土木工程材料學習指導`典型題解析和習題doc-wenkub.com

　 　

【正文】 ( ) 221 黏土質砂巖可用于水工建筑物。 （ ） 217 大理巖是由石灰巖、白云石等沉積巖變質而成。 ( ) 213 黃鐵礦、云母是巖石中的有害礦物。 （ ） 29 大理石板材既可用于室內裝飾又可用于室外裝飾。 （ ） 25 石材的抗壓強度測試必須在干燥條件下測試。 習題 11 石材的“耐磨性” 11 天然石材 11造巖礦物 11巖漿巖 11 沉積巖 11變質巖 11深成巖 11噴出巖 11 火山巖 11機械沉積巖 11生物沉積巖 11化學沉積巖 11 花崗巖 11大理巖 11毛石 11料石 21 沉積巖是由于地殼內部熔融巖漿上升冷卻而成的巖石。 天然大理石化學成分為碳酸鹽。一些名貴石材，價格高昂，因此選材時必須予以慎重考慮。是指在選用建筑石材時，應針對建筑物不同部位，選用滿足技術要求的石材。難于開采加工的石料 ,將使材料成本提高 ,選材時應加注意。如承重用的石材 ,主要考慮其強度等級、耐久性、抗凍性等技術性能 。垂直于片理方向抗壓強度為 120— 200MPa，沿片理方向易于開采和加工。 (5)石英巖 石英巖是硅質砂巖變質而成，質地均勻致密，硬度大，抗壓強度高達 250— 400MPa，加工困難，耐久性高。致密的硅質砂巖性能接近于花崗巖，表觀密度達2600 kg/m3,抗壓強度達 250MPa。石灰巖還是生產石灰、水泥等建筑材料的原料。表觀密度為 2022～2600 kg/m3,抗壓強度為 20— 120MPa。當用于室外時，由于大理石抗風化能力差，易受空氣中二氧化硫的腐蝕，而失去表面光澤，變色并逐漸破壞。大理巖質地密實但硬度不高，鋸切、雕刻性能好，表面磨光后十分美觀，是高級裝飾材料。由于其有較高的耐酸性 ,可用于工業建筑中的耐酸襯板或耐酸溝、槽、容器等 ,碎石和粉料可配制耐酸混凝土和耐酸膠泥。由于其所含石英在 573℃時會發生晶形轉變，所以耐火性差 .遇高溫時將因不均勻膨脹而崩裂。具有較規則的加工紋理，如機刨板、剁斧板、錘擊板等）、細面板材（ RB）（表面平整且光滑）、鏡面板材（ PL）（表面平整，并具有鏡面光澤）。 料石一般是用較致密均勻的砂巖、石灰巖、花崗巖等開鑿而成，制成條石、方料石或拱石，用于建筑物的基礎、勒腳、地面等。 ③半細料石。按料石表面加工的平整程度可分為以下四種： ①毛料石。 ①亂毛石 其形狀極不規則。 (9)放射性 有些石材 (如部 分花崗石 )含有微量放射性元素 ,對于具有較強放射性的石材應避免 23 用于室內。 (8)耐磨性 耐磨性是指石材在使用條件下抵抗摩察、邊緣剪切以及沖擊等復雜作用的能力。它主要取決于組成巖石的礦物硬度、結構與構造。而云母為片狀礦物 ,易于分裂成柔軟薄片 ,其含量越多 ,則花崗巖的強度也越低。 50mm179。由于各種造巖礦物熱膨脹系數不同 ,受熱后體積變化不 — 致 ,將產生內應力而導致石材崩裂破壞。一般吸水率大的石材 ,抗凍性能較差。軟化系數大于 的為高耐水性 ,軟化系數在～ 之間的為中耐水性 ,軟化系數在 之間的為低耐水性 ,軟化系數小于 。 22 (2)吸水性 吸水率低于 %的巖石稱為低吸水性巖石，介于 %%的稱為中吸水性巖石 ,高于 %的稱為高吸水性巖石。表觀密度大于 l800 kg/m3以上的為重質石材 ,主要用于基礎、橋涵、 擋土墻及道路工程等。 (3)變質巖 變質巖是由原有巖石在地殼運 動過程中，受到地殼內部高溫、高壓的作用，使巖石原有的結構發生變化，產生熔融再結晶作用而形成的巖石。 化學沉積巖是由溶解于水中的礦物質經聚積、反應、重結晶等形成的巖石，如石膏巖、白云巖等。但由于分布廣，加工較容易，因此應用也比較廣。 火山灰可作為生產水泥的混合材料及混凝土的摻合料；浮石可作為配制輕骨料混凝土的輕骨料；火山凝灰巖 容易分割 ,可作砌墻材料和輕混凝土的骨料。建筑上常用的噴出巖有玄武巖、輝綠巖、安山巖等。其特點是體積密度大、孔隙率及吸水率小、抗壓強度高、抗凍性及耐磨性好。 (1)巖漿巖 巖漿巖又稱火成巖。巖石的晶粒越小，則巖石的強度越高、韌性和耐久性越好。建筑工程中常用巖石的造巖礦物主要有石英、長石、角閃石、輝綠石、橄欖石、方解石、白云石、黃鐵礦和云母等。由兩種或更多種礦物構成的巖石稱為多礦巖（如花崗巖）。但天然石材屬脆性材料，抗拉強度低，自重大、硬度高，加工和運輸比較困難。試問：①該巖石的開口孔隙率為多少？② 體積 密度是多少 ? 710 一種木材的密度為 g/cm3，其干燥表觀密度為 540 kg/m3，試估算其孔隙率。將上述吸水飽和的石子擦干表面后稱得總質量為 kg (含筒重 )。K)，而普通混凝土的λ = W/(m試求該磚的密度、 體積 密度、孔隙率、質量吸水率、開口孔隙率及閉口孔隙率。若在改柱子的軸向上施加1800 kN 壓力，在只考慮彈性變形的情況下，試計算分析該柱子受力后的尺寸變化，此荷載作用下該柱子是否已達到破壞狀態？若沒有達到破壞狀態，要使該柱子達到受壓破壞，須施加多大的壓力荷載？ 74 一塊燒結普通磚的外形尺寸為 240mm 179。試求此巖石的 體積 密度和碎石的空隙率。 611 影響材料腐蝕性的內在因素是什么？ 612 什么是材料的耐久性 ?材料的耐久性都包括哪些內容？ 材料為什么必須具有一定的耐久性 ? 613 材料的親水性、憎水性、吸水性、吸濕性、耐水性、抗滲性及抗凍性的定義、表示方法及其影響因素是什么 ? 