建筑材料复习题1.doc

名词解释材料的表观密度：表观密度（俗称“容重”）是指材料在自然状态下单位体积的质量。软化系数：材料吸水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的抗压强度的比值，是衡量材料耐水性的指标。导热系数：在物理意义上，导热系数为单位厚度(1m)的材料、两面温度差为1时、在单位时间(1s)内通过单位面积(1)的热量。耐久性：泛指材料在使用条件下，受各种内在或外来自然因素及有害介质的作用，能长久地保持其使用性能的性质。石灰陈伏：为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的“陈伏”。气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化、保持或继续发展强度的无机胶凝材料称为气硬性无机胶凝材料。水玻璃模数：二氧化硅和碱金属氧化物的比值。石灰爆裂:石灰爆裂是指砖中夹杂有石灰石，砖吸收水分后，由于石灰逐渐熟化膨胀而产生的爆裂现象。水泥的体积安定性：水泥浆体硬化后体积变化的均匀性称为水泥的体积安定性。硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥(波特兰水泥Portland Cement)。水泥的凝结时间：水泥从加水开始到失去其流动性，即从液体状态发展到较致密的固体状态的过程称为水泥的凝结过程。这个过程所需要的时间称为凝结时间。合理砂率：指在用水量及水泥用量一定的情况下，能使混凝土拌合物获得最大的流动性，且能保持粘聚性及保水性能良好时的砂率。或者，当采用合理砂率时，能在拌合物获得所要求的流动性及良好的粘聚性与保水性条件下，使水泥用量最少。混凝土拌合物和易性：和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并能获得质量均匀、成型密实的性能。和易性是一项综合的技术性质，包括有流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。碱-骨料反应：碱一骨料反应是指混凝土中所含的碱（Na2O或K2O）与骨料的活性成分（活性SiO2），在混凝土硬化后潮湿条件下逐渐发生化学反应，反应生成复杂的碱硅酸凝胶，这种凝胶吸水膨胀，导致混凝土开裂的现象。砌筑砂浆：将砖、石、砌块等粘结成为砌体的砂浆称为砌筑砂浆。抹面砂浆：抹面砂浆也称抹灰砂浆，用以涂抹在建筑物或建筑构件的表面，兼有保护基层、满足使用要求和增加美观的作用。钢材的冷加工强化处理：将钢材在常温下进行冷拉、冷拔或冷轧，使产生塑性变形，从而提高屈服强度，这个过程称为钢材的冷加工强化。时效：随时间的延长而表现出强度提高，塑性和冲击韧性下降的现象称为时效。冷弯性能：冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。木材纤维饱和点：木材内细胞壁吸水饱和，而细胞腔及细胞间隙内无自由水时的含水率称为木材的纤维饱和点。平衡含水率：当木材在某种介质中放置一段时间后，木材从介质中吸入的水分和放出的水分相等，即木材的含水率与周围介质的湿度达到了平衡状态，此时的含水率称为平衡含水率。持久强度：木材在长期荷载作用下不致引起破坏的最大强度，称为持久强度。聚合物塑料：凡许多相同的分子连接而成的庞大的分子，并且基本组成不变的生成物，称为聚合物塑料。缩合物塑料：凡两个或两个以上不同分子化合时，放出水或其他简单物质，生成一种与原来分子完全不同的生成物，称为缩合物塑料。热塑性塑料：塑料受热时软化或熔融，冷却后硬化成型后可反复加热重新塑制的塑料。热固性塑料：塑料受热时软化或熔融，可塑制成型，此后不能再次加热，只能塑制一次的塑料沥青的老化：石油沥青随着时间的进展，流动性和塑性将逐渐减小，硬脆性逐渐增大，直至脆裂。这个过程称为石油沥青的“老化”。大气稳定性：石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下抵抗老化的性能，称为大气稳定性。温度敏感性：温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。材料的堆积密度是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量，其大小与堆积的紧密程度有关。材料的导热系数越小，则材料的导热性越差，保温隔热性能越好。常将导热系数 0.175W/(mK)的材料称为绝热材料。材料抗渗性大小与孔隙率P和孔隙特征有关。