土木工程材料重点更新版

1、518出品，未经允许不得使用复印土木工程材料重点1、材料的密度、表观密度、体积密度、堆积密度有何区别？材料含水后对它们有何影响？主要是材料所处的状态不同。密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。表观密度表示材料单位细观外形体积（包括内部封闭孔隙）的质量。容积密度表示材料单位宏观外形体积（包括内部封闭孔隙和开口孔隙）的质量。堆积密度是指散粒材料或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。材料含水后对四者的影响为：对密度没有影响，因测定密度时材料必须是绝对干燥的；内部封闭孔隙不会吸水，含水对表观密度没有影响；因开口孔隙吸水，使容积密度增大；含水对堆积密度的影响则复杂，因含水后材料堆积状态下的质

2、量和体积都会发生变化，一般说是使堆积密度增大。2、试分析材料的孔隙率和孔隙特征对材料的强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性及吸声性的影响？ 孔隙率越大，表观密度越小、强度越低。开孔能提高材料的吸水性、透水性、吸声性，降低抗冻性。细小的闭孔能提高材料的隔热保温性能和耐久性。细小的开孔能提高材料的吸声性。3、脆性材料和韧性材料各有何特点？它们分别适合承受哪种外力？答：脆性材料特点：材料在外力作用下，达到破坏荷载时的变形值很小，破坏时表现为突发性破坏，没有任何预兆；脆性材料的抗压强度远大于其抗拉强度，可高达数倍甚至数十倍；脆性材料承受冲击或震动荷载的能力很差。脆性材料适宜承受静压力，用于受压部位。韧

3、性材料特点：产生较大变形，特别是塑性变形大；抗拉强度接近或高于抗压强度。韧性材料主要适合承受拉力或动载，对于要求承受冲击荷载和有抗震要求的结构，均应具有较高的韧性。7、绿色土木工程材料需要满足哪四个目标？（1）基本目标：包括功能、质量、寿命和经济性（2）环保目标：要求从环境角度考核土木工程材料在生产、运输、废弃等各环节对环境的影响（3）健康目标：使用过程中必须对使用者健康无毒无害（4）安全目标：包括材料的燃烧性能和材料燃烧时释放气体的安全性1.石灰本身不耐水，但有些施工良好的石灰土，具有一定的耐水性，你认为可能有哪些原因？ 答： 石灰与粘土按一定比例拌和，可制成石灰土，经夯实后可增加其密实度，

4、而且粘土颗粒表面的少量活性sio2和al2o3, 与石灰中ca(oh)2发生反应，生成不溶性的水化硅酸钙与水化铝酸钙，将粘土颗粒胶结起来；同时与空气接触的ca(oh)2也会与水和空气中的co2发生碳化反应，表层生成致密的膜层，阻止了水分的进入。因而石灰土具有较好的强度和耐水性。2.用于墙面抹灰时，建筑石膏与石灰比较，具有哪些优点？为什么？答： 建筑石膏在凝结硬化后具有下列优良性质：凝结硬化块；硬化时体积微膨胀，硬化石膏的形状尺寸准确、表面光滑细致；硬化后其内部孔隙率较大、容积密度较低，故其保温性、吸声性好；具有较好的防火性；具有较高的热容量和一定的吸湿性，可均衡室内温湿度的变化。 而石灰用于墙

5、面抹灰最大的缺点是凝结硬化慢，硬化时体积收缩大，容易形成裂纹等不良现象。1. 硅酸盐水泥熟料主要矿物组成是什么？这些熟料矿物有何特性？ 答：（1）硅酸三钙（3cao·sio2 ，简写为c3s），含量约50%。 特性: 水化较快，强度发展较快，早期强度高，强度增进率较大，凝结时间正常，水化热较高。 （2）硅酸二钙（型）（2cao·sio2 ，简写为c2s），含量约20% 。特性: 水化较慢，凝结硬化缓慢，早期强度低，28d后强度增进率较大，水化热较低。（3）铝酸三钙（3cao·al2o3 ，简写为c3a），含量7%15%。特性: 水化迅速，凝结时间很快；早期强度高，

