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土木工程资料复习资料第 1 章土木工程资料的基本性质表观密度：指资料在自然状态下单位体积的质量。
资料的耐水性：资料在饱和水的长远作用下保持不破坏而且强度也不明显降低的性质称为耐水性。
资料的耐水性用消融系数来表示：f1K R0 = m f0V0积聚密度：指粉状或散粒资料在自然积聚状态下单位体积的质量。
m0 =V0孔隙率：资料内部孔隙的体积占其整体积的百分率。
P 1张口孔隙率对吸水、透声、吸声有益，对资料的强度、抗渗性、抗冻性和长远性不利。
闭口孔隙能够降低资料的表观密度和导热系数，使资料拥有轻质绝热的性能，并能够提高长远性。
空隙率：P 10资料的亲水性和憎水性：资料与水接触时，能被水润湿的性质称为亲水性。
不能够被水润湿的性质称为憎水性。
用接触角划分。
当90 时为亲水资料，反之为憎水资料。
资料的吸水性与吸湿性：资料与水接触时吸取水分的性质为吸水性。
吸水性的大小用吸水率表示。
资料的抗渗性：资料的抗渗性是指资料抵抗压力水浸透的性质。
资料的抗渗性用浸透系数或抗渗等级来表示。
浸透系数越小，抗渗性越好。
资料的抗渗性与资料的孔隙率、孔隙特点以及亲水、憎水性有亲近关系。
资料的抗冻性：资料的抗冻性是指资料在吸水饱和状态下，能抵抗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，用抗冻等级来表示。
资料的导热性：导热性是指资料将热量从温度高的一侧传达到温度低的一侧的能力，用导热系数来表示。
导热系数小的资料，导热性差、绝热性好。
影响导热系数大小的因素有物质组成、微观构造、孔隙率与孔隙特点、温度、湿度与热流方向等（①孔隙特点；②含水的情况）。
资料孔隙率越大，特别是闭口孔隙率越大，导热系数越小。
资料的强度：资料在荷载作用下抵抗破坏的能力成为强度。
强度与资料的组成、构造等因素有关。
孔隙率越低，强度越高。
资料的强度还与其含水状态及温度有关，含有水分的资料比干燥时强度低，温度高时一般来说强度会质量吸水率：W m m1mm降低。
吸水率的大小主要取决于其孔隙特点。
《土木工程材料》期末复习资料以及相关习题（东南大学）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、抗冻性及导热性下降、上升还是不变？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：孔隙率指材料体积内，孔隙体积所占的百分比；孔隙率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。
（2）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。
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。
（3）塑性材料和塑性材料在外力作用下，其形变有何改变？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。
（4）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。
（5）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。
2)沉积岩，又称为水成岩，是由地表的各类岩石经自然界的风化作用后破坏后补水流、冰川或风力搬运至不同地主，再经逐层沉积并在覆盖层的压力作用或天然矿物胶结剂的胶结作用下，重新压实胶结而成的岩石。
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）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（1）岩石按成因可分为哪几类？举例说明。
答：可分为三大类：首凝灰岩等。
