土木材料

土木材料

2010-07-02 07:05:55 阅读9 评论0 字号:

 

简答题                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

同种材料的ρ,ρ0,ρ0·排序:

密度:材料在{jd1}密实状态下单位体积的质量。表观密度:材料在自然状态下单位体积的质量。堆积密度:散粒在自然堆积条件下单位体积的质量。排序:ρ>ρ0>ρ0·。

材料耐水性指标,对与水接触的材料指标的要求:

耐水性:材料长期在水作用下不破坏强度也不明显下降的性质。指标-软化系数。公式:KR=fb/fg。要求:长期处于水中或潮湿环境中的重要结构,所用材料必须保证KR>0.85,其他材料也不宜小于0.75。

墙体材料热工性质:

热容性:材料在温度变化时吸收或放出热量的能力。指标—比热:单位质量的材料升高单位温度时所需热量。公式:c=Q/m(t1-t2). 导热性:材料两侧有温差时热量由高温侧向低温侧传导的能力。指标—导热系数。公式:λ=Qd/(t1-t2)AZ. 热变形性:材料在温度变化时的尺寸变化,一般材料均符合热胀冷缩这一自然规律。指标—线膨胀系数。公式:α=ΔL/L(t1-t2).

材料轻质高强指标,塑性指标,韧性指标,硬度指标:

强度:材料在外力作用下不破坏时能承受的{zd0}压力。指标-比强度(轻质高强指标):单位体积质量的材料强度,它等于强度与表观密度之比。屈强比越小,则结构安全度愈大,不易发出脆性断裂和局部超载引起的破坏,但屈强比不能太小,否则不能充分发挥钢材的强度水平。弹性与塑性:材料在外力作用下产生变形,当外力去除后能xx恢复原来形状的性质称为弹性,若去除外力材料仍保持变形后的形状与尺寸且不产生裂缝的性质称为塑性。指标-弹性模量E。脆性与韧性:材料在外力作用下无明显变形而突然破坏的性质称为脆性。材料在冲击和振动荷载的作用下产生一定变形而不破坏的性质称为韧性。指标—材料受荷载达到破坏时所吸收的能量。公式:ak=Ak/A。硬度:材料抵抗较硬物质刻划或压入的能力。指标—耐磨率。公式:M=(m0-m1)/A。

生石灰消解时的特征,什么叫陈伏,目的:

特征:放出大量的热,体积增大1.0~2.5倍。陈伏:将石灰浆置于消化池中2~3周。目的:生石灰中常含有过火石灰,水化极慢,当石灰变硬后才开始熟化,产生体积膨胀,引起已变硬石灰体的隆起鼓包和开裂。

建筑石膏的性质:(CaSO4.1/2H2O)

凝结硬化快;硬化时体积微膨胀;硬化后孔隙率较大,表观密度和强度较低;隔热吸声性良好;防火性能良好;具有一定的调温调湿性;耐水性和抗冻性差;加工性能好。

水泥熟料的矿物组成,各矿物工程性质,加入石膏目的,用量:

组成:硅酸三钙(3CaO.SiO2,简写C3S),含量36%~60%;硅酸二钙(2CaO.SiO2,简写C2S),含量:15%~37%;铝酸三钙(3CaO.Al2O3,简写C3A),含量:7%~15%;铁铝酸四钙(4CaO.Al2O3.Fe2O3,简写C4AF),含量10%~18%。前两种矿物一般占总量的75%~82%。加入石膏目的:为了控制C3A的水化和凝结硬化速度,C3A水化后的产物将与石膏反应,在水泥颗粒表面生成难溶于水的钙钒石,阻碍C3A的水化,从而起到延缓水泥凝结的作用。加入石膏的量:取决于C3A的含量和石膏中的SO3的含量,同时与水泥细度及熟料中SO3含量有关,石膏掺量一般为水泥质量的3%~5%。掺量过多会引起水泥的体积安定性不良。各矿物工程性质:

碱骨料反应及条件:

骨料中含有活性氧化硅,会与水泥中的碱发生碱骨料反应。

水泥石的结构组成,腐蚀原因,防治方法 :

组成:C-S-H,Ca(OH)2,水化铝酸钙,未水化水泥颗粒,毛细通道。腐蚀原因:外部是存在侵蚀介质;内部是因为水泥石存在易被腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙,以及水泥石本身不密实,存在很多侵蚀性介质易于进入内部的毛细通道。防治方法:合理选择水泥品种;提高水泥的密实度;加作保护层。

水泥的体积安定性,安定性不良的原因,水泥强度等级划分:

