2025年水利工程材料試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（共15題，每題2分，共30分）1.水利工程中用于大體積混凝土的水泥，優(yōu)先選用的品種是（）。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2.混凝土抗凍等級(jí)F200表示（）。A.能承受200次凍融循環(huán)而不破壞B.能承受200次凍融循環(huán)后質(zhì)量損失不超過(guò)5%C.能承受200次凍融循環(huán)后強(qiáng)度損失不超過(guò)25%D.能承受200次凍融循環(huán)后質(zhì)量損失不超過(guò)5%且強(qiáng)度損失不超過(guò)25%3.鋼筋的冷加工強(qiáng)化處理（冷拉或冷拔）會(huì)導(dǎo)致（）。A.屈服強(qiáng)度提高，塑性降低B.屈服強(qiáng)度降低，塑性提高C.抗拉強(qiáng)度降低，塑性提高D.抗拉強(qiáng)度不變，塑性降低4.土工合成材料中，用于加筋土體以提高承載力的主要類型是（）。A.土工膜B.土工格柵C.土工織物D.土工網(wǎng)5.下列指標(biāo)中，不屬于水泥力學(xué)性能的是（）。A.抗壓強(qiáng)度B.抗折強(qiáng)度C.凝結(jié)時(shí)間D.膠砂強(qiáng)度6.混凝土的水膠比是指（）。A.水與水泥的質(zhì)量比B.水與膠凝材料（水泥+摻合料）的質(zhì)量比C.水與骨料的質(zhì)量比D.水泥與骨料的質(zhì)量比7.用于水工結(jié)構(gòu)抗沖磨部位的混凝土，應(yīng)優(yōu)先提高（）。A.抗壓強(qiáng)度B.抗拉強(qiáng)度C.抗剪強(qiáng)度D.抗沖磨強(qiáng)度8.瀝青混凝土心墻壩中，瀝青的主要作用是（）。A.提高強(qiáng)度B.增強(qiáng)抗?jié)B性C.增加韌性D.降低收縮性9.下列材料中，屬于氣硬性膠凝材料的是（）。A.硅酸鹽水泥B.石灰C.鋁酸鹽水泥D.硫鋁酸鹽水泥10.混凝土中摻入減水劑后，若保持用水量不變，則（）。A.流動(dòng)性提高，強(qiáng)度降低B.流動(dòng)性提高，強(qiáng)度提高C.流動(dòng)性降低，強(qiáng)度提高D.流動(dòng)性不變，強(qiáng)度提高11.水利工程中，用于基礎(chǔ)防滲的塑性混凝土，其主要特點(diǎn)是（）。A.高彈性模量、低滲透性B.低彈性模量、高滲透性C.低彈性模量、低滲透性D.高彈性模量、高滲透性12.鋼筋的“強(qiáng)屈比”是指（）。A.抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值B.屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值C.極限應(yīng)變與屈服應(yīng)變的比值D.屈服應(yīng)變與極限應(yīng)變的比值13.用于渠道襯砌的混凝土，其抗?jié)B等級(jí)至少應(yīng)達(dá)到（）。A.W2B.W4C.W6D.W814.下列外加劑中，屬于早強(qiáng)劑的是（）。A.木質(zhì)素磺酸鹽B.萘系減水劑C.硫酸鈉D.引氣劑15.土工膜的主要性能指標(biāo)中，最能反映其防滲能力的是（）。A.厚度B.斷裂伸長(zhǎng)率C.滲透系數(shù)D.抗拉強(qiáng)度二、填空題（共10題，每題2分，共20分）1.水泥的安定性是指水泥在硬化過(guò)程中（）的均勻性，主要由（）含量過(guò)高引起。2.混凝土的和易性包括（）、（）和保水性三方面。3.鋼筋的連接方式主要有（）、（）和機(jī)械連接。4.粉煤灰作為混凝土摻合料，可分為（）級(jí)和（）級(jí)，其中（）級(jí)活性更高。5.瀝青的三大技術(shù)指標(biāo)是（）、（）和延度。6.混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作養(yǎng)護(hù)的（）mm立方體試件，在（）d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。7.土工織物按制造方法分為（）和（）兩類，其中（）的孔隙率更高。8.水工混凝土中，為防止堿骨料反應(yīng)，應(yīng)控制水泥中（）含量不超過(guò)（）%（以當(dāng)量Na?O計(jì)）。9.混凝土的徐變是指（）作用下，應(yīng)變隨時(shí)間（）的現(xiàn)象。10.預(yù)應(yīng)力混凝土中，常用的預(yù)應(yīng)力筋有（）、（）和精軋螺紋鋼筋。三、簡(jiǎn)答題（共5題，每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述硅酸鹽水泥的主要礦物組成及其對(duì)水泥性能的影響。2.混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本步驟包括哪些？