《土木工程材料》第 3 次1.[主观题]何为水泥的体积安定性？水泥体积安定性不良的后果是什么？答案:水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性为水泥的安定性。水泥安定性 不良会使水泥构件、混凝土结构产生膨胀性裂缝引起严重的工程事故。2.[主观题]什么是钢材的屈强比？屈强比大小对钢材的使用性能有何影响？答案:1）钢材的屈强比：钢材的屈服强度 σs 与极限抗拉强度 σb 之比为屈强比 σs/σb。 2）其大小对使用性能的影响：屈强比越小，反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大，因而结构安全性高 ；但屈强比太小，钢材不能被有效利用，造成浪费。屈强比过高，钢筋受力时超过屈服应力后就快速达到极限强度，结构偏于不安全。3.[主观题]普通混凝土的基本组成材料有哪些？各自在混凝土中起什么作用？答案:4.[主观题]新拌砂浆和易性的含义是什么？影响砂浆和易性的因素有哪些？答案:5.[主观题]何谓钢材的冷加工强化和时效处理？答案:6.[主观题]影响材料导热系数的主要因素有哪些？答案:影响材料导热系数的主要因素有材料的物质构成、微观结构、孔隙构造、温度、湿度和热流方向。 物质构成：金属材料导热系数大，无机非金属材料次之，有机材料导热系数最小。 微观结构：化学组成相同的材料，晶体结构的材料的导热系数最大，微晶结构次之，玻璃体结构最小。 孔隙构造：孔隙率小的材料其导热系数较大；在孔隙率相同时，具有细小孔隙或封闭孔隙的材料，导热系数较小。 湿度：因为固体导热最好，液体次之，气体最差，因此，材料受潮会使导热系数增大，若水结冰，由于冰的导热系数比水大，材料导热系数会进一步增大，为了保证保温隔热效果，绝热材料要特别注意防潮。 温度：材料的导热系数随温度升高而增大，因此，绝热材料在低温下使用效果更佳。 热流方向：对于木材等纤维状材料，热流方向与纤维排列方向垂直时材料的导热系数要小于 平行时的导热系数。7.[主观题]测试混凝土试件抗压强度时，在下述情况下，抗压强度测试值将如何变化？为什么？（1）试件尺寸加大；（2）试件高宽比加大；（3）试件受压表面加润滑剂；（4）试件位置偏离支座中心；（5）加荷速度加快。答案:（1）试件尺寸加大，试验值将偏小；当试件尺寸加大时环箍效应的相对影响较小，此外随着试件尺寸的增大试件内存在裂缝、孔隙和局部软弱等缺陷的几率也增大这些缺陷将减小受力面积和引起应力集中因而强度降低。 （2）试件高宽比加大，试验值将偏小；因为环箍效应的约束作用是有条件的，通常在离试件两端约/2 a（a 为试件横向尺寸）范围之外就消失了，因而试件受压时中间区段已无环箍效应试件出现直裂破坏，强度偏低。 （3）试件受压表面加润滑剂，试验值将偏小；环箍效应大大减小试件将出现直裂破坏测的强度要降低。 （4）试件位置偏离支座中心，试验值将偏小；在受压时易失稳产生较大附加偏心使测的强度降低。 （ 5）加荷速度加快，试验值将偏大。当加荷速度快时，由于变形速度落后于荷载增长的速度，加载速度和快时，裂缝来不及扩展，故测得的强度值偏高。8.[主观题]什么是混凝土碳化？碳化对混凝土性能和钢筋性能有哪些影响？答案:混凝土的碳化作用是空气中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙在有水存在的条件下(或适宜的湿度)发生化学作用，生成碳酸钙和水。碳化过程是二氧化碳由表及里向混凝土内部逐渐扩散的过程。