土建工程基础课后习题

1.1工程材料的定义和分类1.工程材料按化学成分可分哪几类？试举例说明。答：工程材料按化学成分可分为三大类。无机材料—金属、非金属(钢筋水泥混凝土）有机材料—植物、沥青、高分子(木材沥青涂料)复合材料—无机非金属与金属(钢砼)无机非金属与有机(玻璃钢)金属与有机(轻质金属夹芯板)2.工程材料按使用功能可分为哪几类？试举例说明。答：结构材料：构成建筑物受力结构所用的材料，如砖、石、水泥、混凝土、钢材等；墙体材料：构成建筑物墙体所用材料，如砌墙砖、混凝土、砌块等；功能材料：负担建筑功能的非承重材料，如防水材料、绝热材料、装饰材料等。1.2常用工程材料的基本性质1.何谓材料的实际密度、体积密度和堆积密度？如何计算？实际密度：绝对密实状态下，单位体积具有的质量。ρ=m/V体积密度：自然状态下(含开、闭孔隙)单位体积具有的质量。=⁄堆积密度：散粒材料自然堆积状态下单位体积具有的质量。2.何谓材料的密实度和孔隙率？两者有什么关系？密实度:材料体积内被固体物质所充实的程度。D=孔隙率：材料体积内孔隙与总体积的百分比。P=（）P+D=13.何谓材料的填充率和空隙率？两者有什么关系？填充率：材料在某容器内的堆积体积中，被其颗粒填充的程度。D’=空隙率：散粒材料在某容器的堆积体积中，颗粒间孔隙占堆积体积百分率。P’=P’+D’=14.建筑材料的亲水性与憎水性在建筑工程中有什么实际的意义？亲水性：材料与水接触被水湿润并吸入内部的性质砖、石、混凝土、木等憎水性：材料与水接触将水排斥在外的性质石蜡、沥青、塑料、油漆等憎水性材料不仅可以用作防水、防潮的材料，而且还可以用于亲水性材料的表面处理，以降低其吸水性。5.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材料的吸水率？材料吸水饱和后的水质量占材料干燥质量的百分率称为质量吸水率材料吸收饱和后的水体积占材料干燥时自然体积的百分率称为体积吸水率6.何谓材料的吸水性、吸湿性、耐水性、抗渗性和抗冻性？各用什么指标表示？吸水性：材料在水中吸收水分的性质，用吸水率表示吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质，用含水率表示耐水性：材料长期在饱和水作用下不破坏，其强度也不显著降低的特性，用软化系数表示抗渗性：材料抵抗有压介质渗透的性质（水、油等），常用Kp表示防渗性能的优劣100%bgmgmmWm001100%100%bgwvwmmVWVV100%bghgmmWm100%wfKfpQdKAtH抗冻性：材料在水饱和状态下经多次冻融而不破坏，同时其强度也不显著降低的特性，用抗冻等级F表示。冻融循环i次，强度降低不超过25%，重量损失不超5%的，循环次数计做抗冻等级。7.软化系数是反映材料什么性质的指标？为什么要控制这个指标？软化系数是反映材料耐水性的指标，软化系数随着材料含饱和水量的增加而降低，通常软化系数K≥0.85的材料可以认为是耐水性材料，可长期处于水中或潮湿环境中使用。对于受潮较轻的或次要结构的材料，其软化系数K≥0.75.8.材料的孔隙率与空隙特征对材料的体积密度、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性、强度和保温隔热等性能有何影响？一般来说，孔隙率越大，材料的体积密度越小；吸水率：孔隙率越大，同时开孔越多，连孔越多，吸水性越好；如果是闭孔同时不为连孔，孔隙率对于吸水性没有影响；抗渗性：与吸水性一致，同时，孔的连通性对于其有特别的影响，是其主要影响方面；抗冻性：与吸水性相反，吸水性越好，抗冻性越差：强度：材料的孔隙率越大，材料的强度一般来说越低。保温隔热：一般来说，材料的孔隙率越大，其保温隔热效果越高。9.导热系数、热阻分别表示材料什么性质的指标？两者有什么关系？其大小对建筑材料的保温隔热性能有何影响？导热系数λ(1m厚,温差1K,面积1m2,时间1s）和热阻（1/λ）都是评定材料保温隔热性能的重要指标。材料的导热系数越小，其热阻值越大，则材料的导热性能越差，其保温隔热性能越好。10.何谓材料强度、比强度？两者有什么关系？