土木工程材料（笔记）
csl 2011.3
耐水性——软化系数：系数↑，耐水性↑ 抗渗性——渗透系数，抗渗等级 压拉弯剪 1MPa 1N mm 2 § 1-2 力学性质 比强度 : f 0 轻质高强的指标 弹塑脆韧性 § 1-3 耐久性：耐水，抗渗，抗冻，耐候，其他 第二章．无机胶凝材料 :气硬 ,水硬 § 2-1 气硬性 原料与生产 : CaSO 4 0.5H 2O 高强：晶体粗大结实，比表面积小 CaS04 0.5H 2O 建筑： （与上相反 ） 水化硬化：水化→ CaSO 4. 0.5H 2O （晶体 ） 一、石膏 凝结硬化 凝结：初、终凝 硬化：快，加缓凝剂，微膨胀 指标：强度，细度，凝结时间 特性：强度低，孔隙率大，隔音保温，防火好 生产 欠火石灰（不能消解） 过火石灰，消解缓慢——陈伏 二、石灰 熟（消）化→ Ca （OH ）2 放热，体积↑ 硬化 干燥结晶，析出 Ca （OH ）2 碳化硬化→ CaCO 3 慢，表为 CaCO 3 ，内为 Ca （OH ）2 特性：可塑性，保水性好，强度低，易开裂，耐水性差，吸湿性强 生产 -- 湿法，干法 三、水玻璃 模数： SiO 2 与 Na 2O 的分子比 n 硬化→无定形硅酸，缓慢，加促硬剂 （Na 2SiF 6 氟硅 酸钠 ） 特性：粘结力强，强度高，耐热高，不耐碱、水、渗 四、比较 强度：水玻璃 ＞石膏 ＞石灰 硬化速度：石膏 ＞石灰 ＞水玻璃 第一章 . 土木工程材料的基本性质 微观 （晶体、玻璃体、胶体 ）。 结构：宏观，细观， § 1-1 物理性质 一、基本性质：密 度 表观密度 0 堆积密度 孔隙率 P 空隙率 P 相关公式： P (1 0 ) m 饱 - m 干 P k 二、与水有关性质 H 2 亲、憎水性——润湿角 吸水性——重量吸水率 吸 湿率——含水率 P (1 0 ) W m ， 体积吸水率 W v 相关公式 : W m m H 2O m 干 m 饱 -m 干 WV V H 2O m 饱 -m 干 1 m 干 V 干 H 2 O V P k W m 0 0饱 0干 强度↓， 、孔隙对性能的影响：孔隙↑， 吸水率↑，透气透水性↑ 导热系数↓，热容↓， 与抗冻无关
第二章土木工程材料的基本性质 复习思考题 2、哪些因素影响保温隔热材料的导热性？ 答：（1）材料的组成和结构一般来说，金属材料的导热系数比非金属材料的大；无机材料的导热系数较有机材料的大。对于各向异性材料，导热系数随导热方向不同而改变。 （2）材料的孔隙率一般而言，孔隙率越大，导热系数越小。大孔、连通空隙由于空气在其内的对流换热，导热系数较大。封闭的小孔由于空气在其内的对流换热小，故导热系数最小，即对绝热最有利。 （3）材料的含水率由于水的导热系数远远大于空气的导热系数，故含水率越大，导热系数越大。这也是绝热材料在施工、使用中必须保持干燥的原因。 （4）此外，温度也有一定的影响，温度增高，导热系数增大。 第三章无极气硬性胶凝材料 复习思考题 4、为什么石灰特别适用与水泥和砂制成混合砂浆？ 答：生石灰与水作用生成的熟石灰Ca(OH)2粒子的尺寸非常小，对水的吸收能力较强，故在Ca(OH)2颗粒的表面吸附有一层厚的水膜，即石灰浆体具有良好的保水性和可塑性。利用这一性质来改善水泥砂浆的和易性，提高工程质量。 第四章水泥 复习思考题 8、什么是活性混合材料和非活性混合材料？掺入硅酸盐水泥中能起到什么作用？ 答：常温下能与氢氧化钙和水发生水化反应生成水硬性的水化物，并能够逐渐凝结硬化产生强度的混合材料称为活性混合材料。 常温下不能与氢氧化钙和水发生水化反应或反应很弱，也不能产生凝结硬化的混合材料称为非活性混合材料。 活性混合材料在水泥中可以起到调节强度等级、降低水化热、增加水泥产量，同时还可改善水泥的奶腐蚀性和增进水泥的后期强度等作用。而非活性混合材料在水泥中仅起到调节强度等级、降低水化热和增加水泥产量、降低成本等作用。 第五章普通混凝土 复习思考题 2、混凝土中水泥的用量是不是越多越好？ 答：混凝土强度与水泥用量没有直接关系。 一般情况下，当单位用水量不变时，水泥用量增加可以提高混凝土的强度，因为水灰比降低了。 但如果保持水灰比不变，增加水泥用量对强度增加没有贡献，水泥用量过多往往会因水泥浆过多而造成混凝土拌合料的粘聚性和保水性下降，出现分层、离析和泌水，从而使混凝土的强度受损，并显著增加变形使混凝土易产生干裂和预应力值损失。水泥用量过多还会造成水化热升高，这对大体积工程极为不利。
额1．完整的水泥混凝土配合比设计的正确步骤是___A___ 根据设计强度等级计算配制强度。b．根据和易性选定单位水泥用量。c．计算水灰比并进行耐久性复核。d．根据和易性选定单位用水量。e．计算水泥用量并进行耐久性复核。f．选定 砂率。g．计算砂石材料用量。h．确定试验室配合比。i．确定基准配合比。j．根据现场砂石材料含 水率计算施工配合比。 A．acdefgihj B．abdcefgh C．badefgh D．fgdeabch E．fagbcdeh 第二题、计算题。 C25普通混凝土配合比设计 一、设计依据： 1．JGJ55—2000《混凝土配合比设计规程》； 2．JTJ053—94《公路工程水泥混凝土试验规程》； 3．JTJ041—2000《公路桥涵施工技术规范》。 二、工程要求： 1．强度等级：C25普通混凝土; 2．混凝土坍落度：30~50mm； 3．拌和方法：机械、捣实方法：机械. 三、使用部位： 威乌线辛庄子至邓王段高速公路K11+300~K22+700段桥涵工程。
