强度硬度提高，塑性降低，当超过1%时强度降。8、钢材分类化学成分（碳素钢、合金钢）脱氧程度（沸腾钢F、镇静钢Z、半镇静钢b、特殊镇静钢TZ）用途（结构钢、工具钢、特殊钢、专用钢）成型（锻钢铸钢热轧钢冷轧钢）9、硫磷氮氧元素对钢材性能有何影响？S加大钢材热脆性，降低机械能可焊性冲击韧性耐疲劳性抗腐蚀性，0.065%；P塑韧性降低，提高脆性转变温度降低可焊性，0.085%；N提高强度硬度，降低塑韧性，增加时效敏感性冷脆性；O提高强度，塑韧性降低，可焊性变差0.05%10、钢材腐蚀：化学（直接与周围介质反应）电化学腐蚀（与电解质溶液接触形成

14、微电池）（湿度氧气介质酸碱有关）；防锈（制成合金钢、表面覆盖、设置阴阳极保护）；混凝土钢筋的防锈（降低混凝土PH破坏钝化膜）：提高混凝土密实性、环氧树脂涂层钢筋、增加保护层厚度、阴极保护法、渗透性控制模板、混凝土表面涂层、塑料波纹管与真空辅助压浆技术第六章1、影响木材强度的主要因素含水率（含水率上升，强度下降，吸附水上升，细胞壁纤维之间距离增大，降低内聚力、软化，减少单位细胞数，一般对抗弯和顺纹抗压强度影响大，对顺纹抗剪小，对顺纹抗拉无影响），含水率在纤维饱和点以上变化时只引起木材质量变化，以下变化引起强度和胀缩变化；温度（上升而下降）140度燃烧，60度以上不宜使用；荷载作用时间（上升而下降

15、）；疵病2、防腐防蛀：木材腐蚀主要是真菌侵害所致（干燥、化学药剂）；防火剂、涂不燃性材料第八章1、沥青有哪些组分？石油沥青胶体结构有何特点？溶胶结构和凝胶结构有何区别？沥青组分一般可分为五个主要组分：沥青质（决定沥青黏性的组分，含量高，沥青黏性大，温度稳定性好，塑性降低，脆性增加）、胶质（起扩散剂或胶溶剂的作用，赋予沥青可塑性、流动性和黏结性，对沥青延性与黏结力有很大影响）、芳香分（胶溶沥青质的分散介质，含量增加，沥青塑性增大，温度稳定性变差）、饱和分（起润滑和柔软作用，含量越多，沥青的软化点越低，针入度越大，稠度越小）和蜡分（低温下，蜡结晶体增大沥青脆性，较高温度下，蜡熔融使沥青黏度降低，并

16、使沥青发软，增大沥青的感温性，降低沥青的粘附性）。石油沥青主要组分之间的相互亲和程度各不相同，地沥青对油分显示出憎液性，互不相容，但对树脂却显示出亲液性，可以被浸润，而树脂在油分中则显示亲液性，两者可以互溶，这就使得地沥青的微细颗粒通过树 脂质的亲和及桥梁作用，形成一种以地沥青质为核心，周围吸附有部分树脂和油分的胶团，这种胶团高度分散在油分中。溶胶结构油分较多，胶团之间相对运动较自由；凝胶结构油分和树脂较少，地沥青质含量较多2、试述石油沥青的粘性、塑性、温度稳定性及大气稳定性的概念和评价指标。粘滞性使指沥青在外力或自重作用下，沥青抵抗变形的大小，用针入度来表示或标准粘度计来测定；塑性是指沥青在

17、受外力作用时，产生变形而不破坏，去除外力后仍保持变形后形状的性质，沥青的塑性用延度表示；延度是指在规定的条件下，沥青被拉断时伸长的数值；温度稳定性是指沥青的粘性和塑性随温度变化而改变的程度，用软化点表示；大气稳定性是指石油沥青在很多不利因素的综合总用下，性能稳定的程度，用蒸发损失率和针入度表示。3、沥青混合料的结构有哪几种？各有什么特点？悬浮密实结构（密实度与强度较高，受沥青影响大，稳定性较差）；骨架空隙结构（强度受沥青影响较小，稳定性好，粘聚力较低）；骨架密实结构（密实强度高，受沥青影响小，粘聚力较好，内摩擦角边较大）4、简述沥青混合料的强度理论技术性质。高温强度和稳定性（高温因抗剪强度不足而推挤，低温抗拉不足而裂缝）；影响因素（沥青黏度、沥青和矿料化学性质、矿料物理性质、沥青用量），选择正确沥青与矿料。高温稳定性耐久性（空隙率、耐水性、沥青用量）、施工和易性（级配，沥青用量）低温抗裂性（抗疲劳性）抗滑性（级配、表面特征、硬度）