土木工程材料答案

0.3、试分析土木工程材料的发展趋势？
高性能化，循环再利用化，绿色环保化，多功能化，工业化。

1.1、阐述材料密度、表观密度、孔隙率的定义、测定方法及相互关系、分析密度、表观密度和堆积密度的区别与联系。

材料密度：密实状态下，材料的质量与体积之比。

表观密度：自然状态下，材料的质量与体积之比。

孔隙率：材料所含的开口与闭口孔隙的总体积占表观体积的百分率。

密度的测量方法：将固体颗粒磨细成颗粒径小于0.5毫米的粉末，再用干燥后李氏瓶排液法测定粉末的体积。

表观密度的测定方法：对于规则几何体外形的块状材料可直接两起几何尺寸计算其表关系系，对于不规则外形的固体材料一般采用排液法测其表观体积，但表面需要预先蜡封处理，以防水分渗入开口孔隙内。

孔隙率的测定方法：计算法，饱和吸水法，压汞法，氮吸附法。

1.2、孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性和导热性有何影响？
在一定质量的条件下，孔隙率越大，表观密度越小，结构越松散，强度越低。

开口孔隙越大，材料的渗透性和吸水性越大，耐久性越差；闭口孔隙率只对渗透性影响不大，对材料的导热性的影响很大。

1.3、简述材料的弹性与塑性、脆性与韧性和弹性模量的含义。

弹性：在撤去外力后，材料能完全恢复我原来的形状的性质。

塑性：荷载卸除后，材料试样仍然保持变形后的形状与尺寸，并不产生裂缝的性质。

脆性：材料在外力作用下，没有明显屈服产生形变很小就发生突然破坏的性质。

韧性：材料在外力作用下，有较大的塑性变形能力和断裂前所吸收能量的性质。

弹性模量：在弹性范围内，应力与应变的比例。

E= σ / ε
2.4、如何将石膏制品的特点，科学有效地应用于工程中？
石膏的隔热吸音性良好，可用作大型会议室，音乐厅墙面的粉刷材料
防火性能好，建筑石膏制品在遇火时，时光泪的结晶，水蒸发吸收热量，表面形成蒸汽幕，能有效阻止火的蔓延。

石膏具有良好的调湿作用，可用于室内工程对室内空气具有一定的调湿作用。

加工性能好，石膏制品可锯、可刨、可钉、可打眼，具有良好的加工性能。

因此，石膏可配制粉刷石膏，制成各种用途的建筑石膏制品。

2.5、过火石灰，欠火石灰对石灰的应用有何影响？如何消除？
过火石灰：煅烧时间过长或温度过高，将生成颜色较深，密度较大的过火石灰，过火石灰结构较致密，它和水反应速度很慢，往往需要很长的时间才有明显的水化效果，到时会已经硬化后，其中得过火石灰才开始熟化产生体积膨胀，引起已硬化的石灰体隆起鼓包和开裂。

可采用陈伏措施消除。

欠火石灰：在煅烧过程中，温度过低或煅烧时间不足，使得碳酸钙不能完全分解，还有欠火石灰的石灰块与水反应仅发生表面水化反应，其核心不能反应，降低了石灰的利用率，属于废品石灰。

可回炉再煅烧消除。

2.6、硅酸盐水泥的主要矿物组成是什么？他们单独与水作用时的特性如何？
主要的矿物有：硅酸三钙C3S，硅酸二钙C2S，铝酸三钙C3A，铁铝酸四钙C4AF。

硅酸二钙水化反应速度最慢，水化热最小；硅酸二钙水化反应速度较快，水化热较大；铝酸三钙水化速度最快，水化热最集中；铁铝酸四钙水二反应速度介于铝酸三钙和硅酸三钙之间。

