【正文】 型建筑物的基礎(chǔ)、勒腳、柱子、欄桿、踏步等部位，也可用于橋梁、堤壩等工程中，是建造永久性工程、紀(jì)念性建筑的良好材料。即地殼中原有的各類(lèi)巖石，在地層的壓力或溫度作用下，在固體狀態(tài)下發(fā)生再結(jié)晶作用，使其礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造乃至化學(xué)成分發(fā)生部分或全部改變而形成的新巖石。沉積巖是由露出地表的各種巖石經(jīng)自然界的風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積并重新成巖而形成的巖石，主要存在于地表及不太深的地下。二、例題例題21：按巖石的生成條件，巖石可分為哪幾類(lèi)？舉例說(shuō)明。再根據(jù)石材的飽水抗壓強(qiáng)度和磨耗率，各巖石類(lèi)分為四個(gè)等級(jí)：1級(jí)最堅(jiān)硬的巖石、2級(jí)堅(jiān)硬的巖石、3級(jí)中等強(qiáng)度的巖石、4級(jí)較軟的巖石。⑤石英巖，主要是由硅質(zhì)砂巖變質(zhì)而成的，石英含量大于85%。根據(jù)膠結(jié)物的不同，砂巖可分為硅質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)砂巖、鐵質(zhì)砂巖、粘土質(zhì)砂巖。其塊石可作為建筑物的基礎(chǔ)、墻身、階石及路面等，其碎石是常用的混凝土骨料。由石英巖或硅質(zhì)砂巖加工而成的廣義大理石，具有強(qiáng)度高、耐磨性能好、抗風(fēng)化性能好的特點(diǎn)。吸水率一般不超過(guò)1%，耐久性較好，一般使用年限為40～100年。板狀石材，質(zhì)感堅(jiān)實(shí)，華麗莊重，是室內(nèi)外均可使用的高級(jí)裝飾材料。具有孔隙率較小、吸水率較低、抗壓強(qiáng)度較高、材質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨性?xún)?yōu)異等特點(diǎn)，對(duì)酸具有高度的抗腐性，對(duì)堿類(lèi)侵蝕也有較強(qiáng)的抗腐性，耐久性很高。 ③板材，是由花崗巖或大理巖荒料經(jīng)鋸切、研磨、拋光等加工后的石板。常用于砌筑基礎(chǔ)、勒腳、墻身、堤壩、擋土墻等，也可配制片石混凝土等。礦物愈堅(jiān)硬、構(gòu)造愈致密以及石材的抗壓強(qiáng)度和沖擊韌性愈高，石材的耐磨性愈好。巖石的硬度以莫氏硬度表示。而石英巖、硅質(zhì)砂巖的脆性較大。（2）力學(xué)性質(zhì)①抗壓強(qiáng)度，是以邊長(zhǎng)為70mm的立方體試塊用標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)得的抗壓強(qiáng)度的平均值表示。變質(zhì)巖是由原有巖石經(jīng)變質(zhì)而成的巖石。根據(jù)巖漿冷凝情況的不同，又分為深成巖、噴出巖和火山巖。⑥白云石 結(jié)晶的碳酸鈣鎂復(fù)鹽（）。④角閃石、輝石、橄欖石 均為結(jié)晶的鐵、鎂、鈣硅酸鹽。②長(zhǎng)石 結(jié)晶的鋁硅酸鹽。造巖礦物是具有一定化學(xué)成分和一定結(jié)構(gòu)特征的天然固態(tài)化合物或單質(zhì)體，是組成巖石的礦物。如具有特定構(gòu)造的蜂窩板，是由不同性質(zhì)的材料經(jīng)特定組合而形成的一種復(fù)合材料，這種構(gòu)造賦予蜂窩板良好的隔熱保溫、隔聲吸聲、堅(jiān)固耐久等整體功能和綜合性質(zhì)。例題114：什么是材料的耐久性？通常用哪些性質(zhì)來(lái)反映？答：材料的耐久性是指在環(huán)境的多種因素作用下，能經(jīng)久不變質(zhì)、不破壞，長(zhǎng)久地保持其性能的性質(zhì)。由于密閉空氣的導(dǎo)熱系數(shù)很?。?)），當(dāng)材料的孔隙率較大并多數(shù)為細(xì)小的閉口孔時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)較??；但當(dāng)孔隙粗大或貫通時(shí)，由于對(duì)流作用，材料的導(dǎo)熱系數(shù)反而增加。用于受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)物的材料，其值不宜＜。例題111：什么是材料的耐水性，用什么表示？在材料選用時(shí)有什么要求？答：材料長(zhǎng)期在飽和水作用下，強(qiáng)度不顯著降低的性質(zhì)稱(chēng)為耐水性。材料各密度與孔隙之間有什么關(guān)系密度ρ= m/V；材料絕對(duì)密實(shí)體積，無(wú)孔。解：密度ρ=m/V=，ρ’=3001/(300+666850)= g/cm3，空隙率P’=1－ρ’0/ρ’=1－。在設(shè)計(jì)長(zhǎng)期處于水中或潮濕環(huán)境中的重要結(jié)構(gòu)時(shí)，必須選用K軟＞。試求此巖石的體積密度和碎石的表觀(guān)密度。求其閉口孔隙率、體積密度和體積吸水率？