土木工程材料复习提纲
一、 绪论
1、 ???????
???????????---?????-轻质金属夹芯板等—有机复合材料金属玻璃纤维增强塑料等—有机复合材料无机非金属无机复合材料有机等
木材、石油沥青、塑料—有机材料钢筋混凝土等—非金属复合材料金属土等石、玻璃、水泥、混凝
—非金属材料钢、铁、铝等—金属材料无机材料土木工程材料 2、 材料的密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量，称为密度。
公式：ρ=v
m ρ—材料的密度，g/cm 3 m —材料在干燥状态下的质量，g
v —材料在绝对密实状态下的体积，cm 3
3、表观密度：材料在自然状态下单位体积的质量，称为表观密度。
公式：ρ0=0
v m ρ0—材料的表观密度，g/cm 3 m —材料的质量，g
v 0—材料在自然状态下的体积，cm 3
4、堆积密度：散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量，称为堆积密度
公式：ρ'0='0
v m ρ'0—散粒材料的堆积密度，g/cm 3 m —散粒材料的质量，g
v '0—散粒材料的自然堆积体积，cm 3
5、大小关系：实际密度>表观密度>堆积密度
6、孔隙率：材料部孔隙体积（v p ）占材料总体积（v 0）的百分率。孔隙可从两个方面对材料产生影
响：一是孔隙的多少，二是孔隙的特征。
公式：p=%10000?-v v v =(1-ρ
ρ0)%100? 7、密实度：材料部固体物质的实体积占材料总体积的百分率。 公式：p v v D -=?=?=1%100%10000ρ
ρ 8、空隙率：散粒材料颗粒间的空隙体积（v s ）占堆积体积的百分率。散粒材料材料颗粒间的空隙多
少常用空隙率表示：
公式：%100)1(%1000
'000'0'?-=?-=ρρv v v p
9、填充率：颗粒的自然状态体积占堆积体积的百分率。
公式：'0'0'0
0'1%100%100p v v D -=?=?=ρρ 10、孔隙的特征：（1）、按孔隙尺寸大小，可把孔隙分为微孔、细孔和大孔三种。
（2）、按孔隙之间是否相互贯通，把孔隙分为互相隔开的孤立孔，或互相贯通的连
通孔。
（3）、按孔隙与外界之间是否连通，把孔隙分为与外界相通的开口孔，或不相通的
封闭孔。
11、图 P3
12、材料的强度是指在外力作用下不破坏时能承受的最大应力。影响材料强度的因素：
A 、种类
??
???抗拉抗压拉抗压强度—钢材强度
方向强向强度大于横纹强度具有方向性，顺纹—木材弯强强度很抗拉强拉强度高，抗拉—混凝土、铸凝土脆性材料（石材、砖性低 B 、孔隙率，孔隙人、特征
C 、含水率
D 、温度
E 、试件尺寸（环箍效应，缺陷几率大）
F ．加荷速度
G 、表面情况
13、比强度是指单位体积质量的材料强度，它等于材料的强度与其表观密度之比。它是衡量材料是
否轻质、高强的指标。
14、弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，能完全恢复原来形状的性质，称为弹性。
15、塑性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，材料仍保持变形后的形状和尺寸，且不产
生裂缝的性质，称为塑性。
16、虎克定律：材料在弹性围，其应力与应变之间的关系符合虎克定律。
公式：εσE = σ—应力，MPa
ε—应变
E —弹性模量，MPa
17、脆性：材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质，称为脆性。脆性材料抗压强度
高，但抗拉强度和抗弯强度低，抗冲击能力和抗振能力较差。
18、韧性或冲击韧性：材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，产生一定的变形而不破
坏的性质，称为韧性或冲击韧性。建筑钢材（软刚）、木材等属于韧性材料，用作路面、
桥梁、吊车梁一级有抗震要求的结构都要考虑到材料的韧性。
19、P6 图中在材料、水和空气的三相交叉点处沿水滴表面作切线，此切线与材料和水接触面的夹
角θ，称为润湿边角。一般认为θ≤
90时，材料能被水润湿而表现出亲水性，这种材
料称为亲水性材料；当θ> 90时，材料不能被水润湿而表现出憎水性，这种材料称为憎
水性材料。当θ=0时，表示该材料完全被水润湿。
20、吸湿性：亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质，称为吸湿性。
含水率：材料的吸湿性用含水率表示。
公式：%100?-=g g
s h m m m W W h —材料含水率，%
m s —材料吸湿状态下的质量，g
m g —材料干燥状态下的质量，g
材料的含水率随环境的温度和湿度变化发生相应的变化，在环境湿度增大、温度降低时，材料
含水率变大；反之变小。材料中所含水分与环境温度所对应的湿度相平衡时的含水率，
称为平衡含水率。材料的开口微孔越多，吸湿性越强。
21、吸水性：指材料在水中吸水的性质。材料的吸水性用吸水率表示。
材料的开口孔越多，吸水量越大。虽然水分很易进入开口的大孔，但无法存留，只能润湿孔壁，
所以吸水率不大；而开口细微连通孔越多，吸水量越大。
22、耐水性：材料的耐水性，是指材料长期在水作用下不破坏、强度也不明显下降的性质。耐水性
用软化系数表示：
公式：g
b R f f K = K R —材料的软化系数
f b —材料在饱和吸水状态下的抗压强度，MPa f r —材料在干燥状态下的抗压强度，MPa
一般材料吸水后，强度均会有所降低，强度降低越多，软化系数越小，说明该材料耐水性
较差。
材料的K R 在0~1之间，工程中将K R ＞0.85的材料，称为耐水材料。长期处于水中或潮湿环
境中的重要结构，所用材料必须保证K R ＞0.85，用于受潮较轻或次要结构的材料，其值也不宜
小于0.75。
23、抗渗性：材料的抗渗性，是指其抵抗压力水渗透的性质。材料抗渗性常用渗透系数或抗渗等级
表示。
材料的抗渗系数越小或抗渗等级越高，表明材料的抗渗性越好。材料的抗渗性与孔隙
率及孔隙特征有关。开口的连通大孔越多，抗渗性越差；闭口孔隙率大的材料，抗渗
性仍可良好。
地下建筑、压力管道等设计时都必须考虑材料的抗渗性。
24、抗冻性：抗冻等级（记为F ）是以规定的吸水饱和试件，在标准试验条件下，经一定次数的冻
融循环后，强度降低不超过规定数值，也无明显损坏和剥落，则此冻融循环次数即为
抗冻等级。
材料受冻破坏的原因：是材料孔隙所含水结冰时体积膨胀（约增大9%），对孔壁造成的压力使
孔壁破裂所致。一般而言，在相同冻融条件下，材料含水率越大，材料
强度越低及材料中含有开口的毛细孔越多，受到冻融循环的损伤就越大。
在寒冷地区和环境中的结构设计和材料选用，必须考虑到材料的抗冻性
能。
25、材料的热性质主要包括热容性，、导热性和热变形性。
热容性：同种材料的热容性差别，常用热容量比较；不同材料的热容性，可用比热作比较。
导热性：材料的导热性与孔隙特征有关，增加孤立的不连通孔隙能降低材料的导热能力。
热变形性：材料的热变形性是指材料在温度变化时的尺寸变化。
土木工程总体上要求材料的热变形不要太大，在有隔热保温要求的工程设计时，应尽量选用热
容量（或比热）大，导热系数小的材料。
26、耐久性：材料的耐久性是指用于构筑物的材料在环境的各种因素影响下，能长久地保持其性能
的性质。
27、耐久性的意义：以利节约材料、减少维修费用、延长构筑物的使用寿命。
28：提高耐久性的措施：A 、提高密度，改变孔隙特征
B 、适当改变成分，进行憎水处理、防腐处理
C 、增设保护层保护材料免受损害（如抹灰刷涂料）
D 、设法减轻大气或周围介质对材料的破坏作用
二、气硬性胶凝材料
1、建筑上用来将砂子、石子、砖、石块、砌块、等散粒材料或块状材料粘结为整体的材料，统称为
