2015建筑材料课程 思考题

建筑材料思考题第一章一、名词解释：1、抗渗性材料抵抗压力水渗透的性能，称为渗透性（18）2、抗冻性材料在水饱和状态下，能经受多次冻融而不产生宏观破坏，同时微观结构不明显劣化，强度也不严重降低的性能。

（19）3、耐久性材料在所处环境条件下，保持其原有性能，抵抗所受破坏作用的能力。

（19）4、徐变固体材料在持久荷载作用下，变形随时间的延长而逐渐增长的现象，成为徐变。

（11）5、应力松弛材料在持久荷载作用下，若所产生的变形因受约束而不能增长时，则其应力将随时间延长而逐渐减小，这一现象称为应力松弛。

（11）6、凝胶胶体是指超微颗粒在介质中形成的分散体系。

由于微粒具有很大的表面积和表面能，当其数量较多（胶体浓度大）或在物理化学作用下，颗粒可相互吸附凝聚形成网状结构。

此时，胶体反映出微粒的物理力学性质，成为凝胶。

(8)二、问答：1、何谓视密度？其与密度的实质区别何在？（10）视密度：砂、石子及水泥等散粒状材料，在测定其密度时，常采用排液置换法测定颗粒体积，测定体积一般包含颗粒内部的闭口空隙体积，并非颗粒绝对密实体积。

也不是散粒材料的真实密度，故将此密度成为视密度ρ’。

区别：密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。

而视密度中所测度的颗粒体积＞颗粒的密实体积，＜颗粒的自然体积，故颗粒真实密度ρ＞颗粒材料视密度ρ’＞颗粒的表现密度γ2、何谓堆积密度？其与散粒材料的视密度区别何在？（10）视密度：砂、石子及水泥等散粒状材料，在测定其密度时，常采用排液置换法测定颗粒体积，测定体积一般包含颗粒内部的闭口空隙体积，并非颗粒绝对密实体积。

也不是散粒材料的真实密度，故将此密度成为视密度ρ’。

3、何谓空隙率？它与孔隙率的区别何在？空隙率：建筑材料中，空隙率指散状颗粒材料在堆积体积中空隙体积占的比例。

孔隙率：孔隙率是指材料中孔隙体积占总体积的百分率。

4、简述材料的孔隙率和孔隙特征与材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性及导热性等性质的关系。

孔隙率越大，表观密度越小，强度越低，吸水性越强，抗渗性越弱，抗冻性越差，导热性越低。

第三章一、名词解释1、胶凝材料（31）凝胶材料是指经过自身的物理化学作用后，在由可塑性浆体变成具有一定机械强度硬化体的过程中，能把散粒或块状的物料胶结成一个整体的材料。

2、气硬性胶凝材料（31）气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并保持或继续提高其强度，属于这类材料的有石灰、石膏、镁质胶凝材料及水玻璃等。

3、过火石灰（31）4、欠火石灰煅烧时温度的高低及分布情况，对石灰质量有很大影响，如温度太低或温度分布不均匀，碳酸钙不能完全分解，则产生欠火石灰。

欠火石灰的中心部分仍是碳酸钙硬块，不能熟化，形成渣子。

若温度太高，则产生过火石灰。

过火石灰结构紧密，且表面有一层深褐色的玻璃状硬壳，故熟化很慢，当被用于建筑物后，能继续熟化产生体积膨胀，从而引起裂缝或局部脱落现象。

5、石灰的熟化（消解）（31-32）石灰在使用前一般要加水进行熟化。

熟化的石灰其主要成分是氢氧化钙，熟化反应为生石灰加水生成氢氧化钙，每摩尔放出62.9kj热量。

二、问答：1、试述石灰的凝结硬化机理。

（32）石灰浆在空气中逐渐硬化，其硬化包括两个同时进行的过程：石灰浆中水分逐渐蒸发或被周围砌体所吸收，氢氧化钙从饱和溶液中析出结晶，即结晶过程。

氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳，生成碳酸钙并放出水分，即碳化过程。

碳化作用主要发生在与空气接触的表面，当表层生成致密的碳酸钙薄壳后，不但阻碍二氧化碳继续往深处透入，同时也影响水分的蒸发，因此在砌体的深处，氢氧化钙不能充分碳化，而是进行结晶，所以石灰浆的硬化是一个较缓慢的过程。

