土木工程材料习题集与参考答案
1 土木工程材料的基本性质
2．试述材料密度、表观密度、孔隙率的定义、测定方法及相互关系。密度与视密度的区别何在？
参考答案：密度ρ：是指材料在密实状态下单位体积的质量。测定方法：将材料磨细成粒径小于0.25mm 的粉末，再用排液法测得其密实体积。用此法得到的密度又称“真密度”。
表观密度0ρ：是指材料在自然状态下单位体积的质量。测定方法：对于外形规则的块体材料，测其外观尺寸就可得到自然体积。对于外观不规则的块体材料，将其加工成规则的块体再测其外观尺寸，或者采用蜡封排液法。
孔隙率P ：材料中的孔隙体积与总体积的百分比。
相互关系：%10010????? ??-=ρρP
密度与视密度区别：某些散粒材料比较密实，其内部仅含少量微小、封闭的孔隙，从工程使用角度来说，不需磨细也可用排液法测其近似的密实体积，这样测得的密度称为“视密度”。
3．孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响？
参考答案：对表观密度的影响：材料孔隙率大，在相同体积下，它的表观密度就小。而且材料的孔隙在自
然状态下可能含水，随着含水量的不同，材料的质量和体积均会发生变化，则表
观密度会发生变化。
对强度的影响：孔隙减小了材料承受荷载的有效面积，降低了材料的强度，且应力在孔隙处的分布会
发生变化，如：孔隙处的应力集中。
对吸水性的影响：开口大孔，水容易进入但是难以充满；封闭分散的孔隙，水无法进入。当孔隙率
大，且孔隙多为开口、细小、连通时，材料吸水多。
对抗渗性的影响：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并连通开口时，材料具有较高的渗透性；如果孔隙
率小，孔隙封闭不连通，则材料不易被水渗透。
对抗冻性的影响：连通的孔隙多，孔隙容易被水充满时，抗冻性差。
对导热性的影响：如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多，则导热系数就小，导热性差，保温隔
热性能就好。如果材料内孔隙较大，其内空气会发生对流，则导热系数就大，导热性好。
4．材料的耐水性、吸水性、吸湿性、抗冻性、导热性、热容、抗渗性的含义是什么？ 参考答案：耐水性： 材料抵抗水破坏作用的能力称为耐水性，即材料经水浸泡后，不发生破坏，同时强
度也不显著降低的性质。指标：软化系数
吸水性：材料与水接触时其毛细管会吸收水分的性质。指标：吸水率
吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质。指标：平衡含水率
抗冻性：材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不被破坏，强度也不严重降低的性质。
指标：抗冻等级，其划分取决于材料在一定条件下经受冻融而不被破坏的次数。
导热性：当材料两面存在温度差时，热量会从温度较高的一面传导到温度较低的一面的性质。指标：导热系数
热容：某块材料在温度升降1K时所放出或吸收的热量。
指标：C（热容）＝c（比热容）?m（材料质量）
抗渗性：材料抵抗压力水或液体渗透的性质。指标：渗透系数
5．材料的导热系数、比热容和热容与建筑物的使用功能有什么关系？
参考答案：材料的导热系数小，建筑物的保温隔热性能就好。如果建筑物围护结构的热容越大，则在气温变化较大时，能较好地保持室内温度。
6．试述材料的弹性、朔性、脆性和弹性磨量的意义？
参考答案：弹性：当撤去外力或外力恢复到原状态，材料能够完全恢复原来形状的性质。
塑性：当撤去外力或外力恢复到原状态，材料仍保持变形后的形状和尺寸，并不产生裂缝的性质。
脆性：是材料在外力作用下不产生明显变形而突然发生破坏的一种性能。
弹性模量：晶体材料如金属材料表现为线弹性，一些非晶体材料如玻璃等也表现为线弹性，其应力与应变之比为常数，比值称为弹性模量，它是衡量材料抵抗外力使其变形能力的一个指
标。
7．影响材料强度试验结果的因素有哪些？强度与强度等级是否不同，试举例说明。
参考答案：试验条件对材料强度试验结果有较大的影响，其中主要有试件的形状和尺寸、试验机的加载速度、试验时的温度和湿度，以及材料本身的含水状态等。
强度与强度等级不一样。强度是一个具体值，而强度等级是一个等级范围。如：混凝土的强度等级为C30，那么属于C30强度等级的混凝土的实际强度值有可能是30MPa或与30MPa接近的强度值。
8．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18.9cm3。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
.2
9.
18
50
3
cm
g
=
=
ρ
卵石的视密度：
)
(
381
1
1409
1000
790
3
cm V=
-
+
=
)
/
(
625
.2
381
1000
3
cm
g
=
=
ρ
9．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
%
100
873
873
972
%
100
1=
?
-
=
?
-
=
m
m
m
β
密实体积：
)
(0.
337
59
.2
873
3
cm V=
=
孔隙体积：
)
(
143
337
4803
cm
=
-
开口孔隙体积：
)
(
99
873
9723
cm
=
-
闭口孔隙体积：
)
(
44
99
1433
cm
=
-
开口孔隙率：
%
6.
20
%
100
480
99
=
?
闭口孔隙率：
%
17
.9
%
100
480
44
=
?
2 无机胶凝材料
1、什么是气硬性胶凝材料？什么是水硬性胶凝材料？
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；
水硬性胶凝材料则不仅能在空气中而且能更好地在水中硬化，保持并发展其强度，如水泥。
2、为什么说石膏是有发展前途的建材？
参考答案：石膏的主要优点是原料丰富、生产能耗低、不污染环境等，作为一种绿色建材已大量用于室内的空间分隔和装饰；建筑石膏硬化时体积略有膨胀，这一性能使得石膏制品表明光滑细腻线条清晰，具有很好的装饰艺术效果；建筑石膏还具有隔热、保温、不燃、不蛀、隔声、可锯、可钉、污染小等良好性能，所以石膏是很有发展前途的建材。
3、石膏制品有哪些？
参考答案：建筑石膏制品的种类较多，主要有：纸面石膏板、空心石膏条板、纤维石膏板、石膏砌块和装饰石膏制品等。
4、过火石灰、欠火石灰对石灰性能有什么影响？如何消除？
参考答案：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。
5、水玻璃的模数、浓度与性能有何关系？
参考答案：水玻璃中氧化硅和氧化钠的分子数比称为水玻璃的模数，模数愈大，水玻璃的黏度和粘结力愈大，也愈难溶解于水；同一模数水玻璃溶液浓度越高，则粘结力也越大。
6、水玻璃的硬化有何特点？
参考答案：水玻璃能与空气中的二氧化碳反应生产无定形的硅酸凝胶，随着水分的挥发干燥，无定形硅酸脱水转变成二氧化硅而硬化。由于空气中二氧化碳较少，反应进行很慢，因此水玻璃在实际使用时常加入促硬剂以加速硬化。
7、为什么菱苦土在使用时不能单独用水拌和？
参考答案：菱苦土是以天然菱镁矿（主要成分为碳酸镁）为主要原料，经煅烧后磨细而得到的以氧化镁为主要成分的白色或浅黄色粉末，当其单独与水拌和时会生产不溶于水的氢氧化镁，而且氧化镁也不溶于水，一般常用氯化镁（MgCl2·6H2O）水溶液作为调和剂，掺量为菱苦土的50％～60％，生成一种易溶于水的氧氯化镁复盐(xMgO·y MgCl2·8H2O)和氢氧化镁。
8、判断石膏、石灰、水玻璃与镁氧水泥是气硬性胶凝材料的理由是什么？
参考答案：石膏、石灰、水玻璃与镁氧水泥的硬化过程只能在空气中完成，并且也只能在空气中保持或发展其强度。
9、生产硅酸盐水泥的主要原料有哪些？
参考答案：主要原料有：石灰质原料（如石灰石）、黏土质原料（如黏土、页岩）、少量铁粉、适量石膏。
10、生产硅酸盐水泥为什么要掺入适量石膏？
参考答案：水泥熟料中的硅酸三钙与水反应十分迅速，使得水泥熟料加水后迅速凝结，导致来不及施工。
所以为调节水泥的凝结时间，通常在水泥中加入适量石膏，这样，水泥加水后石膏迅速溶解与水化铝酸钙发生反应，生产针状的晶体（3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O，又称为钙钒石）沉积在水泥颗粒表面形成保护膜，延缓了水泥凝结时间。
11、试述硅酸盐水泥的主要矿物成分及其对水泥性能的影响？
参考答案：硅酸盐水泥熟料中，C3A的水化和凝结硬化速度最快，但水化铝酸钙的强度不高；C3S和C4AF的水化速度较快，凝结硬化速率也较快，C3S的水化产物强度高，C4AF的水化产物强度不高；
C2S水化反应速度最慢，凝结硬化速率也慢，强度早期低，后期高。
12、硅酸盐水泥的主要水化产物有哪几种？水泥石的结构如何？
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。水泥石主要由固体（水泥水化产物及未水化的残存水泥内核）和孔隙组成。凝胶是由尺寸很小的凝胶微粒与位于胶粒之间的凝胶孔组成，胶粒的比表面积大，可强烈地吸附一部分水分，此水分与填充胶孔的水分称为凝胶水；毛细孔中的水分称为毛细水，毛细水的结合力较弱，脱水温度较低，脱水后形成毛细孔。
13、试述水泥细度对水泥性质的影响？怎样检验？
参考答案：水泥细度直接影响到水泥的水化和凝结硬化。水泥颗粒越细，比表面积越大，则使水泥熟料的化学活性发挥得越快，表现为水泥的水化反应速度快，凝结硬化也快，但过细的水泥不宜久存，硬化时收缩比较大。细度的检验方法通常用筛分法或比表面积法来测定，筛分法以80um方孔筛的筛余量表示，比表面积法以1kg质量材料所具有的总表面积（m2/kg）来表示。
14、造成硅酸盐水泥体积安定性不良的原因有哪几种？怎样检验？
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。
15、试述硅酸盐水泥的强度发展规律及影响因素？
参考答案：强度发展规律为：水泥的水化和凝结硬化从颗粒表面深入到内部是有一个时间过程的，水化速度开始比较快，强度发展也比较快，以后逐渐减慢。不同水泥的强度发展不完全相同，掺较多活性混合材料的硅酸盐水泥早期强度比较低，后期增进率高。
16、在下列工程中选择适宜的水泥品种：
（1）现浇混凝土梁、板、柱冬季施工：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥；
（2）高层建筑基础底板（具有大体积混凝土和抗渗要求）：矿渣水泥和粉煤灰水泥；
（3）南方受海水侵蚀的钢筋混凝土工程：矿渣水泥和火山灰水泥；
（4）高炉炼铁炉基础：铝酸盐水泥；
（5）高强度预应力混凝土梁：硅酸盐水泥和普通水泥；
（6）地下铁道：普通水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥；
（7）东北某大桥的沉井基础及桥梁墩台：矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥。
17、某工程用一批普通水泥，强度检验结果如下，试评定该批水泥的强度等级。
参考答案：水泥的强度等级为42.5。
18硅酸盐水泥石腐蚀的类型有哪几种？产生腐蚀的原因是什么？防止腐蚀的措施有哪些？
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(OH)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(OH)2起臵换反应生产硫酸钙，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(OH)2反应生成松软无胶凝能力的Mg(OH)2；酸类腐蚀：CO2与水泥石中的Ca(OH)2反应生成CaCO3，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(OH)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：①根据工程所处的环境，选择合适的水泥品种；②提高水泥石的密实程度；③表明防护处理。
19、硅酸盐水泥检验中，哪些性能不符合要求时，则该水泥属于不合格品？哪些性能不符合要求时则该水泥属于废品?怎样处理不合格品和废品？
参考答案：国家标准规定：硅酸盐水泥性能中，凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合
标准规定时均为废品。废品应严禁出厂、使用。凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任何一项不符合规定或混合材掺量超过最大限度和强度低于商品强度等级（标号）规定的指标时称为不合格品。
水泥包装标志中水泥品种、强度等级、工厂名称和出厂编号不全也属于不合格品。不合格品可根据实际情况而决定使用与否。
20、什么是活性混合材料和非活性混合材料？掺入硅酸盐水泥中各能起到什么作用？
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(OH)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。
21、为什么掺较多活性混合材料的硅酸盐水泥早期强度较低，后期强度发展比较明显，长期强度甚至超过同标号的硅酸盐水泥？
参考答案：掺较多活性混合材的硅酸盐水泥中水泥熟料含量比较少，加水拌和后，熟料先水化，水化后析出的Ca(OH)2作为碱性激化剂激化活性混合材料水化，生成水化硅酸钙和水化硫铝酸钙等水化产物。
水化过程分两步进行，早起强度较低而后期强度发展较快。
22、与普通水泥相比较，矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥在性能上有哪些不同，并分析这四种水泥的适用和禁用范围。
参考答案：矿渣水泥保水性差、泌水性大。在施工中由于泌水而形成毛细管通道及水囊，水分的蒸发又易引起干缩，影响混凝土的抗渗性、抗冻性及耐磨性。适用于高温和耐软水、海水、硫酸盐腐蚀的环境中；火山灰质水泥特点是易吸水，易反应。在潮湿条件下养护可以形成较多的水化产物，水泥石结构比较致密，从而具有较高的抗渗性和耐久性。如在干燥环境中，所吸收的水分会蒸发，体积收缩，产生裂缝，因而不宜用于长期处于干燥环境和水位变化区的混凝土工程中，但适宜于大体积和抗渗要求的混凝土及耐海水、硫酸盐腐蚀的混凝土中；粉煤灰水泥需水量比较低，干缩性较小，抗裂性较好。
尤其适用于大体积水工混凝土及地下和海港工程中，但不适宜抗碳化要求的混凝土中。
23、试述道路硅酸盐水泥的特点？
参考答案：特点是混凝土的抗折强度较高，耐磨性和耐久性较好，同时道路水泥还具有早强的性能。
24、白色硅酸盐水泥对原料和工艺有什么要求？
参考答案：白色硅酸盐水泥严格控制氧化铁的含量，此外有色金属氧化物如氧化锰、氧化钛、氧化铬的含量也加以限制。由于原料中氧化铁含量少，煅烧的温度要提高到1550℃左右。为了保证白度，煅烧时应采用天然气、煤气或重油做燃料，粉磨时不能直接用铸钢板和钢球，而应采用白色花岗岩或高强陶瓷衬板，用烧结瓷球等作研磨体。
25、膨胀水泥的膨胀过程与水泥体积安定性不良所形成的体积膨胀有何不同?
