土木工程材料课后习题解答
土木工程材料课后习题解答
《土木工程材料》习题与难题解答1简答题1 测定含大量开口孔隙的材料表观密度时,直接用排水法测定其体积,为何该材料的质量与所测得的体积之比不是该材料的表观密度?解答:表观密度是材料在自然状态下单位体积的质量。
所谓自然状态下的体积包含材料内的孔隙。
而直接将含大量开口孔隙的材料放入水中,部分水进入材料的开口孔隙中,故,所测得的体积已不是材料在自然状态下的体积。
正确的做法是将材料表面涂蜡将其密封,然后方能用排水法测定其自然状态下的体积。
2相同组成材料的性能为何不一定是相同的?解答:例如同是二氧化硅成分组成的材料,蛋白石是无定型二氧化硅,石英是结晶型二氧化硅。
它们的分子结构不同,因而它们的性质不同。
3 孔隙率越大,材料的抗冻性是否越差?解答:材料的孔隙包括开口孔隙和闭口孔隙两种,材料的孔隙率则是开口孔隙率和闭口孔隙率之和。
材料受冻融破坏主要是因其孔隙中的水结冰所致。
进入孔隙的水越多,材料的抗冻性越差。
水较难进入材料的闭口孔隙中。
若材料的孔隙主要是闭口孔隙,即使材料的孔隙率大,进入材料内部的水分也不会很多。
在这样的情况下,材料的抗冻性不会差。
名词解释1 材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积(开口孔隙与间隙之和)占堆积体积的百分率。
2 堆积密度是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。
填空题1 材料的吸湿性是指材料在_空气中吸收水分_的性质。
2 材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的_冻融循环次数_来表示。
3 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_亲水性_。
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。
错2 材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。
土木工程材料课后作业答案
11混凝土从伴制到使用可能会产生哪些变形?这些变形的原因是什么?①化学收缩。
原因是水化前后反应物和生成物的平均密度不同。
②塑性收缩。
原因主要是是混凝土中水分蒸发速率过大,次要因素有水化温度升高,相对湿度低,风化快③自收缩。
原因有水灰比,凝胶材料的品种、细度和活性温度等。
④干燥收缩。
原因是当水泥暴露在低湿度的环境中,水泥浆体中的毛细孔的水分和凝胶孔中的物理吸附吸水因蒸发而产生体积收缩⑤碳化收缩。
原因是二氧化碳溶于水产生碳酸与水化产物反应⑥温度变形。
原因热胀冷缩⑦荷载作用下的变形。
原因外力作用下弹性变形⑧徐变。
原因在长期外力作用下凝胶体粘性流动,产生持续变形。
混凝土内部微裂缝扩展导致应变增加。
15常见混凝土耐久性问题有哪些?是什么原因引起的这些耐久性问题?在使用混凝土时是如何考虑耐久性问题的?答:①抗渗性:水泥品种、骨料级配、水灰比、外加剂及施工振捣质量、养护条件有关。
②抗冻性:水灰比影响混凝土的孔隙率,水灰比高孔隙率大,在冻结时孔中会产生压力,同样在负温条件下毛细孔与凝胶孔形成渗透压。
③耐磨性:混凝土的耐磨性受配合比、养护年龄期等影响,水灰比越小强度高耐磨性大,湿润养护充分会增大耐磨性,对混凝土表面进行抹面和修饰,可以提高耐磨性。
④抗化学腐蚀:混凝土使用过程中与酸碱盐类化学物质接触,导致水泥石的腐蚀。
⑤碳化:空气中的二氧化碳与混凝土中的氢氧化钙反应,反应消除了混凝土中钢筋的碱环境保护,使钢筋易腐蚀,另外碳化作用产生碳化收缩,有可能在混凝土表面产生裂缝。
⑥碱骨料反应:混凝土中含有过量的碱,骨料中含有碱活性物质,混凝土在潮湿的环境中,混凝土中的碱与具有碱活性的骨料在合适的条件下发生膨胀性反应。
使用混凝土时:合理选择适当原材料;提高混凝土的密实度;改善混凝土的内部孔结构;控制最小用水量和最大水灰比。
17某实验室试拌混凝土,经调整后各材料用量为:普通水泥4.5kg,水2.7kg,砂9.9kg,碎石18.9kg,又测得拌合物表观密度为2.38kg/L。
