土木工程材料复习题答案

土木工程材料 复习题参考答案 概述 简答题 1 材料的分类方法有哪些 答 按物质的属性 金属 无机非金属 有机 复合材料 按应用领域 航空航天材料 信息材料 生物材料 能源材料 轻纺材料 建筑材料等 按作用 结构材料 功能 材料 按发展历史 传统材料 新型材料 2 玻璃 复印纸 钢筋混凝土各属于哪类材料 答 无机非金属 有机 复合材料 3 材料科学的基本原理 举例说明 答 材料的组成 结构决定其性能 例 混凝土材料 通过调整原材料品种及配合比 可以获得具有不同强度 表观密度等性质的混凝土 通过抽孔 引气等措施改变其宏 观结构 可改变其表观密度 渗透性等性质 通过控制微裂缝 水化程度 可改变其 强度 4 开发新材料的基本思路 答 新材料可分为两类 一类是设法将以前从未结合在一起的元素结合成新材料 另 一类是改进现有的材料 改进现有的材料可以有多种思路 根据使用的要求 工艺手 段的进步 材料仿生 材料的复合化 材料设计 5 选用材料的基本原则 答 在选用材料的时候 应该充分了解有关材料的性能 工程应用的要求 再综合考 虑各方面因素 做出有利于全局和长远发展的决定 在满足使用要求的基本前提下 做到物尽其用 6 建筑材料的分类 答 按组成 建筑材料分为金属 无机非金属 有机材料三大类以及它们的复合材料 按功能 分为结构材料 功能材料 按应用范围 分为砌体材料 墙体材料 屋面材 料 路面材料等 7 我国技术标准的分级 答 我国的技术标准分为四级 国家标准 GB 行业标准 建材 JC 建工 JG 交通 JT 等等 地方标准 DB 企业标准 QB 8 建筑材料学科的研究内容 答 材料性能研究及改进 产品开发 材料加工技术 材料检测技术 材料变形与断 裂的理论研究 规范及标准 计算机技术等跨行业技术的融合 最终目标是按指定性 能设计和制造新型材料 9 材料的组成是如何影响其性能的 答 对于材料研究而言 原子是材料的基本组成单位 原子间键合力的强弱 决定了 材料的强度 熔点 导电性等性能 原子量的大小 决定了材料的密度 原子的外层 电子 决定了材料的化学活性 10 材料的结构是如何影响其性能的 答 材料的宏观结构 孔结构 构造 与其强度 渗透性 保温性能等密切相关 在材 料加工 材料宏观物理力学性能计算等方面有所应用 材料的细观结构 相组织 微 裂缝等 与其使用性能 老化 断裂等 密切相关 材料的微观结构 晶体 非晶体 与 其物理力学性能 强度 硬度 弹塑性 导热性等 密切相关 11 材料的性能与使用性能有何关系 答 材料在使用过程中 受到外加荷载 环境介质的作用 随着时间的增长 材料的 组成 结构将发生变化 从而造成性能变化 所以 材料的性能与材料的使用性能有 联系 又有区别 可以这样理解 材料的性能表示 标准状态 下 某一时刻的测试结 果 材料的使用性能表示 实际使用条件 下 随着时间变化而造成的材料组成 结构 的变化 12 与变形有关的材料性能包括哪些 答 弹性 塑性 粘性 蠕变 粘弹性 流变性 屈服 刚度 能量吸收等 13 与断裂有关的材料性能包括哪些 答 脆性 韧性 冲击 疲劳 腐蚀等 14 材料检测技术的内容 答 在材料研究过程中 涉及的检测技术主要有 形貌观察 结构测定 化学成分分 析 物理性能测定 力学性能测定 化学性能测定 15 材料科学的基本原理 举例说明 答 材料的组成 结构决定其性能 例 混凝土材料 通过调整原材料品种及配合比 可以获得具有不同强度 表观密度等性质的混凝土 通过抽孔 引气等措施改变其宏 观结构 可改变其表观密度 渗透性等性质 通过控制微裂缝 水化程度 可改变其 强度 材料的基本性质 简答题 1 材料的密度 表观密度 堆积密度是如何测定的 答 测定密度 表观密度 堆积密度时 重量指干燥至恒重时的重量 否则须注明含 水情况 体积有不同含义 绝对密实状态下 应排除材料中任何孔隙 有孔隙材料应 将其磨细 干燥后 用比重瓶测定 自然状态下 应包含材料内部孔隙 用排水法测 定 堆积状态下 应包含材料内部孔隙及颗粒间空隙 用容量筒测定 2 什么是孔隙特征 也称孔结构 答 有关材料内部孔隙的大小 形状 数量 分布 连通与否等 统称为孔隙特征 工 程上主要指孔的大小及连通性 3 材料中的孔隙是如何影响材料性能的 答 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 4 与水有关的材料性能有哪些 答 润湿角 亲水性 憎水性 吸水性 吸水率 吸湿性 含水率 耐水性 软化系数 抗渗性 渗透系数 抗渗标号 抗冻性 抗冻标号 5 与热有关的材料性能有哪些 答 导热性 导热系数 热阻 热容量 比热 热稳定性 热膨胀系数 耐热温度 软 化点 等 6 导热系数受哪些因素的影响 简述原因 答 材料的组成 钢铁比木材易导热 孔隙率 空气的导热系数很小 含水率 水的 导热系数比空气大 等 7 与声有关的材料性能有哪些 答 吸声性 吸声系数 隔声性 隔声量 8 材料的力学性质有哪些 答 强度 弹性模量 延伸率 徐变 蠕变 韧性 硬度 耐磨性等 9 脆性材料的特点 答 脆性材料在外力作用下 无明显塑性变形而突然破坏 脆性材料承受冲击或振动 荷载的能力很差 脆性材料的抗压强度远大于其抗拉强度 脆性材料中 裂缝容易扩 展 10 材料的耐久性包括哪些内容 答 耐久性表示材料在长期使用过程中 