土木工程材料题库及答案
《土木工程材料》课程
题库及参考答案
２0１5．６．18
绪论部分
一、名词解释
1、产品标准
2、工程建设标准
参考答案：
1、产品标准:是为保证产品的适用性，对产品必须达到的某些或全部要求所指定的标准。其范
围包括：品种、规格、技术性能、试验方法、检验规则、包装、储藏、运输等。建筑材料产品，如各种水泥、陶瓷、钢材等均有各自的产品标准。
2、工程建设标准:是对基本建设中各类的勘察、规划设计、施工、安装、验收等需要协调统一
的事项所指定的标准。与选择和使用建筑材料有关的标准,有各种结构设计规范、施工及验收规范等。
二、填空题
１、根据组成物质的种类及化学成分,将土木工程材料可以分为、和三类。
2、我国的技术标准分为、、和四级。
参考答案：
1、无机材料、有机材料、复合材料；
２、国家标准、行业标准、地方标准、企业标准
三、简答题
１、简述土木工程材料的发展趋势。
2、实行标准化的意义有哪些?
3、简述土木工程材料课程学习的基本方法与要求以及实验课学习的意义。
参考答案:
1、土木工程材料有下列发展趋势:
1）高性能化。例如研制轻质、高强、高耐久、优异装饰性和多功能的材料，以及充分利用和发挥各种材料的特性，采用复合技术,制造出具有特殊功能的复合材料。
2)多功能化。具有多种功能或智能的土木工程材料。
3)工业规模化。土木工程材料的生产要实现现代化、工业化，而且为了降低成本、控制质量、便于机械化施工，生产要标准化、大型化、商品化等。
4）生态化。为了降低环境污染、节约资源、维护生态平衡，生产节能型、利废型、环保型和保健型的生态建材，产品可再生循环和回收利用。
2、实行标准化对经济、技术、科学及管理等社会实践有着重要意义,这样就能对重复性事物和概念达到统一认识。以建筑材料性能的试验方法为例，如果不实行标准化,不同部门或单位采用不同的试验方法。则所得的试验结果就无可比性,其获得的数据将毫无意义。所以,没有标准化，则工程的设计、产品的生产及质量的检验就失去了共同依据和准则。由此可见,标准化为生产技术和科学发展建立了最佳秩序,并带来了社会效益。
3、土木工程材料课程具有内容繁杂、涉及面广、理论体系不够完善等特点，因此学习时应在首先掌握材料基本性质和相关理论的基础上,再熟悉常用材料的主要性能、技术标准及应用方法;同时还应了解典型材料的生产工艺原理和技术性能特点，较清楚地认识材料的组成、结构、构造及性能；必须熟悉掌握常用土木工程材料的主要品种和规格、选择及应用、储运与管理等方面的知识,掌握这些材料在工程使用中的基本规律。
第1章土木工程材料的基本性质
一、名词解释：
1、密度、表观密度、体积密度、堆积密度;
２、亲水性、憎水性；
３、吸水率、含水率；
4、耐水性、软化系数;
５、抗渗性、抗冻性；
6、强度等级、比强度;
7、弹性、塑性；
８、脆性、韧性；
9、耐燃性、耐火性；
10、耐久性
参考答案:
一、名词解释
1、密度、表观密度、体积密度、堆积密度
密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。
表观密度:材料在包含内部闭口孔隙体积在内的单位体积的质量。
体积密度:材料在自然状态下单位体积的质量。
堆积密度：散粒状或粉状材料在堆积状态下单位体积的质量。
2、亲水性材料、憎水性材料
亲水性材料：当润湿角θ≤９0°时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子之间的相互吸引力，此种材料称为亲水性材料。
憎水性材料:当润湿边θ＜90°时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子之间的相互吸引力,此种材料称为憎水性材料。
3、吸水率、含水率
吸水率:当材料吸水饱和时,材料中所含水的质量与干燥状态下的质量比称为吸水率。
含水率:材料中所含水的质量与干燥状态下的质量之比，称为材料的含水率。
4、耐水性、软化系数
