土建工程基础(课后答案解析)

第一章

1.1工程材料的定义及分类

1.工程材料按化学成分可分哪几类？试举例说明。

无机材料、有机材料、复合材料

2.工程材料按使用功能可分哪几类？试举例说明。

结构材料、墙体材料、功能材料

1.2常用工程材料的基本性质

1.何谓材料的实际密度、体积密度和堆积密度？如何计算？

（1）实际密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量。

计算公式ρ=m/V

（2）体积密度是指材料在包含其部闭口空隙条件下，单位体积所具有的质量。

计算公式ρ'=m/V(b)

(3) 堆积密度是指散粒材料（粉状、粒状或纤维状材料）在自然堆积状态下，单位体积（包含了粒子部的孔隙及颗粒之间的空隙）所具有的质量。

计算公式ρ0'=m/V0'

2.何谓材料的密实度和孔隙率？两者有什么关系？

密实度是指材料体积部被固体物质所充实的程度，也就是固体物质所占总体积的比例。

孔隙率是指材料体积，孔隙体积（Vp）占材料总体积（V0）的百分率。

两者关系：密实度+孔隙率=1

3.何谓材料的填充率和空隙率？两者有什么关系？

填充率是指材料在某容器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度。

空隙率是指散粒材料在某容器的堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率

关系：空隙率+填充率=1

4.建筑材料的亲水性与憎水性在建筑工程中有什么实际意义？

材料与水接触后被水吸入部的性质称亲水性，如石材、砖、混凝土、土材等都属于亲水性材料，表面均未能被水润湿，切能通过毛细管作用将水吸入材料的毛细管部。

材料与水接触后能将水排斥在外的性质称憎水性，如石蜡、沥青、塑料、油漆等都属于憎水性材料。憎水性材料不仅可以用作防水、防潮的材料，而且还可以用于亲水性材料的表面处理，以降低其吸水性。

6.何谓材料的吸水性、吸湿性、耐水性、抗渗性和抗冻性？各用什么表示？

材料在水中吸收水分的性质称为吸水性，其大小用吸水率表示；

材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性，其大小用含水率Wh表示；

材料在长期饱和作用下不被破坏，其强度也不显著的降低的性质称为耐水性，用软化系数K表示；

材料抵抗有压介质（水、油等液体）渗透的性质称为抗渗性，用一些防水防渗材料（油、水、沥青等）常用渗透系数KP表示抗渗性的好坏；

才看在水饱和状态下经多次冻融作用而不破坏，同时强度也不严重降低的性质称抗冻性。用抗冻等级F表示。

7.软化系数是反映材料什么性质的指标？为什么要控制这个指标？

8.材料的孔隙率与孔隙特征对材料的体积密度、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性、强度及保温隔热等性能有何影响？

一般来说，孔隙率越大，材料体积密度将变小，因为体积蓦地是材料在自然状态下，单位体积所具有的含水量；

吸水率：孔隙率越大，同时开孔越多，连孔越多，吸水性越好；如果是闭孔同时不为连孔，孔隙率对于吸水性没有影响；

抗渗性：与吸水性一致，同时，孔的连通性对于其有特别的影响，是其主要影响方面；

抗冻性：与吸水性相反，吸水性越好，抗冻性越差；强度：材料的孔隙率越大，材料的强度一般来说越低

保温隔热：一般来说，材料的孔隙率月大，其保温隔热效果越高

10.何谓材料强度、比强度？两者有什么关系？

材料在外力（载荷）作用下抵抗破坏的能力称为强度。为比较不同的材料强度，采用比强度，比强度是按单位体积质量计算的材料强度，其值等于材料强度与其体积密度之比。

12.何谓材料的耐久性？它包括哪些容？提高材料耐久性的措施有哪些？

材料的耐久性是指材料在长期使用过程中，抵抗周围各种介质的侵蚀，能长期保持材料原有性质的能力。

耐久性是材料的一种综合性质的评述，如抗冻性、抗风化性、耐化学腐蚀性等均属耐久性的围。此外，材料的强度、抗渗性、耐磨性等也与材料的耐久性有密切的关系。

在一定的环境条件下，合理选择材料和正确施工，改善材料的使用条件（提高材料的密度、采取防腐措施等），减轻外界作用对材料的影响（降低湿度，排除侵蚀物质等），采取表面保护措施（覆面、抹灰、刷涂料等），或者使用耐腐蚀材料，可以提高材料的耐久性。

