第1章 材料的基本性质复习题答案教学内容

第1章材料的基本性质复习题答案
第一章土木工程材料的基本性质习题参考答案
一名词解释
1.密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。

2.表观密度：材料在自然状态下，单位体积的质量。

3.软化系数：材料在吸水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的抗压强度之比。

二填空题
1.材料的吸湿性是指材料在_潮湿空气中吸收水分的_的性质。

2.材料的亲水性与憎水性用__润湿边角来表示，材料的吸湿性用_含水率_ 来表示。

材料的吸水性用_吸水率_来表示。

3.同种材料的孔隙率越_小_ ，其强度越高。

当材料的孔隙一定时，_密闭孔隙越多，材料的保温性能越好。

4.材料的耐水性是指材料在长期_水_ 作用下，_强度_ 不显著降低的性质。

材料的耐水性可以用_软化系数表示，该值越大，表示材料的耐水性_越好。

三判断题
1.材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。

（√）
2.在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。

（×）
3.材料比强度越大，越轻质高强。

（√）
4.材料的导热系数越大，其保温隔热性能越好。

（×）
5.材料的孔隙率越小，密度越大。

（×）
6.材料受潮或冰冻后，其导热系数都降低。

（×）
7.渗透系数K越大，表示材料的抗渗性越好（×）。

8.软化系数不大于1。

（√）
9.具有粗大孔隙的材料，其吸水率较大；具有细微连通孔隙的材料，其吸水率较小。

（×）
10.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。

（×）
四选择题
（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
（3）有一块砖重2625g，其含水率为5% ，该湿砖所含水量为_ D ___。

A 131.25g
B 129.76g
C 130.34g
D 125g
（4）通常材料的软化系数为_ B _时。

可以认为是耐水的材料。

A ＞ 0.95
B ＞ 0.85
C ＞ 0.75
D ＞0.65
（5）颗粒材料的密度为ρ，表观密度为ρ0，堆积密度ρ0 '，则存在下列关系__ A __。

A. ρ＞ρ0＞ρ0 '
B. ρ＞ρ0'＞ρ0
C. ρ0＞ρ＞ρ0 '
D. ρ0＞ρ0 '＞ρ
（6）材料吸水后，将使材料的_ D ___提高。

A. 耐久性
B. 强度及导热系数
C. 密度
D. 表观密度和导热系数
（7）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
（8）已知某固体材料的ρ0=1500kg/m3，ρ=1800 kg/m3，则其孔隙率为_B_ __。

A 14.3%
B 16.7%
C 88.0%
D 12.5%
（9）材料孔隙率的大小一般说来对材料的__ D __有影响。

A. 强度与导热性
B. 密度
C. 抗冻性，抗渗性
D.A+C
E.A+B
(10)材料在绝对密实状态下的体积为V，开口孔隙体积为Vk，闭口孔隙体积为Vb，材料在干燥状态下的质量为m，则材料的表观密度ρ0_ C _ __。

A m/V
B m/(V+Vk)
C m/(V+Vk+Vb)
D m/(V+Vb)
五计算题
1.某材料的体积吸水率为10%，密度为3.0g/cm3,表观密度为1500kg/m3。

试求该材料的质量吸水率、开口孔隙率、闭口孔隙率，并估计该材料的抗冻性如何？
解：1500kg/m3=1.5g/cm3
质量吸水率W m=（m b-m）/m=Wv/ρ'=10%/1.5=6.7%
开口孔隙率P K=W V(体积吸水率)=10%
闭口孔隙率P B=（1-ρ'/ρ）×100%-P K=(1-1.5/3) ×100%-10%=40%
该材料的孔隙率为50%，而开口孔只有10%，闭口孔占了40%，因此该材料的抗冻性较好。

2.质量为
3.4kg，容积为10L的容量筒装满绝干石子后的总质量为18.4kg。

若向筒内注入水，待石子吸水饱和后，为注满此筒共注入水
4.27kg。

将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为18.6kg（含筒重）。

求该石子的吸水率，表观密度，堆积密度，开口孔隙率。

解：石子的质量为m=18.4-3.4=15 kg
石子的堆积体积为V0'=10L
石子所吸收水的量为m w=18.6-18.4=0.2 kg，水的密度为1 g/cm3，所以水的体积为0.2L（1 cm3=1L）
开口孔隙体积为石子吸收水的量，即V K=0.2L
注入桶内的水的体积为4.27/1=4.27 L
注入桶内的水的体积等于石子间空隙的体积与石子开口孔隙之和，所以石子间空隙的体积=4.27-0.2=4.07 L
因此，
石子的质量吸水率为
Wm=m w/m×100%=0.2/15×100%=1.3%
石子的体积吸水率为
Wv=Vk/V0×100%=0.2/(10-4.07)×100%=3.4%
石子的堆积密度为
ρ0 '= m/ V0'=15/10=1.5（kg/L）=1500 kg/ m3（1L=10-3 m3）
石子的表观密度为
ρ0= m/ V0=15/（10-4.07）=2.53 kg/L=2530g/ m3
石子的开口孔隙率为
P K= Wv =Vk/V0×100%=0.2/(10-4.07)×100%=3.4%
3.有一石材干试样，质量为256g，将其浸水，吸水饱和排出水体积115 cm3，将其取出后擦干表面，再次放入水中排出水体积为118 cm3，若试样体积无膨胀，求此石材的表观密度、质量吸水率和体积吸水率。

解：由题已知
浸水排水体积即为材料固体体积与内部开口空隙之和,即：V+V B=115
cm3，取出擦干,开口孔已充满了水,所以再次放入水中排水体积即为表观体积,即V0= V+V B+V K=118 cm3
所以,开口孔的体积V K=118-115=3 cm3,也即材料吸水饱和时所吸收的水的体积，而水的密度为1 g / cm3，则吸收的饱和水的质量为3 g。

表观密度：
ρ0= m/ V0=256 g /118 cm3=2.17 g / cm3
质量吸水率：
Wm=（mb-m）/m×100%=3/256×100%=1.17%
体积吸水率：
Wv=Vw/V0×100%=3/118×100%=2.54%
（或者Wv= Wm×ρ0=1.17%×2.17=2.54%）
4.一块普通粘土砖尺寸为240mm×115mm×53mm，烘干后质量为2420g，吸水饱和后为2640g，将其烘干磨细后取50g用李氏瓶测其体积为19.2 cm3，求该砖的开口孔隙率及闭口孔隙率。

解：由题已知可得
材料表观体积：V0=V+V B+V K =240mm×115mm×53mm=1462.80 cm3
材料密度：ρ= m/ V=50/19.2=2.60 g / cm3
则2420 g材料固体部分体积为：V= m/ρ=2420/2.60=930.77 cm3
所以闭口空隙体积与开口空隙体积和为V B+V K = V0- V=1462.80-930.77=532.03 cm3
材料所能吸收的饱和水的质量为：2640-2420=220 g，体积为220/1=220 cm3
所以材料开口空隙体积为V K =220 cm3
则材料闭口空隙体积为V B =532.03-220=312.03 cm3
开口孔隙率：P K= V K/ V0×100%=220/1462.80×100%=15.04%
闭口孔隙率：P B= V B/ V0×100%=312.03/1462.80×100%=21.33%。