2G311030 矿业工程材料
一、单项选择题（每题的备选项中，只有1个最符合题意）
1．对于厚大体积普通混凝土施工，不宜使用（ ）水泥。[2015年真题]
A．矿渣
B。火山灰质
C．粉煤灰
D．硅酸盐
【答案】D
【解析】由于矿业工程包含地面和井下，工程和所处环境条件较复杂，因此应根据具体情况选择合适的水泥品种。厚大体积的普通混凝土施工，优先选用矿渣水泥、火山灰质水泥、粉煤灰水泥、复合水泥，不宜使用硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥。
2．对于有抗渗要求的混凝土结构，不宜使用（ ）。[2014年真题]
A．普通水泥
B．矿渣水泥
C．硅酸盐水泥
D．火山灰质水泥
【答案】B
【解析】水泥品种按其组成可分为常用水泥和特种水泥两大类，各种水泥有其自己的特点和适用条件，对于有抗渗性要求的混凝土结构，可以优先选用普通硅酸盐水泥、火山灰质水泥，不宜使用矿渣水泥。
3．对于厚大体积混凝土工程，不宜采用（ ）水泥。[2012年10月真题]
A．矿渣
B．粉煤灰
C．硅酸盐
D．普通
【答案】C
【解析】水泥品种按其组成可分为常用水泥和特种水泥。常用水泥主要指用于一般土木建筑工程的水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等，它们均是以硅酸盐水泥熟料为主要组分的一类水泥。对于厚大体积的混凝土工程，应优先选用矿渣水泥、火山灰质水泥、粉煤灰水泥和复合水泥，可以选用普通水泥，不宜使用硅酸盐水泥和快硬硅酸盐水泥。
4．水泥的性能指标不包括（ ）。[2011年真题]
A．细度
B．硬度
C．强度
D．水化热
【答案】B
【解析】与水泥有关的性能指标包括细度、凝结时间、体积安定性、强度和水化热等方面。
5．混凝土强度等级C40，表示该混凝土立方体的（ ）。[2016年真题]
A．抗压强度为40MPa
B．抗压强度为40KPa
C．抗剪强度为40KPa
D．抗剪强度为40MPa
【答案】A
【解析】混凝土的强度等级是在一定养护条件下的28d立方体抗压强度值确定的，采用符号C与立方体抗压强度表示。例如：C40表示混凝土立方体抗压强度fcu，k＝40MPa。混凝土强度等级一般有C15、C20、C25、……C80等。
6．有利于提高混凝土抗变形能力的措施是（ ）。[2013年真题]
A．增加水泥用量
B．提高砂率
C．加强早期养护
D．增加搅拌时间
【答案】C
【解析】变形控制主要包括对干缩变形、温度变形控制等，掺入一定量的钢纤维可以较大幅度提高混凝土的抗变形能力。控制过大的干缩变形可通过限制水泥用量、保持一定骨料用量的方法，以及选择合适的水泥品种，减小水灰比，充分捣实，加强早期养护，利用钢筋的作用限制混凝土的变形过分发展等。考虑混凝土的变形影响，混凝土结构中常留有伸缩缝。混凝土中内外温差可造成内胀外缩，使外表面产生很大拉力而导致开裂。因此，对大体积混凝土工程，应选择低热水泥，减小水泥用量以降低水化热；对一般纵向较长的混凝土工程应采取设置伸缩缝，并在施工中采取特殊措施；在结构物中设置温度钢筋等措施。
7．在工程施工中，水玻璃常用作（ ）。[2010年真题]
A．混凝土的粘结剂
B．建筑构件的防腐剂
C．注浆堵水和加固的材料
D．阻燃灭火与防护的材料
【答案】C
【解析】水玻璃又称泡花碱，是一种碱金属硅酸盐。根据其碱金属氧化物种类的不同，又分为硅酸钠水玻璃和硅酸钾水玻璃等，其中以硅酸钠水玻璃最为常用。水玻璃具有良好的粘结性能和很强的耐酸腐蚀性；水玻璃硬化时析出的硅酸凝胶还能堵塞材料的毛细孔隙，有阻止水分渗透的作用。另外，水玻璃还具有良好的耐热性能，高温不分解，强度不降低（甚至有增加），因此常用于工程中注浆堵水和岩土体加固。
