湖南大学等四校合编《土木工程材料》(第2版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-第一章至第三章【圣才出

第二章建筑钢材

一、名词解释

1．钢材的屈服点[中国人民解放军后勤工程学院2015年]

答：钢材的屈服点是指钢材在受载过程中，其应力超过弹性极限后，在外力几乎不增加的情况下，产生显著塑性变形时的最小应力值。又称屈服极限、屈服强度或流动极限。有些材料没有明显的屈服阶段，通常规定对应于残余应变为0.2%时的应力值为规定屈服极限，用2.0 表示，以便在工程设计中应用。

2．钢材的时效强化[中国人民解放军后勤工程学院2013年]

答：钢材的时效强化是指将经过冷加工后的钢材于常温下存放15～20天，或加热到100～200℃并保持一定时间（前者称自然时效，后者称人工时效），使钢材的屈服点进一步提高，抗拉强度稍见增长，塑性和韧性继续有所降低的过程。

3．电化学腐蚀[中国人民解放军后勤工程学院2014年]

答：电化学腐蚀是指金属在潮湿气体以及导电液体（电解质）中，由于电子流动而引起的腐蚀。这是由于两种不同电化学势的金属之间的电势差，使负极金属发生溶解的结果。就钢材而言，当凝聚在钢铁表面的水分中溶入二氧化碳或硫化物气体时，即形成一层电解质水膜，钢铁本身是铁和铁碳化合物，以及其他杂质化合物的混合物。它们之间形成以铁为负极，以碳化铁为正极的原电池，由于电化学反应生成铁锈。

4．钢材的硬度

答：钢材的硬度是指钢材表面局部体积内抵抗外物压入产生塑性变形的能力。测定钢材硬度的方法有布氏法、洛氏法和维氏法，较常用的为布氏法和洛氏法。

5．冷弯性能

答：冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，是建筑钢材的重要工艺性能。钢材的冷弯性能指标用试件在常温下所能承受的弯曲程度表示。弯曲程度则通过试件被弯曲的角度和弯心直径对试件厚度（或直径）的比值来区分。试验时采用的弯曲角度愈大，弯心直径对试件厚度（或直径）的比值愈小，表示对冷弯性能的要求愈高。按规定的弯曲角和弯心直径进行试验时，试件的弯曲处不发生裂缝、裂断或起层，即认为冷弯性能合格。

第九章木材

一、名词解释

1．木材纤维饱和点

答：木材纤维饱和点是指木材细胞腔内的自由水全部失去，而细胞壁中的吸着水处于饱和状态时的含水率。由于木材的化学组分基本相同，故各种树种的木材纤维饱和点的含水率变化不大，大致介于23%～31%，取决于木材中可抽提物的数量与成分，木材的物理-力学性质大多随纤维饱和点以下含水率的增减而变化。而木材含水率在纤维饱和点以上时，木材的许多性质近于不变。

二、填空题

1．管胞在树木中起______和______的作用；木质素的作用是将______、______粘结在一起，构成坚韧的细胞壁，使木材具有强度和硬度。

【答案】支承；输送养分；纤维素；半纤维素

【解析】木材细胞因功能不同可分为管胞、导管、木纤维、髓线等多种。管胞在树木中起支承和输送养分的作用；木质素的作用是将纤维素、半纤维素粘结在一起，构成坚韧的细胞壁，使木材具有强度和硬度。

2．木材中的水可分为______和______两种，其中______与木材的强度和尺寸变化有关。

【答案】自由水；吸附水；吸附水

【解析】木材中的水可分为自由水和吸附水两种，是存在于细胞腔和细胞间隙自由水中的水。木材干燥时，自由水首先蒸发。自由水的含量影响木材的表观密度、燃烧性和抗腐蚀

性。吸附水是存在于细胞壁中的水分。木材受潮时，细胞壁首先吸水。吸附水含量的变化是影响木材强度和湿胀干缩的主要因素。

3．木材由于构造的各向异性，各方向的胀缩变形不同，其中______向最小，______向居中，______向最大。

【答案】纵；径；弦

【解析】木材由于构造的各向异性，各方向的胀缩变形不同，其中纵向（纤维方向）最小，径向居中，弦向最大。

第三章无机胶凝材料

一、名词解释

1．水硬性胶凝材料[中国人民解放军后勤工程学院2014年]

