土木工程材料學(xué)習(xí)指導(dǎo)`典型題解析和習(xí)題doc(完整版)

　　

【正文】 ???????????????????????????? 29 ????????????????????????????? 54 ???????????????????????????????? 62 第 5 章 水泥 混凝土 ??????????????????????????? 75 ???????????????????????????? ?? 75 ???????????????????????????? 114 ????????????????????????????? ?? 124 第 6 章 砌筑材料 ??????????????????????????? 141 ????????????????????????????? 141 ???????????????????????????? 149 ??????????????????????????????? 152 第 7 章 鋼 材 ???????????????????????????? 157 ????????????????????????????? 157 ?????????????? ?????????????? 168 ??????????????????????????????? 171 第 8 章 瀝青材料 ?????????????????????????? 179 ????????????????????????????? 179 ???????? ???????????????????? 190 ??????????????????????????????? 192 第 9 章 瀝青混合料 ?????????????????????????? 197 ?????? ??????????????????????? 197 ???????????????????????????? 210 ??????????????????????????????? 211 第 10 章 合成高分子材料 ?????????????? ????????? 215 2 ????????????????????????????? 215 ???????????????????????????? 227 ??????????????????????????????? 228 第 11 章 功能材料 ?????????????????????????? 232 ????????????????????????????? 232 ???????????????????????????? 240 ??????????????????????????????? 242 《土木工程材料》模擬試卷 ??????????????????????? 249 3 第 1 章 緒 論 學(xué)習(xí)指導(dǎo) 土木工程材料指土木工程中使用的各種材料及制品。 ②按使用功能可分為承重和非承重材料、保溫和隔熱材料、吸聲和隔聲材料、防水材料、裝飾材料等 ③按用途可分為結(jié)構(gòu)材料、墻體材料、屋面材料、地面材料、飾面材料 ,以及其他用途的材 料等。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(shè)計荷載 。 12 按照化學(xué)成分分類 ,材料可以分為 、 和 。 (2)礦物組成 將無機非余屬材料中具有特定的晶體結(jié)構(gòu)、特定的物理力學(xué)性能的組成結(jié)構(gòu)稱為礦物。 按其孔隙特征可分為 :致密結(jié)構(gòu)、多孔結(jié)構(gòu)、微孔結(jié)構(gòu)。在微觀結(jié)構(gòu)層次上 ,材料可分為晶體、玻璃體、膠體。 （ 3）體積密度（工程稱容重） 體積密度是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。用公式表示如下： ％）％＝（）（ 10011001%100 00000 00 ????????????? ??VVV VVP 式中 0? —— 顆粒狀材料的表觀密度， kg/m3； 0?? —— 顆粒狀材料的堆積密度， kg/m3。時，如圖 （ b）所示，水分子之間的內(nèi)聚力大于水分子與材料之間的相互吸引力，則材料表面不易吸附水分，不能被水潤濕，材料表現(xiàn)出憎水性。對于細微連通孔隙 ,孔隙率愈大 ,則吸水 率愈大 。具有微小開口孔隙 的材料 ,吸濕性特別強。