614 什么是材料的導熱性 ?導熱性的大小如何表示 ?影響材料導熱性的因素有哪些 ? 615 何謂材料的彈性與塑性 ?彈性變形與塑性變形相同嗎 ? 616 當某種材料的孔隙率增大時，下表內其他性質如何變化 ?（用符號表示： ↑ 增大、↓ 下降、 — 不變、 ?不定） 孔隙率 密度 表觀密度 強度 吸水率 抗凍性 導熱性 ↑ 617 試驗條件對材料強度有無影響 ?影響怎樣 ?為什么 ? 618 什么是材料的強度等級、比強度 ?強度等級與強度有何關系與區別？ 619 說明材料的脆性與韌性的區別。 58 材料含水會使材料（ ），故對材料的使用一般是不利的。 54 影響材料的吸濕性的因素有（ ）。 . 435 當某一建筑材料的孔隙率曾大時，其吸水率 （ ） 。 材 431 同一種建筑材料構造越密實，越均勻，它的 （ ） 。 179。 425 材料吸水后，將使材料的 （ ） 提高。 421 材料的實際強度 （ ） 材料理論強度。 E越小，材料受力變形 （ ） 。 度 416 混凝土抗凍等級 F15號中的 15是指 （ ） 。 16 412 有一塊磚重 2625g，其含水率為 5％，該濕磚所含水量為 （ ） 。 D．在材料的體積不考慮開口孔隙在內時，單位體積的質量。 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 （ ）。 A．密度＞堆積密度＞ 體積 密度 B．密度＞ 體積 密度＞堆積密度 C．堆積密度＞密度＞ 體積 密度 D． 體積 密度＞堆積密度＞密度 44 下列有關材料強度和硬度的內容，哪一項是錯誤的？（ ） A．材料的抗彎強度與試件的受力情況、截面形態及支承條件等有關。 C． 90176。 323 稱取堆積密度為 1500kg/m3 的干砂 200g 裝入廣口瓶中，再把瓶中注滿水，這時稱重為 377g，則該砂的體積密度為 ，空隙率為 。 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 。 315 脆性材料適宜承受壓力 荷載，而不適宜承受 、 荷載。 312 導熱系數 ，比熱容 的材料適合作保溫墻體材料。導熱性越 ＿＿＿＿＿＿ 保溫隔熱性能越 ＿＿＿＿＿＿ 。 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 ____________。該值越大，表示材料的耐水性 ___________。 （ ） 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。 （ ） 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。 （ ） 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。 （ ） 14 220 材料的孔隙率越小，密度越大。 （ ） 216 含粗大孔隙的材料，吸水率較低。 （ ） 212 材料在氣干狀態的表觀密度，為干表觀密度。 （ ） 28 在材料抗壓實驗時，小試件較大試件的實驗結果偏大。 （ ） 24 具有粗大孔隙的材料，其吸水率較大；具有細微且連通孔隙的材料，其吸水率較小。時為憎水性材料。 C 0186。 【 例 225】 選擇題：選擇正確的答案填在括號內。 【 評 】 軟化系數為材料吸水飽和狀態下的抗壓強度與材料在絕對干燥狀態下的抗壓強度之比。試計算該磚的吸水率、密度、孔隙率、飽水系數?？障堵适侵干⒘２牧显谄涠鸭w積中 , 顆粒之間的空隙體積所占的比例。 ②降低濕度 ,排除侵蝕性物質。 耐久性是材料在長期使用過程中抵抗其自身及環境因素長期破壞作用 ,保持其原有性能 而不變質、不破壞的能力。磚、石材、陶瓷、玻璃、混凝土、鑄鐵等都屬于脆性材料。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。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。鋼材的抗拉、抗壓強度都很高。 ： 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。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 。用公式表示如下： )12 TTm Qc ?? （ 式中 c—— 材料的比熱， J/（ kg為降低建筑物的使用能耗 ,保證建筑物室內環境宜人 ,要求建筑物有良好的絕 熱性。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。所以抗凍性常作為考查材料耐久性的一項指標。材料的抗 凍性取決于其孔隙率、孔隙特征及充水程度。 材料的抗凍性用抗凍等級表示。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。材料的抗滲性用滲透系數和抗 滲等級表示。 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。 9 6)材料的耐水性 材料長期在水作 用下不破壞 ,強度也不顯著降低的性質稱為耐水性。 材料的吸水性和吸濕性均會對材料的性能產生不利影響。 材料中所含水分與空氣的濕度相平衡時的含水