柯国军主编《土木工程材料》部分作业参考答案(2)

作用。颗粒形态效应：煤粉在高温燃烧过程中形成的粉煤灰颗粒，绝大多数为玻璃微珠，掺人混凝土中可减小内摩阻力，从而可减少混凝土的用水量，起减水作用。

微骨料效应：粉煤灰小的微细颗粒均匀分布在水泥浆内，填充孔隙和毛细孔，改善了混凝土的孔结构，增大了密实度。

题4．11

【解】和易性是指混凝土拌合物能保待其组成成分均匀，不发生分层离析、泌水等现象，适于运输、浇筑、捣实成型等施工作业，并能获得质量均匀、密实的混凝土的性能。和易性包括流动性、粘聚性和保水性三方面的含义。

流动性是指混凝土拌合物在自重或机械振捣力的作用下，能产生流动并均匀密实地充满模型的性能。

粘聚性是指混凝土拌合物内部组分间具有一定的粘聚力，在运输和浇筑过程中不致发生离析分层现象，而使混凝土能保持整体均匀的性能。

保水性是指混凝土拌合物具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致产生严重的泌水现象的性能。

测定方法有：坍落度试验；维勃稠度法。 影响因素有：。。。。

题4．13什么是合理砂率?采取合理砂率有何技术及经济意义?

【解】所谓合理砂率是指用水量、水泥用量一定时，拌合料保证具有良好的粘聚性和保水性的条件下，使拌合料具有最大流动性的砂率。或是在坍落度一定时，使拌合料具有最小水泥用量的砂率。

题4．14 解释关于混凝土抗压强度的几个名词：

①立方体抗压强度；②抗压强度代表值；③立方体抗压标准强度(立方体抗压标准强度标准值)；④强度等级；⑤配制强度；⑥设计强度；⑦轴压强度。

【解】 ①立方体抗压强度：按照国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》(GB8 1--85)，制成边长为150mm的立方体试件，在标准养护条件(温度20±2℃，,相对湿度95％o以上)下，养护至28天龄期。按照标准的测定方法测定的抗压强度值。单位为MPa。 ②抗压强度代表值：是没有经过数学处理的。试验测定混凝土试件的具体数值。

③立方体抗压标准强度：指按标准方法制作和养护边长为l50mm的立方体试件，在28天龄期．用标准试验方法测得的强度总体分布中具有不低于95％保证率的抗压强度值。 ④强度等级：混凝土的“强度等级”是根据立方体抗压强度标准强度值来划分的。混凝土强度等级采用符号C与立方体抗压强度标准强度值(以MPa计)表示。 ⑤配制强度：为了使混凝土强度具有要求的保证率，则必须使其配制的强度高于所设计的混凝土强度等级值．该强度等级值即配制强度。

⑥设计强度：为了满足结构设计的强度等级、混凝土拌和物的和易性、耐久性等指标而设计的混凝土立方体抗压强度标准值。

⑦轴压强度：测定轴心抗压强度采用l50mm×l50 mm×l50mm棱柱体作为标准试件，在与立方体抗压强度相同的制作条件和养护条件下，测得的强度。 题4.15 名词解释。

①自然养护；②蒸汽养护；③蒸压养护；④同条件养护；⑤标准条件养护。

【解】 ①自然养护是指对自然条件(或气候条件)下的混凝土制品适当地采取一定的保温、保湿措施，并定时定量向混凝土浇水，保证混凝上材料强度能正常发展的一种养护方式。

②蒸汽养护是将混凝土材料在小于l00。C的高温水蒸汽中进行的一种养护。蒸汽养护可提高混凝土的早期强度，缩短养护时问。

③蒸压养护是将混凝土材料在8-16大气压下，175～203℃的水蒸气中进行的一种养护，

压蒸养护可大大提高混凝土材料的早期强度，但压蒸养护需要的蒸压釜设备比较庞大、仅在生产硅酸盐混凝土制品时应用。 ④同条件养护：为了使取样的混凝土能够真实反映实际施工的混凝土的强度，采取在与实际施工条件相同的情况下进行养护。

⑤标准条件养护是指将混凝土制品在温度为(20士3)℃，相对湿度大于90％的标准条件下进行的养护。评定强度等级时需采用该养护条件。 题4.17

【解】 现场浇灌混凝土时，施工人员向混凝土拌合物中加水，虽然增加了用水量，提高了流动性，但是将使混凝土拌合物的粘聚性和保水性降低。特别是因水灰比(w/c)增大，增加了混凝土内部的毛细孔隙的含量，因而会降低混凝土的强度和耐久性，并增大混凝土的变形，造成质量事故。故现场浇灌混凝土时，必须严禁施工人员随意向混凝土拌合物中加水。洒水养护补充了混凝土散失的水分，不会增加水灰比，也不增加毛细孔隙，对混凝土质量是有利的，所以，二者并不矛盾。

