土木工程材料疑難釋義

前言

　　土木工程材料種類多，發(fā)展快。不管是初學(xué)者，還是資深的土木工程技術(shù)人員都需要不斷地了解和學(xué)習(xí)土木工程材料，從而合理使用土木工程材料。本書分為疑難釋義和解題指導(dǎo)兩部分。疑難釋義部分主要結(jié)合工程實(shí)際開展討論，解題指導(dǎo)部分則著重分析解題思路。其著眼點(diǎn)是提高分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力?！　”緯瓤勺鳛楦叩葘W(xué)校《土木工程材料》課程的教學(xué)參考書，也可供土木工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。其中，帶★號(hào)的疑難問(wèn)題主要面向土木工程技術(shù)人員?！　”緯呻y釋義部分由華南理工大學(xué)蘇達(dá)根和廣州市海珠區(qū)市政設(shè)施維護(hù)管理中心李萃斌編著；解題指導(dǎo)部分主要由廣東工業(yè)大學(xué)張慧珍編寫。在本書編著過(guò)程中，得到眾多同行的幫助。其中有廣州大學(xué)程從密、何娟，中交集團(tuán)建筑材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室范志宏、熊劍波，華南理工大學(xué)張靈輝、張志杰、鐘明峰、黎鵬平、趙勇、許紅金、李康偉、葉峰、周傳富、羅為、王汝友、付文祥、吳曉鵬等。本書在編寫過(guò)程中曾參考和引用過(guò)一些文獻(xiàn)資料，謹(jǐn)向它們的作者表示感謝。由于我們的水平有限，書中不妥之處在所難免，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　全書分為疑難釋義和解題指導(dǎo)兩部分。疑難釋義部分主要結(jié)合工程實(shí)際開展討論。解題指導(dǎo)部分則著重分析解題思路，其著眼點(diǎn)是提高分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。全書主要內(nèi)容包括：土木工程材料概述、建筑金屬材料、無(wú)機(jī)膠凝材料、混凝土與砂漿、砌體材料、瀝青和瀝青混合料、合成高分子材料、木材、建筑功能材料?！　　锻聊竟こ滩牧弦呻y釋義（附解題指導(dǎo)）》可供各層次土木工程及材料類專業(yè)師生參考，并可供工程技術(shù)人員使用。

書籍目錄

第一部分 疑難釋義第1章 土木工程材料概述1.1 什么是土木工程材料？1.2 什么是新型建筑材料？★1.3 “鳥巢”的看臺(tái)與外罩為何分別使用不同的建筑材料？★1.4 四川汶川地震中大量校舍倒塌，在建筑材料生產(chǎn)和使用上有哪些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)？★1.5 從四川汶川地震對(duì)建筑材料發(fā)展有什么有益的啟示？1.6 是否利用廢棄物生產(chǎn)的建材都屬于綠色建材？1.7 材料的空隙和孔隙有何差別？孔隙率對(duì)土木工程材料的性能有何影響？1.8 在計(jì)算混凝土中粗集料空隙率時(shí)，為何應(yīng)按照石顆粒的表觀密度來(lái)計(jì)算？1.9 排水法測(cè)定含大量開口孔隙的材料的體積密度時(shí)，為何材料表面必須涂蠟？1.10 含水率與吸水率有何差別？為何加氣混凝土砌塊一次澆水不少，但實(shí)際上吸水不多？1.11 材料的親水性和憎水性在工程應(yīng)用中有何實(shí)際的意義？1.12 有的以紅磚建的房屋被水泡后會(huì)倒塌，應(yīng)如何選用受潮或被水浸泡部位的結(jié)構(gòu)材料？1.13 材料的孔隙率越大，其抗凍性是否越差？★1.14 為何鋪貼在室外特別是寒冷地區(qū)的陶瓷磚要求較低的吸水率？1.15 為什么新建房屋的墻體保溫性能較差？尤其在冬季？★1.16 目前國(guó)內(nèi)外混凝土抗凍性試驗(yàn)主要有哪些方法？1.17 塑性材料與脆性材料有何差別？為何一些土木工程材料選用需考慮其韌性？1.18 為什么土木工程材料許多為復(fù)合材料？1.19 土木工程材料耐久性應(yīng)包括哪些內(nèi)容？決定材料耐腐蝕性的內(nèi)在因素是什么？★1.20 如何確定建筑材料的防火等級(jí)？1.21 為何不要隨意降低裝修材料的燃燒性能等級(jí)？1.22 選用建筑材料應(yīng)如何考慮其放射性核素限量？★1.23 納米技術(shù)在土木工程材料有哪些應(yīng)用？