解：PK ≈WV=（mb－m）/（V0ρW）=（2300－2000）/[（880+（2300－2000）/）]=%ρ0=m/V0=2000/（880+（23002000）/）=，P=1—ρ0/ρ=1－， PB =P－P K=－=%。試求該磚的閉口孔隙率?？紫堵士紫短卣髅芏润w積密度抗壓強(qiáng)度吸水率抗?jié)B性抗凍性導(dǎo)熱系數(shù)吸聲系數(shù)大相同(PK=PB)相同小小大差差小大小大大小好好大小相同閉孔相同大小好好小小開(kāi)口小大差差大大相同大孔相同小小差差大小小孔大大好好小大例題12：一加氣砼試塊，其ρ=，m=500g，將它浸沒(méi)于水中，吸水飽和后測(cè)得，mb=600g，V排水=1000cm3。（3）材料的構(gòu)造材料的構(gòu)造是指材料的宏觀(guān)組織狀況，是指具有特定性質(zhì)的材料結(jié)構(gòu)單元相互組合和搭配的情況。材料的宏觀(guān)結(jié)構(gòu)直接影響到材料的體積密度、滲透性、強(qiáng)度等性質(zhì)。 細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)是指用光學(xué)顯微鏡所能觀(guān)察到的材料結(jié)構(gòu)，其尺寸范圍在1～1000μm。（2）材料的結(jié)構(gòu) 微觀(guān)結(jié)構(gòu)是指原子、分子層次的結(jié)構(gòu)，～1000nm。礦物組成是決定材料性質(zhì)的主要因素。因此，重要的土木工程項(xiàng)目，不僅要按強(qiáng)度指標(biāo)來(lái)設(shè)計(jì)，而且要按耐久性指標(biāo)來(lái)設(shè)計(jì)。耐久性是材料的一項(xiàng)綜合性質(zhì)，諸如抗凍、抗?jié)B、抗碳化、抗風(fēng)化、抗老化、大氣穩(wěn)定、耐化學(xué)腐蝕等均屬耐久性的范圍。工程上通常把＞5％的材料稱(chēng)為塑性材料，如鋼、銅、鋁合金等；把＜5％的材料稱(chēng)為脆性材料，如鑄鐵、陶瓷、石材等。材料的耐磨性用磨損率表示?？虅澐ǔＳ糜跍y(cè)定天然礦物的硬度，按刻劃法的礦物硬度分為十級(jí)（莫氏硬度）。⑧材料的韌性 材料在沖擊或振動(dòng)荷載作用下，能吸收較大的能量，同時(shí)產(chǎn)生較大變形而不破壞的性質(zhì)稱(chēng)為韌性。典型的塑性材料，如橡皮泥和低碳鋼（在屈服階段）等。優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料，必須具有較高的比強(qiáng)度。③強(qiáng)度等級(jí) 按強(qiáng)度值的大小可劃分為若干個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。規(guī)定取125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz等六個(gè)頻率的吸聲系數(shù)來(lái)表示材料的吸聲特性。根據(jù)耐燃性可分為不燃材料、難燃材料和易燃材料。應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)較小而熱容量較大的材料，這有利于保持建筑物室內(nèi)溫度的穩(wěn)定。導(dǎo)熱系數(shù)與材料的物質(zhì)組成、微觀(guān)結(jié)構(gòu)、孔隙率、孔隙特征、濕度、溫度和熱流方向等有著密切的關(guān)系。 材料受凍融破壞主要是因其孔隙中的水結(jié)冰所致?？?jié)B等級(jí)是以規(guī)定的試件，在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下所能承受的最大水壓力來(lái)確定。⑤抗?jié)B性 材料抵抗壓力水（或溶液）滲透的性質(zhì)稱(chēng)為抗?jié)B性。④耐水性材料長(zhǎng)期在飽和水作用下，強(qiáng)度不顯著降低的性質(zhì)稱(chēng)為耐水性，用軟化系數(shù)表示。對(duì)于細(xì)微連通的孔隙，孔隙率愈大，則吸水率愈大。③吸水性材料在水中吸收水分的性質(zhì)稱(chēng)為吸水性。含水率是指材料內(nèi)部所含水質(zhì)量占材料干質(zhì)量的百分率。親水性材料易被水潤(rùn)濕，且水能通過(guò)毛細(xì)管作用而滲入材料內(nèi)部，表現(xiàn)為毛細(xì)管水上升。一般而言，孔隙率較小且連通孔較少的材料，其吸水性較小、強(qiáng)度較高、抗?jié)B性與抗凍性較好。（4）孔隙率與空隙率P*=1—ρ*0/ρ*材料內(nèi)部孔隙體積占總體積的百分率稱(chēng)為材料的孔隙率P=1—ρ0/ρ。=各單個(gè)顆粒外觀(guān)幾何形狀的體積之和+顆粒之間的空隙體積=V+VP+VV=V+VK+VB+VV表示。因?yàn)樗荒苓M(jìn)入閉口孔，故常用排水法測(cè)定該體積。②材料絕對(duì)密實(shí)體積＋閉口孔隙體積，用V＋VB=V 39。（2）材料的含孔狀態(tài)及其體積大多數(shù)材料內(nèi)部都含有孔隙，孔隙的特征和孔隙的多少對(duì)材料的性能均會(huì)產(chǎn)生影響。10％時(shí)，應(yīng)予剔除后再取平均值作為抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果。