编）土木工程材料作业参考答案

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1、P16-1何谓材料的密度、表观密度、堆积密度？如何测定？材料含水后对三者有什么影响？答：密度指材料在绝对密实状态下单位体积的干燥质量。表观密度指材料在自然状态下单位体积的质量。堆积密度指散粒材料或粉体材料在自然堆积状态下单位体积的质量。测定材料的密度、表观密度和堆积密度，关键在于分别测定其绝对密实体积、表观体积（即自然状态下的体积）和堆积体积。密实材料，绝对密实体积等于表观体积，外形规则材料可以直接量度外形尺寸，通过几何计算得到体积；外形不规则的材料可以用排液法得到体积。求非密实材料的绝对密实体积，要把材料磨成粉，干燥至恒重后用李氏密度瓶测定；求形状规则的非密实材料表观体积，方法同规则密实材

2、料，形状不规则非密实材料，可在材料表面封蜡后，用排液法测得表观体积。散粒材料的堆积密度，通常以所填充的容器的容积作为材料的自然堆积体积来求得。材料的密度与含水无关，表观密度和堆积密度随含水量增大而增大。P16-2材料的孔隙率和孔隙特征对材料的哪些性能有影响？有何影响。答：材料的孔隙率和孔隙特征对材料的强度、表观密度、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性、隔热保温性、隔声/吸声性等性能有影响。一般来说组成相同的材料孔隙率越大则干表观密度、强度越小；抗渗性、抗冻性、导热性越差；吸水性、吸湿性、隔热性、吸声性越好。在组成和孔隙率都相同的情况下，细小开口孔隙比较多的材料比粗大开口孔隙多的材料，吸水性、吸湿

3、性好，抗渗性、抗冻性差，具有较多细小封闭孔隙的材料比具有粗大连通孔隙多的材料强度大，抗冻性好，导热性差。P16-3有一块烧结普通砖，在吸水饱和状态下质量为2900g，其绝干质量为2550g。砖的尺寸为240mm×115mm×53mm，经干燥并磨成细粉后取50g，用排水法测得绝对密实体积为18.62cm3。试计算该砖的吸水率、密度、孔隙率。解：该砖的质量吸水率=（饱和状态下质量—绝干质量）/绝干质量×100%=（2900-2550）/2550×100%=13.7%该砖的体积吸水率=（饱和状态下质量—绝干质量）/表观体积/水的密度×100%=（2900-2550）/（24×11.5×5.3）/1

4、×100%=23.9%砖的密度=50/18.62=2.69g/cm3砖的表观密度=2550/（24×11.5×5.3）=1.74g/cm3砖的孔隙率=（1—表观密度/密度）×100%=（1-1.74/2.69）×100%=35.3%P53-2硅酸盐水泥熟料有哪些主要的矿物组成？他们在水泥水化中各表现出什么特性？答：硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成有硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A）、铁铝酸四钙（C4AF）。性能指标熟料矿物C3SC2SC3AC4AF水化速率快慢最快快28d水化热多少最多中早期强度高低低低后期强度高高低低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，

5、而硬化的水泥石在有硫酸盐的环境介质中生成石膏时就有破坏作用？答：因为生产中掺入适量的石膏，它的水化反应主要集中于水泥水化的初期，而水泥浆体在终凝之前具有塑性，这个时候的体积膨胀不会受到限制；硬化的初期，水泥石强度较低，内中毛细孔隙比较多，仍能容纳微量的膨胀，因此早期掺入的适量的石膏对水泥不起破坏作用。硬化后的水泥石不具有塑性，即没有变形能力。后期进入的硫酸盐和水泥石中的水泥水化产物氢氧化钙及水化铝酸钙反应分别生成石膏和钙矾石，都会产生体积膨胀，这时的膨胀因为受到周围已硬化的水泥石的约束而产生膨胀应力，因而会破坏水泥石。有下列砼构件和工程，请分别选用合适的水泥，并说明其理由:1)现浇楼板、梁、

6、柱；2)采用蒸汽养护的预制构件；3)紧急抢修的工程或紧急军事工程；4)大体积砼坝、大型设备基础；5)砼路面；6)高炉基础答：1）现浇楼板、梁、柱：宜采用硅酸盐水泥、普通水泥；理由：快硬、高强2）采用蒸汽养护的预制构件：宜采用矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥和复合水泥；理由：水化热小，适宜加热养护3）紧急抢修的工程或紧急军事工程：宜采用快硬硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥；理由：水化热高，迅速凝结硬化，早期强度高4）大体积混凝土坝、大型设备基础：宜采用低热水泥（C2S含量多，C3S、C3A少）、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥；水化放热慢，减低大体积混凝土由于内外温差而产生的

7、变形不均匀性5）混凝土路面：宜采用硅酸盐水泥、道路水泥；理由：强度高（抗折、抗压、抗冲击）、耐磨性好、干缩小、抗冻性好6）高炉基础：宜采用矿渣水泥；理由：大体积→水化放热慢，高温环境→耐高温P112-3何谓集料的颗粒级配？怎样评价集料颗粒级配是否良好？为什么要尽量选用较大粒径的集料？答：集料的颗粒级配指的是集料中大小颗粒的搭配情况。评价集料颗粒级配常用筛分法进行测定，就是用一套标准筛把集料试样依次过筛，根据各