水工10工程材料复习参考
一、 名词解释
材料的组成；孔隙率；胶凝材料；硅酸盐水泥；两磨一烧；凝结时间；混合材料；标准稠度用水量；水泥混凝土；颗粒级配；细度模数；饱和面干吸水率；混凝土拌和物和易性；坍落度；合理砂率；混凝土标准立方体抗压强度；F100；W6；混凝土强度保证率；混凝土外加剂；石油沥青；沥青混合料；沥青的粘滞性、塑性、耐热性；沸腾钢、镇静钢； Q235-A·F。
二、 问答题
1、 什么是工程材料？按材料的组成可分为哪几大类？
2、 我国技术标准的分类及组成。
3、 简述材料的孔隙率和孔隙特征与材料的密度、表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性及导热性等性质的关系？孔隙率和孔隙特征的变化对材料性能的影响？
4、 简述影响材料强度测定结果的主要因素？
5、 材料含水率与吸水率的关系？水对材料有哪些不良影响？
6、 简述石灰的硬化过程。为什么说石灰是气硬性胶凝材料？
7、 石灰“陈伏”的作用是什么？
8、 硅酸盐水泥的主要矿物组成是什么？各自的主要特性如何？
9、 水泥按用途可分为哪几类？通用水泥包括哪些水泥品种？
10、 水泥水化热对混凝土工程有何危害？有哪些预防措施？
11、 硅酸盐水泥标准规定的技术指标中，哪些指标不合格时为废品？哪些指标不合格时为不合格品？
12、 掺有混合材料的硅酸盐水泥的主要特点有哪些？
13、普通混凝土组成材料及组成材料的作用如何？
14、普通混凝土的主要优、缺点有哪些？
15、混凝土和易性指标及测定方法？影响混凝土拌和物和易性的主要因素？
16、何谓混凝土标准立方体抗压强度？影响混凝土抗压强度的主要因素？
17、混凝土耐久性概念是什么？提高混凝土耐久性的主要措施有哪些？
18、砂、石骨料质量要求包括哪些方面？
19、混凝土外加剂按作用可分为几类？混凝土掺用减水剂后产生哪些效果？
20、混凝土配合比设计三参数及其确定原则是什么？
21、混凝土配合比设计步骤及方法是什么？
22、砂浆和易性评定指标及各指标表示方法？
23、砂浆抗压强度的影响因素有哪些？
24、何谓石油沥青？主要技术性质各用什么指标表示？
25、石油沥青的牌号用何指标划分？牌号高(低)与主要技术性质的关系如何？
26、水工沥青混凝土稳定性用何指标评定？水工沥青混凝土设计参数是什么？
27、水工沥青混凝土的主要技术性质及含意是什么？
28、建筑钢材有哪些主要优缺点？建筑钢材的工艺性能各包含哪些内容？
29、低合金高强度结构钢的主要优点有哪些？
30、建筑钢材牌号含义以及牌号高低与主要技术性质的关系？
三、 作业 〔所布置的作业内容，包括名词解释、问答题、计算题等〕。
说明：
1、名词解释、问答复习题含填空、是非判断、选择等内容。
2、计算题含：含水率及吸水率；水泥抗折抗压强度及等级评定；砂细度模数计算及粗
细程度评定；f～c/w公式计算及应用；混凝土抗压强度计算；混凝土配合比设计计算及配合比表示方法；掺减水剂混凝土配合比设计(节约水泥、提高强度)。
建筑材料综合复习题及答案
一、名词解释
1、材料吸水率
是指在规定试验条件下，材料试件吸水饱和的最大吸水质量占其烘干质量的百分率。
2、堆积密度
是指集料装填于容器中包括集料空隙（颗粒之间的）和孔隙（颗粒内部的）在内的单位体积的质量。
3、表观密度
是指材料单位表观体积（实体体积+闭口孔隙体积）的质量。
4、软化系数
是指材料在吸水饱和状态下的抗压强度和干燥状态下的抗压强度的比值。
5、水泥体积安定性
表征水泥硬化后体积变化均匀性的物理性能指标。
6、凝结时间
凝结时间是水泥从加水开始，到水泥浆失去可塑性所需的时间，分为初凝时间和终凝时间。
7、混凝土和易性
指在一定的施工条件下，便于各种施工操作并能获得质量均匀、密实的混凝土的一种综合性能。它包括流动性、粘聚性和保水性等三个方面的内容。
8、混凝土耐久性——指混凝土在所处的自然环境中及使用条件下经久耐用的性能，即混凝土对受到的各种物理和化学因素的破坏作用的抵抗能力。例如：抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗风化性、抗碳化性，以及预防碱——骨料反应等，统称为混凝土的耐久性。
