土木工程材料學習指導`典型題解析和習題doc(存儲版)

　　

【正文】 Pa。顏色通常為淺灰、深灰、淺藍、淡紅等色。膠結物有硅質、石灰質、鐵質和粘土質四種。其礦物組成與花崗巖相近，呈片狀構造，各個方向物理力學性質不同。 2)經濟性 天然石材的表觀密度大，運輸不便，運費高，應綜合考慮地方資源，盡可能做到就地 取材。同時，天然巖石雕琢加工困難，加工費工耗時，成本高。選用天然石材時應滿足適用、經濟和美觀等幾方面的要求。 （ ） 28 花崗石板材既可用于室內裝飾又可用于室外裝飾。 （ ） 216 花崗巖主要由石英、長石、云母等組成 ,故耐酸性好 ,耐火性差。 ( ) 222 片麻巖是由花崗巖變質而成 ,礦物成分與花崗巖相似 ,在凍融循環作用下不會 剝落。 （ ） 214 同種巖石表觀密度越大 ,則孔隙率越低 ,強度、吸水率、耐久性越高。 （ ） 26 石材是各向同性材料。當大理石長期受雨水沖刷，特別是受酸性雨水沖刷時，可能使大理石表面的某些物質被侵蝕，從而失去原貌和光澤，影響裝飾效果，因此一般大理石板材不宜用于室外裝飾。如對于結構用石材，主要要求指標是石材的強度、耐水性、抗凍性等；飾面用石材，主要技術要求是尺寸公差、表面平整度、光澤度和外觀缺陷等； ２．經濟性。圍護結 構用的石材應考慮是否具有良好的絕熱性能 。石英巖板材 可用作建筑飾面材料、耐酸襯板或用于地面、踏步等部位。 (4)砂巖 砂巖是由砂粒經膠結而成。因此大理石板材除極少數品種如漢白玉外，一般不宜用于室外飾面。 (2)大理巖 大理巖也稱大理石，是由石灰巖、白云石經變質而成的具有細晶結構的致密巖石 。 常用建筑石材 (1)花崗巖 花崗巖是常用的一種深成巖漿巖。表面加工成凹凸深度不大于 10mm 的料石。 ②平毛石 是亂毛石略經加工而成的毛石，其形狀較整齊，大致有上、下兩個平行面。與石 材內部組成礦物的硬度、結構、構造相關。 巖石的結構和構造對抗壓強度也有很大影響。另外 ,在高溫下 ,造巖礦物會產生分解或晶型轉變。當巖石中含有較多粘土或易溶物質時 ,耐水性較低 ,如黏土質砂巖等。表觀密度小于 l800 kg/m3的為，輕質石材，多用作墻體材料。 生物沉積巖是由各種有機體的殘骸沉積而成的巖石。 (2)沉積巖 沉積巖又稱水成巖。建筑上常用的深成巖有花崗巖、正長巖、閃長巖等。具有斑狀和礫狀結構的巖石 ,在磨光后紋理美觀奪目 ,具有優良的裝飾性。 花崗巖是由長石 (鋁硅酸鹽 )、石英（結晶 SO2）、云母 (鉀、鎂、鋰、鋁等的鋁硅酸鹽 )等礦物組成的多礦巖。 711 配制混凝土用的卵石，其密度為 ，干燥狀態下的堆積密度為 1550 kg/cm3。K)。 115mm 179。 620 說明材料的疲勞極限、硬度、磨損及磨耗的概念。 55 影響材料的凍害因素有（ ）。 432 普通混凝土標準試件經 28d 標準養護后測得抗壓強度 為 ，同時又測得同批混凝土水飽和后的抗壓強度為 ，干燥狀態測得抗壓強度為 ，該混凝土的軟化系數為 （ ） 。 426 關于比強度說法正確的是 （ ） 。 418 材料的耐水性指材料 （ ） 而不破 壞，其強度也不顯著降低的性質。 413 比強度較高的材料是 （ ） 。 A．在自然狀態下，單位體積的質量。 D． 115176。 320 材料的孔隙率恒定時，孔隙尺寸越小，材料的強度越 ，耐久性越 ， 保溫性越 。 313 材料耐水性的強弱可以用 表示。 38 按尺寸范圍分，材料結構可分以下 3種： __________、 __________和 __________。 32 材料的吸水性大小用 ____________表示，吸濕性大小用 ____________表示。 （ ） 225 材料的孔隙率 相同時，連通粗孔者比封閉微孔者的導熱系數大。 （ ） 217 材料在干燥狀態下的表觀密度最小。 （ ） 29 材料進行強度試驗時，加荷速度快者較加荷速度慢者的試驗結果 值 偏大。 習 題 11 密度 12體積 密度 13 堆積密度 14 密實度 15 孔隙率 16空隙率 17 親水性材料 18 憎水性材料 19 吸水性 110吸水率 111 含水率 112 耐水性 113 軟化系數 114抗滲性 115 抗凍性 116 彈性 117 塑性 118 脆性 119 韌性 120 吸濕性 121 耐久性 122 比強度 123熱容量 124比熱容 125 導熱系數 126 硬度 127開口孔隙率 128閉口孔隙率 21 軟化系數越大的材料，其耐水性能越差。 當材料的潤濕邊角θ為（ ）時，稱為憎水性材料。 解 ： 該磚的吸水率為 %1002550 25 5 02900%100 ?????? ggbm M MMW 該磚的密度為 表觀密度為 300 / 2550 cmgVm ?????? 孔隙率為 % 0 ????? ??P 【 評 】 質量吸水率是指材料在吸水飽和時，所吸水量占材料在干燥狀態下的質量百分比。 ③適當改變成分 ,進行憎水處理 ,防腐處理。 在沖擊、振動荷載作用下 ,材料能夠吸收較大的能量 ,同時也能產生一定的變形而不致破 壞的性質稱為韌性 (沖擊韌性 )。 (2)彈性與塑性 材料在外力作用下產生變形 ,當外力取消后 ,能夠完全恢復原來形狀的性質稱為彈性 ,這 種完全恢復的變形稱為彈性變形 (或瞬時變形 )。 一般孔隙率越大的材料強度越低 ,其強度與孔隙率具有近似直線的比例關系。K） ； Q—— 材料吸收或 放出的熱量， J； m—— 材料的質量， kg； T2－ T1—— 材料加熱或冷卻前后的溫差， K。 材料的導熱系數愈小 ,表示其絕熱性能愈好。材料的變形能力大、強度高、軟化系數大時 ,其抗凍性較高。抗滲性也是檢驗防水材料質量的重要指標。 在設計長期處于水中或潮濕環境中的重要結構時 ,必須選用 K 軟 0. 85的建筑材料。材料吸水后會導致其自身質量 增大 ,絕熱性降低 ,強度和耐久性將產生不同程度的下降。潮濕材料在干燥的空氣中也會放出水 分 .此稱還濕性。用公式表示如下 ： ％＝干干濕 100m ??m mmW 式中 Wm—— 材料的質量吸水率， %； m 濕 —— 材料在飽和水狀態下的質量， g； m 干 —— 材料在干燥狀態下的質量， g。 4）親水性與憎水性 潤濕是水被材料表面吸附的過程。用下式表示 : 孔隙率 ％）％＝（）（ 10011001%100 0000 ???????? ??VVV VVP 00 Vm?? 7 即 D+P＝ 1或密實度 +孔隙率＝ l 材料內部孔隙的構造 ,可分為連通的與封閉的 2 種。在測量某些致密材料 (如卵石等 )的密度時 ,直接以塊狀材料為試樣 ,以排液置換法測量 其體積 ,材料中部分與外部不連通的封閉孔隙無法排除 ,這時所求得的密度稱為近似密度。對鋼鐵可分為鐵素體、滲 碳 體、珠光體。 (3)相組成 材料中具有相同物理、化學性質的均勻部分稱為相。 4— 2簡述土木工程材料課程學習的基本方法與要求 ,實驗課學習的意義。 【 評 】 土木工程材料是土木工程的物質 糧食。 ④提高經濟效益。 ②材料自身的質量以輕為宜 ,以減小下部結構和地基的負荷； ③具有與使用環境相適應的耐久性 ,以減少維修費用 。土木工程對材料一般有如下要求 : ①必須具備足夠的強度 ,能安全地承受設計荷載 。 ③節約能源。 ⑤相應的功能性 ,如隔熱、防水 ,隔聲等。 3— 1材料按其化學組成可以分為哪幾種 ?( ) 、有機材料 、非金屬材料 、 高分子材料、瀝青材料、金屬材料 、有機材料、復合材料 3— 2 某棟普通樓房建筑造價 1000 萬元 ,據此估計建筑材料費用大約為下列哪一項 ?（ ） 萬元 — 600萬元 4— 1簡述土木工程建設中控制材料質量的方法與過程。 SiO2)含量高 ,則水泥硬化速度較快 ,強度較高。如對天然巖石 可分為礦物、晶體顆粒、非晶體組織 。 在測定有孔隙材料的密度時 ,應把材料磨成細粉 ,干燥后 ,用李氏瓶測定其密實體積。 2)材料的密實度與孔隙率 (1)密實度 密實度是指材料體積內被固體物質充實的程度 ,按下式計算 : %100%100 00 ??? ??VVD ＝ (2)孔隙率 孔隙率是指材料體積內 ,孔隙體積所占的比例。 散粒材料的空隙率與填充率的關系為： P′＋ D′= 1。 :材料在吸水飽和時，所吸收水分的質量占材 料干質量的百分率。 (2)吸濕性 材料在潮濕空氣中吸收水分的性質稱為吸濕性。 材料的吸水性和吸濕性均會對材料的性能產生不利影響。 不同材料的 K 軟 值相差較大 ,如粘土 K 軟 ＝ O,而金屬 K 軟 ＝ 1工程中將 K 軟 ＞ 0. 85的材料 ,稱為耐水的材料。在設計地下建筑、壓力管道、容器等結構時 ,均要求其所用材料具有一定的抗滲性能。材料的抗 凍性取決于其孔隙率、孔隙特征及充水程度。K） ； Q—— 傳遞的熱量， J； 10 α —— 材料的厚度， m； A—— 材料的傳熱面積， m2； t—— 傳熱時間， s； T2－ T1—— 材料兩側的溫差， K。用公式表示如下： )12 TTm Qc ?? （ 式中 c—— 材料的比熱， J/（ kg ： 中間作用一集中荷載，對矩形截面試件，則其抗彎強度用下式計算： 式中： fw—— 材料的抗彎強度， MPa； Fmax—— 材料受彎破壞時的最大荷載， N； A—— 試件受力面積， mm2； L 、 b 、 h —— 兩支點的間距，試件橫截面的寬及高， mm。將土 木工程材料劃分若干等級、對掌握材料性質 ,合理選用材料 ,正確進行設計和控制工程質量都是非常重要的。磚、石材、陶瓷、玻璃、混凝土、鑄鐵等都屬于脆性材料。 ②降低濕度 ,排除侵蝕性物質。試計算該磚的吸水率、密度、孔隙率、飽水系數。 【 例 225】 選擇題：選擇正確的答案填在括號內。時為憎水性材料。 （ ） 28 在材料抗壓實驗時，小試件較大試件的實驗結果偏大。 （ ） 216 含粗大孔隙的材料，吸水率較低。 （ ） 224 熱容量大的材料導熱性大，受外界氣溫影響室內溫度變化比較大。 （ ） 31 材料的密度是指材料在 ____________狀態下單位體積的質量；材料的表觀密度是指材料在 ____________狀態下單位體積的質量。 37 水可以在材料表面展開，即材料表面可以被水浸潤，這種性質稱為 ____________。 312 導熱系數 ，比熱容 的材料適合作保溫墻體材料。 319 材料的孔隙率越 ，材料的強度越高；當材料的孔隙率一定時，孔 隙越多，材料的絕熱性越 。 C． 90176。 45 材料在吸水后，將使材料的何種性能增強？（ ） Ⅰ．強度 Ⅱ．密度 Ⅲ 體積 密度 Ⅳ．導熱系數 Ⅴ．強度 A．Ⅰ、Ⅳ B．Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ C．Ⅲ、Ⅳ D．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ 46 材料的密度指的是 （ ）。 16