土木工程材料(湖南大学、天津大学、同济大学、东南大学_合编)课后习题答案

第1章土木工程材料的基本性

（1）当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观密度、强度、吸水率、搞冻性及导热性是下降、上生还是不变？

（2）材料的密度、近似密度、表观密度、零积密度有何差别？

答：

（3）材料的孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？了解它们有何意义？

答：P指材料体积内，孔隙体积所占的百分比：

P′指材料在散粒堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的百分比：

了解它们的意义为：在土木工程设计、施工中，正确地使用材料，掌握工程质量。

（4）亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的？举例说明怎样改变材料的变水性与憎水性？

答：材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性材料；材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性材料。

例如：塑料可制成有许多小而连通的孔隙，使其具有亲水性。

例如：钢筋混凝土屋面可涂抹、覆盖、粘贴憎水性材料，使其具有憎水性。

（5）普通粘土砖进行搞压实验，浸水饱和后的破坏荷载为183KN，干燥状态的破坏荷载为207KN（受压面积为115mmX120mm），问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位？

答：

（6）塑性材料和塑性材料在外国作用下，其变形性能有何改变？

答：塑性材料在外力作用下，能产生变形，并保持变形后的尺寸且不产生裂缝；脆性材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，突然破坏，无明显的塑性变形。

（7）材料的耐久性应包括哪些内容？

答：材料在满足力学性能的基础上，还包括具有抵抗物理、化学、生物和老化的作用，以保证建筑物经久耐用和减少维修费用。

（8）建筑物的屋面、外墙、甚而所使用的材料各应具备哪些性质？

答：建筑物的屋面材料应具有良好的防水性及隔热性能；外墙材料应具有良好的耐外性、抗风化性及一定的装饰性；而基础所用材料应具有足够的强度及良好的耐水性。

第2章天然石材

（1）岩石按成因可分为哪几类？举例说明。

答：可分为三大类：

1)岩浆岩，也称火成岩，是由地壳内的岩浆冷凝而成，具有结晶构造而没有层理。例如花岗岩、辉绿岩、火山

首凝灰岩等。

2)沉积岩，又称为水成岩，是由地表的各类岩石经自然界的风化作用后破坏后补水流、冰川或风力搬运至不同

地主，再经逐层沉积并在覆盖层的压力作用或天然矿物胶结剂的胶结作用下，重新压实胶结而成的岩石。例如，页岩、菱镁矿，石灰岩等。

3)变质岩，是地壳中原有的各类岩石在地层的压力或温度作用下，原岩石在固体状态下发生变质作用而形成的

新岩石。例如，大理石、片麻岩等。

（2）比较花岗岩、石灰岩、大理岩、砂岩的性质和用途，并分析它们具有不同性质的原因。

答：这几种石材性质不同的于它们的化学成分和结构的差别：

花岗岩的主要化学成分为石英、长石及少量暗色矿物和云母，它呈全晶质结构。花岗岩表观密度大，抗压强度高，抗冻性好，刻水率小，耐磨性好，耐久性高，但耐火性差。它常用于基础、甲坝、桥墩、台阶、路面、墙石和勒脚及纪念性建筑物等。

石灰岩的主要化学成分为CaCO3，主要矿物成分为方解石，但常含有白云石、菱镁矿、石英、蛋白石等，因此，石灰岩的化学成分、矿物组分、致密程度以及物理性质差别很大。石灰岩来源广，硬度低，易劈裂，便于开采，具有一事实上的强度和耐久性，也有较好的耐水性和抗冻性。其块石可做基础、墙身、阶石及路面等，碎石是常用的混凝土骨料，此外它还是水泥和石灰的原料。

大理石是由石灰岩或白云变质而成，其构造致密，密度大，但硬度不高，易于分割。它可用于高级建筑物的装饰及饰面工程。

砂岩是由石英砂或石灰岩等细小碎屑经沉积并重新胶结而成，其性质决定于胶结物的种类及胶结的致密程度，差别非常大，硅质砂岩密度大、强度高、硬度大、加工较困难，主要用于纪念性建筑及耐酸工程。钙质砂岩强度中等，较易加工，应用广泛，可用做基础、踏步、人行道等。铁质砂岩性能比钙质砂岩差，其密实者可用于一般建筑工程。粘土质砂岩浸水易软化，土木工程不会用。

（3）工程上常应用的岩石哪些种类耐火性最差？哪些岩石耐酸性最差？

答：花岗岩耐火性最差，大理石耐酸性最差。

（4）选择天然石材应考虑哪些原则？为什么？

答：选择天然石材应考虑适用性和经济性原则。

适用性主要考虑石材的技术性能是否能满足使用要求，可根据石材在建筑物中的用途和部位，选择其主要技术性质能满足要求的岩石。经济性主要考虑天然石材的质量大，不宜长途运输，应综合考虑地方资源，尽可能做到就地取材。

