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土木建筑专业 建筑材料学 习题课04 附解析

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土木工程材料复习思考题答案(第四章)

土木工程材料复习思考题答案(第四章)

土木工程材料复习思考题答案第四章混凝土1.砂的级配与粗细度有什么区别和联系？答：区别：砂的级配是指砂中不同粒径颗粒的分布情况，砂的粗细程度是指不同粒径的颗粒混在一起的平均粗细程度。

联系：砂的颗粒级配和粗细程度都用筛分测定，砂的粗细程度用细度模数表示，细度模数越大，表示砂越粗，细度模数Mx=3.7～3.1为粗砂; Mx=3.0～2。

3为中砂；Mx=2.2～1。

6为细砂。

砂的细度模数并不能反映其级配的优劣，细度模数相同的砂，级配可以很不相同。

所以,配制混凝土时必须同时考虑砂的颗粒级配和细度模数。

2.简述减水剂的作用机理，并讨论掺入减水剂可获得的技术经济效果.改善混凝土拌合物和易性的措施有哪些？答：减水剂的作用机理：减水剂是一种表面活性剂，它的分子是由亲水基团和憎水基团两部分构成。

当水泥加水拌合后，若无减水剂，则由于水泥颗粒之间分子凝聚力的作用,使水泥浆形成絮凝结构，将一部分拌合水（游离水）包裹在水泥颗粒的絮凝结构内，从而降低混凝土拌合物的流动性。

如果在水泥浆中加入减水剂，减水剂的憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，形成吸附膜，使水泥颗粒表面带有相同的电荷，在电性斥力作用下，使水泥颗粒分开从而将絮凝结构内地游离水释放出来，在不增加有水的情况下，增加了有效用水量，提高了混凝土的流动性。

另外，减水剂还能在水泥颗粒表面形成一层溶剂水膜,在水泥颗粒间起到很好的润滑作用。

掺入减水剂可获得的技术经济效果：a. 在水泥用量、坍落度一定时,可减少用水量，改善强度、抗渗性（不透水性）以及耐久性；b. 在达到要求的坍落度情况下，可减少水泥用量而不需改变水灰比，有利于降低成本；c。

降低水化热，防止大体积混凝土因内外温差而引起裂缝;d。

在水泥和水的用量不变情况下，可提高混凝土拌合物流动性，易于浇注。

改善混凝土拌合物和易性的措施：要使混凝土获得良好的和易性，首先必须使用粗细适中,级配良好的粗细骨料；同时采用合适砂率、单位用水量、水灰比；在需要达到较高流动性时采用掺加减水剂的方法。

土木工程材料课后习题及答案

土木工程材料课后习题及答案

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0ρ：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。

土木工程材料课后习题(附答案)

土木工程材料课后习题(附答案)

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。

答：可分为三大类：1)岩浆岩，也称火成岩，是由地壳内的岩浆冷凝而成，具有结晶构造而没有层理。

例如花岗岩、辉绿岩、火山首凝灰岩等。

土木工程材料课后习题及答案

土木工程材料课后习题及答案

⼟⽊⼯程材料课后习题及答案⼟⽊⼯程材料课后习题答案⼟⽊⼯程材料概述及基本性质思考题与习题：⼀、填空1、建筑材料按化学成分可分为有机材料、⽆机材料、复合材料三⼤类。

2、建筑材料按使⽤功能可分为结构材料、功能材料两⼤类。

3、我国建筑材料标准分为：国家标准、部委⾏业标准、地⽅标准、企业标准四类，国家标准代号为： GB ，企业标准代号为Q 。

4、材料标准表⽰由标准名称，标准分类，标准编号，颁布年份四部分组成。

5、《蒸压加⽓混凝⼟砌块》（GB/T11969－1997）中，各字母和数字的含意为：GB : 国家标准， T : 推荐标准，11969 : 标准编号，1997 : 颁布年份。

