重大土木工程材料习题集概要文档格式.docx
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2、从建筑石膏凝结硬化形成的结构,说明石膏为什么强度较低、耐水性差,而绝热性和吸声性较好?
3、建筑石膏的特性有哪些?
土木工程对建筑石膏的主要技术要求是什么?
4、石灰的主要技术性能有哪些?
其主要用途有哪些?
5、过火石灰的膨胀对石灰的使用及工程质量十分不利,而建筑石膏体积膨胀却是石膏的一大优点,这是为什么?
6、某多层住宅楼室内抹灰采用的是石灰砂浆,交付使用后逐渐出现墙面普遍鼓包开裂,试分析起原因。
欲避免这种事故发生,应采取什么措施?
7、在没有检验仪器的条件下,欲初步鉴别一批生石灰的质量优劣,问可采取什么简易方法?
8、何谓水玻璃的模数?
水玻璃的模数和密度对水玻璃的粘结力有何影响?
9、硬化后的水玻璃具有哪些性质?
水玻璃在工程中有何用途?
4水泥
活性混合材;
非活性混合材;
初凝时间;
终凝时间;
体积安定性不良;
火山灰反应
2、硅酸盐水泥的主要矿物成分是什么?
这些矿物的特性如何?
硅酸盐水泥的水化产物有哪些?
3、试说明以下各条的原因:
(1)制造硅酸盐水泥时必须掺入适量的石膏;
(2)水泥粉磨必须具有一定的细度;
(3)水泥体积安定性必须合格;
(4)测定水泥强度等级、凝结时间和体积安定性时,均必须采用规定加水量。
4、现有甲、乙两个品种的硅酸盐水泥熟料,其矿物组成如下表所示。
若用它们分别制成硅酸盐水泥,试估计其强度发展情况,说明其水化放热的差异,并阐述其理由。
品种及主要矿物成分
熟料矿物组成(%)
C3S
C2S
C3A
C4AF
甲
56
20
11
13
乙
44
31
7
18
5、硅酸盐水泥腐蚀的类型有哪几种?
各自的腐蚀机理如何?
指出防止水泥石腐蚀的措施。
6、引起硅酸盐水泥安定性不良的原因有哪些?
各如何检验?
建筑工程使用安定性不良的水泥有何危害?
水泥安定性不合格怎么办?
7、活性混合材料产生硬化的条件是什么?
8、有下列混凝土构件和工程,试分别选用合适的水泥品种,并说明选用的理由:
(1)现浇混凝土楼板、梁、柱;
(2)采用蒸汽养护的混凝土预制构件;
(3)紧急抢修的工程或紧急军事工程;
(4)大体积混凝土坝和大型设备基础;
(5)有硫酸盐腐蚀的地下工程;
(6)高炉基础;
(7)海港码头工程;
(8)道路工程。
9、某工地建筑材料仓库存有白色胶凝材料三桶,原分别标明为磨细生石灰、建筑石膏和白水泥,后因保管不善,标签脱落,问可用什么简易方法来加以辨认?
10、做硅酸盐水泥的强度等级评定,在抗折试验机和压力试验机上的试验结果读数如下表,试评定其强度等级。
抗折破坏荷载(N)
抗压破坏荷载(kN)
龄期
3天
28天
试验结果读数
1400
3100
58
110
130
1900
3300
60
70
137
150
1800
3200
62
136
5混凝土
水灰比;
骨料的坚固性;
颗粒级配;
细度模数;
压碎指标;
砂率;
和易性;
标准养护;
标准立方体抗压强度;
立方体抗压强度标准值;
混凝土徐变;
掺合料;
外加剂;
减水剂;
碱—骨料反应。
2、普通混凝土是由哪些材料组成的,它们在混凝土凝结硬化前后各起什么作用?
3、对混凝土用砂为何要提出级配要求?
两种砂的细度模数相同,级配是否相同?
反之,如果级配相同,其细度是否相同?
