經(jīng)典混凝土習題及解答

1、1.掌握砂顆粒級配、細度模數(shù)的概念及測試和計算方法。 砂的顆粒級配是指不同粒徑的的砂粒搭配比例。 砂的粗細程度是指不同粒徑的砂?；旌象w平均粒徑大小。通常用細度模數(shù)(Mx)表示，其值并不等于平均粒徑，但能較準確反映砂的粗細程度。 砂的粗細程度和顆粒級配用篩分析方法測定，用細度模數(shù)表示粗細，用級配區(qū)表示砂的級配。 用一套孔徑為4.75，2.36，1.18，0.600，0.300，0.150mm的標準篩，將500克干砂由粗到細依次過篩，稱量各篩上的篩余量mi(g)，計算各篩上的分計篩余率ai(%)，再計算累計篩余率Ai(%)。ai和Ai的計算關(guān)系見下表。篩孔尺寸(mm)篩余量(g)分計篩余(%)累計

2、篩余(%)4.752.361.180.6000.3000.150m1m2m3m4m5m6a1=m1/ma2=m2/ma3=m3/ma4=m4/ma5=m5/ma6=m6/mA1=a1A2=A1+a2A3=A2+a3A4=A3+a4A5=A4+a5A6=A5+a6底盤m底m=m1+m2+m3+m4+m5+m6+m底細度模數(shù)根據(jù)下式計算(精確至0.01)：根據(jù)細度模數(shù)Mx大小將砂按下列分類：Mx3.7 特粗砂；Mx=3.13.7粗砂；Mx=3.02.3中砂；Mx=2.21.6細砂；Mx=1.50.7特細砂。砂的顆粒級配根據(jù)0.600mm篩孔對應(yīng)的累計篩余百分率A4，分成區(qū)、區(qū)和區(qū)三個級配區(qū)。級配良

3、好的粗砂應(yīng)落在區(qū)；中砂應(yīng)落在區(qū)；細砂應(yīng)落在區(qū)。除了4.75mm和0.600mm對應(yīng)的累計篩余率外，其余各檔允許有5%的超界，當某一篩檔累計篩余率超界5%以上時，說明砂級配很差，視作不合格。 表4-4 砂的顆粒級配區(qū)范圍篩孔尺寸（mm）累計篩余（%） 區(qū) 區(qū) 區(qū)10.00004.751001001002.363552501501.18653550102500.6008571704140160.3009580927085550.1501009010090100902.掌握石子最大粒徑、針片狀、壓碎指標的概念及測試和計算方法?；炷了么止橇系墓Q粒級上限稱為最大粒徑。針狀是指長度大于該顆粒所屬粒級

4、平均粒徑的2.4倍的顆粒。片狀是指厚度小于平均粒徑0.4倍的顆粒。壓碎值指標是將9.519mm的石子m克，裝入專用試樣筒中，施加200kN的載荷，卸載后用孔徑2.36mm的篩子篩去被壓碎的細粒，稱量篩余，計作m，則壓碎值指標壓碎值越小，表示石子強度越高，反之亦然。各類別骨料的壓碎值指標應(yīng)符合下表要求。項 目指 標類類類含泥量(按重量計，%) 0.51.01.5粘土塊含量(按重量計，%) 00.50.7硫化物與硫酸鹽含量(以SO3重量計，%) 0.51.01.0有機物含量(用比色法試驗)合格合格合格針片狀(按重量計，%) 51525堅固性質(zhì)量損失，(%) 5812碎石壓碎指標，(%) 10203

5、0卵石壓碎指標，(%) 1216163.試述粗骨料最大粒徑的限制條件。 最大粒徑不得大于構(gòu)件最小截面尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋凈距的3/4。對于混凝土實心板，最大粒徑不宜超過板厚的1/3，且不得大于40mm。對于泵送混凝土，當泵送高度在50m以下時，最大粒徑與輸送管內(nèi)徑之比，碎石不宜大于1:3；卵石不宜大于1:2.5。對大體積混凝土(如混凝土壩或圍堤)或疏筋混凝土，往往受到攪拌設(shè)備和運輸、成型設(shè)備條件的限制。有時為了節(jié)省水泥，降低收縮，可在大體積混凝土中拋入大塊石(或稱毛石)，常稱作拋 石混凝土。4.路用石料有哪幾項主要技術(shù)性能指標？壓碎值、磨光值、沖擊值、磨耗值、磨耗性、耐候性等。5.試

