土木工程材料考试总结

《土木工程材料》考试总结2014/5/30一．名词解释：1、软化系数：指材料在吸水饱和状态下的抗压强度和干燥状态下的抗压强度的比值。2.、.二次水化：水泥熟料水化生成的氢氧化钙与活性二氧化硅、三氧化铝反应，生成新的水化产物的过程。3.、初凝时间：是指自加水起至水泥浆开始失去塑性所需的时间。4、.普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、5%-20%的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。5.、混凝土立方体抗压强度：制作150mm×150mm×150mm的立方体试件，在标准条件下[温度为（20±2）℃，相对湿度为95%以上]，养护到28d,按规定施加压力，直至破坏，所测得的抗压强度。6、.合理砂率：在用水泥用量和水灰比一定的条件下，能保持良好粘聚性及保水性，且能使混凝土拌合物获得最大流动性的砂率，称其为合理砂率。7、.碱骨料反应：水泥中的碱与骨料中的活性二氧化硅发生反应，在骨料表面生成复杂的碱-硅酸凝胶，凝胶吸水膨胀从而导致混凝土产生膨胀开裂而破坏的现象称为混凝土的碱-骨料反应8、.和易性：是指拌合物易于施工操作（如拌合、运输、浇灌、捣实）并能获得质量均匀、成型密实的性能，包括流动性、粘聚性和保水性。9、.平衡含水率：材料中所含水分与空气的湿度相平衡时的含水率。（木材的平衡含水率：当木材长时间处于一定温度和湿度的空气中，则会达到相对稳定的含水率，亦即水分的蒸发和吸收趋于平衡，这时的含水率称为平衡含水率。）10.、纤维饱和点：是木材仅细胞壁中的吸附水达饱和，而细胞腔和细胞间隙中无自由水存在时的含水率。11.、沥青的老化：沥青在光、热、氧、水等因素的综合条件下，产生不可逆的化学变化，导致技术性能的逐渐劣化。12、.沥青的温度敏感性：沥青的粘性和塑性等性质随温度升降而变化的性能称为沥青的温度敏感性。二、填空选择1、特性水泥

包括铝酸盐水泥

、快硬水泥

，自应力水泥

，膨胀水泥

，抗硫酸盐硅酸盐水泥，

白色硅酸盐水泥。2、水泥原料；粘土、石灰石、铁矿粉、石膏、熟料和粒化高炉矿渣。3、次品、废品水泥分类指标：国标规定硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于390min。初凝不合格的水泥为废品，终凝不合格的为次品。4、石油沥青的密度和相对密度的关系：（1）密度——在规定温度条件下，单位体积的质量。单位：kg/m3或g/cm3。我国现行试验方法规定测定15℃下沥青密度。（2）相对密度——在规定温度下，沥青质量与同体积水质量之比。我国现行方法规定测定25℃下的相对密度。沥青15℃密度与25℃相对密度之间的换算公式：沥青与水的相对密度(25/25℃)=沥青的密度(15℃)×0.996沥青混合料配合比设计要求使用25℃的相对密度。5、砂石在混凝土中起骨架作用；在混凝土拌和物中，水泥浆起什么作用？c、dA骨架：B填充：C润滑：D胶结…（在混凝土中，砂、石起骨架作用，称为骨料；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定和易性，便于施工。水泥浆硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体。）6、

国家标准《碳素结构钢》(GB

700-88)中规定，牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号脱氧方法等四部分按顺序组成。其中以“Q”代表屈服点；屈服点数值共分195

MPa、215

MPa、235

MPa、255

MPa和275

Mpa五种；质量等级以硫、磷等杂质含量由多到少，分别为A、B、C、D符号表示；脱氧方法以F表示沸腾钢、b表示半镇静钢、Z、TZ表示镇静钢和特殊镇静钢，Z和TZ在钢的牌号中予以省略。随着牌号的增大，对钢材屈服强度和抗拉强度的要求增大，对拉长率的要求降低。

