土木工程材料習(xí)題集與參考答案

第一章土木工程材料的基本性質(zhì)

1.試述材料成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造對(duì)材料性質(zhì)的影響？

參考答案：

材料的成分對(duì)性質(zhì)的影響：材料的組成及其相對(duì)含量的變化，不僅會(huì)影響材料的化學(xué)性質(zhì)，還會(huì)

影響材料的物理力學(xué)性質(zhì)。材料的成分不同，其物理力學(xué)性質(zhì)有明顯的差異。值得注意的是，材料中

某些成分的改變，可能會(huì)對(duì)某項(xiàng)性質(zhì)引起較大的改變，而對(duì)其他性質(zhì)的影響不明顯。

材料的結(jié)構(gòu)對(duì)性質(zhì)的影響：材料的結(jié)構(gòu)是決定材料物理性能的重要因素。可分為微觀結(jié)構(gòu)和細(xì)觀

結(jié)構(gòu)。材料在微觀結(jié)構(gòu)上的差異影響到材料的強(qiáng)度、硬度、熔點(diǎn)、變形、導(dǎo)熱性等性質(zhì)，可以說(shuō)材料

的微觀結(jié)構(gòu)決定著材料的物理力學(xué)性能。

材料的構(gòu)造對(duì)性質(zhì)的影響：材料的構(gòu)造主要是指材料的孔隙和相同或不同材料間的搭配。不同材

料適當(dāng)搭配形成的復(fù)合材料，其綜合性能優(yōu)于各個(gè)單一材料。材料的內(nèi)部孔隙會(huì)影響材料的強(qiáng)度、導(dǎo)

熱性、水滲透性、抗凍性等。

總之，材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造決定了材料的性質(zhì)。材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造的變化帶來(lái)了材料

世界的千變?nèi)f化。

2.試述材料密度、表觀密度、孔隙率的定義、測(cè)定方法及相互關(guān)系。密度與視密度的區(qū)別何在？

參考答案：

密度是指材料在密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。測(cè)定方法：將材料磨細(xì)成粒徑小于0.25mm的粉末，

再用排液法測(cè)得其密實(shí)體積。用此法得到的密度又稱(chēng)“真密度”。

表觀密度?。：是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。測(cè)定方法：對(duì)于外形規(guī)則的塊體材料，測(cè)其外

觀尺寸就可得到自然體積。對(duì)于外觀不規(guī)則的塊體材料，將其加工成規(guī)則的塊體再測(cè)其外觀尺寸，或

者采用蠟封排液法。

孔隙率尸：材料中的孔隙體積與總體積的百分比。

相互關(guān)系：

尸=（1-包）x100%

密度與視密度區(qū)別：某些散粒材料比較密實(shí)，其內(nèi)部?jī)H含少量微小、封閉的孔隙，從工程使用角度來(lái)

說(shuō)，不需磨細(xì)也可用排液法測(cè)其近似的密實(shí)體積，這樣測(cè)得的密度稱(chēng)為“視密度”。

3.孔隙率及孔隙特征對(duì)材料的表觀密度、強(qiáng)度、吸水性、抗?jié)B性、抗凍性、導(dǎo)熱性等性質(zhì)有何影響？

參考答案：

對(duì)表觀密度的影響：材料孔隙率大，在相同體積下，它的表觀密度就小。而且材料的孔隙在自然狀態(tài)

下可能含水，隨著含水量的不同，材料的質(zhì)量和體積均會(huì)發(fā)生變化，則表觀密度會(huì)發(fā)生變化。

對(duì)強(qiáng)度的影響：孔隙減小了材料承受荷載的有效面積，降低了材料的強(qiáng)度，且應(yīng)力在孔隙處的分布會(huì)

發(fā)生變化，如：孔隙處的應(yīng)力集中。

對(duì)吸水性的影響：開(kāi)口大孔，水容易進(jìn)入但是難以充滿(mǎn)；封閉分散的孔隙，水無(wú)法進(jìn)入。當(dāng)孔隙率大，

且孔隙多為開(kāi)口、細(xì)小、連通時(shí)，材料吸水多。

對(duì)抗?jié)B性的影響：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并連通開(kāi)口時(shí)，材料具有較高的滲透性；如果孔隙

率小，孔隙封閉不連通，則材料不易被水滲透。

對(duì)抗凍性的影響：連通的孔隙多，孔隙容易被水充滿(mǎn)時(shí)，抗凍性差。

對(duì)導(dǎo)熱性的影響：如果材料內(nèi)微小、封閉、均勻分布的孔隙多，則導(dǎo)熱系數(shù)就小，導(dǎo)熱性差，保溫隔

熱性能就好。如果材料內(nèi)孔隙較大，其內(nèi)空氣會(huì)發(fā)生對(duì)流，則導(dǎo)熱系數(shù)就大，導(dǎo)熱性好。

4.材料的耐水性、吸水性、吸濕性、抗凍性、導(dǎo)熱性、熱容、抗?jié)B性的含義是什么？

參考答案：

耐水性：材料抵抗水破壞作用的能力稱(chēng)為耐水性，即材料經(jīng)水浸泡后，不發(fā)生破壞，同時(shí)強(qiáng)度也不顯

著降低的性質(zhì)。指標(biāo)：軟化系數(shù)

吸水性：材料與水接觸時(shí)其毛細(xì)管會(huì)吸收水分的性質(zhì)。指標(biāo)：吸水率

吸濕性：材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。指標(biāo)：平衡含水率

抗凍性：材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不被破壞，強(qiáng)度也不嚴(yán)重降低的性質(zhì)。

指標(biāo)：抗凍等級(jí)，其劃分取決于材料在一定條件下經(jīng)受凍融而不被破壞的次數(shù)。

導(dǎo)熱性：當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量會(huì)從溫度較高的一面?zhèn)鲗?dǎo)到溫度較低的一面的性質(zhì)。指標(biāo)：

導(dǎo)熱系數(shù)

熱容：某塊材料在溫度升降1K時(shí)所放出或吸收的熱量。

指標(biāo)：C（熱容）=c（比熱容）?m（材料質(zhì)量）

抗?jié)B性：材料抵抗壓力水或液體滲透的性質(zhì)。指標(biāo)：滲透系數(shù)

5.材料的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容和熱容與建筑物的使用功能有什么關(guān)系？

參考答案：材料的導(dǎo)熱系數(shù)小，建筑物的保溫隔熱性能就好。如果建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱容越大，則在

氣溫變化較大時(shí)，能較好地保持室內(nèi)溫度。

6.試述材料的彈性、朔性、脆性和彈性磨量的意義？

參考答案：

彈性：當(dāng)撤去外力或外力恢復(fù)到原狀態(tài)，材料能夠完全恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì)。

塑性：當(dāng)撤去外力或外力恢復(fù)到原狀態(tài)，材料仍保持變形后的形狀和尺寸，并不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)。

脆性：是材料在外力作用下不產(chǎn)生明顯變形而突然發(fā)生破壞的一種性能。

彈性模量：晶體材料如金屬材料表現(xiàn)為線(xiàn)彈性，一些非晶體材料如玻璃等也表現(xiàn)為線(xiàn)彈性，其應(yīng)力與

應(yīng)變之比為常數(shù)，比值稱(chēng)為彈性模量，它是衡量材料抵抗外力使其變形能力的一個(gè)指標(biāo)。

7.影響材料強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的因素有哪些？強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)是否不同，試舉例說(shuō)明。

參考答案：

試驗(yàn)條件對(duì)材料強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果有較大的影響，其中主要有試件的形狀和尺寸、試驗(yàn)機(jī)的加載速度、試

驗(yàn)時(shí)的溫度和濕度，以及材料本身的含水狀態(tài)等。

強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)不一樣。強(qiáng)度是一個(gè)具體值，而強(qiáng)度等級(jí)是一個(gè)等級(jí)范圍。如：混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為

C30,那么屬于C30強(qiáng)度等級(jí)的混凝土的實(shí)際強(qiáng)度值有可能是30MPa或與30MPa接近的強(qiáng)度值。

8.某地紅砂巖，已按規(guī)定將其磨細(xì)，過(guò)篩。烘干后稱(chēng)取50g,用李氏瓶測(cè)得其體積為18.9cm3o另有

卵石經(jīng)過(guò)清洗烘干后稱(chēng)取1000g,將其浸水飽和后用布擦干。又用廣口瓶盛滿(mǎn)水，連蓋稱(chēng)得其質(zhì)量為