第3章气硬性胶凝材料

（1）气硬性胶凝材料与水硬性有胶凝材料有何区别？

答：无机胶凝材料按凝结硬化条件分为气硬性有差错凝材料和水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料只胡在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度；水硬性胶凝材料不仅能够在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并发展其强度。石膏、石灰、水玻璃和菱苦土都是建筑上常用的气硬性无机胶凝材料；水硬性胶凝材料则是各种水泥。

（2）石灰熟化成石灰浆使用时，一般应在储灰坑中“陈伏”两星期以上，为什么？

答：石灰在煅烧过程中，由于火候的不均匀，生产过程中常出现欠火石灰和过火石灰。过火石灰的产生主要是窑温过高，石灰石中的二氧化硅、三氧化铝等杂质发生熔结，使石灰遇水表现出质硬难化，延缓了熟化速度，其过烧成分可能在石灰应用之后熟化，体积膨胀，引起已硬化的石灰隆起开裂，直接影响工程质量。为了消除过火石灰的危害，石灰熟化成石灰浆使用时，一般应在储灰坑中“陈伏”两个星期以上，陈伏期间，石灰浆表面保持一层水分，使之与空气隔绝，避免碳化。

（3）何为欠火石灰、过火石灰？各有何特点？

答：石灰在煅烧过程中，由于火候的不均匀，生产过程中常出现欠火石灰和过火石灰。欠火石灰的产生主要是窑温过低造成的，基本上无活性，属于石灰的废品；过火石灰的产生主要是窑温过高，石灰石中的二氧化硅、

三氧化铝等杂质发生熔结，使石灰遇水表现出质硬难化，延缓了熟化速度。其过烧成分可能在石灰应用之后熟化，体积膨胀，引起已硬化的石灰隆起开裂，直接影响工程质量。

（4）试述石灰的技术性能与应用？

答：石灰具有良好的保水性、可塑性；凝结硬化速度慢，硬化后强度低，耐水性差，体积收缩大。石灰可用于调制石灰乳涂料，拌制石灰砂浆或混合砂浆作抹灰或砌筑使用；石灰可拌制灰土或三合土用于建筑物基础和地面的垫层。石灰可用于生产硅酸盐建筑制品，如蒸压灰砂砖、蒸养粉煤灰砖等。石灰可用于生产碳化石灰板作轻质隔墙材料或吊顶材料。

（5）试述建筑石膏的技术性能与应用。

答：建筑石膏凝结硬化较快，使用时更加缓凝剂；硬化后孔隙率大，强度低，吸水性强，保温隔热性好，吸单性强，耐水性差，吸湿性强，有一定的抗火性。

建筑石膏常用于室内抹灰、粉刷和油漆，也可制作各种建筑装饰制品和石膏板等。石膏板具有轻质、保温、隔热、吸音、不燃、以及热容大，吸湿性大，可调节室内温度和湿度，以及施工方便等性能，是一种有发展前途的新型板材。

（6）水玻璃有哪些用途？

答：①用于水玻璃涂刷建筑材料表面，浸渍多孔性材料，提高材料的密实度、强度和抵抗风化的能力，增加材料的耐久性。

②将模数为2.5~3的液体水玻璃和氯化钙溶液交替灌入土壤中，加固土壤，提高抗渗性。

③以水玻璃为基料，加入2种或4种矾配成二矾防水剂或四矾防水剂，与水泥调和，可用于堵塞漏洞、缝隙及

局部抢修。

④以水玻璃为胶凝材料，采用耐酸的真料和骨料，可配制耐酸胶泥、耐酸砂浆、耐酸混凝土、广泛用于防腐蚀

工程。若选用耐热的砂、石骨料时，则可配制耐热混凝土。

⑤以水玻璃为胶结材料，膨胀蛭石或膨胀珍珠岩为骨料，加入一定量赤泥或氟硅酸钠，经配料、搅拌、成型、

干燥、焙烧而成的制品，是良好的保温隔热材料。

第4章水泥

（1）硅酸性盐水泥的主要矿物成分是什么？这些矿物的特性如何？

答：硅碳盐水泥熟料的主要矿物有四种，即：①硅酸三钙（C3S）、②硅酸二钙（C2S）、③铝酸三钙（C3A）、

④铝铝酸四钙（C4AF），此外，还含有少量的游离氧化钙（f-CaO）等。

四种矿物成分各具不同的特性，如：C3A放热速度最快，放热量也最大；其次是C3S、C4AF放热速度较慢，放热量C3S大于C4AF；放热速度和放热量最小的是C3S。四种单矿物的水化反应速度、干缩和耐腐蚀性的规律同水化放热量的规律基本相同。单矿物的强度C3S早强、后强都较高；C2S早强低，后强高；C3A和C4AF 的强度均较低。但在水泥混合体中，C3A与C3S混合后，混合体的早强会比C3S单矿物的强度高。单矿物C4AF 与C3S混合后，也有类似的规律。f-CaO因水化反应速度极慢，且水化时体积膨胀性大，如其含量多，会对硬化后的水泥石起破坏作用。

（2）硅酸盐水泥的水化产物有哪些？水泥石的结构是怎样的？影响水泥石强度的因素有哪些？

答：水泥水化时产生的水化产物有水化硅酸三钙凝胶、氢氧化钙、水化铝酸钙、水化铁酸一钙凝胶及高硫型水化硫铝酸钙（AFt）,反应后期还有可能生成单硫型水化硫铝酸钙（AFm）.

