土建工程基础(课后答案解析)

第一章1.1工程材料的定义及分类1.工程材料按化学成分可分哪几类？试举例说明。

无机材料、有机材料、复合材料2.工程材料按使用功能可分哪几类？试举例说明。

结构材料、墙体材料、功能材料1.2常用工程材料的基本性质1.何谓材料的实际密度、体积密度和堆积密度？如何计算？（1）实际密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量。

计算公式ρ=m/V（2）体积密度是指材料在包含其内部闭口空隙条件下，单位体积所具有的质量。

计算公式ρ'=m/V(b)(3) 堆积密度是指散粒材料（粉状、粒状或纤维状材料）在自然堆积状态下，单位体积（包含了粒子内部的孔隙及颗粒之间的空隙）所具有的质量。

计算公式ρ0'=m/V0'2.何谓材料的密实度和孔隙率？两者有什么关系？密实度是指材料体积内部被固体物质所充实的程度，也就是固体物质所占总体积的比例。

孔隙率是指材料体积内，孔隙体积（Vp）占材料总体积（V0）的百分率。

两者关系：密实度+孔隙率=13.何谓材料的填充率和空隙率？两者有什么关系？填充率是指材料在某容器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度。

空隙率是指散粒材料在某容器的堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率关系：空隙率+填充率=14.建筑材料的亲水性与憎水性在建筑工程中有什么实际意义？材料与水接触后被水吸入内部的性质称亲水性，如石材、砖、混凝土、土材等都属于亲水性材料，表面均未能被水润湿，切能通过毛细管作用将水吸入材料的毛细管内部。

材料与水接触后能将水排斥在外的性质称憎水性，如石蜡、沥青、塑料、油漆等都属于憎水性材料。

憎水性材料不仅可以用作防水、防潮的材料，而且还可以用于亲水性材料的表面处理，以降低其吸水性。

6.何谓材料的吸水性、吸湿性、耐水性、抗渗性和抗冻性？各用什么表示？材料在水中吸收水分的性质称为吸水性，其大小用吸水率表示；材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性，其大小用含水率Wh表示；材料在长期饱和作用下不被破坏，其强度也不显著的降低的性质称为耐水性，用软化系数K表示；材料抵抗有压介质（水、油等液体）渗透的性质称为抗渗性，用一些防水防渗材料（油、水、沥青等）常用渗透系数KP表示抗渗性的好坏；才看在水饱和状态下经多次冻融作用而不破坏，同时强度也不严重降低的性质称抗冻性。

用抗冻等级F表示。

7.软化系数是反映材料什么性质的指标？为什么要控制这个指标？8.材料的孔隙率与孔隙特征对材料的体积密度、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性、强度及保温隔热等性能有何影响？一般来说，孔隙率越大，材料体积密度将变小，因为体积蓦地是材料在自然状态下，单位体积所具有的含水量；吸水率：孔隙率越大，同时开孔越多，连孔越多，吸水性越好；如果是闭孔同时不为连孔，孔隙率对于吸水性没有影响；抗渗性：与吸水性一致，同时，孔的连通性对于其有特别的影响，是其主要影响方面；抗冻性：与吸水性相反，吸水性越好，抗冻性越差；强度：材料的孔隙率越大，材料的强度一般来说越低保温隔热：一般来说，材料的孔隙率月大，其保温隔热效果越高10.何谓材料强度、比强度？两者有什么关系？材料在外力（载荷）作用下抵抗破坏的能力称为强度。

为比较不同的材料强度，采用比强度，比强度是按单位体积质量计算的材料强度，其值等于材料强度与其体积密度之比。

12.何谓材料的耐久性？它包括哪些内容？提高材料耐久性的措施有哪些？材料的耐久性是指材料在长期使用过程中，抵抗周围各种介质的侵蚀，能长期保持材料原有性质的能力。

耐久性是材料的一种综合性质的评述，如抗冻性、抗风化性、耐化学腐蚀性等均属耐久性的范围。

此外，材料的强度、抗渗性、耐磨性等也与材料的耐久性有密切的关系。

在一定的环境条件下，合理选择材料和正确施工，改善材料的使用条件（提高材料的密度、采取防腐措施等），减轻外界作用对材料的影响（降低湿度，排除侵蚀物质等），采取表面保护措施（覆面、抹灰、刷涂料等），或者使用耐腐蚀材料，可以提高材料的耐久性。

1.3水泥1.硅酸盐水泥熟料是由哪几种矿物组成的？水化硬化后哪一种生成物对水泥石强度和性质起主导作用？硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙水化硅酸钙2.影响硅酸盐水泥硬化速度快慢的主要因素主要有哪些？熟料矿物组成中的铝酸三钙和硅酸三钙含量的影响，多则快，少则慢；此外，水泥颗粒细、养护环境的温湿度大，水泥硬化的速度快；但拌合水过多，水泥石硬化速度则慢。

3.水泥有哪些主要技术性质？如何测试与判别？细度硅酸盐水泥的细度用透气式比表面仪器测定凝结时间用专门的凝结时间测定仪进行测定体积安定性用煮沸法测定强度与强度等级水泥强度用胶砂强度检测法，按水泥与砂1:3，水灰比0.5，按规定方法制成规格试件，在标准温度（20±1℃）的水中养护，测定3天、28天的抗压强度。

4.初凝与终凝时间有什么意义？初凝时间是水泥加水拌合至水泥浆开始失去可塑性所需时间，终凝时间是水泥加水拌合至水泥浆固结产生强度所需的时间。

水泥的初凝不宜过早，以便在施工时有足够的时间完成混凝土或砂浆的搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作；水泥终凝不宜过迟，以免拖延施工工期。

5.什么是水泥的安定性？产生安定性不良的原因是什么？体积安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。

引起安定性不良的主要原因是水泥中含有过多游离氧化钙、游离氧化镁或石膏掺量过多。

6.水泥石中的Ca(OH)2是如何产生的？它对水泥石的抗软水及海水的侵蚀性有利还是不利？为什么？当水泥石长期与软水接触时，水泥石中的Ca(OH)2会被溶出。

当水环境的硬度大（pH＞7）时，就会有较多的钙、镁等重碳酸盐，它们与Ca(OH)2反应不溶于水的碳酸钙、碳酸镁，沉积在水泥表面的微孔内，形成密实的保护层，可防止溶出性腐蚀继续发生，否则，Ca(OH)2 就会被继续溶出。

7.水泥石会受到哪几种介质的腐蚀,应如何防止？软水腐蚀（溶出性腐蚀）、盐类腐蚀、酸类腐蚀、强碱腐蚀防腐蚀措施：1）根据侵蚀环境的特点，合理选择水泥品种；2）提高水泥石的密实度；3）加保护层8.什么是水泥的混合料？在硅酸盐水泥中掺混合料起什么作用？在硅酸盐水泥中掺加一定量的矿物质材料改善水泥的某些性能、调节水泥强度等级、节约水泥熟料、增加产量、降低成本、扩大水泥的适用范围。

10.硅酸盐水泥在使用中有哪些优点，贮存中应注意什么？水泥过期、受潮后应如何处理？优点：1）凝结硬化快，早期强度和后期强度高，主要用于地上、地下和水下重要结构以及早强要求较高的工程；2）抗冻性好，适用于冬期施工和严寒地区遭受反复冻融工程；3）抗碳化好，其水化后Ca(OH)2 含量较多，水泥石碱度不宜降低，对钢筋的保护作用好，故适用于CO2浓度高的工程。

贮存注意：不得受潮和混入杂物，不同品种和强度等级的水泥在贮存中避免混杂。

水泥过期受潮后，要是还没有完全硬的话，可以砸碎，用筛子过滤一下，要吧用来打一些不太需要硬的一些地方如用于临时工程次要部位（如填充的墙，临时围墙等）。

1.4混凝土1.混凝土有哪几种分类？并做一些说明。

体积密度、所用胶结材料、用途、强度等级、生产和施工方法2.普通混凝土的组成材料有哪几种？在混凝土凝固硬化前后各起什么作用？普通混凝土的基本组成材料是水泥、水、砂和石子，另外还常掺入适量的掺合物和外加剂。