二、例題例題01：全數(shù)值比較法和修約值比較法的示例與比較項(xiàng)目極限數(shù)值測(cè)定值或其計(jì)算值按全數(shù)值比較是否符合要求修約值按修約值比較是否符合要求中碳鋼的硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù) %≤符合符合符合符合不符合符合不符合不符合盤(pán)條直徑mm177。企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求指標(biāo)要高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)等。按工程類(lèi)別，可分為建筑材料、道路建筑材料、港工材料、水工材料和核工業(yè)材料等。（演示）。、和易性、體積密度、抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。14其它土木工程材料、板材、玻璃、卷材和涂料。167。9熱拌瀝青混合料熟悉瀝青混合料的組成材料、組成結(jié)構(gòu)、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì)、熱拌瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)。167。了解其他砂漿。(自學(xué))。4水泥，了解通用硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)和硬化機(jī)理，熟練掌握通用硅酸鹽水泥的技術(shù)性能要求、檢測(cè)方法及選用原則。167。通過(guò)材料基本性質(zhì)的學(xué)習(xí)，要求了解材料科學(xué)的一些基本概念，并掌握材料各項(xiàng)基本力學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、耐久性質(zhì)等材料性質(zhì)的意義，以及它們之間的相互關(guān)系和在工程實(shí)踐中的意義。1土木工程材料的基本性質(zhì)。3. 課程的基本要求167。要求：概念明確；分析討論切題；基本計(jì)算方法準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)處理符合標(biāo)準(zhǔn)。15土木工程材料試驗(yàn)……………………………………...................Ⅲ《土木工程材料》典型復(fù)習(xí)題………………………………………....一、典型計(jì)算題………………………………………………………..二、典型填空題………………………………………………………..三、典型是非題………………………………………………………..四、典型簡(jiǎn)答題………………………………………………………..五、典型名詞解釋題…………………………………………………..Ⅳ《土木工程材料》樣卷……………………………………....................Ⅴ《土木工程材料》試題命題格式……………………………………....Ⅵ《土木工程材料》期中試題及答案……………………………………Ⅰ《土木工程材料》課程教學(xué)大綱1. 課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)本課程是土木工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，它與公共基礎(chǔ)課及專(zhuān)業(yè)緊密銜接，起著承上啟下的作用。11墻體材料…………………………………………………………... 167。7聚合物材料………………………………………………………….167。3氣硬性膠凝材料……………………………………………………... 167。由于土木工程材料科學(xué)和技術(shù)發(fā)展很快，新材料、新工藝層出不窮，各行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，加之我們的水平所限，編寫(xiě)時(shí)間倉(cāng)促，書(shū)中難免有不當(dāng)、甚至錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。內(nèi)容豐富，簡(jiǎn)明扼要。前 言本書(shū)主要是配合《土木工程材料》（由浙江工業(yè)大學(xué)葉青教授和深圳大學(xué)丁鑄教授擔(dān)任主編）教材編寫(xiě)的，是一本讓讀者在短期內(nèi)學(xué)好土木工程材料知識(shí)的教學(xué)輔導(dǎo)書(shū)。其中輔導(dǎo)材料部分包括基本性質(zhì)、天然石材、氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、砂漿、聚合物材料、瀝青材料和防水材料、瀝青混合料、建筑鋼材、墻體材料、木材、絕熱材料和吸聲隔聲材料、材料試驗(yàn)等重要內(nèi)容，每章由重點(diǎn)知識(shí)介紹和典型例題組成。本書(shū)共有《土木工程材料》課程教學(xué)大綱、輔導(dǎo)材料、典型復(fù)習(xí)題、樣卷、試題命題格式、期中試題及答案等六個(gè)部分組成。