中南大學土木工程材料課后習題及答案1.

1、土木工程材料習題集與參考答案第一章土木工程材料的基本性質1. 試述材料成分、結構和構造對材料性質的影響？參考答案 ：材料的成分對性質的影響：材料的組成及其相對含量的變化，不僅會影響材料的化學性質，還會影響材料的物理力學性質。材料的成分不同，其物理力學性質有明顯的差異。值得注意的是，材料中某些成分的改變，可能會對某項性質引起較大的改變，而對其他性質的影響不明顯。材料的結構對性質的影響：材料的結構是決定材料物理性能的重要因素?？煞譃槲⒂^結構和細觀結構。材料在微觀結構上的差異影響到材料的強度、硬度、熔點、變形、導熱性等性質，可以說材料的微觀結構決定著材料的物理力學性能。材料的構造對性質的影響：材料的

2、構造主要是指材料的孔隙和相同或不同材料間的搭配。不同材料適當搭配形成的復合材料，其綜合性能優(yōu)于各個單一材料。材料的內部孔隙會影響材料的強度、導熱性、水滲透性、抗凍性等?？傊?，材料的組成、結構與構造決定了材料的性質。材料的組成、結構與構造的變化帶來了材料世界的千變萬化。2試述材料密度、表觀密度、孔隙率的定義、測定方法及相互關系。密度與視密度的區(qū)別何在？參考答案： 密度：是指材料在密實狀態(tài)下單位體積的質量。測定方法：將材料磨細成粒徑小于0.25mm的粉末，再用排液法測得其密實體積。用此法得到的密度又稱“真密度”。表觀密度 0 ：是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質量。測定方法：對于外形規(guī)則的塊體材料，

3、測其外觀尺寸就可得到自然體積。對于外觀不規(guī)則的塊體材料，將其加工成規(guī)則的塊體再測其外觀尺寸，或者采用蠟封排液法?？紫堵?P ：材料中的孔隙體積與總體積的百分比。相互關系：P10100%密度與視密度區(qū)別：某些散粒材料比較密實，其內部僅含少量微小、封閉的孔隙，從工程使用角度來說，不需磨細也可用排液法測其近似的密實體積，這樣測得的密度稱為“視密度”。3孔隙率及孔隙特征對材料的表觀密度、強度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性、導熱性等性質有何影響？參考答案： 對表觀密度的影響：材料孔隙率大，在相同體積下，它的表觀密度就小。而且材料的孔隙在自然狀態(tài)下可能含水，隨著含水量的不同，材料的質量和體積均會發(fā)生變化，則表觀

4、密度會發(fā)生變化。對強度的影響：孔隙減小了材料承受荷載的有效面積，降低了材料的強度，且應力在孔隙處的分布會發(fā)生變化，如：孔隙處的應力集中。對吸水性的影響：開口大孔，水容易進入但是難以充滿；封閉分散的孔隙，水無法進入。當孔隙率大，且孔隙多為開口、細小、連通時，材料吸水多。對抗?jié)B性的影響：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并連通開口時，材料具有較高的滲透性；如果孔隙率小，孔隙封閉不連通，則材料不易被水滲透。對抗凍性的影響：連通的孔隙多，孔隙容易被水充滿時，抗凍性差。對導熱性的影響：如果材料內微小、封閉、均勻分布的孔隙多，則導熱系數就小，導熱性差，保溫隔熱性能就好。如果材料內孔隙較大，其內空氣會發(fā)生對流，則

5、導熱系數就大，導熱性好。4材料的耐水性、吸水性、吸濕性、抗凍性、導熱性、熱容、抗?jié)B性的含義是什么？參考答案：耐水性：材料抵抗水破壞作用的能力稱為耐水性，即材料經水浸泡后，不發(fā)生破壞，同時強度也不顯著降低的性質。指標：軟化系數吸水性：材料與水接觸時其毛細管會吸收水分的性質。指標：吸水率吸濕性：材料在潮濕空氣中吸收水分的性質。指標：平衡含水率抗凍性：材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經受多次凍融循環(huán)作用而不被破壞，強度也不嚴重降低的性質。指標：抗凍等級，其劃分取決于材料在一定條件下經受凍融而不被破壞的次數。導熱性：當材料兩面存在溫度差時，熱量會從溫度較高的一面?zhèn)鲗У綔囟容^低的一面的性質。指標：導熱系數熱容：

6、某塊材料在溫度升降1K 時所放出或吸收的熱量。指標： C（熱容） c（比熱容） ?m（材料質量）抗?jié)B性：材料抵抗壓力水或液體滲透的性質。指標：滲透系數5材料的導熱系數、比熱容和熱容與建筑物的使用功能有什么關系？參考答案： 材料的導熱系數小，建筑物的保溫隔熱性能就好。如果建筑物圍護結構的熱容越大，則在氣溫變化較大時，能較好地保持室內溫度。6試述材料的彈性、朔性、脆性和彈性磨量的意義？參考答案： 彈性：當撤去外力或外力恢復到原狀態(tài)，材料能夠完全恢復原來形狀的性質。塑性：當撤去外力或外力恢復到原狀態(tài)，材料仍保持變形后的形狀和尺寸，并不產生裂縫的性質。脆性：是材料在外力作用下不產生明顯變形而突然發(fā)生破

