土木工程材料的基本性质

第一章 土木工程材料的基本性质习题参考答案

一 名词解释

1.密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。

2.表观密度：材料在自然状态下，单位体积的质量。

3.软化系数：材料在吸水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的

抗压强度之比。

二 填空题1.材料的吸湿性是指材料在_潮湿空气中吸收水分的_的性质。2.材料的亲水性与憎水性用__润湿边角 来表示，材料的吸湿性用_含水率_ 来表示。材料的吸水性用_吸水率_来表示。3.同种材料的孔隙率越_小_ ，其强度越高。当材料的孔隙一定时，_密

闭 孔隙越多，材料的保温性能越好。

4.材料的耐水性是指材料在长期_水_ 作用下，_强度_ 不显著降低的性质。材料的耐水性可以用_软化 系数表示，该值越大，表示材料的耐水性_越好 。

三 判断题

1.材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。（√ ）

2.在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。（×）吸湿性

3.材料比强度越大，越轻质高强。（√ ）

4.材料的导热系数越大，其保温隔热性能越好。（×）

5.材料的孔隙率越小，密度越大。（×）

6.材料受潮或冰冻后，其导热系数都降低。（×）

7.渗透系数K越大，表示材料的抗渗性越好（×）。

8.软化系数不大于1。（√ ）

9.具有粗大孔隙的材料，其吸水率较大；具有细微连通孔隙的材料，其

吸水率较小。（×）

10.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。（×）

四 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）有一块砖重2625g，其含水率为5% ，该湿砖所含水量为_ D ___。

A 131.25g B 129.76g C 130.34g D 125g（4）通常材料的软化系数为_ B _时。可以认为是耐水的材料。

A ＞ 0.95 B ＞ 0.85 C ＞ 0.75 D ＞0.65

土木工程材料 教案（西南） 材料的基本性质

教学目标：

1. 理解土木工程材料的基本性质；

2. 掌握土木工程材料的分类及特点；

3. 能够正确选择和使用土木工程材料。

教学重点：

1. 土木工程材料的基本性质；

2. 土木工程材料的分类及特点。

教学难点：

1. 土木工程材料的基本性质的理解和应用；

2. 土木工程材料的分类及特点的判断和选择。

教学准备：

1. 教材或教学资料；

2. 教学PPT或黑板；

3. 实物样品或图片。

教学过程：

一、导入（5分钟）

1. 引导学生思考：什么是土木工程材料？

2. 学生回答，教师总结：土木工程材料是指用于建筑工程、市政工程、水利工程等土木工程中的各种材料。

二、材料的基本性质（10分钟）

1. 介绍土木工程材料的基本性质，包括：力学性质、耐久性、热工性质、电学性质等；

2. 讲解力学性质的具体内容，如：强度、刚度、弹性、塑性等；

3. 讲解耐久性的具体内容，如：抗压强度、抗拉强度、抗渗性、抗腐蚀性等；

4. 讲解热工性质的具体内容，如：导热性、热容量、比热容等；

5. 讲解电学性质的具体内容，如：导电性、绝缘性等。

三、材料的分类及特点（10分钟）

1. 介绍土木工程材料的分类，包括：无机非金属材料、有机材料、金属材料、复合材料等；

2. 讲解无机非金属材料的特点，如：高强度、耐久性、防火性等；

3. 讲解有机材料的特点，如：轻质、柔韧性好、施工方便等；

4. 讲解金属材料的特点，如：强度高、塑性好、耐腐蚀性等；

5. 讲解复合材料的特点，如：优良的力学性能、耐久性、经济性等。

四、材料的选用（10分钟）

1. 引导学生思考：如何选择和使用土木工程材料？

2. 讲解选择和使用土木工程材料的原则，如：根据工程要求、根据材料特点、考虑经济性等；

3. 举例说明如何选择和使用土木工程材料，如：选择合适的混凝土强度、选择合适的钢筋种类等；

4. 强调正确选择和使用土木工程材料的重要性，如：保证工程质量、提高工程寿命等。

第1章

土木工程材料的基本性质

第1章土木工程材料的基本性质

•1.1 材料的物理性质(physical properties)–1.1.1 材料的密度、表观密度与堆积密度•(1)密度(density)–近似密度（视密度）(apparent density)•(2)表观密度(apparent density)•(3)堆积密度（散粒体）(bulk density)(for particles)–压实密度（compacted density）

