土木工程材料一三章答案

第一次土木工程材料（补充习题）答案一计算题1. 某石子试样的绝干质量260g。将放入水中，在其吸水饱和后排开水的体积为100cm3。取出该石子试样并擦干表面后，再次将其放入水中，此时排开水的体积为130cm3,求该石 子的体积密度，体积吸水率，质量吸水率，开口孔隙率和表观密度。解：已知：干石子质量m=260g；石子表观体积V0=100cm3；石子自然体积V=130cm3体积密度：p =m/V=260/130=2 （g/cm3）体积吸水率：WV= （V吸水/V）X100%= （130-100） /130X100%=23%质量吸水率：Wm= （m 吸水/m）X100%= （130-100）X1/260X100%=11.5% 开口孔隙率：Pk= （Vk /V）X100%= （130-100） /130X100%=23% 表观密度：p 0=m/V0=260/100=2600 （kg/m3）二问答题1、简述影响材料抗冻性的主要因素？材料的抗冻性如何表示？答：材料的抗渗性与材料的孔隙率和孔隙特征有密切关系。材料越密实、闭口孔越多，孔径 越小，越难渗水；具有较大孔隙率，且孔连通、孔径较大的材料抗渗性较差。材料的抗渗性可用渗透系数或抗渗等级来表示。2、简述影响材料抗冻性的主要因素？材料的抗冻性如何表示？答：材料的抗冻性与其强度、孔隙率大小及特征、含水率等因素有关。材料强度越高，抗冻 性越好；材料越密实、闭口孔越多，孔径越小，越难渗水，抗冻性越好。当材料吸水后孔隙 还有一定的空间，含水未达到饱和时，可缓解冰冻的破坏作用。材料的抗冻性可用抗冻等级来表示。三名词解释1：密度：密度是材料在绝对密实状态下单位体积的质量。2：表观密度：表观密度是材料在包含材料实体及闭口孔隙体积下单位体积的质量。3：体积密度：体积密度是材料在自然状态下单位体积（包括材料实体及其开口孔隙、闭 口孔隙）的质量。体及其闭口、开口孔隙体积及颗粒间间隙体积）的质量。5：孔隙率：孔隙率是指材料内部空隙体积占材料在自然状态下体积的百分率，分为总孔 隙（简称孔隙率）、开口孔隙率和闭口空隙率。4：堆积密度：堆积密度是指散粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积（含物质颗粒固 体及其闭口、开口孔隙体积及颗粒间空隙体积）物质颗粒的质量。6：密实度：材料体积（自然状态）内固体物质的填充程度，称为材料的密实度。7：材料的空隙率：散粒材料在堆积状态下颗粒固体物质间空隙体积（开口孔隙与间隙之 和）占堆积体积的百分率，称为材料的空隙率。8：填充率：散粒材料在自然堆积状态下颗粒填充的体积占堆积体积的百分率，称为材料 的填充率。9：亲水性：当润湿角。M90。时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子间的相互 吸引力，这种性质称为材料的亲水性。10：憎水性：当润湿角090时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子间的相互 吸引力，这种性质称为材料的憎水性。11：吸水性：材料在水中吸收水分的性质称为材料的吸水性。12：质量吸水率：材料的质量吸水率是指材料吸水饱和时，材料吸收水分的质量占材料 在干燥状态下的质量的百分数。13：体积吸水率：材料的体积吸水率是指材料吸水饱和时，材料吸收的水分的体积占材 料在自然状态下的体积的百分数。14:吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。15：含水率：含水率是材料所含水的质量与材料在干燥状态的质量之比。