土木工程材料复习试题.docx

一、 名词解释
吸湿性 水硬性胶凝材料 水泥石腐蚀 混凝土拌合物离析 表观密度 抗渗性
初凝时间 混凝土拌合物和易性 混凝土的强度等级
二、 判断题
1. 在进行材料抗压强度试验时，大试件较小试件的试验结果值偏小。
2. 建筑石膏制品可以防火性能好，可以在高温条件下长期使用。
3. 强度不合格的水泥应作废品处理。
4. 体积安定性不合格的水泥在空气中放置一段时间后，安定性可能合格了。
5. 粒化高炉矿渣是一种非活性混合材料。
6. 保持砂率不变增加砂石用量，可以减小混凝土拌合物的流动性。
7. 矿渣水泥适合于有抗渗要求的混凝土工程。
8. 在混凝土中掺入适量减水剂，不减少用水量，则可改善混凝土拌合物和易性，显著提高混凝土的强度，并可节约水泥的用量。
9. 混凝土的强度平均值和标准差，都是说明混凝土质量的离散程度的。
10. 砌筑砂浆的强度，无论其底面是否吸水，砂浆的强度主要取决于水泥强度及水灰比。
11. 多孔砖和空心砖都具有自重较小、绝热性较好的优点，故它们均适合用来砌筑建筑物的内外墙体。
12. 吊车梁和桥梁用钢，要注意选用韧性大，且时效敏感性大的钢材。
13. 石油沥青只作胶凝材料使用。
14. SBS 改性沥青卷材适合高温地区建筑防水。
15. 沥青用量降低会显著影响沥青路面的寿命。
1.√ 2. × 3. × 4.√ 5. × 6. √ 7. × 8. × 9. × 10. × 11. × 12. × 13. × 14. √ 15.√
16. 材料的密度一定高于其表观密度。
17. 材料的抗冻性与材料的孔隙率有关，与孔隙中的水饱和程度无关。
18. 在进行材料抗压强度试验时，大试件较小试件的试验结果值偏大。
19. 流动性大的混凝土比流动性小的混凝土强度高。
20. 抗渗性要求高的混凝土工程不能选用普通硅酸盐水泥。
21. 在混凝土中掺入适量减水剂，不减少用水量，则可改善混凝土拌合物和易性，显著提高混凝土的强度，并可节约水泥的用量。
22. 普通混凝土的强度与水灰比成线性关系。
23. 建筑钢材的比强度高于混凝土。
24. Q235是最常用的建筑钢材牌号。
25. 建筑钢材根据屈服点和抗拉强度确定牌号。
26. SBS改性沥青卷材不适合高温地区建筑防水。
27. 钢材的屈强比越小，表示结构使用越安全。
28. 砂浆的保水性用沉入度表示，沉入度愈小表示保水性愈好。
29. 水性涂料以水为介质，所以不能防水。
30. 水玻璃硬化后耐水性好，因此可以涂刷在石膏制品的表面，以提高石膏制品的耐久性。
1. × 2. × 3. × 4. × 5. × 6. × 7. × 8. √ 9. √ 10. × 11. × 12. √ 13. × 14. × 15.×
三、填空题
1. 硅酸盐水泥的终凝结时间为 ____，普通水泥的终凝结时间为 ____。
2. 硅酸三钙的水化方程式是 ____，产物中为 ____晶体结构， ____为凝胶体结构。
3. 减水剂的主要作用是 ____， ____和 ____。
4. 混凝土中水泥浆凝结硬化前起 ____和 ____作用，凝结硬化后起 ____作用。
5. 测定砂浆强度的标准试件是 ____mm×____mm×____mm的试件，在条件下养护 ____天，测定其 ____强度，据此确定砂浆的 ____。
6. 砂浆流动性的选择，是根据 ____和 ____等条件来决定。
7. 钢材的冲击韧性随温度下降而降低，当环境温度降至 ____时，冲击韧性 ____，这时钢材呈 ____性。
8. 石油沥青的三大技术指标是 ____、 ____、 ____。
1. 390min ， 10h
2. 3CaO·SiO2 +H2O → 3Ca·2SiO2·3H2O+Ca(OH) 2， Ca(OH)2， 3CaO·2SiO2·3H2O
3. 水泥质点表面电性 、溶剂化膜使滑动能力增加，分散度提高，流动性和强度增加
4. 填充、润滑，胶结
5. 70.7mm × 70.7mm × 70.7mm，标准， 28填，抗压，强度等级
6. 砌体种类，施工条件
7. 脆性临界温度以下，降低 ，冷脆性
8. 粘度、延度、 软化点
9. 材料耐水性的强弱可以用 ____表示。材料耐水性愈好，该值愈____。
10. 石灰熟化时释放出大量____，体积发生显著____，石灰硬化时放出大量____，体积产生明显____。
11. 国家标准规定，硅酸盐水泥的初凝时间应不早于____，终凝时间应不迟于____。
12. 混凝土配合比设计的三个重要参数是：____，____和 ____。
13. 砂浆的和易性包括_____和____，分别用指标____和____表示。
14. 结构设计时，软钢是以____强度、硬钢是以____强度，作为设计计算取值的依据。
15. 石油沥青随着牌号降低，其粘性____；塑性____；温度感应性____。
9 软化系数，大
10 热量，膨胀，游离水，收缩
11 45min， 390min
12 W/C 、砂率、单位用水量
13 流动性、保水性，沉入度、分层度
14 屈服、σ0.2
15 增大，差，小
四、 问答题
1. 何谓碱-集料反应？混凝土发生碱-集料反应的必要条件是什么？防止措施怎样？
答: 水泥混凝土中水泥的碱与某些活性集料发生化学反应，引起混凝土产生开裂、膨胀甚至破坏，这种化学反应称为"碱一集料反应"。其发生反应的必要条件是（1）水泥中的碱含量过高（2）集料含碱活性物质（3）有水存在。
防止措施是（l）控制水泥中的碱含量；（2）选择不具备碱活性的集料；（3）混凝土保持干燥使。

