長安大學道路考博試題

1、路面水泥混凝土配合比設(shè)計方法及其改進與常規(guī)混凝土相比，路面混凝土主要是承受沖擊、振動、疲勞、磨損、凍融、收縮等作用的動載結(jié)構(gòu)，其要求比常規(guī)靜載結(jié)構(gòu)混凝土嚴格得多，因此，在配合比設(shè)計上具有路面自身特點。我國目前的設(shè)計方法是以抗彎拉強度的單指標控制方法，簡單介紹如下：由于水泥混凝土路面的實際工作狀態(tài)是路面板處于彎拉狀態(tài)，水泥混凝土配合比設(shè)計是以抗折強度σt為設(shè)計指標，理應求得抗折強度與水灰比的關(guān)系，才便于生產(chǎn)使用。為此，國家科委025課題曾在1986年研究基礎(chǔ)上[17]經(jīng)修訂后提出：石灰石碎石混凝土：（1-1）花崗巖碎石混凝土：（1-2）礫石混凝土：（1-3）式中：Rc──水泥標準砂漿28天抗壓強度（MPa）。我國現(xiàn)行《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF30-2003）中關(guān)于水灰比計算的經(jīng)驗公式仍然采用025課題提出的1-1、1-2和1-3統(tǒng)計公式。普通混凝土配比設(shè)計中，強度的確定采用的是保羅米公式或其修正關(guān)系式；用水量的確定、粗細骨料的確定均采用的是經(jīng)驗表格的方法。由于混凝土組分材料的差異，在實際的配比工作中這些經(jīng)驗公式和表格往往會有較大的偏差。保羅米公式中的經(jīng)驗系數(shù)往往和實際不符從而導致混凝土配比計算強度與混凝土實際強度有較大偏差。一個或幾個經(jīng)驗表格無法囊括所有的變化，混凝土配比所需用水量受混凝土組成材料性質(zhì)的影響，也往往有較大的差異。砂石的配比也存在同樣的問題。因此，在實踐中，往往試配工作是較為繁重的。我國《施工規(guī)范》的道路水泥混凝土配合比方法依然主要以彎拉強度、工作性為準則的方法，無法滿足當前使用性能和復雜的路面實際工作狀態(tài)的要求。在道路水泥混凝土配合比設(shè)計中，應有更多路用性能或耐久性指標參與進來。從性能設(shè)計來看，理想的配合比設(shè)計應能實現(xiàn)對路面結(jié)構(gòu)與環(huán)境的主要性能（即：工作性能、強度、使用性能和耐久性）的設(shè)計，但現(xiàn)行的道路水泥混凝土配合比設(shè)計方法遠遠達不到按性能設(shè)計的水平；從性能檢測來看，僅采用鉆芯劈裂試件作為強度檢驗指標，而對路用性能、耐久性等檢驗指標有待補充和完善。2、路（橋）面用水泥混凝土主要性能與改善措施道路用水泥混凝土路面的性能除了與建筑行業(yè)相同的性能，如強度，耐久性，另外，道路混凝土直接暴露于空氣中，除了遭受自然界的嚴酷的風吹雨淋外，還因為汽車荷載的反復作用而需要考慮其抗彎拉強度和耐磨性等性能。強度：由于混凝土的抗彎拉強度比抗壓強度低得多，所以在車輛荷載的作用下，當彎拉應力超過混凝土的極限抗彎拉強度時，混凝土板便發(fā)生斷裂破壞。且在車輛荷載的重復作用下，混凝土板會在低于其極限抗彎拉強度時破壞。為保證道路水泥混凝土具有一定的抗彎能力，合理的提高水泥抗折強度是其關(guān)鍵措施之一。下表列出了一些國家對道路水泥的物理力學性能要求。耐久性：耐久性包括抗凍性（特別是鹽凍），抗?jié)B性等。對鹽凍得預防，主要是針對所處環(huán)境氯離子對混凝土的擴散滲透，控制混凝土的導電量；并使混凝土結(jié)構(gòu)具有足夠保護層厚度。而預防混凝土凍害劣化及除冰鹽破壞，主要是摻入引起劑，使含氣量達4%～6%，混凝土可達300次凍融循環(huán)，相對凍彈性模量〉60%,對硫酸鹽、鎂鹽腐蝕，則通過降低水泥中含量，降低W/C和摻入礦物質(zhì)超細粉。