土木工程材料基本性质(1)
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第一章材料的基本性质1. 名词解释1. 密度2. 表观密度3. 堆积密度4. 密实度5. 孔隙率6. 填充率7. 空隙率8. 润湿角9. 亲水性材料10. 憎水性材料11. 含水率12. 吸水性13. 吸水率14. 吸湿性15. 耐水性16. 软化系数17. 抗渗性18. 强度19. 弹性材料20. 塑性材料21. 脆性22. 韧性23. 耐久性2. 判断题(对的划√,不对的划×)1. 含水率为4% 的湿砂重100g,其中水的重量为4g。
2. 热容量大的材料导热性大,外界气温影响室内温度变化比较快。
3. 材料的孔隙率相同时,连通粗孔者比封闭微孔者的导热系数大。
4. 同一种材料,其表观密度越大,则其孔隙率越大。
5. 将某种含水的材料,置于不同的环境中,分别测得其密度,其中以干燥条件下的密度为最小。
6. 材料的抗冻性与材料的孔隙率有关,与孔隙中的水饱和程度无关。
7. 在进行材料抗压强度试验时,大试件较小试件的试验结果值偏小。
8. 材料在进行强度试验时,加荷速度快者较加荷速度慢者的试验结果值偏小。
9. 材料的孔隙率越大,表示材料的吸水率越高。
10. 脆性材料的抗压强度与抗拉强度均较小。
11. 材料的密度一定高于其表观密度。
12. 软化系数表示材料的抗渗性。
13. 软化系数大的材料,其耐水性差。
14. 脆性材料的抗压强度远高于其它强度。
15. 孔隙率大的材料,其吸水性率不一定高。
3. 填空题1. 材料的吸水性用____表示,吸湿性用____表示。
2. 材料耐水性的强弱可以用____表示。
材料耐水性愈好,该值愈____。
3. 称取松散密度为1400kg/m3的干砂200g,装入广口瓶中,再把瓶中满水,这时称重为500g 。
已知空瓶加满水时的重量为377g,则该砂的表观密度为____,空隙率为____。
4. 同种材料的孔隙率愈____,材料的强度愈高;当材料的孔隙率一定时,____愈多,材料的绝热性愈好。
第一部分土木工程材料的基本性质一.名词解释:1.密度、表观密度、堆积密度2.强度等级、比强度3.弹性、塑性4.脆性、韧性5.耐水性、软化系数6.抗渗性7.抗冻性8.热容量、导热性9.耐久性10.亲水性、憎水性二.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),(抗渗等级或渗透系数),(抗冻等级),(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 (高),保温性能越(好),耐久性(愈好) 。
3、选用墙体材料时,应选择导热系数较(小)、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(较小)、强度(较低)、吸水率(较大)、抗渗性(较差)、抗冻性(较差)、导热性(较大)、吸声性(较好)。
6、材料的耐水性用(软化系数)表示,其值愈大则材料的耐水性愈(好)。
软化系数k 大于(0.85)的材料认为是耐水的。
7、评价材料是否轻质高强的指标为(比强度),它等于(材料的强度与表观密度之比),其值越大,表明材料(越轻质高强)。
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(非燃烧材料),(难燃烧材料)和(燃烧材料)三大类。
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。
(不要求)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(形状),(尺寸),(表面状态),(含水率),(加荷速度)及(温度)等的影响。
