廣東開放大學(xué)2025年春《建筑材料(專)》形考一答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量稱為（）。A.密度B.表觀密度C.堆積密度D.孔隙率答案：A解析：密度的定義是材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，計算時需將材料磨細(xì)至粒徑小于0.2mm，以排除內(nèi)部孔隙的影響。表觀密度（B）是材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，包含內(nèi)部閉口孔隙；堆積密度（C）針對散粒材料，指堆積狀態(tài)下的單位體積質(zhì)量；孔隙率（D）是孔隙體積占總體積的比例，與質(zhì)量無關(guān)。2.材料的耐水性用（）表示。A.軟化系數(shù)B.滲透系數(shù)C.抗凍等級D.導(dǎo)熱系數(shù)答案：A解析：軟化系數(shù)是材料在飽和水狀態(tài)下的抗壓強度與干燥狀態(tài)下抗壓強度的比值，反映材料受水作用后強度降低的程度，是衡量耐水性的關(guān)鍵指標(biāo)。滲透系數(shù)（B）用于表征材料的抗?jié)B性；抗凍等級（C）反映材料抵抗凍融循環(huán)的能力；導(dǎo)熱系數(shù)（D）是材料導(dǎo)熱能力的量度。3.建筑石膏的主要成分是（）。A.無水硫酸鈣B.半水硫酸鈣C.二水硫酸鈣D.碳酸鈣答案：B解析：建筑石膏是將天然二水石膏（CaSO?·2H?O）在107~170℃下煅燒，失去部分結(jié)晶水后得到的半水硫酸鈣（CaSO?·0.5H?O）。無水硫酸鈣（A）需更高溫度煅燒，活性較低；二水硫酸鈣（C）是石膏的原始狀態(tài)；碳酸鈣（D）是石灰石的主要成分。4.硅酸鹽水泥的初凝時間不得早于（）。A.45minB.60minC.90minD.120min答案：A解析：根據(jù)《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007），硅酸鹽水泥的初凝時間（從加水到失去可塑性的時間）不得早于45分鐘，終凝時間不得遲于6.5小時。初凝時間過短會導(dǎo)致施工中來不及成型，因此需嚴(yán)格控制下限。5.混凝土的和易性不包括（）。A.流動性B.粘聚性C.保水性D.抗?jié)B性答案：D解析：和易性是混凝土在施工中易于操作并保持均勻密實的性能，包含流動性（稀稠程度）、粘聚性（各組分不分離）、保水性（不泌水）。抗?jié)B性（D）是混凝土抵抗水滲透的能力，屬于耐久性指標(biāo)，與和易性無關(guān)。6.普通混凝土的強度等級是根據(jù)（）確定的。A.立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值B.軸心抗壓強度C.抗拉強度D.抗折強度答案：A解析：混凝土強度等級按立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值（fcu,k）劃分，如C30表示邊長150mm立方體試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護28天、抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值不低于30MPa。軸心抗壓強度（B）用于結(jié)構(gòu)計算，數(shù)值約為立方體強度的0.7~0.8倍；抗拉強度（C）和抗折強度（D）分別反映抗拉伸和抗彎曲能力，非強度等級依據(jù)。7.下列材料中，屬于氣硬性膠凝材料的是（）。A.硅酸鹽水泥B.普通水泥C.石灰D.鋁酸鹽水泥答案：C解析：氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化并保持強度，如石灰、石膏；水硬性膠凝材料（如各種水泥，A、B、D）既能在空氣中硬化，也能在水中更好硬化。8.測定混凝土立方體抗壓強度時，標(biāo)準(zhǔn)試件的尺寸是（）。A.100mm×100mm×100mmB.150mm×150mm×150mmC.200mm×200mm×200mmD.70.7mm×70.7mm×70.7mm答案：B解析：標(biāo)準(zhǔn)試件為邊長150mm的立方體，若采用100mm或200mm試件，需乘以尺寸換算系數(shù)（0.95或1.05）。70.7mm試件用于砂漿強度測試。9.