能保持其原有性能而不变质 破坏的性质 材料在使用过程中所受的破坏作用包括 物理作用 外力 干湿交替 冷热变化 冻 融循环 化学作用 大气和环境水中的酸 碱 盐等有害物质的侵蚀 日光 紫外线 的作用等 生物作用 虫蛀 菌类腐朽 耐久性是一种综合性质 包括 抗冻性 耐 热性 耐光性 大气稳定性 抗化学腐蚀性等 11 材料的宏观结构包括哪些类型 举例说明 如何在材料加工中 利用改变宏观结 构来改变材料的性能 答 材料的宏观结构包括 致密结构 多孔结构 纤维结构 层状结构 散粒材料 堆 聚结构 复合材料等 例如 将材料加工成多孔结构 可提高保温性能 减轻自重 12 土木工程材料的耐久性主要包括哪些性能指标 举例说明 物理作用造成的材料耐久性 破坏 答 耐水性 抗渗性 抗冻性 耐候性 耐化学腐蚀性等 例 干湿交替易使木地板产生翘曲 开裂 13 试分析 出厂检验合格的材料 为什么在使用一定时间后 性能会退化 答 材料在使用过程中 受到外加荷载 环境介质的作用 随着时间的增长 材料的 组成 结构将发生变化 从而造成性能变化 所以 材料的性能与材料的使用性能有 联系 又有区别 填空题 1 材料的吸水性用 吸水率 表示 耐水性用 软化系数 表示 抗渗性用 渗透系数或抗渗 标号 表示 抗冻性用 抗冻标号 表示 导热性用 导热系数 表示 2 选用墙体材料时 应选择导热系数较 小 热容量较 大 的材料 才能使室内尽可能冬暖 夏凉 3 普通粘土砖多为开口孔 若增大其孔隙率 则会使砖的密度 不变 吸水率 增大 抗冻 性 变差 强度 降低 保温性能 提高 4 材料的吸水性主要取决于 孔隙率 及 孔隙特征 孔隙率 较大 且具有 细小而又连通 孔隙的材料 其吸水率往往较大 5 小的闭孔对材料的 保温 抗冻 性能有利 对材料的 强度 性能不利 6 衡量材料抵抗变形能力的指标是 弹性模量 衡量材料轻质高强性能的指标 是 比强度 7 脆性材料承受 冲击或振动荷载 破坏作用的能力很差 8 材料在使用环境中 除受荷载作用外 还会受到周围环境的 物理 化学 生物 等因素的作用而影响其耐久性 9 材料的密实度降低 则其抗冻性 不一定降低 10 1m3自然状态下的某种材料 质量为 2100kg 孔隙体积占 25 其密度 是 2 8 g cm3 11 含水率为 5 的中砂 2000g 其干燥时的质量为 1905 g 12 某材料的表观密度为 1800kg m3 密度为 2000kg m3 其孔隙率为 10 13 在工程上 润湿角大于 90 度 的材料称为憎水性材料 14 衡量材料塑性变形能力的指标是 延伸率 衡量材料在潮湿空气中吸 收水分的 性能指标是 含水率 15 材料的结构可分为三个层次 宏观结构例如 混凝土中的孔洞 细观结构例如 混凝土中的微裂纹 微观结构例如 混凝土中的水化产物 16 材料的结构可分为三个层次 宏观结构的尺寸范围在 10 3m 以上 细观结构的 尺寸范围在 10 3 10 6m 微观结构的尺寸范围在 10 6 10 10m 17 从材料组成的角度考虑 原子间键合力的强弱 决定了材料的强度 计算题 1 一块普通粘土砖 外形尺寸 240 115 53 mm 从室外取来称得重量为 2550g 烘干后称 得重量为 2500g 吸水饱和后称得重量为 2900g 其密度为 2 7g cm3 求该砖的表观密度 孔隙率 吸水率 含水率 答 表观密度 0 2500 24 11 5 5 3 1 709 g cm3 孔隙率 P 1 1 709 2 7 100 36 7 吸水率 Wm 2900 2500 2500 100 16 含水率 W含 2550 2500 2500 100 2 2 将卵石洗净并吸水饱和后 用布擦干表面 称得重量为 1005g 将其装入总重量为 1840g 的盛满水的广口瓶内 称得重量为 2475g 经烘干后称得重量为 1000g 该试验可求得卵 石的哪些数据 分别是多少 答 吸水率 Wm 1005 1000 1000 100 0 5 表观密度 0 1000 1840 1005 2475 2 70 g cm3 无机气硬性胶凝材料 简答题 1 胶凝材料的定义 答 通过自身的物理化学反应 该材料由浆体变成坚硬的固体 并能将散粒材料或块 状材料胶结成一个整体 建筑用胶凝材料按组成分为两大类 有机胶凝材料 无机胶 凝材料 无机胶凝材料按硬化条件分为两类 气硬性胶凝材料 水硬性胶凝材料 2 石膏的分类 答 石膏胶凝材料的种类有 建筑石膏 高强石膏 无水石膏水泥 高温煅烧石膏 建 筑工程中最常用的是建筑石膏 3 石膏的几种名称及其含义 答 生产石膏胶凝材料的原料是 天然二水石膏 又称软石膏或生石膏 主要成分 CaSO4 2H2O 用于生产建筑石膏 高强石膏 天然无水石膏 又称硬石膏 主要成 分 CaSO4 用于生产硬石膏水泥及用作水泥调凝剂 化工石膏 含 CaSO4 2H2O 的 化工副产品 经适当处理后可代替天然二水石膏 如 磷石膏 氟石膏 脱硫排烟石 膏等 石膏胶凝材料包括 建筑石膏 又称熟石膏 主要成分为 型半水石膏 CaSO4 0 5H2O 高强石膏 又称 石膏 主要成分为 型半水石膏 CaSO4 0 5H2O 无水石膏水泥 又称硬石膏水泥 主要成分为不溶性硬石膏 CaSO4 高温煅烧石膏 又称地板石膏 水硬石膏 主要成分为 CaSO4 CaO 4 石膏的凝结硬化机理 答 建筑石膏与适量水混合 