《道路工程材料》习题册参考答案(全)-(1)

1 道路工程材料 习题册参考答案 绪论及第一章 岩 石 一 填空题 1 密度 孔隙率 2 常温常压 煮沸 真空抽气 3 直接冻融法 质量损失百分率 耐冻系数 4 耐冻系数 抗冻性 5 抗压强度 磨耗率 6 分计筛余百分率 累计筛余百分率 通过百分率 7 细度模数 8 吸水率 饱和吸水率 9 自由吸水 煮沸 真空抽气 10 酸性 碱性 中性 11 4 75mm 2 36 mm 12 国家标准 部委行业标准 地方标准 企业标准 GB QB 13 标准名称 标准分类 标准编号 颁布年份 14 岩浆岩 沉积岩 变质岩 15 3 二 选择题 1 C 2 B 3 A 4 B 5 D 6 B 7 B 8 D 9 D 10 D 11 C 12 D 13 A 三 判断题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 四 术语 1 碱 集料 骨料 反应 胶凝材料 如水泥 中含有碱性氧化物 Na 2O K2O 与集料中含有的活性成分 如 SiO2 发生化学反应 生成物导致结构破坏的现象 2 密度 在规定条件下 材料在绝对密实状态下的单位体积的质量 2 3 表观密度 材料在自然状态下单位体积的质量 4 毛体积密度 岩石 在规定条件下 烘干岩石矿质实体包括孔隙 开口和闭口孔隙 体积在内的单位毛 体积的质量 5 孔隙率 是指岩石孔隙体积占岩石总体积 包括开口和闭口孔隙 的百分率 6 比强度 材料强度与其密度的比值 7 抗冻性 岩石 是指岩石能够经受反复冻结和融化而不破坏 并不严重降低岩石强度的能力 8 级配 是指集料中各种粒径颗粒的搭配比例或分布情况 五 计算 1 烧结粘土砖进行抗压试验 干燥状态下的破坏荷载为 207KN 饱和水状态下的破坏荷载 为 172 5KN 砖的受压面积均为 115 120mm2 试问该砖能否用于水中结构 解 软化系数 该砖不能用于水中结构 172 5 083 507RAK 2 某混凝土配合比中 需干砂 660kg 干石子 1240kg 施工现场砂含水率为 4 石子含 水率为 1 计算施工中砂 石子的用量 解 砂 m s 660 1 4 686 4Kg 石子 m g 1240 1 1 1252 4Kg 3 已知碎石的表观密度为 2 65g cm3 堆积密度为 1500kg m3 砂子的堆积密度为 1550kg m3 求 2 5m3 松散状态的碎石至少需要多少重量的砂子才能填满其空隙 解 空隙率 p 1 1 5 2 65 43 4 2 5m3碎石中空隙体积 V 43 4 2 5 1 085m 3 砂质量 ms 1 085 1550 1681 75Kg 4 已知某岩石的密度为 2 65g cm3 干表观密度为 2 56 g cm3 吸水率为 1 5 试计算 该岩石中开口孔隙与闭口孔隙所占的比例 解 密度 m v 表观密度 0 m v0 孔隙率 P v0 v v0 1 0 3 3 P Pi Pn 3 因只有开口孔隙吸水 故 Pi 1 5 所以 Pn Pi 3 1 5 1 5 5 某砂样筛分试验结果如下 试画出其级配曲线 判断其粗细和级配状况 解 细度模数 MX 17 38 62 80 97 5 3 100 3 2 88 该砂为 中砂 属第 级配区 级配情况 良好 6 一份残缺的砂子筛分记录如表 7 根据现有的材料补全 筛孔直径 4 75 2 36 1 18 0 60 0 30 0 15 0 15 筛余质量 g 15 70 105 120 90 85 15 分计筛余 a 3 14 21 24 18 17 3 累计筛余 A 3 17 38 62 80 97 100 筛 孔 mm 4 75 2 36 1 18 0 6 0 3 0 15 分计筛余 5 14 6 20 33 20 累计筛余 5 19 25 45 78 98 通过 100 81 75 45 22 2 区 区 区 100 80 60 40 20 0 0 15 0 30 0 60 1 18 2 36 4 75 9 5 4 第二章 沥青材料 一 填充 1 沥青的组分有 油分 树脂 地沥青质 2 油分 赋予沥青流动性 树脂 使沥青具有塑性和粘结性 地沥青质 决定 沥青的耐热性 粘性和脆性 3 石油沥青的胶体结构分为 溶胶结构 凝胶结构 溶凝胶结 构 4 石油沥青的塑性用 延度 表示 用 延度测定仪 测定 以 cm 为单位 5 石油沥青的粘性和塑性随温度升降而改变的性能 称为石油沥青的温度敏感性 用 软化点 表示 单位为 6 石油沥青牌号越低 则沥青针入度越 低 延度越 低 软化点越 高 这表 明沥青的粘性越 大 塑性越 差 温度敏感性越 低 7 从石油沥青的组分的变化角度来看 沥青老化的主要原因是 油分 和 树脂 含 量减少 地沥青脂 含量增加 8 评价石油沥青大气稳定性的指标有 蒸发损失百分率 蒸发后针入度比 老化 后的延度 9 改性沥青的改性材料主要有 橡胶 树脂 矿物填料 10 我国现行标准规定 采用 马歇尔试验法 