4、配制混凝土选择石子大粒径应从哪些方面考虑?
5、影响新拌混凝土和易性的主要因素有哪些?
各是如何影响的?
6、什么是合理砂率?
合理砂率有何技术及经济意义?
7、在测定新拌混凝土的和易性时,可能会出现以下四种情况:
(1)流动性比所要求的较小;
(2)流动性比所要求的较大;
(3)流动性比所要求的较小,且粘聚性也差;
(4)流动性比所要求的较大且粘聚性、保水性也差。
试问对这四种情况分别采取哪些措施来解决或调整才能满足要求?
8、影响混凝土强度的主要因素有哪些?
各自是怎样影响的?
提高混凝土强度的主要措施有哪些?
9、进行混凝土抗压试验时,在下述情况下,试验值将有无变化?
如何变化?
(1)试件尺寸加大;
(2)试件高宽比加大;
(3)试件受压表面加润滑剂;
(4)试件位置偏离支座中心;
(5)加荷速度加快。
10、引起混凝土变形的因素有哪些?
11、混凝土抗渗性是混凝土耐久性中很重要的性能?
提高混凝土抗渗性的措施有哪些?
12、混凝土在下列情况下均能导致其产生裂缝,试解释裂缝产生的原因,并指出主要防止措施。
(1)水泥水化热过大;
(2)水泥体积安定性不良;
(3)混凝土碳化;
(4)大气温度变化较大;
(5)碱-骨料反应;
(6)混凝土早期受冻;
(7)混凝土养护时缺水;
(8)混凝土遭到硫酸盐腐蚀。
13、何谓碱-骨料反应?
产生碱-骨料反应的条件是什么?
防止措施怎样?
14、何谓混凝土减水剂?
简述减水剂的作用机理和种类。
15、配制混凝土时掺入减水剂,在下列各条件下可取得什么效果?
(1)用水量不变时;
(2)减水,但水泥用量不变时;
(3)减水又减水泥,但水灰比不变时。
16、简述混凝土配合比设计的四项基本要求及配合比常用的表示方法。
17、简述混凝土配合比设计的三个基本参数及其各自的确定原则。
18、为什么要控制混凝土的大水灰比和小水泥用量?
19、高性能混凝土的特点是什么?
混凝土达到高性能的措施有哪些?
关键措施是什么?
20、称取砂样500g,经筛分析试验称得各号筛的筛余量如下表:
筛孔尺寸/mm
4.75
2.36
1.18
0.60
0.30
0.15
<0.15
筛余量/g
35
100
65
50
90
135
25
问:
(1)此砂是粗砂吗?
依据是什么?
(2)此砂级配是否合格?
21、混凝土C20的配合比为1:
2.2:
4.4:
0.58(水泥:
砂:
石:
水),已知砂、石含水率分别为:
3%、
1%。
计算1袋水泥(50kg)拌制混凝土的加水量。
22、某钢筋混凝土结构,设计要求的混凝土强度等级为C25,从施工现场统计得到平均强度
f=31MPa,强度标准差σ=6MPa。
试求:
(1)此混凝土的强度保证率是多少?
(2)如要满
足95%强度保证率的要求,应该采取什么措施?
6建筑砂浆
流动性;
保水性。
2、新拌砂浆的和易性的含义是什么?
怎样才能提高砂浆的和易性?
3、配制砂浆时,其胶凝材料和普通混凝土的胶凝材料有何不同?
4、影响砂浆强度的主要因素有哪些?
5、何谓混合砂浆?
工程中常采用水泥混合砂浆有何好处?
为什么要在抹面砂浆中掺入纤维材料?
6、一工程砌砖墙,需要制M5.0的水泥石灰混合砂浆。
现材料供应如下:
水泥:
42.5强度等级的普通硅酸盐水泥;
砂:
粒径小于2.5mm,含水率3%,紧堆密度1600kg/m3;
石灰膏:
表观密度1300kg/m3。
求1m3砂浆各材料的用量。
7墙体材料和屋面材料
石灰爆裂;
泛霜;
灰砂砖。
2、烧结普通砖的技术性质有哪些内容?