2)沉积岩，又称为水成岩，是由地表的各类岩石经自然界的风化作用后破坏后补水流、冰川或风力搬运至不同地主，再经逐层沉积并在覆盖层的压力作用或天然矿物胶结剂的胶结作用下，重新压实胶结而成的岩石。
第六章 砌筑材料6.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】 一、砌墙砖 虽然当前出现各种新型墙体材料，但砖价格便宜，又能满足建筑功能要求，因此，砌墙砖仍是当前主要墙体材料。
目前工程中用砌墙砖按生产工艺分两类，一类是通过焙烧工艺制得，称为烧结砖，另一类是通过蒸养或蒸压工艺制得，称为蒸养砖或蒸压砖。
砌墙砖的形式有实心砖、多孔砖和空心砖。
烧结普通砖 烧结砖 烧结多孔砖和烧结空心砖砌墙砖 蒸养砖混凝土路面砖 主要技术性质普通混凝土小型空心砌块 混凝土砌块的应用砌块 加气混凝土砌块石膏砌块 火成岩 石材的分类 沉积岩变质岩 表观密度吸水性耐水性石材的技术性质 抗冻性砌筑用石材 耐火性抗压强度硬度耐磨性毛石料石石材的应用 石板广场地坪、路面、庭院小径用石材砌筑材料1．烧结砖目前墙体材料使用最多的是烧结普通砖、烧结多孔砖和烧结空心砖。
按生产原料烧结普通砖分为黏土砖、页岩砖、煤矸石砖和粉煤灰砖等几种。
（1）烧结普通砖①生产工艺烧结黏土砖生产工艺过程流程一般是：采土——配料调制——制坯——干燥——焙烧——成品。
焙烧是生产全过程中最重要的环节。
砖坯在焙烧过程中，控制温度是关键，以免出现欠火砖或过火砖。
欠火砖烧成温度过低，孔隙率大，强度变低，耐久性变差。
过火砖烧成温度过高，砖尺寸不规整。
欠火砖色浅，声哑，过火砖色较深、声清脆。
②主要技术性质根据国家标准《烧结普通砖》（GB 5101—2003）规定，烧结普通砖主要技术要求包括尺寸、外观质量、强度等级等，并规定产品中不允许有欠火砖、酥砖和螺旋纹砖，分述见表6-1。
砖的检验方法按照国家标准《砌墙砖试验方法》（GB／T 2542—2003）规定进行。
表6-1 烧结普通砖的主要技术性质③烧结普通砖应用烧结普通砖具有较高强度，多孔结构有良好绝热性、透气性和稳定性。
黏土砖有良好耐久性，原料广泛、生产工艺简单，是应用历史最久、使用范围最广的建筑材料之一。
烧结普通砖主要用作墙体材料，优等品用于清水墙建筑，一等品和合格品用于混水墙建筑。
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。
第一部分课后习题第一章土木工程材料的基本性质1-1．当某一建筑材料的孔隙率增大时，表1-1内的其他性质将如何变化（用符号填写：↑增大，↓下降，—不变，？不定）？表1-1孔隙率密度表观密度强度吸水率抗冻性导热性↑—↓↑↑↑↓1-2．烧结普通砖进行抗压试验，测得浸水饱和后的破坏荷载为185kN，干燥状态的破坏荷载为207kN（受压面积为115mm×120mm），问此砖的饱水抗压强度和干燥抗压强度各为多少？是否适宜用于常与水接触的工程结构物？答：（1）饱和抗压强度：。
（2）干燥抗压强度：'207'15115120F kNf MPaA mm mm===⨯。
（3）软化系数：。
由于0.89＞0.85，属于耐水性材料，适宜用于常与水接触的工程结构物。
1-3．块体石料的孔隙率和碎石的孔隙率各是如何测试的？了解它们各有何工程意义？答：（1）为测定块体石料的孔隙体积，可将准备好的干燥试样，放在密封容器内，自试样中抽出空气，在一定真空度下使试样被液体所饱和。
完全充满孔隙空间的液体体积等于试样的孔隙体积。
为了精确地测量孔隙体积可利用压缩的氦，它具有超流性，能深入微细的孔中。
（2）碎石的孔隙率可用如前所述可将液态氦或其他介质充入孔隙中，以求得孔隙体积，一般采用试验与计算相结合的方法，先测出干燥材料的密度（ρ）与表观密度（0ρ），然后按下式计算孔隙率：（3）了解孔隙率对于在不同工程或工程的不同部位选择材料具有重要意义，例如对于保温隔热或吸声材料，材料应具有较大的孔隙率，而对于高强度或不透水的材料，则应具有很低孔隙率，知道了上述特点能够方便指导我们科学合适的选用土木工程材料。
