山东建筑大学土木工程材料期末考试复习题及参考答案

山东建筑大学土木工程材料期末考试复习题及参考答案1.选择题（单选题）（1）在下列胶凝材料中，属于水硬性胶凝材料的是（）。A.石灰B.石膏C.水玻璃D.水泥答案：D（2）硅酸盐水泥熟料中，水化速度最快，水化热最大的矿物成分是（）。A.C3SB.C2SC.C3AD.C4AF答案：C（3）水泥体积安定性不良的主要原因是熟料中含有过量的（）。A.游离氧化钙B.游离氧化镁C.三氧化硫D.以上都是答案：D（4）为了延缓水泥的凝结时间，在生产水泥时必须掺入适量（）。A.石灰B.石膏C.助磨剂D.水玻璃答案：B（5）测定水泥强度时，其试件的标准养护条件是（）。A.20±2℃，相对湿度>90%B.20±1℃，相对湿度>90%C.20±1℃，水中养护D.20±2℃，水中养护答案：B（6）普通混凝土用砂的细度模数在（）范围内为中砂。A.3.7~3.1B.3.0~2.3C.2.2~1.6D.1.5~0.7答案：B（7）在混凝土配合比设计中，选择合理砂率的主要目的是（）。A.提高混凝土的强度B.改善混凝土的和易性C.节约水泥D.节约粗骨料答案：B（8）混凝土的徐变是指（）。A.在长期恒定荷载作用下，随时间增长的变形B.在瞬时荷载作用下的瞬时变形C.随温度变化而产生的变形D.随湿度变化而产生的变形答案：A（9）下列钢材中，质量最好，适用于重要结构的是（）。A.Q235-A·FB.Q235-BC.Q235-CD.Q235-D答案：D（10）钢材的屈强比（σs/σb）越小，则（）。A.结构的安全性越高，钢材的有效利用率越低B.结构的安全性越高，钢材的有效利用率越高C.结构的安全性越低，钢材的有效利用率越低D.结构的安全性越低，钢材的有效利用率越高答案：A（11）石油沥青的三大技术指标是针入度、延度和（）。A.闪点B.燃点C.软化点D.溶解度答案：C（12）沥青的针入度指数PI越大，表示沥青的感温性（）。A.越大B.越小C.不变D.不确定答案：B（13）用于沥青改性的常用聚合物不包括（）。A.SBSB.APPC.PED.PVC答案：D（14）烧结普通砖的标准尺寸为（）。A.240mm×115mm×53mmB.240mm×120mm×60mmC.240mm×115mm×90mmD.190mm×190mm×90mm答案：A（15）木材的纤维饱和点是木材物理力学性质发生变化的转折点，其含水率大约为（）。A.5%B.15%C.25%D.35%答案：C2.选择题（多选题）（1）影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素有（）。A.水泥的矿物组成B.水泥的细度C.养护龄期D.养护环境的温度和湿度E.水灰比答案：A,B,C,D,E（2）混凝土拌合物和易性包含的含义有（）。A.流动性B.粘聚性C.保水性D.耐久性E.强度答案：A,B,C（3）提高混凝土强度的措施有（）。A.采用高强度等级水泥B.降低水灰比C.加强养护D.掺入合适的外加剂（如减水剂、早强剂）E.采用机械搅拌和振捣答案：A,B,C,D,E（4）引起钢材腐蚀的主要原因有（）。A.化学腐蚀B.电化学腐蚀C.应力腐蚀D.疲劳腐蚀E.物理磨损答案：A,B（5）影响木材强度的主要因素有（）。A.含水率B.负荷时间C.温度D.木材的缺陷（如木节、斜纹等）E.树种答案：A,B,C,D,E3.填空题（1）材料的吸湿性是指材料在______中吸收水分的性质，用______表示。答案：潮湿空气，含水率（2）石灰的熟化过程是______与水发生剧烈反应，生成______并放出大量热的过程。