工程材料複習題

一、名詞解釋

1 密度　　　2 材料的空隙率　　　3 堆積密度　　　4 表觀密度　　　5 材料的彈性

1 是指材料在絕對密實狀態下單位體積的質量。

2 指散粒狀材料堆積體積（v）中，顆粒間空隙體積所佔的百分率。

3 是指材料在自然狀態下單位體積的質量。

4 是指粉狀或粒狀材料在堆積狀態下單位體積的質量。

5 材料在外力作用下產生變形，當外力去除後能完全恢復到原始形狀的性質。

二、填空題

1 材料的質量與其自然狀態下的體積比稱為材料的＿＿。

2 材料的吸濕性是指材料在＿＿的性質。

3 材料的抗凍性以材料在吸水飽和狀態下所能抵抗的＿＿來表示。

4 水可以在材料表面展開，即材料表面可以被水浸潤，這種性質稱為＿＿。

5 孔隙率越大，材料的導熱係數越＿＿，其材料的絕熱效能越＿＿。

1 表觀密度　　　2 空氣中吸收水分　　　3 凍融迴圈次數　　　4 親水性　　　5 小好

三、選擇題（多項選擇）

1 孔隙率增大，材料的＿＿降低。

a 密度　　　　　b 表觀密度　　　　c 憎水性　　　　d 抗凍性

2 材料在水中吸收水分的性質稱為＿＿。

a 吸水性　　　　　b 吸濕性　　　　　c 耐水性　　　　 d 滲透性

3 材料的耐水性一般可用＿＿來表示。

a 滲透係數　　　b 抗凍性　　　　　c 軟化係數　　　 d 含水率

4 彈性材料具有＿＿的特點。

a 無塑性變形　　 b 不變形　　　　　c 塑性變形小　　 d 恆定的彈性模量

5 材料的比強度是＿＿。

a 兩材料的強度比　　　　　　b 材料強度與其表觀密度之比

c 材料強度與其質量之比　　　 d 材料強度與其體積之比。

1 b　　2 a　　3 c　　4 ad　　5 b

四、是非判斷題

1 某些材料雖然在受力初期表現為彈性，達到一定程度後表現出塑性特徵，這類材料稱為塑性材料。

2 某材料含大量開口孔隙，直接用排水法測定其體積，該材料的質量與所測得的體積之比即為該材料的表觀密度。

3 材料吸水飽和狀態時水佔的體積可視為開口孔隙體積。

4 在空氣中吸收水分的性質稱為材料的吸水性。

5 材料的抗滲性與材料的開口孔隙率關係不大。

6 材料的凍融破壞主要是由於材料的水結冰造成的。

1 錯　　2 錯　　3 對　　4 錯　　5 錯　　6 對

五、問答題

1 某水泥廠生產普通矽酸鹽水泥,現改產火山灰矽酸鹽水泥,原包裝袋未變,客戶投訴水泥重量不夠,請分析原因。

答: 火山灰矽酸鹽水泥的堆積密度較普通矽酸鹽水泥小，由於包裝袋的容積一定，因而質量變小。

2 生產材料時，在組成一定的情況下，可採取什麼措施來提高材料的強度和耐久性？

答：主要有以下兩個措施:

(1)降低材料內部的孔隙率，特別是開口孔隙率。降低材料內部裂紋的數量和長度；使材料的內部結構均質化。

(2)對多相複合材料應增加相介面間的粘結力。如對混凝土材料，應增加砂、石與水泥石間的粘結力。

3 決定材料耐腐蝕性的內在因素是什麼？

答: 決定材料耐腐蝕的內在因素主要有:

(1)材料的化學組成和礦物組成。如果材料的組成成分容易與酸、鹼、鹽、氧或某些化學物質起反應，或材料的組成易溶於水或某些溶劑，則材料的耐腐蝕性較差。

(2)非晶體材料較同組成的晶體材料的耐腐蝕性差。因前者較後者有較高的化學能，即化學穩定性差。

(3)材料內部的孔隙率，特別是開口孔隙率。孔隙率越大，腐蝕物質越易進入材料內部，使材料內外部同時受腐蝕，因而腐蝕加劇。

(4)材料本身的強度。材料的強度越差，則抵抗腐蝕的能力越差。

4 北方某住宅樓冬季施工，使用了尿素作混凝土的防凍劑。住戶入住後聞到一股氨味，請分析原因。

答: 混凝土所加入的尿素含量較高，其氨氣緩慢透放，汙染環境。

六、計算題

1 質量為3.4kg，容積為10l的容量筒裝滿絕幹石子後的總質量為18.4kg。

若向筒內注入水，待石子吸水飽和後，為注滿此筒功注入水4.27kg。將上述吸水飽和的石子擦乾表面後稱得總質量為18.

