土木工程材料知识点)

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1、1、孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质 有何影响? 对表观密度的影响:材料孔隙率大,在相同体积下,它的表观密度就小。而且材料的孔隙 在自然状态下可能含水,随着含水量的不同,材料的质量和体积均会发生变化,则表观密 度会发生变化。 对强度的影响:孔隙减小了材料承受荷载的有效面积,降低了材料的强度,且应力在孔隙 处 的分布会发生变化,如:孔隙处的应力集中。 对吸水性的影响:开口大孔,水容易进入但是难以充满;封闭分散的孔隙,水无法进入。 当 孔隙率大,且孔隙多为开口、细小、连通时,材料吸水多。 对抗渗性的影响:材料的孔隙率大且孔隙尺寸大,并连通开口时,材料具有

2、较高的渗透性; 如果孔隙率小,孔隙封闭不连通,则材料不易被水渗透。 对抗冻性的影响:连通的孔隙多,孔隙容易被水充满时,抗冻性差。 对导热性的影响:如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多,则导热系数就小,导热性 差, 保温隔热性能就好。如果材料内孔隙较大,其内空气会发生对流,则导热系数就大,导热 性好。 2、建筑钢材的品种与选用 建筑钢材的主要钢种 1)碳素结构钢:牌号的表示方法: Q 屈服点数值 质量等级代号 脱氧程度代号 Q235BZ Q235强度适中,有良好的承载性,又具有较好的塑性和韧性,可焊性和可加工性也较 好,是钢结构常用的牌号,大量制作成钢筋、型钢和钢板用于建造房屋和桥梁等。Q23

3、5 良 好的塑性可保证钢结构在超载、冲击、焊接、温度应力等不利因素作用下的安全性,因而 Q235 能满足一般钢结构用钢的要求 Q235-A 一般用于只承受静荷载作用的钢结构。含 C0.140.22% Q235-B 适用于承受动荷载焊接的普通钢结构,含 C0.120.20% Q235-C 适用于承受动荷载焊接的重要钢结构,含 C0.18% Q235-D 适用于低温环境使用的承受动荷载焊接的重要钢结构。含 C0.17% 2)低合金高强度结构钢:牌号的表示方法:Q 屈服点数值 质量等级代号 由于合金元素的强化作用,使低合金结构钢不但具有较高的强度,且具有较好的塑性、韧 性和可焊性。低合金高强度结构钢

4、广泛应用于钢结构和钢筋混凝土结构中,特别是大型结 构、重型结构、大跨度结构、高层建筑、桥梁工程、承受动力荷载和冲击荷载的结构。 3、常用建筑钢材 1)低碳钢热轧圆盘条:强度较低,但塑性好,便于弯折成形,容易焊接。主要用做箍筋,以 及作为冷加工的原料,也可作为中、小型钢筋混凝土结构的受力钢筋。 2)钢筋混凝土用热轧钢筋:钢筋混凝土用热轧钢筋共分为四级钢筋,根据其表面状态分为光 圆钢筋和带肋钢筋。 I 级钢筋为光圆钢筋,其余三级为带肋钢筋。 I 级钢筋不带肋,与混 凝土的握裹力不好,其末端需做 180弯钩。 I 级钢筋由碳素结构钢轧制,其余均由低合金钢轧制。I 级钢筋的强度较低,但塑性及焊接 性能

5、很好,便于各种冷加工,因而广泛用作普通钢筋混凝土构件的受力筋及各种钢筋混凝 土结构的构造筋。 HRB335 级和 HRB400 级钢筋的强度较高,塑性和焊接性能也较好,故广泛用作大、中型钢筋混凝土结构的受力钢筋。 HRB500 级钢筋强度高,但塑性和可焊性较差,可用作预应力钢筋。四、简答题 1、 在测定混凝土拌合物和易性时可能会出现以下四种情况:、流动性比要求的小; 、流动性比要求的大;、流动性比要求的小,而且粘聚性较差, 、流动性比要求的 大,且粘聚性、保水性也较差。试问对这四种情况应分别采取哪些措施来调整? 第 3/7 页 答: 增加水泥浆用量、减少砂率或掺用减水剂;减少水泥浆用量或增大砂