成为具有一定流动性和可塑性的石膏浆 此时 半水石 膏与水反应 生成二水石膏并放出热量 二水石膏从过饱和溶液中不断以胶体微粒 析出 半水石膏不断水化 浆体中水分逐渐减少 使浆体失去可塑性 产生凝结 随 着水分进一步减少 石膏胶体凝聚并逐渐转变成晶体 晶体长大并相互搭接 交错 连生 使浆体产生强度并不断增长 称为硬化 无水石膏水泥 又称硬石膏水泥 是将硬石膏加入适量激发剂共同磨细所制得 激发剂使不溶性硬石膏遇水后表面生成不稳定的复杂水化物 这些水化物随后分解 成二水石膏和含水盐类 二水石膏再不断结晶析出使浆体凝结硬化 5 建筑石膏的性能特点 答 生产能耗低 凝结硬化快 硬化后体积微膨胀 孔隙率较大 具有调节室内湿度 的作用 防火性能良好 耐水性 抗冻性差 塑性变形大 不宜用作结构材料 宜用 作室内装饰材料 6 工业附产石膏有哪些种类 答 按产出行业和品种 我国目前产生的工业附产石膏分为 9 种 烟气脱硫石膏 磷 石膏 柠檬酸石膏 盐石膏 味精石膏 铜石膏 氟石膏 钛石膏 添加剂石膏 7 考古发现 古罗马现存建筑上的石灰砂浆强度比现代的石灰砂浆强度高 是否表明古代的 石灰砂浆配制技术比现代的好 试分析原因 答 石灰产生强度 包括两方面 结晶 碳化 碳化过程很慢 因此通常忽略不计 而古建筑上 的碳化作用显著 8 有关石灰的几种名称及其含义 答 生产石灰的原料是 石灰石 有效成分 CaCO3 石灰石经煅烧生成生石灰 有效 成分 CaO 煅烧温度过高将生成过火石灰 表面有釉状烧结 密度较大 熟化很慢 生石灰经消解生成消石灰 即熟石灰 有效成分 Ca OH 2 消石灰经碳化生成石灰 石 9 工地上使用生石灰时 为什么要进行熟化 答 生石灰消解时 放出大量的热 同时体积增大 1 2 倍 生石灰中存在的过火石灰 消解速 度很慢 因此石灰浆在熟化时需陈伏两周以上 10 石灰用于墙面抹灰时 为什么一般要掺入砂 纸筋 麻刀等材料 答 石灰在硬化过程中 体积显著收缩 易产生干缩裂缝 水泥 简答题 1 水泥的分类 答 按组成 水泥分为 硅酸盐 铝酸盐 硫铝酸盐三大系列水泥 按性能和用途 水 泥分为 通用水泥 专用水泥 特种水泥 2 我国常用的 6 种水泥是什么 答 我国的常用水泥有 6 大品种 硅酸盐水泥 型硅酸盐水泥 又称纯硅酸盐水泥 代号 P 型硅酸盐水泥 代号 P 普通硅酸盐水泥 简称普通水泥 普硅水 泥 代号 P O 矿渣硅酸盐水泥 简称矿渣水泥 代号 P S 火山灰质硅酸盐水泥 简称火山灰水泥 代号 P P 粉煤灰硅酸盐水泥 简称粉煤灰水泥 代号 P F 复 合硅酸盐水泥 简称复合水泥 代号 P C 3 水泥的组成 答 水泥由熟料 石膏 混合材磨细而成 硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成 硅酸三 钙 C3S 硅酸二钙 C2S 铝酸三钙 C3A 铁铝酸四钙 C4AF 4 什么是活性混合材 答 活性混合材磨细后与石灰 石膏拌合 加水后既能在水中又能在空气中硬化 常 用的活性混合材有 粒化高炉矿渣 火山灰 粉煤灰等 5 活性混合材的活性如何评价 答 活性混合材的活性成分是 CaO 活性 SiO2 高炉矿渣的活性用质量系数表征 质量系数 CaO MgO Al2O3 SiO2 MnO 质量系数大于 1 2 的为活性矿渣 小于 1 2 的为非活性矿渣 实际应用中 以活性指数将粒化高炉矿渣粉分为三级 S75 S95 S105 活性指 数 试验样品 水泥和矿渣粉按质量比 1 1 组成 与对比样品 42 5 号硅酸盐水泥 的 同龄期 7 天 28 天 胶砂 灰砂比 1 3 水灰比 0 5 40 40 160mm 试样 抗压强度之 比 按细度 需水量比 烧失量 含水量 三氧化硫含量等质量指标 低钙粉煤灰 CaO 含量2500kg m3 普通混凝土 1900 2500 kg m3 轻质混凝土 500 1900 kg m3 特轻混凝土 500 kg m3 按用途分为 结构混凝土 保温隔热混凝土 防水混凝土 耐热混凝土 耐酸混 凝土 耐油混凝土 防辐射混凝土 海工混凝土 道路混凝土 修补混凝土等几十种 按施工工艺分为 浇注混凝土 碾压混凝土 真空混凝土 喷射混凝土 泵送混 凝土 水下浇注混凝土等 按原材料的构成分为 水泥混凝土 硅酸盐混凝土 石膏混凝土 石灰混凝土 粘土混凝土 水玻璃混凝土 沥青混凝土 硫磺混凝土 聚合物混凝土 加气混凝土 纤维混凝土等几十种 按强度分为 普通混凝土 100 MPa 按拌合物稠度分为 干硬性混凝土 坍落度 0cm VB 30 秒 塑性混凝土 坍落 度 1 8cm 大流动性混凝土 坍落度 10 15cm 流态混凝土 坍落度 16cm 等 按拌合物中水泥用量多少分为 富混凝土 贫混凝土 按配筋情况分为 素混凝土 钢筋混凝土 纤维混凝土 钢管混凝土等 2 混凝土的组成与结构 答 混凝土的组成材料包括 胶凝材料 水泥 活性混合材 骨料 砂 石 增强材料 钢筋 纤维等 外加剂 减水剂 引气剂 膨胀剂 早强剂等 水 混凝土是一种堆聚结构的复合材料 砂 石骨料起骨架作用 水泥石起胶结 填 充作用 自由水失去后留下孔隙 混凝土的结构包括三个组成部分 水泥石 骨料 过渡区 混凝土的结构具有不 均匀性 复杂性 3 建筑工程对混凝土的基本要求 答 和易性 强度 耐久性 经济性 4 砂的筛分析有何意义 答 