参考答案：水泥体积安定性不良引起的膨胀是指水泥石中的某些化学反应不能在硬化前完成，而在硬化后进行，并伴随有体积不均匀的变化，在以硬化的水泥石中产生内应力，轻则引起膨胀变形，重则使水泥石开裂。膨胀水泥的膨胀在硬化过程中完成，并且其体积是均匀地发生膨胀。
26、铝酸盐水泥有何特点？
参考答案：铝酸盐水泥快硬早强，早期强度增长快，但后期强度可能会下降；水化热大，而且集中在早期放出；具有较好的抗硫酸盐侵蚀能力；铝酸盐水泥不耐碱但耐高温性能好。
27、简述铝酸盐水泥的水化过程及后期强度下降的原因。
参考答案：铝酸盐水泥的水化产物CAH10和C2AH8为针状或板状结晶体，能相互交织成坚固的结晶合生体，析出的Al(OH)3难溶于水，填充于晶体骨架的空隙中，形成比较致密的结构，使水泥石获得很高的早期强度，但是CAH10和C2AH8是压稳定相，随时间增长，会逐渐转化为比较稳定的C3AH6，转化结果使水泥石内析出游离水，增大了空隙体积，同时由于C3AH6晶体本身缺陷较多，强度较低，因而使得水泥石后期强度有所下降。
28、不同品种且同一强度等级以及同品种但不同强度等级的水泥能否掺混使用？对这二种情况分别解释为什么？
参考答案：这两种情况均不能掺混使用。不同品种的水泥或不同强度等级的水泥掺混使用会影响水泥的使用性能和耐久性。
29、硅酸盐水泥的强度等级检验为什么要用标准砂和规定的水灰比？试件为何要在标准条件下养护？
参考答案：水泥胶砂试件的强度受各种因素的制约，如：砂的质量和细度、水灰比、养护条件、试验方法等，所以为了精确测试硅酸盐水泥的强度等级，国家标准规定，水泥的强度用ISO法检验，将水泥和标准砂按1：3混合，用0.5的水灰比，用规定的方法拌制成标准胶砂试件，在标准条件下养护至规定龄期。
3 混凝土
1 对普通混凝土有哪些基本要求？怎样才能获得质量优良的混凝土？
参考答案：对普通混凝土的基本要求：满足混凝土结构设计的强度要求；
满足施工所要求的和易性；
具有与工程环境相适应的耐久性。
获得质量优良的混凝土：首先要设计合理的配合比，使混凝土满足上述基本要求以及实际工程中的
某些特殊要求；要选用质量合格的原材料，按照相应的规范施工。
2 试述混凝土中的四种基本组成材料在混凝土中所起的作用。
参考答案：水泥和水：水泥和水形成水泥浆，填充砂子空隙并包裹砂粒，形成砂浆，砂浆又填充石子空隙并包裹石子颗粒。水泥浆在砂石颗粒之间起着润滑作用，使混凝土拌和物具有一定的
流动性。但是它更主要的是起胶结作用。水泥浆通过水泥的硬化，把砂石骨料牢固的胶
结成一整体。
砂石：一般不与水泥浆起化学反应，起骨架作用，可以大大的节省水泥；可以降低水化热，大大减少混凝土由于水泥浆硬化而产生的收缩，抑制裂缝的扩展。
3 对混凝土用骨料在技术上有哪些基本要求？为什么？
参考答案：①具有良好的颗粒级配，以尽量减小空隙率；
②要求表面干净，以保证与水泥浆更好的粘结；
③含有害杂质少，以保证混凝土的强度和耐久性；
④要求具有足够的强度和坚固性，以保证起到充分的骨架和传力作用。
4．试说明骨料级配的含义，怎样评定级配是否合格？骨料级配良好有何技术经济意义？
参考答案：骨料级配：是指大小不同的骨料之间相互搭配的比例情况。细骨料的累计筛余率必须处于书中表3-2的任何一个级配区的范围内才认为是合格的。粗骨料应该符合书中表3-5的规定才认为是合格的。
骨料级配好，能减小空隙率，节约水泥，制成的混凝土拌和物的和易性好。
5．某工地打算大量拌制C40混凝土，当地所产砂（甲砂）的取样筛分结果如图所示，判定其颗粒级配布合格。外地产砂（乙砂），根据筛分结果，其颗粒级配也不合格。因此打算将两种砂掺配使用，请问能否行？如果行，试确定其最合理的掺合比例。
筛分记录
参考答案：两种砂掺配使用可行，因为甲砂细砂多，而乙砂粗砂多。
要确定其最合理的掺和比例，就要使掺和后的砂的级配落入2区。根据2区的边界可以算出砂的比例范围。
对于4.75mm的筛孔：因为甲乙的筛余都是0，所以任意比例都可以。
对于2.36mm的筛孔：2区的累计筛余为25～0，则设甲砂的比例为X：X*0+（1-X）*40＝0～25→X
＝100％～37.5％
同理可以得出以下结果：
对于1.18mm的筛孔：91%~34%
对于0.6mm的筛孔：100%~50%
对于0.3mm的筛孔：100%~12%
对于0.15mm的筛孔：任意比例
所以甲砂的比例范围为：91％～50％
6．现有两种砂子，若细度模数相同，其级配是否相同？若两者的级配相同，其细度模数是否相同？
参考答案：若细度模数相同，其级配不同；若两者的级配相同，其细度模数相同。
7．试比较碎石和卵石拌制混凝土的有缺点。
参考答案：在水泥浆用量相同的条件下，卵石混凝土的流动性较大，与水泥浆的粘结较差。碎石混凝土流动性较小，与水泥浆的粘结较强。碎石混凝土强度高于卵石混凝土的强度。
8．什么是混凝土拌合物的和易性？影响和易性的主要因素有哪些？如何改善混凝土拌和物的和易性？
参考答案：和易性是指在一定的施工条件下，便于各种施工操作并能获得均匀、密实的混凝土的一种综合
性能。包括：流动性、粘聚性和保水性。
主要影响因素：水泥品种及细度；用水量；水泥浆用量；水灰比；含砂率；外加剂；搅拌。
应根据和易性的主要影响因素综合考虑来提高和易性，如：选用和易性最好的粉煤灰硅酸盐水泥，将水泥磨细，增加水泥浆的用量，选择合理的水灰比和砂率，加入减水剂，加强搅拌等都能提高混凝土的和易性。
9．试述泌水对混凝土质量的影响。
参考答案： 泌水是材料离析的一种形式。如果混凝土拌和物的保水性比较差，其泌水的倾向性就较大，
这样就易于形成泌水通道，硬化后成为混凝土的毛细管渗水通道。由于水分上浮，在混凝土表面还会形成一个疏松层，如果在其上继续浇灌混凝土，将会形成一个薄弱的夹层，此外，在粗骨料颗粒和水平钢筋下面也容易形成水囊或水膜，致使骨料和钢筋与水泥石的粘结力降低。
10．和易性与流动性之间有何区别？混凝土试拌调整时，发现坍落度太小，如果单纯加用水
量去调整，混凝土的拌和物会有什么变化，
参考答案：流动性是指混凝土拌和物在本身自重或施工机械搅拌振捣作用下能够流动的性能。而和易性是
混凝土的综合工作性能，包括流动性，还有粘聚性和保水性。
如果单纯增加用水量去调整坍落度，则水泥浆会变稀，从而降低了水泥浆的粘聚性，减小颗粒间的内
摩擦力，混凝土拌和物的流动性会增大。但是，水泥浆的粘聚性降低过多的话，会导致混凝土拌和物的保水能力不足，会出现泌水现象，而且其粘聚性也不好，这样会影响混凝土的质量，降低硬化后混凝土的强度。
11．影响混凝土强度的内在因素有哪些？试结合强度公式加以说明。
参考答案：混凝土的强度主要决定于水泥石的强度和水泥石与骨料之间的粘结强度。而水泥石的强度主要
取决于其矿物成分及孔隙率。而孔隙率又决定于水灰比与水化程度。所以，对于给定的龄期，水泥石的强度主要决定于水泥强度与水灰比。水泥强度越大，水灰比越小，水泥石强度越高。水泥石与骨料的粘结力也同样与水泥强度和水灰比有关，水泥强度越高，水灰比越小，则水泥浆硬化后与骨料的粘结力越强。水泥石与骨料的粘结力还与骨料的品质有关，碎石混凝土强度高于卵石混凝土的强度。综上所述，混凝土的强度与水灰比成反比，与水泥强度成正比，还与骨料品质有关。用公式表示为：
b ce a cu W C f f αα-??? ??=。
其中：C －1m 3混凝土中水泥用量，Kg ；
W －1m 3混凝土中的用水量，Kg ；
W C
－灰水比
cu
f －混凝土28天抗压强度
ce f －水泥的实测强度 a α，b α－经验系数。
12．某工地施工人员采取下述几个方案提高混凝土拌和物的流动性，试问下面那些方案可
行？那个方案不行？并说明理由。
（1）多加水
（2）保持W/C 不变，增加水泥浆用量；
（3）加入CaCl 2
（4）加入减水剂；
（5）加强振捣。
参考答案：（1）不行。多加水会改变混凝土的水灰比，降低强度。而且多加水，可能会导致混凝土粘聚
性降低过多，保水能力不足，出现泌水现象。
（2）可行。增加水泥浆用量，可以增加骨料表面包裹层的厚度，增大了润滑作用，因而提高了混凝
土拌和物的流动性。
（3）不行。CaCl 2有一定的塑化作用，会降低混凝土的流动性。而且氯离子对混凝土有侵蚀作用。
（4）可行。可以将水泥絮凝结构中的游离水释放出来，增大了流动性。
（5）可行。加强振捣可以使混凝土拌和物的均匀性提高。
13． 试简单分析下述不同的试验条件测得的强度有何不同和为何不同？
（1）试件形状不同；
（2）试件尺寸不同；
（3）加荷速率不同；
（4）试件与压板之间的摩擦力大小不同。
参考答案：（1）立方体试件测得的强度高。因为有环箍效应。
（2）尺寸小的试件测得的强度高。一是因为环箍效应，二是因为试件的尺寸增大时，存在缺陷的几
率也会增大。
（3）加载速度越大，测得的强度值越大。因为，加载速度大，混凝土的缺陷还来不及表现出来。
（4）不涂油测得的值大。不涂油，摩擦大，环箍效应强。
14．混凝土的弹性模量有几种表示方法？常用的是哪一种？怎样测定？
参考答案：混凝土弹性模量有3种表示方法：1、原点切线弹性模量。2、割线弹性模量。3、切线弹性模量。常用的是割线弹性模量。我国是将指定应力cp f 31=
σ（cp f 为轴心抗压强度）与它对应的应变ε
的比值定义为混凝土的弹性模量E h ＝εσ
。
15．试结合混凝土的应力－应变曲线说明混凝土的受力破坏过程。
参考答案：以混凝土单轴受压为例，混凝土的破坏（即内部裂缝发展）可以分为4个阶段。
压应力小于极限应力的30％（称为比例极限）为第一阶段，这一阶段未受荷载前就存在的界面裂缝无明显变化，宏观上显示出应力-应变成直线关系，为弹性变化阶段；
