土木工程材料作业题上课讲义.ppt

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1、土木工程材料作业题材料基本性质一、判断题6、凡是含孔材料，其干表观密度均比其密度小。（）7、无论在什么条件下，木材的平衡含水率始终为一定值。（）注：随温度、湿度的变化而变化8、材料受冻破坏，主要是材料粗大孔隙中的水分结冰所引起的。（）注：开口、毛细孔9、承受冲击与振动荷载作用的结构需选择脆性材料。（）注：韧性材料10、新建的房屋感觉会冷些，尤其是在冬天。（）注：含水引起导热系数增加材料基本性质w2、材料的密度、表观密度、堆积密度、孔隙率、空隙率之间有何关系？材料基本性质w六、计算题w1、某石灰石的密度为2.70g/cm3，孔隙率为1.2%，将该石灰石破碎成石子，石子的堆积密度为1680kg/m

2、3，求此石子的表观密度和空隙率。材料基本性质w六、计算题w2、某立方体岩石试件，测得其外形尺寸为505050mm，并测得其在干燥状态、自然状态和吸水饱和状态下的质量分别为325.0g、325.3g和326.1g，并且测得该岩石的密度为2.68g/cm3。求该岩石的吸水率、含水率、干燥时的表观密度和孔隙率。wW吸=0.34%W含=0.09%气硬性胶凝材料w一、判断题w1、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，而水硬性胶凝材料只能在水中硬化。（）w注：空气中、潮湿环境、水中都可以。w2、石灰碳化的反应式是Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O（）w注：前面少水w3、建筑石膏因其晶粒较粗，调成浆体的需

3、水量比高强石膏的需水量小得多。（）w注：细、大w4、欠火石灰与过火石灰对工程质量产生的后果是一样的。（）w注：欠火石灰有效成分少、过火石灰引起体积安定性不良w5、在通常的硬化条件下，石灰的干燥收缩值大，这是它不宜单独生产石灰制品和构件的主要原因。（）w6、石灰是气硬性胶凝材料，所以用熟石灰粉配制三合土不能用于受潮工程中。（）w注：可以气硬性胶凝材料w三、填空题w1、石灰在熟化时释放出大量的热，体积显著增大；石灰在硬化时释放出大量的水，体积显著收缩。w2、欠火生石灰的主要化学成分是CaO和CaCO3；正火石灰的主要化学成分是CaO；过火石灰的主要化学成分是CaO。w3、半水石膏的晶体有和型，型为

4、建筑石膏，型为高强石膏。w4、消石灰的主要化学成分是；硬化后的石膏的主要成分是CaSO42H2O。气硬性胶凝材料w四、选择题1、D2、D3、B4、C5、C气硬性胶凝材料w五、问答题w1、某民宅内墙使用石灰砂浆抹面，数月后，墙面出现了许多不规则的网状裂纹，同时个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹，试分析上述现象产生的原因。w网状裂纹：干缩放射状裂纹：过火石灰w3、建筑石膏与高强石膏有何区别？w高强石膏：晶粒粗、比表面积小、需水量小、强度高、但保温、吸声、调湿性差。w建筑石膏：晶粒细、比表面积大、需水量大、强度低、但保温、吸声、调湿性好。气硬性胶凝材料w五、问答题w2、根据石灰浆体的凝结硬化过程，

5、试分析硬化石灰浆体有哪些特性？w可塑性好可塑性好 颗粒比较细颗粒比较细w硬化慢、强度低硬化慢、强度低 结晶及碳化比较慢结晶及碳化比较慢w耐水性差耐水性差 易溶于水易溶于水w收缩大收缩大 需蒸发许多水需蒸发许多水气硬性胶凝材料w4、试从建筑石膏的主要特性分析其为什么适用于室内，而不适用于室外？不耐水，抗冻、抗渗性差，不适宜用在室外。孔隙率大、质轻、保温性、不耐水，抗冻、抗渗性差，不适宜用在室外。孔隙率大、质轻、保温性、吸声性、防火性、调湿性好。因此，适宜做室内墙体材料，同时，色白、吸声性、防火性、调湿性好。因此，适宜做室内墙体材料，同时，色白、体积微膨胀，做室内吊顶、线角、灯圈等装饰材料也好。体

6、积微膨胀，做室内吊顶、线角、灯圈等装饰材料也好。水泥w一、判断题w1、随水化程度的提高，水泥石中凝胶孔减少，毛细孔增加。（）增加减少w2、因为水泥是水硬性胶凝材料，故运输和储存时不怕受潮和雨淋。（）尽管但要防止w3、含重碳酸盐多的湖水中，不能使用硅酸盐水泥。（）可以w4、用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土时，混凝土的强度能得到保证，但混凝土的和易性不好。（）不能w5、用水淬粒化高炉矿渣加入适量石膏共同磨细，即可制得矿渣硅酸盐水泥。w（）缺熟料水泥w一、判断题w6、生产水泥时加入石膏是为了提高水泥早期强度。w（）缓凝w7、抗硫酸盐水泥的矿物组成中，C3A含量一定比硅酸盐水泥的高。（）低w8、硅

7、酸盐水泥细度越细越好。（）w9、水泥石中的某些成分能与含碱量高的骨料发生反应，称为碱骨料反应。（）碱（K2O、Na2O）与活性骨料w10、硅酸盐水泥不能与石灰混用，因多余的CaO会使水泥体积安定性不良。（）性能受到影响水泥w1、硅酸盐水泥的水化产物中有两种凝胶体，即水化硅酸钙（C-S-H）及水化铁酸一钙（C-F-H）的凝胶，以及三种晶体，即氢氧化钙（CH）、水化铝酸三钙（C3AH6）和水化硫铝酸钙（AFt或AFm）。w2、测定水泥的标准稠度需水量是为凝结时间及体积安定性试验做准备的。w3、活性混合材料的主要活性成分是Al2O3和SiO2，常用的激发剂有碱性激发剂（Ca(OH)2）和硫酸盐激发剂

8、（CaSO42H2O)。w4、硅酸盐水泥是根据3、28天的抗折、抗压强度来划分强度等级的。w5、水泥石易受腐蚀的根源是其中含有易受腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙两种水化产物。w6、生产硅酸盐水泥时掺入适量石膏的目的是起缓凝作用，但当掺量过多时，易导致水泥的体积安定性不合格。w7、硅酸盐水泥中C3S及C3A矿物含量高时，水泥水化及凝结硬化快，强度高；而C2S矿物含量高时，水化放热低，后期强度高。w8、硅酸盐水泥及普通水泥的细度用比表面积法测试，其他通用水泥的细度用筛分法测试。水泥w四、选择题w1、A2、B3、A4、C5、Aw6、D7、C8、C9、C水泥w五、问答题（答题要点）w1、分析引起水泥体积安

9、定性不良的原因及检验的方法？w 熟料中含熟料中含游离氧化钙游离氧化钙（f-CaO）过多）过多 熟料中含游离氧化镁（熟料中含游离氧化镁（f-mgO）过多）过多 掺入石膏过多掺入石膏过多 沸煮法（雷氏夹、试饼）检验沸煮法（雷氏夹、试饼）检验f-CaO引起的体积安定性引起的体积安定性w压蒸法检验压蒸法检验f-MgO引起的体积安定性引起的体积安定性w长期浸水法检验石膏引起的体积安定性长期浸水法检验石膏引起的体积安定性w后两种不便于快速检验，一般通过化学分析方法控制。后两种不便于快速检验，一般通过化学分析方法控制。水泥w五、问答题（答题要点）w2、现有甲、乙两厂生产的硅酸盐水泥熟料，其矿物成分如、现有甲

10、、乙两厂生产的硅酸盐水泥熟料，其矿物成分如下表所示，试估计和比较这两厂所生产的硅酸盐水泥的性能下表所示，试估计和比较这两厂所生产的硅酸盐水泥的性能有何差异？有何差异？w甲：早强、凝结快、耐腐蚀性差、水化热大、干缩大；甲：早强、凝结快、耐腐蚀性差、水化热大、干缩大；w乙：后强高、凝结慢、耐腐蚀性好、水化热小、干缩小；乙：后强高、凝结慢、耐腐蚀性好、水化热小、干缩小；水泥w五、问答题（答题要点）w3、硅酸盐水泥的腐蚀有哪几种主要类型？产生水泥石腐蚀的根本原因是什么？有哪些措施防止腐蚀？w类型:软水、酸类、盐类等。w原因：水泥石不密实，存在易腐蚀成分，存在介质。w措施：提高密实度，合理选择胶凝材料，

11、做保护层水泥w五、问答题（答题要点）w4、描述水泥石的结构，并分析影响水泥凝结硬化的因素有哪些？w水泥石是由水泥水化产物（凝胶体、晶体）、未水化的水泥颗粒内核、孔隙（毛细孔、凝胶孔）等组成的非匀质体。w熟料矿物组成的影响w水泥中硅酸三钙、铝酸三钙含量高时，水化反应速度就快，水泥石的早期强度也高。w水泥细度的影响w水泥颗粒越细，水化反应速度越快，早期强度较高，但干缩增大，反而会影响后期强度。w龄期（养护时间）的影响w随着龄期的增加，毛细孔隙减少，密实度和强度增加。w养护温度和湿度w通常水泥的养护温度在520，有利于水泥强度的增长。太高影响后期强度，太低早期强度低，过低，最终强度很低。w保湿养护时

12、间越长，对后期强度越有利。w水灰比（W/C）w水灰比越大，水泥浆就越稀，且凝结硬化后水泥石中的毛细孔越多，有效受力面积降低，水泥石的强度下降。水泥w五、问答题（答题要点）5、下列混凝土工程中应分别优选哪种水泥？并说明理由。1)处于干燥环境中的混凝土工程；硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥，干缩小。2)厚大体积的混凝土工程；粉煤灰硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥等，水化热小。3)耐热混凝土；矿渣硅酸盐水泥、铝酸盐水泥，耐热性好。4)有抗渗要求的混凝土工程；火山灰质硅酸盐水泥，抗渗性好。5)严寒地区受冻融的混凝土工程；硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，抗冻性好。6)接触硫酸盐介质的混凝土工程；抗

13、硫酸盐硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣水泥，耐腐蚀性好。7)蒸汽养护的混凝梁；粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、矿渣水泥，后期强度降低少。w六、计算题w对一普通硅酸盐水泥试样进行了胶砂强度检测，试验结果如下表所示，试确定其强度等级。同理计算出所有强度值后算平均值及误差计算每一个抗折强度值与平均值的误差计算每一个抗压强度值与平均值的误差w六、计算题w对一普通硅酸盐水泥试样进行了胶砂强度检测，试验结果如下表所示，试确定其强度等级。编号3d抗折强度破坏荷载/kN3d抗折强度/MPa3d抗折强度误差/%28d抗折强度破坏荷载/kN28d抗折强度/MPa3d抗折强度误差/%11.252.914.7

14、2.906.8021.60/1.553.8/3.611.8/5.93.057.25.931.503.52.92.756.45.9平均3d抗折强度重做/3.628d抗折强度6.8w六、计算题w对一普通硅酸盐水泥试样进行了胶砂强度检测，试验结果如下表所示，试确定其强度等级。编号3d抗压强度破坏荷载/kN3d抗压强度/MPa3d抗压强度误差/%28d抗压强度破坏荷载/kN28d抗压强度/MPa28d抗压强度误差/%12314.414.87546.96.322918.17.17144.40.732918.17.17043.80.742817.53.66842.53.652616.24.16943.12

15、.362716.907043.80.7平均3d抗压强度16.9/17.428d抗压强度44.1/44.1混凝土w一、判断题1、在结构尺寸及施工条件允许下，在一定范围内，可以选择较大粒径的粗骨料，这样节约水泥。2、影响混凝土拌和物流动性的主要因素归根结底是总用水量的多少。因此，可采用多加水的办法调整和易性。加水泥浆3、混凝土制品采用蒸汽养护的目的，在于使其早期和后期强度都得到提高。4、混凝土中使用引气剂，由于混凝土密实度降低，混凝土的抗冻性变差（变好）。5、流动性大的混凝土比流动性小的混凝土强度低（不一定）。混凝土w一、判断题6、混凝土中的水泥用量越多对混凝土的强度及耐久性越有利。干缩、水化热大

