土木工程材料复习题及答案.doc

习题一答案习题一答案 一 名词解释一 名词解释 1 材料的空隙率 材料的空隙率 散粒材料颗粒间的空隙体积占堆积体积的百分率 散粒材料颗粒间的空隙体积占堆积体积的百分率 P3 2 堆积密度 堆积密度 散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量 散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量 P2 3 软化系数 软化系数 材料在饱和吸水状态下的抗压强度与材料在干燥状态下材料在饱和吸水状态下的抗压强度与材料在干燥状态下 抗压强度的比值 抗压强度的比值 P7 4 比强度 比强度 单位体积质量的材料强度 等于材料的强度与表观密度的单位体积质量的材料强度 等于材料的强度与表观密度的 比值 是衡量材料是否轻质 高强的指标 比值 是衡量材料是否轻质 高强的指标 P4 5 硬度 硬度 材料抵抗较硬物质刻划或压入的能力 材料抵抗较硬物质刻划或压入的能力 P6 6 润湿边角 润湿边角 当固体材料与水接触时 在材料 水以及空气的三相交当固体材料与水接触时 在材料 水以及空气的三相交 叉点处沿水滴表面作切线 此切线与材料和水接触面的夹角叉点处沿水滴表面作切线 此切线与材料和水接触面的夹角 称为 称为 润湿边角 润湿边角 P6 二 填空题二 填空题 1 材料的吸湿性是指材料在 材料的吸湿性是指材料在 潮湿空气中吸收水分潮湿空气中吸收水分 的性质 的性质 P7 2 材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的 材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的 冻融循环次数冻融循环次数 来表示 来表示 P8 3 水可以在材料表面展开 即材料表面可以被水浸润 这种性质称 水可以在材料表面展开 即材料表面可以被水浸润 这种性质称 为为亲水性亲水性 P6 4 当孔隙率相同时 分布均匀而细小的封闭孔隙含量愈大 则材料 当孔隙率相同时 分布均匀而细小的封闭孔隙含量愈大 则材料 的吸水率的吸水率 愈小愈小 保温性能 保温性能 愈好愈好 耐久性耐久性 愈好愈好 当当材材料料的的孔孔隙隙率率增增 大大时时 则则其其密密度度 不不变变 松松散散密密度度 变变小小 强强度度 降降低低 吸吸水水率率 不不一一定定 抗抗渗渗性性 不不一一定定 抗抗冻冻性性 不不一一定定 5 在水中或长期处于潮湿状态下使用的材料 应考虑材料的 在水中或长期处于潮湿状态下使用的材料 应考虑材料的 耐水性耐水性 6 材料的吸水性用 材料的吸水性用 吸水率吸水率 表示 吸湿性用表示 吸湿性用 含水率含水率 表示表示 7 材材料料耐耐水水性性的的强强弱弱可可以以用用 软软化化系系数数 表表示示 材材料料耐耐水水性性愈愈好好 该该值值愈愈 大大 8 称取松散密度为 称取松散密度为 l400kg m3的干砂的干砂 200 g 装入广口瓶中 再把瓶 装入广口瓶中 再把瓶 中注满水 这时称重为中注满水 这时称重为 500 g 已已知知空空瓶瓶加加满满水水时时的的重重量量为为 377 g 则则该该砂砂的的表表观观密密度度为为 2 60g m3 空空隙隙率率为为 46 2 9 同同种种材材料料的的孔孔隙隙率率愈愈 小小 材材料料的的强强度度愈愈高高 当当材材料料的的孔孔隙隙率率 一一定定时时 封封闭闭 孔孔隙隙愈愈多多 材材料料的的绝绝热热性性愈愈好好 10 目目前前我我国国常常用用的的标标准准有有 国国家家标标准准 行行业业标标准准 地地方方和和企企业业标标准准 三 选择题三 选择题 1 孔隙率增大 材料的 孔隙率增大 材料的 降低 降低 密度密度 表观密度表观密度 憎水性憎水性 抗冻性抗冻性 2 材料在水中吸收水分的性质称为 材料在水中吸收水分的性质称为 吸水性吸水性 吸湿性吸湿性 耐水性耐水性 渗透性渗透性 3 普通混凝土标准试件经 普通混凝土标准试件经 28 d 标准养护后测得抗压强度为标准养护后测得抗压强度为 22 6 MPa 同时又测得同批混凝土水饱和后的抗压强度为 同时又测得同批混凝土水饱和后的抗压强度为 21 5 MPa 干燥 干燥 状态测得抗压强度为状态测得抗压强度为 24 5 MPa 该混凝土的软化系数为 该混凝土的软化系数为 0 96 0 92 0 13 0 88 4 材料的抗渗性指材料抵抗 材料的抗渗性指材料抵抗 渗透的性质 渗透的性质 水水 潮气潮气 压力水压力水 饱和水饱和水 5 有一块砖重 有一块砖重 2625 g 其质量含水率为 其质量含水率为 5 该湿砖所含水量为 该湿砖所含水量为 131 25 g 129 76 g 130 34 g 125 g 6 材料的耐水性指材料 材料的耐水性指材料 而不破坏 其强度也不显著降低的而不破坏 其强度也不显著降低的 性质 性质 在水作用下在水作用下 在压力水作用下在压力水作用下 长期在水作用下长期在水作用下 长期在长期在 湿气作用下湿气作用下 7 碎石的密度为 碎石的密度为 p 表观密度为 表观密度为 P0 松散密度 松散密度 P0 则存在下列关系 则存在下列关系 0 0 0 0 0 0 8 材料吸水后 将使材料的 材料吸水后 将使材料的 提高 提高 耐久性耐久性 强度及导热系数强度及导热系数 密度密度 表观密度和导热系表观密度和导热系 数数 9 通常材料的软化系数为 通常材料的软化系数为 时 可以认为是耐水的材料 时 