2. 混凝土抗冻性的指标是什么？解释D200的含义。
答: 混凝土抗冻性的指标是混凝土的抗冻标号D。D200表示当混凝土的相对动弹性模量降低至不小于或等于60%，或质量损失达到5%时，混凝土所能承受的冻融循环次数是200次。

3. 何谓混凝土的早强剂、引气剂和缓凝剂？指出它们各自的用途和常用品种。
答: 早强剂一加速混凝土早期强度发展的外加剂，主要用于对混凝土早期强度有很高要求或紧急、抢修等工程结构物，常用的早强剂是氯化钙和三乙醇胺复合早强剂。
引气剂一在拌和混凝土过程中引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡的外加剂。主要用于对混凝土的抗冻性、抗渗性和抗蚀性有要求的工程。常用的是松香热聚物等。
缓凝剂一能延缓混凝土的凝结时间，对混凝土后期物理力学性能无不利影响的外加剂。主要用于桥梁大体积工程。通常用酒石酸、糖蜜、柠檬酸等。

4. 如何确定混凝土的强度等级？混凝土强度等级如何表示？普通混凝土划分为几个强度等级？
答: 混凝土的强度等级按混凝土的"立方体抗压强度标准值" 来确定，而立方体抗压强度标准值是指用标准方法测定的抗压强度总体分布中的一个值，具有95%的强度保证率。强度等级的表示方法是用符号"C"和"立方体抗压强度标准值"两项内容表示。我国现行规范规定，普通混凝土划分为C7.5，C10、C15、C20、C25、C30、C35、C45、C50、C55、C60等12个强度等级。

5. 说明下列钢材牌号的含义：Q235Aｂ，16Ｍｎ，45Si2N。
答:Q235Ab-屈服点为235MPa的A级半镇静钢
16Mn-含碳量为0.16%，主加元素锰含量小于1.5%的低合金结构钢；
45Si2N-含碳量为0.45%，主加元素硅平均含量等于或大于1.5%而小于2.5%，附加元素氮含量小于1.5%的低合金结构钢。
6 材料的密度、表观密度、堆积密度有何区别？材料含水后的影响？
答：三者均表示材料单位体积的质量。但测定方法不同，计算时采用的体积不同。

