第一篇：特頁3——水泥與混凝土的適應(yīng)性與工作性技術(shù)要素。

特頁3混凝土與外加劑與水泥的適應(yīng)性的主要因素

混凝土是人類的重大發(fā)明,混凝土的出現(xiàn)開始了人類建筑史的革命。

混凝土外加劑的應(yīng)用是混凝土生產(chǎn)的重大進(jìn)步。

混凝土集中攪拌站的出現(xiàn),使建筑材料混凝土的生產(chǎn)走向了工業(yè)化、節(jié)能化的道路。

【活化廢渣復(fù)合粉】是在混凝土中加入等量或規(guī)定量的【活化廢渣復(fù)合粉】微粉，其中有各個(gè)級(jí)別的廢渣復(fù)合的無機(jī)鹽和補(bǔ)充一定量的細(xì)集料，可以增強(qiáng)抗硫酸鹽侵蝕，減少氯離子擴(kuò)散。以進(jìn)一步減少發(fā)生堿骨料反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，降低早期溫升，減少微裂縫的產(chǎn)生，促進(jìn)后期強(qiáng)度發(fā)展。

1，外加劑與水泥產(chǎn)生不相適應(yīng)問題的主要因素

混凝土的性能不僅取決于組成材料的性能,更取決于材料之間的適應(yīng)性及混凝土配合比。

“水”與水化反應(yīng)：

水泥的水化反應(yīng)需要不到水泥質(zhì)量25 %的水,但水泥遇到水會(huì)形成絮凝結(jié)構(gòu)將水包裹在里面,為了使水泥水化更完全和提高混凝土施工性能需要加入更多的水,外加劑的加入能夠在水泥顆粒表面定向吸附,使水泥顆粒表面帶有同性電荷,因斥力作用而分離開來,從而釋放出水泥絮凝結(jié)構(gòu)包裹的水份,使更多的水參與水化反應(yīng)、提高流動(dòng)性。

水泥顆粒對(duì)外加劑吸附性的大小及外加劑作用的損耗大小,反應(yīng)了外加劑與水泥的適應(yīng)性好壞。

外加劑與水泥的不相適應(yīng)性問題是讓所有商品混凝土廠家的擔(dān)心和頭痛的問題,而出現(xiàn)問題后,最終總歸罪與外加劑,外加劑與水泥的不相適應(yīng)性有外加劑本身的質(zhì)量、化學(xué)成分的因素,主因卻常是水泥及摻合料等的因素有關(guān),無論是普通減水劑、奈系高效減水劑還是第3 代聚羧酸系高效減水劑都會(huì)出現(xiàn)與水泥的不相適應(yīng)性的情況,影響外加劑與水泥的適應(yīng)性的因素很多,主要有:

外加劑自身的因素：

外加劑(減水劑)的品種不同、結(jié)構(gòu)官能團(tuán)的不同、聚合度不同、復(fù)配組分不同等等因素的影響均會(huì)影響與水泥的適應(yīng)性。不同廠家生產(chǎn)工藝、技術(shù)水平、質(zhì)量管理水平不一樣,產(chǎn)品必然有差異。

水泥的堿含量 ：

堿含量過高(堿含量> 0.8 %)的水泥或堿含量過低(堿含量< 0.5 %)的水泥,也容易與外加劑產(chǎn)生不適應(yīng)。水泥中堿主要來源于所用原材料,特別是石灰和粘土。

含堿量過高或過低的水泥,在某些品種外加劑加入時(shí),會(huì)引起水泥中石膏溶解度變化,使水泥礦物成分

C3A 水化速率加快,需水量增大,工作度損失也變快。

這時(shí)加入可溶性Na2 SO4 ,能夠提高其與外加劑的適應(yīng)性。

粉煤灰、礦粉的摻入能夠與水泥的水化產(chǎn)物Ca(OH)2 發(fā)生二次反應(yīng),降低混凝土的堿度,使外加劑與水泥的適應(yīng)性有所改善。

水泥的選擇:從外加劑與水泥產(chǎn)生不相適應(yīng)問題的因素中,可以發(fā)現(xiàn)需水量大的水泥,更容易出現(xiàn)與外加劑不相適應(yīng)問題。

水泥：——C3A 含量6%～8%，總堿量不大于1%，標(biāo)號(hào)大于525 號(hào)（42.5）的普通硅酸鹽水泥；

砂：符合GB/T14684 要求，細(xì)度模數(shù)2.6～2.9 的中砂；

石子：符合GB/T14685 要求，級(jí)配二級(jí)，5mm～10mm占40%，10～20mm 占60%；

水：符合JGJ63 要求。

配合比——水泥用量：（330〒5）Kg/m3；

砂率：36%～40%，摻引氣型外加劑時(shí)比基準(zhǔn)混凝土低1%～3%；

外加劑摻量：按客戶推薦摻量；

用水量：應(yīng)使混凝土坍落度達(dá)（80〒10）mm。

混凝土攪拌——采用60L 攪拌機(jī)，拌合量不小于15L，不大于45L，攪拌時(shí)間3min，出料后再人工翻拌2～3 次。

檢測(cè)項(xiàng)目——坍落度，凝結(jié)時(shí)間，泌水率，抗壓強(qiáng)度，含氣量，抗折強(qiáng)度，劈裂抗拉強(qiáng)度，彈性模量，抗?jié)B性，收縮性，抗凍性，碳化，受壓徐變，鋼筋銹蝕及抗壓疲勞強(qiáng)度等。

第二篇：水泥與混凝土的研究

水泥與混凝土的研究

一種模擬鋼纖維鋼筋自密實(shí)混凝土抗拉行為的完整方法 摘要：目前的工作是繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)和數(shù)字的研究。此研究是為了推廣一種能夠模仿鋼纖維鋼筋自密實(shí)混凝土的抗拉行為的數(shù)顯工具而進(jìn)行的。鋼纖維鋼筋自密實(shí)混凝土被視為一種兩相材料。其中，自密實(shí)混凝土基質(zhì)的非線性材料行為由一種三維的涂有油漆的一種帶裂痕的模具而模擬，而鋼纖維則被認(rèn)為是一種嵌入的短的纜索，并以一種蒙特卡羅的方式分布于自密實(shí)混凝土基質(zhì)中。鋼纖維中的內(nèi)應(yīng)力是由源于實(shí)行的纖維拔出試驗(yàn)的加壓與卸載原理來獲得的。這種數(shù)顯方案的效果是通過所做的模擬抗拉行為的實(shí)驗(yàn)來評(píng)定的。這種數(shù)字模擬方法顯示出與試驗(yàn)結(jié)果很好的吻合。

關(guān)鍵詞：鋼纖維鋼筋自密實(shí)混凝土

微觀力學(xué)

抗拉性能

有限元分析

正文

1、介紹

在鋼纖維鋼筋自密實(shí)混凝土中，SFRC，鋼纖維和基質(zhì)是通過一個(gè)微弱的界面聯(lián)接在一起的，此界面行為對(duì)于理解和精確模擬SFRC的一種建模的鋼纖維加強(qiáng)拉伸性能綜合辦法自密實(shí)混凝土

V.M.C.F.庫尼亞，丙，J.O.A.O.巴羅斯，丙，和J.薩納-克魯茲，?

