建筑材料作业簿完整答案

建筑材料

作 业 簿

参考答案

绪论

一、填空题：

1、水泥，钢筋，混凝土

2、结构材料，墙体（非承重构件）材料，功能材料 3、无机材料，有机材料，复合材料 4、SL，JT，TB，JC

5、强制性标准，推荐性（非强制性）标准

二、简答题：

1、简述建筑材料的发展趋势。 见课件绪论第7页

2、简述建筑材料的地位。 见课件绪论第6页

3、说明国际标准、国家标准、行业标准、地方标准和企业标准间的关系。

答：国家标准由国家质量监督检验检疫总局或由其联合行业主管部门发布，行业标准由国务院下属行业主管部门发布，地方标准由地方人民政府发布，企业标准由企业自行制定。

对同一事物，如果同时存在四种有效标准，从技术指标上看，则国

1

家标准≤行业标准≤地方标准≤企业标准；从法律效力上看，则国家标准≥行业标准≥地方标准≥企业标准。

国际标准由国际性行业组织或协会制定发布，不是我国有效标准，在我国不具法律效力。对先进的国际标准，可由我国相关部门全文或部分引进，成为国内标准；也可直接供相关企事业单位参考使用。

第一章 基本性质

一、填空题：

1、原子晶体，离子晶体，金属晶体，分子晶体 2、绝对密实（孔隙率为0） 3、不变，减小，增大，降低 4、不变，增大 5、吸水率，含水率 6、软化系数，小 7、亲水性

8、物理作用，化学作用，生物作用 9、8.7，241.3

二、选择题：

1~6：D D D A C B 7~12：A B A C B C

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三、简答题：

1、区分材料的亲水性与憎水性有何意义，憎水性材料有什么用途？ 答：材料的亲水性与憎水性反映了材料能否被水浸润的性质，从而决定了材料的用途。

憎水性材料本身可用作防水材料，也可对亲水性材料表面进行防水处理。

2、材料的强度测试值与哪些因素有关，如何影响？ 见课本第13页，课件第一章第57页

四、计算题：

1、某材料的密度为2.56g/cm3，表观密度为2.14 g/cm3，800克绝干的该材料浸水饱和后擦干表面并测得质量为846克。求该材料的孔隙率、质量吸水率、体积吸水率、开口孔隙率、闭口孔隙率和视密度（近似密度）。(假定开口孔全可充满水)

解：已知ρ= 2.56 g/cm3；ρ0= 2.14 g/cm3；m=800 g；m1=846 g V = m/ρ = 800/2.56 = 312.5 cm3 V0 = m/ρ0 = 800/2.14 = 373.83 cm3 m水 = m1 -m = 46 g V水 = m水/ρ水 = 46 cm3 V开 = V水 = 46 cm3

Wm = m水/m*100% = 46/800*100% = 5.75% Wv = V水/V0*100% = 46/373.83*100% = 12.3%

P = (V0-V) /V0*100% = (373.83-312.5)/373.83*100% = 16.4%

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P开 = Wv = 12.3%

P闭 = P- P开 = 16.4% - 12.3% = 4.1%

ρ’= m/(V0- V开) = 800/(373.83-46) = 2.44 g/cm3

2、烧结普通砖的尺寸为240mm×115mm×53mm，已知其孔隙率为42.5%，完全干燥时质量为2510g，浸水饱和后质量为3110g。试求该砖的密度、视密度、质量吸水率、体积吸水率及闭口孔隙率。 解：V0 = 24*11.5*5.3 = 1462.8 cm3

m水 = m1-m = 3110-2510 = 600 g V水 = m水/ρ水 = 600 cm3 V开 = V水 = 600 cm3

ρ= m/V = m/(V0*(1-P)) = 2510/(1462.8*0.575) = 2.98 g/cm3 ρ’= m/(V0- V开) = 2510/(1462.8-600) = 2.91 g/cm3 Wm = m水/m*100% = 600/2510*100% = 23.9% Wv = V水/V0*100% = 600/1462.8*100% = 41.0% P开 = Wv = 41.0%

P闭 = P- P开 = 42.5% - 41.0% = 1.5%

3、质量3.5kg、容积10L的量筒装满绝干石子后的总质量为19.43kg。向量筒内注水，待石子吸水饱和后，且量筒刚好被注满，注入的水为4.55kg。将上述吸水饱和后的石子擦干表面后称得总质量为20.26kg（含筒重），求该石子绝干状态下的堆积密度、视密度、质量吸水率及开口孔隙率。

