现代混凝土思考题123

现代混凝土技术思考题1、水泥的品质对混凝土性能有何影响？水泥和混凝土的关系，前者是后者产品质量的赖以生存的根基。

2、集料的作用是什么？集料品质对混凝土性能有何影响？集料起到骨料作用。

集料的作用：骨架作用，传递应力,抑制收缩，防止开裂对细骨料质量要求：有害杂质含量、砂的粗细程度、砂的级配砂中有害杂质危害：云母：与水泥粘结性差，影响混凝土的强度和耐久性；硫化物及硫酸盐：对水泥有侵蚀作用；有机质：影响水泥的水化硬化；粘土、淤泥：粘附在砂粒表面妨碍水泥与砂的粘结，增大用水量，降低混凝土的强度和耐久性，并增大混凝土的干缩；海砂：含的氯化钠等氯化物对钢筋有锈蚀用，因此，对使用海砂配制混凝土时，其氯盐含量不应大于0.1%，对预应力钢筋混凝土结构，不易采用海砂砂的粗细程度和颗粒级配：在相同用砂量条件下，细沙的总表面积较大，粗砂的总表面积较小。

在混凝土中砂子的表面需用水泥浆包裹，赋予流动性和粘结强度，砂子的总表面积愈大，则需用包裹砂粒表面的水泥浆就愈大，除不经济外，还会导致混凝土水化热大、收缩应变大、易开裂等。

在砂中含有较多的粗颗粒，并以适量的中粗颗粒及少量的细颗粒填充其空隙，则可达到空隙率及总表面积均较小，这种砂是比较理想的，不仅水泥用量少，而且还提高混凝土的密实性与强度。

对粗集料品质要求：洁净、坚硬、表面粗糙、级配合理、粒径合适粗骨料中针片状颗粒不仅本身受力时易折断，影响混凝土的强度，而且会增大骨料的孔隙率骨料表面的粗糙程度及孔隙特征影响骨料与水泥石之间的粘结性能，进而影响混凝土的强度良好的级配可以减少空隙率，增强密实性，从而可以节约水泥，保证混凝土的和易性及混凝土的强度骨料如页岩、砂岩等由于干湿循环或冻融交替等风化作用引起体积变化而导致混凝土破坏时，体积稳定性不良集料在混凝土中主要起填充作用和骨架作用，对新拌及硬化混凝土的性能、配合比与经济性有显著的影响。

吸湿性：集料的吸湿性对混凝土抗冻融循环有重要的影响；孔结构：集料的孔隙会在混凝土拌合时储存一些水分，这会对混凝土的配合比和水泥水化产生影响，同时，集料孔隙中的水还会由于冻结产生膨胀，造成集料的开裂，影响混凝土的耐久性。

热性质：集料的热性质包括热膨胀系数、热传导、热扩散和比热容，对混凝土的散热性和体积稳定性有影响。

集料的热膨胀系数对混凝土热性能的影响是双重的，一方面是对混凝土体积变化的影响，具有较高热膨胀系数的集料会使混凝土的体积稳定性下降，另一方面是由于集料的热膨胀系数与混凝土中其他材料的热膨胀系数有一定的差异，在极端温度条件下，或是有散热循环作用时，就会产生内部热应力，进而影响到混凝土的耐久性。

