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2012-2013 建筑材料与人居环境期末试卷A


—南 昌 大 学 考 试 试 卷—
【适用时间:20 12 ~20 13 学年第 一 学期 课程编号: T5702Z006 试卷类型:[ A ]卷】 8009

试卷编号:

课程名称: 建筑材料与人居环境

教 师 填 写 栏
试卷说明:
1、本试卷共 页。 2、本次课程考试可以携带的特殊物品: 3、考试结束后,考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。 。

开课学院: 适用班级:

材料学院 临班 207

考试形式: 考试时间:

小论文 120 分钟

题号 题分 得分





















总分 累分人 100 签 名

考生姓名:

考生学号: 所属班级: 考试日期:
1、请考生务必查看试卷中是否有缺页或破损。如有立即举手报告以便更换。 2、严禁代考,违者双方均开除学籍;严禁舞弊,违者取消学位授予资格; 严禁带手机等有储存或传递信息功能的电子设备等入场(包括开卷考试), 违者按舞弊处理;不得自备草稿纸。 本人知道考试违纪、作弊的严重性,将严格遵守考场纪律,如若违反则愿意 接受学校按有关规定处分! 考生签名: 第 1 页 共 6 页

考 生 填 写 栏

所属学院: 所属专业: 考 生 须 知 考 生 承 诺

以“建筑材料与人居环境”为题撰写一篇论文,要求如下: 1.要言之有物,有自己的观点。 2.文体不限,可以是文献综述,科技论文,感悟,读书笔记、设计、散文等。 3. 文章字数在 2500 字以上。 4.论文格式与正式论文格式同,要有副标题、摘要、关键词、正文、参考文献等部分。 5.文章书写要规范,观点和论据要清晰。 6.可以从以下几个方面来考虑: (1)建筑材料与人居环境的关系; (2)建筑材料的进步与人类生存环境的变化; (3)新型建筑材料与人居环境; (4)室内装饰材料与家居环境; (5)建筑材料与高层建筑及城市环境; (6)智能化材料与智能建筑; (7)路面材料与出行环境; (8)材料的进步与桥梁的发展; (9)新型建材与尖端建筑技术; (10)新型混凝土材料; (11)新型金属材料; (12)新型高分子材料。 7.尽量结合本专业的知识来撰写

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建筑材料与人居环境
---------新型混凝土材料

摘要:

对高性能混凝土、活性微粉混凝土、钢纤维混凝土、自密实混凝土、智能混凝土等

的性能进行总结,并对其推广应用与发展作简要的介绍与分析。

关键词:
一、引言

新型材料,混凝土,土木工程

混凝土(三合土)作为一种传统的建筑材料具有悠久的历史。普通的混凝土材料系由胶结 材料(石灰、水泥)、细骨料(砂子)、粗骨料(石子)和水所组成。在性能及其应用与发展的普 通混凝土基础上,根据添加材料和施工工艺的不同,派生出名目繁多、性能特异、用途不一的 新型混凝土,本文介绍几种新型混凝土及其在土木工程领域中的应用。 二、新型混凝土材料 (一) 高性能混凝土 2O 世纪 8O 年代以来,一些发达国家相继研制成功高性能混凝土(以下称 HPC),使混凝土进 入了高科技时代。 HPC 的优点体现在:1.由于 HPC 的高强(60Mpa-100MPa)和超高强(≥IOOMPa)特性,可使混 凝土结构尺寸大大减少,从而减轻结构自重和对地基的荷载,并减少材料用量,增加使用空间, 大幅度的降低工程造价;2.由于 HPC 具有高工作性,可以减轻施工劳动强度,节约施工能 耗;3.HPC 的高耐久性可增加对恶劣环境的抵御能力,延长建筑物的使用寿命,减少维修费用及 对环境带来的影响,具有显著的社会和经济效益。 由于 HPC 的优良性能,因此近十几年来在国内外得到了迅速广泛的应用。法国若尼大桥 (1989 年)、 加拿大拉罗汉蒂那大厦(1984 年)、挪威北海石油钻井平台等均采用了 aPE;我国上 海南浦大桥 154m 主塔、杨浦大桥 208m 主塔采用泵送一级 HPC,还将高流态混凝土泵至 350m 高的上海东方明珠电视塔进行施工,北京西客站、京津唐高速公路及其它高层建筑均采用了 HPC,其使用前景相当广阔。 (二)活性微粉混凝土(Reactive Powder Concrete) 活 性 微 粉 混 凝 土 ( 简 称 RPC) 是 一 种 超 高 强 的 混 凝 土 , 其 立 方 体 抗 压 强 度 可 达 200MPa-8OOMPa, 抗 拉 强 度 可 达 25MPa-150MPa, 断 裂 能 可 达 30kJ/m, 单 位 体 积 质 量 为 2.5t-3.0t/m。在普通混凝土基础上制成 RPC 的主要措施有:1.减小颗粒的最大尺寸,改善混凝
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土的均匀性;2.使用微粉及极微粉材料,达到最优堆积密度(packing density);3.减少混凝土 用水量,使用非水化水泥颗粒作为填料,以增大堆积密度;4.增放钢纤维以改善其延性;5.在硬 化过程中加压及加温,使其达到很高的强度。

