《土木工程材料》复习题及答案

《土木工程材料》复习题

一、填空题

1. 量取10l气干状态的卵石，称重为14.5kg；又取500g烘干的该卵石，放入装有500m l水的量筒中，静置24h后，水面升高为685m l。则该卵石的堆积密度为1.45g/cm3__，表观密度为__

2.7g/cm3_，空隙率为__0.463____。

2.密度是指材料在_绝对密实___状态下单位体积的质量。

3.材料在外力（荷载）作用下，抵抗破坏的能力称为___强度____。

4. 石灰的陈伏处理主要是为了消除过火石灰的危害。

5. 硅酸盐水泥熟料矿物组成主要有__硅酸二钙（C2S）、硅酸三钙(C3S)、铝酸三钙(C3A)_及铁铝酸四钙(C4AF)_。

6. 水泥颗粒越细，水化速度越____快____，凝结硬化后收缩越____大____，早期强度越___高___。

7. 坍落度试验是用来测试新拌混凝土的__流动性___。

8. 在和易性要求一定的条件下，采用粗砂配制的混凝土水泥用量比采用细砂配制的混凝土水泥用量____少_ __。

9. 当混凝土拌合物出现粘聚性尚好、坍落度太小时，应在保持____水灰比____不变的情况下，适当地增加___水泥浆_（水泥和水）__用量。

10. 测定混凝土立方体抗压强度的标准试件尺寸是边长为____150____mm的立方体，试件的标准养护温度为___20±3_____℃，相对湿度为大于_____90______%，养护龄期为____28______天。

11. 混凝土抗冻等级F15表示混凝土能够承受反复冻融循环次数为___15次___而不破坏。

12. 钢筋进行冷加工强化后，其塑性及韧性将明显降低。

13. 砂浆和易性包括___流动性____和____保水性____两方面的含义。

14. 建筑钢材随着含碳量的增加，其强度____提高____，塑性___降低____。

15._钢材的冲击韧性__是指钢材抵抗冲击荷载的能力。

16. 钢材的疲劳强度比其屈服强度____低_____，焊接性能随含碳量增大而__ 降低___。

二、单项选择题

1. 含水率为5%的砂220kg，将其干燥后的质量是_____kg。（B）

A.209

B.209.5

C.210

D.211

2. 颗粒材料的密度为ρ，表观密度为ρ0，堆积密度为ρ'0，则存在下列关系_____。( C )

A.ρ＞ρ'0＞ρ0

B.ρ0＞ρ＞ρ'0

C.ρ＞ρ0＞ρ'0

D.ρ'0＞ρ＞ρ0

3. 石膏在凝结硬化过程中，下列哪句话是正确的？( D )

A.凝结硬化时间慢、硬化后体积微小收缩

B.凝结硬化时间慢，硬化后体积微小膨胀

C.凝结硬化时间快、硬化后体积微小收缩

D.凝结硬化时间快，硬化后体积微小膨胀

4. 硅酸盐水泥耐热性差，主要是因为水泥中含有较多的_____。（ C ）

A 水化铝酸钙

B 水化铁酸钙

C 氢氧化钙

D 水化硅酸钙

5. 水泥中加入石膏的目的是_____。（ A ）

A. 延缓水化速度 B 加快水化速度 C 增加水泥产量 D 减少水泥收缩

6. 测定水泥胶砂强度用的标准试件尺寸是_________mm。( D )

A.40×40×40

B.40×40×100

C.100×100×100

D.40×40×160

7. 配制混凝土时宜优先选用_____。（ B ）

A.细砂

B.中砂

C. 粗砂

D.特细砂

8. 已知混凝土的砂石比为0.54，则砂率为_____。（ A ）。

A 0.35

B 0.30

C 0.54 D. 0.45

9. 两种砂子，以下说法正确的是( B )。

A.细度模数相同则级配相同

B.细度模数相同但是级配不一定相同

C.细度模数不同但是级配一定相同

D.级配相同则细度模数不一定相同

10. 当其他条件不变，砂率增大时，混凝土拌合物的流动性将_____。（ A ）

A. 降低

B. 增大

C. 不变

D. 没有明显规律

11. 混凝土配合比设计的三个主要参数是_____。( C )

A.单位用水量、配制强度、砂率

B.单位水泥量，配制强度、砂率

C.单位用水量、水灰比、砂率

D.单位水泥量，水灰比、砂率

12. 普通混凝土抗压强度测定时，若采用100×100×100mm的试件，试验结果应乘以尺寸换算系数_____。（ B ）

A.0.90

B.0.95

C.1.05

D.1.00

13. 混凝土强度等级不同时，能有效反映混凝土质量波动的主要指标为_____。( C )

A.强度平均值

B.强度标准差

C.强度变异系数

D.强度保证率

14. 钢材的屈服强度取其_____。（B）

A.屈服下限

B. 屈服上限

C.极限强度

D.比例极限

15. 使钢材产生热脆性的有害元素是_____。（ C ）

A.Mn和Si

B.S和O

C.P和S

D.C

三、问答题

1. 什么是材料的弹性与塑性、脆性与韧性？

答：材料在外力作用下产生变形(1’)，当外力取消后能够完全恢复原来形状的性质称为弹性。(1’)

材料在外力作用下产生变形，如果外力取消后，仍能保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质称为塑性。(1’)

材料受力达到一定程度时，突然发生破坏，并无明显的变形，材料的这种性质称为脆性。

(1’)

