华大2018年网络教育-土木工程材料平时作业参考答案

一、问答题。

1．常见合成高分子防水卷材有哪些？ 答： 1、三元乙烯橡胶防水卷材

特点：耐老化性能最好，化学稳定性佳优良的耐性候、耐臭氧性、耐热性、和低温柔性甚至超过氯丁与丁基橡胶，比塑料优越的多，，它还具有质量轻、拉升强度高、伸长率大、使用寿命长、耐强碱腐蚀等。

2、氯丁橡胶卷材

特点：除耐低温性能稍差外，其他性能基本类似，拉伸强度大，耐油性、耐日光、耐臭氧、耐候性很好。

3、氯丁橡胶乙烯防水卷材

P型是以增塑聚氯乙烯为基料的塑性卷材，厚度1.20 1.50.2.00.卷材宽度有1000、2000、1500.

4、氯化聚乙烯防水卷材

规格：厚度分1.00、1.20、1.50、2.00；宽度分900、1000、1200、1500. 5、氯化聚乙烯橡胶共混卷材

有塑料和橡胶的特点，弹度高，弹性好，耐老化性，延伸性，耐低温性能及大卷材可用多种黏合剂黏结，冷施工。

2．钢材牌号与其强度质量等的关系？

答：钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分顺序组成。牌号越大，含碳量越大，抗拉强度越高，而伸长率则随着牌号的增大而降低。

3．各元素对钢材质量的影响？

答：钢材中除了主要化学成分铁以外，还含有少量的碳、硅、锰、磷、硫、氧、氮、钛、钒等元素： （1）1) 碳（C）：

a) 所有碳素钢的性能主要取决于含C量，钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑

性和冲击性降低，0。8%以下的碳钢抗拉强度与含碳量成正比增加，塑性及韧性则相反，含C量>0。8%的碳钢，强度及塑性均低，但硬度很高，但当含碳量在1。0%以上，随着含碳量的增加，钢材的强度反而下降。所以含C量不同的钢经处理后显示的性质就不同。含碳量越高，钢的硬度就越高，但是它的可塑性和韧性就越差。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀。

b) 随着含碳量的增加，钢材的焊接性能变差（含碳量大于0。3%的钢材，可焊性显著下降），

冷脆性和时效敏感性增大，耐大气锈蚀性下降。一般工程所用碳素钢均为低碳钢，即含碳量小于0。25%；工程所用低合金钢，其含碳量小于0。52%。 2) 、硅（Si）：

a) 在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，是钢中的有益元素。所以镇静钢含有0。15－

0。30%的硅。如果钢中含硅量超过0。50-0。60%，硅就算合金元素。硅含量较低（小于1。0%）时，能提高钢材的强度，而对塑性和韧性无明显影响。它可以提高钢的硬度，但是可塑性和韧性下降，电工用的钢中含有一定量的硅，能改善软磁性能。

b) 硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢

中加入1。0－1。2%的硅，强度可提高15－20%。

c) 硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。 d) 含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率。 e) 硅量增加，会降低钢的焊接性能。 3) 锰（Mn）：

a) 锰是炼钢时用来脱氧去硫而存在于钢中的，是钢中的有益元素。锰具有很强的脱氧去硫

能力，能消除或减轻氧、硫所引起的热脆性，大大改善钢材的热加工性能，同时能提高钢材的强度和硬度。一般钢中含锰0。30－0。50%。在碳素钢中加入0。70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。

b) 锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。锰是我国低合金结构钢中的主要合金

元素。能提高钢的强度，能消弱和消除硫的不良影响，并能提高钢的淬透性，含锰量很高的高合金钢（高锰钢）具有良好的耐磨性和其它的物理性能。 4) 磷（P）：

a) 在一般情况下，磷是钢中有害元素，随着磷含量的增加，钢材的强度、屈强比、硬度均

提高，而塑性和韧性显著降低。特别是温度愈低，对塑性和韧性的影响愈大，显著加大钢材的冷脆性。磷也使钢材的可焊性显著降低。因此通常要求钢中含磷量小于0。045%，优质钢要求更低些。

b) 但磷可提高钢材的耐磨性和耐蚀性，故在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使

用。能使钢的可塑性及韧性明显下降，特别的在低温下更为严重，这种现象叫做冷脆性。 c) 在优质钢中，硫和磷要严格控制，但另方面，在低碳钢中较高的硫和磷，能使其切削易

