长安大学土木工程材料简答题

11、简述土木工程材料的分类。1、土木工程材料可从不同角度加以分类，如按化学成分，可分为无机材料、有机材料和复合材料；如按材料的功能，可分为结构材料与功能材料两类；如按材料在建筑物中的部位，可分为承重构件（梁、板、柱）、屋面、墙体、地面等材料。2、简述土木工程材料的发展趋势。2、土木工程材料有下列发展趋势：（1）高性能化。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）多功能化。具有多种功能或智能的土木工程材料。（3）工业规模化。土木工程材料的生产要实现现代化、工业化，而且为了降低成本、控制质量、便于机械化施工，生产要标准化、大型化、商品化等。（4）生态化。为了降低环境污染、节约资源、维护生态平衡，生产节能型、利废型、环保型和保健型的生态建材，产品可再生循环和回收利用。3、实行标准化的意义有哪些？3、实行标准化对经济、技术、科学及管理等社会实践有着重要意义，这样就能对重复性事物和概念达到统一认识。以建筑材料性能的试验方法为例，如果不实行标准化，不同部门或单位采用不同的试验方法。则所得的试验结果就无可比性，其获得的数据将毫无意义。所以，没有标准化，则工程的设计、产品的生产及质量的检验就失去了共同依据和准则。由此可见，标准化为生产技术和科学发展建立了最佳秩序，并带来了社会效益。4、简述土木工程建设中控制材料质量的方法与过程。4、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，通过检测材料的使用功能、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。5、简述土木工程材料课程学习的基本方法与要求以及实验课学习的意义。5、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。1.材料的质量吸水率和体积吸水率有何不同？什么情况下采用体积吸水率或质量吸水率来反映其吸水性？1.答：质量吸水率和体积吸水率都是反映材料吸水性能的指标，但含义不同。质量吸水率是指材料在吸水饱和状态下所吸入水的质量占材料干燥质量的百分率；而体积吸水率是指材料在吸水饱和状态下所吸入水的体积占干燥材料在自然状态下体积的百分率。前者适宜于表示具有封闭孔隙或极大开口孔隙的材料的吸水性；后者适宜于表示具有很多微小开口孔隙的轻质材料（如加气混凝土、软木等）的吸水性。2.材料的强度与强度等级的关系如何？影响材料强度测试结果的试验条件有哪些？怎样影响?2.答：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率状态及温度有关，含有水分的材料其强度较干燥时低；一般温度高时材料的强度降低。材料的强度还与其测试的所用的试件形状、尺寸有关，与实验时的加荷速度、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的强度偏低。3.材料的耐久性主要包含哪些内容？影响材料耐久性的破坏因素主要有哪几方面？提高材料耐久性的措施主要有哪些？23.答：材料的耐久性是材料的一种综合性质，诸如：抗渗性、抗冻性、抗风化性、抗老化性、抗化学侵蚀性、耐热性、耐火性及耐磨性等均属于耐久性的范围。对不同的材料有不同的耐久性要求。影响材料耐久性的破坏因素主要有物理因素、化学因素、物理化学因素、机械因素及生物因素等几方面。不同的材料或相同的材料使用在不同的环境中，所受到的破坏作用有可能不同。为提高材料的耐久性，以利于延长土木工程结构物的使用寿命和减少维修费用，可根据工程环境和材料特点从以下方面采取相应的措施；（1）提高材料自身对环境破坏因素的抵抗性（如提高材料的物理力学及化学性能等）；（2）设法减轻环境介质对材料的破坏作用（如排除或降低破坏因素对材料的作用等）；（3）用其它材料保护主体材料免受破坏（如覆面、抹灰、刷涂料等）。5.评价材料热工性能的常用参数有哪几个？要保持建筑物室内温度的稳定性并减少热损失，应选用什么样的建筑材料？5.答：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围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。6.为什么秋天新建成的房屋的墙体当年冬天保暖性能差？6.答：干燥墙体由于其孔隙被空气所填充，而空气的导热系数很小，只有0.023W/（m·K）。因而干墙具有良好的保暖性能。而新建房屋的墙体由于未完全干燥，其内部孔隙中含有较多的水分，而水的导热系数为0.58W/（m·K），是空气导热系数的近25倍，因而传热速度较快，保暖性较差。尤其在冬季。一旦湿墙中孔隙水结冰后，传导热量的能力更加提高，冰的导热系数为2.3W/(m·K).是空气导热系数的100倍，保暖性就更差。7.材料的孔隙率和孔隙构造对材料的哪些性能有影响？如何影响？7.答：材料的孔隙率和孔隙构造对材料的体积密度、强度、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性、导热性及吸音性等性质均会产生影响，其影响如下：（1）孔隙率越大，其体积密度越小；（2）孔隙率越大其强度越低；（3）密实材料及具有闭口孔的材料是不吸水和不吸湿的；具有粗大孔的材料因其水分不易存留，其吸水率常小于孔隙率；而那些孔隙率较大且具有开口连通孔的亲水性材料具有较大的吸水与吸湿能力；（4）密实的或具有闭口孔的材料是不会发生透水现象的。具有较大孔隙率且为开口连通大孔的亲水性材料往往抗渗性较差；（5）密实材料及具有闭口孔的材料具有较好的抗冻性；（6）孔隙率越大，导热系数越小，导热性越小，绝热性越好；孔隙率相同时，具有较大孔径或连通孔的材料，导热系数偏大，导热性较大，绝热性较差；（7）孔隙率较大且为细小连通孔时，材料的吸音性较好。