河海大学文天学院建筑工程材料复习资料解析.docx

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河海大学文天学院建筑工程材料复习资料解析

文天学院建筑材料复习资料

一课后习题

1、试分析材料的孔隙率和孔隙特征对材料的强度、吸水性、抗渗性、抗冻性的影响。

（P22）

答：

对表观密度的影响：

材料孔隙率大，在相同体积下，它的表观密度就小。

而且材料的孔隙在自然状态下可能含水，随着含水量的不同，材料的质量和体积均会发生变化，则表观密度会发生变化。

　　对强度的影响：

孔隙减小了材料承受荷载的有效面积，降低了材料的强度，且应力在孔隙处的分布会发生变化，如：

孔隙处的应力集中。

　　对吸水性的影响：

开口大孔，水容易进入但是难以充满;封闭分散的孔隙，水无法进入。

当孔隙率大，且孔隙多为开口、细小、连通时，材料吸水多。

　　对抗渗性的影响：

材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并连通开口时，材料具有较高的渗透性;如果孔隙率小，孔隙封闭不连通，则材料不易被水渗透。

　　对抗冻性的影响：

连通的孔隙多，孔隙容易被水充满时，抗冻性差。

　　对导热性的影响：

如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多，则导热系数就小，导热性差，保温隔热性能就好。

如果材料内孔隙较大，其内空气会发生对流，则导热系数就大，导热性好。

2、某工地所用碎石，其密度为2.65克/立方厘米,松散堆积密度为1680千克/立方米，表观密度为2.61克/立方厘米。

求该碎石的空隙率和岩石的孔隙率。

（设该碎石颗粒中的孔隙均为闭口空隙。

）（P22）

3.什么是水泥安定性？

体积安定性不良原因及危害有哪些？

（P58）

水泥体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。

如果水泥硬化后产生不均匀的体积变化，即为体积安定性不良，安定性不良会使水泥制品或混凝土构件产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引起严重事故。

引起水泥安定性不良的原因有很多，主要有以下三种：

熟料中所含的游离氧化钙过多、熟料中所含的游离氧化镁过多或掺入的石膏过多。

熟料中所含的游离氧化钙或氧化镁都是过烧的，熟化很慢，在水泥硬化后才进行熟化，这是一个体积膨胀的化学反应，会引起不均匀的体积变化，使水泥石开裂。

当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，它还会继续与固态的水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙，体积约增大1.5倍，也会引起水泥石开裂。

4 在下列的混凝土工程中应分别选用哪种水泥，并说明理由 （P59）

A. 紧急抢修的工程或军事工程 B. 高炉基础 C. 大体积混凝土坝和大型设备基础 D. 水下混凝土工程 E. 海港工程 F. 蒸汽养护的混凝土预制构件 G. 现浇混凝土构件 H. 高强混凝土 I. 混凝土地面和路面 J. 冬季施工的混凝土 K. 与流水接触的混凝土 L. 水位变化区的混凝土 M. 耐热接触的混凝土 N. 有高渗要求的混凝土 

答：

根据教材中所述各种水泥的性质及其应用范围，以上各项混凝土工程中，应分别选用的水泥为：

A． 选用高铝潺潺经，快硬水泥。

应该两种漂泊异乡硬化快，早强高，3d龄期的强度即等于同等级其他水泥28d龄期的强度。

 B． 选用矿渣硅酸盐水泥、高铝水泥。

因该两种水泥的耐热性都很好。

 C． 选用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、水工硅酸盐水泥中的低热矿渣水泥、中热硅酸盐水泥张低热徽膨胀水泥经，因这些水泥水华时放热量都很小。

D． 选用矿渣水泥、火山灰水泥经、低热矿渣水泥、中热硅酸盐水泥张低热徽膨胀水泥，因这些水泥分别具有抗渗性好、水化热低、性能稳定等特点。

E． 最好选用高铝水泥张抗硫酸盐水呢，也可选用矿渣水泥经、复合水泥，因这些水泥的抗硫酸盐侵蚀性好。

 F． 选用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和砌筑水泥，因这些水泥的蒸气养护效果好，蒸养有利于这些水泥的二次水化反应。

