2021年下半年土木工程材料平時作業(yè)華南理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院一、問答題（每題5分，共80分）1、為什么材料的實際強度較理論強度低許多？答：因為材料的理論強度是由無任何缺陷的材料（或理想材料）得出的。實際上材料的內(nèi)部總是含有大量的各種缺陷。如各種形狀的孔隙、裂紋，材料在受外力作用時，在缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而在這些缺陷處產(chǎn)生裂紋或促使原有微裂紋擴展，最終由于裂紋的擴展和連通而使材料的破壞大大提前。所以材料的實際強度遠遠抵于理論強度。2、 有三種白色膠凝材料，可能是生石灰粉，建筑石膏或白水泥，用什么簡易方法可以辨認(rèn) ?答：將三種材料與水拌成漿體，如果反應(yīng)迅速并放出大量的熱、體積膨脹就是生石灰粉;如果在較短的時間內(nèi)(30min內(nèi))凝結(jié)硬化，則為建筑石膏;如果水化較慢，放熱速度較慢，凝結(jié)時間較長，則為白水泥。3、 為什么水化熱大的硅酸鹽水泥不宜用于大體積混凝土工程? 答：水化熱大的硅酸鹽水泥在水化過程中要釋放出大量的熱量，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，表面系數(shù)相對較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失,這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無法及時散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大?；炷羶?nèi)外溫差較大時，會使混凝:士產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。4、 生石灰的熟化時有何特點？由此對它的性質(zhì)帶來什么影響？答：生石灰的熟化特點：（1） 生石灰具有強烈的消解能力,水化時放出大量的熱（約950KJ/kg）,其放熱量和放熱速度都比其它膠凝材料大得多。（2） 生石灰水化時體積增大12.5倍。煅燒良好、氧化鈣含量高、雜質(zhì)含量低的生石灰（塊灰），其熟化速度快、放熱量大、體積膨脹也大。如果石灰中含有過燒石灰，過燒石灰消化速度極慢，當(dāng)石灰抹灰層中含有這種顆粒時，由于它吸收空氣中的水分繼續(xù)消化，體積膨脹，致使墻面隆起、開裂，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量。為了消除這種危害，建筑工程中使用的石灰漿必須經(jīng)過陳伏。5、 配制混凝土?xí)r，為什么要盡量選擇級配良好且粒徑較粗大的砂石？答：當(dāng)集料的級配良好且顆粒較大，則使空隙及總表面積均較小，這樣的集料比較理想，不僅水泥漿用量較少，而且還可提高混凝土的密實性和強度。6、 哪些情況下允許用海水來拌制混凝土？答：只有同時滿足下列兩個條件，才可能允許用海水拌制混凝土：（1） 素混凝土，并且不與其它鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)接觸。海水含的大量氯，會導(dǎo)致鋼筋銹蝕，甚至滲透進入相鄰構(gòu)件導(dǎo)致鋼筋銹蝕。（2） 混凝土不含堿活性骨料。海水中含大量堿金屬鈉，會與活性骨料發(fā)生堿-骨料反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土膨脹破壞。海水中還有較多的硫酸鹽，混凝土的凝結(jié)程度加快，早期強度提高，但后期強度下降，抗?jié)B性和抗凍性也下降，會對水泥石造成腐蝕，同時海水中含有大量的氯鹽，對混凝土中的鋼筋有加速腐蝕作用，因此對于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，不得采用海水拌制混凝土。對有飾面要求的混凝土也不得使用海水拌制，因為海水中的大量氯鹽，鎂鹽和硫酸鹽會發(fā)生鹽析影響裝飾效果。7、請說明石油瀝青經(jīng)使用若干年后，為什么會逐漸變得脆硬、甚至開裂？答：主要是瀝青在環(huán)境中受到太陽紫外光輻射以及自身性能衰減造成.老化，導(dǎo)致瀝青中的輕質(zhì)組分逐漸減少，瀝青質(zhì)等相對增多，瀝青的柔韌性和延展性變差，瀝青變的硬脆，在溫度驟降時易于產(chǎn)生溫縮裂縫。8、與石油瀝青比較，煤瀝青的性質(zhì)、特點、用途如何？答：煤瀝青是煉焦或生產(chǎn)煤氣的副產(chǎn)品。煙煤干餾時的揮發(fā)物經(jīng)冷凝成煤焦油，煤焦油分餾提取各種油品后的殘留物即為煤瀝青。煤瀝青與石油瀝青相比，在技術(shù)性質(zhì)上有下列差異：溫度穩(wěn)定性較低，與礦質(zhì)集料的粘附性較好，氣候穩(wěn)定性較差，以及含對人體有害成分較多、臭味較重。煤瀝青用于制造涂料、電極、瀝青焦、油毛氈等, 亦可作燃料及瀝青炭黑的原料。9、 公式用于吸水底面的砂漿強度計算，說明為什么公式與水灰比無關(guān)。答：不吸水基層影響砂漿強度的主要因素與混凝土基本相同，即主要決定于水泥強度等級和水灰比。