第2章 建筑金屬材料2.1 土木工程中常用什么鋼材？2.2 如何區(qū)分鋼與鑄造生鐵？為何現(xiàn)代不以鑄造生鐵建大橋？2.3 《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB／T700-2006作了哪些修訂？在土木工程中如何選用？★2.4 Q23s鋼與Q345鋼在哪種情況下使用更合適？2.5 為什么不用鋼材的抗拉強(qiáng)度作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)取值的依據(jù)？屈強(qiáng)比在工程中有何意義？2.6 為何說(shuō)伸長(zhǎng)率（δ）是建筑用鋼材的重要技術(shù)性能指標(biāo)？島、δ5、δ10和δ100的意義有何差別？2.7 鋼材的伸長(zhǎng)率和冷彎性能都表示鋼材的塑性，這兩個(gè)指標(biāo)有何不同？★2.8 為何不宜采用一般的焊條直接焊接中碳鋼？2.9 在建筑工程中常對(duì)哪些類型的鋼筋進(jìn)行冷加工？為什么？★2.10 《鋼筋混凝土用鋼第1部分：熱軋光圓鋼筋》GB1499.1 ～2008作了哪些修訂？★2.11 《鋼筋混凝土用鋼第2部分：熱軋帶肋鋼筋》GB1499.2 -2007作了哪些修訂？2.12 熱軋鋼筋的牌號(hào)是如何表示的？在土木工程中如何選用？★2.13 冷軋帶肋鋼筋有何特點(diǎn)？2.14 冷軋扭鋼筋有何特點(diǎn)？2.15 用作鋼結(jié)構(gòu)的鋼材必須具有哪些性能？★2.16 “鳥巢”巨型鋼柱所使用的110mmQ460E－Z35鋼材為何引人關(guān)注？★2.17 如何選用建筑結(jié)構(gòu)用鋼板？★2.18 為何央視主樓鋼結(jié)構(gòu)工程中用Q345－GJ鋼替代Q390－D鋼是可行的？2.19 如何對(duì)進(jìn)入鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)的鋼材進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)收？★2.20 如何鑒別鋼筋的質(zhì)量？★2.21 從材料的角度看鋼結(jié)構(gòu)有哪些主要隱患？★2.22 海洋環(huán)境對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有哪些不利的影響？北海油田鉆井平臺(tái)為何會(huì)傾覆？2.23 鋼結(jié)構(gòu)是否耐火？可作哪些防火處理？2.24 鋁合金型材為什么需要進(jìn)行表面處理？2.25 為何有的住宅鋁合金窗使用兩年后會(huì)變形，隔聲效果及氣密性變差？★2.26 廣東某斜拉橋使用6年后一條拉索突然墜落，為何密封于拉索內(nèi)的鋼絲會(huì)被腐蝕？第3章 無(wú)機(jī)膠凝材料3.1 什么是“欠火石灰”和“過(guò)火石灰”？3.2 古代的石灰漿經(jīng)檢測(cè)強(qiáng)度甚高。有人說(shuō)古代的石灰質(zhì)量?jī)?yōu)于現(xiàn)在石灰。此說(shuō)法對(duì)否？3.3 某建筑的內(nèi)墻使用了石灰砂漿抹面，數(shù)月后出現(xiàn)了許多不規(guī)則的網(wǎng)狀裂紋，何因？3.4 為何生石灰加水馬上配制石灰砂漿可能會(huì)出現(xiàn)膨脹性裂縫？3.5 為什么石膏制品具有“呼吸”功能？此“呼吸”作用是否會(huì)引起石膏制品的變形？3.6 為何高強(qiáng)石膏的強(qiáng)度比建筑石膏高？★3.7 為何普通石膏浮雕板用于廁所、浴室易出現(xiàn)發(fā)霉變形？如何改善其耐水性？★3.8 為何一些石膏制品經(jīng)防潮處理后與普通抹灰砂漿的粘結(jié)性能較差？3.9 用建筑石膏粉漿在光滑的頂板上粘貼石膏飾條如何避免墜落？3.10 什么是水玻璃？水玻璃的模數(shù)、濃度對(duì)水玻璃性能有什么影響？3.11 水玻璃涂在黏土磚表面可提高其抗風(fēng)化能力，可否也涂在石膏制品表面？3.12 水泥是如何分類的？通用硅酸鹽水泥包括哪些水泥品種？★3.13 為何不應(yīng)把礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥稱為摻混合材的硅酸鹽水泥？★3.14 為何《通用硅酸鹽水泥》新標(biāo)準(zhǔn)將礦渣硅酸鹽水泥分為兩類？其性能有何差別？3.15 為什么在生產(chǎn)水泥時(shí)既要摻人石膏，又要限制水泥中三氧化硫含量？