答：水硬性胶凝材料是指加水拌成浆体后，既能在空气中硬化，又能在水中硬化的无机胶凝材料。这类材料又通称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥等。广泛用于工业与民用建筑、地下、海洋、原子能工程及国防工程等。

2．胶凝材料[中国人民解放军后勤工程学院2013年]

答：胶凝材料是指在物理化学作用下能胶结其他材料并从浆状体变成坚硬的具有一定机械强度的物质。又称胶结材。可分为无机胶凝材料和有机胶凝材料两大类。无机胶凝材料按硬化条件可分为水硬性胶凝材料和非水硬性胶凝材料两种。前者通常称为水泥，它拌水后既能在空气中又能在水中硬化，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、无熟料水泥等；后者只能在空气中硬化，故又称气硬性胶凝材料，如石灰、石膏、镁质胶凝材料、耐酸胶结料等。有机胶凝材料如沥青和各种树脂等，是工程建设中品种数量多、应用面宽的最基本的重要建筑材料。

3．过火石灰[中国人民解放军后勤工程学院2015年]

答：过火石灰是指烧制过程中因煅烧温度偏高或煅烧时间过长而活性较低的一种石灰。又称过烧石灰。表面呈黑灰色，坚硬有裂缝。氧化钙晶体尺寸较大体积收缩明显，表现密度2.20g/cm3以上。消化缓慢。用在建筑物抹灰层和硅酸盐制品中，因继续消化而产生体积膨胀，致使表面剥落或发生涨裂破坏。

4．水泥的终凝时间[中国人民解放军后勤工程学院2015年]

答：水泥的终凝时间是指水泥凝结时从加水拌和起至标准稠度净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。中国标准规定，凝结时间测定仪试针垂直自由沉入净浆，当下沉不超过1～0.5mm时为终凝。普通水泥的终凝时间不得迟于10h。水泥终凝时间太长，使施工期延长。

第六章 砌筑材料

6.1 复习笔记

【知识框架】

【重点难点归纳】 一、砌墙砖 虽然当前出现各种新型墙体材料，但砖价格便宜，又能满足建筑功能要求，因此，砌墙

砖仍是当前主要墙体材料。目前工程中用砌墙砖按生产工艺分两类，一类是通过焙烧工艺制得，称为烧结砖，另一类是通过蒸养或蒸压工艺制得，称为蒸养砖或蒸压砖。砌墙砖的形式有实心砖、多孔砖和空心砖。 烧结普通砖 烧结砖 烧结多孔砖和烧结空心砖

砌墙砖 蒸养砖

混凝土路面砖 主要技术性质

普通混凝土小型空心砌块 混凝土砌块的应用

砌块 加气混凝土砌块

石膏砌块 火成岩 石材的分类 沉积岩

变质岩 表观密度

吸水性

耐水性

石材的技术性质 抗冻性

砌筑用石材 耐火性

抗压强度

硬度

耐磨性

毛石

料石

石材的应用 石板

广场地坪、路面、庭院小径用石材

砌筑材料

1．烧结砖

目前墙体材料使用最多的是烧结普通砖、烧结多孔砖和烧结空心砖。按生产原料烧结普通砖分为黏土砖、页岩砖、煤矸石砖和粉煤灰砖等几种。

（1）烧结普通砖

①生产工艺

烧结黏土砖生产工艺过程流程一般是：采土——配料调制——制坯——干燥——焙烧——成品。

焙烧是生产全过程中最重要的环节。砖坯在焙烧过程中，控制温度是关键，以免出现欠火砖或过火砖。欠火砖烧成温度过低，孔隙率大，强度变低，耐久性变差。过火砖烧成温度过高，砖尺寸不规整。欠火砖色浅，声哑，过火砖色较深、声清脆。

②主要技术性质

根据国家标准《烧结普通砖》（GB 5101—2003）规定，烧结普通砖主要技术要求包括尺寸、外观质量、强度等级等，并规定产品中不允许有欠火砖、酥砖和螺旋纹砖，分述见表6-1。砖的检验方法按照国家标准《砌墙砖试验方法》（GB／T 2542—2003）规定进行。

第五章砂浆

一、名词解释

1．绝热砂浆[中国人民解放军后勤工程学院2014年]

