《道路建筑材料习题集》

2、普通硅酸盐水泥中为什么要加入一定量的石膏，在水泥水化过程中，石膏的化学反应和生成产物是什么？（5分）
答：普通硅酸盐水泥中加入一定量的石膏是为了调节水泥的凝结速度。石膏将与水泥熟料中的铝酸三钙生成三硫型水化铝酸钙或称钙钒石和单硫型水化铝酸钙；与铁铝酸四钙生成三硫型水化铁铝酸钙或称钙钒石和单硫型水化铁铝酸钙。
⑵骨架－空隙结构：采用连续型开级配矿质混合料与沥青组成沥青混合料，粗集料所占比例较高，细集料则很少，甚至没有。此种沥青混合料，粗集料可以互相靠拢形成骨架，但由于细集料数量过少，不足以填满粗集料之间的空隙，因此形成“骨架－空隙结构”。其有较高的内摩阻角φ，但粘聚力c较低⑶密实－骨架结构：采用间断型密级配矿质混合料与沥青组成沥青混合料，由于没有中间粒径的集料，既有较多的粗集料可形成骨架，又有相当数量的细集料可填满骨架空隙，因此形成“密实－骨架结构”。该混合料不仅具有较高的粘聚力c，而且具有较高的内摩擦角φ。
1．试述用于高速公路面层的石料应具备的技术性质及技术标准（8分）
答：高速公路面层的石料应具备的力学性质，主要是压碎值和磨耗度；其次是用于衡量抗滑性能的三项指标磨光值、道瑞磨耗值和冲击值。石料的磨光值越高，表示其抗滑性能越好；集料的冲击值越大，表示集料抗冲韧性越好，路用性能越佳；集料的磨耗值越大，表明集料耐磨性越差。集料的压碎值越大，说明集料抵抗压碎的能力越弱。
5、沥青与矿物会发生哪些相互作用？其影响因素是什么？（6分）
答：目前认为，沥青与矿粉交互作用是一种物理－化学作用过程，二者交互作用后，沥青在矿粉表面产生化学组分的重新排列，在矿粉表面形成一层厚度为δ0的扩散溶剂化膜。在此膜厚度之内的沥青称为“结构沥青”，之外的称为“自由沥青”。当接触面是由结构沥青膜所联结时，由于接触面积增大，因而粘聚力较大。如果是自由沥青，则较小。影响因素是沥青和矿粉的化学性质。
3、什么是沥青的三大指标，它们如何测定，它们分别表征沥青的哪些特性？（6分）
答：沥青的“三大指标”是指沥青针入度、软化点和延度。针入度表征沥青的稠度，软化点测定沥青的粘度，延度则表征沥青的塑性变形能力。
4、沥青混合料的组成结构类型有哪三种，并说明各自的组成特点、力学特性及路用性能。（6分）
答：沥青混合料的组成结构类型有：
1、硅酸盐水泥熟料主要有哪几种矿物成分？从强度、水化反应速率、水化热、耐化
学侵蚀性、干缩性方面各有何特点？答：硅酸盐水泥熟料主要有：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。⑴强度：硅酸三钙最高，硅酸二钙早期低，但后期增长率较大。二者为水泥强度主要来源。铝酸三钙强度不高，铁铝酸四钙对抗折强度有利。⑵水化反应速率：铝酸三钙最快，硅酸三钙较快，铁铝酸四钙也较快，硅酸二钙最慢。⑶水化热：排序为：铝酸三钙、硅酸三钙、铁铝酸四钙、硅酸二钙。⑷耐化学侵蚀性：铁铝酸四钙最优，其次为硅酸二钙、硅酸三钙，铝酸三钙最差。⑸干缩性：铁铝酸四钙和硅酸二钙最小，硅酸三钙居中，铝酸三钙最大。
1．道路水泥在矿物组成方面有何特点？在技术性质方面有什么特殊要求？（15分）
答：道路水泥由熟料、混合料以及石膏组成，熟料中以硅酸钙为主要成分和较多量的铁铝酸钙。混合料为0～10%活性混合材料。道路水泥要求具有较好的耐磨性、小的干缩率；抗冻性好、弹性好、应变性能强。抗冲击性能好，抗折强度高。
3．如何评价路用混凝土的耐久性（15分）
4、常用混凝土外加剂有哪些？试述减水剂的作用机理及产生的经济效益。(8分)
答：常用混凝土外加剂有减水剂、引气剂、早强剂和缓凝剂。减水剂主要通过三种作用来发挥功能，吸附－分散作用、润滑作用和湿润作用（具体略）。减水剂的使用，⑴在保证混凝土工作性和水泥用量不变的条件下，可以减少用水量提高混凝土强度；特别是高效减水剂可大幅度减小用水量，制备早强、高强混凝土。⑵在保持混凝土用水量和水泥用量不变的条件下，可增大混凝土的流变性；如采用高效减水剂可制备大流动混凝土。⑶在保证混凝土工作性和强度不变的条件下，可节约水泥用量。