1、气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料有何区别?如何正确使用这两类胶凝材料？1、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度。水硬性胶凝材料不仅能在空气中硬化，而且能更好的在水中硬化，并保持和继续发展其强度。所以气硬性胶凝材料只适用于地上或干燥环境，不宜用于潮湿环境，更不能用于水中，而水硬性胶凝材料既适用于地上，也可以用于地下或水中。2、建筑石膏的特性有哪些？为什么说建筑石膏及制品适用于室内，而不适用于室外？2、建筑石膏的特性有：（1）凝结硬化快，凝结硬化时体积微膨胀；（2）孔隙率大、体积密度小强度低；（3）保温隔热性和吸声性好；（4）防火性能好；（5）具有一定的调温、调湿性；（6）耐水性和抗冻性差；（7）装饰性好。根据建筑石膏的以上技术特性可知，建筑石膏及其制品是一种性能优良的室内建筑装饰材料。而在室外使用建筑石膏制品时，必然要受到雨水冰冻的作用，而建筑石膏制品的耐水性、吸水率高、抗渗性差、抗冻性差，所以不适用于室外。3、石灰的特性有哪些？其主要用途是什么？3、石灰的特性为：（1）可塑性好，保水性好；（2）凝结硬化慢、强度低；（3）硬化过程中体积收缩大；（4）耐水性差。其主要用途有：（1）制作石灰乳涂料；（2）配制石灰砂浆和混合砂浆；（3）配制灰土和三合土；（4）生产硅酸盐制品；（5）制作碳化石灰板。4、某民宅内墙抹灰时采用水泥石灰混合砂浆，可过了一段时间，墙面一些部位却出现起鼓凸出并伴有放射状的及网状的裂纹，试分析其原因。34、墙面一些部位出现起鼓凸出并伴有放射状的及网状的裂纹，是由于配制水泥石灰混合砂浆采用的石灰膏中有过火石灰，这部分过火石灰在消解、陈伏阶段未完全熟化，以至于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水分继续熟化，产生体积膨胀而导致的。5、既然石灰不耐水，为什么有它配制的灰土或三合土却可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？5、灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的，经碾压或夯实后，密实度提高，并且在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅和氧化铝反应，生成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时间的延长而逐渐提高，可以在潮湿环境中使用。6、水玻璃具有哪些特性？其主要用途是什么？6、水玻璃的特性为：（1）胶结能力强，硬化时析出的硅酸凝胶有堵塞毛细孔而防止水渗透的作用。水玻璃混凝土的抗压强度可达15-40MPa；（2）耐酸性好。水玻璃具有很强的耐酸能力，能抵抗大多数无机酸和有机酸的作用；（3）耐热性好。水玻璃不燃烧，在高温下硅酸凝胶干燥的很快，强度并不降低，甚至有所增加。水玻璃在建筑工程中的用途如下：（1）涂刷建筑材料表面，提高密实性和抗风化性能；（2）用于加固地基；（3）配制耐酸混凝土和耐酸砂浆；（4）配制耐热混凝土和耐热砂浆；（5）配制快凝防水剂。1、试说明以下各条的原因：（1）生产通用硅酸盐水泥时必须掺入适量的石膏；（2）水泥必须具有一定的细度；（3）水泥体积安定性必须合格；（4）测定水泥凝结时间、体积安定性及强度等级，均须采用规定的加水量。1、（1）生产通用硅酸盐水泥时掺入适量的石膏是为了调节水泥的凝结时间。若不掺入石膏，由于水泥熟料矿物中的C3A急速水化生成水化铝酸四钙晶体，使水泥浆体产生瞬时凝结，以致无法施工。当掺入石膏时，生成的水化铝酸四钙会立即与石膏反应，生成高硫型水化硫铝酸钙（即钙矾石），它是难溶于水的针状晶体，包围在熟料颗粒的周围，形成“保护膜”，延缓了水泥的水化。但若石膏掺量过多，在水泥硬化后，它还会继续与固态的水化铝酸四钙反应生成钙矾石，体积约增大1.5倍，引起水泥石开裂，导致水泥安定性不良。所以生产通用硅酸盐水泥时必须掺入适量的石膏。（2）水泥颗粒的粗细直接影响水泥的水化、凝结硬化、水化热、强度、干缩等性质，水泥颗粒越细总表面积越大，与水接触的面积也大，水化反应速度越快，水化热越大，早期强度较高。但水泥颗粒过细时，会增大磨细的能耗和成本，且不宜久存。此外，水泥过细时，其硬化过程中还会产生较大的体积收缩。所以水泥粉磨必须有一定的细度。（3）水泥的体积的安定性是指水泥在硬化过程中体积变化的均匀性，若体积变化不均匀，会使水泥混凝土结构产生膨胀性裂缝，甚至引起严重的工程事故。所以水泥体积安定性必须合格，（4）水泥凝结时间、体积安定性以及强度等级都与用水量有很大的关系，为了消除差异，测定凝结时间和体积安定性必须采用标准稠度用水量；测定水泥强度则采用相同的用水量。2、现有甲乙两厂生产的硅酸盐水泥熟料，其矿物组成如下表所示。试估计和比较这两厂所生产的硅酸盐水泥的强度增长速度和水化热等性质有何差异？为什么？生产厂熟料矿物组成\％C3SC2SC3AC4AF甲56171215乙42357162、强度增长速度：28d之前甲＞乙，28d之后甲＜乙；水化热：甲＞乙。因为水泥强度的增长，早期取决于C3S的含量，28天以后取决于C2S的含量；水化热取决于C3S和C3A的含量。3、某些体积安定性不合格的水泥，在存放一段时间后变为合格，这是为什么？3、某些体积安定性轻度不合格或略有些不合格的水泥，在空气中放置2～4周后，水泥中的部分游离氧化钙可吸收空气中的水蒸汽而熟化为氢氧化钙，使水泥中的游离氧化钙的膨胀作用被减小或