可以认为是耐水的材料 0 95 0 85 0 75 10 含含水水率率为为 5 的的砂砂 220kg 将将其其干干燥燥后后的的重重量量是是 kg 209 209 52 210 11 材材质质相相同同的的 A B 两两种种材材料料 已已知知表表观观密密度度 0A 0B 则则 A 材材料料的的保保温温效效果果比比 B 材材料料 好好 差差 差不多差不多 12 当当某某一一建建筑筑材材料料的的孔孔隙隙率率增增大大时时 其其吸吸水水率率 增大增大 减小减小 不变化不变化 不一定增大 也不一定减小不一定增大 也不一定减小 四 是非判断题四 是非判断题 对的划对的划 不对的划 不对的划 并改正错误 并改正错误 1 某些材料虽然在受力初期表现为弹性 达到一定程度后表现出塑 某些材料虽然在受力初期表现为弹性 达到一定程度后表现出塑 性特征 这类材料称为塑性材料 性特征 这类材料称为塑性材料 弹弹塑塑性性材材料料 2 材材料料吸吸水水饱饱和和状状态态时时水水占占的的体体积积可可视视为为开开口口孔孔隙隙体体积积 3 在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性 在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性 吸湿 吸湿 性 性 4 含含水水率率为为 4 的的湿湿砂砂重重 100g 其其中中水水的的重重量量为为 4g 3 85g 5 热热容容量量大大的的材材料料导导热热性性大大 受受外外界界气气温温影影响响室室内内温温度度变变化化比比较较快快 小小 慢 慢 6 材材料料的的孔孔隙隙率率相相同同时时 连连通通粗粗孔孔者者比比封封闭闭微微孔孔者者的的导导热热系系数数大大 7 从从室室外外取取重重为为 G1 的的砖砖一一块块 浸浸水水饱饱和和后后重重为为 G2 烘烘干干后后重重为为 G3 则则砖砖的的质质量量吸吸水水率率为为 Wm G2 G3 G1 Wm G2 G3 G3 8 同同一一种种材材料料 其其表表观观密密度度越越大大 则则其其孔孔隙隙率率越越大大 小小 9 将某种含水的材料 置于不同的环境中 分别测得其密度 其中 将某种含水的材料 置于不同的环境中 分别测得其密度 其中 以干燥条件下的密度为最小 以干燥条件下的密度为最小 密度不变 密度不变 10 吸水率小的材料 其孔隙率最小 吸水率小的材料 其孔隙率最小 还与孔隙特征有 还与孔隙特征有 关 关 11 材料的抗冻性与材料的孔隙率有关 与孔隙中的水饱和程度无关 材料的抗冻性与材料的孔隙率有关 与孔隙中的水饱和程度无关 有关有关 五 问答题五 问答题 1 材料的孔隙对材料的影响可从几方面分析 材料的孔隙对材料的影响可从几方面分析 孔隙的多少孔隙的多少 孔隙的特征孔隙的特征 2 何谓材料的强度 何谓材料的强度 影响材料强度的因素有哪些影响材料强度的因素有哪些 材料的强度是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力 材料的强度是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力 1 材料的组成 结构与构造 包括化学组成 矿物组成和相组成 结合键类型材料的组成 结构与构造 包括化学组成 矿物组成和相组成 结合键类型 金属 共价 离子 分子 氢 宏观构造 位错 裂隙 夹杂及以上的不 金属 共价 离子 分子 氢 宏观构造 位错 裂隙 夹杂及以上的不 均匀程度等 均匀程度等 2 孔隙率与孔隙特征 材料的孔隙率愈大 则强度愈小 对于同一品种的材料 孔隙率与孔隙特征 材料的孔隙率愈大 则强度愈小 对于同一品种的材料 其强度与孔隙率之间存在近似直线的反比关系 一般表观密度大的材料 其强其强度与孔隙率之间存在近似直线的反比关系 一般表观密度大的材料 其强 度也大 度也大 3 试件的形状和尺寸 受压时 立方体试件的强度值要高于棱柱体试件的强度试件的形状和尺寸 受压时 立方体试件的强度值要高于棱柱体试件的强度 值 相同材料采用小试件测得的强度较大试件高 值 相同材料采用小试件测得的强度较大试件高 4 加荷速度 当加荷速度快时 由于变形速度落后于荷载增长的速度 故测得加荷速度 当加荷速度快时 由于变形速度落后于荷载增长的速度 故测得 的强度值偏高 反之 因材料有充裕的变形时间 测得的强度值偏低 的强度值偏高 反之 因材料有充裕的变形时间 测得的强度值偏低 5 试验环境的温度 湿度 温度高 湿度大时 试件会有体积膨胀 材料内部试验环境的温度 湿度 温度高 湿度大时 试件会有体积膨胀 材料内部 质点距离加大 质点间的作用力减弱 测得的强度值偏低 质点距离加大 质点间的作用力减弱 测得的强度值偏低 6 受力面状态 受力面的平整度 润滑情况等 试件表面不平或表面涂润滑剂受力面状态 受力面的平整度 润滑情况等 试件表面不平或表面涂润滑剂 时 所测强度值偏低 时 所测强度值偏低 3 如何区别亲水性材料和憎水性材料 如何区别亲水性材料和憎水性材料 当材料与水接触时可以发现 有些材料能被水润湿 有些材料则不能被水润湿 当材料与水接触时可以发现 有些材料能被水润湿 有些材料则不能被水润湿 前者称材料具有亲水性 后者称具有憎水性 材料被水湿润的情况可用润湿边前者称材料具有亲水性 后者称具有憎水性 材料被水湿润的情况可用润湿边 角角 表示 当材料与水接触时 在材料 水以及空气三相的交点处 作沿水滴表示 当材料与水接触时 在材料 水以及空气三相的交点处 作沿水滴 表面的切线 