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：建筑工程技术、工程造价 课程名称【编号】： 土木工程材料 【0732】 A 卷大作业 满分：100 分 一、请结合工程实践的需要，说明材料应该满足那些技术性质要求，并简要阐述其理由。（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。二、解释屈服点（σs）、抗拉强度（σb）和伸长率（δ）并说明它们为什么是建筑用钢材的重要技术性能指标。（必答。20 分）答：屈服点（σs）是结构设计时取值的依据，表示钢材在正常工作承受的应力不超过σs；屈服点与抗拉强度的比值（σs/σb）称为屈强比。它反应钢材的利用率和使用中安全可靠程度；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，可以使缺陷处超过σs，随着发生塑性变形使应力重分布，而避免钢材提早破坏。同时，常温下将钢材加工成一定形状，也要求钢材要具有一定塑性。但伸长率不能过大，否则会使钢材在使用中超过允许的变形值。三、请分析说明硅酸盐水泥与掺混合材料的水泥在技术性质及应用上各自有何特点。（必答。20 分）现阶段我国土木工程中通用水泥品种一共主要有六种：硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥 (普通水泥）、矿渣硅酸盐水泥(矿渣水泥） 、火山灰硅酸盐水泥 （火山灰水泥 )、粉煤灰硅酸盐水泥 (粉煤灰水泥 )复合硅酸盐水泥 (复合水泥）硅酸盐水泥主要由硅酸盐水泥熟料、石膏、以及不超过 5%的混合材料磨细制成；普通水泥添加的混合材料超过 5%但不超过 20%。这两种水泥中混合材料的添加量不高，主要成分是硅酸盐水泥熟料，由于熟料含量多，一般水化速度较快，水化产物较多，早期强度高，水泥石强度较大，结构较致密，但水化热放热速度较快，热量聚集较多，同时生成产物中含有大量的氢氧化钙，容易导致水泥石的腐蚀。因此这两种水泥通常用于强度要求高，凝结硬化快，结构致密的混凝土工程之中，但不适宜于水下，以及腐蚀性环境中，由于二者之间仅在混合材料的数量上有较小的差别，因而这两种材料的用途差异并不大，工程中通常用普通水泥代替硅酸盐水泥。矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥、复合水泥，在熟料和石膏的基础上添加 20%以上，甚至超过水泥质量 50%以上的活性混合材料，这些水泥中，由于混合材料较多，对水泥的技术性质产生了较大的影响，统称为掺混合材料的硅酸盐水泥 ，由于参加的矿渣、粉煤灰、火山灰等材料同时具有火山灰性，使得水泥的水化过程存在明显的二次水化，而由于熟料矿物含量的降低，这些水泥在强度、凝结硬化速度，致密性上要低于硅酸盐水泥和普通水泥，二次水化消耗掉较多的氢氧化钙，使得这些水泥的耐腐蚀性要强于硅酸盐水泥与普通水泥，加上水化时间变长，水化热放热速度降低。因此这些水泥通常用在对耐腐蚀性有要求的环境中或者水下结构，同时也广泛应用于大体积混凝土之中。由于添加活性成分的差异，这些水泥的性质还有差异：矿渣水泥耐热性较好，但抗干裂性较差；火山灰水泥致密性高、抗渗性好，但容易干缩，抗硫酸盐腐蚀能力较差；粉煤灰水泥抗干缩能力较好，但致密性、抗渗性较差。复合水泥与其添加的成分有关。用途根据各自的特性又有一定的差异。四、简述混凝土材料耐久性的影响因素和提高耐久性的措施？（必答。20 分）- 1 - 　　混凝土的耐久性要求主要应根据工程特点、环境条件而定。工程上主要应从材料的质量、配合比设计、施工质量控制等多方面采取措施给以保证。具体的有以下几点。　　（1）选择合适品种的水泥。　　（2）控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。　　（3）选用质量良好的骨料，并注意颗粒级配的改善。　　（4）掺加外加剂。　　（5）严格控制混凝土施工质量，保证混凝土的均匀、密实。五、某烧结普通砖，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 。请结合普通砖的基本尺寸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。（必答，写出计算步骤，计算正确。（20 分）解：ρo=m1/Vo=2487/1462.8=1.7g/cm3 P=V孔/Vo×100%=37% V孔/1462.8×100%=37% 故 V孔=541.236cm3， V=Vo-V孔=1462.8-541.236=921.6cm3 ρ=m1/V=2487/921.6=2.7g/cm3W=(m2-m1)/m1×100%=(2984-2487)/2487×100%=20%PK=(m2-m1)/Vo×1/ρW×100%=(2984-2487)/1462.8×1×100%=34%PB=P-PK=37%-34%=3%- 2 -