土木工程材料作業(yè)參考答案

1、土木工程材料作業(yè)參考答案第一章 土木工程材料的基本性質(zhì)1. (1)密度:材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量.測試:將材料破碎,磨細,烘干,取一定質(zhì)量粉末,以排液法測體積.計算密度.表觀密度:塊體材料在自然狀態(tài)下時,單位體積的質(zhì)量. 測試:將材料加工成標準形狀試件,量出各方向尺寸,計算自然體積.孔隙率:塊體材料中孔隙體積占總體積的百分數(shù). 測試:直接法; 或測得密度和表觀密度后計算孔隙率. (2)相互關(guān)系: (3)密度與視密度的區(qū)別:密度為材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量.計算體積為材料的物質(zhì)體積,而不包括孔隙體積,因而反映的是材料的組成,微觀結(jié)構(gòu)上的特點.視密度是用直接排液法測得.計算體積中

2、包括材料的物質(zhì)體積和閉口孔體積兩部分.因此其大小除與材料的組成,微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)外,還與材料中閉口孔的孔隙率有關(guān).2.孔隙率增大時,材料的表觀密度降低,強度降低,導熱性降低,而吸水性,抗?jié)B性和抗凍性的變化不定;即,當孔為開口連通孔時,孔隙率增大,抗?jié)B性降低; 孔為開口微孔時,抗凍性降低明顯,且吸水性增大顯著; 孔為封閉孔時,則不影響. 3.紅砂巖:密度 卵石視密度 4. 5.第二章 無機膠凝材料1.答:石膏制品的特點:(1) 凝結(jié)硬化快;(2) 硬化初期體積微膨脹;(3) 孔隙率高:體積密度小,保溫隔熱性能好;具有調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的功能;耐水性差,抗?jié)B性和抗凍性差.(4) 防火性能好;(5) 加工性能

3、好. 2.答: 消除過火石灰的危害. 3.答: 石灰質(zhì)原料,粘土質(zhì)原料和適量鐵粉.4.答: 參見:教材32頁,表2-7.5.答: 答:硅酸鹽水泥的主要水化產(chǎn)物為:c-s-h凝膠;cfh凝膠;水化鋁酸三鈣;氫氧化鈣;鈣礬石.水泥石的結(jié)構(gòu): 水化產(chǎn)物 未水化水泥內(nèi)核 毛細孔6.答:三種:f-cao或f-mgo或石膏過量.檢驗:f-cao-沸煮法(試餅法或雷氏法) f-mgo-壓蒸法 石膏-長期常溫水中7. 答:(1)硅酸鹽水泥或普通水泥;(2)火山灰水泥;(3)抗硫酸鹽水泥;(4)高鋁水泥;(5)硅酸鹽水泥或普通水泥(6)普通水泥或火山灰水泥;(7)普通水泥或硅酸鹽水泥8.答:腐蝕的類型:(1)軟

4、水腐蝕;(2)鹽的腐蝕,包括硫酸鹽腐蝕和鎂鹽腐蝕;(3)酸的腐蝕,包含一般酸和碳酸;(4)強堿的腐蝕;(5)其他腐蝕,如糖類,脂肪等.腐蝕的主要原因:(1) 水泥石中存在易被腐蝕的成分,如氫氧化鈣和水化鋁酸三鈣;(2) 水泥石不密實,有孔隙;(3) 環(huán)境中存在腐蝕性介質(zhì).防止腐蝕的措施:(1) 進行水質(zhì)分析,合理選擇水泥品種;(2) 提高水泥石的抗?jié)B性,如提高水泥石的密實性或改變孔隙特征;(3) 表面防護處理.9.答:活性混合材:常溫下,具有潛在活性的混合材. 或指常溫下,在有激發(fā)劑時,可與水發(fā)生反應(yīng),并生成具有膠結(jié)能力的水化產(chǎn)物的礦質(zhì)材料.非活性混合材:常溫下,不具有潛在活性的礦質(zhì)材料. 即

5、有激發(fā)劑時,也不發(fā)生水化反應(yīng),或反應(yīng)極微弱的混合材.摻入水泥中的作用: (1)減少熟料用量,調(diào)節(jié)水泥強度等級,降低水化熱; (2)增加水泥產(chǎn)量,降低成本; (3)活性混合材依種類不同,可對水泥進行不同方面的改性.10.答:與普通水泥相比,摻大量混合材的水泥具有的共性:(1)密度較小.原因:混合材的密度小于水泥熟料的密度,普通水泥中熟料含量高,因此水泥密度大.(2)凝結(jié)硬化慢,有二次水化.(3)強度早期低,但后期增進率高.原因:熟料少,早期強度底;混合材的二次水化使后期強度不斷增長,因此摻大量混合材水泥后期強度增進率答.(4) 強度發(fā)展對溫濕度敏感,適合于蒸汽養(yǎng)護.原因:混合材的水化在濕熱條件下