普通混凝土的级配曲线是连续的,而 RPC 的级配曲线是不连续的台阶形曲线,其骨料粒径 很小,接近于水泥颗粒的尺寸。RPC 的水灰比可低到 O.15,需加入大量的超塑化剂,以改善其工 作度。RPC 的价格比常用混凝土稍高,但大大低于钢材,可将其设计成细长或薄壁的结构,以扩 大建筑使用的自由度。 目前,加拿大 Sherbrook 已设计建造了一座跨度为 60m、 3.47m 的 B200 高 级 RPC 的人行摩托车用预应力桁架桥。 (三)纤维增强混凝土 为了克服混凝土的抗拉性能差、延性差等缺点,在混凝土中掺加纤维以改善混凝土性能的 研究,发展得相当迅速。目前研究较多的有钢纤维、耐碱玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚丙 烯纤维或尼龙合成纤维混凝土等。 在承重结构中,发展较快、应用较广的是钢纤维混凝土(SFRC),可分为主要用于土木建筑 工程的碳素钢纤维和用于耐火材料工业中的不锈钢纤维。当纤维长度及长径比在常用范围,纤 维掺量在 l%到 2%(体积分数,本文中的掺量均指体积分数)的范围内,与基体混凝土相比,钢纤 维混凝土的抗拉强度可提高 40%-80%,抗弯强度提高 60%-120%,抗剪强度提高 5O%-100%,抗压 强度提高,在 0-25%之间。 弹性阶段的变形与基体混凝土性能相比没有显著差别,但可大幅度提 高衡量钢纤维混凝土塑性变形性能的韧性。 钢纤维混凝土采用常规的施工技术,其钢纤维掺量一般为 O.6%-2.O%。 再高的掺量,将容易 使钢纤维在施工搅拌过程中结团成球,影响钢纤维混凝土的质量。但是国内外正在研究一种钢 纤维掺量达 5%-27%的简称为 S~CON 的砂浆渗浇钢纤维混凝土,它与普通钢纤维混凝土相比, 其特点是抗压、抗拉、抗弯、抗剪强度以及延性、韧性等有更大的提高。虽然 SIFCON 力学性 能优良,但由于其钢纤维用量大、 一次性投资高、施工工艺特殊,因此它只是在必要时用于某些特殊的结构或构件的局部, 如火箭发射台和高速公路的抢修等。 在砂浆中铺设钢丝网及网与网之间的骨架钢筋(简称钢丝网水泥)所做成的薄壁结构,具 有良好的抗裂能力和变形能力,在国内外造船、水利、建筑工程中应用较为广泛。近年来,在 钢丝网水泥中又掺入钢纤维来建造公路路面、渔船、农船等,取得了更好的增韧、增强效果 (四)自密实混凝土 自密实混凝土不需机械振捣,而是依靠自重使混凝土密实。该种混凝土的流动度虽然高,
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但仍可以防止离析。 配制这种混凝土的方法有:(1)粗骨料的体积为固体混凝土体积的 50%;(2) 细骨料的体积为砂浆体积的 40%;(3)水灰比为 0.9-1.0;(4)进行流动性试验,确定超塑化剂用 量及最终的水灰比,使材料获得最优的组成。 这种混凝土的优点有:现场施工无振动噪音,可进行夜间施工,不扰民;对工人健康无害; 混凝土质量均匀、耐久;钢筋布置较密或构件体型复杂时也易于浇筑;施工速度快,现场劳动量 小。 (五)智能混凝土 智能混凝土利用混凝土组成的改变,可克服混凝土的某些不利性质。例如;高强混凝土水 泥用量多,水灰比低,加入硅灰之类的活性材料,硬化后的混凝土密实度好。但高强混凝土在硬 化早期阶段,具有明显的自生收缩和孔隙率较高,易于开裂等缺点。解决这些问题的一个方法 是,用掺量为 25%的预湿轻骨料来替换骨料,从而在混凝土内部形成一个“蓄水器”,使混凝土 得到持续的潮湿养护。这种加入“预湿骨料”的方法,可使混凝土的自生收缩大为降低,减少 了微细裂缝的数量。 高强混凝土的另一问题是良好的密实性所引起的防火能力降低。这是因为在高温(火灾) 时,砂浆中的自由水和化学结合水转变为水气,但却不能从密实的混凝土中逸出,从而形成气 压,导致柱子保护层剥落,严重降低了柱的承载力。解决这个问题的一种方法是在每方混凝土 中加 2kg 聚丙烯纤维,在高温(火灾)时,纤维熔化,形成了能使水气从边界区逸出的通道,减小 了气压,从而防止了柱子的保护层剥落 (六)碾压混凝土 碾压混凝土[5]近年发展较快,可用于大体积混凝土结构(如水工大坝、大型基础)、工业 厂房地面、公路路面及机场道面等。

个人观点:随着社会经济的发展,人们对于各种建筑设施的要求越来越高,比如为了节约
土地,需要高层建筑,改善道路交通网,需要大跨度的桥梁等。在现有的施工方法下,提高 其最基本的材料是最为有效的方法之一。新型混凝土较传统混凝土性能上有很大的提升,大 大提高了建筑结构的刚度,稳定性,减轻结构的自重,对于桥梁结构尤为重要。新型混凝土 也有效的缩减了施工工期,土木工程施工受自然环境的影响较大,所以对简化施工程序,提 高施工质量有显著作用。

参考文献:

《混凝土性能及新型混凝土技术》 《新型泵送混凝土技术及施工》 《土木工程新型混凝土材料》
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