此切线与材料和水接触面的夹角表面的切线 此切线与材料和水接触面的夹角 称为润湿边角 称为润湿边角 角愈小 角愈小 表明材料愈易被水润湿 实验证明 当表明材料愈易被水润湿 实验证明 当 90 90 时 材料表面吸附水 材料能时 材料表面吸附水 材料能 被水润湿而表现出亲水性 这种材料称亲水性材料 当被水润湿而表现出亲水性 这种材料称亲水性材料 当 90 90 时 材料表面时 材料表面 不吸附水 此称憎水性材料 当不吸附水 此称憎水性材料 当 0 0 时 表明材料完全被水润湿 称为铺展 时 表明材料完全被水润湿 称为铺展 4 材料的耐久性都包括那些内容 材料的耐久性都包括那些内容 材料在长期使用过程中 能保持其原有性能而不变质 不破坏的性质 统称之材料在长期使用过程中 能保持其原有性能而不变质 不破坏的性质 统称之 为耐久性 它是一种复杂的 综合的性质为耐久性 它是一种复杂的 综合的性质 包括材料的抗冻性 耐热性 抗渗性包括材料的抗冻性 耐热性 抗渗性 和耐腐蚀性 耐水性 抗风化性能 抗老化性能 抗化学侵蚀性等 和耐腐蚀性 耐水性 抗风化性能 抗老化性能 抗化学侵蚀性等 六 计算题六 计算题 1 某岩石在气干 绝干 水饱和状态下测得的抗压强度分别为某岩石在气干 绝干 水饱和状态下测得的抗压强度分别为 172 MPa 178 MPa 168 MPa 该岩石可否用于水下工程 该岩石可否用于水下工程 答 该岩石的软化系数为答 该岩石的软化系数为 其软化系数大于其软化系数大于 0 85 所以该岩石可用于水下工程 所以该岩石可用于水下工程 2 某砖在干燥状态下的抗压强度某砖在干燥状态下的抗压强度 f0为为 20MPa 当其在吸水饱和状态 当其在吸水饱和状态 下抗压强度下抗压强度 f1为为 14MPa 请问此砖是否适宜用于潮湿环境的建筑物 请问此砖是否适宜用于潮湿环境的建筑物 答 答 该砖的软化系数为该砖的软化系数为 因长期受水浸泡或处于潮湿环境的重要建筑物必须是用软化系数因长期受水浸泡或处于潮湿环境的重要建筑物必须是用软化系数 不低于不低于 0 85 的材料建造 受潮较轻或次要建筑物的材料软化系数不宜的材料建造 受潮较轻或次要建筑物的材料软化系数不宜 低于低于 0 75 故不适宜选用 故不适宜选用 3 已知碎石的表观密度为 已知碎石的表观密度为 2 65 g cm3 堆积密度为 堆积密度为 1 50 g cm3 求 求 2 5 m3松松散散状状态态的的碎碎石石 需需要要多多少少松松散散体体积积的的砂砂子子填填充充碎碎石石的的空空隙隙 若若 已已知知砂砂子子的的堆积密度为堆积密度为 1 55 g cm3 求砂子的重量为多少 求砂子的重量为多少 答 空隙率答 空隙率 p 1 1 50 2 65 100 43 4 需要砂子 需要砂子 43 4 2 5 1 085 m3 1 085 m3 1550kg m3 1682 kg 习题二习题二 一 名词解释一 名词解释 1 弹性模量弹性模量 钢材受力初期 应力与应变成比例地增长 应力与应钢材受力初期 应力与应变成比例地增长 应力与应 变之比为常数 称为弹性模量 变之比为常数 称为弹性模量 2 屈服强度屈服强度 当应力超过弹性极限后 变形增加较快 此时除了产当应力超过弹性极限后 变形增加较快 此时除了产 生弹性变形外 还产生部分塑性变形 当应力达到塑性阶段后 塑性生弹性变形外 还产生部分塑性变形 当应力达到塑性阶段后 塑性 应变急剧增加 曲线出现一个波动的小平台 这种现象称为屈服 这应变急剧增加 曲线出现一个波动的小平台 这种现象称为屈服 这 一阶段的最大 最小应力分别称为上屈服点和下屈服点 由于下屈服一阶段的最大 最小应力分别称为上屈服点和下屈服点 由于下屈服 点的数值较为稳定 因此以它作为材料抗力的指标 称为屈服点或屈点的数值较为稳定 因此以它作为材料抗力的指标 称为屈服点或屈 服强度 服强度 3 沸腾钢 炼钢时用锰铁脱氧 脱氧很不完全 钢液冷却时有大量 沸腾钢 炼钢时用锰铁脱氧 脱氧很不完全 钢液冷却时有大量 的一氧化碳气体逸出 引起钢液沸腾 故称沸腾钢 的一氧化碳气体逸出 引起钢液沸腾 故称沸腾钢 4 合金钢 在炼钢过程中 有意识地加入一种或多种能改善钢材性 合金钢 在炼钢过程中 有意识地加入一种或多种能改善钢材性 能的合金元素而制得的钢种 能的合金元素而制得的钢种 5 屈服强度 是指钢材开始丧失对变形的抵抗能力 并开始产生大 屈服强度 是指钢材开始丧失对变形的抵抗能力 并开始产生大 量塑性变形时所对应的应力 量塑性变形时所对应的应力 6 伸长率 是指钢材拉伸试验中 钢材试样的伸长量占原标距的百 伸长率 是指钢材拉伸试验中 钢材试样的伸长量占原标距的百 分率 分率 7 冲击韧性 是指钢材抵抗冲击荷载的能力 冲击韧性 是指钢材抵抗冲击荷载的能力 8 冷弯性能 是钢材在常温条件下承受规定弯曲程度的弯曲变形的 冷弯性能 是钢材在常温条件下承受规定弯曲程度的弯曲变形的 能力 并且是显示钢材缺陷的一种工艺性能 能力 并且是显示钢材缺陷的一种工艺性能 9 时效 指经冷拉后的钢筋经过一段时间后其屈服强度和抗拉强度 时效 指经冷拉后的钢筋经过一段时间后其屈服强度和抗拉强度 将继续随时间而提高的过程 将继续随时间而提高的过程 二 填空题二 填空题 1 屈服强度 屈服强度 和和极限抗拉强度 极限抗拉强度 是衡量钢材强度的两个重要指标 是衡量钢材强度的两个重要指标 2 钢材热处理的工艺有 钢材热处理的工艺有 淬火 正火 退火 淬火 正火 退火 回火 回火 3 按冶炼时脱氧程度分类钢可以分成 