随着荷载进一步增加，超过比例极限而又低于50％极限应力时为第二阶段，界面裂缝的长度、宽度和数量也随之增加，界面借助于摩阻力的作用承担荷载，而水泥砂浆的开裂小的可以忽略不计，此时变形增加的速率大于应力增加的速率，应力-应变曲线偏离直线开始弯向水平方向。
相当于50％～75％极限应力时为第三阶段，在界面裂缝继续发展的同时，开始出现贯穿砂浆的裂缝，应力-应变曲线明显趋向水平方向。
相当于75％～100％极限应力为第四阶段，随着荷载增加界面裂缝进一步增加，贯穿裂缝逐渐增
生并将邻近的界面裂缝连接起来成为连续裂缝而破损。
混凝土的受力破坏过程，实际上是内部裂缝的发生、扩展以至连通的过程，也是混凝土内部结构从连续到不连续的发展过程。
16．何谓混凝土的塑性收缩、干缩、自收缩和徐变？其影响因素有哪些？收缩与徐变对混凝土的抗裂性有何影响？
参考答案：塑性收缩：混凝土尚处于塑性状态时产生的体积收缩。影响因素：与环境湿度有关。
干缩：当外界湿度减小时，由于水分的蒸发，引起凝胶体失水，失去水膜的胶粒由于分子引力作用，使胶粒间的距离变小，产生收缩；毛细水减少时，会引起毛细管压力增大，使管壁受到压力，
其压力随着湿度的减小而增大，表现为体积的“干缩”。影响因素：与水泥品种、水泥用量和单
位用水量以及砂石有关。
自收缩：处于与外界无水分交换条件下，混凝土内部未水化的胶凝材料吸收毛细管中的水分而水化，使毛细管失水，由于毛细管压力使水泥浆产生的收缩。影响因素：水灰比。
徐变：在持续荷载作用下，混凝土产生随时间而增加的变形称为徐变。影响因素：环境；水灰比；温度；骨料；水泥；加载时间及荷载。
收缩和徐变对混凝土抗裂性的影响：收缩和徐变都有可能导致混凝土的开裂。
17．试从混凝土的组成材料、配合比、施工、养护等几个方面综合考虑提出高混凝土强度的措施。
参考答案：选用高标号的水泥、降低水灰比、机械搅拌，标准养护
18．何谓减水剂？试述减水剂的作用机理。在混凝土中加减水剂有何技术经济意义？我国目前常用的有哪几种？
参考答案：减水剂：在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂。
减水剂的作用原理：加入适量的减水剂后，其憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面并使之带有相同电荷，在电性斥力作用下水泥颗粒彼此相互排斥，絮凝结构解体，关闭于其中的游离水被释放出来，从而在不增加拌和用水量的情况下，有效的增大了混凝土的流动性。另一方面减水剂分子的亲水基团朝向水溶液作定向排列，其极性很强易于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，也更强化了水对水泥颗粒的润湿作用。
使用减水剂的技术经济意义：
1)在保持用水量不变的情况下，可使混凝土拌合物的坍落度增大100～200mm。
2)在保持坍落度不变的情况下，可使混凝土的用水量减少10％～15％，高效减水剂可减水
20％以上，抗压强度可提高15％～40％。
3)在保持坍落度和混凝土抗压强度不变的情况下，可节约水泥10％～15％。
4)由于混凝土的用水量减少，泌水和骨料离析现象得到改善，可大大提高混凝土的抗渗性，一
般混凝土的渗水性可降低40％～80％。
5)可减慢水泥水化初期的水化放热速度，有利于减小大体积混凝土的温度应力，减少开裂现
象。
我国常用的减水剂种类：
普通减水剂：以木质磺酸盐类为主，有木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁及丹宁等。
高效减水剂：多环芳香族磺酸盐类：主要有萘和萘的同系磺化物与甲醛缩合的盐类、胺基磺酸盐等。
水溶性树脂磺酸盐类：主要成分为磺化三聚氰胺树脂、磺化古玛隆树脂等。
脂肪族类：主要有聚羧酸盐类、聚丙烯酸盐类、脂肪族羟甲基璜酸盐高缩聚物等。
其他：改性木质素磺酸钙、改性丹宁等。
19．何谓引气剂？在混凝土中掺入引气剂有何技术经济意义？
参考答案：引起剂是指在搅拌混凝土工程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡（孔径为20～
200m μ）的外加剂。
技术经济意义：
1、可大大改善拌合物的保水性和粘聚性，使其泌水现象减轻。气泡介于颗粒之间，能起一定的润
滑作用，使颗粒间摩擦力减小，从而提高混凝土拌合物的流动性。
2、在硬化混凝土中，由于气泡隔断了毛细孔渗水通道，故能提高了抗渗性，同时因气泡有较大的
弹性变形能力，对冰冻等破坏力能起缓冲作用，故因此也能提高抗冻性。
20．混凝土的强度为什么会有波动？波动的大小如何评定？
参考答案：引起混凝土强度波动的基本因素如书中表3-20所示，可以分为两类：一是原材料与施工方面的
因素；二是试验条件方面的因素。详见表3-20。
波动的大小用“强度波动图”来评定。
21．当前土木工程用混凝土在耐久性方面主要存在那些问题？如何提高混凝土的耐久性？ 参考答案：当前土木工程混凝土的耐久性主要包括：抗渗性、抗冻性、耐蚀性（耐化学腐蚀性）、抗碳化
能力、碱骨料反应、耐火性、耐磨性、耐冲刷性等。对每个具体的工程而言，由于所处的环境不同，耐久性的含义不同。例如：对于处于海洋环境中的混凝土，它在耐久性方面存在的问题就是海洋环境中的硫酸盐和氯离子等会对混凝土有严重的侵蚀作用，所以海洋环境中的混凝土必须要抗硫酸盐和氯离子侵蚀。
提高混凝土耐久性的措施如下：
1) 合理选择水泥品种。
2) 适当控制混凝土的水灰比和水泥用量。
3) 掺入引气剂或减水剂。
4) 掺入矿物掺合料。
5) 改善施工方法，提高施工质量。
22．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C V 来衡量则甲队C V ＝10％，乙队C V ＝15％，丙队C V ＝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：645.1,0,+=k cu cu f f ()V V k cu cu C C f f 645.1130645.11,0,-=-=
cu v f C σ
=（cu f 可等于0,cu f ）
甲队：0,cu f ＝35.9（MPa ）
乙队：0,cu f ＝39.8（MPa ）
丙队：0
,cu f ＝44.7（MPa ）
水泥用量c w m m wo co =
，0,cu f 小，w/c 就大，co m 就小，所以甲队最节约水泥。
23、混凝土的W/C 和相应28d 强度数据列于下表，所用水泥为42.5级普通水泥，试求出强度经验公式中
参考答案：强度公式ce b a ce a o cu f W C f f ??-=ααα,
令y f o cu =,， x W C =， b f ce
a =α， a f ce
b a =-αα 则上式可写为：y=bx+a
n=8，为求线性回归方程，所需计算列表如下：
x y x 2 y 2 xy 1
0.4 36.3 0.16 1317.69 14.52 2 0.45 35.3 0.2025 1246.09 15.885 3
0.5 28.2 0.25 795.24 14.1 4
0.55 24 0.3025 576 13.2 5
0.6 23 0.36 529 13.8 6
0.65 20.6 0.4225 424.36 13.39 7
0.70 18.4 0.49 338.56 12.88 8 0.75
15 0.5625 225 11.25 ∑ 4.6
200.8 2.75 5451.94 109.025 S xx =2.75-1/8(4.6)2=0.105 Sxy=109.025-1/8×4.6×200.8=-6.435
S yy =5451.94-1/8(200.8)2=411.86
b=S xy /S xx =-6.435/0.105=-61.29
a=1/8×200.8+(1/8×4.6)×61.29=60.34
取 ce f ＝1.13×42.5＝48.025
则：29.61-=ce a f α 28.1-=a α
34.60=-ce b a f αα 98.0=b α
即经一元线性回归的强度经验公式为：
ce ce o cu f W C f f ??+??-=98.028.128.1, 24．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ρ0＝2400kg/cm 3,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*2400＝1920Kg
水泥用量为：
Kg
237
1920
6.0
4
5.2
1
1
=
?
+
+
+
河砂用量为：237*2.5（1＋4％）＝616.2Kg
卵石用量为：237*4（1＋2.5％）＝971.7Kg
用水量：237*0.6－237*2.5*4％－237*4*2.5％＝94.8Kg
25．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*10％＝5.72Kg，水为：5.2*0.6(1+10%)=3.432Kg
调整后材料总用量为：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：
水泥：
Kg
6.
376
2380
152
.
36
72
.5
=
?
水：
Kg
226
6.0
6.
376=
?
砂：
Kg
9.
585
2380
152
.
36
9.8
=
?
石：
Kg
6.
1191
2380
152
.
36
1.
18
=
?