各部分的作用：（1）水泥浆能够填充填砂的空隙，起润滑作用，赋予混凝土拌合物一定的流动性；（2）水泥砂浆能充填石子的空隙，起润滑作用，也能流动；（3）水泥浆在混凝土硬化后期胶结作用，将砂石胶结成整体，成为坚硬的水泥石。

3.普通混凝土的外加剂有几种，各起什么作用？减水剂：混凝土坍落度基本相同的条件下，能显著减少混凝土拌合水量；早强剂：加速混凝土早期强度发展，并对后期强度无显著影响；缓凝剂：能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期强度发展无不利影响；引气剂：在混凝土搅拌过程中，能引入大量均匀分布的微小气泡，以减少混凝土拌合物的泌水、离析，改善和易性，并能显著提高硬化混凝土的抗冻性、耐久性；防冻剂：能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂速凝剂：使混凝土迅速凝结硬化4.什么是混凝土拌合物的和易性？它有哪些含义？和易性指正常的施工条件下，混凝土拌合物便于各工序施工操作（搅拌、运输、浇筑、捣实），并获质量均匀、成型密实的混凝土性能。

和易性是一项综合技术性能，包括以下三个方面的性质：流动性、保水性、粘聚性。

5.影响混凝土拌合物的和易性的因素有哪些？如何影响？1)水泥浆的数量在水泥比保持不变的情况下，水泥浆越多，流动性越好，反之则差；但水泥浆用量过多，粘聚性及保水性变差，对强度及耐久性产生不利影响。

2)水泥浆的稠度在水泥用量不变的情况下，水灰比小，水泥浆稠，流动性小，而保水性和粘聚性较好，单成型难以密实，水比灰大，情况则相反。

3)砂率所谓砂率指混凝土拌合物中砂的用量占砂石总用量的百分率，用以表示砂、石两者的相对使用量。

砂率偏大或偏小都降低混凝土拌合物的流动性。

6.砂率、合理砂率的意义是什么？砂率指混凝土拌合物中砂的用量占砂石总用量的百分率，用以表示砂、石两者的相对使用量。

在合理砂率下混凝土拌合物在水灰比一定时，都能获得所要求的流动性，且保持良好的黏聚性和保水性，相应的水泥用量也减少。

7.怎样确定混凝土强度等级？采取哪些措施可以提高混凝土强度？按标准方法制作养护边长为150mm的立方体试件在28天龄期，用规定的试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

提高混凝土强度的措施：1）采用高强度等级水泥或早强型水泥；2）采用低水灰比的干硬性混凝土；3）采用湿热处理—蒸汽养护和蒸压养护混凝土；4）掺加混凝土外加剂（早强剂、减水剂）、掺合料（如硅粉、优质粉煤灰、超细磨矿渣等）；5）采用机械搅拌和振捣。

8.怎样改善混宁日的抗渗性和抗冻性？1）合理选择水泥品种，根据混凝土工程的特点和所处环境条件，选用水泥；2）控制混凝土水灰比和水泥用量，是保证混凝土密实性并提高混凝土耐久性的关键；3）选用质量良好、级配合格的砂石骨料；4）掺入减水剂或引气剂，改善混凝土的孔结构，对提高混凝土抗冻性有良好的作用；5）改善施工条件，保证混凝土的施工质量。

9.混凝土配合比设计的任务是什么？需要确定的三个参数是什么？怎样确定？混凝土配比设计是具体确定1m3混凝土内各组成材料用量之间的比例关系。

配制强度、水灰比、用水量10.某混凝土试拌调整后，各种材料用量分别为水泥3.1kg、水1.86kg、砂6.24kg、碎石12.84kg，并测得拌合物表观密度为2450kg/m3 。

试求1m3 混凝土的各材料实际用量某混凝土试拌调整后，各种材料用量分别为水泥3.1kg、水1.86kg、砂6.24kg、碎石12.84kg，并测得拌合物表观密度为2450kg/m3 。