G． 选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，因这些水泥的凝结硬化快、强度高。

H． 选用硅酸盐水泥、高铝水泥、快硬硅酸盐水泥，因这些水泥硬化快、强度都很高。

I． 选用硅酸盐水泥、道路硅酸盐水泥，因这些水泥的强度高，特别是抗折强度高，很适合道路工程的要求。

 J． 选用硅酸盐水泥、高铝水泥、快硬硅酸盐水泥，因这些水泥水化快，水化热多，硬化快，有利于四委施工。

 K． 选用矿渣水泥、火山灰水泥，粉煤灰水泥，因这些水泥水化后所含的Ca（OH）2成分少，抗软水侵蚀能力强。

 L． 选用强度等级大于42.5的普通硅酸盐水泥，因该水泥水化后的Ca（OH）2成分相对比硅酸盐水泥少，强度又要求在42.5以上，能适应工程的要求。

 M． 选用矿渣水泥、高铝水泥，因这两种水泥的耐热性能都很好。

 N． 选用火山灰水泥，因这种水泥的抗掺性特好

5混凝土拌和物的和易性如何度量和表示？

当拌和物和易性不满足要求时，如何调整？

（P135）

答：

1. 混凝土拌合物的和易性和用流动性、粘聚性和保水性三个方面来表示；其量度分别用：

 混凝土拌合物的流动性用坍落度（或工作度）来定量评定； 

（2） 混凝土拌合物的粘聚性用粘聚性的良好或不良好来定性评定； （3） 混凝土拌和物的保水性用水泥稀浆流出的多、中、少来定性评定。

2.如何调整：

（1） 当混凝土拌和物的坍落度小于设计要求时，（一般其聚性和保水性均较好，）此时应保持水灰比不变，适当增加水泥和水的用量（或加入混凝土外加剂）。

一般每增加10mm坍落度，约需增加水泥浆用量1％～2％（教材P105）。

（2）当拌和物坍落度大于设计要求时：

① 若其粘聚性及保水性良好，可保持砂率不变，适当增加砂、石量； 

② 若其粘聚性及保水性不好时，可适当提高砂率，即增加砂用量，不增加石用量。

6. 干砂500g,其筛分结果见表1，试判断该砂的其级配是否合格？

属何种砂？

计算该砂的细度模数。

（P135）

解：

  F.M =〔（A2 +A3 +A4+A5 +A6）-5A1〕÷（100 -A1）  

= 〔（15.0＋35.0＋60.0＋80.0＋95.0）-5×5〕÷（100 -5.0） = 260÷95  =  2.736 ≈ 2.7 

答：

该砂的级配符合Ⅱ区，属中砂2.3～3.0范围，其细度模数为2.7。

7.用32.5级普通硅酸盐水泥配制卵石混凝土，制作边长100mm的立方体试件三块，标准养护7d，测得抗压破坏荷载分别为240KN、235KN和240KN。

试求：

（1）该混凝土28d的标准立方体试件抗压强度。

（2）该混凝土的水灰比大约是多少？

（P136）

解

（1）：

a100mm的立方体试件的抗压强度分别为：

24.0MPa、23.5MPa和24.0MPa。

b误差判断：

其最大值及最小值均在中值的±15％范围内，所以100mm的立方体试件7d的抗压强度平均值为：

（24.0+23.5+24.0）÷3=23.8MPa；

c尺寸换算：

换算成150mm立方体标准试件的尺寸换算系数为0.95：

d龄期换算：

换算成标准龄期28d的龄期换算系数为：

lg28/lg7=1.71；

e该混凝土28d的标准立方体试件的抗压强度为：

23.8×0.95×1.71=38.7MPa

答1：

该混凝土28d的标准立方体试件抗压强度为：

38.7MPa。

解

（2）：

∵fcu,o=Afce（C/W-B）

∴38.7=0.48×32.5（C/W–0.33）

C/W=2.81W/C=0.36

答2：

该混凝土的水灰比大约是0.36.

