[医学]土木工程材料.ppt

材料基本性质 一、判断题 1、玻璃体材料就是玻璃，并具有良好的化学稳定性。 （ ） 1、玻璃体材料就是非晶体材料，并具有化学活性。 2、多孔材料吸水后，其保温隔热效果变差。 （ ） 注：导热系数增大 3、材料的吸水率就是材料内含有的水的质量与材料干燥时质量之比。 （ ） 注：含水率 4、材料的孔隙率越大，其抗渗性就越差。 （ ） 注：不一定差。 5、耐久性好的材料，其强度必定高。 （ ） 注：不一定要高。 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 w二、名词解释 w8、孔隙特征：孔的大小、形状、开口、闭口 、分布等。 w四、选择题 w1、D 2、B 3、B 4、A 5、B w6、D 7、C 8、C 9、D 10、C 材料基本性质 w三、填空题 w1、材料吸水后其性质会发生一系列变化，如使材料强度 降 低 ，保温性 变差 ，体积增加。 w2、在水中或长期处于潮湿状态下使用的材料，应考虑材料 的 耐水性 。 w3、材料的吸水性大小用 吸水率 表示，吸湿性大小用含水 率表示。 w4、脆性材料的抗压强度 大于 抗拉强度。 w5、材料的组成包括 化学组成 、矿物组成 和 相 ；材料的结 构包括 宏观 、 微观 和 细观 等三个层次。 w6、材料的微观结构包括 晶体 、非晶体 和 胶体 等三种形式 。 材料基本性质 w五、问答题 w1、材料的孔隙率及孔隙特征如何影响材料的强度、吸水性、抗渗性 、抗冻性、保温性？ w孔隙特征一定，孔隙率越大，强度低、吸水率大 、抗渗性差、抗冻性差、保温性好。 w孔隙率一定，细小、分布均匀的孔比大孔对强度 有利；细小、开口、连通孔，吸水率大，粗大及 闭口孔，吸水率小；粗大、开口、连通孔，抗渗 性差，细小、闭口孔，抗渗性好；开口、连通、 毛细孔，抗冻性差，细小、闭口孔，抗冻性好； 开口、连通、大孔，保温性差，细小、闭口孔， 保温性好。 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/m3，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、D 2、 D 3、B 4、 C 5、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，试分析硬化石灰浆体 有哪些特性？ w可塑性好 颗粒比较细 w硬化慢、强度低 结晶及碳化比较慢 w耐水性差 易溶于水 w收缩大 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、 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。 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（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、 A 2、B 3、 A 4、 C 5、 A w6、D 7、C 8、C 9、 C 水泥 w五、问答题（答题要点） w1、分析引起水泥体积安定性不良的原因及检验的方法？ w 熟料中含游离氧化钙（f-CaO）过多 熟料中含游离氧化镁（f-mgO）过多 掺入石膏过多 沸煮法（雷氏夹、试饼）检验f-CaO引起的体积安定性 w压蒸法检验f-MgO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 w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 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？ w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； 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，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/kN 3d 抗折强 度/MPa 3d 抗折强度 误差/% 28d 抗折强度 破坏荷载/kN 28d 抗折强度 /MPa 3d 抗折强度 误差/% 11.252.914.72.906.80 21.60/1.553.8/3.611.8/5.93.057.25.9 31.503.52.92.756.45.9 平 均 3d抗折强度 重做/3.628d抗折强度 6.8 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 抗压强度 破坏荷载 /kN 3d 抗压强 度/MPa 3d抗 压 强度 误差 /% 28d 抗压强度 破坏荷载/kN 28d 抗压强度 /MPa 28d抗 压 强度 误差 /% 12314.414.87546.96.3 22918.17.1 7144.40.7 32918.17.1 7043.80.7 42817.53.6 6842.53.6 52616.24.1 6943.12.3 62716.90 7043.80.7 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 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、 A B C 2、 C 3、 D 4、A C 5、 C w6、D 7、 D 8、 D 9、 C 10、 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、100.0 w乙： 5.0、15.0、35.0、55.0、80.0、100.0 w细度模数：甲：2.93 乙：2.74 w空隙率：甲：38 乙：42 w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、21 w累计筛余率： 5、19、35、55、80、101 w细度模数：2.75 w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=24kg wmca =3.1/242400=310kg w同理mwa =186kg msa = 624kg mga =1280kg w2） mc =310kg mw =148kg ms = 649kg mg =1293kg 混凝土 w六、计算题 w4、 w1）f1=28.4Mpa 误差4%15% w f2=29.3Mpa w f3=30.7Mpa 误差4% 15% w 因此，f 平均=29.5Mpa w2）W/C=0.50(旧）=0.55(新) 砂浆 w一、判断题 w1、砂浆的分层度越大，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、 A 2、 B 3、 A 4、A 5、 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 w 4、四 Q195 Q215 Q235 Q275 四 w 5、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、8 Q 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？ w S: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L010d0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、275 4个强度 等级。按硫、磷杂质含量由多到少分为A、B、C、D 4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）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、460 500 550 620 690 8个强度等级。按硫、磷杂质含量由多到少 分为A、B、C、D 、E 5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、 HRBF500 6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