第一章土木工程材料的基本性质1、什么是材料的密度、表观密度、毛体积密度和堆积密度?答:密度是材料在绝对密实状态下单位体积的质量(p=m/v);表观密度是材料在包含闭口空隙条件下单位体积的质量(p’=m/v’);毛体积密度是材料在自然状态下单位体积的质量(p=m/v);堆积密度是指散粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量(p0=m/v0)2、某石灰岩的密度为2.68g/cm3,孔隙率为1.5%,将该石灰岩破碎成碎石,岁时的堆积密度为1520Kg/m3。
求碎石的毛体积密度和间隙率答:毛体积密:P=(1-p0/p);p0=(1-P)·p间隙率:P0=(1-p0’/p0)【p0’为堆积密度;p0为毛体积密度;p为密度】4、、什么是亲水性材料和憎水性材料?答:当材料与水接触时,如果水可以在材料表面铺展开,即材料表面可以被水所湿润,则称材料具有亲水性,这种材料被成为亲水材料;若水不能在材料表面铺展开,即材料表面不能被水所湿润,则称材料具有憎水性,此种材料成为憎水材料。
5、隔热保温材料为什么要防止受潮?答:材料中含有水或冰时,因为水和冰的导热系数是空气的25倍和100倍,导热系数会急剧增加。
6、什么叫材料的耐久性和安全性?答:材料在使用过程中,抵抗各种内在或外部破坏因素的作用,保持其原有性能,不变质、不破坏的性质称为耐久性;材料的安全性是指材料在生产和使用的过程中是否对人类或环境造成危害的性能。
通常,人们是根据使用条件与要求在实验室进行快速实验,对材料的耐久性进行判断。
7、当建筑材料的孔隙率增大时,下表中的性质将如何变化?第二章无机胶凝材料1、胶凝材料按硬化条件如何分类?答:水硬化;非水硬化2、什么叫生石灰的熟化?生石灰熟化后为什么要“陈伏”?答:生石灰(CaO)与水反应生成氢氧化钙的过程,称为生石灰的熟化或消化;为了消除过火石灰的再次熟化产生膨胀而引起隆起和开裂(陈伏2周)3、试述建筑石膏(半水石膏)的特性、差别和用途答:特性:凝结硬化快;尺寸稳定,装饰性好;孔隙率高;防火性好;耐久性和抗冻性差;用途:室内粉刷;建筑石膏制品4、从硬化过程和硬化产物分析石灰和石膏性能的差别答:硬化过程:石灰的硬化包括干燥结和喝碳化:石膏:浆体变稠,二水石膏凝聚成晶体,逐渐长大、共生和交错生长;硬化产物:石灰:氢氧化钙晶体、碳酸钙;石膏:结晶结构网5、试述水玻璃的特性和用途答:特性:较高的粘结力、强度高、耐酸性好、耐碱性、抗渗性、耐水性差;用途:涂料、注浆材料、配置速凝防水剂、制备碱-矿渣水泥6、碳酸盐水泥的主要矿物成分有哪些?它们的水化特征如何?它们对水泥的性质有何影响?主要矿物成分:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙;水化特征及对水泥性质的影响:7、常用的硅酸盐系列水泥有哪些主要技术要求?这些要求有何工程意义?答:细度、凝结时间、体积安定性、强度及强度等级、水化热、碱含量;其性能直接影响工程质量8、试说明水泥体积安定性不良的原因。
土木工程材料作业---基本性质1一、名词解释1.密度2.体积密度3. 堆积密度4.孔隙率5.软化系数6.比强度二、填空题1 材料的吸湿性是指材料__的性质。
2 材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的__来表示。
3 水可以在材料表面展开,即材料表面可以被水浸润,这种性质称为__。
4.孔隙率增大,材料的密度__,体积密度,保温性,强度。
5.材料在水中吸收水分的性质称为__。
三、选择填空题1.抗压强度大于(或大大高于)抗拉强度的材料通常属于()。
A—塑性材料B—韧性材料C—弹性材料D—脆性材料2.致密结构的材料具有的特性有()。
A—抗冻性差B—强度高C—抗渗性差D—体积密度小3.多孔结构的材料具有的特性有()。
A—体积密度小、强度低B—体积密度大、强度高C—抗渗性差D—体积密度小、导热性高4. 比强度是衡量材料()。
