1. 试说明生产硅酸盐水泥时为什么必须掺入适量石膏?
解 :水泥中熟料与水反应速度较快,会使其发生瞬间凝结,为方便施工要掺入一定量石膏来调节水泥的凝结时间。
2. 为什么水泥必须具有一定的细度?
解 水泥的细度影响水化速度和早期强度,水泥磨得愈细,与水起反应的表面积越大,水化作用的发展就越迅速而充分,使凝结硬化的速度加快,早期强度大。但颗粒过细的水泥硬化时产生的收缩亦越大,而且磨制水泥能耗多、成本高。因此水泥应具有一定的细度。 3. 普通混凝土的主要组成材料有哪些?各组成材料在硬化前后的作用如何? 解: 普通混凝土的主要组成材料有水泥、细骨料(砂)、粗骨料(石)和水。另外还常加入适量的掺合料和外加剂。
在混凝土中,水泥与水形成水泥浆,水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。在混凝土硬化前,水泥浆起润滑作用,赋予拌合物一定的流动性、粘聚性,便于施工。在硬化后则起到了将砂、石胶结为一个整体的作用,使混凝土具有一定的强度、耐久性等性能。砂、石在混凝土中起骨架作用,可以降低水泥用量、减小干缩、提高混凝土的强度和耐久性。
4. 什么是混凝土的和易性?它包括有几方面涵义?
和易性是指混凝土拌合物能保持其组成成分均匀,不发生分层离析、泌水等现象,和易性包括流动性、粘聚性和保水性三方面的涵义。
流动性是指混凝土拌合物在自重或机械振捣力的作用下,能产生流动并均匀密实地
充满模型的性能。
粘聚性是指混凝土拌合物内部组分间具有一定的粘聚力,在运输和浇筑过程中不致
发生离析分层现象,而使混凝土能保持整体均匀的性能。 保水性是指混凝土拌合物具有一定的保持内部水分的能力,在施工过程中不致产生
严重的泌水现象的性能。
3、简述水泥石腐蚀的基本原因。 答:有:(1)水泥石中存在氢氧化钙、水化铝钙等水化物是造成腐蚀的内在原因。(2)水泥石本身不密实,含有大量的毛细孔,外部介质得以进入。介质的温度、流速、压力则是加速腐蚀的外在因素。
23、简述建筑工程中所使用的混凝土应满足的四项基本要求? 答:(1)混凝土拌合物的和易性(2)强度。 混凝土经保护至规定龄期,应达到设计要求强度。(3)耐久性。 硬化后的混凝土,应具有适应于处环境下的耐久性。(4)经济性。 在保证上述三项要求的前提下,混凝土中各项材料的组成应该经济合理,应尽量节省水泥,一降低成本。
1. 石膏使用时,为何要陈伏后 才能使用? 答:防止石膏中含有部分过火石灰,过火石灰的熟化速度非常缓慢,并产生一定的体积膨胀,导致已硬化的结构产生鼓包或开裂的现象,影响工程质量。
2. 为什么说硅酸盐水泥不宜用于大体积工程?
答:因为硅酸盐水泥的水化热大,对大体积工程来说,内部的热量难以散发,造成内外温度差比较大,产生相应的温度应力大,从而造成结构容易断裂。
7.什么是水泥的体积安定性?造成水泥体积不良的原因有哪些?
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答:(1)水泥的体积安定性指水泥在水化、硬化中体积变化的均匀性。 (2)不良的原因:游离的CaO \\MgO 含量过高;
9.为什么说屈服点、抗拉强度、伸长率是建筑钢材的重要指标?
