土木工程材料论述题:

Question

1、质量为3.4kg，容积为10L的容量筒装满绝干石子后的总质量为18.4kg。若向筒内注入水，待石子吸水饱和后，为注满此筒功注入水4.27kg。将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为18.6kg（含筒重）。求该石子的吸水率，表观密度，堆积密度，开口孔隙率。
2、已知混凝土的实验室配合比为1:2.10:4.20:0.60,且水泥用量为300Kg/m3混凝土。若施工现场砂的含水率为3%,石子的含水率为1%,搅拌机的出料容量为800升.求混凝土的表观密度及每次搅拌的投料量。
3、某材料的密度为2.68g/cm3，表观密度为2.34 g/cm3，720克绝干的该材料浸水饱和后擦干表面并测得质量为740克。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)
4、决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么？

Answer 1

1. 石子的质量为m＝18.4-3.4＝15.0(kg)
石子的堆积体积为Voˊ＝10L，
石子所吸水的量为mw＝18.6-18.4＝0.2(kg)，水的体积为0.2L
开口孔隙体积为石子吸收水的量，即Vk＝0.2L
注入筒内的水的体积为Vˊw=4.27L,
该体积等于石子间空隙的体积与石子开口孔隙之和。Vs+Vk＝4.27L
故，石子的质量吸水率为
Wm＝mw/m＝0.2/15×100%=1.3%
石子的体积吸水率为
Vv =Vk/Vo = 0.2/(10-4.27+0.2)×100% = 3.4%
石子的堆积密度为
ρodˊ=m/ Voˊ=15/10=1500(kg/m3)
石子的表观密度为
ρod＝m/Vo=15/(10-4.27+0.2)=2530(kg/m3)
石子的开口孔隙率为
Pk＝Vk/Vo=0.2/(10-4.27+0.2)×100%=3.4%
2.解:石子的质量为m＝18.4-3.4＝15.0(kg)
石子的堆积体积为Voˊ＝10L，
石子所吸水的量为mw＝18.6-18.4＝0.2(kg)，水的体积为0.2L
开口孔隙体积为石子吸收水的量，即Vk＝0.2L
注入筒内的水的体积为Vˊw=4.27L,
该体积等于石子间空隙的体积与石子开口孔隙之和。Vs+Vk＝4.27L
故，石子的质量吸水率为
Wm＝mw/m＝0.2/15×100%=1.3%
石子的体积吸水率为
Vv =Vk/Vo = 0.2/(10-4.27+0.2)×100% = 3.4%
石子的堆积密度为
ρodˊ=m/ Voˊ=15/10=1500(kg/m3)
石子的表观密度为
ρod＝m/Vo=15/(10-4.27+0.2)=2530(kg/m3)
石子的开口孔隙率为
Pk＝Vk/Vo=0.2/(10-4.27+0.2)×100%=3.4%
每次投料量:
C=300×0.8=240 kg
∴S=300×2.1(1+3%)×0.8=519 kg
G=300×4.20×0.8×(1+1%)=1018 kg
W=300×0.60×0.8-300×2.1×0.8×3%-300×4.20×0.8×1%
=119 kg
混凝土表观密度 ρ0=C+W+S+G=300×(1+2.1+4.2+0.6)=2370 kg/m3
3.解: 孔隙率 P=(1-2.34/2.68)×100%=12.7%
质量吸水率 β=(740-720)/720=2.8%
体积吸水率 β’=2.8%×2.34=6.6%
开孔孔隙率 P开=β’=6.6%
闭口孔隙率 P闭=P-P开=12.7%-6.6%=6.1%
视密度 ρ’=m/(V+V闭)=ρ0/(1-P+P闭)
=2.34/(1-12.7%+6.1%)
=2.50 g/cm3
4.答：决定材料耐腐蚀的内在因素主要有:
(1)材料的化学组成和矿物组成。如果材料的组成成分容易与酸、碱、盐、氧或某些

化学物质起反应，或材料的组成易溶于水或某些溶剂，则材料的耐腐蚀性较差。
(2)非晶体材料较同组成的晶体材料的耐腐蚀性差。因前者较后者有较高的化学能，

即化学稳定性差。
(3)材料内部的孔隙率，特别是开口孔隙率。孔隙率越大，腐蚀物质越易进入材料内

部，使材料内外部同时受腐蚀，因而腐蚀加剧。
(4)材料本身的强度。材料的强度越差，则抵抗腐蚀的能力越差。