土木工程材料复习资料(全)

1一.名词解释：1.密度、表观密度、体积密度、堆积密度；2.亲水性、憎水性；3.吸水率、含水率；4.耐水性、软化系数；5.抗渗性；6.抗冻性；7.强度等级、比强度；8.弹性、塑性；9.脆性、韧性；10.热容量、导热性；11.耐燃性、耐火性；12.耐久性二.填空题1．材料的吸水性、耐水性、抗渗性、抗冻性、导热性分别用吸水率、软化系数、渗透系数、抗冻等级和导热系数表示。2．当材料的孔隙率一定时，孔隙尺寸越小，材料的强度越大，保温性能越好，耐久性越久。3．选用墙体材料时，应选择导热系数较小、热容量较大的材料，才能使室内尽可能冬暖夏凉。4．材料受水作用，将会对其质量、强度、保温性能、抗冻性能及体积等性能产生不良影响。5．材料的孔隙率较大时（假定均为开口孔），则材料的表观密度减小、强度减小、吸水率增大、抗渗性差、抗冻性差、导热性增大、吸声性好。6．材料的软化系数愈大表明材料的耐水性愈好。软化系数大于0.8的材料被认为是耐水的。7．评价材料是否轻质高强的指标为比强度，它等于强度与体积密度之比，其值越大，表明材料质轻高强。8．无机非金属材料一般均属于脆性材料，最宜承受静压力。9．材料的弹性模量反映了材料抵抗变形的能力。10．材料的吸水率主要取决于孔隙率及孔隙特征，孔隙率较大，且具有细小开口而又连通孔隙的材料其吸水率往往较大。11．材料的耐燃性按耐火要求规定分为易燃、难燃和不然类。材料在高温作用下会发生热变形和热变质两种性质的变化而影响其正常使用。12．材料在使用环境中，除受荷载作用外，还会受到物理作用、化学作用和生物作用等周围自然因素的作用而影响其耐久性。13．材料强度试验值要受试验时试件的尺寸、表面状态、形状、含水率、加载速度和温度等的影响。14．对材料结构的研究，通常可分为微观、细观和宏观三个结构层次１.吸水率，软化系数，抗渗等级或渗透系数，抗冻等级，导热系数；2.高，好，愈好；3.小，大；4.质量，强度，保温性能，抗冻性能，体积；5.较小，较低，较大，较差，较差，较大，较好；6.好，0.85；7.比强度，材料的强度与体积密度之比，越轻质高强；8.静压力；9.抵抗变形；10.孔隙率，孔隙特征，孔隙率，细小开口，连通；11不燃材料，难燃材料，易燃材料，热变质，热变形；12.物理作用，化学作用，生物作用；13.形状，尺寸，表面状态，含水率，加荷速度，温度；14.微观，亚微观（细观），宏观15．三.选择题（单选或多选）1.含水率4%的砂100克，其中干砂重C克。A.96B.95.5C.96.15D972.建筑上为使温度稳定，并节约能源，应选用C的材料。A.导热系数和热容量均小B.导热系数和热容量均大2C.导热系数小而热容量大D.导热系数大而热容量小3.对于组成相同具有下列不同特性的材料一般应有怎样的孔隙结构（均同种材料）：⑴强度较高的应是BDF；⑵吸水率小的应是BD；⑶抗冻性好的应是BDF；⑷保温隔热性好的应是ADF；⑸吸声性能好的应是ACF。A.孔隙率大B.孔隙率小C.连通孔D.闭口孔E.粗大孔F.微细孔4.某材料其含水率与大气平衡时的抗压强度为40.0MPa，干燥时抗压强度为42.0MPa，吸水饱和时抗压强度为38.0MPa，则材料的软化系数和耐水性B。A.0.95，耐水B.0.90，耐水C.0.952，耐水D..0.90，不耐水5.对于某材料来说无论环境怎样变化，其B都是一个定值。A.体积密度B.密度C.导热系数D.平衡含水率6.最能体现无机非金属材料是否经久耐用的性能指标是B。A.抗渗性B.抗冻性C.抗侵蚀性D.耐水性7.当材料的孔隙率增大时,其性质保持不变的是A。A.密度B.表观密度C.体积密度D.堆积密度8.受水浸泡或处于潮湿环境中的重要建筑物所选用的材料，其软化系数不宜小于（C）。A.7.5B.0.80C.0.85D.0.909.下列有关材料强度和硬度的内容，哪一项是错误的？（D）。A材料的抗弯强度与试件的受力情况截面形状及支承条件等有关B比强度是衡量材料轻质高强的性能指标C.石料可用刻痕法或磨耗来测定其硬度D.金属、木材、混凝土及石英矿物可用压痕法测其硬度10.