答:屈服点是结构设计时的取值依据,表示钢材在正常工作承受的应力不超过屈服点。屈服点和抗拉强度的比值称为屈服比,它反应钢材的利用率和使用中安全可靠度;伸长率表示钢材塑性变形能力。刚才在使用中,为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中脆断,要求塑性良好,即有一定的伸长率,可以使缺陷处超过屈服点时,随着发生塑性变形。使应力重分布,而避免钢材提早破坏。同时常温下将钢材加工成一定形状,也要求钢材又有一定的塑性,但伸长率不能过大,否则会使钢材在使用中超过允许的变形值。
2、 某工地所用卵石材料的密度为2.65g/cm3、表观密度为2.61g/cm3、堆积密度为1680 kg/m3,计算此石子的孔隙率与空隙率? 解:石子的孔隙率P为: V0V0V2.61
PV01V0112.651.51%
VV0V001.68石子的空隙率P,为: P011135.63%V0V002.61
4、 现有四种白色粉末,已知其为建筑石膏、生石灰粉、白色石灰石粉和白色硅酸盐水泥,请加以鉴别(化学分析除外)。
解:取相同质量的四种粉末,分别加入适量的水拌合为同一稠度的浆体。放热量最大且有大量水蒸气产生的为生石灰粉;在5~30分钟内凝结硬化并具有一定强度的为建筑石膏;在45分钟到12小时内凝结硬化的为白色水泥;加水后没有任何反应和变化的为白色石灰石粉。
6、有下列混凝土构件和工程,请分别选用合适的水泥,并说明其理由? 现浇楼板、梁、柱:快硬通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥,现浇结构中要求混凝土能够快速硬化。 采用蒸汽养护的预制构件:硅酸盐水泥,蒸汽养护就是将成型后的混凝土制品放在100℃以下的常压蒸汽中进行养护。以加快混凝土强度发展的速度。混凝土经16~20h的蒸汽养护后,其强度即可达到标准养护条件下28d强度的70%~ 80%。
紧急抢修的工程或紧急军事工程:快硬普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥
大体积混凝土坝、大型设备基础:粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。
有硫酸盐腐蚀的地下工程:普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥 高炉基础:普通硅酸盐水泥 海港码头工程:矿渣硅酸盐水泥
7、当混凝土拌合物流动性太大或太小,可采取什么措施进行调整? 流动性是指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下,能产生流动,并均匀密实地填满模板的性能。
流动性的大小取决于混凝土拌合物中用水量或水泥浆含量的多少。水泥浆的稀稠,取决于水灰比的大小。水灰比小,水泥浆稠,拌合物流动性就小,混凝土拌合物难以保证密实成型。
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若水灰比过大,又会造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良,而产生流浆、离析现象。 水泥浆的数量和稠度取决于用水量和水灰比。实际上用水量是影响混凝土流动性最大的因素。当用水量一定时,水泥用量适当变化(增减50~100㎏/m3 )时,基本上不影响混凝土拌合物的流动性,即流动性基本上保持不变。 由此可知,在用水量相同的情况下,采用不同的水灰比可配制出流动性相同而强度不同的混凝土。
8、某工程的预制钢筋混凝土梁,混凝土设计强度等级为 C20,要求强度保证率95%,施工要求混凝土坍落度为30~50㎜(混凝土由机械搅拌、机械振捣),该施工单位无历史资料统计。采用的材料:
普通水泥:普通水泥,现已经实测28d抗压强度48MPa,密度ρc=3.10,; 砂:近似密度ρos=2.65g/cm3,堆积密度: os g / cm 3 ; 1 .50 石:近似密度ρog=2.70g/cm3;堆积密度 : g / cm 3 ; 1 os.55 最大粒径为20mm;自来水。
试设计该混凝土的配合比(按干燥材料计算)(初步配合比); 解:1.求混凝土计算配合比 (1)确定混凝土配制强度(fcu,0)
因施工单位无历史记录,查P133表4-30得: fcu,0= fcu,k + 1.5σ= 20 + 1.5×5 =28.225 MPa (2)确定水灰比
(
W/C
)
:
由于结构处于干燥环境,由表4-25, 干燥环境容许最大水灰比为0.65,故可确定水灰比为0.65。
(3)确定用水量(mw0)
查表4—18,对于最大粒径为20㎜的碎石混凝土,当所需坍落度为30~50㎜时,1m3混凝土的用水量可选用195kg。 (4) 计算水泥用量(mc0)
按表 4—25,对于干燥环境的钢筋混凝土,最小水泥用量为260㎏,故可取 mc0= 300㎏/m3。
(5)确定砂率(βs)
查表4—22,对于采用最大粒径为20㎜的碎石配制的混凝土,当水灰比为0.65时,其砂率值可选取36%~42%,采用插入法选定)现取βs= 39%。 (6)计算砂、石用量(ms0、mg0)
用体积法计算,将mc0=349㎏;mw0=185㎏代入方程组
解此联立方程,则得:ms0=720.74㎏,
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mg0=1126.16㎏
当孔隙率增加时,
材料的密度不变。因为密度是材料的属性,和材料的组成和构成有关,与孔隙数量和特征无关。
表观密度减小。因为表观密度是材料在自然体积下的单位质量。当材料的孔隙率增加时,相较相同质量的情况下,其自然体积增加,则表观密度减小。
强度减小。因为材料的强度与材料的组成、构成、孔隙的数量都有关系,一般来说,孔隙率越大,材料的强度越低。 当孔隙率增加时,
吸水率改变不定。因为材料的吸水率与孔隙数量和特征有关。若开口孔隙率增大,则材料的吸水率增加;若闭口孔隙率增大,则材料的吸水率不变。
抗冻性改变不定。因为材料的抗冻性与孔隙数量和特征有关。若开口孔隙率增大,尤其是毛细孔增加时,则材料的抗冻性增加;若闭口孔隙率增大,则材料的抗冻性不变。 。 导热性改变不定。因为材料的导热性与材料的组成、构成、孔隙的数量都有关系。若开口连通孔隙率增大,则导热性增加;若闭口孔孔隙率增大,则材料的导热性下降。
制造硅酸盐水泥时必须掺入适量的石膏:
要回答两个要点:为什么要掺入石膏?石膏为什么要适量?