1-4．某岩石的密度为2.75g／cm3，孔隙率为1.5％；今将该岩石破碎为碎石，测得碎石的堆积密度为1560kg／m3。
试求此岩石的表观密度和碎石的空隙率。
答：由孔隙率的公式可得：表观密度为：ρ=（1-P）×ρ＝(1-1.5%)×2.75＝2.71g/cm3；则碎石空隙率P为：=1-（1.56/271）=42.4%。
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 材料科学与工程 化学组成材料科学的基本理论 材料的组成 矿物组成相组成宏观结构材料的结构和构造 细观结构 微观结构材料的密度、表观密度与堆积密度 材料的密实度与孔隙率材料的基本物理性质 材料的空隙率与填充率 亲水性与憎水性 材料与水相关的性质 水性与吸湿性耐水性 理论强度强度材料的基本力学性质 弹性与塑性脆性与韧性材料科学的耐久性 土木工程材料的基本性质注：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。
第七章沥青及沥青混合料7-1．从石油沥青的主要组分说明石油沥青三大指标与组分之间的关系。
答：石油沥青的三大组分为：油分、树脂(沥青脂胶)、地沥青质(沥青质)。
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，油分的多少决定了沥青的流动性；沥青脂胶使石油沥青具有良好的塑性和粘结性，中性树脂含量增加，石油沥青的延度和联结力等品质愈好。
地沥青质含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。
7-2．如何改善石油沥青的稠度、粘结力、变形、耐热性等性质？并说明改善措施的原因。
答：（1）石油沥青的稠度、粘结力、变形、耐热性等改善需要将石油组分中的油分或树脂含量增加或保持不变。
稠度答石油沥青的粘接力好，但是变形差，热稳定性不好。
（2）加入改性沥青材料例如橡胶树脂之类的填充物，使其温度敏感性降低，稠度变小，粘接力也不会改变。
7-3．某工程需石油沥青40t，要求软化点为75℃。
现有A-60甲和10号石油沥青，测得它们的软化点分别为49℃和96℃，问这两种牌号的石油沥青如何掺配？答：掺配时较软沥青A-60甲用量为：式中：T2=96℃，T=75℃，T1=49℃。
则配制40t需沥青A-60甲的质量为：44.7%×40=17.88t；需10号石油沥青质量为：40-17.88=22.12t。
7-4．试述石油沥青的胶体结构，并据此说明石油沥青各组分的相对比例对其性能的影响。
答：（1）石油沥青中，油分、树脂和地沥青质是石油沥青中的三大主要组分。
油分和树脂可以互相溶解，树脂能浸润地沥青质，在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。
所以石油沥青的结构是以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。
在这个分散体系中，分散相为吸附部分树脂的地沥青质，分散介质为溶有树脂的油分。
在胶体结构中，从地沥青质到油分是均匀的逐步递变的，并无明显界面。
（2）石油沥青各组分的相对比例对其性能的影响如下：①当油分和树脂较多时，胶团外膜较厚，胶团之间相对运动较自由，这种胶体结构的石油沥青，称为溶胶型石油沥青。
第五章砂浆5-1．建筑砂浆有哪些基本性质？答：建筑砂浆的基本性质有：①流动性，又称稠度。
砂浆的流动性用砂浆稠度仪测定，以沉入度表示。
沉入度大的砂浆，流动性好。
②砂浆的保水性，又称砂浆保持水分的能力。
反映新拌砂浆停放、运输和使用中各组成材料是否容易分离性能。
保水性良好的砂浆，水分不易流失，容易摊铺成均匀的砂浆层，且与基底的粘结好、强度较高。
③砂浆粘接力。
砂浆和基底材料有良好粘接力，随抗压强度增大提高。
④耐久性。
砂浆应可以长时间的工作，抗渗，抗冻，抗侵蚀等性能。
⑤变形。
砂浆一般有较小的收缩变形。
5-2．砂浆的和易性包括哪些含义？各用什么方法检测？各用什么指标表示？答：砂浆和易性包括流动性和保水性。