鋼材的屈強比（屈服強度/抗拉強度）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答案：A解析：屈強比越小，鋼材在超過屈服強度后仍有較大的強化階段（抗拉強度與屈服強度差值大），結(jié)構(gòu)破壞前有明顯變形預(yù)警，安全性高；但因屈服強度較低，材料利用率（實際使用中強度發(fā)揮程度）降低。10.木材在使用前應(yīng)進行干燥處理，其目的是（）。A.提高強度B.防止腐朽C.減小變形D.以上都是答案：D解析：木材干燥可降低含水率至與環(huán)境平衡的纖維飽和點以下，減少吸濕膨脹和干燥收縮導(dǎo)致的變形（C）；同時，干燥環(huán)境抑制真菌生長，防止腐朽（B）；適當(dāng)干燥還能提高木材的強度（A），因含水率過高時細(xì)胞壁內(nèi)水分增加會削弱分子間結(jié)合力。二、判斷題（每題2分，共20分）1.材料的孔隙率越大，其導(dǎo)熱系數(shù)越小。（√）解析：孔隙中空氣的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)小于固體材料，孔隙率增加時，材料內(nèi)部空氣填充的孔隙增多，整體導(dǎo)熱系數(shù)降低。但需注意，若孔隙連通且含水率高，水分會增大導(dǎo)熱性，此時孔隙率與導(dǎo)熱系數(shù)關(guān)系可能逆轉(zhuǎn)。2.建筑石膏硬化后體積會發(fā)生收縮。（×）解析：建筑石膏硬化時，半水硫酸鈣與水反應(yīng)提供二水硫酸鈣，結(jié)晶膨脹使體積略有膨脹（約1%），這是其區(qū)別于水泥的重要特性，可用于制作精密模具。3.硅酸鹽水泥中，C3S含量越高，早期強度越低。（×）解析：硅酸三鈣（C3S）是水泥中含量最高的礦物（50%左右），其水化速度快，水化熱大，對早期強度（3天、7天）貢獻(xiàn)最大。C3S含量越高，水泥早期強度越高；而硅酸二鈣（C2S）水化慢，主要影響后期強度（28天后）。4.混凝土中，水灰比越大，強度越高。（×）解析：根據(jù)鮑羅米公式（fcu=αa·fce·(C/W-αb)），混凝土強度與水灰比（W/C）成反比。水灰比越大，水泥石中多余水分蒸發(fā)形成的孔隙越多，結(jié)構(gòu)越疏松，強度越低。5.鋼材的冷加工強化會提高其屈服強度，但塑性和韌性降低。（√）解析：冷加工（如冷拉、冷拔）使鋼材在常溫下產(chǎn)生塑性變形，晶格缺陷增加，位錯密度提高，導(dǎo)致屈服強度和抗拉強度提高；但塑性變形消耗了部分變形能力，延伸率（δ）等塑性指標(biāo)下降，韌性（沖擊功）也降低。6.石油瀝青的針入度越大，說明其粘度越小。（√）解析：針入度是表征瀝青粘稠度的指標(biāo)，指在25℃、100g荷載下，標(biāo)準(zhǔn)針垂直貫入瀝青試樣5秒的深度（單位：0.1mm）。針入度越大，瀝青越軟，粘度越??；針入度越小，瀝青越硬，粘度越大。7.木材的順紋抗壓強度高于橫紋抗壓強度。（√）解析：木材的細(xì)胞纖維沿順紋方向排列緊密，順紋受壓時纖維主要承受壓力，強度較高；橫紋受壓時，纖維易被壓扁或折斷，強度僅為順紋的1/5~1/10。8.普通混凝土的耐久性包括抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性和抗碳化性。（√）解析：耐久性是混凝土在長期使用中保持性能的能力，主要指標(biāo)包括抗?jié)B（抵抗水滲透）、抗凍（抵抗凍融循環(huán)）、抗侵蝕（抵抗化學(xué)物質(zhì)腐蝕）、抗碳化（抵抗CO?與水泥石反應(yīng)）等。9.石灰的陳伏是為了消除過火石灰的危害。（√）解析：過火石灰（煅燒溫度過高、結(jié)構(gòu)致密的CaO）水化極慢，若未充分陳伏，在石灰硬化后才開始水化，產(chǎn)生體積膨脹（約2~3倍），導(dǎo)致表面鼓包、開裂。陳伏（在石灰漿中加水儲存2周以上）可使過火石灰充分熟化，消除危害。10.建筑鋼材的伸長率δ5表示采用標(biāo)距為5倍直徑的試件測得的伸長率。（√）解析：伸長率δn是鋼材拉斷后標(biāo)距伸長量與原標(biāo)距的比值，δ5（n=5）對應(yīng)標(biāo)距L0=5d0（d0為試件直徑），δ10對應(yīng)L0=10d0。同一鋼材δ5＞δ10，因標(biāo)距越長，局部頸縮對整體伸長率的影響越小。三、簡答題（每題10分，共40分）1.簡述材料的孔隙率與孔隙特征對材料性能的影響。材料的孔隙率（總孔隙體積占總體積的比例）和孔隙特征（孔隙的大小、分布、連通性、形狀）直接影響其物理、力學(xué)和耐久性能：（1）密度與表觀密度：孔隙率越大，表觀密度越小，密度（絕對密實狀態(tài)下的質(zhì)量）不受孔隙影響。