土木工程材料學習指導`典型題解析和習題doc(更新版)

　　

【正文】 孔隙率與散粒材料的填充率和空隙率有何差別 ? 64 石灰巖的密度和石灰巖碎石的 比強度反映了在外力作用下材料抵抗破壞的能力 體積密度有何不同？天然含水量的大小對碎石的 體積 密度是否有影響？為什么？ 65 評價材料 熱 工性能的常用參數有哪幾個？要保持建筑物室內溫度的穩定性并減少熱損失，應選用什么樣的建筑材料？ 66 親水性材料與憎水性材料是怎樣區分的，舉例說明怎樣改變材料的親水性與憎水性？ 67 材料的質量吸水率和體積吸水率有何不同？什么情況下采用體積吸水率來反映材料的吸水性？ 68 材料的抗滲性好壞主要與哪些因素有關？怎樣提高材料的抗滲性？ 69 材料的強度按通常所受外力作用不同分為哪幾個（畫出示意圖）？分別如何計算？單位如何？ 610 試述密度、體積密度、堆積密度的實質區別。 53 按常壓下水能否進入工程中，可將材料的工程分為（ ）。 430 下來建筑材料中，一般用體積吸水率 表示其系吸水性的是 （ ） 。 、乙相同，丙最差 ，甲其次，丙最差 ，丙其次，乙最差 、丙相同，乙最好 424 1m3自然狀態下的某種材料， 質量為 2400Kg，孔隙體積為 25％，其密度是 。 后質量損失率不超過 15％ D. 最大凍融次數后強度損失率不超過 15％ 417 材料的彈性模量是衡量材料在彈性范圍內抵抗變形能力的指標。 A． % B． % C． % D． % 49 增大材料的孔隙率，則其抗 凍性能將（ ） A．不變 B．提高 C．降低 D．不一定 410 選擇承受動荷載作用的結構材料時，要選擇下述哪一類材料？（ ） A．具有良好塑性的材料 B．具有良好韌性的材料 C．具有良好彈性的材料 D．具有良好硬度的材料 411 對于某一種材料來說，無論環境怎樣變化，其 （ ） 都是一定值。 D．金屬、木材、混凝土及石英礦物可用壓痕法測其硬度。 B． 75176。 15 318 隨含水率增加，多孔材料的密度 ，導熱系數 。常將導熱系數 ＿＿＿＿＿＿ 的材料稱為絕熱材料。 36 材料的抗凍性以材料在吸水飽和狀態下所能抵抗的 ____________來表示。 （ ） 231 材料的導熱系數大，則導熱性強，絕熱性變差。 （ ） 223 含水率為 4％ 的濕砂重 100g，其中水的重量為 4g。 （ ） 215 混凝土及砂漿等材料的抗滲性用滲透系數表示。 （ ） 27 相同種類的材料，其孔隙率越大，強度越低。為親水性材料；材料的潤濕邊角θ 90186。如小尺寸試件測試的強度值高于大尺寸試件；加載速度快時測得的強度值高于加載速度慢的；立方體試件的測得值高于棱柱體試件；受壓試件與加壓鋼板間 無潤滑作用的（如未涂石蠟等潤滑物時），測得的強度值高于有% %100 000 ??????????????? ??VVV VVP3/ 50 cmgVm ????% %100 000 ???????? ??V VVP 13 潤滑作用；表面平整試件的測得值高于表面不平整的等。磚的尺寸為 240Ｘ 115Ｘ 53mm，經干燥并磨成細粉后取 50g，用排水法測得絕對密實體積為 cm3 。 提高耐久性的措施有 : ①提高材料本身的密實度 ,改變材料的孔隙構造。材料突然破壞 ,而破壞時并無明顯的塑性變形 ,材料的這種性質 稱為脆性。 大部分土木工程材料是根據其強度的大小 ,將材料劃分為若干不同的等級 (標號 )。 FFF FFF lFl/2bh 抗壓 抗拉 抗剪 抗彎（抗折） 、抗拉強度、抗剪強度的計算： 式中： f—— 材料強度， MPa； Fmax—— 材料破壞時的最大荷載， N； AFf max? 11 A—— 試件受力面積， mm2。比熱是指單位質量的材料，溫度每升高或降低 1K 時所吸收或放出的熱量。