使混凝土在硫酸鈉溶液中浸漬，干濕循環(huán)答50次以上，重量損失<5%,或砂漿的抗腐蝕系數(shù)>1.0.這樣就具有優(yōu)良的抗硫酸鹽腐蝕的性能。但是單一的某一種混凝土是不可以滿足多種劣化因子綜合作用的，需要綜合考慮其交互作用，找出總體對策，才能打倒提高耐久性，延長混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的目的。實驗證明，采用不用礦物質(zhì)超細粉，適當降低水灰比，提高混凝土密實度，是預防耐久性病害的有效途徑。早期開裂3、水泥混凝土的類型、組成及適用場合除了普通混凝土外，其他的混凝土類型見書第689頁。4水泥的使用性能書第42頁5，6，7題該書都有8水泥混凝土的技術(shù)發(fā)展研究混凝土的發(fā)展大致可分為4個階段：⑴.第一階段──理論基礎(chǔ)階段1850年，Lambot用鋼筋網(wǎng)造了一條小型水泥船。這標志著鋼筋混凝土(RC)時代的開始，也是RC預制工業(yè)的萌芽。1918年，D.A.Abrams建立了水灰比強度公式。1930年，Belomey提出了混凝土強度與水泥實際強度及W/C之間的關(guān)系。后來，Powers又確立了混凝土強度增長與膠空比的關(guān)系。⑵.第二階段──理論升華及工藝變革階段1928年，E.Freyssinet提出了混凝土收縮和徐變理論。對混凝土技術(shù)的發(fā)展起到了重要作用，并為預應力技術(shù)在混凝土中應用奠定了基礎(chǔ)。1934年，美國發(fā)明了振動器。從此，混凝土施工工藝飛速發(fā)展。前蘇聯(lián)根據(jù)W/C理論開發(fā)了干硬性混凝土，并研制了許多高效重型設(shè)備。⑶.第三階段──外加劑應用階段1937年，E.W斯克里徹取得了用亞硫酸鹽紙漿廢液改善混凝土和易性，提高強度和耐久性的專利，拉開了現(xiàn)代外加劑的序幕。1936年，Bell提出了可泵性問題。隨后Gray,Popovics等對可泵性做了不同的解釋。1962年，日本花王石堿公司的服部鍵一首先研制成功了蔡系減水劑[8]。1964年，前聯(lián)邦德國又研制成功了以磺化三聚甲醛樹脂為主要成分的另一類高效減水劑“Melment"，它標志著流動性混凝土時代的開始。⑷.第四階段──高性能混凝土階段高性能混凝土(HPC)是混凝土技術(shù)的高科技。在不同的歷史階段涵義不同。20世紀中后期，人們追求混凝土具有高強度。20世紀50年代，混凝土強度為35MPa,60年代為40MPa-50MPa,70年代為60MPa。目前所能配制的混凝土強度早已超過了結(jié)構(gòu)設(shè)計所采用的強度。20世紀70年代起，人們相繼發(fā)現(xiàn)即使是應用高強度混凝土的結(jié)構(gòu)，在使用期間依然出現(xiàn)開裂、腐蝕、凍融、剝落等眾多問題。于是人們開始關(guān)注混凝土的耐久性問題。高性能混凝土(HPC)是一種采用常規(guī)混凝土原材料、常規(guī)混凝土生產(chǎn)工藝、要通過摻加化學外加劑和礦物摻和料使混凝土具有某些優(yōu)異性能的混凝土。其技術(shù)特征是高密實性，具體表現(xiàn)在高抗?jié)B性、體積穩(wěn)定性、自密實性、高抗壓強度(大于60MPa)。HPC已被認為是21世紀的混凝土[9-10]。當今，混凝土無疑己成為世界上用途最廣、用量最大的建筑材料。SandorPopovics[11]教授認為混凝土成為最廣泛的建筑材料的原因在于:C1)混凝土易于澆注成任何尺寸及形狀，與鋼筋結(jié)合更使其應用大大擴展;(2)混凝土可選用不同方法制備以適應不同情況;(