7、壞的一種性能。彈性模量：晶體材料如金屬材料表現(xiàn)為線彈性，一些非晶體材料如玻璃等也表現(xiàn)為線彈性，其應力與應變之比為常數，比值稱為彈性模量，它是衡量材料抵抗外力使其變形能力的一個指標。7影響材料強度試驗結果的因素有哪些？強度與強度等級是否不同，試舉例說明。參考答案：試驗條件對材料強度試驗結果有較大的影響，其中主要有試件的形狀和尺寸、試驗機的加載速度、試驗時的溫度和濕度，以及材料本身的含水狀態(tài)等。強度與強度等級不一樣。強度是一個具體值，而強度等級是一個等級范圍。如：混凝土的強度等級為C30，那么屬于C30 強度等級的混凝土的實際強度值有可能是30MPa或與 30MPa接近的強度值。8某地紅砂巖，已按

8、規(guī)定將其磨細，過篩。烘干后稱取50g，用李氏瓶測得其體積為18.9cm 3 。另有卵石經過清洗烘干后稱取1000g，將其浸水飽和后用布擦干。又用廣口瓶盛滿水，連蓋稱得其質量為790g，然后將卵石裝入，再連蓋稱得其質量為1409g，水溫為25，求紅砂巖及卵石的密度或視密度，并注明哪個是密度或視密度。參考答案： 紅砂巖的密度：502.646(g / cm3 )18.9卵石的視密度： V7901000 1409381(cm3 )100012.625( g / cm3 )3819某多孔材料的密度為2.59g/cm 3。取一塊稱得其干燥時質量為 873g，同時量得體積為 480cm3。浸水飽和后取出擦干

9、表面水分稱得質量為972g。求其質量吸水率、閉口孔隙率及開口孔隙率。參考答案： 質量吸水率：m1m 100%972 873 100% 11.34%m873密實體積： V873337.0(cm3 )2.59孔隙體積： 480337143(cm3 )開口孔隙體積：閉口孔隙體積：972 873 99(cm3 )143 99 44(cm3 )開口孔隙率：99100%20.6%閉口孔隙率：48044480100%9.17%第二章無機膠凝材料1、什么是氣硬性膠凝材料？什么是水硬性膠凝材料？參考答案： 氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，并且只能在空氣中保持或發(fā)展其強度，如石膏、石灰等；水硬性膠凝材料則不僅能在

10、空氣中而且能更好地在水中硬化，保持并發(fā)展其強度，如水泥。2、為什么說石膏是有發(fā)展前途的建材？參考答案： 石膏的主要優(yōu)點是原料豐富、生產能耗低、不污染環(huán)境等，作為一種綠色建材已大量用于室內的空間分隔和裝飾；建筑石膏硬化時體積略有膨脹，這一性能使得石膏制品表明光滑細膩線條清晰，具有很好的裝飾藝術效果；建筑石膏還具有隔熱、保溫、不燃、不蛀、隔聲、可鋸、可釘、污染小等良好性能，所以石膏是很有發(fā)展前途的建材。3、石膏制品有哪些？參考答案： 建筑石膏制品的種類較多，主要有：紙面石膏板、空心石膏條板、纖維石膏板、石膏砌塊和裝飾石膏制品等。4、過火石灰、欠火石灰對石灰性能有什么影響？如何消除？參考答案： 欠火

11、石灰的產漿量較低， 質量較差； 欠火石灰的密度較大， 表面常被黏土雜質溶化時所形成的玻璃釉狀物包覆， 因而消解很慢，在工程中過火石灰顆粒往往會在正常石灰硬化后繼續(xù)吸濕消解而發(fā)生體積膨脹，降低石灰品質，影響工程質量。消除方法有：將石灰經陳伏處理后再使用于工程，控制煅燒溫度在10001200之間，巖塊尺寸不宜過大。5、水玻璃的模數、濃度與性能有何關系？參考答案： 水玻璃中氧化硅和氧化鈉的分子數比稱為水玻璃的模數，模數愈大，水玻璃的黏度和粘結力愈大，也愈難溶解于水；同一模數水玻璃溶液濃度越高，則粘結力也越大。6、水玻璃的硬化有何特點？參考答案：水玻璃能與空氣中的二氧化碳反應生產無定形的硅酸凝膠，隨著

12、水分的揮發(fā)干燥，無定形硅酸脫水轉變成二氧化硅而硬化。由于空氣中二氧化碳較少，反應進行很慢，因此水玻璃在實際使用時常加入促硬劑以加速硬化。7、為什么菱苦土在使用時不能單獨用水拌和？參考答案： 菱苦土是以天然菱鎂礦（主要成分為碳酸鎂）為主要原料，經煅燒后磨細而得到的以氧化鎂為主要成分的白色或淺黃色粉末，當其單獨與水拌和時會生產不溶于水的氫氧化鎂，而且氧化鎂也不溶于水，一般常用氯化鎂（ MgCl2·6H2O）水溶液作為調和劑，摻量為菱苦土的 50 60，生成一種易溶于水的氧氯化鎂復鹽 (xMgO·y MgCl2·8H2O)和氫氧化鎂。8、判斷石膏、石灰、水玻璃與鎂氧水泥

