土木工程材料複習題及答案

習題一答案

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一、名詞解釋

1.材料的空隙率：散粒材料顆粒間的空隙體積佔堆積體積的百分率。P3

2.堆積密度：散粒材料在自然堆積狀態下單位體積的質量。P2

3.軟化係數：材料在飽和吸水狀態下的抗壓強度與材料在乾燥狀態下抗壓強度的比值。P7

4.比強度：單位體積質量的材料強度，等於材料的強度與表觀密度的比值，是衡量材料是否輕質、高強的指標。P4

5.硬度：材料抵抗較硬物質刻劃或壓入的能力。P6

6.潤溼邊角：當固體材料與水接觸時，在材料、水以及空氣的三相交叉點處沿水滴表面作切線，此切線與材料和水接觸面的夾角θ，稱為潤溼邊角。P6

二、填空題

1、材料的吸溼性是指材料在 潮溼空氣中吸收水分 的性質。P7

2、材料的抗凍性以材料在吸水飽和狀態下所能抵抗的 凍融迴圈次數 來表示。P8

3、水可以在材料表面展開，即材料表面可以被水浸潤，這種性質稱為親水性。P6

4、當孔隙率相同時，分佈均勻而細小的封閉孔隙含量愈大，則材料的吸水率 愈小、保溫效能 愈好 耐久性 愈好 。當材料的孔隙率增大時，則其密度 不變 ，鬆散密度 變小 ，強度 降低 ，吸水率 不一定 ，抗滲性 不一定 ，抗凍性 不一定 。

5、在水中或長期處於潮溼狀態下使用的材料，應考慮材料的 耐水性 。

6、材料的吸水性用 吸水率 表示，吸溼性用 含水率 表示 。

7、材料耐水性的強弱可以用 軟化係數 表示，材料耐水性愈好。該值愈 大 。

8、稱取鬆散密度為l400kg／m3的幹砂200 g，裝入廣口瓶中。再把瓶中注滿水，這時稱重為500 g。已知空瓶加滿水時的重量為377 g，則該砂的表觀密度為 2.60g/m3 ，空隙率為 46.2% 。

9、同種材料的孔隙率愈 小 ，材料的強度愈高；當材料的孔隙率一定時， 封閉 孔隙愈多，材料的絕熱性愈好。

10、目前我國常用的標準有 國家標準， 行業標準，地方和企業標準。

三、選擇題

1、孔隙率增大，材料的 ② 降低。

① 密度 　　② 表觀密度 　　　③ 憎水性　　　　④ 抗凍性

2、材料在水中吸收水分的性質稱為 ① 。

① 吸水性　 ② 吸溼性　　　　 ③耐水性　　　 　④ 滲透性

3、普通混凝土標準試件經28 d標準養護後測得抗壓強度為22.6 MPa，同時又測得同批混凝土水飽和後的抗壓強度為21.5 MPa，乾燥狀態測得抗壓強度為24.5 MPa，該混凝土的軟化係數為 ④ 。

①0.96 ②0.92 ③0.13 ④0.88

4、材料的抗滲性指材料抵抗 ③ 滲透的性質。

①水 ②潮氣 ③壓力水 ④飽和水

5、有一塊磚重2625 g，其質量含水率為5％，該溼磚所含水量為 ④ 。

①131.25 g ②129.76 g ③130.34 g ④125 g

6、材料的耐水性指材料 ③ 而不破壞，其強度也不顯著降低的性質。

①在水作用下 ②在壓力水作用下 ③長期在水作用下 ④長期在溼氣作用下

7、碎石的密度為p，表觀密度為P0，鬆散密度P0’，則存在下列關係 ① 。

①ρ>ρ0>ρ，0 ②ρ0>ρ>ρ，0 ③ρ，0>ρ0 >ρ

8、材料吸水後，將使材料的 ④ 提高。

①耐久性 ②強度及導熱係數 ③密度 ④表觀密度和導熱係數

9、通常材料的軟化係數為 ② 時，可以認為是耐水的材料。

①>0.95 ②>0．85 ③>0．75

10、含水率為5％的砂220kg，將其乾燥後的重量是 ② kg。

①209 ②209．52 ③210

11、材質相同的A，B兩種材料，已知表觀密度ρ0A>ρ0B，則A材料的保溫效果比B材料 ② 。

①好 ②差 ③差不多

12、當某一建築材料的孔隙率增大時，其吸水率 ④ 。

①增大 ②減小 ③不變化 ④不一定增大，也不一定減小

四、是非判斷題(對的劃√，不對的劃×)，並改正錯誤

1、某些材料雖然在受力初期表現為彈性，達到一定程度後表現出塑性特徵，這類材料稱為塑性材料。( × )（彈塑性材料）

2、材料吸水飽和狀態時水佔的體積可視為開口孔隙體積。（ √ ）

3、在空氣中吸收水分的性質稱為材料的吸水性。（ × ）　（吸溼性）

4、含水率為4％的溼砂重100g，其中水的重量為4g。(×)（3.85g）

5、熱容量大的材料導熱性大，受外界氣溫影響室內溫度變化比較快。 ( × )(小)（慢）

6、材料的孔隙率相同時，連通粗孔者比封閉微孔者的導熱係數大。( √ )

7、從室外取重為G1的磚一塊，浸水飽和後重為G2，烘乾後重為G3，則磚的質量吸水率為Wm=（G2- G3）/ G1。( × )（Wm=（G2- G3）/ G3）

8、同一種材料。其表觀密度越大，則其孔隙率越大。 ( × ) (小)

9、將某種含水的材料，置於不同的環境中，分別測得其密度，其中以乾燥條件下的密度為最小。 ( × )（密度不變）

10、吸水率小的材料，其孔隙率最小。 ( × ) （還與孔隙特徵有關）

11、材料的抗凍性與材料的孔隙率有關，與孔隙中的水飽和程度無關。 (× ) (有關)

五、問答題

1 材料的孔隙對材料的影響可從幾方面分析。

① 孔隙的多少 ② 孔隙的特徵

2、何謂材料的強度?影響材料強度的因素有哪些?

