混凝土工程与技术复习参考题.doc

1.混凝土技术的发展史：（1）混凝土材料科学探索时期（2）干硬性混凝土和预应力及预制混凝土时期（3）外加剂使用和流动性混凝土时代（4）高强和高性能混凝土时代
2.混凝土结构与这些工程的使用功能、安全性能、耐久性能与环境适应性都有极其重要的关系。
3.孔隙率：p=[(V0-V)/ V0]X100%=1-P0/P 空隙率P’=[(V0’-V0)]/V0’ X100%
4.优质经济的混凝土必须满足必要的强度、耐久性、工作性和经济性四个方面要求。
5.活性混合材：系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合材料。
6.集料的表观密度：是指包括非贯通毛细孔在内的集料的质量与固体积水的质量之比。
7.集料的含水率：表示集料实际的含水量。式中Mx表示细度模数，A1。。。A6分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm、0.15mm筛的累计筛余百分数。细集料可用Mx表示，粗集料不行。模数相同，级配不一定相同；级配相同，模数一定相同。
8.集料的吸水率：表示集料内部的空隙比例，是集料好坏的一项指标。一般说来，较好的集料级配应当是：集料的堆积空隙小，以节省水泥用量，集料的总表面积小，以减少润湿表面的需水量，有适当的细集料，以满足混凝土拌和物工作性的要求。
9.集料的耐久性是指混凝土由于温度变化以及冻融循环等作用，使集料产生分解或发生体积变化时，集料抵抗这种变化的能力。
10.颗粒级配和细度模数[Mx=(A2+A3+A4+A5+A6-5A1)/(100-A1) A为筛孔尺寸。
11. 外加剂：在拌制混凝土的过程中加入的用以改善混凝土性能的物质，其掺量不大于水泥掺量的百分之五，特殊情况除外（防冻剂和膨胀剂的掺量超过百分之五，但还是归于外加剂）
混凝土外加剂：a按化学结构式分为三类①无机电解质②有机表面活性物质③聚合物电解质 b按主要功能分①改善混凝土拌和物流变性能的外加剂，减水剂，引气剂，泵送剂②调节混凝土的凝结时间，硬化性能外加剂，缓凝剂，早强剂③改善混凝土耐久性的外加剂：防冻剂，防水剂和阻锈剂④改善混凝土其他性能：加气剂，膨胀剂，着色剂。
12.(水泥的)凝结：水泥加水拌和后成为可塑的水泥浆，水泥浆逐渐交稠失去塑性但不具有强度的过程。
13.凝结：是指拌和物转化为刚性体的过程。
14.凝结时间分为初凝和终凝：初凝为水泥加水拌和至水泥开始失去可塑性的时间，终凝为水泥加水拌和至水泥完全失去可塑性并开始产生强度的时间。
15.集料的级配：是指各级粒径颗粒的分布状况，通常可以用筛分曲线或细度模数来表示，有连续级配和间断级配之分。
（1）连续级配:从某一最大粒级以下，依次有其他粒级。
间断级配：可省去一个或几个粒级的集料级配。
特点：粗细集料各级粒径都存在，相邻两级集料粒径比为2。
（2）用连续级配配制的混凝土拌合物有良好和易性和较高密实度，不易发生离析；间断级配利于实现集料最大堆积密度，更大限度发挥粗骨料的骨架作用，减少水泥用量，但混凝土易离析，工作性差。
16.防冻剂：是指能使混凝土在负温下硬化，并在规定时间内达到足够强度的外加剂。
10.膨胀剂：是一种在水泥凝结硬化过程中使混凝土（包括砂浆和水泥净浆）产生膨胀以减少收缩的外加剂。