需滿足哪些基本要求？3.土工合成材料在水利工程中的主要應(yīng)用有哪些？舉例說(shuō)明其作用機(jī)理。4.分析水工混凝土中摻入引氣劑的利弊，并說(shuō)明其適用場(chǎng)景。5.對(duì)比普通混凝土與碾壓混凝土的性能差異，說(shuō)明碾壓混凝土在水利工程中的優(yōu)勢(shì)。四、計(jì)算題（共2題，每題15分，共30分）1.某水利工程需配制C30混凝土，已知：水泥（P·O42.5）的密度為3.1g/cm3，砂的表觀密度為2.65g/cm3，碎石的表觀密度為2.70g/cm3，設(shè)計(jì)要求混凝土的坍落度為30-50mm，施工采用機(jī)械攪拌和振搗。試計(jì)算該混凝土的初步配合比（水膠比取0.45，砂率取35%，單位用水量取180kg/m3，不考慮摻合料）。2.某混凝土施工配合比為：水泥:砂:石:水=1:2.3:3.8:0.55（質(zhì)量比），現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得砂的含水率為3%，石子的含水率為1%。計(jì)算施工時(shí)每立方米混凝土各材料的實(shí)際用量（假設(shè)混凝土的表觀密度為2400kg/m3）。五、案例分析題（共1題，30分）某南方地區(qū)新建水庫(kù)大壩采用混凝土重力壩結(jié)構(gòu)，壩高60m，壩體混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25，抗?jié)B等級(jí)W6，抗凍等級(jí)F150。施工過(guò)程中，部分壩段混凝土在澆筑后3-5天出現(xiàn)表面網(wǎng)狀裂縫，經(jīng)檢測(cè)裂縫深度較淺（<10mm），未貫穿壩體。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)：混凝土配合比中水泥用量為320kg/m3（P·O42.5），砂率38%，未摻加摻合料；施工時(shí)氣溫30-35℃，混凝土入模溫度28℃，澆筑后僅覆蓋草簾灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間7天。問(wèn)題：（1）分析該混凝土表面網(wǎng)狀裂縫產(chǎn)生的可能原因（至少列出4項(xiàng)）。（2）提出針對(duì)性的防治措施（至少列出4項(xiàng)）。（3）若裂縫已形成，可采用哪些材料和方法進(jìn)行修補(bǔ)？參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.D3.A4.B5.C6.B7.D8.B9.B10.B11.C12.A13.C14.C15.C二、填空題1.體積變化；游離氧化鈣（或MgO、石膏）2.流動(dòng)性；粘聚性3.綁扎連接；焊接連接4.Ⅰ；Ⅱ；Ⅰ5.針入度；軟化點(diǎn)6.150；28；95%7.有紡（機(jī)織）；無(wú)紡（非機(jī)織）；無(wú)紡8.堿（Na?O+0.658K?O）；0.69.長(zhǎng)期荷載；持續(xù)增長(zhǎng)10.鋼絞線；鋼絲三、簡(jiǎn)答題1.硅酸鹽水泥的主要礦物組成及影響：①硅酸三鈣（C3S）：含量最高（50%左右），水化速度快，早期強(qiáng)度高，是決定水泥強(qiáng)度的主要礦物。②硅酸二鈣（C2S）：水化速度慢，早期強(qiáng)度低，但后期強(qiáng)度持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)水泥后期強(qiáng)度起關(guān)鍵作用。③鋁酸三鈣（C3A）：水化速度最快，放熱大，對(duì)水泥的凝結(jié)時(shí)間和早期強(qiáng)度影響顯著，但含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致水泥安定性不良。④鐵鋁酸四鈣（C4AF）：水化速度介于C3A和C2S之間，放熱較低，主要影響水泥的抗折強(qiáng)度和耐磨性。2.混凝土配合比設(shè)計(jì)步驟及要求：步驟：①確定配制強(qiáng)度（fcu,0=fcu,k+1.645σ）；②確定水膠比（根據(jù)強(qiáng)度和耐久性要求）；③確定單位用水量（根據(jù)坍落度和骨料粒徑）；④計(jì)算膠凝材料用量（用水量/水膠比）；⑤確定砂率（根據(jù)骨料品種和水膠比）；⑥計(jì)算砂石用量（質(zhì)量法或體積法）；⑦試配調(diào)整。要求：滿足強(qiáng)度、耐久性（抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕）、和易性（流動(dòng)性、粘聚性、保水性）及經(jīng)濟(jì)性。3.土工合成材料的應(yīng)用及機(jī)理：①反濾：土工織物用于堤壩、渠道的反濾層，通過(guò)控制顆粒遷移而允許水流通過(guò)，防止管涌（如土石壩壩體與排水體之間的反濾）。