《土木工程材料》学习指导书答案 宿迁学院建筑工程系
五、简述题（15分，每题3分）
1、工地仓库中存有三种白色粉末状胶凝材料，可能是生石灰粉、白水泥或石膏粉，请用简便方法区别。 答：加入适量水拌和，放出大量热的是生石灰粉，凝结硬化快的是石膏粉，另一种是白水泥
2、当混凝土拌合物的流动性太小时，能否用添加水的方法进行调整？为什么？怎样调整？ 答：不能，改变水灰比，强度降低，
调整措施：在保持水灰比不变的前提下，增加水泥浆
3、影响砂浆粘结力的因素有哪些？
答：砌块材料表面粗糙程度、砂浆和易性、水泥用量、砌块材料湿润程度
4、碳元素对钢材性能的影响。
答:碳是决定钢材性能的主要元素，随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度增加，塑性和韧性下降，可焊性和耐腐蚀性降低，冷脆性和时效倾向增大。当含碳量超过1％时，钢材的强度反而降低。
5、木材产生腐朽的原因及其防止方法。
答：木材的腐朽是由真菌在木材中寄生而引起的。
防止方法：①破坏真菌生存的条件，例：降低木材中的水分、涂料覆盖；②、将木材变成有毒的物质，如化学处理。
六、计算题（30分，每题5分）
1、一块普通烧结砖的外形尺寸为240mm×115mm×53mm，吸水饱和后重3000g，烘干至恒重为2500g。将该砖磨细并烘干后取50g，用李氏瓶测得其体积为20cm3。试计算该砖的密度、表观密度、孔隙率、重量吸水率。
解：密度ρ=50/20=2.5g/cm3 表观密度ρ0=2500/(24×11.5×5.3)=1.71g/cm3
孔隙率P=1-1.71/2.5=31.6% 重量吸水率Wm=（3000-2500）/2500=20%
2、试计算砌筑2000M的370mm厚砖墙，需标准烧结普通砖多少块（考虑2％的材料损耗）。 解：墙体体积为：2000×0.375=750m
3
2
（提示：240+10+115+10=375mm）
每立方米的砖墙体需用512块砖，并考虑2％的材料损耗， 则需要烧结普通砖的总块数为：750×512×（1＋2％）＝391680（块）
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3、直径20mm的热轧钢筋，截取两根试样，测得的屈服荷载为122KN、125KN,断裂荷载为200KN、190KN， 试件标距长度200mm，断裂后的标距长度为236mm、242mm。试确定该钢筋的牌号。 解：屈服强度：?s1? 抗拉强度：?b1? 伸长率：δ
122000??20/420000022?388MPa、?s2?125000??20/42?398MPa，则?s?388MPa ；
190000?637MPa、?b2??605MPa，则?b?605MPa； 2??20/4??20/451＝（236-200）/200=18.0%、
δ
52＝（242-200）/200=21.0%， 则δ5＝18.0%。
该钢筋为HRB335级钢。
4、烧结粘土砖进行抗压试验，干燥状态下的破坏荷载为200KN，饱和水状态下的破坏荷载为140KN，砖的受压面积均为115×120mm。试问该砖能否用于水中结构。 解：软化系数KR?140/A200/A?140200?0.7?0.85 该砖不能用于水中结构。
2
5、某组边长为150mm 的混凝土立方体试件，龄期28d，测得破坏荷载分别为540KN、550KN、560KN， 试计算该组试件的混凝土立方体抗压强度。若已知该混凝土是用强度等级32.5（富余系数1.10）的 普通水泥和碎石配制而成，试估计所用的水灰比。（计算参数: A=0.46，B=0.07） 解：Rc1?Pc1A?540000150?150?24MPa，同理：RC2=24.44MPa， RC3=24.89Mpa
最大值或最小值与中间值的差值均未超过中间值的15％，因此试件强度值RC=（RC1+ RC2+ RC3）/3=24.44MPa。
fcu.t=0.46×32.5×1.1×(C/W-0.07)=24.44 C/W=1.554 W/C=0.64
6、某混凝土的设计强度等级为C30，塌落度要求30－50mm，采用机械搅拌和振捣。所用材料为：水泥：42.5普通水泥，ρc＝3.1g/cm3，堆积密度1300kg/m3,富余系数1.13；碎石：5－20mm,连续级配，ρ
G