17.影响水泥与外加剂相容性的主要因素：①减水剂的化学结构式和平均分子质量②减水剂的磺化程度及相关基团③减水剂的掺量与掺加方式④水泥的化学和矿物组成，尤其是C3A和碱含量⑤水泥的细度⑥水泥中CaSO4的含量与形式。
外加剂和水泥不相容的表现：（1）减水率低（2）流动度损失大（3）凝结时间异常（4）泌水离析（5）硬化强度低（6）收缩大（前期泌水，后期裂缝）
18.体积安定性不良的原因有：1，水泥孰料中由于配料、烧成及冷却制度不当而存在游离氧化钙过多；2，孰料中氧化镁过多；3，粉磨水泥时掺入石膏过多也会由于石膏在水泥硬化后继续与固态的水化铝酸钙反应生成三硫型水化铝酸钙而产生体积膨胀。
19.相容性包括了外加剂与水泥及胶凝材料在相互作用中表现出来的砂浆及混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能、体积稳定性等方面的变化的合理性和优劣性。
20.外加剂与水泥相容性好表现为：在同一配合比、同一水泥用量条件下获得相同强度等级、相同流动性能的混凝土，所需减水剂用量少，混凝土拌合物坍落度经时损失小，混凝土拌合物抗离析、泌水性能好，凝结时间正常等。
21.外加剂与水泥及混凝土的相容性的影响因素：
1，减水剂的化学结构式和平均分子质量；2，减水剂的磺化程度及相关基团；3，减水剂的掺量与掺加方式；4，水泥的化学和矿物组成，尤其是C3A和碱含量；5，水泥的细度；6，水泥中CaSO4的含量与形式。
22.就水泥而言，影响相容性的因素：①水泥熟料的矿物组成，对减水剂的吸附能力，吸附顺序：C3A>C4AF>C3S>C2S。应提高熟料中的硅酸盐矿物含量，降低Al酸盐，特别是C3A的含量。解决方法：提高熟料中硅酸盐矿物含量，降低铝酸盐，特别是C3A含量。②水泥的烧成工艺。煅烧温度高，煅烧气氛好，高温段冷却速度快的熟料所磨制的水泥与外加剂具有较好的相容性。解决方法：采用煅烧温度高、煅烧气氛好、高温段冷却速度快的熟料的水泥。③石膏的形态与掺量。应避免水泥粉磨过程中出现半水石膏或用硬石膏做水泥的调凝剂。解决方法:木钙和糖蜜两种减水剂用于二水石膏做调凝剂的水泥混凝土中，其凝结正常。当用于硬石膏作调凝剂的水泥混凝土中时，会产生假凝。水泥粉磨过程中注意磨机温度，避免二水石膏脱水形成半水石膏或硬石膏。④混合材的品种。水泥中混合材的种类、细度、颗粒形貌及掺量等对外加剂的吸附作用是不同的。外加剂对矿渣、粉煤灰、石灰石的相容性较好，对火山石、煤矸石、沸石等比表面积大、吸附性强的混合材相容性较差。解决方法：尽量选用矿渣、粉煤灰、石灰石作混合材。⑤水泥的颗粒分布情况。水泥的比表面积增大，水化速度加快，对外加剂吸附作用增强，因而，外加剂的用量增大，流动性经时损失加大，表现出相容性变差；同一比表面积的水泥颗粒分布越宽，水泥浆的流动性越好，外加剂的用量会越少，但流动性的经时损失会较大；水泥颗粒远渡系数提高，对减水剂饱和掺量影响不大，但可以提高水泥浆的流动度和混凝土的坍落度，减小坍落度的经时损失。解决方法:选用比表面积小，颗粒圆度系数高的水泥。⑥水泥中碱含量。随着水泥中碱含量的增加，减水剂对水泥的塑化效果变差。碱含量的增加，还会导致混凝土凝结时间缩短、坍落度经时损失变大。解决方法：适当控制碱含量。⑦水泥的陈放时间。水泥的陈放时间越短，出磨水泥温度越高，减水剂对水泥的塑化效果越差，减税率越低，混凝土拌和物坍落度经时损失越大。因此，陈放时间稍长的水泥有利于提高相容性。解决方法:适当延长水泥陈放时间。