配合比为：水泥：砂：石：水＝1：1.56：3.16：0.6
26．在标准条件下养护一定时间的混凝土试件，能否真正代表同龄期的相应结构物中的混凝土强度？在现场条件下养护的混凝土又如何呢？
参考答案：前者：不可以代表。因为养护条件不一样。后者：可以代表。因为他们所处的环境相同，基本上是同条件下的。
27．为什么要在混凝土施工中进行质量控制，通常要进行那些检验工作？
参考答案：因为混凝土的质量不是完全均匀的，它是波动的，所以我们应该在施工中进行严格控制，以使混凝土质量波动控制到最小，或稳定在容许范围内。
应进行如下的质量控制：
1 组成材料的质量检验与控制和混凝土配合比的合理确定。
2 组成材料的计量与拌和
3 运输
4 浇铸与振捣
5 养护与拆模
28．有下列混凝土工程及制品，一般选用哪一种外加剂较为合适？并说明理由。
（1）大体积混凝土；
（2）高强度混凝土；
（3）C35混凝土；
（4）混凝土预制构件；
（5）抢修及喷锚支护的混凝土；
（6）有抗冻要求的混凝土。
参考答案：①缓凝剂、缓凝型减水剂。可降低早期水化热，从而降低温度应力。
②非引气、坍落度损失小的高效减水剂。在满足施工和易性的同时，可降低水灰比，提高混凝土强度。
③泵送剂或减水剂。可增大混凝土的流动性和可泵送性。
④早强剂、促凝剂。预制构件是工厂化施工，要求混凝土快凝，早强。
⑤速凝剂，早强剂。能使混凝土在几分钟内凝结，早期强度高。
⑥引气剂、防冻剂。气泡有较大的弹性变形能力，对冰冻等破坏力能起缓冲作用。
29．某工程配置的C30混凝土，施工中连续抽取34组试件，检测28天强度，结果如下表。试求cu f ,σ,C V ,强度保证率。 参考答案：cu f ＝36.2MPa,
4343423412,=-=∑=cu i i cu f f σ, %112.364===cu V f C σ σt f f k cu cu +=,0,（cu f 可等于
0,cu f ） 4302.36?+=t →t=1.55查表，再根据插入法，得保证率P ＝93.7％。
30．普通混凝土为何强度愈高愈易开裂，试提出提高期抗裂性的措施。
参考答案：因为普通混凝土的强度越高，则水灰比越小，水泥浆越多。而混凝土的收缩主要是由于水泥的
收缩引起的，所以水泥浆增多，混凝土的收缩越大，混凝土就越易开裂。
措施：养护好；可以掺入矿物掺合料、减水剂或聚合物等。
31．与普通混凝土相比，轻骨料混凝土在物理力学和变形性质上有何特点？
参考答案：轻骨料混凝土在物理力学和变形性质上的特点有4个方面：
1 表观密度：轻骨料混凝土按表观密度分为800～1900Kg/m 3共12个等级。
2 强度：轻骨料混凝土的强度随水泥石的强度和水泥用量的增加而提高，其最高强度可以超过
轻骨料本身强度的好几倍。轻骨料混凝土的强度也随轻骨料本身的强度增高而提高。轻骨料混凝土的拉压比，与普通混凝土比较相近。轴心抗压强度与立方体抗压强度比值比普通混凝土高。
3 应变性能：弹性模量一般比同等级普通混凝土低30％～50％。弹性模量随抗压强度的提高
而增大。与普通混凝土相比，收缩和徐变较大，热膨胀系数比普通混凝土低20％左右。
4 热工性能：轻骨料混凝土具有良好的保温隔热性能。
轻骨料混凝土还具有较好的抗冻性和抗渗性，同时抗震、耐热、耐火等性能也比普通混凝土好。
32、今欲配置一结构用轻骨料混凝土，混凝土的强度等级为CL25，坍落度要求30～50mm 。原材料如下：32.5级矿渣水泥；粘土陶粒，堆积密度为760 Kg/m 3，颗粒表观密度为1429
Kg/m 3，1h 吸水率为8.1％；普通中砂，堆积密度为1470 Kg/m 3，视密度为2.50 Kg/m 3，试设计该轻骨料混凝土的配合比。
参考答案：注：设计过程要参照旧版的建筑材料书
)(225.335645.125645.1,MPa f f k cu cu =?+=+='σ
根据试配强度，查表确定水泥用量：390～490Kg/m 3 ，取490 Kg/m 3。
净用水量根据坍落度查表：165～200 Kg/m 3，取200 Kg/m 3。
设附加用水量为X ，则%
1.8200=+X X ，X ＝17.6 Kg/m 3。
砂率根据骨料品种查表：35～45％，取40％
根据绝对体积法确定骨料用量，设骨料总用量为y Kg/m 3，则陶粒用量为0.6y ，砂用量为0.4y 。矿渣水泥的密度取为2.8 g/cm 3。
125004.014296.0106.17200108.249033=++++?y y ，y ＝1047 Kg/m 3
则陶粒用量：1047*0.6＝628.2 Kg/m 3，砂用量：418.8 Kg/m 3。
33．防水混凝土的配制原则是什么？
参考答案：防水混凝土是通过各种方法提高混凝土自身抗渗性能，以达到防水的目的。普通混凝土渗水的
主要原因是其内部存在许多贯通毛细孔隙，为此，可以采用改善骨料级配，降低水灰比，适当增加砂率和水泥用量，掺用外加剂以及采用特种水泥等方法来提高混凝土内部的密实性或堵塞混凝土内部的毛细管通道，使混凝土具有较高的抗渗性能。
34．与普通混凝土相比，纤维混凝土和聚合物混凝土有何特点？
参考答案：纤维混凝土：与普通混凝土相比，纤维混凝土中的短纤维提高了混凝土抗拉强度、抗弯强度、
冲击韧性等力学性能，从而降低了其脆性。
磨性、抗冲击性及耐蚀性高。硬化初期收缩大，徐变较大，易燃，在高温下热稳定性差，成本高。
聚合物浸渍混凝土具有高强、耐蚀、抗渗、耐磨等优良物理力学性能。
聚合物水泥混凝土抗拉、抗折强度及延伸能力高，抗冻性、耐蚀性和耐磨性高。
35．试比较水下混凝土与泵送混凝土的相同和不同之处。
参考答案：水下混凝土：一般不采用振捣，而是依靠自重（或压力）和自然流动摊平，要采用特殊的施工
方法，而且要求混凝土拌和物具有良好的和易性，即流动性要大，粘聚性要好，泌水性
要小。坍落度以150～180mm 为宜，且具有良好的保持流动性的能力。
泵送混凝土：必须有可泵送性，即在泵压作用下，能在输送管道中连续稳定的通过而不产生离析。泵
送混凝土必须具有足够的稠度，在泵送过程中不泌水不离析。坍落度以100～180mm 为
最佳。
36．配制耐热混凝土、耐酸混凝土的原理是什么？他们在选用材料上有何区别？
参考答案：配制耐热混凝土和耐酸混凝土的原理是选用耐热或耐酸的原材料配制。
水泥耐热混凝土可选用普通硅酸盐水泥（或矿渣水泥、铝酸盐水泥）、磨细掺合
料、耐热粗细骨料配制。
水玻璃耐热混凝土是以水玻璃为胶凝材料，氟硅酸钠为硬化剂，掺入磨细掺合
料及耐热粗细骨料配制而成的。
耐酸混凝土的材料：以水玻璃为胶凝材料，氟硅酸钠为促硬剂，掺入磨细的耐酸掺合（如石英粉或辉
绿岩粉）以及耐酸的粗细骨料（按石英石、石英砂）按一定比例配制而成。
4
建筑砂浆
1．对新拌砂浆的技术要求与混凝土拌和物的技术要求有何异同？
参考答案：砂浆和混凝土相比，最大的区别在于：砂浆没有粗骨料；砂浆一般为一薄层，多抹铺在多孔吸
水的基底上。所以砂浆的技术要求与混凝土有所不同。新拌砂浆和混凝土拌和物一样，都必须具备良好的和易性。但是混凝土的和易性是要求混凝土拌和物在运输和施工过程中不易分层离析，浇铸时容易捣实，成型后表面容易修整，以期硬化后能够得到均匀密实的混凝土。而砂浆的和易性要求砂浆在运输和施工过程中不分层、析水，且能够在粗糙的砖石表面铺抹成均匀的薄层，与底层粘结性良好。
2．砌筑多孔砌块和密实砌块用砂浆的强度公式有何不同，为什么？
参考答案：砌筑多孔砌块用砂浆的强度公式：因为多孔砌块为吸水材料，它的吸水性较强，即使砂浆用水
量不同，但因砂浆具有一定的饱水能力，经过底面吸水后，保留在砂浆中的水分几乎相同。因此，砂浆的强度主要取决于水泥强度和水泥用量，而与砂浆拌合时的水灰比无关，即B Q Af f c ce m +?=10000, 砌筑密实砌块用砂浆的强度公式：因为密实砌块几乎不吸水，它不会吸收砂浆中的水分，所以此时砂浆的强度主要取决于水泥强度与水灰比，即
???? ??-=B m m Af f w c ce m 0
, 其中：0,m f －砂浆的试配强度；ce f －水泥实测强度；
c Q －每立方米砂浆的水泥用量； c m －砂浆中的水泥用量；w m －拌和砂浆的用水量；A,B －经验系数。
3．配置1m 3砂浆的用砂量是：（1）含水率2％的中砂1m 3；（2）含水率1.5％的中砂1m 3；
（3）干燥粗砂0.95m 3；（4）干燥粗砂1m 3。
参考答案：（4）。
4、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。32.5级矿渣水泥，堆积密度为1300kg/m 3（2）石灰膏。二级石灰制成，稠度为120mm ，表观密度为1350 kg/m 3。（3）砂子。中砂，含水率2％时，堆积密度为1500 kg/m 3。求调制1 m 3砂浆需要各种材料的数量及其配合比。
参考答案：按照基底为吸水材料的水泥砂浆设计,施工水平为优良。
)(645.51645.05645.020,MPa f f m =?+=+=σ
)/(56.2105.3203.3)09.15645.5(1000)(100030,m Kg Af B f Q ce m c =?+=-=
)/(44.13956.2103503m Kg Q Q Q c A D =-=-= )/(150015001130,m Kg Q s c =?=?=ρ
砂浆的质量配合比为：水泥：石灰膏：砂＝210.56:139.44:1500＝1:0.66:7.12
5．如何配制防水砂浆，在技术性能方面有哪些要求？
参考答案：配制防水砂浆的途径如下：
①选择适当的材料和用量：提高水泥用量，灰砂比约为1：2～1：3，水灰比一般为0.5～0.55，水泥
选用32.5级的普通水泥，砂子最好使用中砂。
②掺入防水剂:常用的防水剂有氯化物金属盐类、金属皂类或水玻璃防水剂等。
③采用喷射法施工
防水砂浆的施工对操作技术要求很高，配制防水砂浆是先把水泥和砂干拌均匀后，再把称量好的防水剂溶于拌和水中，与水泥、砂搅拌均匀后即可使用。涂抹时，每层厚度约为5mm，共涂抹4～5层。
每层在初凝前用木抹子压实一遍，最后一层要进行压光，抹完后要加强养护。总之，刚性防水层必须保证砂浆的密实性，否则难以获得理想的防水效果。
5 钢材与铝合金
1、冶炼方法与脱氧程度对钢材性能有何影响？
参考答案：常用的冶炼方法有：氧气转炉法、平炉法和电炉法。氧气转炉法能有效地除去磷和硫，钢中所含气体很低，非金属夹杂物亦较少，故质量较好；平炉法冶炼时间长，有足够的时间调整、控制其成分，去除杂质和气体亦较净，故质量较好，也较稳定；电炉法能自由调节温度，成分能够精确控制，故炼出的钢杂质含量少，钢的质量最好，但成本最高。按脱氧程度可以分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢。沸腾钢和镇静钢相比较，沸腾钢中碳和有害杂质磷、硫等的偏析较严重，钢的致密程度较差。故沸腾钢的冲击韧性和可焊性较差，特别是低温冲击韧性的降低更显著。
2、什么是沸腾钢？有何优缺点？哪些条件下不宜选用沸腾钢？
参考答案：沸腾钢仅加入锰铁进行脱氧，脱氧不完全，这种钢铸锭时，有大量的一氧化碳气体逸出，钢液呈沸腾状，故称为沸腾钢。钢的致密程度较差。故沸腾钢的冲击韧性和可焊性较差，但从经济上比较，沸腾钢只消耗少量的脱氧剂，钢的收缩孔减少，成本率较高。
3、常温下钢材有哪几种晶体组织，各有何特性？简述钢中含碳量、晶体组织与性能三者之间的关系。
参考答案：钢材的晶体组织：奥氏体，一般在高温下存在，其塑性和韧性很好，可以进行各种形式的压力加工而不发生脆断；铁素体，原子间的空隙较小，溶碳能力较低，其性质极其柔软，塑性和韧性很好，但强度和硬度较低；渗碳体，是碳和铁形成的化合物Fe3C，晶体结构复杂，外力作用下不易变形，故性质非常硬脆，抗拉强度很低，塑性及韧性几乎等于零；珠光体，是铁素体和渗碳体组成的机械混合物，故其性质介于铁素体和渗碳体之间，既有一定的强度和硬度，也有一定的塑性和韧性。晶格类型不同的金属，其性能也不同，面心立方晶格与体心晶格的金属比密排六方晶格的金属有较好的塑性，而体心立方晶格的金属则强度较高，同时金属晶粒愈细，不仅强度和硬度愈高而且塑性和韧性也愈好。含碳量在0.02％～0.77%范围内，随着含碳量的增加，钢的强度和硬度逐渐提高，而塑性和韧性则逐渐降低；含碳量在0.77％～2.11％范围时，随着含碳量的增加，钢的强度和硬度逐渐增高，塑性和韧性逐渐降低，当含碳量超过1.0％以后，强度极限开始下降。
4、什么是屈强比,对选用钢材有何意义？
参考答案：屈服强度与强度极限之比称为屈强比。当这个比值较小时，表示结构的安全度较大，即结构由于局部超载而发生破坏的强度储备较大，但比值过小时，则表示钢材强度的利用率偏低，不够经济。
相反若屈强比较大，则表示钢材利用率较大，但比值过大，表示强度储备过小，脆断倾向增加，不够安全。因此这个值最好保持在0.60～0.75之间，既安全又经济。
5、解释下列符号代表的意义：s σ、
2.0p σ、b σ、5δ、gt δ、k a ，并说明该指标表示钢材的什么性能？
参考答案：s σ代表钢筋的屈服强度，当应力到达该值时，在应力不增加的情况下塑性变形不断增加；b
