(四)、判断题
1、× 2、× 3、√ 4、× 5、√ 6、 × 7、 × 8、 √ 9、× 10、√ 11、× 12、× 13、√
(五)、问答题
1. 试述材料成分、结构和构造对材料性质的影响?
参考答案:材料的成分对性质的影响:材料的组成及其相对含量的变化,不仅会影响材料的化学性质,还会影响材料的物理力学性质。材料的成分不同,其物理力学性质有明显的差异。值得注意的是,材料中某些成分的改变,可能会对某项性质引起较大的改变,而对其他性质的影响不明显。
材料的结构对性质的影响:材料的结构是决定材料物理性能的重要因素。可分为微观结构和细观结构。材料在微观结构上的差异影响到材料的强度、硬度、熔点、变形、导热性等性质,可以说材料的微观结构决定着材料的物理力学性能。
材料的构造对性质的影响:材料的构造主要是指材料的孔隙和相同或不同材料间的搭配。不同材料适当搭配形成的复合材料,其综合性能优于各个单一材料。材料的内部孔隙会影响材料的强度、导热性、水渗透性、抗冻性等。
总之,材料的组成、结构与构造决定了材料的性质。材料的组成、结构与构造的变化带
来了材料世界的千变万化。
2.试述材料密度、表观密度、孔隙率的定义、测定方法及相互关系。密度与视密度的区别何在?
参考答案:密度ρ:是指材料在密实状态下单位体积的质量。测定方法:将材料磨细成粒径小于0.25mm的粉末,再用排液法测得其密实体积。用此法得到的密度又称“真密度”。
表观密度ρ0:是指材料在自然状态下单位体积的质量。测定方法:对于外形规则的块体材料,测其外观尺寸就可得到自然体积。对于外观不规则的块体材料,将其加工成规则的块体再测其外观尺寸,或者采用蜡封排液法。
孔隙率:材料中的孔隙体积与总体积的百分比。
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、封闭的孔隙,从工程使用角度来说,不需磨细也可用排液法测其近似的密实体积,这样测得的密度称为“视密度”。
3.孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响?
参考答案:对表观密度的影响:材料孔隙率大,在相同体积下,它的表观密度就小。而且材料的孔隙在自然状态下可能含水,随着含水量的不同,材料的质量和体积均会发生变化,则表观密度会发生变化;对强度的影响:孔隙减小了材料承受荷载的有效面积,降低了材料的强度,且应力在孔隙处的分布会发生变化,如:孔隙处的应力集中;对吸水性的影响:开口大孔,水容易进入但是难以充满;封闭分散的孔隙,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;对抗渗性的影响:材料的孔隙率大且孔隙尺寸大,并连通开口时,材料具有较高的渗透性;如果孔隙率小,孔隙封闭不连通,则材料不易被水渗
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透;对抗冻性的影响:连通的孔隙多,孔隙容易被水充满时,抗冻性差;对导热性的影响:如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多,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.材料的耐水性、吸水性、吸湿性、抗冻性、抗渗性的含义是什么?
参考答案:耐水性: 材料抵抗水破坏作用的能力称为耐水性,即材料经水浸泡后,不发生破坏,同时强度也不显著降低的性质。指标:软化系数;吸水性:材料与水接触时其毛细管会吸收水分的性质。指标:吸水率;吸湿性:材料在潮湿空气中吸收水分的性质。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,强度也不严重降低的性质。指标:抗冻等级,其划分取决于材料在一定条件下经受冻融而不被破坏的次数;抗渗性:材料抵抗压力水或液体渗透的性质。指标:渗透系数。 5.天然石料应具有哪些技术性质?选用天然石料的原则是什么?