＝2700kg/m3，堆积密度1500kg/m3，含水率1.2％；中砂：MX＝2.6，ρS＝2650kg/m3,堆积密度1450kg/m3,含水率3.5％。试求：（1）混凝土初步配合比；（2）混凝土施工配合比（初步配合比符合要求）。 解：fcu.t=25+5×1.645=33.225 33.225=0.46×42.5×1.13×(C/W-0.07) C/W=1.574 W/C=0.64
W=195 C=195/0.64=305 SP=37%
(1) 体积法：305/3100+195/1000+S/2650+G/2700+0.01=1 S/(S+G)=0.37
S=691kg G=1178kg
(2) 体积密度法：假定混凝土表观密度为2400Kg/m3. 305+195+S+G=2400
S/(S+G)=0.37 S= 703kg G=1197kg
施工配合比：C’=305， S’=691×(1+3.5%)=715 G’=1178×(1+1.2%)=1192
W’=195-691×3.5%-1178×1.2%=157
C’:S’:G’=305:715:1192=1:2.34:3.91 W’/C’=0.515
每盘（100Kg水泥）各种材料用量：砂子234Kg，石子391Kg，水51.5Kg。
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综合练习（二）
一、填空：（20分，每题2分）
1、建筑材料按化学成分可分为 无机材料 ， 有机材料 ， 复合材料 三大类。 2、《蒸压加气混凝土砌块》（GB/T11969－1997）中，各字母和数字的含意为：GB : 国家标准 ， T : 推荐标准 ,11969 : 标准编号 ,1997 : 颁布年份 。
3、钢材牌号40Si2Mn，40表示 含碳量0.4% ，Si2表示 Si 含量在1.5%——2.5% 之间 。 4、HPB235级热轧钢筋外形为 光面 ，图纸中直径用 φ 表示，Ⅱ级钢筋外形为 月牙肋 。 5、型钢L45×60×5，表示 不等肢角钢，肢长为45，60mm，肢厚度5mm 。
6、硅酸盐水泥的强度主要来自于 硅酸二钙 和 硅酸三钙 两种熟料矿物的水化、凝结、硬化，其中，早强低后强高的矿物是 硅酸三钙 。
7、钢材中主要的有害杂质元素有 P 、 S 、 O 、 N 、 H 。 8、高分子聚合反应分为 加聚聚合 、 缩聚聚合 两大类。 9、木材中的水分分为 自由水 、 吸附水 、 化合水 。 10、石油沥青的塑性用 延度 表示，用 延度仪 测定，以 cm 为单位。 二、是非判断题 将答案填写在下表内（对的打∨，错的打×）（10分，每题1分）
题号 答案 1 × 2 √ 3 × 4 × 5 × 6 × 7 × 8 × 9 √ 10 × 1、含水率为2％的湿砂重100g，其中水的重量为2g。 2、耐水材料的软化系数KR≥0.85。
3、材料在进行强度试验时，加荷速度快的加荷比速度小的的试验结果值偏小。
4、测定砂浆强度的标准试件尺寸为边长150mm的立方体，每组试件6块。 5、烧结普通砖按抗压强度分为6个强度等级，强度等级代号为M。
6、钢材冷拉是指在常温下将钢材拉断，以伸长率作为性能指标。 7、钢材的屈强比越大，钢材的安全储备越高，钢材的强度利用率越低。 8、石油沥青的流动性用针入度表示，单位为mm。
9、同一种木材的各种强度值中，顺纹抗拉强度最大，横纹抗拉强度最小。 10、道路石油沥青和建筑石油沥青的牌号是按其软化点划分的。
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三、选择题 将答案填写在下表内 （10分，每题1分） 题号 答案 1 ④ 2 ③ 3 ④ 4 ② 5 ② 6 ③ 7 ② 8 ① 9 ① 10 ③ 1、一块砖重2625g，其含水率为5％，该砖所含水量为（ ）。 ①、131.25g ②、129.76g ③、130.34g ④、125g 2、含水率为5％的砂220g，将其干燥后的重量为（ ）。 ①、209g ②、200g ③、209.52g ④、210g 3、当某材料的孔隙率增大时，其吸水率（ ）。
①、增大 ②、减小 ③、不变化 ④、不一定 4、（ ）浆体在凝结硬化过程中，其体积发生微小膨胀。 ①、石灰 ②、建筑石膏 ③、水玻璃 5、硅酸盐水泥熟料中对强度贡献最大的是（ ）。 ①、C3A ②、C3S ③、C4AF ④、石膏 6、混凝土拌合物塌落度试验只适用于粗骨料最大粒径（ ）mm者。 ①、≤80 ②、≤60 ③、≤40 ④、≤25 7、钢材随着含碳量的增加( )。