6、某材料的密度为 2.5，表观密度为 1.8，该材料的密实度为 72% ，孔隙率为28% 。

7、⽔可以在材料表⾯展开，即材料表⾯可以被⽔浸润，这种性质称为材料的亲⽔性。

8、材料的吸⽔性⼤⼩⽤吸⽔率表⽰，吸湿性⼤⼩⽤含⽔率表⽰。

9、含⽔率为5％的湿砂1000g中，含⼲砂 952.38 g，⽔ 47.62 g。

10、材料的耐⽔性⽤软化系数表⽰，耐⽔材料的K R≥ 0.85 。

11、⼀般来说，材料含⽔时⽐其⼲燥时的强度低。

12、墙体受潮后，其保温隔热性会明显下降，这是由于材料受潮后导热系数明显增⼤的缘故。

13、当某材料的孔隙率增⼤时，下表中的性质将如何变化。

（增⼤↑，下降↓，不变－，不定？）14、某钢材直径10mm，拉伸破坏荷载为31.5KN，该钢材的抗拉强度为 401.07MPa 。

15、材料的弹性模量反映了材料抵抗变形的能⼒。

16、材料在使⽤环境中，除受荷载作⽤外，还会受到物理作⽤、化学作⽤和⽣物作⽤等周围⾃然因素的作⽤影响其耐久性。

⼆、是⾮判断题（对的打∨，错的打×）1、含⽔率为2％的湿砂重100g，其中⽔的重量为2g。

（）2、热容量⼤的材料导热性⼤，受外界⽓温影响时室内温度变化较快。

（）3、材料的孔隙率相同时，连通粗孔⽐封闭微孔的导热系数⼤。

土木工程材料习题集及答案详解

土木工程材料习题集及答案详解

土木工程材料习题集目录0 绪论 (2)1土木工程材料的基本性质 (3)2气硬性胶凝材料 (10)3水泥 (15)4混凝土 (23)5建筑砂浆 (43)6墙体材料 (46)7天然石材 (50)8金属材料 (52)9合成高分子材料……………………………………………………………10木材…………………………………………………………………………11沥青与防水材料……………………………………………………………12绝热材料与吸声材料………………………………………………………13建筑装饰材料………………………………………………………………习题解答0 绪论习题解答………………………………………………………………1土木工程材料的基本性质习题解答………………………………………2气硬性胶凝材料习题解答…………………………………………………3水泥习题解答………………………………………………………………4混凝土习题解答……………………………………………………………5建筑砂浆习题解答…………………………………………………………6墙体材料习题解答…………………………………………………………7天然石材习题解答…………………………………………………………8金属材料习题解答…………………………………………………………9合成高分子材料习题解答…………………………………………………10木材习题解答………………………………………………………………11沥青与防水材料习题解答…………………………………………………12绝热材料与吸声材料习题解答…………………………………………13建筑装饰材料习题解答……………………………………………………0 绪论0.1学习指导一、内容提要本章主要介绍土木工程材料的定义、分类、作用、发展趋势与技术标准以及本课程的学习目的与任务。

二、基本要求了解土木工程材料的定义、分类、与发展趋势，领会土木工程材料标准化的意义及表示方法。

土木工程材料习题集及答案详解

土木工程材料习题集及答案详解

土木工程材料习题集目录0 绪论 (2)1土木工程材料的基本性质 (3)2气硬性胶凝材料 (10)3水泥 (15)4混凝土 (23)5建筑砂浆 (43)6墙体材料 (46)7天然石材 (50)8金属材料 (52)9合成高分子材料……………………………………………………………10木材…………………………………………………………………………11沥青与防水材料……………………………………………………………12绝热材料与吸声材料………………………………………………………13建筑装饰材料………………………………………………………………习题解答0 绪论习题解答………………………………………………………………1土木工程材料的基本性质习题解答………………………………………2气硬性胶凝材料习题解答…………………………………………………3水泥习题解答………………………………………………………………4混凝土习题解答……………………………………………………………5建筑砂浆习题解答…………………………………………………………6墙体材料习题解答…………………………………………………………7天然石材习题解答…………………………………………………………8金属材料习题解答…………………………………………………………9合成高分子材料习题解答…………………………………………………10木材习题解答………………………………………………………………11沥青与防水材料习题解答…………………………………………………12绝热材料与吸声材料习题解答…………………………………………13建筑装饰材料习题解答……………………………………………………0 绪论0.1学习指导一、内容提要本章主要介绍土木工程材料的定义、分类、作用、发展趋势与技术标准以及本课程的学习目的与任务。