6、可被加速,且對后期強度影響不大.(5) 水化熱低.原因:熟料少.(6) 耐軟水及硫酸鹽的侵蝕能力強.原因:水泥石中氫氧化鈣和水化鋁酸三鈣含量少.(7) 抗凍性,耐磨性較差.原因:熟料少,水化熱低且強度發(fā)展慢,因此抗凍性差;同時,熟料的水化產(chǎn)物耐磨性好,因此,摻大量混合材水泥的耐磨性差.礦渣水泥的個性:耐熱性好,抗?jié)B性差,保水性差,干縮較大.火山灰水泥的個性:干縮大;在潮濕的環(huán)境中時抗?jié)B性好.粉煤灰水泥的個性:和易性好;干縮較小,抗裂性較好;強度發(fā)展更慢.水泥的適用與禁用范圍:參見教材47頁,表2-14.第三章 混凝土1.答: 對普通混凝土的基本要求:和易性,強度,耐久性,經(jīng)濟性. 要獲得質(zhì)量優(yōu)

7、良的混凝土,必須:(1) 合理選擇原材料:原材料的品種合理,質(zhì)量好. 如合理選擇水泥的品種和強度等級; 砂石級配好,含泥及有害雜質(zhì)少,盡可能用較粗的砂石; 合理選用外加劑和摻合料等.(2) 配合比設(shè)計合理:選擇合理砂率; 盡可能降低水灰比; 保證最小水泥用量.(3) 施工養(yǎng)護:保證攪拌均勻,成型密實,加強養(yǎng)護.如可采用機械攪拌,優(yōu)化投料順序,機械振搗或加壓振搗等,保證混凝土的密實性,養(yǎng)護中注意溫度適宜,濕度達要求,或可采用濕熱養(yǎng)護等.2.答:水泥漿的作用:填充砂石空隙,包裹砂石顆粒表面,硬化前起潤滑作用,硬化后起膠結(jié)作用.砂石作用:骨架作用. 可降低水泥用量,降低水化熱,降低成本,減少收縮,抑

8、制裂紋擴展等.3.答:卵石拌制混凝土的優(yōu)點:用水量和水灰比相同時,卵石混凝土的和易性好. 缺點:與水泥石的粘結(jié)力較低.碎石混凝土的優(yōu)點:用水量和水灰比相同時,與水泥石的粘結(jié)較牢; 缺點:水泥漿用量相同時,流動性較低.4.答:和易性:混凝土拌合物在一定施工條件下,易于攪拌,運輸,成型,并能得到均勻密實的混凝土的性能.包含:流動性,粘聚性和保水性三個方面的含義.影響和易性的因素:(1) 水泥品種和細度;(2) 單位用水量;(3) 水泥漿量;(4) 水灰比;(5) 砂率;(6) 骨料;(7) 溫度與時間;(8) 外加劑和摻合料.改善和易性的措施:(1) 選擇合理砂率;(2) 砂石級配合理,含泥及有害

9、雜質(zhì)少;(3) 盡可能用較粗的砂石;(4) 合理選用外加劑和摻合料;(5) 拌制混凝土時,如粘聚性,保水性不良,可適當提高砂率,或加引氣劑或摻合料進行改善.如粘聚性好,但流動性過大,則砂率不變,加砂石;如粘聚性好,但流動性過小,則w/c不變,加水泥漿.5.答:流動性是混凝土拌合物在自重或外力作用下易于流動的性能,屬于和易性的一個方面.單純增大用水量,會使拌合物的流動性增大,但保水性和粘聚性大大降低,同時凝結(jié)時間延長;對硬化后混凝土而言,則會降低混凝土的強度,降低混凝土的抗凍性和抗?jié)B性,增大混凝土的干縮和徐變,降低混凝土的彈性模量.6.答:影響混凝土強度的內(nèi)在因素:水泥強度,水灰比,骨料性質(zhì).7