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0: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,或者米用蜡圭寸排液法。
孔隙率P :材料中的孔隙体积与总体积的百分比。
相互关系:P 1 —100%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。
土木工程材料课后答案
一、名词解释1 材料的空隙率2 堆积密度1 材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积(开口孔隙与间隙之和)占堆积体积的百分率。
2 是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。
二、填空题1 材料的吸湿性是指材料在__的性质。
2 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。
3 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__。
1 空气中吸收水分2 冻融循环次数3 亲水性三、选择题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1 B2 A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 材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。
3 在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。
1 错2 对3 错五、问答题1 生产材料时,在组成一定的情况下,可采取什么措施来提高材料的强度和耐久性?答:主要有以下两个措施:(1)降低材料内部的孔隙率,特别是开口孔隙率。
降低材料内部裂纹的数量和长度;使材料的内部结构均质化。
(2)对多相复合材料应增加相界面间的粘结力。
如对混凝土材料,应增加砂、石与水泥石间的粘结力。
2 决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么?答: 决定材料耐腐蚀的内在因素主要有:(1)材料的化学组成和矿物组成。
如果材料的组成成分容易与酸、碱、盐、氧或某些化学物质起反应,或材料的组成易溶于水或某些溶剂,则材料的耐腐蚀性较差。
(2)非晶体材料较同组成的晶体材料的耐腐蚀性差。
因前者较后者有较高的化学能,即化学稳定性差。
(3)材料内部的孔隙率,特别是开口孔隙率。
孔隙率越大,腐蚀物质越易进入材料内部,使材料内外部同时受腐蚀,因而腐蚀加剧。
(4)材料本身的强度。
材料的强度越差,则抵抗腐蚀的能力越差。
六、计算题某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172 MPa、178 MPa、168 MPa。
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。
土木工程材料课后题答案第二版苏达根主编
第一单元建筑材料的基本性质一、填空题1.材料的吸湿性是指材料在________的性质。
2.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。
3.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________。
4.材料地表观密度是指材料在________状态下单位体积的质量。
答案:1.空气中吸收水分2.冻融循环次数3.亲水性4.自然二、单项选择题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、渗透性答案:1、B 2、A三、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。
错2.材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。