16、7、在常用水灰比范围内，水灰比越小，混凝土强度越高，质量越好。8、萘系减水剂宜单独用于炎热夏季施工的高强泵送混凝土。坍落度损失大，用复合减水剂9、在混凝土中加掺合料或引气剂可改善混凝土的粘聚性和保水性.10、在混凝土中，拌合物水泥浆越多和易性就越好。太大，黏聚性保水性差混凝土w1、润滑胶结w2、高差w3、小w4、降低减弱收缩w5、最大水灰比最小水泥用量w6、弹性塑性徐变w7、和易性强度耐久性经济性w8、w9、减水剂早强剂引气剂缓凝剂混凝土w四、选择题w1、ABC2、C3、D4、AC5、Cw6、D7、D8、D9、C10、B混凝土w五、问答题w1、为什么要限制砂石材料中有害杂质的含量？w分析泥、泥

17、块、云母、有机物、硫化物、硫酸盐、轻物质、氯离子等物质对混凝土强度、收缩、耐久性等方面的影响。混凝土w五、问答题w2、某普通混凝土拌合物出现下列情况，应如何调整?(1)粘聚性好，也无泌水现象，但坍落度太小；w增加水泥浆w(2)粘聚性尚好，有少量泌水，坍落度太大；w增加砂、石；砂子多点。w(3)插捣难，粘聚性差，有泌水现象，轻轻敲击便产生崩塌现象；w增加砂w(4)拌和物色淡，有跑浆现象，粘聚性差，产生崩塌现象。w增加水泥或掺和料混凝土w五、问答题w3、分析影响混凝土强度的主要因素及原理。w分析水灰比、水泥强度、骨料、施工质量、养护条件、外加剂、龄期等因素影响混凝土的规律。如水胶比一定,碎石混凝土

18、强度高于卵石混凝土.混凝土w五、问答题w6、什么是减水剂、粉煤灰？使用这些外加材料对混凝土性能有何影响？w从和易性、强度、耐久性、水化热等方面分析。如用水量一定,减水剂可以提高混凝土流动性;如粉煤灰混凝土早期强度低.混凝土w六、计算题w1、累计筛余率w甲：8.0、20.0、40.0、65.0、85.0、100.0w乙：5.0、15.0、35.0、55.0、80.0、100.0w细度模数：甲：2.93乙：2.74w空隙率：甲：38乙：42w因此，选甲混凝土w六、计算题w2、用500g干砂做筛分试验，各筛筛余量如表所示。通过计算判定级配及粗细程度？w分计筛余率：5、14、16、20、25、21w累

19、计筛余率：5、19、35、55、80、101w细度模数：2.75w中砂先看0.6再看4.75最后其它（不能超5%）混凝土w六、计算题w3、w1）M=3.1+1.86+6.24+12.8=24kgwmca=3.1/242400=310kgw同理mwa=186kgmsa=624kgmga=1280kgw2）mc=310kgmw=148kgms=649kgmg=1293kg混凝土w六、计算题w4、w1）f1=28.4Mpa误差4%15%wf2=29.3Mpawf3=30.7Mpa误差4%15%w因此，f平均=29.5Mpaw2）W/C=0.50(旧）=0.55(新)砂浆w一、判断题w1、砂浆的分层度

20、越大，说明砂浆的流动性越好。保水性差w2、对于毛石砌体，砌筑砂浆的强度主要取决于水泥强度及水泥用量。水灰比w3、用于多孔基面的砌筑砂浆，其强度大小主要取决于水泥强度等级和水泥用量，而与水灰比大小无关。砂浆w二、填空题w1、水泥砂浆石灰砂浆w2、流动性保水性w3、装饰保温防水吸声防辐射等w4、消化陈伏w三、选择题w1、A2、B3、A4、A5、B钢材w一、判断题w1、钢材的屈强比越大，反映结构的安全性越高，但钢材的有效利用率越低。低高w2、钢材的伸长率表明钢材的塑性变形能力，伸长率越大，钢材的塑性越好。w3、钢材在焊接时产生裂纹，原因之一是钢材中含磷较高所致。硫w4、建筑钢材的基本晶体组织是随着含