一ISISE，工程部，科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，對(duì)重點(diǎn)稅源監(jiān)控操作系統(tǒng)-蒙特斯é奧拓杜羅，維拉真實(shí)，葡萄牙UTAD大學(xué)

b結(jié)構(gòu)分部，DEP的保護(hù)。土木工程，米尼奧，Guimar?es的大學(xué)，葡萄牙 ? ISISE，可持續(xù)性和結(jié)構(gòu)工程學(xué)會(huì)創(chuàng)新

摘要

目前的工作恢復(fù)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究為一個(gè)數(shù)值模擬工具鋼纖維拉伸行為能力的發(fā)展而加強(qiáng)自密實(shí)混凝土（SFRSCC）。SFRSCC假定為兩相材料，其中鱗狀細(xì)胞癌基質(zhì)非線性材料的行為是由三維彌散裂縫模型為藍(lán)本，并假定鋼纖維作為嵌入在SCC的矩陣根據(jù)蒙特卡羅方法分布短電纜。在鋼纖維的內(nèi)力取自執(zhí)行的纖維拉拔試驗(yàn)得出的應(yīng)力滑法。這一戰(zhàn)略的表現(xiàn)被評(píng)為數(shù)值模擬拉伸試驗(yàn)所進(jìn)行。數(shù)值模擬表明與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。關(guān)鍵詞：鋼纖維自密實(shí)混凝土;細(xì)觀力學(xué)（c）條;拉伸屬性（C），有限元分析

（三）

第三篇：系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性與環(huán)境適應(yīng)性

系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性與環(huán)境適應(yīng)性

根據(jù)教材，的確分清什么是系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性，什么是系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性，有些老師干脆把系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性默認(rèn)為系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性，這就完全錯(cuò)了。

系統(tǒng)的屬性，很多，只要你說出來，有道理，都是系統(tǒng)的屬性：如層次性、非加和性、多樣性、秩序性等等。不同的屬性，從不同角度解釋系統(tǒng)，針對(duì)性有所不同。

動(dòng)態(tài)性，主要是說系統(tǒng)隨時(shí)間變化的一種屬性，有些書把它稱“時(shí)變性”，一個(gè)意思。把電風(fēng)扇看成一個(gè)系統(tǒng)，一方面，這個(gè)系統(tǒng)隨時(shí)與所處的環(huán)境存在物質(zhì)與交換，電風(fēng)扇的微觀結(jié)構(gòu)、組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如塑料構(gòu)件的老化、鐵質(zhì)構(gòu)件的老化，都是動(dòng)態(tài)性的表現(xiàn)；另一方面，系統(tǒng)是有一定功能的，存在一定的輸入與輸出，電流輸入，產(chǎn)生風(fēng)、熱量，在這個(gè)過程中，零件之間由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生磨損，與原先的系統(tǒng)，略有變化，這也是動(dòng)態(tài)性。系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性，主要是指系統(tǒng)保持和恢復(fù)原有特性能力，泛指一個(gè)系統(tǒng)在環(huán)境中的生存的能力。有些系統(tǒng)，其環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，當(dāng)然有些差。還是電風(fēng)扇為例，如果制造商使用劣質(zhì)塑料、劣質(zhì)鋼材，那么這個(gè)電風(fēng)扇的保持原有特性的能力差。

根據(jù)上述特點(diǎn)，我們?cè)谏a(chǎn)生活中，就有了針對(duì)性。如鐵質(zhì)護(hù)欄，相對(duì)而言，它是穩(wěn)定的，能夠保持原有的特性，在一定的時(shí)間內(nèi)能起到應(yīng)有的作用，這是它的適應(yīng)性。但由于鐵質(zhì)護(hù)欄長期與空氣中的氧、雨水接觸，產(chǎn)生微觀化學(xué)變化，這是動(dòng)態(tài)性，隨時(shí)間而變。根據(jù)這種現(xiàn)象，人們產(chǎn)生一種行為，給鐵質(zhì)護(hù)欄上漆。人的行為，不是系統(tǒng)的特性，而在系統(tǒng)思想指導(dǎo)下的行為。

第四篇：水泥與混凝土結(jié)構(gòu)與性能 考試總結(jié)

一、水泥誘導(dǎo)期研究的意義，C3S誘導(dǎo)期的形成及結(jié)束的主要機(jī)理。

（C3S）水化分五個(gè)階段：誘導(dǎo)前期（15min)、誘導(dǎo)期、加速期、衰退期、穩(wěn)定期。誘導(dǎo)前期：加水后立即發(fā)生急劇化學(xué)反應(yīng)，但持續(xù)時(shí)間較短，在15min.內(nèi)結(jié)束。

誘導(dǎo)期：反應(yīng)速率極其緩慢，持續(xù)2~4h（水泥漿體保持塑性）。初凝時(shí)間基本相當(dāng)于誘導(dǎo)期的結(jié)束。加速期：反應(yīng)重新加快，反應(yīng)速率隨時(shí)間而增大，出現(xiàn)第二個(gè)放熱峰。在達(dá)到峰頂時(shí)本階段即告結(jié)束（4~8h），此時(shí)終凝時(shí)間已過，水泥石開始硬化。

減速期：水化衰減期，反應(yīng)速率隨時(shí)間下降的階段（12~24h），水化作用逐漸受擴(kuò)散速率控制。穩(wěn)定期：反應(yīng)速率很低，反應(yīng)過程基本趨于穩(wěn)定，水化完全受擴(kuò)散速率控制。1屏蔽水化物理論（保護(hù)膜假說）

C3S在水化初期形成的水化物的Ca/Si高，逐漸在未水化的C3S周圍形成一個(gè)致密的保護(hù)膜層，從而阻礙了C3S的進(jìn)一步水化，使放熱速率變慢，Ca2+向液相中溶出的速率降低，并導(dǎo)致誘導(dǎo)期開始（進(jìn)入誘導(dǎo)期）。當(dāng)初始水化物由于相變等原因轉(zhuǎn)化為滲透性較好的二次水化物時(shí)(C/S為0.8～1.5、呈薄片狀），保護(hù)層區(qū)的滲透率提高，因而水及溶出離子又逐漸通過膜層而使水化速率加快，導(dǎo)致誘導(dǎo)期結(jié)束而進(jìn)入加速期。

2富硅雙電層和Zeta電位理論(Skalny&Young)當(dāng)C3S與水接觸后在C3S表面有晶格缺陷的部位即發(fā)生水解，使Ca2+和OH-進(jìn)入溶液，溶液中的Ca2+被該表面吸附而形成雙電層，它導(dǎo)致C3S溶解受阻而出現(xiàn)，在C3S粒子表面形成一個(gè)缺鈣的富硅層。但由于C3S仍在緩慢水化而使溶液中CH濃度繼續(xù)增高，當(dāng)達(dá)到一定的過飽和度時(shí)，CH析晶，雙電層作用減弱和消失，因而促進(jìn)了C3S的溶解，這時(shí)誘導(dǎo)期結(jié)束，加速期開始。3CH核晶延遲理論

重要理論之一.Young把Ca 2+濃度隨時(shí)間的變化與C3S的水化放熱曲線相聯(lián)系，Ca 2+濃度最大值出現(xiàn)時(shí)誘導(dǎo)期結(jié)束，并和CH 最初發(fā)生核晶作用時(shí)間一致；當(dāng)溶液中Ca 2+過飽和時(shí)CH結(jié)晶，此時(shí)Ca 2+ 濃度為飽和時(shí)的1.5~2倍。誘導(dǎo)期的產(chǎn)生是由于SｉO4-對(duì)CH結(jié)晶的干擾，使CH結(jié)晶延遲,只有當(dāng)高度過飽和下才形成CH核晶，此時(shí)誘導(dǎo)期結(jié)束． 4晶格缺陷理論

Ｍaycok認(rèn)為水化速率及誘導(dǎo)期長短取決于晶格缺陷的數(shù)目（與C3S的活性有關(guān)）：即晶格錯(cuò)位，空位等不規(guī)則狀態(tài)，它是活化點(diǎn)并決定了誘導(dǎo)期的長短。5 CSH核晶理論

Fierens認(rèn)為水在C3S表面進(jìn)行化學(xué)吸附,首先在活化點(diǎn)生成水化核(CSH)并溶解出部分少量C3S，CSH生長并放熱，CSH核達(dá)到臨界尺寸時(shí),誘導(dǎo)期結(jié)束.6滲透壓理論

Double等認(rèn)為：C3S加水后生成一半透膜,水可滲入, Ca 2+可滲出,而SｉO4-離子不能透過.因此在膜兩邊形成濃度差即產(chǎn)生滲透壓,當(dāng)滲透壓達(dá)一定值時(shí),膜脹破,誘導(dǎo)期結(jié)束.半透膜脹破的時(shí)間決定誘導(dǎo)期的長短。誘導(dǎo)期研究的爭議及焦點(diǎn)

C3S及水泥水化誘導(dǎo)期研究的爭議及焦點(diǎn)在于一致溶解和非一致溶解。一致溶解認(rèn)為C3S 表面的CaO和SiO2溶解一樣多，而非一致溶解則CaO多，近來研究認(rèn)為C3S及水泥水化是非一致溶解。

研究誘導(dǎo)期的意義

C3S及水泥水化誘導(dǎo)期的存在對(duì)實(shí)際應(yīng)用有十分重要得意義，因?yàn)橹挥斜３忠欢ㄋT導(dǎo)期，漿體才具有流動(dòng)性，砂漿和混凝土才能成型。