四、材料要求： 1．水泥：山水集团东营分公司，东岳牌Ｐ·O32.5； 2．砂：临朐弥河砂场，细度模数2.52，松散堆积密度1480kg/m 3 ； 3．石子： 碎石、 1号料：掺量40%， 2号料：掺量60%. 1号料：最大粒径40mm ，20~40mm 单粒级配，松散堆积密度1480kg/m 3；空隙率45.0%； 2号料：最大粒径25mm ，5~25mm 连续级配，松散堆积密度1530kg/m 3；空隙率44.0%； 4．水：饮用水。 初步配合比确定 1．确定混凝土配制强度： 已知设计强度等级为25Mpa ，无历史统计资料，查表4-17查得：标准差σ=5.0 Mpa ?cu,0= ?cu,k+1.645σ= 25+1.645×5.0=33.225MPa 2．计算水泥实际强度（?ce ） 已知采用Ｐ·O32.5水泥，28d 胶砂强度（?ce ）无实测值时,可按下式计算： 水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定；当缺乏实际统计资料时，也可按表选用32.5水泥γc ?ce =γc ?ce.g=1.10×32.5=35.8MPa ②计算水灰比: W/C= =0.46×35.8/(33.2+0.46×0. 07×35.8)=0.48 根据规范要求,该水灰比符合规范要求,故 b b a cu b a f f f ??+?ααα0,
土木工程材料试题、习题库 1名词解释 第一章土木工程材料基本性质 1 密度 2 材料的空隙率 3 堆积密度 4 表观密度 5 材料的弹性 1 是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。 2 指散粒状材料堆积体积（V）中，颗粒间空隙体积所占的百分率。 3 是指材料在自然状态下单位体积的质量。 4 是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。 5 材料在外力作用下产生变形，当外力去除后能完全恢复到原始形状的性质。 第二章建筑金属材料 1 弹性模量 2 屈服强度 1 钢材受力初期，应力与应变成比例地增长，应力与应变之比为常数，称为弹性模量。 2 当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度。 第三章无机胶凝材料 1 胶凝材料 2 气硬性胶凝材料 3.终凝时间： 4．石灰的消化： 1 凡能在物理、化学作用下，从浆体变为坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质错。 2 只能在空气中硬化，并保持和继续发展强度的胶凝材料。 3.水泥从加水到水泥浆完全失去塑性所经历的时间。 4．块状生石灰使用时必须加水使其“消化”为粉末状的“消石灰”，这一过程称为石灰的消化。
第四章混凝土与砂浆 1 砂率 2 徐变 3.级配：4．最佳砂率 1 指砂用量与砂、石总用量的质量百分比。 2 指混凝土在长期不变荷载作用下，沿作用力方向随时间而产生的塑性变形。 3．集料各级粒径颗粒的分配情况。 4．在用水量和水泥用量不变的性况下，选取可使拌合物获得所要求的流动性和良好的粘聚性与保水性的合理砂率。 第五章砌体材料 第六章沥青和沥青混合料 1 沥青的粘滞性 2 沥青的延性 3 乳化沥青4．胶体结构 1 指沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互位移的抵抗变形的能力。 2 是指当其受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，通常是用延度作为条件指标来表征。 3 是石油沥青或煤沥青在乳化剂、稳定剂的作用下经乳化加工制得的均匀的沥青产品，也称沥青乳液。4．胶体结构：以沥青质为胶核，胶质分吸附其表面并且向外扩散形成胶团，胶团在分散到饱和分和芳香分中，就形成了胶体结构。 第七章合成高分子材料 1 热塑性树脂 2 热固性树脂 1 热塑性树脂指可反复加热软化，冷却硬化的树脂。 2 仅在第一次加热时软化，并且分子间产生化学交联而固化，以后再加热不会软化的树脂。 第八章木材 1 木材的纤维饱和点 2 木材的平衡含水率 1 当木材中无自由水，而细胞壁内吸附水达到饱和时，这时的木材含水率称为纤维饱和点 2 木材中所含的水分是随着环境的温度和湿度的变化而改变的，当木材长时间处于一定温度和湿度的环境中时，木材中的含水量最后会达到与周围环境湿度相平衡，这时木材的含水率称为平衡含水率。 第九章建筑功能材料 二、填空题
