土木工程材料习题集答案

五、问答题

1、烧结普通砖的技术要求主要有尺寸偏差、外观质量、强度等级、泛霜、石灰爆裂、抗风化 性能等几项内容。

2、烧结普通转的强度等级根据10块砖样的抗压强度平均值和标准值或单块最小抗压强度值划 分为MU10、MU15、MU20、MU25、MU30五个等级；质量等级根据尺寸偏差、外观质量、泛霜和石灰爆裂划分为优等品、一等品、合格品三个等级。

3、烧结多孔砖的强度等级根据10块砖样的抗压强度平均值和标准值或单块最小抗压强度值划 分为MU10、MU15、MU20、MU25、MU30五个等级；烧结空心砖的强度等级根据10块砖样的大面和条面的抗压强度平均值和标准值或单块最小抗压强度值划分为MU2.5、MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10.0五个等级。

用途：烧结多孔砖由于其强度较高，在建筑工程中可以代替烧结普通砖，用于6层以下的承重 墙体；烧结空心砖由于孔洞率高，强度较低，具有良好的绝热性能，主要用于非承重墙和框架结构的填充墙等部位。

4、当生产烧结粘土砖时，砖坯在氧化环境中焙烧并出窑时，生产出红砖；如果砖坯先在氧化环 境中焙烧，然后再浇水闷窑，使窑内形成还原气氛，会使砖内的红色高价的三氧化铁还原为低价的一氧化铁，制得青砖。青砖的耐久性比红砖好。

内燃砖是指为了节约原料与燃料在粘土中掺加部分含可燃物的废料，如煤渣、煤矸石、粉煤灰 等，并在烧焙过程中使这些可燃物在砖中燃烧，从而获得内外比较均匀的焙烧温度，用这种方法焙烧的砖叫内燃砖。通常，与外燃砖相比，内燃砖不仅可节约粘土及利用废料，而且体积密度较小，导热系数较低，还可提高强度20%左右。

欠火砖色浅、声哑、强度低；过火砖色深、声脆、强度高、尺寸不规则。这两种砖均为不合格品。

5、轻微泛霜就能对清水墙建筑外观产生较大的影响；中等程度泛霜的砖用于建筑中的潮湿部位时，7～8年后因盐析结晶膨胀将使砖体表面产生粉化剥落，在干燥的环境中使用约10年后也将脱落；严重泛霜对建筑结构的破坏性更大。

石灰爆裂对砖砌体的危害很大，轻者影响外观，缩短使用寿命，重者将使砖砌体强度降低甚至 破坏。砖中石灰颗粒越大，含量越多，则对砖砌体强度影响越大。

6、烧结普通砖的耐久性主要包括泛霜、石灰爆裂及抗风化性能等技术指标。

烧结普通砖的抗风化性能通常以抗冻性、吸水率与饱和系数等指标判定。对于严重风化区的建筑用砖，其抗冻性试验必须满足要求；而对非严重风化区的建筑用砖，可不做抗冻试验，但必须满足5h沸煮吸水率和饱和系数两项指标的要求。饱和系数是指砖在常温下浸水24h后的吸水率与5h沸煮吸水率之比。

7、目前所用的墙体材料有砌墙砖、砌块、建筑板材三大类。砌墙砖类按生产原料可分为粘土砖、 页岩砖、煤矸石砖、灰砂砖、粉煤灰砖和煤渣砖等；砌块类可分为混凝土砌块、硅酸盐砌块、加气混凝土砌块、石膏砌块等；板材类可分为水泥类墙板、石膏类墙板、植物纤维墙板和各种复合墙板等。

我国传统的墙体材料是烧结粘土砖。而烧结粘土砖的生产要毁坏大量的农田，消耗大量的能源，不利于保护农田和生态环境，并且其在性能与施工方面存在自重大、尺寸小、抗震性能差、施工效率低及劳动强度高等缺点，不利于施工的机械化和建筑的工业化。因此，对传统的墙体材料要进行改革。目前烧结粘土砖已被列为城市禁止生产使用的建筑材料（除古建筑修复外）。

当前，墙体材料发展的方向是利用工业废料和地方资源，发展轻质、高强、多功能、大尺寸、节能、节土、利废的新型绿色墙体材料。

8、加气混凝土砌块的气孔大部分是“墨水瓶”结构，只有小部分是水分蒸发形成的毛细孔，肚

大口小，毛细管作用较差，故吸水导热缓慢。烧结普通砖淋水后易吸足水，而加气混凝土表面浇水不少，实则吸水不多。用一般的砂浆抹灰易被加气混凝土吸去水分，而易产生干裂或空鼓。故可分多次淋水，且采用保水性好、粘接强度高的砂浆。

