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工程材料習(xí)題解說3

第一章土木工程材料的基本性質(zhì)

1、試述材料成分、結(jié)陶和構(gòu)造對(duì)材料性質(zhì)的影響？

參考答案：材料的成分對(duì)性質(zhì)的影響：材料的組成及其相對(duì)含量的變化，不僅會(huì)影響材料的

化學(xué)性質(zhì)，還會(huì)影響材料的物理力學(xué)性質(zhì)。材料的成分不同，其物理力學(xué)性質(zhì)有明顯的

差異。值得注意的是，材料中某些成分的改變，可能會(huì)對(duì)某項(xiàng)性質(zhì)引起較大的改變，而

對(duì)其他性質(zhì)的影響不明顯。

材料的結(jié)構(gòu)對(duì)性質(zhì)的影響：材料的結(jié)構(gòu)是決定材料物理性能的重要因素?？煞譃槲⒂^結(jié)

構(gòu)和細(xì)觀結(jié)構(gòu)。材料在微觀結(jié)構(gòu)上的差異影響到材料的強(qiáng)度、硬度、熔點(diǎn)、變形、導(dǎo)熱

性等性質(zhì)，可以說材料的微觀結(jié)構(gòu)決定著材料的物理力學(xué)性能。

材料的構(gòu)造對(duì)性質(zhì)的影響：材料的構(gòu)造主要是指材料的孔隙和相同或不同材料間的搭

配。不同材料適當(dāng)搭配形成的莫?合材料，其綜合性能優(yōu)于各個(gè)單一材料。材料的內(nèi)部孔

隙會(huì)影響材料的強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、水滲透性、抗凍性等。

總之，材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造決定了材料的性質(zhì)。材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造的變化帶

來了材料世界的千變?nèi)f化。

2、試述材料密度、表現(xiàn)密度、孔隙率的定義、測(cè)定方法及相互關(guān)系。密度與視

密度的區(qū)別何在？

參考答案：密度夕：是指材料在密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。測(cè)定方法：將材料磨細(xì)成粒

徑小于0.25mm的粉末，再用排液法測(cè)得其密實(shí)體積。用此法得到的密度又稱“真密度”。

表觀密度夕。：是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。測(cè)定方法：對(duì)于外形規(guī)則的塊

體材料，測(cè)其外觀尺寸就可得到自然體積。對(duì)于外觀不規(guī)則的塊體材料，將其加工成規(guī)

則的塊體再測(cè)其外觀尺寸，或者采用蠟封排液法。

孔隙率P：材料中的孔隙體積與總體積的百分比。

/\

相互關(guān)系：P=1一2xlOO%

IP)

密度與視密度區(qū)別：某些散粒材料比較密實(shí)，其內(nèi)部?jī)H含少量微小、封閉的孔隙，從工

程使用角度來說，不需磨細(xì)也可用排液法測(cè)其近似的密實(shí)體積，這樣測(cè)得的密度稱為“視

密度

3、孔隙率及孔隙特點(diǎn)對(duì)材料的表觀密度、強(qiáng)度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性、導(dǎo)

熱性等性質(zhì)有何影響？

參考答案：對(duì)表觀密度的影響：材料孔隙率大，在相同體積下，它的表觀密度就小。而且材

料的孔隙在自然狀態(tài)下可能含水，隨著含水量的不同，材料的質(zhì)量

和體積均會(huì)發(fā)生變化，則表觀密度會(huì)發(fā)生變化。

對(duì)強(qiáng)度的影響：孔隙減小了材料承擔(dān)荷載的有效面積，降低了材料的強(qiáng)度，且應(yīng)力在孔

隙處妁分布會(huì)發(fā)生變化，如；孔隙處的應(yīng)力集中。

對(duì)吸水性的影響：開口大孔，水容易進(jìn)入但是難以充滿；封閉分散的孔隙，水無法進(jìn)入。

當(dāng)孔隙率大，且孔隙多為開口、細(xì)小、連通時(shí)，材料吸水多。

對(duì)抗?jié)B性的影響：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，尹連通開口時(shí)，材料具有較高的滲透

性；如果孔隙率小，孔隙封閉不連通，則材料不易被水滲透。

對(duì)抗凍性的影響：連通的孔隙多，孔隙容易被水充滿時(shí)，抗凍性差。

對(duì)導(dǎo)熱性的影響：如果材料內(nèi)微小、封閉、平均分右的孔隙多，則導(dǎo)熱系數(shù)就小，導(dǎo)熱

性差，保溫隔熱性能就好。如果材料內(nèi)孔隙較大，其內(nèi)空氣會(huì)發(fā)生對(duì)

流，則導(dǎo)熱系數(shù)就大，導(dǎo)熱性好。

4.材料的耐水性，吸水性，吸濕性，抗凍性，導(dǎo)熱性，熱容、抗?jié)B性的含義是

什么？

參考答案：耐水性：材料抗擊水破壞作用的能力稱為耐水性，即材料經(jīng)水浸泡后，不發(fā)生

破壞，同時(shí)強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。指標(biāo)：軟化系數(shù)

吸水性：材料與水接觸時(shí)其毛細(xì)管會(huì)吸取水分的性質(zhì)。指標(biāo)：吸水率

吸濕性：材料在潮濕空氣中吸取水分的性質(zhì)。指標(biāo)：平穩(wěn)含水率

抗凍性：材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不被破壞，強(qiáng)度也不嚴(yán)重

降低的性質(zhì)，指標(biāo)：抗凍等級(jí)，其劃分取決于材料在一定條件下經(jīng)受凍融而不

被破壞的次數(shù)。

導(dǎo)熱性：當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量會(huì)從溫度較高的一面?zhèn)鲗?dǎo)到溫度較低的一面的

性質(zhì)。指標(biāo)：導(dǎo)熱系數(shù)

熱容：某塊材料在溫度升降1K時(shí)所放出或吸取的熱量。

指標(biāo)：C（熱容）=c（比熱容）-m（材料質(zhì)量）

抗?jié)B性：材料抗擊壓力水或液體滲透的性質(zhì)。指標(biāo)：滲透系數(shù)

5、材料的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容和熱容與建筑物的使用功能有什么關(guān)系？

參考答案：材料的導(dǎo)熱系數(shù)小，建筑物的保溫隔熱性能就好。如果建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱容越

大，則在氣溫變化較大時(shí)，能較好地保持室內(nèi)溫度。

6、試述材料的彈性、朔性、脆性和彈性磨量的意義？

參考答案：彈性：當(dāng)撤去外力或外力復(fù)原到原狀態(tài)，材料能夠完全復(fù)原原先形狀的性質(zhì)。

塑性：當(dāng)撤去外力或外力復(fù)原到原狀態(tài)，材料仍保持變形后的形狀和尺寸，并不產(chǎn)生

裂縫的性質(zhì)。

脆性：是材料在外力作用下不產(chǎn)生明顯變形而突然發(fā)生破壞的一種性能。

彈性模量：晶體材料如金屬材料表現(xiàn)為線彈性，一些非晶體材料如玻璃等也表現(xiàn)為線

彈性，其應(yīng)力與應(yīng)變之比為常數(shù)，比值稱為彈性模量，它是衡量材料抗擊外

力使其變形能力的一個(gè)指標(biāo)。

7、影響材料強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的因素有哪些？強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)是否不同，試舉例說

明。

參考答案：試驗(yàn)條件對(duì)材料強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果有較大的影響，其中主要有試件的形狀和尺寸、

試驗(yàn)機(jī)的加載速度、試驗(yàn)時(shí)的溫度和濕度，以及材料本身的含水狀態(tài)等。

強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)不一樣。強(qiáng)度是一個(gè)具體值，而強(qiáng)度等級(jí)是一個(gè)等級(jí)范疇。如：混凝

土的強(qiáng)度等級(jí)為C30,那么屬于C30強(qiáng)度等級(jí)的混凝土的實(shí)際強(qiáng)度值有可能是30MPa

或與30MPa接近的強(qiáng)度值。

8、某地紅砂巖，己按規(guī)定將其磨細(xì)，過篩。烘干后稱取50g,用李氏瓶測(cè)得其

體積為18.9cm3o另有卵石經(jīng)過清洗烘干后稱取1000g,將其浸水飽和后用布擦

干。又用廣口瓶盛滿水，連蓋稱得其質(zhì)量為790g,然后將卵石裝入，再連蓋稱

得其質(zhì)量為1409g,水溫為25℃,求紅砂巖及卵石的密度或視密度，并注明哪個(gè)

是密度或視密度。

參考答案：紅砂巖的密度：p=-^=2.646(g/cw3)

「口,山口土.rz790+1000-1409八

卵石的視密度：V=-----------j-----------=381(677?)