材料的強度是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力。

1）.材料的組成、結構與構造：包括化學組成、礦物組成和相組成，結合鍵型別（金屬、共價、離子、分子、氫），宏觀構造（位錯、裂隙、夾雜及以上的不均勻程度等）。

2）.孔隙率與孔隙特徵：材料的孔隙率愈大，則強度愈小。對於同一品種的材料，其強度與孔隙率之間存在近似直線的反比關係。一般表觀密度大的材料，其強度也大。

3）.試件的形狀和尺寸：受壓時，立方體試件的強度值要高於稜柱體試件的強度值，相同材料採用小試件測得的強度較大試件高。

4）.加荷速度：當加荷速度快時，由於變形速度落後於荷載增長的速度，故測得的強度值偏高，反之，因材料有充裕的變形時間，測得的強度值偏低。

5）.試驗環境的溫度、溼度：溫度高、溼度大時，試件會有體積膨脹，材料內部質點距離加大，質點間的作用力減弱，測得的強度值偏低。

6）.受力面狀態：受力面的平整度，潤滑情況等。試件表面不平或表面塗潤滑劑時，所測強度值偏低。

3、如何區別親水性材料和憎水性材料?

當材料與水接觸時可以發現，有些材料能被水潤溼，有些材料則不能被水潤溼，前者稱材料具有親水性，後者稱具有憎水性。材料被水溼潤的情況可用潤溼邊角θ表示。當材料與水接觸時，在材料、水以及空氣三相的交點處，作沿水滴表面的切線，此切線與材料和水接觸面的夾角θ，稱為潤溼邊角，θ角愈小，表明材料愈易被水潤溼。實驗證明，當θ≤90°時，材料表面吸附水，材料能被水潤溼而表現出親水性，這種材料稱親水性材料。當θ＞90°時，材料表面不吸附水，此稱憎水性材料。當θ= 0°時，表明材料完全被水潤溼，稱為鋪展。

4、材料的耐久性都包括那些內容?

材料在長期使用過程中，能保持其原有效能而不變質、不破壞的性質，統稱之為耐久性，它是一種複雜的、綜合的性質,包括材料的抗凍性、耐熱性、抗滲性和耐腐蝕性、耐水性、抗風化效能、抗老化效能、抗化學侵蝕性等。

六、計算題

1、 某岩石在氣幹、絕幹、水飽和狀態下測得的抗壓強度分別為172 MPa、178 MPa、168 MPa。該岩石可否用於水下工程。

答：該岩石的軟化係數為

　　其軟化係數大於0.85，所以該岩石可用於水下工程。

2. 某磚在乾燥狀態下的抗壓強度f0為20MPa，當其在吸水飽和狀態下抗壓強度f1為14MPa，請問此磚是否適宜用於潮溼環境的建築物。

答： 該磚的軟化係數為

因長期受水浸泡或處於潮溼環境的重要建築物必須是用軟化係數不低於0.85的材料建造，受潮較輕或次要建築物的材料軟化係數不宜低於0.75，故不適宜選用。

3、已知碎石的表觀密度為2.65 g／cm3，堆積密度為1.50 g／cm3，求2.5 m3鬆散狀態的碎石，需要多少鬆散體積的砂子填充碎石的空隙?若已知砂子的堆積密度為1.55 g／cm3．求砂子的重量為多少?

答：空隙率p’=（1-1.50/2.65）×100%=43.4%

需要砂子：43.4%×2.5=1.085 m3

1.085 m3×1550kg／m3=1682 kg

習題二

一、名詞解釋

1、 彈性模量: 鋼材受力初期，應力與應變成比例地增長，應力與應變之比為常數，稱為彈性模量。

2、 屈服強度: 當應力超過彈性極限後，變形增加較快，此時除了產生彈性變形外，還產生部分塑性變形。當應力達到塑性階段後，塑性應變急劇增加，曲線出現一個波動的小平臺，這種現象稱為屈服。這一階段的最大、最小應力分別稱為上屈服點和下屈服點。由於下屈服點的數值較為穩定，因此以它作為材料抗力的指標，稱為屈服點或屈服強度。

