练习-土木工程材料试题与答案

《土木工程材料》第1页共29页《土木工程材料》综合复习资料第一章一、选择题1、孔隙率增大，材料的＿＿降低。A密度B表观密度C憎水性D抗冻性2、材料在水中吸收水分的性质称为＿＿。A吸水性B吸湿性C耐水性D渗透性3、材料的耐水性一般可用＿＿来表示。A渗透系数B抗冻性C软化系数D含水率4、弹性材料具有＿＿的特点。A无塑性变形B不变形C塑性变形小D恒定的弹性模量5、材料的比强度是＿＿。A两材料的强度比B材料强度与其表观密度之比C材料强度与其质量之比D材料强度与其体积之比二、是非判断题1、某些材料虽然在受力初期表现为弹性，达到一定程度后表现出塑性特征，这类材料称为塑性材料。2、某材料含大量开口孔隙，直接用排水法测定其体积，该材料的质量与所测得的体积之比即为该材料的表观密度。3、材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。4、在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。5、材料的抗渗性与材料的开口孔隙率关系不大。6、材料的冻融破坏主要是由于材料的水结冰造成的。三、填空题1、材料的质量与其自然状态下的体积比称为材料的＿＿。2、材料的吸湿性是指材料在＿＿的性质。3、材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的＿＿来表示。4、水可以在材料表面展开，即材料表面可以被水浸润，这种性质称为＿＿。5、孔隙率越大，材料的导热系数越＿＿，其材料的绝热性能越＿＿。《土木工程材料》第2页共29页四、名词解释1、密度2、材料的空隙率3、堆积密度4、表观密度5、材料的弹性五、问答题1、某水泥厂生产普通硅酸盐水泥,现改产火山灰硅酸盐水泥,原包装袋未变,客户投诉水泥重量不够,请分析原因。2、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？3、决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么？4、北方某住宅楼冬季施工，使用了尿素作混凝土的防冻剂。住户入住后闻到一股氨味，请分析原因。六、计算题1、质量为3.4kg，容积为10L的容量筒装满绝干石子后的总质量为18.4kg。若向筒内注入水，待石子吸水饱和后，为注满此筒功注入水4.27kg。将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为18.6kg（含筒重）。求该石子的吸水率，表观密度，堆积密度，开口孔隙率。2、某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172、178、168MPa。该岩石可否用于水下工程。3、某岩石的密度为2.75g/cm3，孔隙率为1.5％；今将该岩石破碎为碎石，测得碎石的堆积密度为1560kg/m3。试求此岩石的表观密度和碎石的空隙率。第一章参考答案一、选择题1、B2、A3、C4、AD5、B二、是非判断题1、错2、错3、对4、错5、错6、对三、填空题1、表观密度2、空气中吸收水分3、冻融循环次数4、亲水性5、小好四、名词解释《土木工程材料》第3页共29页1、是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。2、指散粒状材料堆积体积（V）中，颗粒间空隙体积所占的百分率。3、是指材料在自然状态下单位体积的质量。4、是指粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。5、材料在外力作用下产生变形，当外力去除后能完全恢复到原始形状的性质。五、问答题1、答:火山灰硅酸盐水泥的堆积密度较普通硅酸盐水泥小，由于包装袋的容积一定，因而质量变小。2、答：主要有以下两个措施:(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。3、答:决定材料耐腐蚀的内在因素主要有:(1)材料的化学组成和矿物组成。