6、后期强度不再增长，甚至倒缩；水化时放热量大。铝酸三钙含量高时，水泥浆体干缩变形大，抗硫酸盐性能差。（4）铁铝酸四钙（4cao·al2o3·fe2o3 ，简写为c4af），含量 10%18%。 特性: 水化速度在早期介于c3a与c3s之间 ，随后发展不如c3s；早期强度与c3a类似，但后期还能不断增长与c2s类似； 抗冲击能力和抗硫酸盐性能较好；水化热比c3a低。2. 试述我国常用的六大品种水泥的基本材料组成与范围。 答：（1）、型硅酸盐水泥 型硅酸盐水泥：熟料+石膏为100% 型硅酸盐水泥：熟料+石膏为95%；石灰石或粒化高炉矿渣5%。 （2）普通硅酸盐水泥：80%熟料+石

7、膏95%； 5%活性混合材20%。（3）矿渣硅酸盐水泥 p·p·a矿渣硅酸盐水泥：50%熟料+石膏80%；20%粒化高炉矿渣50%。p·p·b矿渣硅酸盐水泥：30%熟料+石膏50%；50%粒化高炉矿渣70%。(4) 火山灰质硅酸盐水泥：60%熟料+石膏80%；20%火山灰质混合材40%。（5）粉煤灰硅酸盐水泥：60%熟料+石膏80%； 20%粉煤灰40%。（6）复合硅酸盐水泥：50%熟料+石膏80%； 20%两种及两种以上混合材50%。3. 试述硅酸盐水泥水化过程与主要水化产物。 答： 硅酸盐水泥水化过程：硅酸盐水泥与水接触时，水泥中的各组成，即：硅酸三

8、钙（c3s）、硅酸二钙（c2s）、铝酸三钙（a3s）、铁铝酸四钙(c4af)会与水发生水化反应，生成水化产物。 水化产物有：c-s-h凝胶、氢氧化钙、水化铝（铁）酸钙和水化硫铝（铁）酸钙晶体。在充分水化的水泥石中，c-s-h凝胶约占70%，ca(oh)2约占20%，钙矾石和单硫型水化硫铝酸钙约占7%。4. 侵蚀水泥石的环境因素有哪些？答： 1.软水侵蚀 2.硫酸盐腐蚀 3.镁盐腐蚀 4.一般腐蚀 5.碳酸腐蚀 6.强碱腐蚀5. 砂的级配与粗细度有什么区别和联系？ 答：区别：砂的级配是指砂中不同粒径颗粒的分布情况，砂的粗细程度是指不同粒径的颗粒混在一起的平均粗细程度。 联系：砂的颗粒级配和粗细程

9、度都用筛分测定，砂的粗细程度用细度模数表示，细度模数越大，表示砂越粗，细度模数mx=3.73.1为粗砂； mx=3.02.3为中砂； mx=2.21.6为细砂。砂的细度模数并不能反映其级配的优劣，细度模数相同的砂，级配可以很不相同。所以，配制混凝土时必须同时考虑砂的颗粒级配和细度模数。 6. 对下列混凝土工程及制品采用哪一类外加剂较为合适，其理由何在？大体积混凝土，高强混凝土，现浇普通混凝土，预制构件用的混凝土，抢修用的混凝土，有抗冻要求的混凝土，冬季施工用的混凝土。 答：大体积混凝土适合掺入的外加剂为：缓凝型减水剂、缓凝剂、引气剂、膨胀剂（大型设备基础）。理由是：掺入这些外加剂可以起到以下作