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？ 答：当材料的孔隙率增大时，各性质变化如下表： 密度表观密度强度吸水率搞冻性导热性 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： 造价工程师执业资格考试：建设工程技术与计量（安装）工程材料安装工程常用材.. 2 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CaCO 3，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
《土木工程材料》思考题答案 绪论 1、土木工程材料的研究在现代建筑业中有何意义？ （1）建材在基建总费用中占很大比例（总投资的60%）（2）建筑形式、结构设计、施工方法等受建材品种、质量的制约（3）建材量大面广，涉及资源、能源、环境等各方面，具有综合的、巨大的社会经济效益。 2、土木工程材料可分为哪几类？ 按组成：金属材料、无机非金属材料、有机材料、复合材料；按作用：结构材料、功能材料；按使用部位：墙体材料、屋面材料、地面材料等。 3、选用土木工程材料的基本原则是什么？ （1）就地取材，选用技术成熟、经济实用的建材（2）遵照有关政策法规，合理使用利废、节能的新材料，淘汰粘土砖等落后传统建材（3）综合考虑材料性能、施工进度、热工及抗震等建筑性能要求、工程投资等因素。总之，要做到：价廉物美、满足使用要求、综合效益好。 4、对于传统土木工程材料与新品种材料的使用应抱什么态度？ 传统建材有长久的历史、广泛的应用，但面临社会的发展、技术进步更新，也暴露出不足和落后，应结合地区特点、工程性质、市场规律进行合理利用和改进。新型建材既存在技术成熟、经济可行方面的问题，也面临人们观念更新、设计与施工、销售配套等问题，因此，既不要盲目照搬，也不要消极保守，应积极而慎重地推广使用。 第一章土木工程材料的基本性质 1、材料的密度、表观密度、体积密度、堆积密度有何区别？材料含水后对它们有何影响？ （1）定义、测试方法；（2）大小：ρ> ρ’> ρ0 > ρ0’ （3）适用对象：块材，散粒状；（4）影响因素：孔隙率、含水率。 2、试分析材料的孔隙率和孔隙特征对材料的强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性及吸声性的影响？ 孔隙率越大，表观密度越小、强度越低。开孔能提高材料的吸水性、透水性、吸声性，降低抗冻性。细小的闭孔能提高材料的隔热保温性能和耐久性。细小的开孔能提高材料的吸声性。 3、一块砖，外形尺寸240*115*53mm，从室外取来时重量为2700g，浸水饱和后重量为2850g，绝干时重量为2600g，求此砖的含水率、吸水率、干表观密度。W含=（2700-2600）/2600*100% W吸=（2850-2600）/2600*100%
土木工程材料试验课目的与要求 一、土木工程材料试验目的 土木工程材料是一门联系实际较强的学科。土木工程材料试验是本课程的重要组成部分和实践性教学环节，同时也是学习和研究土木工程材料的重要方法。 开设土木工程材料试验的目的有三：一是使学生熟悉主要土木工程材料的标准与规范，试验设备和基本土木工程材料的检测技术；二是使学生对具体材料的性状有进一步的了解，熟悉、验证、巩固与丰富所学的理论知识，三是进行科学研究的基本训练，培养学生严谨认真的科学态度，提高分析问题和解决问题的能力。 二、土木工程材料试验要求 （一）试验室的纪律要求 1．进入试验室后，要听从教师的安排，不得大声说笑和打闹。 2．进入试验室后，对本组所用的仪器设备进行检查，如有缺损或失灵应立即报告，由教师修理或调换，不得私自拆卸。试验结束时，应将所用仪器设备按原位放好，经检查后方可离开试验室。 3．要爱护试验仪器设备，严格按照试验操作规程进行试验，同时注意人身安全，非本次试验所用的室内其他仪器，不得随便乱动。 4．在试验过程中，当仪器设备被损坏时，当事者应立即向试验室教师报告，由其根据学校的规定给予检查或赔偿等处理。 5．试验结束后，每组学生对所用的仪器设备及桌面、地面应加以清理，并由各试验小组轮流做全室的卫生整理。 6．完成试验后，经教师同意后方可离开试验室。 （二）试验具体要求 1．试验前的要求：每次做试验以前做好预习，明确试验目的、基本原理及操作要点，要认真阅读试验指导书，熟悉试验内容和试验方法步骤，并应对试验所用的仪器、设备、材料有基本了解。 2．试验过程中要求：试验过程中应达到“三严”要求。即在试验的整个过程中要建立严密的科学工作秩序，严格遵守试验操作规程，严密的方法进行试验，注意观察试验现象，详细做好试验记录。要注意用电安全，使用玻璃器皿时要小
