土木工程材料必考简答题.doc

土木工程材料复习资料
一、名词解释
密度：材料密度是材料在绝对密实状态下单位体积的质量。
密实度：指材料体积内被固体物质充实的程度。
孔隙率：指材料的体积内，空隙体积所占的比例。
含水率：材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比；吸水率为饱和状态下含水率。
吸水率：质量吸水率（吸水量占材料干燥下的质量比）、体积吸水率（吸水体积占自然体积之比）
耐水性：材料长期在饱和水的作用下不破坏、强度也显著降低的性质。
软化系数：反映材料饱水后强度的程度。软化系数小的材料耐水性差，大于0.85为耐水性材料；
镇静钢：炼钢时采用锰铁、硅铁和铝锭等作脱氧剂。脱氧完全，其组织致密、成分均匀、性能稳定。
强屈比：抗拉强度与屈服强度之比；屈强比愈小，结构安全性越高。
伸长率：表征钢材的塑性变形的能力。
冲击韧性：指钢材抵抗冲击荷载的能力。
冷加工与时效：时效是随时间的延长而表现出强度提高、塑性和冲击韧性下降的现象；冷加工变形可促进时效迅速发展。时效处理使屈服点进一步提高。
电化学腐蚀：指钢材与电解质溶液接触而产生电流，形成微电池而引起锈蚀。
钢号：屈服点—Q；屈服点数值；质量等级，A、B、C、D四级；脱氧程度代号；如：Q235—BZ。
气硬性胶凝材料：石灰、石膏和水玻璃只能在空气中硬化、保持或发展强度的无机胶凝材料；水硬性胶凝材料（如：水泥）则不仅能在空气，还能在水中硬化保持或发展强度。
陈伏：为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆在储灰坑中放置两周以上。
体积安定性：水泥浆体硬化后体积变化的均匀性；主要指水泥硬化后浆体能保持一定形状。
水泥活性混合材料：粒化高炉矿渣、火山灰混合材料、粉煤灰混合材料、硅灰
碱—骨料反应：混凝土中所含的碱与骨料中的活性成分反应生成复杂的硅酸凝胶，其吸水膨胀，破坏混凝土。
最大粒径：石子各粒级公称上限为该粒级的最大粒径。
和易性：指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并能获得质量均匀、成型密实的性质。包括流动性、黏聚性、保水性三方面。
砂率与合理砂率：沙的质量占沙、石总重量的比例；合理砂率指用水量、水泥用量一定时，拌合料保证具有良好的粘聚性和保水性的条件下，使拌合料具有最大流动性的砂率。或是，坍落度一定时，使拌合料具有最小水泥用量的砂率。
耐久性：混凝土抵抗环境介质作用并长期保持良好的使用性能的能力。
混凝土立方体抗压强度：按国标制成变长为150mm的立方体试件，在标准养护条件下（温度20±3℃，相对湿度90%以上），养护至28天龄期，按标准的测试方法测定的抗压强度值，单位Mpa.
立方体抗压强度标准值：指按标准方法制作和养护变长为150mm的立方体试件，在28天龄期用标准试验方法测得的强度总体分布中具有不低于95%保证率的抗压强度值。
混凝土强度等级：根据立方体抗压强度标准强度值划分的。采用C与标准强度值表示。
沥青组分：石油沥青是由许多高分子碳氢化合物及非金属衍生物组成的复杂混合物，含油分、树脂、地沥青质，还含有沥青碳和似碳物。
沥青的胶体结构：沥青以地沥青质为核心，周围吸附油份和树脂的互溶物所形成的胶体。包括：溶胶型、凝胶型、溶凝胶型。
软化点：反映温度敏感性的重要标志。
结构沥青：由于沥青对矿物填充料的湿润和吸附作用，沥青以单分子排列在矿物颗粒或纤维表面，形成结合力牢固的沥青。
沥青的老化：由于沥青随时间发展，流动性和塑性将逐渐减小，硬脆性逐渐增大，直至脆裂。
热塑性：指石油沥青在外力作用下产生形变而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后的形状的性质。
热固性：指在高温条件下，沥青混合料承受多次重复荷载作用而不发生过大的累积塑性变形的能力。
针入度：是表示沥青软硬程度和稠度、抵抗剪切破坏的能力，反映在一定条件下沥青的相对黏度的指标。
悬浮密实结构：采用“连续密集配”沥青混合料，材料从大到小连续存在，由于粗骨料的数量少而细骨料数量较多，粗集料被细集料挤开，而以悬浮状态存在于细集料之间。该结构密实度、强度较高，稳定性较差。
骨架空隙结构：采用“连续升级配”沥青混合料，粗集料较多，细集料较少，形成较多空隙。该结构热稳定性好，但沥青与矿料粘结力小，空隙率大，耐久性差。
骨架密实结构：采用“间断级配”沥青混合料，取上两种结构之长，既有粗骨料形成骨料，又加入一定细集料，形成较高密实度。
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，而细胞壁内吸附水尚未饱和时的木材含水率。
徐变：混凝土在恒定荷载长期作用下，随时间增加而沿受力方向增加的非弹性变形。
环箍效应：在荷载作用下，压板的横向应变小于混凝土的横向应变，因而上下压板与试件的上下表面之间产生的摩擦力对试件的横向膨胀起约束作用，这种作用提高强度。
平衡含水率：木材的含水率随周围空气的温度变化，直到木材含水率与周围空气湿度达到平衡为止。