3.16 通用硅酸鹽水泥有哪些技術(shù)要求？為何對(duì)水泥中氯含量等要作出限制？★3.17 《通用硅酸鹽水泥》標(biāo)準(zhǔn)取消了普通水泥中32.5 和32.5 R強(qiáng)度等級(jí)有何意義？3.18 水泥是否越細(xì)越好？3.19 引起水泥安定性不良的原因有哪些？如何檢測(cè)？3.20 某些安定性不合格的水泥，在存放一段時(shí)間后變?yōu)楹细?，為什么?.21 測(cè)定水泥凝結(jié)時(shí)間和安定性前為何必須檢測(cè)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量？3.22 什么是水泥的假凝現(xiàn)象？水泥假凝與快凝有何不同？★3.23 某水泥游離氧化鈣含量較高且快凝，放置1個(gè)月后凝結(jié)時(shí)間正常而強(qiáng)度下降，何故？3.24 水泥的強(qiáng)度可否進(jìn)行快速檢測(cè)？如何進(jìn)行水泥強(qiáng)度的快速檢驗(yàn)？3.25 影響硅酸鹽水泥水化熱的因素有哪些？水化熱的大小對(duì)水泥的應(yīng)用有何影響？3.26 硬化的水泥石中，水泥熟料顆粒是否完全水化？★3.27 為何不應(yīng)把C－S-H凝膠寫為CSH凝膠？3.28 如何提高硅酸鹽水泥石的防腐蝕性能？3.29 為什么流動(dòng)的軟水對(duì)水泥石有腐蝕作用？3.30 采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土預(yù)制構(gòu)件宜選用何種水泥？3.31 處于干燥環(huán)境的混凝土樓板、梁、柱宜選用何種水泥？3.32 高溫設(shè)備或高爐的混凝土基礎(chǔ)宜選用何種水泥？3.33 為何礦渣水泥、火山灰水泥的耐腐蝕性優(yōu)于硅酸鹽水泥？3.34 為何粉煤灰水泥的干縮性小于火山灰水泥？★3.35 新出廠的水泥能否立刻使用？★3.36 水泥過(guò)期、受潮后如何處理？3.37 如何控制施工中進(jìn)場(chǎng)水泥的質(zhì)量？3.38 鋁酸鹽水泥制品為何不宜蒸養(yǎng)？3.39 水泥的膨脹與自應(yīng)力有何差別？其膨脹作用的來(lái)源是什么？3.40 某工地需使用膨脹水泥，但剛好缺此產(chǎn)品，請(qǐng)問(wèn)可以采用哪些方法予以解決？第4章 混凝土與砂漿4.1 什么是混凝土？高性能混凝土就是高強(qiáng)混凝土嗎？4.2 普通混凝土各組成材料在混凝土硬化前后起哪些作用？★4.3 為何海工混凝土使用的集料尤其需要作堿集料反應(yīng)活性試驗(yàn)？4.4 粗集料的強(qiáng)度如何表示？4.5 為什么砂石堆要遠(yuǎn)離石灰堆？4.B骨料顆粒級(jí)配良好的標(biāo)準(zhǔn)是什么？4.7 粗集料的形狀和表面特征對(duì)水泥混凝土性能會(huì)有何影響？4.8 為何拌制輕質(zhì)混凝土要加大用水量？4.9 混凝土企業(yè)設(shè)備洗刷水和海水可否用于拌制混凝土？4.10 普通混凝土中的水泥如何選用？為什么配制混凝土的水泥強(qiáng)度不宜過(guò)高或過(guò)低？★4.11 水泥混凝土道路表面較易磨損且較多裂紋與普通水泥的熟料礦物有何關(guān)聯(lián)？4.12 混凝土外加劑有哪些種類？有哪些常用的摻法？4.13 為何使用木質(zhì)素磺酸鹽減水劑和以硬石膏配制的水泥會(huì)出現(xiàn)急凝？4.14 把木質(zhì)素磺酸鈉直接加入已配好的混凝土，此后混凝土表面硬但內(nèi)部軟，何故？★4.15 什么是水泥與減水劑相容性？如何判斷水泥與減水劑相容性是否良好？★4.16 水泥與減水劑相容性試驗(yàn)方法有哪些？它們有何差別？★4.17 為何同一水泥以Jc／T1073檢驗(yàn)的水泥凈漿流動(dòng)度與GB／T1346檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量會(huì)有矛盾結(jié)果？★4.18 為何一些立窯永泥與減水劑相容性較差？可采取哪些方法改善其相容性？★4.19 為何有的斜拉索內(nèi)上段水泥漿體會(huì)長(zhǎng)期不凝結(jié)硬化？4.20 當(dāng)原材料不變，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定的混凝土配合比是否可一直使用？4.21 室內(nèi)使用功能的混凝土用防凍劑時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？