①、强度、塑性都提高 ②、强度提高，塑性降低 ③、强度降低，塑性提高 ④、强度、塑性都降低 8、钢结构设计时，对直接承受动力荷载的结构应选用（ ） ①、镇静钢 ②、半镇静钢 ③、沸腾钢 9、沥青的塑性和粘结性主要是由（ ）赋予的。 ①、油分 ②、树脂 ③、地沥青质 10、防止混凝土中钢筋锈蚀的主要措施是（ ）。
①、钢筋表面刷油漆 ②、钢筋表面用碱处理 ③、提高混凝土的密实度 四、名词解释（10分，每题2分）
1、颗粒级配：骨料中不同粒径颗粒之间的搭配程度 2、水灰比：拌和水与水泥的质量比
3、钢材的冷加工：在常温下对钢材进行机械加工，使之产生塑性变形，从而提高其强度的方法 4、石油沥青的温度敏感性：沥青的塑性和流动性随着温度升降而变化的性质 5、木材的纤维饱和点：木材纤维中水分达到饱和时的含水率 五、简述题 （15分，每题3分）
1、气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料有何区别？
答：气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也只能在空气中保持并发展强度，而水硬性胶凝材料不仅能在空气中硬化，而且能更好的在水中凝结硬化，保持并发展强度。
2、钢材中的碳元素对钢材性能的影响。
答:碳是决定钢材性能的主要元素，随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度增加，塑性和韧性下降，可焊性和耐腐蚀性降低，冷脆性和时效倾向增大。当含碳量超过1％时，钢材的强度反而降低。
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3、混凝土塌落度过大或过小时如何调整。
答：当混凝土的流动性较小时，应保持水灰比不变的前提下，增加水泥浆的用量；当混凝土流动性较
大时，应保持砂率不变的前提下，增加砂子、石子的用量。
4、冬季浇注楼房结构混凝土时应选择何种水泥品种配制混凝土，采取何种措施保证混凝土结构质量？ 答：选择硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，因为它们早期强度高、水化热大、耐冻性好。 加强养护，如蓄热法、蒸汽加热法、电热法等。
5、画出低碳钢拉伸试验过程的应力应变曲线，说明拉伸试验经历的几个阶段，在曲线上标出各阶段的极限应力。
ζ
答：弹性阶段：应力和应变成直线关系，去除荷载后无残余变 形。最大应力值称为弹性极限。
屈服阶段：当应力增加到某一值时，变形急剧增加，曲线
出现一个波动的小平台。下屈服点的应力称为屈服极限。
0
ε
强化阶段：钢材超过屈服点后，内部晶粒重新排列，抵抗变形的能力进一步提高，应力和应变继
续提高。应力的最大值称为强度极限。
颈缩阶段：应力超过强度极限后，钢材抵抗变形的能力明显下降，在最薄弱处发生较大的塑性变
形，此处截面迅速缩小，出现径缩现象，直至试件断裂。
六、计算题（20分，每题5分）
1、已知碎石的表观密度为2.7g/cm3，堆积密度为1550kg/m3，砂子的堆积密度为1450kg/m3，求3m3松散状态的碎石需要多少重量的砂子填充其空隙。 解： 空隙率p＝1－1.55/2.7＝42.6％
3m碎石中空隙体积V=42.6％×3=1.28m砂质量m=1.28×1450=1856Kg
2、某混凝土实验室配合比为C：S：G ＝ 1：2：4，W/C＝0.5，水泥用量为300kg/m3。若施工现场砂含水3％，石子含水1％，试求此混凝土的施工配合比。
解：1m3混凝土中C=300×1=300kg， W=300×0.5=150kg， S=300×2=600kg， G=300×4=1200kg
则S’=600×1.03=618kg G’=1200×1.01=1212kg W’=150-18-12=120kg
3、某组边长为200mm 的混凝土立方体试件，龄期28d，测得破坏荷载分别为540KN、580KN、560KN， 试计算该组试件的混凝土立方体抗压强度。若已知该混凝土是用强度等级32.5（富余系数1.15）的 矿渣水泥和碎石配制而成，试估计所用的水灰比。
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