2025年《土木工程材料》期末考试试题含答案

2025年《土木工程材料》期末考试试题含答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.以下哪种胶凝材料属于气硬性胶凝材料？A.硅酸盐水泥B.普通硅酸盐水泥C.石灰D.铝酸盐水泥答案：C2.测定普通混凝土立方体抗压强度时，标准试件的尺寸为（）。A.100mm×100mm×100mmB.150mm×150mm×150mmC.200mm×200mm×200mmD.70.7mm×70.7mm×70.7mm答案：B3.钢材的屈强比（σs/σb）越小，说明（）。A.钢材的安全性越高B.钢材的强度利用率越高C.钢材的塑性越差D.钢材的冷加工性能越差答案：A4.沥青的针入度越大，表明其（）。A.粘性越大B.塑性越好C.温度敏感性越低D.硬度越高答案：B5.以下哪种矿物掺合料可显著提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力？A.粉煤灰B.硅灰C.矿渣粉D.石灰石粉答案：B6.木材的纤维饱和点是指（）。A.木材细胞腔中的自由水完全蒸发时的含水率B.木材细胞壁中的吸附水达到饱和，而细胞腔中无自由水时的含水率C.木材中自由水和吸附水均达到饱和时的含水率D.木材干燥至与环境湿度平衡时的含水率答案：B7.普通硅酸盐水泥的终凝时间不得迟于（）。A.45minB.600minC.390minD.10h答案：B8.混凝土的水胶比是指（）。A.水与水泥的质量比B.水与胶凝材料（水泥+掺合料）的质量比C.水与骨料的质量比D.水泥与骨料的质量比答案：B9.以下哪种因素会降低钢材的可焊性？A.碳含量降低B.硫含量增加C.锰含量增加D.硅含量适当答案：B10.用于道路沥青混凝土的沥青，应优先选择（）。A.针入度小、软化点高、延度大的沥青B.针入度大、软化点低、延度小的沥青C.针入度适中、软化点较高、延度较大的沥青D.针入度适中、软化点较低、延度较小的沥青答案：C11.以下哪种材料不属于活性混合材料？A.粒化高炉矿渣B.火山灰质材料C.粉煤灰D.石灰石答案：D12.混凝土的抗冻性主要取决于（）。A.水胶比和含气量B.水泥强度等级C.骨料粒径D.养护温度答案：A13.钢材经冷加工（如冷拉、冷拔）后，其（）。A.屈服强度提高，塑性降低B.屈服强度降低，塑性提高C.抗拉强度降低，塑性提高D.抗拉强度提高，塑性不变答案：A14.建筑石膏的主要成分是（）。A.无水硫酸钙（CaSO4）B.半水硫酸钙（CaSO4·0.5H2O）C.二水硫酸钙（CaSO4·2H2O）D.碳酸钙（CaCO3）答案：B15.以下哪种措施不能有效提高混凝土的耐久性？A.降低水胶比B.增加水泥用量C.掺入引气剂D.采用优质骨料答案：B二、填空题（每空1分，共20分）1.通用硅酸盐水泥按混合材料的品种和掺量分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和______。答案：复合硅酸盐水泥2.混凝土的和易性包括流动性、粘聚性和______三方面。答案：保水性3.钢材的主要力学性能指标有屈服强度、抗拉强度、伸长率和______。答案：冲击韧性（或冷弯性能）4.沥青的三大技术指标是针入度、______和延度。答案：软化点5.气硬性胶凝材料只能在______中硬化并保持或发展强度。答案：空气（或干燥环境）6.木材的强度中，______强度最大（填“顺纹抗拉”“顺纹抗压”或“横纹抗压”）。答案：顺纹抗拉7.混凝土立方体抗压强度标准值是指按标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有______保证率的抗压强度。答案：95%8.水泥的体积安定性不良主要是由于熟料中______、氧化镁含量过高或石膏掺量过多引起的。答案：游离氧化钙（或f-CaO）9.再生骨料混凝土中，再生粗骨料的来源主要是______。答案：废弃混凝土（或建筑废弃物）10.钢材的冷弯性能是指钢材在常温下承受______的能力。答案：弯曲变形11.建筑石膏硬化后孔隙率高，因此具有______、保温性好、吸声性强等优点。答案：隔热性好（或防火性好）12.混凝土的徐变是指混凝土在长期______作用下产生的塑性变形。答案：荷载（或应力）13.用于配制高强混凝土时，通常需掺入______（如硅灰、粉煤灰等）以改善其性能。答案：矿物掺合料14.沥青的温度敏感性用______表示，该值越小，温度敏感性越低。答案：针入度指数（PI）15.木材的平衡含水率是指木材中水分与周围空气湿度达到______时的含水率。答案：平衡16.普通混凝土的强度主要取决于______的强度和界面过渡区的粘结强度。答案：水泥石（或胶凝材料）17.钢材的锈蚀分为化学锈蚀和______锈蚀两种类型。答案：电化学18.石灰的熟化过程是指生石灰（CaO）与水反应提供______的过程。答案：熟石灰（或Ca(OH)2，氢氧化钙）19.混凝土中掺入引气剂后，可显著提高其______性，但会降低强度。答案：抗冻20.建筑用钢按化学成分分为碳素钢和______两大类。答案：合金钢三、简答题（每题6分，共30分）1.简述气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的主要区别。