2015土材问答题

问答题

第一章

1、简述孔隙率和孔隙特征对材料性能的影响。

答：孔隙率的大小反映了材料的致密程度。材料的力学性质、热工性质、声学性质、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性等都与孔隙有关。孔隙率相同的情况下，材料的开口孔越多，材料的抗渗性、抗冻性越差。在材料的内部引入适量的闭口孔可增强其抗冻性。一般情况下，孔越细小、分布越均匀对材料越有利。

3、材料在不同受力方式下的强度有几种？各有何功用？

（1）根据外力作用方式不同，材料强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度以及抗剪强度等。 （2）抗压强度是岩体、土体在单向受压力作用破坏时，单向面积上所承受的荷载，可用于混凝土强度的评定；抗拉强度指材料在拉断前承受最大应力值，可用于钢筋强度的评定；抗弯强度是指材料抵抗弯曲不断裂的能力，可用于脆性材料强度的评定；抗剪强度，指外力与材料轴线垂直，并对材料呈剪切作用时的强度极限，可用于土体强度的评定。

5、脆性材料、韧性材料有何特点？各适合承受哪种外力？

（1）脆性材料是在外力作用下没有明显塑性变形而突然破坏的材料。韧性材料是在冲击或震动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时也能产生一定变形而不破坏的材料。 （2）脆性材料适合承受压力；韧性材料适合承受冲击力。

7、什么是材料的耐久性？为什么对材料要有耐久性要求？

（1）耐久性是指材料在长期使用过程中，能保持原有性能而不变质、不破坏的能力。 （2）材料的耐久性是土木工程耐久性的基础，合理使用高耐久性材料，有效提高工程的寿命，降低工程的维修成本。从而降低工程项目的全寿命成本；合理使用高耐久性材料。会减少材料的消耗，对节约资源、能源，保护环境有重要意义。

第二章

1、什么是气硬性胶凝材料？什么是水硬性胶凝材料？两者在哪些性能上有显著的差异？ （1）气硬性胶凝材料：是只能在空气中硬化，也只能在空气中保持和发展其强度的无机胶凝材料。

（2）水硬性胶凝材料：是既能在空气中硬化，还能更好地在水中硬化、保持并发展其强度的无机胶凝材料。

（3）差异：气硬性胶凝材料，只适用于干燥环境中，不适宜用于潮湿环境，更不可用于水中，强度较低，耐水性差，耐久性弱。水硬性胶凝材料，既适用于干燥环境，又适用于潮湿环境或水下工程。强度较高，耐水性好，耐久性强。

3.什么是生石灰的熟化（消解）？伴随熟化过程有何现象？ （1）熟化是指生石灰（CaO）与水作用生成氢氧化钙的过程。

（2）现象：石灰的熟化过程会放出大量的热，熟化时体积增大1-2.5倍。

5.石灰在使用前为什么要进行陈伏？陈伏时间一般需要多长？

（1）原因：石灰生产时局部煅烧温度过高，在表面有熔融物的石灰为过火石灰。熟化的石灰膏如果立即投入使用，会导致隆起和开裂。为消除过火石灰的危害，石灰膏在使用前要陈伏。（2）时间：14天以上。

7.既然石灰不耐水，为什么由它配置的灰土或三合土却可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？

答：石灰可以改善粘土的和易性，在强力夯打之下，大大提高了粘土的紧密程度。而且，粘土颗粒表面的少量活性氧化硅和氧化铝可与氢氧化钙发生化学反应，生成不溶于水的水化硅酸钙和水化铝酸钙，将粘土颗粒粘结起来，从而提高了粘土的强度和耐水性。

9.建筑石膏为什么不耐水？

答：（1）建筑石膏孔隙率大，为吸湿、吸水创造了条件。(2)建筑石膏的硬化过程是一个连续的溶解、水化、胶化、结晶过程，遇水后，晶体间结合力减弱，强度显著降低。若长期浸泡在水中，二水石膏晶体逐渐溶解，从而导致破坏。

11.简述石膏为什么适合作建筑装饰制品？

答：建筑石膏在凝结硬化过程中体积略有膨胀，可以浇注出纹理细致的浮雕花饰，同时，石膏制品质地洁白细腻，因而特别适合制作建筑装饰制品。

13.试比较石灰和石膏的硬化速度和强度，并分析其原因。 答：比较：石膏的硬化速度更快，强度更高。

原因：石膏：建筑石膏加水后，首先溶解于水

15.什么是水泥的体积安定性？体检定型不良的原因及危害有哪些？ 答：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。

