1、土木工程材料考點（工程管理專業）一、 教材基本信息土木工程材料（第二版） 主 編： 蘇達根出版日期：2008年1月 高等教育出版社二、 考點目錄1. 名詞解釋密度、表觀密度、堆積密度、親水性、憎水性、抗滲性、抗凍性、彈性模量、屈服強度、抗拉強度、氣硬性膠凝材料、水硬性膠凝材料、安定性（水泥）、堿集料反應、和易性、徐變、纖維混凝土、聚合物混凝土、抹面砂漿、絕熱砂漿、瀝青的延性、乳化瀝青2. 問答1) 土木工程材料的分類？2) 材料在使用的過程中，受到環境中哪些自然因素的破壞作用？3) 生產材料時，在組成一定的情況下，可采取什么措施來提高材料的強度和耐久性？4) 膠凝材料的分類？5) 石灰的性質？

2、6) 建筑石膏的性質？7) 水玻璃的性質？8) 水玻璃的應用？9) 什么是水泥的“兩磨一燒” ？10) 礦物摻合料及礦物摻合料的分類？11) 水泥的礦物組成及簡式？12) 水泥石的幾種主要侵蝕類型13) 水泥是腐蝕的預防？14) 某住宅工程工期較短，現有強度與等級同為42.5級的硅酸鹽水泥和礦渣水泥可選用。從有利于完成工期的角度看，選用哪種水泥更有利？15) 混凝土的優缺點？16) 集料的技術性質對混凝土性能的影響？17) 混凝土外加劑按其主要功能的分類？并試舉兩例。18) 試舉例說明三種常用的減水劑？19) 引氣劑在混凝土中具有的特性？20) 影響混凝土拌合物的和易性的主要因素？21) 和易

3、性的調整與改善？22) 影響混凝土強度的因素？23) 影響混凝土干縮的原因？24) 影響混凝土徐變的因素？25) 混凝土耐久性能包括哪些方面？26) 影響混凝土抗滲性的因素？27) 提高混凝土耐久性的措施？28) 高性能混凝土的共識？29) 抹面砂漿的特點？30) 粉煤灰的作用機理？31) 減少水泥石中氫氧化鈣的含量對水泥石的影響？3、 計算1a）、混凝土配合比的計算：某混凝土的實驗室配合比水泥砂石=12.14.0;W/C=0.60,混凝土的體積密度為2410Kg/m3求：1m3混凝土各材料用量？1b）、某工程現澆鋼筋混凝土梁，混凝土設計強度等級為C25，施工要求坍落度為50-70mm。不受雨

4、雪等作用。施工單位的強度標準差為4.0Mpa。所用材料：42.5級普通硅酸鹽水泥，實測其48Mpa。c=3150kg/m3;中砂Sand1. 沙U2. 沙地;沙灘;沙洲P3. (沙漏中等的)沙粒P，復合級配要求，os=2600kg/m3;碎石Gravel1. 砂礫,碎石2. 【礦】砂礫層3. 【醫】尿砂，粒徑5-40mm，og=2650kg/m3；自來水。請進行混凝土配合比計算。2）、瀝青摻合，各型號瀝青的需求量的計算：某工程需用軟化點為85°C的石油瀝青，現有10號及60號石油瀝青，其軟化點分別為95°C和45°C。試估算如何摻配才能滿足工程需要？ 三、 參考答

5、案密度：指材料在絕對密實的狀態下，單位體積的質量。表觀密度：俗稱容重或視密度，指單位體積（含材料實體及閉口孔隙體積）材料的干質量。堆積密度 ：俗稱松散密度，指粉狀或粒狀材料，在堆積狀態下，單位體積（含物質顆粒固體及其閉口、開口空隙體積及顆粒間空隙體積）的質量。有干堆積密度及濕堆積密度之分。親水性：當潤濕角 90°時，水分子之間的內聚力小于水分子與材料分子之間的相互吸引力，具有這種性質的材料稱為親水性材料。憎水性：當潤濕角 90°時，水分子之間的內聚力小于水分子與材料分子之間的相互吸引力，具有這種性質的材料稱為親水性材料。抗滲性：材料抵抗壓力水滲透的性質。抗凍性：指材料在吸水