6、述石料的磨耗率大小與耐磨性能的關(guān)系。石料的磨耗率越大，表示石料的耐磨性能越差。6.集料磨光值、磨耗性和沖擊值表征石料的什么性能？這些數(shù)值對路面抗滑層用集料有什么實際意義？表征石料的抗磨光性、抗磨耗性和抗沖擊韌性。實際意義：集料的磨光值越高，表示抗滑性能越好；磨耗率越大，表示耐磨性能越差；沖擊值越大，表示抗沖擊性能越差。7.試述減水劑的作用機理和使用效果。作用機理：分散作用：水泥加水拌合后，由于水泥顆粒分子引力的作用，使水泥漿形成絮凝結(jié)構(gòu)，使10%30%的拌合水被包裹在水泥顆粒之中，不能參與自由流動和潤滑作用，從而影響了混凝土拌合物的流動性。當加入減水劑后，由于減水劑分子能定向吸附于水泥顆粒表面

7、，使水泥顆粒表面帶有同一種電荷(通常為負電荷)，形成靜電排斥作用，促使水泥顆粒相互分散，絮凝結(jié)構(gòu)破壞，釋放出被包裹部分水，參與流動，從而有效地增加混凝土拌合物的流動性。潤滑作用：減水劑中的親水基極性很強，因此水泥顆粒表面的減水劑吸附膜能與水分子形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，這層水膜具有很好的潤滑作用，能有效降低水泥顆粒間的滑動阻力，從而使混凝土流動性進一步提高。使用效果：配合比不變時顯著提高流動性。流動性和水泥用量不變時，減少用水量，降低水灰比，提高強度。保持流動性和強度不變時，節(jié)約水泥用量，降低成本。配制高強高性能混凝土。8.從技術(shù)經(jīng)濟及工程特點考慮，針對大體積混凝土、高強混凝土、普通現(xiàn)澆混凝土

8、、混凝土預制構(gòu)件、噴射混凝土和泵送混凝土工程或制品，選用合適的外加劑。 9.試述混凝土拌合物和易性的概念、測試方法、主要影響因素、調(diào)整方法及改善措施。新拌混凝土的和易性，也稱工作性，是指拌合物易于攪拌、運輸、澆搗成型，并獲得質(zhì)量均勻密實的混凝土的一項綜合技術(shù)性能。通常用流動性、粘聚性和保水性三項內(nèi)容表示。流動性是指拌合物在自重或外力作用下產(chǎn)生流動的難易程度；粘聚性是指拌合物各組成材料之間不產(chǎn)生分層離析現(xiàn)象；保水性是指拌合物不產(chǎn)生嚴重的泌水現(xiàn)象。測試方法：坍落度法：將攪拌好的混凝土分三層裝入坍落度筒中，每層插搗25次，抹平后垂直提前坍落度筒，混凝土則在自重作用下坍落，以坍落高度代表混凝土的流動性

9、。坍落度越大，則流動性越好。維勃稠度法：坍落度法的測試原理是混凝土在自重作用下坍落，而維勃稠度法則是在坍落度筒提前后，施加一個振動外力，測試混凝土在外力作用下完全填滿面板所需時間代表混凝土流動性。時間越短，流動性越好；時間約長，流動性越差。主要影響因素：單位用水量、漿骨比、水灰比、砂率、水泥品種及細度、骨料的品種和粗細程度、外加劑、時間、氣候條件調(diào)整方法及改善措施：當混凝土流動性小于設(shè)計要求時，為了保證混凝土的強度和耐久性，不能單獨加水，必須保持水灰比不變，增加水泥漿用量。但水泥漿用量過多，則混凝土成本提高，且將增大混凝土的收縮和水化熱等。混凝土的粘聚性和保水性也可能下降。當坍落度大于設(shè)計要求

10、時，可在保持砂率不變的前提下，增加砂石用量。實際上相當于減少水泥漿數(shù)量。改善骨料級配，既可增加混凝土流動性，也能改善粘聚性和保水性。但骨料占混凝土用量的75%左右，實際操作難度往往較大。摻減水劑或引氣劑，是改善混凝土和易性的最有效措施。盡可能選用最優(yōu)砂率。當粘聚性不足時可適當增大砂率。10.試述混凝土立方體抗壓強度、棱柱體抗壓強度、抗拉強度和劈裂抗拉強度的概念及相互關(guān)系。立方體試件的標準尺寸為150mm150mm150mm；標準養(yǎng)護條件為溫度203,相對濕度95%以上；標準齡期為28天。上述條件下測得的抗壓強度值稱為混凝土立方體的抗壓強度，以fcu表示。棱柱體抗壓強度是采用150mm150mm