A—抗拉强度与抗压强度比值大小的一项指标B—抗压强度与抗拉强度比值大小的一项指标C—强度与弹性变形比值大小的一项指标D—轻质高强的一项指标5.材料含水率增加时,材料的()。
A—强度下降B—体积密度下降C—导热系数下降D—吸水率下降6. F15表示材料在吸水饱和状态下,最多能抵抗()。
A—15次冻融循环B—15个昼夜的冻融循环C—15个月的冻融循环D—15年的冻融循环7.材料吸水后,材料的()。
A—强度提高B—抗冻性提高C—导热系数增大D—吸水率增大8.对同一材料(干燥状态)而言,其不同状态下的密度关系为()。
A—密度>体积密度>视密度>堆积密度B—密度>视密度>体积密度>堆积密度C—密度>视密度>堆积密度>体积密度D—视密度>密度>体积密度>堆积密度9.材料开口孔隙率在数值上等于材料的()。
A—空隙率B—质量吸水率C—体积含水率D—体积吸水率10.某材料的在气干状态、绝干状态和吸水饱和状态下的抗压强度分别为128、132、112MPa,则该材料的软化系数为()。
A—0.88 B—0.85 C—0.97 D—0.1511.提高材料的密实度,材料的耐久性()。
1.土木工程材料基本性质:物理性质:密度,孔隙率,含水率,几何尺寸。
力学性质:强度,弹性模量,抗冲击,抗剪性,抗扭曲性。
耐久性能:抗渗性,抗冻性,抗腐蚀性等。
2.胶凝材料:是在物理,化学作用下将其他物理胶结为具有一定力学强度的整体物质。
3.石灰:石灰的主要原料是以碳酸钙为主要成分的矿物,天然岩石,常用的有石灰石,白云石或贝壳等。
4.水泥:水泥是制造各种形式的混凝土,钢筋混凝土和预应力混凝土建筑物或构筑物的基本材料之一,它广泛应用于建筑,道桥,铁路,水利和国防等工程中。
5.水泥砂浆:水泥砂浆是以砂为主体材料,加入一定量的水泥或其他掺和料和水经拌和均匀而得到的稠状材料。
根据用途可分为:砌筑砂浆,抹灰砂浆,锚固砂浆,补修砂浆,保温砂浆等。
6.水泥混凝土:它是以水泥为胶凝材料,由粗细集料,水混合而成,必要时也可以加入适量的外加剂,掺和料以及其他改性材料改变其性能。
7.防水材料:是指能够防止雨水,地下水,工业污水,湿气等渗透的材料。
应具有防潮,防渗,防漏的功能,以及良好的变形性能与耐老化性能。
分为刚性防水(混凝土,防水砂浆),柔性防水防水卷材,防水涂料,密封材料等)8.绝热材料:是用于减少建筑结构物与环境热交换的一种功能材料。
按化学成分分为有机和无机两类。
按材料构造分为纤维状,松散粒状,多孔组织等。
9.装饰材料:装饰材料不但应具有良好的装饰性能外,还应具有良好的物理学性能,施工与加工性能以及房屋建筑所需的绿色环保特色。
装饰材料包括木,石,砖,石膏,石棉玻璃,陶瓷,金属等。
10.土木工程材料发展趋势:土木工程自身发展与其材料之间存在着相互依赖和相互促进的关系。
随着社会对工程安全,低碳,可持续额发展的需要,土木工程材料需向高强,轻质,耐久以及节能,环保,生态等方向发展。
11.地基:承受建筑物荷载的那一部分土层成为地基,建筑物向地基传递荷载的下部结结构称为基础。
地基与基础是保证建筑物安全和满足使用要求的关键之一。
12.基础:基础形式多样,设计时应该选择能适应上部结构和场地工程地质条件,符合使用要求,满足地基基础设计基本要求以及技术上合理的基础结构方案。
13.地基勘察报告书的编制:勘察工作结束后,把取得的野外工作和室内试验的记录和数据,以及搜集到的各种直接和间接的资料进行分析整理、检查校对、归纳总结后作出建筑场地的工程地质评价,最终要以简明扼要的文字和图表变成报告书。
14.浅基础:天然地基上的浅基础埋置深度较浅,用料较省,无需复杂的施工设备,在开挖基坑,必要时支护坑壁和排水疏干后对地基不加处理即可修建,工期短,造价低,因而设计时宜优先选用天然地基。
15.浅基础的结构形式:扩展基础,条形基础,伐形基础,箱型基础。
16.箱型基础:为了使基础具有更大的刚度,大大减少建筑物的相对弯曲,可将基础做成由顶板,底板及若干纵横隔墙组成的箱型基础。