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第一章. 土木工程材料的基本性质 结构：宏观，细观，微观(晶体、玻璃体、胶体)。 §1-1物理性质 一、基本性质：密度ρ 表观密度0ρ 堆积密度0 ρ' 孔隙率P 空隙率P ' 相关公式：)1(0ρ ρ-=P V 1 -0 2?=H k m m P ρ干饱 )1(0 0ρρ'- ='P 亲、憎水性——润湿角 吸水性——重量吸水率W m ， 体积吸水率W v 二、与水有关性质 吸湿率——含水率 耐水性——软化系数：系数↑，耐水性↑ 抗渗性——渗透系数，抗渗等级 相关公式: 干 干 饱干 m m -m 2= = m m W O H m k 1 m -m 22P V V V W O H O H V =?= = ρ干饱干 0ρ?=m V W W 干饱00ρρ-=V W 三、孔隙对性能的影响：孔隙↑，强度↓，导热系数↓，热容↓，与抗冻无关 吸水率↑，透气透水性↑ 压拉弯剪 211mm N MPa = §1-2力学性质 比强度: 0ρf 轻质高强的指标 弹塑脆韧性 §1-3耐久性：耐水，抗渗，抗冻，耐候，其他 第二章．无机胶凝材料:气硬,水硬 §2-1气硬性 原料与生产: O H CaSO 245.0?α 高强：晶体粗大结实，比表面积小 O H CaS 245.00?β 建筑：(与上相反) 水化硬化：水化→CaSO 4. 0.5H 2O(晶体) 一、石膏 凝结硬化 凝结：初、终凝 硬化：快，加缓凝剂，微膨胀 指标：强度，细度，凝结时间 特性：强度低，孔隙率大，隔音保温，防火好 生产 欠火石灰（不能消解） 过火石灰，消解缓慢——陈伏 二、石灰 熟(消)化→Ca(OH)2 放热，体积↑ 硬化 干燥结晶，析出Ca(OH)2 碳化硬化→CaCO 3 慢，表为CaCO 3，内为Ca(OH)2 特性：可塑性，保水性好，强度低，易开裂，耐水性差，吸湿性强 生产-- 湿法，干法 三、水玻璃 模数：SiO 2与Na 2O 的分子比n 硬化→无定形硅酸，缓慢，加促硬剂(Na 2SiF 6 氟硅酸钠) 特性：粘结力强，强度高，耐热高，不耐碱、水、渗 四、比较 强度：水玻璃>石膏>石灰 硬化速度：石膏>石灰>水玻璃 { { { { {
一，材料基本性质 一、判断题 1、玻璃体材料就是玻璃，并具有良好的化学稳定性。（） 2、多孔材料吸水后，其保温隔热效果变差。（） 3、材料的吸水率就是材料内含有的水的质量与材料干燥时质量之比。（） 4、材料的孔隙率越大，其抗渗性就越差。 （） 5、耐久性好的材料，其强度必定高。（） 6、凡是含孔材料，其干表观密度均比其密度小。（） 7、无论在什么条件下，木材的平衡含水率始终为一定值。（） 8、材料受冻破坏，主要是材料粗大孔隙中的水分结冰所引起的。（） 9、承受冲击与振动荷载作用的结构需选择脆性材料。（） 10、新建的房屋感觉会冷些，尤其是在冬天。（） 二、名词解释 1、吸水性与吸湿性 2、强度 3、亲水性与憎水性 4、脆性材料与韧性材料 5、耐水性及软化系数 6、胶体结构 7、非晶体结构 8、孔隙特征 三、填空题 1、材料吸水后其性质会发生一系列变化，如使材料强度，保温性，体积。
2、在水中或长期处于潮湿状态下使用的材料，应考虑材料的。 3、材料的吸水性大小用表示，吸湿性大小用表示。 4、脆性材料的抗压强度抗拉强度。 5、材料的组成包括、和；材料的结构包括、和等三个层次。 6、材料的微观结构包括、和等三种形式。 四、选择题 1、同一种材料的密度与表观密度差值较小，这种材料的（）。 A.孔隙率较大 B.保温隔热性较好 C.吸音能力强 D.强度高 2、为了达到保温隔热的目的，在选择墙体材料时，要求（）。 A. 导热系数小，热容量小 B. 导热系数小，热容量大 C. 导热系数大，热容量小 D. 导热系数大，热容量大 3、测定材料强度时，若加荷速度过（）时，或试件尺寸偏小时，测得值比标准条件下测得结果偏（）。 A.快，低 B. 快，高 C. 慢，低 D. 慢，高 4、某一材料的下列指标中为固定值的是（）。 A．密度 B．表观密度 C．堆积密度 D．导热系数 5、现有甲、乙两种材料，密度和表观密度相同，而甲的质量吸水率大于乙，则甲材料（）。A．比较密实 B．抗冻性较差 C．耐水性较好 D．导热性较低 6、某材料100g，含水5g，放入水中又吸水8g后达到饱和状态，则该材料的吸水率可用（）计算。 A．8/100 B．8/95 C．13/100 D．13/95 7、评定材料抵抗水的破坏能力的指标是（）。 A．抗渗等级 B．渗透系数 C．软化系数 D．抗冻等级 8、孔隙率相等的同种材料，其导热系数在（）时变小。 A.孔隙尺寸增大，且孔互相连通 B.孔隙尺寸增大，且孔互相封闭 C.孔隙尺寸减小，且孔互相封闭 D.孔隙尺寸减小，且孔互相连通 9、用于吸声的材料，要求其具有（）孔隙。 A．大孔 B．内部连通而表面封死 C．封闭小孔 D．开口连通细孔 10、材料处于（）状态时，测得的含水率是平衡含水率。 A．干燥状态 B．饱和面干状态 C．气干状态 D．湿润状态 五、问答题 1、材料的孔隙率及孔隙特征如何影响材料的强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、保温性？ 2、材料的密度、表观密度、堆积密度、孔隙率、空隙率之间有何关系？ 六、计算题 1、某石灰石的密度为2.70g/cm3，孔隙率为1.2%，将该石灰石破碎成石子，石子的堆积密度为1680kg/m3，求此石子的表