二、基本要求了解土木工程材料的定义、分类、与发展趋势，领会土木工程材料标准化的意义及表示方法。

(完整版)土木工程材料习题集及答案

目录0 绪论…………………………………………………………………………1土木工程材料的基本性质…………………………………………………2气硬性胶凝材料……………………………………………………………3水泥…………………………………………………………………………4混凝土………………………………………………………………………5建筑砂浆……………………………………………………………………6墙体材料……………………………………………………………………7天然石材……………………………………………………………………8金属材料……………………………………………………………………9合成高分子材料……………………………………………………………10木材…………………………………………………………………………11沥青与防水材料……………………………………………………………12绝热材料、吸声与隔声材料………………………………………………13建筑装饰材料………………………………………………………………习题解答0 绪论习题解答………………………………………………………………1土木工程材料的基本性质习题解答………………………………………2气硬性胶凝材料习题解答…………………………………………………3水泥习题解答………………………………………………………………4混凝土习题解答……………………………………………………………5建筑砂浆习题解答…………………………………………………………6墙体材料习题解答…………………………………………………………7天然石材习题解答…………………………………………………………8金属材料习题解答…………………………………………………………9合成高分子材料习题解答…………………………………………………10木材习题解答………………………………………………………………11沥青与防水材料习题解答…………………………………………………12绝热材料、吸声与隔声材料习题解答……………………………………13建筑装饰材料习题解答……………………………………………………0 绪论0.1学习指导一、内容提要本章主要介绍土木工程材料的定义、分类、作用、发展趋势与技术标准以及本课程的学习目的与任务。

土木工程材料课后习题答案

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。

答：可分为三大类：1)岩浆岩，也称火成岩，是由地壳内的岩浆冷凝而成，具有结晶构造而没有层理。

例如花岗岩、辉绿岩、火山首凝灰岩等。

土木建筑专业 建筑材料学 习题课03 附解析


无冻害 2. 潮湿 环境 有冻害
0.70
0.60
0.60
225
280
300
0.55
0.55
0.55
250
280
300
３． 有冻害和除冰剂 的潮湿环境
0பைடு நூலகம்50
0.50
0.50
300
300
300
注：当用活性掺合料取代部分水泥时，表中的最大水灰比及最小水泥用量即为替代前的水灰比和水泥用量
（5）确定砂率（βs） 查表 4—7，对于采用最大粒径为 40 ㎜的碎石制的混凝土，当水灰比为 0.53 时，其砂率值可选取 32%~37%，采 用插入法选定，现取βs= ３５％。
例 4-31．简述什么是粉煤灰效应？ 解:粉煤灰由于其本身的化学成分、结构和颗粒形状等特征，在混凝土中可产生下列三种效应，总称为“粉煤灰效 应”。 1.活性效应。粉煤灰中所含的 SiO2 和 Al2O3 具有化学活性，它们能与水泥水化产生的 Ca（OH）2 反应，生成类似水 泥水化产物中的水化硅酸钙和水化铝酸钙，可作为胶凝材料一部分而起增强作用。 2.颗粒形态效应。煤粉在高温燃烧过程中形成的粉煤灰颗粒，绝大多数为玻璃微珠，掺入混凝土中可减小内摩阻力， 从而可减少混凝土的用水量，起减水作用。 3.微骨料效应。粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥浆内，填充孔隙和毛细孔，改善了混凝土的孔结构，增大了密 实度。 [评注]由于粉煤灰效应的结果，粉煤灰可以改善混凝土拌合物的流动性、保水性、可泵性等性能，并能降低混 凝土的水化热，以及提高混凝土的抗化学侵蚀、抗渗、抑制碱一骨料反应等耐久性能。 混凝土中掺入粉煤灰取代部分水泥后，混凝土的早期强度将随掺入量增多而有所降低，但 28ｄ以后长期强度可 以赶上甚至超过不掺粉煤灰的混凝土。