3、沸騰鋼：鍊鋼時用錳鐵脫氧，脫氧很不完全，鋼液冷卻時有大量的一氧化碳氣體逸出，引起鋼液沸騰，故稱沸騰鋼。

4、合金鋼：在鍊鋼過程中，有意識地加入一種或多種能改善鋼材效能的合金元素而製得的鋼種。

5、屈服強度：是指鋼材開始喪失對變形的抵抗能力，並開始產生大量塑性變形時所對應的應力。

6、伸長率：是指鋼材拉伸試驗中，鋼材試樣的伸長量佔原標距的百分率。

7、衝擊韌性：是指鋼材抵抗衝擊荷載的能力。

8、冷彎效能：是鋼材在常溫條件下承受規定彎曲程度的彎曲變形的能力，並且是顯示鋼材缺陷的一種工藝效能。

9、時效：指經冷拉後的鋼筋經過一段時間後其屈服強度和抗拉強度將繼續隨時間而提高的過程。

二、填空題

1 ＿屈服強度＿和極限抗拉強度＿是衡量鋼材強度的兩個重要指標。

2 鋼材熱處理的工藝有：＿淬火、正火、退火、|回火。

3 按冶煉時脫氧程度分類鋼可以分成：＿沸騰鋼，＿鎮靜鋼 ,半鎮靜鋼和特殊鎮靜鋼。其中 鎮靜鋼 鋼脫氧完全， 沸騰鋼 鋼脫氧很不完全。

4、鋼的基本組織主要有 滲碳體、珠光體、奧氏體和 鐵素體 四種。

5、對冷加工後的鋼筋進行時效處理，可用 自然 時效和 人工 時效兩種方法，經冷加工時效處理後的鋼筋，其

強度 進一步提高， 塑性和韌性 有所降低。

6、Q235一A·F鋼叫做 屈服點為235MPa的A級沸騰鋼 ，Q235表示 屈服強度 ，A表示 質量等級 ，F表示 沸騰鋼 。

7、碳素結構鋼隨著鋼牌號的 增大 ，其含碳量 增加 ，強度 增大 ，塑性和韌性 降低 ，冷彎性逐漸 變差 。

8、鋼材的技術性質主要有兩個方面，其力學效能包括： 強度 、 塑性 、 韌性 和 硬度 ；工藝效能包括： 焊接和 冷彎效能 。

9對鋼筋的冷加工方法有 冷拉 及 冷拔 ，鋼筋冷加工後 強度 提高，故可達到 節省鋼筋 目的。

10、鋼材當含碳質量分數提高時，可焊性 變差 ，含 S、P、O、N元素較多時可焊性變差；鋼中雜質含量多時對可焊性 有不利影響。

11、一般情況下，在動荷載狀態、焊接結構或嚴寒低溫下使用的結構，往往限制使用 沸騰鋼。

12、根據國家標準《低合金高強度結構鋼》》(GBl591—94)的規定，低合金高強度結構鋼共 5 個牌號．低合金高強度結構鋼的牌號由 代表鋼材屈服強度的字母Q 、和 屈服點數值 、 質量等級 三個要素組成。

13、根據鏽蝕作用的機理。鋼材的鏽蝕可分為 化學鏽蝕 和 電化學鏽蝕兩種。

三、選擇題

1 鋼材抵抗衝擊荷載的能力稱為（ ② ）。

① 塑性 　　　 　② 衝擊韌性 　　　　　③ 彈性 　　　　④ 硬度

2、鋼結構設計時，碳素結構鋼以（①）強度作為設計計算取值的依據。

①σs ②σb ③ σ0.2 ④σp

3、隨著鋼材含碳質量分數的提高( ② )。

①強度、硬度、塑性都提高 ②強度提高，塑性降低

③強度降低。塑性提高 ④強度、塑性都降低

4、預應力混凝土用熱處理鋼筋是用(① )經淬火和回火等調質處理而成的。

①熱軋帶肋鋼筋 ②冷軋帶肋鋼筋 ③熱軋光圓鋼筋

5、鋼與鐵以含碳質量分數(④ )％為界，含碳質量分數小於這個值時為鋼；大於這個值時為鐵。

①0．25 ②0．60 ③O．80 ④2．0

6、吊車梁和橋樑用鋼，要注意選用( ② )較大，且時效敏感性小的鋼材．

①塑性 ②韌性 ③脆性

7、低合金結構鋼具有(①② ③④)等效能。

①較高的強度 ②較好的塑性 ③可焊性

④較好的抗衝擊韌性 ⑤較好的冷彎性

四、是非判斷題(對的劃√，不對的劃×)，並改正錯誤

1 屈強比愈小，鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性愈大，結構的安全性愈高。( √ )

2 一般來說，鋼材硬度愈高，強度也愈大。( √ )

3鋼材中含磷則影響鋼材的熱脆性，而含硫則影響鋼材的冷脆性。(×)（冷、熱）

4鋼材的伸長率表明鋼材的塑性變形能力，伸長率越大，鋼材的塑性越好。 (√ )

5鋼材冷拉是指在常溫下將鋼材拉斷，以伸長率作為效能指標。 ( × )

冷拉是冷加工的一種工藝。

6鋼材在焊接時產生裂紋。原因之一是鋼材中含磷較高所致。 ( √ )

7建築鋼材的基本組織主要是珠光體和滲碳體，其間隨著含碳質量分數的提高，則珠光體增加，滲碳體減少。( × )（含碳量不大於0.8%時，基本組織為鐵素體和珠光體，含碳量增大時，珠光體含量增大，鐵素體則相應減少，因而強度、硬度隨之提高，但塑性和衝擊韌性相應下降）

8某廠生產鋼筋混凝土梁，配筋需用冷拉鋼筋，但現有冷拉鋼筋不夠長，因此將此鋼筋對焊接長使用。 ( × )

9鋼材的回火處理總是緊接著退火處理進行的。（淬火） ( × )

10鋼材的腐蝕主要是化學腐蝕，其結果是鋼材表面生成氧化鐵等而失去金屬光澤。 ( × )（電化學腐蝕）

五、問答題

1 碳素結構剛如何劃分牌號？牌號與效能之間與何關係？

答：碳素結構鋼的牌號按順序由代表屈服點的字母（Q）、屈服點數值（Ｎ/mm2）、質量等級符號(A、B、C、D)、脫氧程度符號(F、B、Z、TZ)等四部分組成。

Q235—A·F和Q235—D均為Ｑ235碳素結構鋼，是建築中應用最多的碳素鋼。二者效能差別主要表現在質量等級和脫氧程度上。按硫、磷含量多少來衡量，Q235—D磷、硫含量均少於Q235—A·F, 質量較好，按脫氧程度衡量Q235—D為ＴＺ震靜鋼，質量最好，Q235—A·F 為沸騰鋼。Q235—A·F鋼，僅適用於承受間接動荷載的靜荷載的結構。而Q235—D可適用於動荷載作用或處在低溫環境下的工作條件。

