土木工程材料作业答案

一、问答题。

1．常见合成高分子防水卷材有哪些？答：1)橡胶类有：三元乙丙卷材、丁基橡胶卷材、再生卷材等；2)塑料类有：聚氯乙烯卷材、氯化聚乙烯卷材、聚乙烯卷材等；3)橡塑类有：氯化聚乙烯、橡胶共混卷材。

2．钢材牌号与其强度质量等的关系？答：钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分顺序组成。

牌号越大，含碳量越大，抗拉强度越高，而伸长率则随着牌号的增大而降低。

3．各元素对钢材质量的影响？答：钢材中除了主要化学成分铁以外，还含有少量的碳、硅、锰、磷、硫、氧、氮、钛、钒等元素：1)碳（C）：a)所有碳素钢的性能主要取决于含C量，钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，0。

8%以下的碳钢抗拉强度与含碳量成正比增加，塑性及韧性则相反，含C量>0。

8%的碳钢，强度及塑性均低，但硬度很高，但当含碳量在1。

0%以上，随着含碳量的增加，钢材的强度反而下降。

所以含C量不同的钢经处理后显示的性质就不同。

含碳量越高，钢的硬度就越高，但是它的可塑性和韧性就越差。

碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀。

b)随着含碳量的增加，钢材的焊接性能变差（含碳量大于0。

3%的钢材，可焊性显著下降），冷脆性和时效敏感性增大，耐大气锈蚀性下降。

一般工程所用碳素钢均为低碳钢，即含碳量小于0。

25%；工程所用低合金钢，其含碳量小于0。

52%。

2)、硅（Si）：a)在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，是钢中的有益元素。

所以镇静钢含有0。

15－0。

30%的硅。

如果钢中含硅量超过0。

50-0。

60%，硅就算合金元素。

硅含量较低（小于1。

0%）时，能提高钢材的强度，而对塑性和韧性无明显影响。

它可以提高钢的硬度，但是可塑性和韧性下降，电工用的钢中含有一定量的硅，能改善软磁性能。

b)硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。

在调质结构钢中加入1。

0－1。

2%的硅，强度可提高15－20%。

c)硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。

d)含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率。

e)硅量增加，会降低钢的焊接性能。

3)锰（Mn）：a)锰是炼钢时用来脱氧去硫而存在于钢中的，是钢中的有益元素。

锰具有很强的脱氧去硫能力，能消除或减轻氧、硫所引起的热脆性，大大改善钢材的热加工性能，同时能提高钢材的强度和硬度。

一般钢中含锰0。

30－0。

50%。

在碳素钢中加入0。

70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。

b)锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。

锰是我国低合金结构钢中的主要合金元素。

能提高钢的强度，能消弱和消除硫的不良影响，并能提高钢的淬透性，含锰量很高的高合金钢（高锰钢）具有良好的耐磨性和其它的物理性能。

4)磷（P）：a)在一般情况下，磷是钢中有害元素，随着磷含量的增加，钢材的强度、屈强比、硬度均提高，而塑性和韧性显著降低。

特别是温度愈低，对塑性和韧性的影响愈大，显著加大钢材的冷脆性。

磷也使钢材的可焊性显著降低。

因此通常要求钢中含磷量小于0。

045%，优质钢要求更低些。

b)但磷可提高钢材的耐磨性和耐蚀性，故在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用。

能使钢的可塑性及韧性明显下降，特别的在低温下更为严重，这种现象叫做冷脆性。

c)在优质钢中，硫和磷要严格控制，但另方面，在低碳钢中较高的硫和磷，能使其切削易断，对改善钢的可切削性有利。

5)硫（S）：a)硫是钢中很有害的元素。

硫的存在会加大钢材的热脆性，降低钢材的各种机械性能，也使钢材的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。

