土木工程材料试卷答案

土木工程材料试卷答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.答案：B解析：材料的孔隙率增大时，其密度不变，表观密度减小，强度降低，吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性及导热性等性能均有明显变化。2.答案：A解析：亲水性材料的润湿边角θ≤90°，憎水性材料的润湿边角θ＞90°。3.答案：C解析：石膏浆体在凝结硬化初期体积产生微膨胀，这一性质使石膏胶凝材料在使用中不会产生裂纹，使抹面能较好地与基层粘结。4.答案：D解析：水泥的初凝时间不宜过短，以便有足够的时间进行搅拌、运输和浇筑；终凝时间不宜过长，以免影响施工进度。5.答案：B解析：混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、碳化、碱骨料反应及混凝土中的钢筋锈蚀等性能。6.答案：A解析：钢材的屈强比越小，结构的安全性越高，但钢材的有效利用率越低。7.答案：C解析：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，含水率大于纤维饱和点时，木材的强度等性能随含水率变化不明显；含水率小于纤维饱和点时，木材的强度等性能随含水率降低而增大。8.答案：D解析：石油沥青的牌号越高，其针入度越大，软化点越低，延度越大。9.答案：A解析：石子的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，同时不得大于钢筋间最小净距的3/4。10.答案：B解析：引气剂能改善混凝土拌合物的和易性，显著提高混凝土的抗渗性、抗冻性，但混凝土强度略有降低。11.答案：C解析：钢材在交变应力作用下，在远低于抗拉强度时突然发生断裂的现象称为疲劳破坏。12.答案：D解析：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14天。13.答案：A解析：普通碳素结构钢随钢号增大，含碳量增加，强度提高，塑性和韧性降低。14.答案：B解析：材料的耐水性用软化系数表示，软化系数越大，材料的耐水性越好。15.答案：C解析：大体积混凝土施工时，不宜选用硅酸盐水泥，因为其水化热大，易导致混凝土内部温度过高而产生裂缝，可选用中热水泥或低热水泥。

二、多项选择题（每题3分，共15分）1.答案：ACDE解析：材料的基本性质包括物理性质、力学性质、耐久性等。物理性质又可分为与质量有关的性质（如密度、表观密度、堆积密度等）、与水有关的性质（如亲水性、憎水性、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性等）、与热有关的性质（如导热性等）。材料的孔隙率会影响材料的密度、表观密度、强度、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性及导热性等性能，而材料的颜色属于材料的外观性质，不属于基本性质范畴。2.答案：ABDE解析：影响水泥安定性的因素主要有水泥中游离氧化钙、游离氧化镁过多或石膏掺量过多。水泥熟料矿物组成中，硅酸三钙水化速度快、放热量大，硅酸二钙水化速度慢、放热量小，铝酸三钙水化速度最快、放热量最大，铁铝酸四钙水化速度较快、放热量中等。水泥的细度越细，水化速度越快，早期强度越高，但干缩性也越大。水泥的安定性不良会导致混凝土构件产生膨胀性裂缝，影响工程质量。3.答案：BDE解析：提高混凝土耐久性的主要措施有：①根据工程环境及要求，合理选用水泥品种；②控制水灰比及保证足够的水泥用量；③选用质量良好、级配合理的骨料和合理的砂率；④掺用合适的外加剂，如引气剂、减水剂、缓凝剂等。提高混凝土强度可采用提高水泥强度等级、降低水灰比、采用级配良好的骨料、加强养护等措施，但这些措施并不直接等同于提高耐久性的措施。增加用水量会降低混凝土的强度和耐久性，而增加水泥用量在保证水灰比合适的情况下有助于提高耐久性，但单纯增加水泥用量而不考虑其他因素，不一定能有效提高耐久性。4.答案：ABC解析：钢材的冷加工强化是指在常温下对钢材进行冷拉、冷拔和冷轧等加工，可提高其屈服强度，但钢材的塑性和韧性会降低。时效处理是指将经过冷加工的钢材在常温下存放1520天，或加热到100200℃并保持一定时间，其屈服强度、抗拉强度及硬度进一步提高，塑性和韧性继续降低的现象。钢材经冷加工强化及时效处理后，其强度提高，塑性和韧性降低，可节约钢材，但会降低钢材的可焊性。钢材的疲劳强度与应力循环次数有关，一般钢材在承受交变应力作用时，在远低于抗拉强度时就可能发生疲劳破坏，与冷加工强化及时效处理并无直接关联。5.答案：ACDE解析：木材的腐朽是由真菌侵害引起的，而真菌的生存和繁殖需要适宜的温度、湿度和氧气等条件。为了防止木材腐朽，可采取以下措施：①干燥处理，使木材含水率低于纤维饱和点，抑制真菌生长；②防腐剂处理，将防腐剂注入木材中，毒杀真菌；③通风，保持空气流通，降低木材周围的湿度和减少氧气含量；④与地面隔离，避免木材直接接触土壤中的水分和菌类。增加木材的含氧量会促进真菌的生长繁殖，不利于防止木材腐朽。

