土木工程材料题目解答2.doc

第六章作业
6-1,6-3,6-4,6-5,6-7,6-8,6-9,6-10，6-11,6-13,6-16,6-17.
6-1 试述普通混凝土的组成材料。混凝土中各组成材料的作用如何，硬化后的混凝土结构怎样？
——组成材料：水泥，砂，石子，水，外加剂。
作用及硬化后作用：P98，第一条
硬化后各组成材料由水泥凝胶体组成一个整体，产生一定强度，称为坚硬的人工石材。
6-3 何谓骨料级配？骨料级配良好的标准是什么？混凝土的骨料为什么要有级配？
——骨料级配为混凝土骨料不同粒径的组配情况。良好的标准：含有较多的粗颗粒，适量的中粗颗粒，少量的细颗粒填充其空隙称为骨料级配良好。良好的级配不仅所需水泥浆量较少，经济性好，骨料的空隙率和总表面积小，可以提高混凝土的和易性，密实度和强度。
6-4 干沙500g，其筛分结果如下：
筛孔尺寸/mm
5.0
2.5
1.25
0.63
0.315
0.16
<0.16
筛余量/g
25
50
100
125
100
75
25
试判断该砂级配是否合格？属何种砂？并计算砂的细度模数。
筛孔尺寸/mm
筛余量/g
分计筛余%
累计筛余%
模数
5
25
5
5
2.74
2.5
50
10
15
1.25
100
20
35
0.63
125
25
60
0.315
100
20
80
0.16
75
15
95
5
25
5
5
中砂3.0~2.3，连接累计筛余，对比教材P.101图6-3，落在2区内，级配合格.

图 6-3（黑线条为本题目砂级配）
6-5 有两种砂子，细度模数相同，它们的级配是否相同？若两者的级配相同，其细度模数是否相同？
——细度模数相同，级配可以不同，级配相同，细度模数相同。
6-7 配置混凝土时掺入减水剂，在下列条件下可取得什么效果？为什么？（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。
——教材P.109页，减水剂的经济效果。原因见减水剂作用机理。
6-8 影响混凝土拌合物和易性的主要因素是什么？怎样影响？改善混凝土拌合物和易性的主要措施有哪些？哪种措施效果最好？为什么？
——教材P124~128，第四，五条。
6-9 影响混凝土强度的主要因素有哪些?怎样影响？提高混凝土强度的主要措施有哪些？哪种措施效果最显著?为什么？
——教材P132~136，第五条。
6-10 如何解决混凝土的和易性与强度对用水量要求相反的矛盾？在什么条件下能使混凝土的强度等级相等？
——添加减水剂；添加减水剂的同时，根据减水剂的类型减少水泥净浆。
6-11 现场浇灌混凝土时，严禁施工人员随意向混凝土拌合物中加水，试从理论上分析加水对混凝土质量的危害。它与混凝土成型后的洒水养护有无矛盾？为什么？
——在混凝土拌合物中仅加入水而不按照水灰比加入等比例水泥，改变了混凝土的水灰比，从而降低混凝土的强度。搅拌用水和养护洒水不矛盾。混凝土成型后的洒水是对混凝土的养护，后期洒水是为了保证混凝土中水泥水化反应在一定的潮湿环境中进行，使混凝土强度得以充分发展。
6-13 影响混凝土耐久性的关键是什么？怎样提高混凝土的耐久性？
——关键是混凝土的工作环境，提高措施见教材P143.
6-16 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？
——教材P143页第（五）条。
6-17 何谓混凝土的碳化？碳化对钢筋混凝土的性能有何影响？
——教材P142页第（四）条。

第七章作业
7-2,7-3
7-2高层建筑中使用高强混凝土有何优势，配置高强混凝土的技术途径有哪些？
——高强混凝土强度高，用于高层建筑可以减小构件尺寸，减小结构自重；徐变小，密实度高，增加结构耐久性。通过选择水泥品种，骨料类型和级配，添加适当外加剂，见教材P165.
7-3 我国土木工程学会颁布的标准中，对高性能混凝土的定义是什么？高性能混凝土和高强混凝土有何区别。
——见教材P165第二节，区别是:高强混凝土指的是强度等级大于或等于C60的混凝土，而高性能混凝土含义广泛，包含了高工作性，高耐久性和高体积稳定性。高性能混凝土不一定需要强度高。

第八章作业
8-1，8-3，8-5
8-1 新拌砂浆的和易性包括哪两个方面，如何测定？砂浆和易性不良对工程应用有何影响？
保水性：稠度仪
流动性：分层度筒，见教材P181或课程PPT。
8-2 对抹面砂浆和砌筑砂浆的组成材料及技术性质的要求有哪些不同，为什么？
砌筑砂浆组成材料：胶结料及掺和料，细骨料，水，外加剂。技术性质：密度，和易性（流动性，保水性），强度与强度等级，凝结时间，粘结力，变形性及抗冻性。
抹面砂浆组成材料：上述材料和纤维增强材料，增强乳液等。技术性质良好的工作性，较高的粘结性，较小的变形。
8-5 按照教材P182 第三条步骤计算。