二、水泥主要水化產(chǎn)物種類及其對(duì)水泥石或混凝土性能的影響。

水化產(chǎn)物：CH、Aft、Afm、C3S、C2S與C3A（自愿背）【第一階段：從水泥拌水到初凝為止, C3S與水迅速反應(yīng)生成飽和CH溶液, 并析出晶體, 與此同時(shí)石膏也進(jìn)入溶液與C3A反應(yīng)生成細(xì)小的鈣礬石晶體, 這一階段水泥漿體呈塑性狀態(tài)。水產(chǎn)物尺寸細(xì)小，數(shù)量又少。

第二階段：初凝到24小時(shí)，水泥水化加速，生成較多CH、AFt，同時(shí)水泥顆粒上長出纖維狀CSH凝膠體，將各顆粒初步聯(lián)接成網(wǎng)，水泥漿凝結(jié)。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不斷加強(qiáng)，強(qiáng)度相應(yīng)增長。

第三階段：24小時(shí)以后，石膏耗盡，AFt轉(zhuǎn)化成AFm，還形成C4(A,F)H13。CSH、CH、AFm、C4(A,F)H13數(shù)量不斷增加，水化產(chǎn)物數(shù)量不斷增加,結(jié)構(gòu)更致密，強(qiáng)度提高。】 C-S-H凝膠：纖維狀體系，是水泥石強(qiáng)度的主要來源。C-S-H凝膠的凝膠孔結(jié)構(gòu)影響對(duì)水的吸收，對(duì)水泥石干燥收縮產(chǎn)生影響。水化開始時(shí)，C-S-H凝膠形成的覆蓋層會(huì)減緩水泥的水化作用，一定程度上影響凝結(jié)時(shí)間。

CH晶體：結(jié)晶完好、六方板狀、層狀晶體，水泥石中最易受侵蝕物質(zhì)．對(duì)水泥石的強(qiáng)度貢獻(xiàn)很少。其層間較弱的聯(lián)結(jié)，可能是水泥石受力時(shí)裂縫的發(fā)源地和侵蝕離子的快速通道。

CH的有利作用：是水泥石的主要組成，是維持水泥石堿度的重要組成，是其他水泥水化產(chǎn)物穩(wěn)定存在的重要前提。

CH的不利影響：屬于層狀結(jié)構(gòu)，易于產(chǎn)生層狀解理，大量存在于集料與水泥石的界面，影響混凝土的強(qiáng)度和耐侵蝕性能(抗鋼筋銹蝕性能、抗碳化性能、抗溶蝕性能、體積變形性能等密切相關(guān))，被視為混凝土中的“薄弱環(huán)節(jié)”。水化硫鋁酸鹽

AFt晶體: 六方棱柱狀、針棒狀晶體、棱面清晰，主要出現(xiàn)在水化早期。AFm晶體: 六方板狀、片狀晶體，成簇或呈花朵狀生成，水化后期。

AFt的形成常常伴隨著明顯的體積膨脹，水化期間，控制AFt的形成，由此產(chǎn)生的膨脹是補(bǔ)償收縮水泥的基本原理

水化速度：C3A＞C4AF＞C3S＞C2S(24h：大約有65%的C3A水化，C3S水化50%左右)放熱量：C3A＞C3S＞C4AF＞C2S(特別是早期)抗壓強(qiáng)度： C3S＞C2S＞C3A＞C4AF 在水泥混凝土中作用：C3S早期強(qiáng)度來源；C2S后期強(qiáng)度來源。耐化學(xué)侵蝕性：C4AF＞C2S＞C3S＞C3A 體積收縮：C3A＞C3S＞C4AF＞C2S

三、描述C-S-H凝膠的主要形態(tài)、模型及其結(jié)構(gòu)。

形態(tài)

Ⅰ型纖維狀凝膠粒子：水化早期，刺狀、針狀、柱狀等，典型粒子長約0.5~2 μ m，寬一般小于0.2μm。

Ⅱ網(wǎng)絡(luò)狀凝膠粒子：與Ⅰ型纖維狀凝膠粒子同時(shí)出現(xiàn)，截面與Ⅰ型纖維狀

凝膠粒子相同的長條形粒子，通過端頭交叉而連接成三度空間網(wǎng)絡(luò)。但這種粒子在純C3S和C2S水化時(shí)很少出現(xiàn)。

Ⅲ型不規(guī)則等大粒子狀凝膠粒子：粒子尺寸一般不大于0.2 μ m，它在水泥石中常以集合態(tài)存在，但由于特征不明顯而被忽略。

Ⅳ型內(nèi)部產(chǎn)物的凝膠粒子：在水泥粒子原來邊緣形成的內(nèi)部水化產(chǎn)物，它與其他水化產(chǎn)物保持緊密接觸，外觀為緊密集合的約0.1 μ m的等大粒子組成的縐皮狀集合體。其他人的觀點(diǎn)：

Taylor認(rèn)為：在短齡的水泥石中Ⅰ型纖維狀凝膠粒子占主要地位，Ⅱ型網(wǎng)絡(luò)狀凝膠粒子也常有發(fā)現(xiàn)，Ⅲ型不規(guī)則等大粒子狀凝膠粒子要在水化到一定程度后才出現(xiàn)，占重要地位，Ⅳ型內(nèi)部產(chǎn)物的凝膠粒子則不易見到。C-S-H凝膠模型

①Powers-Brunauer模型 ：C-S-H是粒徑大約為14nm的剛性顆粒，形成層狀的托勃莫來石凝膠，具有很高的比表面，顆粒間的凝膠空隙率為28%。孔隙口徑小于4埃，所以凝膠孔只能容水分子進(jìn)入。任何沒有被凝膠填充的空間稱為毛細(xì)孔。凝膠粒子由范德華力結(jié)合，C-S-H凝膠在水中的膨脹性是由 于單個(gè)粒子間存在水分子層而導(dǎo)致粒子的分離。

②Feldman-Sereda模型：微觀結(jié)構(gòu)視為硅酸鹽不完整層狀晶體結(jié)構(gòu)，與Powers-Brunaue模型比較，該模型認(rèn)為水的作用更加復(fù)雜，其中的一部分水在凝膠結(jié)構(gòu)的表面上形成氫鍵，另一部分則物理吸附于表面上。③Pratt等人采用帶濕樣池的TEM觀察未經(jīng)干燥的原始試樣，建立了早期，中期和后期產(chǎn)物的概念。早期產(chǎn)物又稱Ｅ型C-S-H，是薄片形態(tài) ；中期產(chǎn)物又稱Ｏ型C-S-H，是無定型凝膠，它可能發(fā)展成Ⅰ型纖維狀凝膠粒子，也可在以后發(fā)展為Ⅲ型不規(guī)則等大粒子狀凝膠粒子；后期產(chǎn)物是致密凝膠物質(zhì)，由于此時(shí)粒子周圍空間已經(jīng)填滿，主要在粒子原來占據(jù)的空間生長（它與Ⅳ型內(nèi)部產(chǎn)物的凝膠粒子接近）。

④C-S-H結(jié)構(gòu)模型：Jenning提出了C-S-H 納米結(jié)構(gòu)的凝膠模型，該模型認(rèn)為C-S-H 凝膠最小結(jié)構(gòu)單元(globue 膠束)近似為直徑小于5 nm 的球狀體。這些球狀體堆積在一起形成2 種不同堆積密度的結(jié)構(gòu)，稱作高密度水化硅酸鈣凝膠(HD C-S-H)和低密度(LD)水化硅酸鈣凝膠(LD C-S-H)。這兩種堆積形態(tài)大體上與 “內(nèi)部水化產(chǎn)物”和 “外部水化產(chǎn)物”形貌相對(duì)應(yīng)。在C-S-H 中含水的區(qū)域包括層間空間、膠粒內(nèi)孔(intra globule pores，IG，尺寸≤1nm)、小凝膠孔(small gel pores，SGP，尺寸為1～3 nm)和大凝膠孔(larger gel pores，LGP，尺寸為 3～12 nm)。

四、混凝土中孔的作用，孔與混凝土強(qiáng)度、收縮、抗凍性、滲透性的關(guān)系。

1孔的作用

有利作用: 水化通道、水化產(chǎn)物空間;特殊形狀的孔對(duì)抗?jié)B、抗凍有利;特殊環(huán)境需要孔，如保溫、吸聲、隔熱、輕質(zhì)等;為某些工藝提供條件。

不利作用: 孔隙率提高，強(qiáng)度下降;孔中水運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生干縮或濕脹;粗大的孔容易產(chǎn)生碳化、抗?jié)B性下降;大孔中水飽和，抗凍性下降;孔多鋼筋易銹蝕;孔中進(jìn)水，熱工性能下降等?！资腔炷列阅芰踊闹饕獌?nèi)因之一。

