专题五 混凝土的耐久性（教案）-浙江省职教高考《建筑材料》(高教社）专题复习讲练测

专题五 混凝土的耐久性（教案）-《建筑材料》高教社-专题复习讲练测 [考纲要求] 1.理解并掌握混凝土耐久性的基本概念和重要性。 2.能够分析影响混凝土耐久性的主要因素。 3.能够根据具体条件选择合适的混凝土材料和配合比设计。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、普通混凝土的组成材料 在混凝土的学习中，我们首先需要深入理解其组成材料。普通混凝土主要由水泥、水、集料（包括粗骨料和细骨料）以及可能的外加剂组成。水泥作为胶凝材料，是混凝土强度的主要来源，其种类和强度等级直接影响混凝土的性能。水则是水泥水化反应的媒介，其质量和用量对混凝土的和易性、硬化速度及最终强度有重要影响。集料则起到骨架作用，提供混凝土的体积稳定性和耐久性，其粒径、级配、形状和强度等特性需严格控制。此外，外加剂的加入可以显著改善混凝土的工作性、强度和耐久性，是现代混凝土技术不可或缺的一部分。 二、混凝土拌合物的和易性 和易性是混凝土拌合物的一个重要性能，它直接关系到混凝土的施工质量和结构性能。和易性包括流动性、黏聚性和保水性三个方面，三者相互关联、相互影响。流动性是指混凝土拌合物在自重或机械振捣作用下能够流动并均匀密实地填满模板的性能；黏聚性是指混凝土拌合物内部各组分之间具有一定的黏聚力，在运输和浇筑过程中不易产生分层和离析现象；保水性则是指混凝土拌合物在凝结硬化过程中，能够保持其内部水分不易析出的能力。和易性的测定通常通过坍落度试验或维勃稠度试验进行，而影响和易性的因素则包括单位体积用水量、水泥浆量、砂率、集料性质、时间和温度等。 三、 混凝土的强度与提高措施 混凝土的强度是衡量其性能的重要指标之一，包括立方体抗压强度、轴心抗压强度和抗拉强度等。立方体抗压强度是混凝土最基本的强度指标，它反映了混凝土在压力作用下的抵抗能力。轴心抗压强度则更接近于混凝土在结构中的实际受力状态。而混凝土的抗拉强度相对较低，通常需要通过配置钢筋来承受拉力。影响混凝土强度的因素众多，包括原材料质量、配合比、养护条件、龄期以及试验条件等。为了提高混凝土的强度，我们可以采取多种措施，如优化配合比、使用高强度水泥和集料、掺加外加剂、改善拌合工艺、加强养护管理等。这些措施的综合应用可以显著提高混凝土的强度和其他性能，满足工程实践中的更高要求。 [真题练讲] 1.(2021年浙江省统一考试)混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的主要影响因素是（ ）。 A. 水泥品种 B. 骨料种类 C. 养护条件 D. 强度等级 答案： A 解析： 水泥品种是影响混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的主要因素。不同品种的水泥对硫酸盐侵蚀的抵抗能力不同。例如，硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀性能通常优于铝酸盐水泥。 2.(2020年浙江省统一考试)混凝土拌合物离析的主要原因是（ ）。 A. 水泥用量过多 B. 砂率过大 C. 搅拌时间不足 D. 运输时间过长 答案： C 解析： 搅拌时间不足会导致混凝土拌合物中的各组分混合不均匀，出现离析现象。砂率过大或水泥用量过多可能会导致混凝土拌合物过粘，但不太可能导致离析。运输时间过长可能会影响混凝土拌合物的工作性，但不是离析的主要原因。 3.(2022年浙江省统一考试）关于混凝土抗裂性，以下说法正确的是（ ）。 A. 混凝土的抗裂性主要取决于其强度等级 B. 掺加纤维材料可以显著提高混凝土的抗裂性 C. 混凝土的抗裂性与水灰比无关 D. 混凝土的抗裂性只与原材料有关 答案： B 解析： 掺加纤维材料（如钢纤维、聚丙烯纤维等）可以显著提高混凝土的抗裂性。这是因为纤维材料能够桥接混凝土内部的微裂缝，限制裂缝的扩展。混凝土的抗裂性不仅与原材料有关，还与配合比、施工和养护等多个因素有关。 4.(2023年湖南省统一考试) 在混凝土中掺加矿物掺合料（如粉煤灰、矿渣粉等）的主要目的是（ ）。 A. 提高强度 B. 降低成本 C. 