σ代表钢筋的极限强度，在拉伸条件下，材料断裂前所能承受的最大应力；
k a 代表钢筋的冲击韧性值，在冲击荷载作用下，钢筋破坏缺口处单位面积上所吸收的冲击功，
k a 值越大，钢的冲击韧性越好。
6、何谓冷脆性和脆性转变温度？它们对选用钢材有何意义？
参考答案：钢筋由韧性断裂转变为脆性断裂，使冲击值显著降低的现象称为冷脆性，与之相对应的温度称
为脆性转变温度。对于直接承受动载，而且可能在负温下工作的重要结构，必须检验钢筋的冷脆性和脆性转变温度，防止钢材在使用中发生脆性断裂，以确保结构安全。
7、硫、磷、氮、氧元素对钢材性能各有何影响？
参考答案：硫多数以FeS 的形式存在于钢中，它是一种强度较低和性质较脆的夹杂物，受力时容易引起应
力集中，降低钢的强度和疲劳强度，同时硫对热加工和焊接很不利，且偏析严重；磷多数溶于铁素体中形成固溶体，磷虽能提高钢的强度和耐腐蚀性能，但显著提高了脆性转变温度，增大了钢的冷脆性，并降低可焊性，且偏析严重；氮也溶入铁素体中形成固溶体，能提高钢的强度和硬度，但显著降低了钢的塑性和韧性，增大钢的敏感性和冷脆性；氧多数以FeO 形式存在于非金属夹杂物中，它是一种硬脆的物质，会使钢的塑性、韧性和疲劳强度显著降低，并增大时效敏感性。
8、什么叫调质热处理？它对钢材性能有何影响？
参考答案：淬火和高温回火的联合处理称为调质。调质的目的主要是为了获得良好的综合技术性质，既有
较高的强度，又有良好的塑性和韧性，是目前用来强化钢材的有效措施。
9、什么是可焊性，哪些因素对可焊性有影响？
参考答案：钢的可焊性就是指钢材在焊接后，体现其焊头联结的牢固程度和硬脆倾向大小的一种性能。钢
的化学成分、冶金质量及冷加工等对可焊性影响很大。
10、什么是冷加工强化和时效？各对钢材性能有何影响？
参考答案：冷加工是在再结晶温度以下（一般是常温）进行的机械加工，包括冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、
冷冲和冷压等各种方式。在一定范围内冷加工变形程度越大，加工硬化现象也越明显，即屈服强度提高得越多，而塑性和韧性也降低得越多；经冷加工后，随着时间的延长，钢的屈服强度和强度极限逐渐提高，塑性和韧性逐渐降低的现象，称为时效。
11、什么是低合金结构钢，与碳素钢结构相比有何特点？
参考答案：在碳素结构钢的基础上，加入总量小于5％的合金元素而形成的钢种，称为低合金结构钢。与碳素结构钢相比，采用低合金钢可以减轻结构自重，加大结构跨度，节约钢材，经久耐用，特别适合于高层建筑或大跨度结构，是今后结构钢的发展方向。
12、根据哪些原则选用钢结构用钢？
参考答案：在选用钢材牌号和材性时，为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连结方法、钢材厚度和工作环境等因素进行综合考虑。
13解释钢号Q235AF、Q235D代表的意义，并比较二者在成分、性能和应用上的异同？
参考答案：Q235AF表示屈服强度为235MPa，由氧气转炉或平炉冶炼的A级沸腾碳素结构钢。Q235D表示屈服强度为235MPa的D级钢。A级钢的S和P含量高于D级钢，但Mn含量低于D级钢，A级钢一般用于承受静载作用的钢结构，D级钢则可用于低温条件下承受动载焊接的重要结构。
14、热轧钢筋分为几个等级？各级钢筋有什么特性和用途？
参考答案：热轧钢筋分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级钢筋，Ⅰ级钢筋的强度不高，但塑性及可焊性良好，主要用作非预应力混凝土的受力钢筋或构造筋；Ⅱ、Ⅲ级钢筋由于强度较高，塑性和可焊性也好，可用于大中型钢筋混凝土结构的受力筋；Ⅳ级钢筋虽然强度高，但塑性及可焊性较差，可用作预应力钢筋。
15、什么是热处理钢筋、冷轧带肋钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线？它们各有哪些特性和用途？
参考答案：热处理钢筋由热轧带肋钢筋经过淬火和高温回火调质处理而成，这种钢筋不能冷拉和焊接，且对应力腐蚀及缺陷敏感性较强，主要用于预应力混凝土梁、预应力混凝土轨枕或其他各种预应力混凝土结构；冷轧带肋钢筋是以普通低碳钢和低合金钢热轧圆盘条为母材，经多道冷轧（拔）减径和一道压痕而成的三面有肋的钢筋，这种钢筋具有较高的强度和较大的伸长率，且粘结锚固性好，可用于没有振动荷载和重复荷载的工业民用建筑和一般构筑物的钢筋混凝土结构；预应力混凝土用钢丝和钢绞线是用优质碳素钢盘条，经酸洗、冷拉或冷拔再回火等工艺制成，这种钢筋具有强度高、柔性好、无接头等优点，且质量稳定，安全可靠，施工时不需冷拉及焊接，主要用作大跨度桥梁、屋架、吊车梁等预应力钢筋。
16、桥梁结构钢应具有哪些技术要求？
参考答案：桥梁除了承受静载外，还要直接承受动载，其中某些部位还承受交变应力的作用，而且在受力状态下还要经受气候变化和腐蚀介质的严峻考验。桥梁结构钢除必须具有较高的强度外，还要求有良好的塑性、韧性、可焊性及较高的疲劳强度，在严寒低温地区还要求具有较小的冷脆性和时效敏感性，此外还要求具有良好的抗大气腐蚀性。
17、对钢轨用钢，在性能和材质上有何要求？
参考答案：铁路钢轨经常处在车轮压力、冲击和磨损的作用下，要求钢轨不仅具有较高的强度以承受较高的压力和抗剥离的能力，而且还应具有较高的耐磨性、冲击韧性和疲劳强度。无缝线路的钢轨还应具有良好的可焊性，处于多雨潮湿地区、盐碱地带和隧道中的钢轨还应具有良好的耐腐蚀性能。在选材上一般应选用含碳量较高的平炉或氧气转炉镇静钢进行轧制，对轨端部分需进行淬火处理。对钢轨质
1. 将同一棒料上切割下来的4块45#试样，同时加热到850°，然后分别在水、油、 炉和空气中冷却，说明：各是何种热处理工艺？各获得何种组织？排列一下硬度大小： 答： （1）水冷：淬火M （2）油冷：淬火M+T （3）炉冷：退火P+F （4）空冷：正火S+F 硬度（1）>（2）>（4）>（3） 2. 确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的和退火后的组织： （1）经冷轧后的15号钢板，要求降低硬度。 （2）ZG的铸造齿轮； （3）锻造过热后的60钢锻坯； （4）改善T12钢的切削加工性能： 答： （1）再结晶退火：目的：细化晶粒，均匀组织，使变形晶粒重新转变为等轴晶粒，以消除加工硬化，降低了硬度，消除内应力，得到P(等轴)+F （2）去应力退火：目的：消除铸造内应力，得到P+F 3）完全退火：目的：细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低了硬度，改善切削加工性，得到P+F （4）球化退火：目的：使片状渗碳体装变为球状渗碳体，降低硬度，均匀组织，改善切削
性能，得到粒状P+Fe3C 3. 说明直径为10mm的45钢试样分别为下列温度加热：700°C、760°C、840°C、1100°C。保温后在水中冷却得到的室温组织 答： 4.两个碳质量分数为1.2%的碳钢薄试样，分别加热到780°C和900°C，保温相同时间奥氏体化后，以大于淬火临界冷却速度的速度冷却至室温。试分析：
（1）哪个温度加热淬火后马氏体晶粒较粗大？ （2）哪个温度加热淬火后马氏体碳含量较多？ （3）哪个温度加热淬火后残余奥氏体较多？ （4）哪个温度加热淬火后未溶渗碳体较多？ （5）你认为哪个温度加热淬火合适？为什么？ 答：（1）900°C（2）900°C（3）900°C（4）780°C（5）780°C，综上所述此温度淬火后得到的均匀细小的M+颗粒状Cm+AR的混合组织，使钢具有最大的硬度和耐磨性。 5.用T10钢制造形状简单的车刀，其工艺路线为：锻造—热处理—机加工—热处理—磨加工。 （1）写出其中热处理工序的名称及作用。 （2）制定最终热处理（磨加工前的热处理）的工艺规范，并指出车刀在使用状态下的显微组织和大致硬度。 答:(1)球化退火，作用：利于切削加工。得到球状珠光体，均匀组织，细化晶粒，为后面淬火处理作组织准备。淬火+低温回火，作用：使零件获得较高的硬度、耐磨性和韧性，消除淬火内应力，稳定组织和尺寸。 （2）工艺规范：760°C水淬+200°C回火； 显微组织：M回+Cm，大致硬度：60HRC. 6.如下图所示，T12钢加热到Ac1以上，用图示
一、判断：（对的打√，错的打×） １、奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。 ２、Ｆ与Ｐ是亚共析钢中室温时的主要组成相。 ３、金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。 ４、钢淬火时的冷却速度越快，马氏体的硬度越高。 ５、合金中，一个晶粒内的成分不均匀现象称枝晶偏析。 6、一种合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。 7、当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由铁素体和奥氏体构成 的两相组织，在平衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。 8、在铁碳合金平衡结晶过程中只有成分为4.3%C的铁碳合金才能发生共晶反应。 9、20钢比T12钢的碳含量要高。 10、再结晶能够消除加工硬化效果，是一种软化过程。 11、过共析钢中，网状渗碳体的存在使钢的硬度和塑性均上升。 12、正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理工艺。（） 13、65Mn是合金调质结构钢。 14、回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状 索氏体的性能。 15、T10A和60号钢均属于高碳钢。 （） 16、晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。 17、位错是实际金属晶体的一种面缺陷。 18、体心立方晶格的致密度为74%。 19、塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。 20、当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。 21、室温下，金属晶粒越细，则强度越高、塑性越好。 22、一般来说，钢的强度高于铸铁的强度。 23、65Mn的淬透性比65号钢的淬透性差。 24、从C曲线中分析可知，共析钢的过冷奥氏体在A1-550℃的范围内 发生贝氏体转变。 25、共析反应就是在某一温度时，从一种固相中同时结晶析出两种不同的固相。 26、包晶偏析可以通过回火的热处理方法消除。 27、所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。（） 28、一个合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由两相组成。（） 29、过冷奥氏体转变为马氏体是一种扩散型转变。30、60钢比T12钢的碳含量要高。 31、标识为100HBS的材料硬度大于标识为60HRC的材料硬度。（） 32、马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，当奥氏体向马氏体转变时，体积要收缩。（） 33、再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。 34、当亚共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。（） 35、贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物，在转变过程中，碳原子能进行扩散，而铁 原子不能进行扩散。 36、不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。 37、高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。 38、经退火后再高温回火的钢，能得到回火马氏体组织，具有良好的综合机械性能。（） 39、热加工是指在室温以上的塑性变形加工。 40、在正常加热淬火条件下，亚共析钢的淬透性随碳的增高而增大，过共析钢的淬透性随碳 的增高而减小。 二、填空题：请把答案填在题中横线上。 1、铁素体的晶体结构为；奥氏体的晶体结构为。 2、细化晶粒可以通过 _和 ______________________两种途径实现。 3、在金属学中，通常把金属从液态过渡为固体晶态的转变称为；而 把金属从一种固态晶体结构过渡为另一种固态晶体结构的转变称为 ____ 。 4、共析成分的铁碳合金室温平衡组织 是，其组成相是________ 和。 5、典型铸锭结构的三个晶区分别 为：、、。 6、金属晶体中最主要的面缺陷是 和。 7、用显微镜观察某亚共析钢，若估算其中的珠光体含量为80%，则此钢的碳含量为。 8、金属材料热加工和冷加工划分是以再结晶温度为界限的。已知铁的T再=600℃，铅的T再=-33℃，那么在室温下，铁的变形加工称为加工，铅的变形加工称为 加工。 9、钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越向（填“左或右”）。 10、HT200牌号中“HT”表示，数字”200”表
