(2025年)土木工程材料习题含参考答案

(2025年)土木工程材料习题含参考答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.通用硅酸盐水泥中，初凝时间不得早于45min的是（）。A.硅酸盐水泥B.普通硅酸盐水泥C.矿渣硅酸盐水泥D.所有品种2.混凝土拌合物的和易性不包括（）。A.流动性B.保水性C.黏聚性D.抗渗性3.钢材的屈强比（σs/σb）越小，表明（）。A.强度储备越大B.强度储备越小C.塑性越差D.可焊性越差4.以下哪种材料不属于气硬性胶凝材料（）。A.石灰B.石膏C.水玻璃D.硅酸盐水泥5.测定水泥体积安定性时，若雷氏夹膨胀值超过（），则判定为安定性不合格。A.5.0mmB.10.0mmC.15.0mmD.20.0mm6.混凝土的立方体抗压强度标准值fcu,k是指按标准方法制作养护的边长为（）的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。A.100mmB.150mmC.200mmD.250mm7.沥青的针入度越大，表明其（）。A.黏度越大B.黏度越小C.温度敏感性越高D.温度敏感性越低8.以下哪种因素不会显著影响混凝土的抗冻性（）。A.水灰比B.骨料含泥量C.养护温度D.砂率9.建筑钢材的冷加工强化是指（）。A.经冷拉或冷拔后，屈服强度提高，塑性降低B.经冷拉或冷拔后，屈服强度降低，塑性提高C.经热处理后，强度和塑性均提高D.经时效处理后，强度和塑性均降低10.用于配制C50高强混凝土时，优先选用的水泥品种是（）。A.矿渣硅酸盐水泥B.火山灰质硅酸盐水泥C.硅酸盐水泥D.粉煤灰硅酸盐水泥11.烧结普通砖的标准尺寸为（）。A.240mm×115mm×53mmB.200mm×100mm×50mmC.190mm×90mm×90mmD.240mm×115mm×90mm12.以下哪种材料的导热系数最小（）。A.普通混凝土B.加气混凝土C.烧结多孔砖D.钢材13.混凝土的徐变是指（）。A.荷载作用下的瞬时变形B.长期荷载作用下的变形随时间增长C.卸载后的弹性恢复变形D.温度变化引起的变形14.测定水泥胶砂强度时，水胶比固定为（）。A.0.40B.0.45C.0.50D.0.5515.以下哪种沥青适用于寒冷地区的道路面层（）。A.针入度小、延度大B.针入度大、延度大C.针入度小、延度小D.针入度大、延度小二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.水泥的终凝时间过长会导致施工进度延迟，因此所有水泥的终凝时间均应≤6.5h。（）2.混凝土中掺入减水剂后，若保持流动性不变，可减少用水量，提高强度。（）3.钢材的伸长率δ5（标距5倍直径）小于δ10（标距10倍直径）。（）4.石灰的陈伏是为了消除过火石灰的危害，陈伏时间一般不少于14d。（）5.混凝土的碳化会导致其表面碱性降低，可能加速钢筋锈蚀。（）6.沥青的软化点越高，其高温稳定性越差。（）7.普通混凝土的强度主要取决于水泥强度和水灰比。（）8.烧结多孔砖的孔洞率应≥25%，主要用于承重部位。（）9.钢材的冷脆性是指低温下冲击韧性显著降低的现象。（）10.水玻璃的模数越大，其黏度越低，硬化速度越慢。（）三、简答题（每题5分，共40分）1.简述硅酸盐水泥的主要矿物组成及其对水泥性能的影响。2.混凝土耐久性包括哪些主要内容？提高混凝土耐久性的措施有哪些？3.比较建筑钢材的拉伸应力-应变曲线（低碳钢）与硬钢的差异，并说明二者强度取值的依据。4.何为沥青的“老化”？老化对沥青性能有何影响？5.简述石灰的技术性质及其在土木工程中的主要应用。6.分析骨料的颗粒级配和粗细程度对混凝土和易性及强度的影响。7.解释“混凝土的碱-骨料反应”及其危害，可采取哪些预防措施？8.简述建筑石膏的特性及其在建筑工程中的应用。四、计算题（每题6分，共30分）1.某硅酸盐水泥试样，称取50.0g进行筛析试验，筛余物质量为3.2g，试计算该水泥的细度（筛余百分数），并判断是否符合P·Ⅰ型硅酸盐水泥的细度要求（标准规定80μm方孔筛筛余≤10%）。2.某C30混凝土配合比设计中，已知水灰比为0.45，单位用水量为180kg/m³，砂率为38%，假设混凝土表观密度为2400kg/m³，试计算1m³混凝土中水泥、砂、石子的用量（保留整数）。3.一组边长为150mm的混凝土立方体试件，标准养护28d后进行抗压试验，测得破坏荷载分别为720kN、750kN、810kN，计算该组试件的立方体抗压强度代表值（精确到0.1MPa）。4.