由于硅酸盐水泥熟料的重要组成之一——铝酸三钙在纯水中反应非常快,会发生“闪凝”现象,影响水泥的正常使用,而加入石膏后,由于石膏优先与铝酸三钙反应生成钙矾石,从而阻止了“闪凝”的发生,因此加入石膏可以缓凝,保证水泥的正常使用。
但若石膏掺量过少,缓凝效果不明显;而石膏过量时,将造成水泥体积安定性不良,因此掺入必须适量。
水泥粉磨必须具有一定细度:
要回答两个要点:为什么需要粉磨?粉磨过细有什么不好?
水泥水化速度和水泥颗粒的细度有密切联系,颗粒越细,水化速度越快、水化越彻底,因此需要将水泥进行粉磨。
但水泥颗粒过细,其吸湿性很强,容易受潮,会影响水泥的质量,且粉磨很细时,需要消耗更多的能量,不经济。
水泥体积安定性必须合格:
主要回答水泥体积安定性不良的危害。
水泥体积安定性不良会使水泥制品、混凝土构件产生膨胀性裂缝,降低建筑物质量,甚至引起严重的工程事故,因此,水泥体积安定性必须合格
测定水泥强度等级、凝结时间和体积安定性时,均必须规定加水量: 水泥中水的用量直接影响水泥石的强度、凝结时间和体积安定性,水的用量多,则水灰比大,水泥石强度相对较低,并且凝结时间增长。
水泥水化热大
原因分析:由于混凝土是热的不良导体,当水泥水化放热较大时,会造成混凝土内部和外部存在较大的温度差,从而产生温度应力,导致混凝土开裂。 防止措施:采用水化热较低的水泥;采取人工降温,如使用冰水拌和;加入外加剂,如减水剂;分块施工等。 混凝土碳化
原因分析:混凝土碳化后,混凝土内部的钢筋容易锈蚀,锈蚀物一方面体积相对增
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大,另一方面影响和钢筋的粘结,易产生顺筋开裂。同时碳化加剧混凝土的收缩,引起收缩开裂。
防止措施:提高混凝土密实度;选用抗碳化能力高的水泥;钢筋混凝土构件保证有足够的保护层厚度;对混凝土表面进行防护,阻碍二氧化碳的侵入。 大气温度变化大
原因分析:由于混凝土也存在热胀冷缩的现象,且混凝土是热的不良导体,当大气变化大时,冷热交替影响下,混凝土容易产生热胀开裂。 防止措施:通过设置温度钢筋或伸缩缝进行调节。
碱-骨料反应
原因分析:当混凝土发生碱-骨料反应后,反应生成物具有无限膨胀性,导致混凝土产生胀裂。
防止措施:对水泥进行检验,其碱含量或者对骨料进行检验,其活性成分的含量。
混凝土早期受冻
原因分析:混凝土早期受冻后,由于早期强度较低,在结冰压力作用下,混凝土容易产生裂缝。
防止措施:进行早期保温处理;使用外加剂,如防冻剂、早强剂。 混凝土养护时缺水
原因分析:养护时缺水,混凝土容易失水干缩,导致混凝土开裂。 防止措施:及时进行洒水养护或其他湿处理。
混凝土遭到硫酸盐腐蚀
原因分析:发生硫酸盐侵蚀时,反应生成钙矾石或石膏等膨胀性物质,导致混凝土胀裂。
防止措施:采用抗侵蚀能力强的水泥品种,提高混凝土的密实度,如加强振捣、降低水灰比;对混凝土表面进行保护,阻止硫酸盐的侵入。
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2、 某工地所用卵石材料的密度为2.65g/cm3、表观密度为2.61g/cm3、堆积密度为1680 kg/m3,计算此石子的孔隙率与空隙率? 解:石子的孔隙率P为: V0VPV V0V02.65
VV0V1.68石子的空隙率P,为: P01010135.63%V0V002.61
4、 现有四种白色粉末,已知其为建筑石膏、生石灰粉、白色石灰石粉和白色硅酸盐水泥,请加以鉴别(化学分析除外)。 解:取相同质量的四种粉末,分别加入适量的水拌合为同一稠度的浆体。放热量最大且有大量水蒸气产生的为生石灰粉;在5~30分钟内凝结硬化并具有一定强度的为建筑石膏;在45分钟到12小时内凝结硬化的为白色水泥;加水后没有任何反应和变化的为白色石灰石粉。