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.具体良好弹性的材料D.具有良好硬度的材料11、建筑材料可分为脆性材料和韧性材料，其中脆性材料具有的特征是（A）A．破坏前没有明显变形Ｂ.抗压强度是抗拉强度的２倍以上C．抗冲击破坏时吸收的能量大Ｄ.破坏前不产生任何变形12、材料吸水后，将使材料的（D）提高。A．耐久性B.强度和导热系数C.密度D.体积密度和导热系数13、材料吸水后，将使材料的（C）降低。A．体积密度B.体积密度和导热系数C.强度和保温性D.强度和热容量14、同种材料，孔隙率较大者其抗渗性和抗冻性（A）。A.较差B.较好C.不一定D.无关15、下列关于材料的导热系数的说法，不正确的是（D）。A.体积密度越小，导热系数越小B.固体材料比空气的导热系数大C.材料含水率越高，导热系数越大D.材料孔隙连通者，导热系数偏小16、以下四种材料中属于憎水性材料的是（D）。A.天然石材B.混凝土C.钢材D.石油沥青1.C提示：由含水率公式可求得干砂的质量为96.15克。2.C提示：材料的导热系数越小，保温隔热性越好，热容量大对保持室内温度的稳定有良好的作用。3.(1)BDF；(2)BD；(3)BDF；(4)ADF；(5)ACF提示：一般来说，材料的孔隙率小、开口连通孔少且为微细孔时，其强度较高（材料承受荷载的截面增大，内部产生缺陷的几率减小），抗渗性与抗冻性较好（材料孔隙内的充水程度较低，对结冰产生的体积膨胀的缓冲能力较大）；含有大量封闭微孔的材料导热性较低，保温隔热性较好（静态空气的导热系数很小）；含有大量连通开口微孔的材料3吸声性能较好（声波可深入材料内部，与孔壁摩擦转化成热能而消耗掉）。4.B提示：根据计算，材料的软化系数为0.90，大于0.85，为耐水。5.B提示：材料的密度是一定值，不随环境的变化而改变。6.B提示：无机非金属材料的抗冻性反映了其抗风化性的好坏，与耐久性关系密切。一般而言，无机非金属材料的抗冻性越高，则材料的其它的耐久性也越高。7.A提示：除了密度外，其它性质均与孔隙率有关。8.C提示：软化系数为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，该值越小，说明材料吸水饱和后强度降低越多，耐水性越差，通常软化系数大于0.85的材料可以认为是耐水的。9.D提示：石英矿物的硬度应用刻划法测定。10.B提示：韧性材料在冲击、振动荷载作用下，能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏，因为韧性材料的变形值越大，而抗拉强度越接近或高于抗压强度，所以承受冲击和振动荷载的能力强。如钢材、木材、沥青混凝土等。11、A提示：脆性材料在外力作用下，直至断裂前只发生很小的弹性变形，不出现塑性变形而突然破坏。这是脆性材料的一个特征。而这类材料的抗压强度比抗拉强度大得多，可达几倍到几十倍。因此，其抗冲击和振动荷载的能力较差。大部分无机非金属材料如石材、砖、水泥、混凝土、砂浆、陶瓷及玻璃等属于这类材料。12、D提示：材料吸水后，将使材料的体积密度和导热系数提高，因为材料的体积密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。材料吸水后，其质量加入了含水的质量，这样总质量提高了，虽然体积也增加，但增幅小，故体积密度提高。而材料导热是通过材料实体与孔隙内的空气，而吸水后传热介质变成了材料实体及水和空气（水占有了部分或全部空气的体积），而水的导热系数（λ=0.58W/m·K）是空气的导热系数（λ=0.023W/m·K）的25倍左右，故材料的导热系数提高了。13、C提示：材料吸水后，将使材料的强度和保温性降低。由于水会以不同方式使材料软化，破坏材料内部结构的结合力，因此材料吸水后会使其强度降低；另外，材料吸水后导热系数将明显提高，使材料的保温性降低。14、C提示：材料的抗渗性和抗冻性的好坏与材料的孔隙率及孔隙特征有关。