碳化对混凝土最主要的影响是使混凝土的碱度降低，减弱了对钢筋的保护作用，可能导致钢筋锈蚀。碳化还会引起混凝土收缩(碳化收缩)，容易使混凝土的表面产生微细裂缝。9.[主观题]石油沥青的主要技术性质是什么？各用什么指标表示？答案:沥青的主要技术性质是粘滞性(黏性或稠度)、塑性和温度敏感性，分别用针入度、延度和软化点这三大技术指标表示。10.[主观题]为什么欠火砖、螺旋纹砖和酥砖不能用于工程？请简述其原因。答案:因为欠火砖由于烧成温度过低，孔隙率大，故强度低，耐久性差；螺旋纹砖是因为生产中挤泥机挤出的泥条（砖坯）上存有螺旋纹，它在烧结时不易消除而使成品砖上形成螺旋状裂纹，导致受 力时易产生应力集中，使砖的强度降低，并且受冻后产生层层脱皮现象；酥砖是由于生产中砖坯淋雨、受潮、受冻，或在焙烧中受热不均（预热过急、冷却太快）等原因，致使成品砖产生大量程度不等的网状裂纹，严重降低砖的强度和抗冻性。所以欠火砖、螺旋纹砖和酥砖均不能用于工程。11.[主观题]简述钢材的锈蚀机理和锈蚀的防止方法。答案:根据钢材表面与周围介质的不同作用，锈蚀可分为以下两类： 1）化学锈蚀 钢材直接与周围介质发生化学反应而产生的锈蚀称为化学锈蚀。这种锈蚀多数是氧化作用，使钢材表面形成疏松的氧化物。在常温下，钢材表面形成一薄层钝化能力很弱的氧化保护膜 FeO，它疏松，易破裂，有害介质可进一步渗人而发生反应，造成锈蚀。在干燥环境下，锈蚀进展缓慢。但在温度或湿度较高的环境条件下，这种锈蚀进展加快。 2）电化学锈蚀 由于金属表面形成原电池而产生的锈蚀称为电化学锈蚀。钢材本身含有铁、碳等多种成分，由于这些成分的电极电位不同，形成许多微电池。在潮湿空气中，钢材表面将覆盖一层薄的水膜。在阳极区，铁被氧化成 Fe2 离子进入水膜，因为水中溶有来自空气的氧，故在阴极区氧将被还原成 OH—离子，两者结合成为不溶于水的 Fe(OH)2，并进一步氧化成为疏松而易剥落的红棕色铁锈 Fe(OH)3。 锈蚀的防止方法有 1）保护层。在钢材表面施加保护层，使其与周围介质隔离，从而防止锈蚀。保护层可分为两类：金属保护层和非金属保护层。金属保护层是用耐蚀性很强的金属，以电镀或喷镀的方法覆盖在钢材表面，如镀锌、镀锡、镀鉻等。非金属保护层是用有机或无机物质做保护层。常用的是在钢材表面涂刷各种防锈涂料。此法简单易行，但不耐久。此外，还可采用塑料保护层、沥青保护层及搪瓷保护层等。 2）制成合金钢。钢材的化学成分对耐锈蚀性有很大影响。如在钢加入合金元素钛、铜制成不锈钢，可以提高耐锈蚀的能力。3）混凝土配筋的防锈措施，主要是根据结构的性质和所处的环境条件来，考虑混凝土的质量要求，即限制水灰比和水泥用量，并加强施工管理，以保证混凝土的密实性，以及有足够的保护层厚度和限制氯盐外加剂的掺用量也可掺用防锈剂。12.[主观题]为什么水泥经过粉磨必须满足一定的细度要求？答案:水泥颗粒的粗细直接影响水泥的水化、凝结硬化、水化热、强度、干缩等性质。水泥颗粒越细总表面积越大，与水接触的面积也大，水化反应速度越快，水化热越大，早期强度较高。但水泥颗 粒过细时，会增加磨细的能耗和提高成本，且不宜久存。此外，水泥过细时，其硬化过程中还会产生较大的体积收缩。所以水泥粉磨必须具有一定的细度。13.[主观题]某公司要利用彩色砂浆装饰卫生间，现场已知有四种白色粉末材料：白色水泥、建筑石膏、生石灰粉和白色的石灰石粉。请回答以下问题： （1）哪种材料适合用来配制卫生间用的彩色砂浆？，为什么？ （2）现在由于材料保管不善，包装标签遗失，工人分不清材料种类，请帮助工人尽快区分清楚四种材料。答案:(1)白色水泥最适合。