土木工程材料试题.docx

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土木工程材料试题

名词解释 （每题2分，共12分） 

1.堆积密度是指粉状或粒状材料在堆积状态下，单位体积的质量。

2、水泥活性混合材料是指磨成细粉后，与石灰或与石灰和石膏拌和在一起，并加水后，在常温下，能生成具有胶凝性水化产物，既能在水中，又能在空气中硬化的混和材料。

3.砂浆的流动性是指砂浆在自重或外力的作用下产生流动的性质。

4、混凝土立方体抗压强度标准值是指按标准方法制作和养护的边长为150mm 的立方体试件，在28d 龄期，用标准试验方法测得的强度总体分布中具有不低于95 ％保证率的抗压强度值。

5、钢材的冷弯性是指刚才在常温下承受弯曲变形的能力。

6、石油沥青的针入度是指在规定温度25 ℃条件下，以规定重量100g 的标准针，经历规定时间5s 贯入试样中的深度。

例1-2某石材在气干、绝干、水饱和情况下测得的抗压强度分别为174，178，165mpa，求该石材的软化系数，并判断该石材可否用于水下工程。

:

P1[2S9O"w3q

答：

该石材软化系数kr=fb/fg=165/178=0.93:

∵该石材的软化系数为0.93＞0.85，为耐水石材

∴可用于水下工程。

:

L6S:

M'^8W'J1w

例5-1混凝土中，骨料级配良好的标准是什么？

答：

骨料级配是指骨料中不同粒径颗粒的组配情况。

骨料级配良好的标准是骨料的空隙率和总表面积均较小。

使用良好级配的骨料，不仅所需水泥浆量较少，经济性好，而且还可提高混凝土的和易性、密实度和强度。

&

例4-2石灰不耐水，但为什么配制的石灰土或三合土却可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？

/D（]$S4A）\6F%s'V*a）p

答：

原因1.石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成，加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以石灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。

7e-`'p5Yq:

j.e

原因2.由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使其密实度大大提高，降低了孔隙率，水的侵入大为减少。

因此，灰土或三合土可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位

例5-5某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为c30，施工要求混凝土拥落度为30～50mm，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差σ=5mpa。

可供应以下原材料：

水泥：

p.o42.5普通硅酸盐水泥，水泥密度为ρc=3.log/cm3，水泥的富余系数为1.08；中砂：

级配合格，砂子表观密度ρ0s=2.60g/cm3；石子：

5～30mm碎石，级配合格，石子表观密度ρ0g=2.65g/cm3。

设计要求：

（1）混凝土计算配合比；

（2）若经试配混凝土的工作性和强度等均符合要求，无需作调整。

又知现场砂子含水率为3%，石子含水率为1%，试计算混凝土施工配合比。

.解：

（1）求混凝土计算配合比。

;^*y）H;B（g

1）确定混凝土配制强度fcu,o

fcu,o=fcu,k+1.645σ=30+1.645×5=38.2mpa

2）确定水灰比（w/c）

fce=γc•fce,k=1.08×42.5=45.9mpa2Y,A5e2\!