工程材料 第一章金属的晶体结构与结晶 1．解释下列名词 点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。 如位错。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半 原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。 多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。 非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即 为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？
土木工程材料课后习题 第一章 2、当某种材料得孔隙率增大时,表17内其她性质如何变化？(用符号表示:↑增大、↓下降、不变、？不定) 材料长期在水得作用下不被破坏,强度也不显著降低得性质称耐水性 用软化系数来表示K R=f b/f g 工程中将K R>0、85得材料瞧做就是耐水材料,可以用在水中或潮湿环境中得重要结构;用于受潮较轻或次要结构时,材料得K R值也不得低于0、75 4、材料发生渗水与冻融破坏得主要原因就是什么？如何提高材料得抗渗性与抗冻性？材料得孔隙率大,孔径大、开口并连通得空隙多、强度低就是发生渗水与冻融破坏得主要原因。 工程上常采用降低孔隙率、提高密实度、提高闭口孔隙比例、减少裂缝或进行憎水处理等方法提高材料得抗渗性。 工程上常采用降低孔隙率、提高密实度、提高闭口孔隙比例、提高材料得强度等方法提高材料得抗冻性。 5、什么就是材料得导热性？用什么表示？一般如何利用孔隙提高材料得保温性能？导热性就是指材料传导热量得能力。用导热系数来表示。 减少开口孔隙率,提高闭口孔隙率比例。 7、什么就是材料得耐久性？通常用哪些性质来反映？ 材料得耐久性就是指其在长期得使用过程中,能抵抗环境得破坏作用,并保持原有性质不变、不破坏得一项综合性质。 通常用抗渗性、抗冻性、抗老化与抗碳化等性质。 8、某工地有砂50t,密度为2、65g/cm3,堆积密度为1450kg/m3;石子100t,密度为2、70g/cm3,堆积密度为1500kg/m3、试计算砂石得空隙率,若堆积高度为1、2m,各需要多大面积存放？ 砂:绝对密实体积V1=50*1000/2650=18、87m3 自然状态下得体积V2=50*1000/1450=34、48m3 砂得空隙率为P1=(34、4818、87)/34、48=45、28% 存放面积为S1=3*34、48/1、2=86、2m2 石:绝对密实体积V3=100*1000/2700=37、04m3 自然状态下得体积V4=100*1000/1500=66、67m3 砂得空隙率为P2=(66、6737、04)/66、67=44、44% 存放面积为S2=3*66、67/1、2=166、675m2 第二章 3、花岗石与大理石各有何特性及用途？ 花岗石特性:(1)、密度大。(2)、结构致密,抗压强度高。(3)、孔隙率小,吸水率低。(4)、材质坚硬。(5)、装饰性好。(6)、耐久性好。 用途:用于高级建筑结构材料与装饰材料
一、填空题（每空1分，共20分） 1．常见的金属晶格类型有:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。 2．空位属于____点__缺陷，晶界和亚晶界分别_____线_____ 缺陷，位错属于________面_______缺陷。 3．金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，这种现象称为____过冷______。4．原子在溶剂晶格中的分布不同，可将固溶体分为______间隙______固溶体和_____置换____ 固溶体。 5．室温下Fe－Fe3C合金中的4种基本组织是：铁素体、珠光体、渗碳体、莱氏体6．常见的金属的塑性变形方式有_____滑移___和____孪生____两种类型。 7．钢的热处理工艺是：加热、保温、冷却 _三个步骤组成的。 8．铁碳合金为双重相图，即铁－渗碳体相图和铁－渗碳体相图。 二、单项选择题（每题2分，共20分） （ B ）1.两种元素组成固溶体，则固溶体的晶体结构。 A．与溶质的相同 B．与溶剂的相同 C．与溶剂、溶质的都不相同 D．是两种元素各自结构的混合体 （ D ）2.铸造条件下，冷却速度越大，则。 A．过冷度越小，晶粒越细 B．过冷度越小，晶粒越粗 C．过冷度越大，晶粒越粗 D．过冷度越大，晶粒越细 （ A ）3.金属多晶体的晶粒越细，则其。 A．强度越高，塑性越好 B．强度越高，塑性越差 C．强度越低，塑性越好 D．强度越低，塑性越差 （ B ）4. 钢的淬透性主要取决于。 A．冷却介质 B．碳含量 C．钢的临界冷却速度 D.其它合金元素 （ D ）5.汽车、拖拉机的齿轮要求表面具有高耐磨性，心部具有良好的强韧性，应选用。 A．45钢表面淬火+低温回火 B．45Cr调质 C．20钢渗碳、淬火+低温回火 D．20CrMnTi渗碳、淬火+低温回火 （ A ）6.完全退火主要适用于。 A．亚共析钢 B．共析钢 C．过共析钢 D．白口铸铁 （ A ）7.铸铁如果第一、第二阶段石墨化都完全进行，其组织为。 A． F＋G B． F＋P＋G C． P＋G D.Le＋P＋G （ D ）8.对于可热处理强化的铝合金，其热处理方法为。 A．淬火 + 低温回火 B．正火 C．水韧处理 D. 固溶处理 + 时效 （ C ）9. 马氏体的硬度主要取决于。 A．过冷奥氏体的冷却速度 B．过冷奥氏体的转变温度 C．马氏体的含碳量 D．马氏体的亚结构 （ D ）10.在下列方法中，可使晶粒细化的方法是。 A．扩散退火 B．切削加工 C．喷丸处理 D．变质处理 三、判断题（每题1分，共10分） （正确）1.金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。 （错误）2.在实际金属和合金中，自发生核常常起着优先和主导的作用。 （错误）3.由于再结晶过程是一个形核和长大的过程，因而是相变过程。 （正确）4.位错是晶体中常见的缺陷，在常见的工业金属中位错密度愈多，其强度愈高。 （错误）5. 回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。 （正确）6.球墨铸铁可通过热处理来提高其综合力学性能。 （错误）7.所有铝合金都可以通过热处理进行强化。 （错误）8.钢的铸造性能比铸铁好，故常用来铸造形状复杂的工件。 .
第二章晶体结构与结晶 简答题 1、常见的金属晶格类型有哪几种？它们的晶格常数和原子排列有什么特点？ 2．为什么单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示各向异性？ 3．在实际金属中存在哪几种晶体缺陷？它们对金属的力学性能有何影响？ 4．金属结晶的基本规律是什么？工业生产中采用哪些措施细化晶粒?举例说明。 第三章金属的塑性变形 简答题 7、多晶体的塑性变形与单晶体的塑性变形有何异同？ 答：相同——塑性变形方式都以滑移或孪晶进行；都是在切应力作用下产生塑性变形的。 不同点——在外力作用下，各晶粒因位向不同，受到的外力不一致，分切应力相差大，各晶粒不能同时开始变形，接近45℃软位向先滑移，且变形要受到周围临近晶粒制约相互要协调；晶粒之间的晶界也影响晶粒的塑性变形。多晶体的塑性变形逐次逐批发生，由少数开始，最后到全部，从不均匀到均匀。 8．已知金属Pb、Fe、Cu的熔点分别为327℃、1534℃，1083℃、，试估算这些金属的再结晶温度范围?在室温下的变形属于冷加工还是热加工？ 9．说明产生下列现象的原因： （1）滑移面和滑移方向是原子排列密度最大的晶面和晶向； （2）晶界处滑移阻力最大； （3）实际测得的晶体滑移所需的临界切应力比理论计算的数值小的多； （4）Zn、α-Fe和Cu的塑性不同。 作业： 1．解释下列名词：滑移、加工硬化 2．塑性变形的实质是什么？它对金属的组织与性能有何影响？ 3．何为塑性变形？塑性变形的基本方式有那些？ 4．为什么常温下晶粒越细小，不仅强度、硬度越高，而且塑性、韧性也越好？ 第四章二元合金 1．解释下列名词：合金、组元、相、相图、组织、固溶体、金属间化合物、晶内偏析。2．指出下列名词的主要区别： （1）置换固溶体与间隙固溶体 （2）间隙相与间隙固溶体 （3）相组成物与组织组成物 答：相组成物：指构成显微组织的基本相，它有确定的成分与结构，但没有形态的概念。例：α和β 组织组成物：指在结晶过程中形成的，有清晰轮廓，在显微镜下能清楚区别开的组成部分。例：α、β、αⅡ、βⅡ、α+β。 （4）共晶反应与共析反应 3．为什么铸造合金常选用有共晶成分或接近共晶成分的合金？用于压力加工的合金选用何种成分的合金为好？ 答：铸造性能：取决于结晶的成分间隔与温度间隔，间隔越大，铸造性能越差。 压力加工性能好的合金通常是固溶体，应强度较低，塑性好，变形均匀不易开裂。
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工程材料 思考题参考答案 第一章金属的晶体结构与结晶 1．解释下列名词 点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。 答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位 间隙原子、 置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个 方向 上的尺寸很小。如位错。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上 的尺 寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许 多尺寸 很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而 造成。 滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部
口，故称“刃型位错”。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。 多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。 2 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核 心。 非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成 为非自 发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率， 细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 2. 常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、 Cr 、V 、 Mg 、Zn 各属何种晶体结构？ 答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格； α－Fe、Cr、V 属于体心立方晶格； γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb 属于面心立方晶格； Mg、Zn 属于密排六方晶格； 3. 配位数和致密度可以用来说明哪些问题？ 答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。晶体中配位数和致密度越大，则晶
