土木工程材料（笔记）
csl 2011.3
耐水性——软化系数：系数↑，耐水性↑ 抗渗性——渗透系数，抗渗等级 压拉弯剪 1MPa 1N mm 2 § 1-2 力学性质 比强度 : f 0 轻质高强的指标 弹塑脆韧性 § 1-3 耐久性：耐水，抗渗，抗冻，耐候，其他 第二章．无机胶凝材料 :气硬 ,水硬 § 2-1 气硬性 原料与生产 : CaSO 4 0.5H 2O 高强：晶体粗大结实，比表面积小 CaS04 0.5H 2O 建筑： （与上相反 ） 水化硬化：水化→ CaSO 4. 0.5H 2O （晶体 ） 一、石膏 凝结硬化 凝结：初、终凝 硬化：快，加缓凝剂，微膨胀 指标：强度，细度，凝结时间 特性：强度低，孔隙率大，隔音保温，防火好 生产 欠火石灰（不能消解） 过火石灰，消解缓慢——陈伏 二、石灰 熟（消）化→ Ca （OH ）2 放热，体积↑ 硬化 干燥结晶，析出 Ca （OH ）2 碳化硬化→ CaCO 3 慢，表为 CaCO 3 ，内为 Ca （OH ）2 特性：可塑性，保水性好，强度低，易开裂，耐水性差，吸湿性强 生产 -- 湿法，干法 三、水玻璃 模数： SiO 2 与 Na 2O 的分子比 n 硬化→无定形硅酸，缓慢，加促硬剂 （Na 2SiF 6 氟硅 酸钠 ） 特性：粘结力强，强度高，耐热高，不耐碱、水、渗 四、比较 强度：水玻璃 ＞石膏 ＞石灰 硬化速度：石膏 ＞石灰 ＞水玻璃 第一章 . 土木工程材料的基本性质 微观 （晶体、玻璃体、胶体 ）。 结构：宏观，细观， § 1-1 物理性质 一、基本性质：密 度 表观密度 0 堆积密度 孔隙率 P 空隙率 P 相关公式： P (1 0 ) m 饱 - m 干 P k 二、与水有关性质 H 2 亲、憎水性——润湿角 吸水性——重量吸水率 吸 湿率——含水率 P (1 0 ) W m ， 体积吸水率 W v 相关公式 : W m m H 2O m 干 m 饱 -m 干 WV V H 2O m 饱 -m 干 1 m 干 V 干 H 2 O V P k W m 0 0饱 0干 强度↓， 、孔隙对性能的影响：孔隙↑， 吸水率↑，透气透水性↑ 导热系数↓，热容↓， 与抗冻无关
土木工程材料试题、习题库 1名词解释 第一章土木工程材料基本性质 1 密度 2 材料的空隙率 3 堆积密度 4 表观密度 5 材料的弹性 1 是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。 2 指散粒状材料堆积体积（V）中，颗粒间空隙体积所占的百分率。 3 是指材料在自然状态下单位体积的质量。 4 是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。 5 材料在外力作用下产生变形，当外力去除后能完全恢复到原始形状的性质。 第二章建筑金属材料 1 弹性模量 2 屈服强度 1 钢材受力初期，应力与应变成比例地增长，应力与应变之比为常数，称为弹性模量。 2 当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度。 第三章无机胶凝材料 1 胶凝材料 2 气硬性胶凝材料 3.终凝时间： 4．石灰的消化： 1 凡能在物理、化学作用下，从浆体变为坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质错。 2 只能在空气中硬化，并保持和继续发展强度的胶凝材料。 3.水泥从加水到水泥浆完全失去塑性所经历的时间。 4．块状生石灰使用时必须加水使其“消化”为粉末状的“消石灰”，这一过程称为石灰的消化。
第四章混凝土与砂浆 1 砂率 2 徐变 3.级配：4．最佳砂率 1 指砂用量与砂、石总用量的质量百分比。 2 指混凝土在长期不变荷载作用下，沿作用力方向随时间而产生的塑性变形。 3．集料各级粒径颗粒的分配情况。 4．在用水量和水泥用量不变的性况下，选取可使拌合物获得所要求的流动性和良好的粘聚性与保水性的合理砂率。 第五章砌体材料 第六章沥青和沥青混合料 1 沥青的粘滞性 2 沥青的延性 3 乳化沥青4．胶体结构 1 指沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互位移的抵抗变形的能力。 2 是指当其受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，通常是用延度作为条件指标来表征。 3 是石油沥青或煤沥青在乳化剂、稳定剂的作用下经乳化加工制得的均匀的沥青产品，也称沥青乳液。4．胶体结构：以沥青质为胶核，胶质分吸附其表面并且向外扩散形成胶团，胶团在分散到饱和分和芳香分中，就形成了胶体结构。 第七章合成高分子材料 1 热塑性树脂 2 热固性树脂 1 热塑性树脂指可反复加热软化，冷却硬化的树脂。 2 仅在第一次加热时软化，并且分子间产生化学交联而固化，以后再加热不会软化的树脂。 第八章木材 1 木材的纤维饱和点 2 木材的平衡含水率 1 当木材中无自由水，而细胞壁内吸附水达到饱和时，这时的木材含水率称为纤维饱和点 2 木材中所含的水分是随着环境的温度和湿度的变化而改变的，当木材长时间处于一定温度和湿度的环境中时，木材中的含水量最后会达到与周围环境湿度相平衡，这时木材的含水率称为平衡含水率。 第九章建筑功能材料 二、填空题