硬化后的水泥浆称为水泥石，水泥石结构主要是由四部分构成，即：①凝胶（水化硅酸三钙及水化铁酸一钙，并含胶孔），②晶体（氢氧化钙，水化铝酸钙、AFt,AFm）,③未水化完全的水泥核心，④毛细孔隙。

影响水泥强度的主要因素是：①水泥熟料的矿物质成分；②水泥的细度；③养护龄期（时间）；④养护的温度和湿度；⑤水灰比大小（即拌和时用水多少）。

（3）硅酸盐水泥的腐蚀有哪几种类型？腐蚀的原因是什么？为什么同是硅酸盐系列水泥的矿渣水泥耐腐蚀性好？

答：水泥石的腐蚀类型有以下四种，即：A.软水腐蚀（溶出性腐蚀）、B.离子交换腐蚀（溶解性腐蚀）、C.膨胀

性腐蚀、D.碱的腐蚀。

引起水泥石腐蚀的原因：外部因素是外界环境介质（水、液、气）中含有腐蚀性成分和水泥制品本身的密实性较差；内部因素是水泥石中含有容易被腐蚀的物质，如Ca(OH)2、3CaO·Al2O·6H2O。

矿渣硅酸盐水泥因掺有大量（20%~70%）的粒化高炉矿渣，水泥熟料成分相应减少，水化生成的Ca(OH)2和3CaO·Al2O·6H2O易腐蚀成分相应减少，并由于二次水化时Ca(OH)2与矿渣中的活性成分相结合生成水化硅酸钙和水化铝酸等新物质，故其抗软水侵蚀、抗硫酸盐侵蚀性增强。

（4）在生产硅酸盐水泥时掺入石膏起什么作用？硬化后多余的石膏会引起什么现象发生？

答：纯水泥熟料磨细后，与水作用时水化反应速度快，凝结时间很快，不便引用。为了调节水泥的凝结时间，在磨细水泥熟料的同时加入适量石膏，石膏与反应速度快的C3A的水化物3Cao·Al2O3·6H2O作用，生成难溶的水化硫铝酸钙（即钙钡石AFt）晶体，覆盖于未水化的C3A 周围，阻止其继续快速水化，起到费用减缓的作用。

水泥浆结硬后，如有多作的石膏，石膏会与水泥水化产物Ca(OH)2和固态3Cao·Al2O3·6H2O继续作用，再生成水化硫铝酸钙针状晶体（俗称水泥杆菌），其体积膨胀增大，会对硬化后的水泥石起到膨胀破坏的作用。

（5）如何检验水泥的安定性？

答：水泥熟料中如含有过多的游离氧化钙（f-CaO）和游离氧化镁（f-MgO），均会造成水泥体积安定性不良。

检验水泥的安定性，按国家规定进行。由f-CaO引起的，可用沸煮法检测。沸煮法又分为试饼法和雷氏法两种，当两种检测发生争议时，以雷氏法为准。

试饼法是用标准稠度的江泽民浆制成的试饼，放在标杆条件（湿度（20±3）℃，湿度90%）下，养护（24±3）h,试饼置于沸煮箱中沸煮3h后，取出试饼目测其外观，若发现试饼龟裂或翘曲，即为安定性不合格，反之为合格。雷氏法是测定水泥浆体在雷氏夹中沸煮后的膨胀值，若其膨胀值小于规定值，即为安定性合格，反之则不合格。