是钢中的有害杂物，含硫较高的钢在高温进行压力加工时，容易脆裂。

通常叫作热脆性。

b)硫对焊接性能不利，降低耐腐蚀性。

6)氧：氧是碳素钢中的有害杂质。

含氧量增加，使钢的机械强度降低、塑性和韧性降低，促进时效作用，还能使热脆性增加，焊接性能变差。

7)氮：氮能使钢的强度提高，塑性特别是韧性显著下降。

氮还会加剧钢的时效敏感性和冷脆性，使可焊性变差。

在钢中氮若与铝或钛元素反应生成的化合物能使晶粒细化，可改善钢的性能4．加气混凝土砌块的特点？答：1)质轻；2)保温隔热；3)加工性好；4)利废。

5．常见的热固性塑料有哪些？答：1)酚醛树脂；2)氨基塑料；3)环氧树脂；4)玻璃纤维增强塑料；5)有机硅树脂。

6．什么是屈强比，对选用钢材有何意义？答：屈服强度与强度极限之比称为屈强比。

当这个比值较小时，表示结构的安全度较大，即结构由于局部超载而发生破坏的强度储备较大，但比值过小时，则表示钢材强度的利用率偏低，不够经济。

相反若屈强比较大，则表示钢材利用率较大，但比值过大，表示强度储备过小，脆断倾向增加，不够安全。

因此这个值最好保持在0。

60～0。

75之间，既安全又经济。

7．造成硅酸盐水泥体积安定性不良的原因有哪些？怎样检验？答：熟料中所含的游离氧化钙、游离氧化镁或掺入的石膏过多；游离氧化钙引起的安定性不良可采用试饼法或雷氏法检验，在有争议时以雷氏法为准，氧化镁和石膏的危害作用不便于快速检验，因此常在水泥生产中严格加以控制，国标规定水泥中游离氧化镁质量分数不超过5%，三氧化硫质量成分数不超过3。

5%。

8．如何利用维勃稠度仪测量混凝土拌合物的维勃稠度值？（要求写出测定步骤）答：1)把仪器放在坚实水平的平台上，用湿布把容器、坍落度筒、喂料口内壁及其它用具湿润。

就位后将喂料口提到坍落度筒上方扣紧，校正容器位置，使其轴线与喂料口轴线重合，然后拧紧蝶形螺母；2)把按要求取得的混凝土试样用小铲将料分三层装入坍落度筒内，每层料捣实后约为高度的三分之一，每层截面上用捣棒均匀插捣25下，插捣第二层和顶层时应插透本层，并使捣棒刚刚进入下一层顶层，插捣完毕后刮平顶面；3)使喂料口、圆盘转离，垂直地提起坍落度筒，此时并应注意不使混凝土试样产生横向扭动；4)把透明圆盘转到混凝土圆台体顶面，放松定位螺丝，降下圆盘，使其能轻轻接触到混凝土表面，读出数值即为坍落度值。

同时按控制器“启动／停止”按钮，当震动到透明圆盘的底面被水泥浆部满的瞬间再按“启动/停止”按妞，震动停止，控制器显示数值（时间：单位秒）即为维勃稠度值。

9．有效减少钢材腐蚀的措施？答：防止钢材锈蚀主要有三种方法：①制成合金钢；②表面覆盖；③设臵阳极或阴极保护。

10．高铝水泥适用于何种工程？答：主要应用于紧急军事工程、抢修工程等临时性工程；要求早强的特殊工程；耐热混凝土工程以及冬季施工等工程。

11．花岗岩有何特点？答：表观密度大；结构致密、抗压强度高；孔隙率小、吸水率极低；材质坚硬；化学稳定性好；装饰性好；耐久性好等。

12．胶粘剂的组成材料有哪些？答：有粘料、固化剂、填料、稀释剂等。

13．木材强度的特点？答：结构木材常用的强度有：抗压、抗拉、抗剪和抗弯强度。

1)抗压强度：木材的抗压强度分为顺纹抗压强度和横纹抗压强度，顺纹抗压强度较高，且木材的疵点对其影响较小，在建筑工程工利用最广，常用于柱、桩、斜撑及桁架等承重构件。

