《土木工程材料》复习

发布 2022-01-11 10:04:28 阅读 9922

1.某住宅工程工期较短,现有强度等级同为42.5硅酸盐水泥和矿渣水泥可选用。从有利于完成工期的角度来看,选用哪种水泥更为有利。

答案:相同强度等级的硅酸盐水泥与矿渣水泥其28天强度指标是相同的,但3天的强度指标是不同的。矿渣水泥的3天抗压强度、抗折强度低于同强度等级的硅酸盐水泥,硅酸盐水泥早期强度高,若其它性能均可满足需要,从缩短工程工期来看选用硅酸盐水泥更为有利。

2.硅酸盐水泥的侵蚀有哪些类型?内因是什么?防止腐蚀的措施有哪些?

水泥石受腐蚀的基本原因:水泥石中含有易受腐蚀的成分,即氢氧化钙和水化铝酸钙等;水泥石不密实,内部含有大量的毛细孔隙。 2易造成水泥石腐蚀的介质:

软水及含硫酸盐、镁盐、碳酸盐、一般酸、强碱的水。 3防止腐蚀的措施:合理选用水泥的品种;掺入活性混合材料;提高水泥密实度;设保护层。

3.为什么说硅酸盐水泥不宜用于大体积工程?硅酸盐水泥的特性中有一条是水化热较高,而大体积混凝土由于结构截面大,水泥用量多,水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用,为了减小由此产生的温度收缩应力,就要求选用水化热小的水泥,大体积混凝土优选粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥,它们的水化热都较低。

4.国家标准中规定硅酸盐水泥的初凝时间为多少?为什么?水泥的初凝时间是指从水泥加水拌合起至水泥浆开始失去可塑性所需的时间,这个时间对施工影响较大,为了保证有足够的时间在初凝之前完成混凝土的搅拌、运输和浇捣及砂浆的粉刷、砌筑等施工工序,初凝时间不宜过短,为此,国家标准规定硅酸盐水泥的初凝时间不早于45分。

短于这个时间很容易导致混凝土还来不及施工就已经失去了塑性。

5.什么是水泥的体积安定性?造成水泥体积安定性不良的原因有哪些?1/熟料中的游离氧化钙、游离氧化镁及石膏含量过多。

2/水泥硬化后产生不均匀的体积变化。安定性不良会使水泥制品或混凝土构件产生膨胀性裂缝,降低建筑物质量,甚至引起严重事故。3/安定性不合格的水泥应作废品处理,不能用于工程中。

硅酸盐水泥。

普通硅酸盐水泥。

矿渣硅酸盐水泥。

火山灰质硅酸盐水泥。

粉煤灰硅酸盐水泥。

某单位宿舍楼的内墙使用石灰砂浆抹面。数月后,墙面上出现了许多不规则的网状裂纹。同时在个别部位还发现了部分凸出的放射状裂纹。试分析上述现象产生的原因。

解:石灰砂浆抹面的墙面上出现不规则的网状裂纹,引发的原因很多,但最主要的原因在于石灰在硬化过程中,蒸发大量的游离水而引起体积收缩的结果。

墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹,是由于配制石灰砂浆时所用的石灰中混入了过火石灰。这部分过火石灰在消解、陈伏阶段中未完全熟化,以致于在砂浆硬化后,过火石灰吸收空气中的水蒸汽继续熟化,造成体积膨胀。从而出现上述现象。

建筑石膏及其制品为什么适用于室内,而不适用于室外使用?

解:适用于室内装修,主要是由于建筑石膏及其制品在凝结硬化后具有以下的优良性质:

1.表面光滑饱满,颜色洁白,质地细腻,具有良好的装饰性。

2.硬化后的建筑石膏中存在大量的微孔,故其保温性、吸声性好。

3.硬化后石膏的主要成分是二水石膏,当受到高温作用时或遇火后会脱出21%左右的结晶水,并能在表面蒸发形成水蒸气幕,可有效地阻止火势的蔓延,具有一定的防火性。

4.建筑石膏制品还具有较高的热容量和一定的吸湿性,故可调节室内的温度和湿度,改变室内的小气候。

在室外使用建筑石膏制品时,必然要受到雨水冰冻等的作用,而建筑石膏制品的耐水性差,且其吸水率高,抗渗性差、 抗冻性差, 所以不适用于室外使用。

1. 空隙率p’——是指散粒材料在其堆积体积中,颗粒之间的空隙体积所占的比例。

p’=(v0’- v0)/ v0’ ×100%=(1- v0/v0’)×100%

空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。

2. 填充率d’——是指某堆积体积中,被散粒材料的颗粒所填充的程度。d’= v0/v0’ ×100%=ρ0’/ρ0×100%

即 p’+ d’=1

填充率的大小反映了散立材料的颗粒之间互相填充的程度。

例1-1:某石灰岩的ρ=2.62 g/cm3,孔隙率。

p=1.20%。今将石灰岩破碎成碎石,碎石的堆积密度为1580 kg/m3。

求:此碎石的表观密度和空隙率。

解: p=(v0- v)/ v0×100%

∴ρ0=2.59 g/cm3

p’=(v0’- v0)/ v0’ ×100%

例1-2:一块烧结普通砖的外形尺寸为240×115×53,吸水饱和。

重2940g,烘干至恒重为2580g。今将该砖磨细至粉末,并烘干后取50g,用李氏比重瓶测得其体积为18.58cm3。

求:ρ、0、p、wm、wv、pk、pb。

解: ρ=m/v=50/18.58=2.69 g/ cm3

ρ0= m/v0=2580 /(240×115×53×10-3)=1.76 g/ cm3(干表观密度)