六、计算题

1、

2

解：墙体的体积为：10m×0.24m = 2.4m3

2

每立方米的砖砌体需要512块砖，所以10m的240mm厚砖墙需用普通粘土砖的块数为：

2.4?512?1229块

1229块砖的体积为：0.115m?0.053m?0.24m?1229?1.8m 所以，砌筑用砂浆的数量为：2.4m?1.8m?0.6m

答：10m的240mm厚砖墙需用普通粘土砖为1229块，砌筑用砂浆的数量为0.6m。 2、

解：10块砖样的抗压强度平均值为：

23

3333f?23.5?18.5?17.5?19.4?16.4?19.6?20.2?14.8?18.8?19.0?18.7(MPa)

10强度标准差为：

110S?(fi?f)2?2.88(MPa) ?9i?1 强度变异系数为： ?? 抗压强度标准值为：

fk?f?1.8s?18.7?1.8?2.88?13.5(MPa)

用抗压强度平均值18.7MPa和抗压强度标准值13.5MPa评定该批砖的强度等级为MU15。

S2.88??0.15?0.21 18.7f7 天然石材习题解答

一、判断题

1√；2√；3√；4√；5√；6×（吸水率越小）；7√；8√；9√；10√

二、填空题

1、造岩矿物；2、岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水成岩）、变质岩；3、深成岩、喷出岩、火山岩；

4、机械沉积岩、化学沉积岩、生物沉积岩；5、正变质岩、副变质岩；6、体积密度 吸水率 耐水性；7、抗冻性 抗风化性 耐火性 耐酸性；8、砌筑用石材 颗粒状石材 板材；9、细料石、半细料石、粗料石、毛料石；10、粗面板材、细面板材、镜面板材；11、花岗岩、大理石；

三、选择题

1（D）。提示：岩石晶粒越粗，由于相应的材料缺陷尺寸也越大，致使强度越低。

2（D）。提示：花岗石耐久相当高，使用年限为75～200年，质优的可达千年以上；大理石由石灰石变质得到，使用年限为30～100年。

3（B）。提示：大理岩的主要矿物成分是方解石和白云石。 4、（D）。提示：石灰岩和大理岩的造岩矿物均为方解石，其化学组成为CaCO3，在高温下的分解温度为900℃,。玄武岩由辉石和长石组成，有较高的耐火性。由于花岗石中所含石英在573及870℃时发生晶型转变，体积膨胀而引起破坏，因此，其耐火性不好。

5、（C）。提示：花岗石的一个主要缺点是耐火性差。 6（C）。提示：花岗石抗压强度高，抗冻性好，吸水率小，并且耐磨性和耐久性都相当好，因此是外墙入口以及基础、桥墩、台阶等部位首选的材料。

7（B）。提示：大理石构造致密，密度大，但硬度不高，易于切割，磨光后装饰性好。 8（D）。提示：大理岩的主要化学成分是CaCO3，呈弱碱性，故耐碱但不耐酸腐蚀。 9（D）。提示：石英岩结构致密均匀、坚硬、难加工、耐酸性好、非常耐久，抗压强度为花岗岩的2倍左右，其耐久性能优于花岗岩，可达千年以上。

10（A）。提示：大理石的矿物组成为方解石或白云石，其化学成分为CaCO3，用于室外则易被CO2及其它酸性介质侵蚀，发生风化与溶蚀，耐久性差。所以除个别品种（如汉白玉、艾叶青等）外，一般不宜用作室外装饰。

11（D）。提示：大理石抗压强度为50～140MPa；玄武岩为100～150MPa；花岗岩为120～250MPa；石英岩可达250～400MPa。

12（C）。提示：花岗岩抗拉强度约为5～8 MPa、松木（顺纹）抗拉强度约为120 MPa，建筑钢材约为300～1500 MPa。

四、问答题

1、岩石按地质成因可分为下列三大类： （1）岩浆岩（火成岩）：由地壳内部熔融岩浆上升冷却而形成。通常又分为深成岩、喷出岩、火山岩三类。深成岩的特性是：密度大、抗压强度高、吸水性小和抗冻性好。土木工程常用的深成岩有花岗岩、辉长岩、正长岩等；喷出岩的结构与特性由喷出的岩浆层的厚薄所决定，较厚时近似于深成岩，较薄时近似于多孔的火山岩。土木工程常用的喷出岩有玄武岩、辉绿岩、安山岩等；火山岩都是轻质多孔结构的材料，土木工程常用的火山岩有浮石、火山凝灰岩等。