胶凝材料按照化学成分分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两类；无机胶凝材料按照硬化条件不同分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料两类。生石灰的熟化是指。熟化过程的特点：一是体积剧烈膨胀，二是放出大量热。建筑石膏的化学成分是，高强石膏的化学成分为，生石膏的化学成分为。硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、05%的石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏经磨细制成的水硬性胶凝材料，按是否掺入混合材料分为型硅酸盐水泥和型硅酸盐水泥，代号分别为P和P。硅酸盐水泥熟料的矿物主要有C3S、CS、C3A和C4AF。其中决定水泥强度的主要矿物是C3S和CS。国家标准规定，硅酸盐水泥的初凝不早于45min，终凝不迟于390min。水泥石的腐蚀主要包括软水腐蚀、盐类腐蚀、酸类腐蚀和强碱腐蚀四种。影响水泥强度发展的因素有养护时间、温湿度、WC。建筑工程中所使用的混凝土，一般必须满足强度，和易性，耐久性，经济性基本要求。影响混凝土拌合物和易性的主要因素有用水量，WC，砂率，及其它影响因素。确定混凝土配合比的三个基本参数是：WC、砂率、用水量W。碳素结构钢中, Q为屈服强度的代号, Q后的数字及字母表示屈服强度值、钢的质量等级、所含元素的名称及含量。钢材的冷弯性能是指钢材在常温下、承受静力弯曲时所容许的变形的性能, 冷弯试验时在弯曲处会发生裂缝、断裂、起层等现象为钢材的冷弯性差。钢筋进行冷加工时效处理后屈强比提高。组成大分子链的链节在空间排列的几何形状有线型和网体型两种。建筑塑料具有轻质、高强、多功能等特点，是工程中应用最广泛的化学建材之一。塑料一般由合成树脂和根据需要加入的各种添加剂组成。塑料按树脂在受热时所发生的变化不同分为热塑性塑料和热固性塑料。石油沥青的塑性用延度表示，该值越大，则沥青的塑性越好。地沥青质含量高的沥青，其粘性高。蒸发损失和针入度比是评定石油沥青大气稳定性的指标。问答题生石灰在熟化时为什么需要陈伏两周以上？为什么在陈伏时需在熟石灰表面保留一层水？答：因为生石灰中含有一定量的过火石灰，过火石灰的结构致密，熟化极慢，当这种未充分熟化的石灰抹灰后，会吸收空气中的水分继续熟化，体积膨胀，致使墙面隆起、开裂，严重影响施工质量。为了消除这种危害，因此需要陈伏两周以上。陈伏时表面保留一层水可防止石灰碳化。建筑石膏及其制品为什么适用于室内，而不适用于室外使用？答：建筑石膏及其制品适用于室内装修，主要是由于建筑石膏及其制品在凝结硬化后具有以下的优良性质：(1)石膏表面光滑饱满，颜色洁白，质地细腻，具有良好的装饰性。加入颜料后，可具有各种色彩。建筑石膏在凝结硬化时产生微膨胀，故其制品的表面较为光滑饱满，棱角清晰完整，形状、尺寸准确、细致，装饰性好；(2)硬化后的建筑石膏中存在大量的微孔，故其保温性、吸声性好。(3)硬化后石膏的主要成分是二水石膏，当受到高温作用时或遇火后会脱出21%左右的结晶水，并能在表面蒸发形成水蒸气幕，可有效地阻止火势的蔓延，具有一定的防火性。(4)建筑石膏制品还具有较高的热容量和一定的吸湿性，故可调节室内的温度和湿度，改变室内的小气候。 在室外使用建筑石膏制品时，必然要受到雨水冰冻等的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且其吸水率高，抗渗性差、 抗冻性差, 所以不适用于室外使用。使用石灰砂浆作为内墙粉刷材料，过了一段时间后，出现了凸出的呈放射状的裂缝，试分析原因答：石灰砂浆抹面的墙面上出现不规则的网状裂纹，引发的原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起体积收缩的结果。墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹，是由于配制石灰砂浆时所用的石灰中混入了过火石灰。这部分过火石灰在消解、陈伏阶段中未完全熟化，以致于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水蒸汽继续熟化，造成体积膨胀。从而出现上述现象。简述气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料的区别。