答案：氧化钙（生石灰），氢氧化钙（熟石灰）（3）水泥的初凝时间是指从______起，到水泥浆开始失去______的时间。答案：水泥加水，可塑性（4）混凝土的碳化是指混凝土中的______与空气中的______发生化学反应，生成碳酸钙的过程。答案：氢氧化钙，二氧化碳（5）钢筋经冷拉后，其______强度和______极限会提高，但______和______会降低。答案：屈服，强度，塑性，韧性（6）沥青的三大组分是______、______和______。答案：油分，树脂，地沥青质（7）砌筑砂浆的流动性用______表示，保水性用______表示。答案：沉入度，分层度（8）木材在干燥时，其尺寸和体积缩小的现象称为______，不同方向的干缩变形不同，其中______向干缩最大，______向次之，______向最小。答案：干缩，弦，径，顺纹4.判断题（1）材料的孔隙率增大，则其表观密度减小，强度必然降低。（）答案：×（孔隙率增大，表观密度减小，但强度不一定降低，如加气混凝土）（2）石膏制品具有良好的防火性能，但不耐水。（）答案：√（3）水泥的细度越细，其水化速度越快，早期强度越高，但过细易导致水泥硬化收缩增大，储存期变短。（）答案：√（4）在混凝土中掺入引气剂，可以提高混凝土的抗渗性和抗冻性，但会降低混凝土的强度。（）答案：√（5）钢材的冷弯性能是检验钢材在常温下承受弯曲变形能力的指标，能揭示钢材内部组织的均匀性及是否存在内应力、夹杂物等缺陷。（）答案：√（6）石油沥青的牌号越高，其粘性越小，塑性越好，温度敏感性越大。（）答案：√（7）烧结多孔砖和烧结空心砖都具有孔洞，因此都可以用于承重墙体。（）答案：×（烧结空心砖孔洞率大，自重轻，强度较低，主要用于非承重部位）（8）木材的顺纹抗拉强度最大，横纹抗拉强度最小。（）答案：√5.名词解释题（1）材料的耐久性答案：材料在长期使用过程中，抵抗各种内外因素（物理、化学、生物等）的破坏作用，保持其原有性能而不破坏、不变质的性质。（2）水泥的体积安定性答案：水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。安定性不良的水泥，在硬化后会产生不均匀的体积变化，导致结构开裂、破坏。（3）混凝土的碱-骨料反应答案：水泥中的碱性氧化物（Na2O，K2O）与骨料中的活性二氧化硅发生化学反应，在骨料表面生成碱-硅酸凝胶，吸水后体积膨胀，导致混凝土开裂破坏的现象。（4）钢材的冷加工时效答案：将钢材在常温下进行冷拉、冷拔、冷轧等机械加工，使其产生塑性变形，从而提高其屈服强度和极限强度的过程。时效是指冷加工后的钢材，随时间延长其强度、硬度进一步提高，塑性、韧性进一步降低的现象。（5）沥青的黏附性答案：沥青与矿料表面在交互作用过程中，沥青膜抵抗外界水分侵蚀的能力，即沥青与矿料之间的粘附牢固程度。6.简答题（1）简述普通混凝土的优缺点。答案：优点：①原材料来源丰富，成本低廉；②具有良好的可塑性，可浇筑成各种形状和尺寸的构件；③与钢筋有牢固的粘结力，能制作钢筋混凝土结构；④抗压强度高，耐久性好，维护费用低；⑤耐火性好。缺点：①自重大，比强度低；②抗拉强度低，脆性大，易开裂；③导热系数大，保温隔热性能差；④生产周期长，施工受季节气候影响较大；⑤修补困难。（2）简述影响混凝土抗渗性的主要因素及提高抗渗性的措施。答案：主要因素：①水泥品种和用量；②骨料的级配和粒径；③混凝土的密实度；④水灰比；⑤养护条件；⑥外加剂和掺合料。