[評註] 碳素結構鋼分五個牌號，即Ｑ195、Q215、Q235、Q255和Q275。各牌號鋼又按其硫、磷含量由多至少分為Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四個質量等級。

2、 為什麼用材料的屈服點而不是其抗拉強度作為結構設計時取值的依據？

答：屈服強度和極限抗拉強度是衡量鋼材強度的兩個重要指標。極限抗拉強度是試件能承受的最大應力。在結構設計中，要求構件在彈性變形範圍內工作，即使少量的塑性變形也應力求避免，所以規定以鋼材的屈服強度作為設計應力的依據。抗拉強度在結構設計中不能完全利用，但屈服強度與抗拉強度之比（屈強比）卻有一定的意義。屈強比越小，結構的安全性越高。

3、 伸長率表示鋼材的什麼性質?如何計算?對同一種鋼材來說，δ5和δ10哪個值大？為什麼？

答：伸長率（δ）表示鋼材的塑性變形能力。鋼材在使用中，為避免正常受力時在缺陷處產生應力集中發生脆斷，要求其塑性良好，即具有一定的伸長率，可以使缺陷處應力超過σs時，隨著發生塑性變形使應力重分佈，而避免結構物的破壞。

[評註] 常溫下將鋼材加工成一定形狀，也要求鋼材要具有一定塑性（伸長率）。但伸長率不能過大，否則會使鋼材在使用中發生超過允許的變形值。

計算：

δ5和δ10分別表示l0=5d 和l0=10d 時的伸長率。對同一種鋼材δ5>δ10。由於在塑性變形時頸縮處的伸長較大，故當原始標距與試件的直徑之比愈大，則頸縮處伸長中的比重愈小，因而計算的伸長率會小些。

同時，生產中可能存在缺陷。

4、簡述鋼材的化學成分對鋼材效能的影響。

答：P73-74

5、工程中常對鋼筋進行冷拉、冷拔或時效處理的主要目的是什麼?

答：在常溫下將鋼材進行機械加工，使其產生塑性變形，以提高其屈服強度的過程稱為冷加工強化。機械加工方法主要是對鋼筋進行冷拉和冷拔。冷軋主要在鋼廠進行。

時效處理是將經過冷加工的鋼材，在常溫下存放15～20天，或者加熱到100～200ｏＣ，並保持2小時以內，這個過程稱為時效處理。常溫放置稱為自然時效，加熱處理稱為人工時效。

冷拉並時效處理後的鋼筋，其屈服點提高２０％～２５％，抗拉強度也有提高，塑性和韌性降低較大，彈性模量基本恢復。

節約鋼材，簡化施工工序

6、 為何說屈服點（бs）、抗拉強度（бb）和伸長率（δ）是建築用鋼材的重要技術性能指標。

答：屈服點（бs）是結構設計時取值的依據，表示鋼材在正常工作承受的應力不超過бs；屈服點與抗拉強度的比值（бs∕бb）稱為屈強比。它反應鋼材的利用率和使用中安全可靠程度；伸長率（δ）表示鋼材的塑性變形能力。鋼材在使用中，為避免正常受力時在缺陷處產生應力集中發生脆斷，要求其塑性良好，即具有一定的伸長率，可以使缺陷處超過бs時，隨著發生塑性變形使應力重分佈，而避免鋼材提早破壞。同時，常溫下將鋼材加工成一定形狀，也要求鋼材要具有一定塑性。但伸長率不能過大，否則會使鋼材在使用中超過允許的變形值。

六、計算題

1、從新進貨的一批鋼筋中抽樣，並擷取兩根鋼筋做拉伸試驗，測得如下結果：屈服下限荷載分別為42.4 kN，41.5 kN；抗拉極限荷載分別為62.0 kN，61.6 kN,鋼筋公稱直徑為12 mm，標距為60 mm，拉斷時長度分別為66.0 mm，67.0 mm。計算該鋼筋的屈服強度，抗拉強度及伸長率。

答：鋼筋的屈服強度

鋼筋的抗拉強度

鋼筋的伸長率

2、直徑為16 mm的鋼筋，擷取兩根試樣作拉伸試驗，達到屈服點的荷載分別為72.3 kN和72.2 kN，拉斷時荷載分別為104.5 kN和108.5 kN。試件標距長度為80 mm，拉斷時的標距長度為96 mm和94.4 mm。問該鋼筋屬何牌號?

鋼筋的屈服強度：359MPa

鋼筋的抗拉強度：530 MPa

鋼筋的伸長率：19%。熱紮帶肋鋼筋HRB335

習題三

一、填空

1 石灰的特性有：可塑性 好 、硬化 慢 、硬化時體積＿收縮大 ＿和耐水性＿差 ＿等。

2 建築石膏具有以下特性：凝結硬化＿速度快 ＿、孔隙率＿ 較大＿、表觀密度＿ 小 ＿，強度＿ 低 ＿凝結硬化時體積＿ 略膨脹 ＿、防火效能＿好 ＿等。

3 國家標準規定：矽酸鹽水泥的初凝時間不得早於＿ 45分鐘 ＿，終凝時間不得遲於＿ 390分鐘 ＿。

4、水泥的生產工藝可以概括為 兩磨一燒 、即 生料磨細 、 熟料煅燒 、 熟料（水泥）磨細 。

5、水泥膠砂強度實驗中，水泥和標準砂的質量比為 1；3 ，水灰比為 0.5 ，每成型一組試件需要稱取水泥 450 克，標準砂 1350 克，拌和用水量 225 克。