车辙试验法 方法来评定沥青混 合料的高温稳定性 11 沥青混合料配合比设计包括 目标配合比设计 生产配合比设计 和 生产配合比验证 三个阶段 二 选择 单选 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 5 1 建筑工程常用的是 沥青 煤油 焦油 石油 页岩 2 石油沥青的针入度表示沥青的何种性质 粘性 塑性 温度敏感性 大气稳定性 3 用标准粘度计测沥青粘度时 在相同的温度和孔径条件下 流出时间越长 表示沥青的 粘度 越大 越小 无相关关系 不变 4 道路石油沥青和建筑石油沥青的牌号是按其 划分的 针入度 延度 软化点 沥青中油分含量 5 软化点较高的沥青则其 抗老化能力好 温度敏感性好 温度敏感性差 粘性小 6 长期在大气条件下 油分 树脂和地沥青质是 固定不变 都在逐渐减少 互相转化 逐渐递变 7 沥青的种类中不包括 天然石油 天然沥青 松香水 石油沥青 8 石油沥青是由烃类和非烃类组成的 非烃类元素含量约在 5 以下 5 左右 不大于 14 14 左右 5 15 9 我国道路沥青采用 划分等级 软化点 针入度 闪点 黏度 10 凡是能够改善沥青路面性能的材料如 都可以作为改性沥青的改性剂 聚合物 纤维材料 岩沥青 硫黄 三 术语 1 道路沥青 用于铺筑道路路面的沥青为道路沥青 道路沥青标号较高 对高温稳定性和低温抗 裂性要求较高 2 改性沥青 是指掺加橡胶 树脂高分子聚合物 磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂 改性剂 或采取对沥青轻度氧化加工等措施 使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青 混合料 3 石油沥青的粘滞性 是指沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互位移的抵抗剪切变形的能力 4 针入度 沥青材料在规定的温度条件下 以规定的标准针经过规定的时间贯入沥青试样的深 度称为针入度 是测量沥青稠度的指标 以 0 1mm 为单位 5 沥青的延度 6 是将沥青标准试件在规定的拉伸速度和规定温度下拉断时的长度 以 cm 计 6 软化点 沥青试样在标准铜环中 在规定的加热温度下进行加热 沥青试样逐渐软化 使沥 青在铜环的重力作用下产生 25 4mm 垂度时的温度 称为沥青达到规定条件黏度时的温 度 7 沥青的黏度 为当沥青层间的速度变化梯度 即剪变率 为一单位时 每单位面积可受到的内摩 阻力 称为动力黏度 8 感温性 沥青黏度随温度的不同而产生明显的变化 这种黏度随温度变化的感应性称为感温 性 四 简述 1 石油沥青粘滞性的测定方法 答 粘稠石油沥青的粘滞性用针入度仪测定针入度表示 单位为 1 10mm 液体石油沥青或较稀的石油沥青的粘滞性用标准粘度计测定的标准粘度表示 单位为 秒 2 为什么石油沥青会老化 怎样评定石油沥青的大气稳定性 答 老化原因 沥青中的油分 树脂在热 阳光 氧气和潮湿等因素长期综合作用下 由 低分子量组分向高分子量组分转化递变 石油沥青逐渐降低塑性 变硬变脆 评价指标 石油沥青的大气稳定性用蒸发损失百分率 蒸发后针入度比和老化后的延 度评定 蒸发损失百分率愈小 蒸发后针入度比和延度愈大 则石油沥青的大气稳定性愈 好 3 石油沥青的牌号是如何划分的 答 主要根据针入度 延度 软化点等指标划分 并以针入度值表示 4 石油沥青的选用原则 答 工程中选用石油沥青应根据工程类别 气候条件 所处部位等情况合理选用 在满足 使用条件的前提下 尽量选用较高牌号的沥青 一般屋面使用的沥青 软化点应比当地屋 面可能达到的最高温度高出 20 25 即比当地最高气温高出 50 四 计算 1 某防水工程需石油沥青 20t 软化点不低于 85 现有 60 甲和 10 号石油沥青 测得它 们的软化点分别为 49 和 98 问这两种牌号的石油沥青如何掺配 解 掺配时较软沥青 60 甲用量为 Q60 T 2 T T 2 T1 100 20 98 85 98 49 100 20 5 3t 7 则 Q 10 20 5 3 14 7t 第三章 沥青混合料 一 填空 1 级配组成 公称最大粒径 压实空隙率 制造工艺 2 悬浮密实结构 骨架空隙结构 骨架密实结构 3 嵌锁力 黏结力 内聚力 4 吸附溶化膜 自由沥青 5 马歇尔稳定度 MS 流值 FL 6 三轴试验 车辙试验 7 目标配合比 生产配合比 生产配合比验证 8 热拌热铺 热拌冷铺 冷拌冷铺 温拌混合料 9 矿质混合料 沥青 外加剂 10 4 75mm 70 80 10 二 判断 三 术语 1 沥青混合料 是矿质混合料与沥青结合料经拌制而成的混合料的总称 2 集料的最大公称粒径 是指集料可能全部通过或允许有少量不通过 一般允许筛余不超过 10 的最小 标准筛筛孔尺寸 通常比 最大粒径 小一个粒级 3 最大理论相对密度 是假设沥青混合料试件被压实至完全密实 