790g,然后將卵石裝入，再連蓋稱(chēng)得其質(zhì)量為1409g,水溫為25C,求紅砂巖及卵石的密度或視密度，

并注明哪個(gè)是密度或視密度。

參考答案：

紅砂巖的密度：

50

P==2.646（g/cm37）

卵石的視密度：

790+1000-1409

V=---------------------381(。/)

I

1000L.3

p=――=2.625(g/cm、)

Jo1

9.某多孔材料的密度為2.59g/cm3o取一塊稱(chēng)得其干燥時(shí)質(zhì)量為873g,同時(shí)量得體積為480cm3。浸

水飽和后取出擦干表面水分稱(chēng)得質(zhì)量為972g。求其質(zhì)量吸水率、閉口孔隙率及開(kāi)口孔隙率。

參考答案：

質(zhì)量吸水率：

—ni972—R73

0=/—-xl00%=x100%=11.34%

m873

v=1^=337.0(cw3)

密實(shí)體積：

480-337=143(廿)

孔隙體積:

開(kāi)口孔隙體積：972-873=99(c〃/)

閉口孔隙體積：143-99=44(0/)

99

——x100%=20.6%

開(kāi)口孔隙率：480

44

——x100%=9.17%

閉口孔隙率：480

第二章無(wú)機(jī)膠凝材料

1、什么是氣硬性膠凝材料？什么是水硬性膠凝材料？

參考答案：氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，并且只能在空氣中保持或發(fā)展其強(qiáng)度，如石膏、石灰

等；水硬性膠凝材料則不僅能在空氣中而且能更好地在水中硬化，保持并發(fā)展其強(qiáng)度，如水泥。

2、為什么說(shuō)石膏是有發(fā)展前途的建材？

參考答案：石膏的主要優(yōu)點(diǎn)是原料豐富、生產(chǎn)能耗低、不污染環(huán)境等，作為一種綠色建材已大量用于

室內(nèi)的空間分隔和裝飾；建筑石膏硬化時(shí)體積略有膨脹，這一性能使得石膏制品表明光滑細(xì)膩線(xiàn)條清

晰，具有很好的裝飾藝術(shù)效果；建筑石膏還具有隔熱、保溫、不燃、不蛀、隔聲、可鋸、可釘、污染

小等良好性能，所以石膏是很有發(fā)展前途的建材。

3、石膏制品有哪些？

參考答案：建筑石膏制品的種類(lèi)較多，主要有：紙面石膏板、空心石膏條板、纖維石膏板、石膏砌塊

和裝飾石膏制品等。

4、過(guò)火石灰、欠火石灰對(duì)石灰性能有什么影響？如何消除？

參考答案：欠火石灰的產(chǎn)漿量較低，質(zhì)量較差；欠火石灰的密度較大，表面常被黏土雜質(zhì)溶化時(shí)所形

成的玻璃釉狀物包覆，因而消解很慢，在工程中過(guò)火石灰顆粒往往會(huì)在正常石灰硬化后繼續(xù)吸濕消解

而發(fā)生體積膨脹，降低石灰品質(zhì)，影響工程質(zhì)量。消除方法有：將石灰經(jīng)陳伏處理后再使用于工程，

控制饌燒溫度在1000℃?1200C之間，巖塊尺寸不宜過(guò)大。

5、水玻璃的模數(shù)、濃度與性能有何關(guān)系？

參考答案：水玻璃中氧化硅和氧化鈉的分子數(shù)比稱(chēng)為水玻璃的模數(shù)，模數(shù)愈大，水玻璃的黏度和粘結(jié)

力愈大，也愈難溶解于水；同--模數(shù)水玻璃溶液濃度越高，則粘結(jié)力也越大。

6、水玻璃的硬化有何特點(diǎn)？

參考答案：水玻璃能與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生產(chǎn)無(wú)定形的硅酸凝膠，隨著水分的揮發(fā)干燥，無(wú)定形

硅酸脫水轉(zhuǎn)變成二氧化硅而硬化。由于空氣中二氧化碳較少，反應(yīng)進(jìn)行很慢，因此水玻璃在實(shí)際使用

時(shí)常加入促硬劑以加速硬化。

7、為什么菱苦土在使用時(shí)不能單獨(dú)用水拌和？

參考答案：菱苦土是以天然菱鎂礦(主要成分為碳酸鎂)為主要原料?，經(jīng)煨燒后磨細(xì)而得到的以氧化

鎂為主要成分的白色或淺黃色粉末，當(dāng)其單獨(dú)與水拌和時(shí)會(huì)生產(chǎn)不溶于水的氫氧化鎂，而且氧化鎂也

不溶于水，一般常用氯化鎂(MgC12?6H20)水溶液作為調(diào)和劑，摻量為菱苦土的50%?60%,生成一

種易溶于水的氧氯化鎂復(fù)鹽(xMgO?yMgC12?8H20)和氫氧化鎂。

8、判斷石膏、石灰、水玻璃與鎂氧水泥是氣硬性膠凝材料的理由是什么？

參考答案：石膏、石灰、水玻璃與鎂氧水泥的硬化過(guò)程只能在空氣中完成，并且也只能在空氣中保持

或發(fā)展其強(qiáng)度。

9、生產(chǎn)硅酸鹽水泥的主要原料有哪些？

參考答案：主要原料有：石灰質(zhì)原料（如石灰石）、黏土質(zhì)原料（如黏土、頁(yè)巖）、少量鐵粉、適量石

膏。

10、生產(chǎn)硅酸鹽水泥為什么要摻入適量石膏？

參考答案：水泥熟料中的硅酸三鈣與水反應(yīng)十分迅速，使得水泥熟料加水后迅速凝結(jié)，導(dǎo)致來(lái)不及施

工。所以為調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間，通常在水泥中加入適量石膏，這樣，水泥加水后石膏迅速溶解與水

化鋁酸鈣發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)針狀的晶體（3CaO?A12O3?3CaS04?31H2O,又稱(chēng)為鈣鈕石）沉積在水泥顆

粒表面形成保護(hù)膜，延緩了水泥凝結(jié)時(shí)間。

11、試述硅酸鹽水泥的主要礦物成分及其對(duì)水泥性能的影響？

參考答案：硅酸鹽水泥熟料中，C3A的水化和凝結(jié)硬化速度最快，但水化鋁酸鈣的強(qiáng)度不高；C3S和

C4AF的水化速度較快，凝結(jié)硬化速率也較快，C3s的水化產(chǎn)物強(qiáng)度高，C4AF的水化產(chǎn)物強(qiáng)度不高；C2S

水化反應(yīng)速度最慢，凝結(jié)硬化速率也慢，強(qiáng)度早期低，后期高。

12、硅酸鹽水泥的主要水化產(chǎn)物有哪幾種？水泥石的結(jié)構(gòu)如何？

參考答案：主要水化產(chǎn)物是：水化硅酸鈣和水化鐵酸鈣凝膠、氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣

晶體。水泥石主要由固體（水泥水化產(chǎn)物及未水化的殘存水泥內(nèi)核）和孔隙組成。凝膠是由尺寸很小

的凝膠微粒與位于膠粒之間的凝膠孔組成，膠粒的比表面積大，可強(qiáng)烈地吸附一部分水分，此水分與

填充膠孔的水分稱(chēng)為凝膠水；毛細(xì)孔中的水分稱(chēng)為毛細(xì)水，毛細(xì)水的結(jié)合力較弱，脫水溫度較低，脫

水后形成毛細(xì)孔。

13、試述水泥細(xì)度對(duì)水泥性質(zhì)的影響？怎樣檢驗(yàn)？

參考答案：水泥細(xì)度直接影響到水泥的水化和凝結(jié)硬化。水泥顆粒越細(xì)，比表面積越大，則使水泥熟

料的化學(xué)活性發(fā)揮得越快，表現(xiàn)為水泥的水化反應(yīng)速度快，凝結(jié)硬化也快，但過(guò)細(xì)的水泥不宜久存，

硬化時(shí)收縮比較大。細(xì)度的檢驗(yàn)方法通常用篩分法或比表面積法來(lái)測(cè)定，篩分法以80um方孔篩的篩余

量表示，比表面積法以1kg質(zhì)量材料所具有的總表面積（m2/kg）來(lái)表示。

14、造成硅酸鹽水泥體積安定性不良的原因有哪幾種？怎樣檢驗(yàn)？

參考答案：造成水泥體積安定性不良，一般是由熟料中所含游離氧化鈣游離氧化鎂過(guò)多或摻入石膏過(guò)

多等原因所造成。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，由游離的氧化鈣過(guò)多引起的水泥體積安定性不良可用雷氏法或試餅

法檢驗(yàn)。試餅法是用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿做成試餅，經(jīng)恒沸3小時(shí)后用肉眼觀察未發(fā)現(xiàn)裂紋，用直尺

檢驗(yàn)沒(méi)有彎曲；雷氏法是用雷氏夾中的水泥漿經(jīng)沸煮三小時(shí)后的膨脹值。

15、試述硅酸鹽水泥的強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律及影響因素？

參考答案：強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律為：水泥的水化和凝結(jié)硬化從顆粒表面深入到內(nèi)部是有一個(gè)時(shí)間過(guò)程的，水

化速度開(kāi)始比較快，強(qiáng)度發(fā)展也比較快，以后逐漸減慢。不同水泥的強(qiáng)度發(fā)展不完全相同，摻較多活

性混合材料的硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度比較低，后期增進(jìn)率高。

16、在下列工程中選擇適宜的水泥品種：

（1）現(xiàn)澆混凝土梁、板、柱冬季施工：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥；

（2）高層建筑基礎(chǔ)底板（具有大體積混凝土和抗?jié)B要求）：礦渣水泥和粉煤灰水泥；

（3）南方受海水侵蝕的鋼筋混凝土工程：礦渣水泥和火山灰水泥；

（4）高爐煉鐵爐基礎(chǔ)：鋁酸鹽水泥；

（5）高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土梁：硅酸鹽水泥和普通水泥；

（6）地卜鐵道：普通水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥；

（7）東北某大橋的沉井基礎(chǔ)及橋梁墩臺(tái)：礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥。

17、某工程用一批普通水泥，強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果如下，試評(píng)定該批水泥的強(qiáng)度等級(jí)。

齡期|抗折強(qiáng)度/MPa抗壓破壞荷載/KN|

3d4.05,4.20,4.1041.0,42.5,46.0,45.5,43.0

28d7.00,7.50,8.50,112,115,114,113,108,115

參考答案：水泥的強(qiáng)度等級(jí)為42.5。

18硅酸鹽水泥石腐蝕的類(lèi)型有哪幾種？產(chǎn)生腐蝕的原因是什么？防止腐蝕的措施有哪些？

參考答案：

腐蝕的類(lèi)型有：軟水侵蝕(溶出性侵蝕)：軟水能使水化產(chǎn)物中的Ca(0H)2溶解，并促使水泥石中其它

水化產(chǎn)物發(fā)生分解；鹽類(lèi)腐蝕：硫酸鹽先與水泥石結(jié)構(gòu)中的Ca(0H)2起置換反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鈣，硫酸鈣

再與水化鋁酸鈣反應(yīng)生成鈣鈕石，發(fā)生體積膨脹；鎂鹽與水泥石中的Ca(0H)2反應(yīng)生成松軟無(wú)膠凝能

力的Mg(0H)2；酸類(lèi)腐蝕：C02與水泥石中的Ca(0H)2反應(yīng)生成CaC03,再與含碳酸的水反應(yīng)生成易溶

于水的碳酸氫鈣，硫酸或鹽酸能與水泥石中的Ca(0H)2反應(yīng)；強(qiáng)堿腐蝕：鋁酸鹽含量較高的硅酸鹽水

泥遇到強(qiáng)堿也會(huì)產(chǎn)生破壞。腐蝕的防止措施：①根據(jù)工程所處的環(huán)境，選擇合適的水泥品種；②提高

水泥石的密實(shí)程度；③表明防護(hù)處理。

19、硅酸鹽水泥檢驗(yàn)中，哪些性能不符合要求時(shí)，則該水泥屬于不合格品？哪些性能不符合要求時(shí)則

該水泥屬于廢品？怎樣處理不合格品和廢品？

參考答案：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：硅酸鹽水泥性能中，凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時(shí)間、安定性中任一項(xiàng)不

符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)均為廢品。廢品應(yīng)嚴(yán)禁出廠、使用。凡細(xì)度、終凝時(shí)間、不溶物和燒失量中的任何一

項(xiàng)不符合規(guī)定或混合材摻量超過(guò)最大限度和強(qiáng)度低于商品強(qiáng)度等級(jí)(標(biāo)號(hào))規(guī)定的指標(biāo)時(shí)稱(chēng)為不合格

品。水泥包裝標(biāo)志中水泥品種、強(qiáng)度等級(jí)、工廠名稱(chēng)和出廠編號(hào)不全也屬于不合格品。不合格品可根

據(jù)實(shí)際情況而決定使用與否。

20、什么是活性混合材料和非活性混合材料？摻入硅酸鹽水泥中各能起到什么作用？

參考答案：活性混合材料中有一定的活性組分，常溫下能與水泥熟料水化時(shí)析出Ca(0H)2的或在硫酸

鈣的作用下生成具有膠凝性質(zhì)的穩(wěn)定化合物。非活性混合材料與水泥礦物成分不起化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)反

應(yīng)很弱，在水泥石中主要起填充作用，摻入硅酸鹽水泥中主要調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級(jí)，增加產(chǎn)量，降低水

化熱等。

21、為什么摻較多活性混合材料的硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度發(fā)展比較明顯，長(zhǎng)期強(qiáng)度甚至

超過(guò)同標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥？

參考答案：摻較多活性混合材的硅酸鹽水泥中水泥熟料含量比較少，加水拌和后，熟料先水化，水化

后析出的Ca(0H)2作為堿性激化劑激化活性混合材料水化，生成水化硅酸鈣和水化硫鋁酸鈣等水化產(chǎn)

物。水化過(guò)程分兩步進(jìn)行，早起強(qiáng)度較低而后期強(qiáng)度發(fā)展較快。

22、與普通水泥相比較，礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥在性能上有哪些不同，并分析這四種水

泥的適用和禁用范圍。

參考答案：礦渣水泥保水性差、泌水性大。在施工中由于泌水而形成毛細(xì)管通道及水囊，水分的蒸發(fā)

又易引起干縮，影響混凝土的抗?jié)B性、抗凍性及耐磨性。適用于高溫和耐軟水、海水、硫酸鹽腐蝕的

環(huán)境中；火山灰質(zhì)水泥特點(diǎn)是易吸水，易反應(yīng)。在潮濕條件下養(yǎng)護(hù)可以形成較多的水化產(chǎn)物，水泥石

結(jié)構(gòu)比較致密，從而具有較高的抗?jié)B性和耐久性。如在干燥環(huán)境中，所吸收的水分會(huì)蒸發(fā)，體積收縮,

產(chǎn)生裂縫，因而不宜用于長(zhǎng)期處于干燥環(huán)境和水位變化區(qū)的混凝土工程中，但適宜于大體積和抗?jié)B要

求的混凝土及耐海水、硫酸鹽腐蝕的混凝土中；粉煤灰水泥需水量比較低，干縮性較小，抗裂性較好。

尤其適用于大體積水工混凝土及地下和海港工程中，但不適宜抗碳化要求的混凝土中。

23、試述道路硅酸鹽水泥的特點(diǎn)？

參考答案：特點(diǎn)是混凝土的抗折強(qiáng)度較高，耐磨性和耐久性較好，同時(shí)道路水泥還具有早強(qiáng)的性能

24、白色硅酸鹽水泥對(duì)原料和工藝有什么要求？

參考答案：白色硅酸鹽水泥嚴(yán)格控制氧化鐵的含量，此外有色金屬氧化物如氧化鎰、氧化鈦、氧化鋁

的含量也加以限制。由于原料中氧化鐵含量少，燃燒的溫度要提高到1550C左右。為了保證白度，煨

燒時(shí)應(yīng)采用天然氣、煤氣或重油做燃料，粉磨時(shí)不能直接用鑄鋼板和鋼球，而應(yīng)采用白色花崗巖或高

強(qiáng)陶瓷襯板，用燒結(jié)瓷球等作研磨體。

25、膨脹水泥的膨脹過(guò)程與水泥體積安定性不良所形成的體積膨脹有何不同？

參考答案：水泥體積安定性不良引起的膨脹是指水泥石中的某些化學(xué)反應(yīng)不能在硬化前完成，而在硬

化后進(jìn)行，并伴隨有體積不均勻的變化，在以硬化的水泥石中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，輕則引起膨脹變形，重則