二、選擇題

1 水泥熟料中水化速度最快，28 d水化熱最大的是＿③＿。

①C3S 　　② C2S 　　③ C3A 　　④ C4AF

2 以下水泥熟料礦物中早期強度及後期強度都比較高的是＿①＿。

① C3S　　 ②C2S 　　③C3A 　　④ C4AF

3、石灰在熟化過程中

②

③

。

①體積明顯縮小 ②放出大量熱量 ③體積膨脹 ④與Ca(OH)2作用形成CaCO3。

4、

②

漿體在凝結硬化過程中，其體積發生微小膨脹。

①石灰 ②石膏 ③菱苦土 ④水玻璃

5、為了保持石灰的質量，應使石灰儲存在 ② 。

①潮溼的空氣中 ②乾燥的環境中 ③水中 ④蒸汽的環境中

6、建築石膏的主要化學成分 ① 。

①CaSO4．2H2O ②CaS04 ③CaS04．1/2H2O ④Ca(OH)2

7、矽酸鹽水泥熟料中對強度貢獻最大的是(② )。

①C３A ②C３S 　③C４AF ④石膏

8、為了調節矽酸鹽水泥的凝結時間，常摻人適量的(②)。

①石灰 ②石膏 ③粉煤灰 ④MgO

9、火山灰水泥(④)用於受硫酸鹽介質侵蝕的工程。

①可以 ②部分可以　　　③不可以 ④適宜

10、用蒸汽養護加速混凝土硬化，宜選用(③ )水泥。

①矽酸鹽 ②高鋁 ③礦渣 ④低熱

11、高鋁水泥最適宜使用的溫度為( ④ )

①80℃ ②30℃ ③>25℃ ④15℃左右

12、影響矽酸鹽水泥強度的主要因素包括( ①②③④⑤ )。

①熟料組成 ②水泥細度 ③儲存時間 ④養護條件 ⑤齡期

13、生產矽酸鹽水泥的主要原料有( ②③⑤ )。

①白雲石 ②黏土 ③鐵礦粉 ④礬土 ⑤石灰石

14、矽酸鹽水泥腐蝕的基本原因是( ②③④ )。

①含過多的遊離CaO ②水泥石中存在Ca(OH)2 ③水泥石中存在水化鋁酸鈣 ④水泥石本身不密實 ⑤摻石膏過多

15、礦渣水泥適用於(③④⑤)的混凝土工程。

①抗滲性要求較高 ②早期強度要求較高 ③大體積 ④耐熱 ⑤軟水侵蝕

三、是非判斷題(對的劃√，不對的劃×)，並改正錯誤

1 石膏漿體的水化、凝結和硬化實際上是碳化作用。 （×）（水化、結晶的過程）

2 為加速水玻璃的硬化，常加入氟矽酸鈉作為促硬劑，加入越多效果越好。（×）（12%~15%）

3 在水泥中，石膏加入的量越多越好。（×）（加入石膏能起緩凝作用，但石膏摻量不能過多，否則不僅緩凝作用不大，還會引起水泥的體積安定性不良）

4氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，而水硬性膠凝材料只能在水中硬化。 (×)（水硬性膠凝材料不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化）

5生石灰熟化時、石灰漿流入儲灰池中需要“陳伏”兩週以上，其主要目的是為了製得和易性很好的石灰膏，以保證施工質量。(×)

(消除過火石灰的影響，以保證施工質量)

6生石灰在空氣中受潮消解為消石灰，並不影響使用。 (×)

7建築石膏最突出的技術性質是凝結硬化慢，並且在硬化時體積略有膨脹。 (×)（快）

8水玻璃硬化後耐水性好．因此可以塗刷在石膏製品的表面，以提高石膏製品的耐久性。 (×) （矽酸鈉與石膏反應，生成硫酸鈉，在石膏製品的孔隙中結晶，體積略膨脹，導致製品破壞）

9由於礦渣水泥比矽酸鹽水泥抗軟水侵蝕效能差。所以在我國北方氣候嚴寒地區，修建水利工程一般不用礦渣水泥．(×)（抗凍性差）

10高鋁水泥製作的混凝土構件，採用蒸汽養護，可以提高早期強度。(×)（不能採用蒸汽養護）

11因為水泥是水硬性膠凝材料，故運輸和儲存時不怕受潮和淋溼。(×)（水化，結塊，嚴重降低強度）

12用沸煮法可以全面檢驗矽酸鹽水泥的體積安定性是否良好。(×)（檢驗遊離氧化鈣引起的水泥的體積安定性）

13矽酸鹽水泥的細度越細越好。(×)（不是）

14活性混合材料摻入石灰和石膏即成水泥。(×) （不是）

15凡溶有二氧化碳的水均對矽酸鹽水泥有腐蝕作用。(√)