没有空隙的理想状态下的单位体积的 质量 4 高温稳定性 是指沥青混合料在高温条件下 能够抵抗车辆荷载的反复作用 不发生显著永久 变形 保证路面平整度的特征 主要采取剪切试验 三轴试验 和车辙试验进行评价 5 车辙试验 是一种模拟车辆轮胎在路面上滚动形成车辙的工程试验方法 试验轮以 42 次 min 的频率沿试件表面同一轨迹反复行走 测试试件表面所产生的车辙深度达到 1mm 试验轮行走的次数 6 沥青混合料的疲劳破坏 是指沥青混合料在重复应力的作用下 在低于静载一次作用下的极限应力时的破 坏 7 沥青混合料的耐久性 是指沥青混合料在使用过程中抵抗环境因素及行车荷载反复作用的能力 包括抗 老化性 水稳定性 抗疲劳性的综合性质 8 8 OGFC 混合料 是一种骨架空隙结构的开级配磨耗层沥青混合料 主要由粗集料组成 细集料和 填料较少 空隙率 18 25 与高黏度沥青混合料拌制而成的排水式混合料 四 简答题 1 优点 1 是一种弹塑性粘性材料 具有一定高温稳定性和低温抗裂性 不需设置施工缝和伸 缩缝 路面平整且有弹性 行车比较舒适 2 路面具有一定粗糙度 雨天具良好的抗滑性 路面无强烈反光 行车比较安全 3 施工方便 速度快 养护期短 能及时开放交通 4 沥青混合料路面可分期改造和再生利用 缺点 1 因老化现象会使路面表层产生松散 引起路面破坏 2 温度稳定性差 夏季施工高温时易软化 路面易产生车辙 波浪等现象 冬季低温 时易脆裂 在车辆重复荷载作用下易产生裂缝 2 集料的最大粒径是指通过百分率为 100 的最小标准筛筛孔尺寸 集料的公称最大粒径 是指全部通过或允许少量不通过 一般允许筛余不超过 10 的最小标准筛筛孔尺寸 通 常公称最大粒径比最大粒径小一粒级 3 1 高温稳定性 2 低温抗裂性 3 耐久性 4 抗滑性 5 施工和 易性 4 沥青混合料的抗剪强度取决于 沥青与矿料物理化学交互作用而产生的粘聚力 C 以及 矿料在沥青混合料中分散程度不同而产生的内摩阻角 与粘聚力 C 有关的因素是 沥青本身的性质 化学性质 粘滞性 矿粉性质 矿物成 分 比表面积 沥青与矿料吸附作用 沥青与矿粉的用量比例 与内摩阻角 有关的因素是 矿料组成和性质 级配类型 尺寸 形状 表面粗度 沥青用量 5 1 马歇尔稳定度随沥青含量的增大而增大 但到达最大值后 又渐趋降低 2 流值随沥青含量的增加而增加 3 沥青混合料的空隙率随沥青含量的增加而减少 直至接近最小值 4 混合料的密度曲线与稳定度曲线相似 但其最大密度时的沥青含量一般略高于最大 稳定度时的沥青用量 9 5 饱和度随沥青用量的增加而增加 6 沥青混合料的组成设计包括两个步骤 选择矿料配合比 按照规范推荐的最佳级配范围 将已知级配的石子 砂和矿粉用 试算 法 或 图解法 配制成具有足够密实度和较高内摩擦力的矿质混合料 确定沥青最佳用量 用 试验法 测定不同沥青用量的试验数据 确定沥青最佳用量 7 沥青本身性质 矿粉性质 沥青与矿粉用量比例 矿质材料与沥青胶结作用 8 高温稳定性 低温抗裂性 耐久性 抗滑性 施工和易性 9 1 作矩形 连接对角线 2 根据级配中值确定横坐标筛孔位置 3 绘制级配曲线图 4 根据曲线间的位置关系确定各材料用量比 5 计算合成级配 调整配合比 五 计算题 1 作图略 参看 P126 例题 3 1 OAC1 1 2 3 4 4 5 4 6 0 5 1 4 9 4 5 35 OACmin 4 6 OACmax 5 3 OAC2 4 6 5 3 2 5 45 OAC OAC 1 OAC2 2 5 35 5 45 5 4 2 VV 1 2 3 2 5 100 8 sb 100 40 2 75 30 2 7 20 2 65 10 2 7 2 71 Ps 100 100 5 95 2 VMA 1 2 3 0 952 2 71 100 19 2 VFA 19 2 8 19 2 100 58 3 10 第四章 石灰与水泥 一 填空 1 硅酸盐系列水泥的主要品种有 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸 盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥 2 硅酸盐水泥熟料主要由 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸 四钙 四 种矿物组成 分别简写成 C 3S C 2S C 3A C 4AF 3 硅酸盐水泥熟料矿物组成中 硅酸三钙 是决定水泥早期强度的组分 硅酸二钙 是保证水泥后期强度的组分 铝酸三钙 矿物凝结硬化速度最快 4 国家标准规定 硅酸盐水泥的初凝时间不得早于 45min 终凝时间不得迟于 390min 5 水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性 称为水泥的体积安定性 6 水泥胶砂强度试件的灰砂比为 1 3 水灰比为 0 5 