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土木工程材料考點(diǎn)（工程管理專業(yè)）一、 教材基本信息土木工程材料（第二版） 主 編： 蘇達(dá)根出版日期：2008年1月 高等教育出版社二、 考點(diǎn)目錄1. 名詞解釋密度、表觀密度、堆積密度、親水性、憎水性、抗?jié)B性、抗凍性、彈性模量、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、氣硬性膠凝材料、水硬性膠凝材料、安定性（水泥）、堿集料反應(yīng)、和易性、徐變、纖維混凝土、聚合物混凝土、抹面砂漿、絕熱砂漿、瀝青的延性、乳化瀝青2. 問(wèn)答1) 土木工程材料的分類？2) 材料在使用的過(guò)程中，受到環(huán)境中哪些自然因素的破壞作用？3) 生產(chǎn)材料時(shí)，在組成一定的情況下，可采取什么措施來(lái)提高材料的強(qiáng)度和耐久性？4) 膠凝材料的分類？5) 石灰的性質(zhì)？6) 建筑石膏的性質(zhì)？7) 水玻璃的性質(zhì)？8) 水玻璃的應(yīng)用？9) 什么是水泥的“兩磨一燒” ？10) 礦物摻合料及礦物摻合料的分類？11) 水泥的礦物組成及簡(jiǎn)式？12) 水泥石的幾種主要侵蝕類型13) 水泥是腐蝕的預(yù)防？14) 某住宅工程工期較短，現(xiàn)有強(qiáng)度與等級(jí)同為42.5級(jí)的硅酸鹽水泥和礦渣水泥可選用。從有利于完成工期的角度看，選用哪種水泥更有利？15) 混凝土的優(yōu)缺點(diǎn)？16) 集料的技術(shù)性質(zhì)對(duì)混凝土性能的影響？17) 混凝土外加劑按其主要功能的分類？并試舉兩例。18) 試舉例說(shuō)明三種常用的減水劑？19) 引氣劑在混凝土中具有的特性？20) 影響混凝土拌合物的和易性的主要因素？21) 和易性的調(diào)整與改善？22) 影響混凝土強(qiáng)度的因素？23) 影響混凝土干縮的原因？24) 影響混凝土徐變的因素？25) 混凝土耐久性能包括哪些方面？26) 影響混凝土抗?jié)B性的因素？27) 提高混凝土耐久性的措施？28) 高性能混凝土的共識(shí)？29) 抹面砂漿的特點(diǎn)？30) 粉煤灰的作用機(jī)理？31) 減少水泥石中氫氧化鈣的含量對(duì)水泥石的影響？3、 計(jì)算1a）、混凝土配合比的計(jì)算：某混凝土的實(shí)驗(yàn)室配合比水泥砂石=12.14.0;W/C=0.60,混凝土的體積密度為2410Kg/m3求：1m3混凝土各材料用量？1b）、某工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25，施工要求坍落度為50-70mm。不受雨雪等作用。施工單位的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為4.0Mpa。所用材料：42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，實(shí)測(cè)其48Mpa。c=3150kg/m3;中砂Sand1. 沙U2. 沙地;沙灘;沙洲P3. (沙漏中等的)沙粒P，復(fù)合級(jí)配要求，os=2600kg/m3;碎石Gravel1. 砂礫,碎石2. 【礦】砂礫層3. 【醫(yī)】尿砂，粒徑5-40mm，og=2650kg/m3；自來(lái)水。請(qǐng)進(jìn)行混凝土配合比計(jì)算。2）、瀝青摻合，各型號(hào)瀝青的需求量的計(jì)算：某工程需用軟化點(diǎn)為85C的石油瀝青，現(xiàn)有10號(hào)及60號(hào)石油瀝青，其軟化點(diǎn)分別為95C和45C。試估算如何摻配才能滿足工程需要？ 三、 參考答案密度：指材料在絕對(duì)密實(shí)的狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。表觀密度：俗稱容重或視密度，指單位體積（含材料實(shí)體及閉口孔隙體積）材料的干質(zhì)量。堆積密度 ：俗稱松散密度，指粉狀或粒狀材料，在堆積狀態(tài)下，單位體積（含物質(zhì)顆粒固體及其閉口、開(kāi)口空隙體積及顆粒間空隙體積）的質(zhì)量。