第六章砌筑材料 一、名词解释 1．烧结砖 答：烧结砖是指以黏土、页岩、煤矸石、粉煤灰等为主要原料，经焙烧而成的砖。外形多为直角六面体，属粗陶制品。生产过程包括原料制备、挤出成型、切坯、干燥和焙烧等。按原料可分为烧结黏土砖、烧结粉煤灰砖、烧结煤矸石砖和烧结页岩砖等；按规格可分为烧结普通砖、空心砖和八五砖等。 2．砌块 答：砌块是指符合一定尺寸规定的人造块材。其外形一般为直角六面体，也有异形的。与砖的区别在于，各系列中主规格砌块的长度、宽度或高度有一项或一项以上相应大于365mm、240mm或115mm。但高度不大于长度或宽度的6倍，长度不超过高度的3倍。按其高度尺寸大小分小型、中型、大型三种。 二、填空题 1．某烧结普通砖，经测试其平均抗压强度为17.5MPa，标准差为3.35MPa，则该组烧结普通砖的变异系数为______，对其强度等级应该依据抗压强度平均值和______予以判断。[西安建筑科技大学2014年] 【答案】≤0.21；强度标准值 【解析】变异系数 3.350.190.21 17.5 S f δ===≤；其强度等级应该依据抗压强度平均值
和强度标准值予以判断。 2．常用的三类墙体材料分别是______、______、______。[中国人民解放军后勤工程学院2014年] 【答案】砖；砌块；石材 【解析】常用的三类墙体材料分别是砖、砌块、石材。 3．烧结普通砖的耐久性包括______、______、______和______等性能。 【答案】抗风化性能；抗冻性；吸水率；饱和系数 【解析】烧结普通砖的耐久性包括抗风化性能、抗冻性、吸水率和饱和系数等性能。 4．增大烧结普通砖的孔隙率，会使砖的表观密度______，吸水性______，导热性______，抗冻性______，强度______。 【答案】减小；增大；降低；降低；降低 【解析】孔隙率增大，砖孔隙体积增大，表观密度减小；砖表面多为开口孔，孔隙率增大，内部孔隙增大，吸水性越好；空气的导热系数小于砖体的导热系数，同时热传导通路减少，孔隙率增大使得导热性也降低；孔隙率增大，内部孔隙增多，吸水能力增强，结冰后体积膨胀导致砖胀裂破坏，因此其抗冻性降低；孔隙率增大，砖的密实度下降，强度降低。 5．烧结普通砖按抗压强度分为______个强度等级。 【答案】五 【解析】烧结普通砖按抗压强度分为MU30、MU25、MU20、MU15和MU10五个
土木工程材料实验报告 姓名__________________________ 学号__________________________ 班级_________________________ 扬州大学建筑科学与工程学院 施工建材教研室
土木工程材料实验课的要求 一、实验室的纪律要求 1．进入实验室后，要听从教师的安排，不得大声说笑和打闹。 2．进入实验室后，对本组所用的仪器设备进行检查，如有缺损或失灵应立即报告，由教师修理或调换，不得私自拆卸。实验结束时，应将所用仪器设备按原位放好，经检查后方可离开实验室。 3．要爱护实验仪器设备，严格按照实验操作规程进行实验，同时注意人身安全，非本次实验所用的室内其他仪器，不得随便乱动。 4．在实验过程中，当仪器设备被损坏时，当事者应立即向实验室教师报告，由其根据学校的规定给予检查或赔偿等处理。 5．实验结束后，每组学生对所用的仪器设备及桌面、地面应加以清理，并由各实验小组轮流做全室的卫生整理。 6．完成实验后，经教师同意后方可离开实验室。 二、实验与实验报告的要求 1．每次做实验以前，要认真阅读实验指导书，熟悉实验内容和实验方法步骤。 2．要以严肃的科学态度、严格的作风、严密的方法进行实验，认真记录好实验数据。 3．在实验课进行中要认真回答教师提出的问题，回答问题的情况作为实验课考核成绩的一部分。 4．要认真填写、整理实验报告，不得潦草，不得缺项、漏项，报告中的计算部分必须完成，同时要保持实验报告的整洁。 5．实验报告应及时完成，并按老师规定的时间上交。
实验一土木工程材料的基本性质实验报告 一、实验内容 二、主要仪器设备及规格型号 三、实验记录 (一) 材料的表观密度测试 试样名称：_____________________ 实验日期：____________________ 气温／室温：_____________________ 湿度：____________________ 1．砂的表观密度： 表1—4 砂表观密度测定结果 2．石子的表观密度： 表1—5 石子表观密度测定结果
1.填空题 （1）烧结砖根据其开孔率大小分为___________________________ （2）鉴别过火砖和欠火砖的常用方法是_______________________ （3）烧结普通砖在砌筑墙体前一定要浇水湿润，其目的是为了 __________________ （4）烧结普通砖在质量等级的划分依据是_____________________ （5）根据生产工艺不同砌墙砖一般分为______________________ （6）烧结普通砖的外形尺寸一般为________________________ （7）砌墙空心砖是指__________________________ （8）烧结普通砖的技术性能一般包括_______________________ （9）每立方米墙体需烧结普通砖________________________ 2.判断题 （1）烧砖时窑内为氧化气氛制得青砖，还原气氛制得红砖。