按冶炼时脱氧程度分类钢可以分成 沸腾钢 沸腾钢 镇静钢 镇静钢 半镇静半镇静 钢钢和特殊镇静钢 和特殊镇静钢 其其中中 镇镇静静钢钢 钢钢脱脱氧氧完完全全 沸沸腾腾钢钢 钢钢脱脱 氧氧很很不不完完全全 4 钢钢的的基基本本组组织织主主要要有有 渗渗碳碳体体 珠珠光光体体 奥奥氏氏体体 和和 铁铁 素素体体 四四 种 种 5 对对冷冷加加工工后后的的钢钢筋筋进进行行时时效效处处理理 可可用用 自自然然 时时效效和和 人人 工工 时时效效两两种种方方法法 经经冷冷加加工工时时效效处处理理后后的的钢钢筋筋 其其 强强度度 进进一一步步提提高高 塑塑性性和和韧韧性性 有有所降低 所降低 6 Q235 一一 A F 钢钢叫叫做做 屈屈服服点点为为 235MPa 的的 A 级级沸沸腾腾钢钢 Q235 表表示示 屈屈服服强强度度 A 表表示示 质质量量 等等级级 F 表示表示 沸腾钢沸腾钢 7 碳碳素素结结构构钢钢随随着着钢钢牌牌号号的的 增增大大 其其含含碳碳量量 增增加加 强强度度 增大增大 塑性和韧性 塑性和韧性 降低降低 冷弯性逐渐 冷弯性逐渐 变差变差 8 钢钢材材的的技技术术性性质质主主要要有有两两个个方方面面 其其力力学学性性能能包包括括 强强度度 塑性塑性 韧性韧性 和和 硬度硬度 工艺性能包括 工艺性能包括 焊接焊接和和 冷冷 弯性能弯性能 9 对对钢钢筋筋的的冷冷加加工工方方法法有有 冷冷拉拉 及及 冷拔冷拔 钢筋冷加工后 钢筋冷加工后 强度强度 提高 故可达到提高 故可达到 节省钢筋节省钢筋 目的 目的 10 钢钢材材当当含含碳碳质质量量分分数数提提高高时时 可可焊焊性性 变变差差 含含 S P O N 元元素素较较多多时可焊性变差 钢中杂质含量多时对可焊性时可焊性变差 钢中杂质含量多时对可焊性 有不利影响有不利影响 11 一一般般情情况况下下 在在动动荷荷载载状状态态 焊焊接接结结构构或或严严寒寒低低温温下下使使用用的的结结构构 往往往限制使用往限制使用 沸腾钢沸腾钢 12 根据国家标准 根据国家标准 低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢 GBl591 94 的规定 的规定 低合金低合金高高强强度度结结构构钢钢共共 5 个个牌牌号号 低低合合金金高高强强度度结结构构钢钢的的牌牌号号 由由 代代表表钢钢材材屈屈服服强强度度的的字字母母Q 和和 屈服点数值屈服点数值 质量质量 等级等级 三个要素组成 三个要素组成 13 根根据据锈锈蚀蚀作作用用的的机机理理 钢钢材材的的锈锈蚀蚀可可分分为为 化化学学锈锈蚀蚀 和和 电电 化化学学锈锈蚀蚀 两两种种 三 选择题三 选择题 1 钢材抵抗冲击荷载的能力称为 钢材抵抗冲击荷载的能力称为 塑性塑性 冲击韧性冲击韧性 弹性弹性 硬硬 度度 2 钢钢结结构构设设计计时时 碳碳素素结结构构钢钢以以 强强度度作作为为设设计计计计算算取取值值的的 依据 依据 s b 0 2 p 3 随着钢材含碳质量分数的提高随着钢材含碳质量分数的提高 强强度度 硬硬度度 塑塑性性都都提提高高 强强度度提提高高 塑塑性性降降低低 强度降低 塑性提高强度降低 塑性提高 强度 塑性都降低强度 塑性都降低 4 预预应应力力混混凝凝土土用用热热处处理理钢钢筋筋是是用用 经经淬淬火火和和回回火火等等调调质质处处理理 而而成的 成的 热热轧轧带带肋肋钢钢筋筋 冷冷轧轧带带肋肋钢钢筋筋 热热轧轧光光圆圆钢钢筋筋 5 钢钢与与铁铁以以含含碳碳质质量量分分数数 为为界界 含含碳碳质质量量分分数数小小于于这这个个值值时时 为为钢 大于这个值时为铁 钢 大于这个值时为铁 0 25 0 60 O 80 2 0 6 吊车梁和桥梁用钢 要注意选用 吊车梁和桥梁用钢 要注意选用 较大 且时效敏感性小的较大 且时效敏感性小的 钢材 钢材 塑性塑性 韧性韧性 脆性脆性 7 低合金结构钢具有 低合金结构钢具有 等性能 等性能 较高的强度较高的强度 较好的塑性较好的塑性 可焊性可焊性 较好的抗冲击韧性较好的抗冲击韧性 较好的冷弯性较好的冷弯性 四 四 是非判断题是非判断题 对的划对的划 不对的划 不对的划 并改正错误 并改正错误 1 屈强比愈小 钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大 结构的安屈强比愈小 钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大 结构的安 全性愈高 全性愈高 2 一般来说 钢材硬度愈高 强度也愈大 一般来说 钢材硬度愈高 强度也愈大 3 钢材中含钢材中含磷磷则影响钢材的热脆性 而含则影响钢材的热脆性 而含硫硫则影响钢材的冷脆性 则影响钢材的冷脆性 冷 热 冷 热 4 钢钢材材的的伸伸长长率率表表明明钢钢材材的的塑塑性性变变形形能能力力 伸伸长长率率越越大大 钢钢材材的的塑塑性性 越好 越好 5 钢材冷拉是指在常温下将钢材拉断 以伸长率作为性能指标 钢材冷拉是指在常温下将钢材拉断 以伸长率作为性能指标 冷拉是冷加工的一种工艺 冷拉是冷加工的一种工艺 6 钢钢材材在在焊焊接接时时产产生生裂裂纹纹 原原因因之之一一是是钢钢材材中中含含磷磷较较高高所所致致 7 建建筑筑钢钢材材的的基基本本组组织织主主要要是是珠珠光光体体和和渗渗碳碳体体 其其间间随随着着含含碳碳质质量量分分 数数的提高 则珠光体增加 渗碳体减少 的提高 则珠光体增加 渗碳体减少 含碳量不大于 含碳量不大于 0 8 时 