天津大学《土木工程材料》期末考试必备通关指导7Word下载.docx

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33、材料的质感只能反映材料的表面组织结构。

34、材料的抗渗性主要决定于材料的密实度，与孔隙特征无关。

35、木材是各向异性材料。

二、多项选择题

1、现代砼施工技术中，掺用Ⅰ级粉煤灰后：

（CD）。

A.可合理利用并提高砼后期强度

B.增加大体积砼水化热导致的温度裂缝

C.降低工作性，使砼难于泵送

D.改善砼的抗化学侵蚀性

2、钢材冷加工及时效强化处理：

（BD）。

A.是在负温下进行的冷拉、冷拔、冷轧、冷压等加工处理

B.时效可分为人工时效和自然时效

C.时效只有人工时效

D.冷加工及时效性质不仅由铁碳合金晶体结构决定，还与其他元素有关

3、沥青混合料（CD）。

A.耐水性不好，但耐磨性好

B.耐老化性优于混凝土材料

C.汽车动力学特性好

D.施工与交通适应性好于混凝土材料

4、决定材料装饰性的基本性质包括：

（AB）。

A.由颜色、颜色搭配关系构成的色彩

B.由表面组织结构决定的质感、光泽、花纹、图案

C.由强度、变形、破坏等决定的力学性质

D.由耐老化、耐磨、耐擦洗特性决定的耐久性

5、防射线砼的作用机理是：

（BD）。

A.空隙中的水、砼中的轻物质及重质集料不可阻挡、吸收中子

B.未水化的水泥颗粒可阻挡β射线

C.气孔中的空气可阻挡α、β射线

D.重质集料可阻挡x、γ射线

6、涂料应具有：

（CD）。

A.高抗压强度

B.较大的粘结力和较小的变形能力

C.足够的光泽和绚丽的色彩

D.耐玷污性

7、材料中常含有不同结构形态的孔（AD）。

A.含有毛细孔对强度不利

B.含有开口孔（单端开口）对绝热有益

C.含有闭口孔（两端封闭）吸音对有益

D.含有微小球型孔对抗冻有益

8、水泥腐蚀的内在原因，主要是水化产物中的：

（BC）。

D.未反应的水泥颗粒

9、现代砼施工技术中，掺用Ⅰ级粉煤灰的作用有：

A.不能合理利用并提高砼后期强度

B.控制大体积砼水化热导致的温度裂缝

C.改善工作性，使砼易于泵送

D.不能改善砼的抗化学侵蚀性

10、建筑钢材：

（AB）。

A.冷加工是在常温下对钢材进行的冷拉、冷拔、冷轧、冷压等加工处理

B.可作为钢结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构的主要受拉结构材料

C.强度越高，钢材的一切建筑结构性能越好

D.在混凝土中，任何情况下钢筋都会被混凝土所保护，不产生锈蚀破坏

11、碳钢中有害元素有：

（AD）。

A.氧B.锰C.钛D.硫

12、影响材料表面的颜色因素有：

（ABC）。

A.材料表面的光谱特性B.光线的光谱特性

C.人眼的光谱特性D.背景的光谱特性

13、各类水泥腐蚀中，严重危害结构安全的为：

A.软水腐蚀B.稀酸腐蚀C.硫酸盐腐蚀D.镁盐腐蚀

14、砼中加入减水剂（AB）。

A.可减少拌合用水

B.可节约水泥

C.可使硬化混凝土不再遭受任何抗冻破坏

D.可取消养护工艺

15、多数建筑塑料发生火灾时：

A.不产生浓烟

B.释放有毒气体

C.强烈助燃

D.加入任何助剂也改变不了上述性质

16、某水泥必须作为废品处理，可能是其：

A.强度和水化热不合格B.初凝时间不合格

C.终凝时间不合格D.体积安定性不合格

三、名词解释

