土木工程材料简答题

1、材料的强度与强度等级的关系如何？影响材料强度测试结果的试验条件有哪些？怎样影响?
答：材料在外力作用下抵抗破坏的能力，称为材料的强度；按其强度值的大小划分为若干个等级，则是材料的强度等级。

材料的强度与材料的含水率状态及温度有关，含有水分的材料其强度较干燥时低；一般温度高时材料的强度降低。

材料的强度还与其测试的所用的试件形状、尺寸有关，与实验时的加荷速度、试件的表面性状有关，相同材料采用小试件测得的强度较大，试件高，加荷速度快者强度偏高，试件表面不平或表面涂润滑剂时所测得的强度偏低。

2、材料的孔隙率和孔隙构造对材料的哪些性能有影响？如何影响？
答：材料的孔隙率和孔隙构造对材料的体积密度、强度、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性、导热性及吸音性等性质均会产生影响，其影响如下：（1）孔隙率越大，其体积密度越小；
（2）孔隙率越大其强度越低；
（3）密实材料及具有闭口孔的材料是不吸水和不吸湿的；具有粗大孔的材料因其水分不易存留，其吸水率常小于孔隙率；而那些孔隙率较大且具有开口连通孔的亲水性材料具有较大的吸水与吸湿能力；
（4）密实的或具有闭口孔的材料是不会发生透水现象的。

具有较大孔隙率且为开口连通大孔的亲水性材料往往抗渗性较差；
（5）密实材料及具有闭口孔的材料具有较好的抗冻性；
（6）孔隙率越大，导热系数越小，导热性越小，绝热性越好；孔隙率相同时，具有较大孔径或连通孔的材料，导热系数偏大，导热性较大，绝热性较差；
（7）孔隙率较大且为细小连通孔时，材料的吸音性较好。

3、引起水泥体积安定性不良的原因及检验方法是什么？建筑工程使用安定性不良的水泥有何危害？水泥安定性不合格怎么办？
答：引起水泥体积安定性不良的原因是熟料中含有过多的游离氧化钙、游离氧化镁和石膏含量过多。

游离氧化钙可用煮沸法检验；游离氧化镁要用蒸压法才能检验出来，石膏掺量过多造成的安定性不良，在常温下反应很慢，需长期在常温水中才能发现，两者均不便于快速检验，因此国家标准规定控制水泥中游离氧化镁及三氧化硫的含量。

4、试述掺大量活性混合材料的硅酸盐水泥的共性与特性。

答：在建筑工程使用安定性不良的水泥会由于不均匀的体积变化，使水泥混凝土结构产生膨胀性的裂缝，引起严重的工程事故。

体积安定性不合格的水泥不得用于任何工程。

掺大量活性混合材料的硅酸盐水泥的共性：（1）水化热小；（2）硬化慢，早期强度低，后期强度高；（3）抗化学腐蚀性高；（4）对温度较为敏感，低温下强度发展较慢，适合高温养护；（5）抗碳化能力较差；（6）抗冻性较差。

特性：矿渣硅酸盐水泥：（1）泌水性大，抗渗性差；（2）耐热性好；（3）干缩率大。

火山灰质硅酸盐水泥：（1）保水性好、抗渗性好；（2）干缩率大；（3）耐磨性差。

粉煤灰硅酸盐水泥：（1）干缩小、抗裂性高；（2）耐磨性差。

复合硅酸盐水泥：干缩较大。

5、影响混凝土拌合物的和易性的主要因素有哪些？改善和易性的主要措施有哪些？
答：影响混凝土拌合物的和易性的主要因素有：（1）水泥浆数量与水胶比；（2）砂率；（3）水泥、骨料等原材料的品种及性质；（4）外加剂（如减水剂、引气剂等）；（5）时间及温度；（6）施工工艺（如搅拌与振捣方法等）。

改善混凝土拌合物的和易性的主要措施为：
（1）改善砂、石（特别是石子）的级配；（2）尽量采用较粗的砂、石；（3）尽量降低砂率，通过试验，采用合理砂率，以提高混凝土的质量及节约水泥；（4）当混凝土拌合物坍落度太小时，保持水灰比不变，适当增加水泥浆用量；当坍落度太大，但粘聚性良好时，保持砂率比不变，适当增加砂、石用量；当拌合物粘聚性、保水性不良时，适当增大砂率；（5）有条件时尽量掺用减水剂、引气剂等外加剂。

6、现场浇注混凝土时，为什么严禁施工人员随意向混凝土拌合物中加水？试分析随意加水对混凝土质量的危害。

而混凝土成型后为什么又要浇水养护？
答：混凝土的水胶比是混凝土配合比的一个非常重要的参数，影响到混凝土的强度、体积变形和耐久性等性质。

若在混凝土浇注现场，施工人员随意向混凝土拌合物中加水，则增大了混凝土的水胶比，导致混凝土拌合物的粘聚性、保水性降低，硬化混凝土的密实度、强度、耐久性降低，变形增大。

而混凝土成型后，混凝土中的水分会不断的蒸发，对混凝土的强度发展不利，为了保证水泥能够正常水化硬化所需的水分，所以要进行浇水养护。

7、影响混凝土强度的主要因素是什么？提高混凝土强度主要措施有哪些？
答：影响混凝土强度的主要因素是：（1）水泥强度等级和水灰胶比；（2）骨料的种类、质量和级配；（3）养护温度与湿度；（4）期龄；（5）试验条件如试件尺寸、形状及加荷速度等。

