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1、2021年土木工程材料平时作业华南理工大学网络教育学院一、问答题(每题5分，共80分)1、材料的孔隙率和孔隙构造对材料的强度、吸水性、抗冻性、抗渗性和保温隔热性有何影响 ?答：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
2、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、 建筑石膏为什么不耐水？答：（1）建筑石膏孔隙率大，为吸湿、吸水创造了条件。（2）建筑石膏的硬化过程是一个连续的溶解、水化、胶化、结晶过程，遇水后，晶体间结合力减弱，强度显著降低。若长期浸泡在水中，二水石膏晶体逐渐溶解，从而导致破坏。3、既然
3、石灰不耐水，为什么由它配制的灰土或三合土却可用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？答：（1） 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。（2）再者，由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使灰土或三合土的密实度大大提高，降低了孔隙率，使水的侵入大为减少。因此灰土或三合土可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位。4、安定性不合格的硅酸盐水泥应如何处理，为什么?答：安定性不
4、合格的水泥应视为废品，禁止用于工程上。对初检和复检其安定性严重不良的不合格水泥，应遵守这一规定；但对初检和复检其试饼开裂、弯曲不严重或采用雷氏法两个试件煮后增加距离超过规范要求不多时，可尝试将水泥搁置一个月甚至两个月后再进行安定性检验，合格后可用于工程上。原因是低温f-CaO的结构疏松，在水泥存放的过程中能够自动吸收空气中的水分进行消解，随着水泥搁置时间的延长，水泥中f-CaO含量不断减少。而高温f-CaO的密度大，结构致密，且表面包裹着玻璃釉状物质，不易吸收空气中的水分进行水化。若搁置一段时间后，安定性仍然不合格，说明水泥中的f-CaO过多或f-MgO及SO3含量超标，应禁止使用。5、 硅酸
5、盐水泥的主要特性及用途有哪些？答：硅酸盐水泥的主要特性有：凝结硬化快、早期强度高；水化热大；抗冻性好；耐热性差；耐蚀性差；干缩性较小。硅酸盐水泥水化热大、干缩大，强度上升快，故适用于早期强度要求高的工程，不适用于大体积、耐高温和海工结构。6、 为什么硅酸盐水泥的初凝时间不应太短，而终凝时间不应太长? 答：为使水泥混凝土和砂浆有充分的时间进行搅拌、运输、浇捣和砌筑，水泥初凝时间不应太短。当施工完成，则要求尽快硬化，具有强度，故终凝时间不应太长。7、 配制混凝土时，为什么要尽量选择级配良好且粒径较粗大的砂石？答：当集料的级配良好且颗粒较大，则使空隙及总表面积均较小，这样的集料比较理想，不仅水泥浆用
6、量较少，而且还可提高混凝土的密实性和强度。8、 水泥中常用活性混合材料有那些？它们的活性来源是什么？答：活性混合材料是水泥混合材料的一种类型。那在我们日常生活中，水泥中常用的活性混合材料有：（1） 粒化高炉矿渣。是高炉冶炼生铁所得，一硅酸钙与铝硅酸钙等为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后的产品。矿渣的化学主要成分主要为CaO、AlO、SiO，通常占总量的90%以上。此外尚有少量的MgO、FeO和一些硫化物等。矿渣的活性，不仅取决一化学成分，而且在很大程度桑取决于内部结构。矿渣熔体在淬成粒时，阻止了熔体向结晶结构转变，而形成玻璃体，因此具有潜在的水硬性，即粒化高炉矿渣在有少量激发剂的情况下，其浆体具
7、有水硬性。（2） 火山灰质混合材。是具有火山灰性的天然或人工的矿物质材料。如天然的火山灰、凝灰岩，浮石、硅藻土等。属于人工的有烧黏土、煤矸石灰渣、粉煤灰及硅灰等。（3） 粉煤灰。是从电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉末，以SiO和AlO，为主要化学成分，含少量CaO，具有火山灰性。按煤种类分F类和C类，可以袋装或散装。袋装每袋净含量以25KG或40kg.包装袋上应标明产品名称（F类或C类）、等级、分选或磨细、净含量、批号、执行标准等。9、 为什么说水泥用量越多，混凝土强度等性质越高或越好的说法是错误的？答：设计报批后的配比中明确了水泥的标号、用量，如果过多掺加水泥，会导致混凝土失去设计要求的效果严重
