水泥混凝土基本知识百问(上)

水泥混凝土基础知识百问(上)2008年2月第一部分绪论与原材料水泥基材料主要经历了哪几个科学与技术的发展阶段？水泥基材料可持续发展所面临的主要问题是什么？如何解决？配制水泥基材料的主要原材料有哪些，它们分别起什么作用？什么叫水泥？可分为哪三大类？六大通用水泥的名称、代号？其组成、特征和适用范围有何区别？硅酸盐水泥、粉煤灰、矿渣在化学成分、相组成、密度、碱度、颗粒形貌和胶凝性上有何区别？什么叫水泥熟料的硅率、铝率和石灰饱和系数？8根据石灰饱和系数的物理意义，如何推导不同硅率下的LSF计算公式？熟料矿物组成、化学成分与率值之间如何换算？换算关系如何推导？硅酸盐水泥生产工艺的“两磨一烧”是指什么？在煅烧过程中发生了哪五个方面的物理化学变化，分别在什么温度和窑体的哪个区间发生？采用旋转窑与立窑、湿法与干法生产水泥，在工艺上和产品质量上有何区别？在GB175－1999中，对水泥质量提出了哪些控制指标？为什么要控制这些指标？13水泥强度等级有哪些？是根据什么指标、怎样划分的？早强(R)型水泥与普通型水泥有何区别？GB1586—1991《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中粉煤灰等级I、II、III级，及GB/T18046—2000《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》中矿渣微粉等级S75、S95、S105分别是根据什么指标划分的？GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验法》中规定的试件尺寸、标准养护条件分别是什么？什么叫标准稠度用水量？它的主要影响因素有哪些？比较四种主要水泥熟料矿物的水化热、水化速度、水化产物强度的差异。什么叫掺合料和混合材的活性指数？火山灰性试验的基本原理是什么？什么叫岩石、矿物？岩石可分为哪三大类？并举例。岩石和水泥的矿物组成可采用哪些方法分析？21粗、细集料技术标准GB/T14685-2001、GB/T14684-2001中对集料的哪六个方面的指标作出了规定？什么叫集料的表观密度、全干表观密度、饱和面干表观密度、松散密度、孔隙率、空隙率、吸水率、含水率、软化系数、连续级配、间断级配、针片状颗粒、最大粒径？什么叫细集料的细度模数？粗砂、中砂、细砂的细度模数分别在什么范围？粗集料的强度可用岩石强度和压碎值表征。什么叫压碎值？25粗、细集料分别可划分为I、II、III三类，是根据什么划分的？应用场合分别是什么？集料中的有害物质是指什么？颗粒级配设计图解法的基本原理、步骤是什么？相邻两级配分离、相接、相交时在图解中分别如何确定各粒级的比例？JGJ63—1989中，对混凝土拌合用水规定了哪些指标？29根据混凝土化学外加剂技术标准GB8075、8076—2000,它可以分为哪些类型，其主要功能和作用机理分别是什么？30混凝土外加剂匀质性检验(GB8077—2000)主要包括哪些内容？31混凝土外加剂应用技术规范(GB50119—2003)中对外加剂的应用提出了哪些要求？原材料间的相容性主要是指什么？外加剂与胶凝材料间相容性的影响因素有哪些？如何测试与评价相容性？第二部分混凝土拌合物性能及其影响因素什么叫流变学、粘度、屈服剪切应力、触变性、剪切稀化、剪切稠化？牛顿流体、非牛顿流体、宾汉姆流体的流变方程分别怎样表示？水泥浆体、普通混凝土拌合物、自密实（自流平）混凝土拌合物的流变特性有何区别？根据你的理解描述混凝土拌合物工作性的含义。混凝土拌合物中的水有哪些存在状态？它们对流动性分别有什么影响？影响各种状态水数量及流动性的主要因素有哪些？什么叫固定加水量定则或需水性定则？38根据现行标准GB50080—2002《普通混凝土拌合物试验方法》，坍落度和维勃稠度的物理意义分别是什么？它们的适用范围？分析离析、泌水的机理，如何测试、评价、改善离析与泌水？什么叫混凝土的凝结时间？与水泥凝结时间有何关系？凝结时间对工作性（可施工性）有何影响？第三部分混凝土内部结构及其形成机理水泥水化过程可以分为哪五个阶段？水泥的初凝与终凝分别对应于哪个阶段？诱导期产生的机理是什么，如何对其进行控制？水泥水化速率怎样表征和测定？硅酸盐水泥的主要水化产物有哪些，它们的相对含量、作用如何？水泥石中水化铝酸钙可能有哪几种形式，它们的形成与稳定存在的条件是什么？高（三）硫型水化硫铝酸钙、单（低）硫型水化硫铝酸钙的分子式和形成与稳定存在的条件？水泥水化产物可采用哪些手段进行定性、定量分析？TCPowers水泥石结构模型的基本假设和实验基础分别是什么？1克水泥完全水化形成的化学结合水有多少？水泥水化后固相体积增加多少，为什么会增加？水化后，生成物比反应物总体积减少多少，为什么会减少？凝胶孔占水泥凝胶的体积比是多少，平均孔径和凝胶粒子平均大小是多少？TCPowers模型中将凝胶孔视为气相、液相还是固相？水泥石和混凝土孔结构包括哪几个方面？可采用哪些方法进行定量分析？