10、用：降低水泥初期水化热；延缓混凝土凝结时间；减少水泥用量；避免干缩裂缝。高强混凝土适合掺入的外加剂为：高效减水剂。理由是：掺入高效减水剂可以起到以下作用：减少单位体积混凝土的用水量，提高混凝土的强度；提高施工性能，以便用普通的成型工艺施工；减少单位体积混凝土的水泥用量，减少混凝土的徐变和收缩；以强度等级不太高的水泥代替高强度等级水泥配制高强度混凝土。现浇普通混凝土适合掺入的外加剂为：减水剂。理由是：掺入减水剂可以起到以下作用：在水泥用量、坍落度一定时，可减少用水量，改善强度、抗渗性（不透水性）以及耐久性；在达到要求的坍落度情况下，可减少水泥用量而不需改变水灰比，有利于降低成本；降低水化热；在水

11、泥和水的用量不变情况下，可提高混凝土拌合物流动性，易于浇注。 预制构件用的混凝土适合掺入的外加剂为：普通减水剂、早强型减水剂、高强减水剂、引气减水剂。理由是：掺入这些减水剂可以起到以下作用：缩短生产周期，提高产量；节约水泥5%15%；改善工作性能，提高构件质量。抢修用的混凝土适合掺入的外加剂为：早强剂。理由是：掺入早强剂可以起到以下作用：加速混凝土早期强度发展。有抗冻要求的混凝土适合掺入的外加剂为：引气减水剂、引气剂、减水剂。理由是：掺入这些外加剂可以起到以下作用：引入适量的微气泡，缓冲冰胀应力；减小混凝土水灰比，提高混凝土抗冻融能力。冬季施工用的混凝土适合掺入的外加剂为：不受冻害的地区，加入

12、早强减水剂或单掺早强剂；有防冻要求的地区，应选用防冻剂；早强剂+防冻剂；引气减水剂+早强剂+防冻剂。理由是：掺入这些外加剂可以起到以下作用：加快施工进度，提高构件质量；防止冻害。7. 影响混凝土强度的主要因素是什么？答： 水泥强度等级和水灰比； 骨料； 龄期； 养护； 其它（如外加剂、混合材、湿热处理方式、施工方法等）。8. 某工程设计要求混凝土强度等级c25，工地1个月内按施工配合比先后取样制备了30组立方体试件，测得每组三个试件抗压强度代表值（mpa）为：26.5 ，26.0 ，29.5 ，27.5 ，24.0 ，25.0 ，26.7 ，25.2 ，27.7 ，29.5 ，26.1 ，28

13、.5 ，25.6 ，26.5 ，27.0 24.1 ，25.3 ，29.4 ，27.0 ，29.3 ，25.1 ，26.0 ，26.7 ，27.7 ，28.0 ， 28.2 ，28.5 ，26.5 ，28.5 ，28.8 请计算该批混凝土强度的平均值、标准差、保证率，并评定该工程的混凝土能否验收和生产质量水平。 解：该批混凝土强度的平均值：=（26.5+26.0+29.5+27.5+24.0+25.0+26.7+25.2+27.7+29.5+26.1+28.5+25.6+26.5+27.0+24.1+25.3+29.4+27.0+29.3+25.1+26.0+26.7+27.7+28.0+28

14、.2+28.5+26.5+28.5+28.8）/30 = 27.2 mpa 该批混凝土强度的标准差： 因为计算出的 所以批混凝土强度的标准差：该批混凝土强度的保证率： 评定该工程的混凝土能否验收和生产质量水平： 因为： 所以： 因为： 所以： 故：该工程的混凝土能验收。根据强度标准差和强度保证率查表4-21可知，该工程的混凝土生产质量水平一般。4. 常用石材有哪些？各具有什么特性？宜用在工程的哪些部位？ 答： 常用石材主要有花岗岩、辉长岩、玄武岩、石灰岩、大理岩、砂岩。 花岗岩的特性及在工程上的应用：坚硬致密，耐磨性好，装饰性好。主要用于基础、勒脚、柱子、踏步、地面和室内外墙面等。花岗岩经磨光

