重庆大学土木工程材料作业答案完整版

1. 如何测试含有大量开口孔隙，且形状不规则的材料的表观密度？

答：对于这样的材料测量其体积是关键，质量直接用天平称取求得，体积则可以用蜡将其表面的孔封住，但蜡的厚度不能太厚，然后放入适合的液体中用排液法测出其体积，这样就可以测出其表观密度。

2. 材料的孔隙率增加时，材料的密度、表观密度、导热性、抗渗性、抗冻性、吸水率有何变化？

答：材料的孔隙率增加时：材料的密度不变（因为密度的定义是绝对密实状态下单位体积的质量），表观密度减小，导热性降低（因为固体的导热系数比气体的大，导热性能好），抗渗性降低（孔隙率很低而且是封闭孔的材料具有较高的抗渗性）、抗冻性降低（因为冰冻破坏是由于孔隙里面的水结冰引起的，尤其是开口孔，对材料更加不利），吸水率增加（但是吸水率也与孔的种类有关，封闭孔水分就不易渗入）。

3 现在施工现场已知有四种白色粉末材料：白色水泥、建筑石膏、石灰和石灰石粉，如何通过简单快速的方法鉴别之？

答：白色水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙，建筑石膏的主要成分是硫酸钙，石灰的主要成分是氧化钙，石灰石粉的主要成分是

碳酸钙。根据其成分的不同可以加水进行鉴别，加水后放热最多的是石灰，凝结硬化最快的是建筑石膏，不溶于水的是石灰石粉，剩下的是白色水泥。

4 混凝土浇筑后为何要及时覆盖以保湿养护，若不及时养护会出现何种工程问题？

答：如果早期的混凝土所处的环境不能保持充分的湿度，可能造成混凝土中水分的大量蒸发，一方面会影响水泥的继续水化，另一方面因干缩而是混凝土在低强度状态下承受干缩引起的拉应力，致使混凝土表面出现裂缝，影响混凝土的强度。

5为何矿渣水泥、火山灰水泥的耐腐蚀性优于硅酸盐水泥？

为何粉煤灰水泥的干缩性小于火山灰水泥?

水泥越细，强度是否越高？为什么?

测定水泥凝结时间和安定性前为何必须作水泥标准稠度用水量？

答：

（1）因为他们都含有活性氧化硅和活性氧化铝，氢氧化钙、石膏可作为激发剂，促使活性氧化硅和活性氧化铝发挥活性，生成水化硅酸钙，水化铝酸钙、水化硫铝酸钙，这样的二次水化消耗了大量氢

氧化钙。同时，由于掺入了混合材，使得铝酸三钙的含量降低，水化时生成的水化铝酸钙就少，导致AFT生成量少，所以综上两点抗腐蚀性较好。

（2）因为粉煤灰颗粒多呈玻璃态空心或实心球状，表面光滑致密，吸水性小，不易水化，因而干缩性较小，而火山灰颗粒较细，比表面积大，在拌合时需要包裹的水泥浆多，所以更容易产生干缩现象。

（3）在一般情况下水泥细度越大，强度越高，但太细时早期强度增长虽快，但后期可能要下降，且对耐久性不利。因为：水泥过细，需水性增大，水化速度加快，早期强度发展很快，但是容易发生干缩。

（4）水泥用水量的多少直接影响凝结时间和体积安定性等的测量，只有用标准稠度用水量拌合的水泥，才能真实的反应凝结时间和体积安定性，这样测量结果才不会因为用水量水的原因受到影响。

6 为什么生产硅酸盐水泥时掺适量的石膏对水泥不起破坏作用，而硬化的水泥石在受到硫酸盐介质腐蚀后对混凝土有破坏作用？

答：因为生产水泥加入石膏是在水泥的粉磨阶段，没有水，水泥也就不发生水化，不会生成氢氧化钙和水化铝酸钙晶体。这两种物质会与石膏、硫酸盐物质发生反应，生成水泥杆菌（高硫型水化硫铝酸钙AFT），而AFT会膨胀1.5倍，对水泥有破坏作用。所以，只有水泥经过水化反应，硬化之后，才会受到破坏

