土木工程材料知识点).doc

1、孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响？对表观密度的影响：材料孔隙率大，在相同体积下，它的表观密度就小。而且材料的孔隙在自然状态下可能含水，随着含水量的不同，材料的质量和体积均会发生变化，则表观密度会发生变化。对强度的影响：孔隙减小了材料承受荷载的有效面积，降低了材料的强度，且应力在孔隙处的分布会发生变化，如：孔隙处的应力集中。对吸水性的影响：开口大孔，水容易进入但是难以充满；封闭分散的孔隙，水无法进入。当孔隙率大，且孔隙多为开口、细小、连通时，材料吸水多。对抗渗性的影响：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并连通开口时，材料具有较高的渗透性；如果孔隙率小，孔隙封闭不连通，则材料不易被水渗透。对抗冻性的影响：连通的孔隙多，孔隙容易被水充满时，抗冻性差。对导热性的影响：如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多，则导热系数就小，导热性差，保温隔热性能就好。如果材料内孔隙较大，其内空气会发生对流，则导热系数就大，导热性好。2、建筑钢材的品种与选用建筑钢材的主要钢种1）碳素结构钢:牌号的表示方法：Q 屈服点数值 质量等级代号 脱氧程度代号 Q235BZ Q235强度适中，有良好的承载性，又具有较好的塑性和韧性，可焊性和可加工性也较好，是钢结构常用的牌号，大量制作成钢筋、型钢和钢板用于建造房屋和桥梁等。Q235良好的塑性可保证钢结构在超载、冲击、焊接、温度应力等不利因素作用下的安全性，因而Q235能满足一般钢结构用钢的要求Q235-A一般用于只承受静荷载作用的钢结构。含C0.140.22%Q235-B适用于承受动荷载焊接的普通钢结构，含C0.120.20% Q235-C适用于承受动荷载焊接的重要钢结构，含C0.18% Q235-D适用于低温环境使用的承受动荷载焊接的重要钢结构。含C0.17%2)低合金高强度结构钢:牌号的表示方法：Q 屈服点数值 质量等级代号由于合金元素的强化作用，使低合金结构钢不但具有较高的强度，且具有较好的塑性、韧性和可焊性。低合金高强度结构钢广泛应用于钢结构和钢筋混凝土结构中，特别是大型结构、重型结构、大跨度结构、高层建筑、桥梁工程、承受动力荷载和冲击荷载的结构。3、常用建筑钢材1)低碳钢热轧圆盘条:强度较低，但塑性好，便于弯折成形，容易焊接。主要用做箍筋，以及作为冷加工的原料，也可作为中、小型钢筋混凝土结构的受力钢筋。2)钢筋混凝土用热轧钢筋:钢筋混凝土用热轧钢筋共分为四级钢筋，根据其表面状态分为光圆钢筋和带肋钢筋。 I级钢筋为光圆钢筋，其余三级为带肋钢筋。 I级钢筋不带肋，与混凝土的握裹力不好，其末端需做180弯钩。I级钢筋由碳素结构钢轧制，其余均由低合金钢轧制。I级钢筋的强度较低，但塑性及焊接性能很好，便于各种冷加工，因而广泛用作普通钢筋混凝土构件的受力筋及各种钢筋混凝土结构的构造筋。HRB335级和HRB400级钢筋的强度较高，塑性和焊接性能也较好，故广泛用作大、中型钢筋混凝土结构的受力钢筋。HRB500级钢筋强度高，但塑性和可焊性较差，可用作预应力钢筋。 四、简答题1、 在测定混凝土拌合物和易性时可能会出现以下四种情况：、流动性比要求的小；、流动性比要求的大；、流动性比要求的小，而且粘聚性较差， 、流动性比要求的大，且粘聚性、保水性也较差。试问对这四种情况应分别采取哪些措施来调整？第3/7页答: 增加水泥浆用量、减少砂率或掺用减水剂；减少水泥浆用量或增大砂率；增加水泥浆量，增大砂率；增加水泥用量，增大砂率。2、什么是混凝土立方体抗压强度、混凝土立方体抗压强度标准值和混凝土强度等级？答:用标准方法将混凝土制成150mm边长的立方体试块（每组三块），在标准条件（温度2020C，相对湿度大于95%）下养护28天，所测得的抗压强度代表值称为混凝土立方体抗压强度。混凝土立方体抗压强度标准值：是指具有95%以上保证率的立方体抗压强度值，即在混凝土立方体抗压强度测定值的总体分布中，低于该值的百分率不超过5%。混凝土强度等级：是用符号C和混凝土立方体抗压强度标准值来表示的。例如：C25。3、何谓混凝土干缩变形和徐变？它们受哪些因素影响？答: 混凝土干缩变形：是指混凝土随着环境湿度的变化而发生的变形。混凝土徐变：是指混凝土在长期荷载作用下，混凝土在沿作用力方向产生随时间不断增加的塑性变形。 