建筑材料与构造习题

建筑材料与构造习题内容摘要：

约水泥； ②尽量采用较粗的砂、石，改善砂、石级配； ③当拌和物坍落度太小时，可保持水灰比不变，增加适量的水泥浆；当坍落度太大时， 可保持砂率不变，增加适量砂、石； ④掺外加剂 (减水剂、引气剂 )。 第 2 题 试题答案： B 相关法条： ☆☆☆☆考点 69：普通混凝土原材料的技术要求； 普通混凝土原材料为水泥、水、细集料 (砂 )及粗集料 (石子 )，混凝土的技术性质很大程度上是由原材料的性质及质量决定的。 在混凝土中，砂与石子主要起骨架作用，称为集料，还可起到减小混凝土因水泥硬化产生的收缩作用，减少水泥用量和水化热，降低成本的作用，并可起到提高混凝土强度和耐久性的作用。 水泥与水形成水泥浆，包裹在集料表面并填充在集料空隙中。 在硬化前 (称为混凝土拌和物 )，水泥浆起润滑作用，赋予拌和物一定的流动性，便于施工。 水泥浆硬化后，则将集料胶结成一个坚实的整体 (胶结作用 )。 第 3 题 试题答案： A 相关法条： ☆☆☆☆考点 72：粗集料技术要求； 集料中粒径大于 5mm的称为粗集料，混凝土用粗集料有碎石和卵石两种。 碎石表面粗糙、具有棱角，与水泥浆黏结较好，而卵石多为圆形，表面光滑，与水泥浆的黏结较差，在水泥用量和水用量相同的情况下，碎石拌制的混凝土强度较高，但流动性较小。 根据《普通混凝土用碎石卵石质量标准及检验方法》 JGJ5392与《建筑用碎石、卵石》 (GB/T146852020)，混凝土用石子的技术要求有下列几方面： 1．有害杂质 包括泥、泥块、硫化物与硫酸盐、有机质等，其含量应符合表 51921中的规定。 对重要工程的混凝土所使用的石子，应进行碱活性检验。 2．针、片状颗粒含量 石子的形状以接近立方体或球形的为好，不应含有较多的针、片状颗粒。 针状颗粒是指颗粒长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径 ；片状颗粒是指颗粒厚度小于平均粒径。 平均粒径是指该粒级上、下限粒径的平均值。 针 、片状颗粒受力易折断，当含量较多时，会增大粗集料空隙率，影响混凝土的工作性及强度，因此含量应加以限制，标准 JGJ5392中规定，配制混凝土强度等级大于 C30时，所用的石子，其针、片状颗粒含量应不大于 25%。 3．强度 为了保证混凝土的强度要求，石子必须具有足够的强度。 检验石子的强度，采用岩石立方体强度或粒状石子压碎指标。 用岩石立方体强度表示石子的抗压强度，是在母岩中取样制作边长为 50mm的立方体试件 (或直径与高度均为 50mm的圆柱体试件 )，在水中浸泡 48h测强度，要求岩石的抗压强 度与混凝土抗压强度之比不小于。 一般情况下，火成岩的抗压强度不宜低于 80MPa，水成岩不宜低于 60MPa。 石子的压碎指标测定，采用一定质量的气干状态下 10～ 20mm的石子，装入一标准圆筒内，在压力机上，在 3～ 5min内均匀加荷至 200kN，卸荷后称取试样质量m，再用孔径为 ,称出筛余量 ,则压碎指标计算式 : G－ G0／ G179。 100% 式中 G 试样重量， g； G0试样压碎后筛余的重量， g。 标准 JGJ5392中规定，石子的压碎 指标值应符合下表要求。 代表性岩石的抗压强度 抗压强度 ,MPa 代表性岩石名称 20～ 40 凝灰岩、浮石、中等坚固的页岩 40～ 60 坚固页岩、风化泥质砂岩 60～ 80 砂质页岩、泥质砂岩 80～ 100 强风化软花岗岩、片麻岩、致密石灰岩、致密砂岩 100～ 120 白云岩、坚固石灰岩、大理岩、坚固砂质页岩 120～ 140 粗晶花岩岩 140～ 160 微风化安山岩和玄武岩、片麻岩、坚固石灰岩 160～ 180 中晶花岗岩、坚固片麻岩、辉绿岩 180～ 200 坚固花岗岩、花岗片麻岩、最坚固石 灰岩 200～ 250 安山岩、玄武岩、坚固石英岩、最坚固辉绿岩、闪长岩 4．颗粒级配与最大粒径 石子级配好坏对节约水泥，保证混凝土具有较高密实度、强度与工作性有很密切的关系。 石子的级配也通过筛分试验来确定。 普通混凝土用石子的颗粒级配应符合下表的规定。 连续粒级的石子按粒径可分为 5～ 10mm、 5～ 16mm、 5～ 20mm、 5～ 25mm、 5～31mm、以及 5～ 40mm六种粒级。 