1.3水泥

1.硅酸盐水泥熟料是由哪几种矿物组成的？水化硬化后哪一种生成物对水泥石强度和性质起主导作用？

硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙

水化硅酸钙

2.影响硅酸盐水泥硬化速度快慢的主要因素主要有哪些？

熟料矿物组成中的铝酸三钙和硅酸三钙含量的影响，多则快，少则慢；此外，水泥颗粒细、养护环境的温湿度大，水泥硬化的速度快；但拌合水过多，水泥石硬化速度则慢。

3.水泥有哪些主要技术性质？如何测试与判别？

细度硅酸盐水泥的细度用透气式比表面仪器测定

凝结时间用专门的凝结时间测定仪进行测定

体积安定性用煮沸法测定

强度与强度等级水泥强度用胶砂强度检测法，按水泥与砂1:3，水灰比0.5，按规定方法制成规格试件，在标准温度（20±1℃）的水中养护，测定3天、28天的抗压强度。

4.初凝与终凝时间有什么意义？

初凝时间是水泥加水拌合至水泥浆开始失去可塑性所需时间，终凝时间是水泥加水拌合至水泥浆固结产生强度所需的时间。水泥的初凝不宜过早，以便在施工时有足够的时间完成混凝土或砂浆的搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作；水泥终凝不宜过迟，以免拖延施工工期。

5.什么是水泥的安定性？产生安定性不良的原因是什么？

体积安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。

引起安定性不良的主要原因是水泥中含有过多游离氧化钙、游离氧化镁或石膏掺量过多。

6.水泥石中的Ca(OH)2是如何产生的？它对水泥石的抗软水及海水的侵蚀性有利还是不利？为什么？

当水泥石长期与软水接触时，水泥石中的Ca(OH)2会被溶出。当水环境的硬度大（pH＞7）时，就会有较多的钙、镁等重碳酸盐，它们与Ca(OH)2反应不溶于水的碳酸钙、碳酸镁，沉积在水泥表面的微孔，形成密实的保护层，可防止溶出性腐蚀继续发生，否则，Ca(OH)2 就会被继续溶出。

7.水泥石会受到哪几种介质的腐蚀,应如何防止？

软水腐蚀（溶出性腐蚀）、盐类腐蚀、酸类腐蚀、强碱腐蚀防腐蚀措施：1）根据侵蚀环境的特点，合理选择水泥品种；2）提高水泥石的密实度；3）加保护层

8.什么是水泥的混合料？在硅酸盐水泥中掺混合料起什么作用？

在硅酸盐水泥中掺加一定量的矿物质材料

改善水泥的某些性能、调节水泥强度等级、节约水泥熟料、增加产量、降低成本、扩大水泥的适用围。

10.硅酸盐水泥在使用中有哪些优点，贮存中应注意什么？水泥过期、受潮后应如何处理？

优点：

1）凝结硬化快，早期强度和后期强度高，主要用于地上、地下和水下重要结构以及早强要求较高的工程；

2）抗冻性好，适用于冬期施工和严寒地区遭受反复冻融工程；3）抗碳化好，其水化后Ca(OH)2 含量较多，水泥石碱度不宜降低，对钢筋的保护作用好，故适用于CO2浓度高的工程。