8．建筑钢材作为主要的受力结构材料，其主要的力学性能有（ ）。
A．抗拉性能、抗压性能、抗剪性能
B．抗拉性能、抗压性能、抗冲击性能
C．抗拉性能、抗压性能、抗疲劳性能
D．抗拉性能、抗冲击性能、耐疲劳性能及硬度
【答案】D
【解析】建筑钢材作为主要的受力结构材料，其主要的力学性能有抗拉性能、抗冲击性能、耐疲劳性能及硬度。①抗拉性能指标是反映建筑钢材品质的最基本技术性能指标，一般通过拉伸试验获得；②抗冲击性能用冲击韧性指标表示。冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力；③耐疲劳性能对于承受反复荷载的结构是一种很重要的性质；④硬度表示钢材表面局部体积范围抵抗外物压入能力的指标。
9．水泥的性能主要决定于（ ）。
A．熟料组成
B．石膏
C．混合料
D．水
【答案】A
【解析】泥的质量主要决定于熟料的质量，优质的熟料应该是有合适的矿物组成和岩相结构。因此控制熟料的化学成分，是水泥生产的中心环节之一。
10．水泥的性能指标包括（ ）等方面。
A．细度与强度
B．凝结时间
C．体积安定性与水化热
D．以上均是
【答案】D
【解析】与水泥有关的性能指标包括细度、凝结时间、体积安定性、强度和水化热等方面。①水泥颗粒的粗细对水泥的性质有很大的影响。水泥颗粒粒径愈细，与水起反应的表面积愈大，水化愈快，其早期强度和后期强度都较高。②凝结时间分初凝和终凝。初凝为水泥加水拌合始至标准稠度净浆开始失去可塑性所经历的时间。终凝则为浆体完全失去可塑性并开始产生强度所经历的时问。③体积安定性是指水泥净浆体硬化后体积稳定的能力。④据受力形式的不同，水泥强度通常分为抗压强度、抗折强度和抗拉强度三种。⑤水泥的水化反应是放热反应，其水化过程放出的热称为水泥的水化热。
11．下列关于混凝土凝结时间的说法正确的是（ ）。
A．终凝为水泥加水拌合始至标准稠度净浆开始失去可塑性所经历的时间
B．初凝为浆体完全失去可塑性并开始产生强度所经历的时间
C．水泥初凝时间不宜过短
D．当施工完毕则要求尽快硬化并具有强度，故终凝时间不宜太短
【答案】C
【解析】混凝土凝结时间分初凝和终凝。初凝为水泥加水拌合始至标准稠度净浆开始失去可塑性所经历的时间。终凝则为浆体完全失去可塑性并开始产生强度所经历的时问。水泥初凝时间不宜过短；当施工完毕则要求尽快硬化并具有强度，故终凝时间不宜太长。国家标准规定；硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h。
12．水泥的凝结时间分为初凝和终凝时间，为满足水泥的施工要求，水泥初凝时间不宜（ ）；当施工完毕则要求尽快硬化并具有强度，故终凝时间不宜（ ）。
A．太长、太长
B．太长、太短
C．太短、太长
D．太短、太短
【答案】C
【解析】混凝土凝结时间分初凝和终凝。初凝为水泥加水拌合始至标准稠度净浆开始失去可塑性所经历的时间。终凝则为浆体完全失去可塑性并开始产生强度所经历的时问。水泥初凝时间不宜过短；当施工完毕则要求尽快硬化并具有强度，故终凝时间不宜太长。国家标准规定；硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h。
13．水泥体积安定性不良的原因，一般是由于熟料中存在（ ）或掺入石膏过量而造成的。
A．水
B．游离氧化钙和氧化镁
C．固化剂
D．早强剂
【答案】B
【解析】体积安定性是指水泥净浆体硬化后体积稳定的能力。水泥体积安定性不良的原因，一般是由于熟料中存在游离氧化钙和氧化镁或掺入石膏过量而造成的。熟料中的游离氧化钙及氧化镁，在水泥浆硬化后开始水化，水化后体积较原体积增大2倍以上，造成弯曲和裂纹。过量的石膏形成的水泥杆菌同样会使水泥石产生裂纹或弯曲。