23.混凝土内部结构的多级分散原理：混凝土（粗分散系）分为 ｛分散相：粗集料｝和｛连续相：砂浆（细分散系）｝；砂浆（细分散系）分为｛分散相：细集料｝和｛连续相：水泥石（微分散系）｝；水泥石（微分散系）分为｛分散相：晶体、颗粒等｝和｛连续相：C--S--H凝胶｝
24.按照表面胶结原理和多级分散原理，可将混凝土内部结构分为三类：①悬浮-密实结构：（统一考察粗细集料颗粒的紧密堆积，按粒子干涉理论，为避免次级颗粒对前级颗粒密排的干涉，前级颗粒之间必须留出比次级颗粒粒径稍大的空隙体次级颗粒排布。按此组合的混凝土，经过多级密级虽然可以获得很大的密实度，但是各级集料均被次级集料所隔开，不能直接靠拢而形成骨架。）这种结构的新拌混凝土具有较小的内摩擦力，易于泵送，振捣，但是，弹性模量，看着强度，收缩，徐变等性能不佳。②骨架-空隙结构：（当混凝土中粗集料所占的比例较高，细集料很少时，粗集料可以相互靠拢形成骨架，但偶遇细颗粒数量过少，不足以填满集料之间的空隙，因此形成骨架-空隙结构。）除了透水混凝土等特殊场合，应当避免这种结构，其抗水，抗化学介质渗透的能力差。③密实-骨架结构：（当集料中断去中间尺寸的颗粒，既有较多数量粗集料可形成空间骨架，同时又有相当数量细集料可填实骨架的空隙时，形成密实-骨架结构。）这种结构的新拌混凝土有较高的内摩擦阻力，不易泵送，但弹性模量，抗折强度高，收缩徐变小。
25.离析是指混凝土拌和物成分相互分离，造成内部组成和结构不均匀的现象，通常表现为粗集料和砂浆相互分离。
26.造成离析的原因：可能是浇注、振捣方法不适当，集料最大粒径过大，粗集料比例过高，胶凝材料和细集料的含量偏低，与细集料相比粗集料密度过大，或者拌合物过干或过湿等。
27.泌水是指在拌和无浇注密实之后，在凝结硬化之前，水分从拌和无内部迁移到表面的现象，是离析现象的一种形式。
28.泌水的影响因素：
一、原料：
1、水泥：
(1)、水泥的碱含量：碱多时水化凝结快；
（2）、级配：粗易泌水；
（3）、凝结时间：初凝长，泌水大；
2集料：
(1)、集料的含泥量：含泥多，易泌水；
(2)、砂的细度模数：细度模数大易泌水；
（3）、石子级配：石子第二级与第一级差距大，易泌水；
3、掺合料：
（1）粉煤灰:显微镜下海绵体有空洞，拌到水泥后会吸附游离水，长大后挤出造成泌水，有延长性；（2）矿渣：水胶比大于0.5会泌水，矿渣中含玻璃体也增大泌水；
(3)偏高岭土:吸水性强，少掺一点，泌水性马上降低，掺多时，砂浆会粘稠；
4、外加剂
泌水量与减水率成正比，掺外加剂泌水先降低后升高，饱和点与外加剂饱和点相同。泌水量：木钙>萘系>磺酸>聚羧酸
二、配合比：
1、水胶比大会造成泌水，提高细组分含量，可减少泌水量；
2、凝结时间:长会增加泌水，应适当缩短；
3、含气量：气泡会堵在泌水通道上，提高含气量可使泌水减少
三、施工方法：
1、振动：振动会减少含气量，应避免过振，以表面不再产生气泡为止；
2、搅拌：会增加含气量，减少泌水，但会造成强度损失；
3、泵送：会减少气泡，增加泌水；
4、浇注：边浇边振荡，增加含气量。
29.凝结时间是制定施工进度，评价调凝剂作用的重要依据和指标。
30.假凝：是指混凝土固相颗粒与水拌和后迅速硬化，但再次搅拌，拌和物又能恢复流动性，并呈现正常凝结的现象。