11、(300450)mm的棱柱體試件，經(jīng)標準養(yǎng)護28天測試而得。同一材料的棱柱體抗壓強度fcp小于土立方體強度fcu，其比值大約為fcp=0.70.8fcu?；炷恋目估瓘姸群苄。挥锌箟簭姸鹊?/101/20，混凝土強度等級越高，其比值越小。用軸向拉伸試驗測定混凝土的抗拉強度劈裂抗拉強度試驗的標準試件尺寸為邊長150mm的立方體，在上下兩相對面的中心線上施加均布線載荷，使試件內(nèi)豎向平面上產(chǎn)生均布拉應(yīng)力。軸拉強度低于劈拉強度，比值約為0.80.9。在無試驗資料時，fst=0.35fcu3/4。11.影響混凝土強度的主要因素及提高強度的主要措施有哪些？主要因素：水泥強度和水灰比。骨料的品質(zhì)。施工條件

12、。養(yǎng)護條件。齡期。外加劑。主要措施：采用高強度水泥。盡可能降低水灰比，或采用干硬性混凝土。采用優(yōu)質(zhì)砂石骨料，選擇合理砂率。采用機械攪拌和機械振搗，確保攪拌均勻性和振搗密實性，加強施工管理。改善養(yǎng)護條件，保證一定的溫度和濕度條件，摻入減水劑或早強劑，提高混凝土的強度或早期強度。摻硅灰或超細礦渣粉等礦物外加劑也是提高混凝土強度的有效措施。12.在什么條件下能使混凝土的配制強度與其所用水泥的強度等級相等。13.影響混凝土干縮值大小的主要因素有哪些?空氣濕度、風速、蒸發(fā)等。14.試述溫度變形對混凝土結(jié)構(gòu)的危害。混凝土的溫度膨脹系數(shù)大約為1010-6m/mK。即溫度每升高或降低1K，長1m的混凝土將產(chǎn)生

13、0.01mm的膨脹或收縮變形?；炷恋臏囟茸冃螌Υ篌w積混凝土、縱長結(jié)構(gòu)混凝土及大面積混凝土工程等極為不利，極易產(chǎn)生溫度裂縫。15.試述混凝土抗磨性概念和表示方式。16.影響混凝土耐久性的主要因素及提高耐久性的措施有哪些？外部因素：酸、堿、鹽的腐蝕作用，冰凍破壞作用，水壓滲透作用，碳化作用，干濕循環(huán)引起的風化作用和振動沖擊作用。內(nèi)部因素：堿骨料反應(yīng)和自身體積變化。措施：控制混凝土最大水灰比和最小水泥用量。合理選擇水泥品種。選用良好的骨料質(zhì)量和級配。加強施工質(zhì)量控制。采用適宜的外加劑。摻入粉煤灰、礦粉、硅灰或沸石粉等活性混合材料。17.混凝土的合理砂率及確定的原則是什么？合理砂率是指砂子填滿石子空

14、隙并有一定的富余量，能在石子間形成一定厚度的砂漿層，以減少粗骨料間的摩擦阻力，使混凝土流動性達最大值。或者在保持流動性不變的情況下，使水泥漿用量達最小值。確定可根據(jù)上述兩原則通過試驗確定。在大型混凝土工程中經(jīng)常采用。對普通混凝土可根據(jù)經(jīng)驗或根據(jù)JGJ55參照下表。水灰比（W/C）卵石最大粒徑（mm）碎石最大粒徑（mm）1620401620400.402632253124303035293427320.503035293428333338323730350.603338323731363641354033380.7036413540343939443843364118.混凝土質(zhì)量(強度)波動的主

15、要原因有哪些？原材料的質(zhì)量波動施工養(yǎng)護引起的混凝土質(zhì)量波動試驗條件變化引起的混凝土質(zhì)量波動19.甲、乙兩種砂，取樣篩分結(jié)果如下：篩孔尺寸(mm)4.752.361.180.6000.3000.1500.150篩余量(g)甲 砂00308014021040乙 砂3017012090503010(1)分別計算細度模數(shù)并評定其級配。(2)欲將甲、乙兩種砂混合配制出細度模數(shù)為2.7的砂，問兩種砂的比例應(yīng)各占多少？混合砂的級配如何？（1）甲砂：分計篩余率(%)a1a2a3a4a5a6 0 0 6 16 28 42累計篩余率(%)A1A2A3A4A5A6 0 0 6 22 50 92該砂樣在0.600mm

16、篩上的累計篩余率A4=22落在級區(qū)，除A5外其余均落在級區(qū)規(guī)定范圍內(nèi)，因此該砂為級區(qū)砂。Mx=1.7，屬細砂，級配較差。乙砂：分計篩余率(%)a1a2a3a4a5a6 6 34 24 18 10 6累計篩余率(%)A1A2A3A4A5A6 6 40 64 82 92 98該砂樣在0.600mm篩上的累計篩余率A4=82落在級區(qū)，除A2外其余均落在級區(qū)規(guī)定范圍內(nèi)，因此該砂為級區(qū)砂。Mx=3.7，屬粗砂，級配較差。（2） 設(shè)比例為a，解得a=1?；旌希悍钟嫼Y余率(%)a1a2a3a4a5a6 3 17 15 17 19 24累計篩余率(%)A1A2A3A4A5A6 3 20 35 52 71 95

