1、土木工程材料復習思考題答案第四章 混凝土1. 砂的級配與粗細度有什么區別和聯系？ 答：區別：砂的級配是指砂中不同粒徑顆粒的分布情況，砂的粗細程度是指不同粒徑的顆粒混在一起的平均粗細程度。 聯系：砂的顆粒級配和粗細程度都用篩分測定，砂的粗細程度用細度模數表示，細度模數越大，表示砂越粗，細度模數Mx=3.73.1為粗砂； Mx=3.02.3為中砂； Mx=2.21.6為細砂。砂的細度模數并不能反映其級配的優劣，細度模數相同的砂，級配可以很不相同。所以，配制混凝土時必須同時考慮砂的顆粒級配和細度模數。 2. 簡述減水劑的作用機理，并討論摻入減水劑可獲得的技術經濟效果。改善混凝土拌合物和易性的措施有哪

2、些？ 答：減水劑的作用機理：減水劑是一種表面活性劑，它的分子是由親水基團和憎水基團兩部分構成。當水泥加水拌合后，若無減水劑，則由于水泥顆粒之間分子凝聚力的作用，使水泥漿形成絮凝結構，將一部分拌合水（游離水）包裹在水泥顆粒的絮凝結構內，從而降低混凝土拌合物的流動性。如果在水泥漿中加入減水劑，減水劑的憎水基團定向吸附于水泥顆粒表面，形成吸附膜，使水泥顆粒表面帶有相同的電荷，在電性斥力作用下，使水泥顆粒分開從而將絮凝結構內地游離水釋放出來，在不增加有水的情況下，增加了有效用水量，提高了混凝土的流動性。另外，減水劑還能在水泥顆粒表面形成一層溶劑水膜，在水泥顆粒間起到很好的潤滑作用。 摻入減水劑可獲得的

3、技術經濟效果： a. 在水泥用量、坍落度一定時，可減少用水量，改善強度、抗滲性（不透 水性）以及耐久性； b. 在達到要求的坍落度情況下，可減少水泥用量而不需改變水灰比，有利于降低成本； c. 降低水化熱，防止大體積混凝土因內外溫差而引起裂縫； d. 在水泥和水的用量不變情況下，可提高混凝土拌合物流動性，易于澆注。 改善混凝土拌合物和易性的措施：要使混凝土獲得良好的和易性，首先必須使用粗細適中，級配良好的粗細骨料；同時采用合適砂率、單位用水量、水灰比；在需要達到較高流動性時采用摻加減水劑的方法。3. 對下列混凝土工程及制品采用哪一類外加劑較為合適，其理由何在？大體積混凝土，高強混凝土，現澆普通

4、混凝土，預制構件用的混凝土，搶修用的混凝土，有抗凍要求的混凝土，冬季施工用的混凝土。 答：大體積混凝土適合摻入的外加劑為：緩凝型減水劑、緩凝劑、引氣劑、膨脹劑（大型設備基礎）。理由是：摻入這些外加劑可以起到以下作用：降低水泥初期水化熱；延緩混凝土凝結時間；減少水泥用量；避免干縮裂縫。高強混凝土適合摻入的外加劑為：高效減水劑。理由是：摻入高效減水劑可以起到以下作用：減少單位體積混凝土的用水量，提高混凝土的強度；提高施工性能，以便用普通的成型工藝施工；減少單位體積混凝土的水泥用量，減少混凝土的徐變和收縮；以強度等級不太高的水泥代替高強度等級水泥配制高強度混凝土。現澆普通混凝土適合摻入的外加劑為：減

5、水劑。理由是：摻入減水劑可以起到以下作用：在水泥用量、坍落度一定時，可減少用水量，改善強度、抗滲性（不透水性）以及耐久性；在達到要求的坍落度情況下，可減少水泥用量而不需改變水灰比，有利于降低成本；降低水化熱；在水泥和水的用量不變情況下，可提高混凝土拌合物流動性，易于澆注。 預制構件用的混凝土適合摻入的外加劑為：普通減水劑、早強型減水劑、高強減水劑、引氣減水劑。理由是：摻入這些減水劑可以起到以下作用：縮短生產周期，提高產量；節約水泥5%15%；改善工作性能，提高構件質量。搶修用的混凝土適合摻入的外加劑為：早強劑。理由是：摻入早強劑可以起到以下作用：加速混凝土早期強度發展。有抗凍要求的混凝土適合摻

6、入的外加劑為：引氣減水劑、引氣劑、減水劑。理由是：摻入這些外加劑可以起到以下作用：引入適量的微氣泡，緩沖冰脹應力；減小混凝土水灰比，提高混凝土抗凍融能力。冬季施工用的混凝土適合摻入的外加劑為：不受凍害的地區，加入早強減水劑或單摻早強劑；有防凍要求的地區，應選用防凍劑；早強劑+防凍劑；引氣減水劑+早強劑+防凍劑。理由是：摻入這些外加劑可以起到以下作用：加快施工進度，提高構件質量；防止凍害。4. 影響混凝土強度的主要因素是什么？答： 水泥強度等級和水灰比； 骨料； 齡期； 養護； 其它（如外加劑、混合材、濕熱處理方式、施工方法等）。5. 解釋下列有關混凝土抗壓強度的幾個名詞：立方體試件抗壓強度，標

7、準立方體試件抗壓強度，抗壓強度代表值，抗壓強度標準值，強度等級，設計強度，配制強度，軸心抗壓強度。答：立方體試件抗壓強度：是指以邊長為150mm的立方體試件，在標準條件下（溫度20±3，相對濕度90%或水中）養護至28d齡期，在一定條件下加壓至破壞，以試件單位面積承受的壓力作為混凝土的抗壓強度，對于非標準尺寸的立方體試件，可采用折算系數折算成標準試件的強度值。 標準立方體試件抗壓強度：是指以邊長為150mm的立方體試件，在標準條件下（溫度20±3，相對濕度90%或水中）養護至28d齡期，在一定條件下加壓至破壞，以試件單位面積承受的壓力作為混凝土的抗壓強度。抗壓強度代表值：在