提高混凝土强度的措施主要有：
（1）采用高强度等级水泥和低水胶比；（2）选用质量与级配良好的骨料；（3）掺入合适的外加剂（如减水剂）与掺合料；（4）采用机械搅拌和振捣（或加强混凝土的质量管理，改善混凝土的施工工艺）；（5）采用合适的养护工艺（或加强养护，保证适宜的养护温度与湿度，可利用高温养护提高混凝土的早期强度）。

8、混凝土的体积变形有哪些？它们对混凝土有何影响？减小混凝土变形的最主要的措施是什么？
答：混凝土的体积变形包括非荷载作用下的变形与荷载作用下的变形。

非荷载作用下的变形主要有：化学收缩、干湿变形、温度变形和碳化收缩。

荷载作用下的变形有短期荷载作用下的变形与长期荷载作用下的变形（即徐变）。

混凝土的体积变形过大会引起混凝土开裂，产生裂缝。

裂缝不仅会影响混凝土的承载能力，而且还会严重影响混凝土的耐久性和外观。

无论是荷载作用下的变形还是非荷载作用下的变形，产生的原因都是由于混凝土中水泥石的存在所引起的。

因此，尽管发生变形的种类不同，但就其如何减小变形的措施来说，却有共同之处，即：（1）合理选择水泥品种：如高强度等级
水泥或早强型水泥的细度较大，则收缩较大；掺大量混合材料的水泥干缩较大。

（2）尽量减小水胶比：如采用掺减水剂等措施。

这是控制和减小混凝土变形的最有效的措施。

（3）尽可能降低水泥用量：如用活性掺合料取代部分水泥等。

9、混凝土的耐久性包括哪些内容？如何提高其耐久性？
答：混凝土耐久性主要包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗碳化、抗碱-骨料反应及防止混凝土中钢筋锈蚀的能力等性能。

提高混凝土耐久性的主要措施为：（1）合理选择水泥品种；（2）选用质量良好、技术条件合格的砂石骨料；（3）采用较小的水胶比和保证水泥用量；（4）掺入适量的减水剂、引气剂及活性矿物掺合料；（5）加强混凝土生产的质量控制，即搅拌均匀、合理浇筑、振捣密实及加强养护。

10、配制混合砂浆时，掺入石灰膏或粉煤灰对砂浆性能有何影响？
答：配制混合砂浆时，掺入石灰膏或粉煤灰可改善砂浆的保水性，使其易于施工，并可降低成本。

但由于石灰是气硬性胶凝材料，掺入后会降低砂浆的耐水性及强度，而粉煤灰是火山灰质材料，不会降低砂浆的耐水性，并且对提高砂浆的强度有好处。

11、普通碳素结构钢的牌号如何确定？牌号与其性能的关系如何？
答：普通碳素结构钢的牌号主要根据结构所需强度，结构与构件的重要性，荷载的性质（静荷或动荷），连接方法（焊接或非焊接），工作温度等因素进行选择。

碳素结构钢牌号越大，其含碳量越大，强度、硬度越高，塑性、韧性越低，冷弯性能和可焊性越差。

12、建筑用钢筋经冷拉及时效处理后其力学性能有何变化？钢材冷加工强化处理的目的是什么?
答：建筑用钢筋经冷拉后，产生塑性变形, 屈服点提高，塑性、韧性和弹性模量明显降低，若再经过时效处理，则其屈服点进一步提高，抗拉强度也有所提高，而塑性，韧性则进一步降低，而弹性模量得以恢复。

钢材冷加工强化处理的目的是：提高钢材的强度（或利用率），节省钢材。

13、混凝土中使用减水剂的主要技术经济效果是什么？
答：①在拌合物用水量不变的时候，混凝土流动性显著增大，混合物混凝土拌合物坍落度可增大100-200mm。

②保持混凝土拌合物坍落度和水泥用量不变，减水5%-30%，混凝土强度可提高5%-25%，特别是早期会显著提高。

③保持混凝土强度不变时，可节约水泥用量5@-25%。

④提高混凝土的密实度，改善耐久性。

14、@235号钢的A、B、C、D四个质量等级的用途有何不同？
答：@235-A适用于只承受静荷载作用的结构；
@235-B适用于承受动荷载的普通焊接结构；
@235-C适用于承受动荷载的重要焊接结构
@235-D适用于低温下承受动荷载的重要焊接结构。

15、C、P、S等元素对建筑钢材的性能有什么影响？
答：含C量在0.8%以下时，C增加，钢度、硬度增加，塑性、韧性降低；
含C量在1.0%以上时，C增加，强度降低，可焊性一直降低；
硅含量在 1.0%以下时，可以提高钢材的强度、疲劳极限、耐腐蚀性以及抗氧化性；
硫引起钢材的“热脆性”，可焊性随其含量升高而降低；
磷引起钢材的“冷脆性”、磷含量增大时，钢材的硬度、强度、耐磨性、耐腐蚀性增大，塑性、韧性可焊性显著降低；。