机械工程课后答案 第一章 1、什么是黑色金属什么是有色金属 答：铁及铁合金称为黑色金属，即钢铁材料；黑色金属以外的所有金属及其合金称为有的金属。 2、碳钢，合金钢是怎样分类的 答：按化学成分分类；碳钢是指含碳量在%——%之间，并含有少量的硅、锰、硫、磷等杂质的铁碳合金。 3、铸铁材料是怎样分类的应用是怎样选择 答：铸铁根据石墨的形态进行分类，铸铁中石墨的形态有片状、团絮状、球状、蠕虫状四种，对应为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。 4、陶瓷材料是怎样分类的 答：陶瓷材料分为传统陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷三种。 5、常见的金属晶体结构有哪几种它们的原子排列和晶格常数各有什么特点α -Fe，γ-Fe，Al，Cu，Ni，Pb，Cr，V，Mg，Zn各属何种金属结构 答：体心晶格立方，晶格常数a=b=c，α-Fe，Cr，V。面心晶格立方，晶格常数a=b=c，γ-Fe，Ni，Al，Cu，Pb。密排六方晶格，Mg，Zn。 6、实际金属晶体中存在哪些缺陷它们对性能有什么影响 答：点缺陷、破坏了原子的平衡状态，使晶格发生扭曲，从而引起性能变化，是金属的电阻率增加，强度、硬度升高，塑性、韧性下降。 线缺陷（位错）、少量位错时，金属的屈服强度很高，当含有一定量位错时，强度降低。当进行形变加工时，位错密度增加，屈服强度增高。 面缺陷（晶界、亚晶界）、晶界越多，晶粒越细，金属的塑性变形能力越大，塑性越好。 7、固溶体有哪些类型什么是固溶强化 答：间隙固溶体、置换固溶体。由于溶质元素原子的溶入，使晶格发生畸变，使之塑性变形抗力增大，因而较纯金属具有更高的强度、硬度，即固溶强化作用。 第二章
1、在什么条件下，布氏硬度实验比洛氏硬度实验好 答：布氏硬度实验主要用于硬度较低的退火钢、正火钢、调试刚、铸铁、有色金属及轴承合金等的原料和半成品的测量，不适合测定薄件以及成品。洛氏硬度实验可用于成品及薄件的实验。 2、σ的意义是什么能在拉伸图上画出来吗 答：表示对于没有明显屈服极限的塑性材料，可以将产生%塑性应变时的应变作为屈服指标，即为条件屈服极限。 3、什么是金属的疲劳金属疲劳断裂是怎样产生的疲劳破坏有哪些特点如何提高零件的疲劳强度 答：金属在反复交变的外力作用下强度要比在不变的外力作用下小得多，即金属疲劳； 疲劳断裂是指在交变载荷作用下，零件经过较长时间工作或多次应力循环后所发生的断裂现象； 疲劳断裂的特点：引起疲劳断裂的应力很低，常常低于静载下的屈服强度； 断裂时无明显的宏观塑性变形，无预兆而是突然的发生；疲劳断口能清楚的显示出裂纹的形成、扩展和最后断裂三个阶段； 提高疲劳强度：改善零件的结构形状，避免应力集中，降低零件表面粗糙度值以及采取各种表面强化处理如喷丸处理，表面淬火及化学热处理等。 4、韧性的含义是什么αk有何实际意义 答：材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，称为材料的韧性；冲击韧度αk表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力，αk值的大小表示材料的韧性好坏。一般把αk值低的材料称为脆性材料，αk值高的材料称为韧性材料。 5、何谓低应力脆断金属为什么会发生低应力脆断低应力脆断的抗力指标是什么答：低应力脆断是在应力作用下，裂纹发生的扩展，当裂纹扩展到一定临界尺寸时，裂纹发生失稳扩展（即自动迅速扩展），造成构件的突然断裂；抗力指标为断裂韧性（P43） 6、一紧固螺栓使用后有塑性变形,试分析材料的那些性能指标没有达到要求 答：钢材的屈服强度未达到要求。 第三章 1、分析纯金属的冷却曲线中出现“平台”的原因 答：液态金属开始结晶时，由于结晶潜热的放出，补偿了冷却时散失的热量，
