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土木工程施工材料复习思考题答案(第六章)

土木工程材料复习思考题答案

第六章工程石材、墙体材料和屋面材料

1.岩石在建筑工程中有哪些用途?试举例说明。

答:岩石经开采,可成为建筑工程中的石材。石材制成的制品可以用作衬面材料、台阶、栏杆可纪念碑等,未加工的毛石可以用来砌筑基础、桥涵、挡土墙、堤岸、护坡及隧道衬砌等,散粒状石材可以用作混凝土和砂浆的骨料以及筑路材料。

石材还可以作为生产建筑材料的原料,用来生产水泥、玻璃、陶瓷、石灰、石膏以及砖、瓦等。还有些岩石可以用来制作绝热材料如矿棉、岩棉以及蛭石和珍珠岩。某些岩石还可以作为混合材(如火山灰、凝灰岩及硅藻土)掺入硅酸盐水泥中。

2.按地质成因,岩石可分为哪几类?各有何特征?

答:岩石按地质成因可分为岩浆岩(有深成岩、喷出岩、火山岩)、沉积岩、变质岩(有正变质岩、副变质岩)三类。

岩浆岩中的深成岩的特征是:晶粒较粗、构造致密,故其强度高,孔隙率及吸水率较小,表观密度大,抗冻性好。

岩浆岩中的喷出岩的特征是:多呈隐晶质、玻璃体结构、斑状结构。

具有斑状结构的岩石易遭风化。如果喷出岩凝固成很厚的岩层,其结构、性质接近深成岩。当喷出岩凝固成较薄的岩层时,常成多孔构造,强度等性质低于深成岩。

岩浆岩中的火山岩的特征是:火山岩为玻璃体结构且成多孔构造,孔隙率大,吸水性强,表观密度小,抗冻性差。

沉积岩的特征是:大多呈层状构造,表观密度小,孔隙率大,吸水率大,强度低,耐久性差。且各层间的成分、构造、颜色及厚度都有差异。不少沉积岩具有化学活性。

变质岩中正变质岩的特征是:一般正变质岩成片状构造,建筑性能较原岩石有所下降。

变质岩中副变质岩的特征是:建筑性能较原岩石有所提高。

3.一般岩石应具有哪些主要技术性质?

答:一般岩石应具有的主要技术性质包括物理性质、力学性质和工艺性质。

(1)物理性质主要有表观密度、吸水性、耐水性、抗冻性、耐火性和导热性。为确保石材的强度、耐久性等性能,一般要求所用石材表观密度较大、吸水率小、耐水性好、抗冻性好以及耐火性好。

(2)力学性质有抗压强度、冲击韧性、硬度、耐磨性等。

(3)工艺性质指开采和加工过程的难易程度及可能性,包括加工性、磨光性和可钻性。

4. 常用石材有哪些?各具有什么特性?宜用在工程的哪些部位?

答:常用石材主要有花岗岩、辉长岩、玄武岩、石灰岩、大理岩、砂岩。

花岗岩的特性及在工程上的应用:坚硬致密,耐磨性好,装饰性好。

主要用于基础、勒脚、柱子、踏步、地面和室内外墙面等。花岗岩经磨光后,色泽美观,装饰效果极好,是室内外主要的高级装修、装饰材料。

辉长岩的特性及在工程上的应用:属全晶质等粒状结构,板块构造。

强度高、表观密度大,韧性好、耐磨性强、耐久性好。既可作承重结构材料,又可作装饰、装修材料。

玄武岩的特性及在工程上的应用:属玻璃质或隐晶质斑状结构,气孔状或杏仁状构造。抗压强度随其结构和构造的不同而变化较大,表观密度大,硬度高,脆性大,耐久性好,但加工困难。常作筑路材料或混凝土集料。

石灰岩的特性及在工程上的应用:属晶质结构,层状构造。质地致密的石灰岩抗压强度高,表观密度大。当石灰岩中含粘土杂质超过3%~4%,则抗冻性、耐水性显著降低。硅质石灰岩强度高、硬度大、耐久性好。大部分石灰岩质地致密、坚硬、抗风化能力较强。用于基础、外墙、桥墩、台阶和路面,还可用作混凝土集料。

大理岩的特性及在工程上的应用:属等粒变晶结构,块状构造。大理岩抗压强度高,表观密度大。质地致密但硬度不高,加工容易。色彩美观,纹理自然,是优良的室内装饰材料。主要用于室内墙面、柱面、地面、栏杆、踏步及花饰等。不宜用作城市内建筑物的外部装饰。

砂岩的特性及在工程上的应用:为碎屑结构,层状构造。不同的砂岩其性质间差异较大。砂岩的抗压强度在5~200MPa,表观密度为2200~2500kg/m3。常用于基础、墙身、人行道、踏步等。

