建筑材料复习-土木工程材料的基本性质
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1.土木工程材料基本性质:物理性质:密度,孔隙率,含水率,几何尺寸。
力学性质:强度,弹性模量,抗冲击,抗剪性,抗扭曲性。
耐久性能:抗渗性,抗冻性,抗腐蚀性等。
2.胶凝材料:是在物理,化学作用下将其他物理胶结为具有一定力学强度的整体物质。
3.石灰:石灰的主要原料是以碳酸钙为主要成分的矿物,天然岩石,常用的有石灰石,白云石或贝壳等。
4.水泥:水泥是制造各种形式的混凝土,钢筋混凝土和预应力混凝土建筑物或构筑物的基本材料之一,它广泛应用于建筑,道桥,铁路,水利和国防等工程中。
5.水泥砂浆:水泥砂浆是以砂为主体材料,加入一定量的水泥或其他掺和料和水经拌和均匀而得到的稠状材料。
根据用途可分为:砌筑砂浆,抹灰砂浆,锚固砂浆,补修砂浆,保温砂浆等。
6.水泥混凝土:它是以水泥为胶凝材料,由粗细集料,水混合而成,必要时也可以加入适量的外加剂,掺和料以及其他改性材料改变其性能。
7.防水材料:是指能够防止雨水,地下水,工业污水,湿气等渗透的材料。
应具有防潮,防渗,防漏的功能,以及良好的变形性能与耐老化性能。
分为刚性防水(混凝土,防水砂浆),柔性防水防水卷材,防水涂料,密封材料等)8.绝热材料:是用于减少建筑结构物与环境热交换的一种功能材料。
按化学成分分为有机和无机两类。
按材料构造分为纤维状,松散粒状,多孔组织等。
9.装饰材料:装饰材料不但应具有良好的装饰性能外,还应具有良好的物理学性能,施工与加工性能以及房屋建筑所需的绿色环保特色。
装饰材料包括木,石,砖,石膏,石棉玻璃,陶瓷,金属等。
10.土木工程材料发展趋势:土木工程自身发展与其材料之间存在着相互依赖和相互促进的关系。
随着社会对工程安全,低碳,可持续额发展的需要,土木工程材料需向高强,轻质,耐久以及节能,环保,生态等方向发展。
11.地基:承受建筑物荷载的那一部分土层成为地基,建筑物向地基传递荷载的下部结结构称为基础。
地基与基础是保证建筑物安全和满足使用要求的关键之一。
第1章土木工程材料的基本性质第1节材料的组成、结构和构造一、材料的组成(composition)(1)化学组成(chemical) :指构成材料的化学元素及化合物的种类和数量。
如水泥化学组成:(2)矿物组成(mineral) :将无机非金属材料中具有特定的晶体结构、特定的物理力学性能的组成结构称为矿物。
矿物组成指构成材料的矿物的种类和数量。
如水泥的矿物组成:3CaO.SiO2 37~60%2CaO.SiO2 15~37%3CaO.AL2O3 37~15% 10~18%(3)相组成(phase):材料中结构相近、性质相同的均匀部分称为相。
自然界中的物质可分为气相、液相、固相三种形态。
土木工程材料大多是多相固体材料,这种由两相或两相以上的物质组成的材料,称为复合材料。
二、材料的结构(structure)1、宏观结构(>10-3mm)材料的宏观结构是指用肉眼或放大镜能够分辨的粗大组织。
按其孔隙特征分为:(1)致密结构:指具有无可吸水、透气的孔隙的结构。
如金属材料、致密石材、玻璃、塑料、橡胶等。
(2)多孔结构:指具有粗大孔隙的结构。
如加气混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造轻质多孔材料。
(3)微孔结构:指具有微细孔隙的结构。
如石膏制品、低温烧结粘土制品。
按其组织构造特征分为:(1)堆聚结构:指由集料与具有胶凝性或粘结性物质胶结而成的结构。
例如水泥混凝土、砂浆、沥青混合料等。
(2)纤维结构:指由天然或人工合成纤维物质构成的结构。
例如木材、玻璃钢、岩棉、GRC制品等。
(3)层状结构:指由天然形成或人工粘结等方法而将材料叠合而成的双层或多层结构。