基本组织为铁素体和珠光体 含碳量增大时 珠光体含量增大 时 基本组织为铁素体和珠光体 含碳量增大时 珠光体含量增大 铁素体则相应减少 因而强度 硬度随之提高 但塑性和冲击韧性相铁素体则相应减少 因而强度 硬度随之提高 但塑性和冲击韧性相 应下降 应下降 8 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 长 因此将此钢筋对焊接长使用 9 钢钢材材的的回回火火处处理理总总是是紧紧接接着着退退火火处处理理进进行行的的 淬淬火火 10 钢钢材材的的腐腐蚀蚀主主要要是是化化学学腐腐蚀蚀 其其结结果果是是钢钢材材表表面面生生成成氧氧化化铁铁等等而而 失失去去金属光泽 金属光泽 电 电化化学学腐腐蚀蚀 五 问答题五 问答题 1 碳素结构刚如何划分牌号 牌号与性能之间与何关系 碳素结构刚如何划分牌号 牌号与性能之间与何关系 答 碳素结构钢的牌号按顺序由代表屈服点的字母 答 碳素结构钢的牌号按顺序由代表屈服点的字母 Q 屈服点数值 屈服点数值 mm2 质量等级符号 质量等级符号 A B C D 脱氧程度符号 脱氧程度符号 F B Z TZ 等四部分组成 等四部分组成 Q235 A F 和和 Q235 D 均为 均为 235 碳素结构钢 是建筑中应用最多的碳素结构钢 是建筑中应用最多的 碳素钢 二者性能差别主要表现在质量等级和脱氧程度上 按硫 磷碳素钢 二者性能差别主要表现在质量等级和脱氧程度上 按硫 磷 含量多少来衡量 含量多少来衡量 Q235 D 磷 硫含量均少于磷 硫含量均少于 Q235 A F 质量较好 质量较好 按脱氧程度衡量按脱氧程度衡量 Q235 D 为 震静钢 质量最好 为 震静钢 质量最好 Q235 A F 为为 沸腾钢 沸腾钢 Q235 A F 钢 仅适用于承受间接动荷载的静荷载的结构 钢 仅适用于承受间接动荷载的静荷载的结构 而而 Q235 D 可适用于动荷载作用或处在低温环境下的工作条件 可适用于动荷载作用或处在低温环境下的工作条件 评注评注 碳素结构钢分五个牌号 即 碳素结构钢分五个牌号 即 195 Q215 Q235 Q255 和和 Q275 各牌号钢又按其硫 磷含量由多至少分为 四个 各牌号钢又按其硫 磷含量由多至少分为 四个 质量等级 质量等级 2 为什么用材料的屈服点而不是其抗拉强度作为结构设计时取值的为什么用材料的屈服点而不是其抗拉强度作为结构设计时取值的 依据 依据 答 屈服强度和极限抗拉强度是衡量钢材强度的两个重要指标 极限答 屈服强度和极限抗拉强度是衡量钢材强度的两个重要指标 极限 抗拉强度是试件能承受的最大应力 在结构设计中 要求构件在弹性抗拉强度是试件能承受的最大应力 在结构设计中 要求构件在弹性 变形范围内工作 即使少量的塑性变形也应力求避免 所以规定以钢变形范围内工作 即使少量的塑性变形也应力求避免 所以规定以钢 材的屈服强度作为设计应力的依据 抗拉强度在结构设计中不能完全材的屈服强度作为设计应力的依据 抗拉强度在结构设计中不能完全 利用 但屈服强度与抗拉强度之比 屈强比 却有一定的意义 屈强利用 但屈服强度与抗拉强度之比 屈强比 却有一定的意义 屈强 比越小 结构的安全性越高 比越小 结构的安全性越高 3 伸长率表示钢材的什么性质伸长率表示钢材的什么性质 如何计算如何计算 对同一种钢材来说 对同一种钢材来说 5和和 10哪个值大 为什么 哪个值大 为什么 答 伸长率 答 伸长率 表示钢材的塑性变形能力 钢材在使用中 为避免 表示钢材的塑性变形能力 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 可以使缺陷处应力超过有一定的伸长率 可以使缺陷处应力超过 s 时 随着发生塑性变形时 随着发生塑性变形 使应力重分布 而避免结构物的破坏 使应力重分布 而避免结构物的破坏 评注评注 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 伸长率 但伸长率不能过大 否则会使钢材在使用中发生超过允 伸长率 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 许的变形值 100 0 01 L LL 计算 计算 5和和 10分别表示分别表示 l0 5d 和和 l0 10d 时的伸长率 对同一种钢材时的伸长率 对同一种钢材 5 10 由于在塑性变形时颈缩处的伸长较大 故当原始标距与试 由于在塑性变形时颈缩处的伸长较大 故当原始标距与试 件的直径之比愈大 则颈缩处伸长中的比重愈小 因而计算的伸长率件的直径之比愈大 则颈缩处伸长中的比重愈小 因而计算的伸长率 会小些 会小些 同时 生产中可能存在缺陷 同时 生产中可能存在缺陷 4 简述钢材的化学成分对钢材性能的影响 简述钢材的化学成分对钢材性能的影响 答 答 P73 74P73 74 5 工工程程中中常常对对钢钢筋筋进进行行冷冷拉拉 冷冷拔拔或或时时效效处处理理的的主主要要目目的的是是什什么么 答 在常温下将钢材进行机械加工 使其产生塑性变形 以提高其屈答 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 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 在常温下存放时效处理是将经过冷加工的钢材 在常温下存放 15 20 天 或者加天 或者加 热到热到 100 200 并保持 并保持 2 小时以内 