2025年土木工程材料復(fù)習(xí)試題附答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共40分）1.材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積為V，自然狀態(tài)下的體積為V?，堆積狀態(tài)下的體積為V?，則材料的密度ρ、表觀密度ρ?、堆積密度ρ?的關(guān)系為（）。A.ρ＞ρ?＞ρ?B.ρ?＞ρ＞ρ?C.ρ?＞ρ?＞ρD.ρ＞ρ?＞ρ?2.以下哪種膠凝材料屬于氣硬性膠凝材料？（）A.硅酸鹽水泥B.普通硅酸鹽水泥C.石灰D.鋁酸鹽水泥3.硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間不得早于（），終凝時(shí)間不得遲于（）。A.30min；6hB.45min；6.5hC.60min；10hD.90min；12h4.混凝土中，砂的顆粒級(jí)配良好的標(biāo)準(zhǔn)是（）。A.空隙率小且總表面積小B.空隙率大且總表面積小C.空隙率小且總表面積大D.空隙率大且總表面積大5.普通混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f?,k是指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作養(yǎng)護(hù)的邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在（）齡期用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)得的具有（）保證率的抗壓強(qiáng)度。A.7d；90%B.28d；95%C.28d；90%D.7d；95%6.以下哪種外加劑能顯著提高混凝土的早期強(qiáng)度？（）A.緩凝劑B.引氣劑C.早強(qiáng)劑D.減水劑7.鋼材的伸長(zhǎng)率δ?（標(biāo)距為5倍直徑）與δ??（標(biāo)距為10倍直徑）的關(guān)系為（）。A.δ?＞δ??B.δ?＜δ??C.δ?=δ??D.無(wú)固定關(guān)系8.石油瀝青的針入度越大，說(shuō)明其（）。A.粘滯性越大B.粘滯性越小C.溫度敏感性越高D.溫度敏感性越低9.燒結(jié)普通磚的強(qiáng)度等級(jí)是根據(jù)（）確定的。A.抗壓強(qiáng)度平均值與標(biāo)準(zhǔn)值B.抗壓強(qiáng)度最大值與最小值C.抗折強(qiáng)度平均值D.抗壓強(qiáng)度平均值10.以下哪種材料不屬于活性混合材料？（）A.?；郀t礦渣B.火山灰質(zhì)混合材料C.粉煤灰D.石灰石11.混凝土的和易性不包括（）。A.流動(dòng)性B.粘聚性C.保水性D.耐久性12.測(cè)定水泥體積安定性的方法是（）。A.維卡儀法B.沸煮法C.坍落度法D.針入度法13.以下關(guān)于鋼材冷加工強(qiáng)化的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.冷加工可提高鋼材的屈服強(qiáng)度B.冷加工會(huì)降低鋼材的塑性和韌性C.冷加工后的鋼材時(shí)效處理可進(jìn)一步提高強(qiáng)度D.冷加工適用于所有類(lèi)型的鋼材14.普通混凝土中，石子的最大粒徑不得超過(guò)結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的（），且不得超過(guò)鋼筋最小凈距的（）。A.1/4；3/4B.1/3；2/3C.1/2；1/2D.1/5；1/315.以下哪種材料的導(dǎo)熱系數(shù)最??？（）A.鋼材B.混凝土C.泡沫塑料D.花崗巖16.石灰的陳伏處理是為了（）。A.降低發(fā)熱量B.消除過(guò)火石灰的危害C.提高強(qiáng)度D.增加保水性17.高性能混凝土（HPC）的核心性能是（）。A.高流動(dòng)性B.高強(qiáng)度C.高耐久性D.高體積穩(wěn)定性18.瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性主要通過(guò)（）指標(biāo)評(píng)價(jià)。A.馬歇爾穩(wěn)定度B.延度C.針入度D.軟化點(diǎn)19.以下哪種水泥適用于大體積混凝土工程？（）A.硅酸鹽水泥B.礦渣硅酸鹽水泥C.快硬硅酸鹽水泥D.鋁酸鹽水泥20.木材的強(qiáng)度中，（）強(qiáng)度最高。A.順紋抗拉B.順紋抗壓C.橫紋抗拉D.橫紋抗壓二、填空題（每空1分，共20分）1.材料的耐水性用________表示，其值越大，耐水性越________。2.硅酸鹽水泥的主要礦物成分包括________、________、________、________。3.混凝土的耐久性主要包括________、________、________、________等性能。4.鋼材的屈強(qiáng)比（σ?/σ?）越小，說(shuō)明鋼材的________越好，但________利用率越低。