虽然体积也增加，但增幅小，故体积密度提高。而材料导热是通过材料实体与孔隙内的空气，而吸水后传热介质变成了材料实体及水和空气（水占有了部分或全部空气的体积），而水的导热系数（λ=0.58W/m·K）是空气的导热系数（λ=0.023W/m·K）的25倍左右，故材料的导热系数提高了。

13、(C)。提示：材料吸水后，将使材料的强度和保温性降低。由于水会以不同方式使材料软化，破坏材料内部结构的结合力，因此材料吸水后会使其强度降低；另外，材料吸水后导热系数将明显提高，使材料的保温性降低。

14、(C)。提示：材料的抗渗性和抗冻性的好坏与材料的孔隙率及孔隙特征有关。一般来说，孔隙率大且为开口连通孔时材料的抗渗性与抗冻性较差；密实的以及具有闭口孔（不论孔隙率大小）的材料抗渗性与抗冻性较好。如在混凝土工程中常掺入引气剂改善混凝土的孔结构，以提高其抗渗性和抗冻性。

15、(D)。提示：通常，固体物质比液态物质导热系数大，液态比气态导热系数大。当材料的孔隙率约大即体积密度约小时，由于孔隙中空气传热较差，因此导热系数越小。当孔隙率相同时，若孔隙间连通也会使孔中空气流通而传热，使材料的导热系数增大。

16、(D)。提示：建筑材料中，各种胶凝材料、混凝土、天然石材、砖瓦、钢材、木材等均为亲水性材料。而沥青、油漆、塑料等为憎水性材料，它们常用作防潮、防水和防腐材料，也可以对亲水性材料进行表面处理，用以降低吸水性。

17、(D)。提示：通常无机非金属材料脆性高，韧性低，而金属类或有机类材料韧性较高，木材属于有机类材料。

四、判断题：

1×2√3×4×5×6×7×8×9×10√11×12√13√14√15√16√17√18√19√20√ 五、简答题：

1、答：质量吸水率和体积吸水率都是反映材料吸水性能的指标，但含义不同。质量吸水率是指材料在吸水饱和状态下所吸入水的质量占材料干燥质量的百分率；而体积吸水率是指材料在吸水饱和状态下所吸入水的体积占干燥材料在自然状态下体积的百分率。前者适宜于表示具有封闭孔隙或极大开口孔隙的材料的吸水性；后者适宜于表示具有很多微小开口孔隙的轻质材料（如加气混凝土、软木等）的吸水性。

2、答：

（1）证明：设材料在干燥状态下的自然体积为V0；材料在干燥和吸水饱和时的质量分别为m1

和m2，则有： Wv?m2?m11??100% ① V0?wm2?m1W?m?100% 则m2?m1?m1 ② m1100%Wm?m11m11???Wm? V0?wV0?wWm?将②代入①得：Wv?而

m1??0，?w =1，故有：Wv =Wm·ρ0 V0（2）公式Wv?Wm??0中的?0的单位为g/cm3。

（3）若材料的孔隙率为P，体积吸水率为Wv，则材料的闭口孔隙率PB?P?Pk?P?Wv。 3、答：材料在外力作用下抵抗破坏的能力，称为材料的强度；按其强度值的大小划分为若干个等级，则是材料的强度等级。材料的强度与材料的含水率状态及温度有关，含有水分的材料其强度

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较干燥时低；一般温度高时材料的强度降低。材料的强度还与其测试的所用的试件形状、尺寸有关，与实验时的加荷速度、试件的表面性状有关，相同材料采用小试件测得的强度较大，试件高，加荷速度快者强度偏高，试件表面不平或表面涂润滑剂时所测得的强度偏低。

4、答：评价材料热工性能的常用参数有材料的导热系数、热容量与比热，材料的导热系数和热容量是设计建筑物围护结构进行热工计算时的重要参数，要保持建筑物室内温度的稳定性并减少热损失，应选用导热系数小而热容量较大的建筑材料。

5、答：干燥墙体由于其孔隙被空气所填充，而空气的导热系数很小，只有0.023W/（m·K）。因而干墙具有良好的保暖性能。而新建房屋的墙体由于未完全干燥，其内部孔隙中含有较多的水分，而水的导热系数为0.58W/（m·K），是空气导热系数的近25倍，因而传热速度较快，保暖性较差。尤其在冬季。一旦湿墙中孔隙水结冰后，传导热量的能力更加提高，冰的导热系数为2.3W/(m·K).是空气导热系数的100倍，保暖性就更差。

6、答：材料的耐久性是材料的一种综合性质，诸如：抗渗性、抗冻性、抗风化性、抗老化性、抗化学侵蚀性、耐热性、耐火性及耐磨性等均属于耐久性的范围。对不同的材料有不同的耐久性要求。

影响材料耐久性的破坏因素主要有物理因素、化学因素、物理化学因素、机械因素及生物因素等几方面。

不同的材料或相同的材料使用在不同的环境中，所受到的破坏作用有可能不同。为提高材料的耐久性，以利于延长土木工程结构物的使用寿命和减少维修费用，可根据工程环境和材料特点从以下方面采取相应的措施；

（1）提高材料自身对环境破坏因素的抵抗性（如提高材料的物理力学及化学性能等）； （2）设法减轻环境介质对材料的破坏作用（如排除或降低破坏因素对材料的作用等）； （3）用其它材料保护主体材料免受破坏（如覆面、抹灰、刷涂料等）。