流动性指砂浆在重力或外力下的流动的性能。
一般用砂浆稠度测定仪测定，一般用稠度值表示。
保水性指砂浆保持水分能力。
反映了各组成材料。
砂浆的保水性可用保水率和分层度来检验。
分层度大于30mm 的砂浆，保水性差，容易离析，不便于保证施工质量；分层度接近于0的砂浆，其保水性太强，在砂浆硬化过程中容易发生收缩开裂。
5-3．工地夏秋季需配制M7.5的水泥石灰混合砂浆砌筑砖墙，采用32.5级普通水泥，中砂（含水率小于0.5％），砂的堆积密度为1460kg／m 3，试求砂浆的配合比。
答：砂浆适配强度的确定为0,0,σt f f k m m -=；砂浆强度保证率95%，t=－1.645。
假设该单位施工水平一般，查书中表4-45知σ0=1.88。
0,f m =10.59MPa。
水泥用量Q C=fceA B f m ⋅-)(10000,。
砂浆的特性系数A=3.03，B=－15.09。
Q C=261kg。
砂子用量S=1460kg。
砂浆的配合比为1:1.59。
第三章无机胶凝材料3-1．从硬化过程及硬化产物分析石膏及石灰属于气硬性胶凝材料的原因。
答：（1）首先因为半水石膏硬化是结晶水水分的蒸发，自由水减少，浆体变稠，失去可塑性的过程，该过程不能在水中进行；而且水化产物二水石膏在水中是可以溶解的。
（2）石灰的结晶过程也是石灰浆中的水分蒸发，使Ca(OH)2达到饱和而从溶液中结晶析出。
干燥环境使水分蒸发快，结晶作用加快。
（3）石灰的碳化作用是氢氧化钙与空气中的CO2化合生成碳酸钙晶体，释放出水分并被蒸发过程，如果材料中含水过多，孔隙中几乎充满水，CO2气体渗透量少，碳化作用也仅在表层进行。
而且水化产物氢氧化钙在水中是可以溶解的。
（4）因而石膏和石灰都是属于气硬性胶凝材料。
3-2．用于墙面抹灰时，建筑石膏与石灰比较，具有哪些优点？何故？答：（1）用于墙面抹灰时，石灰吸水性、吸湿性很强（在水化后就会去粘性），不能与易燃易爆物混放（水化放热易引起爆炸），一般用于制造水泥，配置砂浆，以及配置三合土等地面材料。
石灰在硬化过程中会放出大量水分引起体积收缩，造成干裂，所以不能单独使用，必须加入填充材料。
（2）对比石灰，使用建筑石膏的优点很多，重量轻，耐火性好，隔音效果好；建筑石膏有很强的吸湿性（抗冻性与耐水性较差），适合干燥环境中使用；与水结合硬化速度快甚至可以在30min内达到终凝，而且在硬化过程中由于体积膨胀使得石膏制品外观精美，表面光滑。
3-3．石灰硬化体本身不耐水，但石灰土多年后具有一定的耐水性，你认为主要是什么原因？答：消石灰粉或生石灰粉与粘土拌合，称为石灰土，若加入砂石或炉渣、碎石等即成三合土。
在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。
3-4．试述水玻璃模数与性能的关系。
答：水玻璃模数与性能的关系如下：①模数低的固体水玻璃，较易溶于水；而模数越高，水玻璃的粘度越大，越难溶于水。
第七章 沥青及沥青混合料7.1 复习笔记【知识框架】【重点难点归纳】沥青是指一种褐色或黑褐色有机胶凝材料，是土木工程建设中不可缺少的材料。
主要用于生产防水材料和铺筑沥青路面、机场道面。
沥青按产源可分为地沥青（如天然沥青、石油沥青）和焦油沥青（如煤沥青、页岩沥青）。
常用的主要是石油沥青，也使用少量煤沥青。
它具有良好的力学性能，用作路面具有抗滑性好、噪音小、行车平稳等优点。
石油沥青的组成与结构石油沥青 石油沥青的技术性质石油沥青的技术标准及选用 沥青材料 煤焦油简介 橡胶改性沥青树脂改性沥青改性石油沥青 橡胶和树脂改性沥青矿物填充料改性沥青悬浮密实结构 组成结构 骨架空隙结构 骨架密实结构 沥青混合料的组成与性质 高温稳定性 低温抗裂性 技术性质 耐久性抗滑性施工和易性 沥青材料 粗集料 组成材料的技术要求 细集料沥青混合料的配合比设计 矿粉配合比设计 选择矿质混合料配合比例 确定沥青最佳用量沥青及沥青混合料一、沥青材料1．石油沥青石油沥青是指石油原油经蒸馏等提炼各种轻质油（如汽油、柴油）及润滑油以后的残留物，或再经加工而得的产品。