例如：Q235－A·F表示屈服点为235

Mpa的A级沸腾钢。

随着牌号的增大，其含碳量增加，强度提高，塑性和韧性降低，冷弯性能逐渐变差。同一钢号内质量等级越高，钢材的质量越好，如Q235C、Q235D级优于Q235A、Q235B级。三、简答题1、石膏与石灰的区别（1）石膏：生石膏是水合硫酸钙CaSO4·2H2O,熟石膏是无水硫酸钙2CaSO4·H2O，呈中性

(2).石灰：生石灰是氧化钙CaO，遇水生成氢氧化钙,熟石灰是氢氧化钙Ca(OH)2，呈碱性，滴酚酞液呈红色石灰与石膏的区别概述

：（1）组成成分不同上。石灰是一种以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料，用石灰石、白云石、白垩、贝壳等碳酸钙含量高的原料，经900～1100℃煅烧而成；而石膏从化学上来看是单斜晶系矿物，主要化学成分是硫酸钙（CaSO4），可通过水合作用固化。（2）用途不同。从名字来看，两者名字中共同具有的“石”便注定了两者必将同是重要的建筑材料。然而在建筑领域，两者的用处却各不相同。石灰是人类最早应用的胶凝材料。石灰在土木工程中应用范围很广，在我国还可用在医药用途。为此，古代流传下以石灰为题材的诗词，千古吟颂。因为石灰的保水性、可塑性好，工程上常被用来改善砂浆的保水性，以克服水泥砂浆保水性差的缺点。使用不同工艺，可将石灰制成石灰乳涂料、砂浆、灰土和三合土、硅酸盐混凝土及其制品、碳化石灰板等。石膏是生产石膏胶凝材料和石膏建筑制品的主要原料，也是硅酸盐水泥的缓凝剂。一些石膏制品强度高，硬石膏胶结料有较好的隔热性，高温煅烧石膏有较好的耐磨性和抗水性。常见的石膏制成建筑制品有：防潮纸面石膏板（纸面石膏板、纤维石膏板、装饰石膏板等），石膏装饰的天花板（如石膏空心条板和石膏砌块），等等。（3）二者的制造工艺及品种也有所区别：石灰的制作方法包含碳化法，纯碱氯化钙法，苛化碱法，联钙法，苏尔维(Solvay)法等，相对简单可行。同时石灰分为生石灰和熟石灰，其中，生石灰遇水可转化为熟石灰。石膏经600～800°C煅烧后，加入少量石灰等催化剂共同磨细，可以得到硬石膏胶结料（也称金氏胶结料）；经900～1000°C煅烧并磨细，可以得到高温煅烧石膏。若煅烧温度为190

°C可得模型石膏，其细度和白度均比建筑石膏高。若将生石膏在400-500°C或高于800

°C下煅烧，即得地板石膏。（建筑石膏与石灰在性能上的相同点如下：

（1）它们同为气硬性胶凝材料，只能在空气中硬化，不能在水中硬化；（2）耐水性、抗冻性较差，不能用于潮湿环境；（3）与其它胶凝材料相比，强度较低。建筑石膏的抗压强度一般只有3～5MPa，石灰则更低，只有0.2～0.5

MPa。

它们的不同点为：（1）建筑石膏凝结硬化很快，而石灰硬化缓慢；（2）建筑石膏硬化时产生微膨胀，而石灰则产生收缩；（3）建筑石膏具有绝热与吸声性好、防火性好、装饰性好以及可调节室内温湿度等特点，而石灰则没有这些特性。）1、石灰具有哪些特点及用途？

答：特点：(1)

可塑性和保水性好

(2)

生石灰水化时水化热大，体积增大

(3)

硬化缓慢(4)

硬化时体积收缩大(5)

硬化后强度低(6)

耐水性差

用途：(1)制作石灰乳涂料(2)配制石灰和混合砂浆(3)配制石灰土和三合土(4)生产硅酸盐制品。建筑石膏的特性及应用。

答:建筑石膏的特性：凝结硬化快，硬化时体积微膨胀，硬化后孔隙率较大，表观密度和强度低，隔热、吸声性良好，防火性能良好，具有一定的调温调湿性，耐水性和抗冻性差，加工性能好。