16水泥和熟石灰混合使用會引起體積安定性不良。(×)（生石灰）

17兩種水泥，熟料礦物組成中含C2S比C3S多的矽酸鹽水泥早期強度相對較高。（×）（低）

四、名詞解釋

1 膠凝材料：指在建築工程中能將散粒材料或塊狀材料粘合成一個整體的材料

2 氣硬性膠凝材料：指只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持或繼續發展其強度的膠凝材料；

3矽酸鹽水泥：凡是由矽酸鹽水泥熟料，再摻入0-5%石灰石或粒化高爐礦渣，適量石膏磨細製成的水硬性膠凝材料，稱為矽酸鹽水泥。

4水泥凝結時間：

水泥的初凝時間：水泥加水拌合至標準稠度的淨漿開始失去塑性所需的時間。

水泥的終凝時間：水泥加水拌合至標準稠度的淨漿完全失去塑性，並開始產生強度所需的時間。

5水泥體積安定性：水泥在凝結硬化過程中體積變化的均勻性。

6石灰陳伏：將石灰漿在儲灰坑中儲存兩個星期以上，讓其充分熟化，消除過火石灰影響，提高石灰漿產量、質量。

五、問答題

1 某住宅工程工期較短，現有強度等級同為42.5矽酸鹽水泥和礦渣水泥可選用。從有利於完成工期的角度來看，選用哪種水泥更為有利。

答：選用42.5矽酸鹽水泥，早期強度高，

2、測定水泥凝結時間和安定性前為何必須作水泥標準稠度用水量？

答：標準規定、試驗結果具有可比性。

3、試述六大常用水泥的組成、特性和應用範圍。

P19，表3.2，表3.3

4、常用水泥有哪幾項主要技術要求？如何區別廢品和不合格水泥？

答：技術要求：細度、凝結時間、體積安定性、強度及強度等級、鹼含量

廢品：凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時間、體積安定性中任何一項不符合標準規定時，均為廢品。

不合格品：凡細度、終凝時間中的任何一項不符合標準規定或混合材料的摻量超過最大限定和強度低於商品強度等級的指標時為不合格品。水泥包裝標誌中水泥品種、強度等級、生產者名稱和出廠編號不全的也屬於不合格品。

5、矽酸鹽水泥熟料的主要礦物組分是什麼？它們單獨與水作用時有何特性？主要水化產物是什麼？

答：見書P19－20

六、計算題

進場32．5號普通矽酸鹽水泥，送實驗室檢驗，28d強度結果如下：

抗壓破壞荷載：54.0kN，53.5kN，56.0kN, 52.0kN，55.0kN，54.0kN．

抗折破壞荷載：2.83kN，2.81kN，2.82kN。

問該水泥28 d試驗結果是否達到原等級強度?該水泥存放期已超過三個月，可否憑上述試驗結果判定該水泥仍按原強度等級使用?

解：（1）該水泥28d的抗折強度

根據抗折強度的公式，對於水泥抗折強度為，可得：

fcm.1=0.00234×2.83×103=6.62 MPa

fcm.2=0.00234×2.81×103=6.582 MPa

fcm.3=0.00234×2.82×103=6.60 MPa

(fcm.1+ fcm.2+ fcm.3)/3=6.6 MPa

平均值的±10%的範圍為：

上限：6.6×（1＋10%）＝7.26MPa

下限：6.6×（1－10%）＝5.94MPa

顯然，三個試件抗折強度值中無超過平均值±10%的，因此28d抗折強度應取三個試件抗折強度值的算術平均值，即：6.6 MPa

(2)

根據公式，對於水泥抗壓強度試驗試件的公式為，故：

fce.1=0.000625×54.0×103=33.75 MPa

fce.2=0.000625×53.5×103=33.44 MPa

fce.3=0.000625×56.0×103=35.00 MPa

fce.4=0.000625×52.0×103=32.50 MPa

fce.5=0.000625×55.0×103=34.38MPa

fce.6=0.000625×54.0×103=33.75 MPa

取平均值為:=(33.75+33.44+35+32+34.38+33.75)/6=33.8 MPa

平均值的±10%的範圍為：

上限：33.8×（1＋10%）＝37.18MPa

下限：33.8×（1－10%）＝30.42MPa

顯然，六個試件抗折強度值中無超過平均值±10%的，因此28d抗折強度應取六個試件抗折強度值的算術平均值，即：33.8 MPa

（3）判定

根據測定計算結果，該水泥28d的抗折強度和抗壓強度分別為6.6MPa和33.8MPa。

對於普通水泥32.5MPa，其28d抗折強度和抗壓強度值分別應不低於5.5MPa和32.5MPa。該水泥28 d試驗結果能達到原等級強度

但該水泥儲存時間超過3個月，不能按原強度等級使用。

習題四

一、填空題

1 混凝土拌合物的和易性包括 流動性 、＿粘聚性＿和＿保水性＿三個方面等的含義。

2 測定混凝土拌合物和易性的方法有 坍落度 法或 維勃稠度 法。

3組成混凝土的原材料有 水泥 、 石子 、 砂子 和 水 。水泥漿起 包裹在骨料表面 、 潤滑和膠結 、 填充骨料空隙 作用，骨料起 骨架 的作用。

4骨料的最大粒徑取決於混凝土構件的 結構截面尺寸和配筋間距

5混凝土的碳化會導致鋼筋 鏽蝕，使混凝土的 鹼性 及 抗折強度 降低。

6通用的混凝土強度公式是；而混凝土試配強度與設計標號之間的關係式是 。

7輕骨料混凝土澆注成型時。振搗時間應當適宜，不宜過長，否則輕骨料會 上浮 ，造成分層現象。

8確定混凝土材料的強度等級。其標準試件尺寸為 邊長150mm的立方體，其標準養為 （20±3）℃ ，溼度 90％以上 。養護 28 d測定其強度值。

9混凝土用砂當其含泥量較大時。將對混凝土產生 阻礙水泥石與砂子的膠結、降低混凝土的強度及耐久性 和 增加混凝土的幹縮 等影響。

10在原材料性質一定的情況下．影響混凝土拌合物和易性的主要因素是水泥漿數量和水灰比、 砂率 、 組成材料性質 和 拌合物存放時間及環境溫度 等。

11當混凝土拌合物出現黏聚性尚好，有少量泌水，坍落度太小， 應在保持 水灰比 不變的情況下，適當地增加 水泥漿 用量。

12當混凝土拌合物有流漿出現，同時坍落度錐體有崩塌鬆散現象時, 應保持 用水量 不變，適當增加 砂率 。

13某工地澆築混凝土構件，原計劃採用機械振搗，後因裝置出了故障，改用人工振實，這時混凝土拌合物的坍落度應 增加 ，用水量要 增加 ，水泥用量 增加 ，水灰比 不變 。

14．混凝土早期受凍破壞的原因是 溫度降至冰點水泥水化停止進行，強度停止發展 。硬化混凝土凍融迴圈破壞的現象是 表面酥鬆剝落、直至完全破壞 ，原因是 內部空隙和毛細孔道中的水結冰時產生體積膨脹和冷水遷移 。

15混凝土的非荷載變形包括 化學減縮 、溫度變形、 幹縮溼漲 。

16．在混凝土拌合物中摻入減水劑後，會產生下列效果：當原配合比不變時．可以增加拌合物的 流動性 ，在保持混凝土強度和坍落度不變的情況下，可以減少 用水量 及節約 水泥；在保持流動性和水泥用量不變的情況下，可以降低 用水量 ，提高 強度 。

17設計混凝土配合比應同時滿足 結構設計要求的混凝土強度等級 、 施工時要求的混凝土拌合物的和易性 、

和 環境和使用條件要求的混凝土耐久性 、 組成材料的經濟合理性 等四項基本要求。

18．在混凝土配合比設計中，水灰比的大小主要由 設計要求的強度等級 和 水泥強度等級 等因素決定，用水量的多少主要是根據 坍落度和骨料最大粒徑 而確定，砂率是根據 骨料最大粒徑和水灰比 而確定。

二、選擇題（多項選擇）

1 在混凝土拌合物中，如果水灰比過大，會造成( ①④ )。

①拌合物的粘聚性和保水性不良　　　　　　② 產生流漿

③ 有離析現象　　　　　　　　　　　　④ 嚴重影響混凝土的強度

2 以下哪些屬於混凝土的耐久性？( ①②④⑤ )

① 抗凍性 　　　　② 抗滲性　　　　③ 和易性

④ 抗腐蝕性 ⑤抗老化性

3配製混凝土用砂的要求是儘量採用( ④ )的砂。

①空隙率小 ②總表面積小

③總表面積大 ④空隙率和總表面積均較小

4設計混凝土配合比時，選擇水灰比的原則是( ③ )．

①混凝土強度的要求 ②小於最大水灰比

③混凝土強度的要求與最大水灰比的規定 ④大於最大水灰比

5混凝土拌合物的坍落度試驗只適用於粗骨料最大粒徑( ③ )mm者。

①≤80 ②≤60 ③≤40 ④≤20

6摻用引氣劑後混凝土的( ④ )顯著提高．

①強度 ②抗衝擊性 ③彈性模量 ④抗凍性

7水灰比固定，對混凝土拌合物流動性起決定性作用的是( ④ )。

①水泥用量， ②用水量 ③水灰比 ④水泥漿數量

8混凝土的稜柱體強度fcp，與混凝土的立方體強度fcu。二者的關係 ( ③ )．

①fcp>fcu ② fcp=fcu ③ fcp<fcu ④fcp≤fcu

9選擇混凝土骨料的粒徑和級配應使其( ④ )。

①總表面積大，空隙率小 ②總表面積大。空隙率大

③總表面積小．空隙率大 ④總表面積小，空隙率小

10防止混凝土中鋼筋鏽蝕的主要措施是( ③ )。

①鋼筋表面刷油漆 ②鋼筋表面用鹼處理

③提高混凝土的密實度 ④加入阻鏽劑

11決定混凝土強度的主要因素是( ②③④⑤ )。

①砂率 ②骨料的性質 ③水灰比 ④外加劑 ⑤水泥強度等級

12混凝土經碳化作用後，效能變化有( ①②④⑤ )。

①可能產生微細裂縫 ②抗壓強度提高 ③彈性模量增大

④可能導致鋼筋鏽蝕 ⑤抗拉強度降低

13粗骨料的質量要求包括( ①②③④ )。

①最大粒徑及級配 ②顆粒形狀及表面特徵

③有害雜質 ④強度 ⑤耐水性

三、名詞解釋

1 砂率：混凝土中砂的用量佔砂、石總用量的百分率。

2 徐變：混凝土承受持續荷載時，隨時間的延長而增加的變形

3鹼骨料反應：混凝土中含有活性二氧化矽的骨料與所用的水泥中的鹼（Na2O和K2O）在有水的條件下發生反應，形成鹼-矽酸凝膠，此凝膠吸水腫脹並導致混凝土脹裂的現象。

四、是非判斷題(對的劃√，不對的劃×)，並改正錯誤

1 在拌制混凝土中砂越細越好。( × )（砂的粗細程度有要求）

2 在混凝土拌合物水泥漿越多和易性就越好。( × ) （水泥漿過多造成流漿現象）

3兩種砂子的細度模數相同，它們的級配也一定相同． ( × )（級配不一定相同）

4.在結構尺寸及施工條件允許下，儘可能選擇較大粒徑的粗骨料。這樣可以節約水泥。 ( √ )