U;D

w/c=0.53

∵框架结构混凝土梁处于干燥环境，查表得容许最大水灰比为0.65，∴可确定水灰比为0.53。

3）确定用水量mw0

对于最大粒径为30mm的碎石混凝土,当所需拥落度为30～50mm时，查表得：

lm3混凝土的用水量可选用185kg。

4）计算水泥用量mco

mco=mw0/（w/c）=185/0.53=349kg/m3

查表，对于干燥环境的钢筋混凝土，最小水泥用量为260kg/m3，取mco=349kg/m3。

5）确定砂率βs

对于采用最大粒径为40mm的碎石，当水灰比为0.53时，查表得砂率值可选取32%～37%，取βs=35%。

6）计算砂、石用量mso、mgo

用体积法计算，

得：

mso=641kg，mgo=l192kg。

7）该混凝土计算配合比为水泥：

砂：

石子=1：

1.84：

3.42，w/c=0.53。

（2）确定施工配合比

现场砂子含水率为3%，石子含水率为1%，则施工配合比为

水泥mc=mco=349kg

砂ms=mso（1+3%）=641×（l+3%）=660kg

石子mg=mgo（1+1%）=1192×（1+1%）=1204kg

水mw=mwo-mso×3%-mω×1%=185-641×3%-1192×1%=154kg

【评注】耐久性问题是混凝土的一个重要性能指标，所有混凝土均应考虑。

因此，国家规范规定所有混凝土在配合比设计时都应当按该混凝土使用时所处的环境条件，考虑其满足耐久性要求所必要的水灰比及水泥用量值。

3.硅酸盐水泥的凝结时间有何规定？

对施工方面的意义又哪些？

答：

硅酸盐水泥的初凝时间不得小于45min，终凝时间不得大于390min。

意义：

对保证水泥在施工时有充足的时间完成搅拌、运输、振捣、成型等及施工完毕后希望水泥尽快硬化，有利于下一步工序的开展有重要的意义。

填空题（ 每题1分，共25分） 

1当材料的孔隙率增大时，则其密度 ____，松散密度 ____，强度 ____，吸水率 ____，抗渗性 ____，抗冻性 ____。

2建筑石膏硬化后，在潮湿环境中，其强度显著 ____，遇水则 ____，受冻后 ____。

3混凝土配合比设计中Ｗ/Ｃ由 ____和 ____确定。

4砌筑多孔砌体的砂浆的强度取决于 ____和 ____。

5配制混凝土需用 ____砂率，这样可以在水泥用量一定的情况下，获得最大的 ____，或者在 ____一定的情况下， ____最少。

6炼钢过程中，由于脱氧程度不同，钢可分为 ____钢， ____钢和 ____钢三种。

其中 ____钢脱氧完全， ____钢吸氧很不完全。

7评定石油沥青塑性的指标是 ____，评定沥青粘滞性的指标是 ____；评定沥青耐热性的指标是 ____。

1、不变，减小，降低，增大，降低，降低 

2、下降，破坏，破坏 

3、强度、耐久性 

4、水泥强度、水泥用量 

5、合理、流动性，坍落度，水泥用量 

6、沸腾钢、镇静、半镇静、镇静，沸腾 

7、延度，针入度，软化点  

计算题 （共18分） 

某材料的密度为2.78g/cm3，干表观密度为1680Kg/m3，现将一重930g的该材料浸入水中，吸水饱和后取出称重为1025g，试求该材料的孔隙率、重量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。