第九章
9-1,9-2,9-4,9-5,9-14
9-1 石油沥青的三大组分及其特性。石油沥青的组分与其性质有何关系？
——见教材P194页表9-1。
9-2 石油沥青的主要技术性质是什么？各有什么指标表示？影响这些性质的主要因素有哪些？
——1）物理特征常数 ：密度，热膨胀系数；影响因素有沥青的化学组成和热学性质
2）粘滞性：针入度，反应沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性，影响因素有化学组分和温度，当地沥青质含量较高，同时又有适量的树脂，而油分含量较小时，则粘滞性较大，在一定温度范围内， 温度升高时，粘滞性随之降低，反之则增大。
3）塑性：延度，影响因素有组分，温度，沥青膜厚度。
4）温度敏感性：软化点，脆点，影响因素有沥青质含量，含蜡量。
5）大气稳定性：加热蒸发损失百分率，加热前后针入度比；影响因素有化学组分。沥青材料在施工时需要加热，工程完成投入使用过程中又要长期经受大气、日照、降水、气温变化等自然因素的作用而影响耐久性。

9-4 石油沥青的老化和组分有何关系？沥青老化过程中性质发生哪些变化？沥青老化对工程有何影响？
——教材P196页。
9-5 与石油沥青相比，煤沥青在外观、性质和应用方面有何不同，某工地运来两种外观相似的沥青，已知其中一种是煤沥青，为了不造成错用，请用两种以上的方法鉴别。
——外观区别及简易鉴别方法

煤沥青与石油沥青相比，在技术性质上有下列差异：
（1）温度稳定性较差。
（2）气候稳定性较差。
（3）与矿质集料的粘附性较好。
用途差异：石油沥青范围广，而煤沥青由于具有一定的毒性，多用于配置胶粘剂，防腐涂料，防水涂料和制作油毡等。

9-14 何谓沥青混合料，路用沥青混合料分为哪两大类，试述其结构上的不同，各有何优缺点。
——定义见教材P203第（一）条，分为连续级配和间断级配。连续级配结构特点为悬浮密实结构或骨架空隙结构，间断级配的结构特点为骨架密实结构。优缺点见教材P204页第1,2,3条。

第十章
10-2,10-3,10-4,10-5,10-9

10-2试解释制成红砖与青砖的原理。为什么欠火砖、螺旋纹砖和酥砖不能用于工程？
——当砖坯在氧化气氛中烧成出窑，则制的红砖。若砖坯在氧化气氛中烧成后，再经浇水闷窑，使窑内形成还原气氛，促使砖内的红色高价氧化铁还原成青灰色的低价氧化铁，即制的青砖。欠火砖由于烧成温度过低，孔隙率很大，故强度低，耐久性差，所以不能用于工程；螺旋纹砖外形尺寸极不规整，故不能用于工程；酥砖会出现破碎、起壳、掉角、裂纹等“症状”，用手拿起碎块用力一捏，立刻呈粉末状。内芯有发黄、蜂窝现象，故也不能用于工程。欠火砖色浅，过火砖色深，声清脆。
10-3烧结多孔砖和烧结空心砖的强度等级是如何划分的？它们的用途如何？
——多孔砖强度等级

空心砖强度等级

烧结多孔砖主要用于六层及以下建筑物的承重墙体。 M 型砖符合建筑模数，使设计规范化、系列化，提 高施工速度，节约砂浆；P型砖便于与普通砖配套使用。烧结空心砖自重较轻，强度较低，多用作非承重墙，如多层建筑内隔墙或框架结构的填充墙等。
10-4烧结粘土砖在砌筑施工前为什么一定要浇水湿润？浸水过多或过少为什么不好？
——砌体强度不仅取决于砖块强度也取决于砂浆强度，由于干砖吸水率大，一般15%-20%，砌筑时，干砖上墙会大量吸收砂浆里的水分，使砂浆中水泥不能正常水化，造成强度降低，严重会出现裂缝。粘土砖浇水过多，烧结砖浇水过多，其上墙砖水分会加大砂浆流动性，影响砌筑质量，严重时砂浆会离析，影响砌筑强度。
10-5 非烧结砖有几种，举例说明其强度来源
——没有经过高温烧结的砖称为非烧结砖，如蒸养（常压）砖、蒸压（高压）砖、免烧免蒸砖、碳化砖。
目前土木工程中应用较多的是蒸压砖，它是以石灰、电石废渣等钙质材料和砂、粉煤灰、炉渣等硅质材料经挤压成型，在高压下蒸养而制成的砖。其主要品种有蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、蒸压炉渣砖。
10-9 简述我国墙体改革的重大意义和发展方向
——教材P214 第十章序言。