9、混凝土徐变
混凝土在恒载（长期载荷）作用下，不仅会产生瞬时的弹性变形和塑性变形，而且还会产生随时间而增长的变形，这种随时间而发展的变形称为徐变。
10、水泥净浆标准稠度
是采用稠度仪测定，以试杆沉入净浆，距底板距离为6mm土1mm时的水泥净浆。
11、镇静钢
一种脱氧完全的钢。它是除了在炼钢炉中加锰铁和硅铁脱氧外，还在盛钢桶中加铝进
行补充脱氧而成。残留在钢中的氧极少，铸锭时钢水很平静，无沸腾现象，故名。
12、时效
钢材经冷加工后，随着时间的进展，钢的强度逐渐提高，而塑性和韧性相应降低的现象称为时效。
13、沥青老化
是指沥青在热、阳光、氧气和水分等因素作用下，化学组分发生了转化，使其塑性降低，稠度增大，逐渐脆硬，直至失去使用功能的过程。
14、闪点
是指沥青加热挥发出的可燃气体，与火焰接触初次发生一瞬即灭的火焰时的温度。是沥青安全指标。
15、稳定度
是指在规定试验条件下，采用马歇尔仪测定的沥青混合料试件达到最大破坏的极限荷载。
16、针入度
指沥青材料在规定温度条件下，以规定质量的标准针经过规定时间贯入沥青试样的深度。
17、木材纤维饱和点
木材干燥时，首先失去自由水，然后失去吸附水，当木材细胞壁中的吸附水达到饱和，而细胞腔内尚无自由水时的木材含水率称为木材纤维饱和点。它是木材物理力学性质是否随含水率变化而发生变化的转折点，其值一般取30％。
18、塑料老化
指在使用条件（阳光、氧、热等）作用下，塑料中聚合物（即树脂）的组成和结构发生变化，致使塑料性质恶化的现象。
19、吸声材料
是一种能在较大程度上吸收由空气传递的声波能量的建筑材料。
20、伸长率
是指钢材拉伸试验中，钢材试样的伸长量占原标距的百分率。
二、判断题
1、将某种含孔材料，分别置于不同温度的环境中，所测的密度值中，以干燥条件下的密度值最小。（×）
2、凡是含孔材料，其干燥表观密度均比其密度小。（√）
3、无论在任何条件下，木材平衡含水量（率）始终为一定值。（×）
4、加气混凝土砌块用于墙体，若增加墙厚，则加气混凝土的导热系数降低。（×）
5、通常硬化条件下，石灰的干燥收缩值大，这是它不宜单独生产石灰制品和构件的主要原因。（√）
6、石灰是气硬性胶凝材料，因此，以熟石灰粉配制的灰土和三合土均不能用于受潮工程中。（×）
7、抗硫酸盐水泥的矿物组成中，C3A含量一定比硅酸盐水泥的高。（×）
8、决定水泥石强度的主要因素是熟料矿物组成及含量、水泥的细度。而与加水量（即W/C）无关。（×）
9、含重碳酸盐多的湖水中，不能使用硅酸盐水泥。（×）
10、硅酸盐水泥制成的混凝土构件，若事先使其表面碳化，则可以用于流动软水中。（√）
11、水泥是水硬性胶凝材料，因此，可以在潮湿环境中储存。（×）
12、抗渗要求高的混凝土工程，可以选用普通硅酸盐水泥。（√）
13、严寒地区，受水位升降影响的混凝土工程，不能选用矿渣水泥。（√）
14、水泥石中的某些成分，能与含碱量高的骨料发生反应，称为碱骨料反应。（×）
15、当水泥浆稠度和用量及骨料不变时,过分地提高砂率，会使拌合物和易性降低。（√）
16、选用混凝土粗骨料时，应以满足施工要求的前提下，最大粒径愈大愈好。（×）
17、卵石混凝土，比同条件下拌制的碎石混凝土的流动性好，强度则低。（√）
18、常温沥青混合料可以用于高速公路表面层。（×）
19、分层度愈大，说明砂浆的流动性愈好。（×）
20、沥青混合料主要技术性质为：高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性和施工和易性。（√）
21、道路石油沥青的标号是按针入度值划分的。（√）
22、屈强比大的钢材，使用中比较安全可靠，但其利用率低，因此，以屈强比愈大愈好为原则来选用钢材，是错误的。（×）
23、增加石油沥青中的油分含量，或者提高石油沥青的温度，都可以降低它的粘性，这两种方法在施工中都有应用。（√）
24、当木材的含水率大于纤维饱和点时，若含水率改变，不会造成木材的体积变形。（√）
25、我国现行国标规定，采用马歇尔稳定度试验来评价沥青混合料的高温稳定性。（√）