例如胶合板、蜂窝煤、纸面石膏板、各种新型节能复合墙板等。
(4)散粒结构:指由松散粒状物质所形成的结构。
例如混凝土集料、粉煤灰、细砂、膨胀珍珠岩等。
2、细观结构(10-3~ 10-6mm 尺度)材料的细观结构是指可用光学显微镜观察到的结构。
–金属材料的金相组织–木材的木纤维–混凝土内的微裂缝等3、微观结构(10-6~ 10-10mm原子、分子尺度)微观结构是指原子、分子层次的结构。
一建筑材料的基本性质一、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。
3.材料的强度:是指材料在外界荷载的作用下抵抗破坏的能力。
4.材料的耐久性:是指材料在周围各种因素的作用下,经久不变质、不破坏,长期地保持其工作性能的性质。
二、填空题1.材料的吸湿性是指材料在_空气中吸收水分_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_冻融循环次数_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,这种性质称为亲水性_。
4.材料地表观密度是指材料在_自然_状态下单位体积的质量。
三、单项选择题1.孔隙率增大,材料的__B___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____。
A、吸水性B、吸湿性C、耐水性D、渗透性3.含水率为10%的湿砂220g,其中水的质量为____A____。
A、B、22g C、20g D、4.材料的孔隙率增大时,其性质保持不变的是____C____。
A、表观密度B、堆积密度C、密度D、强度四、多项选择题1.下列性质属于力学性质的有__ABCD______。
A、强度B、硬度C、弹性D、脆性2.下列材料中,属于复合材料的是___AB_____。
A、钢筋混凝土B、沥青混凝土C、建筑石油沥青D、建筑塑料五、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。
错六、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。
土木工程材料_基本要点第一章土木工程材料的基本性质密度:材料在绝对密实状态下(不包括材料孔隙在内的体积),单位体积的质量表观密度:材料在自然状态下(包括材料内部孔隙的体积),单位体积的质量堆积密度:材料为散粒或粉状,在堆积状态下,单位体积的质量大小关系:密实度:材料体积内,被固体物质充实的程度孔隙率:材料体积内,孔隙体积所占的比例填充率:散粒材料堆积体积中,颗粒填充的程度空隙率:散粒材料体积中,颗粒之间的空隙体积所占的比例。
亲水性:材料与水接触时能被水润湿的性质憎水性:材料与水接触时不能被水润湿的性质吸水性:材料在水中通过毛细孔隙吸收并保持水分的性质,用吸水率表示吸湿性:材料在一定温度和湿度下吸附水分的能力,用含水率表示耐水性:材料抵抗水破坏作用的性质,用软化性质表示软化系数的范围在0---1 之间。
用于水中、潮湿环境中的材料,必须选用软化系数不少于0.85的材料;用于受潮较轻的或者是次要结构,则不宜小于0.70—0.85 通常软化系数大于0.85 的材料称为耐水性材料。
抗冻性:材料在吸水饱和状态下,能经受多次冻融循环作用而不破坏,同时也不严重降低强度的性质,用“抗冻等级”表示抗渗性:材料抵抗压力水渗透的性质,用渗透系数表示脆性: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韧性:在冲击、震动荷载作用下,能够吸收较大的能量,同时产生一定的变形而不破坏的性质材料的组成是指化学组成和矿物组成材料的结构:宏观结构;细观结构;微观结构材料的孔隙率增大时,材料的密度、表观密度、强度、吸水率、抗冻性、导热性、耐久性?第二章天然石材天然岩石根据生成条件,按地质分类分为岩浆岩、沉积岩、变质岩砌筑用石材分为毛石料石两类选择天然石材的原则:适用性;经济性;安全性适用性:考虑石材的技术性能是否满足使用要求经济性:考虑利用地方资源,尽可能做到就地取材安全性:对人体健康有影响的花岗岩:是岩浆岩中分布较广的一种岩石,主要由石英、长石及少量暗色矿物和云母组成。