混凝土干缩变形与水泥品种、水泥用量和单位用水量、骨料质量及养护条件有关。 混凝土徐变与所受荷载作用的方式及大小有关。4、混凝土耐久性通常是指哪些性质？说明混凝土抗冻性和抗渗性的表示方法？答: 混凝土耐久性通常是指抗腐蚀性能、抗渗性、抗冻性、抗碳化性能、抗裂性。 混凝土抗冻性用符号F和最大循环冻融次数来表示的。例如：F100。混凝土抗渗性用符号P和能承受的不透水的最大水压力表示。例如：P8。5、生产混凝土时加减水剂，在下列条件下可取得什么效果?(1)用水量不变时 (2)减水，水泥用量不变时 (3)减水又减水泥，水胶比不变时。 答:(1)用水量不变时，能增大混凝土的流动性。(2)减水，水泥用量不变时，能提高混凝土的强度和耐久性。(3)减水又减水泥，水灰比不变时，在保证流动性和强度的前提下，可提高混凝土的耐久性。6、生产混凝土时，下列各种措施中，哪些可以节约水泥?为什么?(1)采用蒸汽养 (2)采用合理砂率 (3)采用流动性较大的混凝土拌合物 (4)加入氯化钙 (5)使用粗砂 (6)加入减水剂 (7)提高施工质量水平，减少混凝土强度波动程度。答: 采用合理砂率、使用粗砂、加入减水剂和提高施工质量水平，减少混凝土强度波动程度可以节约水泥。因为：采用合理砂率、使用粗砂能够使骨料的总表面积减少，用于包裹骨料的水泥浆量减少，从而达到节约水泥的目的。加入减水剂后能够在保证水胶比和其他条件不变的前提下，同时能够减少用水量和水泥用量。从而达到节约水泥的目的。提高施工质量水平，减少混凝土强度波动程度，可以降低混凝土配合比的配制强度，降低混凝土配合比的强度富余系数，从而达到节约水泥的目的。7、普通混凝土的主要组成材料有哪些？答:主要组成材料为：水泥、砂、卵石（或碎石）、水。8、 混凝土的和易性包含哪些方面？主要影响因素有哪些方面？ 答:和易性包含：流动性、粘聚性和保水性三方面。主要影响因素有：水胶比、砂率、粗骨料的种类、水泥品种和外加剂等。第4/7页9、 影响混凝土的强度因素有哪些方面？答:主要影响因素有：水泥强度等级、水胶比、骨料的质量、养护温度和湿度、龄期、测试条件等。10、何为混凝土抗压强度标准试件？非标准试件的抗压强度与标准试件抗压强度之间如何进行换算？答: 混凝土抗压强度标准试件是指边长为150 mm的立方体试件。非标准试件抗压强度与标准试件抗压强度的换算关系见下表： 11、水胶比与混凝土的和易性、强度有何关系？答:在水泥和骨料用量一定的情况下，增大混凝土的水胶比（W/B），其流动性提高，强度降低；减少混凝土的水胶比（W/B）其流动性降低，强度提高。12、混凝土配合比设计的基本要求是什么？答:要求具有良好的、满足施工要求的和易性；满足结构要求的强度；满足结构要求的抗渗、抗冻、耐蚀等耐久性要求； 在满足上述三项要求的前提下，节约水泥、降低成本，达到经济的目的。13、在进行混凝土抗压强度试验时，为什么要控制加荷速度？规范对加荷速度有何规定？答:在测定混凝土抗压强度时，由于试块的侧向鼓胀变形总是滞后于相应的荷载，如果加荷速度过快，到试件鼓胀破坏时，荷载已加多了一些，因而使测值偏高。规范规定：混凝土强度等级C30时，加荷速度为0.30.5MPa/s； 混凝土强度等级C30、C60时，加荷速度为0.50.8MPa/s。14、混凝土抗压强度的代表值如何确定？答:取三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度代表值； 当三个测值中的最大或最小值中，有一个与中间值的差值超过中间值15%时，则取中间值作为该组试件的抗压强度代表值； 如最大和最小值与中间值的差值均超过中间值15%时，则该组试件的试验结果无效。15、水泥混凝土试配强度计算涉及到哪些因素 ？答:混凝土设计强度等级、水泥强度等级、施工水平及强度保证率四方面因素。五、计算题1、配合比计算实例：已知：混凝土计算配合比为1：2.36：4.43，水灰比为0.52，试拌调整时，增加了5的水泥浆用量。试求：（1）混凝土的基准配合比（不能用假定密度法）。（2）若已知以试验室配合比配制的混凝土每立方需用水泥320kg，求1m3混凝土中其他材料的用量。 （3）如施工工地砂、石含水率分别为5、1，试求现场拌制400L混凝土各种材料的实际用量（计算结果精确至1 kg）。 解：（1）混凝土的基准配合比为：1（1+0.05）：2.36：4.43：0.52（1+0.05）=1：2.25：4.22：0.52。 （2）1m3混凝土中其他材料的用量：砂用量为3202.25=720 kg；石子用量为3204.22=1350 kg；水用量为3200.52=166 kg。