由于石灰浆的硬化是由碳化作用及水分的蒸发而引起的，故必须在空气中进行，又由于氢氧化钙能溶于水，故石灰一般不用于与水接触或潮湿环境下的建筑物。

2、试述石膏的凝结硬化机理。

（34-35）半水石膏遇水即发生溶解，溶液很快达到饱和，溶液中的半水石膏水化成二水石膏。

由于二水石膏的溶解度远比半水石膏小，所以很快从过饱和溶液中沉淀析出二水石膏的胶体微粒并不断转化为晶体。

由于二水石膏的析出破坏了原有反应体系的平衡，这时半水石膏进一步溶解和水化。

如此不断地进行半水石膏的溶解和二水石膏的析晶，直到半水石膏完全水化为止。

随着浆体中的自由水分因水化和蒸发而逐渐减少，浆体逐渐变稠失去塑性，呈现石膏的凝结。

此后，二水石膏的晶体继续大量形成、长大，晶体之间相互接触与连生，形成结晶结构网，浆体逐渐硬化成块体，并具有一定的强度。

第四章一、解释1、硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料、0%～5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥（即波特兰水泥）。

2、混合材在水泥生产过程中，为节约水泥熟料，提高水泥产量和增加水泥品种，同时也改善水泥性能，调节水泥强度等级而在水泥中掺入的矿物质材料成为水泥混合材料。

二、问答题1、硅酸盐水泥的主要矿物组成是什么？它们单独与水作用时的特性如何？（39-40）C3S的水化速率较快，水化热较大且主要在水化反应早期释放。

强度最高，并能随时间增长，是决定水泥强度等级高低的最主要矿物。

C2S的水化速率最慢，水化热最小且主要在后期释放。

早期强度不高，但后期强度增长率较高，是保证水泥后期强度增长的主要矿物。

C3A的水化速率极快，水化热最大且主要在早期释放，硬化时体积减缩也最大。

早期强度增长率很快，但强度不高，而且以后几乎不再增长，甚至降低，C3A是影响水泥凝结时间的主要矿物之一。

C4AF的水化速率较快，仅次于C3A。

水化热中等，强度较低。

脆性较其他矿物小，当含量增多时，有助于水泥抗拉强度的提高。

2、水泥水化热对砼工程有何危害？有哪些预防措施。

水泥在水化过程中所放出的热量，称为水泥的水化热。

水泥的这种放热特性，对大体积混凝土建筑物是非常不利的。

它能使建筑物内部与表面产生较大的温差，引起局部拉应力，使混凝土产生裂缝。

因此，大体积混凝土工程一般采用放热较低的水泥。

3、何为混合材？它们加入硅酸盐水泥中各起什么？硅酸盐水泥常掺入哪几种活性混合材。

在水泥生产过程中，为节约水泥熟料，提高水泥产量和增加水泥品种，同时也改善水泥性能，调节水泥强度等级而在水泥中掺入的矿物质材料成为水泥混合材料。

在硅酸盐水泥中掺入一定量的混合材料，不仅具有显著的技术经济效益，同时可以充分利用工业废料，保护环境，是实现水泥工业可持续发展的重要途径。

活性混合材料主要包括粒化高炉矿渣，火山灰质混合材料及粉煤灰三类。

4、为什么普通水泥早期强度较高，水化热较大，而矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥早期强度低，水化热小，但后期强度增长较快？（51）在矿渣水泥中，熟料减少，使发热量高的C3S及C3A含量相对减少，故其水化热较低，适宜用于大体积混凝土工程。

矿渣水泥中活性二氧化硅，三氧化二铝与氢氧化钙是水化反应在常温下进行的比较缓慢，故矿渣水泥早期硬化较慢，其早期（28d以前）强度较同强度等级的硅酸盐水泥及普通水泥低。

