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1、土木工程材料复 习一、作业答案分析|1 1、材料的密度、表观密度、堆积密度有何区别？如何测定？材料含水后对三者有什么影响？|解 密度：表观密度：堆积密度：V为材料的绝对密实体积V0为材料的表观体积 (固、液、气）V0，为材料的堆积体积|对于含孔材料，三者的测试方法要点如下：测定密对于含孔材料，三者的测试方法要点如下：测定密度时，需先将材料磨细，之后采用排出液体或水的方度时，需先将材料磨细，之后采用排出液体或水的方法来测定体积。测定表观密度时，直接将材料放入水法来测定体积。测定表观密度时，直接将材料放入水中，即直接采用排开水的方法来测体积；测定堆积密中，即直接采用排开水的方法来测体积；测定堆积密
2、度时，将材料直接装入已知体积的容量筒中，直接测度时，将材料直接装入已知体积的容量筒中，直接测试其自然堆积状态下体积。试其自然堆积状态下体积。|含水与否对密度、表观密度无影响，因密度、表观含水与否对密度、表观密度无影响，因密度、表观密度均是对干燥状态而言的。含水对堆积密度的影响密度均是对干燥状态而言的。含水对堆积密度的影响则较复杂一般来说是使堆积密度增大。则较复杂一般来说是使堆积密度增大。|2 2g/cmg/cm3 3、g/cmg/cm3 3、堆积密度为堆积密度为1680 1680 kg/mkg/m3 3，计算此石子的计算此石子的孔隙率与空隙率？孔隙率与空隙率？|解：石子的孔隙率解：石子的孔隙率
3、P P为：为：石子的空隙率石子的空隙率P P，为：为：|3、某石材在气干、绝干、水饱和情况下测得的抗压强某石材在气干、绝干、水饱和情况下测得的抗压强度分别为度分别为174174、178178、165 165 MPaMPa，求该石材的软化系数，并求该石材的软化系数，并判断该石材可否用于水下工程。判断该石材可否用于水下工程。|解：该石材的软化系数为解：该石材的软化系数为:由于该石材的软化系数为由于该石材的软化系数为0.930.93，大于，大于0.850.85，故该石材，故该石材可用于水下工程。可用于水下工程。v4 4、现有四种白色粉末，已知其为建筑石膏、生石灰粉、白色石灰石粉和白色硅酸盐水泥，请加
4、以鉴别（化学分析除外）。v解解：取相同质量的四种粉末，分别加入适量的水拌合为同一稠度的浆体。放热量最大且有大量水蒸气产生的为生石灰粉；在分钟内凝结硬化并具有一定强度的为建筑石膏；在分钟到小时内凝结硬化的为白色水泥；加水后没有任何反应和变化的为白色石灰石粉。v鉴别这四种白色粉末的方法有很多，主要鉴别这四种白色粉末的方法有很多，主要是根据四者的特性来区分。生石灰加水，是根据四者的特性来区分。生石灰加水，发生消解成为消石灰发生消解成为消石灰氢氧化钙，这个过氢氧化钙，这个过程称为石灰的程称为石灰的“消化消化”，又称，又称“熟化熟化”，同时放出大量的热；建筑石膏与适量水拌同时放出大量的热；建筑石膏与适量
5、水拌合后，能形成可塑性良好的浆体，随着石合后，能形成可塑性良好的浆体，随着石膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失而膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失而发生凝结，此后进一步产生和发展强度而发生凝结，此后进一步产生和发展强度而硬化。一般石膏的初凝时间仅为硬化。一般石膏的初凝时间仅为10min10min左右，左右，终凝时间不超过终凝时间不超过30min30min。白色硅酸盐水泥的。白色硅酸盐水泥的性能和硅酸盐水泥基本项同，其初凝时间性能和硅酸盐水泥基本项同，其初凝时间不早于不早于45min45min，终凝时间不超过，终凝时间不超过6h30min6h30min。石灰石粉与水不发生任何反应。石灰石粉与水不
6、发生任何反应。5 5、石灰硬化体本身不耐水，但是石灰土多年后具有一、石灰硬化体本身不耐水，但是石灰土多年后具有一定的耐水性，你认为主要是什么原因？定的耐水性，你认为主要是什么原因？v解：消石灰粉或生石灰粉与粘土拌合，称为石灰土，解：消石灰粉或生石灰粉与粘土拌合，称为石灰土，若加入砂石或炉渣、碎石等即成三合土。在潮湿环若加入砂石或炉渣、碎石等即成三合土。在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长灰土或三合土的强度
7、和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。6、有下列混凝土构件和工程，请分别选用合适的水、有下列混凝土构件和工程，请分别选用合适的水泥，并说明其理由？泥，并说明其理由？v现浇楼板、梁、柱：快硬通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥，现浇结构中要求混凝土能够快速硬化。v采用蒸汽养护的预制构件：硅酸盐水泥，蒸汽养护就是将成型后的混凝土制品放在100以下的常压蒸汽中进行养护。以加快混凝土强度发展的速度。混凝土经1620的蒸汽养护后，其强度即可达到标准养护条件下28强度的70 80。v紧急抢修的工程或紧急军事工程：快硬通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥v大体积混凝土坝、大型