第一章 金属的性能 一、填空（将正确答案填在横线上。下同） 1、金属材料的性能一般分为两类。一类是使用性能，它包括物理性能、化学性能和力学性能等。另一类是工艺性能，它包括铸造性能、锻造性能、焊接性能和切削加工性能等。 2、大小不变或变化很慢的载荷称为静载荷，在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为冲击载荷，大小和方向随时间发生周期变化的载荷称为交变载荷。 3、变形一般分为弹性变形和塑性变形两种。不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性变形。 4、强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。 5、强度的常用衡量指标有抗拉强度和屈服强度，分别用符号σb 和σs 表示。 6、如果零件工作时所受的应力低于材料的σb 或σ0.2，则不会产生过量的塑性变形。 7、有一钢试样其截面积为100mm 2，已知钢试样的MPa S 314=σ MPa b 530=σ 。拉伸试验时，当受到拉力为—————— 试样出现屈服现象，当受到拉力为—————— 时，试样出现缩颈。 8、断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。金属材料的延伸率和断面收缩率的数值越大，表示材料的塑性越好。 9、一拉伸试样的原标距长度为50mm,直径为10mm 拉断后试样的标距长度为79mm ，缩颈处的最小直径为4.9 mm ，此材料的伸长率为—————，断面收缩率为——————。 10．金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏能力。称为冲击韧性。 11．填出下列力学性能指标的符号：屈服点σs ，抗拉强度σb ，洛氏硬度C 标尺HRC ， 伸长率δ，断面收缩率ψ，冲击韧度αk ，疲劳极限σ-1。 二、判断（正确打√，错误打×。下同） 1、弹性变形能随载荷的去除而消失。（√ ） 2、所有金属材料在拉伸试验时都会出现显着的屈服现象。（× ） 3、材料的屈服点越低，则允许的工作应力越高。（× ） 4、洛氏硬度值无单位。（√ ） 5、做布氏硬度试验时，当试验条件相同时，其压痕直径越小，材料的硬度越低。（× ） 6、材料对小能量多次冲击抗力的大小主要取决于材料的强度和塑性。（ ×） 7、布氏硬度测量法不宜于测量成品及较薄零件。（ √） 8、洛氏硬度值是根据压头压入被测定材料的压痕深度得出的。（√ ） 9、铸铁的铸造性能比钢好，故常用来铸造形状复杂的工件。（√ ） 三．选择（把正确答案填入括号内。下同） 1、拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（B ）。 A.屈服点 B.抗拉强度 C.弹性极限 2、做疲劳试验时，试样承受的载荷为（C ） A.静载荷 B.冲击载荷 C 交变载荷 3、洛氏硬度C 标尺所用的压头是（ B ） A.．淬硬钢球 B.金刚石圆锥体 C.硬质合金球 4．金属材料抵抗塑性变形或断裂的能力称为（C ） A.．塑性 B.硬度 C.强度 5．用拉伸试验可测定材料的（A ）性能指标。 A.．强度 B.硬度 C.韧性
工程材料试题及答案 工程材料试题及答案 在现实的学习、工作中，我们都不可避免地要接触到试题，试题是考核某种技能水平的标准。什么类型的试题才能有效帮助到我们呢？以下是小编为大家收集的工程材料试题及答案，欢迎阅读与收藏。 1、金属材料的使用性能包括物理性能、（）和（）。答案：化学性能力学性能 2、金属材料的工艺性能包括锻造、（）、（）等。答案：铸造焊接 3、变化很慢的载荷称为（）载荷。答案：静 4、在短时间内以高速度作用于零件上的载荷称为（）载荷。答案：冲击 5、大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为（）载荷。答案：交变 6、变形一般分为（）变形和塑性变形两种。不能随载荷的去除而消失的变形称为（）变形。答案：弹性塑性 7、强度是指金属材料在静载荷作用下，抵抗（）或（）的能力。答案：塑性断裂 8、强度常用的衡量指标有（）和（）。答案：屈服点抗拉强度 9、如果零件工作时所受的应力低于材料的（）和（），则不会产生过量的塑性变形。答案：屈服点σs 210、有一钢试样其横截面积为100mm，已知钢试样的σs＝314MPa，σb＝530MPa 。拉伸试时，当受到拉力为（）时，试样出现屈服现象，当受到拉力为（）时，试样出现缩颈. 答案：31400 53000 11、断裂前金属材料产生塑性变形的能力称为塑性。金属材料的（）和（）的数值越大，表示材料的塑性越好。答案：断后伸长率断面收缩率 12、一拉伸试样的原标距长度为50mm，直径为10 mm拉断后试样的标距长度为79 mm，缩颈处的最小直径为4.9 mm,此材料的伸长率为（）,断面必缩率为（）。答案：58% 73% 13、填出下列力学性能指标的符号：符号：抗拉强度（），洛氏硬度C标尺（）。答案：σb HRC 14、符号：断面收缩率（），冲击韧度（）。答案：φ Ak 15、500HBW5/750表示用直径为5mm, 材料为硬质合金球形压头，在7350 N压力下，保持（）s,测得的硬度值是（）。答案：10—15 500 16、金属材料抵抗（）载荷作用而（）能力，称为冲击韧性。答案：冲击不破坏 17、原子呈无序堆积状况的物体叫非晶体，原子呈有序、有规则排列的物体称为（）。一般固态金属都属于（）。答案：晶体晶体 18、在晶体中由一系列原子组成的平面，称为（）。通过两个或两个以上原子中心的连
土木工程材料 一.填空 1．对于开口微孔材料,当其孔隙率增大时，材料的密度，吸水性 , 抗冻性 ,导热性 ,强度。 2．与硅酸盐水泥相比,火山灰水泥的水化热 ,耐软水能力 ,干缩 . 3．保温隔热材料应选择导热系数 ,比热容和热容的材料. 4．硅酸盐水泥的水化产物中胶体为和 . 5. 普通混凝土用砂含泥量增大时,混凝土的干缩 ,抗冻性 . 6．普通混凝土配合比设计中要确定的三个参数为、和 . 7．钢材中元素S主要会使钢的增大，元素P主要会使钢的增大. 8．含水率为1%的湿砂202克，其中含水为克,干砂克. 9．与建筑石灰相比，建筑石膏凝结硬化速度，硬化后体积 . 10．石油沥青中油分的含量越大，则沥青的温度感应性，大气稳定性 . 11．普通混凝土强度的大小主要决定于水泥强度和 . 12.木材的强度中,在理论上最大的是强度. 13．按国家标准的规定，硅酸盐水泥的初凝时间应满足。14．相同条件下，碎石混凝土的和易性比卵石混凝土的和易性。 15．普通混凝土用石子的强度可用或表示。 16．常温下，低碳钢中的晶体组织为和。 17．据特点不同，塑料可分成热塑性塑料和热固性塑料。 18．有无及是否发达是区分阔叶树和针叶树的重要特征。 19．与石油沥青相比，煤沥青的温度感应性更，与矿质材料的粘结性更。20．石灰的陈伏处理主要是为了消除的危害。 21．木材防腐处理的措施一般有和。22．材料确定后,决定普通混凝土流动性的最重要因素是。 23．普通混凝土的强度等级是根据。 24．钢的牌号Q235-AF中A表示。 25．结构设计时，硬钢的强度按取值。 26．硅酸盐水泥强度等级确定时标准试件的尺寸为 . 27．钢筋进行冷加工时效处理后屈强比。 28．石油沥青的牌号越大，则沥青的大气稳定性。 29．在沥青中掺入填料的主要目的是提高沥青的黏结性、耐热性和。30．用于沥青改性的材料主要有矿质材料、树脂和。 二.判断 1.塑料的刚度小,因此不宜作结构材料使用。…………………………………………( ) 2.随含碳量提高，碳素结构钢的强度、塑性均提高。…………………………………( )
《土木工程材料》复习题 一、填空题 1. 量取10l气干状态的卵石，称重为14.5kg；又取500g烘干的该卵石，放入装有500m l 水的量筒中，静置24h后，水面升高为685m l。则该卵石的堆积密度为1.45g/cm3__，表观密度为__ 2.7g/cm3_，空隙率为。 2.密度是指材料在_绝对密实___状态下单位体积的质量。 3.材料在外力（荷载）作用下，抵抗破坏的能力称为___强度____。 4. 石灰的陈伏处理主要是为了消除过火石灰的危害。 5. 硅酸盐水泥熟料矿物组成主要有__硅酸二钙（C2S）、硅酸三钙(C3S)、铝酸三钙(C3A)_及铁铝酸四钙(C4AF)_。 6. 水泥颗粒越细，水化速度越____快____，凝结硬化后收缩越____大____，早期强度越___高___。 7. 坍落度试验是用来测试新拌混凝土的__流动性___。 8. 在和易性要求一定的条件下，采用粗砂配制的混凝土水泥用量比采用细砂配制的混凝土水泥用量____少_ __。 9. 当混凝土拌合物出现粘聚性尚好、坍落度太小时，应在保持____水灰比____不变的情况下，适当地增加___水泥浆_（水泥和水）__用量。 10. 测定混凝土立方体抗压强度的标准试件尺寸是边长为____150____mm的立方体，试件的标准养护温度为___20±3_____℃，相对湿度为大于_____90______%，养护龄期为____28______天。 11. 混凝土抗冻等级F15表示混凝土能够承受反复冻融循环次数为___15次___而不破坏。 12. 钢筋进行冷加工强化后，其塑性及韧性将明显降低。 13. 砂浆和易性包括___流动性____和____保水性____两方面的含义。 14. 建筑钢材随着含碳量的增加，其强度____提高____，塑性___降低____。 钢材的冲击韧性__是指钢材抵抗冲击荷载的能力。 16. 钢材的疲劳强度比其屈服强度____低_____，焊接性能随含碳量增大而__ 降低___。 二、单项选择题 1. 含水率为5%的砂220kg，将其干燥后的质量是_____kg。（ B ） 2. 颗粒材料的密度为ρ，表观密度为ρ0，堆积密度为ρ'0，则存在下列关系_____。( C ) A.ρ＞ρ'0＞ρ0 B.ρ0＞ρ＞ρ'0 C.ρ＞ρ0＞ρ'0ρ'＞ρ＞ρ0 3. 石膏在凝结硬化过程中，下列哪句话是正确的( D ) A.凝结硬化时间慢、硬化后体积微小收缩 B.凝结硬化时间慢，硬化后体积微小膨胀 C.凝结硬化时间快、硬化后体积微小收缩 D.凝结硬化时间快，硬化后体积微小膨胀 4. 硅酸盐水泥耐热性差，主要是因为水泥中含有较多的_____。（ C ） A 水化铝酸钙 B 水化铁酸钙 C 氢氧化钙 D 水化硅酸钙
1- 5在下面几种情况下，该用什么方法来测试硬度？写出硬度符号。 （1 ）检查锉刀、钻头成品硬度；（2）检查材料库中钢材硬度；（3）检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层；（4）黄铜轴套；（5）硬质合金刀片； （1 ）检查锉刀、钻头成品硬度采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。 （2）检查材料库中钢材硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号 HBW。 （3 ）检查薄壁工件的硬度或工件表面很薄的硬化层硬度采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。 （4）黄铜轴套硬度采用布氏硬度试验来测定，硬度值符号HBW。（5）硬质合金刀片采用洛氏硬度试验来测定，硬度值符号HRC。 2- 4单晶体和多晶体有何差别？为什么单晶体具有各向异性，多晶体具有各项同性？ 单晶体是由原子排列位向或方式完全一致的晶格组成的；多晶体是由很多个小的单晶体所组成的，每个晶粒的原子位向是不同的。因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出 各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。 2-5简述实际金属晶体和理想晶体在结构与性能上的主要差异。理想晶体中原子完全为规则排列，实际金属晶体由于许多因素的影响，使这些原子排列受到干扰和破坏，内部总是存在大量缺陷。如果金属中 无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增加。同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，
降低金属的抗腐蚀性能。 2- 6简述间隙固溶体和间隙化合物的异同点。 间隙固溶体和间隙化合物都是溶质原子嵌入晶格间隙形成的。间隙固溶体的晶体结构与溶剂的结构相同，而间隙化合物的晶体结构不同于组成它的任一组元，它是以分子式来表示其组成。 3- 3常用的管路焊锡为成分w(Pb=50%)、w(Sn=50%)的Pb-Sn合金。 若该合金以及慢速度冷却至室温，求合金显微组织中相组成物和组织组成物的相对量。 吨r-i ⑷ I叽 Sn