由f-MgO引起的安定性不良，需用压蒸法才能检验。由于不便于快速检验，因些，按国标规定，水泥中的f-MgO含量不得超过5%，当压蒸实验合格时，可放宽到6%。

（6）什么叫活性混合材料？其硬化的条件是什么？

答：活性混合材料是指具有火山灰性或潜在水硬性，或妆有火同灰性和潜在水硬性的矿物质材料。

其硬化条件是：使用它们时必须加入碱性激发剂Ca(OH)2或硫酸盐激发剂CaSO4·2H2O。

火山灰性，是磨细的上述矿物料加水拌成浆体，单独不具水硬性，但在常温下加入少量石灰Ca(OH)2与之拌成浆体，能形成具有水硬性化合物的性能。如火山灰、粉煤灰等。

潜在水硬性，是磨细的上述矿物料，只需加入少量激发剂的激发条件下，即可利用自身溶出的化学成分，生成具有水硬性的化合物的性能，如粒化高炉矿渣。

（7）铝酸盐水泥的熟料与硅酸盐水泥的熟料有何区别？两种水泥的性质有何不同？

答：高铝水泥的熟料与硅酸水泥熟料的区别，是两种熟料的矿物成分不完全不同，前者的主要矿物成分是：铝酸一钙（CA）、二铝酸一钙（CA2）、硅铝酸二钙（C2AS）、七铝酸十二钙（C12A7）、少量的硅酸二钙（C2S），后者的矿物成分见第（1）题答案所述。

两种水呢的性质截然不同，二者进行比较则铝酸盐水泥的性质是：凝结硬化快（一天强度可达到三天强度的80%以上）、水化热大（且集中于早期）、抗硫酸盐性能强、耐热性能好（高温下可产生烧融）、耐碱性差（遇碱后强度下降），而硅酸盐水泥均不具备以上各种性能。

（8）在下列的混凝土工程中应分别选用哪种水泥，并说明理由

A.紧急抢修的工程或军事工程

B.高炉基础

C.大体积混凝土坝和大型设备基础

D.水下混凝土工程

E.海港工程

F.蒸汽养护的混凝土预制构件

G.现浇混凝土构件

H.高强混凝土

I.混凝土地面和路面

J.冬季施工的混凝土

K.与流水接触的混凝土

L.水位变化区的混凝土

M.耐热接触的混凝土

N.有搞渗要求的混凝土

答：根据教材中所述各种水泥的性质及其应用范围，以上各项混凝土工程中，应分别选用的水泥为：A．选用高铝潺潺经，快硬水泥。应该两种漂泊异乡硬化快，早强高，3d龄期的强度即等于同等级其他水泥28d 龄期的强度。

B．选用矿渣硅酸盐水泥、高铝水泥。因该两种水泥的耐热性都很好。

C．选用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、水工硅酸盐水泥中的低热矿渣水泥、中热硅酸盐水泥张低热徽膨胀水泥经，因这些水泥水华时放热量都很小。

D．选用矿渣水泥、火山灰水泥经、低热矿渣水泥、中热硅酸盐水泥张低热徽膨胀水泥，因这些水泥分别具有抗渗性好、水化热低、性能稳定等特点。

E．最好选用高铝水泥张抗硫酸盐水呢，也可选用矿渣水泥经、复合水泥，因这些水泥的抗硫酸盐侵蚀性好。

F．选用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和砌筑水泥，因这些水泥的蒸气养护效果好，蒸养有利于这些水泥的二次水化反应。

G．选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，因这些水泥的凝结硬化快、强度高。

H．选用硅酸盐水泥、高铝水泥、快硬硅酸盐水泥，因这些水泥硬化快、强度都很高。

I．选用硅酸盐水泥、道路硅酸盐水泥，因这些水泥的强度高，特别是抗折强度高，很适合道路工程的要求。

J．选用硅酸盐水泥、高铝水泥、快硬硅酸盐水泥，因这些水泥水化快，水化热多，硬化快，有利于四委施工。

K．选用矿渣水泥、火山灰水泥，粉煤灰水泥，因这些水泥水化后所含的Ca(OH)2成分少，抗软水侵蚀能力强。

L．选用强度等级大于42.5的普通硅酸盐水泥，因该水泥水化后的Ca(OH)2成分相对比硅酸盐水泥少，强度又要求在42.5以上，能适应工程的要求。

M．选用矿渣水泥、高铝水泥，因这两种水泥的耐热性能都很好。

N．选用火山灰水泥，因这种水泥的抗掺性特好。

第5章混凝土

（1）普通混凝土的基本组成材料有哪些？各自在混凝土中起什么作用？

答：普通混凝土的基本组成材料有：水泥、砂、石子、水。

水泥与水构成水泥浆，在混凝土中起润滑及胶结作用，砂、石在混凝土中起骨架作用。

（2）配制混凝土选择石子最大粒径应从哪几方面考虑？

答：配制混凝土选择石子时，只要条件，应尽可能地把石子选得大些，奟利于节约水泥。但应考虑：A结构截面最水尺寸；B配筋的疏密。即石子的最大粒径不得超过结构的截面最小尺寸的1/4；同时不得超过钢筋间最小净距的3/4。对于混凝土实心板，石子的最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm。另外，石子粒径过大，对运输和搅拌都不方便。