密度：采用材料的绝对密实体积；表观密度：采用材料的表观体积（实体体积+闭口孔隙体积）；堆积密度：采用材料的堆积体积（材料总体积+颗粒间空隙体积）。
含水对密度、表观密度无影响，因密度、表观密度均指绝对干燥状态下的物理常数。对堆积密度的影响则较为复杂，一般含水后堆积密度增大。

7 为什么说屈服点、抗拉强度和伸长率是建筑工程用钢的重要性能指标？
答：屈服点σs——表示钢材在正常工作时承受应力不超过该值，是结构设计时取值的依据 。屈服点与抗拉强度的比值σs/σb 称为屈强比，反映钢材的利用率和使用中的安全可靠程度。伸长率δ——表示钢材的塑性变形能力。钢材在使用中，为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆断，要求其塑性良好，即具有一定的伸长率，可以使缺陷处应力超过σs时，随着发生塑性变形使应力重新分布，以避免结构物的破坏。
8 混凝土中，骨料级配良好的标准是什么？
答：骨料级配是指骨料中不同粒径颗粒的组配情况。骨料级配良好的标准是骨料的空隙率和总表面积均较小。使用良好级配的骨料，不仅所需水泥浆量较少，经济性好，而且还可提高混凝土的和易性、密实度和强度。
9 混凝土的流动性如何表示？工程上如何选择流动性的大小？
答：混凝土拌合物的流动性以坍落度或维勃稠度作为指标。坍落度适用于流动性较大的混凝土拌合物，维勃稠度适用于干硬的混凝土拌合物。
工程中选择混凝土拌合物的坍落度，主要依据构件截面尺寸大小、配筋疏密和施工捣实方法等来确定。当截面尺寸较小或钢筋较密，或采用人工插捣时，坍落度可选择大些。反之，如构件截面尺寸较大，钢筋较疏，或采用振动器振捣时，坍落度可选择小些。
10 何谓烧结普通砖的泛霜和石灰爆裂？它们对建筑物有何影响？
答：泛霜是指粘土原料中的可溶性盐类 (如硫酸销等)，随着砖内水分蒸发而在砖表面产生的盐析现象，一般为白色粉末，常在砖表面形成絮团状斑点。泛霜的砖用于建筑物中的潮湿部位时，由于大量盐类的溶出和结晶膨胀会造成砖砌体表面粉化及剥落，内部孔隙率增大，抗冻性显著下降。
当原料土中夹杂有石灰质时，烧砖时将被烧成过烧状态的石灰留在砖中，石灰有时也由掺入的内燃料(煤渣)带入。这些石灰在砖体内吸水消化时产生体积膨胀，导致砖发生胀裂破坏，这种现象称为石灰爆裂。
石灰爆裂对砖砌体影响较大，轻则影响外观，重则将使砖砌体强度降低直至破坏。砖中石灰质颗粒越大，含量越多，则对砖砌体强度影响越大。
11 为什么说屈服点、抗拉强度和伸长率是建筑工程用钢的重要性能指标？
答：屈服点σs——表示钢材在正常工作时承受应力不超过该值，是结构设计时取值的依据 。屈服点与抗拉强度的比值σs/σb 称为屈强比，反映钢材的利用率和使用中的安全可靠程度。伸长率δ——表示钢材的塑性变形能力。钢材在使用中，为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆断，要求其塑性良好，即具有一定的伸长率，可以使缺陷处应力超过σs时，随着发生塑性变形使应力重新分布，以避免结构物的破坏.
12 为什么不宜用高强度等级水泥配制低强度等级的混凝土？也不宜用低强度等级水泥配制高强度等级的混凝土？
答：采用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土时，只需少量的水泥或较大的水灰比就可满足强度要求，但却满足不了施工要求的良好的和易性，使施工困难，并且硬化后的耐久性较差。因而不宜用高强度等级水泥配制低强度等级的混凝土。
用低强度等级水泥配制高强度等级的混凝土时，一是很难达到要求的强度，二是需采用很小的水灰比或者水泥用量很大，因而硬化后混凝土的干缩变形和徐变变形大，对混凝土结构不利，易于干裂。同时由于水泥用量大，水化放热量也大，对大体积或较大体积的工程也极为不利。此外经济上也不合理。所以不宜用低强度等级水泥配制高强度等级的混凝土。
13、简述常见硅酸盐水泥石的腐蚀种类。
答: 常见硅酸盐水泥石的腐蚀种类包括：（1）溶析性侵蚀，指水泥石中的水化产物被淡水溶解而带走的一种侵蚀现象。（2）硫酸盐的侵蚀，水化铝酸钙与硫酸盐作用生成的水化硫铝酸钙，其体积约为原来水化铝酸钙的2.5倍，使水泥石产生很大内应力，导致混凝土结构的强度降低甚至发生破坏。（3）镁盐侵蚀，镁盐与水泥石中的氢氧化钙起置换作用，生成溶解度小且强度不高的氢氧化镁。（4）碳酸侵蚀：当水中含有较多碳酸，并超过平衡浓度，则水泥石中的氢氧化钙转变为可溶的碳酸氢钙，而使水泥石的强度下降。