8、混凝土強度評定時，當混凝土的生產條件在較長時間內能保持一致，且同一品種混凝土的強度變異性能保持穩定時，應有連續的三組試件組成一個驗收批。其抗壓強度代表值，應符合下列規定：取三個試件抗壓強度的算術平均值為該組試件的抗壓強度代表值；當一組試件中抗壓強度的最大值或最小值與中間值之差超過中間值的15%時，則中間值為該組試件的抗壓強度代表值；當一組試件中抗壓強度的最大值和最小值與中間值之差均超過中間值的15%時，該組試件的抗壓強度不應作為評定的依據（無抗壓強度代表值）。 抗壓強度標準值：是按標準方法測得的，具有95%保證率的立方體試件抗壓強度。 強度等級：混凝土的強度等級是根據立方體抗壓強度標準值來確定

9、的。我國現行規范規定，普通混凝土按立方體抗壓強度標準值劃分為：C10，C15，C20，C25，C30，C40，C45，C50，C55，C60等強度等級。 設計強度：混凝土構件設計時確定的，該混凝土的強度等級值。 配制強度：如果所配制的混凝土平均強度等于設計要求的強度等級標準值，則其強度保證率只有50% 。因此，要達到高于50%的強度保證率，混凝土的配制強度必須高于設計要求的強度等級標準值。混凝土配制強度 fcu,0=fcu,k+t 。 軸心抗壓強度：由棱柱體（我國目前采用150mm×150mm×300mm的棱柱體。如有必要，也可采用非標準尺寸的棱柱體，但其高與寬之比應在23

10、的范圍內）試件測得的抗壓強度。6. 某工程設計要求混凝土強度等級C25，工地1個月內按施工配合比先后取樣制備了30組立方體試件，測得每組三個試件抗壓強度代表值（MPa）為：26.5 ，26.0 ，29.5 ，27.5 ，24.0 ，25.0 ，26.7 ，25.2 ，27.7 ，29.5 ，26.1 ，28.5 ，25.6 ，26.5 ，27.0 24.1 ，25.3 ，29.4 ，27.0 ，29.3 ，25.1 ，26.0 ，26.7 ，27.7 ，28.0 ， 28.2 ，28.5 ，26.5 ，28.5 ，28.8 請計算該批混凝土強度的平均值、標準差、保證率，并評定該工程的混凝土能否

11、驗收和生產質量水平。 解：該批混凝土強度的平均值：=（26.5+26.0+29.5+27.5+24.0+25.0+26.7+25.2+27.7+29.5+26.1+28.5+25.6+26.5+27.0+24.1+25.3+29.4+27.0+29.3+25.1+26.0+26.7+27.7+28.0+28.2+28.5+26.5+28.5+28.8）/30 = 27.2 MPa 該批混凝土強度的標準差： 因為計算出的 所以批混凝土強度的標準差：該批混凝土強度的保證率： 評定該工程的混凝土能否驗收和生產質量水平： 因為： 所以： 因為： 所以： 故：該工程的混凝土能驗收。根據強度標準差和強度保

12、證率查表4-21可知，該工程的混凝土生產質量水平一般。7. 混凝土配合比設計中兩個基準、三大參數和四項基本要求包含哪些內容？ 答：混凝土配合比設計中兩個基準包含內容是：計算1m3混凝土中各材料的用量，以質量計；計算時，以干燥狀態（細骨料含水率小于0.5%，粗骨料含水率小于0. 2% ）時的質量為基準。 混凝土配合比設計中三大參數包含內容是:水灰比、砂率、單位用水量。混凝土配合比設計中四項基本要求包含內容是：滿足結構設計要求的混凝土強度等級；滿足施工要求的混凝土拌合物的和易性；滿足環境和使用要求的混凝土耐久性；在滿足上述要求的前提下降低混凝土的成本。 8. 某混凝土的設計強度等級為C25，坍落度

13、要求3050mm。使用原材料為：水泥：強度等級42.5的普通水泥，密度：3.1g/cm3;碎石：連續級配525mm, 表觀密度2700kg/m3; 含水率1.2%；中砂：MX = 2.6，表觀密度2650kg/m3; 含水率3.5% 。試計算：1）1m3混凝土各種材料用量； 2）混凝土施工配合比（設求得的計算配合比符合要求）； 3）每拌兩包水泥的混凝土時，各種材料的用量。解：1）計算1m3混凝土各種材料用量(確定計算配合比)： 確定配制強度 f cu,0=f cu,k+1.645=25+1.645×5.0=33.2（MPa）確定水灰比（W/C）由表4-24查得，在干燥環境中要求W/C

14、0.65，所以可取水灰比為0.60。 確定用水量（mw0） 因水灰比為0.60，在0.400.80之間，查表4-26，按坍落度要求3050mm,碎石最大粒徑為25mm,則1m3混凝土的用水量可選為mw0=195kg確定水泥用量（mc0）由表4-24查得，在干燥環境中,要求最小水泥用量為260kg。所以取水泥用量為確定砂率（s）查表4-27，根據W/C=0.60和碎石最大粒徑25mm,可取s=35% 確定1m3混凝土砂、石用量（mg0, ms0）用體積法，按式（4-30）、式（4-31），有：解得：mg0 =1203 kg； ms0 =648 kg。混凝土計算配合比（1 m3混凝土的材料用量）為： 水泥: 325 kg，水: 195 kg，砂: 648 kg，石子: 1