体积安定性:水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。安定性不良的原因:水泥熟料矿物组成中含有过多游离氧化钙和游离氢氧化钙,或者水泥粉磨石掺入石膏过多。f-CaO和f-MgO是在高温下生成的,处于过烧状态,水化很慢,他们在水泥凝结硬化后还在慢慢水化并产生体积膨胀,从而导致硬化水泥石开裂,而过多的石膏会与已固化的水化铝酸钙作用,生成水化硫铝酸钙,造成硬化水泥石开裂。水泥强度等级划分:硅酸盐水泥分为42.5,42.5R,52.5,52.5R,62.5,62.5R;其他五种水泥分为32.5,32.5R,42.5,42.5R,52.5,52.5R.R代表早强型水泥。

硅酸盐水泥的性质:

水化凝结速度快,强度高,尤其早期强度高;水化热大;耐腐蚀性差;抗冻性好,干缩小;耐热性差。

掺入混合材料多的硅酸盐水泥的共性和特性:

共性:凝结硬化慢,早期强度低,后期强度增大;耐腐蚀性好;对温度敏感,适合高温养护;水化热低;抗碳化能力差;抗冻性差耐磨性差。特性:矿渣水泥:耐热性好,抗渗性差;火山灰水泥:抗渗性较好,耐磨性差;粉煤灰水泥:干缩性小,抗裂性好,早期强度低,水化热低。

混凝土质量基本要求及准则:

满足与使用环境相适应的耐久性要求;满足设计的强度要求;满足施工规定所需的工作性要求;满足业主或施工单位渴望的经济性要求;满足可持续发展所需的生态性要求。

拌合混凝土的水泥强度确定:

根据经验一般以选择的水泥强度等级标准值为混凝土强度等级标准值的1.5~2.0倍为宜。

拌合混凝土砂的级配要求,砂的粗细程度指标:

级配要求:用一套孔径为5.00,2.50,1.25,0.630,0.315,0.160的标准筛,将抽样所得500g干砂,由粗到细依次过筛,然后称得留在各筛上砂的质量,计算各筛上的分计筛余百分率和累计筛余百分率,按0.630mm筛孔的累计筛余百分率,分成三个级配区,以累计筛余百分率为纵坐标,以筛孔尺寸为横坐标画出砂的三个级配区上下限的筛分曲线,配置混凝土时宜优先选用2区砂,当采用1区砂时应提高砂率,并保持足够的水泥用量,以满足混凝土的和易性,当采用3区砂时宜适当降低砂率,以保证混凝土强度。粗细指标:细度模数公式:Mx=(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1/(100-A1),细度模数越大表示砂越粗。3.7~3.1粗砂,3.0~2.3中砂,2.2~1.6细沙。

石子的压碎指标,房建中石子{zd0}粒径的规定:

压碎指标:将一定量气干状态的10~20mm石子装入标准筒里,按规定的加载速率,加荷至200KN,卸载后称取试样质量m0,再用2.5mm孔径的筛筛除被压碎的颗粒,称出留在筛上的试样质量m1。δ=(m0-m1)/ m0*{bfb}.粒径要求:混凝土粗骨料的{zd0}粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4,同时不得大于钢筋间最小净距的3/4;对于混凝土实心板,骨料的{zd0}粒径不宜超过板厚的1/2,且不得超过50mm;对于泵送混凝土,骨料{zd0}粒径与输送管内径之比,碎石不宜大于1:3,卵石不宜大于1:2.5。

混凝土的和易性,和易性指标,影响和易性的因素:

和易性:混凝土拌合物易于施工操作并获得质量均匀成型密实的混凝土性能。包括流动性,粘聚性(减小水灰比,提高砂率,,增加水泥用量),保水性三个方面的含义。指标—坍落度:将拌好的混凝土拌合物按一定方法装入圆锥形筒内,并按一定方式插捣,待装满刮平后,垂直平稳的向上提起坍落度筒,量测筒高与坍落后混凝土试体力{zg}点之间的高度差,即为该混凝土拌合物的坍落度值。坍落度越大,流动性越好。每增减1cm的坍落度,需增减单位用水量2%~4%。维勃稠度实验。影响和易性的因素(具体):水泥浆的数量和水灰比的影响;砂率的影响;组成材料性质的影响;温度和时间的影响。

混凝土强度等级的划分(150mm),混凝土轴心抗压强度:

C7.5,C10,C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60.轴心抗压强度:按标准方法制作养护的棱柱体构件在28d龄期,用标准实验方法测得的具有95%保证率的棱柱体抗压强度。

影响混凝土抗压强度的主要因素:(具体)

水泥强度等级及水灰比的影响;骨料的影响;龄期的影响;养护湿度与温度的影响。

混凝土的耐久性指标,配合比设计怎么保证耐久性要求:

耐久性指标:抗渗性,抗冻性,抗侵蚀性,碳化,碱-骨料反应。

配合比要求:严格控制混凝土的{zd0}W/C不超过规定值,及控制水泥用量不少于规定的量。

混凝土强度标准差反映什么?如何95%达到设计强度?