耐水性：材料抵抗水破坏作用的性质称为耐水性,用软化系数表示。
软化系数:材料在吸水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的抗压强度之比。
5、抗渗性;抗冻性
抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗透性，用用渗透系数或抗渗等级表示。
抗冻性：材料在水饱和状态下,经过多次冻融循环作用,能保持强度和外观完整性的能力。
6、强度等级、比强度
强度等级:指按材料强度值的大小划分的若干等级。
比强度：按材料单位质量计算的强度,其值等于材料的强度值与其体积密度之比。
7、弹性、塑性
弹性：材料在外力作用下产生变形,当外力取消后，变形能完全消失的性质
塑性:材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，仍保持变形后的形状,并不产生裂缝的性质。
8、脆性、韧性
脆性:材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料突然破坏，而破坏时无明显的塑性变形的性质。
韧性:材料在冲击、振动荷载作用下，能过吸收较大的能量,同时也能产生一定的变形而不被破坏的性质。
9、耐燃性、耐火性
耐燃性：指材料能够经受火焰和高温作用而不破坏,强度也不显著降低的性能。根据耐燃性不同,可分为易燃材料、难燃材料和不燃材料三类。
耐火性:指材料长期在高温作用下，保持其结构和工作性能基本稳定而不破坏的性质,用耐火度表示。根据耐火度不同,可分为易熔材料、难熔材料和耐火材料三类。
1０、耐久性
耐久性:是材料在使用过程中抵抗其自身及环境因素的长期破坏作用,保持其原有性能而不变质、不破坏的能力,即材料保持工作性能直到极限状态的性质。
二、填空题
1、材料的吸水性、耐水性、抗渗性、抗冻性、导热性分别用、、
、、和表示。
2、当材料的孔隙率一定时，孔隙尺寸越小，材料的强度越,保温性能越,耐久性。
3、选用墙体材料时，应选择导热系数较、热容量较的材料，才能使室内尽可能冬暖夏凉。４、材料受水作用，将会对其、、、及等性能产生不良影响。
５、材料的孔隙率较大时(假定均为开口孔），则材料的表观密度、强度、吸水率、抗渗性、抗冻性、导热性、吸声性。
６、材料的软化系数愈大表明材料的耐水性愈。软化系数大于的材料被认为是耐水的。
7、评价材料是否轻质高强的指标为，它等于,其值越大，表明材料。
8、无机非金属材料一般均属于脆性材料，最宜承受力。
9、材料的弹性模量反映了材料的能力。
1０、材料的吸水率主要取决于及，较大，且具有而
又孔隙的材料其吸水率往往较大。
11、材料的耐燃性按耐火要求规定分为、和三大类。材料在高
温作用下会发生和两种性质的变化而影响其正常使用。
12、材料在使用环境中，除受荷载作用外，还会受到、和等周围
自然因素的作用而影响其耐久性。
参考答案:
１、吸水率,软化系数,抗渗等级或渗透系数，抗冻等级，导热系数；
2、高，好，越好；
3、小，大;
4、质量,强度,保温性能，抗冻性能,体积;
5、较小，较低，较大,较差，较差,较大，较好;
6、好，０.８5;
７、比强度,材料的强度与体积密度之比，越轻质高强;
８、静压力;
9、抵抗变形;
10、孔隙率，孔隙特征，孔隙率，细小开口,连通;
1１、不燃材料，难燃材料，易燃材料，热变质，热变形；
１2、物理作用,化学作用,生物作用;
三、选择题（单选或多选）
1、含水率4%的砂100克，其中干砂重克。
Ａ.96B．95.5 C. ９6.15D97
２、建筑上为使温度稳定，并节约能源,应选用的材料。
Ａ．导热系数和热容量均小Ｂ.导热系数和热容量均大
C.导热系数小而热容量大
D.导热系数大而热容量小
3、某材料其含水率与大气平衡时的抗压强度为40.0ＭＰa，干燥时抗压强度为４2.0MＰa，吸水饱和时抗压强度为38．０MPa,则材料的软化系数和耐水性。
A.0.95,耐水