砂的筛分析试验用以测定砂的颗粒级配和粗细程度 砂的颗粒级配表示砂中大 小颗粒搭配的情况 用级配区表示 区 区 区 级配反映了砂的空隙率 级 配好指大小颗粒互相填充形成空隙率小的搭配 砂的粗细程度 是指不同粒径的砂 粒混合在一起的平均粗细程度 用细度模数表示 细度模数越大 砂越粗 砂的粗 细程度反映砂的比表面积大小 较理想的砂为 含有较多粗颗粒 并以适当的中颗粒 及少量细颗粒填充其空隙 则可达到空隙率及总表面积均较小 用一套孔径为 5 00 2 50 1 25 0 630 0 315 0 160mm 的标准筛 依次编号 1 2 3 4 5 6 从大到小依次由上向下叠起 将 500g 通过 10 mm 筛的干砂试样 装入最上层筛内 由粗到细依次过筛 称得余留在各筛上的砂重量 由此计算出各筛 上的累计筛余百分率 依次为 1 2 3 4 5 6 按公式 f 2 3 4 5 6 5 1 100 1 计算出细度模数 f 精确至 0 01 为直观 可将 筛分析数据以筛孔尺寸为横坐标 累计筛余百分率为纵坐标画出筛分曲线 5 粗骨料最大粒径有何限制 答 混凝土用粗骨料的最大粒径不得大于结构截面最小尺寸的 1 4 同时不得大于钢 筋间最小净距的 3 4 对于混凝土实心板 骨料最大粒径不宜超过板厚的 1 2 且不 得超过 50 对于泵送混凝土 骨料最大粒径与输送管内径之比 碎石不宜大于 1 3 卵石不宜大于 1 2 5 对于高强混凝土 粗骨料的最大粒径不宜超过 20mm 或 16mm 对于容量小于 0 8 m3 的搅拌机 骨料最大粒径不得超过 80 mm 以免打烂叶 片 6 砂率的含义 答 砂在骨料中所占比例称为砂率 砂 石配合比例适当 可使砂石混合骨料的空隙 率很小 节省水泥 总表面积较小 减少需水量 和易性好 7 混凝土中掺加掺合料的意义 答 混凝土矿物掺合料包括工业废渣 粉煤灰 磨细矿渣 硅粉 天然岩矿 火山灰 沸石粉 在混凝土中使用矿物掺合料 最初的目的是为了充分利用天然资源 处理废料 节约水泥 而目前已认识到 它们具有提高混凝土强度 改善和易性 降低水化热 降低渗透性 改善抗冻性和耐腐蚀性等作用 8 混凝土外加剂的分类 答 按功能分为五类 改善新拌混凝土流变性能 减水剂 泵送剂 调节混凝土凝结 硬化性能 早强剂 缓凝剂 速凝剂 调节混凝土含气量 引气剂 加气剂 泡沫剂 改善混凝土耐久性 阻锈剂 防冻剂 为混凝土提供特殊性能 膨胀剂 防水剂 9 新拌混凝土的性质 答 混凝土拌合物的性质包括 和易性 工作性 含气量 水灰比 水泥含量 凝结时 间等 和易性是一项综合性能 包括 流动性 粘聚性 保水性 按照 混凝土质量控制标准 GB50164 92 规定 采用坍落度试验和维勃稠度试 验方法来评定拌合物的和易性 坍落度试验是测定混合料流动性的方法 该方法适 用于骨料粒径不大于 40mm 坍落度值不小于 10mm 的混凝土拌合物 维勃 或 VB 稠度试验方法适用于骨料粒径不大于 40mm 维勃稠度在 5 30 秒的混凝土拌合物稠 度测定 10 和易性影响因素与调整方法 答 和易性的影响因素 单位用水量 水泥浆含量 水灰比 砂率 组成材料 温度和 时间 搅拌条件 改善混凝土拌合物和易性的措施有 选用适宜的水泥品种及掺合料 选用级配良 好的骨料 并尽可能采用较粗的砂 石子 采用合理的砂率 掺入适量的减水剂或引 气剂 在水灰比不变的情况下 适当增加水泥浆量 11 硬化混凝土的性质 答 强度 变形 耐久性 12 如何评定混凝土的强度 答 混凝土的强度包括 抗压强度 抗拉强度 抗弯强度 抗剪强度 握裹强度等 其 中最重要的是抗压强度和抗拉强度 混凝土的抗压强度 我国采用立方体抗压强度 简称抗压强度 标准试件为边长 150mm 的立方体 棱柱体抗压强度 又称轴心抗压强度 美国采用圆柱体抗压强 度 一般采用劈裂抗拉试验测得混凝土的劈裂抗拉强度 简称劈拉强度 以间接反 映混凝土的抗拉强度 按混凝土立方体抗压强度标准值 混凝土分为 12 个强度等级 C7 5 C10 C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 以现场制作的混凝土试样强度测定值作为混凝土强度的验收依据 如对混凝土 试件强度的代表性有怀疑 可进行混凝土强度的无损检测 回弹法 超声回弹综合法 钻芯法 以推定混凝土强度 13 混凝土强度的影响因素 答 影响混凝土抗压强度的因素有 水泥标号 水灰比 骨料 龄期 养护条件 外加 剂与掺合料 试验条件等 提高混凝土抗压强度的措施有 采用高标号水泥 采用干 稠拌合物 采用湿热养护可提高早期强度 采用机械搅拌和振捣 可比人工拌和更均 匀 比人工捣拌更密实 对于水灰比小的混凝土效果更显著 掺入早强剂或减水剂等 14 混凝土变形的分类 答 混凝土的变形按起因分为 物理化学作用 包括 塑性收缩 干燥收缩 碳化收缩 温度收缩 荷载作用 包括 弹塑性变形 徐变 引起的变形 15 混凝土耐久性的含义 答 混凝土耐久性是一个长期的 综合的性质 内容包括 抗渗性 抗冻性 抗侵蚀性 碳化 碱 骨料反应 提高混凝土耐久性的措施有 合理选择水泥品种和标号 选用品质良好的骨料 控制水灰比及水泥用量以提高混凝土密实度 使用外加剂 掺合料 降低水灰比以改 善混凝土的孔结构 采用机械施工以保证搅拌均匀 振捣密实 同时加强养护 特别 是早期养护 16 混凝土配合比设计所需的基本资料 