胶凝材料。胶凝材料按其化学成分可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两大类。有机胶凝材料是以高分子化合物为主要成分的胶凝材料，如沥青、树脂等。无机胶凝材料则按硬化条件不同，分为气硬性和水硬性两种。气硬性胶凝材料是只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展期强度的胶凝材料，如石膏、石灰、水玻璃等。水硬性胶凝材料是不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，并保持和继续发展其强度的胶凝材料，如各种水泥。
2、气硬性胶凝材料只适用于地上或干燥环境，水硬性胶凝材料即适用于地上，也适用于地下或水中
环境。
3、石灰在煅烧过程中，若温度过低或煅烧时间不足，使得CaCO 3不能完全分解，将生成“欠火石灰”。
如果煅烧时间过长或温度过高，将生成颜色较深、块体致密的“过火石灰”。
4、石灰的特征：A 、可塑性和保水性好
B 、生石灰水化时水化热大，体积增大
C 、硬化缓慢
D 、硬化时体积收缩大
E 、硬化后强度低
F 、耐水性差
5、石灰的应用：A 、制作石灰乳涂料
B 、配制砂浆
C 、拌制石灰土和石灰三合土
D 、生产硅酸盐制品
E 、加固软土地基（如石灰桩—生石灰块灌入软土（高含水量，高孔隙比土）中，
形成石灰桩）
F 、配制静态破碎机
6、生产石膏胶凝材料的原料主要是天然二水石膏、天然无水石膏、也可采用化工石膏。天然二水石
膏（CaSO 4·2H 2O ）又称软石膏或生石膏，是生产建筑石膏和高强石膏的主要原料。
7、将天然二水石膏或化工石膏经加热煅烧、脱水、磨细即得石膏胶凝材料。由于加热温度和方式的
不同，可以得到具有不同性质的石膏产品。先简述如下：
当常压下加热温度达到107~170℃时，二水石膏脱水变为β型（β—CaSO 4·2
1H 2O ）半水石膏（即
建筑石膏，又称为熟石膏），反应式为：O H O H CaSO O H CaSO 22424211212+?→? 若在压蒸条件下（0.13MPa ，125℃）加热可产生α型（α—CaSO 4·2
1H 2O ）半水石膏（即高强石膏）。
8、凝结时间：初凝时间不早于6min ，终凝时间不迟于30min
9、由于建筑石膏粉易吸潮，会影响其以后使用时的凝结硬化性能和强度，长期储存也会降低强度，
因此建筑石膏粉贮运时必须防潮、储存时间不得过长，一般不超过三个月。
10、建筑石膏的特性：（注意细节）
A、凝结硬化快
B、硬化时体积微膨胀
C、硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低
D、隔热、吸声性良好
E、防火性能良好
F、具有一定的调温调湿性
G、耐水性和抗冻性差
H、加工性能好
11、建筑石膏的应用：A、制备粉刷石膏 B、建筑石膏制品
12、水玻璃：俗称泡花碱，是一种能溶于水的硅酸盐，由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅组成，
化学通式为R2O·nSiO2。其中，n是二氧化硅与碱金属氧化物之间的摩尔比，为水玻璃的模数。
13、水化过程进行得非常缓慢，所以常常加入促硬剂氟硅酸钠（NA2SiF6）,以加速硅酸凝胶析出。
14、水玻璃的特性：A、水玻璃具有良好的粘结性能
B、水玻璃中总固体含量增多，则冰点降低，性能变脆
C、水玻璃具有很强的耐酸性能，能抵抗多数无机酸和有机酸的作用
D、水玻璃耐热温度可达1200℃，在高温下不燃烧，不分解，强度不降低，甚
至有所增加
E、水玻璃硬化时析出的硅酸凝胶能堵塞材料的毛细孔隙，起到阻止水分渗透的
作用
15、水玻璃的应用：
A、在天然石材、粘土砖、混凝土和硅酸盐制品表面，涂刷一层水玻璃，能提高制品的密实性、
抗水性和抗风化能力。但石膏制品表面不能涂刷水玻璃，因两者会反应生成体积膨胀的硫酸钠，使制品膨胀。
B、以水玻璃为胶结料，加入氟硅酸钠促硬剂和一定级配的耐酸粉料和耐酸粗、细骨料配制成的
耐酸浆体、耐酸砂浆和耐酸混凝土，用于化学、冶金、金属等防腐蚀工程。
C、用水玻璃加促硬剂，与粘土熟料、烙铁矿等磨细填料或粗、细骨料可配制成耐热砂浆和耐热
混凝土，用于高炉基础、热工设备基础及维护结构等耐热工程。
D、将液态水玻璃和氯化钙溶液交替注入土壤中，两者反应析出硅酸胶体，能起胶结和填充孔隙
的作用，并可阻止水分的渗透，提高土壤密度和强度。
E、水玻璃中加入2至5种矾，可配制成各种快凝防水剂。以掺入到水泥浆、砂浆或混凝土中，
可堵漏、填缝及做局部抢修。
三、水泥
1、水泥是一种水硬性胶凝材料。
2、水泥的品种很多，按化学成分可分为硅酸盐、铝酸盐、硫铝酸盐等多种系列水泥。硅酸盐系列水
泥按其性能和用途，可做如下分类：
????????????????????????特种水泥
复合水泥粉煤灰水泥火山灰水泥
矿渣水泥普通水泥
硅酸盐水泥常用水泥硅酸盐系列水泥 3、 我国常用水泥的主要品种有硅酸盐水泥（分Ⅰ型、Ⅱ型，代号为P ·Ⅰ、P ·Ⅱ），普通硅酸盐水
泥（简称普通水泥，代号P ·O ），矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥，代号P ·S ），火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥，代号P ·P ），粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥，代号P ·F ）和复合硅酸盐水泥（简称复合水泥，代号P ·C ）等。
4、 硅酸盐水泥熟料主要由四种矿物组成，其名称如下：
硅酸三钙（3CaO ·SiO 2，简写为C 3S ）
硅酸二钙（2CaO ·SiO 2，简写为C 2S ）
铝酸三钙（3CaO ·Al 2O 3，简写为C 3A ）
铁铝酸四钙（4CaO ·Al 2O 3·Fe 2O 3，简写为C 4AF ）
5、 用于水泥中的混合材料分为活性混合材料和非活性混合材料。活性混合材料是指那些与石灰、
石膏一起，加水拌和后能形成水硬性胶凝材料的混合材料。活性混合材料中的主要活性成分是活性氧化硅和活性氧化铝。
非活性混合材料是指不具活性或活性甚低的人工或天然的矿物质。它们掺入水泥中仅起调节水泥性质，降低水化热，降低强度等级和增加产量的作用。
6、 把水泥熟料、适量石膏，分别和不同种类、数量的混合材料，混合在一起磨细，即可制成如下
六大种常用水泥：A 、硅酸盐水泥 B 、普通硅酸盐水泥 C 、矿渣硅酸盐水泥 D 、火山灰质硅酸盐水泥 E 、粉煤灰硅酸盐水泥 F 、复合硅酸盐水泥
7、 常用水泥的生产过程可概括为“两磨一烧”，见书P19图3.1
8、 常用水泥的特性：
A 、硅酸盐水泥：
a 、水化凝结硬化快、强度高、尤其早期强度高。水化产物为水化硅酸钙（3CaO ·SiO 2·3H 2O ）
氢氧化钙（Ca （OH ）2）
水化铝酸三钙+石膏（CaSO 4）→钙矾石（难溶于水的沉淀物）
各单矿物在水化凝结硬化过程中表现出来的特征如表3.1所示，它们的强度发展情况如
表3.2（书P20）
随着水花反应的发展，膜层长厚并互相连接，浆体逐渐失去流动性，产生“初凝”，继而
完全失去可塑性，并开始产生结构强度，即为“终凝”。为了控制C 3A 的水化和凝结硬化
速度，就必须在水泥中掺入适量石膏。这样C 3A 水化后的产物将与石膏反应，在水泥颗
粒表面生产难溶于水的钙矾石（3CaO ·SiO 2·3CaSO 4·31H 2O ），阻碍C 3A 水化，从而起到
延缓水泥凝结的作用。不过石膏掺量不能过多，否则不仅缓凝作用不大，而且还会引起
水泥的体积安定性不良。在上述的水泥水化过程中，若忽略一些次要和少量的成分，硅
酸盐水泥与水作用后生成的主要水化产物一般认为是：水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶、
氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。
因此，硅酸盐水泥适宜配制高强混凝土及适用于要求早期强度高的混凝土。
b 、水化热大
水泥的水化反应为放热反应，水化过程放出的热量称为水泥的水化热。故硅酸盐水泥不
宜在大体积工程中应用。
c、耐腐蚀性差