 （5分） 

某混凝土配合比为 1∶ 2.43 ∶ 4.71 ， W/C ＝ 0.62 ，设混凝土表观密度为 2400 kg / m 3 计，求各材料用量。

 （6分） 

今有软化点分别为95℃和25℃的两种石油沥青。

某工程的屋面防水要求使用软化点为75℃的石油沥青，问应如何配制？

1.解：

孔隙率 P ＝（ 1 － ρ0/ρ ）× 100 ％＝（ 1-1.8/2.7 ）× 100 ％ =33 ％；

重量吸水率 mw ＝（ m水/m ）× 100 ％＝ [（1020-920）/920] × 100 ％ =11 ％； 

开口孔隙率＝ V开/V0 =[ （1020-920）/ （ 920/1.8 ） ] × 100 ％＝ 19.6 ％ 

闭口孔隙率＝ 33 ％－ 19.6 ％＝ 13.4 ％ 

所以，该材料的孔隙率、重量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率分别为：

 33 ％； 11 ％； 19.6 ％； 13.4 ％。

 （5分） 

2.解：

设水泥的质量为CKg ，则 W ＝ 0.62CKg ； S ＝ 2.43CKg ； G ＝ 4.71CKg ； 

按假定表观密度法有：

 C+S+G+W= ρ0h 

所以， C ＋ 0.62C ＋ 2.43C ＋ 4.71C＝ 2400 

由上式可得：

 C= 274Kg ； W ＝ 170Kg ； S ＝ 666Kg ； G ＝ 1290Kg 。

所以，各种材料的用量为：

 C= 274Kg ； W ＝ 170Kg ； S ＝ 666Kg ； G ＝ 1290Kg 。

（6分） 

3、解：

软化点为 95℃ 的石油沥青用量 = （95℃－75℃）/（95 ℃－ 25℃）× 100 ％ 

＝ 28.6 ％ 

软化点为 25℃ 的石油沥青用量 =100 ％－ 28.6 ％＝ 71.4 ％ 

所以，软化点为 95℃ 的石油沥青用量为 28.6 ％；软化点为 25℃ 的石油沥青用量为 71.4 ％。

 （7分）

一、填空题（每空1分，共计20分）

1．材料的亲水性与憎水性用（）来表示，材料的吸湿性用（）来表示。

材料的吸水性用（）来表示。

2．石膏的硬化时体积是（），硬化后孔隙率较（）。

3．石灰浆体在空气中硬化，是由（）作用和（）作用同时进行的过程来完成，故石灰属于（）胶凝材料。

4．硅酸盐水泥熟料中四种矿物成分的分子式是（）、（）、（）、（）。

5．混凝土的合理砂率是指在（）和（）一定的情况下，能使混凝土获得最大的流动性，并能获得良好粘聚性和保水性的砂率。

6．砌筑砂浆的流动性用（）表示，保水性用（）来表示。

7．钢结构设计时碳素结构钢以（）强度作为设计计算取值的依据。

8、石油沥青按三组分划分分别为（）、（）、（）。

二、判断题（正确的在题干括号内划‘√’，错误的划‘×’。

每小题2分，。

共16分）

1．材料的吸水性用含水率来表示。

（）

2．气硬性胶凝材料，既能在空气中硬化又能在水中硬化。

（）

3．硅酸盐水泥熟料矿物成分中，水化速度最快的是C3A。

（）

4．有抗渗性要求的混凝土不宜选用矿渣硅酸盐水泥。

（）

5．混凝土的流动性用沉入度来表示。

（）

6、相对湿度越大，混凝土碳化的速度就越快。

（）

7．伸长率越大，钢材的塑性越好。

（）

8．石油沥青的温度敏感性用针入度表示。

（）

三、名词解释（每小题4分，共20分）

1．表观密度

2．普通硅酸盐水泥

3．碱骨料反应

4．钢的冷弯性能

5．沥青的温度敏感性

四、问答题（每小题5分，共25分）

1、现有甲、乙两水泥厂生产的硅酸盐水泥熟料，其矿物成分如下：

生产厂

C3S（%）

C2S（%）

C3A（%）

C4AF（%）

甲

54

20

10

16

乙

45

28

7

20

若用上述熟料分别制成硅酸盐水泥，试估计它们的强度发展速度、水化热、耐腐蚀性、28d龄期强度有何差异？

2、什么是混凝土的和易性？

和易性包括哪几方面内容？

影响和易性的因素有哪些？

3、简述引气剂加入到混凝土中，混凝土性能的变化？

4、说明下列钢材牌号的含义：

Q235Aｂ，45Ｍｎ。

5、表征石油沥青性能的三大技术指标是什么？

分别表征沥青的什么性能？

五、计算题（其中1题9分，2题10分，共计19分）

1、一块标准的普通粘土砖，其尺寸为240×115×53mm，已知密度为2.7g/cm3，干燥时质量为2500g，吸水饱和时质量为2900g。

求：

（1）材料的干表观密度。

（2）材料的孔隙率。

（3）材料的体积吸水率。

2、计算某大桥混凝土设计强度等级为C40，强度标准差为6.0Mpa，用52.5级硅酸盐水泥，实测28d的抗压强度为58.5Mpa，已知水泥密度ρC＝3.10ｇ/cｍ3，中砂，砂子表观密度ρOS＝3.10ｇ/cｍ3，碎石，石子表观密度ρOG＝278g/cｍ3。

