(2025年)土木工程材料(建筑材料)期末考试试卷(答案附后)

(2025年)土木工程材料(建筑材料)期末考试试卷(答案附后)一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种水泥的早期强度最高？A.矿渣硅酸盐水泥B.普通硅酸盐水泥C.火山灰质硅酸盐水泥D.粉煤灰硅酸盐水泥2.混凝土的和易性不包括以下哪项指标？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，说明钢材的：A.强度越高B.安全性越高C.塑性越差D.冷弯性能越差4.沥青的“三大指标”不包括：A.针入度B.延度C.软化点D.闪点5.用于配制C60高性能混凝土时，优先选用的骨料是：A.河砂+卵石B.机制砂+碎石C.海砂+卵石D.山砂+碎石6.普通硅酸盐水泥的终凝时间不得迟于：A.45分钟B.600分钟C.390分钟D.10小时7.以下哪种材料属于气硬性胶凝材料？A.硅酸盐水泥B.石灰C.铝酸盐水泥D.硫铝酸盐水泥8.混凝土中掺入引气剂后，主要改善的性能是：A.强度B.耐久性C.密实度D.弹性模量9.建筑钢材中，硫元素的主要危害是：A.降低强度B.导致冷脆C.导致热脆D.增加焊接性能10.用于道路路面的沥青，应优先考虑其：A.高温稳定性B.低温抗裂性C.耐老化性D.以上均需考虑二、多项选择题（每题3分，共15分，多选、错选不得分，少选得1分）11.影响混凝土强度的主要因素包括：A.水胶比B.养护温度C.骨料种类D.搅拌时间12.以下属于绿色建材的有：A.再生骨料混凝土B.蒸压加气混凝土砌块C.高碱玻璃纤维D.低碳水泥13.钢材的强化机制包括：A.固溶强化B.细晶强化C.沉淀强化D.冷加工强化14.沥青混合料的高温稳定性不足时，可能出现的病害有：A.车辙B.拥包C.裂缝D.泛油15.以下关于石材的描述正确的有：A.大理石耐酸性较差，不宜用于室外B.花岗岩硬度高，适用于地面铺装C.石灰岩易被酸雨侵蚀D.砂岩孔隙率低，抗冻性好三、填空题（每空1分，共15分）16.通用硅酸盐水泥的组成中，______矿物决定了水泥的早期强度。17.混凝土的立方体抗压强度标准试件尺寸为______mm³。18.钢材的伸长率δ5表示采用______倍试件直径的标距测得的断后伸长率。19.沥青的针入度越大，表明其______（填“越软”或“越硬”）。20.石灰的熟化过程会释放大量热量，并伴随显著的______（填“膨胀”或“收缩”）。21.混凝土耐久性的核心指标包括抗渗性、抗冻性和______。22.建筑石膏的主要成分是______（填化学式）。23.钢材的冷加工强化是指通过______（如冷拉、冷拔）提高其屈服强度的过程。24.用于配制自密实混凝土时，需重点控制其______和抗离析性。25.矿渣硅酸盐水泥的耐热性优于普通硅酸盐水泥，主要因为其______含量较高。26.木材的强度中，______（填“顺纹抗拉”或“横纹抗压”）强度最高。27.高性能混凝土（HPC）通常需要掺入______（如硅灰、粉煤灰）以改善性能。28.建筑用砂的颗粒级配通过______试验确定。29.钢材的焊接性能主要与______（元素）含量有关，含量越高，焊接性越差。30.沥青混合料的马歇尔稳定度试验主要用于评价其______性能。四、简答题（每题6分，共30分）31.简述水泥石的腐蚀类型及防止措施。32.分析减水剂在混凝土中的作用机制，并说明其对混凝土性能的影响。33.对比粉煤灰硅酸盐水泥与火山灰质硅酸盐水泥的性能差异及适用场景。34.解释钢材的“时效强化”现象，并说明其对钢材性能的影响。35.简述沥青的老化过程及延缓老化的主要措施。五、计算题（每题10分，共20分）36.某工程需配制C30混凝土，已知：水泥（P·O42.5）的实际强度为45MPa，骨料为碎石（回归系数αa=0.46，αb=0.07），施工要求坍落度为30-50mm（查表得用水量为180kg/m³），砂率取35%，混凝土拌合物表观密度为2400kg/m³。