而吸水基層(如粘土磚及其它多孔材料)，這時由于基層能吸水，當(dāng)其吸水后，砂漿中保留水分的多少就取決于其本身的保水性，而與水灰比關(guān)系不大。因而，此時砂漿強度主要決定于水泥強度等級及水泥用量。10、 碳素結(jié)構(gòu)鋼的選用原則是什么？哪些條件下不得使用沸騰鋼？答：碳素結(jié)構(gòu)鋼在焊接，超載，受沖擊和溫度應(yīng)力等不利的情況下使用；沸騰鋼不得在動載，重載，焊接條件下使用。11、 碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號如何表示？為什么Q235號鋼被廣泛用于建筑工程中？答：碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由四部分組成：屈服點字母(Q)屈服點數(shù)值、質(zhì)量等級(根據(jù)P、S雜質(zhì)由多到少劃分為A、B、C、D四級)和脫氧程度(F為沸騰鋼,Z為鎮(zhèn)靜鋼，TZ為特殊鎮(zhèn)靜鋼, Z、TZ可省略)。Q235號鋼既有較高的強度，又有良好的塑性、韌性與可焊性,綜合性能好,故被廣泛用于建筑工程中。12、 木材在吸濕或干燥過程中，體積變化有何規(guī)律？答：干燥木材吸濕，含水率增加，木材出現(xiàn)濕脹。當(dāng)達到纖維飽和點后再繼續(xù)吸濕，其體積不變。濕木材在干燥過程中，自由脫水時（含水率大于纖維飽和點時）木材不變形。若繼續(xù)干燥，含水率小于纖維飽和點時，隨著脫水，木材出現(xiàn)干縮。13、絕熱材料的基本特征如何？常用絕熱材料品種有哪些？答：絕熱材料是指能阻滯熱流傳遞的材料，又稱熱絕緣材料。傳統(tǒng)絕熱材料，如玻璃纖維、石棉、巖棉、硅酸鹽等，新型絕熱材料，如氣凝膠氈、真空板等。它們用于建筑圍護或者熱工設(shè)備、阻抗熱流傳遞的材料或者材料復(fù)合體，既包括保溫材料，也包括保冷材料。絕熱材料一方面滿足了建筑空間或熱工設(shè)備的熱環(huán)境，另一方面也節(jié)約了能源。14、影響水泥土強度的因素是什么？答：混凝土的等級、水灰比例、骨料粒徑、級配、雜質(zhì)多少，養(yǎng)護情況、環(huán)境溫度和濕度、齡期以及混凝土的施工方法等等，都會影響混凝土的強度。15、 簡述膠粘劑的膠粘機理。答：第一階段是液體膠粘劑分子借助于布朗運動向被粘物表面擴散，使兩界面的極性基團或鏈節(jié)相互靠近。在此過程中，升溫、施加接觸壓力和降低膠粘劑粘度等都有利于布朗運動加強。 第二階段是吸附力的產(chǎn)生。當(dāng)膠粘劑與被粘物分子間的距離達到5-10時，界面分子之間便產(chǎn)生相互吸引力，使分子間的距離進一步縮短到處于最大穩(wěn)定狀態(tài)。16、 土木工程中材料的比強度有何意義？答：比強度是按單位體積質(zhì)量計算的材料強度，即材料的強度與其表觀密度之比，是衡量材料輕質(zhì)高強的一項重要指標(biāo)。比強度越大，材料輕質(zhì)高強的性能越好。優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料，要求具有較高的比強度。輕質(zhì)高強的材料是未來建筑材料發(fā)展的主要方向。二、計算題（每題10分，共20分）1、某材料的密度為2.65 g/cm3，表觀密度為2400 kg/m3。將表觀體積為387 cm3，質(zhì)量為929 g的這種材料浸入水中，吸水飽和后質(zhì)量為957 g，問此材料的孔隙率、開口孔隙率和閉口孔隙率各為多少? 解：孔隙率P(10/)100(1-2.4/2.65)100=9.4重量吸水率mw(m水/m)100(957-929)/957100=2.9；開口孔隙率V開/V0=(957-929)/(929/2.4)1007.2閉口孔隙率9.47.22.2所以，該材料的孔隙率、開口孔隙率及閉口孔隙率分別為：9.4；7.2；2.2。2、已知混凝土配合比為水泥：砂：石= 1：2.10：4.40，水灰比為 0.50，求：（1）若混凝土拌合物搗實后的容重為2400 kg/m3，求每立方米混凝土各種材料的用量。 （2）若水泥密度為3.1g/cm3，砂子表觀密度為2.60 g/cm3，石子表觀密度為 2.65g/cm3 ，請用絕對體積法求每立方米混凝土的各材料用量。 答：（1） C：S：G：W= 1：2.10：4.40：0.50，表觀密度為2400水泥的量為C=2400/（1+2.10+4.40+0.50）= 300 kg則C：S：G：W=300：630：1320：150即1立方米混凝土中水泥的量為300kg、砂為630kg、石子為1320kg、水為150kg.（2） 水灰比為0.50，則總的配合比為1：2.10：4.40：0.50 水的密度為1.0g/cm3，則（1/3100+2.10/2600+4.40/2650+0.50/1000）x=1解得：x=303.951m3混凝土中各項材料用量為 1303.95 ：2.1303.95 ：4.4303.95 ：0.50303.95 =304 ：638 ：1337：152即1立方米混凝土中水泥的量為304kg、砂為638kg、石子為1337kg、水為152kg.