建筑石膏的应用：制作各种石膏板各种建筑艺术配件及建筑装饰、彩色石膏制品、石膏砖、空心石膏砌块、石膏混凝土、粉刷石膏人造大理石，另外，石膏作为重要的外加剂，广泛应用于水泥、水泥制品及硅酸盐制品中。2、石灰不耐水，为什么有它配置的灰土或三合土却可用于基础的垫层或道路的基层？答：石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的。加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高适于在潮湿环境中使用。再者，由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使粘土或三合土密实度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大为减少。因此灰土或三合土即可用于基础的垫层或道路的基层。3、粗砂和细砂由细度模数判断；拌合混凝土应尽可能选择中砂。为什么？在相同质量条件下，颗粒越细，其比表面积越大，则在混凝土中需要包裹砂粒表面的材料浆料越多。当新拌混凝土的流动性要求一定时，用粗砂拌制的混凝土可节约材料浆料量，但若砂过粗，虽能减少胶凝材料用量，但拌合物的粘聚性较差，容易产生离析。因此，用于拌制混凝土的砂既不能过粗，也不能过细。4、由水泥的矿物组成判断其特性矿物组成硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙C3SC2SC3AC4AF含量/%37～60最多15～37次之7～15少10～18少水化速度较快慢快中水化热中低高中强度高早期低后期高低中(抗折强度)耐化学侵蚀中良差优干缩性中小大小5、生产水泥时常掺入哪几种混合材料，目的是什么？答：生产硅酸盐类水泥时，常掺入粒化高炉矿渣、火山灰质材料及粉煤灰等混合材料，掺入的目的是：（1）改善水泥性能，扩大应用范围；（2）调节水泥强度等级，提高产量，降低成本；（3）并可利用工业废料，减少水泥熟料用量，有利于节省资源和保护环境6、什么是砼的和易性，如何提高？

