土木工程材料學習指導`典型題解析和習題doc(專業版)

　　

【正文】 （ ） 26 215 毛石可用于基礎、墻體、擋土墻等。 【 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。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。由于膠結物和致密程度的不同而性能差別很大。大 理巖在我國分布廣泛 ,以云南大理最富盛名。 ④細料石。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。如含有石膏的石材 ,在 100℃以上時即開始破壞。 表觀密度的大小間接反映石材的致密程度與孔隙多少。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。 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。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。 53mm，吸水飽和 后重為2940g，烘干至恒重為 2580g。 56 建筑材料與水有關的性質有（ ）。 17 427 含水率為 5％的砂 220g，將其干燥后的總量是 （ ） Kg。 414 材料費用一般占 （ ） 。 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（ ）。材料耐水性越好，該值越 。 33 材料的耐水性是指在長期 ____________作用下， ____________不顯著降低的性質。 （ ） 218 材料吸水飽和狀態時水占的體積可視為開口孔隙體積。 （ ） 22 吸水率小的材料，其孔隙率一定小。 【 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。建筑鋼材 (軟鋼 )、木材等屬于韌性材料。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。工程中通常把 λ W/(m 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。材料吸濕和還濕還會引起其體積變 化 ,影響使用。 :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。孔隙按尺寸大小又分為極微細孔隙、 細小孔隙和較粗孔隙。 (3)微觀結構 微觀結構是指原子分子層次的結構。 4— 3綜述土木工程材料的發展趨勢。 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)。 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 。例如水泥熟料的礦物組成中硅酸三鈣(3CaO178。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。空隙率可作為控制混凝土骨料級配與計算含砂率的依據。各種材料的吸水率很不相同 ,差異很大。材料的軟化系數 K 軟 在01。 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%)。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。 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 )。 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。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。 （ ） 27 相同種類的材料，其孔隙率越大，強度越低。 （ ） 223 含水率為 4％ 的濕砂重 100g，其中水的重量為 4g。 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。 15 318 隨含水率增加，多孔材料的密度 ，導熱系數 。 D．金屬、木材、混凝土及石英礦物可用壓痕法測其硬度。 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。 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 （ ） 。 1 吸水率一般要用質量吸水率表示 61 土木工程材料應具備哪些基本性質 ?為什么 ? 62 材料的內部結構分為哪些層次 ?不同層次的結構中，其結構狀態或特征對材料性質有何影響 ? 63 材料的密實度和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。試求該材料的質量吸水率、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由一種礦物構成的巖石稱為單礦巖（如石灰巖），這種巖石的性質由其礦物成分及結 構構造決定。根據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。