土木工程材料 专升本 秋季考试

空隙率是指空隙的体积占沥青混合料总体积的百分率，它是评价沥青棍合料密实程度的指标 。空隙率的大小，直接影响沥青混合料的技术性质。空隙率大的沥青混合料，其抗滑性和高温稳
定性都比较好，但其抗渗性和耐久性明显降低，而且对强度也有影响。因此，沥青混合料·要有
合理的空隙率。通常通过计算来求空隙率的大小，并且根据所设计路面的等级、层次不同，给予 空隙率一定的范围要求。
（1）凝结硬化快，强度高，尤其早期强度高。因为决定水泥石28d以内强度的C3S含量高，以及 凝结硬化速率快，同时对水泥早期强度有利的C3A含量较高。 （2）抗冻性好。硅酸盐水泥硬化水泥石的密度比掺大量混合料水泥的高，故抗冻性好。显然，
硅酸盐水泥的抗冻性更优于普通水泥。
（3）水化热大。因为水化热大的C3S 、C3A含量高而导致水泥的水化热大。 （4）不耐腐蚀。水泥石中存在很多氢氧化钙和较多水化铝酸钙，所以这两种水泥的耐软水侵蚀
性能较强。故较其它品种水泥更适用于轧钢、锻造、热处理、铸造等高温车间以及高炉基础及温
度达300～400℃的热气体通道等耐热工程。 （7）保水性较差，泌水性较大。将一定量的水分保存在浆体中的性能称为保水性。由于矿渣颗
粒难于磨得很细，且矿渣玻璃体亲水性较小，因而矿渣水泥的保水性较差，泌水性较大。它容易 使混凝土形成毛细通路及水囊，当水分蒸发后，便留下孔隙，降低混凝土的密实性及均匀性，故 要严格控制用水量，加强早期养护。
残留稳定度是反映沥青混合料受水损害时抵抗剥落的能力。浸水马歇尔稳定度试验方法与马
歇尔试验基本相同，只是将试件在恒温水槽中保温48h，然后再测定其稳定度，浸水后的稳定度
与标准马歇尔稳定度的百分比即为残留稳定度。
2.流值
流值是评价沥青混合料抗塑性变形能力的指标。在马歇尔稳定度试验时，当试件达到最大荷
载时，其压缩变形值，也就是此时流值表上的读数，即为流值(FL)，以0.1mm计。 3.空隙率
（5）抗碳化能力较差。用矿渣水泥拌制的砂浆及混凝土，由于水泥石中氢氧化钙碱度较低，因
而表层的碳化作用进行得较快，碳化深度也较大。这对钢筋混凝土极为不利，因为当碳化深入到 钢筋的表面时，就会导致钢筋的锈蚀，最后使混凝土产生顺筋裂缝。
（6）耐热性较强。由于矿渣出自高炉，以及矿渣水泥的水化产物中Ca(OH)2含量少、所以耐热
和耐化学腐蚀性差。
（5）不耐高温。水泥石受热到约300℃时，水泥的水化产物开始脱水，体积收缩，强度开始 下降，温度达700～1000℃时，强度降低很多，甚至完全破坏，故不耐高温。
硅酸盐水泥适宜使用的工程和部位：
（1）适用于重要结构的高强混凝土及预应力混凝土工程； （2）适用于早期强度要求高的工程及冬季施工的工程； （3）适用于严寒地区，遭受反复冻融的工程及干湿交替的部位； （4）不宜用于受流动的软水和水压作用工程，也不宜用于受海水和矿物水作用的工程； （5）不宜用于大体积混凝土； （6）不宜用于耐热要求高的工程。 2) 矿渣水泥的特性及适宜使用的工程和部位：
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（3）行。水泥浆用量越多，水泥的流动性越好。且W/C不变，不会影响混凝土的强度。
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（4）不行。CaCl2为早强剂，能提高混凝土的早期强度，但不会提高混凝土的流动性。 （5）行。加入减水剂后，能使混凝土在用水量和水灰比不变的情况下，明显地改善混凝土的流
动性。 解题思路：
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解题思路：
3. 沥青混合料的技术标准有哪些？(25分)
参考答案：答：沥青混合料的技术标准包括：
1.稳定度
马歇尔稳定度是评价沥青混合料稳定性的指标。其测定方法是：先将沥青混合料按一定的比
