2024年6月12日发(作者：敖迎夏)

百度文库 - 让每个人平等地提升自我

1 为何混凝土不是水泥的用量越多越好？

解答：水泥用量过大，混凝土干缩较大，且水化热较大，易导致混凝土的开裂。同时浪费

水泥，加大工程成本。

2 配制砂浆时，为什么除水泥外常常还要加入一定量的其它胶凝材料？

解答：因使用水泥配制砂浆时，一般水泥的标号远大于砂浆的强度等级，因而用少量的水

泥即可满足强度要求。但水泥用量较少时（如少于350 kg时），砂浆的流动性和保水性往往

很差，特别是保水性。因此，严重地影响砂浆的施工质量，故常加入一些廉价的其它胶凝

材料来提高砂浆的流动性，特别是保水性。

3 在水泥浆用量一定的条件下，为什么砂率过小和过大都会使混合料的流动性变差？

解答：在水泥浆用量一定的条件下，当砂率很小时砂浆数量不足以填满石子的空隙体积或

甚少富余，在此情况下，石子接触点处的砂浆太少，混合料的流动性很小。当砂率过大时，

集料的总表面积及空隙率增大，耗用于包裹细集料表面的水泥砂浆数量增多，砂粒接触点

处的水泥浆不足，甚至水泥浆不足以包裹所有砂粒，使砂浆干涩，混合料的流动性随之变

差。

例题1. 某教学楼钢筋混凝土梁，设计要求混凝土强度等级为C20，坍落度指标30～50mm

根据施工单位历史统计资料混凝土强度标准差为σ0＝4MPa该梁处于室内，不受雨雪影响，

试设计混凝土配合比。采用材料如下：42.5号矿渣硅酸盐水泥，水泥标号富裕系数kc＝1.13，

ρc＝3000kg/m3，砂：河砂（中砂偏细），ρs＝2660kg/m3，现场实测含水率4％；石子：

碎石，最大粒径30mm， ρg＝2700kg/m3，现场实测含水率1％。

解：A.初定配合比 配制强度(p87)

fcc，p=fcc,k+1.645σ＝20＋1.645×4

＝26.6MPa

确定水灰比（W/C): A＝0.48，B＝0.07(p74)

Af

ce

0.481.1342.5

W/C

0.82

f

cc,p

ABf

ce

26.60.480.071.1342.5

查表5-22(P82)干燥环境<0.65，初定为0.60

初估单位用水量： 查表5-11（P68）取为185kg

计算单位水泥用量：C=W×C/W=185÷0.60＝308kg/m3

查表5-22最小水泥用量为260kg，故C符合要求

初步估计合理砂率：查表5-13应为34-39,实选35％

计算粗细骨料用量：1。用体积法，取α＝1

CGSW

＋0.01



1

185308GS

＋0.0111



o



g



s



w

1660

S

S

S

p



35%

SG

SG

案例1：某市政工程队在夏季正午施工，铺筑路面水泥混凝土。选用缓凝减水剂。浇注

完后表面未及时覆盖，后发现混凝土表面形成众多表面微细龟裂纹，请分析原因。

1

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答：由于夏季正午天气炎热，混凝土表面蒸发过快，造成混凝土产生急剧收缩。且由

