《建筑材料科学基础》复习题

《建筑材料科学基础》复习题第一章绪论1.材料的分类方法有哪些？答：按物质的属性（金属、无机非金属、有机、复合材料），按应用领域（航空航天材料、信息材料、生物材料、能源材料、轻纺材料、建筑材料等），按作用（结构材料，功能材料），按发展历史（传统材料，新型材料）。

2.玻璃、复印纸、钢筋混凝土各属于哪类材料？答：无机非金属、有机、复合材料。

3.材料科学的基本原理？举例说明。

答：材料的组成、结构决定其性能。

例：混凝土材料，通过调整原材料品种及配合比，可以获得具有不同强度、表观密度等性质的混凝土；通过抽孔、引气等措施改变其宏观结构，可改变其表观密度、渗透性等性质；通过控制微裂缝、水化程度，可改变其强度。

4.开发新材料的基本思路？答：新材料可分为两类:一类是设法将以前从未结合在一起的元素结合成新材料；另一类是改进现有的材料。

改进现有的材料可以有多种思路：根据使用的要求；工艺手段的进步；材料仿生；材料的复合化；材料设计。

5.选用材料的基本原则？答：在选用材料的时候，应该充分了解有关材料的性能、工程应用的要求，再综合考虑各方面因素，做出有利于全局和长远发展的决定。

在满足使用要求的基本前提下，做到物尽其用。

6.建筑材料的分类？答：按组成，建筑材料分为金属、无机非金属、有机材料三大类以及它们的复合材料。

按功能，分为结构材料、功能材料。

按应用范围，分为砌体材料、墙体材料、屋面材料、路面材料等。

7.我国技术标准的分级？答：我国的技术标准分为四级：国家标准（GB）、行业标准（建材JC，建工JG，交通JT，等等）、地方标准（DB）、企业标准（QB）。

8.科学体系的三个层次？答：基础科学、应用科学、工程。

9.建筑材料学科的研究内容？答：材料性能研究及改进，产品开发，材料加工技术，材料检测技术，材料变形与断裂的理论研究，规范及标准，计算机技术等跨行业技术的融合。

最终目标是按指定性能设计和制造新型材料。

第二章材料科学的研究方法1.材料的组成是如何影响其性能的？答：对于材料研究而言，原子是材料的基本组成单位。

原子间键合力的强弱，决定了材料的强度、熔点、导电性等性能。

原子量的大小，决定了材料的密度。

原子的外层电子，决定了材料的化学活性。

2.材料的结构是如何影响其性能的？答：材料的宏观结构（孔结构、构造）与其强度、渗透性、保温性能等密切相关，在材料加工、材料宏观物理力学性能计算等方面有所应用；材料的细观结构（相组织、微裂缝等）与其使用性能（老化、断裂等）密切相关；材料的微观结构（晶体、非晶体）与其物理力学性能（强度、硬度、弹塑性、导热性等）密切相关。

3.材料的性能与使用性能有何关系？答：材料在使用过程中，受到外加荷载、环境介质的作用，随着时间的增长，材料的组成、结构将发生变化，从而造成性能变化。

所以，材料的性能与材料的使用性能有联系、又有区别。

可以这样理解，材料的性能表示“标准状态”下、某一时刻的测试结果；材料的使用性能表示“实际使用条件”下、随着时间变化而造成的材料组成、结构的变化。

4.与变形有关的材料性能包括哪些？答：弹性、塑性、粘性、蠕变、粘弹性、流变性、屈服、刚度、能量吸收等。

5.与断裂有关的材料性能包括哪些？答：脆性、韧性、冲击、疲劳、腐蚀等。

6.材料检测技术的内容答：在材料研究过程中，涉及的检测技术主要有：形貌观察、结构测定、化学成分分析、物理性能测定、力学性能测定、化学性能测定。

第三章建筑材料的基本性质1.材料的密度、表观密度、堆积密度是如何测定的？答：测定密度、表观密度、堆积密度时，重量指干燥至恒重时的重量（否则须注明含水情况）；体积有不同含义：绝对密实状态下，应排除材料中任何孔隙（有孔隙材料应将其磨细、干燥后，用比重瓶测定。

