发布时间 : 星期日 文章土木工程材料习题集答案(新)更新完毕开始阅读f2164b3cb72acfc789eb172ded630b1c58ee9b5f
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缩裂缝。防止措施：浇注成型后加强保湿养护。
（5）碳化会显著增加混凝土的收缩，引起混凝土表面产生拉应力而出现微细裂纹。防止措施： 合理选择水泥品种，掺减水剂降低水胶比，提高混凝土的密实度，加强施工质量控制与养护等。
14、混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全和正常使用的能力称为耐久性。混凝土耐久性主要包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗碳化、抗碱-骨料反应及防止混凝土中钢筋锈蚀的能力等性能。
提高混凝土耐久性的主要措施为：（1）合理选择水泥品种；（2）选用质量良好、技术条件合格的砂石骨料；（3）采用较小的水胶比和保证水泥用量；（4）掺入适量的减水剂、引气剂及活性矿物掺合料；（5）加强混凝土生产的质量控制，即搅拌均匀、合理浇筑、振捣密实及加强养护。
15、因为混凝土的抗渗性直接影响混凝土的抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性等性质，如果其抗渗性较差，水或侵蚀性液体等介质就容易渗入内部，使混凝土的抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性及抗钢筋锈蚀性降低。所以，抗渗性是决定混凝土耐久性的最主要的因素。
混凝土渗透的原因是由于内部孔隙形成连通的渗水孔道。这些孔道主要来源于水泥浆中多余水分蒸发而留下的气孔、水泥浆泌水所产生的毛细管孔道、内部的微裂缝以及施工振捣不密实产生的蜂窝、孔洞，这些都会导致混凝土渗水。
因此，提高混凝土抗渗性的关键在于提高其密实度和改善孔结构，主要是减少连通孔隙及开裂等缺陷。通常采用的措施有：（1）尽可能降低水胶比，掺引气剂、引气型减水剂或活性掺合料等以改善其内部结构；（2）采用致密、干净、级配良好的骨料；（3）施工振捣密实，加强潮湿养护。
16、碱-骨料反应是指混凝土中的碱性氧化物（氧化钠、氧化钾等）与骨料中的活性二氧化硅发生化学反应，生成碱-硅酸凝胶，其吸水后产生体积膨胀（可达3倍以上），导致混凝土开裂破坏的现象。
混凝土发生碱-骨料反应的必要条件是：（1）水泥中碱含量大于0.6％（以等当量Na2O计）；（2）骨料中含有活性二氧化硅；（3）有水存在。
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防止措施是：（1）采用含碱量小于0.6％的水泥，并控制混凝土中的总碱量不超过3.0kg/m；（2）控制使用碱活性骨料；（3）掺能抑制碱-骨料反应的活性掺合料；（4）掺引气型外加剂，使混凝土内形成微小气孔，以缓冲膨胀破坏应力；（5）尽量隔绝水。
17、因为混凝土的耐久性主要取决于组成材料的质量、本身的密实度和施工质量。在原材料及施工工艺一定的条件下，则取决于其密实度。若混凝土密实度较高，则不仅其强度较高，而且抗渗性较高，因而耐久性随之提高。而混凝土的密实度与水胶比有直接关系，与胶凝材料用量有间接关系。水胶比越小，混凝土的密实度越高；胶凝材料用量过大，混凝土的性能会降低，但过小则不能保证混凝土的密实性。因此，在设计混凝土配合比时，为了保证混凝土的耐久性，需要严格控制混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量。
18、粉煤灰掺入混凝土中可产生三大效应，总称为“粉煤灰效应”。即：
（1）活性效应。粉煤灰中所含的SiO2和Al2O3具有化学活性，它们能与水泥的水化产物Ca(OH)2
反应，生成类似水泥水化产物中的水化硅酸钙和水化铝酸钙，可作为胶凝材料的一部分而起到增强作用。
（2）颗粒形态效应。粉煤灰中的玻璃微珠在混凝土中可减小组成材料之间的内摩擦力，提高流动性，具有一定的减水作用。
（3）微骨（集）料效应。粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥浆内，可填充孔隙和毛细孔，改善了混凝土的孔结构和增大密实度。
粉煤灰掺入混凝土中可以改善混凝土拌合物的和易性及可泵性，降低水化热，提高抗渗、抗化学侵蚀及抑制碱-骨料反应等耐久性。用粉煤灰取代部分水泥后，混凝土的早期强度将随掺入量增多而有所降低，但28d以后的长期强度可赶上甚至超过不掺粉煤灰的混凝土。
19、掺粉煤灰的混凝土配合配合比设计有三种方法，即：等量取代法、超量取代法、外加法。
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（1）等量取代法：以等质量的粉煤灰取代混凝土中的水泥，主要适用于掺加Ⅰ级粉煤灰、混凝土超强以及大体积混凝土工程。（2）超量取代法：粉煤灰的掺入量超过其取代水泥的质量，超量部分的粉煤灰则取代等体积的细骨料。其目的是增加混凝土中胶凝材料的用量，以补偿由于粉煤灰取代水泥而造成的强度降低。超量系数应根据粉煤灰的等级而定。（3）外加法：掺加的粉煤灰全部用来取代等体积的的细骨料，其目的只是为了改善混凝土拌合物的和易性。
20、高性能混凝土（HPC）是以耐久性和可持续发展为基本要求，并适应工业化生产与施工的新型混凝土。高性能混凝土应具有的技术特征是高抗渗性（高耐久性的关键性能）、高体积稳定性（低干缩、低徐变、低温度应变率和高弹性模量）、适当高的抗压强度、良好的施工性（高流动性、高粘聚性、达到自密实）。高性能混凝土在节能、节料、工程经济、劳动保护及环境保护等方面都具有重大意义，是国内外土木建筑界研究的热点，它是水泥基材料的主要发展方向，被称为“二十一世纪的混凝土”。
混凝土达到高性能的技术途径主要有：
