工程材料作业及答案

1、第1章材料的基本性质吸水率、1、烧结普通砖的尺寸为240mm< 115mm< 53mm,已知其孔隙率为37%，干燥质 量为2487g,浸水饱和后质量为2984g。求该砖的密度、干表观密度、 开口孔隙率及闭口孔隙率。解：砖自然状态下的体积:V 0.240 0.115 0.0531.4628310干表观密度:mV02.4871.462810 3 1700kg/m 3由孔隙率PV0-100% 10 100%,17001 100%37%得砖的密度:尸 2698 kg/m3吸水率：W吸298424872487100% 20%开口孔隙率:m吸m干（干 ）/V0100%空628 10 3 100

2、% 34%闭口孔隙率：P闭P-P开37%- 34% = 3%2、已知碎石的表观密度为2.65g/cm3，堆积密度为 态的碎石，需要多少松散体积的砂子填充碎石的空隙 为1.55g /cm3,求砂子的重量为多少？1.50g/cm3, 求 2.5m3 松散状?若已知砂子的堆积密度解：PV0 V0V0g嘗1 00 100%1 5100% 43%2.65V0= 1.425m3所以，填充碎石空隙所需砂子的体积为:V0V02.5 1.4251.075 m3或V0 P 2.5 43% 1.075m3沙子的重量：1.075X 1.55X 103= 1666.25kg50g,用李氏瓶测得其3. 某地红砂岩，已按规

3、定将其磨细，过筛。烘干后称取 体积为18.9cm3。另有卵石经过清洗烘干后称取 1000g,将其浸水饱和后用布擦 干。又用广口瓶盛满水，连盖称得其质量为790g,然后将卵石装入，再连盖称得其质量为1409g,水温为25C,求红砂岩及卵石的密度或视密度，并注明哪个是密度或视密度。503d 2.646(g/cm3)18.9/ 790 1000 1409 “仃 3V 381(cm )红砂岩的密度:卵石的视密度:参考答案:11000 3討 2.625（g/cm3）3814.某多孔材料的密度为2.59g/cm3。取一块称得其干燥时质量为873g,同时量得 体积为480cm3。浸水饱和后取出擦干表面水分称

4、得质量为 972g。求其质量吸水 率、闭口孔隙率及开口孔隙率。参考答案：质量吸水率：m1 m1 100%m密实体积：V873337.0(cm3)2.59孔隙体积：480 337143(cm3)开口孔隙体积:972 87399(cm3闭口孔隙体积:143 9944(cm3)开口孔隙率：9999 100% 20.6%480闭口孔隙率：44100%9.17%480)972 873 100%11.34%873第2章气硬性胶凝材料1. 简述气硬性胶凝材料的特点及使用环境。 参考答案：气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并且只能在空气中保持或发展其强度， 如石膏、石灰等。适宜于干燥环境，不能在潮湿或水中环境中

5、使用。2. 石膏制品有哪些特点？建筑石膏可用于哪些方面？ 参考答案：特点：（1）凝结硬化快，强度低；（2）硬化后体积微膨胀；（3）孔隙率大， 表观密度小，保温隔热效果好；（4）耐水性差，抗冻性差；（5）吸声效果好；（6）具有调节室内湿度的功能；（7）防火性能好；（8）加工性能好。 建筑石膏的应用：（1）石膏砂浆及粉刷石膏。（2）建筑石膏制品：石膏板、石膏砌块等：如 纸面石膏板、装饰石膏板、吸声用穿孔石膏板。 （3）制作石膏艺术制品建筑雕 塑和模型。3. 什么是欠火石灰和过火石灰？各有何特点？施工过程中如何防止其危害?参考答案：生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸过大或窑中温度不均匀等原

6、因，生石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为欠火石灰” 由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显， 颜色呈灰黑色，这种石灰称为过火石灰”在工程中过火石灰颗粒往往 降低石灰品质，影响工程质欠火石灰的产浆量较低，质量较差；欠火石灰的密度较大，表面常被黏土杂 质溶化时所形成的玻璃釉状物包覆，因而消解很慢， 会在正常石灰硬化后继续吸湿消解而发生体积膨胀， 量。控制煅烧温度在1000 C消除方法有：将石灰经陈伏处理后再使用于工程，1200C之间，岩块尺寸不宜过大。4. 何谓陈伏，石灰在使用前为什么要进行陈伏？ 参考答案：生石灰要在水中放置两周以上，此过程即为 陈伏