31.假凝的产生原因：①石膏与水泥矿物粉磨时，由于磨机内温度过高，二水石膏脱水形成半水石膏，在混凝土各组成材料加水拌和时，半水石膏遇水又迅速水化成二水石膏，但由于水泥中石膏含量较少，形成的半水石膏及其水化后再生成二水石膏数量有限，整体强度较低，再次搅拌很容易破坏结构。②混凝土拌和刚一完成，由于C3A的快速水花形成过量钙钒石，特别是在缓凝剂存在时，情况更加复杂。③是使用高碱水泥时，KS2 H的生成会引起假凝。④是因固体颗粒表面过高的表面电荷也会导致颗粒凝聚成团，
32.速凝：往往是由于C3A活性过高，快速形成单硫型水化硫铝酸钙或其他水化硫铝酸钙盐而产生。通常，在水泥生产时，已经采用掺假石膏的方法解决了此问题，但是有时外加剂回事C3A水化过快，导致速凝，或者C3A和石膏含量很高，形成大量钙钒石而导致速凝。
33.从表观层次上，影响混凝土强度的因素可以分为三类：①混凝土原材料与配合比②从原材料到最终的硬化混凝土所经历的制备养护过程③测试条件。
34.搅拌是指两种或两种以上不同物料相互分散而达到均匀混合的过程，搅拌对混凝土还起到一定的塑化、强化作用。
35.影响混凝土强度的因素：1，原材料与配合比影响（水泥水化温度、时间对强度有重要影响，水泥的本身性质对强度的影响，集料对强度的影响，外加剂对强度的影响）。2从原材料到最终的硬化混凝土所经历的制备、养护行程。3测试条件（测试时试件中应力分布的影响，测试设备与加荷速度的影响，试件的尺寸、形状、湿度的影响，测试时试件和环境温度的影响）。
36.影响搅拌的因素:搅拌量、搅拌时间、投料顺序。
37.搅拌时间是指从混合干料时粗集料全部投入搅拌机开始，到搅拌机将混合料搅拌成均质混凝土所用的时间。
38.影响搅拌的因素：①搅拌量②搅拌时间③下料顺序
① 搅拌量：以额定容积下的最佳搅拌时间为准，调整搅拌实际容量；通过搅拌机性能检查试验方法，确定能够保证搅拌性能的最大、最小容积，即可确认为此搅拌机的最大、最小容量。
② 搅拌时间：搅拌时间是指从混合干料时粗集料全部投入搅拌机开始，到搅拌机将混合料搅拌成均质混凝土所用的时间。它对混凝土性能有重要影响：搅拌时间长，能够提高混凝土的强度；缩短搅拌时间，会降低混凝土的抗压强度；适当的搅拌时间，能够保持混凝土相对稳定的含气量，长时间搅拌，含气量会降低，混凝土的坍落度会减小。
③ 投料顺序：原材料投入顺序是否合理，对搅拌机性能及寿命也有重要影响。适当的材料投入顺序和方式，与粗集料品种、粒型、混凝土单位用水量、活性掺合料的品种等有关。一般投料顺序为：水、水泥及活性掺合料、砂，最后为粗集料；亦有水泥及活性掺合料与砂同时先投入，拌和用水略后加入，最后投入粗集料；水剂外加剂一般与水同时加入，粉体外加剂与水泥及活性掺合料同时投入。
38.投料顺序为：水、水泥及活性掺合料、砂、粗集料。亦有水泥及活性掺合料与砂同时加入、拌和用水略后加入、最后投粗集料。水剂外加剂与水同时加入。粉体外加剂与水泥及活性掺合料同时投入。
39.时效：晶体组织调整的过程。
40.曲强比是指材料屈服应力与抗拉极限强度之比。
41.冷拉是指在常温下拉伸钢筋，控制拉伸应力超过钢筋屈服强度，使钢筋产生塑性变形，从而达到调直钢筋、提高强度、节约钢材的目的。
42.影响冷拉钢筋质量的参数：冷拉应力和冷拉率。