断，对改善钢的可切削性有利。 5) 硫（S）：

a) 硫是钢中很有害的元素。硫的存在会加大钢材的热脆性，降低钢材的各种机械性能，也

使钢材的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。是钢中的有害杂物，含硫较高的钢在高温进行压力加工时，容易脆裂。通常叫作热脆性。 b) 硫对焊接性能不利，降低耐腐蚀性。

6) 氧：氧是碳素钢中的有害杂质。含氧量增加，使钢的机械强度降低、塑性和韧性降低，

促进时效作用，还能使热脆性增加，焊接性能变差。

7) 氮：氮能使钢的强度提高，塑性特别是韧性显著下降。氮还会加剧钢的时效敏感性和冷

脆性，使可焊性变差。在钢中氮若与铝或钛元素反应生成的化合物能使晶粒细化，可改善钢的性能。

8）钛：是较强的脱氧剂。钢中加入少量的钛，可显著提高钢的强度，而塑料略有降低。因钛能使晶体细化，从而改善钢的韧性，还能提高可焊性和抗大气腐蚀性，钛常以合金元素加入钢中。在45S2Ti的合金钢中，钛的质量分数不大于0.06%，当钢中的含碳量较高时，加入较多的铁，将会显著降低钢的塑性和韧性。 9）钒：钒是弱的脱氧剂，钒加入钢中可减弱碳和氮的不利影响，同样能细化晶粒，提高强度，改善韧性，减少冷脆性，但降低可焊性。钒是很有发展前途的合金元素。

以上各种元素对钢的作用，除少数元素对钢有害外，一般都能改善钢材的某种性能，在炼制合金时，将几种元素合理掺和于钢中，便可发挥其各自的特性，取长补短，使钢材具有良好的综合技术性能。

4．加气混凝土砌块的特点？

答：1）轻质，采用加气混凝土砌块作墙体材料可使建筑物自重减轻2/5~1/2，从而不仅减少了整个建筑物的材料消耗，降低造价，而且还可提高建筑物的抗震能力；

2）保温隔热，加气混凝土砌块导热系数约为0.13W/(m.K)，仅为粘土砖导热系数的1/5，普通混凝土的1/9，因此具有极好的保温性能；

3）加工性能好，可钉、可钜、可粘接，因而可加工成各种规格和形状，以适应各种建筑结构体系；

4）利废，加气混凝土原料中的硅质材料可利用粉煤灰、矿渣、火山灰、铁矿尾矿、水泥窑灰等工业废料及来源丰富的自然资源，对综合利用工业废料、治理和保护环境有重要意义。

鉴于以上特点，加气混凝土砌块应用广泛，是一种很有前途的新型墙体材料。

5．常见的热固性塑料有哪些？

答： 1) 酚醛树脂； 2) 氨基塑料； 3) 环氧树脂；

4) 玻璃纤维增强塑料； 5) 有机硅树脂。

6．什么是屈强比,对选用钢材有何意义？

答：屈服强度与强度极限之比称为屈强比。当这个比值较小时，表示结构的安全度较大，即结构由于局部超载而发生破坏的强度储备较大，但比值过小时，则表示钢材强度的利用率偏低，不够经济。相反若屈强比较大，则表示钢材利用率较大，但比值过大，表示强度储备过小，脆断倾向增加，不够安全。因此这个值最好保持在0。60～0。75之间，既安全又经济。

7．造成硅酸盐水泥体积安定性不良的原因有哪些？怎样检验？

答：体积安定不良的原因，一般是由于熟料中所含的游离氧化钙过多，也可能是由于熟料中所含的游离氧化镁过多或渗入的石膏过多。熟料中所含的游离氧化钙或氧化镁都是烧的，熟化很慢，在水泥已经硬化后才进行熟化。这时体积膨胀，引起不均匀的体积变化，使水泥石开裂。

国家标准规定，由游离氧化钙引起的水泥安定性不良可采用试饼法或雷氏法检验。在有争议时以雷氏法为准。试饼法是将标准稠度的水泥砂浆做成试饼经恒沸3h后，用肉眼观察未发现裂纹，用直尺检查没有弯曲现象，则称为安定性合格，反之，为不合格。雷氏法是测定水泥浆在雷氏夹中硬化沸煮后的膨胀值，当两个试件煮沸后的膨胀值的平均值不大于5.0mm时，即判为该水泥安定性合格，反之为不合格。由于游离氧化镁的水化作用比游离氧化钙更具缓慢，所以必须用压蒸法才能检验出它的危害作用。