1.从力学性能、热处理变形、耐磨性和热硬性几方面比较合金钢和 碳钢的差异，并简单说明原因。 为提高钢的机械性能、工艺性能或物化性能，在冶炼时有意往钢中加入一些合金元素而形成新的合金，这种合金称为合金钢。 合金钢与碳钢比较，合金钢的力学性能好，热处理变形小，耐磨性好，热硬性好。 因为合金钢在化学成分上添加了合金元素，可形成合金铁素体、合金渗碳体和合金碳化物，产生固溶强化和弥散强化，提高材料性能；加入合金元素可提高钢的淬透性，降低临界冷却速度，可减少热处理变形；碳钢虽然价格低廉，容易加工，但是淬透性低、回火稳定性差、基本组成相强度低。 2.解释下列钢的牌号含义、类别及热处理方法：20CrMnTi,40Cr, 16Mn,T10A,Cr12MoV,W6Mo5Cr4V2,38CrMoAlA,5CrMnMo,GCr15,55S i2Mn。 20CrMnTi的含碳量为0.17%-0.24%，Cr，Mn，Ti<1.5%，是渗碳钢，热处理方法是在渗碳之后进行淬火和低温回火。 40Cr的含碳量为0.37～0.45％，Cr <1.5%，是调质钢，热处理方法是淬火加高温回火。 16Mn中碳的含量在0.16%左右，锰的含量大约在1.20%-1.60%左右，属于低合金钢，热处理方法是：热轧退火（正火）。 T10A为含碳量在0.95～1.04的高级优质碳素工具钢，热处理方法
是淬火和低温回火。 Cr12MoV碳 C ：1.45～1.70，铬 Cr：11.00～12.50，Mo，V<1.5%，是冷作模具钢，热处理方法是淬火和低温回火。 W6Mo5Cr4V2碳 C ：0.80～0.90，钼 Mo：4.50～5.50，铬 Cr： 3.80～ 4.40，钒 V ：1.75～2.20，是高速钢，热处理方法是淬火 +高温回火。 38CrMoAlA碳 C ：0.35～0.42，Cr，Mo，Al<1.5%，是高级优质合金渗氮钢，热处理方法是：调质处理+渗氮。 5CrMnMo碳 C ：0.50～0.60，Cr，Mn，Mo<1.5%，是热作模具钢，热处理方法是搓火加中高温回火。 GCr15：C：0.95-1.05，Cr:1.30-1.65，是滚动轴承钢，热处理方法是：淬火+低温回火。 55Si2Mn碳 C ：0.52～0.60，硅 Si：1.50～2.00，Mn<1.5%，是弹簧钢，热处理方法是淬火加中温回火。 3.比较9SiCr,Cr12MoV,5CrMnMo,W18Cr4V等四种合金工具钢的成分、 性能和用途差异。 9SiCr的成分：相当于在T9钢的基础上加入1.2%-1.6%的Si和 0.95%-1.25%的Cr。 性能：硬度和耐磨性良好，无热硬性。 用途：适用于截面较厚要求淬透的或截面较薄要求变形小的、形状较复杂的工模具。
第六章砌筑材料 一、名词解释 1．烧结砖 答：烧结砖是指以黏土、页岩、煤矸石、粉煤灰等为主要原料，经焙烧而成的砖。外形多为直角六面体，属粗陶制品。生产过程包括原料制备、挤出成型、切坯、干燥和焙烧等。按原料可分为烧结黏土砖、烧结粉煤灰砖、烧结煤矸石砖和烧结页岩砖等；按规格可分为烧结普通砖、空心砖和八五砖等。 2．砌块 答：砌块是指符合一定尺寸规定的人造块材。其外形一般为直角六面体，也有异形的。与砖的区别在于，各系列中主规格砌块的长度、宽度或高度有一项或一项以上相应大于365mm、240mm或115mm。但高度不大于长度或宽度的6倍，长度不超过高度的3倍。按其高度尺寸大小分小型、中型、大型三种。 二、填空题 1．某烧结普通砖，经测试其平均抗压强度为17.5MPa，标准差为3.35MPa，则该组烧结普通砖的变异系数为______，对其强度等级应该依据抗压强度平均值和______予以判断。[西安建筑科技大学2014年] 【答案】≤0.21；强度标准值 【解析】变异系数 3.350.190.21 17.5 S f δ===≤；其强度等级应该依据抗压强度平均值
和强度标准值予以判断。 2．常用的三类墙体材料分别是______、______、______。[中国人民解放军后勤工程学院2014年] 【答案】砖；砌块；石材 【解析】常用的三类墙体材料分别是砖、砌块、石材。 3．烧结普通砖的耐久性包括______、______、______和______等性能。 【答案】抗风化性能；抗冻性；吸水率；饱和系数 【解析】烧结普通砖的耐久性包括抗风化性能、抗冻性、吸水率和饱和系数等性能。 4．增大烧结普通砖的孔隙率，会使砖的表观密度______，吸水性______，导热性______，抗冻性______，强度______。 【答案】减小；增大；降低；降低；降低 【解析】孔隙率增大，砖孔隙体积增大，表观密度减小；砖表面多为开口孔，孔隙率增大，内部孔隙增大，吸水性越好；空气的导热系数小于砖体的导热系数，同时热传导通路减少，孔隙率增大使得导热性也降低；孔隙率增大，内部孔隙增多，吸水能力增强，结冰后体积膨胀导致砖胀裂破坏，因此其抗冻性降低；孔隙率增大，砖的密实度下降，强度降低。 5．烧结普通砖按抗压强度分为______个强度等级。 【答案】五 【解析】烧结普通砖按抗压强度分为MU30、MU25、MU20、MU15和MU10五个
绪论单元测试 1 【多选题】(10分) 对于铜器件制备过程而言，它的前世是（）。 A. 熔炼工艺 B. 铜合金材料 C. 铜矿石 D. 铜器 2 【判断题】(10分) 不同成分的合金晶体结构一定不同。 A. 错 B. 对 3 【判断题】(10分) 合金成分相同，晶体结构一定相同。 A.