1000r-//3、

P=而-=2.625(g/cm)

9、某多孔材料的密度為2.59g/cm3。取一塊稱得其干燥時(shí)質(zhì)量為873g,同時(shí)量

得體積為480cm3。浸水飽和后取出擦干表面水分稱得質(zhì)量為972g。求其質(zhì)量吸

水率、閉口孔隙率及開口孔隙率。

參考答案：質(zhì)量吸水率：p=W|~Wxl00%=972~873xl00%=11.34%

m873

密實(shí)體積：r=—=337.0(cw3)

2.59

孔隙體積：480-337=i43(cw3)

開口孔隙體積：972-873=99(?！?)

閉口孔隙體積：143-99=44(?！?)

99

開口孔隙率：一x100%=20.6%

480

44

閉口孔隙率：一x100%=9.17%

480

第二章金屬材料

1、冶煉方法與脫氧程度對(duì)鋼材性能有何影響？

參考答案：常用的冶煉方法有：氧氣轉(zhuǎn)爐法、平爐法和電爐法。氧氣轉(zhuǎn)爐法能有效地除去磷

和硫，鋼中所含氣體很低，非金屬夾雜物亦較少，故質(zhì)量較好：平爐法冶煉時(shí)間長(zhǎng)，有

足夠的時(shí)間調(diào)整、控制其成分，去除雜質(zhì)和氣體亦較凈，故質(zhì)量較好，也較穩(wěn)固；電爐

法能自由調(diào)劑溫度，成分能夠精確控制，故煉出的鋼雜質(zhì)含量少，鋼的質(zhì)量最好，但成

本最高。按脫氧程度可以分為沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和特別鎮(zhèn)靜鋼。沸騰鋼和鎮(zhèn)靜

鋼相比較，沸騰鋼中碳和有害雜質(zhì)磷、硫等的偏析較嚴(yán)重，鋼的致密程度較差。故沸騰

鋼的沖擊韌性和可焊性較差，特別是低溫沖擊韌性的降低更顯著。

2、什么是沸騰鋼？有何優(yōu)缺點(diǎn)？哪些條件下不宜選用沸騰鋼？

參考答案：沸騰鋼僅加入猛鐵進(jìn)行脫氧，脫氧不完全，這種鋼鑄錠時(shí)，有大量的一氧化碳?xì)?/p>

體逸出，鋼液呈沸騰狀，故稱為沸騰鋼。鋼的致密程度較差。故沸騰鋼的沖擊韌性和可

焊性較差，但從經(jīng)濟(jì)上比較，沸騰鋼只消耗少量的脫氧劑，鋼的收縮孔減少，成本率較

高。

3、常溫下鋼材有哪兒種晶體組織，各有何特性？簡(jiǎn)述鋼中含碳量、晶體組織與

性能三者之間的關(guān)系。

參考答案：鋼材的晶體組織：奧氏體，一樣在高溫下存在，其塑性和韌性很好，可以進(jìn)行各

種形式的壓力加工而不發(fā)生脆斷；鐵素體，原子間的間隙較小，溶碳能力較低，其性質(zhì)

極其柔軟，塑性和韌性很好，但強(qiáng)度和硬度較低；滲強(qiáng)體，是碳和鐵形成的化合物Fe3C,

晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外力作用下不易變形，故性質(zhì)非常硬脆，抗拉強(qiáng)度很低，塑性及韌性幾

乎等于零；珠光體，是鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物，故其性質(zhì)介于鐵素體和滲碳

體之間，既有一定的足度和硬度，也有一定的塑性和韌性。晶格類型不同的金屬，其性

能也不同，面心立方晶格與體心晶格的金屬比密排六方晶格的金屬有較好的塑性，而體

心立方晶格的金屬則強(qiáng)度較高，同時(shí)金屬晶粒愈細(xì)，不僅強(qiáng)度和硬度愈高而且塑性和韌

性也愈好。含碳量在。.02%?0.77%范疇內(nèi)，隨著含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度和硬度逐步

提高，而塑性和韌性則逐步降低；含碳量在0.77%?2.11%范疇時(shí)，隨著含碳量的增力口，

鋼的強(qiáng)度和硬度逐步鰭高，塑性和韌性逐步降低，當(dāng)含碳量超過1.0%以后，強(qiáng)度極限

開始下降。

4、什么是屈強(qiáng)比，對(duì)選用鋼材有何意義？

參考答案：屈服強(qiáng)度與強(qiáng)度極限之比稱為屈強(qiáng)比。當(dāng)這個(gè)比值較小時(shí)，表示結(jié)構(gòu)的安全度較

大，即結(jié)構(gòu)由于局部超載而發(fā)生破壞的強(qiáng)度儲(chǔ)備較大，但比值過小時(shí)，則表示鋼材強(qiáng)度

的利用率偏低，不夠經(jīng)濟(jì)。相反若屈強(qiáng)比較大，則表示鋼材利用率較大，但比值過大，

表示強(qiáng)度儲(chǔ)備過小，脆斷傾向增加，不夠安全。因此這個(gè)值最好保持在0.6()?0.75之間，

既安全又經(jīng)濟(jì)。

5、說明下列符號(hào)代表的意義：4、°夕。2、/、演、鼠、akf并說明該指標(biāo)表

示鋼材的什么性能？

參考答案：區(qū)代表鋼筋的屈服強(qiáng)度，當(dāng)應(yīng)力到達(dá)該值時(shí)，在應(yīng)力不增加的情形下塑性變形

不斷增加；代表鋼筋的極限強(qiáng)度，在拉伸條件下，材料斷裂前所能承擔(dān)的最大應(yīng)力；

%代表鋼筋的沖擊韌性值，在沖擊荷載作用下，鋼筋破壞缺口處單位面積上所吸取的沖

擊功，%值越大，鋼的沖擊韌性越好。

6、何謂冷脆性和脆性轉(zhuǎn)變溫度？它們對(duì)選用鋼材有何意義？

參考答案：鋼筋由韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔眩箾_擊值顯著降低的現(xiàn)象稱為冷脆性，與之相

對(duì)應(yīng)的溫度稱為脆性轉(zhuǎn)變溫度。對(duì)于直接承擔(dān)動(dòng)載，而且可能在負(fù)溫下工作的重要結(jié)構(gòu)，

必須檢驗(yàn)鋼筋的冷脆性和脆性轉(zhuǎn)變溫度，防止鋼材在使用中發(fā)生脆性斷裂，以確保結(jié)構(gòu)

安全。

7、硫、磷、氮、氧元素對(duì)鋼材性能各有何影響？

參考答案：硫多數(shù)以FeS的形式存在于鋼中，它是一種強(qiáng)度較低和性質(zhì)較脆的夾雜物，受

力時(shí)容易引起應(yīng)力集中，降低鋼的強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，同時(shí)硫?qū)峒庸ず秃附雍懿焕?/p>

偏析嚴(yán)重；磷多數(shù)溶7鐵素體中形成固溶體，磷雖能提高鋼的強(qiáng)度和耐腐蝕性能，但顯

著提高了脆性轉(zhuǎn)變溫度，增大了鋼的冷脆性，并降低可焊性，且偏析嚴(yán)重；氮也溶入鐵

素體中形成固溶體，能提高鋼的強(qiáng)度和硬度，但顯著降低了鋼的塑性和韌性，增大鋼的

敏銳性和冷脆性；氧多數(shù)以FeO形式存在于非金屬夾雜物中，它是一種硬脆的物質(zhì)，會(huì)

使鋼的塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度顯著降低，并增大時(shí)效敏銳性。

8、什么叫調(diào)質(zhì)熱處理？它對(duì)鋼材性能有何影響？

參考答案：淬火和高溫回火的聯(lián)合處理稱為調(diào)質(zhì)。調(diào)質(zhì)的目的主要是為了獲得良好的綜合技

術(shù)性質(zhì)，既有較高的強(qiáng)度，又有良好的塑性和韌性，是目前用來強(qiáng)化鋼材的有效措施。

9、什么是可焊性，哪些因素對(duì)可焊性有影響？

參考答案：鋼的可焊性就是指鋼材在焊接后，體現(xiàn)其焊頭聯(lián)結(jié)的堅(jiān)固程度和硬脆傾向大小的

一種性能。鋼的化學(xué)成分、冶金質(zhì)量及冷加工等對(duì)可焊性影響很大。

10、什么是冷加工強(qiáng)化和時(shí)效？各對(duì)鋼材性能有何影響？

參考答案：冷加工是在再結(jié)晶溫度以下（一樣是常溫）進(jìn)行的機(jī)械加工，包括冷拉、冷拔、

冷軋、冷扭、冷沖和冷壓等各種方式。在一定范疇內(nèi)冷加工變形程度越大，加工硬化現(xiàn)