而28d以后的强度发展较快，有可能超过硅酸盐水泥及普通水泥。

5、为什么矿渣水泥耐淡水与耐硫酸盐侵蚀性较好，而普通水泥则较差？（51）（不明白）矿渣水泥具有较强的抗溶出性及硫酸盐侵蚀的能力。

由于矿渣水泥中掺加了大量矿渣，熟料相对减少，C3S，C3A的含量也相对减少，水化产物中氢氧化钙的量也相对降低，又因水化过程中析出的氢氧化钙与矿渣作用，生成较稳定的水化硅酸钙及水化铝酸钙，这样在硬化后的水泥石中，游离氢氧化钙及易受硫酸盐侵蚀的水化铝酸钙都大为减少，从而提高了抗溶出性侵蚀及硫酸盐侵蚀的能力，故矿渣水泥适宜用于发生溶出性侵蚀或硫酸盐侵蚀的水工建筑，海港及地下工程。

但在酸性水及含镁盐中，矿渣水泥的抗侵蚀性能却较硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥差。

6、何谓六大水泥，它们的定义各是什么，各适用于什么工程？普通水泥，矿渣水泥，火山灰水泥，粉煤灰水泥，复合硅酸盐水泥。

普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、6-20%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥。

矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。

火山灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。

粉煤灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。

膏磨细制成的水硬性胶凝材料。

7、举例说明如何确定水泥强度等级？（44-45）水泥的强度等级按规定龄期水泥胶砂的抗压强度和抗折强度来划分，反应了水泥胶结能力的大小。

表4-18、请列举你所知道的水泥品种，并举例说明其是如何应用的。

（57-58）1.对一般条件下的普通混凝土，可采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，火山灰硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥。

2.水位变化区的外部混凝土，建筑物的溢流面和有耐磨要求的混凝土，有抗冻性要求的混凝土，应优先选用中热硅酸盐水泥，硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

3.大体积建筑物的内部混凝土、位于水下的混凝土和基础混凝土，宜选用低热水泥、低热矿渣水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。

4.当环境水对混凝土有硫酸盐侵蚀时，应选用抗硫酸盐水泥。

5.受蒸汽养护的混凝土，宜选用矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。

6.水泥强度等级的选用原则，应根据混凝土的性能要求来考虑。

高强度等级的水泥，适用于配制高强度的混凝土或对早强有特殊要求的混凝土；低强度等级的水泥，适用于配制低强度的混凝土或配制砌筑砂浆等。

表4-8所列范围适宜经济。

水泥强度等级越高，其抗冻性及耐磨性越高，为了保证混凝土的耐久性，对于建筑物外部水位变化区、溢流面和经常受水流冲刷的混凝土，以及受冰冻作用的混凝土，其水泥强度等级不宜低于42.5级。

第五章1、有两种砂子，细度模数相同，它们的级配是否相同？若二者的级配相同，其细度模数是否相同？（81）不同；相同2、何谓骨料级配？骨料级配良好的标准是什么？砂的颗粒级配，是指不同粒径的砂粒的组合情况，当砂子由较多的粗颗粒，适当的中等颗粒及少量的细颗粒组成时，细颗粒填充在粗、中颗粒间，使其空隙率及总表面积都较小，即构成良好的级配。

3、为什么要限制石子的最大粒径？大体积混凝土中，150mm范围内，尽可能采用较大粒径。

骨料最大粒径大者对混凝土的抗冻性、抗渗性也有不良的影响，尤其会显著降低混凝土的抗气蚀性能。

（84）骨料最大粒径的确定，还受到结构物断面，钢筋疏密及施工条件的限制。

一般规定D不超过钢筋净距的三分之二到四分之三，构件断面最小尺寸的四分之一。

对于混凝土实心板，允许采用D为二分之一厚板的骨料，D≤50mm；当混凝土搅拌机的容量＜0.8m³时，D不宜超过80mm，当使用大容量搅拌机时，也不宜超过150mm，否则容易打坏搅拌机叶片。