贮存注意：不得受潮和混入杂物，不同品种和强度等级的水泥在贮存中避免混杂。

水泥过期受潮后，要是还没有完全硬的话，可以砸碎，用筛子过滤一下，要吧用来打一些不太需要硬的一些地方如用于临时工程次要部位（如填充的墙，临时围墙等）。

1.4混凝土

1.混凝土有哪几种分类？并做一些说明。

体积密度、所用胶结材料、用途、强度等级、生产和施工方法

2.普通混凝土的组成材料有哪几种？在混凝土凝固硬化前后各起什么作用？

普通混凝土的基本组成材料是水泥、水、砂和石子，另外还常掺入适量的掺合物和外加剂。

各部分的作用：

（1）水泥浆能够填充填砂的空隙，起润滑作用，赋予混凝土拌合物一定的流动性；

（2）水泥砂浆能充填石子的空隙，起润滑作用，也能流动；

（3）水泥浆在混凝土硬化后期胶结作用，将砂石胶结成整体，成为坚硬的水泥石。

3.普通混凝土的外加剂有几种，各起什么作用？

减水剂：混凝土坍落度基本相同的条件下，能显著减少混凝土拌合水量；

早强剂：加速混凝土早期强度发展，并对后期强度无显著影响；缓凝剂：能延缓混凝土凝结时间，并对混凝土后期强度发展无不利影响；

引气剂：在混凝土搅拌过程中，能引入大量均匀分布的微小气泡，以减少混凝土拌合物的泌水、离析，改善和易性，并能显著提高硬化混凝土的抗冻性、耐久性；

防冻剂：能使混凝土在负温下硬化，并在规定养护条件下达到预期性能的外加剂

速凝剂：使混凝土迅速凝结硬化

4.什么是混凝土拌合物的和易性？它有哪些含义？

和易性指正常的施工条件下，混凝土拌合物便于各工序施工操作（搅拌、运输、浇筑、捣实），并获质量均匀、成型密实的混凝土性能。

和易性是一项综合技术性能，包括以下三个方面的性质：流动性、保水性、粘聚性。

5.影响混凝土拌合物的和易性的因素有哪些？如何影响？

1)水泥浆的数量在水泥比保持不变的情况下，水泥浆越多，流动性越好，反之则差；但水泥浆用量过多，粘聚性及保水性变差，对强度及耐久性产生不利影响。

2)水泥浆的稠度在水泥用量不变的情况下，水灰比小，水泥浆稠，流动性小，而保水性和粘聚性较好，单成型难以密实，水比灰大，情况则相反。

3)砂率所谓砂率指混凝土拌合物中砂的用量占砂石总用量的百分率，用以表示砂、石两者的相对使用量。砂率偏大或偏小都降低混凝土拌合物的流动性。

6.砂率、合理砂率的意义是什么？

砂率指混凝土拌合物中砂的用量占砂石总用量的百分率，用以表示砂、石两者的相对使用量。

在合理砂率下混凝土拌合物在水灰比一定时，都能获得所要求的流动性，且保持良好的黏聚性和保水性，相应的水泥用量也减少。

7.怎样确定混凝土强度等级？采取哪些措施可以提高混凝土强度？

按标准方法制作养护边长为150mm的立方体试件在28天龄期，用规定的试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

提高混凝土强度的措施：

1）采用高强度等级水泥或早强型水泥；2）采用低水灰比的干硬性混凝土；

3）采用湿热处理—蒸汽养护和蒸压养护混凝土；

4）掺加混凝土外加剂（早强剂、减水剂）、掺合料（如硅粉、优质粉煤灰、超细磨矿渣等）；

5）采用机械搅拌和振捣。

8.怎样改善混宁日的抗渗性和抗冻性？

1）合理选择水泥品种，根据混凝土工程的特点和所处环境条件，选用水泥；

2）控制混凝土水灰比和水泥用量，是保证混凝土密实性并提高混凝土耐久性的关键；

3）选用质量良好、级配合格的砂石骨料；

4）掺入减水剂或引气剂，改善混凝土的孔结构，对提高混凝土抗冻性有良好的作用；

5）改善施工条件，保证混凝土的施工质量。

9.混凝土配合比设计的任务是什么？需要确定的三个参数是什么？怎样确定？

混凝土配比设计是具体确定1m3混凝土各组成材料用量之间的比例关系。

配制强度、水灰比、用水量

10.某混凝土试拌调整后，各种材料用量分别为水泥3.1kg、水1.86kg、砂6.24kg、碎石12.84kg，并测得拌合物表观密度为2450kg/m3 。试求1m3 混凝土的各材料实际用量某混凝土试拌调整后，各种材料用量分别为水泥3.1kg、水1.86kg、砂6.24kg、碎石12.84kg，并测得拌合物表观密度为2450kg/m3 。试求1m3 混凝土的各材料实际用量。

解：βs=2450/（3.1+1.86+6.24+12.84）=101.91

∴M水泥=316, M水=190, M砂=636, M碎石=1308

1.5建筑砂浆

1.建筑砂浆按用途可分为哪几种？各有什么作用？

2.建筑砂浆按用途分为砌筑砂浆、抹面砂浆及特种砂浆。砌筑砂浆用于砌筑砖石砌体，它起着胶结砌块、传递载荷的作用。抹面砂浆用于涂抹建筑物表面，它起保护基层、平整表面、装饰美观的作用。