8、设备基础：粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。v有硫酸盐腐蚀的地下工程：普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥v高炉基础：普通硅酸盐水泥v海港码头工程：矿渣硅酸盐水泥7 7、当混凝土拌合物流动性太大或太小，可采取什么措、当混凝土拌合物流动性太大或太小，可采取什么措施进行调整？施进行调整？v流流动动性性是是指指混混凝凝土土拌拌合合物物在在本本身身自自重重或或施施工工机机械械振振捣捣的的作作用用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。v流流动动性性的的大大小小取取决决于于混混凝凝土土拌拌合合物物中中用用水水量量或或水水泥
9、泥浆浆含含量量的的多多少少。水水泥泥浆浆的的稀稀稠稠，取取决决于于水水灰灰比比的的大大小小。水水灰灰比比小小，水水泥泥浆浆稠稠，拌拌合合物物流流动动性性就就小小，混混凝凝土土拌拌合合物物难难以以保保证证密密实实成成型型。若若水水灰灰比比过过大大，又又会会造造成成混混凝凝土土拌拌合合物物的的粘粘聚聚性性和和保保水水性不良，而产生流浆、离析现象。性不良，而产生流浆、离析现象。v水水泥泥浆浆的的数数量量和和稠稠度度取取决决于于用用水水量量和和水水灰灰比比。实实际际上上用用水水量量是是影影响响混混凝凝土土流流动动性性最最大大的的因因素素。当当用用水水量量一一定定时时，水水泥泥用用量量适适当当变变化化（
10、增增减减50501001003 3 ）时时，基基本本上上不不影影响响混混凝土拌合物的流动性，即流动性基本上保持不变。凝土拌合物的流动性，即流动性基本上保持不变。v由由此此可可知知，在在用用水水量量相相同同的的情情况况下下，采采用用不不同同的的水水灰灰比比可可配配制出流动性相同而强度不同的混凝土。制出流动性相同而强度不同的混凝土。v8、某工程的预制钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为某工程的预制钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为 2020，要求强度保证率要求强度保证率95%95%，施工要求混凝土坍落度为，施工要求混凝土坍落度为（混凝土由机械搅拌、机械振捣），该施工单位无历史资料统计。（混凝土由机械
11、搅拌、机械振捣），该施工单位无历史资料统计。采用的材料：采用的材料：v 普通水泥：普通水泥，现已经实测普通水泥：普通水泥，现已经实测28d28d抗压强度抗压强度48MPa48MPa，密度，密度c c，；，；v 砂：近似密度砂：近似密度osos/cm/cm，堆积密度堆积密度 ；v 石：近似密度石：近似密度ogog/cm/cm3 3；堆积密度；堆积密度 ；v 最大粒径为最大粒径为20mm20mm；自来水。；自来水。v试设计该混凝土的配合比（按干燥材料计算）（初步配合比）；试设计该混凝土的配合比（按干燥材料计算）（初步配合比）；v v解：解：求混凝土计算配合比求混凝土计算配合比v(1)(1)确定混凝
12、土配制强度（确定混凝土配制强度（f fcu,0cu,0）v因施工单位无历史记录，查因施工单位无历史记录，查P133P133表表4-304-30得得:vf fcu,0cu,0=f=fcu,k cu,k+1.645=20+1.6455=28.225 MPa+1.645=20+1.6455=28.225 MPav(2)(2)确定水灰比（确定水灰比（W/CW/C）由于结构处于干燥环境，由表由于结构处于干燥环境，由表4-25,干燥环干燥环境容许最大水灰比为，故可确定水灰比为。境容许最大水灰比为，故可确定水灰比为。v（3 3）确定用水量（）确定用水量（m mw0w0）v 查查表表4 41818，对对于于最
13、最大大粒粒径径为为2020的的碎碎石石混混凝凝土土，当当所所需需坍坍落落度度为为时时,1m,1m3 3混混凝凝土的用水量可选用土的用水量可选用195kg195kg。v(4)(4)计算水泥用量（计算水泥用量（m mc0c0）v按按表表 4 42525，对对于于干干燥燥环环境境的的钢钢筋筋混混凝凝土土，最最小小水泥用量为水泥用量为260260，故可取，故可取 m mc0c0 300 3003 3。v（5 5）确定砂率（）确定砂率（s s）v 查查表表4 42222，对对于于采采用用最最大大粒粒径径为为2020的的碎碎石石配配制制的的混混凝凝土土，当当水水灰灰比比为为时时，其其砂砂率率值值可可选选取取36%36%42%42%，采用插入法选定）现取采用插入法选定）现取s s=9 9。v（）计算砂、石用量（）计算砂、石用量（s0s0、g0g0）v用体积法计算，将用体积法计算，将m mc0c0=349=349；m mw0w0=185=185代入方程组代入方程组|解此联立方程，则得：解此联立方程，则得：s0=720.74，|g0=1126.16