2孔結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系

強(qiáng)度：不同孔徑的影響略有差別，總的來說，孔結(jié)構(gòu)的存在使混凝土的強(qiáng)度降低。收縮：孔徑分布的不同對(duì)混凝土收縮影響程度不同，小孔徑比例增大，收縮會(huì)有相應(yīng)的增加

抗凍性：孔結(jié)構(gòu)能很好的改善混凝土的抗凍性，引入微小球形氣孔是提高混凝土抗凍性的重要技術(shù)途徑。滲透性：孔的類型決定了不同孔結(jié)構(gòu)的影響不同，對(duì)于通孔，會(huì)使混凝土的滲透性增加，對(duì)于閉孔，孔隙率高低不影響滲透性。

測(cè)孔方法：光學(xué)顯微鏡、壓汞法、吸附法、SEM,小角度X衍射，氦流法、核磁共振等。引入的氣孔作用機(jī)理：

a水壓很高，可使毛細(xì)孔間的水泥石破壞； b引入的氣孔可以釋放水壓，避免高壓水的產(chǎn)生； c大量的空氣泡減小了水釋放的平均距離； d引入的微小球形氣孔有利于抗凍害性能的改善。

五、水泥石與集料界面區(qū)的特征、形成機(jī)理、改善措施。水泥石與集料界面區(qū)的特征：1）水泥石-集料界面并不一個(gè)“面”，而是一個(gè)有一定厚度的層（0~100μm）。2）由于從水泥石向集料表面方向形成水灰比梯度而產(chǎn)生；3）從水泥石本體向集料表面，水灰比逐漸變大，有利于結(jié)晶體形成、長大。

過渡區(qū)典型特征：1）W/C高；2）孔隙率大；3）CH和鈣礬石結(jié)晶顆粒大、含量多；4）CH、AFt取向生長。界面區(qū)形成機(jī)理：

1）集料表面帶電使?jié){體中的水分子強(qiáng)烈定向，并使集料表面附近水膜變厚；

2）只有陽離子Ca2+受電場(chǎng)作用，活動(dòng)度較大，易遷移到集料表面附近，故此處的Ca(OH)2達(dá)到飽和濃度，首先在集料表面上結(jié)晶，形成Ca(OH)2結(jié)晶——產(chǎn)生取向排列。

3）由于在集料與水泥漿體接觸區(qū)水灰比局部升高，擴(kuò)散到這里的Ca 2+濃度較低，因此晶體生長速度大于成核速度，所以晶體粗大。AFt相和Ca(OH)2晶體的富集現(xiàn)象出現(xiàn)—孔隙率增加。改善措施

1）調(diào)整配合比：其一是調(diào)整用水量，盡可能降低水灰比，減少用水量。其二是調(diào)整水泥用量。

2）選擇合適的集料：集料與水泥的相容性考慮：相近為好。集料的幾何性質(zhì)對(duì)界面性質(zhì)的影響不容忽視：一是集料的粒徑。二是集料的表面形狀。

3）水泥裹砂（石）工藝；預(yù)熱集料工藝；壓蒸工藝；摻加聚合物；摻入火山灰質(zhì)混合材；加晶種；摻入膨脹組份；超塑化劑的影響

一、新拌性能：主要內(nèi)涵、相關(guān)流變概念、影響因素及改善措施； 主要內(nèi)涵：

混凝土的工作性，也成和易性，是指混凝土混合料易于各工序施工操作，并獲得質(zhì)量均勻、結(jié)構(gòu)密實(shí)的混凝土的性能。包括流動(dòng)性、粘聚性和保水性。

流動(dòng)性：混合料在自重或機(jī)械振搗作用下，能流動(dòng)并均勻密實(shí)地填滿模板的功能。它主要反映混凝土混合料的稠度，關(guān)系施工振搗的難易和澆筑的質(zhì)量。

粘聚性：混合料各組分材料之間具有一定的凝聚力，在運(yùn)輸和澆筑過程中不致發(fā)生分層離析現(xiàn)象，使混凝土保持整體均勻的性能。

保水性：混凝土混合材具有一定的保持內(nèi)部水分的能力，在施工過程中不致產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。保水性差，混凝土內(nèi)部易形成泌水通道，降低混凝土的密實(shí)度和抗?jié)B性，使硬化混凝土的強(qiáng)度和耐久性受到影響。

綜合來看，上述三種性能在某種程度上是相互矛盾的。通常情況下，粘聚性好則混凝土在保水方面表現(xiàn)較好，但如流動(dòng)性增大，則其保水性和粘聚性往往變差，反之亦然。工作性良好的混凝土指既具有滿足施工要求的流動(dòng)性，又具有良好的粘聚性和保水性。良好的工作性既是施工的要求也是獲得質(zhì)量均勻密實(shí)混凝土的基本保證。

1、變形與流動(dòng)

變形—實(shí)際包含三種含義：對(duì)彈性體—稱為應(yīng)變；對(duì)塑性體—稱為永久變形；對(duì)液體—稱為流動(dòng)。

流動(dòng)—在不變剪切應(yīng)力下，材料隨時(shí)間產(chǎn)生的連續(xù)變形。

流動(dòng)：塑性流動(dòng)（塑流）-材料內(nèi)部的抗剪應(yīng)力與流速無關(guān)的流動(dòng)。

粘性流動(dòng)（粘流）-應(yīng)力隨流速增加的流動(dòng)。

固體“流動(dòng)”—其產(chǎn)生應(yīng)變的大小。不決定于作用力大小，而決定于作用時(shí)間長短產(chǎn)生的應(yīng)變。

變形的產(chǎn)生只有在剪切力的作用下才有可能-才會(huì)使不同物體產(chǎn)生不同的變形（彈性應(yīng)變、塑性永久變形或粘性流動(dòng)）。

2、彈性、塑性與粘性

彈性：當(dāng)超過物質(zhì)彈性極限時(shí)，物質(zhì)就失去彈性，產(chǎn)生的若不是斷裂，就是塑性變形。

塑性：為非可逆變形。從微觀結(jié)構(gòu)分析-是由沿晶體滑移面發(fā)生剪切應(yīng)力而引起的。發(fā)生塑性變形的條件是不同時(shí)出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。

粘性：是包括氣體和液體在內(nèi)的流體，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)阻礙相對(duì)流動(dòng)的一種性能。

在流動(dòng)的液體中，若在平行于流動(dòng)方向分成不同流速的若干層，則相鄰兩層間所產(chǎn)生的與平面平行而與流向相反的阻力即為粘性，或稱為摩擦。

粘性對(duì)溫度敏感。液體升溫時(shí)粘度減小，而氣體升溫時(shí)粘性增大。

3、強(qiáng)度：在應(yīng)力作用下，當(dāng)符合胡克定律的固體物質(zhì)的應(yīng)變無限增加時(shí)，會(huì)出現(xiàn)兩種可能：

如該物體具有塑性，則在超過屈服值后呈圣維南體變形，即在應(yīng)力不變下，塑性變形無限制地發(fā)展；

如該物體屬于脆性體，則在達(dá)到某一應(yīng)力值時(shí)，即出現(xiàn)脆性斷裂。

出現(xiàn)以上兩種后果時(shí)的應(yīng)力，都稱為該物質(zhì)的強(qiáng)度。常稱其力學(xué)強(qiáng)度（以區(qū)別其他光、聲等強(qiáng)度）。

所謂破壞強(qiáng)度-是物體承受變形的極限。它決定于物體吸收彈性勢(shì)能的能力，即彈性極限。

強(qiáng)度與彈性同樣與荷載速度及持續(xù)時(shí)間存在密切關(guān)系。

4、脆性：在外力作用下，直到破碎前不出現(xiàn)塑性變形而僅出現(xiàn)彈性變形，或在出現(xiàn)塑性變形前即告斷裂的性能。脆性材料的強(qiáng)度不可能超過彈性極限。

5、延性：是與脆性相反的性能。是材料在破碎前所能承受塑性變形的能力。

6、韌性：在外力作用下，材料在塑性變形的過程中吸收能量的能力。或者說，材料在達(dá)到斷裂前，單位體積內(nèi)所需消耗功的總量；韌性實(shí)際是強(qiáng)度和延性的綜合。水泥混凝土從結(jié)構(gòu)改性來說，主要目的是從脆性改向韌性（既是提高其“斷裂功”）。