试件尺寸为 160 40 40 mm 7 硅酸盐水泥分为 6 个强度等级 其中有代号 R 表示 早强 型水泥 8 防止水泥石腐蚀的措施主要有 合理选用水泥品种 提高水泥石密实度 加做保护层 9 掺混合材硅酸盐水泥的水化首先是 熟料矿物 的水化 然后水化生成的 氢氧化 钙与掺入的石膏 和 活性混合材 发生二次水化反应 10 掺混合材的硅酸盐水泥与硅酸盐水泥相比 早期强度 低 后期强度 高 水化 热 低 耐蚀性 好 蒸汽养护效果 好 抗冻性 差 抗碳化能力 差 二 判断 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11 答案 三选择 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 一 简答题 1 气硬性胶凝材料只能在空气中保持强度与继续硬化 水硬性胶能材料不但能在空气中 而且可以在水中硬化 保持强度或继续增长强度 2 消化 氧化钙遇水反应生成氢氧化钙 硬化 1 结晶作用 石灰浆中水分逐渐蒸发或被周围的砌体所吸收 氢氧化钙从饱和溶液 中析出结晶并逐渐紧密起来并具有一定的胶结性 2 碳化作用 氢氧化钙与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙 结晶作用于碳化作用同时进行 内部以结晶为主 外部以碳化作用为主 3 答 生石灰主要成份是 CaO 熟石灰主要成份是 Ca OH 2 石灰在贮存 运输使用中注意 1 新鲜块灰应设法防潮防水 工地上最好贮存在密闭的仓库中 存期不宜太长 一般以 一个月为限 2 若需长期贮存 应将生石灰先在消化池内消化成石灰浆 再用砂子 草席等覆盖 并 时常加水 使灰浆表面有水与空气隔绝 这样能长期贮存而不变质 3 块灰在运输时 必须防雨防潮 4 石灰能侵蚀呼吸器及皮肤 在进行施工和装卸石灰时 应注意安全防护 配带必要的 防护用品 4 1 结晶作用是石灰浆中水分蒸发后 氢氧化钙才能从饱和溶液中析出并结晶 2 碳化作用需与空气中二氧化碳接触才能碳化 而 陈伏 在池中的石灰浆 表面因 有一层水 与空气隔绝 浆体内的水分也蒸发不了 所以 陈伏 的石灰浆 既不能结晶 也不能碳化 只能熟化 5 加入石膏 是为了调整水泥凝结时间 使水泥不至于过快凝结 便于使用 过量的石膏 12 会与水化铝酸钙反应 生成水化硫铝酸钙时体积发生膨胀 产生膨胀应力 可引起水泥石 开裂 6 1 水泥的矿物组成 2 水泥颗粒粗细 愈细则凝结速度愈快 3 硬化时温度 湿度越高 凝结速度越快 4 加水的数量 5 外加剂 7 矿渣水泥的特点 抗硫酸盐侵蚀的能力较普通水泥强 水化热低 早期强度低 晚期强 度较高 保水性较差 泌水性较大 耐热性强 由于矿渣水泥中的熟料少 其硅酸三钙 的含量也就较少而它是决定水泥早期强度的主要成分 所以矿渣水泥的早期强度较低 8 水泥的体积安定性是指水泥在硬化过程中 体积变化的均匀性 影响水泥体积安定性的原因 水泥中存在过量的游离氧化钙 氧化镁 以及三氧化硫 她们的反应迟缓 致使水泥在形成一定形状和强度后 再次引起体积变化 而使水泥石 出现裂缝 弯曲等破坏现象 9 水泥标准稠度用水量是指水泥净浆在标准稠度仪上 试杆下沉深度为距底板 6mm 1mm 时水泥净浆的含水量 测定水泥净浆标准稠度是为了测定水泥的凝结时间和 体积安定性 测定水泥的凝结时间和体积安定性时必须采用标准稠度的水泥净浆 10 初凝时间是从加水开始到水泥浆开始失去可塑性的时间 终凝时间是从加水开始到水泥浆万万失去可塑性的时间 规定水泥的初凝时间是为了保证足够的施工时间 规定终凝时间是为了尽快的进行下一 步施工 从而保证了施工进度 11 这是因为该桥的水泥混凝土发生了腐蚀 水泥的水化产物中 氢氧化钙 水花铝酸钙 等 都是容易被腐蚀的物质 在遇到淡水 硫酸盐等有腐蚀性的介质时 便会发生物理 或化学作用 从而在水泥石中或形成空洞 或产生膨胀应力 造成水泥石的破坏 12 活性混合材料掺入水泥中 可以与水泥中的矿物成分起化学反应 能改善水泥的某些 性质 非活性混合材料掺入水泥中 基本不会发生化学反应 起到调节水泥强度等级 降低成本 提高产量的作用 13 1 水化热较低 2 早期强度较低 后期强度较高 3 耐腐蚀性较好 4 抗 磨和抗冻性较差 5 抗碳化能力较差等 14 选用合适的水泥品种 提高水泥石密实度 敷设耐蚀保护层 13 二 计算题 1 R 折 7 4MPa R 压 54 0MPa 符合 52 5 号水泥的要求 故该水泥的强度等级为 52 5 2 R 46 0 MPa 3 解 抗折强度 同理 12238017 94ffFLRMPabh 则 单值无超过平均值 10 28 9fRMPa 38 95fPa 6fR 抗压强度 同理 1603 74cA 239 6cRMPa 3 c 40cPa 538 1ca 60RPa 则 单值无超过平均值 10 9 2cM 该水泥 28d 强度没有达到原强度等级的要求 若该水泥存放期超过三个月 