他是伐片基础的进一步发展,一般都是用钢筋混凝土建造,基础顶板和底板之间的空间可以作为地下室。
17.桩基础:桩基础是一种古老的基础形式。
桩基础具有承载力高,稳定性好,沉降量小而均匀的特点。
18.采用桩基础的条件:一般对采用天然地基而使地基承载力不足或沉降量过大时,宜考虑桩基础,比如高层建筑物,纪念性或永久性建筑,设有大吨位的重级工作制吊车的重型单层工业房,高耸建筑物等。
19.建筑分类:一、按主要承重结构所用的材料分类:1.木结构建筑,建筑物的主要承重构件均用圆木,方木,木材等制作。
2.砌体结构建筑,建筑物的主要竖向承重构件由砖,石或各种砌块采用砂浆砌筑而成。
3.钢筋混凝土结构,主要承重构件如梁,柱,板,墙等用钢筋混凝土建造。
4.钢结构建筑,主要承重构件由钢材做成,而围护墙和分隔内墙用轻质材料,板材等。
5.其他类型建筑。
二、按使用性质分类:工业建筑,民用建筑,农业建筑,园林建筑。
三、按建筑物的层数或总高度分类:1.住宅建筑1—3层为底层,4—6层为多层,7—9层为中高层,10层及以上为高层。
2.公共建筑物总高度在24m以下者为非高层建筑,总高度超过24m者为高层建筑(不包括高度超过24m的单层主体建筑)。
3.建筑物总高度超过100m时,不论其是住宅或公共建筑均为超高层。
四、按建筑物的结构分类:1.墙体承重结构,指结构墙体即承受竖向力又承受水平力,而且还具有分隔和围护作用的结构类型。
2.框架结构:由框架梁和框架柱刚性连接形成的骨架来承受竖向力和水平力的结构。
3框架—剪力墙或框架—支撑墙,由框架和剪力墙或由框架和支撑二者共同组成承受竖向力和水平力的结构。
4.简体结构,由框架结构与剪力墙结构演变而来。
5.其他结构20.建筑构造:1.基础,基础是墙或柱的承重结构,埋在自然地面以下。
2.墙和柱,墙和柱承受楼板和屋顶传给它的荷载,在墙承重的房屋中,墙既是承重构件又是围护构件,在框架承重的房屋中,柱是承重构件,而墙时围护构件或分隔构件。
3.楼盖和地坪,楼盖通常包括梁,楼板,楼面和顶棚等。
楼盖既是承重构件,又是分隔楼层空间的围护构件。
4.楼梯和电梯。
5.屋盖,通常包括屋面梁,板,顶棚,防水层和保温层等。
6.门与窗。
21.砌体结构:指以砖砌体,石砌体或砌块砌体砌筑的墙体作为竖向承重体系,来支撑由钢筋混凝土,钢-混凝土组合材料或木构件等构成的楼盖系统及屋盖系统的一种常用结构形式,故常称混合结构。
22.砌体结构的优点:1.砌体结构可以就地取材,数量多,价格便宜。
2.具有很好的耐火性和较好的耐久性,使用年限长。
3.砌体结构不需要模板及特殊的技术设备。
4.与其他结构相比,砌体机构具有承重和围护的双重功能。
缺点:1.砌体结构强度低。
2.砂浆和砖石间的粘接力较弱。
3砌筑工程量大,劳动强度高。
23.大跨度结构:一般认为30m宽度以上的结构称为大跨度结构。
(体育场馆,会展中心,交通枢纽等)。
大跨度建筑覆盖面积大,其结构主要是抵御以重力为主的竖向力。
24.悬索结构:是由一系列高强度钢索组成的一种张力结构,受力特点为仅承受拉力不承受弯矩。
悬索结构一般是由索网,边缘结构和下部支撑结构组成。
悬索结构的特点是运用各种组合手段。
25.膜结构:是由优良性能的高强薄膜材料和加强构件通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成具有一定刚度并能承受一定外荷载,能够覆盖大空间的空间结构形式。
26.高层与超高层建筑:高层建筑按高度分为4类:9-16层(最高为50米),17-25层(最高75米),26-40层(最高100米),40层以上(即超高层建筑),我国规定超过100米的为超高层。
27.高层建筑相对于单层,多层建筑的特点:1.在相同建设场地中,高层建筑可获得更多的建筑面积,可以部分解决城市用地紧张和地价高涨问题。
2.在建筑面积和建设场地相同下,高层建筑能够提供更多的空闲地面,这些空闲地面用于绿化和休息场地,有利于美化环境,带来更充足日照,采光和通风效果。