14、试述影响水泥混凝土强度的主要原因及提高强度的主要措施。
答:影响硬化后水泥混凝土强度的因素包括：（1）水泥的强度和水灰比；（2）集料特性；（3）浆集比；（4）湿度、温度及龄期；（5）试件形状与尺寸、试件温度及加载方式等试验条件。提高混凝土强度的措施主要包括：（1）选用高强度水泥和早强型水泥；（2）采用低水灰比和浆集比；（3）掺加混凝土外加剂和掺合料；（4）采用湿热处理（如蒸汽养护和蒸压养护）；（5）采用机械搅拌和振捣等。

15、简述混凝土拌和物工作性的含义，影响工作性的主要因素和改善工作性的措施。
答: 工作性指新拌混凝土具有的能满足运输和浇捣要求的流动性；不为外力作用产生脆断的可塑性；不产生分层、泌水的稳定性和易于浇捣密致的密实性。影响新拌混凝土工作性的因素主要有（1）水泥特性；（2）集料特性；（3）集浆比；（4）水灰比；（5）砂率；（6）外加剂；（7）温度、湿度和风速等环境条件以及时间等。改善新拌混凝土的措施包括：（l）在保证混凝土强度、耐久性和经济性的前提下，适当调节混凝土的材料组成；（2）掺加各种外加剂（3）提高振捣机械的效能。
16何谓减水剂？试述减水剂的作用机理。在混凝土中加减水剂有何技术经济意义？我国目前常用的有哪几种？
答：减水剂：在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂。
减水剂的作用原理：加入适量的减水剂后，其憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面并使之带有相同电荷，在电性斥力作用下水泥颗粒彼此相互排斥，絮凝结构解体，关闭于其中的游离水被释放出来，从而在不增加拌和用水量的情况下，有效的增大了混凝土的流动性。另一方面减水剂分子的亲水基团朝向水溶液作定向排列，其极性很强易于与水分子以氢键形式结合，在水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜，有利于水泥颗粒的滑动，也更强化了水对水泥颗粒的润湿作用。
使用减水剂的技术经济意义：
1) 在保持用水量不变的情况下，可使混凝土拌合物的坍落度增大100～200mm。
2) 在保持坍落度不变的情况下，可使混凝土的用水量减少10％～15％，高效减水剂可减水20％以上，抗压强度可提高15％～40％。
3) 在保持坍落度和混凝土抗压强度不变的情况下，可节约水泥10％～15％。
4) 由于混凝土的用水量减少，泌水和骨料离析现象得到改善，可大大提高混凝土的抗渗性，一般混凝土的渗水性可降低40％～80％。
5) 可减慢水泥水化初期的水化放热速度，有利于减小大体积混凝土的温度应力，减少开裂现象。
我国常用的减水剂种类：
普通减水剂：以木质磺酸盐类为主，有木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁及丹宁等。
高效减水剂：多环芳香族磺酸盐类：主要有萘和萘的同系磺化物与甲醛缩合的盐类、胺基磺酸盐等。
水溶性树脂磺酸盐类：主要成分为磺化三聚氰胺树脂、磺化古玛隆树脂等。
脂肪族类：主要有聚羧酸盐类、聚丙烯酸盐类、脂肪族羟甲基璜酸盐高缩聚物等。
其他：改性木质素磺酸钙、改性丹宁等。