答：气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并保持、发展强度；水硬性胶凝材料既能在空气中硬化，又能更好地在水中硬化，保持并发展共强度。何谓烧结普通砖的泛霜和石灰爆裂？它们对建筑物有何影响？答：泛霜是指粘土原料中的可溶性盐类（如硫酸钠等），随着砖内水分蒸发而在砖表面产生的盐析现象，一般为白色粉末，常在砖表面形成絮团状斑点。泛霜的砖用于建筑中的潮湿部位时，由于大量盐类的溶出和结晶膨胀会造成砖砌体表面粉化及剥落，内部孔隙率增大，抗冻性显著下降。 当原料土中夹杂有石灰质时，则烧砖时将被烧成过烧的石灰留在砖中。石灰有时也由掺入的内燃料（煤渣）带入。这些石灰在砖体内吸水消化时产生体积膨胀，导致砖发生胀裂破坏，这种现象称为石灰爆裂。石灰爆裂对砖砌体影响较大，轻者影响外观，重者将使砖砌体强度降低直至破坏。砖中石灰质颗粒越大，含量越多，则对砖砌体强度影响越大。防止水泥石腐蚀的措施有哪些？答：(1)根据腐蚀环境的类型，选择适当的水泥品种；(2)为防止软水和酸的腐蚀，可在其制品表面作保护层；以隔离侵蚀介质与水泥石接触；(3)提高水泥石的密实度，使水泥石内部毛细孔尽可能减少，提高抗腐蚀能力。影响硅酸盐水泥凝结硬化（或凝结时间）的因素有哪些?答：(1)水泥的矿物成分及水泥细度;(2)水泥混合材和水泥外加剂;(3)拌合用水量;(4)养护条件和时间.何谓水泥的体积安定性？水泥的体积安定性不良的原因是什么？安定性不良的水泥应如何处理？答：水泥浆体硬化后体积变化的均匀性称为水泥的体积安定性。即水泥硬化浆体能保持一定形状，不开裂，不变形，不溃散的性质。导致水泥安定性不良的主要原因是：(1)由于熟料中含有的的游离氧化钙、游离氧化镁过多；(2)掺入石膏过多；其中游离氧化钙是一种最为常见，影响也是最严重的因素。熟料中所含游离氧化钙或氧化镁都是过烧的，结构致密，水化很慢。加之被熟料中其它成分所包裹，使得其在水泥已经硬化后才进行熟化，生成六方板状的Ca（OH）2晶体，这时体积膨胀97以上，从而导致不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，残余石膏与水化铝酸钙继续反应生成钙矾石，体积增大约1.5倍，也导致水泥石开裂。体积安定性不良的水泥，会发生膨胀性裂纹使水泥制品或混凝土开裂、造成结构破坏。因此体积安定性不良的水泥，应判为废品，不得在工程中使用。混凝土的特点有哪些？答：(1)优点：混凝土的抗压强度高，耐久性好，耐火，维修费用低；原材料丰富，成木低，混凝土中砂石等地方材料占整个混凝土的70%以上，而砂石在自然界中非常丰富；易于加工成型；新拌制的混凝土具有良好的塑性，可根据需要浇筑成任意形状和尺寸；具有良好的黏结性，混凝土与钢筋黏结牢固(因此得到普遍使用)，混凝土不锈蚀钢筋，对钢筋有保护作用。(2)缺点：混凝土的抗拉强度低(是抗压强度的1/201/10)硬化后变形性差，易开裂，是一种脆性材料；导热系数大(=1.31.5)，保温隔热性能差；自重大(=2400kg/m3左右)影响建筑物的承载能力；生产周期长，要28d才能达到设计要求的强度。什么是混凝土的碱骨料反应？对混凝土有什么危害？答:水泥中的强碱(氧化钠和氧化钾)在有水的条件下与骨料中的活性氧化硅反应,在骨料表面生成碱硅酸凝胶,产物吸水膨胀,导致混凝土的强度降低,甚至开裂,破坏。对钢材进行冷加工和时效处理的目的是什么？答：对钢材进行冷加工和时效处理既可进行钢筋的调直除锈，又可提高屈服强度而节约钢材。什么是钢材的锈蚀？钢材产生锈蚀的原因有哪些？防止锈蚀的方法有哪些？答：钢材的锈蚀是指钢的表面与周围介质发生化学作用或物理化学作用遭到侵蚀而破坏的过程。钢材锈蚀的原因主要是化学侵蚀和电化学侵蚀，使钢材表面氧化锈蚀。二二8 防止锈蚀的方法主要是采用隔离法(金属镀层、防锈漆、其他保护层)，电化学保护法(使铁作为原电池的正极，比如在钢材表面焊接锌块儿影响木材强度的主要因素有哪些？解：影响木材强度的主要因素有：（1）含水率在纤维饱和点之内变化时，随含水率增加，木材的强度降低；当木材含水率在纤维饱和点以上变化时，木材强度不变。（2）木材在长期荷载作用下会导致强度降低。 （3）木材随环境温度升高强度会降低。 （4）木材的疵病致使木材的物理力学性质受到影响。在使用过程中，受环境湿度变化影响，木材的含水率随之而变化，从而引起木材的变形或强度降低。在外力长期作用下，只有当其应力远低于强度极限的某一定范围以下时，才可避免木材因长期负荷而破坏。这是由于木材在外力作用下产生等速蠕滑，经过长时间负荷，最后达到急剧产生大量连续变形而致。何谓钢的冷加工强化及时效处理？冷拉并时效处理后的钢筋性能有何变化？