( ) （2）烧结多孔砖和空心砖都可以用于六层以下建筑物的承重墙。( ) （3）根据变异系数的不同，确定烧结普通砖强度等级分为平均值–标准值法或平均值–单块最小值法。( ) （4）烧结多孔砖和空心砖都具有自重小、绝热性能好的优点，故它们均适合用来做砌筑建筑物的内外墙体。( ) 3.简答题 （1）普通粘土砖的强度等级是怎样划分的？质量等级是依据砖的哪些具体性能划分的？ （2）烧结多孔砖和空心砖的强度等级是如何划分的？各有什么用途？ （3）什么是烧结普通砖的泛霜和石灰爆裂？它们对砌筑工程有何影响？ （4）烧结粘土砖在砌筑施工前为什么一定要浇水湿润？ （5）某工地备用红砖10万块，在储存两个月后，尚未砌筑施工就发现有部分砖自裂成碎块，试解释这是何种原因所致。 （6）目前所用的墙体材料有哪几种？简述墙体材料的发现方向。 4.计算题 现有一批普通烧结砖的强度等级不详，故施工单位按规定方法抽取砖样10块送至相关部门检测。经测试10块砖样的抗压强度值分别为21.6MPa、22.0MPa、20.9MPa、22.8MPa、19.6MPa、21.9MPa、20.2MPa、19.0MPa、18.3MPa、19.9MPa，试确定该砖的强度等级。
第五节建筑钢材 钢和铁的主要成分均是铁和碳，其中含碳量大于2％的为生铁，含碳量小于2％的为钢。 一、钢材的分类： 1、按照化学成分划分： 碳素钢：主要为铁碳合金，按照含碳量分为 低碳钢（碳含量<0.25%）、 中碳钢（碳含量0.25~0.6%） 高碳钢（碳含量>0.6%） 合金钢：含有合金元素，按照合金元素量分为 低合金钢（合金元素<5%） 中合金钢（合金元素5~10%） 高合金钢（合金元素>10% 2、按照脱氧程度划分： 沸腾钢：脱氧不充分，质量差，尤其是韧性差，但是成本低。 镇静钢：脱氧很充分，质量好，成本高。 半镇静钢：性能介于沸腾钢和镇静钢。 3、按照质量（主要为硫和磷的含量）划分为： 普通钢、优质钢和高级优质钢等 二、主要力学性能 1、抗拉性能： 钢材在拉伸过程中的应力-应变曲线可分为四个阶段，即弹性阶段（OA段）、屈服阶段（AB段）、强化阶段（BC段）和颈缩阶段（CD段），祥见下图。 钢材的拉伸曲线
（1）屈服点（σs）：是设计时钢材强度取值的依据。 （2）屈强比（σs/σb）：屈服点和抗拉强度的比值，该值反映钢材的安全性和利用率。屈强比越小，表明钢材在超过屈服点工作时可靠性较高，较为安全。 （3）伸长率（δ）：钢材拉断后的伸长值占钢材原标距长度的百分率，反映了钢材的塑性变形能力。 2、冲击韧性：指钢材抵抗冲击荷载的能力。 （1）指标：冲击破坏时单位面积消耗的功。 （2）特点：钢材的冲击韧性会随温度降低而减低，当温度降低到一定范围时，会表现出脆性，这种现象称为钢材的冷脆性，发生脆性转变的温度称为脆性临界温度，脆性临界温度越低，低温冲击韧性越好。因此，对直接承受动荷载而且可能在负温下工作的重要结构，必须进行冲击韧性检验。脆性临界温度应低于使用环境的最低温度。 3、冷弯性能：指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，反映了钢材在恶劣条件下的塑性。 冷弯性能的检测：以弯曲角度及弯心直径对试件厚度（或直径）的比值表示。检查弯曲处若没有无裂纹、断裂及起层等现象。则认为钢材的冷弯性能合格。 4、硬度：指材料表面局部抵抗压入产生塑性变形的能力。用布氏硬度HB表示。 5、耐疲劳性：材料在交变应力作用下，在远低于抗拉强度时突然发生断裂，称为疲劳破坏。疲劳极限：在规定的周期基数内不发生脆断所承受的最大应力值。 [例题1]钢材试件受拉应力-应变曲线上从原点到弹性极限点称为： A、弹性阶段 B、屈服阶段 C、强化阶段 D、颈缩阶段 【解析】钢材试件受拉应力-应变曲线分为四个阶段，分别是弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。从原点到弹性极限点称为弹性阶段。 【答案】A
第四章水硬性胶凝材料——水泥 一、名词解释 1．硅酸盐水泥[南京航空航天大学2010年] 答：硅酸盐水泥是指由硅酸盐水泥熟料，0～5％石灰石或粒化高炉矿渣及适量石膏组成的混合料。 2．水泥凝结时间 答：水泥凝结时间是指水泥可塑浆体逐渐固化的过程所需的时间。水泥加水拌合开始形成具有流动性的粗分散体系，随着水化反应的进行，水化产物不断增多，逐渐形成凝聚结构而固化。它分初凝和终凝两个阶段，从加水开始至达到初凝、终凝状态的相当时间，称初凝时间和终凝时间。中国标准规定了凝结时间的检测方法。凝结时间的长短直接影响混凝土的施工操作，是水泥的主要品质指标。硅酸盐水泥中铝酸三钙含量的多少对该性能影响较大。 3．水硬性胶凝材料 答：水硬性胶凝材料是指加水拌成浆体后，既能在空气中硬化，又能在水中硬化的无机胶凝材料。这类材料又通称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥等。广泛用于工业与民用建筑、地下、海洋、原子能工程及国防工程等。 4．水泥标准稠度用水量 答：水泥标准稠度用水量是指水泥拌制成特定的塑性状态（标准稠度）时所需的水量。
