土木项目工程材料思考题标准答案

1、土木工程材料思考题答案绪论1、土木工程材料的研究在现代建筑业中有何意义？（1）建材在基建总费用中占很大比例（总投资的 60%） （2）建筑形式、 结构设计、施工方法等受建材品种、质量的制约（3）建材量大面广，涉及资源、 能源、环境等各方面，具有综合的、巨大的社会经济效益。2、土木工程材料可分为哪几类？按组成：金属材料、无机非金属材料、有机材料、复合材料；按作用：结构 材料、功能材料；按使用部位：墙体材料、屋面材料、地面材料等。3、选用土木工程材料的基本原则是什么？（1）就地取材，选用技术成熟、经济实用的建材（2）遵照有关政策法规， 合理使用利废、节能的新材料，淘汰粘土砖等落后传统建材（ 3）综

2、合考虑材料 性能、施工进度、热工及抗震等建筑性能要求、工程投资等因素。总之，要做到: 价廉物美、满足使用要求、综合效益好。4、对于传统土木工程材料与新品种材料的使用应抱什么态度？传统建材有长久的历史、广泛的应用，但面临社会的发展、技术进步更新， 也暴露出不足和落后，应结合地区特点、工程性质、市场规律进行合理利用和改 进。新型建材既存在技术成熟、经济可行方面的问题，也面临人们观念更新、设 计与施工、销售配套等问题，因此，既不要盲目照搬，也不要消极保守，应积极 而慎重地推广使用。第一章 土木工程材料的基本性质1、材料的密度、表观密度、体积密度、堆积密度有何区别？材料含水后对它们 有何影响？（1）定

3、义、测试方法；（2）大小：P > p > P 0 > P 0（3）适用对象：块材，散粒状；（4）影响因素：孔隙率、含水率。2、试分析材料的孔隙率和孔隙特征对材料的强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、 导热性及吸声性的影响？孔隙率越大，表观密度越小、强度越低。开孔能提高材料的吸水性、透水性、 吸声性，降低抗冻性。细小的闭孔能提高材料的隔热保温性能和耐久性。 细小的 开孔能提高材料的吸声性。3、一块砖，外形尺寸 240*115*53mm，从室外取来时重量为 2700g,浸水饱和 后重量为2850g,绝干时重量为2600g,求此砖的含水率、吸水率、干表观密度。W 含=（2700-2600

4、）/2600*100%W 吸=（2850-2600）/2600*100%P 0=2600/ (24*11.5*5.3 ) 4、某石灰石的密度为2.70g/cm3,孔隙率为1.2%，将该石灰石破碎成石子，石 子的堆积密度为1580kg/m3，求此石子的表观密度和空隙率。P 0= （1-0.012） *2.70P' = （1-1580/ P 0） *100% 5、某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为 172、178、168MPa, 求该岩石的软化系数？并指出该岩石可否用于水下工程？K 软=168/178K软0.85 &建筑物的屋面、外墙、基础所使用的材料各应具备哪些

5、性质？ 屋面：抗弯、抗冲、轻质、抗渗、抗冻、保温隔热、耐候性。 外墙：抗压、抗冲、轻质、抗渗、抗冻、保温隔热、耐候性、隔声。 基础：抗压、耐水、耐腐蚀、抗渗。7、材料的组成是如何影响其性能的？对于材料研究而言，原子是材料的基本组成单位。原子间键合力的强弱，决 定了材料的强度、熔点、导电性等性能。原子量的大小，决定了材料的密度。原 子的外层电子，决定了材料的化学活性。8、材料的结构是如何影响其性能的？材料的宏观结构（孔结构、构造）与其强度、渗透性、保温性能等密切相关， 在材料加工、材料宏观物理力学性能计算等方面有所应用；材料的细观结构（相 组织、微裂缝等）与其使用性能（老化、断裂等）密切相关；材

6、料的微观结构（晶 体、非晶体）与其物理力学性能（强度、硬度、弹塑性、导热性等）密切相关。9、材料科学的基本原理？举例说明。材料的组成、结构决定其性能。例：混凝土材料，通过调整原材料品种及配 合比，可以获得具有不同强度、表观密度等性质的混凝土；通过抽孔、引气等措 施改变其宏观结构，可改变其表观密度、渗透性等性质；通过控制微裂缝、水化 程度，可改变其强度。10、材料的性能与使用性能有何关系？材料在使用过程中，受到外加荷载、环境介质的作用，随着时间的增长，材 料的组成、结构将发生变化，从而造成性能变化。所以，材料的性能与材料的使 用性能有联系、又有区别。可以这样理解，材料的性能表示“标准状态”下、某