材料的耐水性用軟 化系數(shù)表示 ,如下式 : 干飽軟 ＝ ffK 式中 K 軟 —— 材料的軟化系數(shù)； ? 飽 —— 材料在飽和水狀態(tài)下的抗壓強度， MPa； ? 干 —— 材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強度， MPa。 如 P P P8等分別表示材料能承受 、 、 8MPa 的水壓而不滲水。用符號“ Fn”表示 ,其中 n即為最大凍融循環(huán)次數(shù) ,如 F2 F50等。 9)材料導(dǎo)熱性能 當(dāng)材料兩側(cè)存在溫度差時 ,熱量將由溫度高的一側(cè)通過材料傳遞到溫度低的一側(cè) ,材料的 這種傳導(dǎo)熱量的能力 ,稱為導(dǎo)熱性。材料的導(dǎo)熱系數(shù)大小與其組成、結(jié)構(gòu)、孔隙率、孔隙特征、溫度、濕度、熱流方向有關(guān)。 （ 1） 材料的強度 材料的強度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力。因此 ,磚、石材、混凝土等多用在房屋的墻和基礎(chǔ)?；炷猎谑芰?,彈性變形及塑性變形同時產(chǎn)生。 侵蝕破壞作用類型包括 :物理作用、化學(xué)作用、生物作用。計算式中ρ — 密度；ρ 0— 材料的表觀密度；ρ ， — 材料的堆積密度。與材料在氣干狀態(tài)下的抗壓強度無關(guān)。 解 ： B 90186。 （ ） 25 材料的孔隙率越大，其抗凍性越差。 （ ） 213 在空氣中吸收水分的性質(zhì)稱為材料的吸水性。 （ ） 221 材料的性質(zhì)是由材料的組成決定的。 （ ） 229 材料在凍融循環(huán)作用下產(chǎn)生破壞，是由于材料內(nèi)部毛細孔隙和大孔隙中的水結(jié)冰時體積膨脹造成的。 35 同種材料的孔隙率越 _____，其強度越高。 310 材料的抗凍性用 ＿＿＿＿＿＿ 表示，抗?jié)B性一般用 ＿＿＿＿＿＿ 表示，材料的導(dǎo)熱 性用 ＿＿＿＿＿＿ 表示。 316 同類材料， 甲體積吸水率占孔隙率的 40％，乙占 92％，則受凍融作用時，顯然 易遭受破壞。 選擇題 41 親水性材料的潤濕邊角θ≤（ ）。 B．比強度是衡量材料輕質(zhì)高強的性能指標(biāo)。 47 材料在空氣中能吸收空氣中水分的能力稱為（ ）。 15次。 422 材料的抗?jié)B性是指材料抵抗 （ ） 滲透的能力。 5％ B.（ 100－ 5）179。 ， 也 不一定減小 51 下列材料屬于致密結(jié)構(gòu)的是（ ）。 18 59 下列性質(zhì)中，能反映材料密度程度的是（ ）。 73 某材料的極限抗壓強度為 21 MPa，彈性模量為 179。 75 稱河砂 500g，烘干至恒重時質(zhì)量為 494g，求此河砂的含水率。求該石子的吸水率， 體積 密度，堆積密度，開口孔隙率。 造巖礦物 巖石是由各種不同地質(zhì)作用所形成的天然固態(tài)礦物組成的集合體。 巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造與性質(zhì) 巖石的結(jié)構(gòu)，是指礦物的結(jié)晶程度、結(jié)晶大小和形態(tài)，如玻璃狀、細晶 狀、粗晶狀、斑狀等。它是地殼深處熔融的巖漿在 地下或噴出地面后，經(jīng)冷凝而成的巖石。玄武巖和輝綠巖十分堅硬，難以加工，常用作耐酸或耐熱材料，也是制造鑄石和巖棉的原料。根據(jù)沉積巖的生成條件，可分為機械沉積巖、化學(xué)沉積巖和生物沉積巖三種。根據(jù)變質(zhì)巖的原有巖石的不同，可分為正變質(zhì)巖和副變質(zhì)巖兩種 正變質(zhì)巖是由巖漿巖變質(zhì)而成的巖石，如片麻巖等，工程中常用作碎石、塊石及人行道石板等。 石材的吸水性對其強度與耐水性有很大影響。另外 ,抗凍性還與吸水飽程度、凍結(jié)溫度有關(guān)。 50mm 立方體試塊的抗壓強度平均值劃分的 ,共分為 MUl00、 MU80、 MU60、 MU50、 MU MUl5和 MUl0 九 個等級。凡由致密、堅硬的礦物所組成的巖石，其硬度較高；結(jié)晶質(zhì)結(jié)構(gòu)硬度高 于玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)；構(gòu)造緊密的巖石硬度也較高。 建筑石材的規(guī)格 砌筑用石材分為毛石、料石兩種。表面不經(jīng)加工或稍加修整的料石。 (3)板材 用于建筑裝飾的天然石材品種很多，但按其基本屬性可歸為大理石和花崗石兩大類。天然花崗巖經(jīng)加工后用于建筑部位時叫花崗石。純大理石為白色 ,稱作漢白玉，若含有不同的礦物雜質(zhì)則 24 呈灰色、黃色、玫瑰色、粉紅色、紅色、綠色、黑色等多種色彩和花紋，是高級裝飾材料。多數(shù)石灰?guī)r構(gòu)造致密，耐水性和抗凍性較好。質(zhì)地均勻、密實，耐久性高，如白色硅質(zhì)砂巖是石雕制加工比較容易。通常加工成毛石或碎石 ,用于不重要的工程。 3)安全性 天然石材是構(gòu)成地殼的基本物質(zhì)，因此可能存在含有放射性物質(zhì)。 ３．色彩。 （ ） 22 花崗巖屬于火成巖。 （ ） 210 漢白玉是一種白色花崗石，因此可用作室外裝飾和雕塑。 （ ） 218 大理巖主要由方解石組成 ,故耐 酸雨 ,主要用作城市內(nèi)建筑物的外部裝飾。 （ ） 220 砂巖由于膠結(jié)物和致密程度的不同而性能相差很大 ,使用時需加以區(qū)別。 （ ） 212 巖石沒有確定的化學(xué)組成和物理力學(xué)性質(zhì) , 同種巖石 ,產(chǎn)地不同 ,性能可能就不同。 （ ） 24 石材屬于典型的脆性材料。因此選用天然石材時， 必須認真考慮所選石材的顏色與紋理，力爭取得最佳裝飾效果。 典型題解 析 25 【 例 321】 選用天然石材的原則是什么？為什么一般大理石板材不宜用于室外？ 解 ： 選用天然石材時應(yīng)滿足以下幾方面 的要求： 1．適用性。可根據(jù)石材在建筑物中的用途、部位以 及所處環(huán)境 ,選定技術(shù)性能滿足要求的巖石。粘土質(zhì)砂巖強度不高，耐水性差。塊狀材料可用于砌筑工程 ,碎石可用作混凝土骨料 。從礦體開采出來的大理石荒料經(jīng)鋸切、研磨、拋光等加工而成為大理石裝飾面板，主要用于建筑物的室內(nèi)飾面，如墻面、地面、柱面、臺面、欄桿 、踏步等。經(jīng)磨光的花崗石板材裝飾效果好 ,可用于外墻面、柱面和地面裝飾。按表面加 工的粗細程度，又可分為三種：粗面板材（ RU）（表面平整，但粗糙。表面加工成凹凸深度不大于 20mm 的料石。按其表面的平整程度又分為亂毛石和平毛石兩種。巖石的硬度越大，其耐磨性越好，但表面加工越困難。例如 ,花崗巖中的石英是很堅硬的礦物 ,其含量越多 ,花崗巖的強度也越高 。 (5)耐火性 石材的耐火性取決于化學(xué)組成和礦物組成。 (3)耐水性 石材的耐水 性以軟化系數(shù)表示。 天然石材的技術(shù)性質(zhì) (1)表觀密度 石材乾題表觀密度莉太小分為重質(zhì)石材和輕質(zhì)石材兩類。建筑工程中常用沉積巖為砂巖：硅質(zhì) 砂巖的性能接近于花崗巖，可用作紀念性建筑及耐酸工程；鈣質(zhì)砂巖的性質(zhì)類似于石灰?guī)r，較易加工，應(yīng)用較廣，可作基礎(chǔ)、踏步、人行道等；而粘土質(zhì)砂巖浸水易軟化，工程中很少使用。建筑工程中常用的有多孔玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)且表觀密度小的散粒狀火山巖，如火山灰、浮石、火山渣等；也有散粒狀火山巖堆積而受到覆蓋層壓力作用并凝聚成大塊的膠結(jié)火山巖，如火山凝灰?guī)r (簡稱凝灰?guī)r )。根據(jù)巖漿冷卻情況的不同，巖漿巖可分為深成巖、噴出巖和火山巖三種 1)深成巖 深成巖是巖漿在地殼深處受到很大的上部覆蓋壓力作用，緩慢且較均勻地冷卻而成的巖石。二者相比，結(jié)晶質(zhì)巖石具有較高的強度、韌性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐久性等。由一種礦物構(gòu)成的巖石稱為單礦巖（如石灰?guī)r），這種巖石的性質(zhì)由其礦物成分及結(jié) 構(gòu)構(gòu)造決定。飽和面干時取出試件稱量，質(zhì)量為 487g。試求該材料的質(zhì)量吸水率、開口孔隙率、閉口孔隙率，并估計該材料的抗凍性如何？ 77 已測的陶粒混凝土的λ = W/(m 500mm，長度為 12022mm。 1 吸水率一般要用質(zhì)量吸水率表示 61 土木工程材料應(yīng)具備哪些基本性質(zhì) ?為什么 ? 62 材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為哪些層次 ?不同層次的結(jié)構(gòu)中，其結(jié)構(gòu)狀態(tài)或特征對材料性質(zhì)有何影響 ? 63 材料的密實度和