土木建筑专业 建筑材料学 习题课02 附解析


例 4-4．为什么要限制砂、石中活性氧化硅的含量，它对混凝土的性质有什么不利作用？ 解：混凝土用砂、石必须限制其中活性氧化硅的含量，因为砂、石中的活性氧化硅会与水泥或混凝土中的碱产生碱骨料反 应。该反应的结果是在骨料表面生成一种复杂的碱一硅酸凝胶，在潮湿条件下由于凝胶吸水而产生很大的体积膨胀将硬化 混凝土的水泥石与骨料界面胀裂，使混凝土的强度、耐久性等下降。碱骨料反应往往需几年、甚至十几年以上才表现出来。 故需限制砂、石中的活性氧化硅的含量。
分计筛余量（g） 5 100 150 145 80 20
分计筛余（％） a 1 =5/500=1 a 2 =100/500=20 a 3 =150/500=30 a 4 =145/500=29 a 5 =80/500=16 a 6 =20/500=4
累计筛余（％） A 1 =a 1 =1 A 2 =A 1 + a 2 =21 A 3 =A 2 + a 3 =51 A 4 =A 3 + a 4 =80 A 5 =A 4 + a 5 =96 A 6 =A 5 + a 6 =100
例 4-13．什么是混凝土的和易性？它包括有几方面涵义？ 解：和易性是指混凝土拌合物能保持其组成成分均匀，不发生分层离析、泌水等现象，适于运输、浇筑、捣实成型等施工 作业，并能获得质量均匀、密实的混凝土的性能。和易性包括流动性、粘聚性和保水性三方面的涵义。 流动性是指混凝土拌合物在自重或机械振捣力的作用下，能产生流动并均匀密实地充满模型的性能。 粘聚性是指混凝土拌合物内部组分间具有一定的粘聚力，在运输和浇筑过程中不致发生离析分层现象，而使混凝土能
保持整体均匀的性能。 保水性是指混凝土拌合物具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致产生严重的泌水现象的性能。 [评注]混凝土拌合物的流动性、粘聚性及保水性，三者是互相关联又互相矛盾的，当流动性很大时，则往往粘聚性和 保水性差，反之亦然。因此，所谓拌合物和易性良好，就是要使这三方面的性质在某种具体条件下，达到均为良好，亦即 使矛盾得到统一。 例 4-14．混凝土的流动性如何表示？工程上如何选择流动性的大小？ 解：混凝土拌合物的流动性以坍落度或维勃调度作为指标。坍落度适用于流动性较大的混凝土拌合物，维勃稠度适用于干 硬的混凝土拌合物。 工程中选择混凝土拌合物的坍落度，主要依据构件截面尺寸大小、配筋疏密和施工捣实方法等来确定。当截面尺寸较 小或钢筋较密，或采用人工插捣时，坍落度可选择大些。反之，如构件截面尺寸较大，钢筋较疏，或采用振动器振捣时， 坍落度可选择小些。 [评注] 正确选择混凝土拌合物的坍落度，对于保证混凝土的施工质量及节约水泥，有重要意义。在选择坍落度时，原 则上应在不妨碍施工操作并能保证振捣密实的条件下，尽可能采用较小的坍落度，以节约水泥并获得质量较高的混凝土。
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例 7-6．碳素结构钢是如何划分牌号的？说明 Q235—A·F 和 Q235—Ｄ号钢在性能上有何区别？ 解：碳素结构钢的牌号按顺序由代表屈服点的字母（Q） 、屈服点数值（Ｎ/mm2） 、质量等级符号(A、B、C、D)、脱氧 程度符号(F、B、Z、TZ)等四部分组成。 Q235—A·F 和 Q235—D 均为Ｑ235 碳素结构钢，是建筑中应用最多的碳素钢。二者性能差别主要表现在质量等 级和脱氧程度上。