这个过程称为时效处理 常小时以内 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 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 抗拉强度冷拉并时效处理后的钢筋 其屈服点提高 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 也有提高 塑性和韧性降低较大 弹性模量基本恢复 节约钢材 简化施工工序节约钢材 简化施工工序 6 6 为何说屈服点 为何说屈服点 s s 抗拉强度 抗拉强度 b b 和伸长率 和伸长率 是建筑 是建筑 用钢材的重要技术性能指标 用钢材的重要技术性能指标 答 屈服点 答 屈服点 s s 是结构设计时取值的依据 表示钢材在正常工作 是结构设计时取值的依据 表示钢材在正常工作 承受的应力不超过承受的应力不超过 s s 屈服点与抗拉强度的比值 屈服点与抗拉强度的比值 s b s b 称为 称为 屈强比 它反应钢材的利用率和使用中安全可靠程度 伸长率 屈强比 它反应钢材的利用率和使用中安全可靠程度 伸长率 表示钢材的塑性变形能力 钢材在使用中 为避免正常受力时在缺陷表示钢材的塑性变形能力 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 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 可以使缺陷处超过可以使缺陷处超过 s s 时 随着发生塑性变形使应力重分布 而避免时 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超过允许具有一定塑性 但伸长率不能过大 否则会使钢材在使用中超过允许 的变形值 的变形值 六 计算题六 计算题 1 从新进货的一批钢筋中抽样 并截取两根钢筋做拉伸试验 测得 从新进货的一批钢筋中抽样 并截取两根钢筋做拉伸试验 测得 如下结果 屈服下限荷载分别为如下结果 屈服下限荷载分别为 42 4 kN 41 5 kN 抗拉极限荷载分 抗拉极限荷载分 别为别为 62 0 kN 61 6 kN 钢筋公称直径为钢筋公称直径为 12 mm 标距为 标距为 60 mm 拉断 拉断 时长度分别为时长度分别为 66 0 mm 67 0 mm 计算该钢筋的屈服强度 抗拉强 计算该钢筋的屈服强度 抗拉强 度及伸长率 度及伸长率 答 钢筋的屈服强度答 钢筋的屈服强度 3 2 2 1 42 441 5 10 371 1 2 12 4 s Nmm 钢筋的抗拉强度钢筋的抗拉强度 3 2 2 1 62 061 6 10 546 1 2 12 4 b N mm 钢筋的伸长率钢筋的伸长率 1 66 06067 060 100 10 83 26060 2 直直径径为为 16 mm 的的钢钢筋筋 截截取取两两根根试试样样作作拉拉伸伸试试验验 达达到到屈屈服服点点的的 荷荷载载分分别为别为 72 3 kN 和和 72 2 kN 拉断时荷载分别为 拉断时荷载分别为 104 5 kN 和和 108 5 kN 试件标 试件标距距长长度度为为 80 mm 拉拉断断时时的的标标距距长长度度为为 96 mm 和和 94 4 mm 问问该该钢钢筋筋属属何何 牌号牌号 钢筋的屈服强度 钢筋的屈服强度 359MPa 钢筋的抗拉强度 钢筋的抗拉强度 530 MPa 钢筋的伸长率 钢筋的伸长率 19 热扎带肋钢筋 热扎带肋钢筋 HRB335 习题三习题三 一 填空一 填空 1 石灰的特性有 可塑性石灰的特性有 可塑性 好好 硬化 硬化 慢慢 硬 硬 化时体积化时体积 收缩大 收缩大 和耐水性和耐水性 差 差 等 等 2 建筑石膏具有以下特性 凝结硬化建筑石膏具有以下特性 凝结硬化 速度快 速度快 孔隙率 孔隙率 较大较大 表观密度 表观密度 小小 强度 强度 低低 凝结硬化时体积凝结硬化时体积 略膨略膨 胀胀 防火性能 防火性能 好 好 等 等 3 国家标准规定 硅酸盐水泥的初凝时间不得早于国家标准规定 硅酸盐水泥的初凝时间不得早于 45 分钟分钟 终凝时间不得迟于 终凝时间不得迟于 390 分钟分钟 4 水泥的生产工艺可以概括为 水泥的生产工艺可以概括为 两磨一烧两磨一烧 即 即 生料磨细生料磨细 熟料煅烧熟料煅烧 熟料 水泥 磨细熟料 水泥 磨细 5 水泥胶砂强度实验中 水泥和标准砂的质量比为 水泥胶砂强度实验中 水泥和标准砂的质量比为 1 3 水灰比 水灰比 为为 0 5 每成型一组试件需要称取水泥 每成型一组试件需要称取水泥 450 克 标准砂克 标准砂 1350 克 克 拌和用水量拌和用水量 225 克 克 二 选择题二 选择题 1 水泥熟料中水化速度最快 水泥熟料中水化速度最快 28 d 水化热最大的是水化热最大的是 C3S C2S C3A C4AF 2 以下水泥熟料矿物中早期强度及后期强度都比较高的是以下水泥熟料矿物中早期强度及后期强度都比较高的是 C3S C2S C3A C4AF 3 石灰在熟化过程中 石灰在熟化过程中 体体积积明明显显缩缩小小 放放出出大大量量热热量量 体体积积膨膨胀胀 与与 Ca OH 2作用形成作用形成 CaCO3 4 浆浆体体在在凝凝结结硬硬化化过过程程中中 其其体体积积发发生生微微小小膨膨胀胀 石石灰灰 石石膏膏 菱菱苦苦土土 水水玻玻璃璃 5 为了保持石灰的质量 应使石灰储存在 为了保持石灰的质量 应使石灰储存在 潮湿的空气中潮湿的空气中 