二、简答题
1）减水剂的作用机理及技术经济效果
当水泥与水拌合，在浆体内形成许多絮状结构。这些结构中包含许多并没有起作用的水，掺入减水剂后，由于表面活性剂分子在水泥颗粒表面上的定向排列，降低了表面能并使得水泥颗粒表面均带有同种电荷，同时指向水的亲水基团还会吸附多层水分子起到润滑作用。即絮状结构由于静电斥力和增加的湿润作用破坏，从而释放游离水，包裹或分散在每个水泥颗粒的表面，提高水泥浆流动性。若保持流动性不变，则可大大减少用水量。
可收到如下结果：1、若用水量不变，坍落度可增加。即流动性提高。
2、若流动性和水泥用量不变，可减水、提高强度。
3、若流动性和强度不变，可减少、节约水泥。
4、改善粘聚性、保水性；提高耐久性
5、减小水化热速度，降低放热峰最高温度
2）混凝土开裂原因分析
1、水泥水化热大：产生很多热量，在混凝土内部产生较大热膨胀
2、水泥体积安定性不良：水泥硬化后产生不均匀体积变化（只能作为废品处理）
3、混凝土碳化：空气中二氧化碳与水泥石中碳酸氢钙化合，产生碳酸钙过程，产生碳化收缩。
4、气温变化大：导致混凝土的热胀冷缩
5、碱—骨料反应：混凝土中所含的碱与骨料中的活性成分反应生成复杂的硅酸凝胶，其吸水膨胀，破坏混凝土。
6、混凝土早期受冻：早起强度低，水结冰体积膨胀造成开裂
7、混凝土养护缺水：影响混凝土的正常水化，使其结构疏松形成裂缝
8、混凝土遇硫酸盐腐蚀：生成硫酸钙，进而与水泥中水化铝酸钙作用，生成有膨胀性的高硫型水化硫铝酸钙。

3）影响混凝土性能（强度、和易性、耐久性）的因素，及提高措施
一、影响和易性因素：水泥浆的数量、稠度；水灰比；砂率；水泥品种；骨料种类；粒形和级配以及外加剂
改善措施：尽可能降低砂率；改善沙石级配；尽量采用较粗的沙石；坍落度小时，维护水灰比不变，增加水泥好水的用量，或加入外加剂；较小时，但粘聚性良好，可保持砂率不变，适当增加沙石。
二、影响强度的主要因素：水泥强度和水灰比是最主要的。此外，龄期、施工质量、试验条件都能有影响。
改善措施：选用高强度水泥和低水灰比；使用混凝土外加剂；采用机械搅拌和机械振动成型；采用湿热处理。
三、影响耐久性的主要因素：组成材料的质量、混凝土本身密实度，以及空隙特征。
主要措施：合理选用水泥品种；适当控制水灰比和水泥用量；选用质量较好的骨料，并改善粗细骨料的颗粒级配；掺用减水剂或加气剂；改善混凝土施工方法：搅拌均匀、振捣充分、加强养护、严格控制施工质量。

4)沥青混合料高温稳定性及试验评定方法
指在夏季高温条件下，沥青混合料承受多次重复荷载作用下而不发生过大的累积塑性变形的能力。
试验方法：马歇尔实验法、无侧限抗压强度实验法、史密斯实验法
5）钢的腐蚀与防腐蚀
原因：化学锈蚀（氧化作用，使钢材表面形成疏松的氧化物）、电化学锈蚀（钢材与电解质溶液接触而产生电流，形成微电池而引起锈蚀）、应力腐蚀（钢材在应力状态下腐蚀加快的现象）
防止措施：表面刷漆；热侵镀锌等措施；保证混凝土的密实度；增加保护层厚度；限制氯盐外加剂的掺合量，保证混凝土一定的碱度；掺用阻锈剂。

6）掺混合材水泥（粒化高炉矿渣、火山灰混合材料、粉煤灰混合材料、硅灰）与普通水泥的性能差异及原因
1、早期强度低，后期强度发展快：因掺合料中硅酸盐水泥熟料少，活性混合料的水化速度慢于熟料，故早期强度低。后期因熟料水化生成氢氧化钙不断增加和活性混合料中活性SiO2和活性氧化铝不断水化，故后期发展快。
2、水化热低、放热速度慢：因混合料中水泥熟料少，且活性材料水化时放热量远低于熟料，故水化热低。
3、适于高温养护、具有较好的耐热性能：因高温下活性混合材料水化反应大大加快，可大大提高早期强度，并提高后期强度。
4、具有较强的抗侵蚀、抗腐蚀能力：混合料中熟料少，故水化易受腐蚀饿成分氢氧化钙较少，且活性混合材进一步降低了氢氧化钙的数量

7）木材的腐朽与防护
木材的腐朽为真菌（分霉菌、变色菌、腐朽菌）侵害所致。
防腐措施：破坏真菌生存条件（保持通风干燥状态）；进行油漆处理；把木材变成有毒物质（将化学防腐剂注入木材中）

8）木材含水率对性能的影响：对强度和湿涨干缩性影响最大；
1、含水率在纤维饱和点之内时，含水率下降，细胞壁趋于紧密，强度提高；反之，强度降低。含水率在纤维饱和点以上时，仅是细胞腔内自由水变化，强度不变
2、纤维饱和点是木材发生湿胀干缩的转折点：含水率在纤维饱和点之下时，随含水率升高体积膨胀；反之，收缩。含水率在纤维饱和点之上时，体积不变。

9）大理石：具有吸水率小、耐磨性好以及耐久等特点，但抗分化性较差；
花岗岩：坚硬密实、抗压强度高，具有优良的耐磨性及良好的化学稳定性，但耐火性差。

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