软水腐蚀盐的腐蚀酸的腐蚀强酸
腐蚀的根本原因：如果水泥石长期处于流水或压力流水作用下，水泥石中的氢氧化钙就
会不断溶出流失，使水泥石碱度不断下降，当氢氧化钙的浓度降到水泥石中水化产物能
稳定存在的极限浓度时，水化产物将分解或被溶解，从而胶结能力降低，强度不断下降，
最终使水泥石发生破坏。
硅酸盐水泥熟料含量高，所以水化产物中氢氧化钙和水化铝酸钙的含量多，因此抗侵蚀
性差，不宜在有腐蚀性介质的环境中使用。
d、抗冻性好，干缩小（适用于早期强度高的工程和冬季施工，严寒地区）
e、耐热性差
硅酸盐水泥硬化水泥石的主要水化产物在高温下会发生脱水和分解，使结构遭到破坏。
不宜用于高温。
B、普通水泥
它的强度等级比硅酸盐水泥多了32.5和32.5R两个等级，同时少了62.5和62.5R两个等级。
P22 表格3.2
C、矿渣水泥
a、矿渣水泥加水后的水化分两步进行。首先是水泥熟料颗粒水化，接着矿渣受熟料水化时
析出的CA(OH)2及外掺石膏的激发，其玻璃体中的活性氧化硅和活性氧化铝进入溶液，
与CA(OH)2反应生成新的水化硅酸钙和水化铝酸钙，一你问石膏存在，还生成水化硫铝
酸钙。由于矿渣水泥中熟料的含量相对减少，而且水化分两步进行，因此凝结硬化慢，
早期（3d，7d）强度低。但两次反应后生成的水化硅酸钙凝胶逐渐增多，所以其后期（28d
后）强度发展较快。
b、矿渣水泥中熟料的减少，使水化时发热量高的C3S和C3A含量相对减少，故水化热较低，
可在大体积混凝土工程中优先选用。
c、矿渣水泥水化产物中氢氧化钙含量少，碱度低，抗碳化能力较差，但抗溶出性侵蚀及抗
硫酸盐侵蚀的能力较强。
d、矿渣颗粒亲水性较小，故矿渣水泥保水性较差，因此，矿渣水泥干缩性较大，抗渗性、
抗冻性和抗干湿性交替作用的性能均较差，不宜用于有抗渗要求的混凝土工程中。
e、矿渣水泥的水化产物中氢氧化钙含量低，而其矿渣本身是水泥的耐火掺料，因此其耐热
性较好，可用于耐热混凝土工程中。
f、矿渣水泥水化硬化过程中，对环境温度、湿度条件较为敏感。低温下凝结硬化缓慢，但
在湿热条件下强度发展很快，故适于采用蒸汽养护。
D、火山灰水泥
火山灰水泥和矿渣水泥在性能方面有许多共同点，如水化反应分两步进行，早期强度低，
后期强度增长率较大，水化热低，耐蚀性强，抗冻性差，易碳化等。
在干热条件下易产生干缩裂缝。因此，使用时须加强养护，使其在较长时间保持潮湿状态。
火山灰水泥颗粒较细，泌水性小，故具有较高抗渗性，宜用于有抗渗要求的混凝土工程中。
E、.粉煤灰水泥
粉煤灰水泥的主要特点是干缩性较小，甚至比硅酸盐水泥和普通水泥还小，因而抗裂性较
好。另外，粉煤灰颗粒较致密，故吸水少，且呈球形，所以粉煤灰水泥的需求量小，配置
成的混凝土和易性较好。
9、影响常用水泥性能的因素
A、水泥组成成分的影响
作业1 一、单选题（共10 道试题，共40 分。） V 1. 砌筑砂浆的强度主要取决于（） A. 水灰比与水泥标号 B. 水灰比与水泥用量 C. 用水量与水泥标号 D. 水泥用量与水泥标号 满分：4 分 2. 下列关于混凝土的叙述，哪一条不正确？ A. 轻混凝土强度与其干表观密度关系密切，一般来说，干表观密度越高，强度越高 B. 干硬性混凝土和超干硬性混凝土目前的主要问题之一是强有力的施工手段，使其形成密实均匀 的混凝土 C. 同普通混凝土相比，钢纤维混凝土主要优势是具有更高的抗拉强度、抗裂性 D. 聚合物混凝土指用聚合物材料外包的混凝土 满分：4 分 3. 孔隙率增大，材料的（）降低。 A. 密度 B. 表观密度 C. 憎水性 D. 抗冻性 满分：4 分 4. 有抗冻要求的混凝土工程，应优先选用__________。 A. 矿渣水泥 B. 普通水泥 C. 髙铝水泥 满分：4 分 5. （）是国内外内墙涂料中用量最大的一种
A. 多彩涂料 B. 丙烯酸酯系涂料 C. 聚乙烯醇水玻璃涂料 D. 聚氨酯系涂料 满分：4 分 6. 普通硅酸盐水泥的缩写符号是_______。 A. P.O B. P.F C. P.P D. P.C 满分：4 分 7. 有关木材平衡含水率的叙述，下列哪个是错误的？ A. 木材平衡含水率不随周围空气的湿度变化而变化 B. 木材平衡含水率随周围空气的湿度变化而变化 C. 北方地区木材的平衡含水率比南方低 D. 木材在使用前，应干燥到平衡含水率 满分：4 分 8. 混凝土承受持续荷载时，随时间的延长而增加的变形称为（） A. 弹性变形变 B. 徐变 C. 应变 D. 残余变形 满分：4 分 9. 钢材伸长率δ10表示＿＿。 A. 直径为10mm钢材的伸长率 B. 10mm的伸长
第二部分章节题库（含考研真题） 第一章土木工程材料的基本性质 一、名词解释 1．材料的孔隙率[中国人民解放军后勤工程学院2015年] 答：材料的孔隙率是指材料的体积内，孔隙体积所占的比例。又称气孔率、孔隙度。是衡量材料多孔性或紧密程度的一种指标。以材料中孔隙体积占总体积的百分数表示。 即P+D=1，式中：P为孔隙率；D为密实度；V0为材料在自然状态下的体积，或称表观体积，cm3或m3；V为材料在绝对密实状态下的体积，cm3或m3；0ρ为表观密度，g/cm3；ρ为密度，g/cm3。材料中的孔隙体积包括开口孔隙（与外界相连通）和闭口孔隙（与外界相隔绝）的体积。孔隙尺寸、形状、孔分布及孔隙率的大小对材料的性能，如表观密度、强度、湿涨干缩、抗渗、吸声、绝热等的影响很大。对散粒材料而言，在自然堆积状态下，颗粒之间尚有孔隙存在，为反映其堆积的密实程度，常用空隙率表示。 2．材料堆积密度[中国人民解放军后勤工程学院2014年] 答：材料堆积密度是指粉状或粒状材料，在堆积状态下，单位体积的质量。又称体积密 度，松密度，毛体密度，简称堆密度。按下式计算：，式中：0ρ'为堆积密度，kg／m3；m为材料在一定容器内的质量，kg；0V'为材料的堆积体积，即装入容器的容积，m3，是包含颗粒间的空隙和颗粒内部孔隙在内的总体积。按自然堆积体积计算的密度称为松堆密度；以振实体积计算则称紧堆密度。
3．材料密实度[中国人民解放军后勤工程学院2013年] 答：材料密实度是指材料体积内固体物质充实的过程。又称紧密度。按下式计算： ，式中：D为密实度；V为绝对体积；V0为表观体积；ρ、0ρ分别为材料的密度、表观密度。含有孔隙的固体材料的密实度小于1.它与材料的技术性能如强度、耐久性、抗冻性、导热性等都有密切关系。 4．亲水性材料[中国人民解放军后勤工程学院2015年] 答：亲水性材料是指当湿润边角θ≤90°时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料表面分子之间的相互吸引力，并具有亲水性的材料。 5．材料软化系数[中国人民解放军后勤工程学院2013年] 答：材料软化系数是指材料饱水状态下的抗压强度和其绝干状态下的抗压强度之比值。所天然石和人造石在饱水后，由于水分子的楔入劈裂作用，其强度都有所降低。因此，软化系数在0～1之间。它表征砖、石、混凝土等含孔材料的耐水性能。一般认为，大于0.85的属耐水材料。对用于水中或潮湿地方的材料应大于0.80。 6．耐久性 答：耐久性是指材料在使用中，抵抗其自身和环境的长期破坏作用，保持其原有性能而不破坏、不变质的能力。材料在使用过程中的逐步变质失效，与材料本身的组分和结构的不稳定、使用中所处的环境和条件（如日晒雨淋、干湿循环、介质侵蚀、机械磨损等）密切相关。对于金属材料主要是电化学腐蚀；无机非金属材料如水泥混凝土等主要是冻融循环、干