强度标准差:   强度标准差是正态分布曲线上两侧的拐点离开强度平均值处对称轴的距离,它反映了强度离散性的情况。值越大,强度分布曲线越矮而宽,说明强度的离散程度较大,反映了生产管理水平低下,强度质量不稳定。95%:t=1.645, fcu,t=fcu,k+1.645σ.

配合比设计(具体),三个基本参数:

配合比设计:(一)配合比设计前的准备工作:了解包括设计要求的强度等级;反映混凝土生产强度质量稳定性的强度标准差;混凝土的使用条件;施工工艺对混凝土拌合物的流动性要求及各原材料的品种类型和物理力学性质。(二)实验室配合比的设计过程:{dy}步计算配合比 确定配合强度;确定水灰比;确定1m3混凝土的用水量;确定1m3混凝土的水泥用量;确定砂率;确定1m3混凝土的砂石用量。第二步基准配合比的确定。第三步实验室配合比的确定。(三)混凝土的施工配合比。三个参数:水灰比—强度,稳定性;单位用水量—流动性;砂率—粘聚性,保水性。

砂浆的流动性指标保水性指标:

流动性:沉入度。保水性:分层度。

砌筑1m3三七墙用普通砖多少块?灰浆多少?

240*115*53;4*8*16;灰缝10;1m3砌体需用砖512块。灰浆420.

沸腾钢,xx钢:

沸腾钢:用锰铁脱氧,脱氧很不xx,要求高时再用铝或钛进行补充脱氧,脱氧xx,钢液浇铸后平静的冷却凝固,基本无CO气泡产生,钢制均匀密实,品质好,但成本高。xx钢课用于承受冲击荷载的重要结构。沸腾钢:用锰铁脱氧,脱氧很不xx,钢液冷却时有大量CO气体外逸,引起钢液沸腾。沸腾钢内部杂志和夹杂物多,化学成分和力学性能不够均匀,强度低,冲击韧性和可焊性差,但生产成本低,可用于一般的建筑结构。

钢结构设计指标,屈强比,屈强比的实际意义:

设计指标:强度;塑性;韧性;硬度。屈强比:屈服强度与抗拉强度之比。实际意义:屈强比越小,则结构安全度越大,不易发生脆性断裂和局部超载引起的破坏,但屈强比太小,则不能充分发挥钢材的强度水平,通常情况下,屈强比在0.60~0.75范围内比较合适。

钢的塑性指标,韧性指标:

塑性指标:伸长率:δ=(L1-L0)/L0*{bfb}.断面收缩率:φ=(A0-A1)/A0*{bfb}.韧性指标:冲击韧性值:αk=mg(H-h)/A.

钢中碳磷硫的含量对钢性能的影响:

碳:碳是决定钢材性能的主要元素,因为含碳量的变化直接引起晶体组织的变化。随着含碳量的增加,钢的强度和硬度增大,而塑性和韧性降低;当含碳量超过1.0%时,钢材的强度反而下降。含碳量增大液使钢的可焊性和耐腐蚀性降低,并增大钢的冷脆性和时效倾向。硫:降低钢材强度韧性疲劳强度,FeS能与Fe形成低熔点物质,而它在800~985范围内又很脆,使晶体间的结合变弱,因而当热加工的温度达到800~985时,使钢出现裂纹,产生脆性,称为热脆性。磷:使铁素体强化,提高钢的强度和硬度,当铁素体中溶入的磷超过0.1%,将显著降低钢的塑性和韧性,特别是低温冲击韧性,使钢在室温下变得很脆,称为冷脆性。

冷拉,冷拔,冷加工后钢力学性能的变化:

冷拉:在常温下对钢筋进行拉伸,使拉应力超过δs但小于δb,卸载后在经过时效处理,经过冷拉后屈服强度可提高20%~30%,塑性韧性有所降低。冷拔:对于直径小于10mm的1级光面钢筋,使其在常温下多次通过比其直径小的0.5~1mm的拔丝模拔成直径更小强度更高的冷拔钢筋,拔后强度可提高40%~60%,塑性韧性有所降低。变化:屈服点明显提高,塑性韧性弹性模量明显降低。

