2020年《土木工程材料》平時作業(yè)華南理工網(wǎng)絡教育學院

《土木工程材料》平時作業(yè)一、問答題（每題5分，共80分）1、為什么新建房屋的墻體材料的保溫性能差，尤其在冬季?答：因材料受潮或受凍后，其導熱系數(shù)增大，保溫隔熱性能降低，新建房屋的墻體里面含水多，尤其在冬季，容易受凍，所以新建房屋的墻體保溫性能較差，在冬季。為什么材料的實際強度較理論強度低許多？答：材料的理論強度是由無任何缺陷的材料（或理想材料）得出的。實際上材料的內(nèi)部總是含有大量的各種缺陷。如各種形狀的孔隙、裂紋，材料在受外力作用時，在缺陷處產(chǎn)生應力集中，從而在這些缺陷處產(chǎn)生裂紋或促使原有微裂紋擴展，最終由于裂紋的擴展和連通而使材料的破壞大大提前。所以材料的實際強度遠遠抵于理論強度。石灰在使用前為什么要進行陳伏？陳伏時間一般需多長？答:原因：石灰生產(chǎn)時局部煅燒溫度過高，在表面有熔融物的石灰為過火石灰。熟化的石灰膏如果立即投入使用，會導致隆起和開裂。為消除過火石灰的危害，石灰膏在使用前要陳伏。陳伏時間需要14天以上。建筑石膏及其制品為什么適用于室內(nèi)，而不適用于室外？答：建筑石膏及其制品適用于室內(nèi)裝修，主要是由于建筑石膏及其制品在凝結(jié)硬化后具有以下的優(yōu)良性質(zhì)：石膏表面光滑飽滿，顏色潔白，質(zhì)地細膩，具有良好的裝飾性。加入顏料后，可具有各種色彩。建筑石膏在凝結(jié)硬化時產(chǎn)生微膨脹，故其制品的表面較為光滑飽滿，棱角清晰完整，形狀、尺寸準確、細致，裝飾性好；硬化后的建筑石膏中存在大量的微孔，故其保溫性、吸聲性好。硬化后石膏的主要成分是二水石膏，當受到高溫作用時或遇火后會脫出21%左右的結(jié)晶水，并能在表面蒸發(fā)形成水蒸氣幕，可有效地阻止火勢的蔓延，具有一定的防火性。建筑石膏制品還具有較高的熱容量和一定的吸濕性，故可調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度和濕度，改變室內(nèi)的小氣候。（5）在室外使用建筑石膏制品時，必然要受到雨水、冰凍等的作用，而建筑石膏制品的耐水性差，且其吸水率高，抗?jié)B性差、抗凍性差，所以不適用于室外使用。5、 為什么硅酸鹽水泥在流動的淡水，礦物水及碳酸水作用下會引起腐蝕?答：流動的淡水屬于軟水的侵蝕，礦物水屬于鹽類腐蝕，碳酸水屬于酸類腐蝕。流動的淡水屬于軟水，當水泥石長期與其接觸時，最先溶出的是氫氧化鈣，在流水的作用下，氫氧化鈣會不斷熔解流失，而且，由于水泥石中氫氧化鈣中不斷地減少，還會引起其他水化物的分解，使水泥石結(jié)構(gòu)遭受進一步的破壞。水泥中含有大量的氫氧化鈣，在酸性環(huán)境中會發(fā)生中和反應，生成溶解度較大的鹽類，導致水泥石破壞。添礦物水加了鎂、鉀、硫、氯等礦物質(zhì)元素，含有硫酸鹽，硫酸鎂和氯化鎂，他們與水泥中的氫氧化鈣以生化學反應，對水泥產(chǎn)生腐蝕作用。6、為什么水化熱大的硅酸鹽水泥不宜用于大體積混凝土工程?答：大體積混凝土工程，由于水化熱積聚在內(nèi)部不易散熱，內(nèi)部濕度可升到60℃以上，內(nèi)外濕度所引起的應力可使混凝土產(chǎn)生裂縫，因此，大體積混凝土工程，不宜選用水化熱大的硅酸鹽水泥。7、水泥的體積安定性如何檢驗？答：用沸煮法檢驗水泥的體積安定性。沸煮可加速氧化鈣熟化的作用，能檢驗因游離氧化鈣引起的水泥體積安定性的不良。8、普通混凝土的主要組成有哪些？它們在硬化前后各起什么作用？答：普通混凝土的主要組成材料由水泥、細骨料、粗骨料和水，另外為改善混凝土性能常加入適量的摻和料和外加劑。在混凝土中，水泥與水形成水泥漿，水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙。在混凝土硬化前，水泥漿起潤滑作用，賦予拌合物一定的流動性、粘聚性，便于施工。在硬化后起到了將砂漿、石膠結(jié)為一個整體的作用，使混凝土具有一定的強度、耐久性等性能；砂、石在混凝土中起骨架作用可以降低水泥用量、減小干縮、抑制裂縫的擴展，提高耐磨性，進而提高混凝土強度和耐久性；適宜的外加劑和摻合料在混凝土硬化前能有效地改善拌合物的和易性，硬化后能改善混凝土的物理力學性能和耐久性。9、砂率對混凝土和易性有何影響？什么是合理砂率(最佳砂率)？答：砂在混凝土拌合物中起著填充粗骨料空隙的作用，其粒徑小，比表面體積大。砂率的改變會使骨料的總表面積的空隙率都有顯著的變化，從而對新拌混凝土的和易性產(chǎn)生顯著影響。從砂率和混凝土拌合物坍落度的關系可以看出，砂率過大，骨料的總表面積會增大，需較多的水泥漿包裹骨料，起潤滑作用的水泥漿就相對減少，使得混凝土拌合物流動性減少；反之，若砂率過小，形成的砂漿不足以填滿石子之間的空隙，一部分的水泥漿充當填充作用面使骨料間的水泥漿變少，同樣會降低混凝土拌合物的流動性，并會嚴重影響?zhàn)ぞ坌院捅Ｋ?。