解：已知m水 = 4.55 kg；V水 =4.55L ；V1 =10L

m = 19.43-3.5 = 15.93 kg m1 = 20.26-3.5 = 16.76 kg V开 = (m1 - m)/ ρ水 = 0.83L

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V0 =V1-V水+V开= 6.28L

ρ1= m/V1 = 15.93/(10*10-3) = 1593 kg/m3

ρ’= m/(V0- V开) = 15.93/((6.28-0.83)*10-3) = 2922.9 kg/m3 Wm = (m1-m)/m*100% = (16.76-15.93)/ 15.93*100% = 5.21% P开 = V开/V0*100% = 0.83/6.28*100% = 13.2%

4、普通粘土砖进行抗压试验，干燥状态时的破坏荷载为213.4kN，水饱和状态时的破坏荷载为173.5kN，实验时砖的受压面积为11.5cm×12cm。问此砖能否用于建筑物中经常与水接触的部位。略

第三章 气硬性胶凝材料

一、填空题： 1、碳酸钙（CaCO3） 2、钙质石灰，镁质石灰 3、结晶，碳化 4、β，α 5、硅酸凝胶 6、越高，越强

二、选择题：

1~5：B B B C C 6~10：B C C D A

三、简答题：

1、胶凝材料的分类。略

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2、简述石灰的技术特点和用途。 见课件第三章第13页及15~18页

3、何谓欠火石灰、过火石灰？它们对石灰的使用有何影响？ 见课件第三章第7页，或

欠火石灰中心不能消解，形成渣子，影响石灰浆产量和质量。 当石灰已经硬化，过火石灰才开始熟化，产生体积膨胀，引起结构隆起或开裂。

4、简述建筑石膏的技术特点和用途。 见课件第三章第29页及31页

四、自习题：

1、使用石灰砂浆作为内墙粉刷材料。过了一段时间后，墙面出现了凸出的呈放射状的裂缝，试分析其原因，并提出改进方法。

答：这是由于砂浆中的石灰膏未完全消解，其中含有少量过火石灰所造成的。在较长时间后，过火石灰吸收空气中的水分，缓慢消解，体积膨胀，使得墙面上出现部分突出的呈放射状的裂纹。

2、为什么建筑石膏及其制品仅适合于室内环境，而不适合于室外？ 答：建筑石膏具有表面光滑细腻，不开裂，装饰性好，可加工性好，以

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及防火、吸音，可自动调节室内温度、湿度的优点，因此适用于室内环境。

但建筑石膏同时具有孔隙率大，强度低，耐水性、抗冻性差的缺点，因此不适用于室外。

3、建筑石膏凝结硬化过程的特点和主要技术性质如何？相比之下，石灰的凝结硬化过程有何不同？

答：凝结硬化过程的特点：需水量大，凝结硬化迅速，体积不收缩或微膨胀。

主要技术性质：见课件第三章第29页。

石灰的凝结硬化：必须有空气及水分，凝结硬化缓慢，体积收缩大。

4、简述水玻璃的特点和用途。略

第四章 水泥

一、填空题：

1、不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化，并保持或继续发展强度的无机胶凝材料。 2、石灰质原料，粘土质原料 3、C3S，C2S，C3A，C4AF，C3A

4、水化反应速率较快，水化热较多且主要在水化反应的早期释放，其

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水化生成物是水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体，早期强度高，后期强度增进率较大，是决定水泥早期强度和强度等级的最主要矿物。 5、调节凝结时间，体积安定性 6、水化硅酸钙（C-S-H），水化铁酸钙

7、水化硅酸钙（C-S-H），氢氧化钙（Ca(OH)2、CH），水化铝酸钙 8、矿物组成，水灰比，环境温度和湿度，水泥细度，龄期等 9、不小于45min，不大于10h 10、大（严重） 11、越高

12、游离氧化钙（f-Ca），游离氧化镁（f-Mg），石膏（CaSO4） 13、易反应及易流失的Ca(OH)2 14、硫酸盐、镁盐

15、普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥

16、低，低，好，小 17、低，强，低，大，差

二、选择题：

1~6：A C B D C C 7~12：A B A B C D

三、简答题：

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1、简述硅酸盐水泥熟料中的主要矿物成分和各自特点。 见课本第40页，课件第四章第15~18页

