第一章 土木工程材料的基本性質(zhì)
1. 試述材料成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造對材料性質(zhì)的影響?
參考答案：材料的成分對性質(zhì)的影響：材料的組成及其相對含量的變化，不僅會影響材料的化學(xué)性質(zhì)，還會影響材料的物理力學(xué)性質(zhì)。材料的成分不同，其物理力學(xué)性質(zhì)有明顯的差異。值得注意的是，材料中某些成分的改變，可能會對某項性質(zhì)引起較大的改變，而對其他性質(zhì)的影響不明顯。
材料的結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的影響：材料的結(jié)構(gòu)是決定材料物理性能的重要因素?？煞譃槲⒂^結(jié)構(gòu)和細(xì)觀結(jié)構(gòu)。材料在微觀結(jié)構(gòu)上的差異影響到材料的強度、硬度、熔點、變形、導(dǎo)熱性等性質(zhì)，可以說材料的微觀結(jié)構(gòu)決定著材料的物理力學(xué)性能。
材料的構(gòu)造對性質(zhì)的影響：材料的構(gòu)造主要是指材料的孔隙和相同或不同材料間的搭配。不同材料適當(dāng)搭配形成的復(fù)合材料，其綜合性能優(yōu)于各個單一材料。材料的內(nèi)部孔隙會影響材料的強度、導(dǎo)熱性、水滲透性、抗凍性等。
總之，材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造決定了材料的性質(zhì)。材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造的變化帶來了材料世界的千變?nèi)f化。
2.試述材料密度、表觀密度、孔隙率的定義、測定方法及相互關(guān)系。密度與視密度的區(qū)別何在?
參考答案：密度 ：是指材料在密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。測定方法：將材料磨細(xì)成粒徑小于0.25mm的粉末，再用排液法測得其密實體積。用此法得到的密度又稱“真密度”。
表觀密度 ：是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。測定方法：對于外形規(guī)則的塊體材料，測其外觀尺寸就可得到自然體積。對于外觀不規(guī)則的塊體材料，將其加工成規(guī)則的塊體再測其外觀尺寸，或者采用蠟封排液法。
孔隙率 ：材料中的孔隙體積與總體積的百分比。
相互關(guān)系： 密度與視密度區(qū)別：某些散粒材料比較密實，其內(nèi)部僅含少量微小、封閉的孔隙，從工程使用角度來說，不需磨細(xì)也可用排液法測其近似的密實體積，這樣測得的密度稱為“視密度”。
3.孔隙率及孔隙特征對材料的表觀密度、強度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性、導(dǎo)熱性等性質(zhì)有何影響?
參考答案：對表觀密度的影響：材料孔隙率大，在相同體積下，它的表觀密度就小。而且材料的孔隙在自然狀態(tài)下可能含水，隨著含水量的不同，材料的質(zhì)量和體積均會發(fā)生變化，則表觀密度會發(fā)生變化。
對強度的影響：孔隙減小了材料承受荷載的有效面積，降低了材料的強度，且應(yīng)力在孔隙處的分布會發(fā)生變化，如：孔隙處的應(yīng)力集中。
對吸水性的影響：開口大孔，水容易進入但是難以充滿;封閉分散的孔隙，水無法進入。當(dāng)孔隙率大，且孔隙多為開口、細(xì)小、連通時，材料吸水多。
對抗?jié)B性的影響：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并連通開口時，材料具有較高的滲透性;如果孔隙率小，孔隙封閉不連通，則材料不易被水滲透。
對抗凍性的影響：連通的孔隙多，孔隙容易被水充滿時，抗凍性差。
對導(dǎo)熱性的影響：如果材料內(nèi)微小、封閉、均勻分布的孔隙多，則導(dǎo)熱系數(shù)就小，導(dǎo)熱性差，保溫隔熱性能就好。如果材料內(nèi)孔隙較大，其內(nèi)空氣會發(fā)生對流，則導(dǎo)熱系數(shù)就大，導(dǎo)熱性好。
1. 試述材料成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造對材料性質(zhì)的影響?