对3.在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。
错4.材料的软化系数愈大,材料的耐水性愈好。
对5.材料的渗透系数愈大,其抗渗性能愈好。
错四、名词解释1.材料的空隙率:材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积(开口孔隙与间隙之和)占堆积体积的百分率2.堆积密度:是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。
五、问答题1.生产材料时,在组成一定的情况下,可采取什么措施来提高材料的强度和耐久性答案:主要有以下两个措施:(1)降低材料内部的孔隙率,特别是开口孔隙率。
降低材料内部裂纹的数量和长度;使材料的内部结构均质化。
(2)对多相复合材料应增加相界面间的粘结力。
如对混凝土材料,应增加砂、石与水泥石间的粘结力。
2.决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么答:决定材料耐腐蚀的内在因素主要有(1)材料的化学组成和矿物组成。
如果材料的组成成分容易与酸、碱、盐、氧或某些化学物质起反应,或材料的组成易溶于水或某些溶剂,则材料的耐腐蚀性较差。
(2)非晶体材料较同组成的晶体材料的耐腐蚀性差。
因前者较后者有较高的化学能,即化学稳定性差。
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得基本性质1、试述材料成分、结构与构造对材料性质得影响?参考答案:材料得成分对性质得影响:材料得组成及其相对含量得变化,不仅会影响材料得化学性质,还会影响材料得物理力学性质。
材料得成分不同,其物理力学性质有明显得差异.值得注意得就是,材料中某些成分得改变,可能会对某项性质引起较大得改变,而对其她性质得影响不明显。
材料得结构对性质得影响:材料得结构就是决定材料物理性能得重要因素.可分为微观结构与细观结构。
材料在微观结构上得差异影响到材料得强度、硬度、熔点、变形、导热性等性质,可以说材料得微观结构决定着材料得物理力学性能。
材料得构造对性质得影响:材料得构造主要就是指材料得孔隙与相同或不同材料间得搭配。
不同材料适当搭配形成得复合材料,其综合性能优于各个单一材料。
材料得内部孔隙会影响材料得强度、导热性、水渗透性、抗冻性等。
总之,材料得组成、结构与构造决定了材料得性质。
材料得组成、结构与构造得变化带来了材料世界得千变万化。
2.试述材料密度、表观密度、孔隙率得定义、测定方法及相互关系。
密度与视密度得区别何在?参考答案:密度:就是指材料在密实状态下单位体积得质量.测定方法:将材料磨细成粒径小于0。
25mm得粉末,再用排液法测得其密实体积。
用此法得到得密度又称“真密度”.表观密度:就是指材料在自然状态下单位体积得质量.测定方法:对于外形规则得块体材料,测其外观尺寸就可得到自然体积.对于外观不规则得块体材料,将其加工成规则得块体再测其外观尺寸,或者采用蜡封排液法。
孔隙率:材料中得孔隙体积与总体积得百分比。
相互关系: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、封闭得孔隙,从工程使用角度来说,不需磨细也可用排液法测其近似得密实体积,这样测得得密度称为“视密度”。
3.孔隙率及孔隙特征对材料得表观密度、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:对表观密度得影响:材料孔隙率大,在相同体积下,它得表观密度就小.而且材料得孔隙在自然状态下可能含水,随着含水量得不同,材料得质量与体积均会发生变化,则表观密度会发生变化。
土木工程材料课后复习习题答案
2.1钢与生铁在冶炼过程和化学成分上有何区别?其各自性能如何?答:钢和生铁的主要成分都是铁好碳,其主要区别是在于含碳量不同。
生铁硬而脆,塑性及韧性差,不易进行焊接、锻造、轧制等加工,而钢材有较高的强度和比强度,有良好的塑性和韧性,能承受冲击和振动荷载,可以焊接或铆接,易于加工和装配。
2.2常用的炼钢方法有哪几种?各自优缺点如何?答:氧气转炉法——吹入高压氧气,铁水中磷硫等杂质被氧化去除。
