(2025年)土木工程材料復習題及參考答案一、填空題1.材料的密度是指材料在（絕對密實狀態(tài)）下單位體積的質(zhì)量；表觀密度是指材料在（自然狀態(tài)）下單位體積的質(zhì)量。2.氣硬性膠凝材料只能在（空氣中）硬化并保持或發(fā)展強度，而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。3.硅酸鹽水泥的主要礦物成分包括（硅酸三鈣C?S）、（硅酸二鈣C?S）、（鋁酸三鈣C?A）和（鐵鋁酸四鈣C?AF），其中對早期強度貢獻最大的是（C?S）。4.混凝土的和易性包括（流動性）、（黏聚性）和（保水性）三方面含義，常用（坍落度）或（維勃稠度）試驗測定。5.鋼材的屈強比是指（屈服強度與抗拉強度的比值），屈強比越小，結構的安全儲備越（大）。6.石油瀝青的三大技術指標是（針入度）、（延度）和（軟化點），分別反映瀝青的（黏滯性）、（塑性）和（溫度敏感性）。7.混凝土中摻入減水劑后，若保持水灰比不變，可提高混凝土的（強度）；若保持強度不變，可（減少用水量），節(jié)約水泥。8.石灰的熟化過程是（CaO與水反應提供Ca(OH)?）的過程，伴隨（放熱）和（體積膨脹）現(xiàn)象。9.木材的強度中，（順紋抗拉）強度最高，（橫紋抗壓）強度最低。10.建筑石膏的主要成分是（β型半水硫酸鈣β-CaSO?·0.5H?O），硬化后體積（微膨脹），故適用于裝飾材料。二、選擇題（每題2分，共20分）1.下列材料中，屬于水硬性膠凝材料的是（）A.石灰B.石膏C.水泥D.水玻璃答案：C2.混凝土立方體抗壓強度標準值fcu,k是指按標準方法制作養(yǎng)護的邊長為150mm的立方體試件，在28d齡期用標準試驗方法測得的（）A.平均抗壓強度B.具有95%保證率的抗壓強度C.最大抗壓強度D.最小抗壓強度答案：B3.鋼材經(jīng)冷加工（如冷拉、冷拔）后，其（）A.屈服強度提高，塑性降低B.屈服強度降低，塑性提高C.屈服強度和塑性均提高D.屈服強度和塑性均降低答案：A4.下列因素中，對混凝土耐久性影響最大的是（）A.水灰比B.砂率C.骨料粒徑D.養(yǎng)護溫度答案：A5.石油瀝青的軟化點越高，說明其（）A.溫度敏感性越小B.溫度敏感性越大C.塑性越好D.黏滯性越小答案：A6.硅酸鹽水泥終凝時間不得遲于（）A.30minB.60minC.6.5hD.10h答案：C（注：硅酸鹽水泥初凝≥45min，終凝≤6.5h；其他通用水泥終凝≤10h）7.混凝土中骨料級配良好的主要目的是（）A.節(jié)省水泥B.提高和易性C.增加密實度D.以上都是答案：D8.石灰在使用前需要“陳伏”的目的是（）A.降低發(fā)熱量B.消除過火石灰的危害C.提高強度D.增加保水性答案：B9.衡量鋼材塑性的主要指標是（）A.屈服強度B.抗拉強度C.伸長率D.沖擊韌性答案：C10.下列材料中，屬于熱固性塑料的是（）A.聚乙烯B.聚丙烯C.酚醛樹脂D.聚苯乙烯答案：C三、簡答題（每題8分，共48分）1.簡述材料孔隙率與孔隙特征對材料性能的影響。答：孔隙率是材料中孔隙體積占總體積的比例。孔隙率越大，材料的密度越小、強度越低、保溫隔熱性越好、吸水性和吸濕性可能增加（若孔隙連通）?？紫短卣靼紫兜拇笮?、形狀及連通性：①封閉孔隙可提高材料的抗?jié)B性、抗凍性；②開口孔隙會增加吸濕性和吸水性；③細小孔隙可增強保溫性（因氣體對流弱），粗大孔隙則可能降低強度；④球形孔隙對強度削弱較小，而尖銳孔隙易產(chǎn)生應力集中，降低強度。2.對比硅酸鹽水泥與礦渣硅酸鹽水泥的性能差異及適用范圍。答：性能差異：①凝結硬化速度：硅酸鹽水泥快，礦渣水泥慢；②早期強度：硅酸鹽水泥高，礦渣水泥低（后期強度增長快）；③水化熱：硅酸鹽水泥高，礦渣水泥低；④抗凍性：硅酸鹽水泥好，礦渣水泥差；⑤耐腐蝕性：硅酸鹽水泥差（因Ca(OH)?含量高），礦渣水泥好（因混合材消耗Ca(OH)?，提供更穩(wěn)定的水化產(chǎn)物）；⑥耐熱性：礦渣水泥好（含大量礦渣），硅酸鹽水泥差。適用范圍：硅酸鹽水泥適用于早期強度要求高、冬季施工、嚴寒地區(qū)受凍融的工程；礦渣水泥適用于大體積混凝土、高溫環(huán)境（如工業(yè)窯爐基礎）、有耐腐蝕要求的工程，不宜用于嚴寒地區(qū)水位變化區(qū)或早期強度要求高的工程。