4．建筑钢材应具备哪些技术性质？（10分）
答：建筑钢材应在强度（屈服强度、抗拉强度），塑性（伸长率、断面收缩率），硬度，冲击韧性和冷弯性能方面满足要求。
6．试述路用粗集料力学性质评价指标（10分）
答：路用粗集料的力学性质，主要是压碎值和磨耗度；其次是用于衡量抗滑性能的三项指标磨光值、道瑞磨耗值和冲击值。石料的磨光值越高，表示其抗滑性能越好；集料的冲击值越大，表示集料抗冲韧性越好，路用性能越佳；集料的磨耗值越大，表明集料耐磨性越差。集料的压碎值越大，说明集料抵抗压碎的能力越弱。
2、普通硅酸盐水泥中为什么要加入一定量的石膏，在水泥水化过程中，石膏的化学
反应和生成产物是什么？答：普通硅酸盐水泥中加入一定量的石膏是为了调节水泥的凝结速度。石膏将与水泥熟料中的铝酸三钙生成三硫型水化铝酸钙或称钙钒石和单硫型水化铝酸钙；与铁铝酸四钙生成三硫型水化铁铝酸钙或称钙钒石和单硫型水化铁铝酸钙。
1、硅酸盐水泥熟料主要有哪几种矿物成分？从强度、水化反应速率、水化热、耐化学侵蚀性、干缩性方面各有何特点？（6分）
答：硅酸盐水泥熟料主要有：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。⑴强度：硅酸三钙最高，硅酸二钙早期低，但后期增长率较大。二者为水泥强度主要来源。铝酸三钙强度不高，铁铝酸四钙对抗折强度有利。⑵水化反应速率：铝酸三钙最快，硅酸三钙较快，铁铝酸四钙也较快，硅酸二钙最慢。⑶水化热：排序为：铝酸三钙、硅酸三钙、铁铝酸四钙、硅酸二钙。⑷耐化学侵蚀性：铁铝酸四钙最优，其次为硅酸二钙、硅酸三钙，铝酸三钙最差。⑸干缩性：铁铝酸四钙和硅酸二钙最小，硅酸三钙居中，铝酸三钙最大。
4．试述水泥混凝土的工作性含义、评价指标及影响因素（15分）
答：水泥混凝土的工作性含义通常认为指：流动性、可塑性、稳定性和易密性这四方面的含意。通常用坍落度和稠度指标来进行评价。影响沥青混凝土工作性的因素有：内因：水泥特性、集料特性、集浆比、水灰比、砂率以及外加剂含量；外因：环境（温度、湿度和风速）的影响以及时间的影响
⑴悬浮－密实结构：采用连续型密级配矿质混合料与沥青组成沥青混合料，前级集料之间留出比次级集料粒径稍大的空间供次级集料排布，所形成的沥青混合料尽管很密实，但是各级集料均为次级集料所隔开，不能直接靠拢而形成骨架，有如悬浮于次级集料及沥青胶体之间。该种结构混合料具有较高的粘聚力c；但摩阻角φ较低，高温稳定性较差。
1、试述影响沥青混合料抗剪强度的内因。（5分）
答：⑴沥青粘度的影响，呈递增关系；⑵沥青与矿料化学性质的影响，当矿粉颗粒接触面是沥青膜时，粘聚力较大，当为自由沥青时，粘聚力较小。另外与矿粉的吸附沥青的能力呈递增关系；⑶矿料比面的影响，呈递增关系；⑷沥青用量的影响，粘聚力随着沥青用量的增加先增加后减少；⑸矿质集料的级配类型、粒度、表面性质的影响，均匀、粗大的矿质颗粒可以提高混合料的抗剪强度。
⑴悬浮－密实结构：采用连续型密级配矿质混合料与沥青组成沥青混合料，前级集料之间留出比次级集料粒径稍大的空间供次级集料排布，所形成的沥青混合料尽管很密实，但是各级集料均为次级集料所隔开，不能直接靠拢而形成骨架，有如悬浮于次级集料及沥青胶体之间。该种结构混合料具有较高的粘聚力c；但摩阻角φ较低，高温稳定性较差。
1、矿料的级配和细度模数分别表征砂子的什么特征？对级配提出要求的意义是什么？(5分)
答：级配表征砂子各级粒径颗粒的分配情况，细度模数表征砂的粗细程度。之所以要提出级配要求，是因为优质的混凝土用砂希望具有较高的密度和小的比面，这样才能达到既保证新拌混凝土有适宜的工作性和硬化后混凝土有一定的强度、耐久性；同时，又达到节约水泥的目的。
答：路用混凝土的耐久性，主要应从以下几方面入手：首先由于混凝土无遮盖而裸露大气中，长期受风霜雨雪的侵蚀，因此要要求具有抗冻性；其次混凝土受车辆轮胎的作用，还要求其具有耐磨性；此外，还应防止碱－集料反应。
2．试述现行水泥混凝土配合比设计方法（20分）