21、碳质量分数的提高而珠光体增加渗碳体减少。w根据碳分阶段讨论w5、钢中含磷影响钢材的塑性变形能力，而含硫则影响钢材的冷脆性。热钢材w6、钢中N、O等杂质越多，越容易引起钢材的时效敏感性。w7、钢材冷拉是指在常温下将钢材拉断，且以伸长率作为性能指标。w拉到应力超过屈服强度w8、某厂生产钢筋混凝土梁，配筋需用冷拉钢筋，但现有冷拉钢筋不够长，因此将此钢筋对焊接长使用。冷拉后不能焊w9、钢筋的回火处理总是紧接着退火处理进行的。w淬火w10、钢材主要是遭受到化学腐蚀，其结果是使钢材表面生成氧化铁而失去金属光泽。w氢氧化铁钢材w三、填空题w1、沸腾钢镇静钢特殊镇静钢特殊镇静钢沸腾钢w2、铁素体珠光体渗碳体奥

22、氏体w铁素体珠光体渗碳体铁素体珠光体w3、人工自然屈服强度强度极限塑性韧性w4、四Q195Q215Q235Q275四w5、增加增加增大降低降低w6、力学性能工艺性能抗拉韧性耐疲劳性硬度应力松弛可焊性冷弯性w7、脆性转变温度低好低w8、冷拉冷拔强度节约w9、降低影响大w10、沸腾w11、8Q屈服点质量等级w12、淬火+高温回火钢材w四、选择题w1、w2、w3、w4、w5、w6、钢材w五、问答题w1、下列符号的含义是什么：S，b，0.2，5，10，HB，k？对同种钢材来说，5和10有何关系？wS:屈服强度b:强度极限w0.2:硬钢屈服强度w5:标距长度为L05d0的伸长率w10:标距长度为L010

23、d0的伸长率wHB:布氏硬度k：冲击韧性钢材w五、问答题w2、分析在常温下碳素钢的含碳量、晶体组织与建筑性能之间的关系。w如钢的含碳量在0.02%0.77%之间时，晶体组织为铁素体和珠光体。随着含碳量的增加，铁素体比例逐渐减少，珠光体比例逐渐增加。因而钢的强度、硬度逐渐提高，而塑性、韧性逐渐降低。钢材w五、问答题w3、碳素结构钢如何划分牌号？牌号与性能之间有何关系？为什么Q235号钢被广泛应用于建筑工程？w1）按屈服点的大小分为195、215、235、2754个强度等级。按硫、磷杂质含量由多到少分为A、B、C、D4个质量等级。按脱氧程度分为沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、特殊镇静钢（TZ）。w2）

24、碳素结构钢随着牌号的增大，其含碳量及含锰量增高，屈服点、抗拉强度增大，但冷弯性能及伸长率却降低，也即钢的强度和硬度增加，塑性、韧性和可加工性能逐步降低。同一牌号内质量等级愈高，钢的质量愈好。w3）工程中主要应用的是Q235号钢。这种钢强度较高，具有良好的塑性与韧性、焊接性与可加工性等综合性能，可轧制成各种型钢、钢板、钢管与钢筋，用于钢结构的屋架、闸门、管道、桥梁及一般钢结构中。钢材w五、问答题w4、低合金高强度结构钢较之碳素结构钢有何优点？建筑上常用哪些牌号？w1）按屈服点的大小分为295、345、390、420、4605005506206908个强度等级。按硫、磷杂质含量由多到少分为A、B、