力学性质：用于混凝土的集料应具有较高的固有强度、韧性和稳定性，以便能够抵御各种静态和动态应力、冲击及磨蚀作用，而不会导致混凝土性能的下降。

化学性质：集料中会包含一些有害物质，包括杂质、表面覆盖物及其他一些不坚实的集料颗粒。

杂质会妨碍水泥的水化过程，表面覆盖物会影响到集料与水泥浆体的粘结，不坚实的集料颗粒也很容易破损。

另外，活性集料还会发生碱集料反应，造成混凝土膨胀破坏。

颗粒性质：集料的颗粒性质包括集料的表面组织、外形、级配及颗粒尺寸等。

集料的表面组织会影响到其与水泥浆体的粘结性能，还会影响到混合料的用水量。

针、片状集料会使得骨料的空隙率增大，降低混凝土强度，特别是抗折强度。

集料级配的好坏对节约水泥和保证混凝土具有良好的和易性有很大关系，特别是拌制高强度混凝土，粗集料级配更为重要。

一般来说，良好的粗集料级配应当是：空隙率小，以节约水泥；总表面积小，一节约润湿集料的需水量；适当的细颗粒，以满足混凝土拌合物的工作性。

3、矿物掺合料对混凝土性能有何影响？如何影响？如何根据混凝土的性能要求选择和确定矿物掺合料的品种和掺量？非活性掺合料，一般不与水泥组分起化学作用，或化学作用小，主要可起改善混凝土和易性、降低混凝土成本等作用。

活性掺合料，虽然本身不硬化或硬化速度很慢，但能与水泥水化生成的CH 反应，生成具有水硬性的胶凝物质，因此又称为辅助性胶凝材料。

它能提高混凝土的后期强度，降低水化热、提高混凝土的耐久性粉煤灰：替代部分水泥，降低成本；降低混凝土水化热和早期强度，降低渗透性和提高耐久性。

矿粉（磨细高炉矿渣）：替代部分水泥，降低成本；降低或提高混凝土强度决定于矿粉粉磨细度，降低渗透性和提高耐久性。

硅灰：提高新拌混凝土粘聚性，防止泌水，大幅度提高混凝土早期和后期强度，是高强和超高强混凝土必要成分，显著降低渗透性和提高耐久性。

天然火山灰（磨细沸石、凝灰岩粉）：替代部分水泥，降低成本；降低或提高混凝土强度决定于粉磨细度，降低渗透性和提高耐久性。

4、什么是大体积混凝土？大体积混凝土施工过程中如何预防温度应力引起的结构早期开裂？大体积混凝土冬季、夏季施工时应采取哪些措施？答：我国《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009里规定；混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。

产生裂缝的主要原因有以下几方面：1、水泥水化热水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。

这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。

单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。

由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3～5天。

2、外界气温变化大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。

特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。

温度应力是由于温差引起温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。

同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60～65℃，并且有较长的延续时间。

因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。

3、混凝土的收缩混凝土中约20℅的水分是水泥硬化所必须的，而约80℅的水分要蒸发。

多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。

混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。

如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。

干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。

影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。

大体积防水混凝土的施工，应采取以下措施：1 在设计许可的情况下，采用混凝土60d强度作为设计强度；2 采用低热或中热水泥，掺加粉煤灰、磨细矿渣粉等掺合料；3 掺入减水剂、缓凝剂、膨胀剂等外加剂；4 在炎热季节施工时，采取降低原材料温度、减少混凝土运输时吸收外界热量等降温措施；5 混凝土内部预埋管道，进行水冷散热；6 采取保温保湿养护。

混凝土中心温度与表面温度的差值不应大于25℃，混凝土表面温度与大气温度的差值不应大于25℃。

养护时间不应少于14d。

大体积砼施工时，一是要尽量减少水泥水化热，推迟放热高峰出现的时间，如采用60d龄期的砼强度作为设计强度（此点必须征得设计单位的同意），以降低水泥用量；掺粉煤灰可替代部分水泥，既可降低水泥用量，且由于粉煤灰的水化反应较慢，可推迟放热高峰的出现时间；掺外加剂也可达到减少水泥、水的用量，推迟放热高峰的出现时间；夏季施工时采用冰水拌和、砂石料场遮阳、砼输送管道全程覆盖洒冷水等措施可降低砼的出机和入模温度。