第十一章木材
11-1 解释名词
1）自由水——存在木材细胞腔和细胞间隙中的水，它影响木材的表观密度、燃烧性和抗腐蚀性。
2）吸附水——被吸附在细胞壁内纤维之间的水，吸附水的变化则影响木材强度和木材胀缩变形性能。
3）化学结合水——木材化学组成中的结合水。它在常温下不变化，故其对木材的性质无影响。
4）纤维饱和点——当木材细胞腔和细胞间隙中的自由水完全脱去为零，而细胞壁吸附水尚为饱和时，木材的含水率称为纤维饱和点。木材的纤维饱和点随树种而异，一般介于25％～ 35％之间，平均为30％左右。
5）平衡含水率——木材中所含的水分是随着环境的温度和湿度的变化而改变的，当木材长时间处于一定温度和湿度的环境中时，木材中的含水量最后会达到与周围环境湿度相平衡，这时木材的含水率称为平衡含水率。
　　木材的平衡含水率是木材进行干燥时的重要指标。木材的平衡含水率随其所在地区的不同而异，我国北方为12％左右，南方约为18％，长江流域一般为 15％。
6）持久强度——木材的长期承载能力远低于暂时承载能力。这是因为在长期承载情况下，木材会发生纤维等速蠕滑，累积后产生较大变形而降低了承载能力的结果。木材在长期荷载作用下不致引起破坏的最大强度，称为持久强度。木材的持久强度比其极限强度小得多，一般为极限强度的50％～60％。
11-4
——纤维饱和点以下，含水率增加，体积膨胀，含水率下降，体积减少。体积膨胀取决于含水率的多少。，计算得=0.32=0.35 =0.44，若含水率均在纤维饱和点以下，最后一块体积膨胀率最大，若纤维饱和点为30%，则体积膨胀率一样大。
11-7 影响木材强度的因素有哪些，怎样影响？
（1）含水量的影响
　　木材的含水率在纤维饱和点以内变化时，含水量增加使细胞壁中的木纤维之间的联结力减弱、细胞壁软化，故强度降低；当水分减少使细胞壁比较紧密，故强度增高。
　　含水率的变化对各强度的影响是不一样的。对顺纹抗压强度和抗弯强度的影响较大，对顺纹抗拉强度和顺纹抗剪强度影响较小。测定木材强度时规定15%为标准含水率。
（2）负荷时间的影响
　　木材的长期承载能力远低于暂时承载能力。这是因为在长期承载情况下，木材会发生纤维等速蠕滑，累积后产生较大变形而降低了承载能力的结果。
木材在长期荷载作用下不致引起破坏的最大强度，称为持久强度。木材的持久强度比其极限强度小得多，一般为极限强度的50％～60％。一切木结构都处于某一种负荷的长期作用下，因此在设计木结构时，应考虑负荷时间对木材强度的影响。
（3）温度的影响
　　木材强度随环境温度升高会降低。当温度由25℃升到50℃时，针叶树抗拉强度降低10％～15％，抗压强度降低20％～24％。当木材长期处于60～100℃温度下时，会引起水分和所含挥发物的蒸发，而呈暗褐色，强度下降，变形增大。温度超过140℃时，木材中的纤维素发生热裂解，色渐变黑，强度明显下降。因此，长期处于高温的建筑物，不宜采用木结构。
（4）疵病的影响
木材在生长、采伐及保存过程中，会产生内部和外部的缺陷，这些缺陷统称为疵病。木材的疵病主要有木节、斜纹、腐朽及虫害等，这些疵病将影响木材的力学性质，但同一疵病对木材不同强度的影响不尽相同。
11-8 一块松木试件长期处于相对湿度为60%的，温度为20℃的空气中，测得其顺纹抗压强度为49.4MPa，问木材在标准含水率情况下的抗压强度为多少？
——查教材图11-4，平衡含水率10.9%，则依据公式

11-10
——由于木结构在使用中大多用作梁、板、柱等受力构件，这些构件的受力状态主要为受压或者受弯；木结构的受拉构件大多存在于木屋架或者木支撑，木隔构的某些腹杆。相对于后者，前者应用更为广泛，因此木结构的抗弯和顺纹承压力学性能指标更为广泛。
11-11
——木材的腐朽是真菌在木材中寄生引起的。真菌在木材中生存和繁殖，必须同时具备四个条件： ①温度适宜；②木材含水率适当；③有足够的空气；④适当的养料。
（1）破坏真菌生存的条件
将木材保持在很高的含水率，木材由于缺乏空气而破坏了真菌生存所需的条件，从而达到防腐的目的。如湿存保管法和水存保管法。
或者将木材进行干燥，使其含水率降至 20％以下（即干法保管法）。在储存和使用木材时要注意通风和排湿。对木材构件表面应刷以油漆，使木材隔绝空气和水汽
（2）注入化学防腐剂、防虫剂