象也越明顯，即屈服強(qiáng)度提高得越多，而塑性和韌性也降低得越多；經(jīng)冷加工后，隨著

時(shí)間的延長(zhǎng)，鋼的屈服強(qiáng)度和強(qiáng)度極限逐步提高，塑性和韌性逐步降低的現(xiàn)象，稱為時(shí)

效。

11＞什么是低合金結(jié)構(gòu)鋼，與碳素鋼結(jié)構(gòu)相比有何特點(diǎn)？

參考答案：在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，加入總量小于5%的合金元素而形成的鋼種，稱為低合

金結(jié)構(gòu)鋼。與碳素結(jié)溝鋼相比，采用低合金鋼可以減輕結(jié)構(gòu)自重，加大結(jié)構(gòu)跨度，節(jié)省

鋼材，經(jīng)久耐用，特別適合于高層建筑或大跨度結(jié)閡，是今后結(jié)構(gòu)鋼的發(fā)展方向。

12、根據(jù)哪些原則選用鋼結(jié)構(gòu)用鋼？

參考答案：在選用鋼材牌號(hào)和材性時(shí)，為保證承重結(jié)構(gòu)的承載能力和防止在一定條件下顯現(xiàn)

脆性破壞，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)、連結(jié)方法、鋼材厚

度和工作環(huán)境等因素進(jìn)行綜合考慮。

13說明鋼號(hào)Q235AF、Q235D代表的意義，并比較二者在成分、性能和應(yīng)用上

的異同？

參考答案：Q235AF表示屈服強(qiáng)度為235MPa,由氧氣轉(zhuǎn)爐或平爐冶煉的A級(jí)沸騰碳素結(jié)構(gòu)

鋼。Q235D表示屈服強(qiáng)度為235MPa的D級(jí)鋼。A級(jí)鋼的S和P含量高于D級(jí)鋼，但

Mn含量低于D級(jí)鋼，A級(jí)鋼一樣用于承擔(dān)靜載作用的鋼結(jié)構(gòu)，D級(jí)鋼則可用于低溫條

件下承擔(dān)動(dòng)載焊接的重要結(jié)構(gòu)。

14、熱軋鋼筋分為幾個(gè)等級(jí)？各級(jí)鋼筋有什么特性和用途？

參考答案：熱軋鋼筋分為I、II、in和iv級(jí)鋼筋，I級(jí)鋼筋的強(qiáng)度不高，但塑性及可焊性良

好，主要用作非預(yù)應(yīng)力混凝土的受力鋼筋或構(gòu)造筋；n、川級(jí)鋼筋由于強(qiáng)度較高，塑性

和可焊性也好，可用于大中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力筋；IV級(jí)鋼筋雖然強(qiáng)度高，但塑性

及可焊性較差，可用作預(yù)應(yīng)力鋼筋。

15、什么是熱處理鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線？它們各

有哪些特性和用途？

參考答案：熱處理鋼筋由熱軋帶肋鋼筋經(jīng)過淬火和高溫回火調(diào)質(zhì)處理而成，這種鋼筋不能冷

拉和焊接，且對(duì)應(yīng)力腐蝕及缺陷敏銳性較強(qiáng)，主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土梁、預(yù)應(yīng)力混凝土

軌枕或其他各種預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；冷軋帶肋鋼筋是以普通低碳鋼和低合金鋼熱軋圓盤

條為母材，經(jīng)多道冷孔（拔）減徑和一道壓痕而成的三面有肋的鋼筋，這種鋼筋具有較

高的強(qiáng)度和較大的伸長(zhǎng)率，且粘結(jié)錨固性好，可用于沒有振動(dòng)荷載和重復(fù)荷載的工業(yè)民

用建筑和一樣構(gòu)筑物的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和銅絞線是用優(yōu)質(zhì)碳素鋼

盤條，經(jīng)酸洗、冷拉或冷拔再回火等工藝制成，這種鋼筋具有強(qiáng)度高、柔性好、無接頭

等優(yōu)點(diǎn)，且質(zhì)量穩(wěn)固，安全可靠，施工時(shí)不需冷拉及焊接，主要用作大跨度橋梁、屋架、

吊車梁等預(yù)應(yīng)力鋼筋，

16、橋梁結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)具有哪些技術(shù)要求？

參考答案：橋梁除了承擔(dān)靜載外，還要直接承擔(dān)動(dòng)載，其中某些部位還承擔(dān)交變應(yīng)力的作用，

而且在受力狀態(tài)下還要經(jīng)受氣候變化和腐蝕介質(zhì)的嚴(yán)肅考查。橋梁結(jié)構(gòu)鋼除必須具有較

高的強(qiáng)度外，還要求有良好的塑性、韌性、可焊性及較高的疲勞強(qiáng)度，在嚴(yán)寒低溫地區(qū)

還要求具有較小的冷脆性和時(shí)效敏銳性，此外還要求具有良好的抗大氣腐蝕性。

17、對(duì)鋼軌用鋼，在性能和材質(zhì)上有何要求？

參考答案：鐵路鋼軌經(jīng)常處在車輪壓力、沖擊和磨損的作用下，要求鋼軌不僅具有較高的強(qiáng)

度以承擔(dān)較高的壓力和抗剝離的能力，而且還應(yīng)具有較高的耐磨性、沖擊韌性和疲勞強(qiáng)

度。無縫線路的鋼軌還應(yīng)具有良好的可焊性，處于多雨潮濕地區(qū)、鹽堿地帶和隧道中的

銅軌還應(yīng)具有良好的耐腐蝕性能。在選材上一樣應(yīng)選用含碳量較高的平爐或氧氣轉(zhuǎn)爐鎮(zhèn)

靜鋼進(jìn)行軋制，對(duì)軌端部分需進(jìn)行淬火處理。對(duì)鋼軌質(zhì)量，除嚴(yán)格保證一定的化學(xué)成分

夕卜，還要求質(zhì)地平均純潔，內(nèi)部不含白點(diǎn)、殘余縮孔、非金屬夾雜物，表面不應(yīng)有分層、

翻皮等缺陷。

18、鋼材是怎么銹蝕的？如何防止鋼筋銹蝕？

參考答案：鋼材的銹蝕可分為化學(xué)銹蝕和電化學(xué)銹蝕兩類?；瘜W(xué)銹蝕是由非電解質(zhì)或各種干

燥氣體所引起的一種純化學(xué)性的腐蝕，無電流產(chǎn)生。電化學(xué)腐蝕是鋼材與電解質(zhì)溶液接

觸后，由于產(chǎn)生電化學(xué)作用而引起的腐蝕。防止鋼材銹蝕主要有三種方法：①制成合金

銅；②表面覆蓋；③設(shè)置陽極或陰極保護(hù)。

19、鋁合金建筑型材分為哪幾種？并說明具有何要求及應(yīng)用范疇？

參考答案：常用的鋁合金型材有鋁合金門窗、鋁合金裝飾板及鋁合金小五金等。鋁合金門窗

要求具有一定的抗風(fēng)壓強(qiáng)度，有良好的氣密性與水密性，還應(yīng)有良好的隔熱、隔音與開

閉性；鋁合金裝飾板主要用于屋面、墻面、樓梯踏面等。

第三章天然石材

1、天然石料按照成因分為哪幾類？各類有何異同？

參考答案：

名稱成巖情形主要品種

花崗巖

巖漿巖熔融巖漿上升到地表鄰近或噴出地表，冷卻凝聚而成巖。玄武巖

輝綠巖

石灰?guī)r

沉積巖巖石風(fēng)化后，再經(jīng)沉積、膠結(jié)而成巖。

砂巖

大理巖

變質(zhì)巖巖石在溫度、R力或化學(xué)的作用下，經(jīng)變質(zhì)而成巖

片麻巖

2、建筑中常用的天然巖石有哪些，分別有何特性?