改善混凝土的工作性 D. 提高混凝土的耐久性 答案： D 解析： 矿物掺合料在混凝土中的主要作用是改善混凝土的微观结构，提高混凝土的密实度和耐久性。虽然它们也能在一定程度上降低成本和改善工作性，但这不是它们的主要目的。 5.(2020年河南省统一考试) 混凝土抗氯离子渗透性能的主要评价指标是（ ）。 A. 氯离子扩散系数 B. 抗压强度 C. 抗拉强度 D. 弹性模量 答案： A 解析： 氯离子扩散系数是评价混凝土抗氯离子渗透性能的主要指标。它反映了氯离子在混凝土中扩散的难易程度。 [限时练讲] 1.泵送混凝土对集料的要求是（ ）。 A. 粒径大、针片状含量多 B. 粒径小、针片状含量少 C. 粒径大、针片状含量少 D. 粒径小、针片状含量多 答案： B 解析： 泵送混凝土要求混凝土拌合物具有良好的流动性、粘聚性和保水性，以确保在泵送过程中不发生离析、泌水等现象。因此，泵送混凝土对集料的要求是粒径小、针片状含量少，以减少混凝土在泵送过程中的阻力。 2.混凝土抗渗等级P6表示的是（ ）。 A. 混凝土能承受的最大水压力为0.6MPa B. 混凝土在0.6MPa的水压力下不渗水 C. 混凝土的渗透系数为6 D. 混凝土的抗渗性能等级为6级 答案： B 解析： 混凝土的抗渗等级是以28d龄期的标准试件，按标准试验方法进行试验时所能承受的最大水压力来确定。抗渗等级以字母P表示，后面跟着表示抗渗压力的数值，如P6表示混凝土在0.6MPa的水压力下不渗水。 3.关于混凝土外加剂防冻剂的使用，以下说法正确的是（ ）。 A. 防冻剂只能在冬季施工中使用 B. 防冻剂可以显著提高混凝土的早期强度 C. 防冻剂的主要作用是降低混凝土的冰点 D. 防冻剂的使用量越大越好 答案： C 解析： 防冻剂是一种能显著降低混凝土拌合物冰点、提高混凝土早期强度的外加剂。它主要用于负温条件下施工，以防止混凝土在浇筑后、初凝前遭受冻结。但防冻剂的使用量并非越大越好，过量使用可能会导致混凝土性能下降。 4.混凝土抗碳化性能主要取决于混凝土的（ ）。 A. 强度等级 B. 密实度 C. 水泥品种 D. 养护条件 答案： B 解析： 混凝土的抗碳化性能主要取决于混凝土的密实度。密实的混凝土能够减少二氧化碳等气体向混凝土内部的渗透，从而延缓碳化的发生。 5.在混凝土中掺加引气剂的主要目的是（ ）。 A. 提高强度 B. 改善和易性 C. 引入微小气泡，提高抗冻性 D. 减小收缩变形 答案： C 解析： 引气剂是一种能在混凝土搅拌过程中引入大量微小气泡的外加剂。这些微小气泡能够切断混凝土内部毛细管通道，提高混凝土的抗冻融循环能力。 6.关于混凝土耐久性设计，以下说法错误的是（ ）。 A. 应根据工程环境和使用条件确定耐久性要求 B. 耐久性设计应综合考虑材料、配合比、施工和养护等因素 C. 耐久性设计只需考虑混凝土的强度等级 D. 耐久性设计应满足结构安全和使用功能的要求 答案： C 解析： 混凝土的耐久性设计是一个综合性的过程，需要综合考虑材料、配合比、施工和养护等多个因素。仅仅考虑混凝土的强度等级是远远不够的。 7.混凝土拌合物泌水的主要原因是（ ）。 A. 水泥用量过多 B. 砂率过小 C. 用水量过大 D. 外加剂掺量过多 答案： B 解析： 砂率过小会导致混凝土拌合物中砂浆不足以包裹骨料表面，使部分水从骨料表面析出，形成泌水现象。 8. 某桥梁工程需使用泵送混凝土，要求混凝土坍落度在180-220mm之间，且具有良好的和易性。请设计一份混凝土配合比调整方案，以满足泵送要求，并说明所需的外加剂种类及其作用。 答案：配合比调整方案： 确定基准配合比，包括水泥、水、砂、石子的用量。 根据泵送要求，增加减水剂的掺量，以减少用水量，提高混凝土坍落度，同时保持混凝土强度不变。 如有必要，可适量增加引气剂，以改善混凝土的和易性，减少泵送阻力。 调整砂率和石子级配，确保混凝土拌合物具有良好的流动性和稳定性。 所需外加剂种类及其作用： 减水剂：减少用水量，提高混凝土坍落度，改善和易性，同时保持或提高混凝土强度。 引气剂（可选）：引入微小气泡，改善混凝土的和易性，减少泵送过程中的摩擦阻力，同时提高混凝土的抗渗性和耐久性。 9.某海港工程需使用抗侵蚀性强的混凝土，以抵抗海水中的氯离子侵蚀。