答:和易性指混凝土在一定施工条件下,便于各种施工操作,并能获得均匀密实的混凝土的性能.包含流动性,粘聚性和保水性三个方面；提高混凝土和易性方法：

1）使用化学外加剂：减水剂，高效减水剂，引气剂

2）增大混凝土的浆体含量：增大胶凝材料用量（水泥+矿物掺合料如粉煤灰、矿粉、硅灰等）

3）增大混凝土的砂浆含量，即增大砂率

4）降低最大粗骨料粒径，使用级配好的砂石（１）通过试验，采用合理砂率，并尽可能采用较低的砂率；（２）改善砂、石的级配；（３）

尽量采用较粗的砂石；（４）

当坍落度过小时，保持水灰比不变增加适量的水泥浆；当坍落度过大时，保持砂率不变增加适量的砂石。（5）有条件时尽量掺用外加剂（减水剂、引气剂）。

7、混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、抗风化性、抗化学侵蚀性、耐溶蚀性及耐磨性等提高：（1）掺入高效减水剂（2）掺入高效活性矿物掺料（3）消除混凝土自身的结构破坏因素8、欠火砖和过火砖各有什么特点，应如何处理？欠火砖呈现紫红色，强度低、耐久性差。过火砖呈现深红色，强度虽高，但产生弯曲变形，易引起墙体应力集中，所以不便于使用。这两种砖都不能使用。欠火砖色浅，敲击声哑，吸水率大，强度低，耐久性差。过火砖色深，敲击声清脆，吸水率小，强度高，但有弯曲变形。9、使用石灰砂浆抹面，数月后出现网状裂纹和凸出，试分析原因。出现网状裂纹是由于石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起的体积收敛的结果’；墙体上个别部位凸出是由于配置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、陈伏阶段未完全熟化，以至于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水蒸气继续熟化，造成体积膨胀。10、石油沥青的组成结构是什么？1）油分油分含量的多少直接影响着沥青的柔软性、抗裂性及施工难度。2）树脂中性树脂使沥青具有一定塑性、可流动性和粘结性，其含量增加，沥青的粘结力和延伸性增加；酸性树脂含量不多，但活性大，可以改善沥青与其它材料的浸润性、提高沥青的可乳化性。3）沥青质它决定着沥青的粘结力、粘度和温度稳定性，以及沥青的硬度、软化点等。沥青质含量增加时，沥青的粘度和粘结力增加，硬度和温度稳定性提高。石油沥青的组成与结构1.元素组成石油沥青是由多种碳氢化合物及非金属（氧、硫、氮）衍生物组成的混合物，其元素组成主要是碳（80％~87%）、氢（10％~15%）；其余是非烃元素，如氧、硫、氮等（＜3%）；此外，还含有一些微量的金属元素。2.组分组成通常将沥青分离为化学性质相近、与其工程性能有一定联系的几个化学成分组，这些组就称为“组分”。我国现行规程中有三组分分析法和四组分两种分析法两种。石油沥青的三组分分析法将石油沥青分离为油分、树脂和沥青质三个组分。1）油分为淡黄色透明液体，赋予沥青流动性，油分含量的多少直接影响着沥青的柔软性、抗裂性及施工难度。我国国产沥青在油分中往往含有蜡，在分析时还应将油、蜡分离。蜡的存在会使沥青材料在高温时变软，产生流淌现象；在低温时会使沥青变得脆硬，从而造成开裂。由于蜡是有害成分，故常采用脱蜡的方法以改善沥青的性能。2）树脂为红褐色粘稠半固体，温度敏感性高，熔点低于100℃，包括中性树脂和酸性树脂。中性树脂使沥青具有一定塑性、可流动性和粘结性，其含量增加，沥青的粘结力和延伸性增加；酸性树脂含量不多，但活性大，可以改善沥青与其它材料的浸润性、提高沥青的可乳化性。3）沥青质为深褐色固体微粒，加热不熔化，它决定着沥青的粘结力、粘度和温度稳定性，以及沥青的硬度、软化点等。沥青质含量增加时，沥青的粘度和粘结力增加，硬度和温度稳定性提高。石油沥青的四组分分析法则将沥青分离为饱和分、芳香分、胶质和沥青质四个组分。3.胶体结构石油沥青的胶体结构是以沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分的互溶物形成胶团，分散在油分中而构成稳定的胶体结构。根据沥青中各组分相对含量的不同，可将沥青分为下列三种胶体结构：1）溶胶型结构沥青质含量低（10%以下），所形成的胶团数量少、间距大（如图6–2a），胶团之间的吸引力很小。溶胶型沥青的特点是：流动性和塑性较好，开裂后自行愈合能力较强；而对温度的敏感性强，即对温度的稳定性较差，温度过高会流淌。2）凝胶型结构沥青质含量高（30%以上），所形成的胶团数量多、间距小（如图6–2c），胶团间吸引力很大。凝胶型沥青的特点是：弹性和粘性较高、温度敏感性较小，但开裂后自行愈合能力较差、流动性和塑性较低。在工程性能上，虽具有较好的温度感应性，但低温变形能力较差。3）溶－凝胶型结构这种结构介于溶胶与凝胶之间，沥青质含量适当（15％~25%），所形成的胶团数量增多、距离相对靠近（如图6–2b），胶团之间有一定的吸引力。溶－凝胶型沥青的工程性能很好，在高温时具有较低的感温性，低温时又具有较好的形变能力。11、硅酸盐水泥凝结时间有何规定，对施工有什么意义？水泥初凝后再有其他扰动，将影响水泥制品硬化后的性能，所有的施工成型应在初凝以前完成，国标规定水泥初凝时间应不小于45min。施工成型后要求水泥制品尽快的失去塑性而硬化，以便于下一步工序的进行，因此水泥的终凝时间要短，国标要求不大于390min。何谓水泥的凝结时间？它对道路及桥梁施工有何意义？（6分）答：凝结时间分初凝和终凝：从水