8．石油沥青的组分主要有哪几种？各有何作用？

答：石油沥青可划分为油分、树脂、和地沥青质三个主要组分。

作用：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、粘性和硬性，其含量愈多，软化点愈高，粘性愈大，愈硬脆。

9．有效减少钢材腐蚀的措施？ 答：措施：（1）制成合金钢 （2）采用金属敷盖 （3）用涂料敷盖 （4）喷涂防腐油

10．高铝水泥适用于何种工程？

答：主要应用于紧急军事工程、抢修工程等临时性工程；要求早强的特殊工程；耐热混凝土 工程以及冬季施工等工程。

11．花岗岩有何特点？

答：主要应用于紧急军事工程、抢修工程等临时性工程；要求早强的特殊工程；耐热混凝土 工程以及冬季施工等工程。

12．胶粘剂的组成材料有哪些？

答：组成胶黏剂的材料有粘料、固话剂、填料、稀释剂等。

13．木材强度的特点？

答：木材强度的特点：抗压、抗拉、抗剪、和抗弯强度

14．决定半固体或固体沥青粘滞性的技术指标是什么？ 答：针入度指标

15解释钢号Q235AF、Q235D代表的意义，并比较二者在成分、性能和应用上的异同？ 答：

1) Q235AF表示屈服强度为235MPa，由氧气转炉或平炉冶炼的A级沸腾碳素结构钢。

2) Q235D表示屈服强度为235MPa的D级钢。A级钢的S和P含量高于D级钢，但Mn含量

低于D级钢，A级钢一般用于承受静载作用的钢结构，D级钢则可用于低温条件下承受动载焊接的重要结构。

16．试述混凝土中的四种基本组成材料在混凝土中所起的作用。

答：四种基本材料是：水泥、砂、石、水；在混凝土中砂、石起骨架作用，称为集料，可以节省水泥；可以降低水化热，减少混凝土由于水泥浆硬化而产生的收缩，抑制裂缝的扩展；水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在集料表面并填充其空隙，在硬化前，水泥浆与外加剂起润滑作用，赋予拌合物一定和易性，便于施工，水泥浆硬化后，则将集料胶结成一个坚实的整体。

二、 计算题

1．已知实验室配合比为水泥：砂：石=1：2.4：4，W/C＝0.65，混凝土混合物的表观密度ρ0＝2400kg/cm3,当日实际测得卵石含水率为2.5％，砂含水率为4％。计算其施工配合比四种材料各为多少公斤？ 解：

总量：2400*0.805=1932kg 1) 水泥用量：1932*1/8.05=240kg 2) 河砂用量：240*2.4*1.04=599.04kg 3) 卵石用量：240*4*1.025=984kg

4) 水用量：240*0.65-240*2.4*0.04-240*4*0.025=108.96kg

2．某石料，浸水饱和后擦干表面并测得质量为640克，烘干后为620。它的密度为2.70g/cm3，表观密度为2.40 g/cm3，。求该材料的孔隙率、质量吸水率、体积吸水率、开口孔隙率、闭口孔隙率和视密度（近似密度）。(假定开口孔全可充满水) 解：

1) 孔隙率：P=（1-）*100%=（1- ）*100%=11.11%

2) 质量吸水率：Wm=*100%=*100%=3.23%

3) 体积吸水率：Wv=Wm*ρο=3.23%*2.4=7.74% 4) 开口孔隙率：

*100%=3.13%

5) 闭口孔隙率：孔隙率-开口孔隙率=11.11%-3.13%=7.98%

3.取500g干砂，经筛分后，其结果见下表。试计算该砂的细度模数，并判断该砂是否属于中砂。 筛孔尺寸mm） 5.0 筛余量（g） 8

解：干砂筛分试验数据分析 筛孔尺寸/mm 5.0 2.5 筛余量/g 8 82 分计筛余（%） 1.6 累计筛余（%） 1.6 解：细度模数Mx=

1.25 70 0.63 98 19.6 51.6 0.315 0.16 124 106 24.8 76.4 21.2 97.6 <0.16 14 2.5 82 1.25 70 0.63 0.315 0.16 <0.16 98 124 106 14 16.4 14.0 18.0 32.0

该砂属于中砂。

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