16：耐水性：材料长期在水中的作用下不发生破坏，强度也不发生显著降低的性质称为 材料的耐水性。17：抗冻性：抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻结和融化作用（冻融循 环）而不破坏，强度也不显著降低的性能。18：导热性：当材料两侧存在温度差时，热量将由温度高的一侧通过材料传递到温度低 的一侧，材料的这种传导热量的能力称为导热性。19：比强度：材料的强度与材料的体积密度之比叫做比强度。材料的比强度越大， 越轻质高强。20：耐久性：材料在使用过程中，抵抗各种内在或外部破坏因素的作用，保持其原有性 能，不变质、不破坏的性质称为耐久性。第二章补充习题无机凝胶材料一名词解释1. 水硬性凝胶材料：既能在空气中，还能更好地在水中硬化并继续发展其强度的无机凝胶材料。2. 水玻璃模数：指硅酸钠中和氧化硅氧化钠的分子数之比。3. 通用硅酸盐水泥:通用硅酸盐水泥是从硅酸盐水泥熟料和适量石膏或/和混合材料制成的水硬性凝胶性材料。4. 粉煤灰硅酸盐水泥：以硅酸盐水泥熟料、20%40%粉煤灰和适量石膏制成的水硬性胶凝材料。5. 硅酸盐水泥：以硅酸盐水泥熟料、0%5%混合材料和适量石膏制成的水硬性胶凝材料。6. 普通硅酸盐水泥：以硅酸盐水泥熟料、5%20%混合材料和适量石膏制成的水硬性胶凝材料。7. 矿渣硅酸盐水泥：以硅酸盐水泥熟料、20%70%粒化高炉矿渣和适量石膏制成的水硬性胶 凝材料。8. 火山灰质硅酸盐水泥：以硅酸盐水泥熟料、20%40%火山灰质混合材料和适量石膏制成的 水硬性胶凝材料。9. 复合硅酸盐水泥：以硅酸盐水泥熟料、20%50%两种（含）以上混合材料和适量石膏制成 的水硬性胶凝材料。10. 混合材料：在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥强度等级而加到水泥中去的人工 和天然的矿物材料。11. 活性混合材料：具有火山灰性或潜在水硬性，以及兼有火山灰性和水硬性的矿物质材料。12. 非活性混合材料：不具有火山灰性或潜在水硬性的矿物质材料。13. 水泥的安定性：安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。14. 水泥安定性不良：当水泥浆硬化的过程中发生了不均匀的体积变化，会导致水泥石膨胀 开裂翘曲，即安定性不良。15. 水泥石：又称净浆硬化体，是指硬化后的水泥浆体。16. “二次水化反应”：水泥中硅酸三钙和硅酸二钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙，所 生成的氢氧化钙再与混合材料中活性的SiO2和A12O3发生水化反应。17. 水泥石的软水腐蚀：水泥石长期与雨水、雪水、蒸馏水、工厂冷凝水等含碳酸氢盐少的 软水接触，会溶解出氢氧化钙，如果有流水及压力水作用，氢氧化钙不断溶解流失，而且由 于水泥石中碱度的降低，还会引起水化物的分解溶蚀，使水泥进一步破坏，以致全部崩裂。 此为软水腐蚀，又称溶出性侵蚀。18. 水泥石的硫酸盐腐蚀：当水泥石长期与含硫酸盐的污水接触时，其中的硫酸盐会与水泥 石中的氢氧化钙发生反应，生成硫酸钙；硫酸钙再与水泥石中的水化铝酸钙作用生成高硫型 水化硫铝酸钙，产生膨胀使水泥石开裂破坏。19. 水泥石的镁盐腐蚀：在海水及地下水中，常含有大量的镁盐，主要是硫酸镁和氯化镁。 它们与水泥石中的氢氧化钙发生反应生成的氢氧化镁松软而无胶结能力，氯化钙易溶于水， 二水石膏则引起硫酸镁腐蚀作用。因此，硫酸镁对水泥石起镁盐和硫酸盐的双重作用。20. 水泥石的碳酸腐蚀：在工业污水、地下水中常溶解有较多的二氧化碳。