120302112《土木工程材料》答案.doc

答 案 第1章 建筑材料的基本性质 一、思考题 1. （1）密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量，又称为实际密度。计算公式如下： 式中 ——材料的密度，g/cm3； m——材料在干燥状态下的质量，g； V——干燥材料在绝对密实状态下的体积，cm3。 （2）视密度是指材料在自然状态下不含开口孔隙时，单位体积的质量。计算公式如下： 式中 ——堆积材料的视密度，g/cm3或kg/m3； m——堆积材料在干燥状态下的质量，g或kg； ——包含少量封闭孔隙而不包含开口孔隙的体积，cm3或m3。 （3）表观密度指材料在自然状态下，单位表观体积的质量，称为体积密度，计算公式如下： 式中 ——材料的表观密度，g/cm3或kg/m3； m——材料在干燥状态下的质量，g或kg； V0——材料在自然状态下的体积，即表观体积（如图1-1所示），cm3或m3。 （4）堆积密度是指疏松状（小块、颗粒、纤维）材料在堆积状态下，单位堆积体积的质量。计算公式如下： 式中 ——材料的堆积密度，g/cm3或kg/m3 m——材料在干燥状态下的质量，g或kg； ——材料的堆积体积，包括固体颗粒体积、孔隙体积及空隙体积，cm3或m3。 2.密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度，即材料的绝对密实体积与表观体积的比值。孔隙率是指在材料自然状态的体积内，孔隙体积（开口的和闭口的）所占的百分比。 两者的关系：材料的密实度和孔隙率是从两个不同的方面反映材料的同一性质。材料的孔隙率越大，表示材料的密实度越小。 3.（1）孔隙率是指在材料自然状态的体积内，孔隙体积（开口的和闭口的）所占的百分比，按下式计算： 式中 P——材料的孔隙率，%。 （2）空隙率是指在散粒材料的自然堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占百分比，按下式计算： 式中 ——散粒材料的空隙率，%。 4.建筑材料大多数为亲水性材料，如水泥、混凝土、砂、石、砖、木材等，只有少数材料为憎水性材料，如沥青、石蜡等。建筑工程中憎水性材料常被用作防水材料，或作为亲水性材料的覆面层，以提高其防水、防潮性能。 5. 材料在吸水饱和时，所吸收水分的质量占材料干燥质量的百分比称为质量吸水率。材料在吸水饱和时，所吸收水分的体积占材料干燥体积的百分比称为体积吸水率。 在材料的孔隙中，封闭孔水分不易进入，粗大孔水分又不易存留，故材料的体积吸水率常小于孔隙率，这类材料常用质量吸水率表示其吸水性；对于某些轻质材料，如混凝土、木材等，由于其质量吸水率往往超过100%，一般采用体积吸水率表示其吸水性。 吸湿性是指材料在潮湿的空气中吸收水分的性质，其大小用含水率表示。吸水性是指材料在水中吸收水分的性质，其大小用吸水率表示。耐水性是指材料长期在饱和水的作用下不被破坏，强度也不显著降低的性质，其大小用软化系数表示。抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，强度也不严重降低的性质，用抗冻等级FN表示。抗渗性是指材料抵抗水、油等液体压力渗透的性质，用抗渗等级来PN表示。 材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为强度。 抗压强度：，单位为Mpa；抗弯强度：单位为Mpa；抗拉强度：单位为常数；抗剪强度可用刻痕法（能否刻出痕迹）、压痕法（硬物压入的深浅）等方法测定。 8. 孔隙率与孔隙构造特征对材料的表观密度、强度、导热性、透水性、抗冻性、抗渗性、耐蚀性等均会产生影响。材料的孔隙率较大，且连通孔较少，则材料的吸水性较小，强度较高，抗冻性和抗渗性较好，导热性较差，保温隔热性能较好。 9. 弹性材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，仍保持变形前的形状和尺寸，并且不产生裂缝，而塑性材料不能恢复这种变形。 10. 韧性材料受力时发生较大变形不断裂。脆性材料受力时，在没有明显变形的情况下会突然断裂。 11. 材料受潮后，水分进入孔隙，水的导热系数是空气的导热系数的20多倍，从而使材料的导热性大幅增加；材料若受冻，水结成冰，冰的导热系数是水的导热系数的4倍左右，材料的导热性将进一步增大，因此保温材料运输、保管、使用过程中必须注意防潮。 12.材料在使用过程中抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏，也不易失去其原有性能的性质称作耐久性。 耐久性是材料的一项综合性质，包括材料的抗冻性、抗渗性、抗化学侵蚀性、抗碳化性、抗风化性、大气稳定性及耐磨性等。 为提高材料的耐久性，应根据材料的特点和所处环境采取相应措施，通常可以从以下几方面考虑： ① 设法减轻大气或其他介质对材料的破坏作用，如降低温度、排除侵蚀性介质等； ② 提高材料本身的密实度，改变材料的孔隙构造。如混凝土在施工中加强浇筑和振捣可提高混凝土的密实度； ③ 适当改变成分，提高材料的大气稳定性。如在沥青中加入SBS改性剂可提高沥青的大气稳定性，延缓沥青的老化； ④ 在材料表面设置