（1）选用技术性能较好的水泥、骨料和水。 （2）采用较低的水胶比（通常要控制在0.38以下），掺入与水泥相容性好的优质高效减水剂（减水率应不低于20%~30%），并有适当的引气性与抗坍落度损失能力。
（3）掺加适量优质的活性磨细矿物掺合料，如硅灰、磨细矿渣和优质粉煤灰等。 （4）改善骨料级配，降低骨料间的空隙率。 （5）控制胶凝材料的用量。 六、计算题 1、
解：⑴根据测定的筛余量，计算出分计筛余（%）与累计筛余（%）列于下表：
筛孔尺寸/mm 筛余量/g 分计筛余/% 累计筛余/% 4.75 27 5.4 5.4 2.36 43 8.6 14.0 1.18 47 9.4 23.4 1.60 191 38.2 61.6 0.30 102 20.4 82.0 0.15 82 16.4 98.4 ＜0.15 8 1.6 100 该砂的细度模数为：Mx=（14.0＋23.4＋61.6＋82.0＋98.4－5×5.4）/（100－5.4）＝2.67 此砂为中砂。
将该砂的累计筛余与砂的级配区比较可知，属于2区，级配合格。 2、 解：（1）混凝土7d的抗压平均破坏荷载为：
P=（140+135+142）KN/3 =139KN
混凝土7d标准立方体抗压强度为：
fcu=0.95×139KN×103/100×100=13.2MPa
（2）混凝土28d强度约为：
fcu,28=13.2×lg28/lg7=22.6MPa
（3）该混凝土所用的水胶比为：
?B?fcu，??f??28ace?b?
W??W?B?22.6?0.53?1.12?32.5??0.20? ， ?0.73
B?W?3、
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解：（1）根据水泥强度=（1.5～2.0）混凝土强度等级这一近似关系可知，配制C20的混凝土，水泥强度的范围应为30.0～40.0MPa，故选32.5复合水泥较合适。
（2）配制混凝土的石子的最大粒径dmax从结构上考虑，应同时满足下列条件： ①粗骨料的最大粒径不得大于构件截面最小尺寸的1/4，即
dmax?1?400?100(mm) 4②粗骨料最大粒径不得大于钢筋间最小净距的3/4，即 从结构上考虑，石子粒径dmax应不大于30mm。
同时考虑到经济性，应在满足结构及施工条件的前提下，尽量选择较大粒径的石子，故宜选
用5～30mm的石子。 4、
解：混凝土的配制强度fcu,o为：
fcu,o=20MPa+1.645×4.0MPa=26.6MPa 根据保罗米公式得：
?afceW0.53?35.0???0.61 Bfcu,0??a?bfce26.6?0.53?0.20?35.0答：混凝土的配制强度fcu,0为26.6MPa，满足强度要求的水胶比为0.61。
5、 解：（1）设1 m3混凝土中各种材料用量分别为：水泥C（kg）、砂子S（kg）、石子G（kg），则由题知：
S?2.2C??G?4.2? ?
W?056???C?S?G?W?2380联立求解：C?299(kg)
S?2.2C?2.2?299?658(kg) G?4.2C?4.2?299?1256(kg) W?0.56C?0.56?299?167(kg)
（2）该混凝土标准养护到28d其抗压强度可达到：
?B??1?fcu??afce???b??0.53?1.16?42.5???0.20??41.4?MPa?
?W??0.56?6、
解：（1）混凝土的配制强度：
fcu,o = fcu,k+1.654σ=30MPa+1.645?4MPa = 36.58MPa 水胶比（W/B）：
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?afceW0.53?42.5?1.06???0.577 Bfcu,0??a?bfce36.58?0.53?0.20?42.5?1.06 查表得，混凝土的最大水胶比为0.65，最小水泥用量为260 kg/ m3。取W/B=0.577
根据碎石的最大粒径20mm，混凝土坍落度为10~30mm，查表得每m3 混凝土的用水量（W0）为185 kg/ m3。
水泥用量（C0）： C0?W0185??321kg/m3 W/B0.577砂率（SP）：查混凝土砂率选用表，取SP为35%。
S0、G0） 计算砂、石的用量（ 用体积法：
SG321185?0?0??10?10003.102.652.701
S0?35%S0?G0S0=659 kg/m3，G0=1223 kg/ m3 计算得： 每m3混凝土各材料的用量为：水泥321 kg/ m3，水185 kg/ m3，砂659 kg/ m3，石1223 kg/ m3。
（2）混凝土的施工配合比：
C=321 kg/ m3
S=659?(1+0.03) kg/ m3=679 kg/ m3
G=1223?（1+0.01）kg/ m3=1235 kg/ m3 W=185-659?0.03-1223?0.01=153 kg/ m3
（3）2包水泥为100kg，则
砂的用量： 679?100/321kg=212kg 碎石的用量：1235?100/321kg=385kg 用水量： 153?100/321kg=47.7kg
（4）若在上述混凝土中掺入0.5% FDN减水剂，减水10%，减水泥5%，则该混凝土的试验室配合比为：
水泥：321 kg/ m3（1-0.05）=305 kg/ m3
水：185 kg/ m3?（1-0.10）=166.5 kg/ m3
砂：[（321+185+659+1223）-305-166.5]?35% kg/ m3=670.8 kg/ m3 碎石：（321+185+659+1223）-305-166.5-670.8 kg/ m3=1245.7 kg/ m3 7、 解：（1）混凝土强度平均值为：
1301fcu??fcu,i???26.5?26.0?29.5?gggggg?28.8??27.0MPa
ni?130（2）标准差为：
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