学习指导本章为全书重点章之一,主要介绍土木工程材料的各种基本性质及材料组成、结构及构造对材料性质的影响。
通过学习应了解材料的组成、结构及构造的基本知识及有关规范的常识;掌握土木工程材料各种性质的基本概念;各种性质的表示方法和影响因素及其实用意义一、名词解释1.亲水性 2.抗冻性3.强度等级4.比强度5.脆性6.韧性7.耐热性8.耐燃性9.抗渗性10.软化系数11.体积密度12.视密度13.堆积密度14.孔隙水饱和系数15.耐久性16.耐水性17.导热性18.憎水性19.密度二、填空1.材料的吸水性用_表示.耐水性用_表示,抗渗性用_表示,抗冻性用_表示,导热性用_表示。
2.当材料的孔隙率一定时.孔隙尺寸愈小,材料的强度愈_,保温性能愈_,耐水性愈_。
3.选用墙体材料时,应选择导热系数较_,热容量较_的材料,才能使室内尽可能冬暖夏凉。
4.材料受水作用,将会对材料的_、_、_、_及_等性能产生不良影响。
5.材料的孔隙率较大时(假定均为闭口孔),则材料的体积密度_、强度_、吸水率_、抗渗性_、抗冻性_、导热性_、吸声性_。
6.软化系数K大于_的材料认为是耐水的。
7.对材料结构的研究,通常可分为_、_和_三个结构层次。
8.评价材料是否轻质高强的指标为_,它等于_,其值越大,表明材料_。
9.普通粘土砖多为开口孔,若增大其孔隙率,则会使砖的体积密度_,吸水率_,抗冻性_,耐水性_,强度_。
10.无机非金属材料一般均属于脆性材料,最宜承受_力。
11.12.材料的耐水性用_表示,其值愈大则材料的耐水性愈_。
13.质量为100kg,含水率为4%的中砂,其干燥后干砂的质量为_kg。
14.一般来说,材料含水时比其干燥时的强度_。
15.比强度是衡量_的指标。
16.材料的吸水性主要取决于_及_,_较大,且具有_而又_孔隙的材料其吸水率往往较大。
17.一般将导热系数λ_的材料称作绝热材料。
18.材料的比热与质量的乘积称为材料的_。
学习指导
本章为全书重点章之一,主要介绍土木工程材料的各种基本性质及材料组成、结构及构造对材料性质的影响。
通过学习应了解材料的组成、结构及构造的基本知识及有关规范的常识;掌握土木工程材料各种性质的基本概念;各种性质的表示方法和影响因素及其实用意义
一、名词解释
1.亲水性2.抗冻性3.强度等级4.比强度5.脆性6.韧性7.耐热性8.耐燃性9.抗渗性10.软化系数11.体积密度12.视密度
13.堆积密度14.孔隙水饱和系数15.耐久性16.耐水性17.导热性18.憎水性19.密度
二、填空
1.材料的吸水性用_表示.耐水性用_表示,抗渗性用_表示,抗冻性用_表示,导热性用_表示。
2.当材料的孔隙率一定时.孔隙尺寸愈小,材料的强度愈_,保温性能愈_,耐水性愈_。
3.选用墙体材料时,应选择导热系数较_,热容量较_的材料,才能使室内尽可能冬暖夏凉。
4.材料受水作用,将会对材料的_、_、_、_及_等性能产生不良影响。
5.材料的孔隙率较大时(假定均为闭口孔),则材料的体积密度_、强度_、吸水率_、抗渗性_、抗冻性_、导热性_、吸声性_。
6.软化系数K大于_的材料认为是耐水的。
7.对材料结构的研究,通常可分为_、_和_三个结构层次。
8.评价材料是否轻质高强的指标为_,它等于_,其值越大,表明材料_。
9.普通粘土砖多为开口孔,若增大其孔隙率,则会使砖的体积密度_,吸水率_,抗冻性_,耐水性_,强度_。
10.无机非金属材料一般均属于脆性材料,最宜承受_力。
11.
