土木工程材料复习整理

第一章 绪论

本章主要介绍了建筑材料的常用分类方式，及材料的基本物理、力学、化学性质和有关参数。

一、重点知识提要

1. 建筑材料的分类；建筑材料的标准化；

2. 材料的基本状态参数：密度、表观密度、堆积密度、孔隙率和空隙率的定义；

3. 材料的力学性质：强度、弹性、塑性、脆性和韧性的定义；

4. 材料与水有关的性质：亲水性与憎水性材料如何区别？吸湿性、吸水性、耐水性、抗渗性与抗冻性的定义；

5. 材料的热性质：导热性、热容量、热变形性的定义；

6. 材料的耐久性的定义及其所包涵的内容。

二、典型例题

1. 材料的密度、表观密度、堆积密度有何区别？如何测定？材料含水后对三者有何影响？

解：三者都是表示材料单位体积的质量，但随着存在状态的不同，计算时应取用不同的体积。

对于含孔材料，三者的测试方法要点如下：测定密度时，需先将材料磨细，之后采用排出液体或水的方法来测定体积。测定表观密度时，直接将材料放入水中，即直接采用排开水的方法来测体积，测定堆积密度时，将材料装入已知体积的容量筒中，直接测试其自然堆积状态下的体积。

含水与否对密度无影响，因密度需在绝对干燥状态下测试，含水对表观密度、堆积密度的影响则较为复杂，一般来说会使表观密度、堆积密度增大。

2. 影响材料强度测试结果的试验条件有哪些？

答：材料强度测试结果的试验条件主要有：试件的大小、试件的形状、试件的表面状态、加荷速度的大小等

3.何谓材料的强度？影响材料强度的因素有哪些？

答：材料的强度是指材料在外力作用下不破坏时所能承受的最大应力。

影响材料强度的主要因素有：材料的组成、孔隙率、含水率、试件尺寸大小、加荷速度快慢等。

4.某一块状材料的全干质量为100g，自然状态体积为40cm3，绝对密实状态下的体积为33cm3，试计算其密度、表观密度、密实度和孔隙率。 解：密度3/03.333100cmg

表观密度30/5.240100cmg

学 海 无 涯

1 土木工程材料复习提纲

一、 绪论

1、 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=vm ρ—材料的密度，g/cm3 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，cm3

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=

0vm ρ0—材料的表观密度，g/cm3 m—材料的质量，g

v0—材料在自然状态下的体积，cm3

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='0vm ρ'0—散粒材料的堆积密度，g/cm3

m—散粒材料的质量，g v '0—散粒材料的自然堆积体积，cm3

5、大小关系：实际密度>表观密度>堆积密度

6、孔隙率：材料内部孔隙体积（vp）占材料总体积（v0）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=%100

00−

vvv=(1-0)%100

7、密实度：材料内部固体物质的实体积占材料总体积的百分率。 公式：pvvD−===1%100%1000

0

8、空隙率：散粒材料颗粒间的空隙体积（vs）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(%100

0'0

00'0'−=−=

vvvp

9、填充率：颗粒的自然状态体积占堆积体积的百分率。

公式：'

0'0'00'1%100%100pvvD−===

10 孔隙与水：材料开口孔越多，吸水量越大。虽然水分很易进入开口的大孔，但无法存留，只能湿

润孔壁，所以吸水率不大，而开口细微连通孔越多，吸水量越大

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。

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

第1章考试题

一、名词解释

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

名词解释答案

二、填空题

1 材料的质量与其自然状态下的体积比称为材料的＿＿。

2 材料的吸湿性是指材料在＿＿的性质。

3 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。

4 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＿＿。

5 孔隙率越大，材料的导热系数越＿＿，其材料的绝热性能越＿＿。

填空题答案

1 表观密度 2 空气中吸收水分 3 冻融循环次数 4 亲水性 5 小

好

三、选择题（多项选择）

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

3 材料的耐水性一般可用＿＿来表示。

A 渗透系数 B 抗冻性 C 软化系数 D 含水率

4 弹性材料具有＿＿的特点。

A 无塑性变形 B 不变形 C 塑性变形小 D 恒定的弹性模量 5 材料的比强度是＿＿。

A 两材料的强度比 B 材料强度与其表观密度之比

C 材料强度与其质量之比 D 材料强度与其体积之比。

选择题答案

1 B 2 A 3 C 4 AD 5 B

四、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。

2 某材料含大量开口孔隙，直接用排水法测定其体积，该材料的质量与所测得的体积之比即为该材料的表观密度。

3 材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。

4 在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。

5 材料的抗渗性与材料的开口孔隙率关系不大。

6 材料的冻融破坏主要是由于材料的水结冰造成的。

1 一.名词解释：

1.密度、表观密度、体积密度、堆积密度；2.亲水性、憎水性；3.吸水率、含水率；4.耐水性、软化系数；5.抗渗性；6.抗冻性；7.强度等级、比强度；8.弹性、塑性；9.脆性、韧性；10.热容量、导热性；11.耐燃性、耐火性；12.耐久性

二.填空题

1．材料的吸水性、耐水性、抗渗性、抗冻性、导热性分别用 吸水率 、 软化系数 、 渗透系数 、 抗冻等级 和 导热系数 表示。

2．当材料的孔隙率一定时，孔隙尺寸越小，材料的强度越 大 ，保温性能越 好 ，耐久性

越久 。

3．选用墙体材料时，应选择导热系数较 小 、热容量较 大 的材料，才能使室内尽可能冬暖夏凉。

4．材料受水作用，将会对其 质量 、 强度 、 保温性能 、 抗冻性能 及

体积等性能产生不良影响。

5．材料的孔隙率较大时（假定均为开口孔），则材料的表观密度 减小 、强度 减小 、吸水率 增大 、抗渗性 差 、抗冻性 差 、导热性 增大 、吸声性 好 。

6．材料的软化系数愈大表明材料的耐水性愈 好 。软化系数大于 0.8 的材料被认为是耐水的。

7．评价材料是否轻质高强的指标为 比强度 ，它等于 强度与体积密度之比 ，其值越大，表明材料 质轻高强 。

8．无机非金属材料一般均属于脆性材料，最宜承受 静压 力。

9．材料的弹性模量反映了材料 抵抗变形 的能力。

10．材料的吸水率主要取决于 孔隙率 及 孔隙特征 ， 孔隙率 较大，且具有 细小开口 而又 连通 孔隙的材料其吸水率往往较大。

11．材料的耐燃性按耐火要求规定分为 易燃 、 难燃 和 不然 类。材料在高温作用下会发生 热变形 和 热变质 两种性质的变化而影响其正常使用。