优缺点:成本低,使用最广,可有效除去P、S杂质,效率高,质量好。
平炉法——以煤气或重油为燃料,利用原料中的氧来氧化杂质,熔渣浮于表面钢水隔绝空气,除杂彻底。
优缺点:时间长,成分稳定,质量较好,但是能耗、成本高。
电炉法——利用电能进行高温冶炼,自由调节温度。
优缺点:产量低、耗电大,杂质少,质量最好但是成本最高。
2.3钢有哪几种分类方法?依据含碳量、合金元素总含量将碳素钢及合金钢进一步划分为低、中、高三级,有何实际意义?答:四大种,六小种,按钢材的脱氧程度、化学成分(含碳量、合金元素总含量)、钢材品质、钢材用途。
①首先这样分类体现了其确确实实存在性能的偏差,同时造价也存在差异所以在实际工程中我们应该在满足其功能的基础下,寻找最低造价;②2.4低碳钢拉伸时的应力-应变分为哪几个阶段?各阶段的特征及指标如何?答:分为四个阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、紧缩阶段。
(1)弹性阶段OA:去除荷载,恢复原样。
A点应力:弹性极限(σp)应力应变成正比,其比值:弹性模量(E)。
弹性模量反映钢材抵抗弹性变形的能力。
(2)屈服阶段AB:去除荷载,不能完全恢复,暂时失去抵抗变形能力,称为屈服。
应力增长明显滞后于应变增加。
上屈服点、下屈服点(屈服强度σs),设计强度取值。
超过屈服点变形严重,不能满足使用要求。
(3)强化阶段BC:内部结构变化(晶格畸变,滑移受阻),建立新平衡,抗塑性变形能力重新强化。
最高点C点的应力:抗拉强度(σb),能承受的最大应力值。
中南大学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ρ: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。
土木工程材料习题解答
第1章 土木工程材料的基本性质1. 何谓材料的密度、表观密度、堆积密度?如何测定?材料含水后对三者有什么影响?答:密度是材料在绝对密实状态下,单位体积的质量;表观密度表示材料在自然状态下单位体积的质量;堆积密度是指散粒材料或粉状材料,在自然堆积状态下单位体积的质量。
材料含水后的影响为:对密度没有影响,因测定密度时材料必须是绝对干燥的;内部封闭孔隙不会吸水,含水对密度没有影响。
因开口孔隙吸水,使表观密度增大。
含水对堆积密度的影响则复杂,因含水后材料堆积状态下的质量和体积都会发生变化,一般来说是使堆积密度增大。
2. 材料的孔隙率和孔隙特征对材料的哪些性能有影响?有何影响?答:材料的孔隙率和孔隙特征会影响材料的强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性及吸声性等特性。
一般来说,孔隙率增大,材料的强度降低、容积密度降低、绝热性能提高、抗渗性降低、抗冻性降低、耐腐蚀性降低、耐久性降低、吸水性提高。
材料内部的孔隙各式各样,十分复杂,孔隙特征主要有大小、形状、分布、连通与否等。
孔隙特征对材料的物理、力学性质均有显著影响。
若是开口孔隙和连通孔隙增加,会使材料的吸水性、吸湿性和吸声性显著增强,而使材料的抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性等耐久性能显著下降。
若是封闭的细小气孔增加,则对材料的吸水、吸湿、吸声无明显的影响;但对绝热、抗渗性、抗冻性等性能则有影响。
在一定的范围内,增加细小封闭气孔,特别是球形气孔,会使材料的绝热性能和抗渗性、抗冻性等耐久性提高。
在孔隙率一定的情况下,含大孔、开口孔隙及连通孔隙多的材料,其绝热性较含细小、封闭气孔的材料稍差。
3. 有一块烧结普通砖,在吸水饱和状态下重2900 g ,其绝干质量为2550g 。
砖的尺寸为240mm ×115mm ×53mm ,经干燥并磨成细粉后取50 g ,用排水法测得绝对密实体积为18.62cm 3。
试计算该砖的吸水率,密度,孔隙率。