是一种有机胶凝材料，常温下呈固体、半固体或黏性液体，颜色为褐色或黑褐色。
（1）石油沥青组成与结构①石油沥青的组分石油沥青是指由高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的复杂混合物。
一般只从使用角度将沥青划分为若干个组分。
其各组分主要特性简述见表7-1。
表7-1 石油沥青的组分②石油沥青的胶体结构油分、树脂和地沥青质是石油沥青中三大主要组分。
石油沥青的结构是以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。
分散相是吸附部分树脂地沥青质，分散介质是溶有树脂油分。
石油沥青性质随各组分数量比例不同变化，分述见表7-2。
表7-2 石油沥青随各组分数量比例变化的分类溶胶型、溶凝胶型及凝胶型胶体结构的石油沥青示意图如图7-1所示。
图7-1 石油沥青胶体结构的类型示意（a）溶胶型；（b）溶凝胶型；（c）凝胶型（2）石油沥青的技术性质（见表7-3）表7-3 石油沥青的技术性质此外，为评定沥青的品质和保证施工安全，还应当了解石油沥青的溶解度、闪点和燃点。
第四章水泥混凝土4-1．普通混凝土的组成材料有哪几种？在混凝土硬化前后各起何作用？答：（1）普通混凝土的主要组成材料有水泥、细骨料、砂、粗骨料、石和水。
另外还常加入适量的掺合料和外加剂。
（2）在混凝土中，水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。
在混凝土硬化前水泥浆起润滑作用。
赋予拌合物一定的流动性、粘聚性便于施工。
在硬化后则起到了将砂、石胶结为一个整体的作用，使混凝土具有一定的强度、耐久性等性能。
砂、石在混凝土中起骨架作用，可以降低水泥用量，减小干缩、提高混凝土的强度和耐久性。
4-2．何谓骨料级配？如何判断某骨料的级配是否良好？答：（1）骨料级配是指骨料中不同粒径颗粒的组配情况。
（2）骨料级配良好的标准是骨料空隙率及总表面面积均较小；在W/C一定时，达到相同和易性，最省水及水泥的骨料级配。
4-3．对混凝土用砂为何要提出级配和细度要求？两种砂的细度模数相同，其级配是否相同？反之，如果级配相同，其细度模数是否相同？答：（1）级配是为了保证各粒级都有合适的颗粒搭配，降低孔隙率。
良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充使砂形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值。
这样可达到节约水泥，提高混凝土综合性能的目标。
（2）细度是为了混凝土和易性。
比表面积小，但是孔隙率大，需要较多的水泥浆填充，流动性差。
太细的话，比表面积大，需要大量的水泥浆来包裹砂子颗粒，水泥用量多，粘性大，流动性不好。
水泥最终使用是要加水硬化的，如果太粗则水化程度不完全，如果太细则水化速度太快而且造成混凝土早期强度太快，会产生裂缝或后期强度不够等。
（3）细度模数M=[(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1]/(100-A1)，A1、A2、A3、A4、A5、A6是累计筛余百分数，沙的级配是由累计筛余百分数确定的，所以级配相同，细度模数相同。
反之细度模数相同，级配未必相同。
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、抗渗等级或抗渗系数、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，材料的强度越高，保温性能越差，耐久性越好。
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），则材料的表观密度较小、强度较低、吸水率较高、抗渗性较差、抗冻性较差、导热性较差、吸声性较好。