（3）简述减水剂的作用机理。

答：水泥加水拌和后，由于水泥颗粒间分子引力的作用，产用许多絮状物而形成絮凝结构，致使部分水分被包裹在絮凝结构内，从而降低了混凝土拌合物的流动性。当加入适量减水剂后，由于减水剂的表面活性作用，减水剂分子定向吸附于水呢颗粒表面，亲水基端朝向水，同时因亲水基端的电离作用，使水泥颗粒表面带上电性相同的电荷，产生静电斥力，使水泥颗粒相互分散，导致絮凝结构解体，被包裹的水分得到释放，从而有效地增大了混凝土拌合物的流动性。此外，极性很强的亲水基团，易与水分子以氢键形式结合，在水泥颗粒表面形成一层稳定的溶剂化水膜，有利于水泥颗粒的滑动，使混凝土拌合物的流动性进一步提高。

（4）混凝土和易性包括哪些内容？如何判断混凝土和易性？

答：混凝土拌合物和易性包括流动性、粘聚性、保水性等三方面的内容。流动性是指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能；粘聚性是指混凝土拌合物在施工过程中抵抗分层离析，使混凝土保持整体均匀的性能；保水性是指混凝土拌合物在施工过程中保持水分在其内部，不致产生严重沁水的性能。

和易性的判断主要是通过坍落度实验或维勃稠度实验测定混凝土拌合物的流动性，并对粘聚性和保水性进行目测，做出综合判断。当流动性满足施工要求，粘聚性和保水性也较好时，混凝土拌合物的和易性较好。

（5）影响混凝土和易性的主要因素有哪些？

答：影响混凝土和易性的主要因素有：

1)水泥浆的数量。当水泥浆的数量较水时，水泥浆量不能填满骨料空隙时或不足以包裹骨料表面，混凝土拌合

物的流动性乙小，而且拌合物会发生崩塌现象，粘聚性也差；若水泥浆数量过多，骨料表面包裹层过厚，会出现严重流浆和泌水现象，使拌合物的粘聚性变差。因此，水泥浆的数量不能太少也不能太多，应以满足流动性要求为度。

2)水泥浆的稠度。水泥浆的稀稠由水灰比决定，水灰比过小，水泥浆干稠，拌合物流动性小；但水灰比过大，

使水泥浆的粘聚性变差，保水能力不足，导致严重的沁水、分层、流浆现象，并使混凝土强度和耐久性降低。

因此，水灰比应根据混凝土设计强度等级和耐久性要求而定。

3)砂率。当砂率太小时，混凝土中砂浆不足以包裹石子的表面并填满石子间间隙，混凝土拌合物的流动性、粘

聚性都较差；但当砂率过大时，砂子的表面积增大，砂浆中水泥浆不足以包裹砂粒表面并填满砂粒空隙，砂浆本身流动性较差，混凝土拌合物的和易性也乙较差。因些，砂玄过大或过小都不好，应采用合理砂率。

4)其他。材料品种、外加剂、环境的温湿雅、施工工艺等也会对混凝土拌合物的和易性产生影响。

（6）混凝土强度和混凝土强度等级是一回事吗？为什么？

答：混凝土强度和混凝土强度等级不是一回事。

混凝土强度是根据标准的实验方法实际测得的混凝土抗压强度值，而混凝土强度等级是根据混凝土立方体抗压强度标准值划分的，共12个等级，其值是指在混凝土立方体抗压强度测定值的总体分布中，有95%的概率等于和大于该值。

（7）影响混凝土强度的主要因素有哪些？

答：影响混凝土强度的主要因素有：

1)水泥强度等级和水灰比。水泥强度等级越高，水泥石强度及其与骨料的粘结强度也越高，制成的混凝土强度

也就越高。水灰比越大，混凝土硬化后空隙率就越高，混凝土强度就越低，但如果水灰比太小，拌合物过于干硬，无法浇捣密实，混凝土将出现较多的蜂窝、穿油，强度也将下降。因些，只有在满足施工和易性要求的前提条件下，较小的水灰比，才能获得较高的混凝土强度。

2)温度与湿度。混凝土浇注完毕后，只有处于一定的温度和湿度环境，水泥才能水化和硬化，混凝土强度才能

不断发展。环境温度升高，保湿时间较长，水泥水化速度加快，将促使混凝土强度发展。

3)龄期。混凝土在正常养护条件下，强度将随龄期的增长而提高。

4)其他。骨料的种类、质量、数量以及施工质量都会对混凝土强度产生影响。

。

（8）为什么要控制混凝土的最大水灰比和最少水泥用量？

答：在一定工艺条件下，水灰比和水泥用量直接影响混凝土的密实性，进而影响混凝土的耐久性。一般来说，水灰比越大，水泥用量越少，混凝土的耐久性就越差。因此，混凝土中的水灰比和水泥用量不能公满足于强度经验公式的计算值，还必须满足耐久性的要求，故必须控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量，才能保证混凝土既满足强度要求，同时也满足耐久性要求。

（9）甲、乙施工队用同样材料和同一配合比生产C20混凝土。甲队生产混凝土的平均强度为24Mpa,标准差为

2.4Mpa,乙队生产混凝土的平均强度为26Mpa,标准差为

3.6Mpa.