2.7、生产硅酸盐水泥时，为什么必须掺入适量的石膏？石膏穿的太少或过多时将产生什么情况？
水泥中掺入石膏，可调节水泥凝结硬化的速度。

掺入少量石膏可延缓水泥浆体在凝结硬化时的速度。

掺入过多时，可能使水泥浆体产生瞬凝；掺入太少时，凝结硬化时间可能很长。

2.8、什么是水泥的体积安定性？产生安定性不良的原因是什么？
体积安定性：水泥凝结固化过程中，体积变化的均匀性。

引起水泥体积安定性不良的原因：水泥熟料矿物组成中含有过多的游离钙和游离镁、水泥磨粉时石膏掺量过多。

2.9、什么是水泥混合材？在硅酸盐水泥中掺入混合材有什么作用？
水泥混合材：在水泥生产的磨成工序中，为改善水泥性能、调节强度等级所加入的天然或人工矿物材料。

作用：可以降低水泥生产的能耗、综合利用工业废料、废渣，减少生产成本、增加水泥产量。

可增加相同水灰比下水泥浆的流动性，降低触变性，减小相同流动现象，水泥浆的需水量；可减少水泥水化热核体积收缩，延缓水泥砂浆凝结硬化速度，提高水泥石的密实性。

3.1、对普通混凝土有哪些基本要求？怎么才能获取质量优良的混凝土？
基本要求：新版混凝土满足工程施工要求的和易性、硬化混凝土满足工程设计的强度、具有与工程使用寿命相适应的耐久性、最大限度节约资源与能源满足经济合理性。

选取良好的骨料级配，恰当的水灰比，合理的配合比
3.4、试说明骨料级配的含义，怎样评定级配是否合格？骨料级配良好有何技术经济意义？含义：不同粒径骨料的搭配比例，可使用筛分析法测定细数模度和级配区，再去对照表来评定
良好的级配，可节约水泥，提高混凝土拌合的流动性与黏聚性，降低混凝土水化热，提高混泥土的密实性强度耐久性。

3.7、试比较碎石和卵石拌制混泥土的优缺点？
同样的颗粒级配和压碎值下，碎石拌制出来的混凝土的强度比卵石的高，因为碎石表面粗糙与水泥水化后形成的水泥石在界面处更牢固，即同等条件下，用碎石制备的混凝土比卵石好。

3.11、影响混凝土强度的内在因素有哪些？试结合强度公式加以说明。

内在因素：水泥的强度和水灰比、骨料的级配。

公式书上P75
3.17、试从混凝土的组成材料、配合比、施工、养护等几个方面考虑，提出提高混凝土强度的措施。

组成材料：食用级配良好的骨料，适当的水灰比。

良好的配合比设计，
施工：使用机械施工。

养护：保证足够的湿度和适宜的温度。

5.4、冷加工和时效对钢材性能有何影响？为什么？
冷加工：将钢材在常温下进行冷拉、冷拔、冷轧，使其产生一定塑性变形，提高其强度和硬度，而强的韧性和塑性的过程。

原因：钢筋经冷加工产生塑性变形和塑性变形区域内的晶粒产生相对位滑移，导致滑一面向的晶粒破碎，晶格扭曲畸变，滑移面变得凹凸不平，对晶粒进一步滑移起阻碍作用，因此提高了抵抗外力的能力，强度和硬度提高。

时效处理：将经过冷加工后的钢材在常温下存放15~20天，或加热到100~200度，并保持两小时左右，其屈服强度、抗拉强度及硬度会进一步提高，塑性进一步降低的过程。

原因：溶于铁中的碳氮原子本来就有晶格缺陷处的移动、集中甚至呈碳化物和氮化物分析的倾向，滑移面缺陷处碳氮原子富集，使晶格畸变加剧，造成其滑移、变形更困难，因此强度进一步提高。

6.4、解释木材湿涨干缩的原因及各向异性的变形特点。

在木材下料中，如何防止或减少湿涨干缩带来的不利影响？
湿胀干缩性：木材具有显著的湿胀干缩性，木材含水率在纤维饱和点以下时吸湿具有明显的膨胀变形现象，解吸时具有明显的收缩变形现象。

防止湿胀干缩措施是在木材制作加工前将其进行干燥处理，使木材干燥至平衡含水率。

8.3沥青按用途分为几类？其牌号是如何划分的？牌号大小与其性质有何关系？
沥青按用途分为三类：道路石油沥青、建筑石油沥青、普通石油沥青
石油的牌号根据针入度、延度、软化度划分。

牌号越大，针入度越大（黏性越小）、延度越大（塑性越大）、软化点越低（温度稳定性越差）。