中南大学土木重点工程材料课后习题及答案.docVIP

土木工程材料习题集与参照答案

土木工程材料基本性质

1.试述材料成分、构造和构造对材料性质影响？

参照答案：材料成分对性质影响：材料构成及其相对含量变化，不但会影响材料化学性质，还会影响材料物理力学性质。材料成分不同，其物理力学性质有明显差别。值得注意是，材料中某些成分变化，也许会对某项性质引起较大变化，而对其她性质影响不明显。

材料构造对性质影响：材料构造是决定材料物理性能重要因素。可分为微观构造和细观构造。材料在微观构造上差别影响到材料强度、硬度、熔点、变形、导热性等性质，可以说材料微观构造决定着材料物理力学性能。

材料构造对性质影响：材料构造重要是指材料孔隙和相似或不同材料间搭配。不同材料恰当搭配形成复合材料，其综合性能优于各个单一材料。材料内部孔隙会影响材料强度、导热性、水渗入性、抗冻性等。

总之，材料构成、构造与构造决定了材料性质。材料构成、构造与构造变化带来了材料世界千变万化。

2．试述材料密度、表观密度、孔隙率定义、测定办法及互有关系。密度与视密度区别何在？

参照答案：密度：是指材料在密实状态下单位体积质量。测定办法：将材料磨细成粒径不大于0.25mm粉末，再用排液法测得其密实体积。用此法得到密度又称“真密度”。

表观密度：是指材料在自然状态下单位体积质量。测定办法：对于外形规则块体材料，测其外观尺寸就可得到自然体积。对于外观不规则块体材料，将其加工成规则块体再测其外观尺寸，或者采用蜡封排液法。

孔隙率：材料中孔隙体积与总体积比例。

互有关系：

密度与视密度区别：某些散粒材料比较密实，其内部仅含少量微小、封闭孔隙，从工程使用角度来说，不需磨细也可用排液法测其近似密实体积，这样测得密度称为“视密度”。

3．孔隙率及孔隙特性对材料表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响？

参照答案：对表观密度影响：材料孔隙率大，在相似体积下，它表观密度就小。并且材料孔隙在自然状态下也许含水，随着含水量不同，材料质量和体积均会发生变化，则表观密度会发生变化。

对强度影响：孔隙减小了材料承受荷载有效面积，减少了材料强度，且应力在孔隙处分布会发生变化，如：孔隙处应力集中。

对吸水性影响：开口大孔，水容易进入但是难以布满；封闭分散孔隙，水无法进入。当孔隙率大，且孔隙多为开口、细小、连通时，材料吸水多。

对抗渗性影响：材料孔隙率大且孔隙尺寸大，并连通开口时，材料具备较高渗入性；如果孔隙率小，孔隙封闭不连通，则材料不易被水渗入。

对抗冻性影响：连通孔隙多，孔隙容易被水布满时，抗冻性差。

对导热性影响：如果材料内微小、封闭、均匀分布孔隙多，则导热系数就小，导热性差，保温隔热性能就好。如果材料内孔隙较大，其内空气会发生对流，则导热系数就大，导热性好。

4．材料耐水性、吸水性、吸湿性、抗冻性、导热性、热容、抗渗性含义是什么？

参照答案：耐水性：材料抵抗水破坏作用能力称为耐水性，即材料经水浸泡后，不发生破坏，同步强度也不明显减少性质。指标：软化系数

吸水性：材料与水接触时其毛细管会吸取水分性质。指标：吸水率

吸湿性：材料在潮湿空气中吸取水分性质。指标：平衡含水率

抗冻性：材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不被破坏，强度也不严重减少性质。指标：抗冻级别，其划分取决于材料在一定条件下经受冻融而不被破坏次数。

导热性：当材料两面存在温度差时，热量会从温度较高一面传导到温度较低一面性质。指标：导热系数

热容：某块材料在温度升降1K时所放出或吸取热量。

指标：C（热容）＝c（比热容）?m（材料质量）

抗渗性：材料抵抗压力水或液体渗入性质。指标：渗入系数

5．材料导热系数、比热容和热容与建筑物使用功能有什么关系？

参照答案：材料导热系数小，建筑物保温隔热性能就好。如果建筑物围护构造热容越大，则在气温变化较大时，能较好地保持室内温度。

6．试述材料弹性、朔性、脆性和弹性磨量意义？

参照答案：弹性：当撤去外力或外力恢复到原状态，材料可以完全恢复本来形状性质。

塑性：当撤去外力或外力恢复到原状态，材料仍保持变形后形状和尺寸，并不产生裂缝性质。

脆性：是材料在外力作用下不产生明显变形而突然发生破坏一种性能。

弹性模量：晶体材料如金属材料体现为线弹性，某些非晶体材料如玻璃等也体现为线弹性，其应力与应变之比为常数，比值称为弹性模量，它是衡量材料抵抗外力使其变形能力一种指标。

7．影响材料强度实验成果因素有哪些？强度与强度级别与否不同，试举例阐明。

参照答案：实验条件对材料强度实验成果有较大影响，其中重要有试件形状和尺寸、实验机加载速度、实验时温度和湿度，以及材料自身含水状态等。

强度与强度级别不同样。强度是一种详细值，而强度级