提高措施：①选择合适的水泥品种（如普通硅酸盐水泥）；②减小水灰比，提高混凝土密实度；③采用级配良好的骨料，并保证足够的水泥用量；④加强振捣和养护；⑤掺入引气剂、减水剂或防水剂；⑥采用膨胀水泥等。（3）简述钢材的化学成分（碳、硅、锰、硫、磷）对其性能的影响。答案：碳（C）：是决定钢材性能的最主要元素。含碳量增加，钢材的强度和硬度提高，但塑性、韧性、可焊性和耐腐蚀性下降。硅（Si）：作为脱氧剂加入。含量小于1%时，能提高钢材的强度，对塑性、韧性影响不大。过量会降低塑性、韧性及可焊性。锰（Mn）：作为脱氧剂和脱硫剂加入。能消除硫引起的热脆性，改善钢材的热加工性能，并能提高钢材的强度和硬度。过量会降低可焊性。硫（S）：有害元素。引起热脆性，降低钢材的热加工性和可焊性，降低冲击韧性、疲劳强度和抗腐蚀性。磷（P）：有害元素。虽能提高钢材的强度和抗腐蚀性，但会显著增加钢材的冷脆性，降低塑性、韧性及可焊性。（4）简述石油沥青的三大组分及其特性。答案：油分：淡黄色至红褐色的粘性液体，密度小于1，赋予沥青流动性。树脂（沥青脂胶）：红褐色至黑褐色的粘稠半固体，密度接近1，赋予沥青良好的塑性和粘结性。地沥青质：深褐色至黑色的硬脆固体粉末，密度大于1，决定沥青的粘性和温度稳定性，其含量越高，沥青的粘性越大，软化点越高，脆性增加。（5）简述影响木材强度的主要因素。答案：①含水率：在纤维饱和点以下，强度随含水率降低而升高；在纤维饱和点以上，强度基本不变。②负荷时间：木材在长期荷载作用下的强度（持久强度）远低于短期荷载作用下的强度。③温度：温度升高，强度降低；长期处于高温环境，强度显著下降；负温下强度增大，但脆性增加。④木材缺陷：木节、斜纹、裂纹、腐朽、虫蛀等缺陷会严重降低木材的强度。⑤树种和纹理方向：不同树种强度差异大；顺纹强度远高于横纹强度。7.计算题（1）已知某岩石的密度为2.65g/cm³，干燥表观密度为2450kg/m³，质量吸水率为1.5%。试计算该岩石的孔隙率及体积吸水率。答案：已知：ρ=2.65g/cm³=2650kg/m³，ρ0‘=2450kg/m³，Wm=1.5%=0.015。①孔隙率P=(1-ρ0‘/ρ)×100%=(1-2450/2650)×100%=(1-0.9245)×100%=7.55%②体积吸水率Wv=Wm×(ρ0‘/ρw)，其中ρw=1000kg/m³。Wv=0.015×(2450/1000)=0.015×2.45=0.03675=3.675%答：该岩石的孔隙率为7.55%，体积吸水率为3.675%。（2）某工程需要配制C30混凝土，经初步计算得到基准配合比为：水泥：水：砂：石=1:0.50:1.80:3.60（质量比），水泥密度为3.10g/cm³，砂的表观密度为2.65g/cm³，石子的表观密度为2.70g/cm³。施工现场砂的含水率为3%，石子的含水率为1%。求施工配合比（每立方米混凝土各材料用量，取水泥用量为300kg/m³进行校核调整）。答案：已知：基准配合比C:W:S:G=1:0.50:1.80:3.60设水泥用量C=1份，则W=0.50份，S=1.80份，G=3.60份。砂含水率Ws=3%=0.03，石子含水率Wg=1%=0.01。施工配合比：水泥用量C‘=C=1水的用量W‘=W-S×Ws-G×Wg=0.50-1.80×0.03-3.60×0.01=0.50-0.054-0.036=0.41砂的用量S‘=S×(1+Ws)=1.80×(1+0.03)=1.80×1.03=1.854石的用量G‘=G×(1+Wg)=3.60×(1+0.01)=3.60×1.01=3.636所以施工配合比为：水泥:水:砂:石=1:0.41:1.854:3.636若取每立方米混凝土水泥用量为300kg，则：水泥C实=300kg水W实=300×0.41=123kg砂S实=300×1.854=556.2kg石G实=300×3.636=1090.8kg答：施工配合比为水泥:水:砂:石=1:0.41:1.854:3.636。