某水泥胶砂试件（40mm×40mm×160mm）进行抗折试验，测得破坏荷载为2.8kN，计算其抗折强度（精确到0.1MPa）；若该试件随后进行抗压试验，测得破坏荷载为65kN，计算其抗压强度（精确到0.1MPa）。5.某道路用石油沥青的针入度试验结果为：25℃、100g、5s时的针入深度为85（0.1mm），试判断其标号（假设该沥青为A-70或A-90，标准规定A-70针入度范围60~80，A-90针入度范围80~100）。参考答案一、单项选择题1.D2.D3.A4.D5.B6.B7.B8.D9.A10.C11.A12.B13.B14.B15.B二、判断题1.×（硅酸盐水泥终凝≤6.5h，其他品种≤10h）2.√3.×（δ5＞δ10）4.√5.√6.×（软化点越高，高温稳定性越好）7.√8.√9.√10.×（模数越大，黏度越高，硬化越快）三、简答题1.硅酸盐水泥的主要矿物组成为：C3S（硅酸三钙，占50%~65%）、C2S（硅酸二钙，占15%~30%）、C3A（铝酸三钙，占5%~10%）、C4AF（铁铝酸四钙，占10%~18%）。-C3S：水化速度快，早期强度高，是决定水泥早期强度的主要矿物；-C2S：水化速度慢，后期强度增长显著；-C3A：水化速度最快，放热多，对早期强度有一定贡献，但含量过高会导致水泥需水量大、收缩大；-C4AF：水化速度中等，放热少，对水泥抗折强度有利，且能提高水泥的抗硫酸盐侵蚀能力。2.混凝土耐久性主要包括抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、碳化、碱-骨料反应等。提高措施：①合理选择水泥品种；②控制水灰比和水泥用量；③选用质量良好、级配合理的骨料；④掺入合适的外加剂（如引气剂、减水剂）；⑤加强施工养护，保证混凝土密实度。3.低碳钢拉伸曲线有明显的弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段；硬钢（高碳钢）无明显屈服点，屈服阶段不明显。低碳钢以屈服强度（σs）作为设计依据；硬钢以条件屈服强度（σ0.2，即残余应变为0.2%时的应力）作为强度取值依据。4.沥青老化是指沥青在热、氧、光、水等作用下，组分发生转化（油分→树脂→沥青质），导致其塑性降低、脆性增加的过程。老化后，沥青的针入度减小（黏度增大）、延度降低（塑性变差）、软化点升高（温度敏感性降低），但高温稳定性提高，低温抗裂性下降。5.石灰的技术性质：①可塑性好；②硬化缓慢，强度低；③硬化时体积收缩大；④耐水性差。主要应用：①配制石灰砂浆、石灰乳；②制作石灰土、三合土；③生产硅酸盐制品（如灰砂砖）；④改善黏土可塑性（用于路基处理）。6.颗粒级配：良好的级配可减少骨料间的空隙，提高混凝土密实度，改善和易性；若级配差，骨料空隙大，需更多水泥浆填充，导致和易性下降。粗细程度：粗骨料粒径大，总表面积小，需水泥浆少，和易性好；但粒径过大可能影响黏聚性。细骨料过细（如特细砂），总表面积大，需水量增加，和易性变差；过粗则砂率不足，易离析。7.碱-骨料反应是指混凝土中的碱性物质（水泥中的K2O、Na2O）与骨料中的活性成分（如活性SiO2）在有水条件下发生反应，提供膨胀性产物（碱-硅酸凝胶），导致混凝土开裂破坏的现象。危害：导致混凝土内部产生膨胀应力，引发网状裂缝，降低强度和耐久性。预防措施：①控制水泥中碱含量（≤0.6%）；②选用非活性骨料；③掺入活性混合材料（如粉煤灰、矿渣）抑制反应；④保证混凝土密实，减少水分侵入。8.建筑石膏特性：①凝结硬化快（终凝约30min）；②硬化后体积微膨胀；③孔隙率高，表观密度小，导热系数低，保温隔热性好；④吸声性好；⑤耐水性差，抗冻性差。应用：①制作石膏板（如纸面石膏板、纤维石膏板）；②配制石膏砂浆；③用于室内装饰（如石膏线、雕塑）；④作为水泥缓凝剂。四、计算题1.细度=（筛余物质量/试样质量）×100%=（3.2/50.0）×100%=6.4%。符合P·Ⅰ型硅酸盐水泥细度要求（≤10%）。2.①水泥用量m_c=m_w/(水灰比)=180/0.45=400kg/m³；②砂、石总质量m_s+m_g=2400-m_c-m_w=2400-400-180=1820kg；③砂率β_s=m_s/(m_s+m_g)=38%，故m_s=1820×38%≈692kg，m_g=1820-692=1128kg。最终用量：水泥400kg，砂692kg，石子1128kg。3.单块强度=破坏荷载/受压面积=720×10³/(150×150)=32.0MPa；750×10³/(150×150)=33.3MPa；810×10³/(150×150)=36.0MPa。平均值=(32.0+33.3+36.0)/3≈33.8MPa。最大值与最小值之差=36.0-32.0=4.0MPa，小于平均值的15%（33