6kg（含筒重）。求該石子的吸水率，表觀密度，堆積密度，開口孔隙率。

石子的質量為m＝18.4-3.4＝15.0(kg)

石子的堆積體積為voˊ＝10l，

石子所吸水的量為mw＝18.6-18.4＝0.2(kg)，水的體積為0.2l

開口孔隙體積為石子吸收水的量，即vk＝0.2l

注入筒內的水的體積為vˊw=4.27l,

該體積等於石子間空隙的體積與石子開口孔隙之和。vs+vk＝4.27l

故，石子的質量吸水率為

wm＝mw/m＝0.2/15×100%=1.3%

石子的體積吸水率為

vv =vk/vo = 0.2/(10-4.27+0.2)×100% = 3.4%

石子的堆積密度為

odˊ=m/ voˊ=15/10=1500(kg/m3)

石子的表觀密度為

ρod＝m/vo=15/(10-4.27+0.2)=2530(kg/m3)

石子的開口孔隙率為

pk＝vk/vo=0.2/(10-4.27+0.2)×100%=3.4%

一、填空題

1 ＿＿和＿＿是衡量鋼材強度的兩個重要指標。

2 鋼材的腐蝕分為：＿＿和＿＿。

3 鋼材熱處理的工藝有：＿＿，正火，＿＿，＿＿。

4 按冶煉時脫氧程度分類鋼可以分成：＿＿，＿＿,＿＿和特殊鎮靜鋼。

1 屈服強度極限抗拉強度

2 化學腐蝕電化學腐蝕

3 退火淬火回火

4 鎮靜鋼沸騰鋼半鎮靜鋼

二、名詞解釋

1 彈性模量

2 屈服強度

1 鋼材受力初期，應力與應變成比例地增長，應力與應變之比為常數，稱為彈性模量。

2 當應力超過彈性極限後，變形增加較快，此時除了產生彈性變形外，還產生部分塑性變形。當應力達到b點後，塑性應變急劇增加，曲線出現乙個波動的小平台，這種現象稱為屈服。這一階段的最大、最小應力分別稱為上屈服點和下屈服點。

由於下屈服點的數值較為穩定，因此以它作為材料抗力的指標，稱為屈服點或屈服強度。

三、選擇題

1　鋼材伸長率δ10表示＿＿。

a直徑為10mm鋼材的伸長率

b 10mm的伸長

c 標距為10倍鋼筋直徑時的伸長率

２鋼材抵抗衝擊荷載的能力稱為＿＿。

a 塑性　　　　b 衝擊韌性　　　　　c 彈性　　　　　d 硬度

3 鋼的含碳量為＿＿。

a <2.06% 　　　b >3.0% 　c >2.06%

1 c　　2 b　　3 a

四、是非判斷題

1 屈強比愈小，鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性愈大，結構的安全性愈高。

2 一般來說，鋼材硬度愈高，強度也愈大。

3 鋼材是各向異性材料。

4 鋼材的腐蝕與材質無關，完全受環境介質的影響。

5 淬火對鋼的塑性和韌性影響不大。

6 鎮靜鋼可用於承受衝擊荷載的重要構件。

1 對　　2 對　　3 錯　　4 錯　　５錯　　６對

五、問答題

1 某廠鋼結構層架使用中碳鋼，採用一般的焊條直接焊接。使用一段時間後層架坍落，請分析事故的可能原因。

答：a.鋼材選用不當。中碳鋼塑性、韌性差於低碳鋼，且焊接時溫度高，熱影響區的塑性及韌性下降較多，從而易於形成裂紋。

b.焊條選用及焊接方式亦有不妥。中碳鋼由於含碳較高，焊接易產生裂縫，最好採用鉚接或螺栓連線。若只能焊接，應選用低氫型焊條，且構件宜預熱。

2 東北某廠需焊接一支承室外排風機的鋼架。請對下列鋼材選用。並簡述理由。

ⅰ q235-af **較便宜

ⅱ q235-c **高於ⅰ

答：選用ⅱ。因ⅰ為沸騰鋼，其抗衝擊韌性較差，尤其是在低溫的條件下，且排風機動荷載不宜選用沸騰鋼。再者，沸騰鋼焊接效能也是較差的。而應選用質量較好的鎮靜鋼。

3 為何說屈服點（бs）、抗拉強度（бb）和伸長率（δ）是建築用鋼材的重要技術效能指標。

答：屈服點（бs）是結構設計時取值的依據，表示鋼材在正常工作承受的應力不超過бs；屈服點與抗拉強度的比值（бs∕бb）稱為屈強比。它反應鋼材的利用率和使用中安全可靠程度；伸長率（δ）表示鋼材的塑性變形能力。