因白色水泥是水硬性胶凝材料，适合于卫生间等潮湿环境，建筑石膏和石灰是是气硬性胶凝材料，白色石灰石粉无胶凝性，都不合适。 (2)在四种材料中加适量水搅拌，加水后水化迅速，放出大量热量的是石灰；剩下几种材料中在几分钟内凝结硬化的是建筑石膏；至少 45分钟后才凝结硬化的是白色水泥，一直不凝结的是白色石灰石粉。14.[主观题]影响混凝土强度的主要因素有哪些？提高强度的主要措施有哪些？答案:15.[主观题]简述硅酸盐水泥发生强碱腐蚀的原因和危害。答案:16.[主观题]已知某混凝土的水灰比为 0.4，用水量为 180kg/m3，砂率为 33％，现场砂、石含水率分别为 3%和 1%，混凝土拌合物成型后实测其表观密度为 2400kg/m3，试求该混凝土现场施工配合比。（计算结果精确到 1kg）答案:水泥用量 180?0.4=450kg S G 450 180=2400 S?(S G) =33% 解出 S=583.9 kg G=1185.5kg 水的用量：180-583.9 0.03-1185.5 0.01=150.6′ ′ ，取值为 151kg 砂的用量：583.9 (1 0.03)=601.5′ ，取值为 601kg 石子的 用 量 ： 1185.5 (1 0.01)=1197.3′ ， 取 值 为 1197kg 施 工 配 合 比 为 ： 水 泥 ： 水 ： 砂 ： 石=450:151:601:1197=1:0.336:1.336:2.66017.[主观题].某混凝土配合比经过实验室调整以后每立方米各材料用量为：水泥 310 千克，水 178 千克，砂子 670 千克，碎石 1240 千克。若现场砂子含水率为 5%，石子含水率为 2%，求该混凝土的施工配合比。答案:水泥的质量 m 水=310kg 砂子的质量 m 砂=670×（1 5%）=703.5kg 碎石的质量 m 石=1240×（1 2% ） =1264.8kg 水 的 质 量 m 水 =178-670×5% － 1240×2%=119.7kg 配 合 比 水 泥 ： 砂 ： 碎 石 ： 水=310:703.5:1264.8:119.7=1:2.27:4.08:0.3918.[主观题]一部小型卡车运载卵石 3500kg 恰为一车（容积 2m3），今用排水法检验得卵石的表观密度为 2.63g/cm3，问在卡车中要用多少松散体积的砂方可填满卵石的空隙。答案:3500?2630=1.3312-1.331=0.669_m3需要 0.669_m3 的砂方可填满卵石的空隙。19.[主观题]一根钢筋直径为 16mm 试件，做拉伸试验，测得试验数据如下： 直 径/ mm 面 积/ mm2标距长 LO/ mm 拉断后长 L/ mm 屈服荷载/ kN 极限荷载/ kN 16 201 80 95 95.2 106.5 试求该钢筋的屈服应力 σs，抗拉强度 σb 和伸长率 δ。答案:σs=Fs/A=106.5×103/201=530MPa σb=Fb/A=95.2×103/201=475MPa ( 精确至 5MPa) δ=(L-L0)/L0=(95－80)/80×100%=19%(精确至 1%)20.[主观题]组成相同的甲、乙种两墙体材料，密度均为 2.7g/cm3。甲材料的干表观密度为 1400kg/m3，质量吸水率为 17%；乙材料吸水饱和后其表观密度为 1862kg/m3，体积吸水率为 46.2%。试求：（1）甲材料的孔隙率和体积吸水率；（2）乙材料的干表观密度和孔隙率；（3）甲、乙两材料哪种更适宜做外墙材料，说明依据。答案: