溷凝土部分习题课

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1、土木工程材料习习题题课课|混凝土混凝土|例例4-14-1普普通通混混凝凝土土的的主主要要组组成成材材料料有有哪哪些些？各各组成材料在硬化前后的作用如何？组成材料在硬化前后的作用如何？|解解： 普普通通混混凝凝土土的的主主要要组组成成材材料料有有水水泥泥、细细骨骨料料（砂砂）、粗粗骨骨料料（石石）和和水水。另另外外还还常常加加入入适适量的掺合料和外加剂。量的掺合料和外加剂。|在混凝土中，水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在混凝土中，水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在混凝土硬化前，水在骨料表面并填充其空隙。在混凝土硬化前，水泥浆起润滑作用，赋予拌合物一定的流动性、粘泥浆起润滑作用

2、，赋予拌合物一定的流动性、粘聚性，便于施工。在硬化后则起到了将砂、石胶聚性，便于施工。在硬化后则起到了将砂、石胶结为一个整体的作用，使混凝土具有一定的强度、结为一个整体的作用，使混凝土具有一定的强度、耐久性等性能。砂、石在混凝土中起骨架作用，耐久性等性能。砂、石在混凝土中起骨架作用，可以降低水泥用量、减小干缩、提高混凝土的强可以降低水泥用量、减小干缩、提高混凝土的强度和耐久性。度和耐久性。 |例例4-24-2配制混凝土应考虑哪些基本要求？配制混凝土应考虑哪些基本要求？|解解|配制混凝土应考虑以下四项基本要求，即：配制混凝土应考虑以下四项基本要求，即：|满足结构设计的强度等级要求；满足结构设计的

3、强度等级要求；|满足混凝土施工所要求的和易性；满足混凝土施工所要求的和易性；|满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；|符符合合经经济济原原则则，即即节节约约水水泥泥以以降降低低混混凝凝土土成成本。本。| 评评注注 强强度度要要求求达达到到95%95%强强度度保保证证率率；经经济济原原则则是是在在满满足足强强度度要要求求、和和易易性性要要求求、耐耐久久性性要要求求的的前前提提下下，尽尽量量降降低低高高价价材材料料（水水泥泥）的的用用量量，达达到降低成本的目的。到降低成本的目的。|例例4-34-3何何谓谓骨骨料料级级配配？骨骨料料级级配配良良好好的标准是什么？

4、的标准是什么？|解解| 骨骨料料级级配配是是指指骨骨料料中中不不同同粒粒径径颗颗粒粒的的组配情况。组配情况。|骨骨料料级级配配良良好好的的标标准准是是骨骨料料的的空空隙隙率率和和总总表表面面积积均均较较小小。使使用用良良好好级级配配的的骨骨料料，不不仅仅所所需需水水泥泥浆浆量量较较少少，经经济济性性好好，而而且且还还可可提提高高混混凝凝土土的的和和易易性性、密密实实度度和和强度。强度。| 评评注注 石石子子的的空空隙隙是是由由砂砂浆浆所所填填充充的的；砂砂子子的的空空隙隙是是由由水水泥泥浆浆所所填填充充的的。砂砂子子的的空空隙隙率率愈愈小小，则则填填充充的的水水泥泥浆浆量量越越少少，达达到到同

5、同样样和和易易性性的的混混凝凝土土混混合合料料所所需需水水泥量较少，因此可以节约水泥。泥量较少，因此可以节约水泥。| 砂砂粒粒的的表表面面是是由由水水泥泥浆浆所所包包裹裹的的。在在空空隙隙率率相相同同的的条条件件下下，砂砂粒粒的的比比表表面面积积愈愈小小，则则所所需需包包裹裹的的水水泥泥浆浆也也就就愈愈少少，达达到到同同样样和和易易性性的的混混凝凝土土混混合合料料，其其水水泥用量较少。泥用量较少。| 由由此此可可见见，骨骨料料级级配配良良好好的的标标准准应应当当是空隙率小，同时比表面积也较小。是空隙率小，同时比表面积也较小。|例例4-44-4为什么要限制砂、石中活性氧化硅的含量，它对混凝土的性

6、质有什么不利作用？|解解：混凝土用砂、石必须限制其中活性氧化硅的含量，因为砂、石中的活性氧化硅会与水泥或混凝土中的碱产生碱骨料反应。该反应的结果是在骨料表面生成一种复杂的碱一硅酸凝胶，在潮湿条件下由于凝胶吸水而产生很大的体积膨胀将硬化混凝土的水泥石与骨料界面胀裂，使混凝土的强度、耐久性等下降。碱骨料反应往往需几年、甚至十几年以上才表现出来。故需限制砂、石中的活性氧化硅的含量。|例例4-5. 4-5. 为为什什么么在在拌拌制制混混凝凝土土时时，砂砂的的用用量量应应按按质量计，而不能以体积计量？质量计，而不能以体积计量？|解解|砂子的体积和堆积密度与其含水状态紧密相关。砂子的体积和堆积密度与其含水

7、状态紧密相关。随着含水率的增大，砂颗粒表面包裹着一层水随着含水率的增大，砂颗粒表面包裹着一层水膜，引起砂体积增大。当砂的含水率为膜，引起砂体积增大。当砂的含水率为时，其体积最大而堆积密度最小，砂的体时，其体积最大而堆积密度最小，砂的体积可增加积可增加20203030。若含水率继续增大，砂。若含水率继续增大，砂表面水膜增厚，由于水的自重超过砂粒表面对表面水膜增厚，由于水的自重超过砂粒表面对水的吸附力而产生流动，并迁入砂粒间的空隙水的吸附力而产生流动，并迁入砂粒间的空隙中，于是砂粒表面的水膜被挤破消失，砂体积中，于是砂粒表面的水膜被挤破消失，砂体积减小。当含水率达左右时，湿砂体积与减小。当含水率达

8、左右时，湿砂体积与干砂相近；含水率继续增大，则砂粒互相挤紧，干砂相近；含水率继续增大，则砂粒互相挤紧，这时湿砂的体积可小于干砂。这时湿砂的体积可小于干砂。 |由由此此可可知知，在在拌拌制制混混凝凝土土时时，砂砂的的用用量量应应按按质质量量计计，而而不不能能以以体体积积计计量量，以以免免引引起起混混凝凝土土拌拌合合物物砂砂量量不不足足，出出现现离离析析和和蜂蜂窝窝现象。现象。| 评评注注 气气干干状状态态的的砂砂随随着着其其含含水水率率的的增增大大，砂砂颗颗粒粒表表面面形形成成一一层层吸吸附附水水膜膜，推推挤挤砂砂粒粒分分开开而而引引起起砂砂体体积积增增大大，这这种种现现象象称称为为砂砂的的湿湿

9、胀胀，其其中中细细砂砂的的湿湿胀胀要要比比粗粗砂砂大大得多。得多。根据细度模数，该砂属粗砂。根据细度模数，该砂属粗砂。在在级级配配区区内内画画出出该该砂砂的的筛筛分分曲曲线线，见见图图 4-14-1。该该曲曲线线落落 在区（粗砂区）内，说明该砂为粗砂，级配合格。在区（粗砂区）内，说明该砂为粗砂，级配合格。 评注评注 x x在在3.73.73.13.1为粗砂，为粗砂，x x在在3.03.02.32.3为中砂，为中砂，x x在在2.22.21.61.6为细砂，为细砂，x x在在1.51.50.70.7为特细砂。为特细砂。 |例例4-74-7什什么么是是石石子子的的最最大大粒粒径径？工工程程上上石石

10、子子的的最大粒径是如何确定的？最大粒径是如何确定的？|解解：粗粗骨骨料料公公称称粒粒级级的的上上限限称称为为该该粒粒级级的的最最大大粒粒径。径。| 工程上对混凝土中每立方米水泥用量小于工程上对混凝土中每立方米水泥用量小于170 170 kgkg的贫混凝土，采用较大粒径的粗骨料对混凝土的贫混凝土，采用较大粒径的粗骨料对混凝土强度有利。特别在大体积混凝土中，采用大粒径强度有利。特别在大体积混凝土中，采用大粒径粗骨料，对于减少水泥用量、降低水泥水化热有粗骨料，对于减少水泥用量、降低水泥水化热有着重要的意义。不过对于结构常用的混凝土，尤着重要的意义。不过对于结构常用的混凝土，尤其是高强混凝土，从强度观

11、点来看，当使用的粗其是高强混凝土，从强度观点来看，当使用的粗骨料最大粒径超过骨料最大粒径超过40mm40mm后，并无多大好处，因为后，并无多大好处，因为这时由于减少用水量获得的强度提高，被大粒径这时由于减少用水量获得的强度提高，被大粒径骨料造成的较少粘结面积和不均匀性的不利影响骨料造成的较少粘结面积和不均匀性的不利影响所抵消。因此，只有在可能的情况下，粗骨料最所抵消。因此，只有在可能的情况下，粗骨料最大粒径应尽量选用大一些。大粒径应尽量选用大一些。 |但但最最大大粒粒径径的的确确定定，还还要要受受到到混混凝凝土土结结构构截截面面尺尺寸寸及及配配筋筋间间距距的的限限制制。按按混混凝凝土土结结构构

12、工工程程施施工工及及验验收收规规范范规规定定，混混凝凝土土用用粗粗骨骨料料的的最最大大粒粒径径不不得得大大于于结结构构截截面面最最小小尺尺寸寸的的1 14 4，且且不不得得大大于于钢钢筋筋间间最最小小净净距距的的3 34 4。对对于于混混凝凝土土实实心心板板，骨骨料料的的最最大大粒粒径径不不宜宜超超过过板板厚厚的的1 12 2，且且不不得得超超过过50mm50mm。| 评评注注 粗粗骨骨料料最最大大粒粒径径增增大大时时，骨骨料料总总表表面面积积减减小小，因因此此包包裹裹其其表表面面所所需需的的水水泥泥浆浆量量减减少少，可可节节约约水水泥泥，并并且且在在一一定定和和易易性性及及水水泥泥用用量量条

13、条件件下下，能能减减少少用用水水量量而而提提高高混混凝凝土土强强度度。因因此此，在在可可能能的情况下，粗骨料最大粒径应尽量选用大一些。的情况下，粗骨料最大粒径应尽量选用大一些。|最最大大粒粒径径的的选选用用，除除了了受受结结构构上上诸诸因因素素的的限限制制外外，还受搅拌机以及输送管道等条件的限制。还受搅拌机以及输送管道等条件的限制。|例例4-84-8砂砂、石石中中的的粘粘土土、淤淤泥泥、细细屑屑等等粉粉状状杂杂质质及及泥泥块块对对混混凝凝土土的的性性质质有有哪哪些些影影响响？|解解 |砂砂、石石中中的的粘粘土土、淤淤泥泥、细细屑屑等等粉粉状状杂杂质质含含量量增增多多，为为保保证证拌拌合合料料的

14、的流流动动性性，将将使使混混凝凝土土的的拌拌合合用用水水量量（）增增大大，即即增增大大，粘粘土土等等粉粉状状物物还还降降低低水水泥泥石石与与砂砂、石石间间的的界界面面粘粘结结强强度度，从从而而导导致致混混凝凝土土的的强强度度和和耐耐久久性性降降低低，变变形形增增大大；若若保保持持强强度度不不降降低低，必必须须增增加加水水泥泥用用量量，但但这这将将使使混凝土的变形增大。混凝土的变形增大。|泥泥块块对对混混凝凝土土性性能能的的影影响响与与上上述述粉粉状状物物的的影影响响基基本本相相同同，但但对对强强度度和和耐耐久性的影响程度更大。久性的影响程度更大。| 评注评注 粘土、淤泥、细屑等粉状杂粘土、淤泥

15、、细屑等粉状杂质本身强度极低，且总表面积很大，质本身强度极低，且总表面积很大，因此包裹其表面所需的水泥浆量增加，因此包裹其表面所需的水泥浆量增加，造成混凝土的流动性降低且大大降低造成混凝土的流动性降低且大大降低了水泥石与砂、石间的界面粘结强度。了水泥石与砂、石间的界面粘结强度。|例例4-94-9简简述述石石子子的的连连续续级级配配及及间间断断级级配配的的特点？特点？|解解| 石石子子的的连连续续级级配配是是将将石石子子按按其其尺尺寸寸大大小小分分级级，其其分分级级尺尺寸寸是是连连续续的的。连连续续级级配配的的混混凝凝土土一一般般和和易易性性良良好好，不不易易发发生生离离析析现现象，是常用的级配

16、方法。象，是常用的级配方法。| 石子的间断级配是有意剔除中间尺寸的颗石子的间断级配是有意剔除中间尺寸的颗粒，使大颗粒与小颗粒间有较大的粒，使大颗粒与小颗粒间有较大的“空档空档”。按理论计算，当分级增大时，骨料空。按理论计算，当分级增大时，骨料空隙率降低的速率较连续级配大，可较好地隙率降低的速率较连续级配大，可较好地发挥骨料的骨架作用而减少水泥用量。但发挥骨料的骨架作用而减少水泥用量。但容易产生离析现象，和易性较差。容易产生离析现象，和易性较差。 |评注 颗粒级配对于混凝土的强度、质量、和易性、节约水泥等都具有重要意义。石子的连续级配及间断级配一般由各种单粒级组合为所要求的级配。单粒级也可与连续

17、级配混合使用，以改善级配或配成较大粒度的连续级配。 |例例4-10. 4-10. 普普通通混混凝凝土土中中使使用用卵卵石石或或碎碎石石，对对混混凝凝土性能的影响有何差异？土性能的影响有何差异？|解解 |碎碎石石表表面面粗粗糙糙且且多多棱棱角角，而而卵卵石石多多为为椭椭球球形形，表表面光滑。碎石的内摩擦力大。面光滑。碎石的内摩擦力大。|在水泥用量和用水量相同的情况下，碎石拌制的在水泥用量和用水量相同的情况下，碎石拌制的混凝土由于自身的内摩擦力大，拌合物的流动性混凝土由于自身的内摩擦力大，拌合物的流动性降低，但碎石与水泥石的粘结较好，因而混凝土降低，但碎石与水泥石的粘结较好，因而混凝土的强度较高。

18、在流动性和强度相同的情况下，采的强度较高。在流动性和强度相同的情况下，采用碎石配制的混凝土水泥用量较大。而采用卵石用碎石配制的混凝土水泥用量较大。而采用卵石拌制的混凝土的流动性较好，但强度较低。当水拌制的混凝土的流动性较好，但强度较低。当水灰比大于灰比大于0.650.65时，二者配制的混凝土的强度基本时，二者配制的混凝土的强度基本上没有什么差异，然而当水灰比较小时强度相差上没有什么差异，然而当水灰比较小时强度相差较大。较大。 | 评注评注 碎石与水泥石的粘结碎石与水泥石的粘结性好，这对配制高强混凝土性好，这对配制高强混凝土特别有利。越小，碎特别有利。越小，碎石同卵石的界面粘结程度的石同卵石的界

19、面粘结程度的差异越大，对混凝土强度的差异越大，对混凝土强度的影响也越大。此外一般情况影响也越大。此外一般情况下，碎石的强度高于卵石的下，碎石的强度高于卵石的强度，这对提高混凝土的强强度，这对提高混凝土的强度也是有利的。度也是有利的。 |例例4-114-11为为什什么么不不宜宜用用高高强强度度等等级级水水泥泥配配制制低低强强度度等等级级的的混混凝凝土土？为为什什么么不不宜宜用用低低强度等级水泥配制高强度等级的混凝土？强度等级水泥配制高强度等级的混凝土？|解解 |采采用用高高强强度度等等级级水水泥泥配配制制低低强强度度等等级级混混凝凝土土时时，只只需需少少量量的的水水泥泥或或较较大大的的水水灰灰比

20、比就就可可满满足足强强度度要要求求，但但却却满满足足不不了了施施工工要要求求的的良良好好的的和和易易性性，使使施施工工困困难难，并并且且硬硬化化后后的的耐耐久久性性较较差差。因因而而不不宜宜用用高高强强度度等等级级水泥配制低强度等级的混凝土。水泥配制低强度等级的混凝土。|用低强度等级水泥配制高强度等级的用低强度等级水泥配制高强度等级的混凝土时，一是很难达到要求的强度，混凝土时，一是很难达到要求的强度，二是需采用很小的水灰比或者说水泥二是需采用很小的水灰比或者说水泥用量很大，因而硬化后混凝土的干缩用量很大，因而硬化后混凝土的干缩变形和徐变变形大，对混凝土结构不变形和徐变变形大，对混凝土结构不利，

21、易于干裂。同时由于水泥用量大，利，易于干裂。同时由于水泥用量大，水化放热量也大，对大体积或较大体水化放热量也大，对大体积或较大体积的工程也极为不利。此外经济上也积的工程也极为不利。此外经济上也不合理。所以不宜用低强度等级水泥不合理。所以不宜用低强度等级水泥配制高强度等级的混凝土配制高强度等级的混凝土。 | 评注评注 若用低强度水泥来配制高强度混凝土，若用低强度水泥来配制高强度混凝土，为满足强度要求必然使水泥用量过多。这不仅不为满足强度要求必然使水泥用量过多。这不仅不经济，而且使混凝土收缩和水化热增大还将因必经济，而且使混凝土收缩和水化热增大还将因必须采用很小的水灰比而造成混凝土太干，施工困须采

22、用很小的水灰比而造成混凝土太干，施工困难，不易捣实，使混凝土质量不能保证。如果用难，不易捣实，使混凝土质量不能保证。如果用高强度水泥来配制低强度混凝土，单从强度考虑高强度水泥来配制低强度混凝土，单从强度考虑只须用少量水泥就可满足要求，但为了又要满足只须用少量水泥就可满足要求，但为了又要满足混凝土拌合物和易性及混凝土耐久性要求，就必混凝土拌合物和易性及混凝土耐久性要求，就必须再增加一些水泥用量。这样往往产生超强现象，须再增加一些水泥用量。这样往往产生超强现象，也不经济。当在实际工程中因受供应条件限制而也不经济。当在实际工程中因受供应条件限制而发生这种情况时，可在高强度水泥中掺入一定量发生这种情况

23、时，可在高强度水泥中掺入一定量的掺合料（如粉煤灰）即能使问题得到较好解决。的掺合料（如粉煤灰）即能使问题得到较好解决。 |例例4-12. 4-12. 为什么不宜用海水拌制混凝土？为什么不宜用海水拌制混凝土？|解解|用用海海水水拌拌制制混混凝凝土土时时，由由于于海海水水中中含含有有较较多多硫硫酸酸盐盐（SOSO4 42 2 约约24002400g g），混混凝凝土土的的凝凝结结速速度度加加快快，早早期期强强度度提提高高，但但天天及及后后期期强强度度下下降降（2828强强度度约约降降低低1010），同同时时抗抗渗渗性性和和抗抗冻冻性性也也下下降降。当当硫硫酸酸盐盐的的含含量量较较高高时时，还还可可

24、能能对对水水泥泥石石造造成成腐腐蚀蚀。同同时时，海海水水中中含含有有大大量量氯氯盐盐（C C 约约1500015000g gL L），对对混混凝凝土土中中钢钢筋筋有有加加速速锈锈蚀蚀作作用用，因因此此对对于于钢钢筋筋混混凝凝土土和和预预应应力力混混凝凝土土结结构构，不得采用海水拌制混凝土。不得采用海水拌制混凝土。| 评评注注 对对有有饰饰面面要要求求的的混混凝凝土土，也也不不得得采采用用海海水水拌拌制制，因因为为海海水水中中含含有有大大量量的的氯氯盐盐、镁镁盐盐和和硫硫酸酸盐，混凝土表面会产生盐析而影响装饰效果盐，混凝土表面会产生盐析而影响装饰效果。|例例4-134-13什什么么是是混混凝凝土

25、土的的和和易易性性？它包括有几方面涵义？它包括有几方面涵义？ |解解| 和和易易性性是是指指混混凝凝土土拌拌合合物物能能保保持持其其组组成成成成分分均均匀匀，不不发发生生分分层层离离析析、泌泌水水等等现现象象，适适于于运运输输、浇浇筑筑、捣捣实实成成型型等等施施工工作作业业，并并能能获获得得质质量量均均匀匀、密密实实的的混混凝凝土土的的性性能能。和和易易性性包包括括流流动动性性、粘粘聚聚性性和和保保水水性性三三方面的涵义。方面的涵义。| 流流动动性性是是指指混混凝凝土土拌拌合合物物在在自自重重或或机机械械振振捣捣力力的的作作用用下下，能能产产生生流流动动并并均均匀匀密密实实地地充满模型的性能。

26、充满模型的性能。| 粘粘聚聚性性是是指指混混凝凝土土拌拌合合物物内内部部组组分分间间具具有有一一定定的的粘粘聚聚力力，在在运运输输和和浇浇筑筑过过程程中中不不致致发发生生离离析析分分层层现现象象，而而使使混混凝凝土土能能保保持持整体均匀的性能。整体均匀的性能。| 保水性是指混凝土拌合物具有一定的保保水性是指混凝土拌合物具有一定的保持内部水分的能力，在施工过程中不致产持内部水分的能力，在施工过程中不致产生严重的泌水现象的性能。生严重的泌水现象的性能。 | 评注评注 混凝土拌合物的流动性、混凝土拌合物的流动性、粘聚性及保水性，三者是互相关联粘聚性及保水性，三者是互相关联又互相矛盾的，当流动性很大时

27、，又互相矛盾的，当流动性很大时，则往往粘聚性和保水性差，反之亦则往往粘聚性和保水性差，反之亦然。因此，所谓拌合物和易性良好，然。因此，所谓拌合物和易性良好，就是要使这三方面的性质在某种具就是要使这三方面的性质在某种具体条件下，达到均为良好，亦即使体条件下，达到均为良好，亦即使矛盾得到统一。矛盾得到统一。 |例例4-144-14混混凝凝土土的的流流动动性性如如何何表表示示？工工程程上上如如何选择流动性的大小？何选择流动性的大小？|解解|混混凝凝土土拌拌合合物物的的流流动动性性以以坍坍落落度度或或维维勃勃调调度度作作为为指指标标。坍坍落落度度适适用用于于流流动动性性较较大大的的混混凝凝土土拌拌合物

28、，维勃稠度适用于干硬的混凝土拌合物。合物，维勃稠度适用于干硬的混凝土拌合物。|工程中选择混凝土拌合物的坍落度，主要依据工程中选择混凝土拌合物的坍落度，主要依据构件截面尺寸大小、配筋疏密和施工捣实方法构件截面尺寸大小、配筋疏密和施工捣实方法等来确定。当截面尺寸较小或钢筋较密，或采等来确定。当截面尺寸较小或钢筋较密，或采用人工插捣时，坍落度可选择大些。反之，如用人工插捣时，坍落度可选择大些。反之，如构件截面尺寸较大，钢筋较疏，或采用振动器构件截面尺寸较大，钢筋较疏，或采用振动器振捣时，坍落度可选择小些。振捣时，坍落度可选择小些。 | 评注评注 正确选择混凝土拌合物正确选择混凝土拌合物的坍落度，对于

29、保证混凝土的施的坍落度，对于保证混凝土的施工质量及节约水泥，有重要意义。工质量及节约水泥，有重要意义。在选择坍落度时，原则上应在不在选择坍落度时，原则上应在不妨碍施工操作并能保证振捣密实妨碍施工操作并能保证振捣密实的条件下，尽可能采用较小的坍的条件下，尽可能采用较小的坍落度，以节约水泥并获得质量较落度，以节约水泥并获得质量较高的混凝土。高的混凝土。 |例例4-154-15影响混凝土拌合料和易性的因素有哪些？|解解|影响混凝土拌合料和易性的因素主要有以下几个方面：|（）水泥浆的数量。水泥浆越多则流动性越大，但水泥浆过多时，拌合料易产生分层、离析，即粘聚性明显变差。水泥浆太少则流动性和粘聚性均较差

30、。|（）水泥浆的稠度。稠度大则流动性差，但粘聚性和保水性则一般较好。稠度小则流动性大，但粘聚性和保水性较差。|（3 3）砂砂率率。砂砂率率大大则则骨骨料料的的比比表表面面积积大大，使使流流动动性性降降低低或或需需增增加加用用水水量量，但但粘粘聚聚性性和和保保水水性性好好。砂砂率率小小则则流流动动性性提提高高，但但粘粘聚聚性性和和保保水水性性降降低低。砂砂率率过过小小时时则则流流动动性性也也降降低低。合合理理砂砂率率（最最佳佳砂砂率），有最大的流动性。率），有最大的流动性。|（）其他影响因素（）其他影响因素|水泥品种，骨料种类，粒形和级配以及水泥品种，骨料种类，粒形和级配以及外加剂等，都对混凝土

31、拌合物的和易性外加剂等，都对混凝土拌合物的和易性有一定影响。有一定影响。 | 评评注注 在在工工程程实实践践中中要要改改善善混混凝凝土土和和易性，一般可采取如下四条措施：易性，一般可采取如下四条措施：|（）尽尽可可能能降降低低砂砂率率，采采用用合合理理砂砂率率，有利于提高混凝土质量和节约水泥。有利于提高混凝土质量和节约水泥。|（）改善砂、石级配，采用良好级配。（）改善砂、石级配，采用良好级配。|（）尽尽可可能能采采用用粒粒径径较较大大的的砂砂、石石为为好。好。|（）保持水灰比不变的情况下，增加（）保持水灰比不变的情况下，增加水泥浆用量或加入外加剂（一般指的是水泥浆用量或加入外加剂（一般指的是减

32、水剂）。减水剂）。 |例例4-164-16何何谓谓砂砂率率？何何谓谓合合理理砂砂率率？影影响响合理砂率的主要因素是什么？合理砂率的主要因素是什么？|解解|砂砂率率是是混混凝凝土土中中砂砂的的质质量量与与砂砂和和石石总总质质量量之比。之比。|合合理理砂砂率率是是指指用用水水量量、水水泥泥用用量量一一定定的的情情况况下下，能能使使拌拌合合料料具具有有最最大大流流动动性性，且且能能保保证证拌拌合合料料具具有有良良好好的的粘粘聚聚性性和和保保水水性性的的的的砂砂率率。或或是是在在坍坍落落度度一一定定时时，使使拌拌合合料料具有最小水泥用量的砂率。具有最小水泥用量的砂率。|影影响响合合理理砂砂率率的的主主

33、要要因因素素有有砂砂、石石的的粗粗细细，砂砂、石石的的品品种种与与级级配配，水水灰灰比比以以及及外外加加剂剂等等。石石子子越越大大，砂砂子子越越细细、级级配配越越好好、水水灰灰比比越越小小，则则合合理理砂砂率率越越小小。采采用用卵卵石石和和减减水水剂剂、引引气气剂剂时时，合合理理砂砂率较小率较小。| 评注评注 砂率表示混凝土中砂子与砂率表示混凝土中砂子与石子二者的组合关系，砂率的变动，会石子二者的组合关系，砂率的变动，会使骨料的总表面积和空隙率发生很大的使骨料的总表面积和空隙率发生很大的变化，因此对混凝土拌合物的和易性有变化，因此对混凝土拌合物的和易性有显著的影响。显著的影响。 |当砂率过大时

34、，骨料的总表面积和空隙当砂率过大时，骨料的总表面积和空隙率均增大，当混凝土中水泥浆量一定的率均增大，当混凝土中水泥浆量一定的情况下，拌合物就显得干稠，流动性就情况下，拌合物就显得干稠，流动性就变小，如要保持流动性不变，则需增加变小，如要保持流动性不变，则需增加水泥浆，就要多耗用水泥。反之，若砂水泥浆，就要多耗用水泥。反之，若砂率过小，则拌合物中显得石子过多而砂率过小，则拌合物中显得石子过多而砂子过少，形成砂浆量不足以包裹石子表子过少，形成砂浆量不足以包裹石子表面，并不能填满石子间空隙。使混凝土面，并不能填满石子间空隙。使混凝土产生粗骨料离析、水泥浆流失，甚至出产生粗骨料离析、水泥浆流失，甚至出

35、现溃散等现象现溃散等现象。 |例例4-174-17现现场场浇浇灌灌混混凝凝土土时时，严严禁禁施施工工人人员员随随意意向向混混凝凝土土拌拌合合物物中中加加水水，试试从从理理论论上分析加水对混凝土质量的危害。上分析加水对混凝土质量的危害。|解解|现现场场浇浇灌灌混混凝凝土土时时，施施工工人人员员向向混混凝凝土土拌拌合合物物中中加加水水，虽虽然然增增加加了了用用水水量量，提提高高了了流流动动性性，但但是是将将使使混混凝凝土土拌拌合合料料的的粘粘聚聚性性和和保保水水性性降降低低。特特别别是是因因水水灰灰比比的的增增大大，增增加加了了混混凝凝土土内内部部的的毛毛细细孔孔隙隙的的含含量量，因因而而会会降降

36、低低混混凝凝土土的的强强度度和和耐耐久久性性，并并增增大大混混凝凝土土的的变变形形，造造成成质质量量事事故故。故故现现场场浇浇灌灌混混凝凝土土时时，必必须须严严禁禁施施工工人人员员随随意向混凝土拌合物中加水。意向混凝土拌合物中加水。| 评评注注 不不能能采采用用仅仅增增加加用用水水量量的的方方式式来来提提高高混混凝凝土土的的流流动动性性。施施工工现现场场万万一一必必须须提提高高混混凝凝土土的的流流动动性性时时，必必须须在在保保证证水水灰灰比比不不变变的的情情况况下下，既既增增加加用用水水量量，又又增增加加水泥用量。水泥用量。|例例4-184-18影影响响混混凝凝土土强强度度的的主主要要因因素素

37、有有哪哪些？怎样影响？些？怎样影响？|解解|影响混凝土抗压强度的主要因素有：影响混凝土抗压强度的主要因素有：|（1 1）水水泥泥强强度度等等级级和和水水灰灰比比。水水泥泥强强度度等等级级越越高高，混混凝凝土土强强度度越越高高；在在能能保保证证密密实实成型的前提下，水灰比越小强度越高。成型的前提下，水灰比越小强度越高。| （2 2）骨料品种、粒径、级配、杂质等。）骨料品种、粒径、级配、杂质等。采用粒径较大、级配较好且干净的碎石和采用粒径较大、级配较好且干净的碎石和砂时，可降低水灰比，提高界面粘结强度，砂时，可降低水灰比，提高界面粘结强度，因而混凝土的强度高。因而混凝土的强度高。 |（3 3）养养

38、护护温温度度、湿湿度度。温温度度、湿湿度度对对混混凝凝土土强强度度的的影影响响是是通通过过影影响响水水泥泥的的水水化化凝凝结结硬硬化化来来实实现现的的。温温度度适适宜宜、湿湿度度较较高高时时，强强度度发发展展快快，反反之之，不不利利于于混混凝土强度的增长。凝土强度的增长。|（4 4）龄龄期期。养养护护时时间间越越长长，水水化化越越彻彻底，孔隙率越小，混凝土强度越高。底，孔隙率越小，混凝土强度越高。|（5 5）施工方法。主要指搅拌、振捣成）施工方法。主要指搅拌、振捣成型工艺。机械搅拌和振捣密实作用强烈型工艺。机械搅拌和振捣密实作用强烈时混凝土强度较高时混凝土强度较高。 | 评评注注 水水灰灰比比

39、（W WC C）是是影影响响混混凝凝土土抗抗压压强强度度的的最最主主要要的的因因素素。这这种种影影响响从从实实质质上上是是水水灰灰比比影影响响了了混混凝凝土土的的孔孔隙隙率率，即即混混凝凝土土内内水水泥泥石石的的孔孔隙隙率率。水水灰灰比比越越大大，则则混混凝凝土土中中水水泥泥石石的的毛毛细细孔孔隙隙率率越越大大，因因而而强强度度越越低低。同同时时当当水水灰灰比比较较大大时时，水水易易在在粗粗骨骨料料的的下下表表面面聚聚集集，形形成成具具有有一一定定厚厚度度的的水水层层，即即界界面面裂裂纹纹（或或界界面面孔孔隙隙），降降低低了了界界面面粘粘结结强强度度，从从而而使使混混凝凝土土的的强强度度下降。

40、下降。|例例4-194-19提提高高混混凝凝土土强强度度的的主主要要措措施施有有哪哪些？些？|解解|提高混凝土强度主要有以下措施：提高混凝土强度主要有以下措施：|（）（） 采用高强度等级水泥；采用高强度等级水泥；|（）（） 尽量降低水灰比（）；尽量降低水灰比（）；|（）采采用用级级配配良良好好且且干干净净的的砂砂和和碎碎石石。高强混凝土宜采用最大粒径较小的石子。高强混凝土宜采用最大粒径较小的石子。|（4 4）掺掺加加高高效效减减水水剂剂和和掺掺合合料料。若若要要提提高早期强度也可以掺加早强剂。高早期强度也可以掺加早强剂。|（5 5）加加强强养养护护，保保证证有有适适宜宜的的温温度度和和较较高高

41、的的湿湿度度。也也可可采采用用湿湿热热处处理理（蒸蒸汽汽养养护护）来来提提高高早早期期强强度度（对对掺掺活活性性混混合合材材料料多多的的水水泥泥还还可可提提高高后期强度）。后期强度）。|（6 6）加强搅拌和振捣成型。）加强搅拌和振捣成型。| 评注评注 以以 硅灰等量取代混凝土硅灰等量取代混凝土中的水泥，并同时掺入高效减水剂，可配制出中的水泥，并同时掺入高效减水剂，可配制出 100MPa100MPa的高强度混凝土。硅灰又称凝聚硅灰或的高强度混凝土。硅灰又称凝聚硅灰或硅粉。硅灰成分中，硅粉。硅灰成分中，SiOSiO2 2含量高达以上，含量高达以上，主要是非晶态的无定形主要是非晶态的无定形SiOSi

42、O2 2, , 火山灰活性极高。火山灰活性极高。硅灰中的硅灰中的SiOSiO2 2在早期即可与在早期即可与Ca(OH)Ca(OH)2 2发生反应，发生反应，生成水化硅酸钙，大大提高混凝土强度。生成水化硅酸钙，大大提高混凝土强度。 |例例4-204-20现现场场质质量量检检测测取取样样一一组组边边长长为为的的混混凝凝土土立立方方体体试试件件，将将它它们们在在标标准准养养护护条条件件下下养养护护至至天天，测测得得混混凝凝土土试试件件的的破破坏坏荷荷载载分分别别为为 306306、 286286、 270270。试试确确定定该该组组混混凝凝土土的的标标准准立立方方体体抗抗压压强强度度、立立方方体体抗

43、抗压压强强度度标标准准值值，并并确确定定其其强强度度等等级级（假假定定抗抗压压强强度的标准差为度的标准差为3.03.0a a）。）。|解解|100mm100mm混凝土立方体试件的平均强度为：混凝土立方体试件的平均强度为： 评注评注 边长为边长为100mm100mm混凝土立方体试件的强度换混凝土立方体试件的强度换算系数为算系数为0.950.95；混凝土立方体抗压强度标准值；混凝土立方体抗压强度标准值为具有为具有95%95%强度保证率的混凝土抗压强度值。强度保证率的混凝土抗压强度值。95%95%强度保证率的概率度强度保证率的概率度t t为为1.6451.645。 |例例 4-214-21 配配 制

44、制 混混 凝凝 土土 时时 ， 制制 作作10cm10cm10cm10cm10cm10cm立立方方体体试试件件 块块，在在标标准准条条件件下下养养护护7d7d后后，测测得得破破坏坏荷荷载载分分别别为为140kN140kN、135kN135kN、 140kN, 140kN, 试试估估算算该该混混凝凝土土28d28d的的标标准准立立方方体体抗抗压压强度。强度。|解解| 7 7龄期时：龄期时：| 混凝土立方体的平均强混凝土立方体的平均强度为：度为： | 评注评注 实践证明，由中等强度等级的普通水实践证明，由中等强度等级的普通水泥配制的混凝土，在标准养护条件下，其强度泥配制的混凝土，在标准养护条件下，

45、其强度发展大致与其龄期的常用对数成正比关系，其发展大致与其龄期的常用对数成正比关系，其经验估算公式如下：经验估算公式如下： |例例4-22. 4-22. 混混凝凝土土产产生生干干缩缩湿湿胀胀的的原原因因是是什什么么？影影响响混混凝凝土土干干缩缩变变形形的的因因素素有有哪哪些？些？|解解|混凝土在干燥空气中存放时，混凝土内混凝土在干燥空气中存放时，混凝土内部吸附水分蒸发而引起凝胶体失水产生部吸附水分蒸发而引起凝胶体失水产生紧缩，以及毛细管内游离水分蒸发，毛紧缩，以及毛细管内游离水分蒸发，毛细管内负压增大，也使混凝土产生收缩，细管内负压增大，也使混凝土产生收缩，称为干缩；混凝土在水中硬化时，体积称

46、为干缩；混凝土在水中硬化时，体积不变，甚至有轻微膨胀，称为湿胀。这不变，甚至有轻微膨胀，称为湿胀。这是由于凝胶体中胶体粒子的吸附水膜增是由于凝胶体中胶体粒子的吸附水膜增厚，胶体粒子间距离增大所致。厚，胶体粒子间距离增大所致。 | 影影响响混混凝凝土土干干缩缩的的因因素素有有：水水泥泥品品种种和和细细度度、水水灰灰比比、水水泥泥用用量量和和用用水水量量等等。火火山山灰灰质质硅硅酸酸盐盐水水泥泥比比普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥干干缩缩大大；水水泥泥越越细细，收收缩缩也也越越大大；水水泥泥用用量量多多，水水灰灰比比大大，收收缩缩也也大大；混混凝凝土土中中砂砂石石用用量量多多，收收缩缩小小；砂砂石石越

47、越干干净净，捣捣固固越越好好，收收缩缩也也越小。越小。| 评评注注 毛毛细细孔孔隙隙和和凝凝胶胶的的存存在在造造成成混混凝凝土土在在干干燥燥时时产产生生收收缩缩，而而毛毛细细孔孔隙隙和和凝凝胶胶的的多多少少都都直直接接与与水水灰灰比比和和水水泥泥用用量量有有关关。故故影影响响干干缩缩的的主主要要因因素素为为水水灰灰比比和和水水泥泥用用量。量。|例例4-234-23试试述述混混凝凝土土的的受受压压变变形形破破坏坏特特征征及及其其破破坏机理。坏机理。|解解|混混凝凝土土在在外外力力作作用用下下的的变变形形和和破破坏坏过过程程，也也就就是是内部裂缝的发生和发展过程。内部裂缝的发生和发展过程。|混凝土

48、的受压变形破坏特征如下：混凝土的受压变形破坏特征如下：|阶阶段段：荷荷载载到到达达“比比例例极极限限”（约约为为极极限限荷荷载载的的）以以前前、界界面面裂裂缝缝无无明明显显变变化化，荷荷载载与与变形比较接近直线关系。变形比较接近直线关系。|IIII阶阶段段：荷荷载载超超过过 “比比例例极极限限”以以后后，界界面面裂裂缝缝的的数数量量、长长度度和和宽宽度度都都不不断断增增大大，界界面面借借摩摩阻阻力力继继续续承承担担荷荷载载，但但尚尚无无明明显显的的砂砂浆浆裂裂缝缝。此此时时，变变形形增增大大的的速速度度超超过过荷荷载载增增大大的的速速度度，荷荷载载与与变变形之间不再为线性关系。形之间不再为线性

49、关系。|IIIIII阶阶段段：荷荷载载超超过过“临临界界荷荷载载”（约约为为极极限限荷荷载载的的）以以后后，界界面面裂裂缝缝继继续续发发展展，开开始始出出现现砂砂浆浆裂裂缝缝，并并将将邻邻近近的的界界面面裂裂缝缝连连接接起起来来成成为为连连续续裂裂缝缝。此此时时，变变形形增增大大的的速速度度进进一一步步加加快快，荷荷载载一一变变形形曲曲线线明明显显地地弯弯向向变变形形轴轴方向。方向。|IVIV阶段：荷载超过极限荷载以后，连续阶段：荷载超过极限荷载以后，连续裂缝急速发展，此时，混凝土的承载能裂缝急速发展，此时，混凝土的承载能力下降，荷载减小而变形迅速增大，以力下降，荷载减小而变形迅速增大，以至完

50、全破坏，荷载一变形曲线逐渐下降至完全破坏，荷载一变形曲线逐渐下降而最后结束。而最后结束。 | 评注评注 硬化后的混凝土在未施加荷载硬化后的混凝土在未施加荷载前，由于水泥水化造成的化学收缩和物前，由于水泥水化造成的化学收缩和物理收缩引起的砂浆体积的变化，在粗骨理收缩引起的砂浆体积的变化，在粗骨料与砂浆界面上产生了拉应力，同时混料与砂浆界面上产生了拉应力，同时混凝土成型后的泌水聚积于粗骨料的下缘，凝土成型后的泌水聚积于粗骨料的下缘，混凝土硬化后形成为界面裂缝。混凝土混凝土硬化后形成为界面裂缝。混凝土受外力作用时，其内部产生了拉应力且受外力作用时，其内部产生了拉应力且在微裂缝顶部形成应力集中，随着拉

51、应在微裂缝顶部形成应力集中，随着拉应力的逐渐增大，导致微裂缝的进一步延力的逐渐增大，导致微裂缝的进一步延伸、汇合、扩大，形成可见的裂缝，致伸、汇合、扩大，形成可见的裂缝，致使混凝土结构丧失连续性而遭到完全破使混凝土结构丧失连续性而遭到完全破坏。坏。 |例例4-244-24什什么么是是混混凝凝土土材材料料的的标标准准养养护护、自自然然养养护护、蒸蒸汽汽养养护护、压压蒸养护？蒸养护？|解解|标标准准养养护护是是指指将将混混凝凝土土制制品品在在温温度度为为2020士士22，相相对对湿湿度度大大于于5 5的的标标准准条条件件下下进进行行的的养养护护。评评定定强强度等级时需采用该养护条件。度等级时需采用

52、该养护条件。|自自然然养养护护是是指指对对在在自自然然条条件件（或或气气候候条条件件）下下的的混混凝凝土土制制品品适适当当地地采采取取一一定定的的保保温温、保保湿湿措措施施，并并定定时时定定量量向向混混凝凝土土浇浇水水，保保证证混混凝凝土土材材料料强强度度能能正正常常发发展展的一种养护方式。的一种养护方式。|蒸蒸汽汽养养护护是是将将混混凝凝土土材材料料在在小小于于100100的的高高温温水水蒸蒸汽汽中中进进行行的的一一种种养养护护。蒸蒸汽汽养养护护可可提提高高混混凝凝土土的的早早期期强强度度，缩缩短短养养护护时间。时间。|压压蒸蒸养养护护是是将将混混凝凝土土材材料料在在大大气气压压下下，175

53、175203203的的水水蒸蒸汽汽中中进进行行的的一一种种养养护护。压压蒸蒸养养护护可可大大大大提提高高混混凝凝土土材料的早期强度。材料的早期强度。| 评评注注 养养护护对对混混凝凝土土强强度度发发展展有有很很大大的的影影响响。升升高高温温度度，水水泥泥的的水水化化加加速速，强强度度发发展展加加快快，但但温温度度过过高高对对用用硅硅酸酸盐盐水水泥泥和和普普通通水水泥泥拌拌制制的的混混凝凝土土的的后后期期强强度度的的发发展展有有不不利利影影响响。温温度度降降低低，则则水水泥泥水水化化减减慢慢，早早期期强强度度将将明明显显降降低低。湿湿度度同同样样是是混混凝凝土土强强度度正正常常发发展展的的必必要要条条件件。混混凝凝土土的的抗抗压压强强度度是是在在标标准准养养护护条条件件下下养养护护后后测测得得的的值值。自自然然养养护护和和蒸蒸汽汽养养护护属属于于非非标标准准养养护护条条件件，强强度度值值有有一一定定的的随随意意性性。压压蒸蒸养养护护需需要要的的蒸蒸压压釜釜设设备备比比较较庞庞大大。仅仅在在生生产产硅硅酸酸盐盐混混凝土制品时应用。凝土制品时应用。