6、飽和狀態下，能經受多次凍結和融化作用（即凍融循環）而不破壞、強度又不顯著降低的性質。彈性模量：鋼材（混凝土）受力初期，在彈性階段，應力與應變成比例地增長，應力與應變之比的常數，稱為彈性模量。屈服強度：材料開始產生宏觀塑性變形時的應力。例如，低碳鋼拉伸時，在屈服階段的下屈服點。抗拉強度：鋼材（混凝土）受拉所承受的最大拉應力。氣硬性膠凝材料：只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持和發展其強度的膠凝材料。水硬性膠凝材料：既能在空氣中，又能更好地在水中硬化，保持并繼續發展其強度。安定性（水泥）：指水泥在凝結硬化過程中體積變化的均勻性。堿集料反應：指水泥、外加劑等混凝土構成物及環境中的堿與集料中堿活性礦物

7、在潮濕環境下緩慢發生并導致混凝土開裂破壞的膨脹反應。和易性：指混凝土拌合物易于施工操作（如攪拌、運輸、澆灌、搗實）并能獲得質量均勻、成型密實的混凝土的性能。徐變：混凝土在長期恒定荷載作用下，沿著作用力方向，隨時間的延長而增加的變形。纖維混凝土：是以混凝土為基體，外摻各種纖維材料而成。聚合物混凝土：是由有機聚合物、無機膠凝材料和集料結合而成的一種新型混凝土。抹面砂漿：指涂抹在基底材料的表面，兼有保護基底和增加美觀作用的砂漿。絕熱砂漿：采用水泥、石灰、石膏等膠凝材料與膨脹珍珠巖、膨脹蛭（zhì）石或陶粒砂等輕質多孔集料，按一定比例配制的砂漿稱為絕熱砂漿。延性（瀝青）：是當其受到外力作用是

8、，所能承受的塑性變形的總能力，通常用延度作為條件延性指標來表征。乳化瀝青：石油瀝青與水在乳化劑、穩定劑等的作用下，經乳化加工制得的均勻瀝青產品。 1）、土木工程材料的分類？答：按化學組成分：無機材料、有機材料、復合材料；按使用功能分：承重結構材料、非承重結構材料、功能材料。2）、材料在使用的過程中，受到環境中哪些自然因素的破壞作用？答：1物理作用。包括環境溫度濕度的交替變化，即冷熱、干濕、凍融等循環作用。材料在經受這些作用后，將發生膨脹、收縮，產生內應力。長期的反復作用，將使材料漸遭破壞。2化學作用。包括大氣和環境水中的酸、堿鹽等溶液或其他有害物質對材料的侵蝕作用，以及日光等對材料的作用，使材

9、料產生本質的變化而破壞。3機械作用。包括荷載的持續作用或交變作用引起材料的疲勞、沖擊、磨損等破壞。4生物作用。包括菌類、昆蟲等的侵害作用，導致材料發生腐朽、蛀蝕等破壞。3）、生產材料時，在組成一定的情況下，可采取什么措施來提高材料的強度和耐久性？答：1.降低材料內部的孔隙率，特別是開口孔隙率。2.降低材料內部裂紋的數量和長度；使材料的內部結構均質化。對多相復合材料應增加相界面間的粘結力。如對混凝土材料，應增加砂、石與水泥石間的粘結力。4）、膠凝材料的分類?答：無機膠凝材料，如：瀝青、各種樹脂。有機膠凝材料，又分為，氣硬性膠凝材料，如：石灰、石膏、水玻璃； 水硬性膠凝材料，如：各種水泥。5）、石

10、灰的性質？答： 6）、建筑石膏的性質？答：7）、水玻璃的性質？答： 8）、水玻璃的應用？答： 混合材料 9）、什么是水泥的“兩磨一燒”？ 粉 磨約1450°C煅 燒粉磨 石 膏I型硅酸鹽水泥可不加摻合料答：生料熟料通用硅酸鹽水泥 10）、礦物摻合料及礦物摻合料的分類？答：定義：生產水泥時，為改善水泥性能，調節水泥強度與等級，而加到水泥中去得人工的和天然的礦物材料，稱為礦物摻合料。分類： 11）、水泥的礦物組成及簡式？ 答：12）、水泥石的幾種主要侵蝕類型軟水侵蝕（溶出性侵蝕）：不含或僅含少量重碳酸鹽的水稱為軟水，當水泥石長期與軟水相接觸時，水化產物將按其穩定存在所必需的平衡氫氧化鈣濃