參考答案：

名稱組成密度

表觀密度2500?2700kg/m3

是巖漿巖中分布最廣的一種主要礦物組

花崗巖抗壓強(qiáng)度達(dá)120?250MPa

成，典型的深成巖，屬酸性巖石。

使用年限達(dá)75?200年

是由石灰?guī)r或白云巖變質(zhì)而成，主要的表觀密度2600?2700kg/m3

大理巖造巖礦物是方解石或白云石，屬碳酸鹽抗壓強(qiáng)度達(dá)70?UOMPa

類。純潔的大理石稱漢白玉

俗稱“青石”，是沉積巖的一種，主要成

表觀密度2000?2600kg/m3

石灰?guī)r分是CaC03,主要礦物成分是方解石，

抗壓強(qiáng)度達(dá)80?160Mpa

常含有白云石、菱鎂石、粘土等。

表觀密度2200?2500kg/m3

其主要造巖礦物有石英、及少量的長(zhǎng)石、

砂巖抗壓強(qiáng)度達(dá)5?200MPa

方解石和白云石，屬沉積巖。

常用于建筑物的基礎(chǔ)、墻身、踏步等。

3、天然石料應(yīng)具有哪些技術(shù)性質(zhì)？選用天然石料的原則是什么？

參考答案：天然石料應(yīng)具有

1）物理性質(zhì)（表觀密度、吸水性、耐水性、抗凍性、耐熱性、導(dǎo)熱性）

2）力學(xué)性質(zhì)（抗壓強(qiáng)度、沖擊韌性、硬度、耐磨性）

3）工藝性質(zhì)（加工性、磨光性、抗鉆性）

根據(jù)建筑物的類型，使用要求和環(huán)境條件、再結(jié)合地方資源進(jìn)行綜合考慮，使得石材滿

足適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的要求。

第四章無機(jī)膠凝材料

1、什么是氣硬性膠凝材料？什么是水硬性膠凝材料？

參考答案：氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，并且只能在空氣中保持或發(fā)展其強(qiáng)度，如石

膏、石灰等；水硬性膠凝材料則不僅能在空氣中而且能更好地在水中硬化，保持并發(fā)展

其強(qiáng)度，如水泥。

2、為什么說石膏是有發(fā)展前途的建材？

參考答案：石膏的主要優(yōu)點(diǎn)是原料豐富、生產(chǎn)能耗低、不污染環(huán)境等，作為一種綠色建材已

大量用于室內(nèi)的空間分隔和裝飾；建筑石膏硬化時(shí)體積略有膨脹，這一性能使得石膏制

品表明光滑細(xì)膩線條清楚，具有很好的裝飾藝術(shù)成效；建筑石膏還具有隔熱、保溫、不

燃、不蛀、隔聲、可鋸、可釘、污染小等良好性能，所以石膏是很有發(fā)展前途的建材。

3、石膏制品有哪些？

參考答案：建筑石膏制品的種類較多，主要有：紙面石膏板、空心石膏條板、纖維石膏板、

石膏砌塊和裝飾石膏制品等。

4、過火石灰、欠火石灰對(duì)石灰性能有什么影響？如何排除？

參考答案：欠火石灰的產(chǎn)漿量較低，質(zhì)量較差；欠火石灰的密度較大，表面常被黏土雜質(zhì)溶

化時(shí)所形成的玻璃釉狀物包覆，因而消解很慢，在工程中過火石灰顆粒往往會(huì)在正常石

灰硬化后連續(xù)吸濕消解而發(fā)生體積膨脹，降低石灰品質(zhì)，影響工程質(zhì)量。排除方法有：

將石灰經(jīng)陳伏處理后再使用于工程，控制煨燒溫度在1000C?1200C之間，巖塊尺寸不

宜過大。

5、水玻璃的模數(shù)、濃度與性能有何關(guān)系？

參考答案：水玻璃中氧化硅和氧化鈉的分子數(shù)比稱為水玻璃的模數(shù)，模數(shù)愈大，水玻璃的黏

度和粘結(jié)力愈大，也愈難溶解于水；同一模數(shù)水玻璃溶液濃度越高，則粘結(jié)力也越大。

6、水玻璃的硬化有何恃點(diǎn)？

參考答案：水玻璃能與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生產(chǎn)無定形的硅酸凝膠，隨著水分的揮發(fā)干燥，

無定形硅酸脫水轉(zhuǎn)變成二氧化硅而硬化。由于空氣中二氧化碳較少，反應(yīng)進(jìn)行很慢，因

此水玻璃在實(shí)際使用經(jīng)常加入促硬劑以加速硬化。

7、為什么菱苦土在使用時(shí)不能單獨(dú)用水拌和？

參考答案：菱苦土是以天然菱鐵礦（主要成分為碳酸鎂）為主要原料，經(jīng)燃燒后磨細(xì)而得到

的以氧化鎂為主要成分的白色或淺黃色粉末，當(dāng)其單獨(dú)與水拌和時(shí)會(huì)生產(chǎn)不溶于水的氫

氧化鎂，而且氧化鎂乜不溶于水，一樣常用氯化鎂（MgC12-6H2O）水溶液作為調(diào)知?jiǎng)?/p>

摻量為菱苦土的50%?60%,生成一種易溶于水的氧氯化鎂復(fù)鹽（xMgOyMgQ2?8H2O）

和氫氧化鎂。

8、判定石膏、石灰、水玻璃與鎂氧水泥是氣硬性膠凝材料的理由是什么？

參考答案：石膏、石灰、水玻璃與鎂氧水泥的硬化過程只能在空氣中完成，并且也只能在空

氣中保持或發(fā)展其強(qiáng)度。

9、生產(chǎn)硅酸鹽水泥的主要原料有哪些？

參考答案：主要原料有：石灰質(zhì)原料（如石灰石）、黏土質(zhì)原料（如黏土、頁(yè)巖）、少量鐵粉、

適量石膏。

10、生產(chǎn)硅酸鹽水泥為什么要摻入適量石膏？

參考答案：水泥熟料中的硅酸三鈣與水反應(yīng)十分迅速，便得水泥熟料加水后迅速凝聚，導(dǎo)致

來不及施工。所以為調(diào)劑水泥的凝聚時(shí)間，通常在水泥中加入適量石譙，這樣，水泥加

水后石膏迅速溶解與水化鋁酸鈣發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)針狀的晶體

（3CaOA12O3-3CaSO4-31H20,又稱為鈣銀石）沉積在水泥顆粒表面形成保護(hù)膜，延緩

了水泥凝聚時(shí)間。

11、試述硅酸鹽水泥的主要礦物成分及其對(duì)水泥性能的影響？

參考答案：硅酸鹽水泥熟料中，C3A的水化和凝聚硬化速度最快，但水化鋁酸鈣的強(qiáng)度不

高；C3S和C4AF的水化速度較快，凝聚硬化速率也較快，C3S的水化產(chǎn)物強(qiáng)度高，C4AF

的水化產(chǎn)物強(qiáng)度不高；C2s水化反應(yīng)速度最慢，凝聚硬化速率也慢，強(qiáng)度早期低，后期

高。

12、硅酸鹽水泥的主要水化產(chǎn)物有哪幾種？水泥石的結(jié)構(gòu)如何？

參考答案：主要水化產(chǎn)物是：水化硅酸鈣和水化鐵酸鈣凝膠、氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和水化

硫鋁酸鈣晶體。水泥石主要由固體（水泥水化產(chǎn)物及未水化的殘存水泥內(nèi)核）和孔隙組

成。凝膠是由尺寸很小的凝膠微粒與位于膠粒之間的凝膠孔組成，膠粒的比表面積大，

可強(qiáng)烈地吸附一部分水分，此水分與填充膠孔的水分稱為凝膠水；毛細(xì)孔中的水分稱為

毛細(xì)水，毛細(xì)水的結(jié)合力較弱，脫水溫度較低，脫水后形成毛細(xì)孔。

13、試述水泥細(xì)度對(duì)水泥性質(zhì)的影響？怎樣檢驗(yàn)？

參考答案：水泥細(xì)度直接影響到水泥的水化和凝聚硬化。水泥顆粒越細(xì)，比表面積越大，則

使水泥熟料的化學(xué)活性發(fā)揮得越快，表現(xiàn)為水泥的水化反應(yīng)速度快，凝聚硬化也快，但

過細(xì)的水泥不宜久存，硬化時(shí)收縮比較大。細(xì)度的檜驗(yàn)方法通常用篩分法或比表面積法

來測(cè)定，篩分法以8011m方孔篩的篩余量表示，比表面積法以1kg質(zhì)量材料所具有的總

表面積(m2/kg)來表示。

14、造成硅酸鹽水泥體積安定性不良的原因有哪幾種？怎樣檢驗(yàn)？

參考答案：造成水泥體積安定性不良，一樣是由熟料中所含游離氧化鈣游離氧化鎂過多或摻

入石膏過多等原因所造成。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，由游離的氧化鈣過多引起的水泥體積安定性