12.材料的耐水性用_表示,其值愈大则材料的耐水性愈_。
13.质量为100kg,含水率为4%的中砂,其干燥后干砂的质量为_kg。
14.一般来说,材料含水时比其干燥时的强度_。
15.比强度是衡量_的指标。
16.材料的吸水性主要取决于_及_,_较大,且具有_而又_孔隙的材料其吸水率往往较大。
17.一般将导热系数λ_的材料称作绝热材料。
18.材料的比热与质量的乘积称为材料的_。
材料具有较大的_对室内温度稳定有良好的作用。
19.材料在高温作用下会发生_和_两种性质的变化而影响材料的正常使用。
20.材料的耐燃性按耐火要求规定分为_、_、和_、三大类。
21.材料的强度试验值要受试验时试件的_、_、_、_、_及_等的影响。
22.材料的弹性模量反映了材料_的能力。
23.墙体受潮后,保温隔热性会明显下降,这是由于材料受潮后导热系数_的缘故。
24.材料强度的确定视材料的种类的不同而不同,对于脆性材料常以_作为该材料的强度;对于韧性材料而言则以_作为该材料的强度。
25.水淬矿渣是一种较好的绝热材料,这是由于水淬矿渣从微观结构上来看属_结构,而该种结构的材料具有较小导热系数的缘故。
26.材料在使用环境中,除受荷载作用外,还会受到_、_、和_等周围自然因素的作用而影响其耐久性。
27.中国木工有句名言:“干千年、湿千年、干干湿湿二三年。
”,从材料的基本性质上看,这句话表明了木材若处理不好其_性是很差的。
这主要是由于木材受到_作用耐腐朽的结果。
三、选择题
1.含水率4%的砂100克,其中干砂重_克。
①96 ②95.5 ③96.15 ④97
2.在组成结构一定的情况下,要使材料的导热系数尽量小应采用_。
①使含水率尽量低②使孔隙率大,特别是闭口,小孔尽量多
③含水率尽量低,大孔尽量多④(①+②)
3.建筑上为使温度稳定,并节约能源,应选用_的材料。
①导热系数和热容量均小②导热系数和热容量均大
③导热系数小而热容量大④导热系数大而热容量小
4.对于组成相同具有下列不同特性的材料一般应有怎样的构造特征(均同种材料)。
(1)强度较高的应是_;(2)吸水率大的应是_;(3)抗冻性较好的应是_;
(4)保温隔热性好的应是_;(5)吸声性能好的应是_;
①孔隙率大②孔隙率小③连通孔④闭口孔⑤粗大孔⑥微细孔
5.当材料内部只含闭口孔时,则_。
①ρ=ρ’>ρ②ρ>ρ’>ρ0③ρ>ρ0>ρ’④ρ>ρ’
6.对于某材料来说无论环境怎样变化,其_都是一个定值。
①ρ0②ρ’③λ④平衡含水
率
7.降低同一种材料的密实度,则其抗冻性_
①提高②不变③降低④不一定降低
8.某材料其含水率与大气平衡时的抗压强度为40MPa,干燥时抗压强度为42.0MPa;,吸水饱和时抗压强度为38.0MPa,则材料的软化系数和耐水性_。
①0.95,耐水②0.90,耐水③0.952,耐水④0.90,不耐水9.孔隙水饱和系数K=1时,说明_。
①孔隙全部为封闭的②孔隙全部为开口的③孔隙中封闭的与开口的各占一
半
10.从组成上来看,_导热系数最大,导热系数最小。
①金属材料②无机非金属材料③有机材料
11.相同组成的材料,导热系数存在如下关系。
①结晶材料>微晶材料>玻璃体结构②结晶结构>玻璃体结构>微晶结构
③玻璃体结构>结晶结构>微晶结构④微晶结构>结晶结构>微晶结构
四、判断题(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.材料的孔隙率越大,吸水率越高()
2.材料的组成是决定材料性质的决定性因素()
3.具有粗大或封闭孔隙的材料,其吸水率较大,而具有细小或连通孔隙的材料其吸水率较大()
