09土木工程材料试卷A答案

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成都理工大学工程技术学院 2010－2011学年第一学期

《土木工程材料》09工程管理专业期末试卷A

注意事项：1. 考前请将密封线内的各项内容填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3．考试形式：闭卷；

4. 本试卷共四大题，满分100分，考试时间120分钟。

题号 分数 一 二 三 四 总分 阅卷人

一、单项选择题(1×20=20)

1.对于同一种材料而言，材料的密度、表观密度0以及堆积密度1的大小顺序正确的是( C )

A.10 B.01 C.01 D.10 2.材料的孔隙率增大，材料的( D )降低。

A.强度、憎水性、吸水性 B密度、强度、抗冻性

C.吸湿性、抗渗性、耐水性 D.表观密度、强度、密实度 3.欲使建筑物室内尽可能冬暖夏凉的外墙材料应选用导热系数和热容量C的大小是( C )

A.值小，C值小 B.值大，C值小 C.值小，C值大 D.值大，C值大 4.含水率为10%的湿砂220g，其中水的质量为( C ) A.19.8g B.22g C.20g D.20.2g 5.在石灰熟化的过程中，对石灰表面覆盖一层水的的目的是( A )

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A.防止生成的氢氧化钙与二氧化碳发生反应 B.消除过火灰的危害 C.便于石灰熟化的产物沉淀 D.以上三者都不对

6.在生产普通硅酸盐水泥的过程中，加入适量石膏的作用是( A ) A.调节水泥的凝固时间 B.调节水泥的标号 C.减小水泥水化时的水化热 D.改变水泥的品种 7.对于大体积混凝土工程不宜选用的水泥品种( C ) A.矿渣硅酸盐水泥 B.粉煤灰硅酸盐水泥 C.普通硅酸盐水泥 D.火山灰硅酸盐水泥 8.水泥熟料中28d水化热最大的矿物为( C ) A.C3S B. C2S C. C3A D. C4AF

9.在水泥性能试验后，测定下列哪项指标不合格，水泥即为废品。( B ) A.水泥细度不合格 B.水泥体积安定性不合格 C.水泥标号不合格 D.水泥终凝时间不合格 10.某种水泥的标号为42.5R，其中R的含义为( B )

A.水泥的品种 B.早强型水泥 C.防腐型水泥 D.抗渗型水泥 11.在混凝土搅拌之前，洗砂以及石子的目的是( D ) A.提高砂石的含水率 B.降低砂石的含泥量 C.降低砂石里面有害杂质的含量 D.B与C都对 12.砂石中的含泥量对混凝土的性能有哪些影响( D ) A.增加混凝土的拌水量 B.增大混凝土的干缩 C.降低混凝土的强度 D.以上三项都对 13.混凝土发生碱骨料反应的条件是( D ) A.碱性物质、活性骨料、外加剂 B.碱性物质、掺合料、外加剂

C.碱性物质、有害杂质、外加剂、掺合料 D.碱性物质、活性骨料、水 14.混凝土的和易性包括( A )

A.流动性、粘聚性、保水性 B.稠度、分层度、保水性 C.泵送性、离析、强度 D.坍落度、维勃稠度、稠度 15.C30表示混凝土的( C )等于30MPa。

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A.立方体抗压强度值 B.设计立方体抗压强度值 C.立方体抗压强度标准值 D.强度等级

16.按经验资料计算出的混凝土配合比，经试拌发现混凝土拌合物的坍落度小于设计要求，应如何调整配合比( B ) A.增加用水量直至坍落度满足要求

B.保证混凝土的水灰比不变的条件下，增大水泥浆的用量 C.保证混凝土的水灰比不变的条件下，掺入大量的减水剂 D.B与C选项方法都对

17.下列哪种钢材的性能最优良( D )

A.沸腾钢 B.镇静钢 C.半镇静钢 D.特殊镇静钢

18.碳素钢结构设计时，碳素钢以( A )强度作为设计计算取值的依据。 A.s B.p C.b D.以上都不对

19.钢材的伸长率越 ，截面收缩率越 ，钢材的塑性越好。( A ) A.大，大 B.大，小 C.小，小 D.小，大 20.钢材的冷弯性能衡量指标为( B )