②加筋：土工格柵用于軟基處理或邊坡加固，通過(guò)與土體的摩擦咬合作用約束土體變形，提高土體承載力（如高速公路路堤下的加筋墊層）。③防滲：土工膜用于水庫(kù)、渠道的防滲層，利用其低滲透系數(shù)阻斷水流（如垃圾填埋場(chǎng)的底部防滲襯墊）。④防護(hù)：土工網(wǎng)用于坡面防護(hù)，結(jié)合植被固定表層土，防止雨水沖刷（如河道護(hù)岸的生態(tài)防護(hù)）。4.引氣劑的利弊及適用場(chǎng)景：利：①引入微小氣泡，提高混凝土抗凍性（氣泡可緩解凍融循環(huán)中的水壓力）；②改善和易性（氣泡潤(rùn)滑骨料）；③降低泌水率，減少沉降裂縫。弊：①氣泡會(huì)降低混凝土強(qiáng)度（含氣量每增加1%，強(qiáng)度約降低3-5%）；②過(guò)量引氣可能導(dǎo)致抗?jié)B性下降（大氣泡連通）。適用場(chǎng)景：寒冷地區(qū)抗凍混凝土（如北方水庫(kù)大壩）、大體積混凝土（改善和易性）、泵送混凝土（提高流動(dòng)性）。5.普通混凝土與碾壓混凝土的差異及優(yōu)勢(shì)：差異：①和易性：碾壓混凝土坍落度接近0（干硬性），普通混凝土坍落度50-200mm；②膠凝材料用量：碾壓混凝土較低（150-250kg/m3），普通混凝土較高（250-400kg/m3）；③施工方式：碾壓混凝土采用振動(dòng)碾壓成型，普通混凝土澆筑振搗；④性能：碾壓混凝土早期強(qiáng)度低、后期強(qiáng)度高，抗裂性更好。優(yōu)勢(shì)：①水泥用量少，降低水化熱，減少溫度裂縫（適合大體積壩體）；②施工速度快（分層碾壓，日澆筑量可達(dá)數(shù)千立方米）；③綜合成本低（材料和施工費(fèi)用減少）。四、計(jì)算題1.初步配合比計(jì)算：①膠凝材料用量（水泥）：m_b=m_w/w/b=180/0.45=400kg/m3②砂石總質(zhì)量：m_s+m_g=ρ_cp-m_b-m_w=2400（假設(shè)表觀密度）-400-180=1820kg/m3（注：實(shí)際計(jì)算中需用體積法驗(yàn)證，此處簡(jiǎn)化）③砂率β_s=m_s/(m_s+m_g)=35%，故m_s=1820×35%=637kg/m3，m_g=1820-637=1183kg/m3初步配合比（水泥:砂:石:水）=400:637:1183:180≈1:1.59:2.96:0.452.施工配合比調(diào)整：原理論配合比（質(zhì)量比）：水泥:砂:石:水=1:2.3:3.8:0.55設(shè)水泥用量為m_c，則理論砂用量m_s0=2.3m_c，石用量m_g0=3.8m_c，水用量m_w0=0.55m_c砂的實(shí)際用量：m_s=m_s0×(1+3%)=2.3m_c×1.03=2.369m_c石的實(shí)際用量：m_g=m_g0×(1+1%)=3.8m_c×1.01=3.838m_c實(shí)際用水量：m_w=m_w0-m_s0×3%-m_g0×1%=0.55m_c-2.3m_c×0.03-3.8m_c×0.01=0.55m_c-0.069m_c-0.038m_c=0.443m_c總質(zhì)量：m_c+m_s+m_g+m_w=m_c+2.369m_c+3.838m_c+0.443m_c=8.65m_c=2400kg/m3解得m_c=2400/8.65≈277.5kg/m3實(shí)際各材料用量：水泥：277.5kg砂：2.369×277.5≈657.5kg石：3.838×277.5≈1065.0kg水：0.443×277.5≈123.0kg五、案例分析題（1）裂縫原因分析：①水泥用量較高（320kg/m3）且未摻摻合料，水化熱大，混凝土內(nèi)部溫度升高（水化熱峰值可達(dá)50℃以上），與表面溫差超過(guò)25℃，產(chǎn)生溫度應(yīng)力導(dǎo)致裂縫。②施工時(shí)氣溫高（30-35℃），混凝土入模溫度高（28℃），加速水泥水化，加劇內(nèi)部溫升。③養(yǎng)護(hù)不充分：僅覆蓋草簾灑水，養(yǎng)護(hù)時(shí)間短（7天），混凝土表面水分蒸發(fā)快，產(chǎn)生干縮應(yīng)力（早期混凝土抗拉強(qiáng)度低，無(wú)法抵抗收縮應(yīng)力）。④砂率較高（38%），細(xì)骨料偏多，混凝土收縮率增大（砂的比表面積大，需水量高，易產(chǎn)生干縮）。（2）防治措施：①優(yōu)化配合比：降低水泥用量，摻加粉煤灰或礦渣粉（替代20-30%水泥），減少水化熱；適當(dāng)降低砂率（35-37%），提高粗骨料比例，降低收縮。②控制入模溫度：采用冰水拌和、骨料遮陽(yáng)降溫，將入模溫度控制在25℃以下；分層澆筑，層間間隔時(shí)間≥72h，利于熱量散失。③加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)：采用保溫保濕養(yǎng)護(hù)（覆蓋塑料膜+草簾），養(yǎng)護(hù)時(shí)間延長(zhǎng)至14天以上；高溫時(shí)段增加