土木工程材料习题集答案Word下载.docx

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2、现代土木工程材料有下列发展趋势：

（1）高性能化。

例如研制轻质、高强、高耐久、优异装饰性和多功能的材料，以及充分利用和发挥各种材料的特性，采用复合技术，制造出具有特殊功能的复合材料。

（2）多功能化。

具有多种功能或智能的土木工程材料。

（3）工业规模化。

土木工程材料的生产要实现现代化、工业化，而且为了降低成本、控制质量、便于机械化施工，生产要标准化、大型化、商品化等。

（4）生态化。

为了降低环境污染、节约资源、维护生态平衡，生产节能型、利废型、环保型和保健型的生态建材，产品可再生循环和回收利用。

3、实行标准化对经济、技术、科学及管理等社会实践有着重要意义，这样就能对重复性事物和概念达到统一认识。

以建筑材料性能的试验方法为例，如果不实行标准化，不同部门或单位采用不同的试验方法。

则所得的试验结果就无可比性，其获得的数据将毫无意义。

所以，没有标准化，则工程的设计、产品的生产及质量的检验就失去了共同依据和准则。

由此可见，标准化为生产技术和科学发展建立了最佳秩序，并带来了社会效益。

4、工程实际中对材料进行质量控制的方法主要有：

（1）通过对材料有关的质量文件（书面检验报告）的检查初步确定其来源及其质量状况。

（2）对工程拟采用的材料进行抽样检验，根据检验的技术指标判定其实际质量，只有相关指标达到技术标准规定的要求时，才允许其在工程中使用。

（3）在使用过程中，监测材料的使用行为，监测半成品和成品的技术性能，从而评定材料在实际工程中的实际技术性能。

（4）在使用过程中，材料技术性能未达到相应技术指标时，应根据材料的有关知识判定其原因，并采取相应的措施避免其对工程质量造成的不良影响。

5、土木工程材料课程具有内容繁杂、涉及面广、理论体系不够完善等特点，因此学习时应在首先掌握材料基本性质和相关理论的基础上，再熟悉常用材料的主要性能、技术标准及应用方法；