A.钢材的厚度 B.弯曲角度与弯心直径与钢材直径的比值 C.钢材的表面是否起皮 D.弯曲角度与弯曲方向 1 11

2 12 3 13 4 14 5 15 6 16 7 17 8 18 9 19 10 20 二、是非判断题，若该题正确在括号后打“√”，若该题错误在括号后打“×”并改正(2×10=20)

1.对于材料的比强度越大，材料越轻质高强。( √ )

2.对于同一种材料，材料的孔隙率越大，材料的吸湿性越强。(× ) 改：与材料孔的结构有关。

3.胶凝材料具有一定的强度，而且都能应用潮湿环境。( × )

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改：气硬性胶凝材料不能应用于潮湿环境。

4.水泥颗粒越细，水泥的水化越快，因此水泥的细度越细越好。( × ) 改：水泥细度太小易引起干缩。

5.间断级配的集料可以降低集料的空隙率，可以节约水泥，但在工程中并不多用，由于间断级配的集料易使混凝土拌合物产生离析。( √ )

6.在混凝土拌合物中水泥浆的数量越多和易性越好。( × ) 改：水泥浆过多易引起流浆。

7.混凝土的强度随水灰比的增大而降低。( √ )

8.在施工中加强混凝土的振捣有利于混凝土的密实，因此在施工中振捣的时间越长越好。( × )

改：振捣试件太长易引起骨料下沉。

9.钢材的强屈比越大，钢材的安全性越高，可靠度越大；因此钢材的强屈比越大越好。( × )

改：强屈比太大浪费材料。

10.钢材在应力低于屈服应力的情况下不会出现破坏。( × ) 改：疲劳破坏可以发生。

三、工程实例分析题(10×4=40)

1.某施工对使用以煤渣掺量为30%的火山灰硅酸盐水泥铺设汽车行驶路面。建成使用两年后，路面耐磨性差，已出现一些坑洼，且表面有微裂纹。请分析原因。

答：在混凝土施工中，水泥品种以及强度等级的选择必须与工程环境以及使用条件相适应。对于公路路面对混凝土的耐磨性要求较高，而火山灰硅酸盐水泥

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耐磨性差，干缩性较大，因此表面会出现坑洼，本工程应选用耐磨性较高的水泥品种。

2.某工地现配制C20的普通混凝土，选用42.5号硅酸盐水泥，水泥用量为250kg/m3，使用石子的粒径为20-40mm，为间断级配，人工现场搅拌。搅拌时发现混凝土拌合物的和易性较差，成型后混凝土结构中的蜂窝以及空洞较多，请从材料方面分析原因。

答：在配制混凝土时水泥的标号选择必须与混凝土的强度等级适应，一般情况下，高强度的混凝土需要高标号的水泥，低强度的混凝土需要低标号的水泥。本例采用了高标号的水泥配制低强度的混凝土，水泥的单位用量小于规范要求的260kg，在拌制混凝土时水泥浆数量不够，而且石子级配为间断级配易造成离析，故和易性较差，和易性差在振捣时不易密实故空洞较多。

3.某钢结构厂房吊车梁使用中碳钢，采用一般的焊条直接焊接。建成不久后在一次生产中由于吊车紧急刹车，吊车梁发生突然性断裂，造成一定的经济损失。请分析吊车梁断裂的原因。

答：吊车梁使用的中碳钢，含碳量较高。钢材的可焊性以及冲击韧性都较低。由钢材的性质可知：随着含碳量的增加，钢材的可焊性以及冲击韧性都会降低低。因此对于中碳钢应该采用特种焊条焊接，另一方面，由于吊车紧急刹车对吊车梁相当一个冲击荷载，使钢结构发生断裂。

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四、计算题(8+12)