A 试绘制各施工队的混凝土强度分面曲线示意图。并对比施工质量状况。

B 哪个施工队的强度保证率大？

（10） 轻骨料怎样分类？轻骨料混凝土怎样分类？

答：A.轻骨料主要按来源分为三类，具体分类见下表：

B.

（11） 配制轻骨料混凝土为什么要加大用水量？与普通混凝土相比轻骨料混凝土施工要注意什么？

答：由于轻骨料的吸水率一般都比普通砂石大，因而，在施工中将混凝土拌合物的和震动性不断变化，并且影响到混凝土的水灰比和强度发展。因此，配制轻骨料混凝土时要回大用水量，即根据轻骨料吸水率大小，考虑多加一部分被骨料吸收的附加水量。

与普通混凝土相比，轻骨料混凝土施工时要注意以下几个方面的问题：

1) 及时测定轻油料含水率，并据此调整加水量；

2) 搅拌时，宜选用强制式搅拌机，以避免拌合物中轻骨料上浮，造成搅拌不均匀；

3) 外加剂时应在轻骨料吸水后加入；

4) 运输距离较长时，烧注前宜采用人工二次拌和，以避免坍落度损失或离析严重造成混凝土质量下降；

5) 成型时，宜采用机械振捣和表面加压成型；

6) 成型后，应注意加强早期潮湿养护。

（12） 多孔混凝土与大孔混凝土有什么主要区别？

答：多孔混凝土是内部均匀分布着微小气泡的轻质混凝土，大孔混凝土是内部由于少砂无法填满粗骨料之间空隙而形成大孔结构的混凝土。主要区别在于孔径大小存在较大差异，且多孔混凝土中无粗骨料，因而在性能及应用上也不完全相同。

第6章 砂浆

（1） 新拌砂浆的和易性的含义是什么、怎样才能提高砂浆的和易性？

答：新拌砂浆的和易性即指砂浆在搅拌、运输、摊铺时易于流动并不易失水的性质，它包含有流动性和保水性两方面的含义。流动性是指砂浆在自重或外力的作用下能够流动的性能保水性是指新拌砂浆能保持内部水分不流出的能力。

为了提高砂浆的和易性，在新拌砂浆时，常加入一定的掺合料（石灰膏、粉煤灰、石膏等）和外加剂在一起搅拌。加入的外加剂不仅可以改善砂浆的流动性、保水性、而且有些外加剂还能提高硬化后砂浆的强度和粘结力，并改善砂浆的抗渗性和干缩等。

（2

） 配制砂浆时，其胶凝材料和普通混凝土的胶凝材料有何不同？

答：配制普通混凝土所用的胶凝材料是用各种水泥，且用较高强等级的水泥经。

配制砂浆所有的胶凝材料，除用各种水泥外，可用石灰、石膏（如石灰砂浆、石膏砂浆）。且石灰、石膏、粉煤灰和粘土也可加入在水泥砂浆中，作为提高砂浆流动性和保水性的掺合料来应用（如水泥石灰砂浆、水泥粘土砂浆等称为混合砂浆），以达到提高砂浆质量和降低成本的目的。配制砂浆时所用水泥绵强度等级一般都不

宜大于42.5。

（3）影响砂浆强度的主要因素有哪些？

答：对应用于不吸水的密实基底的砂浆，影响其强度的主要因素是水泥的强度等级和水灰比（W/C），近似于混凝土。对应用于基层吸水的砂浆，影响其强度的因素是水泥的强度等级和水泥用量的多少，而与水灰比的关系不大。

除以下所述主要影响因素外，影响砂浆强度的因素还很多。诸如所用外掺料和外加剂的种类、质量好坏、掺量等，另外，砂子的种类、粗细程度、杂质含量多少等，均对砂浆强度有一定的影响。搅拌砂浆的均匀程度和施工中的涂抹和摊铺等工序的质量好坏也会对砂浆的强度产生一定的影响。

（4）一工程砌砖墙，需配制M5.0的水泥石灰混合砂浆。现材料供应如下：

水泥：42.5强度等级的普通水泥，堆积密度1250kg/m3;