如果材料的组成成分容易与酸、碱、盐、氧或某些化学物质起反应，或材料的组成易溶于水或某些溶剂，则材料的耐腐蚀性较差。(2)非晶体材料较同组成的晶体材料的耐腐蚀性差。因前者较后者有较高的化学能，即化学稳定性差。(3)材料内部的孔隙率，特别是开口孔隙率。孔隙率越大，腐蚀物质越易进入材料内部，使材料内外部同时受腐蚀，因而腐蚀加剧。(4)材料本身的强度。材料的强度越差，则抵抗腐蚀的能力越差。4、答:混凝土所加入的尿素含量较高，其氨气缓慢透放，污染环境。六、计算题1、石子的质量为m＝18.4-3.4＝15.0(kg)石子的堆积体积为Voˊ＝10L，石子所吸水的量为mw＝18.6-18.4＝0.2(kg)，水的体积为0.2L开口孔隙体积为石子吸收水的量，即Vk＝0.2L注入筒内的水的体积为Vˊw=4.27L,该体积等于石子间空隙的体积与石子开口孔隙之和。Vs+Vk＝4.27L故，石子的质量吸水率为Wm＝mw/m＝0.2/15×100%=1.3%石子的体积吸水率为《土木工程材料》第4页共29页Vv=Vk/Vo=0.2/(10-4.27+0.2)×100%=3.4%石子的堆积密度为ρodˊ=m/Voˊ=15/10=1500(kg/m3)石子的表观密度为ρod＝m/Vo=15/(10-4.27+0.2)=2530(kg/m3)石子的开口孔隙率为Pk＝Vk/Vo=0.2/(10-4.27+0.2)×100%=3.4%2、该岩石的软化系数为其软化系数大于0.85，所以该岩石可用于水下工程。3、因为解：00001(1)100%VVVPVV1.5%P2.75可得02.70852.71g/cm300000001(1)100%VVVPVV01560kg/m3可得42.4%P第二章一、选择题1、钢材伸长率δ10表示＿＿。A直径为10mm钢材的伸长率B10mm的伸长C标距为10倍钢筋直径时的伸长率２、钢材抵抗冲击荷载的能力称为＿＿。A塑性B冲击韧性C弹性D硬度3、钢的含碳量为＿＿。《土木工程材料》第5页共29页A2.06%B3.0%C2.06%二、是非判断题1、屈强比愈小，钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大，结构的安全性愈高。2、一般来说，钢材硬度愈高，强度也愈大。3、钢材是各向异性材料。4、钢材的腐蚀与材质无关，完全受环境介质的影响。5、淬火对钢的塑性和韧性影响不大。6、镇静钢可用于承受冲击荷载的重要构件。三、填空题1、＿＿和＿＿是衡量钢材强度的两个重要指标。2、钢材的腐蚀分为：＿＿和＿＿。3、钢材热处理的工艺有：＿＿，正火，＿＿，＿＿。4、按冶炼时脱氧程度分类钢可以分成：＿＿，＿＿,＿＿和特殊镇静钢。四、名词解释1、弹性模量2、屈服强度五、问答题1、某厂钢结构层架使用中碳钢，采用一般的焊条直接焊接。使用一段时间后层架坍落，请分析事故的可能原因。2、东北某厂需焊接一支承室外排风机的钢架。请对下列钢材选用。并简述理由。ⅠQ235-AF价格较便宜ⅡQ235-C价格高于Ⅰ3、为何说屈服点（бs）、抗拉强度（бb）和伸长率（δ）是建筑用钢材的重要技术性能指标。4、工地上为何常对强度偏低而塑性偏大的低碳盘条钢筋进行冷拉。5、铝材从用于装饰材料发展应用到窗框、幕墙以及结构材料，请展望其于我国建筑上的应用。六、计算题《土木工程材料》第6页共29页1、从新进货的一批钢筋中抽样，并截取两根钢筋做拉伸试验，测得如下结果：屈服下限荷载分别为42.4kN，41.5kN；抗拉极限荷载分别为62.0kN，61.6kN,钢筋公称直径为12mm，标距为60mm，拉断时长度分别为66.0mm，67.0mm。计算该钢筋的屈服强度，抗拉强度及伸长率。第二章参考答案一、选择题1、C2、B3、A二、是非判断题1、对2、对3、错4、错５错６对三、填空题1、屈服强度极限抗拉强度2、化学腐蚀电化学腐蚀3、退火淬火回火4、镇静钢沸腾钢半镇静钢四、名词解释1、钢材受力初期，应力与应变成比例地增长，应力与应变之比为常数，称为弹性模量。2、当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度。五、问答题1、答：A.