）；自然状态下，应包含材料内部孔隙（用排水法测定）；堆积状态下，应包含材料内部孔隙及颗粒间空隙（用容量筒测定）。

2.什么是孔隙特征（也称孔结构）？答：有关材料内部孔隙的大小、形状、数量、分布、连通与否等，统称为孔隙特征。

工程上主要指孔的大小及连通性。

3.材料中的孔隙是如何影响材料性能的？答：孔隙率越大，表观密度越小、强度越低。

开孔能提高材料的吸水性、透水性、吸声性，降低抗冻性。

细小的闭孔能提高材料的隔热保温性能和耐久性。

4.与水有关的材料性能有哪些？答：润湿角，亲水性、憎水性，吸水性（吸水率）、吸湿性（含水率），耐水性（软化系数），抗渗性（渗透系数、抗渗标号），抗冻性（抗冻标号）。

5.与热有关的材料性能有哪些？答：导热性（导热系数，热阻），热容量（比热）等。

6.与声有关的材料性能有哪些？答：吸声性（吸声系数），隔声性（隔声量）。

7.材料的力学性质有哪些？答：强度，弹性模量，延伸率，徐变（蠕变），韧性，硬度，耐磨性等。

8.脆性材料的特点？答：脆性材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏。

脆性材料承受冲击或振动荷载的能力很差。

脆性材料的抗压强度远大于其抗拉强度。

脆性材料中，裂缝容易扩展。

9.材料的耐久性包括哪些内容？答：耐久性表示材料在长期使用过程中，能保持其原有性能而不变质、破坏的性质。

材料在使用过程中所受的破坏作用包括：物理作用（外力、干湿交替、冷热变化、冻融循环）、化学作用（大气和环境水中的酸、碱、盐等有害物质的侵蚀，日光、紫外线的作用等）、生物作用（虫蛀、菌类腐朽）。

耐久性是一种综合性质，包括：抗冻性、耐热性、耐光性、大气稳定性、抗化学腐蚀性等。

第四章土木工程用钢材1.金属的分类？答：按使用惯例，金属分为黑色金属（钢、铁）、有色金属（重金属、轻金属、贵金属、半金属、稀有金属）。

2.铁与钢是如何区分的？答：铁、钢都是铁碳合金。

根据含碳量，铁碳合金分为纯铁（含碳量小于0.0218%）、钢（含碳量0.0218~2.11%）、生铁（含碳量2.11~6.69%）。

3.金属的使用性能包括哪些内容？答：金属的使用性能指金属材料在使用过程中表现出的特性，包括：机械性能（强度、弹性、塑性、冲击韧性、硬度、疲劳强度、高温强度等）、物理和化学性能（密度、导电性、导热性、热膨胀性、磁性、抗氧化腐蚀性等）。

4.金属的工艺性能包括哪些内容？答：金属的工艺性能指金属材料在加工制造过程中表现出的特性，包括：铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能。

5.金属的微观结构特点？答：金属原子间以金属键相结合，价电子为整个正离子所共有，成为自由电子。

金属及合金在固态下都是晶体。

一般金属都是多晶体。

实际金属晶体中存在着各种类型的缺陷，这些缺陷对金属的性能有着重要影响。

一些金属（铁、铜等）在固态下，随着温度的变化，由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异晶转变。

6.铁碳合金的基本组织？答：铁碳合金有五种基本组织：铁素体（碳溶解在α-Fe中形成的固溶体，代表符号F）、奥氏体（碳溶解在γ-Fe中形成的固溶体，代表符号A）、渗碳体（铁和碳的化合物，代表符号Fe3C）、珠光体（铁素体和渗碳体两个相组成的机械混合物，代表符号P）、莱氏体（渗碳体和奥氏体的机械混合物（温度高于727℃时）或渗碳体和珠光体的机械混合物（温度低于727℃时），代表符号Ld）。

7.含碳量对碳素钢的性能有何影响？答：当含碳量增大时，组织中渗碳体的数量增加，其形式也在变化。

渗碳体是一个强化相，当含碳量≤1.0%时，它与铁素体构成层片状的珠光体，合金的强度和硬度提高；当含碳量＞1.0%时，它以网状分布在珠光体边界上，使塑性和韧性大大下降，致使合金的强度降低，但硬度持续提高。