参考答案:天然石料应具有(1)物理性质(表观密度、吸水性、耐水性、抗冻性、耐热性、导热性);(2)力学性质(抗压强度、冲击韧性、硬度、耐磨性);(3)工艺性质(加工性、磨光性、抗钻性)。根据建筑物的类型,使用要求和环境条件、再结合地方资源进行综合考虑,使得石材满足适用、经济、美观的要求。
6、试论述最大密度曲线理论的意义及表达方式。
参考答案:最大密度曲线是通过试验提出的一种理想曲线。该理论认为,固体颗粒按粒度大小有规则的组合排列,粗细搭配,可以得到密度最大、空隙最小的混合料,同时认为\矿质混合料\的颗粒级配曲线越接近呈抛物线状的最大密实曲线,则其密度越大。最大密实曲线的公式可表示为n幂公式 p=100(d/d)n,p指希望计算的某级集料的通过量(%),d是希望计算的某级集料的粒径,而d指矿质混合料的最大粒径,n通常取0.3~0.7。根据这个公式,可以计算出矿质混合料最大密度时各种颗粒粗径的通过量。
7、生产材料时,在组成一定的情况下,可采取什么措施来提高材料的强度和耐久性? 参考答案:主要有以下两个措施:
(1)降低材料内部的孔隙率,特别是开口孔隙率。降低材料内部裂纹的数量和长度;使材料的内部结构均质化。
(2)对多相复合材料应增加相界面间的粘结力。如对混凝土材料,应增加砂、石与水泥石间的粘结力。
8、决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么?
参考答案: 决定材料耐腐蚀的内在因素主要有:
(1)材料的化学组成和矿物组成。如果材料的组成成分容易与酸、碱、盐、氧或某些化学物质起反应,或材料的组成易溶于水或某些溶剂,则材料的耐腐蚀性较差。
(2)非晶体材料较同组成的晶体材料的耐腐蚀性差。因前者较后者有较高的化学能,即化学稳定性差。
(3)材料内部的孔隙率,特别是开口孔隙率。孔隙率越大,腐蚀物质越易进入材料内部,使材料内外部同时受腐蚀,因而腐蚀加剧。
(4)材料本身的强度。材料的强度越差,则抵抗腐蚀的能力越差。
(六)、计算题
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1. 参考答案:质量吸水率:??m1?m972?873?100%??100%?11.34% m873密实体积:V?873?337.0(cm3) 2.59孔隙体积:480?337?143(cm3) 开口孔隙体积:972?873?99(cm3) 闭口孔隙体积:143?99?44(cm3)
99?100%?20.6% 48044?100%?9.17% 闭口孔隙率:480开口孔隙率: 2. 参考答案:红砂岩的密度:??50?2.646(g/cm3) 18.9790?1000?1409?381(cm3)
11000?2.625(g/cm3) ??381 卵石的视密度:V?3. 答:
石子的质量为m=18.4-3.4=15.0(kg) 石子的堆积体积为Voˊ=10L,
石子所吸水的量为mw=18.6-18.4=0.2(kg),水的体积为0.2L 开口孔隙体积为石子吸收水的量,即Vk=0.2L 注入筒内的水的体积为Vˊw=4.27L,
该体积等于石子间空隙的体积与石子开口孔隙之和。Vs+Vk=4.27L 故,石子的质量吸水率为
Wm=mw/m=0.2/15×100%=1.3% 石子的体积吸水率为
Vv =Vk/Vo = 0.2/(10-4.27+0.2)×100% = 3.4% 石子的堆积密度为
ρodˊ=m/ Voˊ=15/10=1500(kg/m3) 石子的表观密度为
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ρod=m/Vo=15/(10-4.27+0.2)=2530(kg/m3) 石子的开口孔隙率为
Pk=Vk/Vo=0.2/(10-4.27+0.2)×100%=3.4% 4、答:
筛孔尺寸(mm) 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 筛余质量(克) 分计筛余(%) 0 累计筛余(%) 通过率(%) 0 2.6 34.6 55.6 70.6 81.6 88.4 94.4 5.6 2.6 32.0 21.0 15.0 11.0 6.8 6.0 5.4 0 13 160 105 75 0.3 0.15 0.075 筛底 55 34 30 28 100 97.4 65.4 44.4 29.4 18.4 11.4 根据细度模数公式:Mx=A0.15+A0.3+A0.6+A1.18+A2.36)—5A4.75/100—A4.75 代入得细度模数Mx=3.25,属于粗砂。
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