混凝土

Summary

普通混凝土由水泥、砂、石和水组成，为了改善性能，可添加化学外加剂与矿物掺合料；

砂石构成混凝土的骨架，传递应力，限制变形；

水泥与水形成水泥浆，赋予新拌混凝土流动性，硬化后将骨料颗粒胶结成整体；

混凝土微结构是由骨料相、水泥石相和界面过渡区相构成的复杂结构；

结构特点有

多物相、多孔性的堆积体

复杂而不均匀

非固定而多变

混凝土的理想结构——均匀、密实的堆积体

问题？

砂的颗粒级配区与细度模数的意义相同吗？为什么？

答：不相同。颗粒级配区不能区别砂子的粗细程度的差别。

细度模数相同，级配相同吗？级配相同，细度模数相同吗？

答：细度模数相同，级配不一定相同；但级配相同，细度模数一定相同。

和易性不良的混凝土拌合物，施工后会出现什么情况？

答：填充不密实，产生蜂窝、麻面、空洞等缺陷；

表面出现疏松层，粗骨料颗粒和水平钢筋的下面会出现水囊或水膜等，界面结构不密实；

造成组成不均匀，上层水泥浆多于底层，下层骨料多于上层，表面水泥浆中含水量多于内部。

为什么混凝土拌合物会出现和易性不良？

答：混凝土拌合物由固相与液相组成，二者的比例不当影响拌合物的和易性；

固相与液相的密度相差较大，而且骨料粒径较大，容易在自重作用下，发生层析；

为什么坍落度筒法能反映塑性混凝土拌合物的和易性？

解答：

A、坍落度反映了拌合物在自重力作用下的流动性；

B、拌和物圆锥体在敲击下，是否崩落反映了粘聚性；

C、拌和物圆锥体下方是否有水泌出，反映了保水性。

维勃稠度反映的是混凝土拌和物的什么性能？

答：

维勃稠度法适用于Dmax小于40mm，维勃稠度在5~30s之间的混凝土拌和物稠度的测量。

主要反映了混凝土拌和物在振动力作用下的流动性和充模性。

水泥浆用量越多越好吗？

NO；增加水泥浆用量，就增加了骨料表面包裹层的厚度，增大了润滑作用，这有利于拌和物的和易性；

但水泥浆过多，超过了骨料表面包裹层所需的量，则不仅使拌和物的流动性无明显增加，而且会出现流淌和泌水现象，同时会造成水泥浆的浪费，是不利的。

为什么存在一个合理含砂率？

砂率的大小影响了拌合物中骨料的总表面积和空隙率。

当水泥浆用量一定时，砂率较小时，石子较多，砂与水泥浆组成的砂浆不足以填满石子颗粒的空隙，润滑作用较小，流动性、粘聚性、保水性均较差；

随着砂率增加，砂浆逐渐增多，粗骨料间润滑层逐渐增厚，坍落度会越来越大；

当砂率过大时，骨料总表面积和空隙率太大，水泥浆量变为不足，致使拌和物的坍落度变

小，并随着砂率增大而减小。

恒定用水量法则有何实际应用意义？

它是混凝土配合比设计时，确定单位用水量的理论依据。

在所用粗、细骨料的种类和比例一定的条件下，固定了单位用水量，当单位水泥用量增减不超过50~100kg，混凝土拌和物的坍落度基本上可以在某一范围内恒定不变。因此，变动水灰比，就可以配制出强度不同而坍落度相近的混凝土。表3-9。

Summary

和易性是一项综合评价混凝土拌合物施工性能的指标，包括流动性、粘聚性、保水性。

和易性用坍落度或维勃稠度定量指标，辅以粘聚性和保水性的定性观察，综合评价。

和易性影响到浇灌后混凝土的均匀密实性，从而影响硬化后混凝土性能。

和易性受下列因素影响：

水泥品种、细度与水泥用量；

用水量与水灰比

骨料(颗粒特征、粒径与级配、砂率等)

