西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别：网教 专业： 土木工程 课程名称【编号】： 土木工程材料 【0732】 A 卷大作业 满分：100 分 （注：本课程大作业命题 5 个，规定每个学生对 5 个题目全部作答，回答问题必须要说明理由，计算题目必须要写明计算步骤）一、某 种砖，尺 寸为 240 mm X 115 mm X 53 mm ， 已知 其孔 隙率 为37%，干燥后总质量为 2487 g 浸水饱和后质量为 2984 g 。请计算该砖的体积密度，密度，吸水率，开口孔隙率及闭口孔隙率。（20 分）解： （1)体积密(2）密度，由 可得(3）质量吸水率(4）开口孔隙率(5）闭口孔隙率 二、根据材料组成结构与材料性质的关系分析如何提高和保证工程中材料的强度。（必答，对所列观点应该加以适当阐述，下同）（20 分）答：材料的组成是指材料的构成成分及其数量关系，组成是材料的物质基础 ，是一种材料各种性质来源的决定性因素，根据描述材料组成的层次不同，材料的组成可以分为化学组成、矿物组成、相组成等概念，材料的各种技术性质一般取决于材料中数量最多，对应性质最突出的组分。材料结 构一般指构成 材料的各种组分的形状 特征及其空间 组合排列构成 材料整体的方式，根据层次不同分为宏观结构、显微结构、微观结构等。在材料组成确定的前提下，材料的结构形式成为决定材料技术性质的直接因素，同种类型的材料往往表现出不同的性能，基本上是由于结构不同造成的。强度是 建筑材料最重 要的技术性质之一，他 的高低也取决 于材料的组成 和结构。为了保 证工程中材料 的强度，在选择材料的 种类上就要选 择成分强度更 高，化学键更强的材料；对于由多种组分构成的材料而言，应该注意对材料强度起决定意义的组分的多少；比如水泥中熟料的多少就决定了水泥的强度，可水化的熟料含量越高，强度往往越大。混凝土中水泥石强度越高，混凝土强度越大，等等。在材料 组成确定的条 件下应该尽量使材料结 构更加密实， 更加密实的结 构，组成微粒的距离更近，作用力更强，作用面积更高，越不容易破化，强度也越高。疏松的混凝土强度很小，就是这个原因。除上述 内因的影响之 外，有些材料的强度形 成和发展与条 件有关，比如 水泥石的强度与养护的温湿度条件有关，在使用材料时应尽量用在对材料强度有促进作用的环境条件下。三、现代结构工程中一般用来作为结构材料，主要承担建筑荷载并保证结构安全的材料是哪种材料？为什么？（20 分）答：结 构材料必须承 担建筑自身荷载与传递 的外力，因此 必须要具备良 好的力学性质，较高的强度，良好的变形特征，和较高的比强度。建筑发展过程，用来承担建筑结构荷载与受力的承重材料出现过很多种，从天然的粘土、岩石、木材到人工的砖、砼、钢材种类繁多。 现代建 筑结构规模大 ，高度高，跨度长，这 些都给结构材 料的力学性质 要求- 1 - 提出了更严格的要求，传统的材料因为性能的原因已 经逐渐的退出了作为结构材料的典型用途，现代工程中广发使用的结构材料是钢材为代表的金属材料。 钢材之所以是主要的结构材料，是因为 它具有强度高，地 应力条件下变形小 ，高应力条件下具有良好的塑性和韧性，在极端荷载作用下不容易迅速断裂，比其他材料更能保证结构的安全，同时钢材具有良好的抗拉强度，可以保证结构的跨度更大，从而提升建筑结构的规模，同时钢材的生产能力和生产规模也比较大，来源容易保证。这是它在工程中作为主要建筑结构材料的重要原因。四、何谓水泥的体积安定性？水泥的体积安定性不良的原因是什么？安定性不良的水泥应如何处理？(20 分)答：水泥 浆体 硬化后体积变 化的 均匀性称为水 泥的体积安 定性。 即水泥硬化浆体能保持一定形状，不开裂，不变形，不溃散的性质。导致水泥安定性不良的主要原因是：（1）由于熟料中含有的的游离氧化钙、游离氧化镁过多；（2）掺入石膏过多；其中游 离氧化 钙是一种最为 常见 ，影响也是最严重的因 素。熟料中 所 含游离氧化钙或氧化镁都是过烧的，结构致密，水化很慢。加之被熟料中其它成分所包裹，使得其在水泥已经硬化后才进行熟化，生成六方板状的 Ca（OH）2 晶体，这时体积膨胀９７％以上，从而导致不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。当石膏 掺量过 多时，在水泥 硬化 后，残 余石膏 与水化铝酸钙 继续 反应生成钙矾石，体积增大约 1.5 倍，也导致水泥石开裂。体积安 定性不 良的水泥，会 发生 膨胀性裂纹使 水泥制品或 混凝土开裂 、造成结构破坏。因此体积安定性不良的水泥，应判为废品，不得在工程中使用。五、影响普通混凝土和易性的因素有哪些？（20 分）答：和易 性是指混凝土 拌合 物具有的便 于施工 操作，并且 可以形成成型密 实结构均匀的混凝土的性质。和易性由三个性质组成，分别是流动性、粘聚性、保水性。流动性是主要性质，但要兼顾保水性和粘聚性；下面以流动性为例介绍影响其和易性的主要因素。和易性的 影响因素也 包括内 外因，内因包括其 组成与结构对 于拌 合物来讲，组成是最重要的影响因素。水泥浆 。水泥 浆的多少，水 泥浆 的稀稠 不同流 动性不同；在 这个影响因素 中起关键作用的其实是水的多少，单位体积用水量越大，混凝土的和易性越高，单位用水量是影响混凝土和易性最重要的原因。粗骨料的种类，卵 石混凝土 由于 粗骨料表面比 较光 滑，搅拌较容易，流动性高，而碎石混凝土的流动性就比较差。骨料的级配 良好时，各种 颗粒搭配 适当，相互 之间摩擦力较小，和易性较好 。级配不良的骨料，和易性较差。砂率： 砂率会显著 的影响混凝土 拌合物 的和易性。砂率过 高和过低都会由于造成骨料堆积表面积过大或者间隙率高导致流动性降低，应该选择一个流动性最高的砂率，即合理砂率。外加剂 ：减 水剂可以有效 的提高混凝土 的流 动性，是否添 加会 导致和易 性的显著变化。时间越 长，流动性越低，这种经时损失 随着 温度的升高会 更加剧烈。这 些都是影响混凝土和易性的因素。- 2 -