導熱系數計算公式表示為 : ）（ 12 TTAt Q ?? ?? 式中 λ —— 材料的導熱系數， W/（ m 材料受凍融破壞主要是因其孔隙中的水結冰所致 (水結冰時體積增大約 9%)。 抗滲性是決定材料耐久性的重要因素。材料的軟化系數 K 軟 在01。這是由于這類材料的內表面積大 ,吸附水的能力強所致。各種材料的吸水率很不相同 ,差異很大。吸水性的大小用吸水率表示， 吸水率有兩種表示方法：質量吸水率和體積吸水率。空隙率可作為控制混凝土骨料級配與計算含砂率的依據。 (4)堆積密度 (俗稱松散容重 ) 堆積密度是指粉狀或粒狀材料 ,在堆 積狀態下 ,單位體積的質量 ,按下式計算 : 00 Vm???? 式中 ρ 0? —— 材料的堆積密度， kg/m3； m—— 散粒材料的質量， kg； V0? —— 散粒材料在自然堆積狀態下的體積，又稱堆積體積， m3。按下式計算 : Vm＝? 式中 ρ —— 材料的密 度， g/cm3； m—— 材料在干燥狀態下的質量， g； 6 V—— 干燥材料在絕對密實狀態下的體積， cm3。 (2)細觀結構 細觀結構 (原稱亞微觀結構 )是指用光學顯微鏡所能觀察到的材料結構 ,其尺寸范圍在 10－ 6～ 10－ 3m。例如水泥熟料的礦物組成中硅酸三鈣(3CaO178。 2— 3國家標準的代號為 。 ④一定的裝飾性 。 ②充分利用地方材料。 土木工程材料是土木工程的物質基礎 ,土木工程材料費用一般要占土木工程總造價的 50%左右 ,有的高達 70%。 ④一定的裝飾性 。 我國標準分為 4級 :國家標準 (GB),部標準 JC、 JG),地方標準 (DB),企業標準 (QB)。只有土木工程材料滿足要求，才能保證工程質量。 4— 3綜述土木工程材料的發展趨勢。自然界中的物質可分為氣相、液相和固相。 (3)微觀結構 微觀結構是指原子分子層次的結構。 (2)表觀密度 (俗稱 視密度 ) 表觀密度是指材料在 表觀 狀態下 ,單位體積的質量 ,按下式計算 : 00 Vm＝? 式中 ρ o—— 材料的 表觀 密 度， kg/m3； m—— 材料的質量， kg； Vo—— 材料在自然狀態下的體積， m3。孔隙按尺寸大小又分為極微細孔隙、 細小孔隙和較粗孔隙。 當材料與水在空氣中接觸時，將出現圖 所示的兩種情況 圖 （ 1） 當潤濕邊角 θ 為 0176。 :材料在吸水飽和時，所吸收水分的體積占干燥材料總體積的百分率。材料的吸濕性用含水率表示。材料吸濕和還濕還會引起其體積變 化 ,影響使用。對 用于受潮較輕或次要結構物的材料 ,其 K 軟 值不宜小于 。 8)材料的抗凍性 材料在水飽和狀 態下 ,能經受多次凍融循環作用而不破壞 ,也不嚴重降低強度的性質。一般認為軟化系數小于 ,其抗凍性較差。工程中通常把 λ W/(m 比熱的大小直接反映出材料吸熱或放熱能力的大小。磚、石材、 混凝土和鑄鐵等材料的抗壓強度較高 ,而其抗拉及抗彎強度很低。 在外力作用下材料產生變形 ,如果取消外力 ,仍保持變形后的形狀和尺寸 ,并且不產生裂 縫的性質稱為塑性 ,這種不能恢復的變形稱為塑性變形 (或永久變形 )。建筑鋼材 (軟鋼 )、木材等屬于韌性材料。 ④做保護層 ,如抹灰、刷涂料。 【 例 223】 某石材在氣干、絕干、水飽和情況下測得的抗壓強度分別為 17 17165MPa，求該石材的軟化系數，并判斷該石材可否用于水下工程。 A90186。 （ ） 22 吸水率小的材料，其孔隙率一定小。 （ ） 210 把某種有孔的材料，置于不同濕度的環境中，分別測得其表觀密度，其中以干燥條件下的表觀密度最小。 （ ） 218 材料吸水飽和狀態時水占的體積可視為開口孔隙體積。 （ ） 226 同一種材料，其體積密度越大，則其孔隙率越大。 