一般来说，孔隙率大且为开口连通孔时材料的抗渗性与抗冻性较差；密实的以及具有闭口孔（不论孔隙率大小）的材料抗渗性与抗冻性较好。如在混凝土工程中常掺入引气剂改善混凝土的孔结构，以提高其抗渗性和抗冻性。15、D提示：通常，固体物质比液态物质导热系数大，液态比气态导热系数大。当材料的孔隙率约大即体积密度约小时，由于孔隙中空气传热较差，因此导热系数越小。当孔隙率相同时，若孔隙间连通也会使孔中空气流通而传热，使材料的导热系数增大。16、D提示：建筑材料中，各种胶凝材料、混凝土、天然石材、砖瓦、钢材、木材等均为亲水性材料。而沥青、油漆、塑料等为憎水性材料，它们常用作防潮、防水和防腐材料，也可以对亲水性材料进行表面处理，用以降低吸水性。四.判断题（正确的划“√”，错误的划“×”，并改正）1×2√3×4×5×6×7××9×10√11×12√13√14√15√16√17√18√19√20√1.材料的孔隙率越大，吸水率越高。（X）2.具有粗大或封闭孔隙的材料，其吸水率较小，而具有细小且连通孔隙的材料，其吸水率较大。（）3.对于任何一种材料，其密度均大于其体积密度。（X）4.材料的孔隙率越大，其抗冻性就越差。（X）5.混凝土掺入引气剂，使混凝土的密实度降低，因而使其抗冻性降低。（X）6.耐燃性好的材料耐火性一定好。（X）7.材料的渗透系数越大，其抗渗性越好。（X）8.吸水率小的材料，其孔隙率一定小。（X）9.材料受潮或受冻后，其导热系数都降低。（X）410.材料的比强度越大，表明其越轻质高强。（）11.材料的抗冻性仅与材料的孔隙率有关，与孔隙中的水饱和程度无关。（X）12.对于同种材料而言，其孔隙率越大，强度越低。（）13.在进行材料抗压试验时,小试件测得的试验结果较大试件的偏大.（）14.测定材料强度时,加荷速度过快会使测定值偏大。（）15.具有受力后同时产生弹性变形和塑性变形特征的材料称为弹塑性材料。（）16.脆性材料只适合用于承受压力。（）17.韧性材料既可用于承受压力，又可用于承受拉力、冲击和动荷载。（）18.混凝土和砂浆的抗渗性常用抗渗等级表示。（）19.无机非金属材料的硬度常用莫氏硬度表示。（）20.材料的耐磨性常用磨损率表示。（）五.简答题：1.材料的质量吸水率和体积吸水率有何不同？什么情况下采用体积吸水率或质量吸水率来反映其吸水性？2.材料的强度与强度等级的关系如何？影响材料强度测试结果的试验条件有哪些？怎样影响?3.材料的耐久性主要包含哪些内容？影响材料耐久性的破坏因素主要有哪几方面？提高材料耐久性的措施主要有哪些？4.试证明：Wv=Wm•ρ0(Wv-体积吸水率；Wm-质量吸水率；ρ0-材料的干体积密度)，并指出ρ0的单位。如果已知材料的孔隙率（P），并求得体积吸水率(Wv),试求材料的闭口孔隙率。5.评价材料热工性能的常用参数有哪几个？要保持建筑物室内温度的稳定性并减少热损失，应选用什么样的建筑材料？6.为什么秋天新建成的房屋的墙体当年冬天保暖性能差？7.材料的孔隙率和孔隙构造对材料的哪些性能有影响？如何影响？六.计算题1、某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172MPa、178MPa、168MPa。问该岩石是否可用于水下工程？2、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，测得碎石的堆密度为1560kg/m3.试求此岩石的体积密度和碎石的空隙率。3、称取堆积密度为1400kg/m3的干砂200g装入广口瓶中，然后瓶中加满水赶尽气泡，称其质量为500g。已知空瓶加满水的质量为377g。求砂的表观密度与空隙率。4、称河砂500g，烘干至恒重时质量为494g，求此河砂的含水率。5、某材料的极限抗压强度为21MPa，弹性模量为3.0×10MPa,利用该材料制成的柱子横断面尺寸为400mm×500mm，长度为12m。若在该柱子的轴向上施加1800KN压力，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？