西南大學2025年春0732土木工程材料試卷和答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.硅酸鹽水泥熟料中，水化速度最快、早期強度最高的礦物是（）。A.C3SB.C2SC.C3AD.C4AF2.混凝土拌合物的和易性不包括以下哪個指標？（）A.流動性B.保水性C.粘聚性D.抗?jié)B性3.建筑鋼材的屈強比（σs/σb）越小，說明（）。A.安全性越高，利用率越低B.安全性越低，利用率越高C.安全性和利用率均越高D.安全性和利用率均越低4.以下哪種材料屬于氣硬性膠凝材料？（）A.硅酸鹽水泥B.石灰C.普通混凝土D.石油瀝青5.用于配制高強度混凝土的骨料，最關鍵的技術要求是（）。A.顆粒級配良好B.含泥量低C.壓碎指標小D.表觀密度大6.瀝青的針入度越大，說明其（）。A.粘滯性越小B.溫度敏感性越低C.塑性越好D.耐久性越差7.測定混凝土立方體抗壓強度時，標準試件的尺寸是（）。A.100mm×100mm×100mmB.150mm×150mm×150mmC.200mm×200mm×200mmD.70.7mm×70.7mm×70.7mm8.以下哪種因素會降低混凝土的抗凍性？（）A.提高混凝土密實度B.摻入引氣劑C.增大水灰比D.降低孔隙率9.用于大體積混凝土工程的水泥，優(yōu)先選用（）。A.硅酸鹽水泥B.普通硅酸鹽水泥C.礦渣硅酸鹽水泥D.快硬硅酸鹽水泥10.建筑石膏的主要成分是（）。A.無水硫酸鈣（CaSO4）B.半水硫酸鈣（CaSO4·0.5H2O）C.二水硫酸鈣（CaSO4·2H2O）D.碳酸鈣（CaCO3）二、填空題（每空1分，共15分）1.硅酸鹽水泥的主要礦物組成包括C3S、C2S、C3A和______。2.混凝土的強度等級是根據(jù)______抗壓強度標準值確定的，符號為C。3.鋼材的冷加工強化是指在常溫下對鋼材進行______或冷拔處理，使其屈服強度提高、塑性降低的現(xiàn)象。4.石灰的陳伏是為了消除______的危害，陳伏時間一般不少于______天。5.普通混凝土的基本組成材料是水泥、水、______和______。6.瀝青的三大技術指標是針入度、______和______。7.衡量骨料顆粒級配的兩個指標是______和______。8.混凝土的徐變是指在長期______作用下，應變隨時間持續(xù)增長的現(xiàn)象。9.用于受海水侵蝕的混凝土工程，應優(yōu)先選用______水泥或______水泥。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述水泥石腐蝕的主要類型及防止腐蝕的措施。2.分析影響混凝土強度的主要因素，并說明提高混凝土強度的主要途徑。3.比較氣硬性膠凝材料與水硬性膠凝材料的區(qū)別，各舉兩例說明。4.解釋鋼材的“冷脆”現(xiàn)象，并說明影響鋼材冷脆性的主要因素。5.簡述瀝青混合料的組成結構類型及其特點。四、計算題（共15分）某工程需配制C30混凝土，已知：①水泥為P·O42.5，實測28d抗壓強度為45.0MPa；②中砂，表觀密度2.65g/cm3，堆積密度1500kg/m3；③碎石，表觀密度2.70g/cm3，堆積密度1600kg/m3；④施工要求坍落度為30-50mm，采用機械振搗；⑤混凝土拌合物的含氣量取1%。試計算：（1）混凝土的水灰比（W/C）；（2）假設混凝土的單位用水量m_w=180kg/m3，計算單位水泥用量m_c；（3）采用體積法計算砂石總用量（m_s+m_g），并確定砂率β_s=35%時的砂用量m_s和石用量m_g（計算結果保留整數(shù)）。（注：混凝土強度經(jīng)驗公式f_cu,0=f_cu,k+1.645σ，σ取5.0MPa；水泥富余系數(shù)γ_c=1.0；α_a=0.53，α_b=0.20）五、論述題（共10分）結合工程實例，論述高性能混凝土（HPC）的技術特性及其在現(xiàn)代土木工程中的應用優(yōu)勢。答案一、單項選擇題1.A2.D3.A4.B5.C6.A7.B8.C9.C10.B二、填空題1.C4AF2.立方體3.冷拉4.過火石灰155.砂（細骨料）石子（粗骨料）6.延度軟化點7.篩余百分率累計篩余百分率8.荷載9.礦渣火山灰質(zhì)（或粉煤灰、復合）三、簡答題1.水泥石腐蝕的主要類型包括：①軟水腐蝕（溶出性腐蝕），②鹽類腐蝕（硫酸鹽、鎂鹽等），③酸類腐蝕（碳酸、鹽酸等），④強堿腐蝕。防止措施：①根據(jù)環(huán)境介質(zhì)選擇合適水泥品種；②提高水泥石密實度（降低水灰比、摻礦物摻合料）；③表面加做耐蝕保護層（如涂料、瓷磚）；④控制水泥中C3A含量（減少易腐蝕成分）。2.