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高校建筑材料复习题参考解析

前言

建筑材料是土木工程学科的基石，其性能直接关系到建筑结构的安全、耐久与经济。对于高校学生而言，扎实掌握建筑材料的基本理论、技术性质、应用特点及质量控制要点，不仅是课程学习的要求，更是未来从事工程实践的基础。本文旨在结合常见复习题型，提供一些具有针对性的参考解析思路与要点，助力同学们系统梳理知识，深化理解，提升应试能力与综合应用水平。请注意，本文并非简单罗列答案，而是侧重于分析问题的角度与知识的内在联系。

一、建筑材料的基本性质

例题1：简述材料密度、表观密度、堆积密度的定义、测定方法及工程意义，并比较三者在数值上的大小关系（假定为同一散粒材料）。

参考解析思路：

*定义辨析：

*密度（ρ）：材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。此处“绝对密实状态”指不包含任何孔隙。

*表观密度（ρ?）：材料在自然状态下（包含材料内部的孔隙，但不包含开口孔隙中的水分），单位体积的质量。又称体积密度。

*堆积密度（ρ?）：散粒材料或粉状材料在自然堆积状态下，单位体积的质量。此体积包含了颗粒内部孔隙及颗粒之间的空隙。

*测定方法要点：

*密度：采用排水法测定其绝对密实体积（对于有孔隙的材料，需将孔隙封闭，如采用蜡封法）。公式：ρ=m/V(m为材料干燥质量，V为绝对密实体积)。

*表观密度：测定材料自然状态下的体积（包含内部孔隙）和干燥质量。公式：ρ?=m/V?(V?为表观体积)。

*堆积密度：测定材料在规定容器中的堆积体积（包含颗粒间空隙）和干燥质量。公式：ρ?=m/V?(V?为堆积体积)。

*工程意义：

*密度：用于材料的成分分析、纯度鉴定，以及计算材料的绝对密实体积。

*表观密度：是材料最基本的物理性质之一，用于估算材料用量、计算构件自重、确定材料强度等级等。

*堆积密度：主要用于计算散粒材料的堆放空间、运输量以及配制混凝土、砂浆时的材料用量（如砂石骨料的计量）。

*数值大小关系：对于同一散粒材料，通常有：密度表观密度堆积密度。因为绝对密实体积最小，表观体积包含了颗粒内部孔隙，堆积体积则进一步包含了颗粒间的空隙。

例题2：什么是材料的吸水性和吸湿性？两者有何区别与联系？影响材料抗渗性的主要因素是什么？

参考解析思路：

*吸水性：材料在水中能吸收水分的性质，用吸水率表示，通常以材料吸水饱和时的吸水质量占材料干燥质量的百分率计。这主要与材料的开口孔隙率和孔隙特征（大小、连通性）有关。

*吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质，用含水率表示，指材料中所含水的质量占材料干燥质量的百分率。吸湿性与空气的湿度和温度有关，达到平衡时的含水率称为平衡含水率。

*区别与联系：

*区别：吸水性是材料与水直接接触时的吸水能力，吸湿性是材料从空气中吸收水分的能力；吸水性通常达到饱和状态，吸湿性则随环境湿度变化，存在平衡含水率；吸水率一般大于材料在通常湿度下的含水率。

*联系：两者都与材料的孔隙率，特别是开口孔隙率密切相关。开口孔隙越多，材料的吸水性和吸湿性通常越强。

*影响材料抗渗性的主要因素：

*材料的孔隙率和孔隙特征：是最主要因素。孔隙率越低，抗渗性越好；开口孔隙、连通孔隙、粗大孔隙越多，抗渗性越差；闭口孔隙对抗渗性影响不大。

*材料的密实度：材料越密实，抗渗性通常越好。

*材料的组成与结构：例如，水泥石中氢氧化钙含量过高，易受侵蚀，间接影响抗渗性。

二、气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料

例题3：比较石灰、建筑石膏和水玻璃的主要成分、凝结硬化过程特点及主要工程应用。

参考解析思路：

*石灰：

*主要成分：主要成分为氧化钙（CaO，生石灰），熟化为氢氧化钙（Ca(OH)?，熟石灰或消石灰）。

*凝结硬化特点：

1.过程：生石灰（CaO）与水反应生成熟石灰（Ca(OH)?），此过程为“熟化”（放热、体积膨胀）。熟石灰浆体在空气中逐渐吸收CO?，生成CaCO?晶体并释放水分（蒸发），使浆体硬化。

2.特点：硬化速度慢；硬化后强度低（主要靠CaCO?晶体胶结，且孔隙率高）；硬化时体积收缩大，易开裂；不耐水（Ca(OH)?可溶于水，CaCO?在长期潮湿环境下也可能被溶蚀）；只能在空气中硬化（气硬性）。

*主要工程应用：配制石灰砂浆、混合砂浆用于砌筑和抹灰；灰土、三合土用于基础垫层；生产硅酸盐制品的原料等。

*建筑石膏：

*主要成分：β型半水硫酸钙（β-CaSO?·1/2H?O）。

*凝结硬化特点：

1.过程：半水硫酸钙与水反应，重新生成二水硫酸钙（CaSO?·2H?O），并逐渐结晶硬化。

2.特点：凝结硬化速度快（几