17、該砂樣在0.600mm篩上的累計篩余率A4=52落在級區(qū)，其余各篩累計篩余率均落在級區(qū)規(guī)定范圍內(nèi)，因此該砂為級區(qū)砂。Mx=2.7，屬中砂，級配良好。20.某道路工程用石子進行壓碎值指標測定，稱取13.216mm的試樣3kg，壓碎試驗后采用2.36mm的篩子過篩，稱得篩上石子重2815g，篩下細料重185g。求該石子的壓碎值指標。 壓碎值指標： 21.鋼筋混凝土梁的截面最小尺寸為320mm，配置鋼筋的直徑為20mm，鋼筋中心距離為80mm，問可選用最大粒徑為多少的石子？ 可選用最大粒徑為75mm的石子。22.某工程用碎石和普通水泥32.5級配制C40混凝土，水泥強度富余系數(shù)1.10，混凝土強度標

18、準差4.0MPa。求水灰比。若改用普通水泥42.5級水泥強度富余系數(shù)同樣為1.10，水灰比為多少？ 23.三個建筑工地生產(chǎn)的混凝土，實際平均強度均為23.0MPa，設(shè)計要求強度等級均為C20，三個工地的強度變異系數(shù)Cv值分別為0.102、0.155和0.250。問三個工地生產(chǎn)的混凝土強度保證率(P)分別為多少？并比較三個工地施工質(zhì)量控制水平。 查表得P=90.0% 查表得P=80.0% 查表得P=69.2%P越高施工質(zhì)量控制水平越高，即第一個工地施工質(zhì)量控制水平最高。不同t值的強度保證率值Pt0.000.500.800.841.001.041.201.281.401.501.60P(%)50.

19、069.278.880.084.185.188.590.091.993.594.5t1.6451.701.751.811.881.962.002.052.332.503.00P(%)95.095.596.096.597.097.597.798.099.099.499.8724.某工程設(shè)計要求的混凝土強度等級為C25，要求強度保證率P=95%。試求：(1)當混凝土強度標準差=5.5MPa時，混凝土的配制強度應(yīng)為多少？(2)若提高施工管理水平，降為3.0MPa時，混凝土的配制強度應(yīng)為多少？(3)若采用普通硅酸鹽水泥32.5級和卵石配制混凝土，用水量為180kg/m3，水泥富余系數(shù)Kc=1.10。問

20、標準差從5.5MPa降到3.0MPa，每m3混凝土可節(jié)約水泥多少kg？查表得t=1.645 C=180/0.43=418.6kg/m3 C=180/0.48=375kg/m3 418.6-375=43.6kg/m3 即每m3混凝土可節(jié)約水泥43.6kg。 25.某工程在一個施工期內(nèi)澆筑的某部位混凝土，各班測得的混凝土28d的抗壓強度值(MPa)如下： 22.6；23.6；30.0；33.0；23.2；23.2；22.8；27.2；21.2；26.0；24.0；30.8； 22.4；21.2；24.4；24.4；23.2；24.4；22.0；26.2；21.8；29.0；19.9；21.0； 2

21、9.4；21.2；24.4；26.8；24.2；19.0；20.6；21.8；28.6；26.8；28.6；28.8； 37.8；36.8；29.2；35.6；28.0。 (試件尺寸：150mm150mm150mm) 該部位混凝土設(shè)計強度等級為C20，試計算此混凝土的平均強度fcu,m、標準差、變異系數(shù)Cv及強度保證率P。查表得P=90.0%26.已知混凝土的水灰比為0.60，每m3混凝土拌合用水量為180kg，砂率33%，水泥的密度c=3.10g/cm3，砂子和石子的表觀密度分別為s=2.62g/cm3及g=2.70g/cm3。試用體積法求1m3混凝土中各材料的用量。 mc=180/0.6=300 vc=300/3.1x1000=0.1m3 vw=180/1000=0.18m3 vs+g=1-0.1-0.18=0.72m3 ms/(ms+mg)=0.33 ms/mg=0.5 vs/vg=0.5 vs=0.24m3 vg=0.48m3 ms=0.64 mg=1.3 27.某實驗室試拌混凝土，經(jīng)調(diào)整后各材料用量為：普通水泥4.5kg，水2.7kg，砂9.9kg，碎石18.9kg，又測得拌合物表觀密度為2.38kg/L，試求：(1)