7、結(jié)構(gòu)粘性：一種懸浮分散系統(tǒng)的粘性液體，靜止?fàn)顟B(tài)下形成的是比較致密的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，顯示有較大粘度。當(dāng)加以攪動(dòng)時(shí)，結(jié)構(gòu)隨剪切力的增加而變得松弛，阻力減小，粘度降低。但攪動(dòng)停止后就很快恢復(fù)致密結(jié)構(gòu)。這種可變粘度的現(xiàn)象稱為結(jié)構(gòu)粘性。

8、觸變性：材料經(jīng)歷“在剪切力作用下表面粘性降低，緊接著當(dāng)剪切力移開時(shí)逐漸恢復(fù)；其影響是隨時(shí)間變化的”。真正的觸變性流體顯示一個(gè)完全可逆的過程。

其與結(jié)構(gòu)粘性的主要不同是：可逆轉(zhuǎn)變極慢，而前者是瞬間互變。

水泥漿體結(jié)構(gòu)形成的初期具有觸變性，但在一定階段后即告消失。因此，觸變性可作為水泥漿體結(jié)構(gòu)形成和發(fā)展的標(biāo)志之一。

9、彈性后效：某些材料在外力持續(xù)作用下會(huì)產(chǎn)生發(fā)展十分緩慢的變形，當(dāng)外力移走后，變形消失也十分遲緩，這種現(xiàn)象稱為彈性后效（或彈性滯后）。

一般彈性變形在物體中的傳遞都是按聲速發(fā)展或消失的，而彈性后效則已非常慢的速度傳遞。一般高分子材料（如橡膠等）具有極大的彈性后效，故常稱其為高彈性材料。

10、徐變（蠕變）：從流變學(xué)考慮，混凝土的徐變主要是一種彈性后效的表現(xiàn)。

11、應(yīng)力松弛：在外力持續(xù)作用下發(fā)生著變形的材料，在總變形值保持不變下，由于徐變漸增，彈性變形相對(duì)漸減而引起材料內(nèi)部應(yīng)力隨時(shí)間延續(xù)而逐漸減少。從熱力學(xué)觀點(diǎn)分析，材料受外力作用而長期保持著一定的變形，則貯存在材料中的彈性勢(shì)能必將逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。這種從勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿倪^程，即能量消散過程，就是應(yīng)力松弛現(xiàn)象。影響因素：拌合物的水含量、水膠比、集料性質(zhì)（數(shù)量、粗細(xì)集料相對(duì)比、外形與特征、內(nèi)部孔隙率等）、時(shí)間和溫度、水泥的性質(zhì)、外加劑、混合材料

改善措施：

二、離析與泌水的現(xiàn)象、影響因素及改善措施；

1、離析：新拌混凝土成分的析出-形成不均勻拌合物。通常指砂漿和粗集料產(chǎn)生分離。影響因素：

集料顆粒尺寸，較大的最大顆粒尺寸（大于25mm）和大顆粒比例 粗集料的密度，粗集料的密度比細(xì)集料高

粗細(xì)集料比例，混凝土中較細(xì)集料數(shù)量的減少（砂或水泥）

集料形狀及表面特征，不是光滑、勻稱的顆粒，而是形狀不規(guī)則，粗糙的顆粒 混合物的濕度，太干或太濕的混合物

改善：摻加引氣劑和級(jí)配好的混合材料—可降低混凝土的離析

2、泌水：混凝土體積已固定，但還未凝結(jié)前，水分的向上運(yùn)動(dòng)。泌水是混凝土離析的一種特殊形式。影響因素：同離析。或：http://wenku.baidu.com/link?url=z9_TmAA3zWWzmjXvKPzjt2olcDJrAFdcMbjgkOwWQIlf8OUCp3cG76oVhkO7AIVzwZGzisfYncMAaQuf-6oIAMD9C9UULVTIs3VmvceeJCm

改善措施：

增加水泥細(xì)度或使用火山灰和微細(xì)礦物外加劑； 增加水泥的水化速度，或是使用含有高堿成分和高C3A成分的水泥（可能會(huì)產(chǎn)生其他不好影響）。或使用CaCl2（可能會(huì)有不好影響）； 使用引氣劑（非常有效）；

保證滿意工作性前提下，減少水含量。

三、正常及反常凝結(jié)的表現(xiàn)與影響。

正常凝結(jié)：混凝土的凝結(jié)是新拌混凝土具有硬度的開端。凝結(jié)是真正的流質(zhì)態(tài)到真正的固化態(tài)之間的狀態(tài)過渡期。

反常的凝結(jié)行為：

假凝結(jié)：混凝土可能會(huì)在混合完成后的短時(shí)間里快速變硬。重新攪拌又恢復(fù)流動(dòng)性，且混凝土?xí)^續(xù)進(jìn)行正常的凝結(jié)。該現(xiàn)象通常是由石膏結(jié)晶引起的，也稱石膏凝結(jié)。是無害的。也可能是混合完成不久形成過量鈣礬石引起的。表面電荷反常集中可能引起漿體絮凝和高度的觸變性。瞬間凝結(jié)（閃凝）：若水泥中C3A活性很高-可能發(fā)生閃凝（也稱快速凝結(jié)）；是由于單硫型水化硫鋁酸鈣大量形成和其他的鋁酸鈣的水化引起的。其是不能被進(jìn)一步混合所終斷的快速凝結(jié)，意味著混凝土已產(chǎn)生了一定的強(qiáng)度。因此，閃凝是一種比假凝結(jié)更嚴(yán)重的情況。目前，閃凝對(duì)硅酸鹽水泥來說，已通過使用石膏控制C3A水化而消除了。偶爾使用外加劑可能會(huì)增加C3A水化而發(fā)生閃凝。C3A和石膏含量高時(shí)，鈣礬石的形成也可能引起閃凝。

*反常凝結(jié)的防止：改用另一種適當(dāng)?shù)耐饧觿?；不使用外加劑；改變水泥中石膏含量；外加劑加入前少量水泥的預(yù)水化（主要是C3A）

四、力學(xué)性能：界面過渡區(qū)與力學(xué)性能的關(guān)系；

目前還沒有標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)量ITZ強(qiáng)度及更為重要的集料顆粒與ITZ間的粘結(jié)強(qiáng)度。漿體-集料粘結(jié)強(qiáng)度增大，混凝土抗壓、抗拉、抗折強(qiáng)度也增大，增加幅度約為5%~40%，且抗拉強(qiáng)度的改善程度大于抗壓強(qiáng)度。目前改善界面過渡區(qū)最有效的方法—加入硅灰（水泥質(zhì)量的10%~15%）。其他技術(shù)包括加化學(xué)試劑（表面活性劑或水玻璃）也開始研究。

對(duì)于普通混凝土：界面過渡區(qū)的改善不一定導(dǎo)致混凝土行為較大的改變。質(zhì)量較好的漿體-集料粘結(jié)使混凝土強(qiáng)度少許的增加在很大程度上會(huì)被所獲得的材料脆性增大所抵消。

對(duì)高性能體系：改善界面過渡區(qū)而獲得高粘結(jié)強(qiáng)度是比較重要的。

五、抗壓強(qiáng)度的相關(guān)概念、破壞機(jī)理、影響因素及改善措施； 抗壓強(qiáng)度的相關(guān)概念：混凝土

立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：以150mm邊長的混凝土立方體試件在20±2℃，相對(duì)濕度為95%以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)28天，用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得具有在95%保證率的抗壓強(qiáng)度，用fcu，k表示。C30表示混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k＝30N/㎜2.破壞機(jī)理：混凝土的破壞過程大致認(rèn)為有5個(gè)階段：Ⅰ-界面裂紋無明顯變化；Ⅱ-界面裂紋增長，無明顯砂漿裂紋；Ⅲ-出現(xiàn)砂漿裂紋和連續(xù)裂紋；Ⅳ-連續(xù)裂紋迅速擴(kuò)展,匯合,貫通； Ⅴ-裂紋緩慢增長；Ⅵ-裂紋迅速增長

影響因素：材料：水泥、集（骨）料、水、外加劑、摻合料等;配合比：水灰比、單位水泥用量、骨料用量、漿骨比等;施工和養(yǎng)護(hù)：攪拌、運(yùn)輸、澆灌、搗固等方法,養(yǎng)護(hù)溫度、濕度、齡期等;試件形狀和尺寸、加荷速度、試驗(yàn)方法等