钢材选用不当。中碳钢塑性、韧性差于低碳钢，且焊接时温度高，热影响区的塑性及韧性下降较多，从而易于形成裂纹。B.焊条选用及焊接方式亦有不妥。中碳钢由于含碳较高，焊接易产生裂缝，最好采用铆接或螺栓连接。若只能焊接，应选用低氢型焊条，且构件宜预热。2、答：选用Ⅱ。因Ⅰ为沸腾钢，其抗冲击韧性较差，尤其是在低温的条件下，且排风机动荷载不宜选用沸腾钢。再者，沸腾钢焊接性能也是较差的。而应选用质量较好的镇静钢。3、答：屈服点（бs）是结构设计时取值的依据，表示钢材在正常工作承受的应力不超过бs；屈服点与抗拉强度的比值（бs∕бb）称为屈强比。它反应钢材的利用率和使用中安全可靠程度；伸长率（δ）表示钢材的塑性变形能力。钢材在使用中，为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆断，要求其塑性良好，即具有一定的伸长率，可以使缺陷处超过бs时，随着《土木工程材料》第7页共29页发生塑性变形使应力重分布，而避免钢材提早破坏。同时，常温下将钢材加工成一定形状，也要求钢材要具有一定塑性。但伸长率不能过大，否则会使钢材在使用中超过允许的变形值。4、答：对钢筋冷拉可提高其屈服强度，但塑性变形能力有所降低，工地上常对强度偏低而塑性偏大的低碳盘条钢筋进行冷拉。5、展望：随着建筑物向轻质和装配化方向发展，铝合金在我国建筑上的应用必然会有相当大的发展。如应用于建筑结构、窗框、顶棚、阳台、扶手、室内装修等。国际上亦已看出这方面的发展，如美国1970年建筑用铝约100多万吨，经过4年，增长了4倍，占全国铝消耗量1/4以上。国际上不少建筑以铝合金建成，如美国用铝合金建成一个跨度为66m的飞机库，全部建筑重量仅为钢结构的1/7。加拿大多伦多的球面铝网壳电影院采用2438根铝管建成。铝材在我国建筑方面将会有更大的发展。六、计算题钢筋的屈服强度钢筋的抗拉强度钢筋的伸长率第三章一、选择题1、水泥熟料中水化速度最快，28天水化热最大的是＿＿。AC3SBC2SCC3ADC4AF2、以下水泥熟料矿物中早期强度及后期强度都比较高的是＿＿。AC3SBC2SCC3ADC4AF3、引起安定性不良的原因有＿＿。A熟料中游离氧化钙过多B熟料中游离氧化镁过多C二氧化硅含量过量D加入的石膏量过多4、以下工程适合使用硅酸盐水泥的是＿＿。《土木工程材料》第8页共29页A大体积的混凝土工程B受化学及海水侵蚀的工程C耐热混凝土工程D早期强度要求较高的工程二、是非判断题1、石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。2、为加速水玻璃的硬化，常加入氟硅酸钠作为促硬剂，加入越多效果越好。3、在水泥中，石膏加入的量越多越好。4、初凝时间不符合规定的硅酸盐水泥为废品。5、对早期强度要求比较高的工程一般使用矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥。三、填空题1、过火石灰引起的主要危害有＿＿。2、石灰的特性有：可塑性＿＿、硬化＿＿、硬化时体积＿＿和耐水性＿＿等。3、建筑石膏具有以下特性：凝结硬化＿＿、孔隙率＿＿、表观密度＿＿，强度＿＿凝结硬化时体积＿＿、防火性能＿＿等。4、在硅酸盐水泥熟料矿物C3S、C2S、C3A、C4AF中，干缩性最大的是：＿＿。5、国家标准规定：硅酸盐水泥的初凝时间不得早于＿＿，终凝时间不得迟于＿＿。四、名词解释1、胶凝材料2、气硬性胶凝材料五、问答题1、建筑石膏制品为何一般不适于室外?2、在维修古建筑时，发现古建筑中石灰砂浆坚硬，强度较高。有人认为是古代生产的石灰质量优于现代石灰。此观点对否？为什么？3、有Ａ.Ｂ两种钙质生石灰，其中有关指标如下。请分析Ａ.Ｂ两石灰生产及其性能的差别？——Ａ石灰Ｂ石灰未消化残渣含量(5mm圆孔筛筛余量)16%16%CO2含量10%2%4、为何石灰除粉刷外一般不单独使用石灰浆?5、在天然石材、粘土砖、混凝土和硅酸盐制品表面涂一层水玻璃，可提高制品表面的密实性和抗风化能力。水玻璃是否亦可涂于石膏制品表面？为什么？《土木工程材料》第9页共29页6、某住宅工程工期较短，现有强度等级同为42.5硅酸盐水泥和矿渣水