11、度的大小，依次逐漸溶解或分解，從而造成水泥石的破壞，這就是溶出性侵蝕。在各種水化產物中，氫氧化鈣首先溶出，這樣不僅增加了水泥石的孔隙率，使水更容易滲入，而且由于氫氧化鈣濃度降低，還會使水化產物依次發生分解，如高堿性的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等分解成為低堿性的水化產物，并最終變成硅酸凝膠、氫氧化鋁等無膠凝能力的物質。在靜水及無壓力水的情況下，由于周圍的軟水易為溶出的氫氧化鈣所飽和，使溶出作用停止，所以對水泥石的影響不大；但在流水及壓力水的作用下，水化產物的溶出將會不斷地進行下去，水泥石結構的破壞將由表及里地不斷進行下去。當水泥石與硬水接觸時，水泥石中的氫氧化鈣與重碳酸鹽發生反應，生成的幾乎不溶于水

12、的碳酸鈣積聚在水泥石的孔隙內，形成致密的保護層，可阻止水化產物的溶出。碳酸侵蝕：在某些工業污水和地下水中常溶解有二氧化碳，這種水分對水泥石的侵蝕作用稱為碳酸侵蝕。首先水泥石中的氫氧化鈣與溶有CO2的水反應生成不溶于水的碳酸鈣；接著碳酸鈣又再與碳酸水反應生成易于水的碳酸氫鈣。當水中含有較多的碳酸，反應向右進行，導致水泥石中的氫氧化鈣不斷地轉變為易溶的Ca（HCO3）2而流失，進一步導致其他水化產物的分解，使水泥石結構遭到破壞。一般酸侵蝕：水泥的水化產物呈堿性，因此酸類對水泥石一般都會有不同程度的侵蝕作用，其中侵蝕作用最強的是無機酸中的鹽酸、氫氟酸、硝酸、硫酸及有機酸中的醋酸、蟻酸和乳酸等，它們與

13、水泥石中的氫氧化鈣反應后的生成物，或者易溶于水，或者體積膨脹，都對水泥石結構產生破壞作用。13）、水泥石的腐蝕預防？答：根據侵蝕環境的特點，合理選用水泥及熟料礦物組成； 提高水泥石的密實度，改善孔結構； 加做保護層。14）、某住宅工程工期較短，現有強度與等級同為42.5級的硅酸鹽水泥和礦渣水泥可選用。從有利于完成工期的角度看，選用哪種水泥更有利？答：相同強度等級的硅酸鹽水泥與礦渣水泥28d強度指標是相同的，但3d的強度指標是不同的。礦渣水泥3d抗壓強度、抗折強度低于同強度等級的硅酸鹽水泥，硅酸鹽水泥早期強度高，若其他性能均可滿足需要，從縮短工期來看選用硅酸鹽水泥更為有利。15)、混凝土的優缺點

14、？答：優點 缺點16）、集料的技術性質對混凝土性能的影響？答：集料的各項性能指標將直接影響混凝土的施工性能和使用性能。集料的主要技術性質包括：顆粒級配及粗細程度、顆粒形態和表面特征、強度、堅固性、含泥量、你快含量、有害物質及堿集料反應。17）、混凝土外加劑按其主要功能的分類？答：改善混凝土拌合物流動性能的外加劑。如：減水劑、引氣劑。調節混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑。如：緩凝劑、早強劑。改善混凝土耐久性的外加劑。如：引氣劑、防水劑。改善混凝土其他性能的外加劑。如：阻銹劑。18）、試舉例說明三種常用的減水劑？答：木質素系減水劑；多環芳香族磺酸鹽系減水劑（奈系減水劑）；水溶性樹脂系減水劑；19）

15、、引氣劑在混凝土中具有的特性？答：改善混凝土拌合物的和易性；提高混凝土的抗滲性、抗凍性；降低混凝土強度；降低混凝土彈性模量；不能用于預應力混凝土和蒸氣（或蒸壓）養護混凝土。20）、影響混凝土拌合物的和易性的主要因素？答：21）、和易性的調整與改善？答：當混凝土流動性小于設計要求時，為了保證混凝土的強度和耐久性，不能單獨加水，必須保持水灰比不變，增加水泥漿用量。當坍落度大于設計要求時，可在保持砂率不變的前提下，增加砂石用量，實際上減少水泥漿用量。選擇合理的漿骨比。改善集料級配，既可增加混凝土流動性，也能改善粘聚性和保水性。摻減水劑或引氣劑，是改善混凝土和易性的有效措施。盡可能選用最優砂率。22）