4.22 混凝土使用膨脹劑需注意什么問(wèn)題？★4.23 為何不同的粉煤灰對(duì)混凝土性能有明顯差別？分選與磨細(xì)粉煤灰性能有何差別？4.24 石英砂磨細(xì)后可否作為混凝土的硅粉使用？4.25 沸石粉用作混凝土摻合料有什么作用？用于配制何種混凝土？4.26 ?；郀t礦渣粉有哪些技術(shù)要求？如何應(yīng)用？4.27 什么是混凝土的二次攪拌？何時(shí)需要二次攪拌？4.28 可泵性好的混凝土應(yīng)具備哪些條件？4.29 泵送混凝土泵送后坍落度會(huì)變化嗎？為什么？4.30 為何泵送混凝土可適當(dāng)增大砂率，當(dāng)調(diào)整砂率其坍落度仍偏小時(shí)如何解決？4.31 為何混凝土的自由傾落高度不宜超2m？4.32 當(dāng)水泥漿用量一定，為什么砂率過(guò)小和過(guò)大都會(huì)使混凝土拌合物的流動(dòng)性變差？4.33 增加水泥漿量后混凝土的和易性是否就越好？可否單純加水來(lái)提高其流動(dòng)性？4.34 集料含水量波動(dòng)大對(duì)混凝土質(zhì)量有何影響？4.35 某混凝土攪拌站的針片狀碎石增多，混凝土坍落度明顯下降。如何解決？4.36 某混凝土攪拌站的砂細(xì)度模數(shù)變小后，如何調(diào)整砂率？4.37 為何有的水泥混凝土路面澆筑完后表面未及時(shí)覆蓋，其表面會(huì)出現(xiàn)微細(xì)裂紋？★4.38 為何有的水泥混凝土表面會(huì)出現(xiàn)“起粉”現(xiàn)象？★4.39 為何有的水泥混凝土路面在鋪筑不久后就出現(xiàn)“脫皮”現(xiàn)象？4.40 為什么當(dāng)采用同一種水泥時(shí)，混凝土的強(qiáng)度主要決定于水灰比？4.41 什么是混凝土材料的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、自然養(yǎng)護(hù)、蒸汽養(yǎng)護(hù)、壓蒸養(yǎng)護(hù)以及同條件養(yǎng)護(hù)？養(yǎng)護(hù)環(huán)境的溫度和濕度對(duì)混凝土強(qiáng)度有何影響？4.42 混凝土的受壓變形破壞的過(guò)程有何特征？4.43 什么是混凝土的化學(xué)收縮？化學(xué)收縮可以恢復(fù)嗎？4.44 混凝土產(chǎn)生濕脹干縮的原因有哪些？混凝土的干燥收縮應(yīng)如何控制防治？4.45 為什么大體積混凝土易產(chǎn)生溫度變化引起的裂縫？如何控制防治？★4.46 為何一些樓房在橫梁對(duì)應(yīng)的位置會(huì)有較淺的裂縫？如何解決？4.47 為何使用早期強(qiáng)度高的水泥更要注意避免非荷載裂縫？★4.48 為何有的高強(qiáng)混凝土在恒溫絕濕的條件下仍然會(huì)開裂？★4.49 如何防治高強(qiáng)混凝土的自收縮？4.50 冬季零下氣溫施工，為何尤須注意控制混凝土的水灰比？4.51 使用NaCl化冰，對(duì)道路混凝土有不利影響嗎？4.52 什么是混凝土的碳化？碳化作用對(duì)混凝土有害還是有利？4.53 混凝土的質(zhì)量控制觀察包括哪些過(guò)程？4.54 混凝土配合比的表示方法有哪些？4.55 如何配制抗?jié)B混凝土？4.56 泵送混凝土與普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)有何差別？4.57 路面水泥混凝土混合料配合比設(shè)計(jì)及材料有何特點(diǎn)？★4.58 何謂清水混凝土？有何優(yōu)點(diǎn)？存在哪些問(wèn)題？★4.59 可否通過(guò)試驗(yàn)早期推定混凝土的強(qiáng)度？4.60 建筑砂漿常用的膠結(jié)材料有哪些？如何選擇？4.61 配制砂漿時(shí)，為什么除水泥外常常還要加入一定量的其他膠凝材料？：4.62 影響砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度的因素有哪些？★4.63 砂漿稠度損失后二次加水重拌會(huì)降低抗壓強(qiáng)度嗎？4.64 用硫鐵礦渣代替建筑砂來(lái)配砌筑砂漿，一年后出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫，何故？★4.65 用普通水泥砂漿在墻面上鋪貼的陶瓷磚為什么有時(shí)會(huì)較快脫落？……第六章 瀝青和瀝青混合產(chǎn)第七章 合成高分子材料第八章 木材第九章 建筑功能材料第二部分 解題指導(dǎo)