6、率;增加水 泥浆量,增大砂率;增加水泥用量,增大砂率。 2、什么是混凝土立方体抗压强度、混凝土立方体抗压强度标准值和混凝土强度等级? 答:用标准方法将混凝土制成 150mm 边长的立方体试块(每组三块) ,在标准条件(温度2020C,相对湿度大于 95%)下养护 28 天,所测得的抗压强度代表值称为混凝土立方体 抗压强度。 混凝土立方体抗压强度标准值:是指具有 95%以上保证率的立方体抗压强度值,即在混凝 土立方体抗压强度测定值的总体分布中,低于该值的百分率不超过 5%。 混凝土强度等级:是用符号 C 和混凝土立方体抗压强度标准值来表示的。例如:C25。 3、何谓混凝土干缩变形和徐变?它们受哪

7、些因素影响? 答: 混凝土干缩变形:是指混凝土随着环境湿度的变化而发生的变形。 混凝土徐变:是指混凝土在长期荷载作用下,混凝土在沿作用力方向产生随时间不断增加 的塑性变形。 混凝土干缩变形与水泥品种、水泥用量和单位用水量、骨料质量及养护条件 有关。 混凝土徐变与所受荷载作用的方式及大小有关。 4、混凝土耐久性通常是指哪些性质?说明混凝土抗冻性和抗渗性的表示方法? 答: 混凝土耐久性通常是指抗腐蚀性能、抗渗性、抗冻性、抗碳化性能、抗裂性。 混凝土 抗冻性用符号 F 和最大循环冻融次数来表示的。例如:F100。 混凝土抗渗性用符号 P 和能承受的不透水的最大水压力表示。例如:P8。 5、生产混凝土

8、时加减水剂,在下列条件下可取得什么效果? (1)用水量不变时 (2)减水,水泥用量不变时 (3)减水又减水泥,水胶比不变时。 答:(1)用水 量不变时,能增大混凝土的流动性。 (2)减水,水泥用量不变时,能提高混凝土的强度和耐久性。 (3)减水又减水泥,水灰比不变时,在保证流动性和强度的前提下,可提高混凝土的耐久性。6、生产混凝土时,下列各种措施中,哪些可以节约水泥?为什么? (1)采用蒸汽养 (2)采用合理砂率 (3)采用流动性较大的混凝土拌合物 (4)加入氯化钙 (5)使 用粗砂 (6)加入减水剂 (7)提高施工质量水平,减少混凝土强度波动程度。 答: 采用合理砂率、使用粗砂、加入减水剂和

9、提高施工质量水平,减少混凝土强度波动程 度可以节约水泥。 因为:采用合理砂率、使用粗砂能够使骨料的总表面积减少,用于包裹骨料的水泥浆量减 少,从而达到节约水泥的目的。 加入减水剂后能够在保证水胶比和其他条件不变的前提下,同时能够减少用水量和水泥用 量。从而达到节约水泥的目的。 提高施工质量水平,减少混凝土强度波动程度,可以降低混凝土配合比的配制强度,降低 混凝土配合比的强度富余系数,从而达到节约水泥的目的。 7、普通混凝土的主要组成材料有哪些?答:主要组成材料为:水泥、砂、卵石(或碎石) 、水。 8、 混凝土的和易性包含哪些方面?主要影响因素有哪些方面? 答:和易性包含:流动性、 粘聚性和保水

10、性三方面。 主要影响因素有:水胶比、砂率、粗骨料的种类、水泥品种和外加剂等。 第 4/7 页 9、 影响混凝土的强度因素有哪些方面? 答:主要影响因素有:水泥强度等级、水胶比、骨料的质量、养护温度和湿度、龄期、测试 条件等。 10、何为混凝土抗压强度标准试件?非标准试件的抗压强度与标准试件抗压强度之间如何 进行换算? 答: 混凝土抗压强度标准试件是指边长为 150 mm 的立方体试件。 非标准试件抗压强度与标准试件抗压强度的换算关系见下表:11、水胶比与混凝土的和易性、强度有何关系? 答:在水泥和骨料用量一定的情况下,增大混凝土的水胶比(W/B) ,其流动性提高,强度 降低;减少混凝土的水胶比