15、后，色泽美观，装饰效果极好，是室内外主要的高级装修、装饰材料。 辉长岩的特性及在工程上的应用：属全晶质等粒状结构，板块构造。强度高、表观密度大，韧性好、耐磨性强、耐久性好。既可作承重结构材料，又可作装饰、装修材料。 玄武岩的特性及在工程上的应用：属玻璃质或隐晶质斑状结构，气孔状或杏仁状构造。抗压强度随其结构和构造的不同而变化较大，表观密度大，硬度高，脆性大，耐久性好，但加工困难。常作筑路材料或混凝土集料。 石灰岩的特性及在工程上的应用：属晶质结构，层状构造。质地致密的石灰岩抗压强度高，表观密度大。当石灰岩中含粘土杂质超过3%4%，则抗冻性、耐水性显著降低。硅质石灰岩强度高、硬度大、耐久性好。大

16、部分石灰岩质地致密、坚硬、抗风化能力较强。用于基础、外墙、桥墩、台阶和路面，还可用作混凝土集料。 大理岩的特性及在工程上的应用：属等粒变晶结构，块状构造。大理岩抗压强度高，表观密度大。质地致密但硬度不高，加工容易。色彩美观，纹理自然，是优良的室内装饰材料。主要用于室内墙面、柱面、地面、栏杆、踏步及花饰等。不宜用作城市内建筑物的外部装饰。 砂岩的特性及在工程上的应用：为碎屑结构，层状构造。不同的砂岩其性质间差异较大。砂岩的抗压强度在5200mpa，表观密度为22002500kg/m3。常用于基础、墙身、人行道、踏步等。7. 列出烧结普通砖的产品标记：规格240mm×115mm×

17、;53mm强度等级为mu20，优等品的粘土砖。答： 产品标记为：烧结砖普通砖 n mu20 a gb5101。8. 采用烧结砖普通砖进行强度测试，测得抗压强度分别为：25.7mpa、28mpa、24.5mpa、29mpa、27.8mpa、33mpa、28.5mpa、32mpa、29.2mpa和31mpa，评定该烧结普通砖的强度等级。 解：(1) 10块砖样的抗压强度平均值:(2) 10块砖样的抗压强度标准差: （3）抗压强度标准值: （备注：上述式中的1.8改为2.1，结果为23.4mpa）（4）变异系数： 因为变异系数 ，所以用10块砖样的抗压强度平均值和强度标准值来评定该烧结普通砖的强度等

18、级。根据10块砖样的抗压强度平均值和强度标准值，查教材表6-4，该烧结普通砖的强度等级为mu25。10. 目前所用的墙体材料有哪几类？试举例说明它们各自的优缺点。 答： 我国目前所使用的墙体材料品种较多，总体可归纳为砖、砌块和墙板三大类。 砖（如烧结砖、蒸养（压）砖：）的优点主要是强度较高、耐久性好，具有一定的保温、隔热、隔音性能，并且原料广泛、制砖容易、施工方便、利于推广；其缺点主要是砖的容积密度大、砌体自重大，砖块小、施工效率低，且砌体整体性差，不利于抗震，按节能建筑要求，其导热系数偏大。而且生产效率低、能耗高，尤其是粘土砖，毁田严重，影响农业生产、生态环境和建筑业的发展速度。 砌块（如混

19、凝土小型空心砌块、轻骨料混凝土小型空心砌块、混凝土中型空心砌块、石膏砌块等）是用于砌筑的、规格尺寸比砖大的块材，一般为直角六面体，也有各种异型的。它原材料丰富、制作简单、施工效率较高，且适用性强，目前，我国以中小型砌块使用较多。如轻骨料混凝土小型空心砌块，具有自重轻、保温性能好、抗震性能好、防火及隔音性能好等特点。适用于多层或高层的非承重及承重保温墙、框架填充墙及隔墙。 墙板（如石膏类墙板、水泥类墙板、复合墙板），以墙板为围护墙体的建筑体系具有质轻、节能、施工方便快捷、使用面积大、开间布局灵活等特点，因此具有良好的发展前景。如预应力空心墙板，主要优点是板面平整，误差小，给施工带来很多便利，减少

