《土木工程材料》课后题 参考答案

1、土木工程材料复习思考题参考答案第1章复习思考题1.2.3.4.5.二、填空题宏观，细观，微观51.5小，大最大冻融循环次数软化系数，0.85选择题4.C；5.B；6.DB；2.A；3.D三、简答题答：当某种材料的孔隙率增大时，下表内其他性质如何变化？（用符号表示：f增大、I下降、一不变、？不定）孔隙率密度表观密度强度吸水率抗冻性I?导热性答：脆性材料在外力作用下达到破坏荷载时的变形值很小，破坏时有突发性；抗压强度远大于抗拉强度，可高达数倍甚至数十倍；承受冲击或震动荷载的能力很差，适宜承受静压力，用于受压部位。韧性材料在冲击或震动荷载作用下，能吸收较大能量，同时产生较大变形，特别是塑性变形大，破

2、坏前有明显预兆；抗拉强度接近或高于抗压强度。适合承受拉力或动载，对于承受冲击荷载和有抗震要求的结构，应具有较高的韧性。答：提高材料的耐久性，对保证工程结构长期处于正常使用的状态，减少维护费用，延长使用年限、节约材料，具有十分重要的意义。材料的耐久性与其抗渗性有直接关系，改善抗渗性的措施均有利于提高材料的耐久性。如生产制备材料时，尽量增大其密实度，提高强度；改善内部孔隙结构，减少连通性孔隙；做好防水措施，对于亲水性材料，表面用憎水材料覆盖或涂层等。四、计算题解：填充lm3卵石需用砂子的体积大小等于卵石的孔隙体积。P/=（1佯）xlOO%=（1-550）xlOO%=41.5%gp26500V=1.

3、0*P/=0.415m3sg2.块烧结普通砖的外形尺寸为240mmxll5mmx53mm,吸水饱和后重2940g,烘干至恒重为2580g。将该砖磨细并烘干后取50g,用李氏瓶测得其体积为18.58cm3。试求该砖的密度、表观密度、孔隙率、质量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。解：砖的密度：p=V=2.69g/cm3V18.58砖的表观密度：p=空0=1.76g/cm30V24xll5x5.30砖的孔隙率：P=（1-耳）x100%=（1空）x100%=34.6%p2.69砖的质量吸水率：砖的开口孔隙率：砖的闭口孔隙率：mm29402580w=rx100%=x100%=14.0%mm2580P=w=

4、x100%=24.6%kv24xll.5x5.3P=PP=34.6%24.6%=10.0%bk3.解：甲材料的孔隙率:W=WP0=17%x1400=23.8%Vp1000w则吸收水的体积为0.462m3。吸水饱和后总质量为P=（1%）xlOO%=（1-上）xlOO%=48.1%p2.7体积吸水率：设乙材料的总体积为1m3,1862kg，其中水的质量为462kg，材料的干质量为1862-462=1400kg,贝V：乙材料的干表观密度：p=1400=1400kg/m30V101.4P=(1)x100%二48.1%孔隙率：2.7两者孔隙率相同，但甲材料的体积吸水率(23.8%)仅为乙材料(46.2%

5、)的一半，不易吸水而保持干燥状态，其导热系数较低，更适宜做外墙板。第2章复习思考题一、填空题可塑性，和易性3，30SiO2，R2O二、选择题A；2.B；3.C；4.B；5.D三、简答题答：石灰浆体的硬化时水分大量挥发，体积显著收缩，因而容易导致开裂。应避免单独使用石灰，可掺加一些砂子、麻刀丝或纸筋等。答：石灰的主要技术性能：可塑性好；硬化较慢、强度低；耐水性差；硬化时体积收缩大；生石灰吸湿性强；碱性大。主要用途：配制石灰乳和砂浆；配制无熟料水泥；配制石灰土和三合土；制作硅酸盐制品；生产碳化制品。答：建筑石膏是由半水石膏加水生成二水石膏，二水石膏结晶，晶体逐渐长大、共生和相互交错，使凝结的浆体逐