5.石油瀝青的三大技術(shù)指標(biāo)是________、________、________。6.砂漿的和易性包括________和________，分別用________和________表示。7.燒結(jié)多孔磚的孔洞率應(yīng)不小于________，主要用于________。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述水泥體積安定性不良的原因及危害。2.混凝土中骨料的作用是什么？為何要限制骨料的含泥量和泥塊含量？3.減水劑的作用機(jī)理是什么？摻入減水劑對(duì)混凝土性能有哪些影響？4.鋼材的冷加工強(qiáng)化與時(shí)效處理有何區(qū)別？對(duì)鋼材性能有何影響？5.簡(jiǎn)述石油瀝青的老化過(guò)程及其對(duì)瀝青性能的影響。四、計(jì)算題（共30分）1.某石材試樣的質(zhì)量為250g，將其放入盛水的量筒中，水面由180mL上升至230mL；將其烘干后質(zhì)量為245g，再放入水中飽和吸水，質(zhì)量為260g。計(jì)算該石材的密度、表觀密度、吸水率。（5分）2.某普通混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30，標(biāo)準(zhǔn)差σ=5.0MPa，采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥（富余系數(shù)γc=1.13），碎石（α?=0.53，α?=0.20），水灰比為0.45，單位用水量為180kg/m3，砂率為35%。計(jì)算混凝土的單位水泥用量、砂石用量。（10分）3.某鋼材試件的原始標(biāo)距為50mm，拉斷后標(biāo)距為65mm，試件原始直徑為10mm，拉斷時(shí)的最大荷載為250kN，屈服荷載為180kN。計(jì)算該鋼材的伸長(zhǎng)率、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度。（15分）五、論述題（共30分）1.高性能混凝土（HPC）與普通混凝土相比有哪些特點(diǎn)？在工程中如何應(yīng)用？（15分）2.結(jié)合“雙碳”目標(biāo)，論述土木工程材料的發(fā)展趨勢(shì)。（15分）參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.A2.C3.B4.A5.B6.C7.A8.B9.A10.D11.D12.B13.D14.A15.C16.B17.C18.A19.B20.A二、填空題1.軟化系數(shù)；好2.硅酸三鈣（C?S）；硅酸二鈣（C?S）；鋁酸三鈣（C?A）；鐵鋁酸四鈣（C?AF）3.抗?jié)B性；抗凍性；抗侵蝕性；碳化性（或堿骨料反應(yīng)）4.安全儲(chǔ)備；強(qiáng)度5.針入度；延度；軟化點(diǎn)6.流動(dòng)性；保水性；沉入度（稠度）；分層度7.25%；承重墻體三、簡(jiǎn)答題1.原因：水泥中游離氧化鈣（f-CaO）、游離氧化鎂（f-MgO）含量過(guò)高，或石膏（SO?）摻量過(guò)多。危害：水泥硬化后，這些成分在緩慢水化過(guò)程中產(chǎn)生體積膨脹（如f-CaO水化生成Ca(OH)?，體積增大97%），導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)裂縫、酥松、崩潰，影響結(jié)構(gòu)安全。2.骨料的作用：骨料是混凝土的骨架，占體積的70%-80%，可減少水泥用量、降低水化熱、提高體積穩(wěn)定性；骨料與水泥漿粘結(jié)形成強(qiáng)度，骨料本身強(qiáng)度直接影響混凝土強(qiáng)度。限制含泥量和泥塊含量的原因：泥和泥塊會(huì)包裹骨料表面，削弱骨料與水泥漿的粘結(jié)力，降低混凝土強(qiáng)度；增加需水量，增大干縮；易形成薄弱層，降低抗?jié)B性、抗凍性等耐久性。3.作用機(jī)理：減水劑為表面活性劑，其分子吸附在水泥顆粒表面，產(chǎn)生靜電斥力（雙電層理論）或空間位阻效應(yīng)，使水泥顆粒分散，釋放被包裹的自由水，從而減少用水量；同時(shí)，減水劑可降低水的表面張力，改善混凝土和易性。對(duì)性能的影響：①相同用水量下，提高流動(dòng)性；②相同流動(dòng)性下，減少用水量，提高強(qiáng)度；③降低水灰比，改善耐久性；④部分減水劑（如引氣型）可提高抗凍性。4.區(qū)別：冷加工強(qiáng)化是通過(guò)機(jī)械手段（如冷拉、冷拔）在常溫下對(duì)鋼材進(jìn)行塑性變形，使晶格畸變、位錯(cuò)密度增加，從而提高屈服強(qiáng)度；時(shí)效處理是將冷加工后的鋼材在常溫（自然時(shí)效）或加熱（人工時(shí)效）條件下放置，使碳、氮原子向位錯(cuò)處聚集，進(jìn)一步阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，提高強(qiáng)度。