碳素钢,结构钢牌号的书写方法:

碳素钢:共有31个牌号,表示方法以平均含碳量(以0.01%为单位),含锰量标注,脱氧程度代号组合而成。如:45Mn。结构钢:表示方法:屈服点等级—质量等级。屈服点等级:Q295,Q345,Q390,Q420,Q460.质量等级:EDCBA.脱氧程度代号:F沸腾钢,B半xx钢,Zxx钢,TZ特殊xx钢。

热轧钢筋等级,各等级符号及差异:

等级:HB235,HRB335,HRB400,HRB500.H,R,B分别表示热轧,带肋,钢筋。符号:分别用符号…表示。差异:1级钢筋的强度较低,但塑性和焊接性能很好,便于各种冷加工,因而广泛用作小型钢筋混凝土结构中的主要受力钢筋以及各种钢筋混凝土结构中的构造筋。2级钢筋的强度较高,塑性和焊接性能也较好,是钢筋混凝土的常用钢筋,广泛用作大中型钢筋混凝土结构的主要受力钢筋。3级钢筋的性能和应用于2级钢筋接近,4级钢筋的强度高,但塑性和可焊性较差。

石油沥青的组成,各赋予沥青什么性质:

组成:油分,树脂,地沥青质。性质:油分赋予沥青流动性,树脂使沥青具有良好的塑性和粘结性,地沥青质则决定沥青的耐热性粘性和脆性,其含量愈多,软化点愈多,软化点愈高,粘性愈大,愈硬脆。

石油沥青的针入度,延度,软化点:

针入度(粘性):在规定温度25℃条件下,以规定质量100g的标准针,在规定试件5s内贯入试样中的深度(1/10mm为1度)表示。针入度越大,表示沥青越软,粘度越小。延度(塑性):把沥青试样制成∞字形标准试件(中间最小截面为1cm3),在规定的拉伸速度(5cm/min)和规定温度(25℃)拉断时的伸长长度,以cm为单位,延度值越大,表示沥青的塑性越好。软化点(温度稳定性):软化点是沥青由固态转变为具有一定流动性膏体的温度。环球法:把沥青试样装入规定尺寸的铜环内,试样上放置一标准钢球,浸入水中或甘油中,以来规定的升温速度加热,是沥青软化下垂,但沥青下垂量达25.4mm时的温度即为沥青软化点,软化点越高,表明沥青的耐热性越好,即温度稳定性越好。

石油沥青牌号增大时,技术指标怎么变化:

牌号越大,粘性越小(针入度越大),塑性越好(延度越大),温度敏感性越大(软化点越低)。

规定软化点的混合沥青的掺配:

Q1=(T2-T)/(T2-T1)*{bfb},Q2=100-Q1.Q1为较软沥青用量,T为要求配制沥青的软化点,T1为较软沥青的软化点。

冷底子油,乳化沥青,沥青胶,油毡:

冷底子油:有机溶剂与沥青溶合后制得的一种沥青溶液。软化沥青:水中加入乳化剂沥青强力搅拌而成。沥青胶:在沥青中掺入适量的矿物质粉料或再掺入部分纤维状填料配制而称的材料。油毡:采用低软化点石油沥青浸渍原纸,然后用高软化点石油沥青涂盖油纸两面,再涂或撒隔离材料所制成的一种纸胎防水卷材。

木材的防腐:

创造条件使木材不适于xx寄生繁殖;涂料覆盖,形成保护膜,隔绝空气和水分,阻止xx和昆虫的侵入;使木材变为对xx有毒的物质。

木材的纤维饱和点及意义:

湿木材在空气中干燥时,当自由水蒸发完毕而吸附水尚处于饱和时的状态。它是木材许多性质在含水影响下开始放生变化的起点,在纤维饱和点之上,含水量变化是自由水含量的变化,它对木材强的和体积影响甚微,在纤维饱和点之下,含水量变化即吸附水含量的变化,它对木材强度和体积等产生较大的影响。

生石灰,建筑石膏,白色水泥的区分方法:

加水。有热量放出的是生石灰,快速凝结的是建筑石膏,缓慢凝结的是白色水泥。

计算题

(一)      材料基本性质(作业两题)

(已知表观密度,质量吸水率,求体积吸水率,孔隙率)

(二)      混凝土配合比

(砂率,单位用水量,单位体积质量,计算1m3试样各用多少,{jd1}体积法,2个方程,砂的筛分结果,求分计,累计,剩余,细度模数,判断类型)    

(三)      混凝土抗拉强度  

                                                                                                                        

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

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