错 B. 对 4 【多选题】(10分) 纯铁的多晶型性表示纯铁可能在（）和（）晶体结构之间变化。 A. 面心立方γ-Fe B. 液态 C. 体心立方α-Fe D. 气态 5 【判断题】(10分) 纯铁温度从高到低，由液态依次析出δ-Fe、γ-Fe和α-Fe这一过程称为多晶型性转变。 A. 错 B. 对
6 【单选题】(10分) 铜的晶体结构是（）。 A. 密排六方 B. 体心立方 C. 面心立方 D. 复杂立方 7 【多选题】(10分) 材料的微观结构有（）等多种形式。 A. 原子键合 B. 原子排列 C. 原子结构 D. 显微组织
8 【单选题】(10分) 下列属于青铜的合金代号是（）。 A. Cu-Ni B. Cu-Zn C. Cu D. Cu-Al 9 【判断题】(10分) 《考工记》中“金有六齐”主要说明六种用途不同的铜器的成分是不同的。 A. 对 B. 错 10 【多选题】(10分) 材料发展的几个阶段分别是（）。
A. 传统材料 B. 合成材料 C. 设计型材料 D. 智能型材料 第一章测试 1 【多选题】(10分) 常见的工程材料的力学性能有（） A. 冲击试验 B. 疲劳试验 C. 硬度试验 D. 拉伸试验 2 【多选题】(10分)
1.填空题 （1）烧结砖根据其开孔率大小分为___________________________ （2）鉴别过火砖和欠火砖的常用方法是_______________________ （3）烧结普通砖在砌筑墙体前一定要浇水湿润，其目的是为了 __________________ （4）烧结普通砖在质量等级的划分依据是_____________________ （5）根据生产工艺不同砌墙砖一般分为______________________ （6）烧结普通砖的外形尺寸一般为________________________ （7）砌墙空心砖是指__________________________ （8）烧结普通砖的技术性能一般包括_______________________ （9）每立方米墙体需烧结普通砖________________________ 2.判断题 （1）烧砖时窑内为氧化气氛制得青砖，还原气氛制得红砖。( ) （2）烧结多孔砖和空心砖都可以用于六层以下建筑物的承重墙。( ) （3）根据变异系数的不同，确定烧结普通砖强度等级分为平均值–标准值法或平均值–单块最小值法。( ) （4）烧结多孔砖和空心砖都具有自重小、绝热性能好的优点，故它们均适合用来做砌筑建筑物的内外墙体。( ) 3.简答题 （1）普通粘土砖的强度等级是怎样划分的？质量等级是依据砖的哪些具体性能划分的？ （2）烧结多孔砖和空心砖的强度等级是如何划分的？各有什么用途？ （3）什么是烧结普通砖的泛霜和石灰爆裂？它们对砌筑工程有何影响？ （4）烧结粘土砖在砌筑施工前为什么一定要浇水湿润？ （5）某工地备用红砖10万块，在储存两个月后，尚未砌筑施工就发现有部分砖自裂成碎块，试解释这是何种原因所致。 （6）目前所用的墙体材料有哪几种？简述墙体材料的发现方向。 4.计算题 现有一批普通烧结砖的强度等级不详，故施工单位按规定方法抽取砖样10块送至相关部门检测。经测试10块砖样的抗压强度值分别为21.6MPa、22.0MPa、20.9MPa、22.8MPa、19.6MPa、21.9MPa、20.2MPa、19.0MPa、18.3MPa、19.9MPa，试确定该砖的强度等级。
第三章 金属的塑性变形与再结晶 三、填空题 1、 滑移、孪生；滑移 2、 原子密度最大 3、 {110}、6、<111>、2、12； {111}、4、<110>、3、12；面心立方、滑移方向对塑性变形 的作用比滑移面更大些 4、 λφστcos cos s k =、小、软 5、 晶界、相邻晶粒、高 6、 增大、增加、下降、中间退火 7、 变形织构 8、 回复、再结晶、晶粒长大 9、 回复、250～300 10、去应力退火 11、中间、消除加工硬化 12、再结晶温度、在再结晶温度以下、在再结晶温度以上 13、偏析、杂质、夹杂物、热加工纤维组织（流线） 14、大 四、选择题 1、C 2、B 3、A 4、B 5、B 6、C 7、B 8、C 9、B 10、A 11、C 12、A 13、B 14、A C 五、判断题 1、√ 2、× 3、× 4、× 5、√ 6、× 7、× 8、× 9、× 10、√ 11、√ 12、× 13、× 14、√ 15、√ 16、× 第四章 合金的相结构与二元合金相图 三、填空题 1、 固溶体、金属化合物 2、 溶剂、溶质、溶剂 3、 溶质、溶剂、间隙固溶体、置换固溶体 4、 提高、增强、降低 5、 正常价化合物、电子化合物、间隙化合物 6、 平衡、状态、平衡 7、 合金、相界(液相和固相) 8、 差、树枝、差、多、少 9、 晶体结构
10、三、水平 11、复相组织、数量、形态、大小 12、共晶、包晶、共析 13、固溶强化、晶界强化、形变强化 14、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ 四、选择题 1、B 2、C 3、A 4、A B 5、A 6、C 7、A 8、B 9、A 五、判断题 1、× 2、√ 3、× 4、√ 5、× 6、√ 7、× 8、× 9、√10、×11、×12、×13、× 第五章铁碳合金 三、填空题 1、δ-Fe、γ-Fe、α-Fe、体心立方、面心立方、体心立方 2、F、Fe3C、2 3、五、L、δ、A、F、Fe3C 4、三，HJB、ECF、PSK、包晶转变、共晶转变、共析转变 5、<0.0218%、F+ Fe3CⅢ 6、4.3%、40.4％、47.8％、11.8％ 7、0.471％ 8、A、热塑、塑性 9、共晶、莱氏体、铸造 10、88.78％、11.22％ 11、1.3％ 12、PSK、GS、ES 13、碳、α-Fe、体心 14、Fe3CⅡ、珠光体（P） 15、铁素体、珠光体 16、Mn、Si、S、P、O、H、N；P，S；P，S 17、杂质P、S含量 18、<0.25%、0.25～0.6％、>0.6% 四、选择题 1、A 2、C 3、B 4、C 5、A 6、C 7、C 8、B 9、B 10、B 11、A 12、C 13、C 14、C 五、判断题 1、√ 2、√ 3、√ 4、× 5、× 6、√ 7、√ 8、× 9、×10、×