第4章混凝土（补充作业） 一．计算题 1.混凝土拌合物的坍落度要求为50mm，在进行和易性调整时，试拌材料用量为：水泥4.5kg，水 2.7kg，砂9.9kg，碎石18.9kg，经拌合均匀测得坍落度为35mm，然后加入0.45kg 水泥和0.27kg水，再次拌合均匀测得坍落度为50mm。如果该拌合物的强度满足要求并测得砼拌合物体积密度为2400kg/m3。 （1）试计算1m3混凝土各项材料用量为多少？ （2）假定上述配合比，可以作为试验室配合比。如施工现场砂的含水率为4﹪，石子含水率为1﹪，求施工配合比。 （3）假如施工现场砂的含水率还是4﹪，石子含水率为1﹪，在施工现场没有作施工配合比计算，而是按实验室配合比称砼各项材料用量，结果如何？通过计算说明强度变化的原因？ 2.用P·C32.5的水泥（测得28d抗压强度35.0MPa）、河砂（中砂）和碎石（最大粒径为20mm）配制C25混凝土，施工坍落度50mm。经初步配合比计算并在实验室调整后，砼拌合物满足要求，制备边长100mm的试块一组并在标准条件下养护7d；（1）假如测得的立方体抗压强度为18.5MPa，问该实验室配制的砼是否满足要求C25的强度要求？对结果进行讨论；（2）假如测得的立方体抗压强度为2 3.0MPa，对结果进行讨论。 3.粗细两种砂的筛分结果如下（砂样各500g）： 砂别筛孔尺寸/mm 筛底 5.0 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16 细砂分计 0 20 30 80 120 240 10 筛余量 （g） 粗砂分计 50 160 140 66 60 24 0 筛余量 （g） 这两种砂可否单独用于配制混凝土，或以什么比例混合才能使用？ 二．问答题 1. 水泥混凝土材料的优缺点有哪些？ 2. 砂、石集料各有哪些技术性能要求？ 3. 简述减水剂的作用机理？木质素磺酸钙的主要作用和应用范围是什么? 4. 引气剂在混凝土中具有哪些特性？ 5. 什么是混凝土拌合物的和易性，包括哪三方面内容？通常是如何调整混凝土拌合物
一、问答题。 1．常见合成高分子防水卷材有哪些？ 答：1)橡胶类有：三元乙丙卷材、丁基橡胶卷材、再生卷材等；2)塑料类有：聚氯乙烯卷材、氯化聚乙烯卷材、聚乙烯卷材等；3)橡塑类有：氯化聚乙烯、橡胶共混卷材。 2．钢材牌号与其强度质量等的关系？ 答：钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分顺序组成。牌号越大，含碳量越大，抗拉强度越高，而伸长率则随着牌号的增大而降低。 3．各元素对钢材质量的影响？ 答：钢材中除了主要化学成分铁以外，还含有少量的碳、硅、锰、磷、硫、氧、氮、钛、钒等元素：1)碳（C）：a)所有碳素钢的性能主要取决于含C量，钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，0。8%以下的碳钢抗拉强度与含碳量成正比增加，塑性及韧性则相反，含C量>0。8%的碳钢，强度及塑性均低，但硬度很高，但当含碳量在1。0%以上，随着含碳量的增加，钢材的强度反而下降。所以含C量不同的钢经处理后显示的性质就不同。含碳量越高，钢的硬度就越高，但是它的可塑性和韧性就越差。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀。b)随着含碳量的增加，钢材的焊接性能变差（含碳量大于0。3%的钢材，可焊性显着下降），冷脆性和时效敏感性增大，耐大气锈蚀性下降。一般工程所用碳素钢均为低碳钢，即含碳量小于0。25%；工程所用低合金钢，其含碳量小于0。52%。2)、硅（Si）：a)在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，是钢中的有益元素。所以镇静钢含有0。15－0。30%的硅。如果钢中含硅量超过0。50-0。60%，硅就算合金元素。硅含量较低（小于1。0%）时，能提高钢材的强度，而对塑性和韧性无明显影响。它可以提高钢的硬度，但是可塑性和韧性下降，电工用的钢中含有一定量的硅，能改善软磁性能。b)硅能显着提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1。0－1。2%的硅，强度可提高15－20%。c)硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。d)含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率。e)硅量增加，会降低钢的焊接性能。3)锰（Mn）：a)锰是炼钢时用来脱氧去硫而存在于钢中的，是钢中的有益元素。锰具有很强的脱氧去硫能力，能消除或减轻氧、硫所引起的热脆性，大大改善钢材的热加工性能，同时能提高钢材的强度和硬度。一般钢中含锰0。30－0。50%。在碳素钢中加入0。70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。b)锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。锰是我国低合金结构钢中的主要合金元素。能提高钢的强度，能消弱和消除硫的不良影响，并能提高钢的淬透性，含锰量很高的高合金钢（高锰钢）具有良好的耐磨性和其它的物理性能。4)磷（P）：a)在一般情况下，磷是钢中有害元素，随着磷含量的增加，钢材的强度、屈强比、硬度均提高，而塑性和韧性显着降低。特别是温度愈低，对塑性和韧性的影响愈大，显着加大钢材的冷脆性。磷也使钢材的可焊性显着降低。因此通常要求钢中含磷量小于0。045%，优质钢要求更低些。b)但磷可提高钢材的耐磨性和耐蚀性，故在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用。能使钢的可塑性及韧性明显下降，特别的在低温下更为严重，这种现象叫做冷脆性。c)在优质钢中，硫和磷要严格控制，但另方面，在低碳钢中较高的硫和磷，能使其切削易断，对改善钢的可切削性有利。5)硫（S）：a)硫是钢中很有害的元素。硫的存在会加大钢材的热脆性，降低钢材的各种机械性能，也使钢材的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。是钢中的有害杂物，含硫较高的钢在高温进行压力加工时，容易脆裂。通常叫作热脆性。b)硫对焊接性能不利，降低耐腐蚀性。6)氧：氧是碳素钢中的有害杂质。含氧量增加，使钢的机械强度降低、塑性和韧性降低，促进时效作用，还能使热脆性增加，焊接性能变差。 4．加气混凝土砌块的特点？
第一章土木工程材料的基本性质 1.1复习笔记 【知识框架】 【重点难点归纳】 一、材料科学的基本理论 1．材料科学与工程 土木工程材料学是材料科学与工程的一个组成部分。材料是指工程上把能用于结构、机器、器件或其他产品的具有某些性能的物质。材料的性能决定于材料的组成、结构和构造。 2．材料的组成（见表1-1） 表1-1材料的组成
注：自然界中的物质可分为气相、液相、固相三种形态。3．材料的结构和构造 （1）材料的结构（见表1-2） 表1-2材料的结构分类
（2）材料的构造
①材料的构造是指具有特定性质的材料结构单元的相互搭配情况。 ②材料科学是实验科学，为了准确把握真实材料的性能，必须要进行测试试验。 二、材料的基本物理性质 1．材料的密度、表观密度与堆积密度（见表1-3） 表1-3材料的密度、表观密度与堆积密度 2．孔隙率 孔隙率是指材料的体积内，孔隙体积所占的比例。按下式计算：
即D＋P=1或密实度＋孔隙率=1。 （1）孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。材料内部孔隙的构造，可分为连通与封闭两种。连通孔隙不仅彼此连通而且与外界连通，而封闭孔不仅彼此封闭且与外界相隔绝。 （2）孔隙可按其孔径尺寸的大小分为极微细孔隙、细小孔隙和粗大孔隙。在孔隙率一定的前提下，孔隙结构和孔径尺寸及其分布对材料的性能影响较大。 3．材料的填充率与空隙率 （1）填充率。指在某堆积体积中，被散粒材料的颗粒所填充的程度。按下式计算： （2）空隙率。指在某堆积体积中，散粒材料颗粒之间的空隙体积所占的比例。按下式计算： 即D′＋P′=1或填充率＋空隙率=1。 （3）空隙率的应用。空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒之间互相填充的程度。空隙率可作为控制混凝土骨料的级配及计算砂率的依据。 4．材料与水相关的性质 （1）材料的亲水性与憎水性 ①土木工程中的建、构筑物常与水或大气中的水汽相接触。水分与不同的材料表面接触时，其相互作用的结果是不同的。 ②如图1-1，在材料、水和空气的交点处，沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的