按硫、磷含量多少来衡量，Q235—D 磷、硫含量均少于 Q235—A·F, 质量较好，按脱氧程度衡量 Q235—D 为ＴＺ震静钢，质量最好，Q235—A·F 为沸腾钢。Q235—A·F 钢，仅适用于承受间接动荷载的静荷载的结 构。而 Q235—D 可适用于动荷载作用或处在低温环境下的工作条件。 [评注] 碳素结构钢分五个牌号，即Ｑ195、Q215、Q235、Q255 和 Q275。各牌号钢又按其硫、磷含量由多至少分 为Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四个质量等级。
钢筋试样抗拉强度为： P 62 .0 10 3 b1 548 N / mm 2 A 62 P 63 .4 10 3 b2 561 N / mm 2 A 62 2 σb =(548+561)÷2 = 555 N/mm 钢筋试样伸长率为： l l0 70 . 6 60 5 1 17 . 7 % l0 60
例 7-8 何谓钢的冷加工强化及时效处理？冷拉并时效处理后的钢筋性能有何变化？ 解：在常温下将钢材进行机械加工，使其产生塑性变形，以提高其屈服强度的过程称为冷加工强化。机械加工方法 主要是对钢筋进行冷拉和冷拔。冷轧主要在钢厂进行。 时效处理是将经过冷加工的钢材，在常温下存放 15～20 天，或者加热到 100～200ｏＣ，并保持 2 小时以内， 这个过程称为时效处理。常温放置称为自然时效，加热处理称为人工时效。 冷拉并时效处理后的钢筋，其屈服点提高 20%--25%，抗拉强度也有提高，塑性和韧性降低较大，弹性模量基本恢复。 [评注] 在建筑工地和混凝土预制厂， 经常对比使用要求的强度偏低和塑性偏大的钢筋或低碳盘条钢筋进行冷拉 或冷拔并时效处理，以提高屈服强度和利用率，节省钢材。同时还兼有调直、除锈的作用。这种加工所用机械比较 简单，容易操作，效果明显，所以建筑工程中常采取此法。
(２)树脂 （沥青脂胶） 。 沥青脂胶为黄色至黑褐色粘稠状物质 （半固体） ， 分子量比油分大 （600～1000） ， 密度为 1.0～ 1.1g／cm3。沥青脂胶中绝大部分属于中性树脂。中性树脂含量增加，石油沥青的延度和粘结力等品质愈好。 （３）地沥青质（沥青质） 。地沥青质为深褐色至黑色固态无定形物质（固体粉末） ，分子量比树脂更大（1000 以上） ， 密度大于 1 g／cm3，不溶于酒精、正戊烷，但溶于三氯甲烷和二硫化碳，染色力强，对光的敏感性强，感光后就不 能溶解。地沥青质是决定石油沥青温度敏感性、粘性的重要组成部分。 石油沥青的组分与其性质的关系为：油分赋予沥青以流动性。沥青脂胶使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。 地沥青质含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。
例 7-5 简述碳元素对钢材基本组织和性能的影响规律。 解：碳素钢中基本组织的相对含量与其含Ｃ量关系密切，当含Ｃ量小于 0.8％时，钢的基本组织由铁素体和珠光体 组成，其间随着含Ｃ量提高，铁素体逐渐减少而珠光体逐渐增多，钢材则随之强度、硬度逐渐提高而塑性、韧性逐 渐降低。 当含 C 量为 0.8％时， 钢的基本组织仅为珠光体。 当含 C 量大于 0.8％时， 钢的基本组织由珠光体和渗碳体组成， 此后随含Ｃ量增加，珠光体逐渐减少而渗碳体相对渐增，从而使钢的硬度逐渐增大而塑性、韧性逐渐减小，且强度 下降。