同时还应了解典型材料的生产工艺原理和技术性能特点，较清楚地认识材料的组成、结构、构造及性能；

必须熟悉掌握常用土木工程材料的主要品种和规格、选择及应用、储运与管理等方面的知识，掌握这些材料在工程使用中的基本规律。

材料试验是检验土木工程材料性能、鉴别其质量水平的主要手段，也是土木工程建设中质量控制的重要措施之一。

通过实验课的学习，可以加深对理论知识的理解，掌握材料基本性能的试验和质量评定方法，培养实践技能与科学素养。

1土木工程材料的基本性质

1.密度、表观密度、体积密度、堆积密度

密度：

材料在绝对密实状态下单位体积的质量。

表观密度：

材料在包含内部闭口孔隙体积在内的单位体积的质量。

体积密度：

材料在自然状态下单位体积的质量。

堆积密度：

散粒状或粉状材料在堆积状态下单位体积的质量。

2、孔隙率、开口孔隙率、闭口孔隙率

孔隙率：

材料内部孔隙体积占材料自然状态下体积的百分率。

根据材料的孔隙特征，又分为开口孔隙（简称开孔）和闭口孔隙（简称闭孔）。

开口孔隙率：

材料中能被水所饱和（即被水所充满）的孔隙体积占材料在自然状态下的体积的百分率。

其数值等于材料的体积吸水率。

闭口孔隙率：

材料中闭口孔隙所占的比例，它等于总孔隙率与开口孔隙率之差。

3、亲水性材料、憎水性材料

亲水性材料：

当润湿角θ≤90°

时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子之间的相互吸引力，此种材料称为亲水性材料。

憎水性材料：

当润湿边θ<

90°

时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子之间的相互吸引力，此种材料称为憎水性材料。

4、质量吸水率、体积吸水率、含水率、孔隙水饱和度（吸水饱和系数）

质量吸水率：

材料吸水饱和时，吸入水的质量占材料干燥质量的百分率。

体积吸水率：

材料吸水饱和时，吸入水的体积占材料自然状态下体积的百分率。

含水率：

材料中所含水的质量与干燥状态下的质量之比，称为材料的含水率。

孔隙水饱和度（吸水饱和系数）：

材料的体积吸水率与其孔隙率之比，即：

KB=WV/P。

它表示材料的孔隙充水程度（材料吸入水的体积与其孔隙体积之比）或孔隙特征（开口孔隙体积与总孔隙体积之比）。

5、耐水性、软化系数

耐水性：

材料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质称为耐水性，用软化系数表示。

软化系数：

材料在吸水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的抗压强度之比。

6、抗渗性、渗透系数、抗渗等级

抗渗性：

材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗透性，用用渗透系数或抗渗等级表示。

渗透系数：

材料在单位水头作用下，在单位时间内，通过单位面积和厚度的材料的透水量。

抗渗等级：

混凝土或砂浆以28d龄期的标准试件，按规定方法试验时所能承受的最大水压力。

7、抗冻性、抗冻等级

抗冻性：

材料在吸水饱和状态下，经过多次冻融循环作用而不破坏，同时强度也不显著降低的性质，用抗冻等级表示。

抗冻等级：

材料在吸水饱和状态下经受反复冻融循环，其强度损失和质量损失均不超过规定数值时所能承受的最大循环次数。

8、强度等级、比强度

强度等级：

指按材料强度值的大小划分的若干等级。

比强度：

按材料单位质量计算的强度，其值等于材料的强度值与其体积密度之比。

9、弹性、塑性

弹性：

材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，变形能完全消失的性质

塑性：

材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，仍保持变形后的形状，并不产生裂缝的性质。

10、脆性、韧性

脆性：

材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料突然破坏，而破坏时无明显的塑性变形的性质。

韧性：

材料在冲击、振动荷载作用下，能过吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不被破坏的性质。

11、热容量、导热性

热容量：

指材料受热时蓄存热量或冷却时放出热量的性能，其大小等于比热容与质量的乘积。

导热性：

反映材料传递热量的能力。

其大小用导热系数表示。

12、耐燃性、耐火性

耐燃性：

指材料能够经受火焰和高温作用而不破坏，强度也不显著降低的性能。

根据耐燃性不同，可分为易燃材料、难燃材料和不燃材料三类。

耐火性：

指材料长期在高温作用下，保持其结构和工作性能基本稳定而不破坏的性质，用耐火度表示。

根据耐火度不同，可分为易熔材料、难熔材料和耐火材料三类。

13、.耐久性：

是材料在使用过程中抵抗其自身及环境因素的长期破坏作用，保持其原有性能而不变质、不破坏的能力，即材料保持工作性能直到极限状态的性质。

二、填空：

１.吸水率，软化系数，抗渗等级或渗透系数，抗冻等级，导热系数；

2.高，好，愈好；

3.小，大；

4.质量，强度，保温性能，抗冻性能，体积；

5.较小，较低，较大，较差，较差，较大，较好；

6.好，0.85；

7.比强度，材料的强度与体积密度之比，越轻质高强；

8.静压力；

9.抵抗变形；

10.孔隙率，孔隙特征，孔隙率，细小开口，连通；

11不燃材料，难燃材料，易燃材料，热变质，热变形；

12.物理作用，化学作用，生物作用；

13.形状，尺寸，表面状态，含水率，加荷速度，温度；

14.微观，亚微观（细观），宏观

三、选择题：

1（C）。

提示：

由含水率公式可求得干砂的质量为96.15克。

2（C）。

材料的导热系数越小，保温隔热性越好，热容量大对保持室内温度的稳定有良好的作用。

3.