一、填空 1. 金属单晶体具有（各向异性）性，这是由于在不同晶面、不同晶向上的（原子 密排程度不同）造成的。 2. 按照溶质原子在溶剂晶格中的分布不同，可将固溶体分为（置换）固溶体和 （间隙）固溶体。 3. 钢的锻造温度高于（最低再结晶）温度，故属于（热）加工。 4. 在F&Fe s C相图的各组织或相中，硬度最高的是（渗碳体），强度最高的是（珠 光体），塑性最好的是（铁素体）。 5. T10钢，按用途分类，属于（工具）钢；按化学成分分类，属于（高碳）钢； 按质量分类，属于（优质碳素）钢 6. 在平衡状态下，45、T8及T12钢中，塑性最好的是（45）钢，硬度最高的是 （T12）钢，强度最高的是（T8）；制造锉刀常用（T12）钢，制造调质零件常用（45）钢。 7. 完全退火适用于（亚共析）钢，其加热温度为（Ac3+3O~50,冷却速度（较 慢），得到（接近平衡）组织。 8. 38CrMoAI钢制的零件经过表面（淬火）以后，表面硬度可达到800 HV以上 （＞67 HRC，零件的心部组织为（回火索氏体）。 9. 60Si2Mn钢制载重汽车板簧，其常规热处理为（淬火+中温回火），最终组织 为（回火屈氏体），硬度大致为（48HRC 0 10. QT700-2牌号中的QT表示（球墨铸铁），700表示（最低抗拉强度），2表示 （延伸率），该铸铁组织应是（P+Q。 二、单项选择 1. 与粗晶粒金属相比，细晶粒金属的（A）。 A,强度、韧性均好B,强度高、韧性差C,强度高、韧性相等D,强度、 韧性均差 2. 在工业生产条件下，金属结晶时冷速愈快，（形核率）N/（长大率）G值（A ）, 晶粒愈细。 A,愈大B,愈小C,不变D,等于零 3. 欲使冷变形金属的硬度降低、塑性提高，应进行（D）o A,去应力退火B,再结晶退火C,完全退火D,重结晶退火 4. 为了提高零件的机械性能，通常将热轧圆钢中的流线（纤维组织）通过（C）o A,热处理消除B,切削来切断C,锻造使其分布合理D,锻造来消除 5. 单相黄铜中a相的晶格类型应该（B ）o A，与锌的相同B，与铜的相同C,锌、铜的都不同D，无法确定 6. 消除晶内偏析的工艺方法是（C）o A，正火B，完全退火C,扩散退火D，再结晶退火 7. 平衡结晶时，共析钢冷至共析温度，共析转变已经开始，但尚未结束，此时存在的相为（A）。 A铁素体+渗碳体+奥氏体B铁素体+渗碳体C奥氏体D奥氏体+铁素体 8. 在铁碳合金平衡组织中，硬度最高的是（B）,塑性最高的是（A）o A铁素体B渗碳体C低温莱氏体或变态莱氏体D珠光体中E奥氏体
1-2 章 、是非题： 1. 设计使用年限与设计基准期是同一概念的两个不同的名称。（错） 2. 某建筑因震动过大而影响正常生产，属于承载能力极限状态的问题。（错） 3. 钢筋经冷拉时效后，其屈服强度提高，塑性降低。（对） 4. 结构的设计使用年限一般为50 年，即在50 年内，结构是可靠的，超过50 年结构就失效。 （错） 5. 钢筋在施工现场进行加工时应先冷拉后焊接。（错） 6. 硬钢以应变0.20% 时所对应的应力作为其强度指标，成为条件屈服强度。（对） 7. 钢筋的强度标准值的保证率为97.73%，HPB300 级钢筋的设计强度为300N/mm 2 （。错） 8. 结构的失效概率（Pf）与可靠度指标（B）之间存在一一—对应关系，且P f越大，B也越 大。（错） 9. 对于任一强度等级的混凝土，其轴心抗压强度与立方体抗压强度的比值均为0.76。 （错） 10. HRB335 级热轧钢筋为了增强其粘结强度，应在其末端设置弯钩。（错） 11. HPB300 钢筋与混凝土之间的粘结应力主要是由于机械咬合力的作用而产生的。（错） 12. 多数工业与民用建筑的安全等级属三级。（错） 13. 若设计和施工均能严格按规范进行，完成的结构物在正常使用情况下是绝对不会失效的。 （错） 二、选择题 1. 钢筋经冷拉后，（D ）。 A、可提高fy和fy ' B、可提高fy和伸长率 C、可提高fy和Es D、可提高fy，但不能提高fy' 2. 我国现行《混凝土设计规范》中，钢筋强度标准值的保证率为（ C ）。 A、100% B、97% C、95% D、84.13% 3. 混凝土抗压强度有fcu、fc、ft ，下列叙述中正确的是（A ） A 、三者的关系为fcu>fc>ft B、fcu 是指混凝土的立方体抗压强度的设计值 C、f t 是混凝土最主要的力学指标
工程材料与技术成型基础课后习题答案 第一章 1-1由拉伸试验可以得出哪些力学性能指标?在工程上这些指标是如何定义的? 答:强度和韧性.强度(σb)材料抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度;塑性(δ)材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力.强度指标里主要测的是:弹性极限,屈服点,抗拉强度等.塑性指标里主要测的是:伸长率,断面收缩率. 1-2 1-3锉刀:HRC 黄铜轴套:HB 供应状态的各种非合金钢钢材：HB 硬质合金刀片：HRA,HV 耐磨工件的表面硬化层：HV 调质态的机床主轴：HRC 铸铁机床床身：HB 铝合金半成品：HB 1-4公式HRC=10HBS,90HRB=210HBS,HV=HBS 800HV>45HRC>240HBS>90HRB 1-7材料在加工制造中表现出的性能，显示了加工制造的难易程度。包括铸造性，锻造性，切削加工性，热处理性。 第二章 2-2 答:因为γ-Fe为面心立方晶格,一个晶胞含4个原子,致密度为0.74;γ-Fe冷却到912°C后转变为α-Fe后，变成体心立方晶格，一个晶胞含2个原子，致密度为0.68，尽管γ-Fe的晶格常数大于α-Fe的晶格常数，但多的体积部分抵不上因原子排列不同γ-Fe变成
α-Fe体积增大的部分，故γ-Fe冷却到912℃后转变为α-Fe时体积反而增大。 2-3.答：（1）过冷度理论结晶温度与实际结晶温度只差。 （2）冷速越快则过冷度越大，同理，冷速越小则过冷度越小 （3）过冷度越大则晶粒越小，同理，过冷度越小则晶粒越大。过冷度增大，结晶驱动力越大，形核率和长大速度都大，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。 2-4：答：（1）在一般情况下，晶粒越小，其强度塑性韧性也越高。 （2）因为晶粒越小则晶界形成就越多，产生晶体缺陷，在晶界处晶格处于畸变状态，故晶界能量高因此晶粒的大小对金属的力学性能有影响。 （3）在凝固阶段晶粒细化的途径有下列三种： ①提高结晶时的冷却速度增加过冷度 ②进行变质处理处理：在液态金属浇筑前人工后加入少量的变质剂，从而形成大量非自发结晶核心而得到细晶粒组织。 ③在液态金属结晶时采用机械振动，超声波振动，电磁搅拌等。 2-5答：（1）固溶体是溶质原子溶于溶剂晶格中而保持溶剂晶格类型的合金相。 （2）固溶体中溶剂由于溶质原子的溶入造成固溶体晶格产生畸变，使合金的强度与硬度提高，而塑性与韧性略有下降。 （3）通过溶入原子，使合金强度与硬度提高的办法称之为固溶强化。 2-6答(1)金属化合物是指合金组元之间相互作用形成具有金属特征的物质;
课程名称: 工程材料学(A卷, 闭卷) 适用专业年级: 考试时间100分钟 考生注意事项：1、本试卷共 2 页，试卷如有缺页或破损，请立即举手报告以便更换。 2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。(答案请写在试卷纸密封线内和试卷纸正面，否则不记分) 一、填空题（10分，每空1分） 1、共晶转变和共析转变的产物都属于相混合物。 2、塑性变形后的金属经加热将发生回复、、晶粒长大的变化。 3、共析钢的含碳量为。 4.共晶白口铸铁的含碳量为。 5、Q235钢的含义是为。 5、三种典型的金属晶体结构是：体心立方晶格、面心立方晶格 和。 7、根据钢的成分、退火的工艺与目的不同，退火常分为、球化退火、去应力退火等几种。 8、钢在奥氏体化后，冷却的方式通常有和连续冷却两种。 9、工具钢按用途可分为、模具钢、量具钢。 10、常用测定硬度的方法有、洛氏硬度和维氏硬度等测试法。 二、判断题（15分，每小题1分） （在括号里正确的划“√”，错误的划“×”） 1、单晶体具有各向同性，多晶体具有各向异性。（） 2、铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体。（） 3、热处理的加热，其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。（） 4、熔点为232℃的锡在室温下的塑性变形是冷加工。（） 5、金属结晶时，冷却速度愈大，则结晶后金属的晶粒愈粗大。（） 6、铸铁经过热处理，改变了基体和石墨形态，从而提高了性能。（） 7、物质从液体状态转变为固体状态的过程称为结晶。 （） 8、共晶转变是在恒温下进行的。 （） 9、机械零件选材的一般原则是：使用性能足够原则、工艺性能良好原则和经济行 合理原则。（） 10、对于弹簧钢的要求是具有高的弹性极限和高的屈强比，以保证承受大的弹性变形和较高的载荷；具有高的疲劳强度以承受交变载荷的作用。（） 11、热处理的基本工艺过程是加热、保温和冷却。（） 12、马氏体是碳在α-Fe中的过饱和溶解。（）
中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 机械工程材料 一、判断题： 1.奥氏体与渗碳体均为面心立方晶格。 [ ] 2.Ｆ与Ｐ是亚共析钢中室温时的主要组成相。 [ ] 3.金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度.硬度提高，塑性.韧性下降的现象。 [ ] 4.钢淬火时的冷却速度越快，马氏体的硬度越高。 [ ] 5.合金中，一个晶粒内的成分不均匀现象称枝晶偏析。 [ ] 6.一种合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。 [ ] 7.当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由铁素体和奥氏体构成的两相组织， 在平衡条件下，其中奥氏体的碳含量总是大于钢的碳含量。 [ ] 8.在铁碳合金平衡结晶过程中只有成分为%C的铁碳合金才能发生共晶反应。 [ ] 钢比T12钢的碳含量要高。 [ ] 10.再结晶能够消除加工硬化效果，是一种软化过程。 [ ] 11.过共析钢中，网状渗碳体的存在使钢的硬度和塑性均上升。 [ ] 12.正火是将钢件加热至完全奥氏体化后空冷的热处理工艺。 [ ]是合金调质结构钢。 [ ] 14.回火索氏体的性能明显优于奥氏体等温冷却直接所得到的片层状索氏体的性能。 [ ] 10A和60 号钢均属于高碳钢。 [ ] 16.晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。 [ ] 17.位错是实际金属晶体的一种面缺陷。 [ ] 18.体心立方晶格的致密度为 74%。 [ ] 19.塑性变形指的是外载荷撤销后变形不能恢复的变形。 [ ] 20.当过冷度较大时，纯金属晶体主要以平面状方式长大。 [ ] 21.室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越好。 [ ] 22.一般来说，钢的强度高于铸铁的强度。 [ ]的淬透性比65 号钢的淬透性差。 [ ] 24.从C曲线中分析可知，共析钢的过冷奥氏体在A1-550℃的范围内发生贝氏体转变。 [ ] 25.共析反应就是在某一温度时，从一种固相中同时结晶析出两种不同的固相。 [ ] 26.包晶偏析可以通过回火的热处理方法消除。 [ ] 27.所谓本质细晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均不发生粗化的钢。 [ ] 28.一个合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由两相组成。 [ ] 29.过冷奥氏体转变为马氏体是一种扩散型转变。 [ ]钢比T12 钢的碳含量要高。 [ ] 31.标识为100HBS的材料硬度大于标识为60HRC的材料硬度。 [ ] 32.马氏体是碳在α-Fe 中的过饱和固溶体，当奥氏体向马氏体转变时，体积要收缩。 [ ] 33.再结晶过程是有晶格类型变化的结晶过程。 [ ] 34.当亚共析成分的奥氏体在冷却发生珠光体转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。 [ ] 35.贝氏体是过冷奥氏体中温转变产物，在转变过程中，碳原子能进行扩散，而铁原子不能 进行扩散。 [ ] 36.不论碳含量高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。 [ ] 37.高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。 [ ] 38.经退火后再高温回火的钢，能得到回火马氏体组织，具有良好的综合机械性能。 [ ] 39.由于球墨铸铁中的石墨为球形，因而铸铁的强度、塑性和韧性接近于钢。 [ ] 40.因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不相同的。 的淬透性比40号钢的淬透性差。 [ ] 42.变形铝合金的塑性优于铸造铝合金。 [ ] 43.正火是将钢件加热至完全奥氏体化后水冷的热处理工艺。 [ ]