一、填空题 1．材料的吸湿性是指材料在________的性质。 2．材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的________来表示。 3．水可以在材料表面展开，即材料表面可以被水浸润，这种性质称为________。 4．材料地表观密度是指材料在________状态下单位体积的质量。 答案：1．空气中吸收水分2．冻融循环次数3．亲水性4．自然 二、单项选择题 1．孔隙率增大，材料的________降低。 A、密度 B、表观密度 C、憎水性 D、抗冻性 2．材料在水中吸收水分的性质称为________。 A、吸水性 B、吸湿性 C、耐水性 D、渗透性 答案：1、B 2、A 三、是非判断题 1．某些材料虽然在受力初期表现为弹性，达到一定程度后表现出塑性特征，这类材料称为塑性材料。错 2．材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。对 3．在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。错 4．材料的软化系数愈大，材料的耐水性愈好。对 5．材料的渗透系数愈大，其抗渗性能愈好。错 四、名词解释 1．材料的空隙率：材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积(开口孔隙与间隙之和)占堆积体积的百分率 2．堆积密度：是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。 五、问答题 1．生产材料时，在组成一定的情况下，可采取什么措施来提高材料的强度和耐久性？ 答案：主要有以下两个措施： （1）降低材料内部的孔隙率，特别是开口孔隙率。降低材料内部裂纹的数量和长度；使材料的内部结构均质化。 （2）对多相复合材料应增加相界面间的粘结力。如对混凝土材料，应增加砂、石与水泥石间的粘结力。2．决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么？ 答：决定材料耐腐蚀的内在因素主要有 （1）材料的化学组成和矿物组成。如果材料的组成成分容易与酸、碱、盐、氧或某些化学物质起反应，或材料的组成易溶于水或某些溶剂，则材料的耐腐蚀性较差。 （2）非晶体材料较同组成的晶体材料的耐腐蚀性差。因前者较后者有较高的化学能，即化学稳定性差。（3）材料内部的孔隙率，特别是开口孔隙率。孔隙率越大，腐蚀物质越易进入材料内部，使材料内外部同时受腐蚀，因而腐蚀加剧。 （4）材料本身的强度。材料的强度越差，则抵抗腐蚀的能力越差。 六、计算题 1．某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172 MPa、178 MPa、168 MPa。该岩石可否用于水下工程。 答案：该岩石的软化系数为 所以该岩石可用于水下工程。 第二单元建筑金属材料 一、填空题 1、低碳钢受拉直至破坏，经历了弹性阶段、屈服、强化、颈缩。 2、按冶炼时脱氧程度分类，钢可以分成镇定钢、沸腾、半镇定和特殊镇定。 3、碳素结构钢Q215AF表示屈服点为215Mpa的A级沸腾钢。 三、选择题
一、单选题 1. (4分)建筑材料可分为脆性材料和韧性材料，其中脆性材料具有的特征是（） A. 破坏前没有明显变形 B. 抗压强度是抗拉强度的２倍以上 C. 抗冲击破坏时吸收的能量大 D. 破坏前不产生任何变形 得分： 0 知识点： 土木工程材料作业题展开解析 .答案A .解析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。 .2. (4分)在一定范围内，钢材的屈强比小，表明钢材在超过屈服点工作时（） A. 可靠性难以判断 B. 可靠性低，结构不安全 C. 可靠性较高，结构安全 D. 结构易破坏 得分： 0 知识点： 土木工程材料作业题展开解析 .答案B .解析 .3. (4分)生石灰消解反应的特点是()。 A. 放出大量热且体积大大膨胀 B. 吸收大量热且体积大大膨胀 C. 放出大量热且体积收缩 D. 吸收大量热且体积收缩
得分： 0 知识点： 土木工程材料作业题展开解析 .答案A .解析 .4. (4分)在钢结构中常用（），轧制成钢板、钢管、型钢来建造桥梁、高层建筑及大跨度钢结构建筑。 A. 碳素钢 B. 低合金钢 C. 热处理钢筋 D. 冷拔低碳钢丝 得分： 0 知识点： 土木工程材料作业题展开解析 .答案B .解析 .5. (4分)抹灰砂浆中掺入麻刀纤维材料是为了（）。 A. 提高强度 B. 提高保温性 C. 节约水泥 D. 减少收缩开裂 得分： 0 知识点： 土木工程材料作业题展开解析 .答案D .解析抹灰砂浆中掺入纤维增强材料（如麻刀、纸筋等），主要是为了提高抹灰层的抗拉强度，防止抹灰层开裂。 .6. (4分)配制有抗渗要求的混凝土时，不宜使用()。 A. 硅酸盐水泥 B. 普通硅酸盐水泥 C. 矿渣水泥 D. 火山灰水泥 得分： 0 知识点：
土木工程材料第二次 作业
第二题：试述硅酸盐水泥的主要矿物成分及其对水泥性质的影响。 答：主要矿物成分为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙 （C3A）、铁铝酸四钙（C4AF），以及少量有害的游离氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠与三氧化硫等成分；C3S的水化硬化快，早期强度高，水化热高凝结快；C2S水化和硬化慢，水化热低，后期强度高；C3A水化反应迅速，水化热大，对早期强度贡献大，低的C3A能抗硫酸盐的腐蚀。C4AF对强度几乎无贡献，降低烧结温度，控制水泥的颜色。 第三题：简述硅酸盐水泥的水化过程和它的主要水化产物。 答： 1.水泥熟料中的C3S和C2S与水反应，生成水化硅酸钙和氢氧化钙； 2.C3A和C4AF与水反应，生成水化铝酸钙； 3.水化铝酸钙与氢氧化钙还能进一步反应生成水化铝酸四钙; 4.水化铝酸钙与石膏反应，生成钙矾石; 5.二氧化碳与氢氧化钙的反应，碳化反应; 水化产物：水化硅铝酸钙、氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体等。第四题：水泥石的结构如何？ 答：水泥石是水泥水化后的水泥浆体经过凝结硬化逐渐形成的具有一定强度的石状体。先是形成凝胶体膜层，然后膜层开始增厚，破裂，和修复，最后凝胶体填充剩余的毛细孔。水泥石的孔隙率减小，强度增强。 第五题：硅酸盐水泥有哪些主要技术指标？这些技术指标在工程应用上有何意义？
答：分别有细度，凝结时间，体积安定性，强度，碱的质量分数，碱的质量分数等。 1.细度：水泥的颗粒越细，与水起反应的表面积就越大，水化就越充分，早期和后期强度都较高，但在空气中硬化收缩大，使混凝土发生裂缝的可能性增加，成本也较高。 2.凝结时间：为使混凝土和砂浆有充分时间进行搅拌，运输，浇捣和砌筑，水泥的初凝时间不能过短，当施工完毕后，则要求尽快硬化，具有强度，因此终凝时间不能太长。 3.体积安定性：如果体积安定性不良，会产生不均匀的体积变化，会使结构构件产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引起严重事故。 4.强度：如果强度不够，就无法承重，会导致建筑物坍塌等事故。 5.碱的质量分数：碱的质量分数不得大于0.6%，如果过高，会降低水泥的强度，减少流动性，增加变形，发生碱硅酸反应等等。 6.水化热：对于大型基础，水坝，桥墩等大体积混凝土构筑物，水化热积聚在内部不容易散失，内外温度差会产生应力，可使混凝土产生裂缝。 第八题：硅酸盐水泥石腐蚀的类型主要有哪几种？产生腐蚀的主要原因是什么？防止腐蚀的措施有哪些？ 答：1.软水的腐蚀：当水泥石长时间与软水接触，氢氧化钙会慢慢溶出，在静水无压的情况下，危害不大，在流水及压力水的作用下，氢氧化钙会不断的溶解流失，而且，由于石灰的浓度继续降低，还会引起其他水化物的分解溶蚀。 2.盐类腐蚀：