不良可用雷氏法或試餅法檢驗(yàn)。試餅法是用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿做成試餅，經(jīng)恒沸3小

時(shí)后用肉眼觀察未發(fā)覺裂紋，用直尺檢驗(yàn)沒有彎曲；雷氏法是用雷氏夾中的水泥漿經(jīng)沸

煮三小時(shí)后的膨脹值。

15、試述硅酸鹽水泥的強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律及影響因素？

參考答案：強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律為：水泥的水化和凝聚硬化從顆粒表面深入到內(nèi)部是有一個(gè)時(shí)間過

程的，水化速度開始比較快，強(qiáng)度發(fā)展也比較快，以后逐步減慢。不同水泥的強(qiáng)度發(fā)展

不完全相同，摻較多活性混合材料的硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度比較低，后期增進(jìn)率高。

16、在下列工程中挑選適宜的水泥品種：

(1)現(xiàn)澆混凝土梁、板、柱冬季施工：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥；

(2)高層建筑基礎(chǔ)底板1具有大體積混凝土和抗?jié)B要求)：礦渣水泥和粉煤灰水泥；

(3)南方受海水腐蝕的鋼筋混凝土工程：礦渣水泥和火山灰水泥；

(4)高爐煉鐵爐基礎(chǔ)：鋁酸鹽水泥；

(5)高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土梁：硅酸鹽水泥和普通水泥：

(6)地下鐵道：普通水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥；

(7)東北某大橋的沉井基礎(chǔ)及橋梁墩臺(tái)：礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥。

17、某工程用一批普通水泥，強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果如下，試評(píng)定該批水泥的強(qiáng)度等級(jí)。

齡期抗折強(qiáng)度/MPa抗壓破壞荷載/KN

3d4.05,4.20,4.1041.0,42.5,46.0,45.5,43.0

28d7.00,7.50,8.50,112,115,114,113,108,115

參考答案：水泥的強(qiáng)度等級(jí)為42.5。

18、硅酸鹽水泥石腐蝕的類型有哪幾種？產(chǎn)生腐蝕的原因是什么？防止腐蝕的措

施有哪些？

參考答案：腐蝕的類型有：軟水腐蝕(溶出性腐蝕)：軟水能使水化產(chǎn)物中的Ca(OH)2溶解,

并促使水泥石中其它水化產(chǎn)物發(fā)生分解；鹽類腐蝕：硫酸鹽先與水泥石結(jié)構(gòu)中的Ca(OH)2

起置換反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鈣，硫酸鈣再與水化鋁酸鈣反應(yīng)生成鈣銀石，發(fā)生體積膨脹；鎂鹽

與水泥石中的Ca(OH)2反應(yīng)生成松軟無膠凝能力的Mg(OH)2；酸類腐蝕：CO2與水泥

石中的Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3,再與含碳酸的水反應(yīng)生成易溶于水的碳酸氫鈣，硫

酸或鹽酸能與水泥石中的Ca(OH)2反應(yīng)；強(qiáng)堿腐蝕：鋁酸鹽含量較高的硅酸鹽水泥遇到

強(qiáng)堿也會(huì)產(chǎn)生破壞。腐蝕的防止措施：①根據(jù)工程所處的環(huán)境，挑選合適的水泥品種；

②提高水泥石的密實(shí)程度；③表明防護(hù)處理。

19、硅酸鹽水泥檢驗(yàn)中，哪些性能不符合要求時(shí)，則該水泥屬于不合格品？哪些

性能不符合要求時(shí)則該水泥屬于廢品?怎樣處理不合格品和廢品？

參考答案：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：硅酸鹽水泥性能中，凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時(shí)間、安定性中

任一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)均為廢品。廢品應(yīng)嚴(yán)禁出廠、使用。凡細(xì)度、終凝時(shí)間、不溶

物和燒失量中的任何一項(xiàng)不符合規(guī)定或混合材摻量超過最大限度和強(qiáng)度低于商品強(qiáng)度

等級(jí)(標(biāo)號(hào))規(guī)定的指標(biāo)時(shí)稱為不合格品。水泥包裝標(biāo)志中水泥品種、強(qiáng)度等級(jí)、工廠

名稱和出廠編號(hào)不全也屬于不合格品。不合格品可根據(jù)實(shí)際情形而決定使用與否。

20、什么是活性混合材料和非活性混合材料？摻入硅酸鹽水泥中各能起到什么作

用？

參考答案：活性混合材料中有一定的活性組分，常溫下能與水泥熟料水化時(shí)析出Ca(OH)2

的或在硫酸鈣的作用下生成具有膠凝性質(zhì)的穩(wěn)固化合物。非活性混合材料與水泥礦物成

分不起化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)很弱，在水泥石中主要起填充作用，摻入硅酸鹽水泥中主要

調(diào)劑水泥強(qiáng)度等級(jí)，增加產(chǎn)量，降低水化熱等。

21、為什么摻較多活性混合材料的硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度發(fā)展比較

明顯，長(zhǎng)期強(qiáng)度甚至超過同標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥？

參考答案：摻較多活性混合材的硅酸鹽水泥中水泥熟料含量比較少，加水拌和后，熟料先水

化，水化后析出的Ca(OH)2作為堿性激化劑激化活性混合材料水化，生成水化硅酸鈣和

水化硫鋁酸鈣等水化產(chǎn)物。水化過程分兩步進(jìn)行，早起強(qiáng)度較低而后期強(qiáng)度發(fā)展較快。

22、與普通水泥相比較，礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥在性能上有哪些不

同，并分析這四種水泥的適用和禁用范疇。

參考答案：礦渣水泥保水理差、泌水性大。在施工中由于泌水而形成毛細(xì)管通道及水囊，水

分的蒸發(fā)又易引起干縮，影響混凝土的抗?jié)B性、抗凍性及耐磨性。適用于高溫順耐軟水、

海水、硫酸鹽腐蝕的環(huán)境中；火山灰質(zhì)水泥特點(diǎn)是易吸水，易反應(yīng)。在潮濕條件下養(yǎng)護(hù)

可以形成較多的水化產(chǎn)物，水泥石結(jié)構(gòu)比較致密，從而具有較高的抗?jié)B性和耐久性。如

在干燥環(huán)境中，所吸取的水分會(huì)蒸發(fā)，體積收縮，產(chǎn)生裂縫，因而不宜用于長(zhǎng)期處于干

燥環(huán)境和水位變化區(qū)的混凝土工程中，但適宜于大體積和抗?jié)B要求的混凝土及耐海水、

硫酸鹽腐蝕的混凝土中；粉煤灰水泥需水量比較低，干縮性較小，抗裂性較好。特別適

用于大體積水工混凝土及地下和海港工程中，但不適宜抗碳化要求的混凝土中。

23、試述道路硅酸鹽水泥的特點(diǎn)？

參考答案：特點(diǎn)是混凝土的抗折強(qiáng)度較高，耐磨性和耐久性較好，同時(shí)道路水泥還具有早強(qiáng)

的性能。

24、白色硅酸鹽水泥對(duì)原料和工藝有什么要求？

參考答案：白色硅酸鹽水泥嚴(yán)格控制氧化鐵的含量，此外有色金屬氧化物如氧化鎰、氧化鈦、

氧化鍋的含量也加以限制。由于原料中氧化鐵含量少，煩燒的溫度要提高到1550C左右。

為了保證白度，燃燒時(shí)應(yīng)采用天然氣、煤氣或重油做燃料，粉磨時(shí)不能直接用鑄鋼板和

鋼球，而應(yīng)采用白色花崗巖或高強(qiáng)陶瓷襯板，用燒結(jié)瓷球等作研磨體。

25、膨脹水泥的膨脹過程與水泥體積安定性不良所形成的體積膨脹有何不同？

參考答案：水泥體積安定性不良引起的膨脹是指水泥石中的某些化學(xué)反應(yīng)不能在硬化前完

成，而在硬化后進(jìn)行，并相伴有體積不平均的變化，在以硬化的水泥石中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，