工程中，为了保证强度并具有一定的塑性和韧性，钢的含碳量一般不超过1.3~1.4%8.钢的热处理工艺有哪些？答：钢的热处理工艺可分类为：普通热处理（退火、正火、淬火、回火）、表面热处理（表面淬火、化学热处理）。

9.钢的热处理的目的？答：热处理不改变零部件的形状和尺寸，而是改变其内部结构，从而改变其性能。

钢在固态下能发生组织结构的变化，因此可以利用温度变化来控制奥氏体的转变，以改变钢的内部组织和晶体结构。

退火的目的是降低硬度以便进行切削加工。

淬火的目的是提高硬度和耐磨性、获得良好的综合性能（强度高、韧性好）。

回火的目的是消除内应力、降低脆性、改善机械性能。

表面热处理可使钢件的表面层具有高硬度和耐磨性，芯部具有足够的塑性和韧性。

10.热处理为何能改变钢材的性能？答：在固态下，随着温度的变化，钢会发生同素异晶转变。

钢在加热到高温时，珠光体转变为奥氏体，在冷却过程中，奥氏体发生转变。

通过控制冷却条件，获得所需的组织和性能，是热处理的最终目的。

11.钢的分类方法有哪些？答：按化学成分（碳素钢、合金钢），按冶炼质量（普通钢、优质钢、高级优质钢），按用途（结构钢、工具钢、特殊性能钢），按冶炼方法（平炉钢、转炉钢、电炉钢），按脱氧程度（镇静钢、半镇静钢、沸腾钢），按供应时的保证条件（甲类钢、乙类钢、特类钢）。

12.钢材牌号的含义？答：钢的牌号即钢号。

根据牌号能大致了解钢的类别、含碳量、合金元素及其含量、冶炼质量以及应该具备哪些性能。

13.钢材的种类？答：钢材分为板、管、型、线四大类十五大品种。

14.如何分析低碳钢的拉伸应力-应变曲线？答：拉伸性能是建筑钢材最主要的技术性能。

通过拉伸试验，可以测得屈服强度、抗拉强度、断后伸长率。

在低碳钢的拉伸应力-应变曲线图上，还可了解试件的刚度、韧性、塑性。

通过计算屈强比，可了解试件的安全可靠性。

低碳钢的拉伸应力-应变曲线图可分为四个阶段：①弹性阶段②屈服阶段③强化阶段④颈缩阶段。

15.什么是冷加工强化？有何实际意义？答：建筑工程中，在常温下对钢筋进行拉、拔、扭、轧等加工，称为冷加工。

冷加工会产生冷加工强化作用，即屈服强度提高、抗拉强度基本不变、塑性和韧性降低。

钢筋的冷加工强化可以提高强度、节省材料。

但应注意，其塑性、韧性降低，在预应力混凝土中或受冲击荷载的部位不得使用。

16.金属的腐蚀机理？答：金属的腐蚀分为化学腐蚀、电化学腐蚀。

金属腐蚀的主要形式是电化学腐蚀。

电解质溶液在金属表面形成原电池，金属作为阳极被不断腐蚀。

第五章石膏1.胶凝材料的定义？答：通过自身的物理化学反应，该材料由浆体变成坚硬的固体，并能将散粒材料或块状材料胶结成一个整体。

建筑用胶凝材料按组成分为两大类：有机胶凝材料，无机胶凝材料。

无机胶凝材料按硬化条件分为两类：气硬性胶凝材料，水硬性胶凝材料。

2.石膏的分类？答：石膏胶凝材料的种类有：建筑石膏、高强石膏、无水石膏水泥、高温煅烧石膏。

建筑工程中最常用的是建筑石膏。

3.石膏的几种名称及其含义？答：生产石膏胶凝材料的原料是：天然二水石膏（又称软石膏或生石膏，主要成分CaSO4·2H2O，用于生产建筑石膏、高强石膏。

）、天然无水石膏（又称硬石膏，主要成分CaSO4，用于生产硬石膏水泥及用作水泥调凝剂。