土木工程材料练习题(2)

土木工程材料

解决泵送问题，但对混凝土的强度及耐久性都有不利影响，且还会引起泌水等问题。

24那么《规范》为什么以混凝土立方体抗压强度作为划分混凝土强度等级的主要标准呢?

答;(1)混凝土是一种很好的抗压材料，在混凝土结构中主要用于承受压力，以混凝土立方体抗压强度作为划分混凝土的主要标准，可以较好地反映混凝土的主要受力特性。 (2)混凝土的其他力学性能，如轴心抗压强度和轴心抗拉强度等，都与混凝土立方体抗压强度有一定的关系。

(3)立方体抗压试验最简单，结果最稳定。

25某车间完工后发现顶层每个框架横梁上都出现不同程度的裂缝。裂缝均于梁的上部，长约为梁高一半，裂缝上宽下窄，最大宽为0.5 mm。经设计复查，设计计算无误；整个车间坐落于完整的砂岩地基上，没有不均匀沉降，材料全部合格，混凝土强度满足要求。经了解，在顶层施工中为赶进度，把混凝土的强度等级从C20提高至C30，单位水泥用量增加了90 kg，且当时使用的砂亦恰好细度变细。

答：从裂缝形状看，可知不属荷载裂缝，为收缩变形产生的裂缝。原因是施工中任意提高混凝土强度，加大水泥用量，且采用细度模数小的砂，这两方面都会使收缩增大，从而导致产生裂缝。

26A、B两混凝土采用相同的水泥、砂、石，A掺用了引气剂，并降低了水灰比，其抗渗性优于B。请观察两混凝土断面的孔结构，如图。并讨论如何可提高混凝土抗渗性。

答：A混凝土虽有较多气泡，但这些气泡是不连通的，截断了毛细管通道，从而提高了抗渗性。且其减少了水灰比，使其它部分更为致密。可见，改善混凝土孔结构，提高混凝土密实度，可提高混凝土抗渗性。 27某工地现配制M10砂浆砌筑砖墙，把水泥直接倒在砂堆上，再人工搅拌。该砌体灰缝饱满度及粘结性均差。请分析原因。

答:（1）砂浆的均匀性可能有问题。把水泥直接倒入砂堆上，采用人工搅拌的方式往往导致混合不够均匀，使强度波动大，宜加入搅拌机中搅拌。 （2）仅以水泥与砂配制砂浆，使用少量水泥虽可满足强度要求，但往往流动性及保水性较差，而使砌体饱满度及粘结性较差，影响砌体强度，可掺入少量石灰膏、石灰粉或微沫剂等以改善砂浆和易性。

28怎样划分石油沥青的牌号？牌号大小与沥青主要技术性质之间的关系怎样？

解：石油沥青按针入度指标来划分牌号，牌号数字约为针入度的平均值。

常用的建筑石油沥青和道路石油沥青的牌号与主要性

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质之间的关系是：牌号愈高，其粘性愈小（针入度越大），塑性愈大（即延度越大），温度稳定性愈低（即软化点愈低）。

[评注]严格地讲，石油沥青的牌号是按沥青的针入度、延度和软化点指标来划分的。

29土木工程中选用石油沥青牌号的原则是什么？在地下防潮工程中，如何选择石油沥青的牌号？

答：一般来说，牌号越大，针入度和延性越大，而软化点降低，因此，牌号高的沥青易软化，即温度敏感性大，但塑性良好，质地柔软；低牌号的沥青，其性能相反；.牌号小的沥青一般用于温热或受热部位；牌号中等的沥青，使用于寒冷或受晒、冬冻、地下防潮的部位；

高牌号的沥青应用于一些不易受温度影响的部位。 30请比较下列A、B两种建筑石油沥青的针入度、延度及软化点测定值。若于南方夏季炎热地区屋面选用何种沥青较合适，请讨论。

答：宜用B石油沥青，一般屋面用沥青应比当地屋面可能达到的最高温度高出20～25℃，亦即比当地最高温度高出50℃左右。南方炎热地区气温相当高，A沥青软化点较低，难以满足要求，夏季易流淌。可选B，但B沥青延伸度较小，在严寒地区不宜使用，否则易出现脆裂现象。

31某施工队熬制石油沥青准备作地下防水，于沥青碎块的平均尺寸为20 cm，工程量较大，因此加热的时间较长，保温的时间亦较长。施工后发现其效果不够理想，特别是沥青的塑性明显下降。请分析原因。 答：沥青与其它有机物类同，与空气接触会逐渐氧化，沥青中的极性含氧基团逐渐联结成高分子的胶团，形成更大更复杂的分子，使沥青硬化，降低柔韧性。温度越高，时间越长氧化越快。当温度在100℃以上时，每增加10℃，氧化率约提高1倍，且使一些组分蒸发。为此，熬制沥青应先将其破碎为10 cm以下的碎块，缩短熬制时间，且熬好后尽可能于8 h内用完。若用不完，应于新熬材料混合使用，必要时作性能检查。 32华南某二级公路沥青混凝土路面使用1年后就出现较多网状裂缝，其中施工厚度较薄及下凹处裂缝更为明显。据了解当时对下卧层已作认真检查，已处理好软弱层，而所用的沥青延度较低。请分析原因。 答：沥青混凝土路面网状裂缝有多种成因。其中路面结构夹有软弱层的因素从提供的情况亦可初步排除。