6、有下列混凝土构件和工程,请分别选用合适的水泥,并说明其理由? 现浇楼板、梁、柱:快硬通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥,现浇结构中要求混凝土能够快速硬化。 采用蒸汽养护的预制构件:硅酸盐水泥,蒸汽养护就是将成型后的混凝土制品放在100℃以下的常压蒸汽中进行养护。以加快混凝土强度发展的速度。混凝土经16~20h的蒸汽养护后,其强度即可达到标准养护条件下28d强度的70%~ 80%。
紧急抢修的工程或紧急军事工程:快硬普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥
大体积混凝土坝、大型设备基础:粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。
有硫酸盐腐蚀的地下工程:普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥 高炉基础:普通硅酸盐水泥 海港码头工程:矿渣硅酸盐水泥
7、当混凝土拌合物流动性太大或太小,可采取什么措施进行调整? 流动性是指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下,能产生流动,并均匀密实地填满模板的性能。
流动性的大小取决于混凝土拌合物中用水量或水泥浆含量的多少。水泥浆的稀稠,取决于水灰比的大小。水灰比小,水泥浆稠,拌合物流动性就小,混凝土拌合物难以保证密实成型。若水灰比过大,又会造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良,而产生流浆、离析现象。 水泥浆的数量和稠度取决于用水量和水灰比。实际上用水量是影响混凝土流动性最大的因素。当用水量一定时,水泥用量适当变化(增减50~100㎏/m3 )时,基本上不影响混凝土拌合物的流动性,即流动性基本上保持不变。
由此可知,在用水量相同的情况下,采用不同的水灰比可配制出流动性相同而强度不同的混凝土。
8、某工程的预制钢筋混凝土梁,混凝土设计强度等级为 C20,要求强度保证率95%,施工要求混凝土坍落度为30~50㎜(混凝土由机械搅拌、机械振捣),该施工单位无历史资料统计。采用的材料:
普通水泥:普通水泥,现已经实测28d抗压强度48MPa,密度ρc=3.10,;
砂:近似密度ρos=2.65g/cm3,堆积密度: os g / cm 3 ; 1 .50 石:近似密度ρog=2.70g/cm3;堆积密度 : g / cm 3 ; 1 os.55
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11012.611.51%
最大粒径为20mm;自来水。
试设计该混凝土的配合比(按干燥材料计算)(初步配合比); 解:1.求混凝土计算配合比 (1)确定混凝土配制强度(fcu,0)
因施工单位无历史记录,查P133表4-30得: fcu,0= fcu,k + 1.5σ= 20 + 1.5×5 =28.225 MPa (2)确定水灰比
(
W/C
)
:
由于结构处于干燥环境,由表4-25, 干燥环境容许最大水灰比为0.65,故可确定水灰比为0.65。
(3)确定用水量(mw0) 查表4—18,对于最大粒径为20㎜的碎石混凝土,当所需坍落度为30~50㎜时,1m3混凝土的用水量可选用195kg。 (4) 计算水泥用量(mc0)
按表 4—25,对于干燥环境的钢筋混凝土,最小水泥用量为260㎏,故可取 mc0= 300㎏/m3。
(5)确定砂率(βs)
查表4—22,对于采用最大粒径为20㎜的碎石配制的混凝土,当水灰比为0.65时,其砂率值可选取36%~42%,采用插入法选定)现取βs= 39%。 (6)计算砂、石用量(ms0、mg0)
用体积法计算,将mc0=349㎏;mw0=185㎏代入方程组
解此联立方程,则得:ms0=720.74㎏, mg0=1126.16㎏
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