有干堆積密度及濕堆積密度之分。親水性：當(dāng)潤(rùn)濕角 90時(shí)，水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與材料分子之間的相互吸引力，具有這種性質(zhì)的材料稱為親水性材料。憎水性：當(dāng)潤(rùn)濕角 90時(shí)，水分子之間的內(nèi)聚力小于水分子與材料分子之間的相互吸引力，具有這種性質(zhì)的材料稱為親水性材料?？?jié)B性：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)?？箖鲂裕褐覆牧显谖柡蜖顟B(tài)下，能經(jīng)受多次凍結(jié)和融化作用（即凍融循環(huán)）而不破壞、強(qiáng)度又不顯著降低的性質(zhì)。彈性模量：鋼材（混凝土）受力初期，在彈性階段，應(yīng)力與應(yīng)變成比例地增長(zhǎng)，應(yīng)力與應(yīng)變之比的常數(shù)，稱為彈性模量。屈服強(qiáng)度：材料開(kāi)始產(chǎn)生宏觀塑性變形時(shí)的應(yīng)力。例如，低碳鋼拉伸時(shí)，在屈服階段的下屈服點(diǎn)?？估瓘?qiáng)度：鋼材（混凝土）受拉所承受的最大拉應(yīng)力。氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持和發(fā)展其強(qiáng)度的膠凝材料。水硬性膠凝材料：既能在空氣中，又能更好地在水中硬化，保持并繼續(xù)發(fā)展其強(qiáng)度。安定性（水泥）：指水泥在凝結(jié)硬化過(guò)程中體積變化的均勻性。堿集料反應(yīng)：指水泥、外加劑等混凝土構(gòu)成物及環(huán)境中的堿與集料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生并導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂破壞的膨脹反應(yīng)。和易性：指混凝土拌合物易于施工操作（如攪拌、運(yùn)輸、澆灌、搗實(shí)）并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的混凝土的性能。徐變：混凝土在長(zhǎng)期恒定荷載作用下，沿著作用力方向，隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加的變形。纖維混凝土：是以混凝土為基體，外摻各種纖維材料而成。聚合物混凝土：是由有機(jī)聚合物、無(wú)機(jī)膠凝材料和集料結(jié)合而成的一種新型混凝土。抹面砂漿：指涂抹在基底材料的表面，兼有保護(hù)基底和增加美觀作用的砂漿。絕熱砂漿：采用水泥、石灰、石膏等膠凝材料與膨脹珍珠巖、膨脹蛭（zh）石或陶粒砂等輕質(zhì)多孔集料，按一定比例配制的砂漿稱為絕熱砂漿。延性（瀝青）：是當(dāng)其受到外力作用是，所能承受的塑性變形的總能力，通常用延度作為條件延性指標(biāo)來(lái)表征。乳化瀝青：石油瀝青與水在乳化劑、穩(wěn)定劑等的作用下，經(jīng)乳化加工制得的均勻?yàn)r青產(chǎn)品。 1）、土木工程材料的分類？答：按化學(xué)組成分：無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料、復(fù)合材料；按使用功能分：承重結(jié)構(gòu)材料、非承重結(jié)構(gòu)材料、功能材料。2）、材料在使用的過(guò)程中，受到環(huán)境中哪些自然因素的破壞作用？答：1物理作用。包括環(huán)境溫度濕度的交替變化，即冷熱、干濕、凍融等循環(huán)作用。材料在經(jīng)受這些作用后，將發(fā)生膨脹、收縮，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。長(zhǎng)期的反復(fù)作用，將使材料漸遭破壞。2化學(xué)作用。包括大氣和環(huán)境水中的酸、堿鹽等溶液或其他有害物質(zhì)對(duì)材料的侵蝕作用，以及日光等對(duì)材料的作用，使材料產(chǎn)生本質(zhì)的變化而破壞。