题5.21 影响混凝土耐久性的关键是什么?怎样提高混凝土的耐久性? 【解】 影响混凝土耐久性的关键是混凝土的密实度。 提高混凝土耐久性的措施主要有：

(1)根据工程所处环境和工程性质选用适宜或合理的水泥品种，选择适宜的混合材料和掺合料。

(2)采朋较小的水胶比，并限制最大水胶比和最小胶凝材料用量。

(3)采用级配好干净的砂、石骨料．并选用粒径较大或适中的砂、石骨料。 (4)掺加减水剂或引气剂，或根据工程性质．选择掺加适宜的外加剂。

(5)采用与工程性质相一致的砂、石材料(如坚固性好、耐酸性好、耐碱性好或耐热性好的骨料)。

(6)加强养护。

(7)改善施工方法与质量。

题5.23 在下列情况下均可能导致混凝土产生裂缝，试解释裂缝产生的原因是什么?并指出主要可防止裂缝产生的措施。

①水泥水化热大；②水泥体积安定性不良；③混凝土碳化；④气温变化大；⑤碱一骨料反应；⑥混凝土早期受冻；⑦混凝土养护时缺水；⑧混凝土遭硫酸盐腐蚀；

【解】 ①由于水泥水化会放出很多热量，而混凝土是热的不良导体，散热缓慢．内外温差大．达50～70℃。这将会在混凝土内部产生较大的热膨胀。但在混凝土表面温度散失快，温度下降，因冷却而收缩，内部膨胀和外部收缩，使混凝土表面产牛拉应力。当此拉应力大于混凝土抗拉极限强度时，混凝土表面将产生裂缝，导致亍昆凝土的整体性和耐久性下降。

因此，在混凝土工程施：l二中必须采取措施降低混凝土的发热量或热量过分集中，町采用低发热水泥(大坝水泥)，减少水泥用量以及人工降温等。

②如果水泥体积安定性不良，在水泥硬化后．产牛不均匀体积变化，使混凝土结构产牛膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引发质量事放。如果水泥体积安定性不良，应作废品处理不得用于工程。

③混凝土的碳化是空气中的二氧化碳由表及里的向混凝土内部逐渐扩散过程。空气中的二氧化碳和水泥石中的氢氧化钙化合，生成碳酸钙的过程即为混凝土的碳化。但由于混凝土的碳化层产生碳化收缩，可能产生微细裂缝。

防止措施：降低水灰比或水泥用量；使用外加剂或表面涂层；使混凝土处于干燥条件下，也可使混凝土处于水中或相对湿度在100％条件下。 ④混凝土在正常使用情况下的外界温度变化较大，导致混凝土的热胀冷缩，从而产生裂缝。可通过采用保温隔热的措施来降低影响。

⑤碱一骨料反应；水泥中的碱(Na2O)和K2O)含量多时，它们水解后生成氢氧化钠和氢氧化钾能与 题5.34 答：

（1）×；（2）×；（3）×；（4）√；（5）√；（6）×；（7）√；（8）×；（9）×；（10）√

第七章 金属材料 P214

题7.1

【解】 按脱氧程度不同，将钢分成沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。

沸腾钢的脱氧不充分，气体杂质多，钢的时效敏感性大、钢的致密程度差，故冲击韧性和可焊接性能较差．但钢的利用率高，成本低。镇静钢和特殊镇静钢脱氧充分，钢质致密。钢性能稳定质量好成本较高。半镇静钢的质量与成本介于上述二者之间。 题7.8

【解】 通过对钢材进行冷拉、冷拔、冷轧等冷加工，钢材晶格缺陷增多，晶格畸变，对位错的阻力增大，因而屈服强度提高，塑性和韧性降低，弹性模量下降。时效后屈服强度进一步提高，塑性和韧性降低，弹性模量逐渐恢复。

题7.9

【解】钢材被锈蚀的原因：

钢材的锈蚀是指其表面与周围介质发生化学反应而遇到的破坏。根据锈蚀作用的机理。钢材的锈蚀可分为化学锈蚀、电化学锈蚀和应力腐蚀三种： 化学锈蚀：化学锈蚀是指钢材直接与周围介质发生化学反应而产生的锈蚀。这种锈蚀多数是氧化作用，使钢材表面形成疏松的氧化物。 电化学锈蚀：电化学锈蚀是指钢材与电解质溶液接触而产生电流，形成微电池而引起的锈蚀。