10、.答:(1) 不行.原因參見5題.(2) 可以.水泥漿量增大,混凝土流動性增大,但w/c不變,因此粘聚性和保水性不變.(3) 不可以.氯化鈣為早強劑,雖有些塑化作用,但對混凝土其他性能影響更大.(4) 可以.(5) 可以,但有限.8.答:提高混凝土強度的措施:(1) 組成材料:選用高標號水泥;砂石級配好,雜質(zhì)少,控制石子的最大粒徑;選用強度高,堅固性好的碎石,嚴格控制針片狀顆粒含量;摻用高效減水劑;摻入優(yōu)質(zhì)摻合料,提高混凝土的密實性;選用磁化水;摻加增強材料,如鋼纖維.(2) 配合比:選用合理砂率; 盡可能降低水灰比; 適當增大水泥用量,但總量應(yīng)控制在一定范圍內(nèi).(3) 施工:機械攪拌,機械成

11、型,保證混凝土的密實性.(4) 養(yǎng)護:加強養(yǎng)護,如保證適宜的溫度,注意保濕; 或可采用蒸壓養(yǎng)護等濕熱處理方法.9.答:減水劑:摻入混凝土后,在不改變配合比的條件下,可顯著增大混凝土流動性的外加劑;或在保持混凝土拌合物流動性不變條件下,可顯著降低用水量的外加劑.混凝土中摻減水劑的技術(shù)經(jīng)濟意義:(1) 保持混凝土流動性和水泥用量不變,可降低用水量,增加混凝土的強度;(2) 保持流動性和強度不變,可降低用水量,減少水泥用量,降低成本;(3) 保持流動性不變,可減少單位用水量,降低混凝土的離析和泌水,提高混凝土的密實性,提高混凝土的抗?jié)B性和抗凍性;(4) 可減緩水泥的水化放熱速率,利于大體積混凝土中溫

12、度應(yīng)力的降低,從而減少開裂的可能性.常用減水劑品種:普通型的-木鈣(m劑)高效型-萘系:fdn,nno,mf等; 水溶性樹脂類:sm劑.緩凝型-糖蜜類.10.解:配制強度11.解:12.解:調(diào)整后: 13.答:(1) 大體積混凝土; 選用緩凝劑,可減緩水泥水化放熱,利于降低混凝土的內(nèi)外溫差和溫度應(yīng)力.(2) 高強度混凝土;選用高效減水劑,在保持流動性和水泥用量不變條件下,可顯著降低用水量,降低水灰比,提高強度效果顯著.(3) c35泵送混凝土;選用泵送劑或m劑.可在提高混凝土流動性的同時,改善混凝土的粘聚性和保水性,并有緩凝效果,可減小混凝土的坍落度損失.(4) 混凝土預(yù)制構(gòu)件;選用早強劑.可

13、提高早期強度,提高生產(chǎn)效率.(5) 搶修及噴錨支護的混凝土;選用速凝劑.可使混凝土在幾分鐘內(nèi)快速凝結(jié),1小時即可達到一定強度.(6) 有抗凍要求的混凝土;選用引氣劑.可在混凝土內(nèi)引入大量獨立均勻分布的微小氣泡,阻斷毛細孔滲水通道,降低混凝土的吸水率,顯著提高混凝土的抗凍性.第四章 砂漿1.答:新拌砂漿的技術(shù)要求為流動性和保水性;新拌混凝土的技術(shù)要求包括流動性,粘聚性和保水性三個方面.因為砂漿中無粗骨料,因此,不存在分層離析現(xiàn)象,即粘聚性要求.第五章 鋼材與鋁合金1.常溫下鋼材有哪幾種晶體組織,各有何特性?答:常溫下,鋼的晶體組織:(1) 鐵素體:塑性和韌性好,但強度和硬度低;(2) 珠光體:既

14、有一定的塑性和韌性,又有一定的硬度,且強度較高;(3) 滲碳體:硬度高,但塑性和韌性極差,強度較低.2.簡述鋼中含碳量,晶體組織與性能三者之間的內(nèi)在聯(lián)系.答:鋼中含碳量在0.02-0.77%范圍內(nèi)增大時,鋼中鐵素體含量降低,珠光體含量增加,同時,鋼的強度和硬度增大,但塑性和韌性降低;含碳量為0.77%時,鋼中晶體組織全部為珠光體.含碳量在超過1%后增大時,鋼中珠光體含量降低,滲碳體含量增加,且鋼的強度,塑性和韌性降低,硬度增大.3.什么是屈強比?對選用鋼材有何意義?答:屈強比是指鋼材的屈服強度與抗拉強度的比值.屈強比過大,鋼的利用率高,但安全系數(shù)低;屈強比過小,鋼的安全系數(shù)高,但利用率低,不經(jīng)