7、”在这段时间里生石灰会完全和水反应，不会因含有过火石灰造成熟化推迟而 导致墙面鼓泡的现象。第3章水泥1. 硅酸盐水泥熟料的主要矿物组分是什么？它们单独与水作用时有何特性? 参考答案：但水化铝酸钙的强度C3S的水化产物强 凝结硬化速率也慢，P24）。硅酸盐水泥熟料中，C3A的水化和凝结硬化速度最快， 不高；C3S和C4AF的水化速度较快，凝结硬化速率也较快， 度高，C4AF的水化产物强度不高；C2S水化反应速度最慢， 强度早期低，后期高。各矿物单独作用时表现出不同的特性见表 3-2 （教材2. 硅酸盐水泥的主要水化产物是什么？参考答案：主要水化产物是：水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶、氢氧化钙、水化铝

8、酸钙和 水化硫铝酸钙晶体。3. 通用水泥有哪几项主要技术要求？ 参考答案：1. 化学指标（1）不溶物（2）烧失量（3）氧化镁（4）三氧化硫2. 碱含量3. 物理性能（技术要求）（1）细度；（2）凝结时间；（3）体积安定性；（4）强度及强度等级；（5）水化热。4. 简述水泥石腐蚀的主要种类及腐蚀机理？参考答案：腐蚀的类型有：软水侵蚀(溶出性侵蚀)：软水能使水化产物中的 Ca(0H)2 溶解，并促使水泥石中其它水化产物发生分解；盐类腐蚀：硫酸盐先与水泥石结构中的Ca(0H)2起置换反应生产硫酸钙，硫酸钙再与水化铝酸钙反应生成钙钒 石，发生体积膨胀；镁盐与水泥石中的Ca(0H)2反应生成松软无胶凝能

9、力的Mg(0H)2；酸类腐蚀：C02与水泥石中的Ca(0H)2反应生成CaCQ，再与含碳酸 的水反应生成易溶于水的碳酸氢钙，硫酸或盐酸能与水泥石中的Ca(0H)2反应；强碱腐蚀：铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到强碱也会产生破坏。腐蚀的防止措施：根据工程所处的环境，选择合适的水泥品种；提高水 泥石的密实程度；表明防护处理。5. 基本概念：水硬性胶凝材料、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、细度、安定性、 初凝时间、终凝时间。参考答案：水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化,又能更好地在水中硬化,保持并继续 发展其强度的胶凝材料。硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、05加灰石或粒化高炉矿渣、适量石 膏磨细制成的水硬性

10、胶凝材料称为硅酸盐水泥。普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、6%-15%昆材料和适量石膏磨细制成 的水硬性胶凝材料，称普通硅酸盐水泥。水泥的细度：水泥颗粒的粗细程度。体积安定性：是水泥浆硬化后因体积膨胀而产生变形的性质，或水泥浆体硬化后体积变化的稳定性、均匀性。初凝时间：从水泥全部加入水中到开始失去可塑性为止的时间。终凝时间：从水泥全部加入水中到完全失去可塑性为止的时间。6. 在水泥中掺混合材料的作用？参考答案：活性混合材料中有一定的活性组分，常温下能与水泥熟料水化时析出 Ca(0H)2的或在硫酸钙的作用下生成具有胶凝性质的稳定化合物。非活性混合材 料与水泥矿物成分不起化学反应或化学反应很弱，在

11、水泥石中主要起填充作用， 掺入硅酸盐水泥中主要调节水泥强度等级，增加产量，降低水化热等。活性混合材料的作用：1)改善水泥性能；2)调节水泥强度等级；3)增加品 种，提高产量；4)节约熟料，降低成本；5)扩大水泥的使用范围。非活性混合 材料的作用：1)调节水泥强度等级；2)增加水泥产量；3)降低水化热。7. 引起水泥体积安定性不良的原因是什么？检验方法? 参考答案：造成水泥体积安定性不良，一般是由熟料中所含游离氧化钙游离氧化镁过多 或掺入石膏过多等原因所造成。国家标准规定，由游离的氧化钙过多引起的水泥体积安定性不良可用雷氏法 或试饼法检验。试饼法是用标准稠度的水泥净浆做成试饼， 经恒沸3小时后用

12、肉 眼观察未发现裂纹，用直尺检验没有弯曲；雷氏法是用雷氏夹中的水泥浆经沸煮 三小时后的膨胀值。8. 矿渣硅酸盐水泥的水化特点？ 参考答案：与硅酸盐水泥相比，矿渣水泥的水化产物碱度要低一些，水化产物中Ca（OH）2的含量相对较少，其硬化后主要组成是 C-S-H凝胶和钙矶石，而且水化 硅酸钙凝胶结构比比硅酸盐水泥中的更为密实。第4章混凝土1.普通混凝土的组成材料有哪些？在混凝土硬化前和硬化后各起什么作用？ 参考答案：混凝土的组成材料：1）水泥；2）砂子；3）石子；4）水；5）外加剂；6） 掺合料。水+水泥二水泥浆：起胶结和硬化的作用。砂+石子=骨料：起着支撑和骨架的作用。2.什么是混凝土的和易性，