根据对强度、耐久性和体积稳定的影响，水泥石和混凝土中的孔可以分为哪几类，它们的尺度大约为多少？影响孔结构的主要因素有哪些？如何改善混凝土的孔结构？56什么叫P干燥条件和D干燥条件？什么是可蒸发水与非蒸发水？根据结合的强弱，水泥石中的水有哪些存在状态？它们的失去、部分或全部重新获得对宏观性能会产生什么影响？水泥石—集料界面过渡区大约有多厚？其孔结构和相组成有何特点？59界面过渡区对混凝土性能有何影响？如何改善和强化界面过渡区（ITZ）?60ITZ可采用哪些手段测试、分析？水泥混凝土基础知识百问（下）2008．2第四部分硬化混凝土的性能61．现行国家标准中，混凝土强度划分为哪16个等级，其中高强混凝土是指哪些？抗压强度是如何规定的？什么叫标准养护条件？强度与孔隙率的关系如何表达？强度与水灰比的关系如何表达？砧边长100mm的立方体抗压强度与边长150mm立方体的如何换算？150X150X450mm棱柱体的轴心抗压强度与边长150mm立方体抗压强度如何换算?为什么要如此换算？写出Nurse－Saul成熟度公式，并解释其含义。什么叫初始切线弹性模量、切线弹性模量、割线弹性模量和动弹性模量？我国混凝土的静力弹性模量是如何规定的，与动弹性模量之间如何换算？分别推导普通混凝土和轻集料混凝土作为复合材料，其弹性模量与各组成相弹性模量之间的关系。影响强度和弹性模量的内部因素有何异同（混凝土的组成、结构等）？泊松比的物理意义是什么？混凝土的泊松比大约为多少？混凝土徐变的机理是什么，徐变有何危害，如何减小徐变？从断裂力学角度阐述如何阻止混凝土裂缝的引发和扩展、提高抗裂性？写出两种混凝土密实度的计算方法。密实度可以采用什么指标简单地测量与评价？其与孔隙率之间有何关系？若把混凝土视为多孔材料，在其中渗透（扩散、传输）的介质可有哪些？渗透（扩散、传输）的驱动力是什么？写出Darcy方程和Fick第一、第二定律。什么叫渗透（扩散）系数，从混凝土微观和亚微观尺度上，影响渗透（扩散）系数的主要因素有哪些？从表观层次上，如何提高抗渗透性？什么叫混凝土的抗渗标号，与相对渗透系数如何换算？混凝土塑性收缩、干缩、化学减缩、自身收缩、碳化收缩的机理分别是什么？从总体上分析影响混凝土变形（体积稳定性）的材料本身因素、环境因素和工况条件。从物理化学原理出发，分析不同尺寸的孔，其中水蒸发的难易程度及所产生的内力大小，以及环境温度、湿度对孔中水蒸发难易度的影响。混凝土作为复合材料，分析各组成相的性质对其热膨胀系数的影响。什么叫耐久性？耐久性主要包括哪些方面？混凝土冻融劣化的机理是什么？写出静水压力的计算公式，并从中分析影响因素和提高抗冻性的措施。什么叫引气混凝土的气孔平均间距？写出其计算公式。什么叫抗冻标号和抗冻耐久性指数？85根据机理，可将碱集料反应（AAR）分为哪两类？如何预防AAR？分析淡水侵蚀和酸腐蚀的机理，以及提高抗侵蚀性的措施。分析基本硫酸根侵蚀和附加镁侵蚀的机理，以机理为指导提出提高抗侵蚀性的措施。阐述钢筋锈蚀的电化学反应机理，钢筋钝化膜的组成及其破坏的机理是什么？如何预防钢筋锈蚀？从碳化速度和氯离子扩散速度分析为什么增加保护层厚度有利于保护钢筋免受锈蚀。分析裂缝对耐久性的影响。第五部分混凝土设计混凝土设计的内容包括哪些方面？设计的准则有哪些？混凝土工作性设计时，坍落度数值选取的依据是什么？描述对工作性的总体要求。什么叫单位用水量定则？混凝土强度设计的基本步骤包括哪些？配制强度如何计算，什么叫强度平均值、标准差、变异系数、保证率？写出水灰比定则的表达公式。写出确定集料总用量的绝对体积法和假定容重法计算公式。什么叫砂率，如何选取砂率？按强度设计混凝土时，如何对耐久性进行校核？为什么要限定最大水灰比和最小水泥用量？高性能混凝土设计的基本原则有哪些？《水泥基材料学》作为一门专业主干课，涉及到数理统计、物理化学、力学、流变学、计算机技术等等，请列举出更多的支撑本课程的相关理论和技术。课堂练习1某工程的预制钢筋混凝土梁（不受风雪影响），混凝土的设计强度等级为C20,要求强度保证率95%,施工要求坍落度为30~50mm（混凝土由机械搅拌、机械振捣），该施工单位无历史统计资料。试设计该混凝土的初步配合比（按干燥材料计算）。采用的材料如下：普通水泥，实测28天抗压强度48・0MPa,密度3・10gcm3;砂近似密度2・65gem3,堆积密度1.50gem3;碎石近似密度2.70gem3,堆积密度1・55gcm3,最大粒径为20mm;自来水。2.某混凝土公司为某一工程生产C25混凝土，一个月内按生产配合比生产，先后取样制备了30组15cmX15cmX15cm的立方体试件，测出每组（三个试件）28天抗压强度代表值如下表，计算该批混凝土强度的平均值、标准差和变异系数。组号123456789101112131415强度26・526・029・527・524.025.026.725.227.729.526・128.525.626・527.0组号161718192021222324252627282930强度24・125.329・427・02025.126.026.727