工程材料作业及答案解析

第1章 材料的基本性质

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、 吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。

解：砖自然状态下的体积：3

300.2400.1150.053 1.462810m V -=⨯⨯=⨯

干表观密度：303

0 2.4871700kg/m 1.462810m V ρ-=

==⨯

由孔隙率0001700100%1100%1100%37%V V P V ρρρ-⎛⎫⎛⎫

=

⨯=-⨯=-⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭

得砖的密度：ρ＝2698 kg/m 3

吸水率：29842487

100%100%20%2487m m W m =⨯=⨯=干吸吸干－－

开口孔隙率：

3029842487()/100%/1.462810100%34%1000m m P V ρ-⎡⎤-⎡⎤

=⨯=⨯⨯=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦

干吸开水－

闭口孔隙率：37%34%%P P P

==开闭--＝3

2、已知碎石的表观密度为2.65g/cm 3，堆积密度为1.50g/cm 3，求 2.5m 3 松散状态的碎石，需要多少松散体积的砂子填充碎石的空隙 ? 若已知砂子的堆积密度为1.55g /cm 3，求砂子的重量为多少？ 解：0000002.5 1.5100%1100%1100%43%2.5 2.65V V V P V ρρ⎛⎫''-⎛

⎫'=

⨯=-⨯=-⨯= ⎪ ⎪'⎝⎭⎝⎭

－＝ V 0＝1.425m 3

所以，填充碎石空隙所需砂子的体积为：300 2.5 1.425 1.075m V V '-=-=

或30 2.543% 1.075

m V P '⨯=⨯=

沙子的重量：1.075×1.55×103＝1666.25kg

3．某地红砂岩，已按规定将其磨细，过筛。烘干后称取50g ，用李氏瓶测得其体积为18.9cm 3。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25℃，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。

参考答案：

红砂岩的密度：)/(646.29

.1850

3cm g ==

ρ 卵石的视密度：)(3811

1409

10007903cm V =-+=

)/(625.2381

1000

3cm g ==ρ

4．某多孔材料的密度为2.59g/cm 3。取一块称得其干燥时质量为873g ，同时量得体积为480cm 3。浸水饱和后取出擦干表面水分称得质量为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：%34.11%100873873

972%1001=⨯-=⨯-=m m m β

密实体积：3873

337.0(cm )2.59

V ==

孔隙体积：3480337143(cm )-= 开口孔隙体积：397287399(cm )-=

闭口孔隙体积：31439944(cm )-=

开口孔隙率：%6.20%10048099

=⨯

闭口孔隙率：%17.9%10048044

=⨯

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”。

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，在工程中过火石灰颗粒往往会在正常石灰硬化后继续吸湿消解而发生体积膨胀，降低石灰品质，影响工程质量。

消除方法有：将石灰经陈伏处理后再使用于工程，控制煅烧温度在1000℃～1200℃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”。

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：

硅酸盐水泥熟料中，C

3

A的水化和凝结硬化速度最快，但水化铝酸钙的强度

不高；C

3S和C

4

AF的水化速度较快，凝结硬化速率也较快，C

3

S的水化产物强度

高，C

4AF的水化产物强度不高；C

2

S水化反应速度最慢，凝结硬化速率也慢，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P24）。

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