3、烧结多孔砖和空心砖的强度等级是如何划分的?
各有什么用途?
为什么说要大力发展这两种砖?
4、什么是红砖、青砖、内燃砖?
如何鉴别欠火砖和过火砖?
5、何为烧结普通砖的泛霜和石灰爆裂?
它们对砌筑工程有何影响?
6、试说明普通粘土砖耐久性的内容。
7、如何区分实心砖、多孔砖和空心砖?
与普通粘土砖相比它有哪些优点?
8、烧结粘土砖在砌筑施工前为什么一定要浇水润湿?
9、目前所用的墙体材料有哪几种?
简述墙体材料的在方向。
10、某工地备用红砖10万块,在储存两个月后,尚未砌筑施工就发现有部分砖自裂成碎块,试解释这是因何原因所致?
11、提供10m2的240厚砖墙需用普通粘土砖的计算块数,及砌筑用砂浆的计算数量?
8金属材料
屈服点;
冷加工强化;
时效。
2、钢和生铁在化学成分上有何区别?
钢按化学成分不同可分为哪些种类?
土木工程中主要用哪些钢种?
3、什么是钢材的屈强比?
其大小对钢材的使用性能有何影响?
解释σ0.2的含义。
4、冶炼方法对钢材品质有何影响?
何谓镇静钢和沸腾钢?
它们有何优缺点?
5、伸长率表示钢材的什么性质?
如何计算?
对同一种钢材来说,δ5和δ10哪个值大?
6、钢材经冷加工及时效处理后,其机械性能有何变化?
工程中对钢筋进行冷拉、冷拔或时效处理的主要目的是什么?
7、说明Q235—C与Q390—D所属的钢种及各符号的意义。
8、钢材腐蚀的原理与防止腐蚀的措施有哪些?
9、从新进货的一批钢筋中抽样,并截取两根钢筋做拉伸试验,测得如下结果:
屈服下限荷载分别为27.8kN,26.8kN;
抗拉极限荷载分别为44.4kN,43.8kN,钢筋公称直径为12mm,标距为60mm,拉断时长度分别为67.0mm,66.0mm。
分别计算这两根钢筋的屈服强度、极限抗拉强度、屈强比及断后伸长率δ5。
(强度精确到0.1MPa,伸长率精确到0.1%)。
9木材
木材纤维饱和点;
平衡含水率;
木材的持久强度;
木材的平衡含水率。
2、试说明木材腐朽的原因。
有哪些方法可防止木材腐朽?
并说明其原理。
3、影响木材强度的主要因素有哪些?
4、木材为何是各项异性材料?
5、木材干燥时的控制指标是什么?
木材在加工制作前为什么一定要进行干燥处理?
6、在潮湿的天气里,较重的木材与较轻的木材哪个吸收空气中的水分多?
7、木材的几种强度中其顺纹抗拉强度高,但为何实际用作受拉构件的情况较少,反而是较多地用于抗弯和承受顺纹抗压?
8、胶合板的构造如何?
它具有哪些特点?
用途怎样?
9、木材含水率可影响其哪些物理力学性质?
工程中可采取哪些措施消除含水的不利影响?
10有机高分子材料
聚合度;
加成聚合;
缩合聚合;
热塑性高聚物;
热固性高聚物;
填料。
2、热塑性高聚物与热固性高聚物各自的特征是什么?
3、与传统材料相比,建筑塑料有何优缺点?
4、对胶粘剂的基本要求有哪些?
试举三种土木工程中常用的胶粘剂,并说明其特性与用途。
5、试述涂料的组成成分及它们所起的作用。
6、简述内墙涂料与外墙涂料在功能与性能要求上的区别。
11防水材料与沥青混合料
沥青的塑性;
温度敏感性;
粘滞性;
大气稳定性。
2、试述石油沥青的三大组分及其特性。
上游沥青的组分与其性质有何关系?
