湖南大学等四校合编《土木工程材料》(第2版)【课后习题】(第十章 建筑功能材料)【圣才出品】

第十章建筑功能材料
10-1．与传统的沥青防水卷材相比较，合成高分子防水卷材有哪些优点？
答：合成高分子防水卷材最主要的优点是高、低温性能、塑韧性、明显改善，抗老化性提高使用年限延长，适宜采用冷铺贴等新工艺施工，外观美观（有的可附色）。

10-2．为满足防水要求，防水卷材应具备哪些技术性能？
答：为满足防水要求，防水卷材应具备以下技术性能：
（1）耐水性。

指在水的作用和被水浸润后其性能基本不变，在压力水作用下具有不透水性。

（2）温度稳定性。

指在高温下不流淌、不起泡、不滑动，低温下不脆裂的性能，也即在一定温度变化下保持原有性能的能力。

（3）机械强度、延伸性和抗断裂性。

指防水卷材承受一定荷载、应力或在一定变形的条件下不断裂的性能。

（4）柔韧性。

指在低温条件下保持柔韧性的性能。

它对保证易于施工、不脆裂十分重要。

（5）大气稳定性。

指在阳光、热、臭氧及其他化学侵蚀介质等因素的长期综合作用下抵抗侵蚀的能力。

10-3．试述溶剂型、水乳型、反应型防水涂料的特点。

答：（1）溶剂型涂料具有以下特点：
①通过溶剂挥发，涂料品牌策划经过高分子物质分子链接触、搭接等过程而结膜；②涂
料干燥快结膜较薄而致密；③生产工艺较简易，涂料贮存稳定性较好；④易燃、易爆、有毒，生产、贮运及使用时要注意安全；⑤由于溶剂挥发，施工时对环境有一定污染。

（2）水乳型涂料具有以下特点：
①通过水分蒸发，经过固体微粒接近、接触、变形等过程而结膜；②涂料干燥较慢，一次成膜的致密性较溶剂型涂料低，一般不宜在5℃以下施工；③贮存期一般不超过半年；
④可在稍为潮湿的基层上施工；⑤无毒、不燃，生产、贮运、使用比较安全；操作简便，不污染环境；⑥生产成本较低。

（3）反应型涂料具有以下特点：
①通过液态的高分子预聚物与相应物质发生化学反应，变成固态物（结膜）；②可一次结成较厚的涂膜，无收缩，涂膜致密；③双组分涂料需现场配料准确，搅拌均匀，才能确保质量；④价格较贵。

10-4．试述建筑密封膏技术特点及其分类。

答：（1）建筑密封膏技术特点：建筑密封材料应具有高水密性和气密性，良好的粘结性，良好的耐高低温性和耐老化性能，一定的弹塑性和拉伸-压缩循环性能。

（2）分类：
①不定形密封材料通常是黏稠状的材料，分为弹性密封材料和非弹性密封材料。

②按构成类型分为溶剂型、乳液型和反应型。

③按使用时的组分分为单组分密封材料和多组分密封材料。

④按组成材料分为改性沥青密封材料和合成高分子密封材料。

10-5．何谓灌浆材料？作为灌浆材料应具备哪些基本技术性能？
答：（1）灌浆材料指是在压力作用下注入构筑物的缝隙孔洞之中，具有增加承载能力、防止渗漏以及提高结构的整体性能等效果的一种工程材料。

（2）作为灌浆材料应具备的基本技术性能为良好的可灌性、胶凝时间可调性、与被灌体有良好粘结性、良好的强度、抗渗性和耐久性。

10-6．试述甲凝、丙凝、氰凝三种化学灌浆材料的特点及主要应用范围。

答：（1）甲凝化学灌浆材料的特点是灌浆材料黏度比水低，渗透力强，扩散半径大，可灌入0.05～0.1mm的细微裂隙，聚合后强度和粘结力都很高，光稳定性和耐酸碱性均较好。

甲基丙烯酸酯灌浆材料宜于干燥情况下，而不宜于直接堵漏和十分潮湿情况下使用，可用于大坝油管、船坞和基础等混凝土的补强和堵漏。

（2）丙凝化学灌浆材料的特点是灌浆材料黏度低，与水接近，可灌性极好。

浆料的胶凝时间可以精确调节，胶凝前的黏度保持不变，有较好渗透性，扩散半径大，能渗透到水泥灌浆材料不能到达的缝隙。

但丙烯酰胺灌浆材料的强度低，有一定毒性，在干燥条件下凝胶会产生不同程度的收缩而造成裂缝。

丙烯酰胺灌浆材料主要用于大坝、基础等混凝土的补强和防渗堵漏。

（3）氰凝化学灌浆材料的特点是形成的聚合体抗渗性强，结石后强度高，胶凝工作时间可控。

氰凝化学灌浆材料特别适合于地下工程的渗漏补强和混凝土工程结构补强。

10-7．何谓绝热材料？其绝热机理是怎样的？
答：（1）绝热材料是指用于建筑围护或者热工设备、阻抗热流传递的材料或者材料复
合体，既包括保温材料，也包括保冷材料。