1、老化：

有机材料在阳光、空气、水分、冷热交替等自然环境中，由于其部结构发生变化，导致其性能劣化的现象。

2、钢材的塑性：

是指钢材在外力作用下能保持永久变形而不破坏其完整性（不断裂、不破损）的能力。

3、软化系数：

指材料在吸水饱和状态下的抗压强度和干燥状态下的抗压强度的比值,一般建筑材料的软化系数<

1。

3、高铝水泥最低稳定强度：

为防止高铝水泥混凝土后期强度降低给工程带来危害，在评定高铝水泥混凝土强度时，将混凝土试件放置在50±

2℃下，分别养护7d、14d，并测定其相应龄期的抗压强度，取二者低值，作为该高铝混凝土强度等级的评定依据。

称此强度为高铝水泥混凝土最低稳定强度。

4、比强度：

材料强度与其表观密度之比。

5、砂率：

砂占砂、石总量的百分数。

6、憎水性：

材料表面分子与水分子间的引力小于水分子间的引力，材料表面与水不相亲和的现象。

7、乳化沥青：

将乳化剂加入热水中，再加入融化的沥青后，用齿轮泵高速搅拌，得到沥青微粒为1微米的乳液称为乳化沥青。

8、孔隙率：

固体材料内部孔隙体积占材料总体积的比例，用百分数表示。

9、抗冻性：

材料在吸水饱和状态下能经受多次冻融循环作用而不破坏、同时也不严重降低强度的性质。

10、平衡含水率：

材料中所含水分与环境温度所对应的湿度相平衡时的含水率，称为平衡含水率。

11、脆性：

材料受力达到极限状态时，不产生明显变形，而发生突然破坏的性质。

12、层次观：

用尺寸分级的方法观察、研究材料的结构性能的科学思维方法。

用层次观将材料结构分类，可将材料分成：

宏观层次、细观层次、微观层次、原子分子级层次。

13、饱和面干：

材料内部吸水饱和，而表面干燥的含水状态。

14、屈强比：

屈服点与抗拉强度的比值（бs∕бb）称为屈强比。

15、空隙率：

材料堆积体积中，空隙的体积与堆积体积之比。

16、亲水性：

材料表面分子与水分子间的引力大于水分子间的引力时，材料对水的亲和能力。

17、混凝土耐久性：

指的是混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力。

18、沥青胶：

沥青胶是在沥青中掺入适量的矿物质粉料或再掺入部分纤维状填料配制而成的材料。

19、沥青的温度敏感性：

是指石油沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能，也称温度稳定性。

2021VC：

工程塑料，化学名称为聚氯乙烯。

21、材料强度的尺寸效应：

材料的尺寸越大，材料的强度越低；

反之亦然。

22、韧性：

材料在经受过载、动荷载、冲击荷载等作用时，材料能吸收外界的能量，产生变形，但不发生断裂破坏的性质。

23、钢的冷弯性能:

冷弯性能是钢材在常温条件下承受的弯曲变形的能力。

24、绝热养护：

对大体积混凝土，为防止其水化热产生的温度裂缝，无论在夏季、冬季都要在混凝土表面保湿保温，使得混凝土内部与表面温差不大于30℃，表面与环境气温不大于25℃。

25、冷加工与时效：

时效是随时间的延长而表现出强度提高、塑性和冲击韧性下降的现象;

冷加工变形可促进时效迅速发展。

时效处理使屈服点进一步提高。

26、冷加工时效强化：

钢材在常温下进行拉、压、拔、弯、扭后，再将其在一定的温度环境中放置，即经过人工时效或自然时效处理，其屈服点提高、抗拉强度略有提高、伸长率降低、脆性有所增大的现象，称为冷加工时效强化。

