工程材料习题详细解说

工程材料习题解说3

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”。

ρ：是指材料在自然状态下单位体积的质量。测定方法：对于外形规则的块表观密度

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。而且材

料的孔隙在自然状态下可能含水，随着含水量的不同,材料的质量

和体积均会发生变化，则表观密度会发生变化。

对强度的影响:孔隙减小了材料承受荷载的有效面积,降低了材料的强度，且应力在孔隙

处的分布会发生变化,如:孔隙处的应力集中。

对吸水性的影响:开口大孔，水容易进入但是难以充满;封闭分散的孔隙,水无法进入。当

孔隙率大,且孔隙多为开口、细小、连通时，材料吸水多。

对抗渗性的影响：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并连通开口时,材料具有较高的渗透

性;如果孔隙率小，孔隙封闭不连通，则材料不易被水渗透。

对抗冻性的影响：连通的孔隙多，孔隙容易被水充满时,抗冻性差。

对导热性的影响:如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多,则导热系数就小,导热性差，

保温隔热性能就好。如果材料内孔隙较大，其内空气会发生对流,则

导热系数就大，导热性好。

4、材料的耐水性、吸水性、吸湿性、抗冻性、导热性、热容、抗渗性的含义是什么?