自来水。

已知：

A=0.46，B=0.07，单位用水量为195kg/ｍ3，砂率Sp=0.32含气量百分数为ɑ=1，求该混凝土的初步配合比？

（W／C最大水灰比为0.60，水泥最小用量为280kg/ｍ3）

土木工程材料试题答案

一、填空题（每空1分，共计20分）

1、润湿边角含水率吸水率

2、膨胀的大

3、结晶碳化气硬性

4、C3AC2SC3SC4AF

5、用水量水泥用量

6、沉入度分层度

7、屈服

8、油分树脂地沥青质

二、（正确的在题干括号内划‘√’，错误的划‘×’。

每小题2分，。

共16分）

1、×2、×3、√4、√5、×6、×7、√8、×

三、名词解释（每小题4分，共20分）

1、表观密度：

材料在自然状态下，单位体积内的质量。

2、普通硅酸盐水泥：

由硅酸盐水泥熟料、6%—15%混材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称普通硅酸盐水泥。

3、碱骨料反应：

水泥混凝土中水泥的碱与某些碱活性骨抖发生化学反应，可引起混凝土产生膨胀、开裂甚至破坏，这种化学反应称为碱一骨料反应。

4、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。

5、沥青的温度敏感性：

沥青的粘性和塑性随温度的升降而变化的性能。

四、问答题（每小题5分，共25分）

1、由上表可知甲厂硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥的强度发展速度、水化热、28d时的强度均高于由乙厂的硅酸盐水泥，但耐腐蚀性则低于由乙厂的硅酸盐水泥。