干燥的环境中干燥的环境中 水中水中 蒸汽的环境中蒸汽的环境中 6 建筑石膏的主要化学成分 建筑石膏的主要化学成分 CaSO4 2H2O CaS04 CaS04 1 2H2O Ca OH 2 7 硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料中中对对强强度度贡贡献献最最大大的的是是 C A C S C AF 石膏石膏 8 为为了了调调节节硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的凝凝结结时时间间 常常掺掺人人适适量量的的 石灰石灰 石膏石膏 粉煤灰粉煤灰 MgO 9 火火山山灰灰水水泥泥 用用于于受受硫硫酸酸盐盐介介质质侵侵蚀蚀的的工工程程 可以可以 部分可以部分可以 不可以不可以 适宜适宜 10 用用蒸蒸汽汽养养护护加加速速混混凝凝土土硬硬化化 宜宜选选用用 水水泥泥 硅酸盐硅酸盐 高铝高铝 矿渣矿渣 低热低热 11 高铝水泥最适宜使用的温度为 高铝水泥最适宜使用的温度为 80 30 25 15 左右左右 12 影影响响硅硅酸酸盐盐水水泥泥强强度度的的主主要要因因素素包包括括 熟料组成熟料组成 水泥细度水泥细度 储存时间储存时间 养护条件养护条件 龄期龄期 13 生产硅酸盐水泥的主要原料有 生产硅酸盐水泥的主要原料有 白云石白云石 黏土黏土 铁矿粉铁矿粉 矾土矾土 石灰石石灰石 14 硅酸盐水泥腐蚀的基本原因是 硅酸盐水泥腐蚀的基本原因是 含含过过多多的的游游离离 CaO 水水泥泥石石中中存存在在 Ca OH 2 水水泥泥石石中中存存在在水水化化 铝铝酸酸钙钙 水水泥泥石石本本身身不不密密实实 掺石膏过多掺石膏过多 15 矿渣水泥适用于 矿渣水泥适用于 的混凝土工程 的混凝土工程 抗渗性要求较高抗渗性要求较高 早期强度要求较高早期强度要求较高 大体积大体积 耐热耐热 软水侵蚀软水侵蚀 三 三 是非判断题是非判断题 对的划对的划 不对的划 不对的划 并改正错误 并改正错误 1 石膏浆体的水化 凝结和硬化实际上是碳化作用 石膏浆体的水化 凝结和硬化实际上是碳化作用 水化 水化 结晶的过程 结晶的过程 2 为加速水玻璃的硬化 常加入氟硅酸钠作为促硬剂 加入越多效果为加速水玻璃的硬化 常加入氟硅酸钠作为促硬剂 加入越多效果 越好 越好 12 15 3 在水泥中 石膏加入的量越多越好 在水泥中 石膏加入的量越多越好 加入石膏能起缓凝作 加入石膏能起缓凝作 用 但石膏掺量不能过多 否则不仅缓凝作用不大 还会引起水泥的用 但石膏掺量不能过多 否则不仅缓凝作用不大 还会引起水泥的 体积安定性不良 体积安定性不良 4 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 硬化 水硬性胶凝材料不仅能在空气中硬化 而且能更好 水硬性胶凝材料不仅能在空气中硬化 而且能更好 地在水中硬化 地在水中硬化 5 生石灰熟化时 石灰浆流入储灰池中需要生石灰熟化时 石灰浆流入储灰池中需要 陈伏陈伏 两周以上 其主两周以上 其主 要目要目的的是是为为了了制制得得和和易易性性很很好好的的石石灰灰膏膏 以以保保证证施施工工质质量量 消消除除过过火火石石灰灰的的影影响响 以以保保证证施施工工质质量量 6 生生石石灰灰在在空空气气中中受受潮潮消消解解为为消消石石灰灰 并并不不影影响响使使用用 7 建建筑筑石石膏膏最最突突出出的的技技术术性性质质是是凝凝结结硬硬化化慢慢 并并且且在在硬硬化化时时体体积积略略有有 膨胀 膨胀 快 快 8 水水玻玻璃璃硬硬化化后后耐耐水水性性好好 因因此此可可以以涂涂刷刷在在石石膏膏制制品品的的表表面面 以以提提高高 石石膏制品的耐久性 膏制品的耐久性 硅硅酸酸钠钠与与石石膏膏反反应应 生生成成硫硫酸酸钠钠 在在石石膏膏制制品品的的孔孔隙隙中中结结晶晶 体体积积略略膨膨胀胀 导导致致制制品品破破坏坏 9 由由于于矿矿渣渣水水泥泥比比硅硅酸酸盐盐水水泥泥抗抗软软水水侵侵蚀蚀性性能能差差 所所以以在在我我国国北北方方 气气候候严寒地区 修建水利工程一般不用矿渣水泥 严寒地区 修建水利工程一般不用矿渣水泥 抗冻性差 抗冻性差 10 高高铝铝水水泥泥制制作作的的混混凝凝土土构构件件 采采用用蒸蒸汽汽养养护护 可可以以提提高高早早期期强强 度度 不不能能采采用用蒸蒸汽汽养养护护 11 因因为为水水泥泥是是水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料 故故运运输输和和储储存存时时不不怕怕受受潮潮和和淋淋湿湿 水水化化 结结块块 严严重重降降低低强强度度 12 用用沸沸煮煮法法可可以以全全面面检检验验硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的体体积积安安定定性性是是否否良良好好 检检验验游游离离氧氧化化钙钙引引起起的的水水泥泥 的的体体积积安安定定性性 13 硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的细细度度越越细细越越好好 不不是是 14 活活性性混混合合材材料料掺掺 入入石石灰灰和和石石膏膏即即成成水水泥泥 不不是是 15 凡凡溶溶有有二二氧氧化化碳碳的的水水均均对对硅硅酸酸盐盐水水泥泥有有腐腐蚀蚀作作用用 16 水水泥泥和和熟熟石石灰灰混混合合使使用用会会引引起起体体积积安安定定性性不不良良 生生石石灰灰 17 两两种种水水泥泥 熟熟料料矿矿物物组组成成中中含含 