3機(jī)械作用。包括荷載的持續(xù)作用或交變作用引起材料的疲勞、沖擊、磨損等破壞。4生物作用。包括菌類、昆蟲等的侵害作用，導(dǎo)致材料發(fā)生腐朽、蛀蝕等破壞。3）、生產(chǎn)材料時(shí)，在組成一定的情況下，可采取什么措施來(lái)提高材料的強(qiáng)度和耐久性？答：1.降低材料內(nèi)部的孔隙率，特別是開(kāi)口孔隙率。2.降低材料內(nèi)部裂紋的數(shù)量和長(zhǎng)度；使材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)均質(zhì)化。對(duì)多相復(fù)合材料應(yīng)增加相界面間的粘結(jié)力。如對(duì)混凝土材料，應(yīng)增加砂、石與水泥石間的粘結(jié)力。4）、膠凝材料的分類?答：無(wú)機(jī)膠凝材料，如：瀝青、各種樹(shù)脂。有機(jī)膠凝材料，又分為，氣硬性膠凝材料，如：石灰、石膏、水玻璃； 水硬性膠凝材料，如：各種水泥。5）、石灰的性質(zhì)？答： 6）、建筑石膏的性質(zhì)？答：7）、水玻璃的性質(zhì)？答： 8）、水玻璃的應(yīng)用？答： 混合材料 9）、什么是水泥的“兩磨一燒”？ 粉 磨約1450C煅 燒粉磨 石 膏I型硅酸鹽水泥可不加摻合料答：生料熟料通用硅酸鹽水泥 10）、礦物摻合料及礦物摻合料的分類？答：定義：生產(chǎn)水泥時(shí)，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度與等級(jí)，而加到水泥中去得人工的和天然的礦物材料，稱為礦物摻合料。分類： 11）、水泥的礦物組成及簡(jiǎn)式？ 答：12）、水泥石的幾種主要侵蝕類型軟水侵蝕（溶出性侵蝕）：不含或僅含少量重碳酸鹽的水稱為軟水，當(dāng)水泥石長(zhǎng)期與軟水相接觸時(shí)，水化產(chǎn)物將按其穩(wěn)定存在所必需的平衡氫氧化鈣濃度的大小，依次逐漸溶解或分解，從而造成水泥石的破壞，這就是溶出性侵蝕。在各種水化產(chǎn)物中，氫氧化鈣首先溶出，這樣不僅增加了水泥石的孔隙率，使水更容易滲入，而且由于氫氧化鈣濃度降低，還會(huì)使水化產(chǎn)物依次發(fā)生分解，如高堿性的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等分解成為低堿性的水化產(chǎn)物，并最終變成硅酸凝膠、氫氧化鋁等無(wú)膠凝能力的物質(zhì)。在靜水及無(wú)壓力水的情況下，由于周圍的軟水易為溶出的氫氧化鈣所飽和，使溶出作用停止，所以對(duì)水泥石的影響不大；但在流水及壓力水的作用下，水化產(chǎn)物的溶出將會(huì)不斷地進(jìn)行下去，水泥石結(jié)構(gòu)的破壞將由表及里地不斷進(jìn)行下去。當(dāng)水泥石與硬水接觸時(shí)，水泥石中的氫氧化鈣與重碳酸鹽發(fā)生反應(yīng)，生成的幾乎不溶于水的碳酸鈣積聚在水泥石的孔隙內(nèi)，形成致密的保護(hù)層，可阻止水化產(chǎn)物的溶出。碳酸侵蝕：在某些工業(yè)污水和地下水中常溶解有二氧化碳，這種水分對(duì)水泥石的侵蝕作用稱為碳酸侵蝕。首先水泥石中的氫氧化鈣與溶有CO2的水反應(yīng)生成不溶于水的碳酸鈣；接著碳酸鈣又再與碳酸水反應(yīng)生成易于水的碳酸氫鈣。當(dāng)水中含有較多的碳酸，反應(yīng)向右進(jìn)行，導(dǎo)致水泥石中的氫氧化鈣不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹艿腃a（HCO3）2而流失，進(jìn)一步導(dǎo)致其他水化產(chǎn)物的分解，使水泥石結(jié)構(gòu)遭到破壞。一般酸侵蝕：水泥的水化產(chǎn)物呈堿性，因此酸類對(duì)水泥石一般都會(huì)有不同程度的侵蝕作用，其中侵蝕作用最強(qiáng)的是無(wú)機(jī)酸中的鹽酸、氫氟酸、硝酸、硫酸及有機(jī)酸中的醋酸、蟻酸和乳酸等，它們與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)后的生成物，或者易溶于水，或者體積膨脹，都對(duì)水泥石結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用。