答:质量吸水率:%7.13%100255025502900=⨯-=m W 表观密度 30/74.13.55.110.242550cm g =⨯⨯=ρ 则体积吸水率: Wm =13.7%×1.74=23.8% 密度:3/69.262.1850cm g v m ===ρ 孔隙率:%32.35%10069.274.11%10010=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ρρP4. 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能承受的最大应力。
土木工程材料习题答案
第一章土木工程材料的基本性质一、选择题1.受水浸泡或处于潮湿环境中的重要建筑物所选用的材料,其软化系数应( c )A.>0.5 B.>0.75 C.>0.85 D.< 12.对于同一材料,各种密度参数的大小排列为( b )A.密度>堆积密度>表观密度 B.密度>密度表观>堆积密度C.堆积密度>密度>表观密度 D.表观密度>堆积密度>密度3.下列有关材料强度和硬度的内容,哪一项是错误的?( d )A.材料的抗弯强度与试件的受力情况、截面形状及支承条件等有关B.比强度是衡量材料轻质高强的性能指标C.石料可用刻痕法或磨耗来测定其强度D.金属、木材、混凝土及石英矿物可用压痕法测其强度4.材料的密度指的是( c )A.在自然状态下,单位体积的质量B.在堆积状态下,单位体积的质量C.在绝对密实状态下,单位体积的质量D.在材料的体积不考虑开口孔在内时,单位体积的质量5.选择承受动荷载作用的结构材料时,要选择下述哪一类材料?(b )A.具有良好塑性的材料 B.具有良好韧性的材料C.具有良好弹性的材料 D.具有良好硬度的材料6.材料在吸水后,将使材料的何种性能增强?( c )Ⅰ.耐久性Ⅱ.密度Ⅲ.表观密度Ⅳ.导热系数Ⅴ.强度A.ⅠⅣ B.ⅡⅢⅤ C.ⅢⅣ D.ⅡⅢⅣⅤ7.材料在空气中能吸收空气中水分的能力称为( b )A.吸水性 B.吸湿性 C.耐水性 D.渗透性1亲水性材料的润湿边角θ≤( c )A. 45° B. 75° C. 90° D.115°8.已知某固体材料的ρ0= 1500/m3, ρ= 1800 /m3, 则其孔隙率为( b )A. 14.3 % B. 16.7 % C.88.0 % D. 12.5 %9.增大材料的孔隙率,则其抗冻性能将( b )A.不变 B.提高 C.降低 D.不一定二、问答题1.材料的强度与强度等级的关系如何?影响材料强度测试结果的试验条件有哪些?怎么影响?2.石灰岩的密度和石灰岩碎石的表观密度有何不同?天然含水量的大小对碎石的表观密度是否有影响?为什么?3.评价材料热工性能的常用参数有哪几个?要保持建筑物室内温度的稳定性并减少热损失,应选用什么样的建筑材料?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亲水性与憎水性?5. 路用石料有哪几项主要技术性能指标?6. 石料的磨耗率大小与耐磨性能的关系。
土木工程材料课后习题答案
土木工程材料课后习题答案第一章2.当材料的孔隙率增加时,表1-7中的其他性能如何变化?(用符号表示:↑ 增长↓ 减少,-常数,?)表1-7孔隙率增大时,材料其他性质变化表孔隙率密度表观密度强度吸水率抗冻性导热性↑-↓↓↑↓↓3、什么是材料的耐水性?用什么表示?在材料选用时有什么要求?材料长期在水的作用下不被破坏,强度也不显著降低的性质称耐水性用软化系数来表示kr=fb/fgKR>0.85的材料为本工程的防水材料,可作为水或潮湿环境中的重要构筑物;当用于较低湿度或二级结构时,材料的Kr值也不得小于0.754、材料发生渗水和冻融破坏的主要原因是什么?如何提高材料的抗渗性和抗冻性?材料的孔隙率大,孔径大、开口并连通的空隙多、强度低是发生渗水和冻融破坏的主要原因。
在工程中,通常采用降低孔隙率、提高密实度、增加闭合孔比例、减少裂缝或疏水处理的方法来提高材料的抗渗性。
工程上常采用降低孔隙率、提高密实度、提高闭口孔隙比例、提高材料的强度等方法提高材料的抗冻性。
5.材料的导热系数是多少?什么意思?一般来说,如何利用气孔来提高材料的隔热性能?导热系数指的是材料导热的能力。
用热导率表示。
减少开放孔隙度,增加封闭孔隙度的比例。
7、什么是材料的耐久性?通常用哪些性质来反映?材料的耐久性是指材料在长期使用过程中,能够抵抗环境的破坏作用,保持原有性能而不受损坏的综合性能。