土木工程材料课后题答案第二版苏达根主编 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
第一单元 建筑材料的基本性质 一 、填空题 1．材料的吸湿性是指材料在________的性质。 2．材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的________来表示。 3．水可以在材料表面展开，即材料表面可以被水浸润，这种性质称为________。 4．材料地表观密度是指材料在________状态下单位体积的质量。 答案：1．空气中吸收水分2．冻融循环次数3．亲水性4．自然 二、单项选择题 1．孔隙率增大，材料的________降低。 A 、密度 B 、表观密度 C 、憎水性 D 、抗冻性 2．材料在水中吸收水分的性质称为________。 A 、吸水性 B 、吸湿性 C 、耐水性 D 、渗透性 答案：1、B 2、A 三、是非判断题 1．某些材料虽然在受力初期表现为弹性，达到一定程度后表现出塑性特征，这类材料称为塑性材料。错 2．材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。对 3．在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。错 4．材料的软化系数愈大，材料的耐水性愈好。对 5．材料的渗透系数愈大，其抗渗性能愈好。错 四、名词解释 1．材料的空隙率：材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积(开口孔隙与间隙之和)占堆积体积的百分率 2．堆积密度：是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。 五、问答题 1．生产材料时，在组成一定的情况下，可采取什么措施来提高材料的强度和耐久性 答案：主要有以下两个措施： （1）降低材料内部的孔隙率，特别是开口孔隙率。降低材料内部裂纹的数量和长度；使材料的内部结构均质化。 （2）对多相复合材料应增加相界面间的粘结力。如对混凝土材料，应增加砂、石与水泥石间的粘结力。 2．决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么 答：决定材料耐腐蚀的内在因素主要有 （1）材料的化学组成和矿物组成。如果材料的组成成分容易与酸、碱、盐、氧或某些化学物质起反应，或材料的组成易溶于水或某些溶剂，则材料的耐腐蚀性较差。 （2）非晶体材料较同组成的晶体材料的耐腐蚀性差。因前者较后者有较高的化学能，即化学稳定性差。 （3）材料内部的孔隙率，特别是开口孔隙率。孔隙率越大，腐蚀物质越易进入材料内部，使材料内外部同时受腐蚀，因而腐蚀加剧。 （4）材料本身的强度。材料的强度越差，则抵抗腐蚀的能力越差。 六、计算题 1．某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172 MPa 、178 MPa 、168 MPa 。该岩石可否用于水下工程。 答案：该岩石的软化系数为 85.094.0178 168>===g b R f f K 所以该岩石可用于水下工程。 第二单元 建筑金属材料
土木工程材料习题集与参考答案 第一章土木工程材料的基本性质 1. 试述材料成分、结构和构造对材料性质的影响？ 参考答案： 材料的成分对性质的影响：材料的组成及其相对含量的变化，不仅会影响材料的化学性质，还会影响材料的物理力学性质。材料的成分不同，其物理力学性质有明显的差异。值得注意的是，材料中某些成分的改变，可能会对某项性质引起较大的改变，而对其他性质的影响不明显。 材料的结构对性质的影响：材料的结构是决定材料物理性能的重要因素。可分为微观结构和细观结构。材料在微观结构上的差异影响到材料的强度、硬度、熔点、变形、导热性等性质，可以说材料的微观结构决定着材料的物理力学性能。 材料的构造对性质的影响：材料的构造主要是指材料的孔隙和相同或不同材料间的搭配。不同材料适当搭配形成的复合材料，其综合性能优于各个单一材料。材料的内部孔隙会影响材料的强度、导热性、水渗透性、抗冻性等。 总之，材料的组成、结构与构造决定了材料的性质。材料的组成、结构与构造的变化带来了材料世界的千变万化。 2．试述材料密度、表观密度、孔隙率的定义、测定方法及相互关系。密度与视密度的区别何在？ 参考答案： 密度 ：是指材料在密实状态下单位体积的质量。测定方法：将材料磨细成粒径小于0.25mm的粉末，再用排液法测得其密实体积。用此法得到的密度又称“真密度”。
表观密度0 ρ：是指材料在自然状态下单位体积的质量。测定方法：对于外形规则的块体材料，测其外观尺寸就可得到自然体积。对于外观不规则的块体材料，将其加工成规则的块体再测其外观尺寸，或者采用蜡封排液法。 孔隙率P ：材料中的孔隙体积与总体积的百分比。 相互关系： %10010????? ??-=ρρP 密度与视密度区别：某些散粒材料比较密实，其内部仅含少量微小、封闭的孔隙，从工程使用角度来说，不需磨细也可用排液法测其近似的密实体积，这样测得的密度称为“视密度”。 3．孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响？ 参考答案： 对表观密度的影响：材料孔隙率大，在相同体积下，它的表观密度就小。而且材料的孔隙在自然状态下可能含水，随着含水量的不同，材料的质量和体积均会发生变化，则表观密度会发生变化。 对强度的影响：孔隙减小了材料承受荷载的有效面积，降低了材料的强度，且应力在孔隙处的分布会发生变化，如：孔隙处的应力集中。 对吸水性的影响：开口大孔，水容易进入但是难以充满；封闭分散的孔隙，水无法进入。当孔隙率大，且孔隙多为开口、细小、连通时，材料吸水多。 对抗渗性的影响：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并连通开口时，材料具有较高的渗透性；如果孔隙率小，孔隙封闭不连通，则材料不易被水渗透。 对抗冻性的影响：连通的孔隙多，孔隙容易被水充满时，抗冻性差。 对导热性的影响：如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多，则导热系数就小，导热性差，保温隔热性能就好。如果材料内孔隙较大，其内空气会发生对流，则导热系数就大，导热性好。
1.塑料制品受外界条件影响，性能逐渐变坏，质量下降的过程称为（ A.磨损 B.老化 C.降解 D.腐蚀 满分：4 分 2.硅酸盐水泥的主要成分中，水化速度最快的熟料矿物是（ A.C3S B.C2S C.C3A D.C4AF 满分：4 分 3.木材的各种强度中，强度值最大的是（A）。 A.顺纹抗拉 B.顺纹抗压 C.顺纹抗弯 D.抗剪 满分：4 分 4.水泥中石膏最佳掺量与熟料的（B ）含量有关。 A.硅酸二钙 B.铝酸三钙 C.二水石膏 D.无水石膏 满分：4 分 5.烧结普通砖的关键步骤是（B）。
A.制坯
B.焙烧 C.配料调制 D.干燥 满分：4 分 6.建筑石膏凝结硬化时，最主要的特点是（D ）。 A.体积膨胀大 B.体积收缩大 C.大量放热 D.凝结硬化快 满分：4 分 4000HZ6 7.材料对不同频率的声波的吸声能力不同，通常把对125、250、500、1000、2000、 个频率的平均吸声系数大于（A）的材料，称为吸声材料。 A.0.2 B.0.5 C.0.8 D. 1 满分：4 分 8.水泥的强度是根据规定龄期的（C）划分的。 A.抗压强度 B.抗折强度 C.抗压强度和抗折强度 D.抗压强度和抗拉强度 满分：4 分 9.钢的含碳量应小于（C）。 A.1% B. 1.5%
C. 2.0%
D. 2.5% 满分：4 分 10.有抗冻要求的混凝土工程，宜选用（A ）水泥 A.普通硅酸盐 B.矿渣硅酸盐 C.火山灰质硅酸盐 D.粉煤灰硅酸盐 满分：4 分 1.石灰使用前，一般先加水，这个过程称为石灰的（ BC) A.炭化 B.熟化 C.消化 D.硬化 满分：4 分 2.室内装饰材料分为（ABD ）。 A.内墙装饰材料 B.地面装饰材料 C.外墙涂料 D.吊顶装饰材料 满分：4 分 3.下列属于水泥活性混合材的是（ABC）。 A.粒化高炉矿渣 B.火山灰质混合材 C.粉煤灰 D.石英砂