13、是氣硬性膠凝材料的理由是什么？參考答案： 石膏、石灰、水玻璃與鎂氧水泥的硬化過程只能在空氣中完成，并且也只能在空氣中保持或發(fā)展其強度。9、生產硅酸鹽水泥的主要原料有哪些？參考答案： 主要原料有：石灰質原料（如石灰石）、黏土質原料（如黏土、頁巖）、少量鐵粉、適量石膏。10、生產硅酸鹽水泥為什么要摻入適量石膏？參考答案： 水泥熟料中的硅酸三鈣與水反應十分迅速，使得水泥熟料加水后迅速凝結，導致來不及施工。所以為調節(jié)水泥的凝結時間，通常在水泥中加入適量石膏，這樣，水泥加水后石膏迅速溶解與水化鋁酸鈣發(fā)生反應，生產針狀的晶體（3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O，又

14、稱為鈣釩石）沉積在水泥顆粒表面形成保護膜，延緩了水泥凝結時間。11、試述硅酸鹽水泥的主要礦物成分及其對水泥性能的影響？參考答案： 硅酸鹽水泥熟料中，C3A的水化和凝結硬化速度最快，但水化鋁酸鈣的強度不高；C3S和 C4AF的水化速度較快，凝結硬化速率也較快， C3S的水化產物強度高， C4AF的水化產物強度不高； C2S水化反應速度最慢，凝結硬化速率也慢，強度早期低，后期高。12、硅酸鹽水泥的主要水化產物有哪幾種？水泥石的結構如何？參考答案： 主要水化產物是：水化硅酸鈣和水化鐵酸鈣凝膠、氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣晶體。水泥石主要由固體（水泥水化產物及未水化的殘存水泥內核）和孔隙組成。凝

15、膠是由尺寸很小的凝膠微粒與位于膠粒之間的凝膠孔組成，膠粒的比表面積大，可強烈地吸附一部分水分，此水分與填充膠孔的水分稱為凝膠水；毛細孔中的水分稱為毛細水，毛細水的結合力較弱，脫水溫度較低，脫水后形成毛細孔。13、試述水泥細度對水泥性質的影響？怎樣檢驗？參考答案： 水泥細度直接影響到水泥的水化和凝結硬化。水泥顆粒越細，比表面積越大，則使水泥熟料的化學活性發(fā)揮得越快，表現(xiàn)為水泥的水化反應速度快，凝結硬化也快，但過細的水泥不宜久存，硬化時收縮比較大。細度的檢驗方法通常用篩分法或比表面積法來測定，篩分法以80um 方孔篩的篩余量表示，比表面積法以1kg 質量材料所具有的總表面積（14、造成硅酸鹽水泥體

16、積安定性不良的原因有哪幾種？怎樣檢驗？m2/kg ）來表示。參考答案： 造成水泥體積安定性不良，一般是由熟料中所含游離氧化鈣游離氧化鎂過多或摻入石膏過多等原因所造成。國家標準規(guī)定，由游離的氧化鈣過多引起的水泥體積安定性不良可用雷氏法或試餅法檢驗。試餅法是用標準稠度的水泥凈漿做成試餅，經恒沸 3 小時后用肉眼觀察未發(fā)現(xiàn)裂紋，用直尺檢驗沒有彎曲；雷氏法是用雷氏夾中的水泥漿經沸煮三小時后的膨脹值。15、試述硅酸鹽水泥的強度發(fā)展規(guī)律及影響因素？參考答案： 強度發(fā)展規(guī)律為：水泥的水化和凝結硬化從顆粒表面深入到內部是有一個時間過程的，水化速度開始比較快，強度發(fā)展也比較快，以后逐漸減慢。不同水泥的強度發(fā)展不

17、完全相同，摻較多活性混合材料的硅酸鹽水泥早期強度比較低，后期增進率高。16、在下列工程中選擇適宜的水泥品種：（ 1）現(xiàn)澆混凝土梁、板、柱冬季施工：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥；（ 2）高層建筑基礎底板（具有大體積混凝土和抗?jié)B要求）：礦渣水泥和粉煤灰水泥；（ 3）南方受海水侵蝕的鋼筋混凝土工程：礦渣水泥和火山灰水泥；（ 4）高爐煉鐵爐基礎：鋁酸鹽水泥；（ 5）高強度預應力混凝土梁：硅酸鹽水泥和普通水泥；（ 6）地下鐵道：普通水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥；（ 7）東北某大橋的沉井基礎及橋梁墩臺：礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥。17、某工程用一批普通水泥，強度檢驗結果如下，試評定該批水泥的強度等級。

18、齡期抗折強度 /MPa抗壓破壞荷載 /KN3d4.05,4.20,4.1041.0,42.5,46.0,45.5,43.028d7.00,7.50,8.50,112,115,114,113,108,115參考答案： 水泥的強度等級為42.5 。18 硅酸鹽水泥石腐蝕的類型有哪幾種？產生腐蝕的原因是什么？防止腐蝕的措施有哪些？參考答案： 腐蝕的類型有：軟水侵蝕（溶出性侵蝕）：軟水能使水化產物中的Ca(OH)2 溶解，并促使水泥石中其它水化產物發(fā)生分解；鹽類腐蝕：硫酸鹽先與水泥石結構中的Ca(OH)2 起置換反應生產硫酸鈣，硫酸鈣再與水化鋁酸鈣反應生成鈣釩石，發(fā)生體積膨脹；鎂鹽與水泥石中的 Ca(