7、 一时刻的测试结果；材料的使用性能表示“实际使用条件”下、随着时间变化而 造成的材料组成、结构的变化。11、材料的耐久性包括哪些内容？耐久性表示材料在长期使用过程中，能保持其原有性能而不变质、破坏的性 质。材料在使用过程中所受的破坏作用包括：物理作用（外力、干湿交替、冷热变化、冻融循环）、化学作用（大气和环境水中的酸、碱、盐等有害物质的侵蚀， 日光、紫外线的作用等）、生物作用（虫蛀、菌类腐朽）。耐久性是一种综合性质, 包括：抗冻性、耐热性、耐光性、大气稳定性、抗化学腐蚀性等。12、固体废弃物的资源化利用应注意哪些问题？固体废弃物的利用不应造成新的污染， 不应对产品性能有所损害，注意原材 料质量

8、波动，应保证原料供应。第二章气硬性无机胶凝材料1、某住宅室内抹灰采用石灰砂浆，交付使用后出现墙面普遍鼓包开裂，试分析 其原因。要避免这种情况发生，应采取什么措施？原因：石灰消解不完全或含有较多过火石灰，使用后继续消解产生膨胀。 措施：采用优质石灰、充分消解。2、解释名称：生石膏、熟石膏、死烧石膏、过烧石膏、硬石膏、软石膏、膏、P石膏、磷石膏、氟石膏、脱硫石膏。生石膏：天然二水石膏；熟石膏：建筑石膏、半水硫酸钙；死烧石膏：不溶性硬 石膏、无水硫酸钙；过烧石膏：高温煅烧石膏；硬石膏：天然无水石膏；软石膏: 天然二水石膏；a石膏：高强石膏；P石膏：建筑石膏；磷石膏：生产磷酸时产 生的废渣，属化工石膏

9、之一；氟石膏：生产氢氟酸时产生的废渣，属化工石膏之3、为什么说石膏是一种绿色建材？石膏生产能耗低；石膏水化产物与原料的成分相同，形成良性循环；石膏轻 质、快凝。4、如何改善石膏的耐水性？使石膏水化产物提高耐水性，如加入矿渣、水泥等形成水化硅酸钙；石膏制 品表面作防水处理，如纸面石膏板。5、什么是硅酸盐制品？举例说明。硅质原料与钙质原料在湿热条件下反应，形成以水化硅酸钙为主的水化产 物。如：灰沙砖，加气混凝土等。6什么是气硬性胶凝材料？举例说明。只能在空气中凝结硬化并保持和发展其强度的胶凝材料。女口：石膏、石灰等。第三章水泥1、硅酸盐水泥体积安定性不良的原因？如何检查判断水泥的体积安定性？水泥

10、安定性不合格怎么办？原因：水泥中含有过多的游离氧化钙或游离氧化镁，石膏掺量过多。水泥硬化后，继续水化，形成膨胀性产物。检测：游离氧化钙用沸煮法，游离氧化镁和过量石膏往往不进行检验， 而由生产 厂控制其含量。安定性不合格的水泥不得使用。某些安定性轻度不合格的水泥存放 24周后，可 能合格，但须重新标定水泥标号。2、既然硫酸盐对水泥石具有腐蚀作用，为何在生产水泥时加入的适量石膏对水 泥石无腐蚀作用？硫酸盐对水泥石有腐蚀作用，是因为在变形能力很小的水泥石内产生膨胀性产物 钙矶石。生产水泥时掺入的适量石膏也会与水化铝酸钙反应产生钙矶石，但这主要发生在水泥浆体凝结前，尚有可塑性，且硬化初期水泥石中毛细孔

11、含量较高， 可容纳钙矶石的少量膨胀，故对水泥石结构无破坏。若掺入石膏过多，在水泥硬 化后继续产生大量钙矶石，将有破坏作用。3、硅酸盐水泥与熟石灰混合使用是否会引起体积安定性不良？为什么？ 不会。氢氧化钙的硬化产生体积收缩。氧化钙的水化产生膨胀会造成安定性不良。4、何谓活性混合材和非活性混合材？活性混合材产生水硬性的条件是什么？ 活性混合材：常温下可与氢氧化钙发生水化反应， 生产凝结硬化并生产强度的混 合材。其活性来源主要是活性氧化硅、氧化铝。条件：需激发剂（碱性激发剂、硫酸盐激发剂）、湿热条件。因此早期强度 比硅酸盐水泥5、为什么掺混合材水泥的早期强度较低，而后期强度发展较多？ 熟料含量较少，

12、而活性氧化硅、氧化铝与氢氧化钙的反应较缓慢, 较低，而经过二次反应，硬化后主要组成是水化硅酸钙和钙矶石， 石结构更致密，因此后期强度可能超过硅酸盐水泥。（1）处于干燥6下列混凝土工程中应优先选用何种水泥？不宜使用何种水泥？环境中的混凝土工程（2）采用湿热养护的混凝土构件（3）大体积混凝土工程（4） 水下混凝土工程（5）高强度混凝土工程（6）高温炉的混凝土基础（7）严寒地 区受反复冻融的混凝土工程（8）有抗渗要求的混凝土工程（9）混凝土路面工程（10）冬季施工混凝土工程。（1）处于干燥环境中的混凝土工程普通硅酸盐水泥。干缩较小。不宜用火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥， 因干缩大、易碳化起粉。