答：绝热砂浆是指采用水泥、石灰、石膏等胶凝材料与膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、陶粒、陶砂或聚苯乙烯泡沫颗粒等轻质多孔材料，按一定比例配制的砂浆。绝热砂浆质轻，且具有良好的绝热保温性能。其导热系数约为0.07～0.10W／（m·K），可用于屋面隔热层、隔热墙壁、冷库以及工业窑炉、供热管道隔热层等处。如在绝热砂浆中掺入或在绝热砂浆表面喷涂憎水剂，则这种砂浆的保温隔热效果会更好。

2．砌筑砂浆

答：砌筑砂浆是指将砖、石材、砌块等粘结成整体以承受荷载的砂浆。又称砌筑胶砂，它起着粘结砖、石及砌块构成砌体，传递荷载，协调变形的作用。其强度的大小影响所砌成砌体的承载能力。常用的有混合砂浆、石灰砂浆和水泥砂浆，其强度等级为M2.5、M5、M7.5、M10、M15及M20。

二、填空题

1．建筑砂浆的强度与所使用的底面有很大关系，用于不吸水底面的砂浆强度，主要取决于水泥强度和______。[西安建筑科技大学2014年]

【答案】水灰比

【解析】用于不吸水底面（如密实的石材）的砂浆抗压强度，与混凝土相似，主要取决于水泥强度和水灰比；用于吸水底面（如砖或其他多孔材料）的砂浆，即使用水量不同，但

因底面吸水且砂浆具有一定的保水性，经底面吸水后，所保留在砂浆中的水分几乎是相同的，因此砂浆的抗压强度主要取决于水泥强度及水泥用量，而与砌筑前砂浆中的水灰比基本无关。

2．评定砂浆保水性优劣的指标是______。[西安建筑科技大学2013年]

【答案】砂浆保水率和分层度

第一章 土木工程材料的基本性质

1.1 复习笔记

【知识框架】

【重点难点归纳】 一、材料科学的基本理论 1．材料科学与工程 土木工程材料学是材料科学与工程的一个组成部分。材料是指工程上把能用于结构、机

器、器件或其他产品的具有某些性能的物质。材料的性能决定于材料的组成、结构和构造。

2．材料的组成（见表1-1）

表1-1 材料的组成 材料科学与工程 化学组成

材料科学的基本理论 材料的组成 矿物组成

相组成

宏观结构

材料的结构和构造 细观结构 微观结构

材料的密度、表观密度与堆积密度 材料的密实度与孔隙率

材料的基本物理性质 材料的空隙率与填充率 亲水性与憎水性 材料与水相关的性质 水性与吸湿性

耐水性 理论强度

强度

材料的基本力学性质 弹性与塑性

脆性与韧性

材料科学的耐久性 土木工程材料的基本性质

注：自然界中的物质可分为气相、液相、固相三种形态。3．材料的结构和构造

（1）材料的结构（见表1-2）

表1-2 材料的结构分类

（2）材料的构造

①材料的构造是指具有特定性质的材料结构单元的相互搭配情况。

②材料科学是实验科学，为了准确把握真实材料的性能，必须要进行测试试验。

二、材料的基本物理性质

1．材料的密度、表观密度与堆积密度（见表1-3）

表1-3 材料的密度、表观密度与堆积密度

2．孔隙率

孔隙率是指材料的体积内，孔隙体积所占的比例。按下式计算：

即D＋P=1或密实度＋孔隙率=1。

（1）孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。材料内部孔隙的构造，可分为连通与封闭两种。连通孔隙不仅彼此连通而且与外界连通，而封闭孔不仅彼此封闭且与外界相隔绝。

第1章土木工程材料的基本性

（1）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：

（2）

答：

（3）材料的孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？了解它们有何意义？

答：P指材料体积内，孔隙体积所占的百分比：

P′指材料在散粒堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的百分比：

了解它们的意义为：在土木工程设计、施工中，正确地使用材料，掌握工程质量。

（4）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。

（5）普通粘土砖进行搞压实验，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），问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位？

答：

（6）塑性材料和塑性材料在外国作用下，其变形性能有何改变？

答：塑性材料在外力作用下，能产生变形，并保持变形后的尺寸且不产生裂缝；脆性材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，突然破坏，无明显的塑性变形。

