工程材料習題講解5石膏為何不宜用于室外？答:因為石膏硬化后孔隙率高,所以吸水率大,抗滲性和抗凍性差。石膏是氣硬性膠凝材料,軟化系數小,不耐水。試述欠火石灰與過火石灰對石灰品質影響與危害？答:（1）欠火石灰中含有未分解碳酸鈣內核,外部為正常煅燒石灰,它只是降低了石灰利用率,不會帶來危害。（2）過火石灰結構致密,孔隙率小,體積密度大,而且晶粒粗大,表面常被熔融粘土雜質形成玻璃物質所包覆。所以過火石灰與水作用速度很慢,這對石灰使用極為不利。（3）過石灰在使用以后,因吸收空氣中水蒸氣而逐步熟化膨脹,使已硬化砂漿或制品產生隆起、開裂等破壞現象。石油瀝青組分關鍵有哪多個？各有何作用？答:石油瀝青組分及作用:油分——作用:是決定瀝青流動性組分。油分多,流動性大,而粘聚性小,溫度感應性大。樹脂——作用:是決定瀝青塑性關鍵組分。樹脂含量增加,瀝青塑性增大,溫度感應性增大。地瀝青質——作用:是決定瀝青粘性組分。含量高,瀝青粘性大,溫度感應性小,塑性降低,脆性增加。五、計算題1、燒結一般磚尺寸為240mm×115mm×53mm,已知其孔隙率為37%,干燥質量為2487g,浸水飽和后質量為解:ρo=m1/Vo=2487/1462.8=1.7g/cm3P=V孔/Vo×100%=37%V孔/1462.8×100%=37%故V孔=541.236cm3V=Vo-V孔=1462.8-541.236=921.6cm3ρ=m1/V=2487/921.6=2.7g/cm3W=(m2-m1)/m1×100%=(2984-2487)/2487×100%=20%PK=(m2-m1)/Vo×1/ρW×100%=(2984-2487)/1462.8×1×100%=34%PB=P-PK=37%-34%=3%2、己確定混凝土初步配合比,取15升進行試配。水泥為4.6Kg,砂為9.9Kg,石子為19Kg,水為2.7Kg,經測定和易性合格。此時實測混凝土體積密度為2450Kg解:試拌用混凝土拌合物質量Qb=Cb+Wb+Sb+Gb=4.6+2.7+9.9+19=36.2kg和易性調整合格后配合比（即基準配合比）為:（取1m3計算）Cj=（Cb/Qb）×ρoh×1m3=(4.6/36.2)×2450×Wj=(Wb/Qb)×ρoh×1m3=(2.7/36.2)×2450×Sj=(Sb/Qb)×ρoh×1m3=(9.9/36.2)×2450×Gj=(Gb/Qb)×ρoh×1m3=(19/36.2)×2450×3、己知設計要求混凝土強度等級為C20,水泥用量為280Kg/m3,水用量為195Kg/m3,水泥標號為425號,強度富余系數為1.13;石子為碎石,材料系數A=0.46,B=0.52。試用水灰比公式計算校核,按上述條件施工作業,混凝土強度是否有確保？為何？（σ=5.0MPa）解:因Kc=1.13,fcb=42.5MPa,故fc=Kcfcb=1.13×42.5=48.03MPa又因A=0.46,B=0.52,C=280kg/m3×1m3=280kg,W=195kg/m3×1m3=195故fcu(28天齡期抗壓強度)=Afc(C/W-B)=0.46×48.03×(280/195-0.52)=20.24MPafcu=fcu,k+1.645σ=20+1.645×5.0=28.23MPafcu=20.24MPa小于fcu=28.23MPa因混凝土強度伴隨齡期增加而增加,最初7-14d內較快,以后增加逐步緩慢,28天后強度增加更慢,此題中28天抗壓強度為20。24MPa,小于混凝土所需要配制強度28.23MPa,故混凝土強度沒有確保。1．瀝青有哪些組分？石油瀝青膠體結構有何特點？溶膠結構和凝膠結構有何區分？參考答案:瀝青組分通常可分為三個關鍵組分:油分、地瀝青、樹脂石油瀝青關鍵組分之間相互親和程度公布同,地瀝青規油分顯示出憎液性,互不相容,但對樹脂卻顯示出親液性,能夠被浸潤,而樹脂在油分中則顯示親液性,二者能夠互溶,這就使得地瀝青微細顆粒經過樹脂質親和及橋梁作用,形成一個以地瀝青質為關鍵,周圍吸附有部分樹脂和油分膠團,這種膠團高度分散在油分中,溶膠結構油分較多,膠團之間相對運動較自由;凝膠結構油分和樹脂較少,地瀝青質含量較多11、試述硅酸鹽水要礦物成份及其對水泥性能泥主影響？參考答案:硅酸鹽水泥熟料中,C3A水化和凝結硬化速度最快,但水化鋁酸鈣強度不高;C3S和C4AF水化速度較快,凝結硬化速率也較快,C3S水化產物強度高,C4AF水化產物強度不高;C2S水化反應速度最慢,凝結硬化速率也慢,強度早期低,后期高。14、造成硅酸鹽水泥體積安定性不良原因有哪多個？怎樣檢驗？參考答案:造成水泥體積安定性不良,通常是由熟料中所含游離氧化鈣游離氧化鎂過多或摻入石膏過多等原因所造成。國家標準要求,由游離氧化鈣過多引發水泥體積安定性不良可用雷氏法或試餅法檢驗。