8、的会导致质量事故。水泥用量过多会导致水化热过大、收缩量加大产生温度裂纹； 水泥增加说明胶凝材料加大，影响混凝土正常拌和与浇筑流动性差，甚至产生局部蜂窝；水泥用量加大，并不能增加混凝土性能，因为其他材料如砂石料用量不变，即配比已发生变化。 综上所述，水泥用量越多混凝土性能越高的说明是错误的。混凝土因粗细骨料与胶凝材料及外加剂的合理搭配而发挥正常功能，其性能跟单一材料的加减并没有直接的逻辑关系。10、 由混凝土的强度公式（鲍罗米公式）说明决定混凝土强度的主要因素是什么？该公式有哪些用途？答：水灰比，水泥强度等（1）根据所用的水泥强度和水灰比，估算所配制的混凝土强度；（2）根据水泥强度和要求的混凝土
9、强度等级来计算应采用的水灰比。11、为什么掺引气剂可提高混凝土的抗渗性和抗冻性？答：当混凝土中掺入引气剂后，引入了大量均匀分布的微小气泡，由于气泡的可压缩性，因而可以缓解结冰产生的膨胀压力。同时，气泡还可以容纳自由水的迁入，因而可以大大缓解渗透压力，引气剂对混凝土抗冻性的改善不是百分之几十，而是几倍甚至几十倍的提高。引气剂主要是针对于建筑物的使用过程中，防止其冻融循环造成的破坏。12、我国现行的石油沥青化学组分分析方法将石油沥青分离为那几个组分？它们与沥青的技术性质有何关系？答：分为油分、树脂、地沥青质和蜡四个组分。油分越多，则沥青稠度减小、粘滞度降低、软化点降低、流动性增大，抗裂性提高。树脂
10、越多，则沥青延度和粘结力增加。沥青质越多，沥青的粘度和粘结力增加，硬度和高温稳定性提高。含蜡量越多，沥青的延度和粘结力降低。13、 请叙述砂浆的组成、用途和分类。答：按照组成成分不同，砂浆可分为水泥砂浆、石灰砂浆和混合砂浆等几种。砂浆是由胶结材料、细骨料及水组成的混合物。砂浆中常用的胶结材料有水泥、石灰等。细骨料以天然砂使用最多，有时也可以用细的炉渣等代替。水泥砂浆和混合砂浆用可于砌筑潮湿环境和强度要求较高的砌体，对基础，一般只用水泥砂浆。石灰砂浆宜用于砌筑干燥环境中以及强度要求不高的砌体，不宜用于潮湿环境的砌体，因为石灰属气硬性材料，在潮湿环境中，石灰膏不但难以硬结，且会出现溶解流散现象。砂
11、浆的拌制一般用砂浆搅拌机，要求搅拌均匀。对新拌制的砂浆，要求必须具有良好的和易性。为了改善砂浆的和易性，便于施工操作，提高砌体灰缝的饱满程度，可在砂浆中掺入无机或有机塑化剂。制备混合砂浆和石灰砂浆的石灰膏，应经筛网过滤，并在化灰池中熟化不少于7d，严禁使用脱水硬化的石灰膏。 砂浆应随拌随用。水泥砂浆和水泥混合砂浆必须分别在拌合后3h和4h内使用完；如施工期间最高气温超过30，必须分别在拌合后2h和3h内使用完毕。14、 分析普通粘土砖作为墙体材料的利弊，如何对这种墙体材料进行技术改革?答：普通粘土砖既具有一定强度，又因多孔结构而具有良好的绝热性、透气性、稳定性，同时具有耐久、价格低廉等特点，但
12、也有自重大、能耗高、抗震性差、尺寸小、施工效率低等特点，尤其是毁田烧砖导致土地严重流失，墙体材料主要是发展轻质、高强、空心、大块的墙体材料，力求减轻建筑物自重和节约能源，并为实现施工技术现代化和提高劳动生产率创造条件。15、 为什么说屈服点、抗拉强度和伸长率是建筑钢材的重要技术性能指标？答：屈服点是结构设计时取值的依据，表示钢材在正常工作承受的应力不超过屈服点；屈服点与抗拉强度的比值（屈服点/抗拉强度）称为屈强比。它反应钢材的利用率和使用中安全可靠程度；伸长率（）表示钢材的塑性变形能力。钢材在使用中，为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆断，要求其塑性良好，即具有一定的伸长率，可以使缺陷处
13、超过屈服点时，随着发生塑性变形使应力重分布，而避免钢材提早破坏。同时，常温下将钢材加工成一定形状，也要求钢材要具有一定塑性。但伸长率不能过大，否则会使钢材在使用中超过允许的变形值。16、 为什么木材多用来做承受顺压和抗弯的构件，而不宜做受拉构件？答：木材的顺纹抗压和抗弯强度比较大，受疵病影响抗拉强度小，故工程上常用来做承受压、弯的构件。木材顺拉强度受木材疵病影响大，往往强度很低；此外，作为拉件的端头往往由于受横压等作用而提前破坏，使受拉构件不能发挥作用，故木材很少用作受拉构件。二、计算题（每题10分，共20分）1、 某为边长为10cm的立方体石材，在自然状态下质量为2800g，浸水饱和后的质量
14、为2850g，绝干时的质量为2765g。求此石材的含水率、吸水率、开口孔隙率分别是多少？（水的密度w =1g/cm3）解：质量含水率=100%=100%=1.27%体积吸水率=100%=100%=8.5%开口孔隙率=体积吸水率=8.5%2、已知混凝土配合比的三个参数分别为W/C=0.55，单位用水量W=190kg，砂率s= 32%。普通硅酸盐水泥的密度为3.1g/cm3，砂的表观密度为2.65 g/cm3，碎石的表观密度为2.68 g/cm3。请用绝对体积法计算每立方米混凝土的材料用量。解：水泥=190/0.55=345kg根据水泥用量345可推断混凝土标号在C30-C40之间，所以混凝土湿密度取2450kg/m3砂石总用量=2450-190-345=1915kg根据砂率0.32得出：砂用量=19150.32=613kg/m3石子用量=1915-613=1302kg/m3