6、渐产生强度。随着干燥，内部自由水全部排出，强度停止发展。半水石膏水化反应理论需水量为18.6%，但为了使石膏浆体具有可塑性，通常加水60%80，在硬化后由于多余的水分蒸发，内部具有很大的孔隙率(50%60)，因此，硬化后吸水率大、强度较低，以及抗渗性、抗冻性和耐水性差；而其表观密度小，保温绝热性能好，吸音性强。答：建筑石膏的优良性质：凝结硬化快；硬化时体积微膨胀，硬化后形状尺寸准确、表面光滑细腻；硬化后内部孔隙率较大、表观密度较低，保温、吸声性好；较好的防火性；较高的热容量和一定的吸湿性，可均衡室内温湿度变化。石灰用于墙面抹灰最大的缺点是凝结硬化慢，硬化时体积收缩大，易形成裂纹。答：将液体水玻

7、璃与氯化钙溶液交替压入地层，两种溶液反应析出吸水膨胀的硅酸胶体，将土壤颗粒包裹并填实其空隙。生成的Ca(OH)2也起胶结和填充空隙的作用。因此，不仅基础的承载能力提高，而且可增强不透水性。第3章复习思考题3.铝酸盐水泥的熟料与硅酸盐水泥的熟料有何区别？两种水泥的性质有何不同？两者能否混用？一、填空题游离氧化镁过量，游离氧化钙过量，石膏过量冬季，大体积混凝土粒化高炉矿渣，火山灰质混合材料，粉煤灰，火山灰二、选择题1.C；2.D；3.B；4.A；5.C三、简答题答：由甲厂硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥的强度发展速度、水化热、28d时的强度均高于由乙厂硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥。但耐腐蚀性则低于

8、由乙厂硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥。答：在生产水泥时掺入的适量石膏是起到调节水泥凝结时间的作用，石膏是在水泥凝结硬化初期与水化铝酸钙发生反应，所以对水泥不会起破坏作用，而当硬化的水泥石在有硫酸盐的环境介质中生成石膏时，此时的石膏在与已经硬化的水化铝酸钙反应生成钙矾石，体积膨胀，使水泥石破坏。答：铝酸盐水泥熟料的主要成分是铝酸钙，而硅酸盐水泥熟料则是以硅酸钙为主。铝酸盐水泥凝结硬化快（一天强度可达到三天强度的80%以上）；水化热大，并且集中在早期，一天内可放出水化热70%80%，使温度上升很高；抗硫酸盐性能强；耐热性好（高温下可产生烧融）；耐碱性差。硅酸盐水泥早期强度和后期强度高；水化热大、抗

9、冻性好；干缩小、耐磨性较好；抗碳化性能较好；耐腐蚀性差；不耐高温。两者不能混用：因为铝酸盐水泥水化中若遇到氢氧化钙，不但会发生“闪凝”现象，而且硬化后的强度很低。答：下列工程中选择适宜的水泥品种：现浇混凝土梁、板、柱：选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，凝结硬化速度快，早期强度较高，模板周转效率高；采用蒸汽养护的预制构件：选用矿渣水泥、粉煤灰水或火山灰质水泥，湿热条件下强度发展快，适合蒸汽养护；紧急抢修的工程或军事工程：选用铝酸盐水泥，快凝、早强、高强；大体积混凝土坝、大型设备的基础：选用粉煤灰水泥或火山灰水泥，水化热低，抗渗性好；有硫酸盐腐蚀的工程：选用掺混合材料的水泥或铝酸盐水泥，抗硫酸盐腐蚀

10、能力强；高炉基础：选用矿渣水泥，耐热性好；海港码头工程：选用掺混合材料的水泥，抗腐蚀能力强；机场跑道：道路硅酸盐水泥、硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，抗折强度高、耐磨。第4章复习思考题一、填空题骨架，润滑，胶结小，大25水泥强度，水泥用量二、选择题1.D；2.C；3.D；4.A；5.C；6.C；7.A；8.A三、简答题答：混凝土对石子的粒形有一定要求，最好的粒形是立方体或球形。针片状骨料的含量有一定限制。因为它直接影响混凝土拌合物的流动性，而且本身容易断裂，又影响混凝土的强度和耐久性。答：级配指大小不同的骨料之间相互搭配的比例情况。为了使骨料的空隙率和总表面积均较小，从而使所需的水泥浆量较少，且能

