土木工程材料试题及答案

1、名词解释 (每题 2分，共 12分)1. 堆积密度 是指粉状或粒状材料在堆积状态下，单位体积的质量。2、水泥活性混合材料 是指磨成细粉后，与石灰或与石灰和石膏拌和在一起，并 加水后，在常温下，能生成具有胶凝性水化产物，既能在水中，又能在空气中硬 化的混和材料。3. 砂浆的流动性 是指砂浆在自重或外力的作用下产生流动的性质。4、混凝土立方体抗压强度标准值 是 指按标准方法制作和养护的边长为 150mm 的立方体试件，在 28d 龄期，用标准试验方法测得的强度总体分布中 具有不低于 95 保证率的抗压强度值。5、钢材的冷弯性 是指刚才在常温下承受弯曲变形的能力。6、石油沥青的针入度 是指在规定温度

2、 25 条件下， 以规定重量 100g 的标准 针，经历规定时间 5s 贯入试样中的深度。例 1-2 某石材在气干、 绝干、水饱和情况下测得的抗压强度分别为 174，178， 165mpa，求该石材的软化系数，并判断该石材可否用于水下工程。 : P1 2 S9 O w3 q 答：该石材软化系数 kr=fb/fg=165/178=0.93: 该石材的软化系数为 0.93 0.85 ，为耐水石材 可用于水下工程。 : L6 S: M 8 W J1 w例 5-1 混凝土中，骨料级配良好的标准是什么？ 答：骨料级配 是指骨料中不同粒径颗粒的组配情况。 骨料级配良好的标准是骨料 的空隙率和总表面积均较小

3、。 使用良好级配的骨料， 不仅所需水泥浆量较少， 经 济性好，而且还可提高混凝土的和易性、密实度和强度。 &例 4-2 石灰不耐水， 但为什么配制的石灰土或三合土却可以用于基础的垫 层、道路的基层等潮湿部位？ / D( $ S4 A) 6 F% s V* a) p 答：原因 1. 石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成，加适量的 水充分拌合后， 经碾压或夯实， 在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧 化铝反应， 生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙， 所以石灰土或三合土的 强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高， 适于在潮湿环境中使用。 7 e- p5 Y q: j. e 原

4、因 2. 由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使其密实度大大 提高，降低了孔隙率，水的侵入大为减少。因此，灰土或三合土可以用于基础的 垫层、道路的基层等潮湿部位 例 5-5 某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为c30 ，施工要求混凝土拥落度为 3050mm，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准 差 =5mpa。可供应以下原材料：水泥： p.o42.5 普通硅酸盐水泥，水泥密度为 c=3.log/cm3 ，水泥的富余系数为 1.08 ；中砂：级配合格，砂子表观密度 0s=2.60g/cm3 ；石子：530mm碎石，级配合格，石子表观密度 0g=2.65g/cm3。

5、 设计要求：(1) 混凝土计算配合比；(2) 若经试配混凝土的工作性和强度等均符合要求， 无需作调整。 又知现场砂子 含水率为 3%，石子含水率为 1%，试计算混凝土施工配合比。. 解： (1) 求混凝土计算配合比。 ; * y) H; B( g1) 确定混凝土配制强度 fcu,ofcu,o = fcu,k + 1.645= 30 + 1.645 5 = 38.2 mpa2) 确定水灰比 (w/c)fce = c?fce,k = 1.08 42.5 = 45.9 mpa2 Y, A5 e2 ! U; Dw/c =0.53框架结构混凝土梁处于干燥环境，查表得容许最大水灰比为 0.65 ，可确定

6、水灰比为 0.53 。3) 确定用水量 mw0对于最大粒径为 30mm的碎石混凝土 , 当所需拥落度为 3050mm时，查表得：lm3 混凝土的用水量可选用 185kg。4) 计算水泥用量 mcomco = mw0/(w/c)= 185/0.53 = 349 kg/m3查表，对于干燥环境的钢筋混凝土， 最小水泥用量为 260 kg/m3，取 mco=349kg/m3。5) 确定砂率 s对于采用最大粒径为 40mm的碎石，当水灰比为 0.53 时，查表得砂率值可选取 32% 37%，取 s=35%。6) 计算砂、石用量 mso、mgo用体积法计算，得： mso= 641kg，mgo =l192k

7、g 。7) 该混凝土计算配合比为 水泥：砂：石子 = 1 ：1.84 ： 3.42 ， w/c=0.53 。(2) 确定施工配合比现场砂子含水率为 3%，石子含水率为 1%，则施工配合比为水泥 mc = mco=349kg砂 ms = mso(1+3%) = 641 (l+3%)=660kg石子 mg = mgo(1+1%) =1192(1+1%)=1204kg水 mw = mwo- mso3% - m1% = 185 - 6413% - 11921% = 154kg 【评注】耐久性问题是混凝土的一个重要性能指标， 所有混凝土均应考虑。 因此， 国家规范规定所有混凝土在配合比设计时都应当按该混

8、凝土使用时所处的环境 条件，考虑其满足耐久性要求所必要的水灰比及水泥用量值。3. 硅酸盐水泥的凝结时间有何规定？对施工方面的意义又哪些？ 答：硅酸盐水泥的 初凝时间不得小于 45min，终凝时间不得大于 390min。 意义： 对保证水泥在施工时有充足的时间完成搅拌、运输、振捣、成型等及施工 完毕后希望水泥尽快硬化，有利于下一步工序的开展有重要的意义 。 填空题( 每题1分，共 25分)1 当材料的孔隙率增大时， 则其密度 _不变_，松散密度 _减小 _，强度 _ 降低 _，吸水率 _增大 _，抗渗性 _降低 _，抗冻性 _降低_。2 建筑石膏硬化后， 在潮湿环境中， 其强度显著 _ 下降 _

9、 ，遇水则 _破坏 _， 受冻后 _破坏 _。3混凝土配合比设计中 / 由 _强度_和 _耐久性_确定。4 砌筑多孔砌体的砂浆的强度取决于 _ 水泥强度 _和 _水泥用量 _。5 配制混凝土需用 _合理_砂率，这样可以在水泥用量一定的情况下，获得最 大的 _流动性_，或者在 _坍落度_一定的情况下， _水泥用量 _最少。6 炼钢过程中，由于脱氧程度不同，钢可分为_ 沸腾 _钢， _镇静 _钢和 _半镇静 _钢三种。其中 _镇静_钢脱氧完全， _沸腾_钢吸氧很不完全。7 评定石油沥青塑性的指标是 _ 延度 _，评定沥青粘滞性的指标是 _针入度 _；评定沥青耐热性的指标是 _软化点 _。计算题 （

10、共 18 分）某材料的密度为 2.78g/cm3 ，干表观密度为 1680Kg/m3，现将一重 930g 的该材料 浸入水中，吸水饱和后取出称重为 1025g，试求该材料的孔隙率、重量吸水率、 开口孔隙率及闭口孔隙率。 （5 分）某混凝土配合比为 1 2.43 4.71 ， W/C 0.62 ，设混凝土表 观密度为 2400 kg / m 3 计，求各材料用量。 （6 分） 今有软化点分别为 95和 25的两种石油沥青。某工程的屋面防水要求使用软化点为 75的石油沥青，问应如何配制？1. 解：孔隙率 P （1 0/） 100 （1-1.8/2.7 ) 100 =33 ；重量吸水率 mw （m水

11、/m )100 (1020-920)/920 100 =11；开口孔隙率 V开 /V0= (1020-920)/ (920/1.8 ) 100 19.6 闭口孔隙率 33 19.6 13.4所以，该材料的孔隙率、重量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率分别 为： 33 ； 11 ； 19.6 ； 13.4 。 （5 分）2. 解：设水泥的质量为 CKg ，则 W 0.62CKg ； S 2.43CKg ； G 4.71CKg ； 按假定表观密度法有： C+S+G+W= 0h所以， C 0.62C 2.43C 4.71C 2400 由上式可得： C= 274Kg ； W 170Kg ； S 666Kg

12、 ； G 1290K g 。所以，各种材料的用量为： C= 274Kg ； W 170Kg ； S 666Kg ； G 1290Kg 。 （ 6 分） 25） 100 3、解：软化点为 95 的石油沥青用量(95 75)/(95 28.6 软化点为 25 的石油沥青用量 =100 28.6 71.4 所以，软化点为 95 的石油沥青用量为 28.6 ；软化点为 25 的石 油沥青用量为 71.4 。 （7 分）一、 填空题（每空 1 分，共计 20 分）1材料的亲水性与憎水性用 （ 润湿边角）来表示， 材料的吸湿性用 （ 含水率 ）来表示。材料的吸水性用（ 吸水率 ）来表示。 2石膏的硬化时体

13、积是（ 膨胀的 ），硬化后孔隙率较（ 大 ）。 3石灰浆体在空气中硬化，是由（结晶 ）作用和（ 碳化 ）作用同时进行的过程来完成，故石灰属于（ 气硬性 ）胶凝材料。 4硅酸盐水泥熟料中四种矿物成分的分子式是 （ C3A ）、（ C2S ）、（ C3S ）、C4AF )。5混凝土的合理砂率是指在（ 用水量 ）和（ 水泥用量 ）一定的情 况下，能使混凝土获得最大的流动性，并能获得良好粘聚性和保水性的砂率。 6砌筑砂浆的流动性用（ 沉入度 ）表示，保水性用（ 分层度 ）来 表示。7钢结构设计时碳素结构钢以 （屈服 ）强度作为设计计算取值的依据。8、石油沥青按三组分划分分别为 （ 油分 ）、（ 树脂

14、）、（ 地沥青质 ）。 二、判断题（正确的在题干括号内划，错误的划。每小题 2 分，。 共 16 分）1材料的吸水性用含水率来表示。（ ） 2气硬性胶凝材料，既能在空气中硬化又能在水中硬化。（ ）3硅酸盐水泥熟料矿物成分中，水化速度最快的是 C3A。（ ） 4有抗渗性要求的混凝土不宜选用矿渣硅酸盐水泥。（ ） 5混凝土的流动性用沉入度来表示。（ ） 6、相对湿度越大，混凝土碳化的速度就越快。（ ）7伸长率越大，钢材的塑性越好。（ ） 8石油沥青的温度敏感性用针入度表示。 （ ） 三 、名词解释（每小题 4 分，共 20 分） 1表观密度： 材料在自然状态下，单位体积内的质量 。2普通硅酸盐水泥

15、： 由硅酸盐水泥熟料、 6% 15%混材料和适量石膏磨细制成的 水硬性胶凝材料，称普通硅酸盐水泥 。3碱骨料反应： 水泥混凝土中水泥的碱与某些碱活性骨抖发生化学反应，可引 起混凝土产生膨胀、开裂甚至破坏，这种化学反应称为碱一骨 料反应。4钢的冷弯性能： 冷弯性能是钢材在常温条件下承受的弯曲变形的能力。 5沥青的温度敏感性： 沥青的粘性和塑性随温度的升降而变化的性能 。 四、问答题（每小题 5分，共 25 分）1、现有甲、乙两水泥厂生产的硅酸盐水泥熟料，其矿物成分如下：生产厂C3S （%）C2S（%）C3A（%）C4AF（%）甲54201016乙4528720若用上述熟料分别制成硅酸盐水泥，试估

16、计它们的强度发展速度、水化热、 耐腐蚀性、 28d 龄期强度有何差异？ 2、什么是混凝土的和易性？和易性包括哪几方面内容？影响和易性的因素有哪3、简述引气剂加入到混凝土中，混凝土性能的变化？4、说明下列钢材牌号的含义： Q235A， 45。5、表征石油沥青性能的三大技术指标是什么？分别表征沥青的什么性能？答： 1、由上表可知甲厂硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥的强度发展速度、水 化热、 28d 时的强度均高于由乙厂的硅酸盐水泥，但耐腐蚀性则低于由 乙厂的硅酸盐水泥。2、和易性：混凝土易于施工操作（搅拌、运输、浇筑、捣实），并获是质量均匀，成型密实的混凝土的性能。和易性包括三方面内容：流动性、粘聚

17、性、保水性。影响和易性的因素：（ 1）水泥浆的数量和水灰比 （2）砂率 （3）温度和时间性 （ 4）组成材料3、（ 1）、改善混凝土拌合物的工作性；（ 2）、提高的混凝土的抗渗性、 抗冻性。（ 3）、降低了混凝土的强度。4、Q235A表示屈服点等级为 235Mpa，质量等级为 A 级的半镇静钢。 45 表示含碳量为 0.45%较高含锰量的钢。5、针入度、延度，软化点。粘性、塑性、温度敏感性五、计算题（其中 1题 9分，2题 10分，共计 19分）1、一块标准的普通粘土砖，其尺寸为 24011553mm，已知密度为 2.7g/cm 3， 干燥时质量为 2500g，吸水饱和时质量为 2900g。求

18、：（ 1 ）材料的干表观密度。（2）材料的孔隙率。（3）材料的体积吸水率。解：(1 )根据 1、0=m/v=2500/24011553=1.7 g/cm3(2) 、P=1-0/ =1-1.7/2.7=37%(3) 、Wv= Wm0=(2900-2500)/2500 1.7=27%2、计算某大桥混凝土设计强度等级为 C40，强度标准差为 6.0Mpa，用 52.5 级硅酸盐水泥，实测 28d 的抗压强度为 58.5 Mpa ，已知水泥密度 C 3.10 /c 3，中砂，砂子表观密度 OS3.10/c 3，碎石，石子表观密度 OG 278g/c 3。自来水。已知： A=0.46，B=0.07，单位用水量为 195kg/ 3， 砂率 Sp=0.32 含气量百分数为=1，求该混凝土的初步配合比？（ W C最大 水灰比为 0.60 ，水泥最小用量为 280 kg/ 3） 解：(1) f cu,t=fcu,k+1.645f cu,t =40+1.645 6=