27、针入度：

指沥青材料在规定温度条件下，以规定质量的标准针经过规定时间贯入沥青试样的深度。

28、混凝土立方体抗压强度：

按国标制成变长为150mm的立方体试件，在标准养护条件下（温度2021℃，相对湿度90%以上）,养护至28天龄期，按标准的测试方法测定的抗压强度值，单位MPa。

29、混凝土的碳化：

混凝土的碳化，是指环境中的CO2和水与混凝土内水泥石中的Ca（OH）2反应，生产碳酸钙和水，从而使混凝土的碱度降低（也称中性化）的现象。

30、抗压强度标准值：

混凝土立方体抗压强度标准值，系指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度。

四、计算题

1、已知某材料的密度为cm3, 视密度为cm3, 表观密度为cm3，试求该材料的孔隙率、开口孔隙率和闭口孔隙率。

解：

孔隙率P=（1-2/×

100%=2021    

开口孔隙率P开=（1-2/×

100%=9%

闭口孔隙率 P闭=P-P开=11%

2、破碎的岩石试样经完全干燥后的质量为482克，将它置于盛有水的量筒中，此时水平面由452cm3升至630cm3。

取出称量试件质量为487克，试问该岩石的开口孔隙率是多少？

近似密度为多少？

（水的密度可取cm3；

）

P=（487-482）/[（630-452）+（487-482）]=%

ρa=482/（630-452）=cm3

3、某φ10的钢材经打点仪打点后两点间距为5mm,拉力试验拉断后测得，11点间的距离为65．2mm，21点间的距离为122．6mm;

求该种钢材的短比例试件伸长率。

⊿L=/100=%

4、已知实验室配合比为1：

：

4，W/C＝，混凝土混合物的表观密度ρ0＝2400kg/cm3，工地采用800L搅拌机，当日实际测得卵石含水率为％，砂含水率为4％。

为每次投料量应为多少？

总材料用量：

*2400=192021

水泥用量：

1/（1++4+）*19202137kg

河砂用量：

237*（1+4%）=

卵石用量：

237*4（1+%）=

用水：

237***4%-237*4*%=

5、一块标准的普通粘土砖，其尺寸为240×

115×

53mm，已知密度为立方厘米，干燥时质量为2500g，吸水饱和时质量为2900g

（1）求材料的干表观密度

（2）求材料的孔隙率

（3）求材料的体积吸水率

（1）ρ0=m/v=2500/240×

53=g/cm3

（2）P=1-ρ0/ρ==37%

（3）Wv=Wmρ0=（2900-2500）/2500·

=27%

6、某一钢筋砼工程，砼设计强度等级要求为C30，配制1m3混凝土的试验室配比为：

水泥/kg

砂子/kg

石子/kg

水/kg

330

680

122021

00

现从施工现场取得的P·

水泥实测强度为MPa，采用碎石、中砂、自来水。

混凝土配制强度fcu，o=fcu，k+tσ=30+×

=

水灰比fcu，o=afce（C/W-b）

=×

（C/）

C/W=

W/C=

实验室配比中

W/C=2021330=

故该配比不能满足工程的要求。

7、某砼100×

100×

100mm试件抗压强度试验结f1=66．8MPa,f2=53．4MPa,f3=50．2MPa;

试估计该砼的强度等级。

（1）判断数据离散情况→

（2）折算标准尺寸试件×

（3）fcu，o=fcu，k-tσ

fcu，k=fcu，o+tσ=×

（4）该混凝土强度等级为C40

五、问答题

1、石油沥青的牌号是根据什么划分的？

牌号大小与沥青主要性能的关系如何？

答：

石油沥青的牌号主要是按针入度来划分的，而每个牌号还应保证相应的延度和软化点，以及溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度比、闪点等。

总体来说，牌号由由小到大,沥青性质表现为粘性逐渐降低,塑性增大,温度敏感性增大。

2、水泥混凝土减水剂作用机理。

水泥混凝土减水剂是表面活性物质,掺入水泥浆体中，会产生吸附、减水等作用。

由于表面活性物质是极性分子，能在水泥颗粒表面吸附。

吸附后，能将原水泥浆体中絮凝结构内部的水释放,是混凝土流动性增大。

如此，若保证混凝土坍落度相同，则能减少混凝土拌和水用量,达到减水的目的。

3、配制砂浆时，为什么除水泥外常常还要加入一定量的其它胶凝材料？

因使用水泥配制砂浆时，一般水泥的标号远大于砂浆的强度等级，因而用少量的水泥即可满足强度要求。

但水泥用量较少时，砂浆的流动性和保水性往往很差，特别是保水性，严重地影响砂浆的施工质量，故常加入一些廉价的其它胶凝材料来提高砂浆的流动性，特别是保水性。

4、石膏制品有哪些特点？

（1）凝结硬化快，强度低；

（2）硬化后体积微膨胀；

（3）孔隙率大，表观密度小，保温隔热效果好；

（4）耐水性差，抗冻性差；

（5）吸声效果好；

（6）具有调节室内湿度的功能；

（7）防火性能好；

（8）加工性能好。

5、加气混凝土砌块砌筑的墙抹砂浆层，一般的砂浆往往易被加气混凝土吸去水分而容易干裂或空鼓，请分析原因。

加气混凝土砌块的气孔大部分是“墨水瓶”结构，只有小部分是水分蒸发形成的毛细孔，肚大口小，毛细管作用较差，故吸水导热缓慢。

故加气混凝土表面虽浇水不少，实则吸水不多。

用一般的砂浆抹灰易被加气混凝土吸去水分，而易产生干裂或空鼓。

故可分多次浇水，且采用保水性好、粘结强度高的砂浆。

6、减水剂为何会使混凝土强度提高？

水泥混凝土减水剂是表面活性剂，在水泥混凝土拌和时具有吸附、分散、减水等功能。

将水泥混凝土减水剂掺入混凝土中，可减少混凝土拌和用水量，增加混凝土流动性。

如此不仅使得混凝土成型时容易密实，而且减小了混凝土中的水灰比。

由此减小了混凝土中毛细孔孔隙率，可大幅度提高混凝土强度。

7、影响建筑砂浆流动性的因素有哪些？

胶凝材料种类/用量；

用水量/搅拌时间和速度/砂的粒形/粒径和级配；

塑化剂的种类和用量等。

8、怎样防止建筑石材的辐射危害？

建筑石材等经高温急冷的物质，可能会有放射性或称辐射性。

采用该材料时，应该对其进行辐射性检验。

若其辐射性水平为A级，则可在室内应用；

B级可在室外人少环境应用；

C级用在远离人群的河堤护岸等工程环境中。

9、怎样选择装饰材料？

选择装饰材料应遵循如下原则：

装饰性原则、技术性原则、安全性原则、经济性原则、环保性原则。

10、新型墙体材料应具有何种技术性能？

新型墙体材料应具有：

强度满足工程要求，表观密度较轻，保温绝热隔声性能好，便于施工安装和装修，能利废环抱并具有资源价格优势。

11、混凝土中掺减水剂的技术经济效果是什么？

（1）保持混凝土配合比不变，可以显著增大混凝土的流动性；

（2）保持混凝土流动性和水泥用量不变，可以减少用水量，提高强度；