答 混凝土强度设计要求 强度等级 混凝土耐久性要求 混凝土所处环境条件或要 求的抗冻等级 抗渗等级 原材料情况 水泥的品种 标号 砂石的品种 级配 含 水率 砂的细度模数 石子的最大粒径 外加剂的品种 特性 施工条件及工程性质 搅拌及振捣方法 要求的流动性 施工单位水平 构件形状及尺寸 钢筋的疏密程 度 施工时的气候条件等 17 特种混凝土包括哪些种类 答 高强混凝土 泵送混凝土 喷射混凝土 膨胀混凝土 流态混凝土 轻质混凝土 聚合物混凝土 纤维混凝土等 填空题 1 砂的筛分析 用于测定 级配 粗细程度 2 砂的粗细程度 用 细度模数 表示 较理想的砂为 空隙率 及 总表面积 均较 小 3 普通混凝土强度的主要影响因素有 水泥强度 水灰比 4 混凝土的变形按起因分为 物理化学作用 荷载作用 5 在混凝土配合比设计中 选择合理砂率的主要目的是 改善混凝土拌合物的和易性 计算题 1 混凝土设计强度等级为 C 30 进行抗压强度测试时 试件尺寸为 100 100 100mm 28 天 龄期抗压强度测试荷载平均值应不小于多少 KN fcu t fcu k 1 645 其中 标准差 4 0 设计强度等级 C20 5 0 设计强度等级 C20 C35 6 0 设计强度等级 C35 答 fcu t 30 1 645 5 38 225 MPa 38 225 0 95 40 237 MPa 40 237 0 1 0 1 1000 402 37 KN 2 已知某混凝土的试验室配合比为水泥 水 砂 石 376 184 647 1198 现为了提高混凝土 强度 采用某减水剂 掺量为水泥重量的 0 5 减水率 10 问 混凝土强度可提高多少百 分率 f c 48 0Mpa f h 0 46 f c C W 0 52 答 376 184 2 043 2 043 0 9 2 270 2 270 0 52 2 043 0 52 1 15 混凝土强度可提高 15 3 混凝土抗压强度测试 试件尺寸为 100 100 100mm 28 天龄期抗压强度测试荷载为 389KN 382KN 390KN 试评定其强度等级 fcu t fcu k 1 645 其中 标准差 4 0 设计强 度等级 C20 5 0 设计强度等级 C20 C35 6 0 设计强度等级 C35 答 抗压强度值计算 0 95 389 1000 100 100 37 0 MPa 0 95 382 1000 100 100 36 3 MPa 0 95 390 1000 100 100 37 1 MPa 37 0 36 3 37 1 3 36 8 MPa 36 8 1 645 5 0 28 6 MPa 强度等级 C25 外加剂 简答题 1 减水剂的作用机理 答 减水剂属于表面活性剂 其分子中同时包含亲水基团和憎水基团 由于其吸附作用 降低 了水的表面张力 水泥加水拌合后 由于水泥颗粒间分子凝聚力的作用 使水泥浆形成絮凝 结构 锁定了一部分拌合水 当加入减水剂时 减水剂的憎水基团吸附于水泥颗粒表面 拆 散了絮凝结构 使被锁定的拌合水释放出来 2 混凝土中掺加减水剂的目的 答 掺加减水剂 在不改变混凝土配合比的情况下 可显著提高混凝土拌合料的流动性 在保 持拌合料流动性不变的情况下 通过减少用水量 降低水灰比 可提高混凝土的强度 在适当 减少用水量的情况下 可同时提高混凝土拌合料的流动性及强度 混凝土掺合料 简答题 1 什么是活性混合材 其活性指数如何测定 答 活性混合材磨细后与石灰 石膏拌合 加水后既能在水中又能在空气中硬化 常 用的活性混合材有 粒化高炉矿渣 火山灰 粉煤灰等 活性指数 试验样品 水泥和矿渣粉按质量比 1 1 组成 与对比样品 42 5 号硅酸 盐水泥 的同龄期 7 天 28 天 胶砂 灰砂比 1 3 水灰比 0 5 40 40 160mm 试样 抗压强度之比 2 在混凝土中使用矿物掺合料的目的 答 节约水泥 改善和易性 改善耐久性 降低碱度 抑制了碱 集料反应 提高了抗 硫酸盐侵蚀的能力 二次水化 使混凝土微观结构更致密 提高抗渗性 抗冻性 沥青及改性沥青 简答题 1 沥青的分类 答 按来源 沥青分为 地沥青 焦油沥青 地沥青又分为石油沥青 天然沥青 按用途 沥青分为 道路沥青 建筑沥青 机场沥青 其他 水工沥青 电缆沥青 防腐沥青 油漆沥青等 2 沥青的组成与结构 答 沥青的化学元素组成为 碳 C 85 氢 H 10 其他 硫 氮 氧 钠 镍 铁 镁 钙等 5 根据沥青对不同溶剂的溶合性 将沥青分为几个组分 化学成分和物理性质相似 的部分为同一组分 我国目前广泛采用四组分分析方法 沥青质 5 25 芳香分 40 65 饱和分 5 20 胶质 15 30 另附蜡含量 在三组分分析方法中 芳香分 饱和分都作为油分 胶质称为树脂 油分是使沥青具有流动性的主要因素 其含量越多沥青的软化点越低 树脂使沥 青具有良好的塑性和粘结性 地沥青质是决定沥青温度敏感性 粘性的重要组分 其 含量越高 则软化点越高 粘性越大 但也越硬越脆 石蜡是沥青中的有害成分 它 使沥青的粘结性 塑性降低 温度敏感性增大 沥青溶液是一种胶体溶液 沥青质是分散相 油分是分散介质 沥青质与油分不 亲和 而胶质与沥青质 油分皆亲和 胶质包裹沥青质形成胶团 分散在油分中 形 成稳定的胶体 根据油分含量的多少 分为溶胶型 凝胶型沥青 3 沥青的性质 答 