该水泥应重新检验其强度 第五章 水泥混凝土与砂浆 一 填空 1 润滑作用 胶结作用 结合作用 骨架作用 2 1 5 2 5 倍 3 大于 4 75mm 小于 4 75mm 4 500g 0 15 4 75 3 个 5 3 1 3 7 2 3 3 0 1 6 2 2 1 5 0 7 6 1 4 3 4 1 3 40 1 3 2 5 7 抗压强度 压碎指标 抵抗受压破坏 硫酸钠溶液检测 8 空隙率 9 流动性 黏聚性 保水性 10 流动性 用水量 水泥 水灰比 强度 11 150 20 2 95 28 12 0 95 1 05 13 16 C 14 水灰比 水泥用量 15 抗渗标号 新 0 5Mpa 16 抗冻标号 新 100 次冻融循环次数 17 CO 2 H2O Ca OH 2 H2O 碱度 14 二 判断 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 三 选择 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 四 简答题 1 根据工程特点 施工条件 气候与所处环境 混凝土强度等因素正确选用水泥的品种与 强度等级 2 影响因素 1 水泥强度等级和水灰比 2 集料表面特征及其级 3 养护条件 4 龄期 提高水泥混凝土强度的方法 1 根据工程性质 环境条件采用适当的水泥品种和强度等级 较高强度水泥与特种水 泥 2 增加水泥混凝土的密实度 3 采用蒸汽养护或蒸压养护 4 掺用外加剂 3 可行方案 方案符合强度发展的规律 增加水泥用量而水灰比不变 强度不 降低 流动性可以改善 方案增加了减水剂 不改变水灰比就可以使混凝土流动性大大 增加 不可行方案 方案增加单位用水量 改变了水灰比 混凝土强度降低 4 1 单位用水量 2 集料形状 颗粒级配 3 砂率 4 水泥品种 5 水 泥浆数量与水灰比 6 外加剂 7 温度与搅拌时间 5 其优点 1 抗压强度较高 耐久性 耐火性较好 养护费用少 2 在凝结前有良好的塑性 能制成各种形状和尺寸的构件和结构物 15 3 整体性强 有较好的抗震能力 4 便于就地取材 施工 制造比较容易 不需要特别熟练的工人 其缺点 1 与抗压强度相比 抗拉强度较低 2 由于干缩 容易发生裂缝 3 施工日期长 需要一定的时间硬化 4 自重较大 5 结构无物拆除比较困难 6 1 为了满足设计 施工 使用等方面的要求 混凝土必须具有良好的和易性 2 混凝土凝结硬化后 应具有足够的强度 耐久性和经济性 3 此外 砼在使用过程中 由于受外界因素的影响而产生变形 这种变形性能也是比 较重要的性能 7 为了使混凝土均匀密实 质地优良 就要求混凝土具有良好的和易性 以便在运输时不 易分层离析 灌注时容易捣实 成型后容易修整 抹平 硬化后均匀密实 强度较高 耐 久性好 因此要求混凝土混合料要具有良好的和易性 8 和易性是混凝土混合料的一种综合性的技术性质 是由流动性 粘聚性 保水性等性质 组成的一个总的概念 一般评定方法以测定流动性为主 通过测定坍落度或维勃稠度评定 其流动性 同时通过目测对粘聚性和保水性进行观察 综合判断它的和易性是否达到要求 9 混凝土的各种强度中 以抗压强度为最大 因而在混凝土结构中主要利用它来承受压力 此外 混凝土的其他性能都与抗压强度有一定的关系 因而就以抗压强度来划分强度等级 10 1 确定试配强度 2 确定水灰比 A 按强度要求确定水灰比 B 按耐久性复核水灰比 3 确定用水量 4 确计算水泥用量 并按耐久性复核水泥用量 5 定砂率 6 计算砂 石用量 11 化学收缩 干湿变形 温度变形 五 计算题 16 1 解 m c 336kg m w 129kg m s 698kg m g 1260kg 则 ms 698 1 3 5 674 4kg m g 1260 1 1 1247 5kg mw 129 674 4 3 5 1247 5 1 165kg C W 336 165 2 04 fcu 0 48 52 5 1 13 2 04 0 33 48 7 MPa fcu t 30 1 645 5 38 2 fcu 满足 C30 强度等级要求 2 解 同理 R C2 25 78MPa R C3 24 89MPa15402cPRMPaA 则 RC 24 89MPa 单值未超过平均值 10 fcu t 0 46 42 5 1 1 C W 0 07 24 89 C W 1 227 W C 0 81 3 解 1 fcu o 25 5 1 645 33 225 2 33 225 0 46 42 5 1 13 C W 0 07 C W 1 574 W C 0 64 3 查表 m w 195 4 求水泥用量 m c 195 0 64 305 5 查表 Ps 37 6 体积法 305 3100 195 1000 m s 2650 mg 2700 0 01 1 ms ms mg 0 37 ms 691kg mg 1178kg 质量法 假定混凝土表观密度为 