3.从城市建设和管理角度看,建筑物向高空延伸,可以缩小城市平面规模,缩短城市道路和各种公共管线长度,从而节省城市建设与管理投资。
4.高层建筑中的竖向交通一般由电梯完成,而且从建筑防火角度看,由于室外消防车的举高喷射高度达不到高层建筑的上部,高层建筑的防火要求远高于中低层建筑,因此高层建筑的工程造价和运行成本均高。
5.从结构受力性来看,高层建筑的结构分析和设计比中低层建筑复杂的多。
28.公路的基本组成部分:路线,路基,路面,排水结构,防护工程及特殊结构物,交通服务设施。
29.城市道路分类:1.快速路:是为流畅的处理城市大量交通而建筑的道路。
2.主干路:是连接城市各主要部分的交通干路,是城市道路的骨架,主要功能是交通运输。
3.次干路:是一个区域内的主要道路,是一般交通道路兼有服务功能,配合主干路共同组成干路网,起广泛联系城市各部分与散集交通的作用,一般情况下快慢车混合行驶。
4.支路:是次干路与居住区的联络线,为地区交通服务,也起集散交通的作用,两旁可有人行道,也可有商业性建筑。
30.路基:指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物,路基是用土或石料修筑而成的线形结构物。
它承受着本身的岩土自重和路面重力,以及由路面传递而来的行车荷载,是整个公路构造的重要组成部分。
31.路面:1.路面及其功能:路面是指用筑路材料铺在路基上供车辆行驶的层状构造物。
它具有承受车辆质量,抵抗车辆磨耗和保持道路表面平整的作用,提供汽车在道路上,全天候安全,舒适,快速,经济地行驶。
2.路面类型和结构层次:按路面所使用主材料划分,沥青路面,水泥混凝土路面,块料路面和粒料路面。
按行车荷载划分:柔性路面和刚性路面。
各类路面都有面层,基层和垫层三个主要层次组成。
32.铁路线路的平面由直线,圆曲线,以及连接直线与圆曲线的缓和曲线组成。
33.圆曲线:铁路线路在转向处所涉及的曲线为回曲线。
圆曲线半径越小,弯度越大,曲线半径越大,行车速度可以越高,但工程费越高。
34.缓和曲线:为保证列车安全,使列车平顺的由直线过度到圆曲线或由圆曲线过度到直线,以避免离心力的突然产生和消除,常需要在直线与圆曲线之间设置一条曲率半径变化的曲线,这个曲线称为缓和曲线。
35.桥梁的组成:桥梁由桥跨结构(上部结构)和下部结构组成。
36.桥跨结构:是道路遇到河流,海峡,山谷,道路障碍中断时的跨越结构,由主结构(梁式,拱式,斜拉,悬索等)和桥面系组成。
桥面系包括:行车道铺装(桥面铺装),人行道,栏杆(防撞栏杆),排水防水系统,伸缩缝,照明设施。
桥梁下部结构包括:桥墩,桥台,基础,支座系统。
37.梁式桥:是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。
梁式桥主要承受竖向作用,故以受弯为主,需要抗弯能力强的材料(钢筋混凝土,预应力混凝土,钢等)来建筑。
按行车道位置不同分为:上承式桥和下承式桥。
按结构受力体系分为:简支梁桥,连续梁桥,悬臂梁桥,连续钢构桥等。
38.拱式桥:主要承重结构是拱圈。
在竖向作用下,拱的两端支撑处除了有竖向反力,弯矩外,还有水平推力,因此显著降低了竖向作用引起的拱圈弯矩。
抗压能力强,抗拉能力弱的材料和钢筋混凝土可用于建造拱圈。
按照行车道位置不同分为上承式拱桥,中承式拱桥,下承式拱桥。
39.缆索承重桥:1.斜拉桥:又称斜张桥,由斜拉索,桥塔和主梁组成。
2.悬索桥:又称吊桥,是最古老的桥梁形式之一,通常由索塔,锚定,主缆,吊杆以及加劲梁组成。
3.刚架桥:是梁和立柱固结形成的一种钢架结构。
40.公路与铁路隧道:隧道的勘测设计:工程调查,位置确定,隧道平纵断面设计,净空断面确定。
41.水利枢纽工程:水利的范围包括防洪,灌溉,给水,排水,水力发电,水道,港工,水土保持,水资源保护,环境水利和水利渔业等。
42.重力坝:主要是依靠坝体自重来抵抗水压力及其他外荷载,维持自身的稳定。