砂：粒径小于2.5mm,含水率3%，紧堆密度为1600kg/m3

石灰膏：表观密度1300kg/m3

水泥：42.5强度等级的普通水泥，堆积密度1250kg/m3;砂：粒径

求1m3砂浆中各材料的用量，并求体积比

第7章墙体材料和屋面材料

（1）烧结普通砖的技术性质有哪些内容？

答：烧结普通砖的技术性质，按国标（GB2542-2003）规定有以下内容：

A．形状、尺寸及允许偏差。

B．外观质量。

C．强度等级，按其抗压强度平均值和标准值或单块最小抗夺强度值，将砖分为五个强度等级。

D．耐久性，其中包括对泛冷霜、石灰爆裂、抗风化性能的要求。

（2）烧结多也孔砖和空心砖的强度等级是如何划分的？各有什么用途？为什么说要大力发展这两种砖？

答：烧结多孔砖是根据抗压强度和抗折强度的大小，分为WU30、MU25、MU20、MU15、MU10、MU7.5六个强度等级。烧结空心砖是根据其大面和条面的抗压强度值分为5.0、3.0和2.0三个中强度等级。

烧结多孔砖由于其强度较高，在建筑工程中可代替普通砖，可用于六层以下的承重墙体。烧结穿心砖孔数少，孔径大、孔洞率高，强度较低，具有良好的绝热性能，主要用于非承重墙或框架结构的直充墙等部位。

在建筑施工中，用多孔砖和穿心砖代替普通砖，可使建筑物自重降低1/3左右，节约燃料10%~20~，工效提高40%，并改善墙体的热工性能，在相同的隔声条件下，可使墙体的厚度减薄半砖左右。因此，大力推广使用多孔砖和空心砖，鼓励发展生产高强多孔砖和空心砖是墙体材料改革的发展方向。

（3）目前所用的墙体材料有哪几种？简述墙体材料的发展方向。

答：目前所用的墙体材料有：

A．烧结普通砖（包括烧结粘土砖、烧结页岩砖、烧结煤矸石砖、烧结煤灰砖）；

B．烧结多孔砖和烧结空心砖；

C．非烧结砖（包括灰砂砖、粉煤灰砖）；

D．各种砌块，如：a.混凝土砌块（包括小型砌块、中型空心砌块、轻骨料混凝土小型空心砌块），b.蒸压砌块，

c.粉煤灰砌块，

d.石膏空心砌块

E．各种墙体板材，如：a.内墙体9包括石膏类墙板、板面板材），b.水泥类墙板（包括GRC空心轻质隔墙板、SP 预应力空心墙板、蒸压加气混凝土板），c.塑网加芯板,d.轻质隔热来芯板。

墙体材料除大量使用传统的各种类型砖材外，各种砌块的生产和使用极为普遍。随着建筑结构体系的改革和大开间多功能框架结构的发懈，各各轻质和复合墙用板材也蓬勃兴起。以板材为围护墙体的建筑体系，具有质轻、节能、施工方便快捷、使用面积大、开间布置灵活等特点，因些，具有良好的发展前景。

（4）现在的屋面轻型板材与传统的粘土瓦相比较有何特点？

答：传统的粘土瓦在生产时，须耗用大量土地采取粘土，对水土资源破坏性大，烧制时能耗大，制造和施工的生产效率很低，使用后，屋面自重增大且耐久性差，维修费用大。现在的各类轻型屋面板材与前者比较，有如下特点：即具有质量轻、强度高、耐高温、耐腐蚀、耐冲击、防水性好、色彩鲜艳等，如聚氯乙烯、玻璃钢波形瓦等还兼有一定的透光性。

第8章金属材料

（1）钢与生铁在化学成分上有何区别？钢按化学成分不同可分为哪些种类？土木工程中主要用哪些钢种？

答：钢的主要成分为铁和碳，钢的含碳量为2.06%以下。

铁的主要成分为铁和碳，还有杂质成分硅、锰、磷、氧、氮等，铁的含碳量为2.06%以上。

钢按化学万分可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢、钢按合金含量可分为低合金钢、中合金钢和高合金钢。

土木工程中主要用低碳钢和低合金钢。

（2）钢中含碳对各项性能的影响？

答：钢的含碳量高时，性质硬脆、塑性差、抗拉强度低，不符合土木工程的工艺、冲击和振动荷载的要求。

（3）什么称为钢材的屈强比？其大小对使用性能有何影响？

答：钢材的屈强强度和抗拉强度之比称为屈强比。屈强比小时，其钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大，其结构越安全；屈强比太小时，其钢材不能有效利用。