14．混凝土的强度等级是在一定养护条件下（温度为20±2℃，周围介质的相对湿度大于95％）养护（ ）的立方体抗压强度值确定的。
A．28d
B．14d
C．7d
D．3d
【答案】A
【解析】混凝土的强度等级是在一定养护条件下（温度为20±3℃，周围介质的相对湿度大于90％）的28d立方体抗压强度值确定的。混凝土强度等级采用符号C与立方体抗压强度表示。例如：C40表示混凝土立方体抗压强度fcu，k＝40MPa。混凝土强度等级一般有C15、C20、C25、…C80等。
15．下列不属于提高混凝土强度的措施的是（ ）。
A．提高水泥强度等级
B．尽量提高水灰比
C．采用高强度石子
D．加强养护，保证有适宜的温度和较高的湿度
【答案】B
【解析】提高混凝土强度的措施包括：①尽量降低水灰比（如掺加减水剂，采用级配和质地良好的砂、石等）；②采用高强度石子；③加强养护，保证有适宜的温度和较高的湿度，也可采用湿热处理（蒸汽养护）来提高早期强度；④加强搅拌和振捣成型；添加增强材料，如硅粉、钢纤维等。
16．下列不属于提高混凝土耐久性的措施的是（ ）。
A．根据工程所处环境和工程性质不同选用合适的水泥品种
B．尽量减小水灰比
C．采用高强度石子
D．采用级配好且干净的骨料
【答案】C
【解析】提高混凝土耐久性的措施有：①根据工程所处环境和工程性质不同选用合适的水泥品种，并选择适宜的混合材料和填料；②采用较小的水灰比，并限制最大水灰比和最小水泥用量；③采用级配好且干净的砂、石骨料，并选用粒径适中的砂、石骨料；④掺加减水剂或引气剂，或根据工程特性，掺加其他适宜的外加剂；⑤加强养护；⑥改善施工方法与质量等。C项，采用高强度石子是提高混凝土强度的措施。
17．下列关于石膏的说法错误的是（ ）。
A．凝结硬化速度快，凝结时间可调
B．凝结硬化过程中，体积微有收缩，硬化时会出现裂缝
C．硬化后，强度较低，表观密度小，隔热、吸声性好
D．具有良好的装饰性和抗火性
【答案】B
【解析】建筑石膏是一种气硬性胶凝材料，其凝结硬化速度快，凝结时间可调；凝结硬化过程中，体积微有膨胀，硬化时不出现裂缝；硬化后，强度较低，表观密度小，隔热、吸声性好；具有良好的装饰性和抗火性，另外，建筑石膏的热容量和吸湿性大，可均衡室内环境的温度和湿度。
18．菱苦土是一种气硬性无机胶凝材料，其主要成分是（ ）。
A．氧化镁
B．氧化钙
C．硅酸钙
D．硅酸镁
【答案】A
【解析】菱苦土是一种气硬性无机胶凝材料，主要成分是氧化镁（MgO），属镁质胶凝材料。用氯化镁溶液调和菱苦土，硬化后其抗压强度可达40～60MPa，但其吸湿性较大，耐水性较差；用硫酸镁、铁矾等作调和剂，可降低吸湿性，提高耐水性。
19．下列关于水玻璃的说法错误的是（ ）。
A．水玻璃又称泡花碱，是一种碱金属硅酸盐
B．硅酸钠水玻璃最为常用
C．水玻璃具有良好的黏结性能和很强的耐酸腐蚀性
D．水玻璃具有较差的耐热性能，高温易分解
【答案】D
【解析】水玻璃又称泡花碱，是一种碱金属硅酸盐。根据其碱金属氧化物种类的不同，又分为硅酸钠水玻璃和硅酸钾水玻璃等，其中以硅酸钠水玻璃最为常用。水玻璃具有良好的粘结性能和很强的耐酸腐蚀性；水玻璃硬化时析出的硅酸凝胶还能堵塞材料的毛细孔隙，有阻止水分渗透的作用。D项，水玻璃还具有良好的耐热性能，高温不分解，强度不降低（甚至有增加），因此常用于工程中注浆堵水和岩土体加固。
二、多项选择题（每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项）
1．水泥的性能指标包括（ ）等。[2015年真题]
