吉林大学20年9月课程考试《土木工程材料》离线考核大作业

吉林大学网络教育学院2019-2020学年第二学期期末考试土木工程材料大作业学生姓名 专业 层次年级 学号 学习中心 成绩 年 月 日作业要求：大作业要求学生手写完成，提供手写文档的清晰扫描图片，并将图片添加到word文档内，最终wod文档上传平台，不允许学生提交其他格式文件（如JPG，RAR等非word文档格式），如有雷同、抄袭成绩按不及格处理。一 名词解释题 (共10题 ， 总分值30分 )1. 掺合料； （3 分） 答：混凝土掺合料，是为了改善混凝土性能，节约用水，调节混凝土强度等级，在混凝土拌合时掺入天然的或人工的能改善混凝土性能的粉状矿物质。2. 抗渗性、抗冻性； （3 分）答：混凝土是孔径各异（10500m）的多孔体，当其周围介质有压力差时（或是浓度差、温度差、电位差），就会有服从流体力学的介质迁移，即渗透。混凝土的抗渗性是混凝土的基本性能，也是混凝土耐久性的重要特点。抗冻性，是指材料在含水状态下能经受多次冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性质。3. 脆性、韧性； （3 分） 答：脆性是指材料在外力作用下(如拉伸、冲击等)仅产生很小的变形即断裂破坏的性质，与韧性相反，直到断裂前只出现很小的弹性变形而不出现塑性变形。脆性材料抗动荷载或冲击能力很差。 韧性，物理学概念，表示材料在塑性变形和破裂过程中吸收能量的能力。韧性越好，则发生脆性断裂的可能性越小。4. 工程建设标准 （3 分） 答：工程建设标准指对基本建设中各类工程的勘察、规划、设计、施工、安装、验收等需要协调统一的事项所制定的标准。工程建设标准是为在工程建设领域内获得最佳秩序，对建设工程的勘察、规划、设计、施工、安装、验收、运营维护及管理等活动和结果需要协调统一的事项所制定的共同的、重复使用的技术依据和准则，对促进技术进步，保证工程的安全、质量、环境和公众利益，实现最佳社会效益、经济效益、环境效益和最佳效率等，具有直接作用和重要意义。5. 吸水率、含水率； （3 分） 答：是表示物体在正常大气压下吸水程度的物理量，用百分率来表示。 含水率一般指含水量。含水量是岩石实际含水多少的指标，岩石孔隙中所含的水重量（Gw）与干燥岩土重量（Gs）的比值，重量含水量（Wg）；岩土含水的体积（Vw）与包括空隙在内的岩土体积（V)的比值，称为体积含水量（Ww）。6. 减水剂； （3 分） 答：减水剂是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂。大多属于阴离子表面活性剂，有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛聚合物等。加入混凝土拌合物后对水泥颗粒有分散作用，能改善其工作性，减少单位用水量，改善混凝土拌合物的流动性；或减少单位水泥用量，节约水泥。7. 耐燃性、耐火性； （3 分） 答：耐燃性是装饰材料的一项重要指标,指的是单位时间内的燃烧量,高则耐燃性差,低则耐燃性强。 耐火性(fire resistance)是指建筑构件、配件或结构，在一定时间内满足标准耐火试验中规定的稳定性、完整性、隔热性和其他预期功能的能力。8. 耐水性、软化系数； （3 分） 答：耐水性是指材料抵抗水破坏的能力，通常用软化系数来表示材料的耐水性，耐水性强的材料的力学性能不易降低。 答： 软化系数是耐水性性质的一个表示参数，表达式为K=f/F。K材料的软化系数；f材料在水饱和状态下的无侧限抗压强度，MPa；F材料在干燥状态下的无侧限抗压强度，MPa。9. 密度、表观密度、体积密度、堆积密度； （3 分） 答：密度是对特定体积内的质量的度量，密度等于物体的质量除以体积，可以用符号表示，国际单位制和中国法定计量单位中，密度的单位为千克/米。 表观密度是指材料的质量与表观体积之比。表观体积是实体积加闭口孔隙体积。 体积密度是一个汉语词汇，表示材料在包含实体积。在建筑材料中,对材料的质量和体积之比称为密度。 堆积密度是把粉尘或者粉料自由填充于某一容器中，在刚填充完成后所测得的单位体积质量。床料的堆积密度b与床料密度p之间的关系是b=p（1-）为物料静止时的空隙率，b为堆积密度，需要测量，p为真实密度，可以查阅文献。10. 弹性、塑性； （3 分）答：弹性，经济学名词，由阿尔弗雷德马歇尔提出，指一个变量相对于另一个变量发生的一定比例的改变的属性。弹性的概念可以应用在所有具有因果关系的变量之间。对物体施加外力，当外力较小时物体发生弹性形变，当外力超过某一数值，物体产生不可恢复的形变，这就叫塑性形变。二 计算题 (共2题 ，总分值30分 )10. 某材料的极限抗压强度为21 MPa，弹性模量为3.010 MPa,利用该材料制成的柱子横断面尺寸为400 mm500 mm，长度为12m。若在该柱子的轴向上施加1800KN压力，在只考虑弹性变形的情况下，试计算分析该柱子受力后的尺寸变化。