19、OH)2 反應生成松軟無膠凝能力的Mg(OH)2；酸類腐蝕： CO2與水泥石中的 Ca(OH)2 反應生成 CaCO3，再與含碳酸的水反應生成易溶于水的碳酸氫鈣，硫酸或鹽酸能與水泥石中的Ca(OH)2 反應；強堿腐蝕：鋁酸鹽含量較高的硅酸鹽水泥遇到強堿也會產生破壞。腐蝕的防止措施：根據工程所處的環(huán)境，選擇合適的水泥品種；提高水泥石的密實程度；表明防護處理。19、硅酸鹽水泥檢驗中，哪些性能不符合要求時，則該水泥屬于不合格品？哪些性能不符合要求時則該水泥屬于廢品?怎樣處理不合格品和廢品？參考答案： 國家標準規(guī)定：硅酸鹽水泥性能中，凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時間、安定性中任一項不符合標準規(guī)定時均為廢品

20、。廢品應嚴禁出廠、 使用。凡細度、 終凝時間、 不溶物和燒失量中的任何一項不符合規(guī)定或混合材摻量超過最大限度和強度低于商品強度等級（標號）規(guī)定的指標時稱為不合格品。水泥包裝標志中水泥品種、強度等級、工廠名稱和出廠編號不全也屬于不合格品。不合格品可根據實際情況而決定使用與否。20、什么是活性混合材料和非活性混合材料？摻入硅酸鹽水泥中各能起到什么作用？參考答案： 活性混合材料中有一定的活性組分，常溫下能與水泥熟料水化時析出Ca(OH)2 的或在硫酸鈣的作用下生成具有膠凝性質的穩(wěn)定化合物。非活性混合材料與水泥礦物成分不起化學反應或化學反應很弱，在水泥石中主要起填充作用，摻入硅酸鹽水泥中主要調節(jié)水泥強

21、度等級，增加產量，降低水化熱等。21、為什么摻較多活性混合材料的硅酸鹽水泥早期強度較低，后期強度發(fā)展比較明顯，長期強度甚至超過同標號的硅酸鹽水泥？參考答案： 摻較多活性混合材的硅酸鹽水泥中水泥熟料含量比較少，加水拌和后，熟料先水化，水化后析出的Ca(OH)2 作為堿性激化劑激化活性混合材料水化，生成水化硅酸鈣和水化硫鋁酸鈣等水化產物。水化過程分兩步進行，早起強度較低而后期強度發(fā)展較快。22、與普通水泥相比較，礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥在性能上有哪些不同，并分析這四種水泥的適用和禁用范圍。參考答案： 礦渣水泥保水性差、 泌水性大。 在施工中由于泌水而形成毛細管通道及水囊，水分的蒸發(fā)又易引起

22、干縮，影響混凝土的抗?jié)B性、抗凍性及耐磨性。適用于高溫和耐軟水、海水、硫酸鹽腐蝕的環(huán)境中；火山灰質水泥特點是易吸水，易反應。在潮濕條件下養(yǎng)護可以形成較多的水化產物，水泥石結構比較致密，從而具有較高的抗?jié)B性和耐久性。如在干燥環(huán)境中，所吸收的水分會蒸發(fā)，體積收縮，產生裂縫，因而不宜用于長期處于干燥環(huán)境和水位變化區(qū)的混凝土工程中，但適宜于大體積和抗?jié)B要求的混凝土及耐海水、硫酸鹽腐蝕的混凝土中；粉煤灰水泥需水量比較低，干縮性較小，抗裂性較好。尤其適用于大體積水工混凝土及地下和海港工程中，但不適宜抗碳化要求的混凝土中。23、試述道路硅酸鹽水泥的特點？參考答案： 特點是混凝土的抗折強度較高，耐磨性和耐久性較

23、好，同時道路水泥還具有早強的性能。24、白色硅酸鹽水泥對原料和工藝有什么要求？參考答案： 白色硅酸鹽水泥嚴格控制氧化鐵的含量，此外有色金屬氧化物如氧化錳、氧化鈦、氧化鉻的含量也加以限制。由于原料中氧化鐵含量少，煅燒的溫度要提高到1550左右。為了保證白度，煅燒時應采用天然氣、煤氣或重油做燃料，粉磨時不能直接用鑄鋼板和鋼球，而應采用白色花崗巖或高強陶瓷襯板，用燒結瓷球等作研磨體。25、膨脹水泥的膨脹過程與水泥體積安定性不良所形成的體積膨脹有何不同?參考答案： 水泥體積安定性不良引起的膨脹是指水泥石中的某些化學反應不能在硬化前完成，而在硬化后進行，并伴隨有體積不均勻的變化，在以硬化的水泥石中產生內

24、應力，輕則引起膨脹變形，重則使水泥石開裂。膨脹水泥的膨脹在硬化過程中完成，并且其體積是均勻地發(fā)生膨脹。26、鋁酸鹽水泥有何特點？參考答案： 鋁酸鹽水泥快硬早強，早期強度增長快，但后期強度可能會下降；水化熱大，而且集中在早期放出；具有較好的抗硫酸鹽侵蝕能力；鋁酸鹽水泥不耐堿但耐高溫性能好。27、簡述鋁酸鹽水泥的水化過程及后期強度下降的原因。Al(OH)參考答案： 鋁酸鹽水泥的水化產物CAH 和 C AH 為針狀或板狀結晶體，能相互交織成堅固的結晶合生體，析出的3難溶于水，填充1028于晶體骨架的空隙中，形成比較致密的結構，使水泥石獲得很高的早期強度，但是CAH10 和 C2 AH8 是壓穩(wěn)定相，