强度：外力作用下抵抗破坏的能力如：混凝土C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C8014等级比强度：按单位质量计算的强度。其值等于材料强度与其体积密度之比。衡量材料轻质高强的主要指标。11.何谓材料的弹性和塑性、脆性和韧性？弹性、塑性材料在外力作用下产生形变可（不）随外力的消除而完全消除的性质脆性和韧性脆性：外力作用下，无明显变形而突然破坏的性质。如：混凝土、铸铁、砖、石材、陶瓷等。韧性：在冲击荷载作用下，材料吸收较多能量，产生一定形变而不至于被破坏的性能。如：钢材、木材。12.何为材料的耐久性？它包括哪些内容？提高材料耐久性的措施有哪些？材料的耐久性是指材料在长期使用过程中，抵抗周围各种介质的侵蚀，能长期保持材料原有性质的能力。耐久性包括抗冻性、抗风化性、耐化学腐蚀性等，此外材料的强度、抗渗性、耐磨性等也与材料的耐久性有密切关系。提高耐久性的措施：在一定的环境条件下，合理选择材料和正确施工，改善材料的使用条件（提高材料的密实度、采取防腐措施等），减轻外界作用对材料的影响（降低湿度、排除侵蚀物质等），采取表面保护措施（覆面、抹灰、刷涂料等），或使用耐腐蚀材料，可以提高材料的耐久性。1.3水泥1.硅酸盐水泥熟料是由哪几种矿物组成的？水泥硬化后哪一种生成物对水泥石强度和性质起主导作用？硅酸盐水泥的主要熟料矿物的名称和含量范围如下：硅酸三钙3CaOSiO2，简写为C3S，含量37%60%硅酸二钙2CaOSiO2，简写为C2S,含量15%37%铝酸三钙3CaOAl2O3，简写为C3A，含量7%15%铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3，简写C4AF，10%18%少量游离CaO、MgO、Na2O、K2O和玻璃体C3S是水泥强度主要决定因素。2.影响硅酸盐水泥硬化速度快慢的因素主要有哪些？矿物成分四种成分、石膏水泥细度需水量增多，后期干缩大水灰比凝聚硬化减慢养护条件（温度、湿度）5-20℃、湿度大为宜养护时间3-14d增长快，28d后缓慢3.水泥有哪些主要技术性质?如何测试与判别?细度透气式比表面仪器测定标准稠度用水量24%-30%凝聚时间用专门的凝结时间测定仪进行测定水化热大体积工程，冬季施工强度等级规定配比标准试块设定条件下，3d、28d后4.初凝时间与终凝时间有什么意义?初凝时间是水泥加水拌合至水泥浆开始失去可塑性所需的时间，终凝时间是水泥加水拌合至水泥浆固结产生强度所需的时间。水泥的初凝不宜过早，以便在施工时有足够的时间完成混凝土或砂浆的搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作；水泥终凝不宜过迟，以免拖延施工工期。5.什么是水泥的体积安定性?产生安定性不良的原因是什么?体积安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。引起安定性不良的主要原因是水泥中含有过多游离氧化钙、游离氧化镁或石膏掺量过多。6.水泥石中的CA(OH)2是如何产生的?它对水泥石的抗软水及海水的侵蚀性有利还是不利?为什么?当水泥石长期与软水接触时，水泥石中的Ca(OH)2会被溶出。当水环境的硬度大时，就会有较多的钙、镁等重碳酸盐，它们与Ca(OH)2反应生成不溶于水的碳酸钙、碳酸镁，沉积在水泥石表面的微孔内，形成密实的保护层，可防止溶出性腐蚀继续发生。7.水泥石会受到哪几种介质的腐蚀,应如何防止?软水腐蚀，盐类腐蚀，酸类腐蚀，强碱腐蚀1、根据环境，合理选择水泥品种。2、提高水泥石的密实度。3、加做保护层，加不透水的沥青层。4、对具有特殊要求的抗侵蚀混凝土，采用聚合物混凝土。8.什么是水泥的混合料?在硅酸盐水泥中掺混合料起什么作用?在硅酸盐水泥中掺加一定的混合料(石灰石或粒化高炉矿渣)，目的在于改善水泥的某些性能、调节水泥强度等级、节约水泥熟料、增加产量、降低成本、扩大水泥的适用范围。9.试分析硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥性质的异同点，并说明产生差异的原因？