13、（2）采用湿热养护的混凝土构件掺混合材的硅酸盐水泥。湿热养护有利于活性激发。不宜用高铝水泥、快硬硅酸 盐水泥、硅酸盐水泥，因后期强度损失明显。（3）大体积混凝土工程掺混合材的硅酸盐水泥。水化热低。不宜用快硬硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、普通 水泥、高铝水泥。（4）水下混凝土工程掺混合材的硅酸盐水泥。抗软水侵蚀能力好。不宜用快硬硅酸盐水泥、硅酸盐水 泥。(5) 高强度混凝土工程硅酸盐水泥、普通水泥、复合水泥。标号高。不宜用粉煤灰水泥。(6) 高温炉的混凝土基础矿渣硅酸盐水泥、高铝水泥。耐热性好。(7) 严寒地区受反复冻融的混凝土工程硅酸盐水泥、普通水泥。抗冻性好。不宜用掺混合材的硅酸盐水泥。(8) 有

14、抗渗要求的混凝土工程火山灰硅酸盐水泥、普通水泥。抗渗性好。不宜用矿渣硅酸盐水泥。(9) 混凝土路面工程硅酸盐水泥、普通水泥。耐磨性好。不宜用火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥。(10) 冬季施工混凝土工程快硬硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、普通水泥。早期强度高，水化热大。不宜用掺混 合材的硅酸盐水泥。第四章混凝土1、影响混凝土受压弹性模量的因素和影响抗压强度的因素是否相同？影响的效 果是否一致？骨料的弹性模量越高、骨料用量越多，则混凝土弹性模量越高。混凝土强度 越咼，弹性模量越咼。普通混凝土受力破坏时，裂纹首先从骨料与水泥石间的界面引发，并向水泥 石中扩展，裂纹贯通导致混凝土破坏。因此，界面粘结强度、水泥

15、石强度决定了 混凝土的强度。2、工程中对普通混凝土的质量要求有哪些? 和易性、强度、变形、耐久性。3、砂、石的级配如何表示？级配良好的砂、石有何特征？砂、石级配良好对混 凝土性能有何影响？砂的级配用累积筛余表示，并根据0.63mm筛的累计筛余划分为三个级配区 (I、U、m)。石子的级配也用累计筛余表示，并根据累计筛余划分为三种级 配(连续、单粒径、间断)。级配良好，表示大小骨料的搭配程度良好，即骨料的空隙率小。骨料级配良好，在用水量不变的情况下可改善混凝土的和易性， 有利于施工; 若流动性不变，水泥用量保持不变，则可降低用水量，使混凝土强度、耐久性提 高、变形降低；若流动性、强度不变，贝冋降低

16、水泥用量、降低水化热。4、什么是石子的最大粒径？为什么要限制最大粒径？工程上如何确定最大粒 径？公称粒级的上限称为石子的最大粒径。石子最大粒径太大时，受搅拌设备、混凝土构件的截面尺寸及钢筋间距等影 响，混凝土不易搅拌均匀或不能保证密实成型。石子的最大粒径应不大于构件最小截面尺寸的1/4，且应不大于钢筋净距的34。对实心板材应不大于板材厚度的1/2且不大于50mm。5、提高混凝土耐久性的基本原则是什么？应严格控制哪些因素？ 选择适宜的水泥品种，降低水泥石的孔隙率。应严格控制水灰比，保证一定的水泥用量、养护时的湿度及养护时间。6混凝土的水灰比是根据混凝土的什么性质来确定的? 配制强度或耐久性。7、

17、在混凝土中掺入减水剂可取得哪些经济技术效果？若用水量不变，则坍落度可增加50150m m；若流动性及水泥用量不变，则 可减水10%25%提高强度10%30%若流动性及强度不变，则可减水10%25% 节约水泥10%20%改善混凝土拌合物的粘聚性、保水性；提高混凝土耐久性。第五章建筑砂浆1、砂浆有哪些用途？砌筑、抹面、装饰、防水、绝热、吸音、耐酸等。号、水灰比。号、2、用于不吸水基层和吸水基层的砌筑砂浆，影响其强度的主要因素各是什么? 不吸水基层：水泥标旦 吸水基层：水泥标号、水泥用量。3、抹面砂浆与砌筑砂浆相比，有何特点？基本要求是具有良好的和易性、较高的粘结强度。抹面砂浆不承受外力，分 多层涂