答案：气硬性胶凝材料只能在空气中硬化并发展强度，如石灰、石膏，不能在水中长期保持强度；水硬性胶凝材料既能在空气中硬化，又能在水中继续硬化并发展强度，如水泥。两者的硬化环境和强度保持条件不同。2.混凝土耐久性包括哪些主要内容？提高混凝土耐久性的主要措施有哪些？答案：耐久性主要包括抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性、碱骨料反应等。提高措施：①降低水胶比；②选用优质骨料；③掺入矿物掺合料或外加剂（如引气剂）；④保证足够的水泥用量和良好的施工养护；⑤采用防腐涂层或表面处理。3.钢材冷加工强化的原理是什么？冷加工对钢材性能有何影响？答案：原理：钢材在冷加工（如冷拉、冷拔）过程中，内部晶体结构发生滑移，位错密度增加，阻碍晶体进一步变形，导致屈服强度提高。影响：冷加工后，钢材的屈服强度和抗拉强度提高，但塑性（伸长率）和韧性降低；若冷加工后经时效处理（自然或人工时效），强度进一步提高，塑性继续降低。4.沥青的三大技术指标各反映其什么性能？答案：①针入度：反映沥青的粘稠度（粘性），针入度越大，沥青越软；②软化点：反映沥青的温度敏感性，软化点越高，沥青耐热性越好，温度敏感性越低；③延度：反映沥青的塑性，延度越大，沥青在低温下的抗裂性越好。5.木材的湿胀干缩对木结构工程有何影响？如何防治？答案：影响：木材吸湿膨胀会导致构件变形、凸起或开裂；干燥收缩会导致接缝张开、结构松动。防治措施：①使用前将木材干燥至与使用环境湿度相适应的平衡含水率；②采用防腐、防虫处理；③设计时预留收缩缝；④采用指接、胶合等工艺减少单块木材的尺寸变化影响。四、计算题（每题10分，共20分）1.某C30混凝土设计要求：坍落度30-50mm，采用普通硅酸盐水泥（强度等级42.5，富余系数1.13），中砂（细度模数2.6，表观密度2650kg/m³），碎石（最大粒径20mm，表观密度2700kg/m³），自来水。已知混凝土的水胶比为0.45，单位用水量180kg/m³，砂率35%。试计算混凝土的初步配合比（水泥、水、砂、石子的单位用量，精确到整数）。答案：（1）胶凝材料用量（水泥，无掺合料时胶凝材料=水泥）：m_b=m_w/水胶比=180/0.45=400kg/m³（2）砂、石总质量：m_s+m_g=2400（假定混凝土表观密度为2400kg/m³）-m_b-m_w=2400-400-180=1820kg/m³（3）砂率β_s=m_s/(m_s+m_g)=35%，故：m_s=1820×35%=637kg/m³m_g=1820-637=1183kg/m³初步配合比：水泥:水:砂:石子=400:180:637:11832.某水泥胶砂试件（40mm×40mm×160mm）进行抗折和抗压强度试验，抗折破坏荷载分别为2.8kN、3.0kN、3.2kN；抗压破坏荷载分别为65kN、68kN、70kN、72kN、75kN、78kN。计算该水泥的抗折强度和抗压强度（结果保留1位小数）。答案：（1）抗折强度计算：抗折强度公式：f_f=1.5F_L/(b³)，其中F为破坏荷载（N），L=100mm，b=40mm。单块试件强度：第一块：1.5×2800×100/(40³)=1.5×2800×100/64000=6.56MPa第二块：1.5×3000×100/64000=7.03MPa第三块：1.5×3200×100/64000=7.50MPa平均值：(6.56+7.03+7.50)/3≈7.0MPa（舍去超过平均值±10%的情况，此处无异常）（2）抗压强度计算：单块试件面积：40×40=1600mm²=0.0016m²单块强度：65/0.0016=40.6MPa；68/0.0016=42.5MPa；70/0.0016=43.8MPa；72/0.0016=45.0MPa；75/0.0016=46.9MPa；78/0.0016=48.8MPa平均值：(40.6+42.5+43.8+45.0+46.9+48.8)/6≈44.6MPa（舍去超过平均值±10%的情况，此处无异常）五、论述题（每题10分，共20分）1.结合“双碳”目标，论述低碳混凝土的技术路径及其工程应用意义。答案：“双碳”目标下，混凝土作为碳排放大户（约占全球碳排放8%），发展低碳混凝土是关键。技术路径包括：①降低水泥用量：采用大掺量矿物掺合料（如粉煤灰、矿渣粉、钢渣粉）替代部分水泥，减少熟料消耗；②使用低碳胶凝材料：开发硫铝酸盐水泥、碱激发胶凝材料等低熟料或无熟料胶凝材料；③优化混凝土配合比：通过降低水胶比、提高骨料利用率、使用再生骨料（如废弃混凝土破碎的再生粗骨料）减少天然资源消耗；④采用碳捕捉技术：在混凝土制备或养护过程中吸收CO2（如碳酸化养护），实现碳封存。工程应用意义：降低混凝土生产过程中的碳排放，推动建材行业绿色转型；减少对天然资源（如石灰石、砂石）的依赖，缓解资源短缺；提升混凝土的可持续性，满足绿色建筑评价标准，助力“双碳”目标实现。2.分析再生混凝土的性能特点，并论述其在工程应用中的关键问题及解决措施。答案：再生混凝土性能特点：①力学性能：再生骨料表面附着旧砂浆，孔隙率高、吸水率大，导致再生混凝土的抗压强度、弹性模量较普通混凝土低；②耐久性：抗渗性、抗冻性较差，因界面过渡区更薄弱，易受外界侵蚀；③收缩