第一章思考题与习题 1.为什么土木工程材料大多数为复合材料? 2.材料的孔隙率、孔隙状态、孔隙尺寸对材料的性质有什么影响? 3.材料的密度、表观密度、体积密度、堆积密度有何区别? 材料含水时对四者有 什么影响? 4.称取堆积密度为1500kg/m3的干砂200g, 将此砂装入容量瓶内, 加满水并排尽气 泡( 砂已吸水饱和) , 称得总质量为510g。将此瓶内砂倒出, 向瓶内重新注满水, 此时称得总质量为386g, 试计算砂的表观密度。 5.材料的脆性和弹性、韧性和塑性有什么不同? 6.脆性材料和韧性材料各有什么特点? 7.影响材料强度和断裂韧性的因素有哪些? 8.经测定, 质量3.4kg, 容积为10.0L的容量筒装满绝干石子后的总质量为18.4kg。 若向筒内注入水, 待石子吸水饱和后, 为注满此筒共注入水4.27 kg。将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为18.6 kg ( 含筒的质量) 。求该石子的表观密度、绝干体积密度、质量吸水率、体积吸水率、绝干堆积密度、开口孔隙率? 9.含水率为10%的l00g湿砂, 其中干砂的质量为多少克? 10.材料含水时对材料的性质有何影响? 11.某岩石在气于、绝于、吸水饱和情况下测得的抗压强度分别为172、178、 168MPa。求该岩石的软化系数, 并指出该岩石可否用于水下工程? 12.现有一块气干质量为2590g的红砖, 其吸水饱和后的质量为2900g, 将其烘干后的 质量为2550g。将此砖磨细烘干后取50g, 其排开水的体积由李氏瓶测得为 18.62cm3。求此砖的体积吸水率、质量吸水率、含水率、体积密度、孔隙率及 开口孔隙率, 并估计其抗冻性如何? 13.现有甲、乙两相同组成的材料, 密度为 2.7g/cm3。甲材料的绝干体积密度为
第六章建筑砂浆 一、名词解释 1．砂浆的流动性 答：砂浆的流动性又称稠度，是指在自重或外力作用下流动的性能，用砂浆稠度测定仪测定，以沉入度（mm）表示。沉入度越大，流动性越好。砂浆的稠度选择要考虑块材的吸水性能、砌体受力特点及气候条件。 2．隔热砂浆 答：隔热砂浆是以水泥、石灰、石膏等胶凝材料与膨胀珍珠岩砂、膨胀蛭石、等轻质多孔骨料按一定比例配制成的砂浆。隔热砂浆的导热系数为0.07～0.10W／（m·K）。隔热砂浆通常均为轻质，可用于层面隔热层、隔热墙壁以及供热管道隔热层等处。 二、填空题 1．评定砂浆保水性优劣的指标是。 【答案】砂浆保水率和分层度 【解析】砂浆的保水性可用保水率和分层度来检验和评定。分层度大于30mm的砂浆，保水性差，容易离析，不便于保证施工质量；分层度接近于0的砂浆，其保水性太强，在砂浆硬化过程中容易发生收缩开裂。 2．抹灰砂浆和砌筑砂浆不同，对它的主要技术要求不是强度，而是。 【答案】和易性
【解析】抹灰砂浆一般不用作结构的主要受力部位，一般更多起到装饰修饰的作用，通常粉刷在建筑物或构筑物的表面，因此要求其具有良好的工作性，对它的主要技术要求不是强度，而是和易性。 3．建筑水泥砂浆硬化体抗压强度试验时，采用尺寸为的立方体试件，在，相对湿度条件下（填具体的温湿度条件），养护天，取抗压强度平均值确定。 【答案】70.7mm×70.7mm×70.7mm；温度（20±2）℃；95％以上；28 【解析】建筑水泥砂浆硬化体抗压强度试验时，采用尺寸为70.7mm×70.7mm×70.7mm的立方体试件，在温度（20±2）℃，相对湿度95％以上条件下（填具体的温湿度条件），养护28天，取抗压强度平均值确定。 4．建筑砂浆的强度与所使用的底面有很大关系，用于不吸水底面的砂浆强度，主要取决于水泥强度和。 【答案】水灰比 【解析】用于不吸水底面（如密实的石材）的砂浆抗压强度，与混凝土相似，主要取决于水泥强度和水灰比；用于吸水底面（如砖或其他多孔材料）的砂浆，即使用水量不同，但因底面吸水且砂浆具有一定的保水性，经底面吸水后，所保留在砂浆中的水分几乎是相同的，因此砂浆的抗压强度主要取决于水泥强度及水泥用量，而与砌筑前砂浆中的水灰比基本无关。 三、选择题 1．水泥强度等级宜为砂浆强度等级的（）倍，且水泥强度等级宜小于32.5级。
机械工程材料 思考题参考答案 第一章金属的晶体结构与结晶 1．解释下列名词 点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体， 过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。 答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。如位错。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。 滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部 分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃 口，故称“刃型位错”。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。 多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。