25、隨時間增長，會逐漸轉化為比較穩(wěn)定的 C3 AH，轉化結果使水泥石內析出游離水，增大了空隙體積，同時由于C AH 晶體本身缺陷較多，強度較低，因而使得636水泥石后期強度有所下降。28、不同品種且同一強度等級以及同品種但不同強度等級的水泥能否摻混使用？對這二種情況分別解釋為什么？參考答案： 這兩種情況均不能摻混使用。不同品種的水泥或不同強度等級的水泥摻混使用會影響水泥的使用性能和耐久性。29、硅酸鹽水泥的強度等級檢驗為什么要用標準砂和規(guī)定的水灰比？試件為何要在標準條件下養(yǎng)護？參考答案： 水泥膠砂試件的強度受各種因素的制約，如：砂的質量和細度、水灰比、養(yǎng)護條件、試驗方法等，所以為了精確測試硅酸鹽水

26、泥的強度等級，國家標準規(guī)定，水泥的強度用 ISO 法檢驗，將水泥和標準砂按 1：3 混合，用 0.5 的水灰比，用規(guī)定的方法拌制成標準膠砂試件，在標準條件下養(yǎng)護至規(guī)定齡期。1第三章混凝土對普通混凝土有哪些基本要求？怎樣才能獲得質量優(yōu)良的混凝土？參考答案： 對普通混凝土的基本要求：滿足混凝土結構設計的強度要求；滿足施工所要求的和易性；具有與工程環(huán)境相適應的耐久性。獲得質量優(yōu)良的混凝土：首先要設計合理的配合比，使混凝土滿足上述基本要求以及實際工程中的某些特殊要求；要選用質量合格的原材料，按照相應的規(guī)范施工。2試述混凝土中的四種基本組成材料在混凝土中所起的作用。參考答案： 水泥和水： 水泥和水形成水

27、泥漿，填充砂子空隙并包裹砂粒，形成砂漿，砂漿又填充石子空隙并包裹石子顆粒。水泥漿在砂石顆粒之間起著潤滑作用，使混凝土拌和物具有一定的流動性。但是它更主要的是起膠結作用。水泥漿通過水泥的硬化，把砂石骨料牢固的膠結成一整體。砂石：一般不與水泥漿起化學反應，起骨架作用，可以大大的節(jié)省水泥；可以降低水化熱，大大減少混凝土由于水泥漿硬化而產生的收縮，抑制裂縫的擴展。3對混凝土用骨料在技術上有哪些基本要求？為什么？參考答案：具有良好的顆粒級配，以盡量減小空隙率；要求表面干凈，以保證與水泥漿更好的粘結；含有害雜質少，以保證混凝土的強度和耐久性；要求具有足夠的強度和堅固性，以保證起到充分的骨架和傳力作用。4試

28、說明骨料級配的含義，怎樣評定級配是否合格？骨料級配良好有何技術經濟意義？參考答案：骨料級配：是指大小不同的骨料之間相互搭配的比例情況。細骨料的累計篩余率必須處于書中表3-2 的任何一個級配區(qū)的范圍內才認為是合格的。粗骨料應該符合書中表3-5的規(guī)定才認為是合格的。骨料級配好，能減小空隙率，節(jié)約水泥，制成的混凝土拌和物的和易性好。5某工地打算大量拌制 C40 混凝土，當地所產砂（甲砂）的取樣篩分結果如圖所示，判定其顆粒級配布合格。外地產砂（乙砂），根據篩分結果，其顆粒級配也不合格。因此打算將兩種砂摻配使用，請問能否行？如果行，試確定其最合理的摻合比例。篩分記錄累計篩余率 / 篩孔尺寸 /mm累計篩

29、余率 / 篩孔尺寸 /mm乙砂甲砂乙砂甲砂4.75000.6050902.360400.3070951.184700.15100100參考答案： 兩種砂摻配使用可行，因為甲砂細砂多，而乙砂粗砂多。要確定其最合理的摻和比例，就要使摻和后的砂的級配落入2 區(qū)。根據 2 區(qū)的邊界可以算出砂的比例范圍。對于 4.75mm的篩孔：因為甲乙的篩余都是0，所以任意比例都可以。對于 2.36mm的篩孔： 2 區(qū)的累計篩余為250，則設甲砂的比例為X：X*0+（ 1-X） *40 025X 100 37.5 同理可以得出以下結果：對于 1.18mm的篩孔： 91%34%對于 0.6mm的篩孔： 100%50%對

30、于 0.3mm的篩孔： 100%12%對于 0.15mm的篩孔：任意比例所以甲砂的比例范圍為：91 506現(xiàn)有兩種砂子，若細度模數相同，其級配是否相同？若兩者的級配相同，其細度模數是否相同？參考答案： 若細度模數相同，其級配不同；若兩者的級配相同，其細度模數相同。7試比較碎石和卵石拌制混凝土的有缺點。參考答案： 在水泥漿用量相同的條件下，卵石混凝土的流動性較大，與水泥漿的粘結較差。碎石混凝土流動性較小，與水泥漿的粘結較強。碎石混凝土強度高于卵石混凝土的強度。8什么是混凝土拌合物的和易性？影響和易性的主要因素有哪些？如何改善混凝土拌和物的和易性？參考答案： 和易性是指在一定的施工條件下，便于各種