（3）保持流动性和强度不变，可以减少水泥用量；

（4）保持混凝土流动性要求不变，可以减少用水量，提高混凝土的抗

冻性和抗渗性；

（5）可以延缓水泥的水化放热，降低大体积混凝土内的温度应力，减少开裂的可能。

12、与传统的建筑材料相比较，塑料有何特点？

优点：

密度小、比强度高；

可加工性好且使用方便、装饰性强；

耐化学腐蚀性好、耐水性强；

隔热性好、电绝缘性能优良；

弹性模量低，受力变形大。

缺点：

耐高温和大气稳定性差，易燃烧、易老化、易变形，对环境和人的健康有不良影响。

13、钢筋锈蚀的环境条件。

钢筋锈蚀是钢筋进行氧化反应的结果。

环境富氧、潮湿、有电流作用，就会导致钢筋锈蚀。

若在混凝土中，有水泥的高碱性保护，钢筋被钝化，则不易锈蚀。

但如果混凝土内有氯离子存在，则高碱度也不能再保护钢筋不绣。

14、空心烧结粘土砖有何技术经济特性。

烧结空心粘土砖可节约粘土，则有利于保护粘土资源，保护土地资源、保护农田；

烧结空心粘土砖，可节约能源，降低烧成费用；

方便运输、降低劳动强度、提高砌筑工效；

减轻结构自重，减少地基费用；

提高建筑物保温绝热功能；

15、未经处理的钢结构为什么不耐火？

建筑钢材是不燃材料，但其结构耐火性不好。

实际上，钢材随温度的升高，其强度降低。

当钢材温度达600℃以上时，其结构软化、熔融，强度几乎完全丧失。

不经耐火处理的钢结构，一般其耐火极限仅为，经过耐火处理的钢结构，其耐火极限可达1h以上。

16、新拌混凝土拌和物工作性包括哪几个方面的内容？

为什么？

新拌混凝土工作性包括流动性、粘聚性、保水性和可泵性。

为保证新拌混凝土工作性，应采用粒径合适、洁净、级配良好的粗细集料；

采用富裕的水泥用量，采用优质粉煤灰或其他种类的矿物粉料；

配比应略将砂率调大至～。

采用减水剂、泵送剂等有效的外加剂。

17、生产材料时，在组成一定的情况下，可采取什么措施来提高材料的强度和耐久性？

（1）降低材料内部的孔隙率，特别是开口孔隙率。

降低材料内部裂纹的数量和长度，使材料的内部结构均质化。

（2）对多相复合材料应增加相界面间的粘结力。

如对混凝土材料，应增加砂、石与水泥石间的粘结力。

18、混凝土开裂的几种原因？

（1）失水收缩开裂（干燥收缩开裂）。

当混凝土材料浇注后，由于养护不当和配比不合理，导致的混凝土由于干燥收缩而产生的开裂。

（2）钢筋锈蚀导致保护层开裂。

钢筋混凝土由于钢筋发生锈蚀，产生了由钢筋表面部分钢锈膨胀而导致的开裂。

（3）耐久性破坏导致开裂。

如碱集料反应导致的混凝土集料界面的膨胀而引发的开裂破坏。

（4）地基沉陷开裂。

由于地基处理问题产生的结构性开裂。

（5）结构荷载作用开裂。

由于结构配筋计算等问题，受力不合理导致的开裂破坏。

19、试绘出低碳钢的应力-应变（σ－ε）曲线，经一次冷拉后立即进行重新拉伸的应力-应变（σ－ε）曲线以及经冷拉后再经时效作用的应力-应变（σ－ε）曲线，并说明这三条曲线反映钢材性能的不同之处。