例 9-2 石油沥青的主要技术性质是什么？各用什么指标表示？ 解 石油沥青的主要技术性质有： （1）粘滞性 石油沥青的粘滞性又称粘性。 粘滞性应以绝对粘度表示，但因其测定方法较复杂，故工程中常用相对粘度（条 件粘度）来表示粘滞性，对使用粘稠（半固体或固体）的石油沥青用针入度表示，对液体石油沥青则用粘滞度表示。 （２）塑性 塑性指石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后的形状的性质。 石油沥青的塑性 用延度表示。延度愈大，塑性愈好。 （３）温度敏感性 温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能。 由于沥青是一种高分子非晶态热塑性物质， 故没有一定的熔点。 温度敏感性以软化点指标表示。由于沥青材料从固态至液态有一定的变态间隔，故规定以其中某一状态作为从 固态转变到粘流态的起点，相应的温度则称为沥青的软化点。另外，沥青的脆点是反映温度敏感性的另一个指标， 它是指沥青从高弹态转到玻璃态过程中的某一规定状态的相应温度，该指标主要反映沥青的低温变形能力。 （４）大气稳定性 石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下抵抗老化的性能，称为大气稳定性，也是沥青材料 的耐久性。石油沥青的大气稳定性以加热蒸发损失百分率和加热前后针入度比来评定。
5
l1 l 0 71 . 4 60 19 . 0 % l0 60
δ=(17.7+19.0)÷2 =18.4% 查表 7-2 知σs1、σs2 均大于 335 N/mm2,σb1、σb2 均大于 490 N/mm2,均大于 16%，故该钢筋为 II 级钢。 2. 该钢筋的屈强比为： σs/σb = 385/555 =0.69 该 II 级钢筋的屈强比在 0.65~0.75 范围内，表明其利用率较高，使用中安全可靠度较好。
例 7-7．钢筋混凝土用热轧钢筋按力学性能分为几级？各级钢筋性质差别及主要用途如何？ 解：我国热轧钢筋标准，按屈服强度、抗拉强度等力学性能分为 I～IV 级。由 I 级到 IV 级，钢筋的机械强度不断提 高，而塑性、韧性降低，可焊性亦相应降低。Ｉ级钢筋是由Ｑ235 碳素结构钢热轧的光圆钢筋，适合做非预应力混 凝土用钢筋。II、 III、 IV 级钢筋由普通低合金结构钢轧制的热轧带肋钢筋, 可用于非预应力也可以用于预应力 混凝构件中。 [评注] II、 III、 IV 级由普通低合金结构钢轧制的热轧带肋钢筋, 其牌号由 HRB 和规定屈服强度最小值构成， 分别为：HRB335 、HRB400、HRB500。Ｈ、Ｒ、Ｂ分别为热轧、肋、钢筋的英文名称的第一个字母。
建筑材料
习题课(四）
金属材料 例 7-1 钢材如何按化学成分分类？土木工程中常用什么钢材？ 解：钢材按化学成分可以分为碳素钢和合金钢两大类。 碳素钢可以分为： 低碳钢（含碳量小于 0.25％） 中碳钢（合碳量 0.25％～0.60％） 高碳钢（合碳量大于 0.60％） 合金钢可以分为： 低合金钢（合金元素总含量小于 5.0％） 中合金钢（合金元素总含量 5.0%～10.0%） 高合金钢（合金元素总含量大于 10.0%） 土木工程中常用的钢材主要是普通碳素钢中的低碳钢和合金钢中的低合金钢。 [评注] 碳素钢在冶炼时不特意掺加合金，故又称非合金钢。
