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=1
3.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=1
4.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、