2.水泥砂浆中水泥强度等级的选用原则是什么？

水泥砂浆中水泥强度等级，应根据设计要求进行选择。

6.防水砂浆材料组成和施工工艺有何要求？

防水砂浆宜选用强度等级为42.5的普通硅酸水泥和级配良好的中砂。砂浆配合比中，水泥和砂的质量比不宜大于1:2.5，水灰比宜控制在0.5~0.6，稠度不应大于80mm。

防水砂浆应分4~5层分层涂抹在基面上，每层涂抹厚度约5mm，总厚度20~30mm。每层在初凝前压实一遍，最后一遍要压光，并精心养护，以减少砂浆层门部连同的毛细孔通道，提高密实度和抗渗性。1.6块体材料

1.砌墙砖有哪几类？他们各有什么特性？

砌墙砖可分为普通砖和空心砖两大类。

3.普通烧结砖有哪些优缺点？

烧结普通砖中绝大多数是粘土砖，由于它具有一定强度，较好的耐久性和隔热、隔声、廉价等优点，

故一直是我国主要的墙体材料，但制砖取土，大量毁坏农田，且自重大，烧砖能耗高，成品尺寸小，施工效率低，抗震性能差等缺点。

5.建筑工程中常用的非烧结砖有哪几种？

蒸压灰砂砖，蒸压粉煤灰砖，炉渣砖等。

7.如何确定石材的强度等级？

石材的强度等级是以边长为70mm的立方体试块用标准方法测得的抗压破坏强度的平均值表示。《砌体结构设计围》（GB50003-2001）的规定，石材分为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20七个等级。

1.8沥青防水材料

1.石油沥青有哪些组分？其对沥青的性质有何影响？

组分：（1）油分，它使石油沥青具有流动性（2）树脂质：它使石油沥青具有塑性与粘结性（3）沥青质：它决定石油沥青的温度稳定性和黏性，其含量愈多，石油沥青的软化点愈高，脆性愈大2．石油沥青有哪些主要技术性质？各用什么指标表示？

技术性质：（1）粘滞性. 工程实用上，对液体石油沥青用黏度表示（2）塑性：通常用延伸度或延伸率来表示（3）温度敏感性：通常用沥青由固态变液态的软化点表示（4）大气稳定性：用加热损失的百分率来衡量

5.与传统的沥青防水卷材相比较，改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材有什么突出的优点？

改性沥青防水卷材克服了传统沥青卷材的不足，呈现高温不流淌，低温不脆裂，且可做成4~5mm的厚度。

合成高分子卷材具有抗拉强度和抗撕裂强度高.断裂伸长率大.耐热性和低温柔性好，耐腐蚀，耐老化等一系列优异性能，是新型高档防水卷材。

6.防水涂料有几类？试说明各类的主要品种的性能与用途

沥青防水涂料：（1）冷底子油：它的黏度小，能渗入混泥土，砂浆，木材等材料的毛细空隙中，待溶剂挥发后，便与基面牢固结合，使基面具有一定的憎水性，为粘结同类防水材料创造了有利条件.用途：作为防水材料的底层。（2）水乳型沥青防水涂料：主要为防水用，温度在零度以上可以流动，常温下操作，能在潮湿的基材上施工，具有相当大的粘结力。

聚合物沥青防水涂料（1）氯丁橡胶沥青防水涂料：具有橡胶和沥青的双重优点，有较好耐久性，耐腐蚀性，成模快，延伸性好，抗基层变形性能强，能适应多层复杂面层，能在常温和低温条件下施工，属中档防水涂料。（2）再生橡胶沥青防水涂料：有良好的粘结性，耐热性，抗裂性，不透水性和抗老化性，可冷操作。用途：可作嵌缝和防腐工程。（3）聚氨酯防水涂料：具有延伸性好，抗拉强度和抗撕裂强度高，耐油，耐磨，耐海水，不燃烧等性能，可在-30~-80摄氏度围使用，是一种高档防水涂料。用途：可用于中高级公共建筑的卫生间，水池等防水工程及地下室和有保护层的屋面防水工程。

2.1

2.建筑物的耐久等级分哪几级？住宅建筑的耐久等级属于几级？

建筑物耐久等级分为四级，一级：耐久年限为100年以上，适用于重要的建筑和高层建筑。二级：耐久年限为50~100年，适用于一般性建筑。三级：耐久年限为25~50年，适用于次要的建筑。四级：耐久年限为15年以下，适用于临时建筑。

