(2025年)土木工程材料(建筑材料)期末考試試卷(答案附后)一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種水泥的早期強(qiáng)度最高？A.礦渣硅酸鹽水泥B.普通硅酸鹽水泥C.火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥D.粉煤灰硅酸鹽水泥2.混凝土的和易性不包括以下哪項(xiàng)指標(biāo)？A.流動(dòng)性B.保水性C.黏聚性D.抗?jié)B性3.鋼材的屈強(qiáng)比（σs/σb）越小，說(shuō)明鋼材的：A.強(qiáng)度越高B.安全性越高C.塑性越差D.冷彎性能越差4.瀝青的“三大指標(biāo)”不包括：A.針入度B.延度C.軟化點(diǎn)D.閃點(diǎn)5.用于配制C60高性能混凝土?xí)r，優(yōu)先選用的骨料是：A.河砂+卵石B.機(jī)制砂+碎石C.海砂+卵石D.山砂+碎石6.普通硅酸鹽水泥的終凝時(shí)間不得遲于：A.45分鐘B.600分鐘C.390分鐘D.10小時(shí)7.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.鋁酸鹽水泥D.硫鋁酸鹽水泥8.混凝土中摻入引氣劑后，主要改善的性能是：A.強(qiáng)度B.耐久性C.密實(shí)度D.彈性模量9.建筑鋼材中，硫元素的主要危害是：A.降低強(qiáng)度B.導(dǎo)致冷脆C.導(dǎo)致熱脆D.增加焊接性能10.用于道路路面的瀝青，應(yīng)優(yōu)先考慮其：A.高溫穩(wěn)定性B.低溫抗裂性C.耐老化性D.以上均需考慮二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分，多選、錯(cuò)選不得分，少選得1分）11.影響混凝土強(qiáng)度的主要因素包括：A.水膠比B.養(yǎng)護(hù)溫度C.骨料種類D.攪拌時(shí)間12.以下屬于綠色建材的有：A.再生骨料混凝土B.蒸壓加氣混凝土砌塊C.高堿玻璃纖維D.低碳水泥13.鋼材的強(qiáng)化機(jī)制包括：A.固溶強(qiáng)化B.細(xì)晶強(qiáng)化C.沉淀強(qiáng)化D.冷加工強(qiáng)化14.瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性不足時(shí)，可能出現(xiàn)的病害有：A.車轍B.擁包C.裂縫D.泛油15.以下關(guān)于石材的描述正確的有：A.大理石耐酸性較差，不宜用于室外B.花崗巖硬度高，適用于地面鋪裝C.石灰?guī)r易被酸雨侵蝕D.砂巖孔隙率低，抗凍性好三、填空題（每空1分，共15分）16.通用硅酸鹽水泥的組成中，______礦物決定了水泥的早期強(qiáng)度。17.混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為______mm3。18.鋼材的伸長(zhǎng)率δ5表示采用______倍試件直徑的標(biāo)距測(cè)得的斷后伸長(zhǎng)率。19.瀝青的針入度越大，表明其______（填“越軟”或“越硬”）。20.石灰的熟化過(guò)程會(huì)釋放大量熱量，并伴隨顯著的______（填“膨脹”或“收縮”）。21.混凝土耐久性的核心指標(biāo)包括抗?jié)B性、抗凍性和______。22.建筑石膏的主要成分是______（填化學(xué)式）。23.鋼材的冷加工強(qiáng)化是指通過(guò)______（如冷拉、冷拔）提高其屈服強(qiáng)度的過(guò)程。24.用于配制自密實(shí)混凝土?xí)r，需重點(diǎn)控制其______和抗離析性。25.礦渣硅酸鹽水泥的耐熱性優(yōu)于普通硅酸鹽水泥，主要因?yàn)槠鋉_____含量較高。26.木材的強(qiáng)度中，______（填“順紋抗拉”或“橫紋抗壓”）強(qiáng)度最高。27.高性能混凝土（HPC）通常需要摻入______（如硅灰、粉煤灰）以改善性能。28.建筑用砂的顆粒級(jí)配通過(guò)______試驗(yàn)確定。29.鋼材的焊接性能主要與______（元素）含量有關(guān)，含量越高，焊接性越差。30.瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)主要用于評(píng)價(jià)其______性能。四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）31.簡(jiǎn)述水泥石的腐蝕類型及防止措施。32.分析減水劑在混凝土中的作用機(jī)制，并說(shuō)明其對(duì)混凝土性能的影響。33.對(duì)比粉煤灰硅酸鹽水泥與火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥的性能差異及適用場(chǎng)景。34.解釋鋼材的“時(shí)效強(qiáng)化”現(xiàn)象，并說(shuō)明其對(duì)鋼材性能的影響。35.簡(jiǎn)述瀝青的老化過(guò)程及延緩老化的主要措施。五、計(jì)算題（每題10分，共20分）36.