（7）材料的耐久性应包括哪些内容？

答：材料在满足力学性能的基础上，还包括具有抵抗物理、化学、生物和老化的作用，以保证建筑物经久耐用和减少维修费用。

（8）建筑物的屋面、外墙、甚而所使用的材料各应具备哪些性质？

第七章沥青及沥青混合料

7-1．从石油沥青的主要组分说明石油沥青三大指标与组分之间的关系。

答：石油沥青的三大组分为：油分、树脂(沥青脂胶)、地沥青质(沥青质)。石油沥青的组分与其性质的关系为：油分赋予沥青以流动性，油分的多少决定了沥青的流动性；沥青脂胶使石油沥青具有良好的塑性和粘结性，中性树脂含量增加，石油沥青的延度和联结力等品质愈好。地沥青质含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，即愈硬脆。

7-2．如何改善石油沥青的稠度、粘结力、变形、耐热性等性质？并说明改善措施的原因。

答：（1）石油沥青的稠度、粘结力、变形、耐热性等改善需要将石油组分中的油分或树脂含量增加或保持不变。稠度答石油沥青的粘接力好，但是变形差，热稳定性不好。

（2）加入改性沥青材料例如橡胶树脂之类的填充物，使其温度敏感性降低，稠度变小，粘接力也不会改变。

7-3．某工程需石油沥青40t，要求软化点为75℃。现有A-60甲和10号石油沥青，测得它们的软化点分别为49℃和96℃，问这两种牌号的石油沥青如何掺配？

答：掺配时较软沥青A-60甲用量为：

式中：T2=96℃，T=75℃，T1=49℃。

则配制40t需沥青A-60甲的质量为：44.7%×40=17.88t；需10号石油沥青质量为：

40-17.88=22.12t。

7-4．试述石油沥青的胶体结构，并据此说明石油沥青各组分的相对比例对其性能的影响。

答：（1）石油沥青中，油分、树脂和地沥青质是石油沥青中的三大主要组分。油分和树脂可以互相溶解，树脂能浸润地沥青质，在地沥青质的超细颗粒表面形成树脂薄膜。所以石油沥青的结构是以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。在这个分散体系中，分散相为吸附部分树脂的地沥青质，分散介质为溶有树脂的油分。在胶体结构中，从地沥青质到油分是均匀的逐步递变的，并无明显界面。

第五章砂浆

5-1．建筑砂浆有哪些基本性质？

答：建筑砂浆的基本性质有：①流动性，又称稠度。砂浆的流动性用砂浆稠度仪测定，以沉入度表示。沉入度大的砂浆，流动性好。②砂浆的保水性，又称砂浆保持水分的能力。反映新拌砂浆停放、运输和使用中各组成材料是否容易分离性能。保水性良好的砂浆，水分不易流失，容易摊铺成均匀的砂浆层，且与基底的粘结好、强度较高。③砂浆粘接力。砂浆和基底材料有良好粘接力，随抗压强度增大提高。④耐久性。砂浆应可以长时间的工作，抗渗，抗冻，抗侵蚀等性能。⑤变形。砂浆一般有较小的收缩变形。

5-2．砂浆的和易性包括哪些含义？各用什么方法检测？各用什么指标表示？

答：砂浆和易性包括流动性和保水性。流动性指砂浆在重力或外力下的流动的性能。一般用砂浆稠度测定仪测定，一般用稠度值表示。保水性指砂浆保持水分能力。反映了各组成材料。砂浆的保水性可用保水率和分层度来检验。分层度大于30mm 的砂浆，保水性差，容易离析，不便于保证施工质量；分层度接近于0的砂浆，其保水性太强，在砂浆硬化过程中容易发生收缩开裂。

5-3．工地夏秋季需配制M7.5的水泥石灰混合砂浆砌筑砖墙，采用32.5级普通水泥，中砂（含水率小于0.5％），砂的堆积密度为1460kg／m 3，试求砂浆的配合比。

答：砂浆适配强度的确定为0,0,σt f f k m m -=；砂浆强度保证率95%，t=－1.645。假设该单位施工水平一般，查书中表4-45知σ0=1.88。