普通水泥性能与同强度等级的硅酸盐水泥相近，使用范围也基本相同。硅酸盐水泥耐冻性好，干缩较小，矿渣水泥耐热性较好，保水性差，泌水性大，火山灰水泥保水性好，抗渗性好但耐热性较差，干缩性小，抗裂性好，配置的混凝土和易性好但不宜水化，早期强度相对较低，但后期强度可赶上。粉煤灰水泥早期强度低，后期强度增长较快，水化热较低，耐热性较差，抗冻性较差，干缩性较小。10.硅酸盐水泥在使用中有哪些优缺点，贮存中应注意什么？水泥过期、受潮后如何处理？优点：1）凝结硬化快，早期强度和后期强度高，主要用于地上、地下和水下重要结构以及早强要求较高的工程；2）抗冻性好，适用于冬期施工和严寒地区遭受反复冻融工程；3）抗碳化好，其水化后Ca(OH)2含量较多，水泥石碱度不宜降低，对钢筋的保护作用好，故适用于CO2浓度高的工程。贮存注意：不得受潮和混入杂物，不同品种和强度等级的水泥在贮存中避免混杂。水泥过期受潮后，要是还没有完全硬的话，可以砸碎，用筛子过滤一下，要吧用来打一些不太需要硬的一些地方如用于临时工程次要部位（如填充的墙，临时围墙等）。1.4混凝土1.混凝土有哪几种分类？并作一些说明。（一）按表观密度分类重混凝土：为了屏蔽各种射线的辐射采用各种高密度骨料配制的混凝土，表观密度2800kg/m3，骨料：钢屑、重晶石、铁矿石等。又称防辐射混凝土，用于核能工厂的屏障结构材料普通混凝土：表观密度2000~2800kg/m3，骨料：天然砂、石一般多在2400kg/m3左右，简称砼，用于承重结构轻混凝土：表观密度2000kg/m3，骨料：多孔轻质骨料，使用加气剂或泡沫剂用于保温、承重结构（大跨度）。（二）按用途分类结构砼（普通砼）防水砼耐热砼耐酸砼大体积砼道路砼等（三）按所用胶凝材料分类水泥砼石膏砼沥青砼（四）按强度分：低强度砼：抗压强度小于30MPa;中强度砼：30~60MPa；高强度砼：60~100MPa;超高强度砼：大于100MPa（五）按生产和施工方法分类普通浇筑砼预拌砼泵送砼喷射砼压力灌浆砼2.普通混凝土的组成材料有哪几种？在混凝土凝固硬化前后各起什么作用？组成材料：水泥、水、骨料（天然砂+石）、掺合剂和外加剂作用：1、水泥浆能充填砂的空隙，有富余，润滑作用，能流动2、水泥砂浆能充填石子的空隙，有富余，润滑作用，也能流动。3、水泥浆还在砼硬化后起胶结作用——胶结成整体——产生强度——坚硬的人造石材3.普通混凝土的外加剂有几种，各起什么作用？减水剂：混凝土坍落度基本相同的条件下，能显著减少混凝土拌合水量；早强剂：加速混凝土早期强度发展，并对后期强度无显著影响；缓凝剂：能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期强度发展无不利影响；引气剂：在混凝土搅拌过程中，能引入大量均匀分布的微小气泡，以减少混凝土拌合物的泌水、离析，改善和易性，并能显著提高硬化混凝土的抗冻性、耐久性；防冻剂：能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂速凝剂：使混凝土迅速凝结硬化4.什么是混凝土拌合物的和易性？它有哪些含义？定义：拌合物便于施工（搅拌、运输、浇筑、振捣）并获得均匀密实砼的性能。包括：流动性：自重或振捣下，产生流动均、密充满模板的性能。反映拌合物的稀稠度。黏聚性：砼内部组份间具有黏聚力，运输浇筑中不离析分层，使砼保持整体均匀的能力。保水性：砼拌合物内部持水的能力，施工过程中不发生严重泌水的现象。5.影响混凝土拌合物和易性的因素有哪些？如何影响？水泥浆数量、水泥浆稠度、砂率、水泥品种和骨料性质、外加剂、时间和温度1)水泥浆的数量在水泥比保持不变的情况下，水泥浆越多，流动性越好，反之则差；但水泥浆用量过多，粘聚性及保水性变差，对强度及耐久性产生不利影响。2)水泥浆的稠度在水泥用量不变的情况下，水灰比小，水泥浆稠，流动性小，而保水性和粘聚性较好，单成型难以密实，水比灰大，情况则相反。3)砂率所谓砂率指混凝土拌合物中砂的用量占砂石总用量的百分率，用以表示砂、石两者的相对使用量。砂率偏大或偏小都降低混凝土拌合物的流动性。6.什么是砂率？合理砂率的意义是什么？砂率