3.分析影響混凝土和易性的主要因素。答：①水泥漿的數(shù)量和稠度：水泥漿量越多（在一定范圍內(nèi)），流動性越大；水灰比越大（水泥漿越?。?，流動性越大，但過大易離析。②骨料的特性：骨料粒徑大、級配好（空隙率?。?、表面光滑（如卵石），則流動性好；針片狀骨料會降低流動性。③砂率：砂率過大（骨料總表面積大），需更多水泥漿包裹，流動性下降；砂率過小（砂漿不足以填充粗骨料空隙），易離析。存在最優(yōu)砂率使和易性最佳。④外加劑：減水劑可顯著提高流動性，引氣劑可改善黏聚性和保水性。⑤環(huán)境條件：溫度升高、時間延長會使水分蒸發(fā)或水泥水化，導致流動性降低。4.解釋鋼材的“冷加工強化”和“時效強化”現(xiàn)象，并說明其工程意義。答：冷加工強化：鋼材在常溫下受拉（如冷拉）或受壓（如冷拔）超過屈服點后卸載，再次加載時屈服強度提高、塑性降低的現(xiàn)象。原因是冷加工使鋼材內(nèi)部位錯密度增加，阻礙晶體滑移。時效強化：冷加工后的鋼材在自然環(huán)境中放置（自然時效）或加熱至100~200℃（人工時效），其屈服強度和抗拉強度進一步提高、塑性繼續(xù)降低的現(xiàn)象。原因是鋼材中的碳、氮原子向位錯處擴散并固定，阻礙位錯運動。工程意義：冷加工強化可提高鋼材強度，節(jié)約鋼材；但會降低塑性和韌性，需注意結構的變形能力。時效強化需考慮長期使用中鋼材性能的變化，重要結構應選用時效敏感性小的鋼材。5.簡述建筑石膏的特性及主要用途。答：特性：①凝結硬化快（初凝約10min，終凝約30min）；②硬化后體積微膨脹（約0.05%~0.15%），不易開裂；③孔隙率高（可達50%~60%），故表觀密度小、保溫隔熱性好、吸聲性好，但強度較低（一般為3~5MPa）；④耐水性差（硬化體主要成分為二水石膏，遇水軟化）；⑤防火性好（遇火脫水，釋放結晶水，形成水蒸氣隔熱層）。用途：主要用于室內(nèi)裝飾材料（如石膏板、石膏線）、建筑模具（因微膨脹可精確復制模型）、水泥緩凝劑（調(diào)節(jié)水泥凝結時間），以及作為復合膠凝材料的組分（與石灰、水泥復合使用）。6.如何提高混凝土的耐久性？答：①控制水灰比：水灰比越小，混凝土密實度越高，抗?jié)B性、抗凍性、抗化學侵蝕性越好。②選用優(yōu)質(zhì)骨料：骨料應清潔（含泥量低）、級配良好（減少空隙）、強度高（避免骨料本身破壞），對有抗凍要求的混凝土，骨料需具有良好的抗凍性（如堅固性試驗合格）。③摻入外加劑：減水劑可降低水灰比；引氣劑可引入微小封閉氣泡，提高抗凍性；防水劑可提高抗?jié)B性；活性摻合料（如粉煤灰、礦渣粉）可消耗Ca(OH)?，提供更穩(wěn)定的水化產(chǎn)物，提高耐腐蝕性。④保證施工質(zhì)量：充分攪拌、振搗密實，避免漏振或過振；及時養(yǎng)護（保持濕度和溫度），防止早期失水導致裂縫，影響耐久性。⑤針對特殊環(huán)境設計：如海洋環(huán)境混凝土需提高抗氯離子滲透能力（降低水灰比、增加保護層厚度）；硫酸鹽環(huán)境需選用低C?A含量的水泥。四、計算題（每題12分，共24分）1.某石材試樣的密度為2.70g/cm3，干燥狀態(tài)下的表觀密度為2.55g/cm3，吸水飽和后的表觀密度為2.58g/cm3。計算該石材的孔隙率、體積吸水率和質(zhì)量吸水率。（水的密度取1.0g/cm3）解：（1）孔隙率P=(1-表觀密度/密度)×100%=(1-2.55/2.70)×100%≈5.56%（2）體積吸水率Wv=(吸水飽和后表觀密度-干燥表觀密度)/水的密度=(2.58-2.55)/1.0=0.03（即3%）（3）質(zhì)量吸水率Wm=Wv×(干燥表觀密度/水的密度)=0.03×(2.55/1.0)=0.0765（即7.65%）2.某C30混凝土設計配合比為水泥:砂:石子:水=1:1.8:3.6:0.5，施工時砂的含水率為3%，石子的含水率為1%。計算施工配合比（以水泥質(zhì)量為1單位）。解：設水泥用量為C=1，則設計配合比中：砂用量S?=1.8，石子用量G?=3.6，水用量W?=0.5施工時，砂的含水質(zhì)量=S?×3%=1.8×0.03=0.054，故施工用砂量S=S?+含水質(zhì)量=