通常用抗渗性、抗冻性、抗老化和抗碳化等性质。
8.施工现场有50t砂,密度2.65g/cm3,容重1450kg/m3;石料为100t,密度为2.70g/cm3,体积密度为1500kg/m3,尝试计算砂石的孔隙比。
如果堆码高度为1.2米,每个堆码需要存储多少面积?砂:绝对密实体积v1=50*1000/2650=18.87m3自然状态下体积V2=50*1000/1450=34.48m3,砂土孔隙度P1=(34.48-18.87)/34.48=45.28%,储存面积S1=3*34.48/1.2=86.2m2石:绝对密实体积v3=100*1000/2700=37.04m3自然状态下体积V4=100*1000/1500=66.67m3,砂土孔隙度P2=66.67-37.04)/66.67=44.44%,储存面积S2=3*66.67/1.2=166.675m2第二章3.花岗岩和大理石的特点和用途是什么?花岗石特性:(1)、密度大。
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。
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《土木工程材料》习题与难题解答1简答题1 测定含大量开口孔隙的材料表观密度时,直接用排水法测定其体积,为何该材料的质量与所测得的体积之比不是该材料的表观密度解答:表观密度是材料在自然状态下单位体积的质量。
所谓自然状态下的体积包含材料内的孔隙。
而直接将含大量开口孔隙的材料放入水中,部分水进入材料的开口孔隙中,故,所测得的体积已不是材料在自然状态下的体积。
正确的做法是将材料表面涂蜡将其密封,然后方能用排水法测定其自然状态下的体积。
2相同组成材料的性能为何不一定是相同的解答:例如同是二氧化硅成分组成的材料,蛋白石是无定型二氧化硅,石英是结晶型二氧化硅。
它们的分子结构不同,因而它们的性质不同。
3 孔隙率越大,材料的抗冻性是否越差解答:材料的孔隙包括开口孔隙和闭口孔隙两种,材料的孔隙率则是开口孔隙率和闭口孔隙率之和。
材料受冻融破坏主要是因其孔隙中的水结冰所致。
进入孔隙的水越多,材料的抗冻性越差。
水较难进入材料的闭口孔隙中。
若材料的孔隙主要是闭口孔隙,即使材料的孔隙率大,进入材料内部的水分也不会很多。
在这样的情况下,材料的抗冻性不会差。
名词解释1 材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积(开口孔隙与间隙之和)占堆积体积的百分率。
2 堆积密度是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。
填空题1 材料的吸湿性是指材料在_空气中吸收水分_的性质。
2 材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的_冻融循环次数_来表示。
3 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_亲水性_。
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。
错2 材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。
对3 在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。
错分析题1 生产材料时,在组成一定的情况下,可采取什么措施来提高材料的强度和耐久性解答:主要有以下两个措施:(1)降低材料内部的孔隙率,特别是开口孔隙率。
降低材料内部裂纹的数量和长度;使材料的内部结构均质化。
(2)对多相复合材料应增加相界面间的粘结力。
如对混凝土材料,应增加砂、石与水泥石间的粘结力。
2 决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么解答:决定材料耐腐蚀的内在因素主要有:(1)材料的化学组成和矿物组成。
如果材料的组成成分容易与酸、碱、盐、氧或某些化学物质起反应,或材料的组成易溶于水或某些溶剂,则材料的耐腐蚀性较差。
(2)非晶体材料较同组成的晶体材料的耐腐蚀性差。