三、选择题
1、属于亲水材料的下列材料有：①④
①花岗石 ②石蜡 ③油 ④混凝土 ⑤沥青
2、与导热系数有关的因素有：①②③④⑤
①材料化学组成 ②显微结构 ③孔隙率和孔隙特征
④含水率 ⑤导热温度
3、吸水率增大对材料基本性质的影响表现在：①②③④⑤
①强度下降 ②体积膨胀 ③导热性能增加
④抗冻性下降 ⑤表观密度增大
4、材料吸水率的影响因素有：①③④⑤
①材料的亲水性和疏水性 ②密度 ③孔隙率大小
④表观密度 ⑤孔隙特征
5、材料抗渗性的高低主要取决于下列因素：②③④
①密度 ②闭口孔隙率 ③亲疏水性
④孔隙特征 ⑤导热性
6、比热最大的材料是：④
①钢 ②塑料 ③木材 ④水 ⑤砂石
7、导致导热系数增加的因素有：②③⑤
①材料孔隙率增大 ②材料含水率增加 ③温度升高
④材料含水率减小 ⑤密实度增大
8、硅酸盐水泥宜优先使用于：①
①预应力混凝土 ②大体积混凝土
③耐热混凝土 ④受海水侵蚀的工程
9、硅酸盐水泥熟料矿物组成中对强度贡献最大的是：③
①C3A ②C4AF ③C3S ④石膏
10、硅酸盐水泥中单位质量放热量最大的矿物是：①
①C3A ②C4AF ③C3S ④石膏
11、硅酸盐水泥熟料中后期强度增长快的矿物是：③
①C3A ②C4AF ③C2S ④C3S
12、为了调节硅酸盐水泥的凝结时间，加入适量：②
①石灰 ②石膏 ③MgO ④粉煤灰
13、水泥属于：①④
①水硬性胶凝材料 ②气硬性胶凝材料
③复合材料 ④无机胶凝材料
14、浇筑大体积混凝土基础应选用：④
①硅酸盐水泥 ②硅酸盐膨胀水泥
③高铝水泥 ④矿渣水泥
15、混凝土拌合物和易性是一项综合的性能，它包括的几种不可分割的性质是：①②③
①流动性 ②粘聚性 ③保水性 ④耐久性
16、水泥浆在混凝土硬化前与硬化后对骨料起的作用是：②
①胶结 ②润滑与胶结 ③胶结与填充 ④润滑和填充
17、砂浆流动性用②测定。
①坍落度 ②沉入度 ③分层度 ④延度
18、设计混凝土配合比时，选择水灰比原则是按什么确定的？③
①混凝土强度要求 ②大于最大水灰比
③混凝土强度要求与耐久性共同确定的 ④小于最大水灰比
19、喷射混凝土必须加入的外加剂是：④
①早强剂 ②减水剂 ③引气剂 ④速凝剂
20、对混凝土拌合物流动性大小起决定作用是：③
①C ②W/C ③W ④S+G
21、气候干燥的环境中，不宜使用①
①火山灰水泥 ②矿渣水泥 ③高铝水泥 ④普通水泥
22、石灰陈伏是为了消除②的危害。
①欠火石灰 ②过火石灰 ③生石灰 ④消石灰
四、问答题
1、为什么矿渣水泥的早期强度低，而后期强度却超过同强度等级的普通水泥？
答：矿渣水泥的水化首先是熟料矿物水化，然后生成的Ca(OH)2才与矿渣中的活性氧
化硅和活性氧化铝发生二次反应。同时，由于矿渣水泥中含有粒化高炉矿渣，相应熟料特别是快硬早强的C3A和C3S的含量相对降低，所以早期强度较普通水泥低。但到硬化后期（28天以后），由于混合材料中的活动物质产生化学反应后强度增长很快，28天以后的强度发展将超过硅酸盐水泥。
2、现有下列工程和构件生产任务，试分别选用合理的水泥品种，并说明选用的理由。
1现浇楼板、梁、柱工程，冬季施工；
2采用蒸汽养护的预制构件；
3紧急军事抢修工程；
4大体积混凝土闸、坝工程；
5有硫酸盐腐蚀的地下工程；
6海港码头入海洋混凝土工程；
7高温车间及其它有耐热要求的混凝土工程（温度在200℃以下及温度在900℃以上的工程）；
8有抗冻要求的混凝土工程；
9处于干燥环境下施工的混凝土工程；
10修补旧建筑物的裂缝。
11水中，地下的建筑物（无侵蚀介质）。
答：1选用普通水泥或硅酸盐水泥。因该工程属一般土建工程中钢筋混凝土结构,但受低温作用。
2可用矿渣水泥、水山灰水泥等。矿渣水泥产量最大，成本较低，宜于蒸汽养护；
3选用快硬水泥，因它凝结硬化快、早期强度增长率较快；
4宜用火山灰水泥，因该水泥适合于地下、水中大体积混凝土结构和有抗渗要求的混凝土结构；
5采用火山灰水泥或粉煤灰水泥，因它们耐蚀性较强、抗渗性和耐水性高；
6选用粉煤灰水泥，因为该水泥抗硫酸盐腐蚀、干缩小、水化热低，正适用于海港及海洋工程；