2、分析硅酸盐水泥水化热大小主要影响因素及对工程应用的影响。 答：水化热是指水泥和水之间发生化学反应放出的热量。硅酸盐水泥中铝酸三钙和硅酸三钙的含量愈高，则水化热愈大。

水化热大，不利于大体积混凝土工程，易造成混凝土内外温差过大，导致温度裂缝。但水化热有利于混凝土冬季施工，能提高养护温度，增大早期强度，防止冻害。

3、水泥初凝时间和终凝时间的定义是什么? 见课本第44页，课件第四章第43页

4、分析硅酸盐水泥强度发展规律和主要影响因素。

答：强度发展规律：早期强度发展迅速，后期强度持续发展。7d即达到较高强度，28d前发展都较快，以后逐渐放慢，90d后更加缓慢。但在温暖潮湿的环境中，强度能持续缓慢增长。

主要影响因素：矿物组成、水灰比、环境温度和湿度、水泥细度、龄期等。

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5、什么是水泥的体积安定性？造成水泥体积安定性不良的原因有哪些？

答：水泥的体积安定性是指水泥在水化、凝结硬化过程中体积变化的均匀性。

造成水泥体积安定性不良的原因有：①硅酸盐水泥熟料中游离CaO、MgO含量过高；②水泥生产过程中石膏的掺量过高。

6、水泥石易受腐蚀的根本原因是什么？如何预防水泥石的腐蚀？ 见课本第46~48页，课件第四章第55页

7、什么是活性混合材料和非活性混合材料？两者在水泥中的作用如何？

见课本第48~49页，课件第四章第61页

8、工地发现一袋白色粉末，可能是磨细石英粉、磨细生石灰、建筑石膏、白色硅酸盐水泥，如何用一种简单方法辨别？

答：取少量样品，放入烧杯，加水搅拌，并用温度计测量温度变化情况。不水化的是磨细石英粉；迅速水化并大量放热的是磨细生石灰；迅速水化并迅速凝结硬化的是建筑石膏；缓慢水化且温度缓慢上升的是白色硅酸盐水泥。

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9、简述水泥储运的注意事项。

答：水泥在运输与保管时，不得受潮和混入杂物，不同品种和强度等级的水泥，应分别储运。

储存水泥的库房应注意防潮、防漏。存放袋装水泥时，地面有垫板，四周要离墙。袋装水泥堆垛不宜太高，一般以10袋为宜。

水泥的储运应按照水泥到货先后，依次堆放，尽量做到先存先用。 水泥储存期不宜过长，以免受潮而降低水泥强度。袋装水泥储存期为3个月，过期水泥使用前必须重新检验，否则不得使用。

四、自习题：

1、硅酸盐水泥生产的主要工艺流程是什么? 两磨一烧 2、影响硅酸盐水泥的凝结硬化的因素是什么？

答：主要影响因素：矿物组成、水灰比、环境温度和湿度、水泥细度、龄期等。

3、石膏在硅酸盐水泥中起什么作用？

答：石膏与铝酸三钙及水反应，生成钙矾石。适量的石膏，在水泥浆体凝结前生成钙矾石晶体，可调节水泥凝结时间，防止闪凝，对早期强度有一定贡献；过量的石膏或硬化后内部产生的石膏，在已硬化的水泥石内部生成钙矾石晶体，体积膨胀，破坏结构。

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4、什么是水泥的细度？水泥的细度对其性能有何影响？

答：细度是指水泥颗粒粗细的程度，它是影响水泥性能的重要指标。

颗粒愈细，与水反应的表面积愈大，因而水化反应的速度愈快，水泥石的早期强度愈高，但硬化收缩也愈大，且水泥在储运过程中易受潮而降低活性。因此，水泥细度要适当。

5、如何测定与判断水泥的体积安定性？

答：检验安定性主要采用沸煮法。按我国现行试验方法，具体可采用试饼法或雷氏夹法。如试饼出现崩裂、龟裂、弯曲则安定性不合格，当两个试件的判断结果有矛盾时，该水泥的安定性为不合格。对雷氏夹法，两个试件膨胀值的平均值不大于5.0mm ，该水泥的安定性为不合格，当两个试件膨胀值相差超过4.0mm 时，应用同一样品重做一次试验。