11、够提高混凝土的密实度，并进一步改善混凝土的其他性能，故必须对混凝土用砂提出级配要求。砂的级配是由累计筛余百分数确定的，两种砂的细度模数相同，对应筛孔上的累计筛余百分率不一定相等（筛分曲线不一定重叠），故级配不一定相同；但如果级配相同，则对应筛孔上的累计筛余百分率均相等，细度模数也相同。答：（1）水胶比：水与胶凝材料用量间的比例关系，由混凝土强度和耐久性确定。（2）砂率：砂与石子之间的比例关系，由石子品种和水胶比确定。（3）单位用水量：水泥浆与骨料之间的比例关系，据施工要求的流动性及粗骨料的最大粒径来确定。答：高性能混凝土的特点：一定的强度和高抗渗性；良好的工作性，拌和物具有较高的流动性，不分层

12、、不离析，良好的可泵性、自密实性能；高耐久性；较高的体积稳定性，在硬化早期具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。混凝土获得高性能的措施：使用高效减水剂、降低水胶比，提高强度，具有合适的工作性；掺加矿物掺合料，如硅灰、磨细矿渣、粉煤灰等；增加密实性，提高强度；粗集料粒径不宜过大，配制6olOOMPa高性能混凝土时，粗集料最大粒径可取20mm左右。答：（略）。答：使用水泥配制砂浆时，一般水泥的强度等级远大于砂浆的强度等级，因而用少量的水泥即可满足强度要求。但水泥用量较少时（如少于350kg时），砂浆的流动性和保水性往往很差，特别是保水性。因此，严重地影响砂浆的施工质量，故常加入一些廉价的其

13、它胶凝材料来提高砂浆的流动性，特别是保水性。四、计算题解：混凝土的基准配合比：试配混凝土时所用的水泥：4.5x（1+0.10）=4.95kg水：2.70 x（1+0.10）=2.97kgx2450=346.5kg4.954.95+2.97+9.2+17.88W=x2450=208kg2.974.95+2.97+9.2+17.88S=9.24.95+2.97+9.2+17.88x2450=644kgG=x2450=1251.6kg17.884.95+2.97+9.2+17.8828d混凝土试件的强度：因26.7和27.5均未超过中间值26.8的15%,故有:26.8+26.7+17.53=27M

14、Pa混凝土试件的强度代表值：27x0.95=25.65MPa按非统计进行强度评定：平均强度：m二27MPa1.15x20二23MPafcu强度最小值：/二26.7MPa0.95x20二19MPacu,min故该混凝土强度满足设计要求。2.解：1)配制强度u。之uk+1.645。=25+1.645x5.0=33.2MPa取粉煤灰掺量B=30%,丫=0.70,Y=1.00；f=1.16x42.5=49.3MPaffsce胶凝材料强度f=0.70 x1.00 x49.3=34.5MPab水胶比W/B=0.53x34.5=0.50f+aaf33.2+0.53x0.20 x34.5cu,0abb混凝土处

15、于一类环境,耐久性允许的最大水胶比为0.60,取为0.50根据坍落度要求,取单位用水量mw0=175kg/m3胶凝材料总用量：m=比=竺=350kg/m3b0W/B0.50耐久性要求的最小胶凝材料用量为330kg/m3，取m=350kg/m3b0粉煤灰用量m=mB=350 x0.3=105kg/m3f0b0f水泥用量m=m-m=350-105=245kg/m3c0b0f0根据骨料及水胶比情况，取砂率卩s=33%。计算粗、细骨料用量：取a=1245105+31002900265026201751000+0.01x1=1计算配合比为：2)现场施工配合比：mS0 x100%=33%m+ms0g0解得

16、：mg0=1237kg/m3及ms0=610kg/m3。m:m:m:m:m=245:105:610:1237:175c0f0s0g0w0m=245kg/m3cm=105kg/m3fm=610 x(1+3.5%)=631kg/m3sm=1237x(1+1%)=1249kg/m3gm=175-610 x3.5%-1237x1%=141kg/m3w即：mc0:mf0:ms0:mg0:mw0=245:105:631:1249:141第5章复习思考题一、填空题岩浆岩，沉积岩，变质岩2.耐水性3.泛霜，石灰爆裂，抗风化，抗冻融实心砖，多孔砖，空心砖；烧结砖，非烧结砖二、选择题1.A；2.C；3.B；4.D