43.冷拔：钢筋在强力作用下通过特制的钨合金拔丝模时受到的轴向拉伸与径向压缩的作用，使钢筋内部晶格变形而产生塑性变形的过程。
44.冷拔钢筋特点：截面缩小、抗拉强度提高、塑形降低、硬度提高、呈硬钢性质。
45.冷拉与冷拔区别：冷拉是纯拉伸应力，冷拔是拉伸和压缩复合应力;冷拉后的钢筋还具有明显的屈服强度，而冷拔钢筋则无。
46.钢筋的冷拉率：是指钢筋冷拉后总伸长量（弹性变量和塑性变量）与钢筋原长之比。
47.标准养护：在温度为202，相对湿度为95%以上的潮湿环境或水中的条件下进行的养护为标准养护。
48.快速养护：按其作用的实质分为热养护法，化学养护法，机械作用法纪复合法，凡能加速混凝土强度发展过程的工艺措施均属于快速养护。
界面过渡区与集料的界面过渡对混凝土强度，抗渗性及耐久性等物理性能有重要影响：关于水泥石与集料产生粘结的机理，主要归结为范德华力，机械咬合力及化学键三种作用。
49.徐变：在持续恒定载荷作用下，变形随时间发展而增加的现象。
50.徐变的机理：混凝土徐变与C-S-H凝胶颗粒内部及颗粒间的水有关，是C-S-H对外部应力作用做出反应的结果，此反应有滞后性，需要一定的时间。
51.影响徐变的因素：组成材料品种，质量及配合比等内因，以及介质温度，湿度，约束状况等外因。此外还与承受的应力大小，加载方式和加载时间有关。
52.渗透系数与孔隙率、孔尺寸有关，为空隙率，为液体粘度，为毛细孔水力半径（孔体积/空表面积），C常数，k=C
53.相对渗透系数：k = ,k为相对渗透系数，w为混凝土吸水率，一般小于10%，dm平均渗水高度，h为水压力，以水柱高度表示，t表示恒压时间。
54.优质混凝土应具有以下特点:配制混凝土时需水量低，流动性好，与外加剂有较好的相容性，具有较高的胶砂强度，在配置混凝土时，能减少水泥用量，增大矿物掺合料的用来那个，实现混凝土绿色化。
55.引气剂对混凝土性能的影响：①流动性②泌水性③强度④抗冻性⑤抗渗性⑥抗腐蚀性及抗碳化性干燥收缩⑦钢筋握裹力。
56.外加剂与水泥相容性表现在同一配合比，同一水泥用量条件下获得相同强度等级，相同流动性的混凝土，所需减水剂的用量少，混凝土拌合物经时损失小，混凝土拌和物抗离析，泌水性能好，凝结时间正常等，
57.混凝土耐久性：是混凝土在实际使用条件下，抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度，抗变形和外观完整的能力。
58.收缩的原因：水泥石含量过高、混凝土毛细孔率过高、养护方法不当。
59.混凝土收缩的类型及其特征：
1，塑性收缩：混凝土拌合物刚形成型后，固体颗粒下沉，混凝土内部水分向表面迁移（泌水），表面水分向空气中蒸发，当泌水速率小于蒸发速率时，混凝土表面将产生裂缝，特别是夏季炎热气候，风速大时浇筑混凝土，应加强表面保水养护。使用直径微小的聚丙烯纤维可以防止固体颗粒下沉，减小塑性收缩。
2，干缩：硬化混凝土置于非饱和的空气中，由于失水也将产生收缩。空气湿度越低，失水越多，收缩越大。失水随时间增长而增加的趋势与试件尺寸，养护状况，混凝土毛细孔隙率，试件本身的含水量等因素有关。干缩值与失水量的关系还取决于混凝土本身对变形的约束状况，例如弹性模量高，配筋率大，使用弹性模量高的纤维可减小干缩变形。
