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材料科学
题目

[多选] 吸水率增加,将使材料()。A. 表观密度增加;B. 体积膨胀;C. 导热性增加;D. 强度下降;E. 抗冻性下降

[多选] 吸水率增加,将使材料()。

A. 表观密度增加;

B. 体积膨胀;

C. 导热性增加;

D. 强度下降;

E. 抗冻性下降

题目解答

答案

ABCDE
A. 表观密度增加;
B. 体积膨胀;
C. 导热性增加;
D. 强度下降;
E. 抗冻性下降

解析

考查要点:本题主要考查材料吸水率对物理性质的影响,涉及表观密度、体积、导热性、强度、抗冻性等概念。

解题核心思路:
吸水率增加意味着材料内部孔隙中水分含量上升。需结合各物理量的定义,分析水分存在对材料性能的改变。关键点在于理解水分替代孔隙空气后,材料质量、结构稳定性及物理特性的变化。

破题关键:

  • 表观密度:水分密度高于空气,吸水后总质量增加。
  • 体积膨胀:吸水后若发生冻融循环,冰体积膨胀;部分材料(如木材)吸水直接膨胀。
  • 导热性:水的导热系数高于空气,吸水使导热性增强。
  • 强度:水分软化材料或破坏结构,导致强度下降。
  • 抗冻性:吸水后冻结产生内应力,降低抗冻性。

选项分析

A. 表观密度增加

吸水时,孔隙中空气被水取代。水的密度(约$1000\ \mathrm{kg/m^3}$)远大于空气(约$1.2\ \mathrm{kg/m^3}$),总质量增加,故表观密度增大。

B. 体积膨胀

吸水本身可能不显著改变体积,但若水分冻结膨胀(如混凝土冻融破坏)或材料(如木材)吸水直接膨胀,则体积增大。

C. 导热性增加

水的导热系数($0.58\ \mathrm{W/(m \cdot K)}$)远高于空气($0.026\ \mathrm{W/(m \cdot K)}$),吸水后导热性增强。

D. 强度下降

水分软化材料(如木材、混凝土),或在受力时导致结构破坏,强度降低。

E. 抗冻性下降

吸水后冻结产生内应力,破坏材料结构,抗冻性下降。

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