31、施工操作并能獲得均勻、密實的混凝土的一種綜合性能。包括：流動性、粘聚性和保水性。主要影響因素：水泥品種及細度；用水量；水泥漿用量；水灰比；含砂率；外加劑；攪拌。應根據和易性的主要影響因素綜合考慮來提高和易性，如：選用和易性最好的粉煤灰硅酸鹽水泥，將水泥磨細，增加水泥漿的用量，選擇合理的水灰比和砂率，加入減水劑，加強攪拌等都能提高混凝土的和易性。9試述泌水對混凝土質量的影響。參考答案： 泌水是材料離析的一種形式。如果混凝土拌和物的保水性比較差，其泌水的傾向性就較大，這樣就易于形成泌水通道，硬化后成為混凝土的毛細管滲水通道。由于水分上浮，在混凝土表面還會形成一個疏松層，如果在其上繼續(xù)澆灌混凝土，將

32、會形成一個薄弱的夾層，此外，在粗骨料顆粒和水平鋼筋下面也容易形成水囊或水膜，致使骨料和鋼筋與水泥石的粘結力降低。10和易性與流動性之間有何區(qū)別？混凝土試拌調整時，發(fā)現(xiàn)坍落度太小，如果單純加用水量去調整，混凝土的拌和物會有什么變化，參考答案： 流動性是指混凝土拌和物在本身自重或施工機械攪拌振搗作用下能夠流動的性能。而和易性是混凝土的綜合工作性能，包括流動性，還有粘聚性和保水性。如果單純增加用水量去調整坍落度，則水泥漿會變稀，從而降低了水泥漿的粘聚性，減小顆粒間的內摩擦力，混凝土拌和物的流動性會增大。但是，水泥漿的粘聚性降低過多的話，會導致混凝土拌和物的保水能力不足，會出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，而且其粘聚性也

33、不好，這樣會影響混凝土的質量，降低硬化后混凝土的強度。11影響混凝土強度的內在因素有哪些？試結合強度公式加以說明。參考答案： 混凝土的強度主要決定于水泥石的強度和水泥石與骨料之間的粘結強度。而水泥石的強度主要取決于其礦物成分及孔隙率。而孔隙率又決定于水灰比與水化程度。所以，對于給定的齡期，水泥石的強度主要決定于水泥強度與水灰比。水泥強度越大，水灰比越小，水泥石強度越高。水泥石與骨料的粘結力也同樣與水泥強度和水灰比有關，水泥強度越高，水灰比越小，則水泥漿硬化后與骨料的粘結力越強。水泥石與骨料的粘結力還與骨料的品質有關，碎石混凝土強度高于卵石混凝土的強度。綜上所述，混凝土的強度與水灰比成反比，與水

34、泥強度成正比，還與骨料品質有關。用公式表示為：f cua fceCb 。其中： C 1m3 混凝土中水泥用量， Kg；WW 1m3 混凝土中的用水量，Kg；C 灰水比Wfcu 混凝土 28 天抗壓強度fce 水泥的實測強度a ，b 經驗系數。12某工地施工人員采取下述幾個方案提高混凝土拌和物的流動性，試問下面那些方案可行？那個方案不行？并說明理由。（ 1）多加水（ 2）保持 W/C不變，增加水泥漿用量；（ 3）加入 CaCl2（ 4）加入減水劑；（ 5）加強振搗。參考答案：（1）不行。多加水會改變混凝土的水灰比，降低強度。而且多加水，可能會導致混凝土粘聚性降低過多，保水能力不足，出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。

35、（ 2）可行。增加水泥漿用量，可以增加骨料表面包裹層的厚度，增大了潤滑作用，因而提高了混凝土拌和物的流動性。（ 3）不行。 CaCl2 有一定的塑化作用，會降低混凝土的流動性。而且氯離子對混凝土有侵蝕作用。（ 4）可行?？梢詫⑺嘈跄Y構中的游離水釋放出來，增大了流動性。（ 5）可行。加強振搗可以使混凝土拌和物的均勻性提高。13 試簡單分析下述不同的試驗條件測得的強度有何不同和為何不同？（ 1）試件形狀不同；（ 2）試件尺寸不同；（ 3）加荷速率不同；（ 4）試件與壓板之間的摩擦力大小不同。參考答案：（ 1）立方體試件測得的強度高。因為有環(huán)箍效應。（ 2）尺寸小的試件測得的強度高。一是因為環(huán)箍

36、效應，二是因為試件的尺寸增大時，存在缺陷的幾率也會增大。（ 3）加載速度越大，測得的強度值越大。因為，加載速度大，混凝土的缺陷還來不及表現(xiàn)出來。（4）不涂油測得的值大。不涂油，摩擦大，環(huán)箍效應強。14混凝土的彈性模量有幾種表示方法？常用的是哪一種？怎樣測定？參考答案： 混凝土彈性模量有3 種表示方法： 1、原點切線彈性模量。2、割線彈性模量。3、切線彈性模量。常用的是割線彈性模量。我國是將指定應力1 f cp （ fcp 為軸心抗壓強度）與它對應的應變的比值定義為混凝土的彈性模量Eh。315試結合混凝土的應力應變曲線說明混凝土的受力破壞過程。參考答案： 以混凝土單軸受壓為例，混凝土的破壞（即內