2400Kg m3 305 195 ms mg 2400 ms ms mg 0 37 ms 703kg mg 1197kg 初步配合比 m c m w m g m w 305 703 1197 195 mc 305 m s 691 1 3 5 715 mg 1178 1 1 2 1192 mw 195 691 3 5 1178 1 2 157 施工配合比 m c ms mg mw 305 715 1192 1 2 34 3 91 W C 0 515 每盘 100Kg 水泥 各种材料用量 砂子 234Kg 石子 391Kg 水 51 5Kg 17 4 解 R 1 24 4 MPa R2 23 1 MPa R3 21 3 MPa R 22 9 MPa 5 解 m c m g m g m w 360 612 1 3 1241 1 2 187 612 3 1241 2 360 630 1266 144 6 解 360 612 1241 187 2400 kg m 3 2400 2350 2400 2 08 2 2350 2400 0 98 mc ms mg mw 360 0 98 612 0 98 1241 0 98 187 0 98 353 600 1216 183 7 解 1 m c m s m g m w 360 634 1228 180 水泥 mc 360 0 025 9kg 同理 砂 15 85kg 石子 30 7kg 水 4 5kg 2 密度 360 634 1228 180 2402 kg m 3 3 配制强度 0 5 0 46 42 5 1 13 fcu o 0 46 0 07 42 5 1 13 fcu 42 6MPa 或 fcu af ce c w b fcu a c fce g c w b 0 46 1 13 42 5 2 0 07 42 6 MPa 8 解 W C 0 5 m w 180kg 所以 mc 360kg Ps ms ms mg 0 37 mc ms mg mw 2400kg 解联立方程组得 m c m s m g m w 360 614 1246 180 9 1 3 Mx 16 1 23 5 34 7 68 6 86 9 5 3 4 100 3 4 2 20 属中砂 筛孔 mm 5 2 5 1 25 0 63 0 315 0 16 底盘 存留量 g 16 9 63 2 36 8 55 6 168 1 90 7 65 1 分计筛余 3 4 12 7 7 4 11 2 33 9 18 3 13 1 累计筛余 3 4 16 1 23 5 34 7 68 6 86 9 100 通过率 96 6 83 9 76 5 65 3 31 4 13 1 0 18 10 解 1 m c m s m g m w 4 2 0 012 7 8 0 012 14 6 0 012 2 1 0 012 350 650 1217 175 2 350 650 1217 172 2392 kg m 3 2450 2392 2392 2 4 2 2450 2392 1 02 mc m s m g m w 350 1 02 650 1 02 1217 1 02 175 1 02 357 663 1241 179 3 m c ms mg mw 357 663 1 2 1241 1 3 179 663 2 1241 3 357 676 1278 129 1 1 89 3 58 0 36 4 水泥 150kg 砂 284kg 石 537kg 水 54kg 11 1 2 Mx 13 20 38 63 92 5 5 100 5 2 12 属中砂范围 筛孔尺寸 mm 分计筛 余 累计筛 余 通过 率 5 5 5 95 2 5 8 13 87 1 25 7 20 80 0 63 18 38 62 0 315 25 63 37 0 16 29 92 8 底盘 8 100 0 19 第六章 无机结合料稳定类混合料 一 填空 1 水泥石灰稳定类 水泥石灰 石灰 石灰工业废渣 土壤固化剂 2 强度 抗变形能力 水稳定性 3 无侧限抗压强度 抗拉强度 承载比 4 水泥水化硬化 离子交换反应 火山灰反应 5 固相 液相 气相 6 石灰 土 碎石 7 含水率 材料组成 8 水灰 土 集料 9 水泥品种 土质特征 10 干缩量 失水率 干缩应变 干缩系数 二 判断 三 选择 B D A C B C B A D C 四 术语 1 水泥剂量 水泥质量占水泥土混合料干质量的百分比 2 最大干密度 水泥土试件在击实状态下 当具有最佳含水率时单位体积的质量最大值 3 最佳含水率 水泥土试件在击实状态下 当达到最大干密度时的含水率 4 石灰剂量 20 石灰混合料中 石灰质量与干土质量之比 5 石灰土配合比 石灰混合料单位体积中各组成材料 石灰 土 集料 的质量比 6 干缩和温缩 无机结合料稳定类混合料因水化作用 水分蒸发等因素造成混合料体积减小而 出现收缩的现象称为干缩 无机结合料稳定类混合料因温度变化而热胀冷缩 