孔隙率p=(1-ρ0/ρ)100%=34.6%

wm=(mb- mg)/ mg×100%=(2940-2580)/2580×100%=13.95%

wv= wm×ρ0=24.6%

pk= wv=24.6%

∵pk+pb=p ∴pb=p- pk=34.6%-24.6%=10%

例1-4 某工地所用卵石材料的密度为2.65g/cm3、表观密度为2.61g/cm3、堆积密度为1680 kg/m3,计算此石子的孔隙率与空隙率?

解:石子的孔隙率p为:

石子的空隙率p’为:

一、问答题。

1.生产材料时,在组成一定的情况下,可采取什么措施来提高材料的强度和耐久性?

2.决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么?

二、计算题。

1.某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172 mpa、178 mpa、168 mpa。该岩石可否用于水下工程。

2.收到含水率5%的砂子500t,实为干砂多少吨?若需干砂500t,应进含水率5%的砂子多少吨?

2答:(1)材料的化学组成和矿物组成。如果材料的组成成分容易与酸、碱、盐、氧或某些化学物质起反应,或材料的组成易溶于水或某些溶剂,则材料的耐腐蚀性较差。

(2)非晶体材料较同组成的晶体材料的耐腐蚀性差。因前者较后者有较高的化学能,即化学稳定性差。 (3)材料内部的孔隙率,特别是开口孔隙率。

孔隙率越大,腐蚀物质越易进入材料内部,使材料内外部同时受腐蚀,因而腐蚀加剧。 (4)材料本身的强度。材料的强度越差,则抵抗腐蚀的能力越差。

颗粒级配与最大粒径。

颗粒级配与最大粒径。

规定:最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4;不得超过钢筋最小净距的3/4;对于实心板,不得超过板厚的1/2且不得超过50mm;对于泵送混凝土,最大粒径与输送管道内径之比,碎石不宜大于1:3,卵石不宜大于1:

2.5。

影响混凝土和易性的因素。

水泥浆量及水灰比。

在水灰比不变的情况下,如果水泥浆越多,则拌合物的流动性越大;但若水泥浆过多,会使拌合物的流动性、粘聚性变差 。

砂率。砂率是指砂用量占砂、石总用量的质量百分比。砂率过大或过小都会导致混凝土和易性变差,应选择合理砂率。

水泥的品种及细度,骨料的性质。

环境因素,施工条件,时间,外加剂。

提高混凝土强度。

采用高等级水泥或早强型水泥;

采用低水灰比的干硬性混凝土;

采用湿热处理养护混凝土;

采用机械搅拌、机械振捣;

掺入混凝土外加剂、掺合料等。

混凝土的变形。

一)非荷载作用下的变形。

化学收缩。混凝土的干缩湿胀。

温度变形。二)荷载作用下的变形。

短期荷载作用下的变形。

长期荷载作用下的变形—徐变。

硬化混泥土的耐久性。

一)混凝土的抗渗性。

二)混凝土的抗冻性

三)混凝土的抗碳化性。

四)碱骨料反应。

五)抗化学侵蚀。

使用减水剂的技术经济效果。

1.在保持和易性不变,也不减少水泥用量时,可减少拌和水量5%~25%或更多。

2.在保持原配合比不变的情况下,可使拌合物的坍落度大幅度提高(可增大100~200mm) 。

3.若保持强度及和易性不变,可节省水泥10%~20%。

4.提高混凝土的抗冻性、抗渗性,使混凝土的耐久性得到提高。

高性能混凝土。

高强度,高耐久性,高尺寸稳定性,高抗裂性,经济和理性。

根据强度公式计算水灰比:

式中: fcu,0——混凝土试配强度, ma;

fce——水泥28d的实测强度,mpa;

αa,αb——回归系数,与骨料品种、水泥品种有关,其数值可通过试验求得。

《普通混凝土配合比设计规程》(jgj55—2003)提供的αa 、αb 经验值为:

采用碎石:αa=0.46 αb=0.52

采用卵石:αa=0.48 αb =0.61

1)调整和易性,确定基准配合比。

按初步计算配合比称取材料进行试拌。混凝土拌合物搅拌均匀后测坍落度,并检查其粘聚性和保水性能的好坏。

①如实测坍落度小于或大于设计要求,可保持水灰比不变,增加或减少适量水泥浆;

②如出现粘聚性和保水性不良,可适当提高砂率。每次调整后再试拌,直到符合要求为止。

当试拌工作完成后,记录好各种材料调整后用量,并测定混凝土拌合物的实际表观密度(ρc,t)。

此满足和易性的配比为基准配合比。

例4-2.某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁,混凝土设计强度等级为c30,施工要求混凝土坍落度为30~50㎜,根据施工单位历史资料统计,混凝土强度标准差σ=5mpa。所用原材料情况如下:

水泥:42.5级普通硅酸盐水泥,水泥密度为ρc=3.10g/cm3,水泥强度等级标准值的富余系数为1.08;

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