土木工程材料

第一章

1、材料的密度、表观密度和堆积密度有何差别？

答：密度：材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。表观密度：材料在自然状态下，单位表观体积的质量。堆积密度：散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量、

2、材料的亲水性、憎水性、吸水性、吸湿性、耐水性、抗渗性及抗冻性的定义、表示方法及其影响因素是什么？

答：亲水性：当θ<=90°时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料表面分子间的相互吸引力；憎水性：当θ>90°时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料表面分子间的吸引力；吸水性：材料在水中吸收水分的性质，W=（m1－m）/m×100%，材料的吸水性与其亲水性、憎水性、孔隙率及空隙特征有关；吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质；W湿=（m含－m）/m×100%；材料的吸湿性与空气湿度大小有关；耐水性：材料长期在饱和水的作用下抵抗破坏，保持原有功能的性质，KR=f饱/f干，耐水性与材料在吸水饱和状态和绝干状态下的极限抗压强度有关；抗渗性：材料在压力水作用下，抵抗渗透的性质，K=Qd/AtH，抗渗性与渗件总量、试件厚度、渗水面积、渗水时间、静水压力水头、孔隙率和空隙特征有关；抗冻性：材料在吸水饱和状态下，抵抗多次冻融循环的性能，影像材料抗冻性的因素有空隙率、空隙特征、吸水率及降温速度。

3、实验条件对材料强度有无影响？影响怎样？为什么？

答：有影响。1)试件形状与尺寸对实验结果的影响，小试件的抗压强度大于大试件的。因小试件受环箍作用影响相对较大，存在缺陷的概率小。2)实验装置情况的影响，脆性材料单轴受压时，试件的承压面受环箍作用影响较大，远离承压面试件的中间部分，受作用较小。3)试件表面的平整度的影响，压面上有凹凸不平或缺棱掉角等缺陷时，会出现应力集中现象而降低强度。4)加荷速度的影响，当加荷速度过快时，由于变形的增长滞后于荷载增长，所以破坏时测得的强度值较高。5)实验的温度、湿度的影响，温度升高时，材料强度降低。

4、当某种材料的孔隙率增大时，表1-4内其他性质如何变化？（有符号表示：“↑”增大、“↓”下降、“—”不变、“？”不定）

表1-4 孔隙率对其他性质的影响

第二章

1、建筑石灰按加工方法不同可分为哪几种？他们的主要化学成分各是什么？

答：可分为：建筑生石灰，主要成分CaO、MgO、CO2；建筑生石灰粉，主要成分CaO、MgO、CO2；建筑消石灰粉，主要成分CaO、MgO、游离水；石灰膏；石灰浆。

2、什么是欠火石灰和过火石灰？它们对石灰的使用有什么影响？

答：煅烧温度过低或时间不足，使得CaCO3不能完全分解，将生成“欠烧石灰”，其表层部分可为正火石灰，而内部会有未分解的石灰石核心，与水反应时仅表面水化，而石灰石核心不能水化。若煅烧温度过高或时间过长，则会因高温烧结收缩而使石灰内部孔隙率减少，体积收缩，晶粒变得粗大，这种石灰称为“过烧石灰”，其结构较致密，与水反应时速度很慢，往往需要很长时间才能产生明显的水化效果。

3、硅酸盐水泥孰料的主要矿物组成有哪些？它们加水后各表现出什么性质？

答：硅酸盐水泥孰料的主要矿物组成有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。硅酸三钙水化的反应速度较快，生成了水化硅酸钙胶体，并以凝胶的形态析出，构成具有很高强度的空间网状结构，生成的氢氧化钙以晶体的形态析出。硅酸二钙水化所形成的水化硅酸钙在C/S比和形貌方面与C2S水化产物无大区别，故也称为C-S-H凝胶。铝酸三钙水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相CaO 浓度和温度的影响很大，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化为石榴石（C3AH6）。铁相固溶体的水化速度比C3A略慢，水化热较低，及时单独水化也不会引起快凝。其水化反应及其产物与C3A很相似。

4、硅酸盐水泥的水化产物有哪些？它们的性质各是什么？

答：水化产物有：水化硅酸钙胶体，以凝胶的形态析出；氢氧化钙以晶体的形态析出，铝酸三钙水化

先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化为水石榴石，C4AF的水化产物与C3A很相似。

第三章

1、什么是集料的分配？集料的级配有哪些类型？如何测定集料的级配？

答：各种不同粒径的集料，按一定比例搭配，可达到较小的孔隙率或较大的内摩擦力。根据集料颗粒在筛孔尺上的分布是否连续集料的级配可以分为连续级配和间断级配两类。按照密实程度可以分为升级配和密级配