（2）沉积岩（水成岩）：由露出地表的母岩经长期风化、搬运、沉积等作用，在地表或距地表不太深处形成。又分为机械沉积岩、化学沉积岩、生物沉积岩三类。与岩浆岩相比，其特性是：密度较小，孔隙率和吸水率较大，强度较低，耐久性较差。土木工程常用的沉积岩有石灰岩、砂岩、页岩等。

（3）变质岩：由岩浆岩或沉积岩经过地质上的变质作用而形成。又分为正变质岩（由岩浆岩变质而成）和副变质岩（由沉积岩变质而成）两类。其中沉积岩变质后性能变好，结构致密，坚固耐久，如石灰岩变质为大理岩，硅质砂岩变质为石英岩；而岩浆岩经变质后，产生了片状结构，性能变差，如花岗岩变质成的片麻岩，易产生分层剥落，使耐久性降低。

2、矿物是在地壳中受各种不同地质作用所形成的具有一定化学成分和结构特征的单质或化合物。岩石是由各种不同的地质作用所形成的天然矿物的集合体。

岩石的结构是指其矿物的结晶程度、晶粒的相对大小、晶体形状及矿物之间的结合关系等所反映出的岩石构成特征，即矿物与矿物之间的各种特征。

岩石的构造是指组成岩石的矿物集合体的大小、形状、排列和空间分布等所反映出的岩石的构成特征，即矿物集合体之间的各种特征。

3、因为大理石的主要矿物成分为方解石、白云石，主要化学成分为CaCO3和MgCO3等碱性物质，易受酸雨以及空气中的酸性氧化物（CO2、SO2等）的侵蚀，从而使其失去表面光泽，甚至出现麻面斑点等现象。故大多数大理石的抗风化性较差，不宜用作建筑物的室外装饰材料。而只有少数较致密、纯净的大理石（如汉白玉、艾叶青等），性能比较稳定，可用于室外建筑装饰。

4、在土木工程设计和施工中，应根据适用性和经济性的原则选用石材： （1）适用性：主要考虑石材的技术性能是否满足使用要求。根据石材在建筑物中的用途和部位，选择其主要技术性质能满足要求的岩石。如承重用的石材（基础、勒脚、柱和墙等）主要应考虑其强度等级、耐久性、抗冻性等技术性能；围护结构用的石材应考虑是否具有良好的绝热性能；用作地面、台阶等的石材应坚韧耐磨；装饰用的构件（饰面板、栏杆和扶手等）需考虑石材本身的色彩与环境的协调及可加工性，用于室外时尚应考虑其抗风化性，用于室内时则须考虑其放射性等；对处在高温、高湿且严寒等特殊条件下的构件，还要分别考虑所用石材的耐久性、耐水性、抗冻性及耐化学侵蚀性等。

（2）经济性：主要考虑天然石材的密度大、不宜长途运输，应综合考虑地方资源，尽可能做到就地取材。

5、石材选用应根据建筑物的类型、使用要求和环境条件等，满足适用、经济和美观等方面的要求。

用于室内的饰面石材，主要应考虑其花纹、颜色和光泽等装饰性能，颜色以明快亮丽为主，用作地面的石材还应考虑其耐磨性。室内墙面优先选用大理石，室内地面可选用大理石或花岗岩，但用于室内的花岗岩须选择放射性水平较低的。

室外墙面的饰面石材，其颜色应能满足设计要求，要有良好的抗风化性和耐久性，用作地面的石材还应坚韧耐磨。外墙面与广场地面的饰面可选用花岗石、石英石，墙面浮雕可选用质纯、结构致密、耐风化的大理石品种（汉白玉、艾叶青等）。大理石硬度不大易于加工、装饰性强，是工艺美术、雕塑等艺术造型的上乘材料。

6、采用的石材可能是普通大理石。由于学校所在城市污染较严重，酸雨较多，普通大理石主要成分为CaCO3，孔隙率较高（汉白玉、艾叶青除外），易被酸侵蚀，耐风化性能差，所以在较短时间内石材表面在酸作用下就产生腐蚀，导致失光。经过几年物理化学作用后，易产生裂纹甚至剥落。通过对这种石材分析后，证实是孔隙率高的普通大理石。

8 金属材料习题解答

一、名词解释

1、沸腾钢：脱氧不完全，浇筑后有大量CO气体逸出，引起钢夜激烈沸腾的钢。

2、镇静钢：脱氧充分，铸锭时钢夜平静凝固的钢。

3、偏析：指某些化学成分在钢中分布不均匀，富集于某些区域的现象，对钢的质量影响很大。 4、屈服点：钢材试样在受拉过程中，应力基本保持不变而应变显著增加时的应力，也称屈服强度，用σs表示。