试计算混凝土的初步配合比（水胶比、水泥用量、砂用量、石用量）。37.某钢材拉伸试验中，试件原始截面积为500mm²，原始标距为100mm。试验测得：屈服荷载为180kN，最大荷载为250kN，断后标距为125mm。计算该钢材的屈服强度、抗拉强度及断后伸长率。六、论述题（10分）38.结合“双碳”目标（碳达峰、碳中和），论述土木工程材料未来发展的关键技术路径，并举例说明。答案一、单项选择题1.B2.D3.B4.D5.B6.B7.B8.B9.C10.D二、多项选择题11.ABC12.ABD13.ABCD14.AB15.ABC三、填空题16.硅酸三钙（C3S）17.15018.519.越软20.膨胀21.抗侵蚀性22.CaSO4·0.5H2O23.塑性变形24.流动性25.矿渣26.顺纹抗拉27.矿物掺合料28.筛分析29.碳30.高温稳定四、简答题31.腐蚀类型：软水侵蚀、硫酸盐侵蚀、镁盐侵蚀、碳酸侵蚀、酸类侵蚀。防止措施：根据环境选择合适水泥品种；提高水泥石密实度（降低水胶比、掺矿物掺合料）；表面防护（涂覆防水材料）。32.作用机制：减水剂通过吸附-分散作用降低水泥颗粒间的范德华力，释放包裹水；同时引入少量微小气泡，润滑骨料。对性能的影响：在保持流动性时减少用水量，提高强度；或保持水胶比时增加流动性，改善和易性；降低孔隙率，提高耐久性。33.性能差异：粉煤灰水泥需水量小、干缩性小、抗裂性好；火山灰水泥需水量大、干缩大、抗渗性好。适用场景：粉煤灰水泥适用于大体积混凝土、抗裂要求高的工程；火山灰水泥适用于地下、水中等抗渗要求高的工程，不宜用于干燥环境。34.时效强化：钢材经冷加工后，随时间延长，碳、氮原子向位错处聚集，阻碍位错运动，导致强度进一步提高、塑性降低的现象。影响：提高屈服强度和抗拉强度，但降低塑性和韧性，冷弯性能变差。35.老化过程：沥青在热、氧、光、水等作用下，轻质组分挥发、氧化，逐渐转化为沥青质，导致针入度减小、延度降低、软化点升高，性能变脆。延缓措施：添加抗老化剂（如紫外线吸收剂）、采用改性沥青（如SBS改性）、施工中控制加热温度和时间。五、计算题36.（1）水胶比（W/B）：根据强度公式fcu,0=αa·fce·(B/W-αb)，fcu,0=30+1.645×5=38.2MPa（假设标准差5MPa），代入得38.2=0.46×45×(B/W-0.07)，解得B/W=2.14，故W/B=0.47。（2）水泥用量（B）：W=180kg，B=W/(W/B)=180/0.47≈383kg。（3）砂石总质量：S+G=2400-W-B=2400-180-383=1837kg。（4）砂用量（S）=1837×35%≈643kg，石用量（G）=1837-643≈1194kg。初步配合比（质量比）：水泥:水:砂:石=383:180:643:1194（或约1:0.47:1.68:3.12）。37.屈服强度σs=Fs/A0=180×10³N/500mm²=360MPa；抗拉强度σb=Fb/A0=250×10³N/500mm²=500MPa；断后伸长率δ=(L1-L0)/L0×100%=(125-100)/100×100%=25%。六、论述题38.关键技术路径：（1）低碳胶凝材料开发：如低钙硅酸盐水泥（C2S为主）、固碳水泥（利用工业废渣如钢渣、矿渣）、碳酸盐水泥（直接吸收CO2养护）。例如，碳养护混凝土可在生产过程中固定CO2，降低碳排放。（2）再生材料高效利用：提高再生骨料的表面处理技术（如纳米硅改性），开发高掺量再生混凝土（如再生骨料替代率≥50%）；推广再生钢材（废钢电炉短流程炼钢），减少铁矿石消耗。（3）节能型材料制备：采用低温煅烧技术（如水泥煅烧温度从1450℃降至1200℃）、太阳能养护混凝土、免烧砖（利用碱激发胶凝材料）。（