第2章土木工程材料

1 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： 密度 表观密度 强度 吸水率 搞冻性 导热性

（2） 材料的密度、近似密度、表观密度、零积密度有何差别？

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

第一章 材料的基本性质

1.土木工程材料应具备哪些基本性质为什么

答：土木工程材料要承受各种不同的作用，因而要求土木工程材料具有相应的不同性质，如用于土建结构物的材料要受到各种外力的作用，因此，选用的材料应具有所需要的力学性能。又如根据土建结构物各种不同部位的使用要求，选用的材料应具有防水、绝热、吸声、粘结等性能。对于某些土建结构物，要求材料具有耐热、耐腐蚀等性能。此外，对于长期暴露在大气中的材料，如路面材料，要求材料能经受风吹、日晒、雨淋、冰冻等引起的温度变化、湿度变化及反复冻融等的破坏作用。

2.材料的内部结构分为哪些层次不同层次的结构中，其结构状态或特征对材料性质有何影响

3.材料的密度、表观密度、体积密度和堆积密度有差别

4.材料的密实度和孔隙率与散粒材料的填充率和空隙率有何差别

5.材料的亲水性、憎水性、吸水性、吸湿性、耐水性、抗渗性及抗冻性的定义、表示方法及其影响因素是什么

6.什么是材料的导热性导热性的大小如何表示材料导热性与哪些因素有关

7.脆性材料与韧性材料有什么区别

8.材料在荷载作用下的强度有几种

9.试验条件对材料强度有无影响影响怎样为什么

10.什么是材料的强度等级、比强度强度等级与强度有何关系与区别

11.说明材料的脆性与韧性、弹性和塑性的区别。

12.说明材料的疲劳极限、硬度、磨损及磨耗的概念。

13.什么是材料的耐久性材料为什么必须具有一定的耐久性

14.建筑物的屋面、外墙、基础所使用的材料各应具备哪些性质

15.当某种材料的也隙率增大时，下表内其他性质如何变化

孔隙率 密度 表观密度 强度 吸水率 抗冻性 导热性

↑

16.某岩石试样经烘干后其质量为482g，将其投入盛水的量筒中，当试样吸水饱和后水的体积由452g增为630g。饱和面干时取出试件称量，质量487g。试问：（1）该岩石的开口孔隙率为什么（2）表观密度是多少

17.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，将些瓶内的砂倒出，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。

《土木工程材料》复习思考题参考答案

第1章 复习思考题

一、填空题

1. 宏观，细观，微观

2. 51.5

3. 小，大

4. 最大冻融循环次数

5. 软化系数，0.85

二、选择题

1. B； 2. A； 3. D； 4. C； 5. B； 6. D

三、简答题

1．答：当某种材料的孔隙率增大时，下表内其他性质如何变化？（用符号表示：↑增大、↓下降、─不变、？不定）

孔隙率 密度 表观密度 强度 吸水率 抗冻性 导热性

↑ ─ ↓ ↓ ？ ？ ↓

2. 答：脆性材料——在外力作用下达到破坏荷载时的变形值很小，破坏时有突发性；抗压强度远大于抗拉强度，可高达数倍甚至数十倍；承受冲击或震动荷载的能力很差，适宜承受静压力，用于受压部位。

韧性材料——在冲击或震动荷载作用下，能吸收较大能量，同时产生较大变形，特别是塑性变形大，破坏前有明显预兆；抗拉强度接近或高于抗压强度。适合承受拉力或动载，对于承受冲击荷载和有抗震要求的结构，应具有较高的韧性。

3. 答：提高材料的耐久性，对保证工程结构长期处于正常使用的状态，减少维护费用，延长使用年限、节约材料，具有十分重要的意义。

材料的耐久性与其抗渗性有直接关系，改善抗渗性的措施均有利于提高材料的耐久性。如生产制备材料时，尽量增大其密实度，提高强度；改善内部孔隙结构，减少连通性孔隙；做好防水措施，对于亲水性材料，表面用憎水材料覆盖或涂层等。

四、计算题

1．解：填充1m3卵石需用砂子的体积大小等于卵石的孔隙体积。

//001550(1)100%(1)100%41.5%2650gP

/31.0*0.415sgVPm 2．一块烧结普通砖的外形尺寸为240mm115mm53mm，吸水饱和后重2940g，烘干至恒重为2580g。将该砖磨细并烘干后取50g，用李氏瓶测得其体积为18.58 cm3。试求该砖的密度、表观密度、孔隙率、质量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。

第1章材料的基本性质

【习题】

1-1材料的密度、表观密度、堆积密度有何区别？如何测定？

答：密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量；表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量，也称体积密度；堆积密度是指散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量。

测定材料密度时，应先把材料磨成细粉（粒径小于0.2mm），经干燥至恒重后用比重瓶（李氏瓶）测定其体积，然后将重量除以体积计算得到密度值。

测定表观密度时，对于外形规则的材料，只需要用尺测量其体积，再称其质量，即可算得。对于不规则材料，先称取干燥材料的重量，再手采用排水法测定其体积，在测定前材料表面应预先涂上蜡，以防止水分渗入材料内部而使测值不准。

对于堆积密度的测定，通过已标定容积的容器测定散粒材料的体积，再称出材料重量，即可计算出堆积密度。

1-2材料的孔隙率和空隙率有何区别？如何计算？

答：孔隙率是指材料体积内，孔隙体积所占的比例。其公式表示为：

%1001%100000VVVP

空隙率是指散粒状材料在某堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。其公式表示为：

%1001%10000000VVVP

1-3什么是耐水材料？如何表示？

答：材料长期在水作用下不破坏，强度也不显著降低的性质称为耐水性，材料的耐水性用软化系数表示，工程中通常将KR＞0.85的材料称为耐水材料。

1-4影响材料吸水性的主要因素有哪些？材料含水对哪些性质有影响？影响如何？

答：影响材料吸水性的主要因素有：①材料本身的性质，即材料是亲水性还是憎水性的；②材料孔隙率大小，材料孔隙率越大，吸水性越大；③材料孔隙特征，开口连通细孔吸水性大，粗孔和细孔比，开口孔一定时，孔越细吸水率越大。

材料含水会影响材料的表观密度、堆积密度、抗冻性、导热性和强度等。材料含水会

使材料的表观密度、堆积密度变大，而抗冻性、导热性和强度会下降。