輕則引起膨脹變形，宣則使水泥石開裂。膨脹水泥的膨脹在硬化過程中完成，并且其體

積是平均地發(fā)生膨脹。

26、鋁酸鹽水泥有何特點(diǎn)？

參考答案：鋁酸鹽水泥快硬早強(qiáng)，早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快，但后期強(qiáng)度可能會(huì)下降；水化熱大，而

且集中在早期放出；具有較好的抗硫酸鹽腐蝕能力；鋁酸鹽水泥不耐堿但耐高溫性能好。

27、簡(jiǎn)述鋁酸鹽水泥的水化過程及后期強(qiáng)度下降的原因。

參考答案：鋁酸鹽水泥的水化產(chǎn)物CAHio和CzAHx為針狀或板狀結(jié)晶體，能相互交錯(cuò)成堅(jiān)

固的結(jié)晶合生體，析出的A1(OH)3難溶于水，填充于晶體骨架的間隙中，形成比較致密

的結(jié)構(gòu)，使水泥石獲得很高的早期強(qiáng)度，但是CAR。和C2AH弓是壓穩(wěn)固相，隨時(shí)間增

長(zhǎng)，會(huì)逐步轉(zhuǎn)化為比琰穩(wěn)固的C3AH6,轉(zhuǎn)化結(jié)果使水泥石內(nèi)析出游離水，增大了間隙體

積，同時(shí)由于C3AH6晶體本身缺陷較多，強(qiáng)度較低，因而使得水泥石后期強(qiáng)度有所下

降。

28、不同品種且同一強(qiáng)度等級(jí)以及同品種但不同強(qiáng)度等級(jí)的水泥能否摻混使用？

對(duì)這二種情形分別說明為什么？

參考答案：這兩種情形均不能摻混使用。不同品種的水泥或不同強(qiáng)度等級(jí)的水泥摻混使用會(huì)

影響水泥的使用性能和耐久性。

29、硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級(jí)檢驗(yàn)為什么要用標(biāo)準(zhǔn)砂和規(guī)定的水灰比？試件為何要

在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)？

參考答案：水泥膠砂試件的強(qiáng)度受各種因素的制約，如：砂的質(zhì)量和細(xì)度、水灰比、養(yǎng)護(hù)條

件、試臉方法等，所以為了精確測(cè)試硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級(jí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥的強(qiáng)

度用ISO法檢驍，將水泥和標(biāo)準(zhǔn)砂按I：3混合，用0.5的水灰比，用規(guī)定的方法拌制

成標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期。

第五章混凝土

1、對(duì)普通混凝土有哪些基本要求？怎樣才能獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的混凝土？

參考答案：對(duì)普通混凝土的基本要求：滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求；

滿足施工所要求的和易性；

具有與工程環(huán)境相適應(yīng)的耐久性。

獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的混凝土：第一要設(shè)計(jì)合理的配合比，使混凝土滿足上述基本要求以及

實(shí)際工程中的某些特別要求；要選用質(zhì)量合格的原材料，按

照相應(yīng)的規(guī)范施工。

2、試述混凝土中的四種基本組成材料在混凝土中所起的作用。

參考答案：水泥和水：水泥和水形成水泥漿，填充砂孑間隙并包裹砂粒，形成砂漿，砂漿

又填充石子間隙并包裹石子顆粒。水泥漿在砂石顆粒之間起著潤(rùn)滑作用，

使混凝土拌和物具有一定的流動(dòng)性。但是它更主要的是起膠結(jié)作用。水泥

漿通過水泥的硬化，把砂石骨料堅(jiān)固的膠結(jié)成一整體。

砂石：一樣不與水泥漿起化學(xué)反應(yīng)，起骨架作用，可以大大的節(jié)省水泥；可以降低水化

熱，大大減少混凝土由于水泥漿硬化而產(chǎn)生的收縮，抑制裂縫的擴(kuò)展。

3、對(duì)混凝土用骨料在技術(shù)上有哪些基本要求？為什么？

參考答案：①具有良好的顆粒級(jí)配，以盡量減小間隙率；

②要求表面干凈，以保證與水泥漿更好的粘結(jié)；

③含有害雜質(zhì)少，以保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性；

④要求具有足夠的強(qiáng)度和堅(jiān)固性，以保證起到充分的骨架和傳力作用。

4、試說明骨料級(jí)配的含義，怎樣評(píng)定級(jí)配是否合格？骨料級(jí)配良好有何技術(shù)經(jīng)

濟(jì)意義？

參考答案：骨料級(jí)配：是指大小不同的骨料之間相互搭配的比例情形。細(xì)骨料的累計(jì)篩余

率必須處于書中表3-2的任何一個(gè)級(jí)配區(qū)的范疇內(nèi)才認(rèn)為是合格的。粗骨料應(yīng)該符合書

中表3-5的規(guī)定才認(rèn)為是合格的。

骨料級(jí)配好，能減小間隙率，節(jié)省水泥，制成的混凝土拌和物的和易性好。

5、某工地打算大量拌制C40混凝土，當(dāng)?shù)厮a(chǎn)砂(甲砂)的取樣篩分結(jié)果如圖

所示，判定其顆粒級(jí)配布合格。外地產(chǎn)砂(乙砂)，根據(jù)篩分結(jié)果，其顆粒級(jí)配

也不合格。因此打算將兩種砂摻配使用，請(qǐng)問能否行？如果行，試確定其最合理

的摻合比例。

篩分記錄

篩孔尺寸累計(jì)篩余率/%篩孔尺寸累計(jì)篩余率/%

/mm甲砂乙砂/mm甲砂乙砂

4.75000.605090

2.360400.307095

1.184700.15100100

參考答案：兩種砂摻配使用可行，因?yàn)榧咨凹?xì)砂多，而乙砂粗砂多。

要確定其最合理的摻和比例，就要使摻和后的砂的統(tǒng)配落入2區(qū)。根據(jù)2區(qū)的邊界可以

算出砂的比例范疇。

對(duì)于4.75mm的篩孔：因?yàn)榧滓业暮Y余都是0,所以任意比例都可以。

對(duì)于2.36mm的篩孔：2區(qū)的累計(jì)篩余為25?0,則設(shè)甲砂的比例為X：X*0+(1-X)