使其内部产生温度应力 当 应力达到一定程度时引起混合料产生开裂现象 称为温缩 五 简答 1 水泥稳定土强度的形成主要取决于水泥水化硬化 离子交换反应和火山灰反应的过 程 其影响因素主要有水泥剂量 土质 混合料级配组成 水泥稳定土的最佳含水 率 养生温度和施工延迟时间等 2 石灰质量应符合 3 级以上消石灰或生石灰的技术要求 对于高速公路和一级公 路 宜采用磨细的生石灰粉 并应尽量缩短石灰的存放时间 土要求黏土矿物多 土颗粒较细 塑性指数大 范围宜为 15 20 且土中硫酸 盐含量应小于 0 8 有机质含量小于 30 集料采用级配碎石 未筛分碎石 砂砾 碎石土 砂砾土 煤矸石和各种粒状矿 渣等混合料 集料最大粒径和压碎值应符合规定要求 3 粉煤灰颗粒呈空心球体 密度小而比表面积大 掺加粉煤灰后 稳定土的最佳含水 率增大 最大干密度减小 但其强度 刚度及稳定性均有不同程度的提高 尤其是抗 冻性有明显的提高 温缩系数也比石灰稳定类有所减小 当石灰剂量不变时 二灰 稳定土的干缩系数和温缩系数随粉煤灰用量的增加而减少 粉煤灰用量不变时 二灰 稳定土的干缩系数和温缩系数随石灰剂量的增加而增大 4 首先根据经验选择水泥土中的水泥剂量 然后确定水泥土的最佳含水率和最大干密 度 并以不同剂量制作 3 组试件进行强度试验 经过 7d 浸水无侧限抗压强度试验后 按照计算结果绘制 7d 浸水抗压强度与水泥剂量关系曲线 最后根据关系曲线图 确 定最终水泥剂量 21 第七章 建筑钢材 一 填充 1 钢材按化学成分分为碳素钢 合金钢 按脱氧程度分为沸腾钢 半镇静钢 镇静钢 特殊镇静钢 2 钢材的塑性通常用拉伸试验时的 伸长率 或 断面收缩率 表示 3 5表示 标距长度为 5 倍钢筋直径的伸长率 10表示 标距长度为 10 倍钢筋直径 的伸长率 100表示 标距长度为 100mm 的伸长率 4 钢材试件的标距长度是 16cm 受力面积是 200mm2 达到屈服点时的拉力是 45kN 拉断 时的拉力是 75kN 拉断后的标距长度是 18 9cm 则钢材的屈服强度是 225MPa 极限 抗拉强度是 375MPa 伸长率是 18 1 5 表示 钢筋残余应变为 0 2 时所对应的应力值 0 2 6 在我国北方地区选用钢材时 必须对钢材的冲击韧性性能进行检验 确保选用的钢材的 脆性临界温度比环境温度低 7 钢材中主要的有害杂质元素有 P S N O H 8 钢材的冷加工方法主要有 冷拉 冷轧 冷拔 冷扭 冷冲 9 钢材牌号 Q235 A b Q235 表示 屈服强度不低于 235MPa A 表示 质量等级为 A 级 b 表示 半镇静钢 10 钢材牌号 40Si2Mn 40 表示 含碳量 0 4 Si 2表示 Si 含量在 1 5 2 5 之间 Mn 表示 Mn 含量在 1 5 以下 11 钢材牌号 HRB400 HRB 表示 热轧带肋钢筋 400 表示 屈服强度 22 400Mpa CRB800 中 CRB 表示 冷轧带肋钢筋 800 表示 抗 拉强度 800Mpa 12 普通碳素钢的牌号越大 含碳量 增加 强度 提高 塑性 下降 韧 性 下降 可焊性 降低 13 型钢 I20a 中 I 表示 工字钢 20 表示 型钢高度为 20cm a 表示 型号 为 a 型 腹板厚度为 a 类 14 型钢 L45 60 8 表示 不等肢角钢 肢长分别为 45 60mm 肢厚 8mm 15 钢材的腐蚀分为 化学腐蚀 电化学腐蚀 两种 二 是非判断题 对的打 错的打 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 1 材料的屈强比越大 反应结构的安全性高 但钢材的有效利用率低 2 所有钢材都会出现屈服现象 3 抗拉强度是钢材开始丧失对变形的抵抗能力时所承受的最大拉应力 4 钢材的伸长率表明钢材的塑性变形能力 伸长率越大 钢材的塑性越好 5 与伸长率一样 冷弯性能也可以表明钢材的塑性大小 6 钢材冲击韧性越大 表示钢材抵抗冲击荷载的能力越好 7 锰对钢的性能产生一系列不良的影响 是一种有害元素 8 钢材中的磷使钢材的热脆性增加 钢材中的硫使钢材的冷脆性增加 9 钢材冷拉是指在常温下将钢材拉断 以伸长率作为性能指标 10 钢材的腐蚀主要是化学腐蚀 其结果是钢材表面生成氧化铁等而失去金属光泽 三 选择题 单选 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 1 钢和铁是以含碳量 为界 小于该数值的是钢 大于该数值的是铁 0 25 0 60 0 80 2 0 2 下列钢质量的排列次序正确的是 沸腾钢 镇静钢 半镇静钢 镇静钢 半镇静钢 沸腾钢 半镇静钢 沸腾钢 镇静钢 3 钢结构设计时 碳素结构钢以 强度作为设计计算取值的依据 23 s b 0 2 p 4 甲钢伸长率为 5 乙钢伸长率为 10 试验条件相同 若二者数值相等 则 甲钢的塑性比乙钢好 乙钢的塑性比甲钢好 二者塑性一样 不能 确定 5 