影響混凝土強度的主要因素：①水泥強度和水灰比（最主要因素，強度與水灰比成反比，與水泥強度成正比）；②骨料質(zhì)量（強度、表面特征、級配）；③養(yǎng)護條件（溫度、濕度、齡期）；④施工質(zhì)量（攪拌、振搗密實度）。提高強度的途徑：①選用高強度等級水泥；②降低水灰比（摻減水劑）；③采用優(yōu)質(zhì)骨料（低含泥量、高表面粗糙度）；④加強養(yǎng)護（標準養(yǎng)護或蒸壓養(yǎng)護）；⑤摻加礦物摻合料（如硅灰、粉煤灰）提高密實度。3.區(qū)別：①氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，且只能在空氣中保持或發(fā)展強度（如石灰、石膏）；②水硬性膠凝材料既能在空氣中硬化，又能在水中更好地硬化并保持強度（如硅酸鹽水泥、礦渣水泥）。實例：氣硬性—石灰、建筑石膏；水硬性—普通硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。4.冷脆現(xiàn)象：鋼材在低溫下由塑性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈云茐牡默F(xiàn)象（沖擊韌性顯著降低）。影響因素：①化學成分（含磷量高會顯著增加冷脆性；含碳量增加也會加劇）；②晶體結構（體心立方結構的鐵素體比面心立方的奧氏體更易冷脆）；③加工工藝（冷加工使鋼材晶格畸變，冷脆性增加）；④溫度（低于脆性轉(zhuǎn)變溫度時冷脆明顯）。5.瀝青混合料的組成結構類型及特點：①懸浮-密實結構（細集料多，粗集料懸浮于細料中，密實度高、強度較高但高溫穩(wěn)定性差，如普通AC型瀝青混凝土）；②骨架-空隙結構（粗集料形成骨架，細料填充不足，空隙率大、高溫穩(wěn)定性好但耐久性差，如OGFC開級配瀝青磨耗層）；③骨架-密實結構（粗集料形成骨架，細料充分填充空隙，兼具高密實度和高穩(wěn)定性，如SMA瀝青瑪蹄脂碎石混合料）。四、計算題（1）計算配制強度f_cu,0：f_cu,0=f_cu,k+1.645σ=30+1.645×5=38.225MPa根據(jù)混凝土強度公式f_cu,0=α_aγ_c(f_ce)(C/W-α_b)變形得W/C=α_aγ_cf_ce/(f_cu,0+α_aα_bγ_cf_ce)代入數(shù)據(jù)：α_a=0.53，γ_c=1.0，f_ce=45.0MPa，α_b=0.20W/C=(0.53×1.0×45.0)/(38.225+0.53×0.20×1.0×45.0)分子=23.85，分母=38.225+4.77=42.995W/C≈0.555（取0.56）（2）單位水泥用量m_c=m_w/(W/C)=180/0.56≈321kg/m3（保留整數(shù)為321kg）（3）體積法公式：m_c/ρ_c+m_w/ρ_w+(m_s+m_g)/ρ_0+α=1其中ρ_c=3.10g/cm3（水泥密度），ρ_w=1.0g/cm3，α=0.01（含氣量）代入數(shù)據(jù)：321/3100+180/1000+(m_s+m_g)/[(2.65×m_s+2.70×m_g)/(m_s+m_g)]+0.01=1簡化骨料平均表觀密度：ρ_ag=(2.65m_s+2.70m_g)/(m_s+m_g)=2.65+0.05(m_g)/(m_s+m_g)=2.65+0.05(1-β_s)因β_s=35%，故m_g/(m_s+m_g)=65%ρ_ag≈2.65+0.05×0.65=2.6825g/cm3=2682.5kg/m3代入體積方程：0.1035+0.18+(m_s+m_g)/2682.5+0.01=1(m_s+m_g)/2682.5=1-0.2935=0.7065m_s+m_g=0.7065×2682.5≈1895kg/m3砂用量m_s=(m_s+m_g)×β_s=1895×35%≈663kg石用量m_g=1895-663≈1232kg五、論述題高性能混凝土（HPC）是一種具有高耐久性、高強度、高工作性和體積穩(wěn)定性的混凝土，其技術特性主要包括：①高耐久性（抗?jié)B、抗凍、抗氯離子滲透能力強，適用于海洋工程、橋梁等嚴苛環(huán)境）；②高強度（通?！?0MPa，部分可達100MPa以上，減少結構截面尺寸）；③高工作性（良好的流動性、粘聚性，便于泵送和澆筑，如超高層建筑的泵送混凝土）；④低水膠比（通常≤0.4，摻加礦物摻合料如硅灰、粉煤灰，提高密實度）；⑤體積穩(wěn)定性（低收縮、低徐變，減少裂縫產(chǎn)生）。工程實例：港珠澳大橋沉管隧道工程中，采用了C55高性能混凝土，通過優(yōu)化配合比（摻加硅灰和高效減水劑），將氯離子滲透系數(shù)降