单粒级一般不单独使用，可用于组合成具有要求级配的连续粒级，也可与连续粒级的石子混合使用，以改善它 们的极配或配成较大粒度的连续粒级。 石子公称粒级的上限，称为石子的最大粒径。 随着石子最大粒径增大，在质量相同时，其总表面积减小，因此，在条件许可下，石子的最大粒径应尽可能选得大一些，以节约水泥。 按 GB502042020，从结构的角度规定，混凝土用石子最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的 1/4；同时不得超过钢筋间最小净区的 3/4。 对混凝土实心板，石子的最大粒径不宜超过板厚的 1/2，且不得超过 50mm。 5．坚固性 有抗冻要求的混凝土所用的石子，要测定其坚固性。 集料的坚固性是指 石子抵抗物理因素作用的耐久性能。 即反映石子抵抗在气候变化或其他因素作用下导致破损的能力。 试验方法是用硫酸钠溶液浸渍法检验，试样经五次循环浸渍后，其质量损失应不超过规范的规定。 第 4 题 试题答案： A 相关法条： ☆☆☆☆☆考点 78：混凝土的强度； 1．混凝土立方体抗压强度 根据国家标准试验方法规定，将混凝土拌和物制成边长为 150mm的立方体标准试件，在标准条件 (温度 20℃177。 3℃，相对湿度 90%以上 )下，养护到 28d龄期，用标准试验方法测得的抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度，用 cuf 表示。 在实际施工中，允许采用非标准尺寸的试件，但试件尺寸愈大，测得的抗压强度值愈小 (原因是大试件环箍效应的相对作用小，另外，存在缺陷的几率增大 )，为了具有可比性，非标准尺寸试件的抗压强度应折算成标准尺寸试件的抗压强度值，换算系数见下表。 试件尺寸换算系数 集料最大粒径 (mm) 试件连长 (mm) 抗压强度换算系数 100 150 60 200 2．混凝土强度等级 （ 1）混凝土立方体抗压强度标准值 所谓混凝 土立方体抗压强度标准值 kcuf , 是指按标准方法制作养护的连长为150mm的立方体试件在 28d龄期，测得的立方体抗压强度总体正态分布中的一个值，要求低于该值的百分率不超过 5%。 （ 2）混凝土强度等级 混凝土强度等级采用 “C”与立方体抗压强度标准值 fcu,k表示。 普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为 C1 C C2 C C3 C C4 C50、 C5C60、 C6 C70、 C7 C80共 14个强度等级。 混凝土强度等级是混凝土结构设计时强度取值 的依据，也是混凝土施工质量控制和验收的重要依据。 不同工程或用于不同部位的混凝土，对其强度等级的要求不一样。 C10～ C15：多用于垫层、基础、地坪及受力不大的混凝土结构； C20～ C30：多用于一般钢筋混凝土梁、板、柱等结构； C35以上：多用于大跨度结构，高层建筑的梁、柱结构。 3．混凝土轴心抗压强度 (又称棱柱体抗压强度 ) 实际工程中，混凝土受压构件大部分是棱柱体或圆柱体，为了与实际情况相符，在混凝土结构设计，计算轴心受压构件 (如柱子、桁架的腹杆等 )时，应 采用轴心抗压强度作为设计依据。 根据《普通混凝土力学性能试验方法》的规定，轴心抗压强度应采用 150mm179。 150mm179。 300mm的棱柱体作为标准试件，实验表明，轴心抗压强度约为立体抗压强度的 ～。 在结构设计中，考虑到混凝土强度与试件强度之间的差异，设计规范采用的轴心抗压强度为立方抗压强度的。 4．混凝土抗拉强度 混凝土的抗拉强度很低，只有其抗压强度的 1/10～ 1/20，且这个比值随着强度等级的提高而降低。 混凝土抗拉强度对于混凝土抗裂性具有重要作用，是结构设计中确定混凝土抗裂度 的主要指标，有时也用来间接衡量混凝土与钢筋的黏结强度等。 一般采用劈裂法来测定混凝土的抗拉强度，简称劈拉强度。 第 5 题 试题答案： C 相关法条： ☆☆☆☆☆考点 78：混凝土的强度； 1．混凝土立方体抗压强度 根据国家标准试验方法规定，将混凝土拌和物制成边长为 150mm的立方体标准试件，在标准条件 (温度 20℃177。 3℃，相对湿度 90%以上 )下，养护到 28d龄期，用标准试验方法测得的抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度，用 cuf 表示。 