解：在常温下将钢材进行机械加工，使其产生塑性变形，以提高其屈服强度的过程称为冷加工强化。机械加工方法主要是对钢筋进行冷拉和冷拔。冷轧主要在钢厂进行。时效处理是将经过冷加工的钢材，在常温下存放1520天，或者加热到100200，并保持2小时以内，这个过程称为时效处理。常温放置称为自然时效，加热处理称为人工时效。冷拉并时效处理后的钢筋，其屈服点提高2025，抗拉强度也有提高，塑性和韧性降低较大，弹性模量基本恢复。试述石油沥青的三大组分及其特性。石油沥青的组分与其性质有何关系？答：石油沥青的三大组分及其特性如下：(1)油分。油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小和密度最小的组分，密度介于0.71.0cm3之间。在170较长时间加热，油分可以挥发。油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氧化碳和丙酮等有机溶剂中，但不溶于酒精。油分的多少决定了沥青的流动性。(2)树脂（沥青脂胶）。沥青脂胶为黄色至黑褐色粘稠状物质（半固体），分子量比油分大（6001000），密度为1.01.1gcm3。沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。中性树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等品质愈好。(3)地沥青质（沥青质）。地沥青质为深褐色至黑色固态无定形物质（固体粉末），分子量比树脂更大（1000以上），密度大于1 gcm3，不溶于酒精、正戊烷，但溶于三氯甲烷和二硫化碳，染色力强，对光的敏感性强，感光后就不能溶解。地沥青质是决定石油沥青温度敏感性、粘性的重要组成部分。石油沥青的组分与其性质的关系为：油分赋予沥青以流动性。沥青脂胶使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。地沥青质含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。石油沥青的主要技术性质是什么？各用什么指标表示？答：石油沥青的主要技术性质有：(1)粘滞性：石油沥青的粘滞性又称粘性。 粘滞性应以绝对粘度表示，但因其测定方法较复杂，故工程中常用相对粘度（条件粘度）来表示粘滞性，对使用粘稠（半固体或固体）的石油沥青用针入度表示，对液体石油沥青则用粘滞度表示。(2)塑性：塑性指石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后的形状的性质。石油沥青的塑性用延度表示。延度愈大，塑性愈好。(3)温度敏感性：温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。由于沥青是一种高分子非晶态热塑性物质，故没有一定的熔点。温度敏感性以软化点指标表示。由于沥青材料从固态至液态有一定的变态间隔，故规定以其中某一状态作为从固态转变到粘流态的起点，相应的温度则称为沥青的软化点。另外，沥青的脆点是反映温度敏感性的另一个指标，它是指沥青从高弹态转到玻璃态过程中的某一规定状态的相应温度，该指标主要反映沥青的低温变形能力。(4)大气稳定性：石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下抵抗老化的性能，称为大气稳定性，也是沥青材料的耐久性。 石油沥青的大气稳定性以加热蒸发损失百分率和加热前后针入度比来评定。计算题1.某一块材料的全干质量为100g，自然状态下的体积为4Ocm3，绝对密实状态下的体积为33cm3，计算该材料的实际密度、体积密度、密实度和孔隙率。解：(1)该材料的密度为:(2)该材料的体积密度为:(3)该材料的密实度为:(4)该材料的孔隙率为:2.有烧结普通砖一批，抽样10块作抗压强度试验(每块砖的受压面积以1OOmmll5mm计)，结果如下表所示。试确定该砖的强度等级。砖编号12345678910破坏荷载(kN)254270218183238259151280220254抗压强度(MPa) 解：计算每块试件的抗压强度(精确到0.lMPa)，结果如下表所示。 砖编号12345678910破坏荷载(kN)254270218183238259151280220254抗压强度(MPa)22.123.519.015.920.722.513.124.319.122.1计算10块试件的抗压强度算术平均值：计算10块试件的抗压强度标准差：计算强度变异系数：计算10块试件的强度标准值：采用平均值标准值方法评定等级，该批砖满足国家标准中15的强度标准，其强度等级为15。