石油沥青的粘滞性是反映材料内部阻碍其相对流动的一种特性 对粘稠或固态 石油沥青用针入度表示 单位 度 对液体或较稀的石油沥青用标准粘度计测定的标 准粘度表示 单位 秒 针入度越大 表明粘度越大 沥青越硬 粘滞性是划分沥青牌 号的主要性能指标 沥青的粘性 又称为粘滞性 与其组分及环境温度有关 当沥青 质含量较高 又有适量的胶质且油分含量较少时 粘滞性较大 在一定范围内 温度 升高 则粘滞性降低 温度降低 则粘滞性增大 石油沥青的粘滞性大 表示沥青与 其他材料粘附力强 沥青结构紧密 弹性强 硬度大 粘滞性小 说明沥青在外力作 用下容易变形 塑性好 容易拌合 塑性指沥青在受外力作用时产生变形而不破坏 除去外力后仍保持变形后形状 的性质 塑性反映了沥青适应变形能力的大小 石油沥青的塑性用延度 也称延伸度 表示 延度越大 塑性越好 沥青的塑性与其组分 环境温度 沥青膜层厚度有关 塑性好的沥青适应变形的能力强 建筑结构变形时沥青层保持完整而不开裂 受振 动冲击荷载时能吸收一定能量而不破坏 沥青开裂后自愈能力强 温度稳定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 用软化点 表示 单位 软化点越高 表明沥青的耐热性越好 即温度稳定性越好 沥青中所 含石蜡会降低沥青的温度稳定性 在温度不太高 60 左右 时就发生流淌 而温度 较低时又易变硬开裂 工程中常常加入滑石粉 石灰石粉或其他矿物填料以改善沥 青的温度稳定性 其他 石油沥青的大气稳定性指沥青在热 阳光 氧气 潮湿等因素的长期综合 作用下抵抗老化的性能 用蒸发损失 蒸发后针入度比来评定 溶解度表示石油沥青 中有效物质的含量 即纯净程度 不溶物 沥青碳等 会降低沥青的性能 应视为有 害物质而加以限制 闪点 燃点反映沥青引起火灾或爆炸的可能性大小 关系到运输 贮存 加热使用等方面的安全 含腊量 水分含量 4 沥青的牌号如何划分 答 石油沥青都是按针入度指标来划分牌号的 而每个牌号还应保证相应的延度 软 化点及其他性能指标 一般地 牌号越高 其塑性越好 软化点越低 但温度稳定性越差 粘性越小 牌 号高的比牌号低的使用年限长 5 沥青的改性方法 答 在工程实践中 可以在沥青中加入稀释剂制成液态沥青 将高 低牌号的沥青进 行调合使用 将石油沥青与焦油沥青进行适当混合使用 将沥青分散在水中制成乳化 沥青 加入橡胶 树脂 矿物粉等制成改性沥青 改性剂与沥青并没有发生明显的化学反应 而是均匀地分散 吸附在沥青中 仅 仅是物理意义上的共存共融 6 沥青混合料的分类 答 按施工操作的温度 分为 热拌热铺沥青混合料 冷拌冷铺沥青混合料 热拌冷 铺沥青混合料 按集料的最大粒径 分为 特粗式沥青混合料 45mm 粗粒式沥青混合料 30 40mm 中粒式沥青混合料 20 25mm 细粒式沥青混合料 10 15mm 砂粒 式沥青混合料 5mm 按压实后混合料的密实度 分为 开式沥青混合料 空隙率大于 15 半开式沥 青混合料 空隙率 10 15 密实式沥青混合料 空隙率小于 10 按特性及用途 分为 防滑式沥青混合料 排水性沥青混合料 沥青玛蹄脂碎石 SMA 浇铸式沥青混合料 高强沥青混合料 彩色沥青混合料 再生沥青混合料等 7 沥青混合料的路用性能 答 高温稳定性 沥青混合料在高温下应具有足够的强度和刚度 以抵抗永久变形 避免路面出现泛油 推挤 拥包 车辙等损坏 改善沥青混合料高温稳定性的措施有 采用粘度较高的沥青 选用有棱角的集料 增加粗集料含量 控制沥青用量 低温抗裂性 沥青混合料在低温下因收缩而开裂 同时低温使沥青脆化 在车载 作用下产生开裂 裂缝使雨水渗入 导致沥青与集料产生剥离 措施 采用粘度较低 的沥青 增加沥青用量 耐久性 沥青路面在反复荷载的作用下 应具有良好的耐疲劳性能 不开裂 沥 青应具有良好的抗老化能力 不变硬开裂 抗滑性 沥青路面的粗糙度决定了抗滑性 开级配 多孔性沥青路面 SMA 路面 的抗滑性较好 抗水损害 水使沥青与集料的粘结破坏 造成路面坑洼 改善沥青与集料的粘附 性 采用密实结构 可防止水损害 8 沥青防水材料的分类 答 沥青防水卷材又称油毡 根据芯材不同分为 纸胎沥青油毡 矿棉纸沥青油毡 玻璃布油毡 玻璃纤维油毡等 沥青胶粘剂是建筑上广为采用的非结构胶粘剂 分为 热熔沥青胶粘剂主要用于 防水卷材的粘结 建筑上俗称玛蹄脂 溶剂型沥青胶粘剂属于冷粘沥青胶 用于管 道补口 屋面及地下防水卷材粘贴 沥青胶泥用于化工防腐工程 密封沥青胶粘剂用 于结构伸缩缝 水工接头密封 沥青封缝油膏是一种塑性或弹塑性的封缝材料 按施工工艺的不同 分为热用 沥青油膏 灌缝膏 冷用沥青油膏 嵌缝膏 沥青封缝油膏用于屋面板 墙板的接 缝防水 建筑沥青涂料具有价格低 耐水 耐腐蚀 绝缘 抗裂性好 附着力强 耐热性差 等特点 用于建筑防水 防腐 钢铁 木材防腐等 9 沥青的温度稳定性是如何定义的 以什么指标表示 如何改善 答 沥青的温度稳定性是指沥青的粘性和塑性随温度升降而变化的性能 以软化点 来表示 改善措施 橡胶改性沥青 沥青中掺入纤维或矿粉 不同牌号的沥青掺配 建筑用钢材 简答题 1 金属的分类 答 按使用惯例 金属分为黑色金属 钢 铁 有色金属 重金属 轻金属 贵金属 半金属 稀有金属 2 铁与钢是如何区分的 答 铁 钢都是铁碳合金 根据含碳量 铁碳合金分为纯铁 含碳量小于 