三、填空题（每空1分，共15分）1.答案：亲水性；憎水性2.答案：初凝时间；终凝时间3.答案：立方体抗压强度标准值；轴心抗压强度设计值4.答案：含碳量；合金元素5.答案：气硬性胶凝材料；水硬性胶凝材料6.答案：孔隙率；孔隙特征7.答案：抗渗性；抗冻性8.答案：强度等级；质量等级9.答案：干燥收缩；碳化收缩

四、简答题（每题7分，共28分）1.简述材料的耐久性及其包含的内容答案：材料的耐久性是指材料在长期使用过程中，抵抗各种破坏因素的作用，保持其原有性能不变的能力。（2分）它包含以下内容：抗渗性：材料抵抗压力水渗透的能力。材料的抗渗性直接影响其使用环境和寿命，如地下室、水池等工程结构的材料需具备良好的抗渗性。（1分）抗冻性：材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，强度也不显著降低的性质。处于寒冷地区或遭受冻融作用的工程结构，其材料必须有足够的抗冻性。（1分）抗侵蚀性：材料抵抗环境介质侵蚀破坏作用的能力。在有侵蚀性介质的环境中，如化工车间、海港工程等，材料的抗侵蚀性尤为重要。（1分）碳化：大气中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水的过程。碳化会使水泥石的碱度降低，可能导致钢筋锈蚀，影响结构的耐久性。（1分）碱骨料反应：水泥中的碱与骨料中的活性二氧化硅等发生化学反应，导致混凝土膨胀、开裂甚至破坏的现象。这是影响混凝土耐久性的一个重要因素。（1分）2.为什么说硅酸盐水泥不宜用于大体积混凝土工程答案：硅酸盐水泥不宜用于大体积混凝土工程，主要原因如下：水化热高：硅酸盐水泥熟料中含有较多的硅酸三钙和铝酸三钙，它们水化速度快、放热量大。（2分）大体积混凝土内部散热困难：在大体积混凝土工程中，由于混凝土体积较大，水化热积聚在内部不易散发，会导致混凝土内部温度显著升高。（2分）温度应力导致裂缝：混凝土内部温度升高后，与表面形成较大的温度差，从而产生温度应力。当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝，影响结构的整体性和耐久性。（3分）3.简述影响混凝土强度的主要因素答案：影响混凝土强度的主要因素有以下几个方面：水泥强度等级和水灰比：水泥强度等级越高，混凝土强度越高；在水泥强度等级一定时，水灰比越小，混凝土强度越高。水灰比的大小直接影响水泥石的孔隙率和密实度，进而影响混凝土的强度。（2分）骨料的种类、质量和级配：碎石混凝土强度高于卵石混凝土；骨料质量好、级配合理，可提高混凝土的强度。良好的骨料级配能使混凝土在水泥浆用量一定时更加密实，从而提高强度。（2分）养护条件：温度和湿度对混凝土强度发展影响很大。在一定温度范围内，温度越高，水泥水化速度越快，混凝土强度发展也越快；湿度合适可保证水泥正常水化，避免混凝土因水分蒸发而影响强度增长。（2分）龄期：混凝土强度随龄期增长而提高，在正常养护条件下，初期强度增长较快，后期增长逐渐缓慢。（1分）4.石油沥青的三大指标是什么？各表示沥青的什么性质答案：石油沥青的三大指标是针入度、软化点和延度。（1分）针入度：表示沥青的稠度，针入度值越大，沥青越软，稠度越小。它反映了沥青在一定温度下的稀稠程度和抵抗剪切变形的能力。（2分）软化点：表示沥青的耐热性，软化点越高，沥青受热时越不易软化，耐热性越好。它是衡量沥青在温度升高时由固态变为黏流态的温度指标。（2分）延度：表示沥青的塑性，延度越大，沥青在受力拉伸时的塑性变形能力越强，塑性越好。它反映了沥青在常温下的柔韧性和适应变形的能力。（2分）

五、计算题（12分）某混凝土实验室配合比为1∶2.12∶4.37，水灰比W/C=0.62，每立方米混凝土水泥用量C=290kg。现场实测砂的含水率为3%，石子的含水率为1%。试计算：1.该混凝土的施工配合比。2.每立方米混凝土各种材料的用量。

1.计算施工配合比答案：已知实验室配合比为\(1∶2.12∶4.37\)，水灰比\(W/C=0.62\)，每立方米混凝土水泥用量\(C=290kg\)。施工配合比中：砂的用量\(S'=S(1+w_s)\)，其中\(S=2.12C=2.12×290=614.8kg\)，\(w_s=3\%\)，则\(S'=614.8×(1+3\%)=633.2kg\)。（2分）石子的用量\(G'=G(1+w_g)\)，其中\(G=4.37C=4.37×290=1267.3kg\)，\(w_g=1\%\)，则\(G'=1267.3×(1+1\%)=1280kg\)。（2分）水的用量\(W'=WSw_sGw_g\)，其中\(W=0.62C=0.62×290=179.8kg\)，则\(W'=179.8614.8×3\%1267.3×1\%=140.2kg\)。（2分）所以施工配合比为\(1∶633.2/290∶1280/290=1∶2.18∶4.41\)，水灰比不变仍为\(0.62\)。（1分）

2.计算每立方米混凝土各种材料的用量答案