过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。 非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率， 细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？ 答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格； α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格； γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格； Mg、Zn属于密排六方晶格； 3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？ 答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。晶体中配位数和致密度越大，则晶体中原子排列越紧密。 4.晶面指数和晶向指数有什么不同？ 答：晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为[] uvw；晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为() hkl。 5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？ 答：如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增
(4分)抹面砂浆通常分两层或三层施工，各层抹灰要求不同，因而选用的砂浆也不一样。以下那一种选用不当？ 答案D (4分)聚合物在加工使用过程中，需要加入硬化剂才能硬化的是（）。 答案B (4分)两种砂子，如果细度模数相同，则它们的级配（）。 答案C (4分)某材料其含水率与大气平衡时的抗压强度为40.0MPa，干燥时抗压强度为42.0 MPa，吸水饱和时抗压强度为38.0MPa，则材料的软化系数和耐水性____________。 答案B (4分)配制有抗渗要求的混凝土时，不宜使用()。 答案C (4分)砌筑有保温要求的非承重墙时，宜选用（）。 答案C (4分)生石灰和消石灰的化学式分别为（）。
答案C (4分)在砂浆配合比设计中，当强度保证率为95%时，试配强度fm,o =fm,k–tσ,概率度t应为（）。 答案A (4分)下列有关普通水泥混凝土的叙述，下列那一项不正确？（） 答案D (4分)配制混凝土时，所用砂、石应尽量使（）。 答案C (4分)热塑性聚合物的性能特点是（）。 答案C (4分)钢结构设计中，钢材强度取值的依据是（） 答案A (4分)现浇混凝土柱时，若用同一种混凝土一次浇筑到顶，则硬化后( )。 答案C
(4分)含水率4%的砂100克，其中干砂重____________克。 答案C (4分)高铝水泥是一种( ) 的水泥。 答案D (4分)下列有关砌筑砂浆性质的叙述，哪一项不正确？（） 答案D (4分)高层建筑的基础工程的混凝土宜优先选用()。 答案D (4分)钢的冷脆性直接受（）的影响 答案C (4分)对直接承受动荷载而且在负温下工作的重要结构用钢应特别注意选用（）答案B (4分)下面有关抹面砂浆、防水砂浆的叙述，哪一条不正确？（）答案C
机械设计简答题 第一章绪论 1.问：机器的基本组成要素是什么？ 答：机械零件 2.问：什么是零件？ 答：零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。 3.问：什么是通用零件？ 答：在各种机器中经常都能用到的零件，如：齿轮、螺钉等。 4.问：什么是专用零件？ 答：在特定类型的机器中才能用到的零件，如：涡轮机的叶片、内燃机曲轴等。 5.问：什么是部件？ 答：由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体叫做部件，如减速器、离合器等。 6.问：什么是标准件？ 答：经过优选、简化、统一，并给以标准代号的零件和部件称为标准件。 7.问：什么是机械系统？ 答：由许多机器、装置、监控仪器等组成的大型工程系统，或由零件、部件等组成的机器（甚至机器中的局部）都可以看成是一个机械系统。 8.问：机械设计课程的主要研究对象是什么？ 答：本课程只研究在普通工作条件下一般参数的通用零件和部件。 第二章机械设计总论 1.问：一台完整的机器通常由哪些基本部分组成？ 答：原动机部分、执行部分和传动部分。 2.问：一般机器的设计程序通常由哪几个基本阶段构成？ 答：一部机器的设计程序基本上由计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、技术文件编制阶段构成。 3.问：设计机器时应满足哪些基本要求？ 答：一般来说，需满足使用功能要求、经济性要求、劳动保护和环境保护要求、可靠性要求和其它专用要求。 4.问：机械零件主要有哪些失效形式？ 答：机械零件的主要失效形式有：整体折断、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效等。 5.问：设计机械零件时应满足哪些基本要求？ 答：一般说来，大致有以下基本要求：避免在预定寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求等。
第六章 合金钢 为改善钢的性能，特意加入一种或数种合金元素的钢称为合金钢。目前常用的合金元素有硅（Si）、锰（Mn）、铬（Cr）、镍（Ni）、钨（W）、钼（Mo）、钒（V）、钛（Ti）、铝（Al）、硼（B）、铌（Nb）、锆（Zr）和稀土元素（Re）等。 稀土元素 稀土元素是钪、钇和镧等17种元素的总称。市有“稀土之城”之美誉。稀土除具有金属通用性以外，还具有自己的一些“绝招”。钢中加入适量稀土，可细化晶粒，改善加工性能，提高钢的耐高温、抗腐蚀的本领。铸铁中加入稀土，可大大提高铸铁的塑性。 第一节合金钢的优良性能 合金元素在钢中不仅与铁和碳这两个基本元素发生作用，而且合金元素之间也可能相互作用，从而使合金钢具有优良的性能。 力学性能好 合金元素溶入铁后，形成合金铁素体，使铁素体的强度和硬度提高。强化铁素体最显著的合金元素是硅、锰和镍。