原因：（1）熟料中游离氧化钙过多；（2）熟料中游离氧化镁过多；（3）石膏掺量过多。

危害：若水泥浆体硬化过程中发生不均匀的体积变化，会导致水泥石膨胀开裂、翘曲，即安定性不良，会降低建筑物质量，甚至引起严重事故。

17.为什么硅酸盐水泥的初凝时间不应太短，而终凝时间不应太长？

答：为使水泥混凝土和砂浆有充分的时间进行搅拌、运输、浇捣和砌筑，水泥初凝时间不应太短。当施工完成，则要求尽快硬化，具有强度，故终凝时间不应太长。

19.为什么水化热大的硅酸盐水泥不宜用于大体积混凝工程？

答：水化热大的硅酸盐水泥在水化过程中要释放出大量的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失，这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。

21.硅酸盐水泥强度发展的规律是怎样的，影响其强度发展的主要因素有哪些？

（1）强度发展规律：开始时水化速度快，水泥的强度增长也较快；但随着水化不断进行，堆积在水泥颗粒周围的水化物不断增多，阻碍水和水泥未水化部分的接触，水化减慢，强度增长也逐渐减慢。

（1）强度影响因素：熟料矿物成分；细度；水灰比；温度和湿度；养护时间；石膏。

23.为什么硅酸盐水泥在流动的淡水、矿物水及碳酸水作用下会引起腐蚀？

答：流动的淡水：当水泥石长期与淡水接触时，最先溶出的是氢氧化钙，在流水的作用下，氢氧化钙会不断溶解流失，还会引起其他水化物的分解，使水泥石结构遭受进一步的破坏。

矿物水：

碳酸水：碳酸水中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙反应生成碳酸钙，生成的碳酸钙再与富含二氧化碳的水反应生成易溶的重碳酸钙，水泥石因此溶失。

25.叙述硅酸盐水泥被硫酸盐腐蚀的过程及其危害，并列出化学反应方程式来说明。 答：硫酸盐与水泥石中的氢氧化钙发生置换反应，生成硫酸钙 SO4+Ca(OH)2 CaSO4+2OH

反应生成的硫酸钙再与水泥石中的水化铝酸钙作用生成高硫酸型水化硫铝酸钙（AFt） 4CaO·Al2O3·12H2O+3CaSO4+20H2O 3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O+Ca(OH)2 生成的高硫酸型水化硫铝酸钙含有大量结晶水，反应后的固体体积是反应前固体部分体积的2.5倍以上，对水泥石起极大的膨胀破坏作用。当水中硫酸盐浓度较高时，硫酸钙将在空隙中直接结晶成二水石膏，体积膨胀导致水泥石破坏。

27.在通常条件下存放三个月以上的水泥，可否仍按原强度等级使用？为什么？

答：不能。因为水泥的有效存放期规定为三个月，超过有效期的水泥，应视为过期水泥，，要重新测定标号，按实测强度使用。

29.什么是活性混合材料？什么是非活性混合材料？两者在水泥的作用是什么？

（1）活性混合材料：混合材料磨成细粉，与石灰石或与石灰和石膏拌合，加水后在常温下能生成具有水硬性的产物，这种混合材料称为活性混合材料。

作用：磨细后加水不水化，但掺加石灰后发生二次水化反应，生成水硬性胶凝材料，在水泥中用一定比例的活性混合材料代替可以改变各种水泥性能。

（2）非活性混合材料：指在水泥中主要起填充作用而又不损害水泥性能的矿物材料。 作用：将其掺入硅酸盐水泥中可提高水泥产量、降低水泥强度等级、减少水化热。

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31.为什么矿渣水泥的耐硫酸盐腐蚀性及耐水性好？

答：矿渣硅酸盐水泥硬化后水泥石中的氢氧化钙剩余量较少，因而其抵抗软水、海水、硫酸盐能力特别强。

33.为什么矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥不宜用于较低温施工的工程或早期强度要求较高的工程？

答：掺入大量活性混合材料的水泥中熟料含量少，相应的水化放热量大的硅酸三钙、铝酸三钙含量较少，而且活性混合材料的二次反应速度慢，水泥凝结硬化慢，因而水化放热量低，放热时间分散，而且早期强度低。

35.有三种白色胶凝材料，可能是生石灰粉，建筑石膏或水泥，用什么简易方法可以辨认？ 答：分别取样加水拌合，发热冒泡的是生石灰粉；快干快硬的是建筑石膏；剩下的、一段时间后凝结的是白水泥。

