土木工程材料作业参考答案1.doc

P1６-１ 何谓材料得密度、表观密度、堆积密度？如何测定?材料含水后对三者有什么影响？
答：密度指材料在绝对密实状态下单位体积得干燥质量。表观密度指材料在自然状态下单位体积得质量。堆积密度指散粒材料或粉体材料在自然堆积状态下单位体积得质量。
测定材料得密度、表观密度与堆积密度,关键在于分别测定其绝对密实体积、表观体积(即自然状态下得体积）与堆积体积。
密实材料，绝对密实体积等于表观体积,外形规则材料可以直接量度外形尺寸，通过几何计算得到体积；外形不规则得材料可以用排液法得到体积.
求非密实材料得绝对密实体积,要把材料磨成粉,干燥至恒重后用李氏密度瓶测定；求形状规则得非密实材料表观体积，方法同规则密实材料,形状不规则非密实材料,可在材料表面封蜡后，用排液法测得表观体积。
散粒材料得堆积密度，通常以所填充得容器得容积作为材料得自然堆积体积来求得。
材料得密度与含水无关,表观密度与堆积密度随含水量增大而增大。
P16-2　材料得孔隙率与孔隙特征对材料得哪些性能有影响？有何影响。
答:材料得孔隙率与孔隙特征对材料得强度、表观密度、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性、隔热保温性、隔声/吸声性等性能有影响。
一般来说组成相同得材料孔隙率越大则干表观密度、强度越小；抗渗性、抗冻性、导热性越差；吸水性、吸湿性、隔热性、吸声性越好。　
在组成与孔隙率都相同得情况下,细小开口孔隙比较多得材料比粗大开口孔隙多得材料,吸水性、吸湿性好,抗渗性、抗冻性差，具有较多细小封闭孔隙得材料比具有粗大连通孔隙多得材料强度大，抗冻性好，导热性差.
P１６—3有一块烧结普通砖，在吸水饱与状态下质量为2900ｇ，其绝干质量为255０ｇ。砖得尺寸为240mｍ×115mm×５3ｍm，经干燥并磨成细粉后取５0g,用排水法测得绝对密实体积为１8、62cm３。试计算该砖得吸水率、密度、孔隙率。
解:该砖得质量吸水率＝(饱与状态下质量—绝干质量)/绝干质量×100%
　　 　　 =（2９00-２５5０)／2５50×1０0％
　 　　　 　 　 ＝1３、７％
　该砖得体积吸水率=（饱与状态下质量-绝干质量)/表观体积/水得密度×１00％
　 　　 　　=(2900-2５５0）/(２4×11、５×５、3)/1×1０0%
　 　 　 　 　=２３、9％
砖得密度=50/18、62=2、6９g/cm3
砖得表观密度=2550/（24×11、５×5、３）=1、74g/cm３
砖得孔隙率=(1-表观密度/密度）×100％=（1-１、74/２、６9）×100％＝35、3％
Ｐ53—2 硅酸盐水泥熟料有哪些主要得矿物组成？她们在水泥水化中各表现出什么特性?
答:硅酸盐水泥熟料得主要矿物组成有硅酸三钙（C3S)、硅酸二钙(C2Ｓ)、铝酸三钙(C3A）、铁铝酸四钙(Ｃ4ＡＦ)。
性能指标
　 　 　 　　熟料矿物
　C3S
Ｃ２S
C３Ａ
C4AF
水化速率
快
慢
最快
快
28d水化热
多
少
最多
中
早期强度
高
低
低
低
后期强度
高
高
低
低
为什么生产硅酸盐水泥时掺适量得石膏对水泥不起破坏作用,而硬化得水泥石在有硫酸盐得环境介质中生成石膏时就有破坏作用？
答:因为生产中掺入适量得石膏,它得水化反应主要集中于水泥水化得初期,而水泥浆体在终凝之前具有塑性，这个时候得体积膨胀不会受到限制；硬化得初期,水泥石强度较低，内中毛细孔隙比较多,仍能容纳微量得膨胀，因此早期掺入得适量得石膏对水泥不起破坏作用。
硬化后得水泥石不具有塑性,即没有变形能力.后期进入得硫酸盐与水泥石中得水泥水化产物氢氧化钙及水化铝酸钙反应分别生成石膏与钙矾石,都会产生体积膨胀,这时得膨胀因为受到周围已硬化得水泥石得约束而产生膨胀应力，因而会破坏水泥石。
有下列砼构件与工程,请分别选用合适得水泥,并说明其理由：
1)现浇楼板、梁、柱；2)采用蒸汽养护得预制构件;
3)紧急抢修得工程或紧急军事工程；4)大体积砼坝、大型设备基础；5)砼路面;６）高炉基础
答:
1） 现浇楼板、梁、柱:宜采用硅酸盐水泥、普通水泥;理由：快硬、高强
2） 采用蒸汽养护得预制构件：宜采用矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥与复合水泥;理由：水化热小,适宜加热养护
3） 紧急抢修得工程或紧急军事工程:宜采用快硬硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥;理由：水化热高,迅速凝结硬化,早期强度高
4） 大体积混凝土坝、大型设备基础:宜采用低热水泥（Ｃ２S含量多，C3Ｓ、Ｃ3A少）、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥;水化放热慢,减低大体积混凝土由于内外温差而产生得变形不均匀性
5） 混凝土路面:宜采用硅酸盐水泥、道路水泥；理由:强度高（抗折、抗压、抗冲击）、耐磨性好、干缩小、抗冻性好
6） 高炉基础：宜采用矿渣水泥；理由:大体积→水化放热慢,高温环境→耐高温
P1１2-3 何谓集料得颗粒级配？怎样评价集料颗粒级配就是否良好？为什么要尽量选用较大粒径得集料？
答：集料得颗粒级配指得就是集料中大小颗粒得搭配情况。评价集料颗粒级配常用筛分法进行测定，就就是用一套标准筛把集料试样依次过筛，根据各筛上得累计筛余量画出筛分曲线，若筛分曲线不超出级配区域界线(粗砂、中砂、细砂对应得级配区域分别为I区、II区、IIＩ区）之外,可以评定该集料颗粒级配良好。较大粒径得集料总表面积较小，用来包裹集料表面得所需水泥浆较少,因此尽量选用较大粒径得集料,以节约水泥用量.