对承受冲击及振动荷载的结构不允许使用 冷拉钢筋 热轧钢筋 热处理钢筋 6 在建筑工程中大量应用的钢材 其力学性质主要取决于 的含量多少 锰 磷 氧 碳 7 钢材随着含碳量的增加 强度 硬度 塑性都提高 强度提高 塑性降低 强度降低 塑性提高 强度 塑性都降低 8 钢结构设计时 对直接承受动力荷载的结构应选用 镇静钢 半镇静钢 沸腾钢 9 从便于加工 塑性和焊接性能的角度出发应选择 钢筋 HPB235 HRB335 HRB400 10 热轧钢筋的级别高 则其 屈服强度 抗拉强度高且塑性好 屈服强度 抗拉强度高且塑性差 屈服强度 抗拉强度低且塑性好 屈服强度 抗拉强度低且塑性差 11 预应力混凝土配筋用钢绞线是由 根圆形截面钢丝绞捻而成的 5 6 7 8 12 钢筋表面锈蚀的原因 以下何者是主要的 钢铁本身杂质多 电化学作用 外部电解作用 经冷加工存在 内应力 13 下列关于铝的性能 不正确 密度仅为钢的 1 3 延伸性好 强度高 在大气中有良好的抗蚀 能力 四 名词解释 1 强度 在外力作用下 材料抵抗变形和断裂的能力 2 屈强比 钢材的屈服强度与抗拉强度之比 3 钢材的冷加工 在常温下对钢材进行机械加工 使其产生塑性变形 从而提高屈服强 度的过程 24 4 伸长率 钢筋拉断后原标距的塑性变形与原标距的比值 反映钢筋的塑性大小或变形 能力 5 抗拉强度 钢筋拉断时的应力最高点 五 简述 1 钢材的特点及其应用 答 优点 强度高 塑性和韧性好 能承受冲击和震动荷载 易于加工和装配 缺点 易腐蚀 耐火性差 应用 广泛应用于建筑钢结构 钢筋混凝土结构等 2 碳元素对钢材性能的影响 答 碳是决定钢材性能的主要元素 随着含碳量的增加 钢材的强度和硬度增加 塑性和 韧性下降 可焊性和耐腐蚀性降低 冷脆性和时效倾向增大 当含碳量超过 1 时 钢材的强度反而降低 3 钢材的冷加工和时效对钢材性能的影响 答 冷加工 屈服点明显提高 塑性 韧性 弹性模量明显降低 冷加工变形越大 强化 越明显 时效 经冷加工后的钢材 屈服强度和极限强度随着时间而提高 塑性和冲击韧性逐 步降低 弹性模量逐步恢复 4 简述钢材拉伸试验过程中经历的几个阶段 应力和变形特点 画出应力应变曲线 答 弹性阶段 应力和应变成直线关系 去除荷载后无残余变形 最大应力值称为弹性极 限 屈服阶段 当应力增加到某一值时 变形急剧增加 曲线出现一个波动的小平台 下 屈服点的应力称为屈服极限 强化阶段 钢材超过屈服点后 内部晶粒重新排列 抵抗变形的能力进一步提高 应 力和应变继续提高 应力的最大值称为强度极限 颈缩阶段 应力超过强度极限后 钢材抵抗变形的能力明显下降 在最薄弱处发生较 大的塑性变形 此处截面迅速缩小 出现径缩现象 直至试件断裂 5 各种钢筋混凝土用钢筋的适用范围 25 答 热轧钢筋中的 HPB235 级钢筋可用于小型钢筋混凝土中的受力钢筋 其他钢筋混凝 土结构的分布钢筋 箍筋 HRB335 HRB400 级钢筋主要用于大 中型钢筋混凝土结 构中的受力钢筋 冷轧带肋钢筋中的 CRB550 级钢筋宜用作普通钢筋混凝土结构中的受力钢筋 架立 钢筋 箍筋 CRB650 级和 CRB800 级钢筋可用于中小型预应力钢筋混凝土结构中的 受力钢筋 预应力结构中的受力钢筋宜采用预应力混凝土用钢筋 钢丝 钢绞线 6 与碳素结构钢相比 低合金高强度结构钢有何优点 建筑上常用哪些牌号 答 低合金高强度结构钢具有强度高 塑性和低温冲击韧性好 耐腐蚀 可焊性好等特点 广泛使用于钢结构 钢筋混凝土结构中 特别是大型结构 重型结构 答跨度结构 高层建筑 桥梁工程 承受动力荷载和冲击荷载的结构 常用牌号 Q345 Q390 7 钢材不耐火的原因以及防火方法 答 钢材在温度超过 300 以后 强度 弹性模量显著下降 达到 600 时已失去承载能力 钢材防火措施 在钢材表面涂刷防火涂料 在钢材表面增加防火板材 将钢结构用混 凝土或砂浆包裹起来 8 钢材防腐措施 答 采用耐候钢 金属覆盖 非金属覆盖 混凝土用钢筋中限制原料中 氯的含量 增加钢筋保护层厚度 对钢筋采用环氧树脂涂覆或镀锌 9 某寒冷地区的某一钢结构厂房 于某日突然发生倒塌 当时气温为负 22 度 事后经调 查认为与钢材性质有很大关系 试从钢材性质方面分析事故发生的可能原因 答 环境温度对钢材的冲击韧性影响很大 当结构的使用温度低于脆性临界温度时 冲击 韧性下降很多 冷脆性不好 导致结构断裂 六 计算 直径为 12mm 的热轧钢筋 截取两根试样 测得的屈服荷载为 42 4KN 41 1KN 断裂 荷载为 64 3KN 63 1KN 试件标距为 60mm 断裂后的标距长度分别为 71 3mm 71 8mm 试确定该钢筋的牌号 解 屈服强度 则 1240375 s MPa 2241036 s MPa 36sPa 抗拉强度 则 1269 4b 22581 4b 58b 26 伸长率 51 71 3 60 60 18 8 52 71 8 60 60 19 7 则 5 18 8 该钢筋为 HRB335 级钢