钛、钒、钨、钼、铬、锰这些与碳亲和力大的合 金元素，能与碳形成较稳定的特殊碳化物，显著提高钢的强度、硬度和耐磨性，而对塑性和韧性影响不大。 因此，我们可以发现，与碳钢相比，合金钢具有 优良的力学性能。 红硬性高 合金元素在淬火时大部分能溶入马氏体，因而在 回火过程中，合金元素对扩散过程起阻碍作用，使马氏体不易分解，碳化物不易析出，使钢在回火过程中硬度下降较慢。淬火钢在回火过程中抵抗硬度下降的能力称为耐回火性。 高的耐回火性使钢在较高的温度条件下，仍能保 持高硬度和耐磨性。金属材料在高温（>550℃）下保持高硬度（≥60HRC）的能力，称为红硬性。 碳钢制造的刀具只能在200℃以下保持高硬度， 而合金钢的红硬性最高可达600℃。红硬性高的材料 可用于制造切削速度高的刀具，在金属切削加工中发挥重要作用。 淬透性好 合金元素（除钴外）溶入奥氏体后，能增加过 冷奥氏体的稳定性，从而使C曲线右移，减小了钢的临界冷却速度，提高钢的淬透性。 淬透性好的钢能使大截面的零件淬透，且可用冷却能力弱的介质淬火，减少零件的变形与开裂。
土木工程材料复习思考题答案 第六章工程石材、墙体材料和屋面材料 岩石在建筑工程中有哪些用途？试举例说明。 答：岩石经开采，可成为建筑工程中的石材。石材制成的制品可以用作 衬面材料、台阶、栏杆可纪念碑等，未加工的毛石可以用来砌筑基础、 桥涵、挡土墙、堤岸、护坡及隧道衬砌等，散粒状石材可以用作混凝土 和砂浆的骨料以及筑路材料。 石材还可以作为生产建筑材料的原料，用来生产水泥、玻璃、陶瓷、 石灰、石膏以及砖、瓦等。还有些岩石可以用来制作绝热材料如矿棉、 岩棉以及蛭石和珍珠岩。某些岩石还可以作为混合材（如火山灰、凝灰 岩及硅藻土）掺入硅酸盐水泥中。 按地质成因，岩石可分为哪几类？各有何特征？ 答：岩石按地质成因可分为岩浆岩（有深成岩、喷出岩、火山岩）、沉 积岩、变质岩（有正变质岩、副变质岩）三类。 岩浆岩中的深成岩的特征是：晶粒较粗、构造致密，故其强度高， 孔隙率及吸水率较小，表观密度大，抗冻性好。 岩浆岩中的喷出岩的特征是：多呈隐晶质、玻璃体结构、斑状结构。 具有斑状结构的岩石易遭风化。如果喷出岩凝固成很厚的岩层，其结构、性质接近深成岩。当喷出岩凝固成较薄的岩层时，常成多孔构造，强度 等性质低于深成岩。 岩浆岩中的火山岩的特征是：火山岩为玻璃体结构且成多孔构造， 孔隙率大，吸水性强，表观密度小，抗冻性差。 沉积岩的特征是：大多呈层状构造，表观密度小，孔隙率大，吸水 率大，强度低，耐久性差。且各层间的成分、构造、颜色及厚度都有差异。不少沉积岩具有化学活性。 变质岩中正变质岩的特征是：一般正变质岩成片状构造，建筑性能 较原岩石有所下降。 变质岩中副变质岩的特征是：建筑性能较原岩石有所提高。 一般岩石应具有哪些主要技术性质？ 答：一般岩石应具有的主要技术性质包括物理性质、力学性质和工艺性质。（1）物理性质主要有表观密度、吸水性、耐水性、抗冻性、耐火性和 导热性。为确保石材的强度、耐久性等性能，一般要求所用石材表观密 度较大、吸水率小、耐水性好、抗冻性好以及耐火性好。 （2）力学性质有抗压强度、冲击韧性、硬度、耐磨性等。 （3）工艺性质指开采和加工过程的难易程度及可能性，包括加工性、 磨光性和可钻性。 4. 常用石材有哪些？各具有什么特性？宜用在工程的哪些部位？ 答：常用石材主要有花岗岩、辉长岩、玄武岩、石灰岩、大理岩、砂岩。花岗岩的特性及在工程上的应用：坚硬致密，耐磨性好，装饰性好。 主要用于基础、勒脚、柱子、踏步、地面和室内外墙面等。花岗岩经磨 光后，色泽美观，装饰效果极好，是室内外主要的高级装修、装饰材料。辉长岩的特性及在工程上的应用：属全晶质等粒状结构，板块构造。
第六章作业 6-1,6-3,6-4,6-5,6-7,6-8,6-9,6-10，6-11,6-13,6-16,6-17. 6-1 试述普通混凝土的组成材料。混凝土中各组成材料的作用如何，硬化后的混凝土结构怎样？ ——组成材料：水泥，砂，石子，水，外加剂。 作用及硬化后作用：P98，第一条 硬化后各组成材料由水泥凝胶体组成一个整体，产生一定强度，称为坚硬的人工石材。 6-3 何谓骨料级配？骨料级配良好的标准是什么？混凝土的骨料为什么要有级配？ ——骨料级配为混凝土骨料不同粒径的组配情况。良好的标准：含有较多的粗颗粒，适量的中粗颗粒，少量的细颗粒填充其空隙称为骨料级配良好。良好的级配不仅所需水泥浆量较少，经济性好，骨料的空隙率和总表面积小，可以提高混凝土的和易性，密实度和强度。 试判断该砂级配是否合格？属何种砂？并计算砂的细度模数。 中砂3.0~2.3. 图 6-3（黑线条为本题目砂级配） 6-5 有两种砂子，细度模数相同，它们的级配是否相同？若两者的级配相同，其细度模数是否相同？ 100 80 60 4020 0.150 0.300 0.600 1.18 2.36 4.75 9.5 累计筛余（％）筛孔尺寸（mm）
——细度模数相同，级配可以不同，级配相同，细度模数相同。 6-7 配置混凝土时掺入减水剂，在下列条件下可取得什么效果？为什么？（1）用水量不变时；（2）减水，但水泥用量不变时；（3）减水又减水泥，但水灰比不变时。 ——教材P.109页，减水剂的经济效果。原因见减水剂作用机理。 6-8 影响混凝土拌合物和易性的主要因素是什么？怎样影响？改善混凝土拌合物和易性的主要措施有哪些？哪种措施效果最好？为什么？ ——教材P124~128，第四，五条。 6-9 影响混凝土强度的主要因素有哪些?怎样影响？提高混凝土强度的主要措施有哪些？哪种措施效果最显著?为什么？ ——教材P132~136，第五条。 6-10 如何解决混凝土的和易性与强度对用水量要求相反的矛盾？在什么条件下能使混凝土的强度等级相等？ ——添加减水剂；添加减水剂的同时，根据减水剂的类型减少水泥净浆。 6-11 现场浇灌混凝土时，严禁施工人员随意向混凝土拌合物中加水，试从理论上分析加水对混凝土质量的危害。它与混凝土成型后的洒水养护有无矛盾？为什么？ ——在混凝土拌合物中仅加入水而不按照水灰比加入等比例水泥，改变了混凝土的水灰比，从而降低混凝土的强度。搅拌用水和养护洒水不矛盾。混凝土成型后的洒水是对混凝土的养护，后期洒水是为了保证混凝土中水泥水化反应在一定的潮湿环境中进行，使混凝土强度得以充分发展。 6-13 影响混凝土耐久性的关键是什么？怎样提高混凝土的耐久性？ ——关键是混凝土的工作环境，提高措施见教材P143. 6-16 何谓碱-骨料反应？产生碱-骨料反应的条件是什么？防止措施怎样？ ——教材P143页第（五）条。 6-17 何谓混凝土的碳化？碳化对钢筋混凝土的性能有何影响？ ——教材P142页第（四）条。