37.现在甲乙两厂生产的硅酸盐水泥熟料，其矿物组成如下：

熟料的矿物组成（%） 生产厂家 C3S 甲厂 乙厂 52 45 C2S 21 30 C3A 10 7 C4AF 17 18 若用上述熟料分别制成硅酸盐水泥，试估计它们的强度增长情况、水化热性质上的差异，简要说明理由。

（1）强度：乙厂C2S量较甲厂多，且C2S、C3S总量较甲厂多，故早期强度较甲厂低，后期强度较高。

（2）水化热：甲厂C3S、C3A总量较乙厂多，故甲厂水化热较大。

第三章

1、如何测定砂、石的表观密度，请写出计算公式？ 用广口瓶法；公式：P=(m0/(m0+m2-m1)*P水 P－－－表观密度

（2） 在水灰比一定的条件下，单位用水量是影响混凝土拌合物了流动性的主要因素，单

位用水量课根据施工要求的流动性及粗骨料的最大粒径来确定。在满足施工要求的流动性前提下，单位用水量取较小值，可用较小的水泥浆数量满足和易性的要求，并是混凝土相对密实，具有较好的经济性。

（3） 砂率对混凝土拌合物的和易性，特别是其中的粘聚性和保水性有很大影响，适当提

高砂率有利于保证混凝土的粘聚性和保水性。

第七章

2.与石油沥青比较，煤沥青的性质、特点如何？

答：①温度稳定性较差；②塑性较差；③大气稳定性较差；④防腐性较好；⑤黏结性较好。

8.我国现行的石油沥青化学组分分析方法将石油沥青分离为哪几个组分？它们与沥青的技术性质有何关系？

10.沥青含蜡量对沥青路用性能影响表现在哪些方面？

1）蜡在高温时融化，使得沥青粘度降低，影响其高温稳定性和温度敏感性； 2）蜡使沥青和集料的亲和力变小，影响沥青的粘结力及抗水剥离性； 3）蜡在低温时结晶析出，分散在其他各组分之间，减小了分子间的紧密联系； 4）蜡减小了沥青低温时的应力松弛性能，使沥青的收缩应力迅速增加而容易裂开； 5）沥青低温时其流变指数增加，符合流动度减小，时间感应性增加；

6）蜡的结晶及融化使一些测定指标出现假象，使沥青的性质发生变化，以致沥青性质在这一温度区的变化不连续。

14.沥青混合料按其组成结构可分为哪几种类型？ 沥青混合料有三种组成结构类型：

（1）悬浮—密实结构 特点：采用连续型密级配，细料多，粗料少，粘聚力较高，内摩擦角较低，高温稳定性较差。

（2）骨架—空隙结构 特点：采用连续型开级配，细料少，粗料多，粘聚力较小，内摩擦角较高，高温稳定性较好。

（3）密实—骨架结构 特点：采用间断密级配，细料较多，粗料也较多，粘聚力较高，内摩擦角较大，高温稳定性较好。

第九章

2.普通粘土砖的强度如何测定的？其标号是如何划分的？

（1）强度测定方法：将试件样品放置在加压板中央，垂直受压面加荷，直至试件破坏为止记录最大荷载F，通过强度计算公式得出其强度。

（2）标号划分：烧结普通砖根据抗压强度分为MU30，MU25，MU20，MU15，MU10五个强度等级。

4.请从技术性质上比较粘土空心砖与普通粘土砖的关系

（1）普通粘土砖强度较高，隔热保温丶隔声丶防火防腐丶抗冻丶耐久性好。

（2）粘土空心砖容重及导热系数低，有较大尺寸和足够强度，可以提高工效，改善墙体热工和隔声性能。

两者从原料和生产工艺上基本相同，只是粘土空心砖对粘土的塑性要求更高。

6.分析普通粘土砖作为墙体材料的利弊，如何对这种墙体材料进行技术改革？

（1）利弊：普通粘土砖既具有一定强度，又因多孔结构而具有良好的绝热性、透气性、稳定性，同时具有耐久、价格低廉等特点，但也有自重大、能耗高、抗震性差、尺寸小、施工效率低等特点，尤其是毁田烧砖导致土地严重流失。

（2）墙体材料主要是发展轻质、高强、空心、大块的墙体材料，力求减轻建筑物自重和节约能源，并为实现施工技术现代化和提高劳动生产率创造条件。

8.蒸压加气混凝土砌块的强度级别和表观密度级别分别有哪些？ 强度级别有七个级别：A1.0、A2.0、A2.5、A3.5、A5.0、A7.5、A10.0 表观密度有六个级别：B03、B04、B05、B06、B07、B08

10.选择天然石材需考虑哪些原则？

在土木工程中应根据石材的适用性、经济性和安全性等原则选用石材。

（1）适用性：适用性主要考虑石材的技术性能是否满足使用要求。根据石材在建筑物中的用途和部位，选择其主要技术性质能满足要求的岩石。如承重用的石材，主要应考虑其强度等级、 耐久性、抗冻性等技术性能；维护结构用的石材应考虑是否具有良好的绝热性能；用作地面、 台阶等的石材应坚硬耐磨；装饰用的构件，需考虑石材本身的色彩与环境的协调及可加性等；对处在高温、高湿、严寒等特殊条件下的构件，还要分别考虑所用石材的耐久性、耐水性、抗冻性及耐化学侵蚀性等。

（2）经济性：天然石材的密度大、不宜长途运输，应综合考虑地方资源，尽可能做到就地取材。难于开采和加工的石料，将使材料成本提高，选材时应加注意。

（3）安全性：由于天然石材是构成地壳的基本物质，因此可能存在含有放射性的物质，会对人体产生有害影响。如花岗岩的放射性较高，大理石较低。从颜色上看，红色、深红色的放射超标较多。因此，在选用天然石材时，应有放射性检验合格证明或检测鉴定。

第十章

2.什么是钢材的冷加工和时效硬化？冷加工后钢材的性能有何变化？

在常温下，对钢材进行冷拉、冷拔或冷轧等机械加工，使之产生一定的塑性变形，屈服强度明显提高，塑性和韧性有所降低，这个过程称为钢材的冷加工强化。

钢材经冷加工后，随着时间的延长，屈服强度进一步提高，塑性和韧性继续降低，这个过程称为时效处理。

影响：钢材屈服强度提高，塑性和韧性降低。

4.冷弯性能的表示方法及其实际意义？

（1）表示方法：钢材的冷弯性能指标，以试件被弯曲的角度和弯心直径对试件厚度（或直径）的比值来表示。越小越好。

（2）实际意义：在一定程度上揭示钢材是否存在内部组织的不均匀、内应力、夹杂物、未熔合和微裂纹等缺陷。因此，冷弯性能也反映钢材的冶金质量和焊接质量。

6.为什么说屈服点、抗拉强度和伸长率是建筑钢材的重要技术性能指标？

（1）屈服点是结构设计时取值的依据，表示钢材在正常工作承受的应力不应超过它； （2）屈服点与抗拉强度的比值称为屈强比。它反应钢材的利用率和使用中安全可靠程度；

（3）伸长率表示钢材的塑性变形能力。钢材在使用中，为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆断，要求其塑性良好，即具有一定的伸长率，可以使缺陷处超过时，随着发生塑性变形使应力重分布，而避免钢材提早破坏。同时，常温下将钢材加工成一定形状，也要求钢材要具有一定塑性。但伸长率不能过大，否则会使钢材在使用中超过允许的变形值。

8.在建筑工程中选用碳素结构钢应考虑的条件？哪些条件下不能选用沸腾钢？

（1）选用碳素结构钢应考虑所受荷载类型、结构的重要性、连接方法以及环境温度。 （2）对于沸腾钢，在下列条件下应限制其使用：动荷载焊接钢结构；动荷载非焊接钢结构，但其计算温度低于—20℃时；静荷载或间接动荷载作用，计算温度低于—30℃的焊接钢结构。

第十一章

2.什么是木材的纤维饱和点？它对木材的物理力学性能有何影响？

（1）当木材的吸附水达到饱和而尚无自由水时，此时的含水率称为纤维饱和点。 （2）当含水率大于纤维饱和点时，水分对木材性质的影响很小。当含水率自纤维饱和点降低时，木材的物理和力学性质随之而变化。

4.木材在吸湿或干燥过程中，体积变化有何规律？

木材具有显著的湿胀干缩性。当木材从潮湿状态干燥至纤维饱和点时，自由水蒸发不改变其尺寸；继续干燥，细胞壁中吸附水蒸发，细胞壁基体相收缩，从而引起木材体积收缩。吸湿过程与之相反。

6.木材腐朽的原因和主要的防腐措施？

原因：木材是天然有机材料，易受真菌、昆虫侵害而腐朽变质。 防腐措施：

将木材置于通风、干燥处或浸没在水中或深埋于地下或表面涂油漆等方法。 还可采用化学有毒药剂，经喷淋或浸泡或注入木材，从而抑制或杀死菌类、虫类。

8.分析影响木材强度的主要因素？

⑴含水率；⑵负荷时间；⑶环境温度；⑷疵病的影响。

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