因前者较后者有较高的化学能,即化学稳定性差。
(3)材料内部的孔隙率,特别是开口孔隙率。
孔隙率越大,腐蚀物质越易进入材料内部,使材料内外部同时受腐蚀,因而腐蚀加剧。
v1.0 可编辑可修改(4)材料本身的强度。
材料的强度越差,则抵抗腐蚀的能力越差。
六、计算题某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172 MPa、178 MPa、168 MPa。
该岩石可否用于水下工程。
该岩石的软化系数为其软化系数大于,所以该岩石可用于水下工程。
常见问题解答2简答题1. 为什么用材料的屈服点而不是其抗拉强度作为结构设计时取值的依据解答:屈服强度和极限抗拉强度是衡量钢材强度的两个重要指标。
极限抗拉强度是试件能承受最大应力。
在结构设计中,要求构件在弹性变形范围内工作,即使少量的塑性变形也应力求避免,所以规定以钢材的屈服强度作为设计应力的依据。
抗拉强度在结构设计中不能完全利用,但屈服强度与抗拉强度之比(屈强比)却有一定的意义。
屈强比越小,结构的安全性越高。
2. 为什么将钢材的伸长率作为建筑用钢材的一个重要技术性能指标解答:钢材在使用中,为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆断,要求其塑性良好,即具有一定的伸长率,可以使缺陷处超过材料的屈服点时,随着发生塑性变形使应力重新分布,而避免钢材提早破坏。
同时,常温下将钢材加工成一定形状,也要求钢材要具有一定塑性。
但伸长率不能过大,否则会使钢材在使用中超过允许的变形值。
3. 为何冷加工强化的钢材会有塑性降低、脆性增大的副作用解答:钢材加工至塑性变形后,由于塑性变形区域内的晶粒产生相对滑移,使滑移面下的晶粒破碎,晶格变形,构成滑移面的凹凸不平,从而给以后的变形造成较大的困难。
所以其塑性降低、脆性增大。
名词解释1 钢材受力初期,应力与应变成比例地增长,应力与应变之比为常数,称为弹性模量。
2 当应力超过弹性极限后,变形增加较快,此时除了产生弹性变形外,还产生部分塑性变形。
当应力达到B点后,塑性应变急剧增加,曲线出现一个波动的小平台,这种现象称为屈服。
这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。
由于下屈服点的数值较为稳定,因此以它作为材料抗力的指标,称为屈服点或屈服强度。
填空题1 _屈服强度_和_极限抗拉强度_是衡量钢材强度的两个重要指标。
2 钢材热处理的工艺有:_退火_,正火,_淬火_,_回火_。
3 按冶炼时脱氧程度分类钢可以分成:_镇静钢_,_沸腾钢_,_半镇静钢_和特殊镇静钢。
选择题1 钢材抵抗冲击荷载的能力称为_B_。
A 塑性B 冲击韧性C 弹性D 硬度2 钢的含碳量为_A_。
A <%B >%C >%判断题1 屈强比愈小,钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大,结构的安全性愈高。
对2 一般来说,钢材硬度愈高,强度也愈大。
对3 钢材是各向异性材料。
错分析题1 某厂钢结构层架使用中碳钢,采用一般的焊条直接焊接。
使用一段时间后层架坍落,请分析事故的可能原因。
答:A.钢材选用不当。
中碳钢塑性、韧性差于低碳钢,且焊接时温度高,热影响区的塑性及韧性下降较多,从而易于形成裂纹。
B.焊条选用及焊接方式亦有不妥。
中碳钢由于含碳较高,焊接易产生裂缝,最好采用铆接或螺栓连接。
若只能焊接,应选用低氢型焊条,且构件宜预热。
2 为何说屈服点(бs)、抗拉强度(бb)和伸长率(δ)是建筑用钢材的重要技术性能指标。
答:屈服点(бs)是结构设计时取值的依据,表示钢材在正常工作承受的应力不超过бs;屈服点与抗拉强度的比值(бs∕бb)称为屈强比。
它反应钢材的利用率和使用中安全可靠程度;伸长率(δ)表示钢材的塑性变形能力。
钢材在使用中,为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆断,要求其塑性良好,即具有一定的伸长率,可以使缺陷处超过бs 时,随着发生塑性变形使应力重分布,而避免钢材提早破坏。
同时,常温下将钢材加工成一定形状,也要求钢材要具有一定塑性。