11、(W/B)其流动性降低,强度提高。 12、混凝土配合比设计的基本要求是什么? 答:要求具有良好的、满足施工要求的和易性; 满足结构要求的强度; 满足结构要求的抗渗、抗冻、耐蚀等耐久性要求; 在满足上述三项要求的前提下,节 约水泥、降低成本,达到经济的目的。 13、在进行混凝土抗压强度试验时,为什么要控制加荷速度?规范对加荷速度有何规定? 答:在测定混凝土抗压强度时,由于试块的侧向鼓胀变形总是滞后于相应的荷载,如果加荷 速度过快,到试件鼓胀破坏时,荷载已加多了一些,因而使测值偏高。 规范规定:混凝土强度等级C30 时,加荷速度为 0.30.5MPa/s; 混凝土强度等级C30、C60 时,加荷速

12、度为 0.50.8MPa/s。 14、混凝土抗压强度的代表值如何确定? 答:取三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度代表值; 当三个测值中的 最大或最小值中,有一个与中间值的差值超过中间值15%时,则取中间值作为该组试件 的抗压强度代表值; 如最大和最小值与中间值的差值均超过中间值15%时,则该组试 件的试验结果无效。 15、水泥混凝土试配强度计算涉及到哪些因素 ? 答:混凝土设计强度等级、水泥强度等级、施工水平及强度保证率四方面因素。 五、计算题 1、配合比计算实例: 已知:混凝土计算配合比为 1:2.36:4.43,水灰比为 0.52,试拌调整时,增加了 5的水 泥浆用量。试求:

13、(1)混凝土的基准配合比(不能用假定密度法) 。 (2)若已知以试验室配合比配制的混凝土每立方需用水泥 320kg,求 1m3 混凝土中其他材 料的用量。 (3)如施工工地砂、石含水率分别为 5、1,试求现场拌制 400L 混凝土 各种材料的实际用量(计算结果精确至 1 kg) 。 解:(1)混凝土的基准配合比为:1(1+0.05):2.36:4.43:0.52(1+0.05)=1:2.25:4.22:0.52。 (2)1m3 混凝土 中其他材料的用量: 砂用量为 3202.25=720 kg;石子用量为 3204.22=1350 kg;水用量为 3200.52=166 kg。 第 5/7 页

14、 (3)水泥用量为 3204001000=128 kg; 砂用量为 7204001000(1+0.05)=302kg; 石子用量为 13504001000(1+0.01)=545 kg; 水用量为 1664001000- (3020.05+5450.01)=46kg。 2、设计要求的混凝土强度等级为 C20,要求强度保证率 P=95%。 、当强度标准差=5.5MPa 时,混凝土配制强度应为多少? 、若提高施工质量管理水平,=3.0MPa 时,混凝土配制强度又为多少? 3 、 若采用 42.5 级水泥、卵石、用水量 180L,试问混凝土标准差从 5.5MPa 降至 3.0MPa,每 1m 混凝土

15、可节约多少水泥?(已知:rc=1.16;a=0.49;b=0.13 ) 解:混 凝土配制强度:混凝土配制强度: =5.5MPa 时:Wfcu,0fcu,k1.64520.01.6455.529.0 MPafcu,0fcu,k1.64520.01.6453.024.9/B MPa0.75 afce fcu,0aabfce180/0.75240 0.491.1642.5 29.00.490.131.1642.5 1m3 混凝土水泥用量:C =3.0MPa 时:W/B kg0.491.1642.5 24.90.490.131.1642.5 0.86 aafce fcu,0aabfce 1m3 混凝土

16、水泥用量:C180/0.86209 kg 3 通过计算得知:混凝土标准差从 5.5MPa 降至 3.0MPa,每 1m 混凝土可节约水泥为 240- 209=31 kg 3、混凝土拌合物经试拌调整后,和易性满足要求,试拌材料用量为:水泥 4.5kg,水 2.7kg,砂 9.9kg,碎石 18.9kg。实测混凝土拌合物体积密度为 2400kg/m3。 、试计算 1m3 混凝土各项材料用量为多少? 、假定上述配合比,可以作为试验室配 合比。如施工现场砂的含水率 4%,石子含水率为 1%,求施工配合比。 3 解:混凝土拌合物试拌体积:V1=(4.5+2.7+9.9+18.9)2400=0.015 m 1m3 混凝土各项材料用量分别为: 水泥:mc=4.50.015=300 kg 水:mw =2.70.015=180 kg 砂:ms =9.90.015=6

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