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沥青延度较低会使沥青混凝土抗裂性差，这是原因之一。而另一个更主要的原因是沥青厚度不足，层间粘结差，华南地区多雨，于下凹处积水，水分渗入亦加速裂缝形成。

夏季中午铺设沥青防水卷材

33某住宅楼面于8月份施工，铺贴沥青防水卷材全是白天施工，以后卷材出现鼓化、渗漏，请分析原因。 答:夏季中午炎热，屋顶受太阳辐射，温度较高。此时铺贴沥青防水卷材基层中的水气会蒸发，集中于铺贴的卷材内表面，并会使卷材鼓泡。此外，高温时沥青防水卷材软化，卷材膨胀，当温度降低后卷材产生收缩，导致短裂。还需指出的是，沥青中还含有对人体有害的挥发物，在强烈阳光照射下，会使操作工人得皮炎等疾病。故铺贴沥青防水卷材应尽量避开炎热中午。

34为什么用材料的屈服点而不是其抗拉强度作为结构设计时取值的依据？

答：屈服强度和极限抗拉强度是衡量钢材强度的两个重要指标。极限抗拉强度是试件能承受最大应力。在结构设计中，要求构件在弹性变形范围内工作，即使少量的塑性变形也应力求避免，所以规定以钢材的屈服强度作为设计应力的依据。 抗拉强度在结构设计中不能完全利用，但屈服强度与抗拉强度之比（屈强比）却有一定的意义。 屈强比越小，结构的安全性越高。

35.某烧结矿仓库运输廊道于1965年1月发生倒塌。事故发生时室外气温为36℃左右。经现场调查及取样试验可知所用的沸腾钢含碳0.23％～0.25％，含硫0.06％，焊接质量差。请分析事故原因。

答：原因之一是所使用的钢材不符合标准要求，发生脆性断裂。所用钢材含碳量及含硫量均超过用于焊接结构钢材要求，即含碳不超过0.22％，含硫量不超过0.055 ％。硫的析出集中点正是弦杆钢发生脆性破坏部位。

原因之二是断裂处焊缝低劣，以及焊接结构处有应力集中现象，助长了此衍架的断裂破坏。经检查，多处焊缝明显未焊透，有焊瘤，夹杂缺陷，焊接质量差。

36.华北某厂需焊接一座露天需承受动荷载的钢支架，该厂已有三种碳素结构钢，厚度均为80 mm，Q235抗拉强度已可满足设计要求。三种钢材的价格是Ⅰ<Ⅱ<Ⅲ。请选用。

Q235A·F Q235A·b Q235C 选Ⅰ不当。Q235A·F为沸腾钢，其内部杂质和夹杂物较多，化学成分和力学性能不均匀抗冲击韧性特别是低温冲击韧性差，可焊性差不宜用于承受动荷载的焊

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接钢结构。请再选。

Q235A·b为半沸腾钢，性能虽优于Q235A·F，但焊接结构应保证碳的极限含量，而Q235A钢的含碳量是不作为交货条件的，一般不用于焊接结构。另外，厚度较大的钢材塑性及冲击韧性及焊接性能一般较差，选用厚度较大的焊接钢结构应选用材质较好的钢。 选择正确。结构钢材的选用至少应具有屈服点、抗拉强度、伸长率三项机械性能和硫磷含量两项化学成分的合格保证，对焊接结构还应有含碳量的合格保证。对于较大型构件、直接承受动力荷载的结构，钢材应具有冷弯试验的合格保证。对于大、重型结构和直接承受动力荷载的结构，还需根据冬季工作湿度情况，选用的钢材需具有常温。低温冲击韧性的合格保证。还需说明的是，低含量高强度结构钢由于合金元素的强化作用，不但有较多的强度，而且具有较好的塑性、韧性和可焊性。Q345钢及Q390钢的综合性能较好，是钢结构常用的牌号。其价格虽稍高，但有更好的承受动荷载和耐疲劳性能，可节省钢材、减轻结构自重。大跨度、大型结构承受动力荷载和冲击荷载结构广泛用低合金高强度结构钢。

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某混凝土搅拌站原混凝土配方均可生产出性能良

好的泵送混凝土。后因供应的问题进了一批针片状多的碎石。当班技术人员未引起重视，仍按原配方配制混凝土，后发觉混凝土坍落度明显下降，难以泵送，临时现场加水泵送。请对此过程予以分析。 分析 ①混凝土坍落度下降的原因。因碎石针片状增多，表面积增大，在其它材料及配方不变的条件下，其坍落度必然下降。

②当坍落度下降难以泵送，简单地现场加水虽可解决泵送问题，但对混凝土的强度及耐久性都有不利影响，且还会引起泌水等问题。

某工地现配制M10砂浆砌筑砖墙，把水泥直接倒在砂堆上，再人工搅拌。该砌体灰缝饱满度及粘结性均差。请分析原因。

分析 （1）砂浆的均匀性可能有问题。把水泥直接倒入砂堆上，采用人工搅拌的方式往往导致混合不够均匀，使强度波动大，宜加入搅拌机中搅拌。

（2）仅以水泥与砂配制砂浆，使用少量水泥虽可满足强度要求，但往往流动性及保水性较差，而使砌体饱满度及粘结性较差，影响砌体强度，可掺入少量石灰膏、石灰粉或微沫剂等以改善砂浆和易性。

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