試餅法是用標準稠度水泥凈漿做成試餅,經恒沸3小時后用肉眼觀察未發覺裂紋,用直尺檢驗沒有彎曲;雷氏法是用雷氏夾中水泥漿經沸煮三小時后膨脹值。18硅酸鹽水泥石腐蝕類型有哪多個？產生腐蝕原因是什么？預防腐蝕方法有哪些？參考答案:腐蝕類型有:軟水侵蝕（溶出性侵蝕）:軟水能使水化產物中Ca(OH)2溶解,并促進水泥石中其它水化產物發生分解;鹽類腐蝕:硫酸鹽先與水泥石結構中Ca(OH)2起置換反應生產硫酸鈣,硫酸鈣再與水化鋁酸鈣反應生成鈣釩石,發生體積膨脹;鎂鹽與水泥石中Ca(OH)2反應生成松軟無膠凝能力Mg(OH)2;酸類腐蝕:CO2與水泥石中Ca(OH)2反應生成CaCO3,再與含碳酸水反應生成易溶于水碳酸氫鈣,硫酸或鹽酸能與水泥石中Ca(OH)2反應;強堿腐蝕:鋁酸鹽含量較高硅酸鹽水泥碰到強堿也會產生破壞。腐蝕預防方法:①依據工程所處環境,選擇適宜水泥品種;②提升水泥石密實程度;③表明防護處理。22、與一般水泥相比較,礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥在性能上有哪些不一樣,并分析這四種水泥適用和禁用范圍。參考答案:礦渣水泥保水性差、泌水性大。在施工中因為泌水而形成毛細管通道及水囊,水分蒸發又易引發干縮,影響混凝土抗滲性、抗凍性及耐磨性。適適用于高溫和耐軟水、海水、硫酸鹽腐蝕環境中;火山灰質水泥特點是易吸水,易反應。在潮濕條件下養護能夠形成較多水化產物,水泥石結構比較致密,從而含有較高抗滲性和耐久性。如在干燥環境中,所吸收水分會蒸發,體積收縮,產生裂縫,所以不宜用于長久處于干燥環境和水位改變區混凝土工程中,但適宜于大致積和抗滲要求混凝土及耐海水、硫酸鹽腐蝕混凝土中;粉煤灰水泥需水量比較低,干縮性較小,抗裂性很好。尤其適適用于大致積水工混凝土及地下和海港工程中,但不宜抗碳化要求混凝土中。16．何謂混凝土塑性收縮、干縮、自收縮和徐變？其影響原因有哪些？收縮與徐變對混凝土抗裂性有何影響？參考答案:塑性收縮:混凝土尚處于塑性狀態時產生體積收縮。影響原因:與環境濕度相關。干縮:當外界濕度減小時,因為水分蒸發,引發凝膠體失水,失去水膜膠粒因為分子引力作用,使膠粒間距離變小,產生收縮;毛細水降低時,會引發毛細管壓力增大,使管壁受到壓力,其壓力伴隨濕度減小而增大,表現為體積“干縮”。影響原因:與水泥品種、水泥用量和單位用水量以及砂石相關。自收縮:處于與外界無水分交換條件下,混凝土內部未水化膠凝材料吸收毛細管中水分而水化,使毛細管失水,因為毛細管壓力使水泥漿產生收縮。影響原因:水灰比。徐變:在連續荷載作用下,混凝土產生隨時間而增加變形稱為徐變。影響原因:環境;水灰比;溫度;骨料;水泥;加載時間及荷載。收縮和徐變對混凝土抗裂性影響:收縮和徐變都有可能造成混凝土開裂。10、什么是冷加工強化和時效？各對鋼材性能有何影響？參考答案:冷加工是在再結晶溫度以下（通常是常溫）進行機械加工,包含冷拉、冷拔、冷軋、冷扭、冷沖和冷壓等多種方法。在一定范圍內冷加工變形程度越大,加工硬化現象也越顯著,即屈服強度提升得越多,而塑性和韌性也降低得越多;經冷加工后,伴隨時間延長,鋼屈服強度和強度極限逐步提升,塑性和韌性逐步降低現象,稱為時效。13解釋鋼號Q235AF、Q235D代表意義,并比較二者在成份、性能和應用上異同？參考答案:Q235AF表示屈服強度為235MPa,由氧氣轉爐或平爐冶煉A級沸騰碳素結構鋼。Q235D表示屈服強度為235MPaD級鋼。A級鋼S和P含量高于D級鋼,但Mn含量低于D級鋼,A級鋼通常見于承受靜載作用鋼結構,D級鋼則可用于低溫條件下承受動載焊接關鍵結構。11、試述硅酸鹽水泥關鍵礦物成份及其對水泥性能影響？參考答案:硅酸鹽水泥熟料中,C3A水化和凝結硬化速度最快,但水化鋁酸鈣強度不高;C3S和C4AF水化速度較快,凝結硬化速率也較快,C3S水化產物強度高,C4AF水化產物強度不高;C2S水化反應速度最慢,凝結硬化速率也慢,強度早期低,后期高。石灰熟化成石灰漿使用時,通常應在儲灰坑“陳伏”兩個星期以上,為何？答:為了消除熟石灰中過火石灰顆粒危害,陳伏期間,石灰漿表面保持一層水分,使之與空氣隔絕,預防或緩減石灰膏與二氧化碳發生碳化反應。3.試述欠火石灰與過火石灰對石灰品質影響與危害？答:（1）欠火石灰中含有未分解碳酸鈣內核,外部為正常煅燒石灰,它只是降低了石灰利用率,不會帶來危害。（2）過火石灰結構致密,孔隙率小,體積密度大,而且晶粒粗大,表面常被熔融粘土雜質形成玻璃物質所包覆。所以過火石灰與水作用速度很慢,這對石灰使用極為不利。（3）過石灰在使用以后,因吸收空氣中水蒸氣而逐步熟化膨脹,使已硬化砂漿或制品產生隆起、開裂等破壞現象。1、表觀密度:材料在自然狀態下,單位體積內質量。