第5/7页（3）水泥用量为3204001000=128 kg；砂用量为7204001000（1+0.05）=302kg；石子用量1+0.01）=545 kg； 水用量为1664001000-（3020.05+5450.01）=46kg。2、设计要求的混凝土强度等级为C20，要求强度保证率P=95%。 、当强度标准差=5.5MPa时，混凝土配制强度应为多少？、若提高施工质量管理水平，=3.0MPa时，混凝土配制强度又为多少？3、 若采用42.5级水泥、卵石、用水量180L，试问混凝土标准差从5.5MPa降至3.0MPa，每1m混凝土可节约多少水泥？(已知：rc=1.16；aa=0.49；ab=0.13 ) 解：混凝土配制强度：混凝土配制强度： =5.5MPa时：Wfcu,0=fcu,k+1.645s=20.0+1.6455.5=29.0MPafcu,0=fcu,k+1.645s=20.0+1.6453.0=24.9/B=MPa=0.75aafcefcu,0+aaabfce=180/0.75=240=0.491.1642.529.0+0.490.131.1642.51m3混凝土水泥用量：C =3.0MPa时：W/B=kg0.491.1642.524.9+0.490.131.1642.5=0.86aafcefcu,0+aaabfce=1m3混凝土水泥用量：C=180/0.86=209kg3通过计算得知：混凝土标准差从5.5MPa降至3.0MPa，每1m混凝土可节约水泥为240-209=31 kg 3、混凝土拌合物经试拌调整后，和易性满足要求，试拌材料用量为：水泥4.5kg，水2.7kg，砂9.9kg，碎石18.9kg。实测混凝土拌合物体积密度为2400kg/m3。、试计算1m3混凝土各项材料用量为多少？ 、假定上述配合比，可以作为试验室配合比。如施工现场砂的含水率4%，石子含水率为1%，求施工配合比。3解：混凝土拌合物试拌体积：V1=（4.5+2.7+9.9+18.9）2400=0.015 m1m3混凝土各项材料用量分别为： 水泥：mc=4.50.015=300 kg 水：mw =2.70.015=180 kg砂：ms =9.90.015=660 kg 碎石：mg=18.90.015=1260 kg如施工现场砂的含水率4%，石子含水率为1%，则 1m3砼砂用量：m=660（1+0.04）=686 kg s1m3砼碎石用量：mg=1260（1+0.01）=1273 kg 1m砼水用量：m=180-（6860.04+12730.01）= 140 kg w=300 kg 1m3砼水泥用量：mc施工配合比为：水泥：水：砂：碎石=300：140：686：1273=1：0.47：2.29：4.244、某混凝土的试验室配合比为1：2.1：4.3（水泥：砂：石子），W/B=0.54。已知水泥密度为3.1g/cm3，砂、石子的表观密度分别为2.6g/cm3及2.65g/cm3。试计算1m3混凝土中各项材料用量（不含引气剂）。3第6/7页解：设1m混凝土中水泥用量为C kg，则砂用量为2.1C kg；石子用量为4.3C kg；水用量为0.54C kg。 由方程式：mc+ms+mg+mw=mc3100+2.1mc2600+4.3mc2650+0.54mc1000+0.01=1，得mc3rcrsrgrw=301，即1m3混凝土中的水泥用量。从而得1m混凝土中其他材料用量： 1m3混凝土中砂用量为：2.1mc=2.1301=632 kg1m混凝土中石子用量为：4.3mc=4.3301=1294 kg31m混凝土中水用量为：0.54mc=0.54301=163 kg5、混凝土抗压强度的代表值计算实例：现测得某组试件的三个抗压强度值分别为：25.6MPa、32.7MPa和26.3MPa，试计算该组试件的抗压强度的代表值。解：首先将最大值、最小值分别与中间值进行比较：最小值：25.626.3（1-0.15）=22.4MPa 最大值：32.726.3（1+0.15）=30.2 MPa（超出规范要求） 故该组试件的抗压强度的代表值为26.3 MPa。6、混凝土抗压强度的统计评定计算实例：某基础工程混凝土设计强度等级为C20，为了保证施工质量，在施工过程中共抽样制作混凝土标准试件10组，在标准条件下，养护28天后，测得其抗压强度（fcu）分别为：23.5、22.2、33.3、21.6、29.3、22.4、20.3、31.8、35.1、29.2（单位为MPa）,