5．水泥体积安定性 答：水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。如果水泥硬化后产生不均匀的体积变化，会使水泥混凝土构筑物产生膨胀性裂缝，降低建筑工程质量，甚至引起严重事故，此即体积安定性不良。 二、填空题 1．生产硅酸盐水泥的原料，主要是和两类，生产水泥的基本工序用四个字概括为。 【答案】石灰质原料；黏土质原料；两磨一烧 【解析】硅酸盐水泥的原料主要是石灰质原料和黏土质原料两类。石灰质原料主要提供CaO，黏土质原料主要提供SiO2、Al2O3及少量Fe2O3。硅酸盐水泥生产的大体步骤是：先把几种原材料按适当比例配合后在磨机中磨成生料；然后将制得的生料入窑进行煅烧；再把烧好的熟料配以适当的石膏（和混合材料）在磨机中磨成细粉，即得到水泥，即“两磨一烧”。 2．造成水泥体积安定性不良的原因是水泥中所含的、、过量。 【答案】游离氧化钙；游离氧化镁；石膏 【解析】熟料中所含的游离氧化钙或氧化镁都是过烧的，熟化很慢，在水泥已经硬化后才进行熟化，这时体积膨胀，引起不均匀的体积变化，使水泥石开裂。当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，它还会继续与固态的水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙，体积约增大1.5倍，也会引起水泥石开裂。因此游离氧化钙；游离氧化镁；石膏过量会造成水泥体积安定性不良。
土木工程材料课程实验报告2017 年5 月 实验名称普通混凝土实验 一、实验目的 通过测定混凝土和易性、抗压强度和劈裂抗拉强度，熟悉并掌握相关测定方法，混凝土的标准养护和强度评定、配合比的确定等内容。 二、实验设备、仪器、用具以及规范 磅秤、天平、量筒拌板、拌铲、盛器、拌板标准圆锥坍落筒、捣棒、小铲、直尺、拌板、镘刀 三、实验测定方法 （1）人工拌合 1．按所定配合比计算每盘混凝土各材料用量后备量。 2．将拌板和拌铲用湿布润湿后，将砂混合，颜色均匀，再加上粗骨料翻拌至混合均匀为止。 3. 将干混合料堆成堆，在中间作一凹槽，将已称量好的水，倒入一半左右在凹槽中（勿使水流出），然后仔细翻拌，并徐徐加入剩余的水，继续翻拌。每翻拌一次，用铲在混合料上铲切一次，直至拌和均匀为止。 4．拌合时力求动作敏捷，拌和时间从加水时算起，应大致符合以下规定： 拌合物体积为30L以下时为4～5min；
拌合物体积为30～50L时为5～9min； 拌合物体积为51～75L时为9～12min 5．混凝土拌好后，根据试验要求，立即进行测试和成型试件，从开始加水时算起，全部操作完须在30min内完成。 （2）坍落度的测定 1．湿润坍落度筒及其他用具，并把筒放在坍落度筒及捣棒不吸水的刚性底板上，然后用脚踩住两边的脚踏板，坍落度筒在装料时应保持固定的位置。 2．把按要求取得的混凝土试样用小铲分三层均匀地装入筒内，使捣实后每层高度为筒高的三分之一左右。每层用捣棒插捣25次。插捣应沿螺旋方向由外向中心进行，各次插捣应在截面上均匀分布。插捣筒边混凝土时，捣棒可以稍稍倾斜。插捣底层时，捣棒应贯穿整个深度，捣插第二层和顶层时，捣棒应插透本层至下一层的表面；浇灌顶面时，混凝土应灌到高出筒口。插捣过程中，如混凝土沉落到低于筒口，则应随时添加。顶层插捣完后，刮去多余的混凝土并用镘刀抹平。 3．清除筒边底板上的混凝土后，垂直平稳地提起坍落度筒。坍落度筒的提高过程应在5～10s内完成；从开始装料到提坍落度筒的整个过程应不间断地进行，并应在150s内完成。 4．提起坍落度筒后，测量筒高与坍落后混凝土试体最高点之间的高度差，即为该混凝土拌合物的坍落度值。 5．坍落度筒提离后，如混凝土发生崩坍或一边剪坏现象，
第一章土木工程材料的基本性质P24： 题1.2 －不变、↑上升、↓下降、？不定 评注一般来说，孔隙率增大，材料的体积密度降低、保温性能提高、抗渗性降低、抗冻性降低、耐腐蚀性降低、耐久性降低、吸水性提高。 若是开口孔隙和连通孔隙增加，会使材料的吸水性、吸湿性和吸声性显著增强，而使材料的抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性等耐久性能显著下降。若是封闭的细小气孔增加，则对材料的吸水、吸湿、吸声无明显的影响；但对抗渗性、抗冻性则有影响。在一定的围，增加细小封闭气孔．特别是球形气孔，会使材料的抗渗性、抗冻性提高。在孔隙率一定的情况下，含大孔、开口孔隙及连通孔隙多的材料，其保温性较含细小、封闭气孔的材料稍差。 题1.7、 答： 材料的耐久性是泛指材料在使用条件下，受各种在或外来自然因素及有害介质的作用．能长久地保持其使用性能的性质。 材料在建筑物中．除要受到各种外力的作用外。还经常要受到环境中许多自然因素的破坏作用．这些破坏作用包括物理、化学、机械及生物的作用。 物理作用有：干湿变化、温度变化及冻融变化等．这些作用将使材料发生体积的胀缩或导致部裂缝的扩展．时间长久之后即会使材料逐渐破坏。在寒冷地区，冻融变化对材料起着显著的破坏作用。在高温环境下．经常处于高温状态的建筑物或构筑物．所选用的建筑材料要具有耐热性能。在民用和公共建筑中．考虑到安全防火要求，须选用具有抗火性能的难燃或不燃的材料。 化学作用包括大气、环境水以及使用条件下酸、碱、盐等液体或有害气体对材料的侵蚀