改善措施：采用干硬性混凝土或較小的水灰比；采用高強(qiáng)度等級(jí)水泥或快硬早強(qiáng)型水泥；采用級(jí)配好、質(zhì)量高、粒徑適宜的骨料 ；采用機(jī)械攪拌和機(jī)械振動(dòng)成型；加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)；摻加外加劑；摻加混凝土摻合料。

六、其它力學(xué)性質(zhì)評(píng)定的主要目的；

抗拉強(qiáng)度：因?yàn)樵诶旌奢d下裂縫容易擴(kuò)展。在路面、水槽等設(shè)計(jì)中抗拉強(qiáng)度是重要參數(shù)，為減少因主拉應(yīng)力、干縮和溫度變化而發(fā)生的裂縫，增大抗拉強(qiáng)度是行之有效的。對(duì)于拱壩等產(chǎn)生復(fù)合應(yīng)力的結(jié)構(gòu)物，抗拉強(qiáng)度也是重要參數(shù)。

抗彎強(qiáng)度：是道路、飛機(jī)跑道等混凝土工程設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)。

抗剪強(qiáng)度：工程實(shí)踐中，混凝土單純因剪應(yīng)力使其發(fā)生破壞的情形幾乎是不存在的，一般是由剪切應(yīng)力和正應(yīng)力合成的主應(yīng)力使其產(chǎn)生裂縫而破壞。

支壓強(qiáng)度：橋墩、構(gòu)件錨固部分的混凝土等，在整個(gè)結(jié)構(gòu)斷面上，只有一部分支承壓力。

組合應(yīng)力下的強(qiáng)度：但實(shí)際結(jié)構(gòu)物中的應(yīng)力狀態(tài)是非常復(fù)雜的，不單是在一個(gè)方向上有應(yīng)力，而是處于二向應(yīng)力或三向應(yīng)力的組合狀態(tài)。當(dāng)各種主應(yīng)力彼此都相當(dāng)大，對(duì)于混凝土強(qiáng)度又有相當(dāng)大的影響時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮組合應(yīng)力狀態(tài)的強(qiáng)度才比較合理。

疲勞強(qiáng)度：混凝土受到反復(fù)應(yīng)力作用時(shí)，即使在較小的應(yīng)力（低于靜力強(qiáng)度）下也會(huì)發(fā)生破壞。

沖擊強(qiáng)度：混凝土的破壞強(qiáng)度受到加荷速度的影響，沖擊作用下加荷比靜止?fàn)顟B(tài)下加荷反應(yīng)出的強(qiáng)度有所增大。

粘結(jié)強(qiáng)度：埋入混凝土中的鋼筋，抵抗其拉出滑動(dòng)量。

七、強(qiáng)度預(yù)測(cè)的目的及加速測(cè)定主要方法。

目的：隨建筑技術(shù)的改善，混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑施工更為迅速，就要求對(duì)早期強(qiáng)度和質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。因此，混凝土強(qiáng)度和質(zhì)量的早期評(píng)估對(duì)經(jīng)濟(jì)安全的建筑施工是絕對(duì)安全必要的。

方法：已有標(biāo)準(zhǔn)用于混凝土加速測(cè)定的方法：1）基于高溫養(yǎng)護(hù)條件下強(qiáng)度加速增長的圓柱體試件的測(cè)定：加速養(yǎng)護(hù)法：熱水法養(yǎng)護(hù)，自養(yǎng)護(hù)，蒸煮法養(yǎng)護(hù)。2）通過成熟度由早期強(qiáng)度預(yù)測(cè)后強(qiáng)度：成熟度法。

7、混凝土塑性收縮的基本特征機(jī)理、影響因素以及預(yù)防措施。

在混凝土澆筑數(shù)小時(shí)后，其表面開始沉降，常出現(xiàn)水平的小裂縫，這種在塑性階段出現(xiàn)的體積收縮常稱為塑性收縮。

機(jī)理：塑性收縮只要是由于兩個(gè)方面的作用：一方面，混凝土澆筑密實(shí)后，由于混凝土原材料存在的密度、質(zhì)量、形狀等差異，沉降和泌水同哦你是進(jìn)行，對(duì)于大水灰比或明顯泌水的混凝土，上表面的水分蒸發(fā)后，混凝土的體積比發(fā)生沉降和泌水前的體積有所減少；另一方面，混凝土表面失水速率過快，形成凹液面，產(chǎn)生毛細(xì)管負(fù)壓力，混凝土尚未硬化，彈性模量很低，開始出現(xiàn)塑性收縮。同時(shí)若混凝土表面的抗拉強(qiáng)度低于限制收縮導(dǎo)致的拉應(yīng)力時(shí)，開始出現(xiàn)塑性收縮。影響因素：導(dǎo)致塑性收縮的原因很多，包括泌水或沉降、基礎(chǔ)或模板或骨料吸水、水分的快速蒸發(fā)、水泥漿體積的減小、模板的腫脹或沉陷等。

預(yù)防措施：可通過遮擋混凝土表面等措施降低其表面的蒸發(fā)量，達(dá)到控制塑性收縮的作用。防止塑性收縮的方法就是對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，覆蓋濕布、灑水、包裹塑料薄膜、噴灑養(yǎng)護(hù)劑等。

8、干燥收縮（包括自收縮、碳化收縮）

影響收縮的因素：①集料對(duì)混凝土收縮的抑制取決于：集料的數(shù)量、集料的剛性、粗集料的最大尺寸。

②試件幾何形狀，由于其決定試件失水速率，因此也將決定干燥收縮的速率和數(shù)量。

（1）自收縮及影響因素。

當(dāng)水灰比w/c（﹤0.3）時(shí)，拌合時(shí)加的水用于水化，水化放熱，溫度升高，體積收縮，且由于摻入活性火山灰而收縮增大。該現(xiàn)象稱為自干燥并以自收縮的形式出現(xiàn)。

影響因素：

①水泥：水泥水化是混凝土產(chǎn)生自收縮的最根本原因，水泥水化產(chǎn)生化學(xué)減縮，而水化反應(yīng)消耗水分產(chǎn)生自干燥收縮。

②礦物摻和料：一般硅灰摻量越大，自收縮越大；粉煤灰、石灰石粉、憎水石英粉，隨其摻量的增大，自收縮減小。

③膠凝材料含量：單位體積水泥用量越多，混凝土各齡期的自收縮就越大。④水膠比：混凝土自收縮隨水膠比的減小和水泥石微結(jié)構(gòu)的致密而增加。⑤養(yǎng)護(hù)條件：養(yǎng)護(hù)溫度和濕度。（2）碳化收縮及影響因素。

碳化收縮：已硬化的水泥漿體與二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。空氣中所含CO2的數(shù)量（約0.04%）只有在一段很長的時(shí)間內(nèi)才足以與水泥漿體起顯著反應(yīng)，然而，此反應(yīng)伴有不可逆收縮，故稱為碳化收縮。

影響因素：碳化速度取決于混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)度、孔洞溶液pH值和混凝土的含水量，以及周圍介質(zhì)的相對(duì)濕度與二氧化碳的濃度。

在高濕度下，由于孔隙大部分被水充滿，CO2不能很好地滲透到降體中，所以碳化很少； 在50%RH左右時(shí)碳化收縮最大。

在很低濕度下，由于沒有水膜，故碳化速度較低； 若干燥以后發(fā)生碳化，則碳化收縮最大

9、硬化混凝土在長期荷載作用下的變形特征（徐變）、產(chǎn)生原因、影響因素及主要作用。徐變：恒定荷載作用下與時(shí)間有關(guān)的非彈性形變。

（1）產(chǎn)生原因：水泥石中凝膠粘性流動(dòng)向毛細(xì)孔移動(dòng)的結(jié)果，以及凝膠體內(nèi)吸附水在荷載作用下向毛細(xì)孔遷移的結(jié)果。

（2）影響徐變的因素：

1）施加的應(yīng)力：加載齡期愈小，水泥的水化愈不充分，混凝土的強(qiáng)度愈低，混凝土的徐變也愈大。2）水灰比：水灰比越大，水泥石含量及毛細(xì)孔數(shù)量越多，徐變?cè)酱蟆?）養(yǎng)護(hù)條件：養(yǎng)護(hù)溫度提高，基本徐變和干縮徐變都減小。