13、其影响因素有哪些？ 参考答案：和易性指混凝土在一定施工条件下，便于各种施工操作，并能获得均匀密实 的混凝土的性能。包含流动性，粘聚性和保水性三个方面含义。影响因素：（1）水泥品种和水泥细度；（2）单位用水量；（3）水泥浆量；（4） 水灰比；（5）骨料的品种,粒径,级配,含泥量等；（6）砂率；（7）掺合料和外加 剂；（8）搅拌；（9）温度和时间。3. 什么是混凝土的立方体抗压强度标准值？参考答案：按标准方法制作和养护的边长为 150mrK 150mrhC 150mm的立方体试件，在 规定28d龄期时，按标准方法测得的具有 95%保证率的立方体抗压强度。4. 称量烘干石子试样1050g,将其放入装

14、有水的量筒中吸水饱和，这时水面由原 来的1450cm3上升至1837 cm3，试求出该砂样的表观密度。解：0 V0 1837 145010502.713 g/cm35.已知混凝土的施工配合比为1:2.40:4.40:0.45,且实测混凝土拌合物的表观密度 为2400kg/m3。现场砂的含水率为2.5%，石子的含水率为1%。试计算其实验室 配合比。（以1m3混凝土中各材料的用量表示，准确至 1kg）解：me1 2400msmg291 kg1 2.4 4.4 0.452.4仇1 2.5%4.4讥1 1%681 kg1279 kgmw0.45mc2.5%ms 1%mg 161 kg则实验室配合比为:

15、mc: ms : mg : mw 291: 681:1279 :1611: 2.34 : 4.40 :0.556.根据以往资料，甲、乙、丙三个施工队施工水平各不相同。若按混凝土的强 度变异系数Cv来衡量则甲队Cv = 10%，乙队Cv= 15%，丙队Cv = 20%。今有 某工程要求混凝土强度等级为 C30,混凝土的强度保证率为95%（保证率系数t =1.645），问这三家施工单位在保证质量的条件下，各家的混凝土配制强度各为 多少？指出哪家最节约水泥，并说明理由。参考答案：fcu,0fcu,k1.645fcu ,0Cv(fcu 可等于 fcu,0 ) f cu甲队:fcu,0 =35.9 (M

16、Pa)乙队:fcu,0 =39.8 (MPa)>丙队:f=1 cu,0 =：44.7 (MPa)J水泥用量mc。wo ,fcu,0 小, w/c 就大,w cI cu ,k1 1.645CV301 1.645CVmco就小，所以甲队最节约水泥。7.已知实验室配合比为1: 2.5: 4, W/C = 0.60,混凝土混合物的表观密度 p= 2400kg/cm3,工地采用800L搅拌机，当日实际测得卵石含水率为 2.5%，砂含水 率为4%。为每次投料量应为多少？参考答案：总材料用量为：0.8忽400= 1920kg1920 237kg1 2.5 4 0.623725 (1+ 4%)= 616

17、.2kg237X4 (1+ 2.5%)= 971.7kg水泥用量为：河砂用量为：卵石用量为：用水量：237X0.6- 2372.5 M%- 2374X2.5% = 94.8kg 8 某实验室按初步配合比称取15L混凝土的原材料进行试拌，水泥 5.2kg，砂8.9kg,石子18.1kg, W/C=0.6。试拌结果坍落度小，于是保持 W/C不变，增加 10%的水泥浆后，坍落度合格，测得混凝土拌和物表观密度为 2380 kg/m3，试计 算调整后的基准配合比。参考答案：增加后水泥量为 5.2+5.2 沐0%= 5.72kg，水为：5.2 X 0.6(1+10%)=3.432kg 调整后材料总用量为：

18、5.72+3.432+8.9+18.1= 36.152kg则每立方米混凝土实际所需的各项材料用量为：水：376.6 0.6226kg5 72 水泥： 一 2380 376.6kg36.15218 1石：一2380 1191.6kg 36.1521.56： 3.16: 0.68 9砂：一-一 2380 585.9kg36.1521:配合比为：水泥：砂：石：水=第5章砂浆1、今拟配制砌筑在干燥环境下的基础用水泥石灰混合砂浆，设计要求强度为5MPa。所用材料为：(1)水泥一一32.5级矿渣水泥，堆积密度为1300kg/m3。(2) 石灰膏一一二级石灰制成，稠度为 120mm，表观密度为1350 kg/m3。(3)砂子