7 混凝土浇筑后为何要及时覆盖以保湿养护，若不及时养护会出现何种工程问题？

答：如果早期的混凝土所处的环境不能保持充分的湿度，可能造成混凝土中水分的大量蒸发，一方面会影响水泥的继续水化，另一方面因干缩而是混凝土在低强度状态下承受干缩引起的拉应力，致使混凝土表面出现裂缝，影响混凝土的强度。

8混凝土在下列情况下都可能产生裂缝，请分析其各自的原因：1）水泥安定性不良；

水泥中的Cao、Mgo被煅烧成为过烧状态，水化时间慢，在水泥凝结很久后才开始水化，生成的水化产物体积膨胀，导致混凝土开裂，同时水泥中掺入了过多的石膏，水泥水化后多余的石膏会与水化铝酸钙反应生成AFT，体积膨胀1.5-2倍，也会引起混凝土开裂。

2）碱骨料反应

因为水泥中的碱类会与活性骨料发生反应，生成复杂的碱—硅酸凝胶，这种凝胶会吸水后体积无限膨胀，将水泥石胀裂

3）养护不好；

养护时不能保证充分的湿度，会因干缩而是混凝土在低强度状态下承受较大的拉应力，导致混凝土出现裂缝。

4）混凝土内钢筋锈蚀

钢筋锈蚀过程中，体积会膨胀，会使混凝土承受内部应力，最终会将混凝土胀裂

9 混凝土的抗压强度在以下各种情况下，试验值将有无变化？如何变化？为什么？

（1）混凝土含水率增加；

试验值会偏低，因为混凝土中裂缝的扩张对水的存在反应敏感，含水率越大，所测值越低。

（2）试件尺寸加大；

试验值会偏低，因为尺寸越大，其内部出现缺陷的几率就越大，导致有效受力面积减小，引起集中应力。

（3）试件高宽比加大；

试验值偏小，当试块高宽比增大后,上下两个端面上摩擦力约束影响已达不到试块高度的中部,使中部混凝土处在横向自由变形状态,因此测得的强度就将有所降低

（4）试件受压表面加润滑剂；

试验值会较不加润滑剂时降低，因为增加润滑剂后试件与试验机的接触面摩擦力减小，横向约束减小，破坏时所承受的应力较不加润滑剂时减小。

（5）试件位置偏离支座中心；

试验值偏小，试件偏离支座中心后有效受力面积减小，导致试验值偏低

（6）加荷速度加快；

试验值偏大，缓慢加载会增加亚临界裂缝的数量及长度，从而降低断裂应力。

（7）粗骨料最大粒径增大；

试验值会偏低大，石子粒径越大，表面积越小，需要的水泥浆越少，在一定程度上可以提高强度

（8）水灰比增大；

试验值会偏低，因为水灰比增大，水用量越大，凝结硬化后水分蒸发留下越多的孔隙，密实度降低，实质是降低了混凝土抵抗荷载的有效面积，而且在空隙处往往会引起集中应力。

（9）引气剂掺量增加。

试验值会偏低，因为引气剂过多，混凝土产生过多孔隙，导致有效受力面积减小，引起集中应力。

10工地上为何常对强度偏低而塑性偏大的低碳盘条钢筋进行冷拉？

答：经过冷拉后可以提高低碳盘条钢筋的强度，同时也达到节约钢材的目的。

11冷拉前后钢筋的力学性能有何变化？

经过冷拉后钢筋的屈服点提高，强度提高，但是韧性和塑性降低，同时钢筋的弹性模量也会降低，只有经过时效后弹性模量才会有所恢复。

12怎样确保钢筋混凝土结构中钢筋不被锈蚀？

（1）在钢筋表面施加保护层，使其与周围介质隔离（2）将钢筋制成合金（3）控制混凝土中氯离子的含量小于0.06%（4）提高混凝土的密实度（5）在混凝土拌制过程中加入阻锈剂

13保温隔热材料、吸声材料与隔声材料在孔隙结构上各自有何区别？

保温隔热材料要求具有封闭的互不连通的气孔；而吸声材料则要求材料具有开放的，相互连通的的气孔；隔声材料要求的也是封闭的孔隙

14有一种多孔材料，但不知其孔隙以封闭孔为主，还是以连通孔为主，因而难以确定它是否适用于保温隔热材料还是吸声材料，如何解决这一问题？

将该材料进行吸水性的试验，若检验结果吸水性较大则为连通孔为主，吸水性较小则表示封闭孔为主