A．细度
B．坍落度
C．体积安定性
D．和易性
E．强度
【答案】ACE
【解析】水泥属于较为常见的矿业工程材料，它属于水硬性胶凝材料，由水泥熟料、石膏和混合料组成。水泥的性能主要决定于熟料组成与质量，与水发生反应凝结硬化形成强度的主要矿物均由熟料提供。与水泥有关的性能指标包括细度、凝结时间、体积安定性、强度和水化热等方面。其中，细度指水泥颗粒的粗细，对水泥的性质有很大的影响；凝结时间分初凝和终凝；体积安定性又称水泥安定性，是指水泥净浆体硬化后体积稳定的能力；水泥强度根据受力形式的不同，通常分为抗压强度、抗折强度和抗拉强度三种；水化热是指水泥在其水化过程中放出的热量。
2．提高混凝土抗变形性能的合理方法有（ ）。[2012年10月真题]
A．减小水灰比
B．施工中充分振捣
C．添加膨胀剂
D．限制水泥用量
E．布设温度钢筋
【答案】ABDE
【解析】提高混凝土性能包括强度、变形和耐久性几个方面。其中，变形控制主要包括对干缩变形、温度变形控制等，掺入一定量的钢纤维可以较大幅度提高混凝土的抗变形能力。控制过大的干缩变形可通过限制水泥用量、保持一定骨料用量的方法，以及选择合适的水泥品种，减小水灰比，充分捣实，加强早期养护，利用钢筋的作用限制混凝土的变形过分发展等。考虑混凝土的变形影响，混凝土结构中常留有伸缩缝。混凝土中内外温差可造成内胀外缩，使外表面产生很大拉力而导致开裂。因此，对大体积混凝土工程，应选择低热水泥，减小水泥用量以降低水化热；对一般纵向较长的混凝土工程应采取设置伸缩缝，并在施工中采取特殊措施；在结构物中设置温度钢筋等措施。
3．常用建筑钢材的主要力学性能包括（ ）。
A．抗拉性能
B．抗冲击性能
C．耐疲劳性能
D．硬度
E．抗剪性能
【答案】ABCD
【解析】建筑钢材作为主要的受力结构材料，其主要的力学性能有抗拉性能、抗冲击性能、耐疲劳性能及硬度。①抗拉性能是反映建筑钢材品质的最基本技术性能指标，一般通过拉伸试验获得；②抗冲击性能用冲击韧性指标表示。冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力；③耐疲劳性能对于承受反复荷载的结构是一种很重要的性质。④硬度表示钢材表面局部体积范围抵抗外物压入能力的指标。
4．矿用特种钢材主要是（ ）。
A．轻便钢轨
B．矿用工字钢
C．螺纹钢
D．特殊槽钢
E．U型钢
【答案】ABDE
【解析】矿用特种钢材主要包括矿用工字钢、矿用特殊型钢（U型钢、∏型钢和特殊槽钢）、轻便钢轨等。①矿用工字钢是专门设计的翼缘宽、高度小、腹板厚的工字钢；②U型钢、∏型钢和特殊槽钢等是专门用于巷道支撑（可缩支架）；③轻便钢轨是专为井下1t至3t矿车运输提供的，并在巷道支护中可用于制作轻型支架。
5．常用钢材的加工包括（ ）。
A．冷加工强化
B．时效强化
C．焊接
D．铆接
E．粘接
【答案】ABCD
【解析】常用钢材的加工包括钢材的冷加工强化、时效强化、热处理和焊接、铆接等几种方法。钢材加工不仅用于改变尺寸，而且可以改善如强度、韧度、硬度等性质。
6．下列水泥品种中属于特种水泥的是（ ）。
A．硅酸盐水泥
B．矿渣硅酸盐水泥
C．高铝水泥
D．硫铝酸盐水泥
E．火山灰质水泥
【答案】CD
【解析】水泥品种按其组成可分为：①特种水泥，是指水泥熟料为非硅酸盐类的其他品种水泥，如高铝水泥、硫铝酸盐水泥等。②常用水泥，是指用于一般土木建筑工程的水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等。
7．对于建筑基础、大型设备基础等大型混凝土结构，可通过（ ）来控制混凝土的开裂。
A．选择合适的水泥品种
B．添加混凝土早强剂
C．设置温度钢筋