0,f m =10.59MPa。水泥用量Q C=fce

A B f m ⋅-)(10000,。砂浆的特性系数A=3.03，B=－15.09。

土木工程材料第二版(湖南大学、天津大学、同济大学、东南大

学_合

土木工程材料第二版课后习题答案土木工程材料的基本性

第一章

（1）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：

密度表观密度强度吸水率搞冻性导热性（2）材料的密度、近似密度、表观密度、零积密度有何差别？

答：

（3）材料的孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？了解它们有何意义？

答：P指材料体积内，孔隙体积所占的百分比：

P′指材料在散粒堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的百分比：

了解它们的意义为：在土木工程设计、施工中，正确地使用材料，掌握工程质量。

（4）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。

（5）普通粘土砖进行搞压实验，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），问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位？答：

（6）塑性材料和塑性材料在外国作用下，其变形性能有何改变？

答：塑性材料在外力作用下，能产生变形，并保持变形后的尺寸且不产生裂缝；脆性材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，突然破坏，无明显的塑性变形。

（7）材料的耐久性应包括哪些内容？

第七章 沥青及沥青混合料

7.1 复习笔记

【知识框架】

【重点难点归纳】

沥青是指一种褐色或黑褐色有机胶凝材料，是土木工程建设中不可缺少的材料。主要用于生产防水材料和铺筑沥青路面、机场道面。

沥青按产源可分为地沥青（如天然沥青、石油沥青）和焦油沥青（如煤沥青、页岩沥青）。常用的主要是石油沥青，也使用少量煤沥青。

它具有良好的力学性能，用作路面具有抗滑性好、噪音小、行车平稳等优点。

石油沥青的组成与结构

石油沥青 石油沥青的技术性质

石油沥青的技术标准及选用 沥青材料 煤焦油简介 橡胶改性沥青

树脂改性沥青

改性石油沥青 橡胶和树脂改性沥青

矿物填充料改性沥青

悬浮密实结构 组成结构 骨架空隙结构 骨架密实结构 沥青混合料的组成与性质 高温稳定性 低温抗裂性 技术性质 耐久性

抗滑性

施工和易性 沥青材料 粗集料 组成材料的技术要求 细集料

沥青混合料的配合比设计 矿粉

配合比设计 选择矿质混合料配合比例 确定沥青最佳用量

沥青及沥青混合料

一、沥青材料

1．石油沥青

石油沥青是指石油原油经蒸馏等提炼各种轻质油（如汽油、柴油）及润滑油以后的残留物，或再经加工而得的产品。是一种有机胶凝材料，常温下呈固体、半固体或黏性液体，颜色为褐色或黑褐色。

（1）石油沥青组成与结构

①石油沥青的组分

石油沥青是指由高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的复杂混合物。一般只从使用角度将沥青划分为若干个组分。其各组分主要特性简述见表7-1。

表7-1 石油沥青的组分

②石油沥青的胶体结构

油分、树脂和地沥青质是石油沥青中三大主要组分。石油沥青的结构是以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成胶体结构。分散相是吸附部分树脂地沥青质，分散介质是溶有树脂油分。石油沥青性质随各组分数量比例不同变化，分述见表7-2。

土木工程材料第二版课后习题答案土木工程材料的基本性

第一章

（1）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？

（2）材料的密度、近似密度、表观密度、零积密度有何差别？

答：

（3）材料的孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？了解它们有何意义？

答：P指材料体积内，孔隙体积所占的百分比：

P′指材料在散粒堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的百分比：

了解它们的意义为：在土木工程设计、施工中，正确地使用材料，掌握工程质量。

（4）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。

（5）普通粘土砖进行搞压实验，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），问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位？

答：

（6）塑性材料和塑性材料在外国作用下，其变形性能有何改变？

答：塑性材料在外力作用下，能产生变形，并保持变形后的尺寸且不产生裂缝；脆性材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，突然破坏，无明显的塑性变形。

（7）材料的耐久性应包括哪些内容？

答：材料在满足力学性能的基础上，还包括具有抵抗物理、化学、生物和老化的作用，以保证建筑物经久耐用和减少维修费用。

（8）建筑物的屋面、外墙、甚而所使用的材料各应具备哪些性质？

第四章水泥混凝土

4-1．普通混凝土的组成材料有哪几种？在混凝土硬化前后各起何作用？

答：（1）普通混凝土的主要组成材料有水泥、细骨料、砂、粗骨料、石和水。另外还常加入适量的掺合料和外加剂。

（2）在混凝土中，水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在混凝土硬化前水泥浆起润滑作用。赋予拌合物一定的流动性、粘聚性便于施工。在硬化后则起到了将砂、石胶结为一个整体的作用，使混凝土具有一定的强度、耐久性等性能。砂、石在混凝土中起骨架作用，可以降低水泥用量，减小干缩、提高混凝土的强度和耐久性。