（4）钢材的冷加工对性能有何影响？什么是自然时效和人工时效？

答：经过冷加工（冷拉、冷拔、冷轧）的钢材，均能提高强度，而塑性和韧性下降。

经过冷加工的钢材放置15~20d为自然时效。经过冷加工的钢材加热100~200℃，并保持2~3h为人工时效。

两种时效均能使钢材的强度再提高，塑性和韧性再下降。

（5）低合金高强结构钢与碳素结构钢有哪些不同？

答：低合金高强雅结构钢和碳素结构钢，两者之间的化学成分、强度、伸长度、工艺、用途等均不相同。

（6）说明Q235—C与Q390----D所属的钢各及各符号的意义？

答：Q235-C，表示屈服强度为235MPa的C级镇静钢。

Q390-D，表示屈服强度为390MPa的D级镇静钢。

（7）热轧钢筋按什么性能指标划分等级？并说明各级钢筋的用途。

答：热轧钢筋主要按屈服点、抗拉强度和伸长率划分等级，同时满足相应的冷弯性能。

I级钢筋：主要用于普通钢筋混凝土的受力钢筋、构造筋和箍筋。

II、III级钢筋：主要用大、中型钢筋混凝土结构，经冷抗后可用于预应力混凝土。

IV级钢筋：主要用于预应力混凝土。如需焊接，应采用适当的焊接方法和焊后热后理工艺。

（8）对于有冲击、震动荷载和在低温下工作的结构采用什么钢材？

答：采用Q235-D级钢材，在低温的条件下工作具有较强的抗冲击和振动荷载的能力。

（9）铝合金的分类？铝合金在建筑上的主要用途？

答：按加工方式分为铸造铝合金和变形铝合金。土木工程主要使用LF,L Y,LC,LD,制作铝合金门窗、构件、管道、货架、零件、型材、线材、板材等。

沥青与防水材料

（1）试述石油沥青的三大组分及戎特性。石油沥青的组分与其特性有何关系？

答：石油沥青的三大组分为油分、树脂、地沥青质。油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小、密度最小的。油分赋予沥青流动性。树脂双称沥青脂胶，为黄色至黑褐色的粘稠物质，分子量比油分大。树脂

使沥青具有良好的塑性和粘性。地沥青质为深褐色至黑色固体无定形物质，分子量比树脂更大。地沥青质是决定石油沥青温度敏感性和粘性的重要组分。

（2）石油沥青的主要技术性质是什么？各用什么指标表示？影响这些性质的主要因素有哪些？

答：石油沥青的主要技术性质有粘滞性、塑性、温度稳定性。

固体、半固体石油沥青的粘滞性用针入度指标表示；塑性用延度指标表示：温度敏感性用软化点指标表示。

石油沥青粘滞性的大小与组分和温度有关，若地沥青质含量较高，又有适量树脂，而油分含较少时，则粘滞性较大；在一定温度范围内，当温度升高时，粘滞性随之降低，反之则增大。沥青中树脂含量较多时，沥青塑性较好。沥青温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度的升降而变化的性能。由于沥青是一种高分子非晶态热塑性物质，因此没有固定的熔点。当温度升高时，沥青由固态或半固态逐渐软化，内部分子间产生相对滑动，即产生相对流动，这种状态为粘流态。反之，当温度降低时，沥青从粘流态逐渐凝固为固态，甚至变硬变脆，成为玻璃态。

（3）某建筑工程屋面防水，需要软化点为75℃的石油沥青，但工地仅有软化点为95℃和25℃的两种石油沥青，问应如何掺配？

答：软化点为25℃石油沥青的掺量为：

软化点为95℃石油沥青的掺量为：

（4）用于道路路面的沥青混合烂的技术性质主要有哪些？

答：用于道路路面的沥青混合料的技术性质主要有高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性、施工和易性。

（5）与传统的沥青防水卷材相比较，合成高分子防水卷材有什么突出优点？

答：合成高分子防水卷材克服了沥青防水卷材温度稳定性差，延伸率小的缺点，具有高温不流淌，低温不脆裂，拉伸强度高，以及延伸率较大等优异性能，且价格适中，属中档防水卷材。

（6）防水涂料应满足的基本性能有哪些？

答：防水材料应满足的基本性能有：固体含量、耐热度、柔性、不透水性、延伸性。

（7）密封膏的性能要求有哪些？

答：为了保证防水密封的效果，除了要求密封材料具有水密性和气密性之外，还应具有良好的粘结性，良好的耐高、低温性和耐老化性能以及一定的弹塑性和拉伸一压缩循环性能。此外，密封材料应具有良好的施工性，具体体现在以下几个方面：

A挤出性。用挤出枪施工时，应挤出流畅，尤其是低温施工时，更应注意高速密封膏的稠度，以保证施工省力、省时、充满接缝。

B．抗下垂。在填充垂直缝和顶板缝时，要求密封膏不流淌，不坍落，不下坠。当施工温度较高或接缝较宽时，不宜一次填完，应分2~3次，以达到抗下垂的目的。

C．自流平性。在土壤温度水平接缝时，密封膏应有流平及充满缝隙的性能。

D．密封膏应具有适当的固化速度。

对于密封材料的选用，主要考虑其粘结性能和使用部位，应根据被粘基层的材质、表面状态和性质选择不同的密封材料；而室外的接缝，要求密封材料有较高的耐候性和耐老化性，伸缩缝要求要有良好的弹塑性和拉伸一压缩循环性能，对于有酸碱介质环境的建筑物部位的密封，则要求有较好的耐腐蚀性能。

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