3，自身收缩：在密闭条件下，外界对混凝土不供水，混凝土也不向外界蒸发水，在水灰比低于理论最小值（0.42左右）时，一方面毛细孔水被用于水泥水化，弯液面的毛细孔水失去产生收缩；另一方面尽管水泥水化固相体积增加，但液相水转化为固相水后比容降低，总体积减小。因此，在混凝土硬化前会通过外观体积收缩表现出来，俗称化学收缩；混凝土硬化后则无外观体积减小的表现，但内部孔隙增加。
4，碳化收缩：水泥水化产物氢氧化钙和C-S-H凝胶与二氧化碳浓度为0.04%的空气接触，可以发生不可逆的化学反应，形成碳酸钙，释放出水，并伴随固相体积减少，质量增加。主要发生在混凝土表层，对于薄壁构件碳化收缩将占总收缩的绝大部分。在空气相对湿度为50%左右时，碳化收缩最大。相对湿度大时，混凝土孔隙被水占据，二氧化碳气体不易渗入，且碳化生成的水也不易蒸发；在相对湿度低时，由于混凝土孔隙内壁水膜消失，二氧化碳气体也不易渗入。
60. 吸水性：指材料在水中，通过毛细管孔隙吸收并保持其水分的性质。
吸湿性：指材料在一定温度和湿度下吸附水分的能力，其大小用含水率表示。
61.影响混凝土和易性的因素：
一、水泥浆数量的影响
水泥浆作用为填充骨料空隙，包裹骨料形成润滑层，增加流动性。 砼拌合物保持水灰比不变的情况下，水泥浆用量越多，流动性越大，反之越小。但水泥浆用量过多，粘聚性及保水性变差，对强度及耐久性产生不利影响。水泥浆用量过小，粘聚性差。
因此，水泥浆不能用量太少，但也不能太多，应 以满足拌合物流动性、粘聚性、保水性要求为宜。
二、水泥浆的稠度
当水泥浆用量一定时 ，水泥浆的稠度决定于水灰比大小，水灰比（W/C）为用水量与水泥质量之比。
但W/C过小时，水泥浆干稠，拌合物流动性过低，给施工造成困难。W/C过大，水泥浆稀使拌合物的粘聚性和、保水性变差，产生流浆及离析现象，并严重影响混凝土的强度。
故水灰比大小应根据混凝土强度和耐久性要求合理选用，取值范围为0.40～0.75之间。
无论是水泥浆的数量还是水泥浆的稠度，实际上对混凝土拌合物流动性起决定作用的是单位体积用水量的多少，即恒定用水量法则：在配制混凝土时，若所用粗、细骨料种类及比例一定，水灰比在一定范围内（0.4～0.8）变动时，为获得要求的流动性，所需拌合用水量基本是一定的。即骨料一定时，混凝土的坍落度只与单位用水量有关。
三、砂率的影响
（1）砂率：是指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。
（2）砂率对和易性的影响
砂率过大 ，孔隙率及总表面积大，拌合物干稠,流动性小；
砂率过小，砂浆数量不足，流动性降低，且影响粘聚性和保水性 。
故砂率大小影响拌合物的工作性及水泥用量。
（3）合理砂率：是指在用水量及水泥用量一定的情况下，能使砼拌合物获得最大的流动性，且能保持粘聚性及保水性良好时的砂率值。或指混凝土拌合物获得所要求的流动性及良好的粘聚性及保水性，而水泥用量为最少时的砂率值
四、时间和温度
混凝土搅拌完毕后，混凝土拌合物的坍落度随时间的推移逐渐减小，导致这种现象的原因有水泥的水化反应，骨料吸收水分，水分的蒸发等，，这些因素的作用随温度的升高而加剧，由于拌合物的这种变化，在施工为了保证一定的和易性，必须注意环境温度的变化，采取相应的措施。
63、 影响导热的因素：（1）与材料组成结构有关（非金属<金属，有机<无机，非晶体<晶体；开口有孔隙的、有对流导热系数大，闭口孔隙导热系数小）；（2）状态（含水，导热系数大）；（3）温度（温度高，导热系数小）