13）、水泥石的腐蝕預(yù)防？答：根據(jù)侵蝕環(huán)境的特點(diǎn)，合理選用水泥及熟料礦物組成； 提高水泥石的密實(shí)度，改善孔結(jié)構(gòu)； 加做保護(hù)層。14）、某住宅工程工期較短，現(xiàn)有強(qiáng)度與等級(jí)同為42.5級(jí)的硅酸鹽水泥和礦渣水泥可選用。從有利于完成工期的角度看，選用哪種水泥更有利？答：相同強(qiáng)度等級(jí)的硅酸鹽水泥與礦渣水泥28d強(qiáng)度指標(biāo)是相同的，但3d的強(qiáng)度指標(biāo)是不同的。礦渣水泥3d抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度低于同強(qiáng)度等級(jí)的硅酸鹽水泥，硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度高，若其他性能均可滿足需要，從縮短工期來(lái)看選用硅酸鹽水泥更為有利。15)、混凝土的優(yōu)缺點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)16）、集料的技術(shù)性質(zhì)對(duì)混凝土性能的影響？答：集料的各項(xiàng)性能指標(biāo)將直接影響混凝土的施工性能和使用性能。集料的主要技術(shù)性質(zhì)包括：顆粒級(jí)配及粗細(xì)程度、顆粒形態(tài)和表面特征、強(qiáng)度、堅(jiān)固性、含泥量、你快含量、有害物質(zhì)及堿集料反應(yīng)。17）、混凝土外加劑按其主要功能的分類？答：改善混凝土拌合物流動(dòng)性能的外加劑。如：減水劑、引氣劑。調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間、硬化性能的外加劑。如：緩凝劑、早強(qiáng)劑。改善混凝土耐久性的外加劑。如：引氣劑、防水劑。改善混凝土其他性能的外加劑。如：阻銹劑。18）、試舉例說(shuō)明三種常用的減水劑？答：木質(zhì)素系減水劑；多環(huán)芳香族磺酸鹽系減水劑（奈系減水劑）；水溶性樹(shù)脂系減水劑；19）、引氣劑在混凝土中具有的特性？答：改善混凝土拌合物的和易性；提高混凝土的抗?jié)B性、抗凍性；降低混凝土強(qiáng)度；降低混凝土彈性模量；不能用于預(yù)應(yīng)力混凝土和蒸氣（或蒸壓）養(yǎng)護(hù)混凝土。20）、影響混凝土拌合物的和易性的主要因素？答：21）、和易性的調(diào)整與改善？答：當(dāng)混凝土流動(dòng)性小于設(shè)計(jì)要求時(shí)，為了保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性，不能單獨(dú)加水，必須保持水灰比不變，增加水泥漿用量。當(dāng)坍落度大于設(shè)計(jì)要求時(shí)，可在保持砂率不變的前提下，增加砂石用量，實(shí)際上減少水泥漿用量。選擇合理的漿骨比。改善集料級(jí)配，既可增加混凝土流動(dòng)性，也能改善粘聚性和保水性。摻減水劑或引氣劑，是改善混凝土和易性的有效措施。盡可能選用最優(yōu)砂率。22）、影響混凝土強(qiáng)度的因素。答：原材料因素生產(chǎn)工藝因素試驗(yàn)因素23）、影響混凝土干縮的原因？答：24）、影響混凝土徐變的因素？答：水灰比一定時(shí)，水泥用量越大，徐變?cè)酱蟆Ｋ冶仍叫?，徐變?cè)叫?。齡期長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)致密、強(qiáng)度高則徐變小。集料用量多，徐變小。應(yīng)力水平高，徐變?cè)酱蟆?5）、混凝土耐久性能包括哪些方面？答：抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性、碳化、堿集料反應(yīng)、混凝土中得鋼筋銹蝕等性能。26）、影響混凝土抗?jié)B性的因素？答： 27）、提高混凝土耐久性的措施？答：合理選擇水泥品種，使其與工程環(huán)境相適應(yīng)。