第一章计算题 1、某材料的密度为2.60g/cm 3，干燥表观密度cm 3为1600kg/m 3，现将重954g 的该材料浸入水中，吸水饱和时的重为1086g 。求该材料的孔隙率、重量吸水率、开口孔隙率和闭口孔隙率。 解：P=(1-ρ0/ρ)×100%=(1-1600/2600) ×100%=38.5%, Wm=(m 1-m)/m ×100%=(1086-954)/954×100%=13.84% 由ρ0=m/V 0，得1.6=954/V0, V0=954/1.6=596.25(cm 3), 由V k =(1086-954)/1.0=132(cm 3) 得P k =V k /V 0×100%=132/596.25×100%=22.14%, P b =P-P k =38.5%-22.14%=16.36%. 2、碎石的密度为2.65g/cm 3，松散堆积密度为1.68Kg/L ，视密度为2.61g/cm 3，求该碎石的空隙率和孔隙率。 解：P 空=V 空/ V 堆=（1-ρ 堆/ρ表）×100%=（1-1680/2610）×100%=35.6%, P 孔=V 孔/ V 自=（1-ρ表/ρ）×100%=（1-2610/2650）×100%=1.5%。 对于密实的碎石，由于开口孔很少，这里就忽略不计了。 3、普通粘土砖进行抗压试验，干燥状态时的破坏荷载为207KN ，饱水时的破坏荷载为172.5KN 。若受压面积F=11.5cm ×12cm ，问此砖能否在常与水接触的部位使用? 解：因为Kr=材料在吸水饱和状态下的强度/材料在干燥状态下的强度=（172.5/（11.5cm ×12cm ）/（207/（11.5cm ×12cm ）=172.5/207=0.83＜0.85， 所以该砖不能用于常与水接触的部位。 4、一质量为4.10kg 、体积为10.0L 的容积筒，内部装满最大粒径为20mm 的绝干碎石，称得总质量为19.81kg 。向上述装石子的容量筒内注水，待石子吸水饱和后再注满水，称得此时的总质量为23.91kg 。将此吸水饱和的石子用湿布擦干表面，称得石子的质量为16.02kg 。求该碎石的堆积密度、质量吸水率、表观密度、视密度和空隙率？ 解： 3/15710 .101.481.19m kg V m =-==堆堆ρ。
第十章建筑功能材料 10-1．与传统的沥青防水卷材相比较，合成高分子防水卷材有哪些优点？ 答：合成高分子防水卷材最主要的优点是高、低温性能、塑韧性、明显改善，抗老化性提高使用年限延长，适宜采用冷铺贴等新工艺施工，外观美观（有的可附色）。 10-2．为满足防水要求，防水卷材应具备哪些技术性能？ 答：为满足防水要求，防水卷材应具备以下技术性能： （1）耐水性。指在水的作用和被水浸润后其性能基本不变，在压力水作用下具有不透水性。 （2）温度稳定性。指在高温下不流淌、不起泡、不滑动，低温下不脆裂的性能，也即在一定温度变化下保持原有性能的能力。 （3）机械强度、延伸性和抗断裂性。指防水卷材承受一定荷载、应力或在一定变形的条件下不断裂的性能。 （4）柔韧性。指在低温条件下保持柔韧性的性能。它对保证易于施工、不脆裂十分重要。 （5）大气稳定性。指在阳光、热、臭氧及其他化学侵蚀介质等因素的长期综合作用下抵抗侵蚀的能力。 10-3．试述溶剂型、水乳型、反应型防水涂料的特点。 答：（1）溶剂型涂料具有以下特点： ①通过溶剂挥发，涂料品牌策划经过高分子物质分子链接触、搭接等过程而结膜；②涂
料干燥快结膜较薄而致密；③生产工艺较简易，涂料贮存稳定性较好；④易燃、易爆、有毒，生产、贮运及使用时要注意安全；⑤由于溶剂挥发，施工时对环境有一定污染。 （2）水乳型涂料具有以下特点： ①通过水分蒸发，经过固体微粒接近、接触、变形等过程而结膜；②涂料干燥较慢，一次成膜的致密性较溶剂型涂料低，一般不宜在5℃以下施工；③贮存期一般不超过半年； ④可在稍为潮湿的基层上施工；⑤无毒、不燃，生产、贮运、使用比较安全；操作简便，不污染环境；⑥生产成本较低。 （3）反应型涂料具有以下特点： ①通过液态的高分子预聚物与相应物质发生化学反应，变成固态物（结膜）；②可一次结成较厚的涂膜，无收缩，涂膜致密；③双组分涂料需现场配料准确，搅拌均匀，才能确保质量；④价格较贵。 10-4．试述建筑密封膏技术特点及其分类。 答：（1）建筑密封膏技术特点：建筑密封材料应具有高水密性和气密性，良好的粘结性，良好的耐高低温性和耐老化性能，一定的弹塑性和拉伸-压缩循环性能。 （2）分类： ①不定形密封材料通常是黏稠状的材料，分为弹性密封材料和非弹性密封材料。 ②按构成类型分为溶剂型、乳液型和反应型。 ③按使用时的组分分为单组分密封材料和多组分密封材料。 ④按组成材料分为改性沥青密封材料和合成高分子密封材料。 10-5．何谓灌浆材料？作为灌浆材料应具备哪些基本技术性能？
课后习题 第九章 木 材 1．试解释下列名词、术语 针叶树；阔叶树；心材；边材；夏材；春材；年轮；弦切面；径切面；平衡含水率；纤维饱和点。 答：（1）针叶树的树叶细长如针，多为常绿树，树干一般通直高大，纹理平顺，材质均匀，易得大材。其木质较软而易于加工，故又称为软木材。 （2）阔叶树的树叶宽大，叶脉成网状，大都为落叶树，树干一般通直部分较短，材质较硬，较难加工，故又称为硬木材。阔叶树在温带为夏绿落叶树，在热带为常绿树木，我国各地均有出产，主要品种有榉木、椴木、桦木、水曲柳、榆木和杨木。 （3）树皮与髓心之间的部分称木质部，它是木材的主体，也是工程上使用的主要部分。木质部的颜色不均一，一般靠近髓心部分颜色较深，水分较少，称为心材，靠近树皮部分颜色较浅，水分较多，称为边材。心材的材质较硬，密度较大，渗透性较低，耐久性、耐腐性较高，因此，心材比边材的利用价值大。 （3）年轮是指从横切面上看在木材的木质部有深浅相同的同心圆环。一般，树木每年生长一圈。同一年轮内有深浅两部分。春天生长的木质，色浅，质软，称为春材；夏秋两季生长的木质，色深，质硬，称为夏材。相同树种，年轮越密越均匀，质量越好；夏材部分越多，木材强度愈高。通常，用横切面上沿半径方向一定长度中，所含夏材宽度总和的百分率，即夏材率，来衡量木材的质量。 （4）弦切面是指与树心有一定距离，与树干平行的纵切面。年轮在这个面上成“V”
（5）径切面是指通过树心，与树干平行的纵切面。年轮在这个面上呈互相平行的带状的切面。 （6）平衡含水率是指当木材长时间处于一定温度和湿度的空气中时，就会达到相对稳定的含水率，即水分的蒸发和吸收趋于平衡。 （7）木材的纤维饱和点是指当细胞腔和细胞间隙中无自由水，而细胞壁吸附水达饱和时的含水率。它是一种特定的含水状态，也是木材物理力学性质变化的转折点。 2．木材的结构特点是什么？其对木材的物理力学性能有何影响？ 答：木材的构造（结构）通常分为宏观构造和微观构造。 （1）木材的宏观构造 木材的宏观构造是指用肉眼或借助放大镜所能观察到的构造特征。 ①树皮。是木材外表面的整个组织，起保护树木作用。厚的树皮有内外两层，即外层（外皮）和内层（韧皮）。 ②髓心。亦称树心，为树干中心的松软部分。易腐朽，强度低，故一般不用。由髓心呈放射状横向分布的纤维称为髓线。各种树木的髓线宽窄不同，针叶树的髓线非常细小，目力不易辨别，阔叶树髓线发达，有的目力可辨。髓线与周围连接较差，木材干燥时，易沿此开裂。 ③木质部。树皮与髓心之间的部分称木质部，它是木材的主体，也是工程上使用的主要部分。木质部的颜色不均一，一般靠近髓心部分颜色较深，水分较少，称为心材，靠近树皮部分颜色较浅，水分较多，称为边材。心材的材质较硬，密度较大，渗透性较低，耐久性、耐腐性较高，因此，心材比边材的利用价值大。