此荷载作用下该柱子是否已达到破坏状态？若没有达到破坏状态，要使该柱子达到受压破坏，须施加多大的压力荷载？ （15 分）答：只考虑弹性变形下，根据E=/;所以=/E=1800kN/3.0104MPa=610（-2）mm;根据f=P/A=1800kN/400mm*400mm=11.25MPa<21MPa 所以没有达到破坏；P=A*f=400mm*400mm*21MPa=3360kN;12. 某工程需配制M10级水泥石灰混合砂浆，采用的原材料为：32.5级复合硅酸盐水泥，堆积密度为1300 kg/m3；含水率2%的中砂，堆积密度为1450kg/m3；石灰膏稠度为100mm，堆积密度为1350 kg/m3。施工水平一般。试求该砂浆的质量配合比与体积配合比。 （15 分） 答：fmo=kf2=1.2X5.0=6MPa Qc=21090/98.475=214.17KG Qd=350-214.17=135.83KG Qs=1450*(1+2%)=1479KG Qw取值为300KG 计算配合比为1:0.64:6.9:1.4三 问答题 (共4题 ，总分值40分 )13. 混凝土的体积变形有哪些？它们对混凝土有何影响？减小混凝土变形的最主要的措施是什么？ （10 分） 答:混凝土的体积变形包括非荷载作用下的变形与荷载作用下的变形。非荷载作用下的变形主要有:化学收缩、干湿变形、温度变形和碳化收缩。荷载作用下的变形有短期荷载作用下的变形与长期荷载作用下的变形（即徐变)。混凝土的体积变形过大会引起混凝土开裂，产生裂缝。裂缝不仅会影响混凝土的承载能力，而且还会严重影响混凝土的耐久性和外观。无论是荷载作用下的变形还是非荷载作用下的变形，产生的原因都是由于混凝土中水泥石的存在所引起的。因此，尽管发生变形的种类不同，但就其如何减小变形的措施来说，却有共同之处，即:(1）合理选择水泥品种:如高强度等级水泥或早强型水泥的细度较大，则收缩较大掺大量混合材料的水泥干缩较大。(2）尽量减小水胶比:如采用掺减水剂等措施。这是控制和减小混凝土变形的最有效的措施。(3）尽可能降低水泥用量:如用活性掺合料取代部分水泥等。14. 水泥储存中为何要严防受潮、过期和品种混乱？ （10 分） 答:1、防潮湿主要是防止水泥受潮起水化反应，凝固结块;2、过期是水泥在一定时间内的各成分没有起反应，超过规定的时间各成分会起化学反应而结块;3、品种不能混放，因水泥的品牌不同、批次不同所含的成份也有所不同，直接影响水泥的强度。水泥：粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。cement一词由拉丁文caementum发展而来，是碎石及片石的意思。早期石灰与火山灰的混合物与现代的石灰火山灰水泥1 很相似，用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。15. 混凝土在下列情况下均能导致其产生裂缝，试解释原因，并指出防止措施。（1）水泥水化热过大；（2）大气温度变化较大；（4）混凝土早期受冻；（5）混凝土养护时缺水；（6）混凝土碳化。 （10 分） 答：1、水化热大,主要出现在大体积混凝土中,由于内外温差超过25度,内部受热膨胀力远大于外部混凝土所承受的拉力,易开裂,防止措施就是配合比采用大掺量矿物掺合料,采用地水化热水泥.2、安定性不良,此水泥为废品,应坚决杜绝在工程上使用.3、大气温度变化大主要就是昼夜温差过大,常出现在北方的春秋季节,防止措施,就是混凝土浇筑完成后二次抹面,立即腹膜养护.4、碱骨料反应造成的开裂,成因是高碱硅酸盐水泥与高活性集料反应引起的过量膨胀造成的开裂,防止措施是对集料进行集料碱值试验,一旦确定后可采用合适的水泥、混合料和外加剂进行抑制.5、碳化主要的主要防止措施就是控制粉煤灰的掺量和降低水灰比,降低碳化值.6、早期受冻,是混凝土中游离的液化水消失,变成水晶体,内部体积膨胀,混凝土破坏形成的开裂,防止措施采用防冻剂.7、养护缺水是水化反应得不到足够的水来完成,干缩造成开裂,防止措施及时养护,冬季要腹膜养护.还有一条,楼主没有提到,但很常见8、水灰比过大造成的裂缝,由于水泥水化后多余的水蒸发后遗留的大面积毛细孔造成的开裂,防止措施：严格控制水灰比.以上几种任何一种造成的开裂,应根据裂缝长度和面积采取不同的补救措施,比如高强度水泥浆灌封抹面和侧面加固,如果出现通缝,必要时要凿除重置.16. 为什么秋天新建成的房屋的墙体当年冬天保暖性能差？ （10 分） 答：干燥墙体由于其孔隙被空气所填充，而空气的导热系数很小，只有0.023W/（mK）。因而干墙具有良好的保暖性能。而新建房屋的墙体由于未完全干燥，其内部孔隙中含有较多的水分，而水的导热系数为0.58W/（mK），是空气导热系数的近25倍，因而传热速度较快，保暖性较差。尤其在冬季。一旦湿墙中孔隙水结冰后，传导热量的能力更加提高，冰的导热系数为2.3W/(mK).是空气导热系数的100倍，保暖性就更差。