0 0218 钢 含碳量 0 0218 2 11 生铁 含碳量 2 11 6 69 3 金属的使用性能包括哪些内容 答 金属的使用性能指金属材料在使用过程中表现出的特性 包括 机械性能 强度 弹性 塑性 冲击韧性 硬度 疲劳强度 高温强度等 物理和化学性能 密度 导电 性 导热性 热膨胀性 磁性 抗氧化腐蚀性等 4 金属的工艺性能包括哪些内容 答 金属的工艺性能指金属材料在加工制造过程中表现出的特性 包括 铸造性能 压力加工性能 焊接性能 切削加工性能 热处理性能 5 金属的微观结构特点 答 金属原子间以金属键相结合 价电子为整个正离子所共有 成为自由电子 金属 及合金在固态下都是晶体 一般金属都是多晶体 实际金属晶体中存在着各种类型 的缺陷 这些缺陷对金属的性能有着重要影响 一些金属 铁 铜等 在固态下 随 着温度的变化 由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异晶转变 6 铁碳合金的基本组织 答 铁碳合金有五种基本组织 铁素体 碳溶解在 Fe 中形成的固溶体 代表符号 F 奥氏体 碳溶解在 Fe 中形成的固溶体 代表符号 A 渗碳体 铁和碳的化合物 代 表符号 Fe3C 珠光体 铁素体和渗碳体两个相组成的机械混合物 代表符号 P 莱 氏体 渗碳体和奥氏体的机械混合物 温度高于 727 时 或渗碳体和珠光体的机械 混合物 温度低于 727 时 代表符号 Ld 7 含碳量对碳素钢的性能有何影响 答 当含碳量增大时 组织中渗碳体的数量增加 其形式也在变化 渗碳体是一个强 化相 当含碳量 1 0 时 它与铁素体构成层片状的珠光体 合金的强度和硬度提高 当含碳量 1 0 时 它以网状分布在珠光体边界上 使塑性和韧性大大下降 致使 合金的强度降低 但硬度持续提高 工程中 为了保证强度并具有一定的塑性和韧性 钢的含碳量一般不超过 1 3 1 4 8 钢的热处理工艺有哪些 答 钢的热处理工艺可分类为 普通热处理 退火 正火 淬火 回火 表面热处理 表面淬火 化学热处理 9 钢的热处理的目的 答 热处理不改变零部件的形状和尺寸 而是改变其内部结构 从而改变其性能 钢 在固态下能发生组织结构的变化 因此可以利用温度变化来控制奥氏体的转变 以 改变钢的内部组织和晶体结构 退火的目的是降低硬度以便进行切削加工 淬火的 目的是提高硬度和耐磨性 获得良好的综合性能 强度高 韧性好 回火的目的是 消除内应力 降低脆性 改善机械性能 表面热处理可使钢件的表面层具有高硬度和 耐磨性 芯部具有足够的塑性和韧性 10 热处理为何能改变钢材的性能 答 在固态下 随着温度的变化 钢会发生同素异晶转变 钢在加热到高温时 珠光 体转变为奥氏体 在冷却过程中 奥氏体发生转变 通过控制冷却条件 获得所需的 组织和性能 是热处理的最终目的 11 钢的分类方法有哪些 答 按化学成分 碳素钢 合金钢 按冶炼质量 普通钢 优质钢 高级优质钢 按 用途 结构钢 工具钢 特殊性能钢 按冶炼方法 平炉钢 转炉钢 电炉钢 按脱 氧程度 镇静钢 半镇静钢 沸腾钢 按供应时的保证条件 甲类钢 乙类钢 特类钢 12 钢材牌号的含义 答 钢的牌号即钢号 根据牌号能大致了解钢的类别 含碳量 合金元素及其含量 冶炼质量以及应该具备哪些性能 13 钢材的种类 答 钢材分为板 管 型 线四大类十五大品种 14 如何分析低碳钢的拉伸应力 应变曲线 答 拉伸性能是建筑钢材最主要的技术性能 通过拉伸试验 可以测得屈服强度 抗 拉强度 断后伸长率 在低碳钢的拉伸应力 应变曲线图上 还可了解试件的刚度 韧性 塑性 通过计算屈强比 可了解试件的安全可靠性 低碳钢的拉伸应力 应变 曲线图可分为四个阶段 弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 颈缩阶段 15 什么是冷加工强化 有何实际意义 答 建筑工程中 在常温下对钢筋进行拉 拔 扭 轧等加工 称为冷加工 冷加工会 产生冷加工强化作用 即屈服强度提高 抗拉强度基本不变 塑性和韧性降低 钢筋 的冷加工强化可以提高强度 节省材料 但应注意 其塑性 韧性降低 在预应力混 凝土中或受冲击荷载的部位不得使用 16 金属的腐蚀机理 答 金属的腐蚀分为化学腐蚀 电化学腐蚀 金属腐蚀的主要形式是电化学腐蚀 电 解质溶液在金属表面形成原电池 金属作为阳极被不断腐蚀 17 在钢材冲压件加工过程中 钢材能产生很大变形却不破坏 其中包含什么原理 答 钢材具有冷加工强化的性质 冲压产生了变形 也产生了强化作用 填空题 1 建筑上常用的钢材是 低碳钢 低合金钢 2 钢材的腐蚀主要是由于 电化学腐蚀 3 钢材的冷加工强化作用 表现为 屈服强度 提高 塑性及韧性 降低 4 钢材的疲劳破坏是指 在交变荷载的反复作用下 在远小于抗拉强度时突然发生 破坏 5 钢材中的 磷 元素会造成 冷脆性 硫 元素会造成 热脆性 计算题 1 直径 25mm 的钢筋试样 2 根 进行拉伸试验 测得屈服荷载 171KN 172 8 KN 最 大荷载 260 KN 262 KN 拉断后的标距长度 147 5mm 149mm 试计算屈服强度 抗 拉强度 伸长率 5 答 3 14 12 5 12 5 490 625 mm2 147 5 149 2 148 25 mm 5 25 125 mm 171 172 8 2 171 