土木工程材料各章习题集 第一章材料的基本性质 一、填空 1、当材料的体积密度与密度相同时，说明该材料绝对密实。 2、材料的耐水性用软化系数表示。 3、对于开口微孔材料，当其孔隙率增大时，材料的密度不变。 4、软化系数大于0.85 材料认为是耐水的。 5、对于开口微孔材料,当其孔隙率增大时，材料的吸水性增强。 6、评价材料是否轻质高强的指标为比强度。 7、对于开口微孔材料,当其孔隙率增大时，材料抗冻性降低。 8、脆性材料最宜承受压力。 9、材料的亲水性与憎水性用润湿边角来表示，大于90°为憎水 10、当材料的孔隙率一定时，孔隙尺寸愈小，保温性能愈好。 11、材料的吸湿性用含水率来表示。 12、材料的弹性模量反映材料的抵抗变形的能力。 13、含水率为1%的湿砂202克，其中含水为 2 克。 14、材料的强度的确定视材料的种类的不同面而不同，对于韧性材料是以J/mm2 作为指标的。 15、选择建筑物围护结构的材料时，应选用导热系数较_小的材料，保证良好的室内气候环境。 16、材料的强度的确定视材料的种类的不同面而不同，对于脆性材料是以抗压强度作为强度的。 17、保温隔热材料应选择导热系数小的材料。 18、一般来说，材料含水时比其于燥时的强度低。 19、比强度是衡量材料轻质高强的指标。 20、材料的开口孔隙率越大，则材料的吸声性越好。 二、名词解释 1、密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量。 2、表观密度材料在自然状态下，单位体积内的质量。 3、堆积密度是指粉状、粒状或纤维状材料在堆积状态下，单位体积所具有的质量。 4、孔隙率指材料孔隙体积占自然状态下总体积的百分比。 5、密实度指与孔隙率对应的概念，即材料的实体体积占自然状态下总体积的百分比。 6、空隙率是指散粒材料在某容器的堆积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。 7、吸湿性指材料在潮湿空气中吸收水分的性质。W 8、吸水性指材料与水接触时吸收水分的性质。 9、耐水性指材料长期在水的作用下不破坏，而且强度也不显著降低的性质。10、软化系数饱和吸水状态下的抗压强度与干燥状态下的抗压强度之比。11、抗渗性材料抵抗压力水或液体渗透的性质。12、抗冻性材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻结和融化作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性质。13、强度材料在外力作用下抵抗破坏的能力。14、比强度材料强度与其体积密度之比称为比强度。15、弹性指材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能够完全恢复原来形状的性质。16、塑性指在外力作用下材料产生变形，外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质。17、脆性指材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质。18、韧性指在冲击或震动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏的性质。19、硬度指材料表面抵抗其他物体压入或刻划的能力。20、耐磨性是指材料表面抵抗磨损的能力。 三、判断 1、对于任何一种材料，其密度都大于其体积密度。（×） 2、将某种含孔材料分别置于不同的环境中，所测得密度值中以干燥状态下的密度值最小。（×） 3、材料的含水率越高，其表观密度越大。（×） 4、具有粗大或封闭孔隙的材料，其吸水率小，而具有细小或连通孔隙的材料吸水率大。（√）
第一阶段在线作业 单选题(共20道题) 收起 1.（ 2.5分）土木工程材料的防火性能包括（）。①燃烧性能②耐火性能③燃烧时的毒性④发烟性⑤临界屈服温度。 ?A、①②④⑤ ?B、①②③④ ?C、②③④⑤ ?D、①②③④⑤ 我的答案：B 此题得分：2.5分 2.（2.5分）建筑结构中，主要起吸声作用且吸声系数不小于（）的材料称为吸声材料。 ?A、0.1 ?B、0.2 ?C、0.3 ?D、0.4 我的答案：B 此题得分：2.5分 3.（2.5分）配制混凝土时，限制最大水灰比和最小水泥用量时为了满足（）的要求。 ?A、强度 ?B、变形 ?C、耐久性 ?D、和易性 我的答案：C 此题得分：2.5分 4.（2.5分）两只钢种，若甲钢δ5＝乙钢δ10，则甲钢的塑性与乙钢的塑性的关系是（）。 ?A、等于
?B、大于 ?C、小于 ?D、不确定 我的答案：C 此题得分：2.5分 5.（2.5分）坍落度所表示的混凝土的性质为（）。 ?A、强度 ?B、流动性 ?C、保水性 ?D、粘聚性 我的答案：B 此题得分：2.5分 6.（2.5分）理论上，木材强度最高的是（）。 ?A、顺纹抗拉强度 ?B、顺纹抗压强度 ?C、横纹抗压强度 ?D、横纹抗拉强度 我的答案：A 此题得分：2.5分 7.（2.5分）下列材料中只能用于室内装修的是（）。 ?A、花岗石 ?B、墙地砖 ?C、釉面瓷砖 ?D、马赛克 我的答案：C 此题得分：2.5分 8.（2.5分）下列四种材料中属于憎水材料的是（）。 ?A、花岗岩
?B、钢材 ?C、石油沥青 ?D、混凝土 我的答案：C 此题得分：2.5分 9.（2.5分）石油沥青的牌号越大，则其（）。 ?A、针入度越小 ?B、延度越小 ?C、软化点越低 ?D、软化点越高 我的答案：C 此题得分：2.5分 10.（2.5分）大体积混凝土工程应优先选用（）。 ?A、硅酸盐水泥 ?B、普通硅酸盐水泥 ?C、高铝水泥 ?D、矿渣水泥 我的答案：D 此题得分：2.5分 11.（2.5分）孔隙率增大，材料的（）降低。 ?A、密度 ?B、表观密度 ?C、憎水性 ?D、抗冻性 我的答案：B 此题得分：2.5分
第1章土木工程材料的基本性 （1）当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观密度、强度、吸水率、搞冻性及导热性是下降、上生还是不变？ 答：当材料的孔隙率增大时，各性质变化如下表： （2） 答： （3）材料的孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？了解它们有何意义？ 答：P指材料体积内，孔隙体积所占的百分比： P′指材料在散粒堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的百分比： 了解它们的意义为：在土木工程设计、施工中，正确地使用材料，掌握工程质量。 （4）亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的？举例说明怎样改变材料的变水性与憎水性？ 答：材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性材料；材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性材料。 例如：塑料可制成有许多小而连通的孔隙，使其具有亲水性。 例如：钢筋混凝土屋面可涂抹、覆盖、粘贴憎水性材料，使其具有憎水性。 （5）普通粘土砖进行搞压实验，浸水饱和后的破坏荷载为183KN，干燥状态的破坏荷载为207KN（受压面积为115mmX120mm），问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位？ 答： （6）塑性材料和塑性材料在外国作用下，其变形性能有何改变？ 答：塑性材料在外力作用下，能产生变形，并保持变形后的尺寸且不产生裂缝；脆性材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，突然破坏，无明显的塑性变形。 （7）材料的耐久性应包括哪些内容？ 答：材料在满足力学性能的基础上，还包括具有抵抗物理、化学、生物和老化的作用，以保证建筑物经久耐用和减少维修费用。 （8）建筑物的屋面、外墙、甚而所使用的材料各应具备哪些性质？ 答：建筑物的屋面材料应具有良好的防水性及隔热性能；外墙材料应具有良好的耐外性、抗风化性及一定的装饰性；而基础所用材料应具有足够的强度及良好的耐水性。 第2章天然石材 （1）岩石按成因可分为哪几类？举例说明。