柯国军主编《土木工程材料》部分作业参考答案

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1、第一章土木工程材料的基本性质P24：题1.2－不变、↑上升、↓下降、？不定孔隙率密度表观密度强度吸水率抗冻性导热性↑－↓↓？？↓评注一般来说，孔隙率增大，材料的体积密度降低、保温性能提高、抗渗性降低、抗冻性降低、耐腐蚀性降低、耐久性降低、吸水性提高。若是开口孔隙和连通孔隙增加，会使材料的吸水性、吸湿性和吸声性显著增强，而使材料的抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性等耐久性能显著下降。若是封闭的细小气孔增加，则对材料的吸水、吸湿、吸声无明显的影响；但对抗渗性、抗冻性则有影响。在一定的范围内，增加细小封闭气孔．特别是球形气孔，会使材料的抗渗性、抗冻性提高。在孔隙率一定的情况下，含大孔、开口孔隙及连通孔隙

2、多的材料，其保温性较含细小、封闭气孔的材料稍差。题1.7、答：材料的耐久性是泛指材料在使用条件下，受各种内在或外来自然因素及有害介质的作用．能长久地保持其使用性能的性质。材料在建筑物中．除要受到各种外力的作用外。还经常要受到环境中许多自然因素的破坏作用．这些破坏作用包括物理、化学、机械及生物的作用。物理作用有：干湿变化、温度变化及冻融变化等．这些作用将使材料发生体积的胀缩或导致内部裂缝的扩展．时间长久之后即会使材料逐渐破坏。在寒冷地区，冻融变化对材料起着显著的破坏作用。在高温环境下．经常处于高温状态的建筑物或构筑物．所选用的建筑材料要具有耐热性能。在民用和公共建筑中．考虑到安全防火要求，

3、须选用具有抗火性能的难燃或不燃的材料。化学作用包括大气、环境水以及使用条件下酸、碱、盐等液体或有害气体对材料的侵蚀作用；机械作用包括使用荷载的持续作用以及交变荷载引起的材料疲劳、冲击、磨损、磨耗等；生物作用包括菌类、昆虫等的作用而使材料腐朽、蛀蚀而破坏。砖、石料、混凝土等矿物材料，多是由于物理作用而破坏，也可能同时会受到化学作用的破坏。金属材料则主要是由于化学作用而引起的腐蚀。木材等有机质材料常因生物作用而遇到破坏。沥青材料、高分子材料在阳光、空气和热的作用下，会逐渐老化而使材料变脆或开裂。材料的耐久性指标是根据工程所处的环境条件来决定的。例如处于冻融环境的工程，其所用材料的耐久性以抗冻

4、性指标来表示．处于暴露环境的有机材料．其耐久性以抗老化能力来表示。题1.8、答：砂的空隙率P砂＝1－1450/2650＝45.28％石的空隙率P石＝1－1500/2700＝44.44％50吨砂堆放需要的面积S砂＝1－（50/1450×1.2）＝28.74m2100吨石堆放需要的面积S石＝1－（100/1500×1.2）＝28.74m2题1.10、答：砖的饱水抗压强度fb=185*1000/114*119=13.64MPa,砖的干燥抗压强度fb=206*1000/114*119=15.19MPa,软化系数KR＝13.64/15.19=0.898,砖的软化系数大于0.85,故可用于常与水接触

5、的工程结构。题1.12答：（1）209.5；（2）①题1.13答：（1）×；（2）×；（3）×第二章天然石材P36题2.2答：表2－2中石材强度等级换算系数的取值随边长平方的增加一倍，换算系数增加0.14。原因是边长的平方即为材料的受压面积，受压面积越大，环箍作用越小另外，石材内部不均匀，存在孔隙和微裂缝等缺陷，受压面积越大，出现缺陷的概率越大，，测得的实验抗压强度越小，需要乘以较大的换算系数给与修正。第三章气硬性胶凝材料P48题3.1【解】这是因为半水石膏硬化是结晶水水分的蒸发，自由水减少，浆体变稠，失去可塑性的过程，该过程不能在水中进行；而且水化产物二水石膏在水中是可以溶解的。石灰的

6、结晶过程也是石灰浆中的水分蒸发，使Ca(OH)2达到饱和而从溶液中结晶析出。下燥环境使水分蒸发快，结晶作用加快。石灰的碳化作用是氢氧化钙与空气中的C02化台生成碳酸钙晶体，释放出水分并被蒸发过程，如果材料中含水过多，孔隙中几乎充满水．CO2气体渗透量少，碳化作用也仅在表层进行。而且水化产物氢氧化钙在水中是可以溶解的。因而石膏和石灰都是属于气硬性胶凝材料。题3.7答：（1）④显著缩小；（2）④消除过火石灰的危害第四章水泥P76题4.2【解】硅酸盐水泥的主要矿物成分有硅酸三钙C3S、硅酸二钙C2S、铝酸三钙C3A和铁铝酸四钙C4AF。这些矿物成分对水泥性质影响和水化产物见表4－2：题4.3【

7、解】在生产水泥时，为改善水泥的性能、调节水泥强度等级、增加水泥品种、提高产量、节约水泥熟料和降低成本，同时可充分利用工业废料及地方材料，而加到水泥中去的人工和天然的矿物材料．称为水泥混合材料。它们可使硅酸盐水泥的性质发生如下一些变化：早期强度降低；抗冻性降低；水化热降低：抗碳化性降低；耐磨性降低；耐腐蚀性提高；耐热性提高。这些变化在建筑上有重要意义：(1)早期强度低，后期强度发展快，甚至可以超过同标号硅酸盐水泥。适合早期强度要求不高