答：混凝土配合比设计主要有四个步骤：计算“初步配合比”，提出“基准配合比”，确定“试验室配合比”，换算“工地配合比”。普通混凝土配合比设计时，也要遵守这个原则。首先是“初步配合比”设计：确定混凝土的配置强度，由此计算水灰比和用水量，竟而计算水泥用量和集料单位用量。然后提出“基准配合比”：根据工程实际情况，结合材料和机械的使用调整配合比。接着确定“试验室配合比”，最后换算“工地配合比”。
3、什么是沥青的三大指标，它们如何测定，它们分别表Fra Baidu bibliotek沥青的哪些特性？（6分）答：沥青的“三大指标”是指沥青针入度、软化点和延度。针入度表征沥青的稠度，软化点测定沥青的粘度，延度则表征沥青的塑性变形能力。
4、沥青混合料的组成结构类型有哪三种，并说明各自的组成特点、力学特性及路用
性能。答：沥青混合料的组成结构类型有：
4.影响水泥混凝土强度的因素有哪些？答：影响水泥混凝土强度的主要因素有：1水泥强度和水灰比；2集料的特性；3养护温度和湿度；4水泥混凝土的龄期。
2、试述影响水泥混凝土强度的因素（内因和外因）及提高强度的措施(10分)
答：影响混凝土力学性能的因素有：⑴材料组成：包括水泥的强度和水灰比、集料特性和浆集比；⑵养护条件：湿度、温度和龄期；⑶试验条件。提高强度的措施：⑴选用高强度水泥和早强型水泥；⑵采用低水灰比和浆集比；⑶搀加外加剂和搀和料；⑷⑹采用湿热处理；⑸采用机械搅拌和振捣等方式提高混凝土力学性能。
5、沥青与矿物会发生哪些相互作用？其影响因素是什么？答：目前认为，沥青与矿粉交互作用是一种物理－化学作用过程，二者交互作用后，沥青在矿粉表面产生化学组分的重新排列，在矿粉表面形成一层厚度为δ0的扩散溶剂化膜。在此膜厚度之内的沥青称为“结构沥青”，之外的称为“自由沥青”。当接触面是由结构沥青膜所联结时，由于接触面积增大，因而粘聚力较大。如果是自由沥青，则较小。影响因素是沥青和矿粉的化学性质。
3、沥青用量的变化对沥青混合料的技术性质有何影响，说明原因？(5分)
答：随着沥青用量的增大，马氏稳定度和密度都是先增大，后减小；空袭率呈递减变化；流值呈递增变化，且速率变快；饱和度也呈递增变化，但速率降低。原因略。
4用于沥青路面抗滑表层的集料有哪些技术要求？这些指标与路用性能有何关系?(6分)
答：要求集料满足磨光值、道瑞磨耗值和冲击值要求。石料的磨光值越高，表示其抗滑性能越好；集料的冲击值越大，表示集料抗冲韧性越好，路用性能越佳；集料的磨耗值越大，表明集料耐磨性越差。
1.沥青针入度、延度、软化点试验反应沥青哪些性能？答：针入度是反映沥青稠度的指标；延度是反映沥青塑性的指标；软化点是反映沥青热稳定性的指标。
2.简述沥青混合料的结构强度由哪些因素构成？答：沥青混合料的结构强度由矿料颗粒之间嵌锁力（内摩阻角）以及沥青与矿料的粘结力及沥青的内聚力构成。
3.石灰浆体是如何硬化的？答：石灰浆体硬化是两个过程的综合反映：1水分蒸发或基面吸收，浆体中的氢氧化钙从饱和溶液结晶析出，产生结晶强度，并具有胶结性；2浆体中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用，生成碳酸钙晶体，析出水分蒸发，使石灰浆体结构致密，强度提高。
⑵骨架－空隙结构：采用连续型开级配矿质混合料与沥青组成沥青混合料，粗集料所占比例较高，细集料则很少，甚至没有。此种沥青混合料，粗集料可以互相靠拢形成骨架，但由于细集料数量过少，不足以填满粗集料之间的空隙，因此形成“骨架－空隙结构”。其有较高的内摩阻角φ，但粘聚力c较低
⑶密实－骨架结构：采用间断型密级配矿质混合料与沥青组成沥青混合料，由于没有中间粒径的集料，既有较多的粗集料可形成骨架，又有相当数量的细集料可填满骨架空隙，因此形成“密实－骨架结构”。该混合料不仅具有较高的粘聚力c，而且具有较高的内摩擦角φ。
2．试述水泥混凝土力学性能影响因素及改善方法（15分）
答：影响混凝土力学性能的因素有：⑴材料组成：包括水泥的强度和水灰比、集料特性和浆集比；⑵养护条件：湿度、温度和龄期；⑶试验条件。可通过⑴选用高强度水泥和早强型水泥；⑵采用低水灰比和浆集比；⑶搀加外加剂和搀和料；⑷⑹采用湿热处理；⑸采用机械搅拌和振捣等方式提高混凝土力学性能。