參考答案：材料的成分對性質(zhì)的影響：材料的組成及其相對含量的變化，不僅會影響材料的化學(xué)性質(zhì)，還會影響材料的物理力學(xué)性質(zhì)。材料的成分不同，其物理力學(xué)性質(zhì)有明顯的差異。值得注意的是，材料中某些成分的改變，可能會對某項性質(zhì)引起較大的改變，而對其他性質(zhì)的影響不明顯。
材料的結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的影響：材料的結(jié)構(gòu)是決定材料物理性能的重要因素?？煞譃槲⒂^結(jié)構(gòu)和細(xì)觀結(jié)構(gòu)。材料在微觀結(jié)構(gòu)上的差異影響到材料的強度、硬度、熔點、變形、導(dǎo)熱性等性質(zhì)，可以說材料的微觀結(jié)構(gòu)決定著材料的物理力學(xué)性能。
材料的構(gòu)造對性質(zhì)的影響：材料的構(gòu)造主要是指材料的孔隙和相同或不同材料間的搭配。不同材料適當(dāng)搭配形成的復(fù)合材料，其綜合性能優(yōu)于各個單一材料。材料的內(nèi)部孔隙會影響材料的強度、導(dǎo)熱性、水滲透性、抗凍性等。
總之，材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造決定了材料的性質(zhì)。材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造的變化帶來了材料世界的千變?nèi)f化。
2.試述材料密度、表觀密度、孔隙率的定義、測定方法及相互關(guān)系。密度與視密度的區(qū)別何在?
參考答案：密度 ：是指材料在密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。測定方法：將材料磨細(xì)成粒徑小于0.25mm的粉末，再用排液法測得其密實體積。用此法得到的密度又稱“真密度”。
表觀密度 ：是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。測定方法：對于外形規(guī)則的塊體材料，測其外觀尺寸就可得到自然體積。對于外觀不規(guī)則的塊體材料，將其加工成規(guī)則的塊體再測其外觀尺寸，或者采用蠟封排液法。
孔隙率 ：材料中的孔隙體積與總體積的百分比。
相互關(guān)系： 密度與視密度區(qū)別：某些散粒材料比較密實，其內(nèi)部僅含少量微小、封閉的孔隙，從工程使用角度來說，不需磨細(xì)也可用排液法測其近似的密實體積，這樣測得的密度稱為“視密度”。
3.孔隙率及孔隙特征對材料的表觀密度、強度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性、導(dǎo)熱性等性質(zhì)有何影響?
參考答案：對表觀密度的影響：材料孔隙率大，在相同體積下，它的表觀密度就小。而且材料的孔隙在自然狀態(tài)下可能含水，隨著含水量的不同，材料的質(zhì)量和體積均會發(fā)生變化，則表觀密度會發(fā)生變化。
對強度的影響：孔隙減小了材料承受荷載的有效面積，降低了材料的強度，且應(yīng)力在孔隙處的分布會發(fā)生變化，如：孔隙處的應(yīng)力集中。
對吸水性的影響：開口大孔，水容易進入但是難以充滿;封閉分散的孔隙，水無法進入。當(dāng)孔隙率大，且孔隙多為開口、細(xì)小、連通時，材料吸水多。
對抗?jié)B性的影響：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并連通開口時，材料具有較高的滲透性;如果孔隙率小，孔隙封閉不連通，則材料不易被水滲透。
對抗凍性的影響：連通的孔隙多，孔隙容易被水充滿時，抗凍性差。
對導(dǎo)熱性的影響：如果材料內(nèi)微小、封閉、均勻分布的孔隙多，則導(dǎo)熱系數(shù)就小，導(dǎo)熱性差，保溫隔熱性能就好。如果材料內(nèi)孔隙較大，其內(nèi)空氣會發(fā)生對流，則導(dǎo)熱系數(shù)就大，導(dǎo)熱性好。