以上这些措施可减少砼硬化过程中的温度应力值。

二是进行保温保湿养护，养护时间不应少于14d，使砼硬化过程中产生的温差应力小于砼本身的抗拉强度，从而可避免砼产生贯穿性的有害裂缝。

三是采用分层分段法浇筑砼，分层振捣密实以使砼的水化热能尽快散失。

还可采用二次振捣的方法，增加砼的密实度，提高抗裂能力，使上下两层砼在初凝前结合良好。

四是做好测温工作，随时控制砼内的温度变化，及时调整保温及养护措施，使混凝土中心温度与表面温度的差值、混凝土表面与大气温度差值均不应超过25℃。

大体积砼养护时的温度控制一般有两种方法：一种是降温法，即在砼浇筑成型后，通过循环冷却水降温，从结构物的内部进行温度控制；另一种是保温法，即砼浇筑成型后，通过保温材料、碘钨灯或定时喷浇热水、蓄存热水等办法，提高砼表面及四周散热面的温度，从结构物的外部进行温度控制。

保温法基本原理是利用砼的初始温度加上水泥水化热的温升，在缓慢的散热过程中（通过人为控制），使砼获得必要的强度。

大体积混凝土施工遇炎热、冬期、大风或者雨雪天气等特殊气候条件下时，必须釆用有效的技术措施，保证混凝土浇筑和养护质量，并应符合下列规定：1、在炎热季节浇筑大体积混凝土时，宜将混凝土原材料进行遮盖，避免日光曝晒，并用冷却水搅拌混凝土，或釆用冷却骨料、搅拌时加冰屑等方法降低入仓温度，必要时也可釆取在混凝土内埋设冷却管通水冷却。

混凝土浇筑后应及时保湿保温养护，避免模板和混凝土受阳光直射。

条件许可时应避开高温时段浇筑混凝土。

2、冬期浇筑混凝土，宜釆用热水拌和、加热骨料等措施提高混凝土原材料温度，混凝土入模温度不宜低于5°C。

混凝土浇筑后应及时进行保温保湿养护。

3、大风天气浇筑混凝土，在作业面应釆取挡风措施，降低混凝土表面风速，并增加混凝土表面的抹压次数，及时覆盖塑料薄膜和保温材料，保持混凝土表面湿润，防止风干。

4、雨雪天不宜露天浇筑混凝土，当需施工时，应釆取有效措施，确保混凝土质量。

浇筑过程中突遇大雨或大雪天气时，应及时在结构合理部位留置施工缝，尽快中止混凝土浇筑；对已浇筑还未硬化的混凝土立即进行覆盖，严禁雨水直接冲刷新浇筑的混凝土。

5、混凝土尺寸稳定性的评价方法有哪些？有哪些评价指标？如何提高混凝土的体积稳定性？评价方法：评价指标：线膨胀系数、收缩系数、应力松弛系数措施：①使用有机合成纤维和钢纤维提高阻裂和抗裂能力②使用膨胀剂和减缩剂减小收缩③选择水泥时要考虑水化热和需水量；减少水泥用量④降低水灰比⑤增加骨料的体积为了杜绝混凝土产生裂缝,除了采用有利于混凝土的防裂结构形式、加强温湿度控制措施、减小混凝土浇注块的内外温差和合理的施工程序等之外,提高混凝土材料本身的抗裂性能是防裂的关键措施。

提高混凝土抗拉强度或极限拉伸值,提高混凝土的徐变度,降低混凝土的绝热温升与热膨系数,减少混凝土的干缩等,都是达到搞裂性能的有效途径6、从材料的角度分析如何降低混凝土结构的早期开裂风险？答：第一，选择合适的骨料。

一般认为，在混凝土中主要是水泥浆收缩而骨料起限制作用。

因此，骨料的形状、含量、弹性模量和含泥量对混凝土自身收缩有较大影响。

选用含泥量小、针片状少且级配良好的石子和细度模数在2.3以上的砂子，可有效降低骨料的空隙率，减少水泥浆的用量，达到减小收缩的目的。