在实际施工中，允许采用非标准尺 寸的试件，但试件尺寸愈大，测得的抗压强度值愈小 (原因是大试件环箍效应的相对作用小，另外，存在缺陷的几率增大 )，为了具有可比性，非标准尺寸试件的抗压强度应折算成标准尺寸试件的抗压强度值，换算系数见下表。 试件尺寸换算系数 集料最大粒径 (mm) 试件连长 (mm) 抗压强度换算系数 100 150 60 200 2．混凝土强度等级 （ 1）混凝土立方体抗压强度标准值 所谓混凝土立方体抗压强度标准值 kcuf , 是 指按标准方法制作养护的连长为150mm的立方体试件在 28d龄期，测得的立方体抗压强度总体正态分布中的一个值，要求低于该值的百分率不超过 5%。 （ 2）混凝土强度等级 混凝土强度等级采用 “C”与立方体抗压强度标准值 fcu,k表示。 普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为 C1 C C2 C C3 C C4 C50、 C5C60、 C6 C70、 C7 C80共 14个强度等级。 混凝土强度等级是混凝土结构设计时强度取值的依据，也是混凝土施工质量控制和验收的重要依据。 不同工 程或用于不同部位的混凝土，对其强度等级的要求不一样。 C10～ C15：多用于垫层、基础、地坪及受力不大的混凝土结构； C20～ C30：多用于一般钢筋混凝土梁、板、柱等结构； C35以上：多用于大跨度结构，高层建筑的梁、柱结构。 3．混凝土轴心抗压强度 (又称棱柱体抗压强度 ) 实际工程中，混凝土受压构件大部分是棱柱体或圆柱体，为了与实际情况相符，在混凝土结构设计，计算轴心受压构件 (如柱子、桁架的腹杆等 )时，应采用轴心抗压强度作为设计依据。 根据《普通混凝土力学性能试验方法》 的规定，轴心抗压强度应采用 150mm179。 150mm179。 300mm的棱柱体作为标准试件，实验表明，轴心抗压强度约为立体抗压强度的 ～。 在结构设计中，考虑到混凝土强度与试件强度之间的差异，设计规范采用的轴心抗压强度为立方抗压强度的。 4．混凝土抗拉强度 混凝土的抗拉强度很低，只有其抗压强度的 1/10～ 1/20，且这个比值随着强度等级的提高而降低。 混凝土抗拉强度对于混凝土抗裂性具有重要作用，是结构设计中确定混凝土抗裂度的主要指标，有时也用来间接衡量混凝土与钢筋的黏结强度等。 一般采用 劈裂法来测定混凝土的抗拉强度，简称劈拉强度。 第 6 题 试题答案： B 相关法条： ☆☆☆☆考点 71：细集料的技术要求； 粒径在 ～ 5mm之间的为细集料，一般采用天然砂 (河砂、海砂及山砂 )。 配制混凝土时所采用的细集料，应满足《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》 (JGJ5292)的要求，有下列几方面： 1．有害杂质 为保证混凝土质量，必须对集料中有害杂质严加控制。 砂中有害杂质包括泥、泥块、云母、轻物质、硫化物与硫酸盐、有机物质及氯化物等。 其中泥是指粒径小于 、淤泥与岩屑；泥块是指水浸后粒径大于。 黏土、淤泥黏附在砂粒表面，影响砂与水泥之间的黏结，还会增加混凝土的用水量，从而加大混凝土的收缩，降低抗冻性与抗渗性；硫化物与硫酸盐、有机物质等对水泥有侵蚀作用；泥块、轻物质强度较低，会形成混凝土中的薄弱部分。 氯盐对钢筋有锈蚀作用。 总之，有害杂质会降低混凝土的强度与耐久性，有害杂质含量应符合下表中的规定。 对砂中的无定形二氧化硅含量有怀疑时 ,应根据结构或构件的使用条件 ,进行专门试验后 ,再确定其适用性。 2．砂的粗细程度与 颗粒级配 砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起后的平均粗细程度，通常有粗砂、中砂与细砂之分。 在相同用砂量条件下，粗砂的总表面积小，包裹砂粒表面所需的水泥浆少，因此节省水泥。 砂的颗粒级配是指砂中不同粒径颗粒的搭配情况。 级配良好的砂，具有较小的空隙率，用来配制混凝土，不仅所需水泥浆量较少，而且还可提高混凝土的流动性、密实度和强度。 砂的颗粒级配与粗细程度，常用筛分析的方法进行测定。 该法是用一套规定孔径的标准筛，将 500g干砂由粗到细依次过筛，计算出各筛上的分计筛余百分率与累计筛余百 分率。 计算方法见下表，然后以此为据作筛分曲线和计算细。