土木工程材料 百校土木工程专业通用教材 同济大学出版社 赵方冉主编

【题2-1】试分析在分别³承受压力或拉力作用时，不同宏观结构材料的结构变化特点及其抵抗能力差别
答：
【题2-2】材料中的空隙特征表现有哪些？材料表现密度与视密度的差别是什么？
答：孔隙特征分开口和闭口两种
表观密度是指材料在自然状态下(长期在空气中存放的干燥状态)，材料所具有的质量（M）与其表观体积（V）之比。

视密度即表观密度。

材料密度指的是材料所具有的质量（M）与其密实体积（V）之比。

材料堆积密度指的是材料所具有的的质量（M）与其堆积体积（V’）之比。

【题2-3】哪些参数或因素可影响颗粒堆积材料的堆积密度？如何提高其堆积体积密度？答：堆积材料的堆积体积V’中，既包括了材料颗粒内部的空隙，也包括了颗粒间的空隙。

除了颗粒所含空隙及其含水多少以外，颗粒间空隙的大小对其堆积体积的大小具有显著地影响。

由此可知，材料的堆积密度不仅与其颗粒的宏观结构，含水状态等有关，而且还与其颗粒间空隙或颗粒间被挤压实的程度等因素有关。

所以可以通过增加颗粒含水量、减少颗粒间空隙、加大压实颗粒、提高颗粒的粉碎程度达到增加堆积密度。

【题2-4】简述材料受力破坏过程中内部结构的变化过程
答：
【题2-5】某材料的极限抗压强度为21MPa，弹性模量为3.0×10^4MPa，利用该材料制成的柱子横截面尺寸为400mm×400mm，长度为12000mm。

若在该柱子的轴向上施加1800kN 压力荷载，在只考虑弹性变形的情况下，试计算分析该柱子受力后的尺寸变化，此荷载作用下该柱子是否已达到破坏状态？要使该柱子达到受压破坏时，须加多大的压力荷载？
答：只考虑弹性变形下，根据E=σ/ε;所以ε=σ/E=1800kN/3.0×10^4MPa=6×10^（-2）
mm;
根据f=P/A=1800kN/400mm*400mm=11.25MPa<21MPa 所以没有达到破坏；
P=A*f=400mm*400mm*21MPa=3360kN;
【题2-6】试分析外力作用下产生弹性变形和塑形变形时，材料内部结构的状态变化特点？并探讨影响其抵抗弹性变形和塑形变形的材料内部结构因素？
【题2-7】当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观密度、强度、吸水率、搞冻
性及导热性是下降、上生还是不变？
答：当材料的孔隙率增大时，各性质变化如下表：
【题2-8】烧结普通粘土砖进行抗压实验，测得浸水饱和后的破坏荷载为183KN，干燥状态的破坏荷载为207KN（受压面积为115mmX120mm），问此砖的饱水抗压强度和干燥抗压强度各多少？是否宜用于建筑物中常与水接触的工程结构物？
答：根据f=P/A
f=183kN/115mm*120mm=13.3MPa
f’=207kN/115mm*120mm=15MPa
是否适宜用于常与水接触的工程结构物要看设计强度是多少，如果要求就MU10的砖，就合适了，如要求MU15的砖，就不适宜了
【题2-9】块体石料的孔隙率和碎石的空隙率各是如何测定？了解它们各有何工程意义？
答：装在定体积的容器中，加水。

测量等加入多少水，就得出孔隙率了。

块状石材则是浸水浸透，然后测量质量变化，根据吸水的质量，测量孔隙率。

意义：有了孔隙率，才能计算石材本身密度；才知道致密情况；对级配，对夯填都有意义。

【题2-10】某岩石的密度为2.75g/cm³，孔隙率为1.5%，今将该岩石破碎为碎石，测得碎石的堆积密度为1560kg/m³。

试求此岩石的表观密度和碎石的孔隙率。

答：对于岩石，P=(V。

﹣V)/V。

=(1—ρ。

/ρ)*100%
所以ρ。

=ρ—P*ρ=2.75—1.5%*2.75=2.70875 g/cm³
【题2-11】亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的？举例说明怎样改变材料的变水性与憎水性？
答：材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性材料；材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性材料。

例如：塑料可制成有许多小而连通的孔隙，使其具有亲水性。

例如：钢筋混凝土屋面可涂抹、覆盖、粘贴憎水性材料，使其具有憎水性。

【题2-12】什么是材料的耐久性？在工程结构设计时如何考虑材料的耐久性？
答：1.材料的耐久性：材料在长期使用过程中，抵抗各种自然因素及有害介质的作用，保持其原有性能不变质和不被破坏的能力，称为材料的耐久性。

2.首先要考虑影响耐久性的因素，作用于材料的自然因素和有害介质概括为三方面：
物理作用：受干湿冷热冻融变化等，材料体积收缩或膨胀或产生内应力而开裂破坏。

化学作用：材料在大气和环境水中的酸碱盐等溶液侵蚀下，逐渐发生质变而破坏。

生物作用：昆虫，菌类的侵害
建筑材料中的砖石、混凝土物理破坏为主；金属材料化学作用引起腐蚀为主；木材等天然建材，生物作用破坏为主。

为提高材料耐久性，可根据实际情况和材料的特点采取相应的措施。

以防为主。

比如合理选用材料，减轻环境破坏的作用，提高材料的密实度，采用表面覆盖层等，从而达到目的。