5. 简述烧结砖的生产原理。

答:烧结砖的生产工艺流程为:采土→配料调制→制坯→干燥→焙烧→成品。生产的关键步骤是焙烧。粘土坯体在焙烧过程中发生一系列物理化学变化,重新化合形成一些合成矿物和易熔硅酸盐类新生物。当温度升高达到某些矿物的最低共熔点时,易熔成分开始熔化,出现玻璃体液相并填充于不熔颗粒的间隙中将其粘接。此时,坯体孔隙率下降,密实度增加,强度也相应提高,这一过程称为烧结。烧结后的粘土冷却后便成为烧结砖。

6. 简述烧结砖普通砖的产品等级和强度等级的评定依据。

答:烧结砖普通砖的产品等级评定依据(方法)是:对于强度、抗风化性能和放射性物质合格的烧结普通砖,根据尺寸偏差、外观质量、泛霜和石灰爆裂分为优等品(A)、一等品(B)、合格品(C)3个质量等级。

烧结砖普通砖的强度等级评定依据是:烧结普通砖根据10块砖样的抗压强度平均值和强度标准值,抗压强度分为MU30,MU25,MU20,MU15,MU10五个强度等级。当变异系数δ≤0.21时,按抗压强度平均值(f )、强度标准值f K评定砖的强度等级。当变异系数δ>0.21时,按抗压强度平均值 (f )、单块最小抗压强度值(f min)评定砖的强度等级。

7. 列出烧结普通砖的产品标记:规格240m m×115m m×53mm强度等级为

MU20,优等品的粘土砖。

答:产品标记为:烧结砖普通砖N MU20 A GB5101。

8. 采用烧结砖普通砖进行强度测试,测得抗压强度分别为:25.7MPa、28MPa、

24.5MPa、29MPa、27.8MPa、33MPa、28.5MPa、32MPa、29.2MPa和

31MPa,评定该烧结普通砖的强度等级。

解:(1) 10块砖样的抗压强度平均值:

(2) 10块砖样的抗压强度标准差:

25.72829.231

28.9

10

f MPa

???

++++

==

(3)抗压强度标准值: (4)变异系数:

因为变异系数 ,所以用10块砖样的抗压强度平均值和强度标 准值来评定该烧结普通砖的强度等级。根据10块砖样的抗压强度平均值和强度标准值,查教材表6-4,该烧结普通砖的强度等级为MU25。

9. 简述烧结砖多孔砖的产品等级和强度等级的评定依据。

答: 烧结砖多孔砖的产品等级评定依据是:根据尺寸偏差、外观质量、

强度等级、物理性能划分为优等品(A )、一等品(B )、合格品(C )3 个产品等级。

烧结砖多孔砖的强度等级评定依据是:烧结多孔砖根据砖抗压强度 平均值和标准值或单块最小抗压强度值,分为MU30,MU25,MU20, MU15和MUl0(不同强度等级的烧结多孔砖应符合教材表6-9要求)。

10. 目前所用的墙体材料有哪几类?试举例说明它们各自的优缺点。

答: 我国目前所使用的墙体材料品种较多,总体可归纳为砖、砌块和墙

板三大类。

砖(如烧结砖、蒸养(压)砖:)的优点主要是强度较高、耐久性好, 具有一定的保温、隔热、隔音性能,并且原料广泛、制砖容易、施工方 便、利于推广;其缺点主要是砖的容积密度大、砌体自重大,砖块小、 施工效率低,且砌体整体性差,不利于抗震,按节能建筑要求,其导热 系数偏大。而且生产效率低、能耗高,尤其是粘土砖,毁田严重,影响 农业生产、生态环境和建筑业的发展速度。

砌块(如混凝土小型空心砌块、轻骨料混凝土小型空心砌块、混凝 土中型空心砌块、石膏砌块等)是用于砌筑的、

规格尺寸比砖大的块材,

S ==

2.6MPa ==1.828.9 1.8 2.624.2k f f S MPa =-=-?=2.60.0928.9S f δ===0.21δ≤

一般为直角六面体,也有各种异型的。它原材料丰富、制作简单、施工效率较高,且适用性强,目前,我国以中小型砌块使用较多。如轻骨料混凝土小型空心砌块,具有自重轻、保温性能好、抗震性能好、防火及隔音性能好等特点。适用于多层或高层的非承重及承重保温墙、框架填充墙及隔墙。

墙板(如石膏类墙板、水泥类墙板、复合墙板),以墙板为围护墙体的建筑体系具有质轻、节能、施工方便快捷、使用面积大、开间布局灵活等特点,因此具有良好的发展前景。如预应力空心墙板,主要优点是板面平整,误差小,给施工带来很多便利,减少了湿作业,加快了施工速度,提高了工程质量。该墙板可用于承重、非承重外墙板、内墙板、并可根据需要增加保温吸声层、防水层和多种饰面层等。

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