1.称取密度、绝干体积密度、绝干堆积密度分别为2.68g/cm3、2.6g/cm3、1.5g/cm3的绝干砂子500g，将其放入容量瓶内，加满水并排尽气泡(砂已吸水饱和)，此时称得总质量为997g。将瓶内的砂子倒出，向瓶内重新注满水，此时称得总质量为686g。求该砂的表观密度、空隙率、开口孔隙率、闭口孔隙率。

表观500/(686(997500))2.65g/cm3解：

P'V空V实V孔V空1堆积体积11.52.642%

M砂吸收的水=686—（997—500）=189g

表观密度=材料干燥状态下质量÷材料绝对密实状态下体积

=500÷M砂吸收的水=2.65g/cm³

孔隙率=内部孔隙体积÷材料总体积×100％ =﹙1－表观密度／密度﹚×100％=1.12％ 空隙率=空隙体积÷散粒材料的自然堆积体积×100％ =﹙1－堆积密度／表观密度﹚×100％=42％

V（材料实体体积）=m/ρ=500g÷2.68g/cm³=186.6cm³=187cm³

V0（材料总体积）=总质量÷表观密度=500g÷2.65g/cm³=188.7cm³=189cm³ VP=VK＋VB=V0－V=189－187g=2g VK VB PK=VK÷V0 PB=VB÷V0

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2.(1)工程条件：某工程的预制钢筋混凝土梁(不受风雪影响)。混凝土的设计强度为C20，要求强度保证率95%。施工要求坍落度为35mm~50mm(混凝土由机械搅拌、机械振捣)，该施工单位无历史统计资料。

(2)材料：42.5普通硅酸盐水泥，实测28d的抗压强度为48.0MPa，表观密度

333'c=3.1g/cm；中砂，表观密度s=2.65g/cm，堆积密度s=1.50g/cm；碎石，

表观密度g=2.70g/cm3，堆积密度g'=1.55g/cm3，最大粒径为20mm；自来水。 试设计该混凝土的初步配合比。(按干燥材料计算，质量法与体积法均需计算) 附表1：混凝土强度标准差值

混凝土强度等级 低于C20 4.0 C20~C35 5.0 高于C35 6.0 /MPa 附表2：混凝土的最大水灰比和最小水泥用量

最大水灰比 环境条件 干燥环境 结构物类型 素混凝土 正常的居住或办公屋内的构件 无规定 钢筋混凝土 0.65 预应力混凝土 0.60 最小水泥用量/Kg 素混凝土 200 钢筋混凝土 260 预应力混凝土 300 附表3：塑性混凝土的单位用水量Kg/m3

拌合物稠度 指标 坍落度/mm 10-30 35-50 55-70 16 200 210 220 碎石最大粒径/mm 20 185 195 205 31.5 175 185 195 40 165 175 185 附表4：混凝土砂率选用表

水灰比 0.40 0.50 0.60 0.70 附公式1：fcu,0fcu,k1.645

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碎石最大粒径/mm 16 30~35 33~38 36~41 39~44 20 29~34 32~37 35~40 38~43 40 27~32 30~35 33~38 36~41 成都理工大学工程技术学院2010-2011学年第一学期期末考试

附公式2：

WCafcefcu,0abfce，对于碎石：a0.46,b0.07

答：计算混凝土的初步配合比： 1.计算配制强度：

fcu,0fcu,k1.645=20+1.645×5.0=28.225MPa 2.计算水灰比：

WCafcefcu,0abfce=

0.464828.2250.460.0748=0.74>0.65

取水灰比为0.65.

3.该混凝土所用的碎石最大粒径为20mm，坍落度要求为35mm~50mm，查表取单位用水量为mw=195Kg. 4.计算水泥用量

mc=195/0.65=300Kg>260Kg 5.确定砂率Sp=36% 6.采用重量法计算 195+300+ms+mg=2400 ms/(ms+mg)=36% 7.采用体积法计算

300/3100+ms/2650+mg/2700+195/1000+0.01×1=1 ms/(ms+mg)=36%

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