例混合并拌匀，采用人工或机械击实的方法制成圆柱形试件（直径101.6±0.25mm， 高63.5±1.3mm），再将试件置于(60±1)℃的恒温水槽中保温30～40min(对粘稠石油沥青)。然后 ，把试件置于马歇尔试验仪上，以50±5mm／min的速度加荷，至试验荷载达到最大值，此时的 最大荷载即为稳定度(MS)，以kN计。
解题思路：
2. 简述钢材进行冷加工及时效处理的意义。(25分) 参考答案：钢材的时效处理：钢材经冷加工后，在常温下存放15～20d或加热至100～200℃， 保持2h左右，其屈服强度、抗拉强度及硬度进一步提高，而塑性及韧性继续降低，这种现象称为
时效。前者称为自然时效，后者称为人工时效。钢材经过冷加工及时效处理后，强度提高，但塑 性降低。
4.沥青混合料试件的饱和度
沥青混合料试件的饱和度也称沥青填隙率，即沥青体积与矿料空隙体积的百分率。饱和度 过小，沥青难以充分裹覆矿料，影响沥青混合料的粘聚性，降低沥青混凝土耐久性；饱和度过大 ，减少了沥青混凝土的空隙率，妨碍夏季沥青体积膨胀，引起路面泛油，降低沥青混凝土的高温 稳定性。因此，沥青混合料要有适当的饱和度。
[2016年秋季]
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土木工程材料(专升本)2016年秋季考试
总分： 100 分 得分： 0 分
一、问答题
1. 试分析硅酸盐水泥和矿渣水泥的特性及各自适宜使用的工程和部位。(25分) 参考答案：1) 硅酸盐水泥特性及适宜使用的工程和部位：
硅酸盐水泥具有下述特性：
（8）干缩性较大。水泥在空气中硬化时，随着水分的蒸发，体积会有微小的收缩，称为干缩。
由于矿渣水泥的泌水性大，形成毛细通道，增加水分的蒸发，所以其干缩性较大。干缩易使混凝 土表面发生很多微细裂缝，从而降低混凝土的力学性能和耐久性。
（9）抗冻性和耐磨性较差。矿渣水泥抗冻性及耐磨性均较硅酸盐水泥及普通水泥差。因此，矿
温措施。但在湿热条件下，矿渣水泥的强度发展很快，故适于采用蒸汽养护。
（3）水化热低。在矿渣水泥中，由于熟料用量减少，使水化时发热量高的C3S和C3A含量相
对减少，故其水化热较低，宜用于大体积混凝土工程中。
（4）具有较强的抗溶出性侵蚀及抗硫酸盐侵蚀的能力。由于矿渣水泥的水化产物中氢氧化钙含
量少，从而提高了抗溶出性及抗硫酸盐侵蚀的能力。故矿渣水泥适用于有溶出性或硫酸盐侵蚀的 水工建筑工程、海港工程及地下工程。
解题思路：
4. 某工地施工人员采取下述几个方案提高混凝土拌合物的流动性，试问下面哪些方案可行？哪
些不行？并说明理由。
（1） 多加水； （2） 加强振捣； （3） W/C不变，增加水泥浆用量； （4） 加入CaCl2； （5） 加入减水剂。(25分)
参考答案：
答:（1）不行。因为加水虽然能提高混凝土的流动性，但严重地降低了它的强度。 （2）行。强力振捣可有效破坏水泥的絮凝结构，释放出里面的游离水，使混凝土的流动性增大
渣水泥不宜用于严寒地区水位经常变动的部位，也不宜用于受高速夹砂水流冲刷或其它具有耐磨 要求的工程。
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矿渣水泥适宜使用的工程和部位：
（1） 适用于高温车间和有耐热耐火要求的混凝土结构； （2） 适用于大体积混凝土结构； （3） 适用于蒸汽养护的构件； （4） 适用于有抗硫酸盐侵蚀要求的工程。 （5）不适用于早期强度要求高的工程和有抗冻要求的混凝土工程。
矿渣水泥主要有以下特点：
（l）早期强度低，后期强度增进率大。由于矿渣水泥中，熟料矿物的含量相对减少了，故其早 期硬化较慢，呈现出水泥的3d、7d强度较低。但由于矿渣水泥二次水化反应后生成的水化硅酸 钙凝胶逐渐增多，所以其28d后的强度发展较快，将赶上甚至超过硅酸盐水泥。 （2）硬化时对湿热敏感性强。矿渣水泥在较低温度下，凝结硬化缓慢，故冬季施工时需加强保