對(duì)性能的影響：冷加工強(qiáng)化提高屈服強(qiáng)度，但降低塑性和韌性；時(shí)效處理進(jìn)一步提高強(qiáng)度（尤其是屈服強(qiáng)度），同時(shí)可能降低塑性，但比冷加工后的塑性略高。5.老化過(guò)程：瀝青在長(zhǎng)期使用中受光照、氧氣、溫度等因素影響，發(fā)生氧化、縮合反應(yīng)，低分子組分（油分、樹(shù)脂）轉(zhuǎn)化為高分子組分（瀝青質(zhì)），導(dǎo)致瀝青變硬、變脆。對(duì)性能的影響：針入度減?。ㄕ硿栽龃螅?，延度降低（塑性變差），軟化點(diǎn)升高（溫度敏感性降低），抗裂性和施工性能下降，易出現(xiàn)裂縫。四、計(jì)算題1.解：-密度ρ=烘干質(zhì)量/絕對(duì)密實(shí)體積=245g/(230-180)mL=245/50=4.9g/cm3（或4900kg/m3）。-表觀密度ρ?=自然狀態(tài)質(zhì)量/表觀體積=250g/50mL=5.0g/cm3（或5000kg/m3）。-吸水率W=(吸水后質(zhì)量-烘干質(zhì)量)/烘干質(zhì)量×100%=(260-245)/245×100%≈6.12%。2.解：①計(jì)算配制強(qiáng)度f(wàn)??=f?,k+1.645σ=30+1.645×5=38.225MPa。②水泥實(shí)際強(qiáng)度f(wàn)?=γc×f?,g=1.13×42.5≈48.025MPa。③水灰比W/C=α?f?/(f??+α?α?f?)=0.53×48.025/(38.225+0.53×0.20×48.025)=25.453/(38.225+5.091)=25.453/43.316≈0.588（但題目給定水灰比為0.45，以題目數(shù)據(jù)為準(zhǔn)）。④單位水泥用量C=W/(W/C)=180/0.45=400kg/m3。⑤混凝土假定密度ρ?=2400kg/m3（普通混凝土取2350-2450kg/m3），則砂石總質(zhì)量G+S=ρ?-W-C=2400-180-400=1820kg/m3。⑥砂率β?=S/(G+S)=35%，故S=1820×35%=637kg/m3，G=1820-637=1183kg/m3。答案：水泥用量400kg/m3，砂637kg/m3，石子1183kg/m3。3.解：-伸長(zhǎng)率δ=(L?-L?)/L?×100%=(65-50)/50×100%=30%。-原始截面積A?=πd?2/4=3.14×102/4=78.5mm2=78.5×10??m2。-屈服強(qiáng)度σ?=屈服荷載/A?=180×103N/(78.5×10??m2)=2.29×10?Pa≈229MPa。-抗拉強(qiáng)度σ?=最大荷載/A?=250×103N/(78.5×10??m2)=3.18×10?Pa≈318MPa。五、論述題1.高性能混凝土的特點(diǎn)：①高耐久性：通過(guò)低水膠比、摻加礦物摻合料（如硅灰、粉煤灰）等提高抗?jié)B、抗凍、抗腐蝕能力，適用于嚴(yán)苛環(huán)境（如海洋工程）。②高工作性：良好的流動(dòng)性、粘聚性和保水性，便于泵送和澆筑，減少施工缺陷。③高強(qiáng)度或適當(dāng)強(qiáng)度：不一定追求超高強(qiáng)（如C60-C100），但強(qiáng)度與耐久性協(xié)同優(yōu)化。④高體積穩(wěn)定性：低收縮、低徐變，減少裂縫風(fēng)險(xiǎn)。⑤環(huán)保性：大量使用工業(yè)廢渣（如礦渣、粉煤灰），降低水泥用量，減少碳排放。工程應(yīng)用：-大型基礎(chǔ)設(shè)施：如跨海大橋（港珠澳大橋）、超高層建筑（上海中心大廈），利用其高耐久性抵抗氯離子侵蝕和荷載。-特殊環(huán)境工程：如核反應(yīng)堆外殼、凍融循環(huán)區(qū)結(jié)構(gòu)，通過(guò)高抗凍性和抗輻射性保障安全。-預(yù)制構(gòu)件：如地鐵管片、預(yù)制梁，利用其高工作性和早期強(qiáng)度提高生產(chǎn)效率。2.土木工程材料的發(fā)展趨勢(shì)（結(jié)合“雙碳”目標(biāo)）：①綠色化：推廣低碳膠凝材料，如低鈣水泥（硫鋁酸鹽水泥）、堿激發(fā)膠凝材料（利用工業(yè)廢渣），減少水泥生產(chǎn)中的CO?排放（水泥生產(chǎn)占全球碳排放的8%）；開(kāi)發(fā)再生骨料混凝土，利用建筑垃圾（如廢混凝土、廢磚）替代天然骨料，降低資源消耗。②功能化：研發(fā)智能材料（如自修復(fù)混凝土，通過(guò)內(nèi)置微生物或微膠囊修復(fù)裂縫）、保溫-結(jié)構(gòu)一體化材料（如泡沫混凝土復(fù)合墻板），提升建筑能效；開(kāi)發(fā)吸能減震材料（如高延性纖維混凝土），提高結(jié)構(gòu)抗震性能。③智能化：結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)，開(kāi)發(fā)自監(jiān)測(cè)材料（如碳纖維混凝土，通過(guò)電阻率變化監(jiān)測(cè)應(yīng)力），實(shí)現(xiàn)結(jié)