合理砂率：是指能夠填滿石子空隙并有一定富余量。10、冷彎性能的表示方法及其實際意義？答：冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。它以鋼材被彎曲的角度及彎心直徑與試件厚（或直徑）之比來表示。試驗時采用的彎曲角度愈大，彎心直徑與試件厚（或直徑）之比愈小，表示對冷彎性能的要求愈高。冷彎性能表示鋼材在常溫下易于加工而不被破壞的能力。其實質(zhì)反映了鋼材內(nèi)部組織狀態(tài)、含有內(nèi)應力及雜質(zhì)等缺陷的程度。因此，可以利用冷彎的方法，使焊口處受到不均勻變形來檢查焊接質(zhì)量。什么是低合金鋼？采用低合金鋼有何優(yōu)點？答：低合金高強結(jié)構(gòu)鋼的合金元素總質(zhì)量分數(shù)一般不超過5%，所加元素主要有錳、硅、釩、鈦、鈮、鉻、鎳及稀土元素。可分為8個牌號，每個牌號又根據(jù)所含硫、磷有害物質(zhì)的含量分為5個等級。優(yōu)點：具有較高的強度，具有較好的塑性、韌性和可焊性。它是綜合性能較好的建筑鋼材，尤其是對大跨度、承受荷載和沖擊荷載的結(jié)構(gòu)物更為適用。石油瀝青的組分（三組分法）主要有哪幾種?各有何作用?答：石油瀝青的組分及作用：油分——是決定瀝青流動性的組分。油分多，流動性大，而粘聚性小，溫度敏感性大。樹脂——是決定瀝青塑性的主要組分。樹脂含量增加，瀝青塑性增大，溫度感應性增大。地瀝青質(zhì)——作用：是決定瀝青粘性的組分。含量高，瀝青粘性大，溫度感應性小，塑性降低，脆性增加。何謂木材的纖維飽和點？何謂木材的平衡含水率？兩者有何實際意義？答：木材的纖維飽和點，是指木材的細胞壁中吸附水達飽和狀態(tài)，而細胞腔及細胞間隙中不含自由水時的含水率。是木材變形、強度等主要性質(zhì)受含水量變化影響的轉(zhuǎn)折點。平衡含水率是指在一定溫、濕度環(huán)境下，木材內(nèi)部含水率不再發(fā)生變化時，此時的含水率為平衡含水率。即木材與環(huán)境進行濕度交換，達到平衡時的含水率。在工程中，應使用達到平衡含水率的木材，以便使用中其性能基本保持穩(wěn)定。絕熱材料的基本特征如何？答：（1）較低的導熱系數(shù)。（2）具有一定的耐溫性，至少能耐受-40℃～60℃的溫度。（3）在溫度和濕度作用下的形狀和尺寸穩(wěn)定性。（4）具有適宜或一定的強度。（5）具有良好的施工性能。（6）對健康和安全無不良影響。（7）具有一定的防火能力和抗腐蝕能力。15、石油瀝青經(jīng)使用若干年后，為什么會逐漸變得脆硬、甚至開裂？答：瀝青經(jīng)若干年后變得脆硬、易于開裂的現(xiàn)象稱為“老化”。造成“老化”現(xiàn)象的主要原因是在長期受到溫度、空氣、陽光和水的綜合作用下，石油瀝青中低分子量組分會向高分子量組分轉(zhuǎn)化，即所謂遞變。遞變的次序為油分——樹脂——地瀝青質(zhì)。由于樹脂向地瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)變的速度更快，使低分子量組成減少，地瀝青質(zhì)微粒表面膜層減薄，瀝青的流動性和塑性降低，脆性增加。在外界作用下瀝青防水層易開裂破壞。16、分析普通粘土磚作為墻體材料的利弊。答:普通粘土磚既具有一定強度，又因多孔結(jié)構(gòu)而具有良好的絕熱性、透氣性、穩(wěn)定性，同時具有耐久、價格低廉等特點，但也有自重大、能耗高、抗震性差、尺寸小、施工效率低等特點，尤其是毀田燒磚導致土地嚴重流失。二、計算題（每題10分，共20分）1、某材料的密度為2.65g/cm3，表觀密度為2.4g/cm3，將表觀體積為387cm3，干質(zhì)量為929g的這種材料浸入水中，吸水飽和后稱得質(zhì)量為957g，問此材料的孔隙率、開口孔隙率和閉口孔隙率各為多少？解:孔隙率P=(1-2.4/2.65)×100%=9.4%質(zhì)量吸水率β=(957-929)/929=3%體積吸水率β’=3%×2.4=7.2%開孔孔隙率P開=β’=7.2%閉口孔隙率P閉=P-P開=9.4%-7.2%=2.2%某工地混凝土施工配合比為：水泥300kg，水128kg，砂700kg，碎石1260kg。已知工地砂的含水率為4.2%，碎石含水率為1.6%，求混凝土試驗室配合比。若使用實測強度為39.5MPa的普通水泥，問能否達到試驗室配制的混凝土C20的要求。（σ=5MPa，αa=0.53，αb=0.20）解：（1）實驗室配合比：水泥300kg（不變）?砂??S=700/（1+0.042）=672kg?碎石G=1260/（1+0.016）=1240kg??水??W=128+（700-672）+（1260-1240）=176（kg）濕砂700kg，砂的含水率為4.2%；通過公式干砂的質(zhì)量為672kg。

砂中含水量為m’-m=700-670.6=28kg)。

因為石子的質(zhì)量為1260kg，石