17、；5.B三、简答题答：（1）花岗岩：主要用于砌筑基础、勒脚、踏步、挡土墙等。经磨光的花岗石板材装饰效果好，可用于外墙面、柱面和地面装饰。由于其有较高的耐酸性，可用于工业建筑中的耐酸衬板或耐酸沟、槽、容器等，碎石和粉料可配制耐酸混凝土和耐酸胶泥。（2）大理岩：从矿体开采出来的大理石荒料经锯切、研磨、抛光等加工而成为大理石装饰面板，主要用于建筑物的室内饰面，如墙面、地面、柱面、台面、栏杆、踏步等。一般不宜用于室外饰面。（3）石灰岩：块状材料可用于砌筑工程，碎石可用作混凝土集料。石灰岩还是生产石灰、水泥等土木工程材料的原料。（4）石英岩：板材可用作建筑饰面材料、耐酸衬板或用于地面、踏步等部位。答：多

18、数大理石的抗风化性较差，不耐酸。由于大理石的主要化学成分是CaCO，3它属于碱性物质，容易受环境或空气中的酸性物质（CO,SO等）的侵蚀作用，且经过侵23蚀后的表面会失去光泽，甚至出现斑孔，故一般不宜作室外装饰。少数较纯净的大理石（如汉白玉、艾叶青等）具有性能较稳定的特性，可用于室外装饰。答：多孔砖按抗压强度平均值和标准值或单块最小值分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个强度等级；空心砖按大面抗压强度分为MU10.0、MU7.5、MU5.0、MU3.5、MU2.5五个强度等级。烧结多孔砖由于其强度较高，在建筑工程中可以代替普通烧结砖，用于六层以下的承重墙体；烧结空心砖孔数少，

19、孔径大，孔洞率高，强度较低，具有良好的绝热性能，主要用于非承重墙和框架结构的填充墙等部位。答：略。答：墙体既是砌体结构的主要承重构件，又是房屋围护结构，墙体材料的选用必须同时考虑结构和建筑两方面的要求。同时还应符合因地制宜、就地取材的原则。用于承重墙的有：烧结类，包括烧结普通砖和烧结多孔砖；蒸压类，包括蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰砖；混凝土制品类，包括混凝土普通砖、混凝土多孔砖、混凝土砌块和轻集料混凝土砌块。用于填充墙的有：蒸压加气混凝土砌块、轻骨料混凝土小型空心砌块、烧结空心砖和空心砌块、泡沫混凝土砌块、石膏砌块和板材等。第6章复习思考题5.钢材在不同温度下的力学性能有何变化？提高钢结构防火性

20、能的措施有哪些？一、填空题1.2%2.硫屈服强度，抗拉强度，伸长率，屈服强度0.25%二、选择题1.A；2.B；3.B；4.D；5.C；6.B三、简答题答：硫易使钢材受力时引起应力集中，降低强度和疲劳强度，对热加工和焊接不利；磷提高脆性转变温度，增大冷脆性，并降低可焊性；氮提高钢的强度和硬度，但显著降低塑性和韧性，增大敏感性和冷脆性；氧使钢的塑性、韧性和疲劳强度显著降低，并增大时效敏感性。答：钢材的技术性质主要包括力学性能（拉伸性能、冲击韧性、耐疲劳和硬度等）和工艺性能（冷弯和焊接）两个方面。答：不同点：（1）冷拉后，屈服强度和极限抗拉强度都增加，韧性与塑性降低，脆性增加。（2）冷拉时效后，屈

21、服强度与极限抗拉强度比冷拉强化更高，塑性和韧性降低，脆性也将增加。答：牌号为HPB235、HRB335的钢筋强度利用率较低，不利于节能减排，因此要逐步淘汰。而HRB500、HRB500（E）钢筋的强度较高，抗震性能优异，有利于确保建设工程的质量安全，因此属于当前大力推广的钢筋产品。第7章复习思考题一、填空题1.线型，体型热塑性，热固性合成树脂，填充剂，固化剂，增塑剂二、选择题1.A；2.A；3.D；4.A；5.B三、简答题1.答：因为聚合树脂的加聚反应得到的高聚物一般为线型分子，而缩合树脂的缩聚反应得到的高聚物可以是线型的或体型的。线型分子为热塑性的，体型分子则为热固性的。答：常用的建筑塑料制

