土木工程材料作业参考答案1

1、精选文档P16-1 何谓材料的密度、表观密度、积累密度？如何测定？材料含水后对三者有什么影响？答：密度指材料在确定密实状态下单位体积的干燥质量。表观密度指材料在自然状态下单位体积的质量。积累密度指散粒材料或粉体材料在自然积累状态下单位体积的质量。测定材料的密度、表观密度和积累密度，关键在于分别测定其确定密实体积、表观体积（即自然状态下的体积）和积累体积。密实材料，确定密实体积等于表观体积，外形规章材料可以直接量度外形尺寸，通过几何计算得到体积；外形不规章的材料可以用排液法得到体积。求非密实材料的确定密实体积，要把材料磨成粉，干燥至恒重后用李氏密度瓶测定；求外形规章的非密实材料表观体积，方法同规

2、章密实材料，外形不规章非密实材料，可在材料表面封蜡后，用排液法测得表观体积。散粒材料的积累密度，通常以所填充的容器的容积作为材料的自然积累体积来求得。材料的密度与含水无关，表观密度和积累密度随含水量增大而增大。P16-2 材料的孔隙率和孔隙特征对材料的哪些性能有影响？有何影响。答：材料的孔隙率和孔隙特征对材料的强度、表观密度、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性、隔热保温性、隔声/吸声性等性能有影响。一般来说组成相同的材料孔隙率越大则干表观密度、强度越小；抗渗性、抗冻性、导热性越差；吸水性、吸湿性、隔热性、吸声性越好。 在组成和孔隙率都相同的状况下，细小开口孔隙比较多的材料比粗大开口孔隙多的材料，吸

3、水性、吸湿性好，抗渗性、抗冻性差，具有较多细小封闭孔隙的材料比具有粗大连通孔隙多的材料强度大，抗冻性好，导热性差。P16-3有一块烧结一般砖，在吸水饱和状态下质量为2900g，其绝干质量为2550g。砖的尺寸为240mm×115mm×53mm，经干燥并磨成细粉后取50g，用排水法测得确定密实体积为18.62cm3。试计算该砖的吸水率、密度、孔隙率。解：该砖的质量吸水率=（饱和状态下质量绝干质量）/绝干质量×100% =（2900-2550）/2550×100% =13.7% 该砖的体积吸水率=（饱和状态下质量绝干质量）/表观体积/水的密度×10

4、0% =（2900-2550）/（24×11.5×5.3）/1×100% =23.9%砖的密度=50/18.62=2.69g/cm3砖的表观密度=2550/（24×11.5×5.3）=1.74g/cm3砖的孔隙率=（1表观密度/密度）×100%=（1-1.74/2.69）×100%=35.3%P53-2 硅酸盐水泥熟料有哪些主要的矿物组成？他们在水泥水化中各表现出什么特性？答：硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成有硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A）、铁铝酸四钙（C4AF）。性能指标 熟料矿物 C3SC2SC3

5、AC4AF水化速率快慢最快快28d水化热多少最多中早期强度高低低低后期强度高高低低为什么生产硅酸盐水泥时掺适量的石膏对水泥不起破坏作用，而硬化的水泥石在有硫酸盐的环境介质中生成石膏时就有破坏作用？答：由于生产中掺入适量的石膏，它的水化反应主要集中于水泥水化的初期，而水泥浆体在终凝之前具有塑性，这个时候的体积膨胀不会受到限制；硬化的初期，水泥石强度较低，内中毛细孔隙比较多，仍能容纳微量的膨胀，因此早期掺入的适量的石膏对水泥不起破坏作用。硬化后的水泥石不具有塑性，即没有变形力量。后期进入的硫酸盐和水泥石中的水泥水化产物氢氧化钙及水化铝酸钙反应分别生成石膏和钙矾石，都会产生体积膨胀，这时的膨胀由于受

6、到四周已硬化的水泥石的约束而产生膨胀应力，因而会破坏水泥石。有下列砼构件和工程，请分别选用合适的水泥，并说明其理由:1)现浇楼板、梁、柱；2)接受蒸汽养护的预制构件； 3)紧急抢修的工程或紧急军事工程；4)大体积砼坝、大型设备基础；5)砼路面；6)高炉基础答：1） 现浇楼板、梁、柱：宜接受硅酸盐水泥、一般水泥；理由：快硬、高强2） 接受蒸汽养护的预制构件：宜接受矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥和复合水泥；理由：水化热小，适宜加热养护3） 紧急抢修的工程或紧急军事工程：宜接受快硬硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥；理由：水化热高，快速分散硬化，早期强度高4） 大体积混凝土坝、大型设备基础：