D．加强早期养护
E．加入引气剂
【答案】ACD
【解析】大体积混凝土由于水化热积蓄在内部，造成内外温差，可形成不均匀应力的开裂；但水化热对冬季混凝土施工则是有益的，水化热可促进水泥水化进程。可通过选择水化热小的水泥品种、设置防开裂钢筋、加强早期养护等方法来控制混凝土的开裂。A项，添加混凝土早强剂能提高初期混凝土强度。E项，加入引气剂是加强混凝土的耐久性。
8．根据受力形式的不同，水泥强度通常分为（ ）。
A．抗压强度
B．抗折强度
C．抗震强度
D．抗外力强度
E．抗拉强度
【答案】ABE
【解析】根据受力形式的不同，水泥强度通常分为抗压强度、抗折强度和抗拉强度三种。
9．常用混凝土的基本性能和施工中的技术要求包括（ ）。
A．各组成材料经拌合后形成的拌合物应具有一定的和易性，以满足拌合、浇筑等工作要求
B．混凝土应在规定龄期达到设计要求的强度
C．硬化后的混凝土应具有适应其所处环境的耐久性
D．经济合理，在保证质量前提下，降低造价
E．尽量采用强度等级高的水泥
【答案】ABCD
【解析】常用混凝土的基本性能和施工中的技术要求包括以下四项内容：①各组成材料经拌和后形成的拌合物应具有一定的和易性，以满足拌合、浇筑等工作要求；②混凝土应在规定龄期达到设计要求的强度；③硬化后的混凝土应具有适应其所处环境的耐久性；④经济合理，在保证质量前提下，降低造价。E项，矿业工程包含地面和井下，工程和所处环境条件较复杂，因此应根据具体情况选择合适的水泥品种。
10．提高混凝土强度的方法主要包括（ ）等。
A．提高水泥强度等级
B．尽量降低水灰比
C．增加钢筋用量
D．采用湿热处理
E．添加增强材料
【答案】ABDE
【解析】高混凝土强度的方法主要包括：①尽量降低水灰比（如掺加减水剂，采用级配和质地良好的砂、石等）；②采用高强度石子；加强养护，保证有适宜的温度和较高的湿度，③可采用湿热处理（蒸汽养护）来提高早期强度；④加强搅拌和振捣成型；⑤添加增强材料，如硅粉、钢纤维等。
11．石膏是一种常用的建筑材料，下列关于其性能的说法正确的是（ ）。
A．建筑石膏是一种非气硬性胶凝材料
B．凝结硬化速度快，但凝结时间不可调
C．凝结硬化过程中，体积微有膨胀，硬化时不出现裂缝
D．硬化后，强度较低，表观密度小，隔热、吸声性好
E．热容量小，吸湿性大
【答案】CD
【解析】A项，建筑石膏是一种气硬性胶凝材料。B项，其凝结硬化速度快，凝结时间可调。C项，凝结硬化过程中，体积微有膨胀，硬化时不出现裂缝。D项，硬化后，强度较低，表观密度小，隔热、吸声性好；具有良好的装饰性和抗火性；E项，建筑石膏的热容量和吸湿性大，可均衡室内环境的温度和湿度。另外，石膏具有很强的吸湿性和吸水性，易造成粘结力削弱，强度明显降低；石膏的耐水性和抗冻性均较差；二水石膏易脱水分解，也造成强度降低；因此，建筑石膏不宜用于潮湿和温度过高的环境。
12．石灰是一种常用的建筑材料，下列关于其性能的说法正确的是（ ）。
A．石灰是一种硬化缓慢的气硬性胶凝材料，硬化后的强度不高。
B．生石灰熟化后形成的石灰浆，具有良好的可塑性
C．石灰适宜在长期潮湿环境中或在有水的环境中使用
D．用石灰配制建筑砂浆可显著提高砂浆的和易性
E．石灰在潮湿环境中强度低，遇水会溶解溃散
【答案】ABDE
【解析】生石灰熟化后形成的石灰浆，具有良好的可塑性，用来配制建筑砂浆可显著提高砂浆的和易性。石灰也是一种硬化缓慢的气硬性胶凝材料，硬化后的强度不高，在潮湿环境中强度会更低，遇水还会溶解溃散。因此石灰不宜在长期潮湿环境中或在有水的环境中使用。建筑工程中所用的石灰，分成三个品种：建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。