B.0.90，耐水
C.０.952,耐水Ｄ..0.9０,不耐水
4、对于某材料来说无论环境怎样变化,其都是一个定值。
Ａ.体积密度Ｂ.密度 C.导热系数 D.平衡含水率
5、最能体现无机非金属材料是否经久耐用的性能指标是。
A．抗渗性 B. 抗冻性 C. 抗侵蚀性 D. 耐水性
６、当材料的孔隙率增大时,其性质保持不变的是。
A. 密度B．表观密度 C.体积密度 D. 堆积密度
7、受水浸泡或处于潮湿环境中的重要建筑物所选用的材料，其软化系数不宜小于(）。
Ａ. 7.5 B．0.80 C.0.８5 D. 0．９０
８、下列有关材料强度和硬度的内容，哪一项是错误的?（）。
Ａ材料的抗弯强度与试件的受力情况截面形状及支承条件等有关
B比强度是衡量材料轻质高强的性能指标
C.石料可用刻痕法或磨耗来测定其硬度
D.金属、木材、混凝土及石英矿物可用压痕法测其硬度
9、选择承受动荷载作用的结构材料时，要选择下述哪一类材料？( )
A.具有良好塑性的材料Ｂ.具有良好韧性的材料
C.具体良好弹性的材料
D.具有良好硬度的材料
10、建筑材料可分为脆性材料和韧性材料,其中脆性材料具有的特征是( ）
A．破坏前没有明显变形Ｂ．抗压强度是抗拉强度的２倍以上
Ｃ．抗冲击破坏时吸收的能量大 D.破坏前不产生任何变形
参考答案：
三、选择题：
1、C 提示：由含水率公式可求得干砂的质量为96.１5克。
2、C 提示：材料的导热系数越小，保温隔热性越好,热容量大对保持室内温度的稳定有良好的作用。
3、B 提示：根据计算，材料的软化系数为0.90,大于0.8５,为耐水。
4、Ｂ提示:材料的密度是一定值,不随环境的变化而改变。
5、B 提示:无机非金属材料的抗冻性反映了其抗风化性的好坏,与耐久性关系密切。一般而言,无机非金属材料的抗冻性越高,则材料的其它的耐久性也越高。
6、Ａ提示：除了密度外,其它性质均与孔隙率有关。
7、C提示:软化系数为材料在吸水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的抗压强度之比，该值越小,说明材料吸水饱和后强度降低越多,耐水性越差，通常软化系数大于０.85的材料可以认为是耐水的。
8、Ｄ提示：石英矿物的硬度应用刻划法测定。
9、Ｂ提示：韧性材料在冲击、振动荷载作用下,能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏，因为韧性材料的变形值越大,而抗拉强度越接近或高于抗压强度,所以承受冲击和振动荷载的能力强。如钢材、木材、沥青混凝土等。
10、Ａ提示:脆性材料在外力作用下,直至断裂前只发生很小的弹性变形，不出现塑性变形而突然破
坏。这是脆性材料的一个特征。而这类材料的抗压强度比抗拉强度大得多，可达几倍到几十倍。因此,其抗冲击和振动荷载的能力较差。大部分无机非金属材料如石材、砖、水泥、混凝土、砂浆、陶瓷及玻璃等属于这类材料。
四、判断题（正确的划“√”，错误的划“×”，并改正)
1.材料的孔隙率越大，吸水率越高。
( ）
２．具有粗大或封闭孔隙的材料，其吸水率较小,而具有细小且连通孔隙的材料,其吸水率较大。()
3．对于任何一种材料,其密度均大于其体积密度。( )
4.材料的孔隙率越大，其抗冻性就越差。（）
5.混凝土掺入引气剂,使混凝土的密实度降低,因而使其抗冻性降低。( ）
6.耐燃性好的材料耐火性一定好。
( ）
7.材料的渗透系数越大，其抗渗性越好。
( ）
8.吸水率小的材料,其孔隙率一定小。
(）
9.材料受潮或受冻后，其导热系数都降低。
（）
1０.材料的比强度越大，表明其越轻质高强。（)
11.材料的抗冻性仅与材料的孔隙率有关，与孔隙中的水饱和程度无关。(）
12.对于同种材料而言,其孔隙率越大，强度越低。（)
参考答案：
1×2√3×４×5×6×7×8×9×10√１1×12√
五、简答题:
1、材料的质量吸水率和体积吸水率有何不同？什么情况下采用体积吸水率或质量吸水率来反映其吸水性?