4）溫度：如在荷載作用期間，混凝土保持在較高的溫度下，則其徐變量會(huì)增加到超過保持在室溫下混凝土的徐變。

5）濕度：自由水的存在是發(fā)生徐變的必然條件。徐變是混凝土中可蒸發(fā)水量的函數(shù)，當(dāng)不存在可蒸發(fā)水時(shí)，徐變?yōu)榱恪?/p>

6）基體成分：水泥用量與成分；化學(xué)外加劑；集料。

7）試件幾何形狀。隨構(gòu)件體表比的增大，混凝土的收縮和徐變較?。?）在混凝土中的作用：

1）有利作用：可消除應(yīng)力集中，使應(yīng)力重分布，從而使局部應(yīng)力集中得到緩解；對(duì)大體積混凝土工程，可降低或消除一部分由于溫度變形所產(chǎn)生的破壞應(yīng)力。

2）不利作用：在預(yù)應(yīng)力混凝土中，將會(huì)使鋼筋預(yù)應(yīng)力值受到損失。

11、與普通混凝土比較，高性能混凝土的變形特點(diǎn)？

1）自收縮大-主要發(fā)生在早期；

2）溫度收縮大-出現(xiàn)時(shí)間提前； 3）化學(xué)收縮、干燥收縮相對(duì)較小-但其實(shí)測(cè)值（包括部分自收縮值）并不一定小，即其自收縮與溫度收縮較大。

4）高性能混凝土早期收縮大、早期彈性模量增長快、抗拉強(qiáng)度并無顯著提高、比徐變變小等因素—導(dǎo)致高性能混凝土（特別是高強(qiáng)混凝土）的早期抗裂性差。

5）高性能混凝上的徐變較普通混凝土要小，因?yàn)樗z比低，硬化漿體剛性大。

12、耐久性：主要包括內(nèi)容及其評(píng)價(jià)目的

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性：混凝土結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件在自然環(huán)境、使用環(huán)境及材料內(nèi)部因素的作用下，在設(shè)計(jì)要求的目標(biāo)使用期內(nèi)，不需要花費(fèi)大量資金加固處理而能夠長期維持其所需功能的能力。

包括：混凝土抗?jié)B性；混凝土抗凍性；鋼筋銹蝕與防護(hù)；混凝土碳化；混凝土堿-集料反應(yīng) 評(píng)價(jià)目的：

對(duì)已有結(jié)構(gòu)物進(jìn)行耐久性和剩余壽命評(píng)定，以選擇正確合理的處理維修、加固方法； 對(duì)新建結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐久性和使用壽命設(shè)計(jì)，確保工程結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)正常工作。

13、堿集料反應(yīng)的主要類型、條件、破壞特征及預(yù)防措施。

主要類型：（1）堿－硅酸反應(yīng)（2）堿－硅酸鹽反應(yīng)（3）堿－碳酸鹽反應(yīng)

（1）堿— 硅酸反應(yīng)(ASR）：骨料中的活性二氧化硅與堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成膨脹性堿硅酸凝膠，導(dǎo)致混凝土膨脹性開裂。

（2）堿－硅酸鹽反應(yīng):反應(yīng)機(jī)理與堿－硅酸反應(yīng)機(jī)理類似，只是反應(yīng)速度較緩慢。

（3）堿— 碳酸鹽反應(yīng)(ACR）：某些骨料中的碳酸鹽礦物與堿發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)引起混凝土的地圖狀開裂。堿骨料反應(yīng)的基本條件：1）（堿）活性礦物集料；2）堿性溶液（KOH、NaOH）；3）足夠的潮濕度（RH>80％）。破壞的主要特征：①時(shí)間范圍：5~10年；②體積變形：整體膨脹 ；③表面裂縫：網(wǎng)狀開裂；④表面析出物：透明或淡黃色凝膠；⑤內(nèi)部特征：內(nèi)部凝膠，沿界面開裂，骨料周圍反應(yīng)環(huán) ；⑥外界條件：潮濕環(huán)境 預(yù)防措施：1）采用低堿水泥 ；2）使用非活性集料；構(gòu)的施工及使用條件．5）其它方法）使用摻合料降低混凝土的堿性；4）改善混凝土結(jié)

第五篇：水泥混凝土路面病害防治與研究

水泥混凝土路面病害防治與研究

摘要:水泥混凝土路面因具有強(qiáng)度高，耐久性優(yōu)良。水泥來源廣等特點(diǎn)而在全國范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展，路面里程不斷 增長，但在現(xiàn)代交通以及自然作用下，路面早期病害不斷出現(xiàn)。本文主要分析水泥混凝土路面常見病害的產(chǎn)生原因并提出處理措施。

關(guān)鍵詞:水泥混凝土路面；病害；處治 ；維修 ；

前言

隨著國家對(duì)高速公路建設(shè)投資力度的加大.我國的公路工程建設(shè)十分迅速對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。水泥混凝土路面損壞可分為:斷裂類、豎向位移類、接縫類和表層類四種類型。斷裂類主要指縱、橫、斜向裂縫和交叉裂縫、斷裂板等;豎向位移類主要指沉陷和脹起;接縫類主要指裂縫的填縫料損壞、唧泥、錯(cuò)臺(tái)和拱起等;表層類主要指坑洞、露骨、網(wǎng)裂和起皮、粗集料凍融裂紋、修補(bǔ)損壞等，對(duì)路面病害進(jìn)行了分類，并分析了各種病害的產(chǎn)生機(jī)理。從設(shè)計(jì)，施工和養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)。提出水泥混凝土路面病害的防治措施，以及對(duì)水泥混凝土裂縫、局部、破碎板塊等進(jìn)行補(bǔ)修的防治措施。病害產(chǎn)生的成因

目前產(chǎn)生的病害,原因有以下五種;一是水的防治不夠,路基土質(zhì)差及路基地下水位高;二是路基不均勻沉降;三是路面基層,面層強(qiáng)度不足;四是超重荷載的作用;五是設(shè)計(jì)和施工缺陷。

1.1水的防治不及時(shí),是產(chǎn)生病害的主要原因

水泥路面的橫向縫都是采用瀝青灌塞,縱縫為施工縫不灌瀝青。路肩盲溝排水設(shè)置基本沒有。經(jīng)過多年的行車作用,路面板塊間相互擠壓,原路面橫縫的填縫料失效,地表水通過裂縫滲入基層,而又無法從路肩排出,造成基層軟化。在車輛載荷的重復(fù)作用下,產(chǎn)生唧泥現(xiàn)象將基層細(xì)料沖走,導(dǎo)致板邊緣的基礎(chǔ)部分失去支撐能力,端脫空、路面板塊松動(dòng)、錯(cuò)臺(tái)、板角冒漿,最后開裂斷板破碎。1.2路基不均勻沉降造成板斷裂和破碎

這種病害大部分布在路基填挖交界段,高填方路段及路面與橋涵等構(gòu)造物交接路段。因?yàn)槁坊牟痪鶆虺两翟斐陕访娴某料?在車輛高速?zèng)_擊作用下造成錯(cuò)臺(tái)滲水、唧泥導(dǎo)致斷裂和破碎板。

1.3路面基層和面層強(qiáng)度不足特別是強(qiáng)度不均勻也是造成破碎板的原因

作為混凝土路面基層,首先要求強(qiáng)度高,整體性和水穩(wěn)性好。從現(xiàn)場(chǎng)觀察到的二灰基層來看,其強(qiáng)度本身不是很好,加上基層施工拌和不均勻,壓實(shí)不夠等原因造成基層不板結(jié),局部地方還有松散現(xiàn)象,基層強(qiáng)度難以滿足設(shè)計(jì)要求。在行車荷載作用下,混凝土板底的拉應(yīng)力增大,甚至車輛超載超限,致使混凝土板可能產(chǎn)生過大的荷載應(yīng)力而造成強(qiáng)度破壞。另外,由于原混凝土路面施工局部地段厚度及混凝土配合比達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,在荷載強(qiáng)作用下,混凝土路面無法承受荷載帶來的豎向剪切力,從而導(dǎo)致路面斷板、破碎板。

1.4超重荷載的作用也是造成混凝土路面斷板、碎板的主要原因

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,車流量不斷增加,加上絕大部分車輛進(jìn)行改裝,加高車廂,加厚大梁等,超載現(xiàn)象屢禁不止,造成混凝土板塊疲勞,形成斷裂和破碎。防治措施

2.1裂縫修補(bǔ)