5影響混凝土拌合物流動性的主要因素歸根結底是總用水量的多少，主要採用多加水的辦法。( × )（單位用水量，可採用增加水泥漿的方法）

6混凝土製品採用蒸汽養護的目的．在於使其早期和後期強度都得到提高。 ( × )（提高早期強度）

7混凝土拌合物中若摻入加氣劑，則使混凝土密實度降低，使混凝土的抗凍性變差。( × )（提高混凝土的抗凍性）

8流動性大的混凝土比流動性小的混凝土強度低． (×)（不一定）

9在其它原材料相同的情況下，混凝士中的水泥用量愈多混凝土的密實度和強度愈高。 (×) （混凝土中水泥用量有限定）

10在常用水灰比範圍內，水灰比越小，混凝土強度越高，質量越好。( √ )

11在混凝土中摻入適量減水劑，不減少用水量，則可改善混凝土拌合物的和易性。顯著提高混凝土的強度，並可節約水泥的用量。 (×)（後半句敘述錯誤）

12普通混凝土的強度與水灰比成線性關係。 ( × )（非線性）

13級配良好的卵石骨料，其空隙率小，表面積大。 (×)（表面積小）

14混凝土的強度平均值和標準差．都是說明混凝土質量的離散程度的。 (×)（平均值反映混凝土總體強度的平均水平）

五、問答題

1 某混凝土攪拌站原使用砂的細度模數為2.5，後改用細度模數為2.1的砂。改砂後原混凝土配方不變，發覺混凝土坍落度明顯變小。請分析原因。

砂子細，需要包裹砂粒表面的水泥漿就多，導致坍落度減小。

2為何混凝土不是水泥的用量越多越好？

3影響混凝土強度的因素有哪些？

（1）水泥強度等級和水灰比。水泥強度等級越高，混凝土強度越高；在能保證密實成型的前提下，水灰比越小強度越高。

（2）骨料品種、粒徑、級配、雜質等。採用粒徑較大、級配較好且乾淨的碎石和砂時，可降低水灰比，提高介面黏結強度，因而混凝土的強度高。

（3）養護溫度、溼度。溫度、溼度對混凝土強度的影響是透過影響水泥的水化凝結硬化來實現的。溫度適宜、溼度較高時，強度發展快，反之，不利於混凝土強度的增長。

（4）齡期。養護時間越長，水化越徹底，孔隙率越小，混凝土強度越高。

（5）施工方法。主要指攪拌、振搗成型工藝。機械攪拌和振搗密實作用強烈時混凝土強度較高。

4混凝土配合比設計中的兩個基準、三大引數、四項基本要求包含什麼內容？如何進行普通混凝土配合比設計？

兩個基準：

（1） 計算1m3混凝土拌合物中各材料的用量，以質量計。

（2） 計算時，骨料以乾燥狀態質量為基準。所謂乾燥狀態，是指細骨料含水率小於0.5%，粗骨料含水率小於0.2%。

三大引數：水灰比、單位用水量、砂率

四項基本要求：

（1）滿足結構設計的強度等級要求

（2）滿足混凝土施工所要求的和易性

（3）滿足工程所處環境對混凝土耐久性的要求

（4）符合經濟原則，即節約水泥以降低混凝土成本。

普通混凝土配合比設計的方法和步驟：

（1） 配合比設計前的準備工作

（2） 計算配合比的確定

（3） 基準配合比的確定

（4） 實驗室配合比的確定

（5） 施工配合比的確定

5影響混凝土拌合物的和易性因素有哪些？如何改善混凝土拌合物的和易性？

（1） 水泥漿的數量。水泥漿越多則流動性越大，但水泥漿過多時，拌合料易產生分層，離析，即黏聚性明顯變差。水泥漿太少則流動性和黏聚性均較差。

（2） 水泥漿的稠度。稠度越大則流動性差，但黏聚性和保水性則一般較好。稠度小則流動性大，但黏聚性和保水性較差。

（3） 砂率。砂率大則骨料的比表面積大，使流動性降低或需增加用水量，但黏聚性和保水性好。砂率小則流動性提高，但黏聚性和保水性降低。砂率過小使則流動性也降低，合理砂率（最佳砂率）有最大的流動性。

（4） 其他影響因素。水泥品種，骨料種類，粒形和級配以及外加劑等，都對混凝土拌合物的和易性有一定影響。

（1） 儘可能降低砂率。採用合理砂率，有利於提高混凝土質量和節約水泥。

（2） 改善砂，石級配，採用良好級配。

（3） 儘可能採用粒徑較大的砂，石為好。

（4） 保持水灰比不變的情況下，增加水泥漿用量或加外加劑（一般指的是減水劑）

六、計算題

1已知幹砂500g的篩分結果如下表：

篩孔尺寸，mm

9。50

4。75

2。36

1。18

0。60

0。30

0。15

篩底

篩餘量，g

0

15

60

105

120

100

85

15

判斷該砂屬於何種砂？

A1＝3％；A2＝15％；A3＝36％；A4＝60％；A5＝80％；A6＝97％

細度模數為2.82 II區中砂

2某混凝土配合比為l：2.43：4.7l，w／C=0.62，設混凝土表觀密度為2400kg／m3，求1 m3混凝土各材料用量。

C＝274kg；S＝665kg；G＝1291kg；W＝170kg

(重量法)

3某混凝土配合比為1:2.20:4.20,w／C=0.60,已知水泥、砂、石表觀密度(kg／m3)分別為3.10,2.60和2.50,試計算每立方米拌合物所需各材料用量。

（體積法）

C＝287kg;W=172kg;S=631kg;G=1205kg

4某混凝土配合比為l：2.45:4.68，w／C=0.60，水泥用量為280 kg／m3。若砂含水2％．石子含水l％．求此混凝土的施工材料用量?

C=280kg;

S=280*2.45*(1+2%)=700kg;

G=280*4.68*(1+1%)=1323kg

W＝280*0.60-700*2%-1323*1%=141kg；