25、C、D、E5个质量等级。强度高，塑性、韧性好，适宜高层大跨、建筑。w2）在钢结构中，常用牌号是Q345，其综合性能较好；推荐牌号是Q390。与Q235相比，Q345号钢的强度和承载力更高，承受动荷载和耐疲劳性能良好，但价格稍高。钢材w五、问答题w5、解释下列钢牌号的含义（所属钢种及各符号、数字的意义），若以Q235的力学性能为基准，试估计其它牌号钢的力学性能。w1）Q235AF：普通碳素结构钢，屈服点235Mpa，质量等级A，沸腾钢，主要用于承受静荷载的一般结构。w2）Q235DZ：普通碳素结构钢，屈服点235Mpa，质量等级D，镇静钢，主要用于低温承受动荷载的重要结构。w3）Q420D：低合

26、金高强度结构钢，屈服点420Mpa，质量等级D，镇静钢，主要用于高层、大跨的结构。w4）45：优质碳素结构钢，含碳量万分之45，低Mn,普通级。用于预应力混凝土锚具。钢材w五、问答题w6、钢筋混凝土用热轧带肋钢筋有几个牌号？技术要求有哪些方面？工程中常对热轧钢筋进行冷拉及时效处理，其主要目的和主要方法是什么？w1）热轧带肋钢筋按力学性能分为HRB335、HRBF335；HRB400、HRBF400；HRB500、HRBF5006个牌号.w2）技术要求：化学成分，S，b，冷弯性等。w3）钢筋冷拉时效后屈服强度提高，极限抗拉强度也提高，塑性、韧性降低,可以节约钢材。方法分自然时效、人工时效.钢材w

27、五、问答题w从进货的一批热轧带肋钢筋中抽样，并截取两根钢筋作拉伸试验，测得如下结果：达到屈服下限的荷载分别为42.4kN和41.5kN，拉断时荷载分别为62.0kN和61.6kN。钢筋公称直径为12mm，标距为60mm，拉断时长度分别为71.1mm和71.5mm。试确定其牌号，并说明其利用率及使用中的安全可靠程度。wS1=375MpaS2=365Mpawb1=550Mpab2=545Mpaw51=18%52=19%wS1/b1=0.68；S2/b2=0.67（范围在0.600.75合理）w牌号为HRB335或HRBF335沥青材料w一、判断题w1、在石油沥青中当油分含量减少时，则粘滞性增大。w

28、2、针入度反映了石油沥青抵抗剪切变形的能力，针入度值愈小，表明沥青黏度越小（大）。w3、软化点小的沥青，其抗老化能力较好（差）。w4、当温度的变化对石油沥青的黏性和塑性影响不大时，则认为沥青的温度稳定性好。w5、在同一品种石油沥青材料中随着牌号增加，沥青黏性增加（减小），塑性增加，而温度敏感性减小（增加）。沥青材料w三、填空题w1、针入度延伸度软化点粘性塑性温度稳定性针入度w2、沥青基类高聚物改性沥青类合成高分子材料w3、石油沥青有机溶剂防水工程打底层w4、玻纤毡聚酯毡SBS聚乙烯膜或细砂、片状矿物材料w5、密级配开级配半开级配w6、连续间断w7、悬浮密实骨架空隙密实骨架w8、高温稳定性低温抗

29、裂性耐久性抗滑性沥青材料w四、选择题w1、Aw2、Bw3、Aw4、Cw5、Bw6、DE沥青材料w五、问答题w1、分析石油沥青组分、结构与性能的关系？并谈谈温度对组分、结构与性能的影响？w当油分和树脂较多时，为溶胶型石油沥青。，流动性和塑性较好，开裂后自行愈合能力较强，而对温度的敏感性强，即温度稳定性较差，温度过高会流淌。w当油分和树脂含量较少时，为凝胶型石油沥青。凝胶型石油沥青的特点是，弹性和黏性较高，温度敏感性较小，开裂后自行愈合能力较差，流动性和塑性较低。w溶凝胶型石油沥青的组成、性质也介于溶胶型和凝胶型二者之间。w温度升高，结构由凝胶型溶凝胶型溶胶型转变w性质也按上述规律转变。沥青材料w五、问答题w2、分析比较各类沥青防水卷材的性能特点？w从延伸率、耐久性、耐低温、耐高温、施工等方面分析。