選擇質(zhì)量良好、級(jí)配合理的集料和合理的砂率。采用較小水灰比和保證水泥用量。摻用合適的外加劑?；炷帘砻嫱扛蚕嚓P(guān)的保護(hù)材料。28）、高性能混凝土的共識(shí)？答：使用壽命較普通混凝土長(zhǎng)。具有較高的體積穩(wěn)定性。具有良好的施工性能。具有一定的強(qiáng)度和密實(shí)度。29）、抹面砂漿的特點(diǎn)？答：抹面層不承受荷載。抹面層與基底層要有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度，使其在施工中或長(zhǎng)期自重的環(huán)境作用下不脫落、不開(kāi)裂。抹面層多為薄層，并分層涂抹，面層要求平整、光潔、細(xì)致、美觀。多用于干燥環(huán)境，大面積暴露在空氣中。30）、粉煤灰的作用機(jī)理？答：粉煤灰的形態(tài)效應(yīng)。粉煤灰的主要礦物組成物是海綿狀玻璃體，鋁硅酸鹽玻璃微珠，這些球狀玻璃體表面光滑、粒度細(xì)、質(zhì)地致密，內(nèi)比表面積小，不僅是水泥漿需水量小，而且它們往往填充水泥漿體空隙中，使混凝土密實(shí)性大大提高，或者在相同用水量的情況下，可增大流動(dòng)性，改善和易性和可泵（bng）性。粉煤灰的微集粒效應(yīng)。粉煤灰中得微細(xì)顆粒均勻分布在水泥顆粒之中，阻止了水泥顆粒的相互粘聚。而處于分散狀態(tài)有利于水化反應(yīng)的進(jìn)行，同時(shí)減少了用水量，硬化后混凝土孔隙率降低，使密實(shí)度得以提高。粉煤灰的活性效應(yīng)。也稱火山灰效應(yīng)，粉煤灰中的活性成分SiO2 和Al2O3與水泥和實(shí)惠的水化產(chǎn)物在水溶液中發(fā)生反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，繼而與石膏反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣。31）、減少水泥石中氫氧化鈣的含量對(duì)水泥石的影響？答：分析：a、水化時(shí)液相中的Ca(OH)2是水泥石在凝膠中的堿性物質(zhì)，對(duì)水泥石有利。b、但有些水泥水化后的Ca(OH)2與空氣中的CO2反應(yīng)，生成白色像霜的CaCO3附在水泥石表面，影響混凝土耐蝕性和美觀。c、 再有水泥熟料中死燒狀態(tài)的游離 CaO 水化速度很慢，在硬化的水泥石中繼續(xù)生成Ca(OH)2晶體，體積增大，產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，破壞水泥石，這就是造成所謂的安定性不良。 結(jié)論：可增強(qiáng)混凝土的耐蝕性，改善混凝土的安定性。 1a）、混凝土配合比的計(jì)算：某混凝土的實(shí)驗(yàn)室配合比水泥砂石=12.14.0;W/C=0.60,混凝土的體積密度為2410Kg/m3求：1m3混凝土各材料用量？解：設(shè)1m3混凝土水用量、水泥用量、砂用量、石用量、混凝土量分別為Mw、Mc、Mg、Ms,依題意可得：由方程1、2可得：Mw=0.6Mc Mg=2.1Mc Ms=4Mc 代入方程3可得：Mc=313Kg代入方程1、2可得：Mw=188Kg Mg=657Kg Ms=1252Kg1b）、某工程現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25，施工要求坍落度為50-70mm。不受雨雪等作用。施工單位的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為4.0Mpa。所用材料：42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，實(shí)測(cè)其48Mpa。c=3150kg/m3;中砂Sand1. 沙U2. 沙地;沙灘;沙洲P3. (沙漏中等的)沙粒P，復(fù)合級(jí)配要求，os=2600kg/m3;碎石Gravel1. 砂礫,碎石2. 【礦】砂礫層3. 【醫(yī)】尿砂，粒徑5-40mm，og=2650kg/m3；自來(lái)水。請(qǐng)進(jìn)行混凝土配合比計(jì)算。解：設(shè)1m3混