但伸长率不能过大,否则会使钢材在使用中超过允许的变形值。
六、计算题从新进货的一批钢筋中抽样,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 kN, kN;抗拉极限荷载分别为 kN, kN,钢筋公称直径为12 mm,标距为60 mm,拉断时长度分别为66.0 mm,67.0 mm。
计算该钢筋的屈服强度,抗拉强度及伸长率。
钢筋的屈服强度钢筋的抗拉强度钢筋的伸长率常见问题解答3简答题1为何矿渣水泥、火山灰水泥的耐腐蚀性优于硅酸盐水泥解答:因为矿渣和火山灰与硅酸盐水泥熟料的水化产物氢氧化钙反应,生成水化硅酸钙等水化产物,使水泥石中的氢氧化钙含量大为降低,而氢氧化钙的耐腐蚀性较差。
另一方面,形成较多的水化产物使水泥石结构更为致密,亦提高了水泥石的抗腐蚀能力。
2为何粉煤灰水泥的干缩性小于火山灰水泥解答:粉煤灰多为表面致密的圆形颗粒,而火山灰是表面多孔形状不规则的颗粒。
一般来说,在水泥浆体达到相同的流动度时,后者的需水量较多,使硬化后的水泥石干缩较大。
3为何高铝水泥不宜在高于30℃的温度条件下养护解答:高铝水泥在水化的过程中,当温度低于20℃时,主要水化产物CaOoAl2O3o10H2O,温度在20~30℃时,主要水化产物未2CaOoAl2O3o8H2O,当温度大于30℃时主要水化产物未3CaOoAl2O3o6H2O,该产物的强度较低,因而高铝水泥不宜在高于30℃的温度条件下养护。
4为何不是水泥越细,强度一定越高解答:一般来讲,水泥颗粒细有利于提高水泥的水化速度及充分水化,从而有利于强度,特别是早期强度。
但水泥颗粒过细,比表面积过大,水泥浆体达到相同流动度的需水量过多,反而影响了水泥的强度。
5测定水泥凝结时间和安定性前为何必须作水泥标准稠度用水量解答:水泥的凝结时间安定性与水泥浆的水灰比有关。
用水量过多,水泥水化速度虽然加快,但水泥颗粒间距离加大,凝结时间反而延长。
而当水泥安定性界于合格与不合格之间时,加大水灰比,则水泥的安定性表现为合格。
故先测定水泥标准稠度用水量,以相同的条件来测定水泥的凝结时间与安定性。
填空题1 石灰的特性有:可塑性_好_、硬化_缓慢_、硬化时体积_收缩大_和耐水性_差_等。
2 建筑石膏具有以下特性:凝结硬化_快_、孔隙率_高_、表观密度_小_,强度_低_凝结硬化时体积_略膨胀_、防火性能_好_等。
3 国家标准规定:硅酸盐水泥的初凝时间不得早于_45min_,终凝时间不得迟于__。
选择题1 水泥熟料中水化速度最快,28 d水化热最大的是_C_。
A C3SB C2SC C3AD C4AF2 以下水泥熟料矿物中早期强度及后期强度都比较高的是_A_。
A C3SB C2SC C3AD C4AF判断题1 石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。
错2 为加速水玻璃的硬化,常加入氟硅酸钠作为促硬剂,加入越多效果越好。
错3 在水泥中,石膏加入的量越多越好。
错分析题1 某住宅工程工期较短,现有强度等级同为硅酸盐水泥和矿渣水泥可选用。
从有利于完成工期的角度来看,选用哪种水泥更为有利。
答:相同强度等级的硅酸盐水泥与矿渣水泥其28 d强度指标是相同的,但3 d的强度指标是不同的。
矿渣水泥的3天抗压强度、抗折强度低于同强度等级的硅酸盐水泥,硅酸盐水泥早期强度高,若其它性能均可满足需要,从缩短工程工期来看选用硅酸盐水泥更为有利2 某工地需使用微膨胀水泥,但刚好缺此产品,请问可以采用哪些方法予以解决答:若有石膏,可多掺石膏粉于普通硅酸盐水泥中,水化可形成较多的钙矾石而产生微膨胀,加入量应作试验,且必须搅拌均匀。
3 高铝水泥制品为何不易蒸养答:高铝水泥的水化在环境温度<20℃时主要生成CAH10;在温度20~30℃会转变及A(OH)3凝胶;温度>30℃使再转变为C3AH6及A(OH)3凝胶CAH10、C2AH8等为介稳态水化产物,C3AH6是稳定态的,但强度低,当蒸养时就直接生成C3AH6这类强度低的水化产物,故高铝水泥制品不宜蒸养。
常见问题解答4简答题1 为何混凝土不是水泥的用量越多越好解答:水泥用量过大,混凝土干缩较大,且水化热较大,易导致混凝土的开裂。