16、、影響混凝土強度的因素。答：原材料因素生產工藝因素試驗因素23）、影響混凝土干縮的原因？答：24）、影響混凝土徐變的因素？答：水灰比一定時，水泥用量越大，徐變越大。水灰比越小，徐變越小。齡期長、結構致密、強度高則徐變小。集料用量多，徐變小。應力水平高，徐變越大。25）、混凝土耐久性能包括哪些方面？答：抗滲性、抗凍性、抗侵蝕性、碳化、堿集料反應、混凝土中得鋼筋銹蝕等性能。26）、影響混凝土抗滲性的因素？答： 27）、提高混凝土耐久性的措施？答：合理選擇水泥品種，使其與工程環境相適應。選擇質量良好、級配合理的集料和合理的砂率。采用較小水灰比和保證水泥用量。摻用合適的外加劑。混凝土表面涂覆相關的保護

17、材料。28）、高性能混凝土的共識？答：使用壽命較普通混凝土長。具有較高的體積穩定性。具有良好的施工性能。具有一定的強度和密實度。29）、抹面砂漿的特點？答：抹面層不承受荷載。抹面層與基底層要有足夠的粘結強度，使其在施工中或長期自重的環境作用下不脫落、不開裂。抹面層多為薄層，并分層涂抹，面層要求平整、光潔、細致、美觀。多用于干燥環境，大面積暴露在空氣中。30）、粉煤灰的作用機理？答：粉煤灰的形態效應。粉煤灰的主要礦物組成物是海綿狀玻璃體，鋁硅酸鹽玻璃微珠，這些球狀玻璃體表面光滑、粒度細、質地致密，內比表面積小，不僅是水泥漿需水量小，而且它們往往填充水泥漿體空隙中，使混凝土密實性大大提高，或者在相

18、同用水量的情況下，可增大流動性，改善和易性和可泵（bèng）性。粉煤灰的微集粒效應。粉煤灰中得微細顆粒均勻分布在水泥顆粒之中，阻止了水泥顆粒的相互粘聚。而處于分散狀態有利于水化反應的進行，同時減少了用水量，硬化后混凝土孔隙率降低，使密實度得以提高。粉煤灰的活性效應。也稱火山灰效應，粉煤灰中的活性成分SiO2 和Al2O3與水泥和實惠的水化產物在水溶液中發生反應，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，繼而與石膏反應生成水化硫鋁酸鈣。31）、減少水泥石中氫氧化鈣的含量對水泥石的影響？答：分析：a、水化時液相中的Ca(OH)2是水泥石在凝膠中的堿性物質，對水泥石有利。b、但有些水泥水化后的Ca(OH

19、)2與空氣中的CO2反應，生成白色像霜的CaCO3附在水泥石表面，影響混凝土耐蝕性和美觀。c、 再有水泥熟料中死燒狀態的游離 CaO 水化速度很慢，在硬化的水泥石中繼續生成Ca(OH)2晶體，體積增大，產生膨脹應力，破壞水泥石，這就是造成所謂的安定性不良。 結論：可增強混凝土的耐蝕性，改善混凝土的安定性。 1a）、混凝土配合比的計算：某混凝土的實驗室配合比水泥砂石=12.14.0;W/C=0.60,混凝土的體積密度為2410Kg/m3求：1m3混凝土各材料用量？解：設1m3混凝土水用量、水泥用量、砂用量、石用量、混凝土量分別為Mw、Mc、Mg、Ms,依題意可得：由方程1、2可得：Mw=0.6M

20、c Mg=2.1Mc Ms=4Mc 代入方程3可得：Mc=313Kg代入方程1、2可得：Mw=188Kg Mg=657Kg Ms=1252Kg1b）、某工程現澆鋼筋混凝土梁，混凝土設計強度等級為C25，施工要求坍落度為50-70mm。不受雨雪等作用。施工單位的強度標準差為4.0Mpa。所用材料：42.5級普通硅酸鹽水泥，實測其48Mpa。c=3150kg/m3;中砂Sand1. 沙U2. 沙地;沙灘;沙洲P3. (沙漏中等的)沙粒P，復合級配要求，os=2600kg/m3;碎石Gravel1. 砂礫,碎石2. 【礦】砂礫層3. 【醫】尿砂，粒徑5-40mm，og=2650kg/m3；自來水。請進行混凝土配合比計算。解：設1m3混凝土中各配料水、水泥、砂、石的含量分別為Mw