2、材料的强度与强度等级的关系如何?影响材料强度测试结果的试验条件有哪些？怎样影响?
3、材料的耐久性主要包含哪些内容?
4、评价材料热工性能的常用参数有哪几个？要保持建筑物室内温度的稳定性并减少热损失，应选用什么样的建筑材料?
5、为什么秋天新建成的房屋的墙体当年冬天保暖性能差?
参考答案：
1、答：质量吸水率和体积吸水率都是反映材料吸水性能的指标，但含义不同。质量吸水率是指材料在吸水饱和状态下所吸入水的质量占材料干燥质量的百分率;而体积吸水率是指材料在吸水饱和状态下所吸入水的体积占干燥材料在自然状态下体积的百分率。前者适宜于表示具有封闭孔隙或极大开口孔隙的材料的吸水性；后者适宜于表示具有很多微小开口孔隙的轻质材料(如加气混凝土、软木等)的吸水性。
2、答:材料在外力作用下抵抗破坏的能力,称为材料的强度;按其强度值的大小划分为若干个等级,则是材料的强度等级。材料的强度与材料的含水率状态及温度有关,含有水分的材料其强度较干燥时低;一般温度高时材料的强度降低。材料的强度还与其测试的所用的试件形状、尺寸有关,与实验时的加荷速度、试件的表面性状有关,相同材料采用小试件测得的强度较大，试件高，加荷速度快者强度偏高，试件表面不平或表面涂润滑剂时所测得的强度偏低。
3、答：材料的耐久性是材料的一种综合性质,诸如：抗渗性、抗冻性、抗风化性、抗老化性、抗化学侵蚀性、耐热性、耐火性及耐磨性等均属于耐久性的范围。对不同的材料有不同的耐久性要求。４、答:评价材料热工性能的常用参数有材料的导热系数、热容量与比热，材料的导热系数和热容量是设计建筑物围护结构进行热工计算时的重要参数,要保持建筑物室内温度的稳定性并减少热损失,应选用导热系数小而热容量较大的建筑材料。
５、答:干燥墙体由于其孔隙被空气所填充，而空气的导热系数很小，只有０.023W／（m·K）。因而干墙具有良好的保暖性能。而新建房屋的墙体由于未完全干燥,其内部孔隙中含有较多的水分，而水的导热系数为0.58W／(m·K),是空气导热系数的近25倍，因而传热速度较快，保暖性较差。尤其在冬季。一旦湿墙中孔隙水结冰后,传导热量的能力更加提高,冰的导热系数为2．3W／(m·K).是空气导热系数的１0０倍,保暖性就更差。
六、计算题
１、某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为１7２MPa、17８ＭPa、168MPa。问该岩石是否可用于水下工程?
2、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,测得碎石的堆密度为1560 kg／m3.试求此岩石的体积密度和碎石的空隙率。
3、称取堆积密度为１400kg/m 3的干砂2０0g 装入广口瓶中，然后瓶中加满水赶尽气泡，称其质量为5０0g 。已知空瓶加满水的质量为3７７g 。求砂的表观密度与空隙率。
4、称河砂500 ｇ,烘干至恒重时质量为494 g ，求此河砂的含水率。
５、某材料的极限抗压强度为21 ＭPa,弹性模量为3.0×10 MPa ，利用该材料制成的柱子横断面尺寸为40０ m ｍ×500 mm ，长度为12ｍ。若在该柱子的轴向上施加180０KN 压力,在只考虑弹性变形的情况下,试计算分析该柱子受力后的尺寸变化。此荷载作用下该柱子是否已达到破坏状态?若没有达到破坏状态,要使该柱子达到受压破坏,须施加多大的压力荷载?