7、答：建筑物的屋面材料应具有一定的强度、耐水性、抗渗性、抗冻性、及保温性等；承重的墙体材料主要应具有较高的强度、较好的耐久性、保温隔热、隔声、防潮、防水及抗震等性质；基础材料主要应具备较高的强度、较好的耐久性、耐水、耐腐蚀、抗渗及抗冻性等性质。

8、答：材料的孔隙率和孔隙构造对材料的体积密度、强度、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性、导热性及吸音性等性质均会产生影响，其影响如下：

（1）孔隙率越大，其体积密度越小； （2）孔隙率越大其强度越低； （3）密实材料及具有闭口孔的材料是不吸水和不吸湿的；具有粗大孔的材料因其水分不易存留，其吸水率常小于孔隙率；而那些孔隙率较大 且具有开口连通孔的亲水性材料具有较大的吸水与吸湿能力；

（4）密实的或具有闭口孔的材料是不会发生透水现象的。具有较大孔隙率且为开口连通大孔的亲水性材料往往抗渗性较差；

（5）密实材料及具有闭口孔的材料具有较好的抗冻性；

（6）孔隙率越大，导热系数越小，导热性越小，绝热性越好；孔隙率相同时，具有较大孔径或连通孔的材料，导热系数偏大，导热性较大，绝热性较差；

（7）孔隙率较大且为细小连通孔时，材料的吸音性较好。 9、测定材料密度的方法步骤为：

（1）将材料试样研碎、过筛后放入105～110℃的烘箱中，烘干至恒重，再放入干燥器中冷却至室温待用。

（2）在密度瓶中注入不与试样起反应的液体（如水、煤油、苯等）至凸颈下部刻度线0～1mL

3

处，放入恒温水槽（水温20±2℃）30min，记下瓶内液体刻度值V1(cm)。

（3）用精度为0.01g的天平称取60～90g试样，用漏斗将试样渐渐送入李氏瓶内直至使液面上升至20mL刻度左右为止。摇动密度瓶，使液体中的气泡排出，再放入恒温水槽中30min后记下液面

3

刻度值V2(cm)。

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（4）称出剩余试样粉末的质量，计算出装入瓶中粉末的质量m(g)。 （5）按下式计算材料的密度ρ（精确至0.01 g/cm）：?=3

m3(g/cm) v2-v1密度试验用两个试样平行进行，以其结果的算术平均值作为最后结果。但两次结果之差不应超

0.02 g/cm3

。

六.计算题 1、

解：该岩石的软化系数为：KR = 168/178 = 0.94>0.85 答：此岩石可用于水下工程。

2、

解：已知：??2.75g/cm3,P?1.5%,?'30?1560kg/m 则：?1?0.015??2.75g/cm3?2.71g/cm30??

P'??1?1.560/2.71??100%?42.4%

答：此岩石的体积密度为2.71g/cm3和碎石的空隙率为42.4%。 3、

解：砂包含内部闭口孔在内的体积为瓶装满水后排出水的体积，即

V'(377?200?500)gs?Vw?mw??g/cm3?77cm3 w1表观密度：?'?ms200gV'?3?2.60g/cm3 s77cm'?'空隙率： P?(1?01.40?')?100%?(1?2.60)?100%?46% 4、

解：河沙的含水率：W=500-494494 ?100%=1.2%

5、

解：柱子所受应力σ=1800kN × 103/（400×500）= 9 MPa

应变??1800?103/?400?500?3.0?104??3?10?4

该柱子受力后被压缩3?10?4?12000mm?3.6mm

此荷载作用下该柱子未达到破坏状态。若要使其破坏，须施加的压力荷载为 F=21MPa×400mm×500mm=4200KN

答：要使该柱子达到受压破坏，须施加4200KN的压力荷载。 6、

解：密度： ??m?2580?2.69(g/cm3V18.58) 43

过

体积密度： ?0?mgV0?2580?1.76(g/cm3)

24?11.5?5.3（1?孔隙率: P??01.76）100%?（1?）?100%?34.6% ?2.69?100%?2940?2580?100%?14.0%

2580质量吸水率：Wm?mb?mgmg开口孔隙率：PK?Wv?Wm??0?14.0%?1.76?24.6% 闭口孔隙率: PB?P?PK?34.6%?24.6%?10% 7、

解：体积吸水率：Wv?Wm??0?10%?1.5?15%，

（1-孔隙率： P??01.5）?100%?（1?）?100%?50% ?3.0开口孔隙率： PK?Wv?15%

闭口孔隙率： PB?P?PK?50%?15%?35% 孔隙水饱和度 KB?性良好。

8、

解:（1）体积吸水率：由材料的水饱和度（吸水饱和系数）KB?VwWV0.15???0.30<0.，孔隙充水程度较低，因此该材料的抗冻80V孔P0.50VwWV?，则 V孔PWv?KBP?0.3?30%?9%

（2）开口孔隙率：PK?Wv?9%

?0)?100%，则 ??1820??0??2600（kg/m3）?2.60（g/cm3）

1?P1?0.3?01820'??2000（kg/m3）?2.00(g/cm3) (4)表观密度：??（3）密度： 由P?(1?1?PK1?0.092 气硬性胶凝材料习题解答

一、名词解释

1、凡是经过一系列的物理、化学作用，能将散粒状或块状材料粘接成整体的材料。

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