开始时，CO2和 水泥石中的氢氧化钙作用生成碳酸钙，生成的碳酸钙再与含碳酸的水作用转化为碳酸氢钙（易溶于水）使水泥石腐蚀。二问答题1. 为什么石灰膏在使用之前应陈伏14d以上？答：为了消除过火石灰的危害，过火石灰在陈伏期间将慢慢熟化，体积会变大。2. 石灰有哪些主要性质和主要用途？答：性质可塑性好硬化较慢，硬度低硬化时体积收缩大耐水性差吸湿性强。主要用途：石灰乳：将消石灰或熟化较好的石灰膏加入大量的水，搅拌稀释，称为石灰乳。由于石灰膏和消石灰粉中氢氧化钙颗粒非常小，调水后有很好的可塑性，常可用石灰膏或 消石灰粉配制成石灰砂浆或水泥石灰混合砂浆 配制石灰土和三合土制成硅酸盐制品。3. 建筑石膏的主要化学成份？建筑石膏有哪些主要性质和主要用途？答：建筑石膏以p型半水石膏（p -CaSO4 . 电0）为主要成分。主要性质：密度与堆积密度属轻质材料凝结硬化快凝结硬化时体积略膨胀硬化后孔隙率高防火性能好耐久性和抗冻性差主要用途：制备石膏砂浆和粉刷石膏石膏板及装饰件4. 水玻璃有哪些主要性质和用途？答：性质：粘接能力强不燃烧耐高温耐酸能力强不耐水不耐碱用途：粉刷材料表面，提高材料抗风化能力配制防水剂用于土壤加固配制耐酸、 耐火、耐热材料和砂浆等。5. 硅酸盐水泥熟料矿物有哪四种？水泥中石膏起什么作用？答：硅酸盐水泥熟料的主要矿物是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。石膏的作用：水泥中掺入适量石膏，调节凝结时间，如不掺入石膏或掺入量不足时，水泥会 发生瞬凝。6. 影响水泥体积安定性的因素及原因？答：因素：熟料中游离氧化镁过多；石膏掺量过多；熟料中游离氧化钙过多。原因： 上述三种物质的化学反应均为体积膨胀，使水泥发生不均匀体积变化。7. 硅酸盐水泥的主要水化产物的名称及性状（晶体或凝胶）？答：水化硅酸钙（凝胶体）；氢氧化钙（晶体）；水化铝酸钙（晶体）；钙矶石（晶体）；水化 铁酸钙（凝胶）。8. 粉煤灰硅酸盐水泥与硅酸盐水泥比较，早期强度、水化热、耐腐蚀性方面有何区别？为什 么？答：粉煤灰硅酸盐水泥中掺入了 20%-40%的粉煤灰，而硅酸盐水泥中不掺混合材料或掺入混 合材料小于5%；相比较而言，粉煤灰水泥早期强度较低，水化热较低，耐腐蚀性较强; 原因：水泥的水化反应过程是水泥熟料先反应，然后混合材料与水泥熟料水化反应生成 的氢氧化钙再发生二次反应，由于粉煤灰硅酸盐水泥中水泥熟料较少，其水化反应速度 减慢，早起强度较低，水化热较低；水泥石中氢氧化钙含量减少，抗酸腐蚀性增强。9. 快硬硫铝酸盐水泥的主要性能特点及用途？答：主要熟料矿物：无水硫铝酸钙（3CaOAl2O33CaSO4）和硅酸二钙；主要水化产物：钙 矶石和铝胶及少量C-S-H凝胶。（1）快硬、高强的特点：适用于冬期施工、抢修、堵漏等工 程；（2）耐腐蚀的特点：使用于抗硫酸盐侵蚀工程；（3）碱度低（水泥石的pH=9）:使用于 生成GRC板（玻璃纤维增强低碱度水泥轻质板）；（4）掺石膏凝固时体积膨胀：用于配制水 泥混凝土中的膨胀剂。10. 高铝水泥的主要性能特点及用途？答：主要熟料矿物：铝酸一钙（CaOAl2O3）；主要水化产物：三种水化铝酸钙晶体（CAH、 C2AH、C3AH）。（1）快硬、高强的特点：使用于紧急抢修工程，如国防、道路等特殊抢修工 程；（2）耐腐蚀的特点：使用于抗硫酸盐侵蚀工程；（3）耐热的特点：适用配制使用温度达 1300 C1400 C的耐热混凝土。注意：（1）不宜用于结构工程构件的生产，因为水化产物在15C35C之间发生晶型转变， 强度降低；（2）高铝水泥与硅酸盐水泥或石灰不能混用。