3.某普通水泥，储存期超过三个月。已测得其3d强度达到强度等级为32.5MPa的要求。现又测得其28d抗折、抗压破坏荷载如表所示。 试件编号123抗折破坏荷载(kN)2.92.62.8抗压破坏荷载(kN)656464536670计算后判定该水泥是否能按原强度等级使用。 解：(1)计算该水泥28d的抗折强度。 根据抗折强度的公式，对于水泥抗折强度为，可得 平均值为 平均值的10%的范围为 上限：6.5(1+10%)=7.15MPa 下限：6.5(1-10%)=5.8SMPa显然，三个试件抗折强度值中无超过平均值土10%的，因此28d抗折强度应取3个试件抗折强度值的算术平均值，即(2)计算该水泥28d的抗压强度。根据公式，对于水泥抗压强度试验试件的公式为，故 取平均值为平均值的10%的范围为 上限：39.78(1+10%)=43.78MPa 下限：39.78(1-10%)=35.82MPa 因， 低于下限 ，根据水泥抗压强度计算取值原则，应予剔除，以其余五个强度值的算术平均值作为结果，即(3)判定。根据测定计算结果，该水泥28d的抗折强度和抗压强度分别为6.5MPa和41.lMPa。对于普通水泥32.5MPa，其28d抗折强度和抗压强度值分别应不低于5.5MPa和32.5MPa。因此，该水泥能按原强度等级使用。4.某砂作筛分试验，分别称取各筛两次筛余量的平均值，如下表所示。方孔筛径9.5(mm)4.75(mm)2.36(mm)1.18(mm)0.6(mm)0.3(mm)0.15(mm)0.15(mm)合计筛余量(g)032.548.540.0187.5118.065.08.5500 计算各号筛的分计筛余百分率、累计筛余百分率、细度模数；并评定该砂的颗粒级配和粗细程度。解:(1)各号筛的分计筛余百分率4.75mm：2.36mm：1.18mm：0.6mm： 0.3mm： 0.15mm：(2)各号筛的累计筛余百分率为4.75mm： A1=a1=6.5%2.36mm： A2=A1+a2=16.2%1.18mm： A3=A2+a3=24.3%0.6mm： A4=A3+a4=61.8%0.3mm： A5=A4+a5=85.4%0.15mm： A6=A5+a6=98.4%(3)该砂的级配。根据A61.8%可知，该砂的级配为2区。A1A5全部在2区规定的范围内，因此级配合格。该砂的细度模数为因此该砂属于中砂。5.采用普通水泥、卵石和天然砂配制混凝土，水灰比为0.52，制作一组尺寸为15Omml5Omml5Omm的试件，标准养护28d，测得的抗压破坏荷载分别为510kN，520kN和650kN。计算：(1)该组混凝土试件的立方体抗压强度；(2)计算该混凝土所用水泥的实际抗压强度。解：(1)求该组混凝土试件的立方体抗压强度。 根据公式，对于边长为15Omm的混凝土立方体试件，可得 判定:最大值与中间值之差：最小值与中间值之差：由于最大值与中间值之差超过中间值的15%，由此应取中间值作为该组试件的立方体抗压强度。即： (2)求该混凝土所使用水泥的实际抗压强度。根据公式，由题意知， , ，可得 6某工程现浇室内钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C30，施工采用机械拌和和振捣，坍落度为305Omm。所用原材料如下： 水泥：普通水泥42.5MPa， =3100kg/m3；砂：中砂，级配2区合格，= 26503100kg/m3；石子：卵石54Omm，=2650 kg/m3；水：自来水(末掺外加剂)，=l000 kg/m3。(取水泥的强度富余系数为=l.13) 采用体积法计算该混凝土的初步配合比。解:(1)确定混凝土的施工配制强度。根据题意可知：，查表取，则(2)确定混凝土水灰比。按强度要求计算混凝土水灰比。根据题意可得：， ,，则混凝土水灰比为按耐久性要求复核。 由于是室内(属于正常的居住或办公用房)钢筋混凝土梁，查表可知混凝土的最大水灰比值为0.65，计算出的水灰比0.50未超过规定的最大水灰比值，因此0.50能够满足混凝土耐久性要求。 (3)确定用水量。 根据题意，集料为中砂，卵石，最大粒径为4Omm，查表取=16Okg。 (4)计算水泥用量。计算：复核耐久性。由于是室内钢筋混凝土梁，属于正常的居住或办公用房屋内，根据普通混凝土配合比设计规程(JGJS52000)的最小水泥用量表可知每立方米混凝土的水泥用量为260kg，计算出的水泥用量320kg不低于最小水泥用量，因此混凝土耐久性合