8实验室试拌混凝土（以气干状态砂、石为准），经调整后各种材料用量为：

P.O32.5水泥4.5㎏、水2.7㎏、砂9.9㎏、碎石18.9㎏，测得拌和物的表观密度为2380㎏/m3。

试求：

（1）每立方米混凝土的各种材料用量。

（2）当施工现场砂子的含水率为3.5％，石子的含水率为1％时，求施工配合比。

（3）如果将实验室配合比直接用于现场，则现场混凝土的实际配合比将如何变化？

对混凝土的强度将产生多大的影响？

（P136）

答1:

每立方米混凝土的各种材料用量分别为：

（1）水泥C=4.5×2380/（4.5+2.7+9.9+18.9）=4.5×2380/36=4.5×66.1=297（㎏/m3）

（2）砂子S=9.9×66.1=654（㎏/m3）

（3）石子G=18.9×66.1=1249（㎏/m3）

（4）水W=2.7×66.1=178（㎏/m3）

实验室配合比为：

C:

S：

G:

W=297：

654：

1249;178

=1；2.20：

4.21：

0.60

答2:

当施工现场砂子的含水率为3.5％，石子的含水率为1％时，各种组成材料用量为：

（1）水泥C，=C=297（㎏/m3）

（2）砂子S=654（1+0.035）=654+23=677（㎏/m3）

（3）石子G=1249×（1+0.01）=1249+12=1261（㎏/m3）

（4）水W=178-（23+12）=143（㎏/m3）

施工配合比为：

C:

S：

G:

W=297：

677：

1261;143

=1；2.28：

4.25：

0.48

答3：

（1）如果将实验室配合比直接用于现场，则现场混凝土的实际配合比将变化为施工配合比。

（2）对混凝土的强度将不产生影响。

9混凝土计算配合比为1：

2.13：

4.31，水灰比为0.58，在试拌调整时，增加了10％的水泥浆用量。

试求：

（1）该混凝土的基准配合比。

（2）若基准配合比混凝土的水泥用量为320㎏/m3，求每立方米混凝土中其它材料的用量。

（P136）

答1：

该混凝土的基准配合比为：

1：

2.13/1.1：

4.31/1.1=1：

1.94：

3.92，水灰比仍为0.58。

答2：

若基准配合比混凝土的水泥用量为320㎏/m3，每立方米混凝土中其它材料的用量为：

（1）水泥C，=320（㎏/m3）

（2）砂子S=320×1.94=621（㎏/m3）

（3）石子G=320×3.92=1254（㎏/m3）

（4）水W=320×0.58=186（㎏/m3）

10某工地要配制M10、稠度70mm～90mm的砌砖用水泥石灰混合砂浆，采用含水率为2%的中砂，松散堆积表观密度为1500kg/m3，42.5级普通水泥，石灰膏稠度120mm，施工水平一般，求该砂浆的配合比。

（P147）

答：

（1）根据表6-3选取水泥用量QC=260kg/m3

（2）砂子用量QS=1450*（1+3.5%）=1501kg/m3

（3）用水量Qw=290kg/m3

砂浆试配时各材料的用量比例：

水泥：

砂=260:

1501=1:

5.77。

按前述方法进行配合比试配、调整与确定，即得到适宜的配合比。

11划分与确定石油沥青牌号的依据是什么？

牌号大小与主要性质间关系有何规律？

（p201）

答：

石油沥青按针入度指标来划分牌号，牌号数字约为针入度的平均值。

常用的建筑石油沥青和道路石油沥青的牌号与主要性质之间的关系是：

牌号愈高，其粘性愈小（针入度越大），塑性愈大（即延度越大），温度稳定性愈低（即软化点愈低）。

12钢材质量等级分几级?

哪级质量好?

（p201）

1.

（1） 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）   

（2） 优质钢（P、S均≤0.035%） （3） 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%） 

2.

（1） 碳素钢：

a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（0.25≤C≤0.60%）；c.高碳钢（C≥0.60%）。

（2）合金钢：

a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。

   （3）灼烧可使钢中的碳变为二氧化碳挥发掉，灼烧后钢样品质量会减轻。

但灼烧后质量会增多，原因：

钢中的铁与氧结合生成四氧化三铁，且含炭少于铁

13解释下列钢号含义（p201）

Q235-Bb表示屈服点为235MPa的质量为B级的半镇静钢。