使水泥石開(kāi)裂。膨脹水泥的膨脹在硬化過(guò)程中完成，并且其體積是均勻地發(fā)生膨脹。

26、鋁酸鹽水泥有何特點(diǎn)？

參考答案：鋁酸鹽水泥快硬早強(qiáng)，早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快，但后期強(qiáng)度可能會(huì)下降；水化熱大，而且集中在

早期放出；具有較好的抗硫酸鹽侵蝕能力；鋁酸鹽水泥不耐堿但耐高溫性能好。

27、簡(jiǎn)述鋁酸鹽水泥的水化過(guò)程及后期強(qiáng)度下降的原因。

參考答案：鋁酸鹽水泥的水化產(chǎn)物CAH10和C2AH8為針狀或板狀結(jié)晶體，能相互交織成堅(jiān)固的結(jié)晶合

生體，析出的A1(OH)3難溶于水，填充于晶體骨架的空隙中，形成比較致密的結(jié)構(gòu)，使水泥石獲得很

高的早期強(qiáng)度，但是CAH10和C2AH8是壓穩(wěn)定相，隨時(shí)間增長(zhǎng)，會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的C3AH6,轉(zhuǎn)化

結(jié)果使水泥石內(nèi)析出游離水，增大了空隙體積，同時(shí)由于C3AH6晶體本身缺陷較多，強(qiáng)度較低，因而

使得水泥石后期強(qiáng)度有所下降。

28、不同品種且同一強(qiáng)度等級(jí)以及同品種但不同強(qiáng)度等級(jí)的水泥能否摻混使用？對(duì)這二種情況分別解

釋為什么？

參考答案：這兩種情況均不能摻混使用。不同品種的水泥或不同強(qiáng)度等級(jí)的水泥摻混使用會(huì)影響水泥

的使用性能和耐久性。

29、硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級(jí)檢驗(yàn)為什么要用標(biāo)準(zhǔn)砂和規(guī)定的水灰比？試件為何要在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)？

參考答案：水泥膠砂試件的強(qiáng)度受各種因素的制約，如：砂的質(zhì)量和細(xì)度、水灰比、養(yǎng)護(hù)條件、試驗(yàn)

方法等，所以為了精確測(cè)試硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級(jí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥的強(qiáng)度用ISO法檢驗(yàn)，將水

泥和標(biāo)準(zhǔn)砂按1：3混合，用0.5的水灰比，用規(guī)定的方法拌制成標(biāo)準(zhǔn)膠砂試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)至

規(guī)定齡期。

第三章混凝土

1.對(duì)普通混凝土有哪些基本要求？怎樣才能獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的混凝土？

參考答案：

對(duì)普通混凝土的基本要求：滿(mǎn)足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求；滿(mǎn)足施工所要求的和易性；具有與工程

環(huán)境相適應(yīng)的耐久性。

獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的混凝土：首先要設(shè)計(jì)合理的配合比，使混凝土滿(mǎn)足上述基本要求以及實(shí)際工程中的

某些特殊要求；要選用質(zhì)量合格的原材料，按照相應(yīng)的規(guī)范施工

2.試述混凝土中的四種基本組成材料在混凝土中所起的作用。

參考答案：水泥和水：水泥和水形成水泥漿，填充砂子空隙并包裹砂粒，形成砂漿，砂漿又填充石子

空隙并包裹石子顆粒。水泥漿在砂石顆粒之間起著潤(rùn)滑作用，使混凝土拌和物具有一定的流動(dòng)性。但

是它更主要的是起膠結(jié)作用。水泥漿通過(guò)水泥的硬化，把砂石骨料牢固的膠結(jié)成一整體。

砂石：一般不與水泥漿起化學(xué)反應(yīng)，起骨架作用，可以大大的節(jié)省水泥；可以降低水化熱，大大減少

混凝土由于水泥漿硬化而產(chǎn)生的收縮，抑制裂縫的擴(kuò)展。

3.對(duì)混凝土用骨料在技術(shù)上有哪些基本要求？為什么？

參考答案：①具有良好的顆粒級(jí)配，以盡量減小空隙率；

②要求表面干凈，以保證與水泥漿更好的粘結(jié)；

③含有害雜質(zhì)少，以保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性；

④要求具有足夠的強(qiáng)度和堅(jiān)固性，以保證起到充分的骨架和傳力作用。

4.試說(shuō)明骨料級(jí)配的含義，怎樣評(píng)定級(jí)配是否合格？骨料級(jí)配良好有何技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義？

參考答案：骨料級(jí)配：是指大小不同的骨料之間相互搭配的比例情況。細(xì)骨料的累計(jì)篩余率必須處于

書(shū)中表3-2的任何一個(gè)級(jí)配區(qū)的范圍內(nèi)才認(rèn)為是合格的。粗骨料應(yīng)該符合書(shū)中表3-5的規(guī)定才認(rèn)為是

合格的。骨料級(jí)配好，能減小空隙率，節(jié)約水泥，制成的混凝土拌和物的和易性好。

5.某工地打算大量拌制C40混凝土，當(dāng)?shù)厮a(chǎn)砂（甲砂）的取樣篩分結(jié)果如圖所示，判定其顆粒級(jí)配

布合格。外地產(chǎn)砂（乙砂），根據(jù)篩分結(jié)果，其顆粒級(jí)配也不合格。因此打算將兩種砂摻配使用，請(qǐng)問(wèn)

能否行？如果行，試確定其最合理的摻合比例。

篩分記錄

累計(jì)篩余率/%累計(jì)篩余率/%

篩孔尺寸/mm篩孔尺寸/mm

甲砂乙砂甲砂乙砂

4.75000.605090

2.360400.307095

1.184700.15100100

參考答案：兩，中砂摻配使用可行，因?yàn)榧咨凹?xì)砂多，而乙砂粗砂多。

要確定其最合理的摻和比例，就要使摻和后的砂的級(jí)配落入2區(qū)。根據(jù)2區(qū)的邊界可以算出砂的

比例范圍。

對(duì)于4.75mm的篩孔：因?yàn)榧滓业暮Y余都是0,所以任意比例都可以。

對(duì)于2.36mm的篩孔：2區(qū)的累計(jì)篩余為25?0,則設(shè)甲砂的比例為X：X*0+（1-X）*40=0?25-X=

100%?37.5%

同理可以得出以下結(jié)果：

對(duì)于1.18mm的篩孔：91%~34%

對(duì)于0.6mm的篩孔：100%~50%

對(duì)于0.3mm的篩孔：100%'12%

對(duì)于0.15mm的篩孔：任意比例

所以甲砂的比例范圍為：91%?50%

6.現(xiàn)有兩種砂子，若細(xì)度模數(shù)相同，其級(jí)配是否相同？若兩者的級(jí)配相同，其細(xì)度模數(shù)是否相同？

參考答案：若細(xì)度模數(shù)相同，其級(jí)配不同；若兩者的級(jí)配相同，其細(xì)度模數(shù)相同。

7.試比較碎石和卵石拌制混凝土的有缺點(diǎn)。

參考答案：在水泥漿用量相同的條件下，卵石混凝土的流動(dòng)性較大，與水泥漿的粘結(jié)較差。碎石混凝

土流動(dòng)性較小，與水泥漿的粘結(jié)較強(qiáng)。碎石混凝土強(qiáng)度高于卵石混凝土的強(qiáng)度。

8.什么是混凝土拌合物的和易性？影響和易性的主要因素有哪些？如何改善混凝土拌和物的和易性？

參考答案：和易性是指在一定的施工條件下，便于各種施工操作并能獲得均勻、密實(shí)的混凝土的一種

綜合性能。包括：流動(dòng)性、粘聚性和保水性。

主要影響因素：水泥品種及細(xì)度；用水量；水泥漿用量；水灰比；含砂率；外加儕小攪拌。

應(yīng)根據(jù)和易性的主要影響因素綜合考慮來(lái)提高和易性，如：選用和易性最好的粉煤灰硅酸鹽水泥，將

水泥磨細(xì)，增加水泥漿的用量，選擇合理的水灰比和砂率，加入減水劑，加強(qiáng)攪拌等都能提高混凝土

的和易性。

9.試述泌水對(duì)混凝土質(zhì)量的影響。

參考答案：泌水是材料離析的一種形式。如果混凝土拌和物的保水性比較差，其泌水的傾向性就較大,

這樣就易于形成泌水通道，硬化后成為混凝土的毛細(xì)管滲水通道。由于水分上浮，在混凝土表面還會(huì)

形成一個(gè)疏松層，如果在其上繼續(xù)澆灌混凝土，將會(huì)形成一個(gè)薄弱的夾層，此外，在粗骨料顆粒和水

平鋼筋下面也容易形成水囊或水膜，致使骨料和鋼筋與水泥石的粘結(jié)力降低。

10.和易性與流動(dòng)性之間有何區(qū)別？混凝土試拌調(diào)整時(shí)，發(fā)現(xiàn)坍落度太小，如果單純加用水量去調(diào)整，混

凝土的拌和物會(huì)有什么變化，

參考答案：流動(dòng)性是指混凝土拌和物在本身自重或施工機(jī)械攪拌振搗作用下能夠流動(dòng)的性能。而和易

性是混凝土的綜合工作性能，包括流動(dòng)性，還有粘聚性和保水性。

如果單純?cè)黾佑盟咳フ{(diào)整坍落度，則水泥漿會(huì)變稀，從而降低了水泥漿的粘聚性，減小顆粒間的內(nèi)

摩擦力，混凝土拌和物的流動(dòng)性會(huì)增大。但是，水泥漿的粘聚性降低過(guò)多的話(huà)，會(huì)導(dǎo)致混凝土拌和物

的保水能力不足，會(huì)出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，而且其粘聚性也不好，這樣會(huì)影響混凝土的質(zhì)量，降低硬化后混

凝土的強(qiáng)度。

11.影響混凝土強(qiáng)度的內(nèi)在因素有哪些？試結(jié)合強(qiáng)度公式加以說(shuō)明。

參考答案：混凝土的強(qiáng)度主要決定于水泥石的強(qiáng)度和水泥石與骨料之間的粘結(jié)強(qiáng)度。而水泥石的強(qiáng)度

主要取決于其礦物成分及孔隙率。而孔隙率又決定于水灰比與水化程度。所以，對(duì)于給定的齡期，水

泥石的強(qiáng)度主要決定于水泥強(qiáng)度與水灰比。水泥強(qiáng)度越大，水灰比越小，水泥石強(qiáng)度越高。水泥石與

骨料的粘結(jié)力也同樣與水泥強(qiáng)度和水灰比有關(guān)，水泥強(qiáng)度越高，水灰比越小，則水泥漿硬化后與骨料

的粘結(jié)力越強(qiáng)。水泥石與骨料的粘結(jié)力還與骨料的品質(zhì)有關(guān)，碎石混凝土強(qiáng)度高于卵石混凝土的強(qiáng)度。

綜上所述，混凝土的強(qiáng)度與水灰比成反比，與水泥強(qiáng)度成正比，還與骨料品質(zhì)有關(guān)。用公式表示為：

feu=%幾—

其中：C—1D13混凝土中水泥用量，Kg；

W—lm3混凝土中的用水量，Kg；

C

W—灰水比

九一混凝土28天抗壓強(qiáng)度

九一水泥的實(shí)測(cè)強(qiáng)度

%，鬼—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。

12.某工地施工人員采取下述幾個(gè)方案提高混凝土拌和物的流動(dòng)性，試問(wèn)下面那些方案可行？那個(gè)方

案不行？并說(shuō)明理由。

（1）多加水（2）保持W/C不變，增加水泥漿用量；3）加入CaC12（4）加入減水劑；（5）加強(qiáng)振搗。

參考答案：

（1）不行。多加水會(huì)改變混凝土的水灰比，降低強(qiáng)度。而且多加水，可能會(huì)導(dǎo)致混凝土粘聚性降低過(guò)

多，保水能力不足，出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。

（2）可行。增加水泥漿用量，可以增加骨料表面包裹層的厚度，增大了潤(rùn)滑作用，因而提高了混凝土

拌和物的流動(dòng)性。

（3）不行。CaC12有一定的塑化作用，會(huì)降低混凝土的流動(dòng)性。而且氯離子對(duì)混凝土有侵蝕作用。

（4）可行。可以將水泥絮凝結(jié)構(gòu)中的游離水釋放出來(lái)，增大了流動(dòng)性。

（5）可行。加強(qiáng)振搗可以使混凝土拌和物的均勻性提高。

13.試簡(jiǎn)單分析下述不同的試驗(yàn)條件測(cè)得的強(qiáng)度有何不同和為何不同？

（1）試件形狀不同；（2）試件尺寸不同；（3）加荷速率不同；（4）試件與壓板之間的摩擦力大小不同。

參考答案：

（1）立方體試件測(cè)得的強(qiáng)度高。因?yàn)橛协h(huán)箍效應(yīng)。

（2）尺寸小的試件測(cè)得的強(qiáng)度高。一是因?yàn)榄h(huán)箍效應(yīng)，二是因?yàn)樵嚰某叽缭龃髸r(shí)，存在缺陷的幾率

也會(huì)增大。

（3）加載速度越大，測(cè)得的強(qiáng)度值越大。因?yàn)?，加載速度大，混凝土的缺陷還來(lái)不及表現(xiàn)出來(lái)。

（4）不涂油測(cè)得的值大。不涂油，摩擦大，環(huán)箍效應(yīng)強(qiáng)。

14.混凝土的彈性模量有幾種表示方法？常用的是哪一種？怎樣測(cè)定？

參考答案：混凝土彈性模量有3種表示方法：1、原點(diǎn)切線(xiàn)彈性模量。2、割線(xiàn)彈性模量。3、切線(xiàn)彈性

模量。常用的是割線(xiàn)彈性模量。我國(guó)是將指定應(yīng)力。一3乙（乙為軸心抗壓強(qiáng)度）與它對(duì)應(yīng)的應(yīng)變￡的

（T

比值定義為混凝土的彈性模量Eh=70

15.試結(jié)合混凝土的應(yīng)力一應(yīng)變曲線(xiàn)說(shuō)明混凝土的受力破壞過(guò)程。

參考答案：以混凝土單軸受壓為例，混凝土的破壞（即內(nèi)部裂縫發(fā)展）可以分為4個(gè)階段。

壓應(yīng)力小于極限應(yīng)力的30%（稱(chēng)為比例極限）為第一階段，這一階段未受荷載前就存在的界面裂

縫無(wú)明顯變化，宏觀上顯示出應(yīng)力-應(yīng)變成直線(xiàn)關(guān)系，為彈性變化階段；

隨著荷載進(jìn)一步增加，超過(guò)比例極限而又低于50%極限應(yīng)力時(shí)為第二階段，界面裂縫的長(zhǎng)度、寬

度和數(shù)量也隨之增加，界面借助于摩阻力的作用承擔(dān)荷載，而水泥砂漿的開(kāi)裂小的可以忽略不計(jì)，此

時(shí)變形增加的速率大于應(yīng)力增加的速率，應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)偏離直線(xiàn)開(kāi)始彎向水平方向。

相當(dāng)于50%?75%極限應(yīng)力時(shí)為第三階段，在界面裂縫繼續(xù)發(fā)展的同時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)貫穿砂漿的裂

縫，應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)明顯趨向水平方向。

相當(dāng)于75%?100%極限應(yīng)力為第四階段，隨著荷載增加界面裂縫進(jìn)一步增加，貫穿裂縫逐漸增

生并將鄰近的界面裂縫連接起來(lái)成為連續(xù)裂縫而破損。

混凝土的受力破壞過(guò)程，實(shí)際上是內(nèi)部裂縫的發(fā)生、擴(kuò)展以至連通的過(guò)程，也是混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)

從連續(xù)到不連續(xù)的發(fā)展過(guò)程。

16.何謂混凝土的塑性收縮、干縮、自收縮和徐變？其影響因素有哪些？收縮與徐變對(duì)混凝土的抗裂

性有何影響？

參考答案：

塑性收縮：混凝土尚處于塑性狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的體積收縮。影響因素：與環(huán)境濕度有關(guān)。

干縮：當(dāng)外界濕度減小時(shí)-，由于水分的蒸發(fā)，引起凝膠體失水，失去水膜的膠粒由于分子引力作用，

使膠粒間的距離變小，產(chǎn)生收縮；毛細(xì)水減少時(shí)，會(huì)引起毛細(xì)管壓力增大，使管壁受到壓力，其壓力

隨著濕度的減小而增大，表現(xiàn)為體積的“干縮”。影響因素：與水泥品種、水泥用量和單位用水量以

及砂石有關(guān)。

自收縮：處于與外界無(wú)水分交換條件下，混凝土內(nèi)部未水化的膠凝材料吸收毛細(xì)管中的水分而水化，

使毛細(xì)管失水，由于毛細(xì)管壓力使水泥漿產(chǎn)生的收縮。影響因素：水灰比。

徐變：在持續(xù)荷載作用下，混凝土產(chǎn)生隨時(shí)間而增加的變形稱(chēng)為徐變。影響因素：環(huán)境；水灰比；溫

度；骨料；水泥；加載時(shí)間及荷載。

收縮和徐變對(duì)混凝土抗裂性的影響：收縮和徐變都有可能導(dǎo)致混凝土的開(kāi)裂。

17.試從混凝土的組成材料、配合比、施工、養(yǎng)護(hù)等幾個(gè)方面綜合考慮提出高混凝土強(qiáng)度的措施。

參考答案：選用高標(biāo)號(hào)的水泥、降低水灰比、機(jī)械攪拌，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)

18.何謂減水劑？試述減水劑的作用機(jī)理。在混凝土中加減水劑有何技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義？我國(guó)目前常用的

有哪幾種？

參考答案：減水劑：在混凝土坍落度基本相同的條件下，能減少拌合用水量的外加劑。

減水劑的作用原理：加入適量的減水劑后，其憎水基團(tuán)定向吸附于水泥顆粒表面并使之帶有相同電荷，

在電性斥力作用下水泥顆粒彼此相互排斥，絮凝結(jié)構(gòu)解體，關(guān)閉于其中的游離水被釋放出來(lái)，從而在

不增加拌和用水量的情況下，有效的增大了混凝土的流動(dòng)性。另一方面減水劑分子的親水基團(tuán)朝向水

溶液作定向排列，其極性很強(qiáng)易于與水分子以氫鍵形式結(jié)合，在水泥顆粒表面形成一層穩(wěn)定的溶劑化

水膜，有利于水泥顆粒的滑動(dòng)，也更強(qiáng)化了水對(duì)水泥顆粒的潤(rùn)濕作用。

使用減水劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義：

1）在保持用水量不變的情況下，可使混凝土拌合物的坍落度增大100?200mm。

2）在保持坍落度不變的情況下，可使混凝土的用水量減少10%?15%,高效減水劑可減水20%以

上，抗壓強(qiáng)度可提高15%?40%。

3）在保持坍落度和混凝土抗壓強(qiáng)度不變的情況下，可節(jié)約水泥10%?15%。

4）由于混凝土的用水量減少，泌水和骨料離析現(xiàn)象得到改善，可大大提高混凝土的抗?jié)B性，一般混

凝土的滲水性可降低40%?80%。

5）可減慢水泥水化初期的水化放熱速度，有利于減小大體積混凝土的溫度應(yīng)力，減少開(kāi)裂現(xiàn)象。

我國(guó)常用的減水劑種類(lèi)：

普通減水劑：以木質(zhì)磺酸鹽類(lèi)為主，有木質(zhì)素磺酸鈣、木質(zhì)素磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鎂及丹寧等。

高效減水劑：多環(huán)芳香族磺酸鹽類(lèi)：主要有蔡和蔡的同系磺化物與甲醛縮合的鹽類(lèi)、胺基磺酸鹽等。

水溶性樹(shù)脂磺酸鹽類(lèi)：主要成分為磺化三聚鼠胺樹(shù)脂、磺化古瑪隆樹(shù)脂等。

脂肪族類(lèi)：主要有聚竣酸鹽類(lèi)、聚丙烯酸鹽類(lèi)、脂肪族羥甲基璜酸鹽高縮聚物等。

其他：改性木質(zhì)素磺酸鈣、改性丹寧等。

19.何謂引氣劑？在混凝土中摻入引氣劑有何技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義？

參考答案：引起劑是指在攪拌混凝土工程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的微小氣泡（孔徑為20?

200i）的外加劑。

技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義：

1、可大大改善拌合物的保水性和粘聚性，使其泌水現(xiàn)象減輕。氣泡介于顆粒之間，能起一定的潤(rùn)滑作

用，使顆粒間摩擦力減小，從而提高混凝土拌合物的流動(dòng)性。

2、在硬化混凝土中，由于氣泡隔斷了毛細(xì)孔滲水通道，故能提高了抗?jié)B性，同時(shí)因氣泡有較大的彈性

變形能力，對(duì)冰凍等破壞力能起緩沖作用，故因此也能提高抗凍性。

20.混凝土的強(qiáng)度為什么會(huì)有波動(dòng)？波動(dòng)的大小如何評(píng)定？

參考答案：引起混凝土強(qiáng)度波動(dòng)的基本因素如書(shū)中表3-20所示，可以分為兩類(lèi)：一是原材料與施工方

面的因素；二是試驗(yàn)條件方面的因素。詳見(jiàn)表3-20。

波動(dòng)的大小用“強(qiáng)度波動(dòng)圖”來(lái)評(píng)定。

21.當(dāng)前土木工程用混凝土在耐久性方面主要存在那些問(wèn)題？如何提高混凝土的耐久性？

參考答案：當(dāng)前土木工程混凝土的耐久性主要包括：抗?jié)B性、抗凍性、耐蝕性（耐化學(xué)腐蝕性）、抗碳

化能力、堿骨料反應(yīng)、耐火性、耐磨性、耐沖刷性等。對(duì)每個(gè)具體的工程而言，由于所處的環(huán)境

不同，耐久性的含義不同。例如：對(duì)于處于海洋環(huán)境中的混凝土，它在耐久性方面存在的問(wèn)題就

是海洋環(huán)境中的硫酸鹽和氯離子等會(huì)對(duì)混凝土有嚴(yán)重的侵蝕作用，所以海洋環(huán)境中的混凝土必須

要抗硫酸鹽和氯離子侵蝕。

提高混凝土耐久性的措施如下：

1）合理選擇水泥品種。

2）適當(dāng)控制混凝土的水灰比和水泥用量。

3）摻入引氣劑或減水劑。

4）摻入礦物摻合料。

5）改善施工方法，提高施工質(zhì)量。

22.根據(jù)以往資料，甲、乙、丙三個(gè)施工隊(duì)施工水平各不相同。若按混凝土的強(qiáng)度變異系數(shù)CV來(lái)衡量

則甲隊(duì)CV=10%,乙隊(duì)CV=15%,丙隊(duì)CV=20%。今有某工程要求混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30,混凝土的

強(qiáng)度保證率為95%（保證率系數(shù)t=l.645）,問(wèn)這三家施工單位在保證質(zhì)量的條件下，各家的混凝土

配制強(qiáng)度各為多少？指出哪家最節(jié)約水泥，并說(shuō)明理由。

幾.*_30

參考答案：兀，。=人+1-6451一（1-1.645CJ.1-1.645C,

'fa,（7?可等于/c“,0）

甲隊(duì)：J叫0=35.9(MPa)

乙隊(duì)：￡",。=39.8(MPa)

丙隊(duì)：人"。=44.7(MPa)

水泥用量/c,乙",°小，w/c就大，叫?“就小，所以甲隊(duì)最節(jié)約水泥。

23、混凝土的W/C和相應(yīng)28d強(qiáng)度數(shù)據(jù)列于下表，所用水泥為42.5級(jí)普通水泥，試求出強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式

中的aactb。

編號(hào)12345678

w/c0.400.450.500.550.600.650.700.75

f/MPa36.335.328.224.023.020.618.415.0

c

參考答案：強(qiáng)度公式W

C

fcu,o-y,Wa"b,一%鬼幾=a

則上式可寫(xiě)為：y=bx+a

n=8,為求線(xiàn)性回歸方程,所需?計(jì)算列表如下：

Xyx2y2xy

10.436.30.161317.6914.52

20.4535.30.20251246.0915.885

30.528.20.25795.2414.1

40.55240.302557613.2

50.6230.3652913.8

60.6520.60.4225424.3613.39

70.7018.40.49338.5612.88

80.75150.562522511.25

E4.6200.82.755451.94109.025

Sxx=2.75-1/8(4.6)2=0.105Sxy=109.025—1/8X4.6X200.8=—6.435

Syy=5451.94—1/8(200.8)2=411.86

b=Sxy/Sxx二一6.435/0.105=一61.29

a=l/8X200.8+(l/8X4.6)X61.29=60.34

取幾=1.13X42.5=48.025

則：&J"-61.29%=-1.28

-%%九=60.34a%=0.98

C

fn=-1.28-/??—+1.28x0.98.f

即經(jīng)一元線(xiàn)性回歸的強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)公式為：'W

24.已知實(shí)驗(yàn)室配合比為1：2.5：4,W/C=0.60,混凝土混合物的表觀密度P0=2400kg/cm3,工地采

用800L攪拌機(jī)，當(dāng)日實(shí)際測(cè)得卵石含水率為2.5%,砂含水率為4%。為每次投料量應(yīng)為多少？

參考答案：總材料用量為：0.8*2400=1920Kg

x1920=237Kg

水泥用量為：1+2.5+4+0.6

河砂用量為：237*2.5(1+4%)=616.2Kg

卵石用量為:237*4(1+2.5%)=971.7Kg

用水量：237*0.6-237*2.5*4%—237*4*2.5%=94.8Kg

25.某實(shí)驗(yàn)室按初步配合比稱(chēng)取15L混凝土的原材料進(jìn)行試拌，水泥5.2kg,砂8.9kg,石子18.1kg,

W/C=0.6?試拌結(jié)果坍落度小，于是保持W/C不變，增加10%的水泥漿后，坍落度合格，測(cè)得混凝土

拌和物表觀密度為2380kg/m3,試計(jì)算調(diào)整后的基準(zhǔn)配合比。

參考答案：增加后水泥量為5.2+5.2*10%=5.72Kg,水為:5.2*0.6（1+10%）=3.432Kg

調(diào)整后材料總用量為：5.72+3.432+8.9+18.1=36.152Kg

則每立方米混凝土實(shí)際所需的各項(xiàng)材料用量為：

572

——x2380=376.6Kg

水泥：36.152水：376.6x0.6=226Kg

QO1Q1

X2380=585.9Kgx2380=1191.6^

砂：36.152石：36.152

配合比為：水泥：砂：石：水=1：1.56：3.16：0.6

26.在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)一定時(shí)間的混凝土試件，能否真正代表同齡期的相應(yīng)結(jié)構(gòu)物中的混凝土強(qiáng)度？

在現(xiàn)場(chǎng)條件下養(yǎng)護(hù)的混凝土又如何呢？

參考答案：前者：不可以代表。因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)條件不一樣。后者：可以代表。因?yàn)樗麄兯幍沫h(huán)境相同，

基本上是同條件下的。

27.為什么要在混凝土施工中進(jìn)行質(zhì)量控制，通常要進(jìn)行那些檢驗(yàn)工作？

參考答案：因?yàn)榛炷恋馁|(zhì)量不是完全均勻的，它是波動(dòng)的，所以我們應(yīng)該在施工中進(jìn)行嚴(yán)格控制，

以使混凝土質(zhì)量波動(dòng)控制到最小，或穩(wěn)定在容許范圍內(nèi)。

應(yīng)進(jìn)行如下的質(zhì)量控制：

1、組成材料的質(zhì)量檢驗(yàn)與控制和混凝土配合比的合理確定。

2、組成材料的計(jì)量與拌和

3、運(yùn)輸

4、澆鑄與振搗

5、養(yǎng)護(hù)與拆模

28.有下列混凝土工程及制品，一般選用哪一種外加劑較為合適？并說(shuō)明理由。

（1）大體積混凝土；

（2）高強(qiáng)度混凝土；

（3）C35混凝土；

（4）混凝土預(yù)制構(gòu)件；

（5）搶修及噴錨支護(hù)的混凝土；

（6）有抗凍要求的混凝土。

參考答案：①緩凝劑、緩凝型減水劑?？山档驮缙谒療?，從而降低溫度應(yīng)力。

②非引氣、坍落度損失小的高效減水劑。在滿(mǎn)足施工和易性的同時(shí)，可降低水灰比，提高混凝土強(qiáng)度。

③泵送劑或減水劑?？稍龃蠡炷恋牧鲃?dòng)性和可泵送性。

④早強(qiáng)劑、促凝劑。預(yù)制構(gòu)件是工廠化施工，要求混凝土快凝，早強(qiáng)。

⑤速凝劑，早強(qiáng)劑。能使混凝土在幾分鐘內(nèi)凝結(jié)，早期強(qiáng)度高。

⑥引氣劑、防凍劑。氣泡有較大的彈性變形能力，對(duì)冰凍等破壞力能起緩沖作用。

29.某工程配置的C30混凝土，施工中連續(xù)抽取34組試件，檢測(cè)28天強(qiáng)度，結(jié)果如下表。試求工"，。，CV,

強(qiáng)度保證率。

（74

=11%

參考答案：幾=36.2MPa,T,.362

feufi=feu,k+tb（九可等于九,0）

36.2=30+fx4ft=1.55杳表，再根據(jù)插入法，得保證率P=93.7%。

30.普通混凝土為何強(qiáng)度愈高愈易開(kāi)裂，試提出提高期抗裂性的措施。

參考答案：因?yàn)槠胀ɑ炷恋膹?qiáng)度越高，則水灰比越小，水泥漿越多。而混凝土的收縮主要是由于水

泥的收縮引起的，所以水泥漿增多，混凝土的收縮越大，混凝土就越易開(kāi)裂。

措施：養(yǎng)護(hù)好；可以摻入礦物摻合料、減水劑或聚合物等。

31.與普通混凝土相比，輕骨料混凝土在物理力學(xué)和變形性質(zhì)上有何特點(diǎn)？

參考答案：輕骨料混凝土在物理力學(xué)和變形性質(zhì)上的特點(diǎn)有4個(gè)方面：

1、表觀密度：輕骨料混凝土按表觀密度分為800?1900Kg/m3共12個(gè)等級(jí)。

2、強(qiáng)度：輕骨料混凝土的強(qiáng)度隨水泥石的強(qiáng)度和水泥用量的增加而提高，其最高強(qiáng)度可以超過(guò)輕骨料

本身強(qiáng)度的好幾倍。輕骨料混凝土的強(qiáng)度也隨輕骨料本身的強(qiáng)度增高而提高。輕骨料混凝土的拉壓比，

與普通混凝土比較相近。軸心抗壓強(qiáng)度與立方體抗壓強(qiáng)度比值比普通混凝土高。

3、應(yīng)變性能：彈性模量一般比同等級(jí)普通混凝土低30%?50%。彈性模量隨抗壓強(qiáng)度的提高而增大。

與普通混凝土相比，收縮和徐變較大，熱膨脹系數(shù)比普通混凝土低20%左右。

4、熱工性能：輕骨料混凝土具有良好的保溫隔熱性能。

輕骨料混凝土還具有較好的抗凍性和抗?jié)B性，同時(shí)抗震、耐熱、耐火等性能也比普通混凝土好。

32、今欲配置一結(jié)構(gòu)用輕骨料混凝土，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為CL25,坍落度要求30?50mm。原材料如下:

32.5級(jí)礦渣水泥；粘土陶粒，堆積密度為760Kg/m3,顆粒表觀密度為1429Kg/m3,lh吸水率為8.1%；

普通中砂，堆積密度為1470Kg/m3,視密度為2.50Kg/m3,試設(shè)計(jì)該輕骨料混凝土的配合比。

參考答案：注：設(shè)計(jì)過(guò)程要參照舊版的建筑材料書(shū)

f'c=fcuk+1.645o-=25+1.645x5=33.225(MPa)

根據(jù)試配強(qiáng)度，查表確定水泥用量：390?490Kg/m3,取490Kg/m3o

凈用水量根據(jù)坍落度查表：165?200Kg/m3,取200Kg/m30

設(shè)附加用水量為X,則X+200,X=17.6Kg/m3o

砂率根據(jù)骨料品種查表：35-45%,取40%

根據(jù)絕對(duì)體積法確定骨料用量，設(shè)骨料總用量為yKg/m3,則陶粒用量為0.6y,砂用量為0.4y。礦渣

水泥的密度取為2.8g/cm3o

490200+17.60.6yQAy,

------r+------——+——-+———=1

33

2.8xlO1O14292500,y=1047Kg/m3

則陶粒用量：1047*0.6=628.2Kg/m3,砂用量：418.8Kg/m30

33.防水混凝土的配制原則是什么？

參考答案：防水混凝土是通過(guò)各種方法提高混凝土自身抗?jié)B性能，以達(dá)到防水的目的。普通混凝土滲

水的主要原因是其內(nèi)部存在許多貫通毛細(xì)孔隙，為此，可以采用改善骨料級(jí)配，降低水灰比，適

當(dāng)增加砂率和水泥用量，摻用外加劑以及采用特種水泥等方法來(lái)提高混凝土內(nèi)部的密實(shí)性或堵塞

混凝土內(nèi)部的毛細(xì)管通道，使混凝土具有較高的抗?jié)B性能。

34.與普通混凝土相比，纖維混凝土和聚合物混凝土有何特點(diǎn)？

參考答案：纖維混凝土：與普通混凝土相比，纖維混凝土中的短纖維提高了混凝土抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)

度、沖擊韌性等力學(xué)性能，從而降低了其脆性。

聚合物混凝土y聚合物膠結(jié)混凝土硬化后強(qiáng)度高，特別是早強(qiáng)效果顯著?？?jié)B性高，幾乎不透水，耐

磨性、抗沖擊性及耐蝕性高。硬化初期收縮大，徐變較大，易燃，在高溫下熱穩(wěn)定

性差，成本高。

聚合物浸漬混凝土具有高強(qiáng)、耐蝕、抗?jié)B、耐磨等優(yōu)良物理力學(xué)性能。

聚合物水泥混凝土抗拉、抗折強(qiáng)度及延伸能力高，抗凍性、耐蝕性和耐磨性高。

35.試比較水下混凝土與泵送混凝土的相同和不同之處。

參考答案：水下混凝土：一般不采用振搗，而是依靠自重（或壓力）和自然流動(dòng)攤平，要采用特殊的

施工方法，而且要求混凝土拌和物具有良好的和易性，即流動(dòng)性要大，粘聚性要好，泌水性要小。

坍落度以150?180mm為宜，且具有良好的保持流動(dòng)性的能力。

泵送混凝土：必須有可泵送性，即在泵壓作用下，能在輸送管道中連續(xù)穩(wěn)定的通過(guò)而不產(chǎn)生離析。泵

送混凝土必須具有足夠的稠度，在泵送過(guò)程中不泌水不離析。坍落度以100?180mm為最

佳。

36.配制耐熱混凝土、耐酸混凝土的原理是什么？他們?cè)谶x用材料上有何區(qū)別？

參考答案：配制耐熱混凝土和耐酸混凝土的原理是選用耐熱或耐酸的原材料配制。

耐熱混凝土的材料：［水泥耐熱混凝土可選用普通硅酸鹽水泥（或礦渣水泥、鋁酸鹽水泥）、磨細(xì)摻合

料、耐熱粗細(xì)骨料配對(duì)。

水玻以耐熱混凝土是以水玻璃為膠凝材料，氟硅酸鈉為硬化劑，摻入磨細(xì)摻合料及耐熱

粗細(xì)骨料配制而成的。

耐酸混凝土的材料?：以水玻璃為膠凝材料，氟硅酸鈉為促硬劑，摻入磨細(xì)的耐酸摻合（如石英粉或輝

綠巖粉）以及耐酸的粗細(xì)骨料（按石英石、石英砂）按一定比例配制而成。

第三章建筑砂漿

1.對(duì)新拌砂漿的技術(shù)要求與混凝土拌和物的技術(shù)要求有何異同？

參考答案：砂漿和混凝土相比，最大的區(qū)別在于：砂漿沒(méi)有粗骨料；砂漿一般為一薄層，多抹鋪在多

孔吸水的基底上。所以砂漿的技術(shù)要求與混凝土有所不同。新拌砂漿和混凝土拌和物一樣，都必

須具備良好的和易性。但是混凝土的和易性是要求混凝土拌和物在運(yùn)輸和施工過(guò)程中不易分層離

析，澆鑄時(shí)容易搗實(shí)，成型后表面容易修整，以期硬化后能夠得到均勻密實(shí)的混凝土。而砂漿的

和易性要求砂漿在運(yùn)輸和施工過(guò)程中不分層、析水，且能夠在粗糙的磚石表面鋪抹成均勻的薄層，

與底層粘結(jié)性良好。

2.砌筑多孔砌塊和密實(shí)砌塊用砂漿的強(qiáng)度公式有何不同，為什么？

參考答案：砌筑多孔砌塊用砂漿的強(qiáng)度公式：因?yàn)槎嗫灼鰤K為吸水材料，它的吸水性較強(qiáng)，即使砂漿

用水量不同，但因砂漿具有一定的飽水能力，經(jīng)過(guò)底面吸水后，保留在砂漿中的水分幾乎相同。因

此，砂漿的強(qiáng)度主要取決于水泥強(qiáng)度和水泥用量，而與砂漿拌合時(shí)的水灰比無(wú)關(guān)，即

fm.O=Afce*而^+B

砌筑密實(shí)砌塊用砂漿的強(qiáng)度公式：因?yàn)槊軐?shí)砌塊幾乎不吸水，它不會(huì)吸收砂漿中的水分，所以此時(shí)

/、

m.

fm.O=A幾一^-B

砂漿的強(qiáng)度主要取決于水泥強(qiáng)度與水灰比，即）

其中：九。一砂漿的試配強(qiáng)度；九一水泥實(shí)測(cè)強(qiáng)度；0—每立方米砂漿的水泥用量；

色一砂漿中的水泥用量；機(jī)“一拌和砂漿的用水量；A,B-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。

3.配置lm3砂漿的用砂量是：（1）含水率2%的中砂l(fā)m3；（2）含水率1.5%的中砂l(fā)m3；（3）干燥粗

砂0.95m3；（4）干燥粗砂l(fā)m30

參考答案：(4)。

4、今擬配制砌筑在干燥環(huán)境下的基礎(chǔ)用水泥石灰混合砂漿，設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度為5MPa。所用材料為：(1)

水泥。32.5級(jí)礦渣水泥，堆積密度為1300kg/m3(2)石灰膏。二級(jí)石灰制成，稠度為120mm,表觀密

度為1350kg/m3o(3)砂子。中砂，含水率2%時(shí)-，堆積密度為1500kg/m3o求調(diào)制1m3砂漿需要

各種材料的數(shù)量及其配合比。

參考答案：按照基底為吸水材料的水泥砂漿設(shè)計(jì),施工水平為優(yōu)良。

fm0=f2+0.645c-=5+0.645x1=5.645(MPa)

1000((e-B)1000(5.645+15.09)

Q.=210.56(/rg/m3)

A幾3.03x32.5

=QR-Q3

Ql)C=350-210.56=139.44(^/m)

Qc=1x20=lxl500=1500(Kg/m3)

砂漿的質(zhì)量配