请分析氯离子对混凝土的侵蚀机理，并提出至少三项提高混凝土抗氯离子侵蚀能力的措施。 答案：氯离子侵蚀机理： 氯离子通过混凝土表面的微裂缝或孔隙渗入内部，与水泥水化产物中的氢氧化钙反应生成氯化钙，导致混凝土碱度降低，进而加速钢筋的锈蚀。钢筋锈蚀产生的体积膨胀会进一步破坏混凝土结构，形成恶性循环。 提高抗氯离子侵蚀能力的措施： 使用高性能混凝土：通过降低水灰比、优化集料级配、掺加矿物掺合料（如粉煤灰、矿渣粉）等措施，提高混凝土的密实度和抗渗性，减少氯离子的渗透通道。 掺加阻锈剂：在混凝土中掺加适量的阻锈剂，可以抑制钢筋的锈蚀过程，提高混凝土的耐久性。 表面涂层保护：在混凝土表面涂覆防水、防腐涂层，形成一层物理屏障，阻止氯离子等有害物质的侵入。 10.某高层建筑采用预拌混凝土进行施工，要求混凝土强度等级为C40，且需具备良好的工作性和耐久性。请设计一份预拌混凝土配合比，并说明在配合比设计中如何考虑混凝土的耐久性要求。 答案：预拌混凝土配合比设计： （注：具体数值需通过试验确定，以下仅为示例框架） 1.确定水泥品种和强度等级，选择符合要求的优质水泥。 2.根据混凝土强度等级C40的要求，初步设定水灰比，并考虑使用高效减水剂来降低用水量，提高混凝土强度。 3. 选择级配良好、质量合格的砂和石子作为集料，通过试验确定合理的砂率和石子用量，以保证混凝土的工作性和强度。 4. 考虑混凝土的耐久性要求，可掺加适量的矿物掺合料（如粉煤灰、硅灰等），以改善混凝土的微观结构，提高抗渗性、抗碳化性和抗氯离子侵蚀能力。 5. 根据需要，可掺加适量的引气剂，以提高混凝土的和易性和抗冻性。 11.某水利工程需使用轻集料混凝土建造浮桥，要求混凝土密度低于1600kg/m³，且需具备良好的抗冻性和耐久性。请设计一份轻集料混凝土配合比，并详细说明在配合比设计中如何平衡轻集料混凝土的密度、强度和耐久性要求。 答案：轻集料混凝土配合比设计： （注：具体数值需通过试验确定，以下仅为设计思路） 选择合适的轻集料，如陶粒、浮石等，其堆积密度应低于常规集料，以满足混凝土密度的要求。 根据轻集料的吸水率和强度特性，调整水泥用量和水灰比，以保证混凝土的强度和工作性。由于轻集料吸水率较高，可能需要适当增加用水量或采用预湿处理。 掺加适量的外加剂，如高效减水剂、引气剂等，以提高混凝土的工作性、强度和耐久性。引气剂可以引入微小气泡，提高混凝土的抗冻性。 考虑使用矿物掺合料（如粉煤灰）来替代部分水泥，以降低混凝土成本并提高耐久性。但需注意掺量不宜过高，以免影响混凝土的强度和密度。 12.某混凝土工程要求混凝土具有良好的抗渗性，设计抗渗等级为P6。请简述提高混凝土抗渗性的主要措施，并说明其中两种措施的具体实施方法。 答案：提高混凝土抗渗性的主要措施包括： 降低水灰比：通过减少用水量或增加水泥用量来降低水灰比，从而减少混凝土内部的孔隙率，提高密实度。 使用优质集料：选择级配良好、表面粗糙、颗粒形状接近立方体的集料，有利于形成密实的混凝土结构。 掺加外加剂：如引气剂，通过引入微小气泡来阻断渗水通道；或使用防水剂，改善混凝土表面的憎水性。 具体实施方法： 降低水灰比：在保证混凝土工作性的前提下，通过试验确定最佳水灰比，如采用高效减水剂来减少用水量而不影响混凝土强度。 使用引气剂：按照产品说明书推荐的掺量，在混凝土搅拌过程中均匀加入引气剂，使混凝土含气量达到设计要求，从而提高抗渗性。 [学法建议] 重点复习知识点： 1.施工配合比：根据现场实际情况（如原材料含水率变化）对实验室配合比进行调整后得到的配合比。 2.泵送混凝土：具有良好流动性和泵送性能的混凝土，适用于高层、大跨度等施工难度大的工程。 3.预拌混凝土：在搅拌站集中拌制并出售的商品混凝土，质量稳定，施工方便。 4.混凝土用集料：包括砂和石，是混凝土的主要组成材料，其质量直接影响混凝土的强度和耐久性。 5.混凝土拌合物和易性：指混凝土拌合物易于搅拌、运输、浇筑和振捣密实的性质，通常用坍落度或维勃稠度来衡量。良好的和易性是保证混凝土施工质量和耐久性的基础。 请同学们多结合实际操作，加深对理论知识的理解；操作需要反复练习，加深记忆；要注意安全，避免发生意外。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$