材料在冲击或动力荷载作用下，能吸收较大能量而不破坏的性能，称为韧性或冲击韧性。(1’)

2. 硅酸盐水泥水化后的主要产物有哪些？

答：硅酸盐水泥水化后的主要产物有水化硅酸钙(1’)、水化铁酸钙(1’)凝胶，氢氧化钙(1’)、

水化铝酸钙(1’)和水化硫铝酸钙(1’)晶体。

3. 混凝土拌合物的和易性有哪些指标，各指标有什么含义？

答：混凝土拌合物和易性包括有流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。(2)

流动性是指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。(1)

粘聚性是指混凝土拌合物在施工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层和离析的性能。(1)

保水性是指混凝土拌合物在施工过程中，具有一定的保水能力，不致产生严重泌水的性能。(1)

4. 绘制低碳钢拉伸应力-应变曲线，并说明各阶段的名称及特点。

OA —比例弹性阶段

AB —非比例弹性阶段 BC —弹塑性阶段 CD —塑性阶段

DE —应变强化阶段

EF —颈缩破坏阶段

(4‘

)

答：OA 阶段应力与应变成正比，卸去外力，变形可恢复；AB 阶段应力变化很小，而应变增加很多；BC 阶段钢材应力应变都增加(1)；CD 阶段应变增加而应力减小，至D 点试件薄弱处产生颈缩，钢筋被拉断(1)。

四、计算题 1.

某工程用砌砖砂浆设计强度等级为 Ｍ10，要求稠度为80～100㎜的水泥石灰砂浆，现有砌筑水泥的强度为32.5MPa ，细集料为堆积密度1450kg ／m 3的中砂，含水率为2%，已有石灰膏的稠度为120mm ，施工水平一般。计算此砂浆的配合比。(5分)

已知条件：水泥强度富余系数为1.0，施工水平一般的M10砂浆的标准差σ=2.5 MPa

砂浆的试配强度计算公式为： f m ，0=f 2 + 0.645σ，

水泥用量计算公式为：,01000()

m c ce

f B Q A f --

?，A=3.03，B=-15.09，

已知每立方米砂浆中胶结料和掺加料的总量Q=330㎏/m 3， 每立方米砂浆用水量为 300 kg/m 3。

解：砂浆的试配强度为： f m ，0=f 2 + 0.645σ=10+0.645×2.5=11.6 MPa (1)

计算水泥用量：由 A=3.03，B=－15.09，

Qc = 1000(11.6+15.09)/3.03×32.5= 271 kg/m 3 (1)

计算石灰膏用量：

QA= 330330㎏/m 3 ＱD ＝ＱＡ一Qc = 330－271 = 59 kg/m 3 (1)

砂用量：

Qs= 1×ρ0干= 1450 ×（１＋0.02）= 1479 kg/m 3 (1)

则砂浆的设计配比为：

水泥：石灰膏：砂：水=271：59：1479：300 (1) 该砂浆的设计配比亦可表示为：

水泥：石灰膏：砂= 1：0.22：5.46，用水量为 300 kg/m 3

2. 某干燥环境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，所用原材料情况如下：

水泥：42.5级普通硅酸盐水泥，水泥密度为ρc =3100㎏/m 3； 砂：中砂，级配合格，砂子表观密度ρos =2600㎏/m 3；

石：5～40mm 碎石，级配合格，石子表观密度ρoG =2650㎏/m 3。

已确定水灰比为0.53（符合要求），每m 3混凝土中用水量为185kg （符合要求），砂率选为S P =35%，（已知干燥环境中钢筋混凝土最小水泥用量为260㎏/m 3）。

已知采用体积法计算砂、石用量的计算公式为：

???

???

??+++++％＝＝100101.0000P

0G

00S 0w 0

c 0G S S S G S W C αρρρρ (混凝土含气量百分数1=α) 试求该混凝土计算配合比。 (10分)

—

求该砂的细度模数，判定其为何种砂。(10分)

(表中数值计算过程2‘

)

76.21005)(1

1

65432=--++++=

A A A A A A A M x 该砂属于中砂。(3‘)

4. 一钢材试件，直径为25㎜，原标距为125㎜，做拉伸试验，屈服点荷载为212.0KN ，达到最大荷载为269.3KN ，拉断后测的标距长为151㎜，求该钢筋的屈服点、抗拉强度及拉断后伸长率。(10分)

解： 直径为25㎜钢材面积为22

9.4904

mm d A ==

π， (1‘)

则钢材屈服强度为23/88.4319.49010212mm N A P f y

y =?==， (3‘) 极限强度为23/61.5489

.490103.269mm N A P f u u =?==， (3‘) 伸长率%8.20125

12515100=-=-'=l l l δ (3‘)

解：由已知条件可知水泥用量为C 0=W 0/(W/C)=185/0.53=349kg>最小水泥用量260㎏/m 3，因

此水泥用量符合要求。(1‘

)

采用体积法计算砂、石用量，设其用量分别为S 0、G 0将已知条件带入公式：

???????=?+?++++35.01001101.0265026001000185

31003490

0000％＝G S S

G S (4‘

) 经计算求得S 0=637.6kg ，G 0=1185kg 。(2‘

) 由此可得该混凝土配合比为：

C: W: S: G=349: 185: 637.6: 1185=1: 0.53: 1.83: 3.40 (2‘) C 0=349kg/m 3。(1‘

)