某工程需配制C30混凝土，已知：水泥（P·O42.5）的實(shí)際強(qiáng)度為45MPa，骨料為碎石（回歸系數(shù)αa=0.46，αb=0.07），施工要求坍落度為30-50mm（查表得用水量為180kg/m3），砂率取35%，混凝土拌合物表觀密度為2400kg/m3。試計(jì)算混凝土的初步配合比（水膠比、水泥用量、砂用量、石用量）。37.某鋼材拉伸試驗(yàn)中，試件原始截面積為500mm2，原始標(biāo)距為100mm。試驗(yàn)測(cè)得：屈服荷載為180kN，最大荷載為250kN，斷后標(biāo)距為125mm。計(jì)算該鋼材的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及斷后伸長(zhǎng)率。六、論述題（10分）38.結(jié)合“雙碳”目標(biāo)（碳達(dá)峰、碳中和），論述土木工程材料未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)路徑，并舉例說(shuō)明。答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.D3.B4.D5.B6.B7.B8.B9.C10.D二、多項(xiàng)選擇題11.ABC12.ABD13.ABCD14.AB15.ABC三、填空題16.硅酸三鈣（C3S）17.15018.519.越軟20.膨脹21.抗侵蝕性22.CaSO4·0.5H2O23.塑性變形24.流動(dòng)性25.礦渣26.順紋抗拉27.礦物摻合料28.篩分析29.碳30.高溫穩(wěn)定四、簡(jiǎn)答題31.腐蝕類型：軟水侵蝕、硫酸鹽侵蝕、鎂鹽侵蝕、碳酸侵蝕、酸類侵蝕。防止措施：根據(jù)環(huán)境選擇合適水泥品種；提高水泥石密實(shí)度（降低水膠比、摻礦物摻合料）；表面防護(hù)（涂覆防水材料）。32.作用機(jī)制：減水劑通過(guò)吸附-分散作用降低水泥顆粒間的范德華力，釋放包裹水；同時(shí)引入少量微小氣泡，潤(rùn)滑骨料。對(duì)性能的影響：在保持流動(dòng)性時(shí)減少用水量，提高強(qiáng)度；或保持水膠比時(shí)增加流動(dòng)性，改善和易性；降低孔隙率，提高耐久性。33.性能差異：粉煤灰水泥需水量小、干縮性小、抗裂性好；火山灰水泥需水量大、干縮大、抗?jié)B性好。適用場(chǎng)景：粉煤灰水泥適用于大體積混凝土、抗裂要求高的工程；火山灰水泥適用于地下、水中等抗?jié)B要求高的工程，不宜用于干燥環(huán)境。34.時(shí)效強(qiáng)化：鋼材經(jīng)冷加工后，隨時(shí)間延長(zhǎng)，碳、氮原子向位錯(cuò)處聚集，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致強(qiáng)度進(jìn)一步提高、塑性降低的現(xiàn)象。影響：提高屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，但降低塑性和韌性，冷彎性能變差。35.老化過(guò)程：瀝青在熱、氧、光、水等作用下，輕質(zhì)組分揮發(fā)、氧化，逐漸轉(zhuǎn)化為瀝青質(zhì)，導(dǎo)致針入度減小、延度降低、軟化點(diǎn)升高，性能變脆。延緩措施：添加抗老化劑（如紫外線吸收劑）、采用改性瀝青（如SBS改性）、施工中控制加熱溫度和時(shí)間。五、計(jì)算題36.（1）水膠比（W/B）：根據(jù)強(qiáng)度公式fcu,0=αa·fce·(B/W-αb)，fcu,0=30+1.645×5=38.2MPa（假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)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）砂石總質(zhì)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（質(zhì)量比）：水泥:水:砂:石=383:180:643:1194（或約1:0.47:1.68:3.12）。37.屈服強(qiáng)度σs=Fs/A0=180×103N/500mm2=360MPa；抗拉強(qiáng)度σb=Fb/A0=250×103N/500mm2=500MPa；斷后伸長(zhǎng)率δ=(L1-L0)/L0×100%=(125-100)/100×100%=25%。六、論述題38.關(guān)鍵技術(shù)路徑：（1）低碳膠凝材料開發(fā)：如低鈣硅酸鹽水泥（C2S為主）、固碳水泥（利用工業(yè)廢渣如鋼渣、礦渣）、碳酸鹽水泥（直接吸收CO2養(yǎng)護(hù)）。例如，碳養(yǎng)護(hù)混凝土可在生產(chǎn)過(guò)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處理技術(shù)（如納米硅改性），開發(fā)高摻量再生混凝土（如再生骨料替代率≥50%）；推廣再生鋼材（廢鋼電爐短流程煉鋼），減少鐵礦石消耗。（3）節(jié)能型材料制備：采用低溫煅燒技術(shù)（如水泥煅燒溫度從1450℃降至1200℃）、太陽(yáng)能養(yǎng)護(hù)混凝土、免燒磚（利用堿激發(fā)膠凝材料）。（