2、一般硅酸鹽水泥:由硅酸鹽水泥熟料、6%—15%混材料和適量石膏磨細制成水硬性膠凝材料,稱一般硅酸鹽水泥。

3、堿骨料反應:水泥混凝土中水泥堿與一些堿活性骨抖發生化學反應,可引發混凝土產生膨脹、開裂甚至破壞,這種化學反應稱為堿一骨料反應。

4、鋼冷彎性能:冷彎性能是鋼材在常溫條件下承受彎曲變形能力。

5、瀝青溫度敏感性:瀝青粘性和塑性隨溫度升降而改變性能。

四、問答題（每小題5分,共25分）

1、由上表可知甲廠硅酸鹽水泥熟料配制硅酸鹽水泥強度發展速度、水化熱、28d

時強度均高于由乙廠硅酸鹽水泥,但耐腐蝕性則低于由乙廠硅酸鹽水泥。

2、和易性:混凝土易于施工操作（攪拌、運輸、澆筑、搗實）,并獲是質量均勻,成型密實混凝土性能。和易性包含三方面內容:流動性、粘聚性、保水性。影響和易性原因:（1）水泥漿數量和水灰比

（2）砂率

（3）溫度和時間性

（4）組成材料

3、（1）、改善混凝土拌合物工作性;（2）、提升混凝土抗滲性、抗凍性。（3）、降低了混凝土強度。

4、Q235Aｂ表示屈服點等級為235Mpa,質量等級為A級半鎮靜鋼。45Ｍｎ表示含碳量為0.45%較高含錳量鋼。

5、針入度、延度,軟化點。粘性、塑性、溫度敏感性

五、計算題（其中1題9分,2題10分,累計19分）

1、解:

(1）依據1、ρ0=m/v=2500/240×115×53=1.7

g/cm3

(2)、P=1-ρ0/ρ=1-1.7/2.7=37%

(3)、Wv=

Wmρ0=(2900-2500)/2500?1.7=27%

2、解:（1）

fcu,t=fcu,k+1.645σ

fcu,t=40+1.645×6=

49.87Mpa

(2)

W/C=Afce/fcu,t+ABfce

W/C=0.46×58.5/49.87+0.46×0.07×58.5=0.52

(3)

因