37、部裂縫發(fā)展）可以分為4 個階段。壓應力小于極限應力的30（稱為比例極限）為第一階段，這一階段未受荷載前就存在的界面裂縫無明顯變化，宏觀上顯示出應力-應變成直線關系，為彈性變化階段；隨著荷載進一步增加，超過比例極限而又低于50極限應力時為第二階段，界面裂縫的長度、寬度和數量也隨之增加，界面借助于摩阻力的作用承擔荷載，而水泥砂漿的開裂小的可以忽略不計，此時變形增加的速率大于應力增加的速率，應力- 應變曲線偏離直線開始彎向水平方向。相當于 50 75極限應力時為第三階段，在界面裂縫繼續(xù)發(fā)展的同時，開始出現(xiàn)貫穿砂漿的裂縫，應力- 應變曲線明顯趨向水平方向。相當于 75 100極限應力為第四階段，隨著荷

38、載增加界面裂縫進一步增加，貫穿裂縫逐漸增生并將鄰近的界面裂縫連接起來成為連續(xù)裂縫而破損。混凝土的受力破壞過程，實際上是內部裂縫的發(fā)生、擴展以至連通的過程，也是混凝土內部結構從連續(xù)到不連續(xù)的發(fā)展過程。16何謂混凝土的塑性收縮、干縮、自收縮和徐變？其影響因素有哪些？收縮與徐變對混凝土的抗裂性有何影響？參考答案： 塑性收縮：混凝土尚處于塑性狀態(tài)時產生的體積收縮。影響因素：與環(huán)境濕度有關。干縮：當外界濕度減小時，由于水分的蒸發(fā)，引起凝膠體失水，失去水膜的膠粒由于分子引力作用，使膠粒間的距離變小，產生收縮；毛細水減少時，會引起毛細管壓力增大，使管壁受到壓力，其壓力隨著濕度的減小而增大，表現(xiàn)為體積的“干縮

39、”。影響因素：與水泥品種、水泥用量和單位用水量以及砂石有關。自收縮：處于與外界無水分交換條件下，混凝土內部未水化的膠凝材料吸收毛細管中的水分而水化，使毛細管失水，由于毛細管壓力使水泥漿產生的收縮。影響因素：水灰比。徐變：在持續(xù)荷載作用下，混凝土產生隨時間而增加的變形稱為徐變。影響因素：環(huán)境；水灰比；溫度；骨料；水泥；加載時間及荷載。收縮和徐變對混凝土抗裂性的影響：收縮和徐變都有可能導致混凝土的開裂。17試從混凝土的組成材料、配合比、施工、養(yǎng)護等幾個方面綜合考慮提出高混凝土強度的措施。參考答案： 選用高標號的水泥、降低水灰比、機械攪拌，標準養(yǎng)護18何謂減水劑？試述減水劑的作用機理。在混凝土中加減

40、水劑有何技術經濟意義？我國目前常用的有哪幾種？參考答案： 減水劑：在混凝土坍落度基本相同的條件下，能減少拌合用水量的外加劑。減水劑的作用原理：加入適量的減水劑后，其憎水基團定向吸附于水泥顆粒表面并使之帶有相同電荷，在電性斥力作用下水泥顆粒彼此相互排斥，絮凝結構解體，關閉于其中的游離水被釋放出來，從而在不增加拌和用水量的情況下，有效的增大了混凝土的流動性。另一方面減水劑分子的親水基團朝向水溶液作定向排列，其極性很強易于與水分子以氫鍵形式結合，在水泥顆粒表面形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，有利于水泥顆粒的滑動，也更強化了水對水泥顆粒的潤濕作用。使用減水劑的技術經濟意義：1)在保持用水量不變的情況下，可使

41、混凝土拌合物的坍落度增大100 200mm。2)在保持坍落度不變的情況下， 可使混凝土的用水量減少10 15，高效減水劑可減水20以上，抗壓強度可提高15 40。3)在保持坍落度和混凝土抗壓強度不變的情況下，可節(jié)約水泥10 15。4)由于混凝土的用水量減少，泌水和骨料離析現(xiàn)象得到改善，可大大提高混凝土的抗?jié)B性，一般混凝土的滲水性可降低4080。5)可減慢水泥水化初期的水化放熱速度，有利于減小大體積混凝土的溫度應力，減少開裂現(xiàn)象。我國常用的減水劑種類：普通減水劑：以木質磺酸鹽類為主，有木質素磺酸鈣、木質素磺酸鈉、木質素磺酸鎂及丹寧等。高效減水劑：多環(huán)芳香族磺酸鹽類：主要有萘和萘的同系磺化物與甲醛

42、縮合的鹽類、胺基磺酸鹽等。水溶性樹脂磺酸鹽類：主要成分為磺化三聚氰胺樹脂、磺化古瑪隆樹脂等。脂肪族類：主要有聚羧酸鹽類、聚丙烯酸鹽類、脂肪族羥甲基璜酸鹽高縮聚物等。其他：改性木質素磺酸鈣、改性丹寧等。19何謂引氣劑？在混凝土中摻入引氣劑有何技術經濟意義？20200 m ）的外加劑。參考答案： 引起劑是指在攪拌混凝土工程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡（孔徑為技術經濟意義：1、可大大改善拌合物的保水性和粘聚性，使其泌水現(xiàn)象減輕。氣泡介于顆粒之間，能起一定的潤滑作用，使顆粒間摩擦力減小，從而提高混凝土拌合物的流動性。2、在硬化混凝土中，由于氣泡隔斷了毛細孔滲水通道，故能提高了抗?jié)B性，同時