22、品有：塑料门窗、塑料管材、弹性地板、化纤地毯、塑料壁纸和贴面板、泡沫塑料、玻璃纤维增强塑料等。3.答：常用的建筑塑料有：聚氯乙烯(PVC)，聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)，聚甲基丙烯酸甲旨(PMMA),聚苯乙烯(PS)。4内墙涂料亦可以用作顶棚涂料，要求其色彩丰富、细腻、协调，一般以浅淡、明亮为主。由于内墙与人的距离最近，故要求内墙涂料的质地应平滑细腻、色调柔和。又由于墙面多带碱性，屋内的湿度也较大，因此要求内墙涂料必须具有一定的耐水、耐洗刷性，且不易粉化和有良好的透气性。外墙涂料直接暴露在大气中，经常受雨水冲刷，还要经受白光、风沙、冷热等作用，因此要求外墙涂料比内墙涂料具有更好的耐水、耐候和

23、耐污染等性能。第8章复习思考题一、填空题1.油分，树脂，沥青质2.大3.矿质集料二、选择题1.A；2.A；3.D；4.B三、简答题1.答：石油沥青的标号主要是按针入度来划分的，每个标号还应保证相应的延度和软化点，以及溶解度、蒸发质量损失、蒸发后针入度比、闪点等。总体来说，标号由小到大，沥青性质表现为粘性逐渐降低，塑性增大，温度敏感性增大。答：与石油沥青相比，煤沥青的塑性、大气稳定性均较差，温度敏感性较大，但其粘性较大；煤沥青对人体有害成份较多，臭味较重。煤沥青一般用于防腐工程及地下防水工程，以及较次要的道路。答：热拌沥青混合料的细集料宜采用优质的天然砂或人工砂，在缺砂地区，也可使用石屑。但用于

24、高速公路、一级公路、城市快速路、主干路沥青混凝土表层及抗滑表层的石屑用量不宜超过砂的用量。答：从多年实践和研究总结可知，马歇尔试验可有效地用于配合比设计决定沥青用量和施工质量控制，但它不能正确反映沥青混合料的抗车辙能力。第9章复习思考题一、填空题1.细胞壁，细胞腔，细胞间隙2.顺纹，弦向3.持久强度4.降低二、选择题1.A；2.AC；3.B；4.C三、简答题1.答：纤维饱和点（约30%）是木材性能的转折点。在纤维饱和点（约30%）之上，含水量变化是自由水含量的变化，它对木材强度和体积影响甚微；在纤维饱和点之下，也即细胞壁中的吸附水开始蒸发时，含水量变化将对木材强度和体积等产生较大的影响，含水率

25、越小，强度越高，收缩变形越大。答：真菌在木材中的生存繁殖，须同时具备3个条件：适当的水分、空气和温度。木材的含水率在35%50%，温度在2530C，木材中又存在一定量空气时，最适宜腐朽真菌繁殖，木材最易腐朽。木材完全浸入水中，因缺空气而不易腐朽；木材完全干燥，亦因缺水分而不易腐朽。相反，在干干湿湿的环境中，同时满足了腐朽真菌繁殖的三个条件，木材很快腐朽。答：木材的平衡含水率是木材进行干燥时的重要指标。木材显著的湿胀干缩变形，对木材的实际应用带来严重影响。干缩会造成木结构拼缝不严、接桦松弛、翘曲开裂，而湿胀又会使木材产生凸起变形。为了避免这种不利影响，最根本的措施是，在木材加工制作前将其进行干燥处理，使木材干燥至其含水率与将做成的木构件使用时所处环境的湿度相适应时的平衡含水率。答：可利用木材或其下脚料经加工处理，制备旋切微薄木、软木壁纸、木质合成金属装饰材料、浸渍纸层压木质地板、人造木材（如胶合板、细木工板、纤维板、刨花板）四、计算题解：(1)已知W=ll%,an=64.8MPa,a=0.05。则:标准含水量状态下的抗压强度：o12=64.8x1+0.05x(11-12)=61.6MPa(2