土木工程材料复习思考题答案(第六章)

土木工程材料复习思考题答案

第六章工程石材、墙体材料和屋面材料

岩石在建筑工程中有哪些用途？试举例说明。

答：岩石经开采，可成为建筑工程中的石材。石材制成的制品可以用作

衬面材料、台阶、栏杆可纪念碑等，未加工的毛石可以用来砌筑基础、

桥涵、挡土墙、堤岸、护坡及隧道衬砌等，散粒状石材可以用作混凝土

和砂浆的骨料以及筑路材料。

石材还可以作为生产建筑材料的原料，用来生产水泥、玻璃、陶瓷、

石灰、石膏以及砖、瓦等。还有些岩石可以用来制作绝热材料如矿棉、

岩棉以及蛭石和珍珠岩。某些岩石还可以作为混合材（如火山灰、凝灰

岩及硅藻土）掺入硅酸盐水泥中。

按地质成因，岩石可分为哪几类？各有何特征？

答：岩石按地质成因可分为岩浆岩（有深成岩、喷出岩、火山岩）、沉

积岩、变质岩（有正变质岩、副变质岩）三类。

岩浆岩中的深成岩的特征是：晶粒较粗、构造致密，故其强度高，

孔隙率及吸水率较小，表观密度大，抗冻性好。

岩浆岩中的喷出岩的特征是：多呈隐晶质、玻璃体结构、斑状结构。

具有斑状结构的岩石易遭风化。如果喷出岩凝固成很厚的岩层，其结构、性质接近深成岩。当喷出岩凝固成较薄的岩层时，常成多孔构造，强度

等性质低于深成岩。

岩浆岩中的火山岩的特征是：火山岩为玻璃体结构且成多孔构造，

孔隙率大，吸水性强，表观密度小，抗冻性差。

沉积岩的特征是：大多呈层状构造，表观密度小，孔隙率大，吸水

率大，强度低，耐久性差。且各层间的成分、构造、颜色及厚度都有差异。不少沉积岩具有化学活性。

变质岩中正变质岩的特征是：一般正变质岩成片状构造，建筑性能

较原岩石有所下降。

变质岩中副变质岩的特征是：建筑性能较原岩石有所提高。

一般岩石应具有哪些主要技术性质？

答：一般岩石应具有的主要技术性质包括物理性质、力学性质和工艺性质。（1）物理性质主要有表观密度、吸水性、耐水性、抗冻性、耐火性和

导热性。为确保石材的强度、耐久性等性能，一般要求所用石材表观密

度较大、吸水率小、耐水性好、抗冻性好以及耐火性好。

（2）力学性质有抗压强度、冲击韧性、硬度、耐磨性等。

（3）工艺性质指开采和加工过程的难易程度及可能性，包括加工性、

磨光性和可钻性。

4. 常用石材有哪些？各具有什么特性？宜用在工程的哪些部位？

答：常用石材主要有花岗岩、辉长岩、玄武岩、石灰岩、大理岩、砂岩。花岗岩的特性及在工程上的应用：坚硬致密，耐磨性好，装饰性好。

主要用于基础、勒脚、柱子、踏步、地面和室内外墙面等。花岗岩经磨

光后，色泽美观，装饰效果极好，是室内外主要的高级装修、装饰材料。辉长岩的特性及在工程上的应用：属全晶质等粒状结构，板块构造。

强度高、表观密度大，韧性好、耐磨性强、耐久性好。既可作承重结构

材料，又可作装饰、装修材料。

玄武岩的特性及在工程上的应用：属玻璃质或隐晶质斑状结构，气

孔状或杏仁状构造。抗压强度随其结构和构造的不同而变化较大，表观

密度大，硬度高，脆性大，耐久性好，但加工困难。常作筑路材料或混

凝土集料。

石灰岩的特性及在工程上的应用：属晶质结构，层状构造。质地致

密的石灰岩抗压强度高，表观密度大。当石灰岩中含粘土杂质超过3%～

4%，则抗冻性、耐水性显著降低。硅质石灰岩强度高、硬度大、耐久性

好。大部分石灰岩质地致密、坚硬、抗风化能力较强。用于基础、外墙、

桥墩、台阶和路面，还可用作混凝土集料。

大理岩的特性及在工程上的应用：属等粒变晶结构，块状构造。大

理岩抗压强度高，表观密度大。质地致密但硬度不高，加工容易。色彩

美观，纹理自然，是优良的室内装饰材料。主要用于室内墙面、柱面、

地面、栏杆、踏步及花饰等。不宜用作城市内建筑物的外部装饰。

砂岩的特性及在工程上的应用：为碎屑结构，层状构造。不同的砂

岩其性质间差异较大。砂岩的抗压强度在5～200MPa，表观密度为2200～

2500kg/m3。常用于基础、墙身、人行道、踏步等。

5. 简述烧结砖的生产原理。

答：烧结砖的生产工艺流程为：采土→配料调制→制坯→干燥→焙烧→

成品。生产的关键步骤是焙烧。粘土坯体在焙烧过程中发生一系列物理

化学变化，重新化合形成一些合成矿物和易熔硅酸盐类新生物。当温度

升高达到某些矿物的最低共熔点时，易熔成分开始熔化，出现玻璃体液

相并填充于不熔颗粒的间隙中将其粘接。此时，坯体孔隙率下降，密实

度增加，强度也相应提高，这一过程称为烧结。烧结后的粘土冷却后便

成为烧结砖。

6. 简述烧结砖普通砖的产品等级和强度等级的评定依据。

答：烧结砖普通砖的产品等级评定依据（方法）是：对于强度、抗风化

性能和放射性物质合格的烧结普通砖，根据尺寸偏差、外观质量、泛霜

和石灰爆裂分为优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）3个质量等级。

烧结砖普通砖的强度等级评定依据是：烧结普通砖根据10块砖样的

抗压强度平均值和强度标准值，抗压强度分为MU30，MU25，MU20，

MU15，MU10五个强度等级。当变异系数δ≤0.21时，按抗压强度平

均值(f )、强度标准值fK 评定砖的强度等级。当变异系数δ＞0.21时，

按抗压强度平均值(f )、单块最小抗压强度值（fmin）评定砖的强度等

级。

7. 列出烧结普通砖的产品标记：规格240mm×115mm×53mm强度等级为

MU20，优等品的粘土砖。

答：产品标记为：烧结砖普通砖N MU20 A GB5101。

8. 采用烧结砖普通砖进行强度测试，测得抗压强度分别为：25.7MPa、28MPa、24.5MPa、29MPa、27.8MPa、33MPa、28.5MPa、32MPa、29.2MPa和31MPa，评定该烧结普通砖的强度等级。

解：(1) 10块砖样的抗压强度平均值:

(2) 10块砖样的抗压强度标准差: