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:
（3）抗压强度标准值:
（4）变异系数：
因为变异系数，所以用10块砖样的抗压强度平均值和强度标
准值来评定该烧结普通砖的强度等级。

根据10块砖样的抗压强度平均值和强度标准值，查教材表6-4，该烧结普通砖的强度等级为MU25。

9. 简述烧结砖多孔砖的产品等级和强度等级的评定依据。

答：烧结砖多孔砖的产品等级评定依据是：根据尺寸偏差、外观质量、
强度等级、物理性能划分为优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）3
个产品等级。

烧结砖多孔砖的强度等级评定依据是：烧结多孔砖根据砖抗压强度
平均值和标准值或单块最小抗压强度值，分为MU30，MU25，MU20，
MU15和MUl0（不同强度等级的烧结多孔砖应符合教材表6-9要求）。

10. 目前所用的墙体材料有哪几类？试举例说明它们各自的优缺点。

答：我国目前所使用的墙体材料品种较多，总体可归纳为砖、砌块和墙
板三大类。

砖（如烧结砖、蒸养（压）砖：）的优点主要是强度较高、耐久性好，
具有一定的保温、隔热、隔音性能，并且原料广泛、制砖容易、施工方
便、利于推广；其缺点主要是砖的容积密度大、砌体自重大，砖块小、
施工效率低，且砌体整体性差，不利于抗震，按节能建筑要求，其导热
系数偏大。

而且生产效率低、能耗高，尤其是粘土砖，毁田严重，影响
农业生产、生态环境和建筑业的发展速度。

砌块（如混凝土小型空心砌块、轻骨料混凝土小型空心砌块、混凝
土中型空心砌块、石膏砌块等）是用于砌筑的、规格尺寸比砖大的块材，
一般为直角六面体，也有各种异型的。

它原材料丰富、制作简单、施工
效率较高，且适用性强，目前，我国以中小型砌块使用较多。

如轻骨料
混凝土小型空心砌块，具有自重轻、保温性能好、抗震性能好、防火及
隔音性能好等特点。

适用于多层或高层的非承重及承重保温墙、框架填
充墙及隔墙。

墙板（如石膏类墙板、水泥类墙板、复合墙板），以墙板为围护墙体
的建筑体系具有质轻、节能、施工方便快捷、使用面积大、开间布局灵
活等特点，因此具有良好的发展前景。

如预应力空心墙板，主要优点是
板面平整，误差小，给施工带来很多便利，减少了湿作业，加快了施工
速度，提高了工程质量。

该墙板可用于承重、非承重外墙板、内墙板、
并可根据需要增加保温吸声层、防水层和多种饰面层等。