7温度200℃以下的宜用矿渣水泥，900℃以上选用高铝水泥；
8采用普通水泥或硅酸盐水泥，因二者抗冻性均较好；
9宜用粉煤灰水泥，其干缩性小，抗裂性较高；
10选用膨胀水泥，它可用来补偿水泥石的干缩；
11可采用硅酸盐水泥及普通水泥，由于无侵蚀介质，故不考虑耐腐蚀性，该水泥可用于水中、地下的建筑物。
3、干缩变形，温度变形对混凝土有什么不利影响，影响干缩变形的因素有哪些？
答：干缩变形的危害：使混凝土表面出现较大的拉应力，引起表面干裂，使混凝土的抗碳化、抗渗、抗侵蚀等性能严重降低。
温度变形的危害：①对大体积混凝土，在硬化初期，水泥水化放出较多的热量，而混凝土是热的不良导体，散热缓慢，使得混凝土内部温度较外部为高，产生较大的内外温差；②对纵长混凝土及钢筋混凝土结构物也应考虑其影响。
影响干缩变形的因素有：①混凝土单位用水量；②水灰比；③水泥的品种及细度；④骨料的种类；⑤养护。
4、对用于混凝土的骨料有何要求？
答：要求有：①良好的颗粒级配，以尽量减小空隙率；②表面干净，以保证与水泥浆的更好粘结；③含有害杂质少，以保证混凝土的耐久性；④足够的强度和坚固性，以保证起到充分的骨架和传力作用。
5、为什么一般砌筑工程多采用水泥混合砂浆？
答：建筑工程中广泛应用的砌筑砂浆是水泥混合砂浆，原因如下：对整个砌体来说，砌体强度主要取决于砌筑材料（如砖、石）,砂浆则主要起传递荷载作用，而对砂浆强度要求不高，通常为M2.5～M10，由此导致所用水泥等级也相应较低。用较高等级的水泥配制砂浆时，可加入掺合料（如石灰膏、粘土膏等）来改善砂浆的保水性，降低水泥强度等级，节约成本。这种加入掺合料的砂浆即为水泥混合砂浆。
6、简述建筑塑料的特点
答：建筑塑料与传统建筑材料相比，具有很多优异的性质和一些缺点。
优异的性质：①表观密度小，一般在0.96～2.20g/cm3之间，平均约为1.45g/cm3，与木材相近；②比强度高，其比强度接近或超过钢材，是一种优秀的轻质高强材料；③可塑性好，可以用多种加工工艺塑制成不同形状或特殊形状的、各种厚薄不等的产品，适应建筑上不同用途的需要；④耐腐蚀性好，塑料是化学稳定性良好、憎水性的物质，对弱酸弱碱的抵抗性强；⑤绝缘性好一般导热系数为0.024～0.8W/(m·K)。
缺点：①易老化；②弹性模量低，只有钢材的1/10～1/20；③对温度的影响敏感，一般不耐高温，部分塑料易着火或缓慢燃烧，在建筑物失火时易于蔓延，有毒气体令人窒息；④成本较高故目前尚不能广泛地应用于建筑上，随着石油工业的发展，其成本将会日益下降。
由于塑料的上述特点，故塑料是世界大力发展的三大建筑材料之一。
7、吸声材料和绝热材料在构造特征上有何异同？泡沫玻璃是一种强度较高的多孔结构材料，但不能用作吸声材料，为什么？
答：吸声材料和绝热材料在构造特征上都是多孔性材料，但二者的孔隙特征完全不同。绝热材料的孔隙特征是具有封闭的、互不连通的气孔，而吸声材料的孔隙特征则是具有开放的、互相连通的气孔。
泡沫玻璃虽然是一种强度较高的多孔结构材料，但是它在烧成后含有大量封闭的气泡，且气孔互不连通，因而不能用作吸声材料。
8、影响木材强度的主要因素有哪些？
答：影响木材强度的主要因素有：
(1) 含水率在纤维饱和点之内变化时，随含水率增加，木材的强度降低；当木材含水率在纤维饱和点以上变化时，木材强度不变。
(2) 木材在长期荷载作用下会导致强度降低。
(3) 木材随环境温度升高强度会降低。
(4) 木材的疵病致使木材的物理力学性质受到影响。
9、石油沥青的主要技术性质是什么？各用什么指标表示？
答：石油沥青的主要技术性质有：
(1) 粘滞性：又称粘结性。粘滞性应以绝对粘度表示，但为工程上检测方便，采用条件粘度表示。粘稠石油沥青的粘结性指标：用针入度表示；对液体石油：采用粘度表示。
(2) 塑性：指在外力作用下沥青产生变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后的形状的性质。石油沥青的塑性：用延度表示。
(3) 温度敏感性：温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。