外加剂

搅拌方式与时间

混凝土浇灌后，均会或多或少地出现离析分层与泌水现象；

由于环境温湿度和风的影响，混凝土表面水会挥发，并将导致混凝土产生塑性收缩，如在约束条件下塑性收缩，会引起混凝土开裂；

分层泌水与塑性收缩一般相伴而生，它们受多种因素的影响，其防治措施有： 合理的原材料配合比

添加外加剂

加强浇灌后混凝土的养护

混凝土的凝结时间不完全同于水泥的凝结时间，由惯入法测定，但其影响因素与水泥凝结时间相同；

混凝土浇灌后，应关注其温升，尤其是大体积混凝土，温升太大或太快，均将对混凝土微结构产生伤害。

问题：试从水泥浆的组成与分散体结构，分析减水剂的作用机理？

解答：

1)由于水泥颗粒之间和水泥颗粒与水之间的的相互吸力，导致水泥颗粒在水中分散困难，水泥颗粒容易相互粘聚形成絮凝结构，有10~30%的拌和水被包含在其中，从而降低了水泥浆的流动性。2）当减水剂加入水泥浆中，减水剂分子吸附在水泥颗粒表面，作定向排列，组成了单分子或多分子吸附层，使水泥浆结构发生了的变化：

水泥颗粒表面带相同电荷，相互间的静电斥力使水泥颗粒易于分散；

减水剂分子链上的极性基团使水泥颗粒表面溶剂化层增厚，产生空间位阻，增加了水泥颗粒间的滑动能力，减少了粘滞性，增加润滑性；

水泥颗粒易于湿润，自动粘聚能力减弱，塑化能力增强。

问题？

减水剂与引气剂均是表面活性剂，那么，减水剂是否可当引气剂用？为什么？

答：不能！

因为减水剂没有稳泡作用，减水剂分子中的碳氢链是极性，与水有较强的相互作用；而引气剂分子的碳氢链是非极性的，完全憎水！

问题？

混凝土中为什么要使用矿物外加剂或掺合料？

代替水泥，所以也称水泥代用材料

改善混凝土微结构，尤其是界面过渡区结构

改善混凝土性能，尤其是耐久性

保护生态环境，节约资源和能源

为什么骨料和水泥石是弹性体，而二者组成的混凝土是弹塑性体？

原因：

混凝土是一个多物相、多孔性的复合材料，其主体是颗粒堆聚体，存在界面过渡区，且过渡区有原生微裂缝。受力下，界面裂缝的扩展、颗粒间的滑移、孔隙中水的迁移等因素导致产生塑性变形。

混凝土单轴受压下的σ－ε曲线可以分为4个阶段：

在极限应力fcp的30%以下，界面过渡区微裂缝是稳定的，因此，σ－ε曲线是线形的；

当应力＞fcp的30%时，随着应力增加，过渡区的裂缝长度、宽度和数量增加，ε/σ比值增加，σ－ε曲线偏离直线；如果应力＜fcp的50%，过渡区的微裂缝稳定

体系存在，基体水泥石不会产生微裂缝；

当应力＞fcp的50~60%时，基体相中产生微裂缝，如果应力进一步增加，基体相微裂缝扩展，增多，过渡区微裂缝失稳，导致σ－ε曲线弯向横轴

当应力＞fcp的75~80%时，应变能释放速度达到在持久应力下裂缝自发扩展的水平，应变随应力增长很快，直至裂缝成为联系体系—破坏。

混凝土的干燥收缩与自干燥收缩有何异同？

解答：

相同点：机理相似，水分损失、毛细张力等；

不同点：

◆水分损失的原因不同，前者是因环境湿度变化引起的，后者是由水泥水

化引起的；

◆前者主要发生在表面层，而后者发生在整个体积，尤其在中心部位更大。Summary

骨料和水泥石是弹性体，而混凝土是弹塑性体或粘弹性体，在受压应力作用，既产生弹性变形，又产生塑性变形；

混凝土的弹性模量不是一个常数，工程应用中，一般用割线弹性模量作为设计依据，其大小取决于水泥石和骨料的弹性模量及其相对含量，以及界面状况；

在干燥状态下，混凝土内部水的损失，而引起干缩变形，它与混凝土的组成、构件几何尺寸与形状、环境条件等有关；

在与外界隔绝的条件下，由于水泥水化会引起混凝土内部自干燥，而产生整体的自干缩变形；

在荷载长期作用下，混凝土会发生随时间增加的变形——徐变，干燥会使徐变增大；

在约束条件下，混凝土发生的各种变形，可引起开裂。

强度是混凝土的重要性能指标，它与混凝土其它性能有着密切的关系；

混凝土强度主要是抗压与抗拉强度，二者之间没有直接关系；

抗压强度采用单轴抗压试验直接测量，而抗拉强度一般采用劈裂和四点弯曲试验间接测量与评价；

混凝土强度的主要影响因素比较复杂，主要有三个方面：

组成材料的性能与掺量；

成型工艺与养护条件