本書(shū)可作為土木工程類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū)，還可供相關(guān)行業(yè)技術(shù)人員作為參考用書(shū)。典型復(fù)習(xí)題部分由計(jì)算題、填空題、是非題和簡(jiǎn)答題等組成。本書(shū)可作為土木工程類(lèi)各專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(shū)，還可供相關(guān)行業(yè)技術(shù)人員作為參考用書(shū)。2天然石材……………………………………………………………... 167。6砂漿………………………………………………………………….167。10建筑鋼材…………………………………………………………... 167。14其它土木工程材料……………………………………................... 167。2. 考試目的與要求主要檢驗(yàn)對(duì)土木工程材料基本性質(zhì)及各項(xiàng)特性的掌握程度，以及對(duì)材料性質(zhì)的影響因素，合理選用土木工程材料的要求及實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)方法的掌握程度。“了解”部分主要是拓寬土木工程材料的知識(shí)面。167。、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，了解組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造與材料性能的關(guān)系。、加工類(lèi)型和選用原則。167。5水泥混凝土、技術(shù)要求及選用(包括砂、石、水泥、水、摻合料及外加劑)；熟練掌握各種組成材料各項(xiàng)性質(zhì)的要求，測(cè)定方法及對(duì)混凝土性能的影響。(包括塑料及其型材、涂料、粘結(jié)劑等)。167。，掌握化學(xué)成分對(duì)鋼材性能的影響。11墻體與屋面材料（燒結(jié)普通磚、多孔磚和空心磚）的性質(zhì)和應(yīng)用特點(diǎn)。167。、表觀(guān)密度、堆積密度實(shí)驗(yàn)。按材料的使用部位，可分為結(jié)構(gòu)材料、墻體材料、屋面材料、地面材料和飾面材料等。在我國(guó)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分為四級(jí)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB、部頒標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)DB和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB。對(duì)于使用部門(mén)，則按照標(biāo)準(zhǔn)可進(jìn)行選材、設(shè)計(jì)和施工，并按標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收產(chǎn)品。解：抗折強(qiáng)度（）測(cè)定結(jié)果取三塊試樣的平均值，當(dāng)三個(gè)強(qiáng)度值中有超過(guò)平均值的177。沒(méi)有超過(guò)10％結(jié)果28d抗折強(qiáng)度= MPaff=(bh2)=100/(40402)=3330100/(40402)=ff=(bh2)=100/(40402)=3800100/(40402)=ff=(bh2)=100/(40402)=4000100/(40402)=第一章 土木工程材料的基本性質(zhì)一、重點(diǎn)知識(shí)介紹 （1）材料的含水狀態(tài)及其質(zhì)量 親水材料的含水狀態(tài)主要有濕潤(rùn)狀態(tài)、飽和面干狀態(tài)、氣干狀態(tài)和干燥狀態(tài)四種，其對(duì)應(yīng)的質(zhì)量按大小排列為濕潤(rùn)狀態(tài)質(zhì)量（mwet或m濕）＞飽和面干狀態(tài)質(zhì)量或表干質(zhì)量（mssd或mb）＞氣干狀態(tài)質(zhì)量（mad）＞干燥質(zhì)量（mod或m）。是指不包括材料內(nèi)部孔隙體積的固體物質(zhì)的實(shí)體體積。它等于干燥狀態(tài)粒狀或塊狀材料的排水體積（V排）。④散粒狀材料的總體積，用V039。材料的密度＞表觀(guān)密度＞體積密度＞堆積密度。WV=（mb－m）/（V0ρW）=Wmρ0/ρ水≈PK。當(dāng)材料與水之間的分子親合力小于水本身分子間的內(nèi)聚力時(shí)，材料表現(xiàn)為憎水性。②吸濕性材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)稱(chēng)為吸濕性，用含水率表示。（廣義）含水率：材料試樣在105℃溫度下烘至恒量時(shí)所失去的水的質(zhì)量與試樣干質(zhì)量的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。體積吸水率=質(zhì)量吸水率體積密度／水的密度。干濕交替還會(huì)引起材料形狀和