例 7-3 什么是钢材的冷弯性能？它的表示方法及实际意义是什么？ 解：冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。钢材的冷弯性能，常用弯曲的角度、弯心直径ｄ与试件直径 （或厚度 a）的比值来表示。弯曲角度愈大，ｄ／ａ愈小，说明试件受弯程度愈高。当按规定的弯曲角度和ｄ／ａ 值对试件进行冷弯时试件受弯处不发生裂缝、断裂或起层，即认为冷弯性能合格。 冷弯性能表示钢材在常温下易于加工而不破坏的能力。其实质反映了钢材内部组织状态、含有内应力及杂质等 缺陷的程度。因此，可以利用冷弯的方法，使焊口处受到不均匀变形，来检验建筑钢材各种焊接接头的焊接质量。 [评注] 钢材的冷弯性能和伸长率均是塑性变形能力的反映。但伸长率是在试件轴向均匀变形条件下测定的，而 冷弯性能则是在更严格条件下钢材局部变形的能力。它可揭示钢材内部结构是否均匀，是否存在内应力和夹杂物等 缺陷。
例 8-2 一块松木试件长期置于相对湿度为 60％、温度为 20℃的空气中，其平衡含水率为 12.8%，测得顺纹抗压强度 为 49.4ＭＰａ，问此木材在标准含水率情况下抗压强度为多少？ 解：木材在标准含水率情况下抗压强度为：
12 w [1 （W 12） ]
= 49.4×[1+0.05×（12.8-12）] = 49.6 MPa
例 7-4 低温冷脆性、脆性转变温度、时效和时效敏感性的概念及其实际意义是什么？ 解：钢材的冲击韧性随环境温度降低而下降，当达到某一温度时，其冲击韧性值显著降低的现象称为钢材的低温冷 脆性。出现低温冷脆性时的温度（范围） ，称为脆性转变温度（范围） 。 随时间的推移，钢材的机械强度提高，而塑性和韧性降低的现象称为时效。因时效作用导致钢材性能改变的程 度称为钢材的时效敏感性。 承受动荷载的结构，选用钢材时，必须按规范要求测定其冲击韧性值。处于低温条件下的钢结构要选用脆性临 界温度低于环境最低温度的钢材。若在严寒地区，露天焊接钢结构，受振动荷载作用时，要选用脆性临界温度低和 时效敏感性小的钢材。 [评注] 冲击韧性是指在冲击振动荷载作用下，钢材吸收能量、抵抗破坏的能力。冲击韧性以冲断试件时单位面 积所消耗的功，称为冲击功（值）来表示。
例 7-10 从一批钢筋中抽样，并截取两根钢筋做拉伸试验，测得如下结果：屈服下限荷载分别为 42.4、42.8kN; 抗 拉极限荷载分别为 62.0kN、63.4kN，钢筋公称直径为 12ｍｍ，标距为 60ｍｍ，拉断时长度分别为 70.6 和 71.4mm, 评定其级别？说明其利用率及使用中安全可靠程度如何？ 解：1.钢筋试样屈服点为： P 42 . 4 10 3 s1 375 N / mm 2 A 62 P 42 . 8 10 3 s2 394 N / mm 2 2 A 6 2 σs =(394+375)÷2 = 385 N/mm
木材 例 8-1 解释以下名词： (1)自由水；(2)吸附水；(3)纤维饱和点；(4)平衡含水率；(5)标准含水率；(6)持久强度。 解 (1)自由水：自由水是存在于木材细胞腔和细胞间隙中的水分。 (2)吸附水：吸附水是被吸附在细胞壁内细纤维之间的水分。 (3)纤维饱和点：当木材中无自由水，而细胞壁内吸附水达到饱和时的木材含水率称为纤维饱和点。 (4)平衡含水率：在一定温度和湿度环境中，木材中的含水量达到与周围环境湿度相平衡时含水率称为平衡含水率。 (5)标准含水率：含水率为 15％为木材的标准含水率。 (6)持久强度：木材在长期荷载作用下不致引起破坏的最大强度，称为持久强度。 [评注] 木材的纤维饱和点，是指木材的细胞壁中吸附水达饱和状态，而细胞腔及细胞间隙中不含自由水时的含 水率。是木材变形、强度等主要性质受含水变化影响的转折点。