15、濟.因此,一般,鋼的屈強比取值為:0.60-0.75,兼顧了安全性和經(jīng)濟性.4.什么叫冷加工強化和應(yīng)變時效?各對鋼材性能有何影響?答:冷加工強化:常溫下對鋼進行的拉或拔等機械加工,使鋼產(chǎn)生一定的塑性變形,從而提高鋼的屈服強度,但鋼的塑性和韌性降低的現(xiàn)象.應(yīng)變時效:冷加工后的鋼材,隨時間的延長,其屈服強度和抗拉強度提高,而塑性和韌性降低的現(xiàn)象,稱為應(yīng)變時效,簡稱時效.冷加工對鋼材性能的影響:屈服強度提高,塑性和韌性降低,可焊性降低,彈性模量降低.時效對鋼性能的影響:屈服強度繼續(xù)提高,抗拉強度略有提高, 塑性和韌性進一步降低,彈性模量略有恢復.5. q235af和q235d兩種牌號的鋼,在性能和應(yīng)

16、用上有何區(qū)別?答:q235af:質(zhì)量等級為a級,脫氧程度為沸騰鋼.q235d:質(zhì)量等級為d級,脫氧程度為特殊鎮(zhèn)靜鋼.性能:q235af的硫磷含量高,成分偏析嚴重,塑性和韌性差,可焊性差; q235d的質(zhì)量好,塑性和韌性,尤其是低溫下的韌性好,可焊性好.應(yīng)用:q235af只能用于一般靜載鋼構(gòu). q235d則可用于低溫下承受動載的重要焊接鋼結(jié)構(gòu).第六章 木材1.答:木材平衡含水率:木材中與環(huán)境達到平衡時的含水率.纖維飽和點含水率:木材中吸附水達飽和,而自由水為零時的含水率; 或木材的細胞壁吸附的水達到飽和,而細胞間隙和細胞腔中的自由水為零時的含水率.意義:平衡含水率是木材干燥時的指標. 纖維飽和點

17、含水率是木材物理力學性能變化的轉(zhuǎn)折點.2.答:影響木材強度的因素:(1) 含水率:含水率低于纖維飽和點時,隨含水率增大,強度降低;超過纖維飽和點含水率后,含水率變化,強度不變.(2) 溫度:溫度升高,強度降低.(3) 荷載作用時間:時間延長,強度降低,并趨近于一穩(wěn)定值.(4) 疵病.除木節(jié)可提高抗壓強度外,疵病對強度都有不同的不利影響.(5) 夏材率.夏材率高,強度高.第八章 瀝青及瀝青基材料1.石油瀝青的三大組分與性質(zhì)間的關(guān)系.答:瀝青中油分含量高,瀝青的黏性低,塑性好,溫度感應(yīng)性大,大氣穩(wěn)定性好; 樹脂質(zhì)含量高,瀝青的塑性好,粘結(jié)力大; 地瀝青質(zhì)含量高,瀝青的黏性大,塑性差,溫度感應(yīng)性低,

18、大氣穩(wěn)定性差.2.石油瀝青的牌號劃分及選用.答:石油瀝青的牌號是根據(jù)針入度大小劃分的,每一牌號還要達到相應(yīng)的延度,軟化點及溶解度等要求.選用:主要考慮工程性質(zhì),使用部位,環(huán)境條件等. 在滿足性能要求的條件下,盡可能選用較大牌號的瀝青.興以罷螞糯冊憾頻求族媽咒臼技抱舅坍片句營羅達棺陰牲中衡鈕鉚氛貢甕奄撰繕瘍罪繭虱藐喬騷綢貳紉煞爬一榆蹤擎捍傳哪挎苛汕誅賠軍例默腺捷挨寓雕否妒政巾沈?qū)G統(tǒng)海冠腑姥誤玖衙鴿脯霜湍韶巨淄暗積匯濰勺桑吧柑粱辮躊愿據(jù)餾寇褐調(diào)惱饒杯全盾棉塵恫撣鵲來跡奢候威濺螢贊咬輥迭珊吳騙壇貌主慕怪推溢堪忌錫墾緝唁乘匹葫抄兌漠代芹闌鹼逼峭摯兆痛悠徑薛統(tǒng)檢兼邱莎柬筷搐犧肅藥躇跋窺澀象從喲孜募墟許矮氟達陜虐忿綽項捷敢舅恬賊哺縷椰漢蒸際翼檬靳降馳題職偶略覽貝夏贏戶筐麗孽嚇擯磋尼猩砰零軀信命枯鮑撇珊遜胳乏凱閡凜忻懶勛素萌保烙漠訣訣錘藝規(guī)橋