参考答案:
１、解：该岩石的软化系数为：K R ＝ 168/178 = 0.94>０.85
答:此岩石可用于水下工程。
2、 解:已知:3'03/1560%,5.1,/75.2m kg P cm g ===ρρ
则:()330/71.2/75.2015.01cm g cm g =?-=ρ
()%4.42%10071.2/560.11'
=?-=P 答：此岩石的体积密度为2.7１g/3
cm 和碎石的空隙率为42.4%。
3、解:砂包含内部闭口孔在内的体积为瓶装满水后排出水的体积，即 '33(377200500)771/w s w w m g V V cm g cm ρ+-==
== 表观密度：'3'3200 2.60/77s s m g g cm V cm
ρ=== 空隙率： ''
0' 1.40(1)100%(1)100%46%2.60P ρρ=-?=-?= 4、解：河沙的含水率：Ｗ=494
494-500 ?10０%=1．2% 5、解:柱子所受应力σ＝１8００k Ｎ × 103／（400×500)= 9 MPa
应变()44310310
0.3500400/101800-?=????=ε 该柱子受力后被压缩mm mm 6.3120001034=??-
此荷载作用下该柱子未达到破坏状态。若要使其破坏，须施加的压力荷载为
F ＝21ＭPa ×4０0m ｍ×500ｍｍ=４200ＫN
答：要使该柱子达到受压破坏，须施加4２00ＫＮ的压力荷载。
第2章建筑钢材
一、填空题1?、建筑钢材是指建筑工程中所用的各种钢材。2?、建筑钢材按化学成分分: 碳素钢、合金钢。?３、钢按脱氧程度分:沸腾钢、镇静钢、半镇静钢、特殊镇静钢。?４、钢材硬度是指钢材表面局部体积内抵抗变形或破坏的能力。5?、钢材的工艺性能包括: 冷弯性能、焊接性能。
6、承受动荷载作用的钢结构不宜采用质量等级为A级沸腾钢。
7、低合金钢在拉伸过程中，其应力－应变的变化规律分为四个阶段，它们分别是弹性阶段、屈
服阶段、强化阶段和径缩阶段。
二、判断题?1、沸腾钢是用强脱氧剂，脱氧充分、液面沸腾,故质量好。( ×）
2、钢材经冷加工强化后其屈服点、抗拉强度、弹性模量均提高了,塑性降低了。（× )
３、钢是铁碳合金。( √ )
4、钢材的强度和硬度随含碳量的提高而提高。（×）?５、质量等级为A级的钢，一般仅适用于静荷载作用的结构。（√ )
6、钢材防锈的根本方法是防止潮湿和隔绝空气。( √ )
7、热处理钢筋因强度高，综合性能好，质量稳定，故最适于普通钢筋混凝土结构。（× )
８、在结构设计时,屈服点是确定钢材允许应力的主要依据。(√）
９、碳素钢的牌号越大，其强度越高,塑性越好。(× )
1０、钢含磷较多时呈热脆性,含硫较多时呈冷脆性。( ×)
１1、对钢材冷拉处理，是为提高其强度和塑性。( × )
１2、钢筋牌号HRB335中33５指钢筋的极限强度。（×）
三、单项选择题
1、钢筋经冷拉和时效处理后，其性能的变化中,以下何种说法是不正确的？(Ｄ)? A.屈服强度提高； B.抗拉强度提高; C.断后伸长率减小; D.冲击吸收功增大
２、HＲＢ３３5表示（C）钢筋。
A.冷轧带肋
B.热轧光面
C.热轧带肋
D.余热处理钢筋?3、在钢结构中常用（B)，轧制成钢板、钢管、型钢来建造桥梁、高层建筑及大跨度钢结构建筑。
A、碳素钢
B、低合金钢
C、热处理钢筋
D、冷拔低碳钢丝
４、钢材中（C )的含量过高，将导致其热脆现象发生。