采用筛分析的方法进行测定，取一定数量的风干集料，再一套标准筛上进行筛分，分别测得式样在各筛上的筛余之量，然后计算出反映集料级配的分计筛余百分率，累计筛余百分率和通过百分率。富勒理论：通过大量的实验研究，认为：固体颗粒按粒度大小，有规则的组合，粗细搭配，可以得到堆积密度最大，空隙率最小的集料。级配曲线越接近抛物线时，则其堆积密度越大。

2、集料的颗粒级配和粗细程度有何意义？为什么？

答：颗粒级配是指集料中各种粒径颗粒的搭配情况。粗细程度是指不同粒径颗粒混合后的总体粗细程度。

第四章

1、混凝土用砂为何要提出级配和细度要求？两种砂的细度模数相同，其级配是否相同？反之，如果级配相同，其细度模数是否相同？

答：良好的级配能使集料的空隙率和总表面积均较小，从而使所需的水泥将量较少，并且能提高混凝土的密实度；若细度模数相同，其级配不同；若两者的级配相同，其细度模数相同。

2、引气剂渗入混凝土中对混凝土性能有何影响？引气剂的掺量是如何控制的？

答：引起剂是指在搅拌混凝土工程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡（孔径为20～ ）的外加剂。影响①可改善新拌混凝土的和易性，显著降低混凝土粘性，使其可塑性增强单位200m

用水量②减少集料利息和和水量，提高抗渗性③提高抗腐蚀性和耐久性④含量每提高1%抗氧强度下降3%~5%康熙强度下降2%~3%。⑤引入空气会使干缩增大，但若同时减少用水量，对干偏影响不会太大⑥使混凝土对钢筋的粘性强度降低，一般含量为4%时，对垂直方向的钢筋粘结强度降低10%~15%，对水平方向的钢筋粘结强度稍有下降。

3、普通混凝土的和易性包括哪些内容？怎样测定？

答：和易性是指在一定的施工条件下，便于各种施工操作并能获得均匀、密实的混凝土的一种综合性能。包括：流动性、粘聚性和保水性。对混凝土和易性的评定通常是对其流动性测定，再辅以目测和经验评定其粘聚性和保水性，用坍落度试验和维勃稠度试验两种。

4、在水泥浆用量一定的条件下，为什么砂率过小和过大都会使新拌混凝土的流动性变差？

答：砂率过大，细集料含量相对增多，集料的总表面积明显增大，包裹沙子颗粒表面的水泥砂浆层显得不足，砂浆之间的内摩阻力增大成为降低新拌混凝土流动性的主要矛盾，这时，随着砂率增大流动性将降低。砂率过小，集料空隙率显著增加，不能保证在粗集料之间又足够的砂浆层，也会降低新拌混凝土的流动性。

5、影响混凝土强度的主要因素有哪些？怎样影响？如何提高混凝土的强度？

答：因素：1）水泥强度等级及水灰比；在水灰比不变的前提下，水泥强度等级越高，硬化后的水泥石强度和胶结能力越强，混凝土的强度也就越高。2）集料的影响；集料的表面状况影响水泥石与集料的粘结，从而影响混凝土的强度。3）外加剂和掺合料；在混凝土中掺入掺合料，可提高水泥石的密实度，改善水泥石与集料的界面过渡区状态和界面粘结强度，提高混凝土的强度。4）温度和湿度的影响；混凝土养护温度越高，水泥的水化速率越快，达到相同龄期时混凝土的强度越高。5）龄期的影响；随龄期的延长，混凝土强度呈对数曲线趋势增长，开始增长速度快，以后逐渐减慢，28d以后强度基本趋于稳定。提高混凝土强度的措施：1）选用高强度等级水泥2）降低水灰比3）掺用混凝土外加剂、矿物掺合料4）优选集料5）加强养护，尤其是早期养护，可采用湿热处理6）采用机械搅拌和振捣混凝土。

第七章

1、低碳钢的拉伸试验图划分为几个阶段？各阶段的应力—应变有何特点？指出弹性极限σp、屈服点σs和抗压强度σb在图中的位置。