33 材料的耐水性是指在長期 ____________作用下， ____________不顯著降低的性質。 39 材料內部的孔隙分為 ＿＿＿＿＿＿ 孔和 ＿＿＿＿＿＿ 孔。材料耐水性越好，該值越 。 321 在水中或長期在潮濕狀態下使用的材料，應考慮材料的 性。 42 受水浸泡或處于潮濕環境中的重要建筑物所選用的材料，其軟化系數應（ ）。 B．在堆積狀態下，單位體積的質量。 414 材料費用一般占 （ ） 。 B. 在壓力水作用下 D. 長期在濕氣作用下 419 建筑材料與水相關的物理性質表述正確的是 （ ） 。 17 427 含水率為 5％的砂 220g，將其干燥后的總量是 （ ） Kg。 433 濕度 300g，干燥后質量為 2857g，濕砂含水率為 （ ） 。 56 建筑材料與水有關的性質有（ ）。 19 621 建筑物的屋面、外墻、基礎所使用的材料各應具備哪些性質？ 71 普通粘土磚進行抗壓實驗，浸水飽和后的破壞荷載為 183 kN，干燥狀態的破壞荷載為 207 kN（受壓面積為 115mm 179。 53mm，吸水飽和 后重為2940g，烘干至恒重為 2580g。若在傳熱面積為 ㎡ 、溫差為 20℃、傳熱時間為 1h的情況下，問要使普通混凝土墻與厚20cm 的陶粒混凝土墻所傳導的熱量相等，則普通混凝土墻需要多厚？ 78 質量為 ，容量為 10L 的容量簡裝滿絕干石子后的總質量為 。若用砂子將卵石的空隙填滿，試問 1m3 卵石需用多少砂子（按松散體積計算）？ 20 第 3 章 天然石材 采自天然巖石 ,經過加工或 未經加工的石材 ,統稱為天然石材。同一類巖石由于產地不同 ,其礦物組成、顆粒結構都有差異 ,因而其顏色、強度、耐久性等性能也有差別。 巖石的構造是指礦物在巖石中的排列及相互配置關系，如致密狀、層狀、多孔狀、流紋狀、纖維狀等。 2）噴出巖 噴出巖是巖漿噴出地表時，在壓力降低和迅速冷卻的條件下而形成的巖石。它是由露出地表的各種巖石（母巖）經自然風化、風力搬遷、流水沖移等作用后，再沉積堆積在地表及離地表不太深處形成的巖石。石灰巖是建筑工程中用途最廣、用量最大的生物沉積巖，它不僅是制造石灰和水泥的主要原料，而且也是普通混凝土常用的集料；石灰巖還可以砌筑基礎、勒腳、拱、柱、路面、擋土墻等。 表觀密度的大小間接反映石材的致密程度與孔隙多少。 (4)抗凍性 抗凍性是指石材抵抗凍融破壞的能力 ,是衡量石材耐久性的 — 個重要指標。如含有石膏的石材 ,在 100℃以上時即開始破壞。如結晶質石材的強度較玻璃質的高；具有層狀、帶狀或片狀構造的石材，其垂直于層理方向的抗壓強度較平行于層理方向的高。石材的組成礦物越堅硬，構造越致密以及抗壓強度和沖擊韌性越高 ,則石材的耐磨性越好。 毛石主要用于砌筑建筑物的基礎、勒腳、墻身、擋土墻等，平毛石還用于鋪筑園林中的小徑石路，可形成不規則的拼縫圖案，增加環境的自然美。 ④細料石。其主要礦物為長石、石英、云母等由于次要礦物 成分含量的不同呈灰、白、黃、粉紅、紅、黑等多種顏色。大 理巖在我國分布廣泛 ,以云南大理最富盛名。 (3)石灰巖 石灰巖俗稱灰石或青石， ,主要成分是方解石，常含有白云石、菱鎂礦、石英、蛋白石、含鐵礦物和熟土等。由于膠結物和致密程度的不同而性能差別很大。 (6)片麻巖 片麻巖是由花崗巖變質而成。裝飾用的構件 ,需考慮石材本身的色彩與 .環境的協調及可加工性等。由于天然石材自重大，開采運輸不方便，故應貫徹就地取材原則，以縮短運距，降低成本。 【 評 】 建筑工程選用天然石材時，應根據建筑物的類型、使用要求和環境條件，再結合地方資源進行綜合考慮。 （ ） 27 大理石不能用于地面裝飾材料。 （ ） 26 215 毛石可用于基礎、墻體、擋土墻等。 （