1密实材料，如金属材料、花岗岩等材料的内部密实而没有孔隙

VMρ密度：材料的密度－（1）密度材料的密度－（2）表观密度

2材料的内部有许多孔隙孔隙材料，如砖头、混凝土、木材等孔表观密度：VVMVM00%VV1000孔孔隙率

%VV1000密实度

3内部有孔隙材料的材料破碎成颗粒堆积在一起，如石子、砂砾等堆积材料颗粒的内部有许多孔隙

堆积材料颗粒之间存在许多空隙

空孔堆积密度：VVVMVM00材料的密度－（3）堆积密度

%VV1000空空隙率

%VV10000填充率

end

第1章土木工程材料的基本性质

–1.1.2 材料的密实度与孔隙率»(1)密实度(density)»(2)孔隙率(porosity)

第1章土木工程材料的基本性质

–1.1.3 材料的填充率与空隙率（散粒体）•(1)填充率(filling ratio)•(2)空隙率(voids ratio, void content, void volume)»表1.1 常用材料的密度、表观密度、堆积密度

第1章土木工程材料的基本性质

•1.1.4 材料与水有关的性质–(1) 材料的亲水性与憎水性•亲水性（被水润湿θ90°）(hydrophilic nature)•憎水性（润湿角θ>90°）(hydrophobic nature)–(2) 材料的吸水性与吸湿性•吸水性(water absorptivity)»吸水率(water absorption)•吸湿性(hydroscopic nature)»含水率(moisture content)–(3) 材料的耐水性(抗水性)(water resistance)»软化系数(softening coefficient)

1 1 土木工程材料的基本性质

教学内容

土木工程材料的基本性质：物理性质，力学性质，与水有关性质，热工性质，耐久性以及材料组成、结构及其对材料性质的影响。土木工程材料的技术标准。

教学目的：

1.了解材料的组成、结构和构造对性质的影响；

2.掌握土木工程材料各种性质的基本概念、各种性能指标的数量关系。

3.理解各种因素对材料性质变化的影响及作用。。

教学重点：

1. 材料各种性质的概念

2. 材料状态参数的计算分析

3. 种因素对材料性质变化的影响及作用。。

教学难点：

1.材料三种密度的概念极其区别；

2.材料的微观结构及其对性质的影响。

教学方法：

该章内容涉及到中学物理学过的比重、弹性、吸湿等内容，需要结合材料在工程中的实际应用，重新认识和理解比重、弹性、吸湿等相关知识。其它各种性质，应有针对性的学习和掌握，举例说明各种性质不同，材料选择的原则与方法不同。对材料组成、结构是影响性质的本质只需掌握一种分析、研究的思维方法。

参考资料：

1.《土木工程材料》 湖南 天津等大学联合编写 中国建筑工业出版社出版

2.《建筑材料》 湖南 同济等大学联合编写 中国建筑工业出版社出版

作业布置：

1.P10 1、2、3、4、5

2.补充：1、2、3、4

教学过程设计：

1.1材料的组成、结构

1.组成

材料的组成：包括化学组成和矿物组成。它是决定材料各种性质的重要因素。

2.结构

材料的结构可分为宏观结构、细观结构和微观结构。它是决定材料各种性质的最重要因素。

1）宏观结构（构造）：用肉眼或放大镜能够分辨的毫米级以上的粗大组织称为宏观结构，可分为：

（1）致密结构—如钢材、有色金属、玻璃、塑料、致密的天然石材等，其特点是强度和硬度较高，吸水性小，抗渗和抗冻性较好。

（2）多孔结构—如加气混凝土、泡沫塑料等，其特点是强度较低，吸水性大，抗渗和抗冻性较差，绝缘性较好。