（2）绝热材料能起绝热作用的机理如下：
①多孔型
a.热量在传递时在未碰到气孔之前，传递过程为固相中的导热，在碰到气孔后，一条路线仍然是通过固相传递，但其传热方向发生变化，总的传热路线大大增加，从而使传递速度减缓。

b.气孔中气体的导热为主，但由于空气的导热系数大大小于固体的导热系数，故热量通过气孔传递的阻力较大，从而传热速度大大减缓。

②纤维型
纤维型绝热材料的绝热机理基本上和通过多孔材料的情况相似。

显然，传热方向和纤维方向垂直时的绝热性能比传热方向和纤维方向平行时要好一些。

③反射型
a.反射能力强的材料，吸收热辐射的能力就小，反之，如果吸收能力强，则其反射率就小。

b.故利用某些材料对热辐射的反射作用（如铝箔的反射率为0.95）在需要绝热的部位表面贴上这种材料，就可以将绝大部分外来热辐射（如太阳光）反射掉，从而起到绝热的作用。

10-8．影响绝热材料绝热性能的因素有哪些？
答：（1）从导热系数取分析，影响绝热材料绝热性能的因素有：
①材料的物质：构成材料的导热系数受自身物质的化学组成和分子结构影响。

②孔隙率：
a.固体物质的导热系数比空气的导热系数大得多，故材料的孔隙率越大，一般来说，材料的导热系数越小。

b.材料的导热系数不仅与孔隙有关，而且还与孔隙的大小、分布、形状及连通状况有关。

③温度：材料的导热系数随温度的升高而增大。

④湿度材料受潮吸水后，会使其导热系数增大。

⑤热流方向对于纤维状材料，热流方向与纤维排列方向垂直时材料表现出的导热系数要小于平行时的导热系数。

10-9．选用绝热材料时应主要考虑哪些方面的性能要求？
答：导热系数不宜大于0.23W/(m·K)，表观密度或堆积密度不宜大于600kg/m3,块状材料的抗压强度不低于0.3Mpa，绝热材料的温度稳定性应高于实际使用温度。

在实际应用中，由于绝热材料抗压强度等一般都很低，常将绝热材料与承重材料重合使用。

另外，由于大多数绝热材料都具有一定的吸水、吸湿能力，故在实际使用时，需在其表层加防水层或隔气层。

10-10．何谓吸声材料？按吸声机理划分的吸声材料各有何特点？
答：（1）为了全面反映材料的吸声特性，通常取125、250、500、1000、2000、4000Hz 等六个频率的吸声系数来表示材料吸声的频率特性。

凡六个频率的平均吸声系数大于0.2的材料，可称为吸声材料。

（2）吸声材料按吸声机理的不同可分为两类吸声材料。

一类是多孔性吸声材料，主要是纤维质和开孔型结构材料；另一类是吸声的柔性材料、膜状材料、板状材料和穿孔板。

多孔性吸声材料从表面至内部存在许多细小的敞开孔道，当声波入射至材料表面时，声波很快
地顺着微孔进入材料内部，引起孔隙内的空气振动，由于摩擦、空气黏滞阻力和材料内部的热传导作用，使相当一部分声能转化为热能而被吸收。

而柔性材料、膜状材料、板状材料和穿孔板，在声波作用下发生共振作用使声能转变为机械能被吸收。

它们对于不同频率有择优倾向，柔性材料和穿孔板以吸收中频声波为主，膜状材料以吸收低中频声波为主，而板状材料以吸收低频声波为主。

10-11．简述影响多孔性吸声材料吸声效果的因素。

答：（1）影响多孔性吸声材料吸声效果的因素有：
①材料表观密度：和构造的影响多孔材料表观密度增加，意味着微孔减少，能使低频吸声效果有所提高，但高频吸声性能却下降。

②材料厚度的影响：多孔材料的低频吸声系数，一般随着厚度的增加而提高，但厚度对高频影响不显著。

③背后空气层的影响：当材料离墙面的安装距离（即空气层厚度）等于1／4波长的奇数倍时，可获得最大的吸声系数。

根据这个原理，借调整材料背后空气层厚度的办法，可达到提高吸声效果的目的。

④表面特征的影响：吸声材料表面的空洞和开口孔隙对吸声是有利的。

10-12．吸声材料在孔隙结构上与绝热材料有何区别？为什么？
答：（1）绝大多数的吸声材料与绝热材料都具有轻质、多孔、吸水率大等共同的性质。

所不同的是孔隙状态，绝热材料以闭口孔含量高为好，而吸声材料相反，以开口孔隙率高为好。

（2）使用绝热材料时，首先选在施工或使用中导热系数小的材料。

同时要注意防水处。