3、石油沥青的主要技术性质是什么?
各用什么指标表示?
影响这些性质的主要有哪些?
4、用于道路路面的沥青混合料的技术性质主要有哪些?
5、怎样划分石油沥青的牌号?
牌号大小与沥青主要技术性质之间的关系怎样?
6、对石油沥青进行改性的意义和目的是什么?
7、主要有哪两类石油沥青改性剂?
它们改善了沥青的哪些性能?
8、某工地需要使用软化点为85℃的石油沥青5t,现有10号石油沥青3.5t,30号石油沥青
1t和60乙石油沥青3t。
试通过计算确定出三种牌号沥青各需用多少吨?
12绝热材料和吸声隔声材料
导热系数;
温度稳定性;
吸声系数。
2、何谓绝热材料?
建筑上使用绝热材料有何意义?
3、试述含水率对绝热材料性能的影响。
4、何谓吸声材料?
材料的吸声性能用什么指标表示?
5、影响绝热材料绝热性能的因素有哪些?
6、吸声材料与绝热材料在结构上的区别是什么?
7、影响多孔吸声材料吸声效果的因素有哪些?
8、为什么不能简单的将一些吸声材料作为隔声材料来用?
13装饰材料
1、对装饰材料在外观上有哪些基本要求?
2、如何选用装饰材料?
3、建筑陶瓷常用的品种有哪些?
各有哪些特性?
4、浮法玻璃的主要特点是什么?
答案:
绪论
1、为满足工程设计要求的技术性能及使用条件,使工程适应相应的使用环境,所用材料性质必须达到相应的技术要求。
工程实际中对材料进行质量控制的方法主要有:
①通过对材料有关质量文件的书面检验初步确定其来源及其基本质量状况;
②对工程拟采用的材料进行抽样验证试验。
根据检验所得的技术指标来判断其实际质量状况,只有相关指标达到相应技术标准规定的要求时,才允许其在工程中使用;
③在使用过程中,通过监测材料的使用功能、成品或半成品的技术性能,从而评定材料在工程中的实际技术性能表现;
④在使用过程中,材料技术性能出现异常时,应根据材料的有关知识判定其原因,并采取措施避免其对于工程质量的不良影响。
2、土木工程材料课程具有内容繁杂、涉及面广、理论体系不够完善等特点,因此学习时应在首先掌握材料基本性质和相关理论的基础上,再熟悉常用材料的主要性能、技术标准及应用方法;
同时还应了解典型材料的生产工艺原理和技术性能特点,较清楚地认识材料的组成、结构、构造及性能;
必须熟悉掌握常用土木工程材料的主要品种和规格、选择及应用、储运与管理等方面的知识,掌握这些材料在工程使用过程中的基本规律。
材料试验是检验土木工程材料性能、鉴别其质量水平的主要手段,也是土木工程建设中质量控制的重要措施之一。
通过实验课的学习,可以加深对理论知识的理解,掌握材料基本性能的试验和质量评定方法,培养实践技能。
3、①研制高性能材料。
例如研制轻质、高强、高耐久、优异装饰性和多功能的材料,以及充分利用和发挥各种材料的特性,采用复合技术,制造出具有特殊功能的复合材料。
②充分利用地方材料,尽量少用天然资源,大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物作为生产土木工程材料的资源,以及保护自然资源和维护生态环境的平衡。
③节约能源。
采用低能耗、无环境污染的生产技术、优先开发、生产低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的节能型材料。
④材料生产中不得使用有损人体健康的添加剂和颜料,如甲醛、铅、镉、铬及其化合物等,同时要开发对人体健康有益的材料,如抗菌、灭菌、除臭、除霉、防火、调温、消磁、防辐射、抗静电等。
⑤产品可再生循环和回收利用,无污染废弃物以防止二次污染。