18、抹，与基层接触面较大，应防止干缩、开裂。抹面砂浆主要起装饰、防护 作用。4、配制砂浆时，为什么除水泥外常常还要加入一些其他胶凝材料？ 一般水泥标号大于砂浆强度所需，故常常加入一些廉价的其他胶凝材料以提 高砂浆的流动性、保水性。5、为什么提倡使用商品砂浆？商品砂浆采用工业化生产，质量稳定，性能好，施工现场污染少，使用方便。第六章工程石材、墙体材料和屋面材料1、石材的分类？根据地质形成条件，岩石分为：岩浆岩、沉积岩、变质岩。 按作用，常用石材分为：饰面石材、构筑用石材。2、墙体材料的分类？按产品外形，墙体材料可分为三类：砖、砌块、板材。 按承载能力，墙体材料分为承重墙材料、非承重墙材料。第七章 土

19、木工程用钢材和铝合金1、含碳量对碳素钢的性能有何影响？随含碳量增加，碳素钢的硬度提高、塑性降低、韧性降低、冷脆性及时效敏 感性增大，强度先增后降（1%）。2、拉伸试验可测定钢材哪些力学性能？它对选用钢材有何用途？屈服点、抗拉强度、伸长率。在拉伸应力-应变曲线上，可以得知弹性模量、 韧性、曲强比（安全可靠性、强度利用率）。以屈服点为强度取值依据。3、某钢材试样，直径10mm,长度100mm,当荷载达26.69kN时开始塑性变形, 当荷载最高达47.10kN时被拉断，拉断后试样长度 116mm，断口直径6.7mm, 求该钢材的屈服强度、极限强度、伸长率、断面收缩率？屈服强度=26.69*1000/

20、（3.14*5*5）（ MPa）极限强度=47.10*1000/（3.14*5*5）（ MPa）伸长率 S 10 = （11-000）/100*100%断面收缩率 书=（10*106.7*6.7）/（10*10）*100%4、钢材冷加工的目的？经过冷加工强化，钢材的屈服强度提高，冲击韧性降低。在工程上，可节约 钢材，但受冲击荷载的部位不得使用冷拉、冷拔钢筋。5、钢材热处理的目的？退火的目的是降低硬度以便进行切削加工。淬火的目的是提高硬度和耐磨 性、获得良好的综合性能（强度高、韧性好）。回火的目的是消除内应力、降低 脆性、改善机械性能。表面热处理的目的是使钢件的表面层具有高硬度和耐磨性， 芯部具

21、有足够的塑性和韧性。&绘制钢筋冷拉强化的应力-应变图，并说明冷加工的作用。 经过冷加工强化，钢材的屈服强度提高，冲击韧性降低。第八章木材1、木材在使用前为何要进行干燥？干燥至何种程度? 木材具有湿胀干缩的性质。干燥至平衡含水率。2、某一松木试件(纤维饱和点30%, a =0.05,其含水率11%，此时其顺纹抗压 强度64.8MP,问：(1)在标准含水率状态下其抗压强度是多少？ (2)含水率分别为20%、30%、40%时的强度各为多少？015= Gw* (1+a*(W-15) =64.8* (1+0.05* (11-15)第九章高分子建筑材料1、热塑性树脂与热固性树脂主要不同点有哪些？热

22、塑性树脂为线型或支链型分子，耐热性差、耐腐蚀性差、可溶可熔、强度 较低、变形较大，主要用于非结构材料。热固性树脂固化后形成体型分子，强度 较大、粘结力强、耐热性好、变形小，主要用于结构材料，也可用于非结构材料。2、粘合剂能与被粘结物牢固粘结的条件？粘合剂与被粘物很好的浸润；极性粘合剂适用于粘结极性材料；粘合剂良好 固化；胶层厚度适当。第十章沥青与沥青混合料1.沥青的三大指标是什么？分别对应什么技术性质？针入度表征粘性，延度表征塑性，软化点表征温度稳定性。2.沥青的结构是怎样的？各组分对沥青的技术性质有何影响？ 沥青溶液是一种胶体溶液。沥青质是分散相，油分是分散介质；沥青 质与油分不亲和，而胶质与沥青质、油分皆亲和；胶质包裹沥青质形成胶 团，分散在油分中，形成稳定的胶体。根据油分含量的多少，分为溶胶型、 凝胶型沥青。油分是使沥青具 有流动性的主要因素，其含量越多沥青的软化点越 低；树脂使沥青具有良好的塑性和粘结性；地沥青质是决定沥青温度敏感 性、粘性的重要组分，其含量越高，则软化点越高、粘性越大、但也越硬 越脆。石蜡是沥青中的有害成分，它使沥青的粘结性、塑性降低、温度敏 感性增大。3. 沥青的分类？按来源，沥青分为：地沥青、焦油沥青。地沥青又分为石油沥青、天 然沥青。按用