（2）強度：孔隙的存在會削弱材料的結(jié)構(gòu)連續(xù)性，孔隙率越大，強度越低；閉口孔隙（不與外界連通）對強度的削弱小于開口孔隙（與外界連通）。（3）吸水性與吸濕性：開口孔隙率越大，材料越易吸水（吸水性）和吸濕（吸濕性）；閉口孔隙因無法進水，對吸水性無影響。（4）抗?jié)B性與抗凍性：開口連通孔隙會成為水或凍融循環(huán)中水分遷移的通道，降低抗?jié)B性和抗凍性；閉口孔隙可阻斷水分遷移，提高抗?jié)B、抗凍性能。（5）導(dǎo)熱性：孔隙中空氣的導(dǎo)熱系數(shù)（約0.023W/(m·K)）遠(yuǎn)小于固體材料（如石材約2.9W/(m·K)），孔隙率越大、孔隙越細(xì)小且閉口，導(dǎo)熱系數(shù)越小，保溫性能越好。2.對比石灰、石膏和水泥的硬化條件與硬化后的主要成分。（1）石灰：氣硬性膠凝材料，只能在空氣中硬化。生石灰（CaO）加水熟化提供氫氧化鈣（Ca(OH)?），硬化過程包括：①水分蒸發(fā)，Ca(OH)?結(jié)晶析出；②與空氣中CO?反應(yīng)，提供碳酸鈣（CaCO?）和水（Ca(OH)?+CO?=CaCO?↓+H?O）。硬化后主要成分為CaCO?和未完全碳化的Ca(OH)?。（2）石膏：氣硬性膠凝材料，硬化需在空氣中進行。建筑石膏（CaSO?·0.5H?O）與水反應(yīng)提供二水石膏（CaSO?·2H?O），形成針狀結(jié)晶交織結(jié)構(gòu)。硬化后主要成分為CaSO?·2H?O。（3）水泥：水硬性膠凝材料，既能在空氣中硬化，也能在水中硬化。硅酸鹽水泥的主要礦物（C3S、C2S、C3A、C4AF）與水發(fā)生水化反應(yīng)，提供水化硅酸鈣（C-S-H凝膠，約占70%）、氫氧化鈣（Ca(OH)?，約20%）、水化鋁酸鈣（C3AH6）等。硬化后主要成分為C-S-H凝膠和Ca(OH)?，其中C-S-H凝膠是強度的主要來源。3.分析影響混凝土和易性的主要因素。和易性是混凝土在施工中易于攪拌、運輸、澆筑、搗實并保持均勻密實的性能，影響因素包括：（1）水泥漿的數(shù)量與稠度：水泥漿是混凝土的“潤滑劑”，數(shù)量越多（即水灰比不變時，水泥用量增加），流動性越大；但水泥漿過多會導(dǎo)致粘聚性和保水性下降（易泌水）。水泥漿的稠度由水灰比決定，水灰比越小，水泥漿越稠，流動性越小，反之則流動性大，但水灰比過大可能導(dǎo)致離析。（2）砂率（砂占砂石總質(zhì)量的百分比）：砂率過小，骨料間潤滑不足，流動性差且易離析；砂率過大，砂的總表面積增大，需更多水泥漿包裹，流動性降低。存在最優(yōu)砂率，此時骨料間空隙最小，水泥漿用量最省，和易性最佳。（3）骨料的性質(zhì)：骨料的顆粒級配越好（大小顆粒搭配合理），空隙率越小，需水泥漿越少，和易性越好；骨料的粒徑越大、表面越光滑（如卵石），摩擦力越小，流動性越好；針片狀顆粒過多會增大骨料間摩擦力，降低流動性。（4）外加劑：減水劑可吸附在水泥顆粒表面，降低顆粒間吸引力，增加流動性；引氣劑引入微小氣泡，可提高粘聚性和保水性，改善和易性。（5）環(huán)境條件：溫度升高會加速水泥水化，水分蒸發(fā)加快，混凝土流動性損失增大；攪拌時間過短，各組分混合不均，和易性差；運輸時間過長，水分流失或水泥水化，流動性降低。4.說明鋼材的冷加工強化與時效處理的區(qū)別及對性能的影響。（1）冷加工強化：在常溫下對鋼材進行機械加工（如冷拉、冷拔、冷軋），使其產(chǎn)生塑性變形。冷加工后，鋼材的屈服強度和抗拉強度提高（因塑性變形導(dǎo)致晶格畸變，位錯密度增加），但塑性（伸長率）和韌性（沖擊功）降低。例如，HPB300光圓鋼筋冷拉后可制成HRB335級鋼筋。（2）時效處理：將冷加工后的鋼材在常溫下存放15~20天（自然時效）或加熱至100~200℃保持2~3小時（人工時效）。時效過程中，鋼材內(nèi)部的過飽和固溶氮、碳等原子向位錯處聚集，形成“柯氏氣團”，進一步阻礙位錯運動，使屈服強度和抗拉強度繼續(xù)提高，塑性和韌性進一步降低。（3）區(qū)別：冷加工強化是塑性變形導(dǎo)致的強度提升；時效處理是溶質(zhì)原子擴散對位錯的釘扎作用，屬于后續(xù)強化過程。冷加工后立即測試，強度已提高；時效處理后，強度進一步提高（自然時效效果較慢，人工時效更顯著）。四、計算題（20分）某碎石的密度為2.65g/cm3，表觀密度為2.60g/cm3，堆積密度為1.50g/cm3。計算該碎石的孔隙率、空隙率，并判斷其顆粒級配是否良好（已知良好級配碎石的空隙率一般為30%~45%）。解：（1）孔隙率（材料內(nèi)部孔隙體積占自然體積的比例）計算公式：孔隙率P=(1-表觀密度/密度)×100%代入數(shù)據(jù)：P=(1-2.60/2.65)×1