6、何谓水泥的水化热？水化热大有何利害？水泥熟料中哪两种矿物成分对水化热影响大？

答：水化热是指水泥和水之间发生化学反应放出的热量。

水化热大，不利于大体积混凝土工程，但有利于冬季混凝土施工。 熟料矿物中铝酸三钙和硅酸三钙的含量愈高，则水化热愈大。

7、什么是硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥？略

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8、简述铝酸盐水泥的特性与应用。略

9、下列混凝土工程中应优先选用哪种水泥？并说明原因（优先在通用水泥中选择）。

①大体积混凝土工程，如大坝 ②采用蒸汽养护的混凝土构件 ③高强度混凝土工程 ④严寒地区受反复冻融的混凝土工程

⑤海港码头工程 ⑥地下水富含硫酸盐地区的混凝土基础工程

⑦要求速凝高强的军事工程 ⑧耐磨要求高的混凝土工程，如道路、机场跑道

⑨低温下施工的混凝土工程 ⑩高温环境下的混凝土工程，如高炉基础

答：①大体积混凝土工程，如大坝——P?S、P?P、P?F、P?C，水化热低；

②采用蒸汽养护的混凝土构件——P?S、P?P、P?F、P?C，易高温高压养护；

③高强度混凝土工程——P?I/II，强度高；

④严寒地区受反复冻融的混凝土工程——P?O(>42.5)，抗冻性好； ⑤海港码头工程——P?S、P?P、P?F、P?C，抗腐蚀性好； ⑥地下水富含硫酸盐地区的混凝土基础工程——P?S、P?P、P?F、P?C，抗腐蚀性好；

⑦要求速凝高强的军事工程——P?I/II，强度高；

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⑧耐磨要求高的混凝土工程，如道路、机场跑道——P?I/II、P?O，强度高、耐磨性好；

⑨低温下施工的混凝土工程——P?I/II、P?O，抗冻性好； ⑩高温环境下的混凝土工程，如高炉基础——P?S，耐热性好。

10、说明下述三种情况的后果及产生原因。 ①生产普通硅酸盐水泥时加入适量磨细石膏。

②施工时，在普通硅酸盐水泥混凝土中掺入一定量磨细石膏。 ③普通硅酸盐水泥混凝土长期处于富含硫酸盐的地下水中。 答：调节水泥凝结时间，防止闪凝，对早期强度有一定贡献；

造成水泥中石膏过量，当水泥硬化后继续生成钙矾石晶体，体积膨胀，破坏结构；

硫酸盐与氢氧化钙反应，生成石膏，进而生成钙矾石晶体，破坏结构。

第五章 水泥混凝土（一）

一、填空题：

1、具有符合设计要求的强度，具有与施工条件相适应的施工和易性，具有与工程环境相适应的耐久性，满足上述要求，尽量降低成本 2、普通，高强度，超高强度 3、骨架，润滑，胶结

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0.6 0.3 0.15 71~85 80~95 90~100 41~70 70~92 90~100 16~40 55~85 90~100 注：砂的实际级配中，除4.75mm与0.6mm外，可以略有超出，但超

出总量应<5%；对于人工砂，0.15mm的累计筛余，可放宽至：1区85~100；2区80~100；3区75~100。 解：

筛孔尺寸/mm 4.75 2.36 1.18 筛余量/g 分计筛余/% 累计筛余/% FM?0.6 108 0.3 114 0.15 筛底 95 35 7.0 24 4.8 4.8 53 71 10.6 14.2 21.6 22.8 19.0 15.4 29.6 51.2 74.0 93.0 100.0 (A2?A3?A4?A5?A6)?5A115.4?29.6?51.2?74?93?5?4.8??2.5

100?A1100?4.8属于中砂；

级配合格，属于2区。

2、混凝土的设计强度等级为C30，要求保证率95%，用卵石、河砂、

42.5普通水泥配制混凝土，若实测混凝土7d抗压强度为26.5MPa，则混凝土的水灰比为多少？能否达到设计强度的要求？（A=0.48，B=0.33，水泥强度富余系数1.1，σ0=4.5MPa） 解：配制强度fh=fcu+1.645σ0=30+1.645×4.5=37.4MPa