顺纹抗压强度是确定木材强度等级的依据。

2)抗拉强度：也分为顺纹抗拉强度和横纹抗拉强度，顺纹抗拉强度是木材所有强度中最大的，担是木材的疵点对其影响极为显著，因此木材实际的顺纹抗拉能力反较顺纹抗压为低。

横纹抗拉强度很低，工程中一般不用。

3)抗弯强度：木材的抗弯强度很高，在建筑工程中常用于地板、梁、桁架等结构中。

4)抗剪强度：作用力对木材纤维方向的不同，可分为顺纹剪切、横纹剪切和横纹切断。

14．决定半固体或固体沥青粘滞性的技术指标是什么？答：针入度指标15解释钢号Q235AF、Q235D代表的意义，并比较二者在成分、性能和应用上的异同？答：1)Q235AF表示屈服强度为235MPa，由氧气转炉或平炉冶炼的A级沸腾碳素结构钢。

2)Q235D表示屈服强度为235MPa的D级钢。

A级钢的S和P含量高于D级钢，但Mn含量低于D级钢，A级钢一般用于承受静载作用的钢结构，D级钢则可用于低温条件下承受动载焊接的重要结构。

16．试述混凝土中的四种基本组成材料在混凝土中所起的作用。

答：四种基本材料是：水泥、砂、石、水；在混凝土中砂、石起骨架作用，称为集料，可以节省水泥；可以降低水化热，减少混凝土由于水泥浆硬化而产生的收缩，抑制裂缝的扩展；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在集料表面并填充其空隙，在硬化前，水泥浆与外加剂起润滑作用，赋予拌合物一定和易性，便于施工，水泥浆硬化后，则将集料胶结成一个坚实的整体。

17．何谓减水剂？试述减水剂的作用机理。

在混凝土中加减水剂有何技术经济意义？我国目前常用的有哪几种？答：减水剂：掺入混凝土后，在不改变配合比的条件下，可显著增大混凝土流动性的外加剂；或在保持混凝土拌合物流动性不变条件下，可显著降低用水量的外加剂。

混凝土中掺减水剂的技术经济意义：(1) 保持混凝土流动性和水泥用量不变，可降低用水量，增加混凝土的强度；(2) 保持流动性和强度不变，可降低用水量，减少水泥用量，降低成本；(3) 保持流动性不变，可减少单位用水量，降低混凝土的离析和泌水，提高混凝土的密实性，提高混凝土的抗渗性和抗冻性；(4) 可减缓水泥的水化放热速率，利于大体积混凝土中温度应力的降低，从而减少开裂的可能性。

常用减水剂品种：普通型的---木钙(M剂)；高效型----萘系：FDN，NNO，MF等；水溶性树脂类：SM剂。

缓凝型---糖蜜类。

18．石油沥青的组分主要有哪几种？各有何作用？答：主要有油分、树脂和地沥青质三个组分；油分赋予沥青流动性；树脂使沥青具有良好的塑性和粘结性；地沥青质则决定沥青的耐热性、粘性和硬性，其含量愈多，软化点愈高，粘性愈大，愈硬脆。

二、 计算题1．已知实验室配合比为水泥：砂：石=1：2.4：4，W/C ＝0.65，混凝土混合物的表观密度ρ0＝2400kg/cm 3，当日实际测得卵石含水率为2.5％，砂含水率为4％.计算其施工配合比四种材料各为多少公斤？解：➢ 总量：2400*0.805=1932kg1) 水泥用量：1932*1/8.05=240kg2) 河砂用量：240*2.4*1.04=599.04kg3) 卵石用量：240*4*1.025=984kg4) 水用量：240*0.65-240*2.4*0.04-240*4*0.025=108.96kg2．某石料，浸水饱和后擦干表面并测得质量为640克，烘干后为620.它的密度为2.70g/cm3，表观密度为2.40 g/cm3，.求该材料的孔隙率、质量吸水率、体积吸水率、开口孔隙率、闭口孔隙率和视密度（近似密度）.(假定开口孔全可充满水)解：1) 孔隙率：P=（1-ρ0ρ）*100%=（1-7.24.2）*100%=11.11% 2) 质量吸水率：W m =m m-1m *100%=620620640-*100%=3.23% 3) 体积吸水率：W v = W m *ρ0=3.23%*2.4=7.74%4) 开口孔隙率：4.2/6404.2/20*100%=3.13% 5) 闭口孔隙率：孔隙率-开口孔隙率=11.11%-3.13%=7.98%。