7、宜接受低热水泥（C2S含量多，C3S、C3A少）、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥；水化放热慢，减低大体积混凝土由于内外温差而产生的变形不均匀性5） 混凝土路面：宜接受硅酸盐水泥、道路水泥；理由：强度高（抗折、抗压、抗冲击）、耐磨性好、干缩小、抗冻性好6） 高炉基础：宜接受矿渣水泥；理由：大体积水化放热慢，高温环境耐高温P112-3 何谓集料的颗粒级配？怎样评价集料颗粒级配是否良好？为什么要尽量选用较大粒径的集料？答：集料的颗粒级配指的是集料中大小颗粒的搭配状况。评价集料颗粒级配常用筛分法进行测定，就是用一套标准筛把集料试样依次过筛，依据各筛上的累计筛余量画出筛分曲线，若筛分曲线不超

8、出级配区域界线（粗砂、中砂、细砂对应的级配区域分别为I区、II区、III区）之外，可以评定该集料颗粒级配良好。较大粒径的集料总表面积较小，用来包裹集料表面的所需水泥浆较少，因此尽量选用较大粒径的集料，以节省水泥用量。P112-4 如何检验砂子的颗粒级配和粗细程度？现有两种砂，细度模数相同，它们的级配是否相同，若二者的级配相同，细度模数是否相同？答：砂子的颗粒级配和粗细程度通常用砂筛分析法来检验，分别用筛分曲线和细度模数来表征。细度模数相同的砂，级配不肯定相同，颗粒级配相同的砂细度模数相同。P112-5 混凝土拌合物的和易性含义是什么？影响混凝土拌合物的和易性的主要因素有哪些？答：和易性是指混凝

9、土拌合物易于施工，包括拌合、运输、浇灌、捣实等操作并能获得质量均匀、成型密实的性能。和易性是一个综合性指标，至少包含了流淌性、粘聚性和保水性三项独立的性能。影响混凝土拌合物和易性的主要因素有：单位体积用水量、原材料（水泥、集料）的特性、砂率、时间、温度、搅拌条件、外加剂等。P112-14 有一钢筋混凝土工程，需预制钢筋混凝土楼板，混凝土设计强度等级为C25，施工要求坍落度为35厘米，接受PO42.5水泥，砂子为中砂，表观密度为2680kg/m3，积累密度为1700kg/m3，碎石最大粒径为40mm，表观密度为2700kg/m3，积累密度为1560kg/m3，用确定体积法设计该混凝土的初步协作比

10、。解：1） 计算要配制的混凝土强度题目没有给诞生产单位的历史统计数据，查表5.21，C25取=5.0Mpa，则fcu，0=25+1.645×5.0=33.2MPa2） 确定水灰比设水泥强度富余系数为1.08，则水泥强度=42.5×1.08=45.9MPa接受碎石，查表5.18得 a=0.46，b=0.07 =0.46×45.9/（33.2+0.46×0.07×45.9）=0.61<0.65（表5.22所示最大水灰比），因此水灰比确定为0.61.3） 确定单位用水量坍落度要求为35cm，粗集料为最大粒径40mm的碎石，查表5.24得单位用水

11、量为175kg/m3，4） 确定单位水泥用量由W/C=0.61，W0=175kg/m3，则C0=289kg/m3>260kg/m3（表5.22所示最小水泥用量），符合强度和耐久性要求。5） 确定砂率查表5.25，接受最大粒径为40mm碎石，水灰比0.7时砂率选用3641%，水灰比0.6时，砂率选用3338%，由于接受中砂因此取其中位数，再用内插法求得砂率Sp=35.5+（38.5-35.5）×0.1=35.8，取砂率为36%6） 用确定体积法求砂石用量 题目没有给出水泥密度，假定为3100kg/m3 Sp=36%，则G0=1.78S0 则289/3100+1.78S0/2700

12、+S0/2680+0.175+0.01=1 得：S0=699kg/m3，G0=1244kg/m3该混凝土的初步协作比为，水泥289kg/m3，砂699kg/m3，碎石1244kg/m3，水175kg/m3P112-15 某建筑工地有一混凝土试样进行搅拌，经调整后各种材料用量分别为：水泥6.3kg，水3.75kg，砂12.54kg，石子25.21kg，经测定混凝土拌合物实测表观密度为2455kg/m3。1） 计算拌合1m3混凝土的各种材料用量2） 现场砂子含水率为5%，石子含水率为2%时，求算现场拌合每立方混凝土的各种材料用量、解：各种材料用量水泥：C=6.3 /（6.3+3.7+12.54+25.21）×2455=323.9kg/m3水： W=3.75 /（6.3+3.7+12.54+25.21）×2455=190.2kg/m3砂： S=12.54 /（6.3+3.7+12.54+25.21）×2455=644.7kg/m3石子：G=25.21 /（6.3+3.7+12.54+25.21）×24