4.对于任何一种材料,其密度都大于其体积密度()
5.凡是含孔材料其体积吸水率都不能为零()
6.对保温材料,若厚度增加可提高其保温效果,故墙体材料的导热系数降低()
7.软化系数越大的材料,长期受水作用后,其强度降低越多()
8.将某种含孔材料分别置于不同湿度的环境中,所测得密度值中以干燥状态下的密度值为最小()
9.对孔隙率相同的同种材料来说,孔隙细微或封闭的材料其保温性能好,而孔隙粗大且连通的材料保温性能差些()
10.混凝土中掺人引气剂,使混凝土的密实度降低,因而使混凝土的抗冻性降低()11.材料的孔隙率越大,其抗冻性就越差()
12.材料受潮后,其保温隔热性能降低()
13.材料的含水率越高,其视密度越大()
14.材料的比强度值愈小,说明该材料愈是轻质高强()
15.材料孔隙水饱和系数越小,则材料的抗冻性越差()
16.在建筑材料中,常以在常温常压,水能否进人孔中来区分开口孔与闭口孔()
17.耐燃性好的材料耐火性一定好()
五、简答题
1.材料的组成、结构、构造与性质有何关系?
2.试述密度、表观密度、体积密度、堆积密度的区别?
3.亲水性材料与憎水性材料如何区别?在使用上有何不同?
4.导热系数受哪些因素影响?并简述原因?
5.耐热性与耐燃性有何区别?材料受热后常发生哪些变化?材料按耐燃性分为哪几类?6.简述材料的吸水性、吸湿性、耐水性、导热性的含义及表示方法。
7.何谓材料的耐久性?包括哪些内容?如何确定不同类材料的耐久性内容?
8.脆性材料与韧性材料有何区别?在使用时应注意哪些问题?
9.脆性材料有何特点?常用在哪些建筑部位?
10.材料的构造(孔隙)对材料的哪些性能有影响?如何影响?
六、计算题
1.将卵石洗净并吸水饱和后,用布擦干表面称1005g,将其装人盛满水重为1840g的广口瓶内,称其总重量为2475g,经烘干后称其质量为1000g,试问上述条件可求得卵石的哪些密度值?各是多少?
2.有一石材干试样,质量为256g,把它浸水;吸水饱和排出水体积115cm3,将其取出后擦干表面,再次放人水中排出水体积为115cm3,若试样体积无膨胀,求此石材的表观密度、体积密度、质量吸水率和体积吸水率。
3.一块普通粘土砖尺寸为240×115×53(mm),烘干后质量为2420g,吸水饱和后为2640g,将其烘干磨细后取50g用李氏瓶测其体积为19.2cm3,求该砖的开口孔隙率及闭口孔隙率。
4.一块普通粘土砖,其规格尺寸为240×115×53(mm),烘干后重2500g,吸水饱和湿重2900g,其密度为2.7g/ cm3,求该砖的体积密度、孔隙率和吸水率。
5.用容积为10L,质量为6.20kg的标准容器,用规定方法装人卵石并刮平,称得质量为21.30kg,向容器内注水至平满,使卵石吸水饱和后,称其总质量为25.90kg,求该卵石的表观密度、堆积密度、空隙率。
6.某工地测得大块石灰石的密度为2.56g/ cm3,闭口孔隙率为1.2%,将该石灰石破碎成碎石后,测得其堆积密度为1580kg/m3,求此石灰石的视密度。
7.某材料密度为2.60g/ cm3,干燥体积密度为1600 kg/m3,现将一重954g的该材料浸人水中,吸水饱和后取出称重量为1086g,试求该材料的孔隙率、质量吸水率、开口孔隙率和闭口孔隙率。
8.从室外堆场取来100×100×100的混凝士试件,称得重量为2424g,将其浸水饱和后,称得重量为2448g,再将其烘干后,称得重量为2400g,求此混凝土的:①体积密度;②自然状态含水率;③质量吸水率;④体积吸水率。