表征沥青温度敏感性的指标：软化点、针入度指数表示沥青高温性能指标。沥青的脆点反映沥青的低温变形能力指标。
(4) 大气稳定性：石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下抵抗老化的性能，称为大气稳定性， 也是沥青材料的耐久性。石油沥青的大气稳定性的评价指标：加热蒸发损失百分率、加热后针入度比、加热后残渣延度。
10、胶粘剂的主要组成有哪些？其作用如何？
答：胶粘剂的主要组成有合成树脂、固化剂或交联剂、填料及稀释剂等。合成树脂主要起粘结作用；固化剂或交联剂主要使线型分子结合或交联成为体型的热固性的树脂或网型的弹性体(即橡胶)；填料主要起减少收缩和热膨胀性及降低成本等作用；稀释剂为调节粘结剂的粘度，便于使用操作而加入的有机溶剂，以改善工艺性能，增加涂敷湿润性等。
五、计算题
1、已知一试验室配合比，其每立方米混凝土的用料量如下：
水泥332㎏，河砂652㎏，卵石1206㎏，水190㎏。如果测得工地上砂的含水率为3％，卵石的含水率为1％。若工地搅拌机容量为0.4ｍ3（出料），为施工的方便起见，每次投料以两包水泥（100㎏）为准，计算每次拌和混凝土的工地配合比。
解答：水：47.5kg，水泥：100kg，砂：202kg，卵石：367kg
2、某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C30，施工要求混凝土拥落度为30～50mm，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差σ=5MPa。可供应以下原材料：
水泥：P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥密度为ρc=3.lOg/cm3，水泥的富余系数为1.08；
中砂：级配合格，砂子表观密度ρ0s=2.60g/cm3；
石子：5～30mm碎石，级配合格，石子表观密度ρ0g=2.65g/cm3。
设计要求：
(1) 混凝土计算配合比；
(2) 若经试配混凝土的工作性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为 3%，石子含水率为1%，试计算混凝土施工配合比。
解：(1) 求混凝土计算配合比。
1) 确定混凝土配制强度fcu,o
fcu,o = fcu,k + 1.645σ= 30 + 1.645×5 = 38.2 MPa
2) 确定水灰比 (W/C)
fce =γc·fce,k = 1.08×42.5 = 45.9 MPa
W/C =
∵框架结构混凝土梁处于干燥环境，查表得容许最大水灰比为0.65，∴可确定水灰比为 0.53。
3) 确定用水量 mW0
对于最大粒径为30mm的碎石混凝土,当所需拥落度为30～50mm时，查表得：lm3混凝土的用水量可选用185kg。
4) 计算水泥用量 mco
mco = mW0/(W/C)= 185/0.53 = 349 kg/m3
查表，对于干燥环境的钢筋混凝土，最小水泥用量为260 kg/m3，取mco=349kg/m3。
5) 确定砂率βS
对于采用最大粒径为40mm的碎石，当水灰比为0.53时，查表得砂率值可选取32%～37%，取βS=35%。
6) 计算砂、石用量mSO、mgo
用体积法计算，
得：mso= 641kg，mgo =l192kg。
7) 该混凝土计算配合比为 水泥：砂：石子 = 1：1.84：3.42，W/C=0.53。
(2) 确定施工配合比
现场砂子含水率为3%，石子含水率为1%，则施工配合比为
水泥 mc = mco=349kg
砂 ms = mso(1+3%) = 641×(l+3%)=660kg
石子 mg = mgo(1+1%) =1192×(1+1%)=1204kg
水 mw = mwo-mso×3% - mω×1% = 185-641×3% - 1192×1% = 154kg
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