1土木工程材料的基本性质
1、表观密度:
材料在自然状态下,单位体积的质量。
孔隙率:
材料体积内,孔隙体积所占的比例。
耐水性:
材料抵抗水破坏作用的性质称为耐水性,用软化系数表示。
抗渗性:
材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性,用渗透系数表示。
抗冻性:
材料在水饱和状态下,经多次冻融循环作用,能保持强度和外观完整性的能力。
2、石灰岩的密度大于石灰岩碎石的表观密度,其天然含水量的大小对碎石的表观密度没有影响,因为密度是在绝对密实状态下测定,需要对材料进行磨细、烘干处理,保证得到绝对密实的材料的体积;
而表观密度则不同,是在自然状态下测定的,不进行烘干处理,包含了碎石的天然含水量以及材料内部的孔隙,得到的是材料在自然状态下的体积。
3、材料在外力作用下抵抗破坏的能力,称为材料的强度;
按其强度值的大小划分为若干个等级,则是材料的强度等级。
材料的强度与材料的含水状态及温度有关,含有水分的材料其强度较干燥时为低;
一般温度高时材料的强度降低。
材料的强度还与其测试所用的试件形状、尺寸有关,与试验时的加荷速度、试件的表面性状有关,相同材料采用小试件测得的强度较大试件高,加荷速度快者强度偏高,试件表面不平或表面涂润滑剂时所测得强度值偏低。
4、评价材料热工性能的常用参数有材料的导热系数、热容量与比热,材料的导热系数和热容量是设计建筑物维护结构进行热工计算时的重要参数,要保持建筑物室内温度的稳定性并减少热损失,应选用导热系数小而热容量较大的建筑材料。
5、材料的亲水性或憎水性通常用润湿角的大小来划分,当材料的润湿角θ≤90°
时为亲水性材料;
当材料的润湿角θ>90°
时,为增水性材料。
在亲水性材料表面涂上增水性材料,则可将其亲水性改变为增水性,如在木材表面涂上沥青。
6、解:
该砖的软化系数为:
183/207=0.88>0.85
所以此砖可以用于建筑物中常与水接触的部位。
7、解:
已知:
ρ=2.75g/cm3,P=1.5%,ρ0’=1560kg/m3则:
ρ0=(1-0.015)×
2.75=2.71g/cm3
P’=1-1.560/2.71=42.4%
答:
此岩石的表观密度为2.71g/cm3和碎石的空隙率为42.4%。
8、解:
石子的质量为m=18.4-3.4=15.0kg
石子的堆积体积为Voˊ=10L,
石子所吸水的量为mw=18.6-18.4=0.2kg,水的体积为0.2L开口孔隙体积为石子吸收水的量,即Vk=0.2L注入筒内的水的体积为Vˊw=4.27L,该体积等于石子间空隙的体积与石子开口孔隙之和。
Vs+Vk=4.27L故,石子的质量吸水率为
Wm=mw/m=0.2/15×
100%=1.3%石子的体积吸水率为
Vv=Vk/Vo=0.2/(10-4.27+0.2)×
100%=3.4%
石子的堆积密度为
ρodˊ=m/Voˊ=15/10=1500kg/m3
石子的表观密度为
ρod=m/Vo=15/(10-4.27+0.2)=2530kg/m3
石子的开口孔隙率为
Pk=Vk/Vo=0.2/(10-4.27+0.2)×
100%=3.4%
2天然石材
1、石材的“耐磨性”:
指石材在使用条件下抵抗摩擦、边缘剪切以及撞击等复杂作用而不被磨损的性质。
2、岩石按成因可分为三类:
岩浆岩—如花岗岩、玄武岩、浮石等;
沉积岩—如页岩、白云石、石灰岩;
变质岩—如大理岩、片麻岩。
3、矿物是在地壳中受各种不同地质作用所形成的具有一定化学成分和一定结构特征的单质或化合物。