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0.85 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，它等于抗压强度于体积密度的比值，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空隙特征，孔隙率较大，且具有细微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不燃材料、难燃材料和易燃材料类。
材料在高温作用下会发生热变质和热变形两种性质的变化而影响其正常使用。
12．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而影响其耐久性。
13．材料强度试验值要受试验时试件的形状、尺寸、表面状态、含水率、加荷速度和温度等的影响。
14．对材料结构的研究，通常可分为宏观、细观和微观三个结构层次三.选择题（单选或多选）1.含水率4%的砂100克，其中干砂重 C 克。
A. 96B. 95.5C. 96.15 D 972.建筑上为使温度稳定，并节约能源，应选用 C 的材料。
第一章土木工程材料的基本性质1-1．当某一建筑材料的孔隙率增大时，表1-1内的其他性质将如何变化（用符号填写：↑增大，↓下降，—不变，？不定）？表1-1孔隙率密度表观密度强度吸水率抗冻性导热性↑—↓↑↑↑↓1-2．烧结普通砖进行抗压试验，测得浸水饱和后的破坏荷载为185kN，干燥状态的破坏荷载为207kN（受压面积为115mm×120mm），问此砖的饱水抗压强度和干燥抗压强度各为多少？是否适宜用于常与水接触的工程结构物？答：（1）饱和抗压强度：。
（2）干燥抗压强度：'207'15115120F kNf MPaA mm mm===⨯。
（3）软化系数：。
由于0.89＞0.85，属于耐水性材料，适宜用于常与水接触的工程结构物。
1-3．块体石料的孔隙率和碎石的孔隙率各是如何测试的？了解它们各有何工程意义？答：（1）为测定块体石料的孔隙体积，可将准备好的干燥试样，放在密封容器内，自试样中抽出空气，在一定真空度下使试样被液体所饱和。
完全充满孔隙空间的液体体积等于试样的孔隙体积。
为了精确地测量孔隙体积可利用压缩的氦，它具有超流性，能深入微细的孔中。
（2）碎石的孔隙率可用如前所述可将液态氦或其他介质充入孔隙中，以求得孔隙体积，一般采用试验与计算相结合的方法，先测出干燥材料的密度（ρ）与表观密度（0ρ），然后按下式计算孔隙率：（3）了解孔隙率对于在不同工程或工程的不同部位选择材料具有重要意义，例如对于保温隔热或吸声材料，材料应具有较大的孔隙率，而对于高强度或不透水的材料，则应具有很低孔隙率，知道了上述特点能够方便指导我们科学合适的选用土木工程材料。
1-4．某岩石的密度为2.75g／cm3，孔隙率为1.5％；今将该岩石破碎为碎石，测得碎石的堆积密度为1560kg／m3。
试求此岩石的表观密度和碎石的空隙率。
答：由孔隙率的公式可得：表观密度为：ρ=（1-P）×ρ＝(1-1.5%)×2.75＝2.71g/cm3；则碎石空隙率P为：=1-（1.56/271）=42.4%。
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？（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（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。
2)沉积岩，又称为水成岩，是由地表的各类岩石经自然界的风化作用后破坏后补水流、冰川或风力搬运至不同地主，再经逐层沉积并在覆盖层的压力作用或天然矿物胶结剂的胶结作用下，重新压实胶结而成的岩石。
例如，页岩、菱镁矿，石灰岩等。
3)变质岩，是地壳中原有的各类岩石在地层的压力或温度作用下，原岩石在固体状态下发生变质作用而形成的新岩石。
例如，大理石、片麻岩等。
（2）比较花岗岩、石灰岩、大理岩、砂岩的性质和用途，并分析它们具有不同性质的原因。