水泥混凝土路面裂縫型式多樣,處治時(shí)要根據(jù)具體情況采用相應(yīng)的技術(shù)措施?？p寬不足0.5mm的非擴(kuò)展性表面裂縫,采用壓注灌漿法;局部性裂縫,且縫口較寬時(shí),采取擴(kuò)縫灌漿法;對(duì)貫穿全厚的裂縫,采用條帶罩面法。對(duì)裂縫寬度大于3mm的裂縫,用環(huán)氧樹脂與固化劑攪拌均勻后直接灌注。2.2接縫修補(bǔ)

接縫施工時(shí),為保證清縫質(zhì)量,對(duì)雜物充填較多的縱縫,必須用切縫機(jī)切割,其它縫也應(yīng)用鐵鏟對(duì)雜物和老化的填料進(jìn)行清理,然后用高壓氣體吹凈。對(duì)加熱型填縫材料,按規(guī)定進(jìn)行熔化,使其具有較好的流動(dòng)性,加熱溫度不宜過高、過低,時(shí)間不宜過長,以避免材料老化或流動(dòng)性較差。用黃油槍或扁嘴鐵壺沿縫方向均勻澆灌加熱后的填縫料至縫填滿為止(不宜過高或過低),灌縫深度至少應(yīng)大于1.5cm。灌縫應(yīng)在路面干燥及路面板下沒有積水時(shí)進(jìn)行,保證填料與縫壁粘接牢固且不被高壓水剝離、擠出。根據(jù)填縫料性質(zhì),做好施工交通控制工作,待填縫料冷卻后開放交通(一般需30min),以免其被行車粘掉。堅(jiān)持周期性養(yǎng)護(hù),根據(jù)填料有效使用壽命,對(duì)全部構(gòu)造縫進(jìn)行全面清縫和普灌,其后每年入冬和雨季之前進(jìn)行補(bǔ)灌,保證構(gòu)造縫全部密封。2.3局部修補(bǔ)

對(duì)出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)的板塊,先采用壓漿調(diào)整,恢復(fù)平順,調(diào)整后仍有高差,且錯(cuò)臺(tái)量小于10mm,可用建筑磨平機(jī)打磨掉高出的部分或人工鑿除高出部分,鑿除(打磨)寬度一般為10～30cm。錯(cuò)臺(tái)量大于10mm的,在低的一側(cè)用瀝青砂或細(xì)粒式瀝青碎石襯平,襯補(bǔ)長度按高差的1～2%,也可用聚合物水泥砂漿薄層修補(bǔ)。修補(bǔ)前應(yīng)用鋼絲刷將原路面清理干凈。大面積麻面、露骨、平整度差等結(jié)構(gòu)性病害,常采用瀝青混凝土罩面處理,處理厚度應(yīng)大于2.5cm,罩面前要對(duì)破碎板及整個(gè)路面進(jìn)行修補(bǔ)和壓漿處理。一般的麻面可不作處理,只對(duì)露骨嚴(yán)重部分作整段處理,可用聚合物砂漿作薄層處理。2.4破碎板塊修補(bǔ)

采取換板方式處理水泥混凝土路面嚴(yán)重破碎板,即挖除整塊破碎板,然后澆筑水泥混凝土,板厚與原面板厚度一致,但一般不宜小于24cm,否則可采用鋼筋混凝土進(jìn)行修復(fù)。板角斷裂等破損采用局部修補(bǔ)方式,即對(duì)板角斷裂的部分漸除成正方形或矩形,在原板壁上加裝傳力桿后,在鑿除位置澆筑混凝土。其具體工藝流程為:板塊破碎、鑿除→基底清理→補(bǔ)設(shè)拉桿、傳力桿→混凝土拌和及運(yùn)輸→鋼筋網(wǎng)制作→混凝土澆筑→接縫設(shè)置→養(yǎng)生。2.5脫空板塊處治技術(shù)

路面使用期間出現(xiàn)的裂縫、破碎板兒乎都與板底脫空有關(guān)。即使一些當(dāng)時(shí)看來既沒有破碎又沒有裂縫的板塊,其板底仍可能存在脫空,這種病害較隱蔽,但其危害性卻非常之大。在路面修復(fù)中,若脫空板不處理,即使加鋪層達(dá)到20cm以上,也無法防止反射裂縫的出現(xiàn)。板底脫空可使用鉆孔壓漿法處理,此法是借鑒后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的孔道壓漿原理,在混凝土面板底部有脫空處鉆孔,通過孔洞利用高強(qiáng)壓力將流質(zhì)材料壓入脫空空隙,流質(zhì)材料凝固后產(chǎn)生一定的強(qiáng)度,對(duì)面板產(chǎn)生均勻承托的作用,進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)固板塊的目的。2.6加鋪瀝青層

加鋪瀝青層是舊水泥混凝土路面有效的補(bǔ)強(qiáng)措施之一,不僅提高了路面的承載能力,消除了原有接縫處易產(chǎn)生卿泥、斷裂、脫空等多種病害的不利影響,同時(shí)也提高了路面平整度和抗滑能力,改善了路面使用性能,提高了路面服務(wù)水平,目前在城市道路水泥混凝土路面維修工程中逐漸推廣應(yīng)用。

舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層的施工主要環(huán)節(jié)為:處理破碎板:將原路面嚴(yán)重破碎板、嚴(yán)重裂縫、板角斷裂等破碎板塊挖除,用早強(qiáng)混凝土或早強(qiáng)鋼筋混凝土進(jìn)行修補(bǔ)至與原路面齊平,原路涵洞蓋板鋪裝層出現(xiàn)破碎的也應(yīng)一并處理。穩(wěn)定原路面板:對(duì)唧泥、脫空的混凝土面板及輕微、中等裂縫的面板進(jìn)行板底壓漿處理,使混凝土面板處于穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)使用時(shí)間較長,原路面基層為石灰土等水穩(wěn)定性不良結(jié)構(gòu)的路段,為保險(xiǎn)起見,可對(duì)全部原有的混凝土面板進(jìn)行壓漿處理。提高原路面防水能力:對(duì)所有縮縫、縱縫、裂縫清縫后,用填縫料灌縫。然后在原混凝土路面上加鋪土工布隔離層或加鋪1.5～2.5cm瀝青混和料隔離層,不做隔離層的應(yīng)灑布粘層油,以減少路表水下滲并提高加鋪層與原路面的結(jié)合能力。加鋪瀝青層:在隔離層(粘層)上加鋪瀝青混凝土面層一般應(yīng)分為二層,下面層較厚(厚4～8cm),采用熱穩(wěn)定性較好的開級(jí)配粗粒式或中粒式瀝青碎石或?yàn)r青混凝土,上面層較薄(厚2～4cm),采用防水性能較好的密級(jí)配細(xì)粒式或中粒式瀝青混凝土。原水泥混凝土路面橫坡較小時(shí),通過瀝青面層調(diào)整路面橫坡不小于1.5%。碾壓時(shí),選擇壓實(shí)機(jī)具噸位應(yīng)考慮瀝青層的厚度,防止過振引起瀝青混合料二次細(xì)粒化。為防止瀝青層滲水導(dǎo)致混凝土路面加鋪后再次唧泥問題,可在舊板與瀝青層間鋪筑玻璃纖維布隔離層。

3結(jié)語

公路建設(shè)是一項(xiàng)基礎(chǔ)建設(shè)，是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的標(biāo)志之一，從近幾年全國建成通車的高速公路來看，“質(zhì)量”這個(gè)概念已被人們所接受，并逐步認(rèn)識(shí)到了它的重要性。一條高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)公路的修建，不僅離不開一支具有高素質(zhì)的施工隊(duì)伍，同樣必須有一支高水平、責(zé)任心強(qiáng)的監(jiān)理隊(duì)伍和具有科學(xué)頭腦的管理隊(duì)伍。

參考文獻(xiàn)

[1]肖柏軒,蔣立強(qiáng).淺談水泥混凝土路面病害的防治與維護(hù)及養(yǎng)護(hù)[J].山西建筑,2007,(9).[2] 謝廣生.水泥混凝土路面[M].北京:人民交通出版社,1985.[3] 李華,金志強(qiáng).水泥混凝土路面修補(bǔ)技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,1997.轉(zhuǎn) [4]張寧，重復(fù)荷載下傳力桿接縫 運(yùn)行特性，東南大學(xué)學(xué)報(bào)1998.2 [5]呂濤。現(xiàn)代土木工程的新發(fā)展{c}.南京大學(xué)出版社.1999,88-95 [6]赫大力等。水泥混凝土路面典型結(jié)構(gòu)研究，西安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1999.3