*40=0?25-X=100%?37.5%

同理可以得出以下結(jié)果：

對(duì)于1.18mm的篩孔：91%~34%

對(duì)于0.6mm的篩孔：10()%~50%

對(duì)于0.3mm的篩孔：100%~12%

對(duì)于0.15mm的篩孔：任意比例

所以甲砂的比例范疇為：91%?50%

6、現(xiàn)有兩種砂子，若細(xì)度模數(shù)相同，其級(jí)配是否相同？若兩者的級(jí)配相同，其

細(xì)度模數(shù)是否相同？

參考答案：若細(xì)度模數(shù)相同，其級(jí)配不同；若兩者的級(jí)配相同，其細(xì)度模數(shù)相同。

7、試比較碎石和卵石絆制混凝土的有缺點(diǎn)。

參考答案：在水泥漿用量相同的條件下，卵石混凝土的流動(dòng)性較大，與水泥漿的粘結(jié)較差。

碎石混凝土流動(dòng)性較小，與水泥漿的粘結(jié)較強(qiáng)。碎石混凝土強(qiáng)度高于卵石混凝土的強(qiáng)度。

8、什么是混凝土拌合物的和易性？影響和易性的主要因素有哪些？如何改善混

凝土拌和物的和易性？

參考答案：和易性是指在一定的施工條件下，便于各種施工操作并能獲得平均、密實(shí)的混凝

土的一種綜合性能。包括：流動(dòng)性、粘聚性和保水性。

主要影響因素：水泥品種及細(xì)度；用水量；水泥漿用量；水灰比；含砂率；外加先；攪

拌。

應(yīng)根據(jù)和易性的主要影響因素綜合考慮來提高和易性，如：選用和易性最好的粉煤灰硅

酸鹽水泥，將水泥磨細(xì)，增加水泥漿的用量，挑選合理的水灰比和砂率，加入減水劑，

加強(qiáng)攪拌等都能提高混凝土的和易性。

9、試述泌水對(duì)混凝土質(zhì)量的影響。

參考答案：淡水是材料離析的一種形式。如果混凝土拌和物的保水性比較差，其議,水的傾

向性就較大，這樣就易于形成泌水通道，硬化后成為混凝土的毛細(xì)管滲水通道。由于水

分上浮，在混凝土表面還會(huì)形成一個(gè)琉松層，如果在其上連續(xù)澆灌混凝土，將會(huì)形成一

個(gè)薄弱的夾層，此外，在粗骨料顆粒和水平鋼筋下面也容易形成水囊或水膜，致使骨料

和鋼筋與水泥石的粘結(jié)力降低。

10、和易性與流動(dòng)性之間有何區(qū)別？混凝土試拌調(diào)整時(shí)，發(fā)覺坍落度太小，如果

單純加用水量去調(diào)整，混凝土的拌和物會(huì)有什么變化，

參考答案：流動(dòng)性是指混凝土拌和物在本身自重或施工機(jī)械攪拌振搗作用下能夠流動(dòng)的性

能。而和易性是混凝土的綜合工作性能，包括流動(dòng)性，還有粘聚性和保水性。

如果單純?cè)黾佑盟咳フ{(diào)整坍落度，則水泥漿會(huì)變稀，從而降低了水泥漿的粘聚性，減

小顆粒間的內(nèi)摩擦力，混凝上拌和物的流動(dòng)性會(huì)增大。但是，水泥漿的粘聚性降低過多

的話，會(huì)導(dǎo)致混凝土拌和物的保水能力不足，會(huì)顯現(xiàn)說水現(xiàn)象，而且其粘聚性也不好，

這樣會(huì)影響混凝土的質(zhì)量，降低硬化后混凝土的強(qiáng)度。

11、影響混凝土強(qiáng)度的內(nèi)在因素有哪些？試結(jié)合強(qiáng)度公式加以說明。

參考答案：混凝土的強(qiáng)度主要決定于水泥石的強(qiáng)度和水泥石與骨料之間的粘結(jié)強(qiáng)度。而水泥

石的強(qiáng)度主要取決于其礦物成分及孔隙率。而孔隙率又決定于水灰比與水化程度。所以，

對(duì)于給定的齡期，水泥石的強(qiáng)度主要決定于水泥強(qiáng)度與水灰比。水泥強(qiáng)度越大，水灰比

越小，水泥石強(qiáng)度越高。水泥石與骨料的粘結(jié)力也同樣與水泥強(qiáng)度和水灰比有關(guān)，水泥

強(qiáng)度越高，水灰比越小，則水泥漿硬化后與骨料的粘結(jié)力越強(qiáng)。水泥石與骨料的粘結(jié)力

還與骨料的品質(zhì)有關(guān)，碎石混凝土強(qiáng)度高于卵石混凝土的強(qiáng)度。綜上所述，混凝土的強(qiáng)

度與水灰比成反比，與水泥強(qiáng)度成正比，還與骨料品質(zhì)有關(guān)。用公式表示為：

，c、

feu=aafce~一%。

其中：C-lnV混凝土中水泥用量，Kg；

W—In?混凝土中的用水量，Kg；

工C一灰水比

W

.九一混凝土28天抗壓強(qiáng)度

，e一水泥的實(shí)測(cè)強(qiáng)度

aay，一體會(huì)系數(shù)。

12、某工地施工人員采取下述幾個(gè)方案提高混凝土拌和物的流動(dòng)性，試問下面那

些方案可行？那個(gè)方案不行？并說明理由。

（1）多加水

（2）保持W/C不變，增加水泥漿用量；

（3）加入CaCL

（4）加入減水劑；

（5）加強(qiáng)振搗。

參考答案：（1）不行。多和水會(huì)改變混凝土的水灰比，降低強(qiáng)度。而且多加水，可能會(huì)導(dǎo)致

混凝土粘聚性降低過多，保水能力不足，顯現(xiàn)洪水現(xiàn)象。

（2）可行。增加水泥漿用量，可以增加骨料表面包裹層的厚度，增大了潤(rùn)滑作用，因

而提高了混凝土拌和物的流動(dòng)性。

（3）不行。CaCb有一定的塑化作用，會(huì)降低混凝土的流動(dòng)性。而且氯離子對(duì)混凝土

有腐蝕作用。

（4）可行。可以將水泥絮凝聚構(gòu)中的游離水開釋出來，增大了流動(dòng)性。

（5）可行。加強(qiáng)振搗可以使混凝土拌和物的平均性提高。

13、試簡(jiǎn)單分析卜述不同的試驗(yàn)條件測(cè)得的強(qiáng)度有何不同和為何不同？

（1）試件形狀不同；

（2）試件尺寸不同；

（3）加荷速率不同；

（4）試件與壓板之間的摩擦力大小不同。

參考答案：（1）立方體試件測(cè)得的強(qiáng)度高。因?yàn)橛协h(huán)箍效應(yīng)。

（2）尺寸小的試件測(cè)得的強(qiáng)度高。一是因?yàn)榄h(huán)箍效應(yīng)，二是因?yàn)樵嚰某叽缭龃髸r(shí)，

存在缺陷的幾率也會(huì)增大。

（3）加載速度越大，測(cè)得的強(qiáng)度值越大。因?yàn)?，加載速度大，混凝土的缺陷還來不及

表現(xiàn)出來。

（4）不涂油測(cè)得的值大。不涂油，摩擦大，環(huán)箍效應(yīng)強(qiáng)。

14、混凝土的彈性模量有兒種表示方法？常用的是哪一種？怎樣測(cè)定？

參考答案：混凝土彈性模量有3種表示方法：1、原點(diǎn)切線彈性模量。2、割線彈性模量。3、

切線彈性模量。常用的是割線彈性模量。我國(guó)是將指定應(yīng)力。二3￡『（￡’為軸心抗

壓強(qiáng)度）與它對(duì)應(yīng)的應(yīng)變￡的比值定義為混凝土的彈性模量Eh=?。

15、試結(jié)合混凝土的應(yīng)力一應(yīng)變曲線說明混凝土的受力破壞過程。

參考答案：以混凝土單軸受壓為例，混凝土的破壞（即內(nèi)部裂縫發(fā)展）可以分為4個(gè)階段。

壓應(yīng)力小于極限應(yīng)力的30%（稱為比例極限）為第一階段，這一階段未受荷載前

就存在的界面裂縫無明顯變化，宏觀上顯示出應(yīng)力-應(yīng)變成直線關(guān)系，為彈性變化階段；

隨著荷載進(jìn)一步增加，超過比例極限而又低于50%極限應(yīng)力時(shí)為第二階段，界面

裂縫的長(zhǎng)度、寬度和數(shù)量也隨之增加，界面借助于摩阻力的作用承擔(dān)荷載，而水泥砂漿

的開裂小的可以忽略不計(jì)，此時(shí)變形增加的速率大于應(yīng)力增加的速率，應(yīng)力-應(yīng)變曲線

偏離直線開始彎向水平方向。

相當(dāng)于50%?75%極限應(yīng)力時(shí)為第三階段，在界面裂縫連續(xù)發(fā)展的同時(shí)，開始顯

現(xiàn)貫穿砂漿的裂縫，應(yīng)力?應(yīng)變曲線明顯趨向水平方向。

相當(dāng)于75%?100%極限應(yīng)力為第四階段，隨著荷載增加界面裂縫進(jìn)一步增加，貫

穿裂縫逐步增生并將鄰近的界面裂縫連接起來成為連續(xù)裂縫而破舊。

混凝土的受力破壞過程，實(shí)際上是內(nèi)部裂^的發(fā)生、擴(kuò)展以至連通的過程，也是混

凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)從連續(xù)到不連續(xù)的發(fā)展過程。

16、何謂混凝土的塑性收縮、干縮、自收縮和徐變？其影響因素有哪些？收縮與

徐變對(duì)混凝土的抗裂性有何影響？

參考答案：塑性收縮：混凝土尚處于塑性狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的體積收縮。影響因素：與環(huán)境濕度有

關(guān)。

干縮：當(dāng)外界濕度減小時(shí)，由于水分的蒸發(fā)，引起凝膠體失水，失去水膜的膠粒由于

分子引力作用，使膠粒間的距離變小，產(chǎn)生收縮；毛細(xì)水減少時(shí)，會(huì)引起毛細(xì)

管壓力增大，使管壁受到壓力，其壓力隨著濕度的減小而增大，表現(xiàn)為體積的“干

縮”。影響因素：與水泥品種、水泥用量和單位用水量以及砂石有關(guān)。

自收縮：處于與外界無水分交換條件下，混凝土內(nèi)部未水化的膠凝材料吸取毛細(xì)管中

的水分而水化，使毛細(xì)管失水，由于毛細(xì)管壓力使水泥漿產(chǎn)生的收縮。影響

因素：水灰比。

徐變：在連續(xù)荷載作用下，混凝土產(chǎn)生隨時(shí)間而增加的變形稱為徐變。影響因素：環(huán)