C2S 比比 C3S 多多的的硅硅酸酸盐盐水水泥泥早早期期 强强度度相相对对较较高高 低低 四 名词解释四 名词解释 1 胶凝材料 胶凝材料 指在建筑工程中能将散粒材料或块状材料粘合成一个整指在建筑工程中能将散粒材料或块状材料粘合成一个整 体的材料体的材料 2 气硬性胶凝材料 气硬性胶凝材料 指只能在空气中硬化 也只能在空气中保持或继指只能在空气中硬化 也只能在空气中保持或继 续发展其强度的胶凝材料 续发展其强度的胶凝材料 3 硅酸盐水泥 凡是由硅酸盐水泥熟料 再掺入硅酸盐水泥 凡是由硅酸盐水泥熟料 再掺入 0 5 石灰石或粒化高石灰石或粒化高 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 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 4 水泥凝结时间 水泥凝结时间 水泥的初凝时间 水泥加水拌合至标准稠度的净浆开始失去塑性所需水泥的初凝时间 水泥加水拌合至标准稠度的净浆开始失去塑性所需 的时间 的时间 水泥的终凝时间 水泥加水拌合至标准稠度的净浆完全失去塑性 并水泥的终凝时间 水泥加水拌合至标准稠度的净浆完全失去塑性 并 开始产生强度所需的时间 开始产生强度所需的时间 5 水泥体积安定性 水泥体积安定性 水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性 水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性 6 石灰陈伏 将石灰浆在储灰坑中储存两个星期以上 让其充分熟化 石灰陈伏 将石灰浆在储灰坑中储存两个星期以上 让其充分熟化 消除过火石灰影响 提高石灰浆产量 质量 消除过火石灰影响 提高石灰浆产量 质量 五 问答题五 问答题 1 某住宅工程工期较短 现有强度等级同为某住宅工程工期较短 现有强度等级同为 42 5 硅酸盐水泥和矿渣水硅酸盐水泥和矿渣水 泥可选用 从有利于完成工期的角度来看 选用哪种水泥更为有利 泥可选用 从有利于完成工期的角度来看 选用哪种水泥更为有利 答 选用答 选用 42 5 硅酸盐水泥 早期强度高 硅酸盐水泥 早期强度高 2 测定水泥凝结时间和安定性前为何必须作水泥标准稠度用水量 测定水泥凝结时间和安定性前为何必须作水泥标准稠度用水量 答 标准规定 试验结果具有可比性 答 标准规定 试验结果具有可比性 3 试述六大常用水泥的组成 特性和应用范围 试述六大常用水泥的组成 特性和应用范围 P19 表 表 3 2 表 表 3 3 4 常用水泥有哪几项主要技术要求 如何区别废品和不合格水泥 常用水泥有哪几项主要技术要求 如何区别废品和不合格水泥 答 技术要求 细度 凝结时间 体积安定性 强度及强度等级 碱答 技术要求 细度 凝结时间 体积安定性 强度及强度等级 碱 含量含量 废品 凡氧化镁 三氧化硫 初凝时间 体积安定性中任何一项不符废品 凡氧化镁 三氧化硫 初凝时间 体积安定性中任何一项不符 合标准规定时 均为废品 合标准规定时 均为废品 不合格品 凡细度 终凝时间中的任何一项不符合标准规定或混合材不合格品 凡细度 终凝时间中的任何一项不符合标准规定或混合材 料的掺量超过最大限定和强度低于商品强度等级的指标时为不料的掺量超过最大限定和强度低于商品强度等级的指标时为不 合格品 水泥包装标志中水泥品种 强度等级 生产者名称和合格品 水泥包装标志中水泥品种 强度等级 生产者名称和 出厂编号不全的也属于不合格品 出厂编号不全的也属于不合格品 5 硅酸盐水泥熟料的主要矿物组分是什么 它们单独与水作用时有 硅酸盐水泥熟料的主要矿物组分是什么 它们单独与水作用时有 何特性 主要水化产物是什么 何特性 主要水化产物是什么 答 见书答 见书 P19 20 六 计算题六 计算题 进场进场 32 5 号普通硅酸盐水泥 送实验室检验 号普通硅酸盐水泥 送实验室检验 28d 强度结果如下 强度结果如下 抗压破坏荷载 抗压破坏荷载 54 0kN 53 5kN 56 0kN 52 0kN 55 0kN 54 0kN 抗折破坏荷载 抗折破坏荷载 2 83kN 2 81kN 2 82kN 问问该该水水泥泥 28 d 试试验验结结果果是是否否达达到到原原等等级级强强度度 该该水水泥泥存存放放期期已已超超过过三三 个个月月 可可否否凭凭上上述述试试验验结结果果判判定定该该水水泥泥仍仍按按原原强强度度等等级级使使用用 解 解 1 该水泥 该水泥 28d 的抗折强度的抗折强度 根据抗折强度的公式根据抗折强度的公式 对于水泥抗折强度为 对于水泥抗折强度为 2 mce 2bh 3FL f Ff0 00234 mce 可得 可得 fcm 1 0 00234 2 83 104 2 83 103 3 6 62 6 62 MPa fcm 2 0 00234 2 81 104 2 81 103 3 6 582 6 582 MPa fcm 3 0 00234 2 82 104 2 82 103 3 6 60 6 60 MPa fcm 1 fcm 2 fcm 3 3 6 6 MPa 平均值的平均值的 10 的范围为 的范围为 上限 上限 6 6 1 10 7 26MPa 下限 下限 6 6 1 10 5 94MPa 显然 三个试件抗折强度值中无超过平均值显然 三个试件抗折强度值中无超过平均值 10 的 因此的 因此 28d 抗折强抗折强 度应取三个试件抗折强度值的算术平均值 即 度应取