P112－4　如何检验砂子得颗粒级配与粗细程度？现有两种砂,细度模数相同,它们得级配就是否相同，若二者得级配相同，细度模数就是否相同?
答：砂子得颗粒级配与粗细程度通常用砂筛分析法来检验,分别用筛分曲线与细度模数来表征.细度模数相同得砂，级配不一定相同,颗粒级配相同得砂细度模数相同.
P11２-5　混凝土拌合物得与易性含义就是什么?影响混凝土拌合物得与易性得主要因素有哪些?
答:与易性就是指混凝土拌合物易于施工,包括拌合、运输、浇灌、捣实等操作并能获得质量均匀、成型密实得性能。与易性就是一个综合性指标,至少包含了流动性、粘聚性与保水性三项独立得性能。影响混凝土拌合物与易性得主要因素有:单位体积用水量、原材料（水泥、集料)得特性、砂率、时间、温度、搅拌条件、外加剂等。
P112－14 有一钢筋混凝土工程，需预制钢筋混凝土楼板，混凝土设计强度等级为C25,施工要求坍落度为3~5厘米，采用ＰO42、5水泥，砂子为中砂，表观密度为2６80kg/m3，堆积密度为1700kg/m3，碎石最大粒径为40mｍ,表观密度为2700kｇ/m3，堆积密度为156０kg/m３,用绝对体积法设计该混凝土得初步配合比.
解：
1） 计算要配制得混凝土强度
题目没有给出生产单位得历史统计数据，查表５、21,C２5取σ=５、０Ｍpa,
则fｃｕ，0=２5+1、645×5、０=33、２MPa
2） 确定水灰比
设水泥强度富余系数为1、0８，则水泥强度＝4２、5×1、0８=45、9MＰa
采用碎石，查表5、18得 αa＝０、４6，αb=0、0７
　 　 　　 　 　 =0、４6×45、9／(3３、２+0、46×0、０７×45、9）＝0、61<0、65(表5、22所示最大水灰比）,因此水灰比确定为０、6１、
3） 确定单位用水量
坍
落度要求为3~５ｃｍ，粗集料为最大粒径40mm得碎石,查表5、24得
单位用水量为175kg/m3,
4） 确定单位水泥用量
由Ｗ/Ｃ=0、６１，W0=17５kg/m３,则Ｃ0=2８9kg／m３〉2６0kg/m3（表5、２2所示最小水泥用量),符合强度与耐久性要求。
5） 确定砂率
查表5、25,采用最大粒径为40mｍ碎石，水灰比0、7时砂率选用3６~41％,水灰比0、6时，砂率选用３3~38%，因为采用中砂因此取其中位数,再用内插法求得砂率
Sp=35、5+（38、5—35、5)×０、１＝35、８,取砂率为36％
6） 用绝对体积法求砂石用量
　　　 　 　　 　 　 题目没有给出水泥密度，假定为3100kg/m3
　 　 　 　 　 　Sp=36%，则G０=1、７８S０
　 　 　 　 　 则2８９/31０0+1、７8S0/270０+S０/2680+0、１7５+0、01=1
　 　 　　 　　　 得：S0=6９９kg／m3,Ｇ0=1244kg/ｍ３
该混凝土得初步配合比为,水泥289kg／m３,砂6９9kg／ｍ3，碎石１244kｇ/m3，水１75kg／m3
Ｐ1１２-１５　某建筑工地有一混凝土试样进行搅拌，经调整后各种材料用量分别为：水泥6、3kg，水3、7５ｋg，砂12、54kｇ,石子25、21ｋg,经测定混凝土拌合物实测表观密度为２455kg／m３。
1） 计算拌合1m3混凝土得各种材料用量
2） 现场砂子含水率为5％,石子含水率为2%时，求算现场拌合每立方混凝土得各种材料用量、
解：各种材料用量
水泥:C=6、３　／(6、3+3、7+12、５4+2５、21）×2４55=323、９kg／m３
水： Ｗ=3、7５ ／（6、3＋3、７＋1２、5４+２５、21）×2455＝1９０、2ｋg/m3
砂: S=12、５4 /（６、3+3、７＋１2、５4＋２5、21）×2455=６44、7ｋg/m３
石子:Ｇ=25、21　/（６、3+3、7+12、54+25、２1)×2455=1296、1kg/m３
现场配合比
C’=C=３23、9kｇ/ｍ3
W'＝W—Ｓ×Ｗs—G×Ｗg＝190—6４4、7×０、0５—129６、1×０、02=132、1kg/m3
S’=S×(1+Ws）= 644、7×（1+０、０5）=６77、０　kg／ｍ3
G’=G×（1＋Wg）=1２9６、1×(1+0、02）=１32２、０ kg/m3