2、和易性：

混凝土易于施工操作（搅拌、运输、浇筑、捣实），并获是质量均匀，成型密实的混凝土的性能。

和易性包括三方面内容：

流动性、粘聚性、保水性。

影响和易性的因素：

（1）水泥浆的数量和水灰比

（2）砂率（3）温度和时间性（4）组成材料

3、

（1）、改善混凝土拌合物的工作性；

（2）、提高的混凝土的抗渗性、抗冻性。

（3）、降低了混凝土的强度。

4、Q235Aｂ表示屈服点等级为235Mpa，质量等级为A级的半镇静钢。

45Ｍｎ表示含碳量为0.45%较高含锰量的钢。

5、针入度、延度，软化点。

粘性、塑性、温度敏感性

五、计算题（其中1题9分，2题10分，共计19分）

1、解：

（1）根据1、ρ0=m/v=2500/240×115×53=1.7g/cm3

（2）、P=1-ρ0/ρ=1-1.7/2.7=37%

（3）、Wv=Wmρ0=（2900-2500）/2500·1.7=27%

2、解：

（1）fcu,t=fcu,k+1.645σfcu,t=40+1.645×6=49.87Mpa

（2）W/C=Afce/fcu,t+ABfceW/C=0.46×58.5/49.87+0.46×0.07×58.5=0.52

（3）因为0.52<0.60，所以C0=W0/W/C=195/0.52=375kg，因为375>280，所以C0=375kg

（4）        根据体积法求砂、石用量

C0/ρC+W0/ρW+S0/ρos+G0/ρoG+0.01α=1

S0/S0+G0=SP所以

375/3100+195/1000+S0/3100+G0/2780+0.01=1

S0/S0+G0=0.32

所以S0=616G0=1310

所以该混凝土的初步配合比：

水泥：

375kg砂子：

616kg石子：

1310kg水：

195kg

土木工程材料复习题

一、名词解释和符号解释

1、材料的软化系数；

2、气硬性胶凝材料；

3、砂率；

4、混凝土拌合物的和易性；

5、材料的的强度；

6、水硬性胶凝材料；

7、水泥浆的初凝与终凝；

8、材料的空隙率；

9、材料的耐久性；

10、碱骨料反应；

11、砂率与合理砂率；

12、混凝土的立方体抗压强度、立方体抗压标准强度；

13、钢材的时效与时效敏感性；

14、钢材的冷脆性；

15、C25、MU25；Q235—Bb；αk；Q390B（符号后面的数字和字母可能会变化）；

16、钢材的疲劳强度。

17、混凝土；

18、木材的纤维饱和点；

19、MU20；

20、沥青的软化点。

二、简答题

1、绘图说明钢材冷拉与时效处理前后钢筋的应力—应变曲线将如何变化。

2、何为木材平衡含水率？

影响木材强度主要因素有哪些？

3、硅酸盐水泥熟料矿的组成及其作用；

4、影响硅酸盐水泥水化和凝结硬化的主要因素。

5、影响合理的砂率的主要因素。

6、绘图说明混凝土在荷载作用下的破坏过程。

7、影响混凝土强度的主要因素

8、混凝土变形的种类与特点；

9、绘图说明混凝土在一次单调荷载作用下的破坏过程。

10、试说明混凝土的破坏过程与破坏机理。

11、影响混凝土强度的因素与提高混凝土强度及促进强度发展的技术措施。

12、混凝土配合比设计的基本要求有哪些？

混凝土配合比设计要解决的三个比例关系是什么？

13、什么是混凝土的外加剂？

混凝土外加剂的分类。

14、什么是混凝土的减水剂？

减水剂的主要作用有哪些？

15、说明减水剂的作用机理。

16、试说明氯化钙的早强剂作用机理

17、钢材的冷加工及对钢材产生的影响，在工程中有何意义。

18、试根据混凝土的组成材料说明提高混凝土强度和强度发展的措施。

19、烧结普通砖的主要技术性质有哪些。

20、砌筑材料的种类有哪些？

21、试说明在加固地基处理中提高地基土强度的机理。

土木工程材料复习题

一、填空

1、石油沥青的主要组丛有油分、树脂、地沥青质。

2、防水卷材按材料的组成不同，分为氧化沥青卷材、高聚物改性沥青卷材、合成高分子卷材                            。

3、低碳钢受拉直至破坏，经历了弹性、屈服、强化、颈缩四个阶段。

4、抹灰砂浆和砌筑砂浆不同，对它的主要技术要求不是强度，而是 和易性。

5、石灰膏和熟石灰在砂浆中的主要作用是使砂浆具有良好的和易性，所以也称外掺料。

6、强度等级为C30的混凝土，其立方体抗压强度标准值为30MP。

7、硅酸盐水泥的水化热主要由铝酸三钙和硅酸三钙产生，其中铝酸三钙水化热最大。

8、材料抵抗渗透的性质称为抗渗性，其大小可用渗透系数表示，也可用抗渗等级表示。

9、烧结普通砖的标准尺寸为240㎜*115㎜*53㎜，如果计划砌筑10M3砌体需用该砖约  5120匹。

10．材料的亲水性与憎水性用（润湿边角）来表示，材料的吸湿性用（含水率）来表示。

材料的吸水性用（吸水率）来表示。

2．石膏的硬化时体积是（膨胀的），硬化后孔隙率较（大）。

3．石灰浆体在空气中硬化，是由（结晶）作用和（碳化）作用同时进行的过程来完成，故石灰属于（气硬性）胶凝材料。

4．硅酸盐水泥熟料中四种矿物成分的分子式是（C3A）、（C2S）、（C3S）、（C4AF）。

5．混凝土的合理砂率是指在（用水量）和（水泥用量）一定的情况下，能使混凝土获得最大的流动性，并能获得良好粘聚性和保水性的砂率。

6．砌筑砂浆的流动性用（沉入度）表示，保水性用（分层度）来表示。

7．钢结构设计时碳素结构钢以（屈服）强度作为设计计算取值的依据。

8、石油沥青按三组分划分分别为（油分）、（树脂）、（地沥青质）。

1．对于开口微孔材料,当其孔隙率增大时，材料的密度（不变），吸水性（增强）,抗冻性（降低）,导热性（降低）,强度（降低）。

2．与硅酸盐水泥相比,火山灰水泥的水化热（低）,耐软水能力（好或强）,干缩（大）.