9 KN 260 262 2 261 KN 屈服强度 171 9 490 625 1000 350 37 MPa 抗拉强度 261 490 625 1000 531 97 MPa 伸长率 5 148 25 125 125 0 186 18 6 木材 简答题 1 影响木材强度的主要因素 答 含水量 在纤维饱和点以下时 水分减少 则木材的强度增大 在纤维饱和点以上时 水分 变化对强度基本没有影响 环境温度 温度升高使强度降低 外力作用时间 持久强度仅为 极限强度的 50 60 缺陷 木结 裂纹 虫蛀等 其他 树种 树龄 取材部位等 2 木材的抗拉强度高于其抗弯 抗压 抗剪强度 为什么木材很少用于受拉构件 答 抗拉构件连接处因横纹受压或顺纹受剪破坏 3 木材使用中有句俗语 干千年 湿千年 干干湿湿两三年 其中包含什么原理 答 木材在加工和使用过程中进行干燥处理 可以提高强度 防止收缩 开裂 变形 减轻重 量 防腐防虫 真菌在木材中生存必须同时具备三个条件 水分 35 50 温度 24 30 氧气 浸没在水中或深埋地下的木材 因缺氧而不易腐朽 石材 简答题 1 岩石的主要造岩矿物有哪些 答 石英 结晶状 SiO2 长石 结晶的铝硅酸盐 云母 片状含水铝硅酸盐 角闪石 辉石 橄榄石 结晶的铁镁硅酸盐 方解石 结晶状 CaCO3 白云石 结晶状碳酸钙镁复盐 其他 石膏 菱镁矿 磁铁矿 赤铁矿 黄铁矿等 2 岩石的分类 答 按地质形成条件 分为三类 岩浆岩 火成岩 沉积岩 水成岩 变质岩 3 为什么大理岩不宜在城市中用于建筑物的外部装饰 答 城市的空气中含有二氧化硫 遇水生成亚硫酸 硫酸 与大理岩中的碳酸钙起反应 生成 易溶于水的石膏 使其表面失去光泽 影响装饰效果 一 填空 共 10 分 1 对于开口微孔材料 当其孔隙率增大时 材料的密度 吸水性 抗冻性 导 热性 强度 2 与硅酸盐水泥相比 火山灰水泥的水化热 耐软水能力 干缩 3 保温隔热材料应选择导热系数 比热容和热容 的材料 4 硅酸盐水泥的水化产物中胶体为 和 5 普通混凝土用砂含泥量增大时 混凝土的干缩 抗冻性 6 普通混凝土配合比设计中要确定的三个参数为 和 7 钢材中元素 S 主要会使钢的 增大 元素 P 主要会使钢的 增大 8 含水率为 1 的湿砂 202 克 其中含水为 克 干砂 克 9 与建筑石灰相比 建筑石膏凝结硬化速度 硬化后体积 10 石油沥青中油分的含量越大 则沥青的温度感应性 大气稳定性 11 普通混凝土强度的大小主要决定于水泥强度和 水灰比 或 W C 12 木材的强度中 在理论上最大的是 强度 13 按国家标准的规定 硅酸盐水泥的初凝时间应满足 14 相同条件下 碎石混凝土的和易性比卵石混凝土的和易性 15 普通混凝土用石子的强度可用 或 表示 16 常温下 低碳钢中的晶体组织为 和 17 据 特点不同 塑料可分成热塑性塑料和热固性塑料 18 有无 及 是否发达是区分阔叶树和针叶树的重要特征 19 与石油沥青相比 煤沥青的温度感应性更 与矿质材料的粘结性更 14 差 15 压碎指标或岩石立方体强度 16 铁素体和珠光体 17 受热时 18 导管 髓线 20 石灰的陈伏处理主要是为了消除 的危害 21 木材防腐处理的措施一般有 和 22 材料确定后 决定普通混凝土流动性的最重要因素是 23 普通混凝土的强度等级是根据 24 钢的牌号 Q235 AF 中 A 表示 25 结构设计时 硬钢的强度按 取值 26 硅酸盐水泥强度等级确定时标准试件的尺寸为 27 钢筋进行冷加工时效处理后屈强比 28 石油沥青的牌号越大 则沥青的大气稳定性 29 在沥青中掺入填料的主要目的是提高沥青的黏结性 耐热性和 30 用于沥青改性的材料主要有矿质材料 树脂和 1 不变 增强 降低 降低 降低 2 低 好 或强 大 3 小 大 4 水化硅酸钙 水化铁酸钙 不分先后 5 增大 降低 6 水灰比 砂率和单位用水量 不分先后 7 热脆性 冷脆性 8 2 200 9 快 膨胀 10 越大 越好 11 水灰比 或 W C 12 顺纹抗拉强度 13 不早于 45min 14 差 15 压碎指标或岩石立方体强度 16 铁素体和珠光体 17 受热时 18 导管 髓线 19 大 好 20 过火石灰 21 氢氧化钙和水化铝酸三钙 22 单位用水量 23 立方体抗压强度标准值 24 质量等级为 A 级 25 条件屈服点 26 40mm 40mm 160mm 27 提高 28 越好 29 大气稳定性 30 橡胶 二 判断 1 塑料的刚度小 因此不宜作结构材料使用 2 随含碳量提高 碳素结构钢的强度 塑性均提高 3 设计强度等于配制强度时 混凝土的强度保证率为 95 4 我国北方有低浓度硫酸盐侵蚀的混凝土工程宜优先选用矿渣水泥 5 体积安定性检验不合格的水泥可以降级使用或作混凝土掺合料 6 强度检验不合格的水泥可以降级使用或作混凝土掺合料 7 轻骨料混凝土较普通混凝土更适宜用于微震区混凝土建筑 8 普通混凝土的强度等级是根据 3 天和 28 天的抗压 抗折强度确定的 9 硅酸盐水泥的耐磨性优于粉煤灰水泥 10 高铝水泥的水化热大 不能用于大体积混凝土施工 11 沥青防水卷材是据原纸每平方米的质量 克 来划分标号的 12 煤沥青的大气稳定性优于石油沥青 13 木材的木节会降低其抗压和抗拉强度 14 随含水率增大 木材的体积膨胀 强度降低