答：这几种石材性质不同的于它们的化学成分和结构的差别：花岗岩的主要化学成分为石英、长石及少量暗色矿物和云母，它呈全晶质结构。
花岗岩表观密度大，抗压强度高，抗冻性好，刻水率小，耐磨性好，耐久性高，但耐火性差。
它常用于基础、甲坝、桥墩、台阶、路面、墙石和勒脚及纪念性建筑物等。
石灰岩的主要化学成分为CaCO3，主要矿物成分为方解石，但常含有白云石、菱镁矿、石英、蛋白石等，因此，石灰岩的化学成分、矿物组分、致密程度以及物理性质差别很大。
石灰岩来源广，硬度低，易劈裂，便于开采，具有一事实上的强度和耐久性，也有较好的耐水性和抗冻性。
其块石可做基础、墙身、阶石及路面等，碎石是常用的混凝土骨料，此外它还是水泥和石灰的原料。
大理石是由石灰岩或白云变质而成，其构造致密，密度大，但硬度不高，易于分割。
它可用于高级建筑物的装饰及饰面工程。
砂岩是由石英砂或石灰岩等细小碎屑经沉积并重新胶结而成，其性质决定于胶结物的种类及胶结的致密程度，差别非常大，硅质砂岩密度大、强度高、硬度大、加工较困难，主要用于纪念性建筑及耐酸工程。
钙质砂岩强度中等，较易加工，应用广泛，可用做基础、踏步、人行道等。
铁质砂岩性能比钙质砂岩差，其密实者可用于一般建筑工程。
粘土质砂岩浸水易软化，土木工程不会用。
（3）工程上常应用的岩石哪些种类耐火性最差？哪些岩石耐酸性最差？答：花岗岩耐火性最差，大理石耐酸性最差。
（4）选择天然石材应考虑哪些原则？为什么？答：选择天然石材应考虑适用性和经济性原则。
适用性主要考虑石材的技术性能是否能满足使用要求，可根据石材在建筑物中的用途和部位，选择其主要技术性质能满足要求的岩石。
经济性主要考虑天然石材的质量大，不宜长途运输，应综合考虑地方资源，尽可能做到就地取材。
第3章气硬性胶凝材料（1）气硬性胶凝材料与水硬性有胶凝材料有何区别？答：无机胶凝材料按凝结硬化条件分为气硬性有差错凝材料和水硬性胶凝材料。
气硬性胶凝材料只胡在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度；水硬性胶凝材料不仅能够在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并发展其强度。
石膏、石灰、水玻璃和菱苦土都是建筑上常用的气硬性无机胶凝材料；水硬性胶凝材料则是各种水泥。
（2）石灰熟化成石灰浆使用时，一般应在储灰坑中“陈伏”两星期以上，为什么？答：石灰在煅烧过程中，由于火候的不均匀，生产过程中常出现欠火石灰和过火石灰。
过火石灰的产生主要是窑温过高，石灰石中的二氧化硅、三氧化铝等杂质发生熔结，使石灰遇水表现出质硬难化，延缓了熟化速度，其过烧成分可能在石灰应用之后熟化，体积膨胀，引起已硬化的石灰隆起开裂，直接影响工程质量。
为了消除过火石灰的危害，石灰熟化成石灰浆使用时，一般应在储灰坑中“陈伏”两个星期以上，陈伏期间，石灰浆表面保持一层水分，使之与空气隔绝，避免碳化。
（3）何为欠火石灰、过火石灰？各有何特点？答：石灰在煅烧过程中，由于火候的不均匀，生产过程中常出现欠火石灰和过火石灰。
欠火石灰的产生主要是窑温过低造成的，基本上无活性，属于石灰的废品；过火石灰的产生主要是窑温过高，石灰石中的二氧化硅、三氧化铝等杂质发生熔结，使石灰遇水表现出质硬难化，延缓了熟化速度。
其过烧成分可能在石灰应用之后熟化，体积膨胀，引起已硬化的石灰隆起开裂，直接影响工程质量。
（4）试述石灰的技术性能与应用？答：石灰具有良好的保水性、可塑性；凝结硬化速度慢，硬化后强度低，耐水性差，体积收缩大。
石灰可用于调制石灰乳涂料，拌制石灰砂浆或混合砂浆作抹灰或砌筑使用；石灰可拌制灰土或三合土用于建筑物基础和地面的垫层。
石灰可用于生产硅酸盐建筑制品，如蒸压灰砂砖、蒸养粉煤灰砖等。
石灰可用于生产碳化石灰板作轻质隔墙材料或吊顶材料。
（5）试述建筑石膏的技术性能与应用。
答：建筑石膏凝结硬化较快，使用时更加缓凝剂；硬化后孔隙率大，强度低，吸水性强，保温隔热性好，吸单性强，耐水性差，吸湿性强，有一定的抗火性。
建筑石膏常用于室内抹灰、粉刷和油漆，也可制作各种建筑装饰制品和石膏板等。