境；水灰比；溫度；骨料；水泥；加載時(shí)間及荷載。

收縮和徐變對(duì)混凝土抗裂性的影響：收縮和徐變都有可能導(dǎo)致混凝土的開裂。

17、試從混凝土的組成材料、配合比、施工、養(yǎng)護(hù)等幾個(gè)方面綜合考慮提出高混

凝土強(qiáng)度的措施。

參考答案：選用高標(biāo)號(hào)的水泥、降低水灰比、機(jī)械攪拌，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)

18、何謂減水劑？試述減水劑的作用機(jī)理。在混凝土中加減水劑有何技術(shù)經(jīng)濟(jì)意

義？我國(guó)目前常用的有哪幾種？

參考答案：減水劑：在混凝土坍落度基本相同的條件下，能減少拌合用水量的外加劑。

減水劑的作用原理：加入適量的減水劑后，其憎水基團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面并使

之帶有相同電荷，在電性斥力作用下水泥顆粒彼此相互排斥，絮凝聚構(gòu)解體，關(guān)閉于

其中的游離水被開釋出來，從而在不增加拌和用水量的情形下，有效的增大了混凝土

的流動(dòng)性。另一方面減水劑分子的親水基團(tuán)朝向水溶液作定向排列，其極性很強(qiáng)易于

與水分子以氫鍵形式結(jié)合，在水泥顆粒表面形成一層穩(wěn)固的溶劑化水膜，有利于水泥

顆粒的滑動(dòng)，也更強(qiáng)化了水對(duì)水泥顆粒的潤(rùn)濕作用。

使用減水劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義：

1）在保持用水量不變的情形下，可使混凝土拌合物的坍落度增大100?200mm。

2）在保持坍落度不變的情形下，可使混凝土的用水量減少10%?15%,高效減水劑

可減水20%以上，抗壓強(qiáng)度可提高15%?40%。

3）在保持坍落度和混凝土抗壓強(qiáng)度不變的情形下，可節(jié)省水泥1（）%?15%。

4）由于混凝土的用水量減少，泌水和骨料離析現(xiàn)象得到改善，可大大提高混凝土的

抗?jié)B性，一樣混凝土的滲水性可降低40%?80%。

5）可減慢水泥水化初期的水化放熱速度，有利于減小大體積混凝土的溫度應(yīng)力，減

少開裂現(xiàn)象。

我國(guó)常用的減水劑種類：

普通減水劑：以木質(zhì)璜酸鹽類為主，有木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鎂及

丹寧等。

高效減水劑：多環(huán)芳香族磺酸鹽類：主要有蔡和蔡的同系磺化物與甲醛縮合的鹽類、胺

基磺酸鹽等。

水溶性樹脂磺酸鹽類；土要成分為磺化三聚氯胺樹脂、磺化古瑪隆樹脂等。

脂肪族類：主要有聚叛酸鹽類、聚丙烯酸鹽類、脂肪族羥甲基璜酸鹽高

縮聚物等。

其他：改性木質(zhì)素磺酸鈣、改性丹寧等。

19、何謂引氣劑？在混凝土中摻入引氣劑有何技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義？

參考答案：引起劑是指在攪拌混凝土工程中能引入大量平均分布、穩(wěn)固而封閉的微小氣泡（孔

徑為20?200〃〃）的外加劑。

技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義：

1、可大大改善拌合物的保水性和粘聚性，使其泌水現(xiàn)象減輕。氣泡介于顆粒之間，

能起一定的潤(rùn)滑作用，使顆粒間摩擦力減小，從而提高混凝土拌合物的流動(dòng)性。

2、在硬化混凝土中，由于氣泡隔斷了毛細(xì)孔滲水通道，故能提高了抗?jié)B性，同時(shí)因

氣泡有較大的彈性變形能力，對(duì)冰凍等破壞刀能起緩沖作用，故因此也能提高抗

凍性。

20、混凝土的強(qiáng)度為什么會(huì)有波動(dòng)？波動(dòng)的大小如何評(píng)定？

參考答案：引起混凝土強(qiáng)度波動(dòng)的基本因素如書中表3-20所示，可以分為兩類：一是原材

料與施工方面的因素；二是試臉條件方面的因素。詳見表3-20。

波動(dòng)的大小用“強(qiáng)度波動(dòng)圖”來評(píng)定。

21、當(dāng)前土木工程用混凝土在耐久性方面主要存在那些問題？如何提高混凝土的

耐久性？

參考答案：當(dāng)前土木工程顯凝土的耐久性主要包括：抗?jié)B性、抗凍性、耐蝕性（耐化學(xué)腐蝕

性）、抗碳化能力、通骨料反應(yīng)、耐火性、耐磨性、耐沖刷性等。對(duì)每個(gè)具體的工程而

言，由于所處的環(huán)境不同，耐久性的含義不同。例如：對(duì)于處于海洋環(huán)境中的混凝土，

它在耐久性方面存在的問題就是海洋環(huán)境中的硫酸鹽和氯離子等會(huì)對(duì)混凝土有嚴(yán)重的

腐蝕作用，所以海洋環(huán)境中的混凝土必須要抗硫酸鹽和氯離子腐蝕。

提高混凝土耐久性的措施如下：

1）合理挑選水泥品種。

2）適當(dāng)控制混凝土的水灰比和水泥用量。

3）摻入引氣劑或減水劑。

4）摻入礦物摻合料，

5）改善施工方法，提高施工質(zhì)量。

22、根據(jù)以往資料，甲、乙、丙三個(gè)施工隊(duì)施工水平各不相同。若按混凝土的強(qiáng)

度變異系數(shù)CV來衡量則甲隊(duì)CV=10%,乙隊(duì)CV=15%,丙隊(duì)CV=20%。今

有某工程要求混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30,混凝土的強(qiáng)度保證率為95%（保證率系

數(shù)t=1.645）,問這三家施工單位在保證質(zhì)量的條件下，各家的混凝土配制強(qiáng)度

各為多少？指出哪家最節(jié)省水泥，并說明理由。

30

參考答案：/

-(1-1.645Q)-1-1.645C-

C=旦（幾可等于幾

幾

甲隊(duì)：/“.0=35.9(MPa)

乙隊(duì)：A“.o=39.8(MPa)

丙隊(duì)：/mo=44.7(MPa)

水泥用量〃噎=》，小，w/c就大，〃兒就小，所以甲隊(duì)最節(jié)省水泥。

w/

/C

23、混凝土的W/C和相應(yīng)28d強(qiáng)度數(shù)據(jù)列于下表，所用水泥為42.5級(jí)普通水泥,

試求出強(qiáng)度體會(huì)公式中的aaaba

編號(hào)12345678

W/C0.400.450.500.550.600.650.700.75

f/MPa36.335.328.224.023.020.618.415.0

c

參考答案：強(qiáng)度公式afce—~aa'ab'fce

aafce

令兒,""黑X，=b,

則上式可寫為：y=bx+a

n=8,為求線性回來方程，所需運(yùn)算列表如下：

Xyx2y2xy

10.436.3c).161317.6914.52

20.4535.30.20251246.0915.885

3C).528.20.25795.2414.1

40.55240.302557613.2

50.623C).3652913.8

60.6520.60.4225424.3613.39

70.7018.40.49338.5612.88

80.75150.562522511.25

Z4.6200.8L755451.94109.025

2

SXX=2.75-1/8(4.6)=0.105Sxy=109,025—1/8x4.6x200.8=—6.435

Syy=5451.94—1/8(200.8)2=411.86

b=Sxy/Sxx=—6.435/0.105=—61.29

a=l/8x200.8+(l/8x4.6)x61.29=60.34

取幾=1.13x42.5=48.025

則：％幾=-61.29%=-1.28

-60.34ah=0.98

即經(jīng)一元線性回來的強(qiáng)度體會(huì)公式為：幾。=-1.2B?幾?2+1.28x0.98?0

W

24、已知實(shí)驗(yàn)室配合比為1：2.5：4,W/C=0.60,混凝土混合物的表觀密度pO

=2400kg/cm3,工地采用800L攪拌機(jī)，當(dāng)日實(shí)際測(cè)得卵石含水率為2.5%,砂含

水率為4