43、因氣泡有較大的彈性變形能力，對冰凍等破壞力能起緩沖作用，故因此也能提高抗凍性。20混凝土的強度為什么會有波動？波動的大小如何評定？參考答案： 引起混凝土強度波動的基本因素如書中表3-20 所示，可以分為兩類：一是原材料與施工方面的因素；二是試驗條件方面的因素。詳見表 3-20 。波動的大小用“強度波動圖”來評定。21當前土木工程用混凝土在耐久性方面主要存在那些問題？如何提高混凝土的耐久性？參考答案： 當前土木工程混凝土的耐久性主要包括：抗?jié)B性、抗凍性、耐蝕性（耐化學腐蝕性）、抗碳化能力、堿骨料反應、耐火性、耐磨性、耐沖刷性等。對每個具體的工程而言，由于所處的環(huán)境不同，耐久性的含義不同。例如：對

44、于處于海洋環(huán)境中的混凝土，它在耐久性方面存在的問題就是海洋環(huán)境中的硫酸鹽和氯離子等會對混凝土有嚴重的侵蝕作用，所以海洋環(huán)境中的混凝土必須要抗硫酸鹽和氯離子侵蝕。提高混凝土耐久性的措施如下：1)合理選擇水泥品種。2)適當控制混凝土的水灰比和水泥用量。3)摻入引氣劑或減水劑。4)摻入礦物摻合料。5)改善施工方法，提高施工質量。22根據以往資料，甲、乙、丙三個施工隊施工水平各不相同。若按混凝土的強度變異系數CV 來衡量則甲隊 CV 10，乙隊 CV 15，丙隊 CV 20。今有某工程要求混凝土強度等級為C30，混凝土的強度保證率為95（保證率系數t 1.645 ），問這三家施工單位在保證質量的條件下

45、，各家的混凝土配制強度各為多少？指出哪家最節(jié)約水泥，并說明理由。參考答案： fcu ,0fcu ,k 1.645f cu ,k30f cu, 011.645CV1 1.645CVCvf cu（ f cu 可等于 f cu, 0 ）甲隊： f cu, 0 35.9 （ MPa）乙隊： f cu, 0 39.8 （ MPa）丙隊： f cu, 0 44.7 （ MPa）水泥用量 mcomwo， f cu, 0 小， w/c 就大， mco 就小，所以甲隊最節(jié)約水泥。wc23、混凝土的 W/C和相應28d 強度數據列于下表，所用水泥為42.5級普通水泥，試求出強度經驗公式中的 a b。編號12345

46、678W/C0.400.450.500.550.600.650.700.75f/MPa36.335.328.224.023.020.618.415.0參考答案： 強度公式 f cu,oCf ceafceabCW令 fcu ,oy ，x ，a f ceb ，a b f ceaW則上式可寫為：y=bx+an=8，為求線性回歸方程，所需計算列表如下：xyx2y 2xy10.436.30.161317.6914.5220.4535.30.20251246.0915.88530.528.20.25795.2414.140.55240.302557613.250.6230.3652913.860.6520

47、.60.4225424.3613.3970.7018.40.49338.5612.8880.75150.562522511.254.6200.82.755451.94109.025Sxx =2.75-1/8(4.6)2 =0.105 Sxy=109.0251/8 ×4.6 ×200.8= 6.435Syy =5451.94 1/8(200.8)2 =411.86b=Sxy /S xx= 6.435/0.105=61.29a=1/8×200.8+(1/8 ×4.6) ×61.29=60.34取 fce 1.13 × 42.5 48.02

48、5則：a f ce61.29a1.28ab f ce60.34b0.98fcu ,oC1.280.98f ce即經一元線性回歸的強度經驗公式為：1.28 f ceW0 2400kg/cm 3 , 工地采用 800L 攪拌機，當日實際測得卵石24已知實驗室配合比為 1：2.5：4，W/C0.60 ，混凝土混合物的表觀密度含水率為 2.5 ，砂含水率為4。為每次投料量應為多少？參考答案： 總材料用量為： 0.8*2400 1920Kg水泥用量為：11920237Kg12.540.6河砂用量為：237*2.5 （1 4） 616.2Kg卵石用量為：237*4 （12.5 ） 971.7Kg用水量：

49、237*0.6237*2.5*4 237*4*2.5 94.8Kg25 某實驗室按初步配合比稱取15L 混凝土的原材料進行試拌，水泥5.2kg ，砂 8.9kg ，石子 18.1kg ，W/C=0.6。試拌結果坍落度小，于是保持 W/C不變，增加10的水泥漿后，坍落度合格，測得混凝土拌和物表觀密度為2380 kg/m 3 ，試計算調整后的基準配合比。參考答案： 增加后水泥量為5.2+5.2*10 5.72Kg ，水為： 5.2*0.6(1+10%)=3.432Kg調整后材料總用量為：5.72+3.432+8.9+18.1 36.152Kg則每立方米混凝土實際所需的各項材料用量為：水泥：砂：5.722380376.6Kg水：