石膏板具有轻质、保温、隔热、吸音、不燃、以及热容大，吸湿性大，可调节室内温度和湿度，以及施工方便等性能，是一种有发展前途的新型板材。
（6）水玻璃有哪些用途？答：①用于水玻璃涂刷建筑材料表面，浸渍多孔性材料，提高材料的密实度、强度和抵抗风化的能力，增加材料的耐久性。
②将模数为2.5~3的液体水玻璃和氯化钙溶液交替灌入土壤中，加固土壤，提高抗渗性。
③以水玻璃为基料，加入2种或4种矾配成二矾防水剂或四矾防水剂，与水泥调和，可用于堵塞漏洞、缝隙及局部抢修。
④以水玻璃为胶凝材料，采用耐酸的真料和骨料，可配制耐酸胶泥、耐酸砂浆、耐酸混凝土、广泛用于防腐蚀工程。
若选用耐热的砂、石骨料时，则可配制耐热混凝土。
⑤以水玻璃为胶结材料，膨胀蛭石或膨胀珍珠岩为骨料，加入一定量赤泥或氟硅酸钠，经配料、搅拌、成型、干燥、焙烧而成的制品，是良好的保温隔热材料。
第4章水泥（1）硅酸性盐水泥的主要矿物成分是什么？这些矿物的特性如何？答：硅碳盐水泥熟料的主要矿物有四种，即：①硅酸三钙（C3S）、②硅酸二钙（C2S）、③铝酸三钙（C3A）、④铝铝酸四钙（C4AF），此外，还含有少量的游离氧化钙（f-CaO）等。
四种矿物成分各具不同的特性，如：C3A放热速度最快，放热量也最大；其次是C3S、C4AF放热速度较慢，放热量C3S大于C4AF；放热速度和放热量最小的是C3S。
四种单矿物的水化反应速度、干缩和耐腐蚀性的规律同水化放热量的规律基本相同。
单矿物的强度C3S早强、后强都较高；C2S早强低，后强高；C3A和C4AF 的强度均较低。
但在水泥混合体中，C3A与C3S混合后，混合体的早强会比C3S单矿物的强度高。
单矿物C4AF 与C3S混合后，也有类似的规律。
f-CaO因水化反应速度极慢，且水化时体积膨胀性大，如其含量多，会对硬化后的水泥石起破坏作用。
（2）硅酸盐水泥的水化产物有哪些？水泥石的结构是怎样的？影响水泥石强度的因素有哪些？答：水泥水化时产生的水化产物有水化硅酸三钙凝胶、氢氧化钙、水化铝酸钙、水化铁酸一钙凝胶及高硫型水化硫铝酸钙（AFt）,反应后期还有可能生成单硫型水化硫铝酸钙（AFm）.硬化后的水泥浆称为水泥石，水泥石结构主要是由四部分构成，即：①凝胶（水化硅酸三钙及水化铁酸一钙，并含胶孔），②晶体（氢氧化钙，水化铝酸钙、AFt,AFm）,③未水化完全的水泥核心，④毛细孔隙。
影响水泥强度的主要因素是：①水泥熟料的矿物质成分；②水泥的细度；③养护龄期（时间）；④养护的温度和湿度；⑤水灰比大小（即拌和时用水多少）。
（3）硅酸盐水泥的腐蚀有哪几种类型？腐蚀的原因是什么？为什么同是硅酸盐系列水泥的矿渣水泥耐腐蚀性好？答：水泥石的腐蚀类型有以下四种，即：A.软水腐蚀（溶出性腐蚀）、B.离子交换腐蚀（溶解性腐蚀）、C.膨胀性腐蚀、D.碱的腐蚀。
引起水泥石腐蚀的原因：外部因素是外界环境介质（水、液、气）中含有腐蚀性成分和水泥制品本身的密实性较差；内部因素是水泥石中含有容易被腐蚀的物质，如Ca(OH)2、3CaO·Al2O·6H2O。
矿渣硅酸盐水泥因掺有大量（20%~70%）的粒化高炉矿渣，水泥熟料成分相应减少，水化生成的Ca(OH)2和3CaO·Al2O·6H2O易腐蚀成分相应减少，并由于二次水化时Ca(OH)2与矿渣中的活性成分相结合生成水化硅酸钙和水化铝酸等新物质，故其抗软水侵蚀、抗硫酸盐侵蚀性增强。
（4）在生产硅酸盐水泥时掺入石膏起什么作用？硬化后多余的石膏会引起什么现象发生？答：纯水泥熟料磨细后，与水作用时水化反应速度快，凝结时间很快，不便引用。
为了调节水泥的凝结时间，在磨细水泥熟料的同时加入适量石膏，石膏与反应速度快的C3A的水化物3Cao·Al2O3·6H2O作用，生成难溶的水化硫铝酸钙（即钙钡石AFt）晶体，覆盖于未水化的C3A 周围，阻止其继续快速水化，起到费用减缓的作用。
水泥浆结硬后，如有多作的石膏，石膏会与水泥水化产物Ca(OH)2和固态3Cao·Al2O3·6H2O继续作用，再生成水化硫铝酸钙针状晶体（俗称水泥杆菌），其体积膨胀增大，会对硬化后的水泥石起到膨胀破坏的作用。