未经冷加工的低碳钢受力变形曲线如OBKCD。

经冷拉的低碳钢受力变形曲线如O，KCD。

经冷拉及时效作用的低碳钢受力变形曲线如O，K，C，D，。

经冷拉后。

屈服点升至K，抗拉强度基本不变，伸长率减小。

经冷拉及时效作用后，屈服点升至K，，抗拉强度升至C，，伸长率进一步减小。

六、论述题

1、分析衡阳大火中钢筋混凝土结构倒塌的技术原因。

衡阳建筑是钢混结构建筑。

在大火燃烧近4个小时后，倒塌。

混凝土是不燃材料，钢材也是不燃材料，但在高温火焰的作用下，也会丧失其结构功能。

混凝土材料在12021的条件下，其耐火极限为，而建筑钢材，在900-12021下，耐火极限仅。

这样在长期火焰的高温作用下，钢筋混凝土强度会显著降低。

实际上，钢筋直接受火焰作用，600℃时，其强度将损失80%，混凝土在12021下经过后，其强度也将降低60%以上。

尤其当受高温长期作用后，在浇水冷却，则混凝土类材料更容易由于热胀冷缩而突然断裂。

所以衡阳大火塔楼事故，是火灾高温及急冷导致的材料破坏引起的。

2、分析许多旧建筑物粘土砖墙在距地面1000mm左右的约300-600mm范围内，发生剥蚀的原因。

本题所述的破坏，是毛细孔吸提含盐地下水导致的盐结晶破坏。

粘土砖中含有大量的毛细孔。

如粘土砖墙未设隔水层，则地下土壤中的水，可在粘土砖毛细孔的吸提作用下，被提起1000mm以上，有些地区这种吸提高度可达1600-1800mm。

当吸提的毛细孔水在大气湿度变化时，由于毛细孔水的蒸发，是盐溶液浓缩，产生盐结晶。

则材料就会在这种结晶膨胀压力作用下，产生开裂。

这种结晶作用在空气湿度变化时，反复交替作用，积累结果导致粘土砖破坏。

3、分析绝热材料在吸水后其保温绝热性能降低的技术原因。

绝热材料绝大多数为多孔材料，靠其孔中干燥的空气达到保温绝热的功能。

因为绝热材料中的孔隙容易吸水、吸潮，导致其含水量增高。

由于水或湿空气的热导率远远比干燥空气大，故当绝热材料吸水、吸潮后，其保温绝热效能会大幅度降低。

4、分析泵送混凝土施工中有时发生堵塞泵送管的原因，说明防止措施。

泵送混凝土施工时，时常会出现独泵现象。

原因就是混凝土工作性不良，在施工泵送中，出现了离析；

或混凝土配合比设计中，粗集料的最大粒径过大；

粗集料颗粒形态不良，针片状颗粒多；

或混凝土凝结过快；

或砂率过小；

为防止在泵送施工中出现堵管现象，最大粒径一般要小于泵管内径（Dmax≤1/3～1/4Φ）；

选用正多面体粗集料、或近球体集料；

采用高砂率的混凝土配比；

采用略高的胶凝材料用量，掺用粉煤灰、磨细矿渣或其他超细粉；

采用高效缓凝型减水剂或高效泵送剂。

保证混凝土流动性、粘聚性、保水性及抗压力泌水的能力。

5、某工程地质环境中存在多种盐类，夏季干热，冬季寒冷。

应怎样选择材料和配比来确保混凝土工程的质量？

（1）该工程地质环境中含盐且夏季干热、冬季寒冷，故建筑工程选用材料时应考虑施工时防止干燥收缩、使用时考虑抗盐腐蚀（包括盐结晶破坏作用）和混凝土抗冻性。

（2）为防止施工早期的干燥收缩开裂：

选择材料时应采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。

避免使用火山灰水泥。

选择洁净的粗细集料。

并注意养护。

为防止混凝土遭受盐侵蚀破坏：

应采用矿渣水泥、普硅水泥，采用减水剂、引气剂等化学外加剂，采用优质粉煤灰等掺和料。

采用小水灰比。

（3）为防止混凝土抗冻性破坏：

应采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，采用集料采用耐冻集料，采用小水灰比等配比技术措施。

故该工程应采用普硅水泥，再掺加优质粉煤灰，同时选用耐冻、洁净的粗细集料，并掺加减水剂、引气剂，采用小水灰比的配比，还要注意养护，才能保证工程的质量。

6、沸腾钢为什么不适于作为焊接钢结构材料？

（1）沸腾钢是一种脱氧不充分的钢，其内部可能存在大量的微小气孔，该类气孔可作为一种先天缺陷，导致工程受力后（尤其是疲劳）破坏。

（2）钢材在焊接时，焊口附近区域会产生温度骤升骤降现象而形成的热影响区，导致热影响区域内的钢材中，由