应力腐蚀：钢材在应力状态下腐蚀加快的现象，如钢筋冷弯处、预应力钢筋等都会因应力而加速腐蚀。

防止钢材锈蚀的措施：

钢结构防止锈蚀的方法通常是采用表面刷漆。薄壁钢材可采用热浸镀锌等措施；混凝土配筋的防锈措施，根据结构的性质和所处环境条件等方面决定，主要是保证混凝土的密实度、保证足够的保护层厚度、限制氯盐的掺加量和保证混凝土一定的碱度等，还可掺用阻锈剂。

题7.14

【解】第一根钢筋：

2

屈服强度Rel1=139.3*1000/11*11*3.14=367N/mm

2

抗拉强度Rm1=210.3*1000/11*11*3.14=554N/mm 断后伸长率A1=(263.1-220)/220=19.59% 第二根钢筋：

屈服强度Rel2=139.7*1000/11*11*3.14=368N/mm

2

抗拉强度Rm2=212.5*1000/11*11*3.14=559N/mm 断后伸长率A2=(262.8-220)/220=19.45%

2

该种钢筋平均值屈服强度Rel=（367＋368）/2=368 N/mm

2

抗拉强度Rm=（554＋559）/2=557 N/mm 断后伸长率A=（19.59%＋19.45%）/2=19.5% 与表7－8对比，该钢筋属HRB335

题7.16 答：（1）③；（2）④其塑性降低；（3）②；（4）①

2

第八章 墙体材料

题8.3 【解】 泛霜是指粘土原料中的可溶性盐类(如硫酸钠等)，随着砖内水分蒸发而在砖表面产生的盐析现象，一般为白色粉末．常在砖表面形成絮团状斑点。泛霜的砖用于建筑物中的潮湿部位时，由于大量盐类的溶解和结晶膨胀会造成砖砌体表面粉化及剥落，内部孔隙率增大．抗冻性湿著下降。

当原料土或内燃料夹杂有石灰质时，则烧砖时将被烧成过烧状态的石灰留在砖中．这些过火石灰在砖体内吸水消化时产生体积膨胀，导致砖发生胀裂破坏。这种现象称为石灰爆裂。 石灰爆裂对砖砌体影响较大．轻者影响外观．重者将使砖砌体强度降低甚至破坏。砖中石灰质颗粒越大，含量越多，则对砖砌体强度影响越大。 砖的抗风化性能是普通烧结砖熏要的耐久性之一，应根据各地抗风化程度的不同而定。通常用抗冻性、吸水率及饱和系数来判断阵通烧结砖的抗风化性。

第十一章 木材 P289

题11．3 解：当木材中无自由水，且细胞壁内吸附水达到饱和时，这时的木材含水率叫做纤维饱和点。

题11．5 影响木材强度的主要因素有哪些？ 解：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。

第十四章

绝热和吸声材料 P334

题14.1什么是绝热材料?影响绝热材料导热性的主要因素有哪些? 工程上对绝热材料有哪些要求？ 【解】 绝热材料是指导热系数不大于0．23w／ (m·K)的隔热保温效果好的建筑材料。 影响绝热材料导热性的主要因素有：

材料组成与微观结构、表观密度与孔隙特征、材料的湿度、热流方向。

工程上首先要求绝热材料有较低的导热系数。其次。要求绝热材料应该是轻质的，往往其体积密度小于600kg／m3；同时要满足运输、施工中强度要求(一般不低于0.3MPa)。此外．还要求材料吸湿性要小。或者易于防水处理，否则会明显降低保温性。绝热材料用于工程中，还题14.1要求材料施工容易，造价低廉，应有较好的综合技术经济效益。

题14.3

【解】 通常对规定的六个频率(Hz)：125，250，500，1000，2000，4000六个频率的平均吸声系数大于0.2的材料称为吸声材料。任何材料对声音都能吸收，只是吸收程度有很大的不同。

题14.5 吸声材料在孔隙结构上与绝热材料有何区别?为什么?

【解】 绝大多数的吸声材料与绝热材料都具有轻质、多孔、孔隙率大等共同的性质。所不同的是孔隙状态，绝热材料以闭口孔含量高为好，而吸声材料相反，以开口孔隙率高为好。

使用绝热材料时，首先选在施工或使用中导热系数小的材料。同时要注意防水处理得当，以免吸水后降低保温隔热性：

使用吸声材料时，要选用吸声系数大的材料，尤其吸收中、低声频能力强的材料。材料应设在接触声波多和避免使用中易碰撞的高度以上墙面和天棚。同时要防止灰尘、水气等堵塞而降低吸声效果。 题14.7

【解】 对空气声隔声而言，应选用密实、沉重的材料(如粘土砖、钢板、钢筋混凝土)作为隔声材料。

对结构声的隔声的最有效的措施是以弹性材料作为楼板面层，直接减弱声波的传递；在楼板基层与面层间加弹性垫层材料形成隔声层，减弱冲击产生的振动；在楼板基层下设置弹性吊顶，减弱楼板振动向下辐射的声能。

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