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C?f?Af(?B)ce??28W ??f28?f7??ln28ln7C?f?0.48?1.1?42.5?(?0.33)??28W ??f?26.5?ln2828?ln7??W??0.42 ?C??f28?45.4MPa∵f28>fh，∴28天后能达到设计强度要求

3、用32.5级普通硅酸盐水泥配制的混凝土，在10℃的条件下养护7d，

测得标准立方体试件的抗压强度为14.5MPa。试估算此混凝土在此温度下28d的抗压强度。 解：f28/86.5%=14.5/48% ∴f28=26.1MPa

4、混凝土的设计强度等级为C30，要求强度保证率P=95%。问：

①当强度标准差σ=5.5MPa时，混凝土的试配强度应为多少？ ②当提高施工管理水平，σ=3.0MPa时，混凝土的试配强度又为多少？

③若采用强度等级为42.5的普通水泥，碎石，用水量170kg，问当σ从5.5MPa降到3.0MPa，1m3混凝土可节约多少水泥？（水泥强度富余系数1.13，A=0.46，B=0.07） 解：①fh=fcu+1.645σ0=30+1.645×5.5=39.0MPa

②fh=fcu+1.645σ0=30+1.645×3.0=34.9MPa

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C1?39?0.46?1.13?42.5?(?0.07)?C?W ③fh?Afce(?B) ?

W?34.9?0.46?1.13?42.5?(C2?0.07)?W??C1?312 ??C2?280.5∴每m3可节约水泥(312-280.5)=31.5kg

五、自习题

1、按性能和用途分，混凝土哪些品种？略

2、什么是混凝土的标准立方体抗压强度和立方体抗压强度标准值？ 答：按照标准方法制成的边长为150mm的立方体试件，在标准养护条件（温度20±2℃，相对湿度95%以上）下，养护至28d龄期，按照标准方法测定其抗压强度极限值，称为标准立方体抗压强度。

在混凝土标准立方体抗压强度的总体分布中，具有95%保证率的抗压强度，称为立方体抗压强度标准值。或抗压强度总体分布中的一个值，低于该值的强度的百分率不超过5%。

3、水泥凝结时间的概念与控制目的是什么？略 4、影响混凝土强度的主要因素有哪些？

答：水泥浆的数量，水泥浆的稠度，砂率，水泥品种，骨料、外加剂情况，养护时的温度、湿度、龄期等。

5、什么是混凝土的和易性，其影响因素有哪些？ 略

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6、水灰比大小（高、低、适当）对混凝土的和易性和强度有何影响？ 见课本第64页，课件第五章I第33页

7、水泥浆含量、砂率对混凝土的和易性有何影响？略

8、什么是混凝土的碱-骨料反应？它对混凝土有什么危害？如何避免混凝土的碱骨料反应。

9、简述混凝土的抗冻性、抗渗性受哪些因素影响。 10、简述提高混凝土抗裂性的措施。

11、何谓混凝土的徐变？考虑混凝土的徐变在结构工程中有何实际意义？

第五章 水泥混凝土（二）

一、填空题： 1、品种，掺量，掺法

2、水灰比，单位用水量，合理（最佳）砂率 3、绝对体积法，假定表观密度法 4、强度，耐久性 5、高强度、高耐久性

6、增大流动性，提高强度及耐久性，节约水泥

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二、选择题：

1~6：B D A B B B 7~12：D D A A C C

三、简答题：

1、说明混凝土中掺入优质粉煤灰的作用或优点。 见课件第五章I第197~200页，或

答：①火山灰活性作用，可取代部分水泥，降低成本，降低水化热；

②形态作用，粉煤灰呈微小球状，可增大流动性、保水性，改善和易性；

③微骨料作用，粉煤灰水化反应很慢，大量粉煤灰微小颗粒可填充骨料缝隙，提高混凝土密实度。

2、混凝土配合比设计应满足的四项基本要求是什么？ 见课件第五章I第9页

3、简述混凝土配合比设计的步骤。 答：1）初步配合比的确定

包括：确定配制强度、水灰比、单位用水量、单位水泥用量、合理砂率，计算砂、石用量。

2）基准配合比的确定

在实验室里进行和易性检验，按一定原则调整后得到基准配合比。 3）实验室配合比的确定

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