岩石是由各种不同的地质作用所形成的天然矿物的集合体。
4、岩石的结构是指其矿物的结晶程度、晶粒的相对大小、晶体形状及矿物之间的结合关系等所反映出的岩石构成特征,即矿物与矿物之间的各种特征。
岩石的构造是指组成岩石的矿物集合体的大小、形状、排列和空间分布等所反映出的岩石构成特征,即矿物集合体之间的各种特征。
5、多数大理石的抗风化性较差,不耐酸。
由于大理石的主要化学成分是CaCO3,它属于碱性物质,容易受环境中或空气中的酸性物质(CO2、SO3等)的侵蚀作用,且经过侵蚀后的表面会失去光泽,甚至出现斑孔,故一般不宜作室外装饰。
而少数较纯净的大理石(如汉白玉、艾叶青等)具有性能较稳定的特性,可用于室外装饰。
6、适用性主要考虑石材的技术性能是否满足使用要求。
根据石材在建筑物中的用途和部位,选择其主要技术性质能满足要求的岩石。
如承重用的石材,主要应考虑其强度等级、耐久性、抗冻性等技术性能;
维护结构用的石材应考虑是否具有良好的绝热性能;
用作地面、台阶等的石材应坚硬耐磨;
装饰用的构件,需考虑石材本身的色彩与环境的协调及可加工性等;
对处在高温、高湿、严寒等特殊条件下的构件,还要分别考虑所用石材的耐久性、耐水性、抗冻性及耐化学侵蚀性等。
经济性主要考虑天然石材的密度大、不宜长途运输,应综合考虑地方资源,尽可能做到
就地取材。
胶凝材料:
凡是经过一系列的物理、化学作用,能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料。
气硬性胶凝材料:
只能在空气中硬化,且只能在空气中保材或发展其强度的胶凝材料。
水硬性胶凝材料:
不仅在空气中,而且能更好的在水中硬化,并保持、发展其强度的胶
凝材料。
建筑石膏:
将二水石膏在非密闭的窑炉中加热脱水,得到的β型半水石膏,称为建筑石膏。
石灰的“陈伏”:
由于过火石灰表面常被粘土类杂质融化形成的玻璃釉状物包裹,熟化很慢,就有可能在实际工程应用中,石灰已经硬化,而过火石灰才开始熟化,熟石灰体积比生石灰体积大1~2.5倍,引起隆起和开裂。
为了消除过火石灰的危害,将石灰浆在储存坑中
“陈伏”两星期以上,等待过火石灰的完全“熟化”,这一过程即为“陈伏”。
水玻璃模数:
水玻璃中,氧化硅与碱金属氧化物的分子比,它被称为水玻璃的模数。
2、建筑石膏是由半水石膏加水生产生成二水石膏,二水石膏结晶,晶体逐渐长大、共生和相互交错,使凝结的浆体逐渐产生强度。
随着干燥,内部自由水全部排出,强度停止发展。
半水石膏水化反应理论需水量为18.6%,但为了使石膏浆体具有可塑性,通常加水60%~80%,在硬化后由于多余的水分蒸发,内部具有很大的孔隙率(50%~60%),因此,硬化后吸水率大、强度较低,以及抗渗性、抗冻性和耐水性差;
而其表观密度小,保温绝热性能好,吸音性强。
3、建筑石膏的技术特性有:
凝结硬化快;
硬化后空隙率大、强度低;
体积稳定;
不耐水;
防火性能良好;
具有一定的调湿作用;
装饰性好。
土木工程对建筑石膏的主要技术要求是不同等级的建筑石膏应满足其抗折强度、抗压强
度和细度要求,并要求它们的初凝时间不小于6min,终凝时间不大于30min。
4、石灰的主要技术性能:
良好的保水性;
凝结硬化慢、强度低;
耐水性差;
体积收缩大。
其主要用途有:
石灰乳涂料和石灰砂浆;
灰土和三合土;
硅酸盐制品;
碳化石灰板。
5、过火石灰
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