建筑工程中常用沉積巖為砂巖：硅質 砂巖的性能接近于花崗巖，可用作紀念性建筑及耐酸工程；鈣質砂巖的性質類似于石灰巖，較易加工，應用較廣，可作基礎、踏步、人行道等；而粘土質砂巖浸水易軟化，工程中很少使用。 (3)耐水性 石材的耐水 性以軟化系數表示。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 。按其表面的平整程度又分為亂毛石和平毛石兩種。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。從礦體開采出來的大理石荒料經鋸切、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飾面，如墻面、地面、柱面、臺面、欄桿 、踏步等。粘土質砂巖強度不高，耐水性差。 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 ： 選用天然石材時應滿足以下幾方面 的要求： 1．適用性。 （ ） 24 石材屬于典型的脆性材料。 （ ） 220 砂巖由于膠結物和致密程度的不同而性能相差很大 ,使用時需加以區別。 （ ） 210 漢白玉是一種白色花崗石，因此可用作室外裝飾和雕塑。 ３．色彩。通常加工成毛石或碎石 ,用于不重要的工程。多數石灰巖構造致密，耐水性和抗凍性較好。天然花崗巖經加工后用于建筑部位時叫花崗石。表面不經加工或稍加修整的料石。凡由致密、堅硬的礦物所組成的巖石，其硬度較高；結晶質結構硬度高 于玻璃質結構；構造緊密的巖石硬度也較高。另外 ,抗凍性還與吸水飽程度、凍結溫度有關。根據變質巖的原有巖石的不同，可分為正變質巖和副變質巖兩種 正變質巖是由巖漿巖變質而成的巖石，如片麻巖等，工程中常用作碎石、塊石及人行道石板等。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。 巖石的結構、構造與性質 巖石的結構，是指礦物的結晶程度、結晶大小和形態，如玻璃狀、細晶 狀、粗晶狀、斑狀等。求該石子的吸水率， 體積 密度，堆積密度，開口孔隙率。 73 某材料的極限抗壓強度為 21 MPa，彈性模量為 179。 ， 也 不一定減小 51 下列材料屬于致密結構的是（ ）。 422 材料的抗滲性是指材料抵抗 （ ） 滲透的能力。 47 材料在空氣中能吸收空氣中水分的能力稱為（ ）。 選擇題 41 親水性材料的潤濕邊角θ≤（ ）。 310 材料的抗凍性用 ＿＿＿＿＿＿ 表示，抗滲性一般用 ＿＿＿＿＿＿ 表示，材料的導熱 性用 ＿＿＿＿＿＿ 表示。 （ ） 229 材料在凍融循環作用下產生破壞，是由于材料內部毛細孔隙和大孔隙中的水結冰時體積膨脹造成的。 （ ） 213 在空氣中吸收水分的性質稱為材料的吸水性。 解 ： B 90186。計算式中ρ — 密度；ρ 0— 材料的表觀密度；ρ ， — 材料的堆積密度。混凝土在受力后 ,彈性變形及塑性變形同時產生。 （ 1） 材料的強度 材料的強度是材料在應力作用下抵抗破壞的能力。 9)材料導熱性能 當材料兩側存在溫度差時 ,熱量將由溫度高的一側通過材料傳遞到溫度低的一側 ,材料的 這種傳導熱量的能力 ,稱為導熱性。 如 P P P8等分別表示材料能承受 、 、 8MPa 的水壓而不滲水。具有微小開口孔隙 的材料 ,吸濕性特別強。時，如圖 （ b）所示，水分子之間的內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，材料表現出憎水性。 （ 3）體積密度（工程稱容重） 體積密度是指材料在自然狀態下單位體積的質量。 按其孔隙特征可分為 :致密結構、多孔結構、微孔結構。 12 按照化學成分分類 ,材料可以分為 、 和 。 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按用途可分為結構材料、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。 ①按化學成分可分為無機材料、有機材料和復合材料 3大類。 1— 2企業標準只能適用于本企業。 2)材料的結構 (1)宏觀結構 材料的宏觀結構是指用肉眼或放大鏡能夠分辨的粗大組織 ,其尺寸在 10－ 3m 級以上。在烘干狀態下 的表觀密度 ,稱為干表觀密度。時，如圖 （ a）所示，水分子之間的內聚力小于水分子與材料之間的相互吸引力，材料表面吸附水分，能被水潤濕，材料表現出親水性； （ 3） 當潤濕邊角 θ ＞ 90176。 材料中所含水分與空氣的濕度相平衡時的含水率 ,稱為平衡含水率。材料的抗滲性用滲透系數和抗 滲等級表示。所以抗凍性常作為考查材料耐久性的一項指標。不同的材料其比熱不同，即使是同種材料，由于物態不同，其比熱也不同 。建筑鋼材在受力不大的情況下 ,表現為彈性變形 ,但受力超過 一定限度后 ,則表現為塑性變形。空隙率是指散粒材料在其堆集體積中 , 顆粒之間的空隙體積所占的比例。 C 0186。 （ ） 212 材料在氣干狀態的表觀密度，為干表觀密度。 （ ） 228 將某種含水的材料， 置于不同的環境中，分別測得其密度，其中以干燥條件下的密度為最小。導熱性越 ＿＿＿＿＿＿ 保溫隔熱性能越 ＿＿＿＿＿＿ 。 323 稱取堆積密度為