机械工程材料课后习题答案 于永泗齐民 1-1、可否通过增加零件尺寸来提高其弹性模量。 解：不能，弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等对弹性模量的影响很小。所以不能通过增大尺寸来提高弹性模量。 1-2、工程上的伸长率与选取的样品长度有关，为什么？ 解：伸长率等于，当试样(d)不变时，增加，则伸长率δ下降，只有当/为常数时，不同材料的伸长率才有可比性。所以伸长率与样品长度有关。 1-3、和两者有什么关系？在什么情况下两者相等？ 解：为应力强度因子，为平面应变断裂韧度，为的一个临界值，当增加到一定值时，裂纹便失稳扩展，材料发生断裂，此时，两者相等。1-4、如何用材料的应力-应变曲线判断材料的韧性？ 解：所谓材料的韧性是指材料从变形到断裂整个过程所吸收的能量，即拉伸曲线（应力-应变曲线）与横坐标所包围的面积。 2-1、从原子结构上说明晶体与非晶体的区别。 解：原子在三维空间呈现规则排列的固体称为晶体，而原子在空间呈无序排列的固体称为非晶体。晶体长程有序，非晶体短程有序。 2-2、立方晶系中指数相同的晶面和晶向有什么关系？ 解：相互垂直。
2-4、合金一定是单相的吗？固溶体一定是单相的吗？ 解：合金不一定是单相的，也可以由多相组成，固溶体一定是单相的。3-1、说明在液体结晶的过程中晶胚和晶核的关系。 解：在业态经书中存在许多有序排列飞小原子团，这些小原子团或大或小，时聚时散，称为晶胚。在以上，由于液相自由能低，晶胚不会长大，而当液态金属冷却到以下后，经过孕育期，达到一定尺寸的晶胚将开始长大，这些能够连续长大的晶胚称为晶核。 3-2、固态非晶合金的晶化过程是否属于同素异构转变？为什么？解：不属于。同素异构是物质在固态下的晶格类型随温度变化而发生变化，而不是晶化过程。 3-3、根据匀晶转变相图分析产生枝晶偏析的原因。 解：①枝晶偏析：在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内，成分不均匀的现象叫做枝晶偏析。②结合二元匀晶转变相图可知，枝晶偏析产生的原因是固溶体合金的结晶只有在“充分缓慢冷却”的条件下才能得到成分均匀的固溶体组织。然而在实际生产中，由于冷速较快，合金在结晶过程中，固相和液相中的原子来不及扩散，使得先结晶出的枝晶轴含有较多的高熔点元素，而后结晶的枝晶中含有较多低熔点元素。③冷速越快，液固相间距越大，枝晶偏析越严重。 3-4、结合相图分析含0.45% C、1.2% C和3.0% C的Fe-C合金在缓慢冷却过程中的转变及室温下的组织。 解：①0.45% C: L→L+δ→L+δ+γ→L+γ→γ→γ+e→P+γ+α。室温组织：P+α②1.2%C：L→L+γ→γ+二次渗碳体→二次渗碳体。室温
机械制造工艺学部分习题解答 第六章机器装配工艺过程设计（第3版教材P309） 6-1 何谓零件、套件、组件和部件？何谓机器的总装？（P270） 答：零件——组成机器的最小单元，它是由整块金属或者其他材料制成的。套件——在一个零件的基础上，装上一个或若干零件构成的，它是装配的最小单元。组件——在一个零件的基础上，装上若干套件及零件而构成的。部件——在一个零件的基础上，装上若干组件、套件和零件构成的。部件在机器中能完成一定的、完整的功用。总装——把零件和部件装配成最终产品的过程成为总装。 6-2装配工艺规程包括哪些主要内容？经过哪些步骤制定的？（P271-272） 答：装配工艺规程的主要内容： 1)分析产品图样，划分装配单元，确定装配方法； 2)拟定装配顺序，划分装配工序； 3)计算装配时间定额； 4)确定各工序装配技术要求、质量检查方法和检验工具； 5)确定装配时零、部件的输送方法及所需的设备和工具； 6)选择和设计装配过程中所需的工具、夹具和专用设备。 制定装配工艺规程的步骤： (1)研究产品的装配图及验收技术条件； (2)确定装配方法与组织形式； (3)划分装配单元，确定装配顺序；
(4)划分装配工序；(5)编制装配工艺文件。 6-3装配精度一般包括哪些内容？装配精度与零件的加工精度有何区别？它们之间又有何关系？试举例说明。（P277-278） 答：装配精度一般包括：相互位置精度、相对运动精度和相互配合精度。零件加工精度是指一个零件的尺寸精度和形状位置精度，而装配精度是装配以后零件之间的位置或者运动精度。装配精度与零件精度之间的关系是：第一种情况是关键零件的精度直接影响装配精度（单件自保），如P278的图6-17；第二种情况是装配精度与相关零件的加工精度等有关，如P278的图6-18. 6-4装配尺寸链是如何构成的?装配尺寸链封闭环是如何确定的?它与工艺尺寸链的封闭环有何区别? （P278-279） 答：(在机器的装配关系中），装配尺寸链由相关零件的尺寸或相互位置关系构成。装配尺寸链的封闭环就是装配所要保证的装配精度或技术要求。装配精度(封闭环)是零部件装配后才最后形成的尺寸或位置关系。不同点：装配尺寸链—全部组成环为不同零件设计尺寸所形成的尺寸链，即所谓的“一件一环”；而工艺尺寸链—全部组成环为同一零件工艺尺寸所形成的尺寸链。相同点：装配尺寸链和工艺尺寸链的基本概念和求解方法、计算公式是一样的。 6-5在查找装配尺寸链时应注意哪些原则?（P279-280） 答：(1)装配尺寸链应进行必要的简化。机械产品的结构通常都比较复杂，对装配精度有影响的因素很 2 多，在查找尺寸链时，在保证装配精度的前提下，可以