五、计算题
1. 已知某混凝土的试验室配合比为 C∶S∶G ＝ 1 ∶ 1.92 ∶ 3.97 ， W/C ＝ 0.56, 配制 1m3混凝土水泥用量为300 kg 。施工现场砂、石的含水率分别为 5% 和 1% ，求施工配合比。
解：按试验室配合比， 1m3混凝土中各种材料得用量为：
C= 300 kg ； W ＝ 300 × 0.56 ＝ 168 kg ； S ＝ 300 × 1.92 ＝ 576 kg ； G ＝ 300 × 3.97 ＝ 1191 kg ；
所以，施工配合比为：
C= 300 kg ； W ＝ 168-576 × 5 ％ -1191 × 1 ％＝ 127 kg ；
S ＝ 576 ×(1 ＋ 5 ％)＝ 605 kg ； G ＝ 1191 × (1+1 ％ ) ＝ 1203 kg ；
施工配合比为： C= 300 kg ； W ＝ 127 kg ； S ＝ 605 kg ； G ＝ 1203 kg 。 （6分）
2. 某混凝土配合比为 1∶2.43∶ 4.71 ， W/C ＝ 0.62 ，设混凝土表观密度为 2400 kg/ m3 计，求各材料用量。
解：设水泥的质量为C kg ，则 W ＝ 0.62C kg ； S ＝ 2.43C kg ； G ＝ 4.71C kg ；
按假定表观密度法有： C+S+G+W= ρ0h
所以， C ＋ 0.62C ＋ 2.43C ＋ 4.71C ＝ 2400
由上式可得： C= 274 kg ； W ＝ 170 kg ； S ＝ 666 kg ； G ＝ 1290 kg 。
所以，各种材料的用量为： C= 274 kg ； W ＝ 170 kg ； S ＝ 666 kg ； G ＝ 1290 kg 。
3 假设混凝土抗压强度随龄期的对数而直线增长，已知1d强度不等于0，7d抗压强度为21MPa，14d抗压强度为26.0MPa，求28d强度为多少?
解：设混凝土n天的抗压强度为fn，龄期为n ，则 fn＝Alg n ＋ B ①
又有： f7 ＝ Alg7 ＋ B ②
f14 ＝ Alg14＋ B ③
由式 ②③得 ： A=16.61 ； B ＝ 6.96 ，
代入式 ①得： f28 ＝ 16.61lg28 ＋ 6.96 ＝ 31Mpa
%4 今欲配置一结构用轻骨料混凝土，混凝土的强度等级为CL25，坍落度要求30～50mm。原材料如下：32.5级矿渣水泥；粘土陶粒，堆积密度为760 Kg/m3，颗粒表观密度为1429 Kg/m3，1h吸水率为8.1％；普通中砂，堆积密度为1470 Kg/m3，视密度为2.50 Kg/m3，试设计该轻骨料混凝土的配合比。
解：
根据试配强度，查表确定水泥用量：390～490Kg/m3 ，取490 Kg/m3。
净用水量根据坍落度查表：165～200 Kg/m3，取200 Kg/m3。
设附加用水量为X，则，X＝17.6 Kg/m3。
砂率根据骨料品种查表：35～45％，取40％
根据绝对体积法确定骨料用量，设骨料总用量为y Kg/m3，则陶粒用量为0.6y，砂用量为0.4y。矿渣水泥的密度取为2.8 g/cm3。
，y＝1047 Kg/m3
则陶粒用量：1047*0.6＝628.2 Kg/m3，砂用量：418.8 Kg/m3。