20、了湿作业，加快了施工速度，提高了工程质量。该墙板可用于承重、非承重外墙板、内墙板、并可根据需要增加保温吸声层、防水层和多种饰面层等。1请谈谈钢材的主要技术指标？答：屈服点、抗拉强度和伸长率，是钢材的三项重要技术性能指标。屈服点（s）是结构设计时强度取值的依据，表示钢材在正常工作状态允许达到的应力值。抗拉强度（b）是钢材抵抗断裂破坏能力的一个重要指标，抗拉强度不能直接利用，但屈服点和抗拉强度的比值（即屈强比s/b）却能反映钢材的安全可靠程度和利用率。屈强比越小，表明材料的安全性和可靠性越高，材料不易发生危险的脆性断裂。如果屈强比太小，则利用率低，造成钢材浪费。伸长率（a）表示钢材的塑性变形能力，

21、钢材在使用中，为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆断，要求其塑性良好，即具有一定的伸长率，可以使缺陷处超过s时，随着发生塑性变形使应力重分布，而避免钢材提早破坏。同时，常温下将钢材加工成一定形状，也要求钢材要具有一定塑性。但伸长率不能过大，否则会使钢材在使用中发生超过允许的变形值。5、土木工程中使用的钢材主要由哪几类钢种加工而成?试述它们各自的特点和用途。土木工程结构使用的钢材主要由碳素结构钢、低合金高强度结构钢、优质碳素结构钢合金结构钢加工而成。     碳素结构钢     碳素结构钢力学性能稳定，塑性好，

22、在各种加工过程中敏感性较小（如轧制、加热或迅速冷却），构件在焊接、超载、受冲击和温度应力等不利的情况下能保证安全；随牌号增加，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越高，钢的质量越好。而且，碳素结构钢冶炼方便，成本较低，目前在土木工程的应用中还占相当大的比重。碳素结构钢可加工成各种型钢、钢筋和钢丝，适用于一般结构和工程。构件可进行焊接、铆接和栓接。     低合金高强度结构钢     低合金高强度结构钢是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。加入合金元素不仅可以提高钢

23、的强度和硬度，还能改善塑性和韧性。低合金高强度结构钢是脱氧完全的镇静钢。     低合金高强度结构钢除强度高外，还有良好的塑性和韧性，硬度高，耐磨好，耐腐蚀性能强，耐低温性能好。一般情况下，它仍具有较好的可焊性。冶炼碳素钢的设备可用来冶炼低合金高强度结构钢，故冶炼方便，成本低。     采用低合金高强度结构钢可以减轻结构自重，节约钢材（20%25%），使用寿命增加，经久耐用，特别适合高层建筑、大柱网结构和大跨度结构。     优质碳素结构钢   

24、  优质碳素结构钢对有害杂质含量控制严格、质量稳定，性能优于碳素结构钢。优质碳素结构钢按含锰量的不同，分为普通含锰量和较高含锰量两大组。优质碳素结构钢的性能主要取决于含碳量。含碳量高、强度高，但塑性和韧性降低。     优质碳素结构钢成本高，在预应力钢筋混凝上中用45号钢作锚具，生产预应力钢筋混凝土用的碳素钢丝、刻痕钢丝和钢绞线用6580号钢。（4）合金结构钢合金钢结构的特点是所有牌号中均含有si和mn，生产过程中对硫、磷等有害杂质控制严格，并且均为镇静钢，质量稳定。良好的塑性、韧性、耐低温性、耐磨性。用于轧制各种型钢、钢板、钢管、铆钉、螺栓、螺帽及钢筋。9人造板材主要有那些品种？与天然板材相比，它们有何特点？答：人造板材的品种主要有胶合板、纤维板、刨花板、木丝板、木屑板和细木工板等。与天然板材相比，人造板材克服了木材的天然缺陷和局限，大大提高了木材的利用率，其主要特点是：消除了天然疵点、变形、开裂等缺点，各向异性小，材质均匀，强度较高；因幅面宽大，产品规格化，使用起来很方便。1、与传统建筑材料相比较，高分子建筑材料有哪些优缺点 1.装饰性好；2.高弹性；3.耐