3．保温隔热材料应选择导热系数（小）,比热容和热容（大）的材料.

4．硅酸盐水泥的水化产物中胶体为（水化硅酸钙）和（水化铁酸钙）.

5.普通混凝土用砂含泥量增大时,混凝土的干缩（增大）,抗冻性（降低）.

6．普通混凝土配合比设计中要确定的三个参数为（水灰比）、（砂率）和（单位用水量）.

7．钢材中元素S主要会使钢的（热脆性）增大，元素P主要会使钢的（冷脆性）增大.

8．含水率为1%的湿砂202克，其中含水为

（2）克,干砂（200）克.

9．与建筑石灰相比，建筑石膏凝结硬化速度（快），硬化后体积（膨胀）.

10．石油沥青中油分的含量越大，则沥青的温度感应性（越大），大气稳定性（越好）.

11．按国家标准的规定，硅酸盐水泥的初凝时间应满足（不早于45min）。

12．相同条件下，碎石混凝土的和易性比卵石混凝土的和易性（差）。

13．石灰的陈伏处理主要是为了消除（过火石灰）的危害。

14．钢的牌号Q235-AF中A表示（质量等级为A级）。

15．结构设计时，硬钢的强度按（条件屈服点）取值。

16.选择建筑物围护结构的材料时，应选用导热系数较（小）、热容量较（大）的材料，保证良好的室内气候环境。

17.钢筋混凝土结构用热轧钢筋中光圆钢筋用____HPB___________符号表示，带肋钢筋用______HRB_________符号表示。

18.钢结构设计时，钢材强度的取值依据为（屈服强度）。

σ0.2中，0.2表示的意义为（残余变形为原标距长度的0.2%时所对应的应力值）。

19.用连续级配骨料配制的砼拌合物工作性良好，不易产生___离析____________现象，所需要的水泥用量比采用间断级配时_____多__________。

20.建筑石膏的化学成分为___GaSO4____½H2O________；生石灰的化学成分为CzO;______________；熟石灰的化学成分为_______Ca（OH）2________的。

21.某建筑物基础采用砖基础，应选用____实心烧结砖_______砌体材料和___水泥砂浆____________砂浆。

22.生产硅酸盐水泥时掺入适量石膏的目的是起____缓凝___________作用，但当掺量过多时，易导致水泥的__体积安定性_____________（性能）不合格。

23.大理石不宜用于室外，是因为抗__酸雨_____________性能较差，而花岗岩抗_____火__________性能较差。

24.烧结普通砖属于_____脆性__________材料，承受冲击荷载的构件一般选用____韧性___________材料。

25.当材料的体积密度与密度相同时，说明该材料（绝对密实）。

26.生石灰熟化的特征为（放热）和______体积膨胀_________。

27.硅酸盐水泥的水化产物是__水化硅酸钙_____________，_氢氧化钙____________，__水化铝酸钙_____________，___铁酸钙____________和（水化硫铝酸钙晶实）。

28.砂浆试件尺寸采用70.7X70.7X70.7mm立方体试件。

29.沥青由固态转变为具有一定流动性膏体的温度，称为软化点。

30.（纤维饱和点）是木材物理学性质发生变化的转折点。

二、判断题：

1、将某种含孔的材料置于不同湿度的环境中，分别测定其密度，其中以干燥条件下的密度为最小。

（ × ）                         

2、石灰在水化过程中要吸收大量的热量，体积也有较大的收缩。

（×  ）

3、按规定，硅酸盐水泥的初凝时间不迟于45分钟。

         （ × ）

4、用粒化高炉矿渣加入适量石膏共同磨细，即可制得矿渣水泥。

（×  ）

5、在其它条件相同时，用卵石代替碎石配置混凝