作用；机械作用包括使用荷载的持续作用以及交变荷载引起的材料疲劳、冲击、磨损、磨耗等；生物作用包括菌类、昆虫等的作用而使材料腐朽、蛀蚀而破坏。 砖、石料、混凝土等矿物材料，多是由于物理作用而破坏，也可能同时会受到化学作用的破坏。金属材料则主要是由于化学作用而引起的腐蚀。木材等有机质材料常因生物作用而遇到破坏。沥青材料、高分子材料在、空气和热的作用下，会逐渐老化而使材料变脆或开裂。 材料的耐久性指标是根据工程所处的环境条件来决定的。例如处于冻融环境的工程，其所用材料的耐久性以抗冻性指标来表示．处于暴露环境的有机材料．其耐久性以抗老化能力来表示。 题1.8、 答：砂的空隙率P砂＝1－1450/2650＝45.28％ 石的空隙率P石＝1－1500/2700＝44.44％ 50吨砂堆放需要的面积S砂＝1－（50/1450×1.2）＝28.74m2 100吨石堆放需要的面积S石＝1－（100/1500×1.2）＝28.74m2 题1.10、 答：砖的饱水抗压强度fb=185*1000/114*119=13.64MPa, 砖的干燥抗压强度fb=206*1000/114*119=15.19MPa, 软化系数K R＝13.64/15.19=0.898, 砖的软化系数大于0.85,故可用于常与水接触的工程结构。 题1.12 答：（1）209.5；（2）① 题1.13
第一章思考题与习题 1.为什么土木工程材料大多数为复合材料? 2.材料的孔隙率、孔隙状态、孔隙尺寸对材料的性质有什么影响? 3.材料的密度、表观密度、体积密度、堆积密度有何区别? 材料含水时对四者有 什么影响? 4.称取堆积密度为1500kg/m3的干砂200g, 将此砂装入容量瓶内, 加满水并排尽气 泡( 砂已吸水饱和) , 称得总质量为510g。将此瓶内砂倒出, 向瓶内重新注满水, 此时称得总质量为386g, 试计算砂的表观密度。 5.材料的脆性和弹性、韧性和塑性有什么不同? 6.脆性材料和韧性材料各有什么特点? 7.影响材料强度和断裂韧性的因素有哪些? 8.经测定, 质量3.4kg, 容积为10.0L的容量筒装满绝干石子后的总质量为18.4kg。 若向筒内注入水, 待石子吸水饱和后, 为注满此筒共注入水4.27 kg。将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为18.6 kg ( 含筒的质量) 。求该石子的表观密度、绝干体积密度、质量吸水率、体积吸水率、绝干堆积密度、开口孔隙率? 9.含水率为10%的l00g湿砂, 其中干砂的质量为多少克? 10.材料含水时对材料的性质有何影响? 11.某岩石在气于、绝于、吸水饱和情况下测得的抗压强度分别为172、178、 168MPa。求该岩石的软化系数, 并指出该岩石可否用于水下工程? 12.现有一块气干质量为2590g的红砖, 其吸水饱和后的质量为2900g, 将其烘干后的 质量为2550g。将此砖磨细烘干后取50g, 其排开水的体积由李氏瓶测得为 18.62cm3。求此砖的体积吸水率、质量吸水率、含水率、体积密度、孔隙率及 开口孔隙率, 并估计其抗冻性如何? 13.现有甲、乙两相同组成的材料, 密度为 2.7g/cm3。甲材料的绝干体积密度为
一填空题 1．混凝土的流动性大小用坍落度指标来表示，砂浆的流动性大小用沉入度指标来表示。 2．混合砂浆的基本组成材料包括水泥、水、砂子和石灰膏。 3．抹面砂浆一般分底层、中层和面层三层进行施工，其中底层起着粘结的作用，中层起着找平的作用，面层起着平整装饰的作用。 4．目前所用的墙体材料有砖，砌块和板材三大类。 5．烧结普通砖具有自重大，体积小，生产能耗高和施工效率低等缺点。 6．岩石由于形成条件不同，可分为岩浆岩，沉积岩和变质岩三大类。 7．烧结普通砖的外型为直角六面体，其标准尺寸为240㎜×115㎜×53㎜8．屈服强度和极限抗拉强度是衡量钢材强度的两个重要指标。 9．钢材热处理的工艺有：退火，正火，淬火，回火。 10．按冶炼时脱氧程度分类钢可以分成：镇静钢，沸腾钢，半镇静钢 11．冷弯检验是：按规定的弯心直径和弯曲角度进行弯曲后，检查试件弯曲处外面及侧面不发生断裂、裂缝或起层，即认为冷弯性能合格。 12．石油沥青的组丛结构为油分、树脂和地沥青质三个主要组分。 13．沥青混合料是指矿料与沥青拌和而成的混合料的总称。 14．一般同一类石油沥青随着牌号的增加，其针入度增加，延度增加而软化点下降。 15．沥青的塑性指标一般用延度来表示；温度稳定性用软化点来表示；固体和半固体沥青的粘滞性用针入度表示，液体沥青的粘滞性用粘滞度表示。 16．油纸按按1㎡原纸的质量分为200、350两个标号。 17．沥青混凝土是由沥青和砂、石子和填充料所组成。 18．根据分子的排列不同，聚合物可分为线型聚合物，支链聚合物和网状聚合物。 19．塑料的主要组成包括合成树脂，填充料，增塑剂和固化剂等。 20．木材在长期荷载作用下不致引起破坏的最大强度称为持久强度。 21 材随环境温度的升高其强度会降低。 22．隔声主要是指隔绝空气声和隔绝固体声。