章節(jié)摘錄

　　1．4　四川汶川地震中大量校舍倒塌，在建筑材料　　生產(chǎn)和使用上有哪些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)?　　大地震造成了校舍嚴(yán)重倒塌和師生重大傷亡，令人痛惜。從建筑和結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，學(xué)校建筑由于“開間大、橫墻少”，墻與梁、柱之間的相互約束較弱，門窗面積較大，且教室大多數(shù)是外走廊、單邊走廊，不像別的建筑是中間走廊。這決定了此類建筑本來(lái)抗震性能就較差。實(shí)際上，這一問(wèn)題在國(guó)際上早有慘重教訓(xùn)以及應(yīng)對(duì)方案。日本在1923年關(guān)東大地震后，確立“學(xué)生生命維系著國(guó)家未來(lái)”的最高原則，強(qiáng)制性規(guī)定所有學(xué)校教學(xué)樓必須使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。從此，學(xué)校便成為日本最牢固的建筑，同時(shí)也成為地震后災(zāi)民的第一避難場(chǎng)所。我國(guó)2008年也提出把學(xué)校建設(shè)成最安全的地方。　　一個(gè)建筑是否抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)固然重要，但從建筑材料生產(chǎn)和使用的角度來(lái)看，也有不少值得吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。　　在震區(qū)中可見(jiàn)一些預(yù)制樓板斷裂整齊，有不少?gòu)捻敇强逅降椎膯卧?，從上到下?jiàn)到的只是一面墻體，預(yù)制樓里面的鋼筋基本不起作用，有的學(xué)校水泥預(yù)制件斷面還可以看到這些預(yù)制件中間根本沒(méi)有鋼筋?！　〔牧系倪x用也很重要。從擂鼓鎮(zhèn)倒塌房屋中，可見(jiàn)其砂漿強(qiáng)度較低、卵石級(jí)配差，砂漿含泥量大。從映秀中學(xué)一棟倒塌學(xué)生宿舍樓破壞的柱梁等構(gòu)件發(fā)現(xiàn)，樓體混凝土強(qiáng)度低，部分柱根部混凝土內(nèi)卵石堆在一起，形成大空洞。另外，沿途塌方的護(hù)坡全是用卵石堆積起來(lái)，沒(méi)有塊石，也未按規(guī)范采取錯(cuò)縫搭砌等施工措施?！　?.5從四川汶川地震對(duì)建筑材料發(fā)展有什么有益的啟示?　　目前我國(guó)抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)是“大震不倒，中震可修，小震不壞”。當(dāng)?shù)卣鹆叶却笥谠O(shè)防烈度時(shí)，房屋建筑即使產(chǎn)生較大破壞，也應(yīng)保證不出現(xiàn)立刻垮塌，使人員有逃生時(shí)間。　　在我國(guó)四川省汶川縣發(fā)生8級(jí)地震后，位于北川縣內(nèi)的木結(jié)構(gòu)建筑的防震效果也明顯好于其他結(jié)構(gòu)建筑。木結(jié)構(gòu)住宅具備不少優(yōu)良特性：有益于居住者的健康，低能耗及環(huán)保。目前的木結(jié)構(gòu)建筑主要是以木材作為主體結(jié)構(gòu)材料，墻體和屋架體系一般由結(jié)構(gòu)方木、板材、保溫棉填充而成，成為北美、新西蘭以及日本等國(guó)家低層和多層住宅采用的主要結(jié)構(gòu)形式。木結(jié)構(gòu)建筑具有自身質(zhì)量輕、強(qiáng)度高以及結(jié)構(gòu)的柔韌性高等特性，表現(xiàn)出良好的抗震性能。加拿大國(guó)家林產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院通過(guò)對(duì)過(guò)去幾十年世界上主要的7次地震中將近50萬(wàn)棟木結(jié)構(gòu)建筑的情況分析發(fā)現(xiàn)，總共只有34人因平臺(tái)框架建筑損壞而喪生。相比之下，1999年的土耳其地震摧毀了在建筑中廣泛使用磚石和混凝土的區(qū)域，造成了40000人喪生。

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