住宅建筑属于次要建筑，其耐久等级应为三级。

3.何谓建筑物的耐火等级？分哪四级？

耐火等级取决于房屋的的主要构件的耐火极限和相应的所用材料的燃烧性能。耐火等级是根据有关规或标准的规定，建筑物或建筑构件、配件、材料所应达到的耐火性分级。它是衡量建筑物耐火程度的标准。

一级耐火等级建筑是钢筋混凝土结构或砖墙与钢混凝土结构组成的混合结构；

二级耐火等级建筑是钢结构屋架、钢筋混凝土柱或砖墙组成的混合结构；

三级耐火等级建筑物是木屋顶和砖墙组成的砖木结构；四级耐火等级是木屋顶、难燃烧体墙壁组成的可燃结构。

2.2

2.如何区分地下室的防潮做法与防水做法？

当长年水位和最高水位都在地面标高以下时，这时仅需做防潮处理，当最高地下水位高于地下室地面时，地下室的地板，墙身应做防水处理。有材料防水和自防水两类。

3.地下室有那几个部分组成？

地板，墙身，防潮层组成，防水层组成。

2.3墙体

1.墙体在建筑物中的作用有哪些？墙体设计应满足那些要求？

作用：（1）承重作用：承受房屋的屋顶、楼层、人和设备的荷载，以及墙体的自重、风荷载、地震荷载等。（2）围护作用：抵御自然界的风、雪、雨的侵袭，防止太阳辐射和噪声的干扰等。（3）分隔作用：墙体可以把房间分隔成若干小空间或小房间。（4）装修作用:墙体还可以在建装修的重要部分，墙面装修对整个建筑物的装修效果作用很大。（5）隔热、保温、隔声等作用。

满足的要求为：

（1）具有足够的承载力和稳定性；（2）外墙应符合热工放面（保温、隔热、防止产生凝结水）的性能；（3）墙要有一定的隔声性能；（4）具有一定的防火性能；（5）选择合理墙体材料，以减轻自重、降低造价；（6）适应工业化的发展要求。

5.如何处理墙体与管道的关系？

（1）沿墙设置的管道，建筑物的各种管道主要有暗装和明装两种安装方式。在一般的房间中多采用明装方式，这种方式不但可使房屋中的构造简单，而且使管道安装施工和日常检修都比较方便。（2）水平管道穿过砖墙当水平管道穿过砖墙时，如管径不大时，则开凿洞口后，只加设套管即可，以免管道胀缩时将墙面的抹灰层拉裂；如管径较大，最好预先在建筑施工图上标出其位置、管径及标高，以便砌墙时留出孔洞，并根据需求加设过梁或砖券。管道较大的孔洞不要紧靠门窗洞。当管道穿过建筑物的外墙时，应采用管沟敷设管道，采用沥青的油麻或金属波纹管法连接管道。

2.4楼板层与地面层

1.楼面层和地面层设计时应考虑哪些要求？

（1）应有足够的承载力，能够承受自重和不同量的荷载。楼板层同时要求具有相当的刚度，在荷载作用下，挠度和裂缝不超过规定限值。（2）楼板层应具有一定的隔声能力，其包括隔绝空气传声和固体传声两个方面，楼板的隔声量一般在40~50Db。空气传声的隔绝可以采用空心构件，并通过铺垫焦渣等材料来达到。隔绝固体传声应通过减少冲击量，能达到满意的隔声效果。（3）从材料和构造上，应满足管线敷设、防水及保温隔热的要求。必要时在楼面层与结构层或结构层与顶棚层间设置附加层加以解决。（4）要符合防火规的要求，楼（地）面应满足使用要求。楼板层按结构层采用的材料分为楼板、砖拱楼板、钢筋混凝土楼板与钢楼板。其中以钢筋混凝土楼板应用最广，其承载力高、刚度好、既耐久又防火且便于工业化生产。（5）选有经济合理的楼板与构造（在多层厂房中，楼板和地面约占建筑物总造价的20%~30%），以减少材料消耗、降低造价，此外应提高楼板装配化程度。

6.如何处理楼面层与管道的关系？

（1）楼板层与垂直有两种敷设方法：一种是管道不穿过楼层而敷设在为安装管子的垂直孔道；另一种