若每立方米用水泥300kg，则各材料用量分别为：水泥300kg，水123kg，砂556.2kg，石子1090.8kg。8.综合应用题（1）某北方地区道路工程需选用沥青材料，设计文件要求选用A级70号道路石油沥青。现有两种沥青样品，经检测其主要技术指标如下表：检测项目样品甲样品乙70号A级沥青技术要求针入度（25℃，100g，5s），0.1mm687560~80延度（15℃，5cm/min），cm>10085≥100软化点（环球法），℃4845≥46闪点（COC），℃260245≥260溶解度（三氯乙烯），%99.599.0≥99.5蜡含量（蒸馏法），%2.03.2≤2.2薄膜烘箱试验后质量变化，%-0.1+0.3±0.8残留针入度比（25℃），%6862≥61残留延度（10℃），cm84≥6问题：①根据上表数据，判断样品甲和样品乙是否符合A级70号道路石油沥青的技术要求？请逐项说明。②若两种样品均符合要求，从路用性能角度考虑，应优先选择哪一种？为什么？答案：①样品甲判断：针入度68，在60~80范围内，符合。延度>100cm，≥100cm，符合。软化点48℃≥46℃，符合。闪点260℃≥260℃，符合。溶解度99.5%≥99.5%，符合。蜡含量2.0%≤2.2%，符合。薄膜烘箱试验后质量变化-0.1%，在±0.8%范围内，符合。残留针入度比68%≥61%，符合。残留延度8cm≥6cm，符合。综上所述，样品甲所有指标均符合A级70号道路石油沥青技术要求。样品乙判断：针入度75，在60~80范围内，符合。延度85cm<100cm，不符合技术要求（应≥100cm）。软化点45℃<46℃，不符合。闪点245℃<260℃，不符合。溶解度99.0%<99.5%，不符合。蜡含量3.2%>2.2%，不符合。薄膜烘箱试验后质量变化+0.3%，在±0.8%范围内，符合。残留针入度比62%≥61%，符合。残留延度4cm<6cm，不符合。综上所述，样品乙有多项指标（延度、软化点、闪点、溶解度、蜡含量、残留延度）不符合技术要求。②样品甲符合要求，样品乙不符合要求。因此应选择样品甲。从性能上看，样品甲的低温塑性（延度）、高温稳定性（软化点）、安全性（闪点）、纯度（溶解度）、抗老化性能（残留针入度比和残留延度）均优于或符合要求的样品乙，且蜡含量低，路用性能更优，能更好地满足北方地区道路对沥青高低温性能及耐久性的要求。（2）某钢筋混凝土梁，设计强度等级C30，环境类别为一类。施工过程中，发现一批用于该梁的钢筋（HRB400E，直径20mm）在复验时，其力学性能试验结果如下：屈服强度Rel=410MPa，抗拉强度Rm=580MPa，断后伸长率A=18%，最大力总延伸率Agt=9%，冷弯试验（d=3a，180°）合格。已知HRB400E钢筋的力学性能特征值要求为：屈服强度Rel≥400MPa，抗拉强度Rm≥540MPa，Rel/Rm≤1.25，断后伸长率A≥16%，最大力总延伸率Agt≥9%。问题：①请根据复验结果，判断该批钢筋的力学性能是否合格？②该钢筋的屈强比是多少？是否满足要求？③结合环境类别，该钢筋还应满足什么技术要求？其意义是什么？答案：①判断是否合格：屈服强度Rel=410MPa≥400MPa，合格。抗拉强度R