4-2．何谓骨料级配？如何判断某骨料的级配是否良好？

答：（1）骨料级配是指骨料中不同粒径颗粒的组配情况。

（2）骨料级配良好的标准是骨料空隙率及总表面面积均较小；在W/C一定时，达到相同和易性，最省水及水泥的骨料级配。

4-3．对混凝土用砂为何要提出级配和细度要求？两种砂的细度模数相同，其级配是否相同？反之，如果级配相同，其细度模数是否相同？

答：（1）级配是为了保证各粒级都有合适的颗粒搭配，降低孔隙率。良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充使砂形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值。这样可达到节约水泥，提高混凝土综合性能的目标。

（2）细度是为了混凝土和易性。比表面积小，但是孔隙率大，需要较多的水泥浆填充，

流动性差。太细的话，比表面积大，需要大量的水泥浆来包裹砂子颗粒，水泥用量多，粘性大，流动性不好。水泥最终使用是要加水硬化的，如果太粗则水化程度不完全，如果太细则水化速度太快而且造成混凝土早期强度太快，会产生裂缝或后期强度不够等。

第1章土木工程材料的基本性

（1）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：

（2）

答：

（3）材料的孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？了解它们有何意义？

答：P指材料体积内，孔隙体积所占的百分比：

P′指材料在散粒堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的百分比：

了解它们的意义为：在土木工程设计、施工中，正确地使用材料，掌握工程质量。

（4）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。

（5）普通粘土砖进行搞压实验，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），问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位？

答：

（6）塑性材料和塑性材料在外国作用下，其变形性能有何改变？

答：塑性材料在外力作用下，能产生变形，并保持变形后的尺寸且不产生裂缝；脆性材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，突然破坏，无明显的塑性变形。

（7）材料的耐久性应包括哪些内容？

答：材料在满足力学性能的基础上，还包括具有抵抗物理、化学、生物和老化的作用，以保证建筑物经久耐用和减少维修费用。

（8）建筑物的屋面、外墙、甚而所使用的材料各应具备哪些性质？

第一章土木工程材料的基本性质

一、名词解释

1．材料的孔隙率[中国人民解放军后勤工程学院2015年]

答：材料的孔隙率是指材料的体积内，孔隙体积所占的比例。又称气孔率、孔隙度。是衡量材料多孔性或紧密程度的一种指标。以材料中孔隙体积占总体积的百分数表示。

即P+D=1，式中：P为孔隙率；D为密实度；V0为材料在自然状态下的体积，或称表观体积，cm3或m3；V为材料在绝对密实状态下的体积，cm3或m3；0ρ为表观密度，g/cm3；ρ为密度，g/cm3。材料中的孔隙体积包括开口孔隙（与外界相连通）和闭口孔隙（与外界相隔绝）的体积。孔隙尺寸、形状、孔分布及孔隙率的大小对材料的性能，如表观密度、强度、湿涨干缩、抗渗、吸声、绝热等的影响很大。对散粒材料而言，在自然堆积状态下，颗粒之间尚有孔隙存在，为反映其堆积的密实程度，常用空隙率表示。

2．材料堆积密度[中国人民解放军后勤工程学院2014年]

答：材料堆积密度是指粉状或粒状材料，在堆积状态下，单位体积的质量。又称体积密

度，松密度，毛体密度，简称堆密度。按下式计算：，式中：0ρ'为堆积密度，kg／m3；m为材料在一定容器内的质量，kg；0V'为材料的堆积体积，即装入容器的容积，m3，是包含颗粒间的空隙和颗粒内部孔隙在内的总体积。按自然堆积体积计算的密度称为松堆密度；以振实体积计算则称紧堆密度。

3．材料密实度[中国人民解放军后勤工程学院2013年]

答：材料密实度是指材料体积内固体物质充实的过程。又称紧密度。按下式计算：

，式中：D为密实度；V为绝对体积；V0为表观体积；ρ、0ρ分别为材料的密度、表观密度。含有孔隙的固体材料的密实度小于1.它与材料的技术性能如强度、耐久性、抗冻性、导热性等都有密切关系。