（1）BDF；

（2）BD；

（3）BDF；

（4）ADF；

（5）ACF。

一般来说，材料的孔隙率小、开口连通孔少且为微细孔时，其强度较高（材料承受荷载的截面增大，内部产生缺陷的几率减小），抗渗性与抗冻性较好（材料孔隙内的充水程度较低，对结冰产生的体积膨胀的缓冲能力较大）；

含有大量封闭微孔的材料导热性较低，保温隔热性较好（静态空气的导热系数很小）；

含有大量连通开口微孔的材料吸声性能较好（声波可深入材料内部，与孔壁摩擦转化成热能而消耗掉）。

4.（B）。

根据计算，材料的软化系数为0.90，大于0.85，为耐水。

5.（B）。

材料的密度是一定值，不随环境的变化而改变。

6.（B）。

无机非金属材料的抗冻性反映了其抗风化性的好坏，与耐久性关系密切。

一般而言，无机非金属材料的抗冻性越高，则材料的其它的耐久性也越高。

。

7.（A）。

除了密度外，其它性质均与孔隙率有关。

8.（C）。

软化系数为材料在吸水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的抗压强度之比，该值越小，说明材料吸水饱和后强度降低越多，耐水性越差，通常软化系数大于0.85的材料可以认为是耐水的。

9.（D）。

石英矿物的硬度应用刻划法测定。

10.（B）。

韧性材料在冲击、振动荷载作用下，能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏，因为韧性材料的变形值越大，而抗拉强度越接近或高于抗压强度，所以承受冲击和振动荷载的能力强。

如钢材、木材、沥青混凝土等。

11、（A）。

脆性材料在外力作用下，直至断裂前只发生很小的弹性变形，不出现塑性变形而突然破坏。

这是脆性材料的一个特征。

而这类材料的抗压强度比抗拉强度大得多，可达几倍到几十倍。

因此，其抗冲击和振动荷载的能力较差。

大部分无机非金属材料如石材、砖、水泥、混凝土、砂浆、陶瓷及玻璃等属于这类材料。

12、（D）。

材料吸水后，将使材料的体积密度和导热系数提高，因为材料的体积密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。

材料吸水后，其质量加入了含水的质量，这样总质量提高了，虽然体积也增加，但增幅小，故体积密度提高。

而材料导热是通过材料实体与孔隙内的空气，而吸水后传热介质变成了材料实体及水和空气（水占有了部分或全部空气的体积），而水的导热系数（λ=0.58W/m·

K）是空气的导热系数（λ=0.023W/m·

K）的25倍左右，故材料的导热系数提高了。

13、（C）。

材料吸水后，将使材料的强度和保温性降低。

由于水会以不同方式使材料软化，破坏材料内部结构的结合力，因此材料吸水后会使其强度降低；

另外，材料吸水后导热系数将明显提高，使材料的保温性降低。

14、（C）。

材料的抗渗性和抗冻性的好坏与材料的孔隙率及孔隙特征有关。

一般来说，孔隙率大且为开口连通孔时材料的抗渗性与抗冻性较差；

密实的以及具有闭口孔（不论孔隙率大小）的材料抗渗性与抗冻性较好。

如在混凝土工程中常掺入引气剂改善混凝土的孔结构，以提高其抗渗性和抗冻性。

15、（D）。

通常，固体物质比液态物质导热系数大，液态比气态导热系数大。

当材料的孔隙率约大即体积密度约小时，由于孔隙中空气传热较差，因此导热系数越小。

当孔隙率相同时，若孔隙间连通也会使孔中空气流通而传热，使材料的导热系数增大。

16、（D）。

建筑材料中，各种胶凝材料、混凝土、天然石材、砖瓦、钢材、木材等均为亲水性材料。

而沥青、油漆、塑料等为憎水性材料，它们常用作防潮、防水和防腐材料，也可以对亲水性材料进行表面处理，用以降低吸水性。

17、（D）。

通常无机非金属材料脆性高，韧性低，而金属类或有机类材料韧性较高，木材属于有机类材料。

四、判断题：

1×

（材料的吸水率与其开口孔隙有关，开口孔隙