鋼材在使用中，為避免正常受力時在缺陷處產生應力集中發生脆斷，要求其塑性良好，即具有一定的伸長率，可以使缺陷處超過бs時，隨著發生塑性變形使應力重分布，而避免鋼材提早破壞。同時，常溫下將鋼材加工成一定形狀，也要求鋼材要具有一定塑性。但伸長率不能過大，否則會使鋼材在使用中超過允許的變形值。

4 工地上為何常對強度偏低而塑性偏大的低碳盤條鋼筋進行冷拉。

答：對鋼筋冷拉可提高其屈服強度，但塑性變形能力有所降低，工地上常對強度偏低而塑性偏大的低碳盤條鋼筋進行冷拉。

5 鋁材從用於裝飾材料發展應用到窗框、幕牆以及結構材料，請展望其於我國建築上的應用。

展望：隨著建築物向輕質和裝配化方向發展，鋁合金在我國建築上的應用必然會有相當大的發展。如應用於建築結構、窗框、頂棚、陽台、扶手、室內裝修等。

國際上亦已看出這方面的發展，如美國2023年建築用鋁約100多萬噸，經過4年，增長了4倍，佔全國鋁消耗量1/4以上。國際上不少建築以鋁合金建成，如美國用鋁合金建成乙個跨度為66m的飛機庫，全部建築重量僅為鋼結構的1/7。加拿大多倫多的球面鋁網殼電影院採用2438根鋁管建成。

鋁材在我國建築方面將會有更大的發展。

一、填空

1 過火石灰引起的主要危害有＿＿。

2 石灰的特性有：可塑性＿＿、硬化＿＿、硬化時體積＿＿和耐水性＿＿等。

3 建築石膏具有以下特性：凝結硬化＿＿、孔隙率＿＿、表觀密度＿＿，強度＿＿凝結硬化時體積＿＿、防火效能＿＿等。

4 在矽酸鹽水泥熟料礦物c3s 、c2s 、c3a 、c4af中，乾縮性最大的是：＿＿。

5 國家標準規定：矽酸鹽水泥的初凝時間不得早於＿＿，終凝時間不得遲於＿＿。

1 隆起和開裂

2 好緩慢收縮大差

3 快高小低略膨脹好

4 c3a

5 45min　6.5h

二、選擇題（多項選擇）

1 水泥熟料中水化速度最快，28天水化熱最大的是＿＿。

a c3s 　　b c2s 　　c c3a 　　d c4af

2 以下水泥熟料礦物中早期強度及後期強度都比較高的是＿＿。

a c3s　　 b c2s 　　c c3a 　　d c4af

3 引起安定性不良的原因有＿＿。

a 熟料中游離氧化鈣過多　　b 熟料中游離氧化鎂過多

c 二氧化矽含量過量　　　　d 加入的石膏量過多

4 以下工程適合使用矽酸鹽水泥的是＿＿。

a 大體積的混凝土工程　　　 b 受化學及海水侵蝕的工程

c 耐熱混凝土工程　　　　　 d 早期強度要求較高的工程

1 c　　2 a　　3 abd　　4 d

三、是非判斷題

1 石膏漿體的水化、凝結和硬化實際上是碳化作用。

2 為加速水玻璃的硬化，常加入氟矽酸鈉作為促硬劑，加入越多效果越好。

3 在水泥中，石膏加入的量越多越好。

4 初凝時間不符合規定的矽酸鹽水泥為廢品。

５對早期強度要求比較高的工程一般使用礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥。

1 錯　　2 錯　　3 錯　　4 對　　5 錯

四、名詞解釋

1 膠凝材料

2 氣硬性膠凝材料

1 凡能在物理、化學作用下，從漿體變為堅固的石狀體，並能膠結其他物料而具有一定機械強度的物質錯。

2 只能在空氣中硬化，並保持和繼續發展強度的膠凝材料

五、問答題

1 建築石膏製品為何一般不適於室外?

答：因建築石膏製品化學成分主要為caso4·2h2o，微溶於水；且建築石膏製品內部含大量毛細孔隙、水或水蒸汽易進入建築石膏製品內部，加快二水石膏晶體溶解於水的速度，特別是晶體間搭接處易受溶液破壞，強度大為下降。正因為其耐水性差、吸水率高、抗滲性及抗凍性差，故不宜用於室外。

2 在維修古建築時，發現古建築中石灰砂漿堅硬，強度較高。有人認為是古代生產的石灰質量優於現代石灰。此觀點對否？為什麼？

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