于掺用了缓凝减水剂，混凝土的早期强度低，难以抵抗这种变形应力而表面易形成龟裂。

属塑性收缩裂缝。

预防措施：在夏季施工尽量选在晚上或傍晚，且浇注混凝土后要及时覆盖养护，

增加环境湿度，在满足和易性的前提下尽量降低塌落度。若已出现塑性收缩裂缝，可于初

凝后终凝前两次抹光，然后进行下一道工序并及时覆盖洒水养护。

例2：某工程队于7月份在湖南某工地施工，经现场试验确定了一个掺木质素磺酸钠的混凝

土配方，经使用一个月情况均正常。该工程后因资金问题暂停5个月，随后继续使用原混

凝土配方开工。发觉混凝土的凝结时间明显延长，影响了工程进度。请分析原因，并提出

解决办法。

答：因木质素磺酸盐有缓凝作用，7—8月份气温较高，水泥水化速度快，适当的缓凝作用

是有益的。但到冬季，气温明显下降，故凝结时间就大为延长，解决的办法可考虑改换早

强型减水剂或适当减少减水剂用量。

案例3：豫西水利枢纽工程"进水口、洞群和溢洪道"标段（Ⅱ标）为提高泄水建筑物抵抗黄

河泥沙及高速水流的冲刷能力，浇筑了28天抗压强度达70MPa的混凝土约50万m3。但

都出现了一定数量的裂缝。裂缝产生有多方面的原因，其中原材料的选用是一个方面。请

就其胶凝材料的选用分析其裂缝产生的原因。

水泥：采用了早强型普通硅酸盐水泥

答：对于大体积泄水建筑物，设计和选用无水化热控制要求的普通硅酸盐水泥不利于混凝

土温度控制。早强型普通硅酸盐水泥水化速度快，其早期温度拉应力增长往往大于其带来

的抗拉强度增长。此类混凝土宜选用中热硅酸盐水泥。

案例4：为什么混凝土在潮湿条件下养护时收缩较小，干燥条件下养护时收缩较大，而在水

中养护时却几乎不收缩？

答：混凝土在干燥条件下养护时，由于水化过程不能充分进行，混凝土内毛细孔隙的含量

较高，因而干缩值较大；当在潮湿条件下养护时，水分较充足，毛细孔隙的数量相对较少，

因而干缩值较小；当混凝土在水中养护时，毛细孔隙内的水面不会弯曲，不会引起毛细压

力，所以混凝土不会产生收缩，且由于凝胶表面吸附水，增大了凝胶颗粒间的距离，使得

混凝土在水中几乎不产生收缩。但将水中养护的混凝土放置于空气中时，混凝土也会产生

干缩，不过干缩值小于一直处于空气中养护的混凝土。

前苏联某钢铁厂仓库运输廊道为钢结构，于某日倒塌。经检查可知：杆件发生断裂的位置

在应力集中处节点附近的整块母材上，桁架腹板和弦杆的所安装焊接接头均未破坏;全部断

口和拉断处都很新鲜,未发黑、无锈迹。所用钢材为前苏联国家标准CT·3号沸腾钢。请分

析事故原因。

切取母材作化学成分分析可知。其碳、硫含量均超过前苏联国家标准焊接结构所用CT·3

号沸腾钢的碳硫含量规定。其中55％的沸腾钢中碳平均含量超过0.22％的标准规定，破坏

发生部位附近含量达0.38％；32％的试样硫含量超过0.055 ％的标准规定，在折断部位达

0.1％。

碳对钢的性能有重要的影响。其碳含量增加，钢强度、硬度增高，而塑性和韧性降低，

2

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且增大钢的冷脆性，降低可焊性。而硫多数以FeS形成存在，是强度较低、较脆的夹杂物，

受力易引起应力集中，降低钢的强度及疲劳强度，且对热加工和焊接不利，偏析亦严重。

由于此钢材不宜焊接，且使用的环境温度较低。这是导致工程质量事故的主要原因。

思考题：配制砂浆时，为什么除水泥外常常还要加入一定量的其它胶凝材料？

答：因使用水泥配制砂浆时，一般水泥的标号远大于砂浆的强度等级，因而用少量的水泥

即可满足强度要求。但水泥用量较少时（如少于350 kg时），砂浆的流动性和保水性往往很

差，特别是保水性。因此，严重地影响砂浆的施工质量，故常加入一些廉价的其它胶凝材

料来提高砂浆的流动性，特别是保水性。

华南某二级公路沥青混凝土路面使用1年后就出现较多网状裂缝，其中施工厚度较薄及下

凹处裂缝更为明显。据了解当时对下卧层已作认真检查，已处理好软弱层，而所用的沥青

延度较低。请分析原因。

沥青混凝土路面网状裂缝有多种成因。其中路面结构夹有软弱层的因素从提供的情况亦

可初步排除。沥青延度较低会使沥青混凝土抗裂性差，这是原因之一。而另一个更主要的

原因是沥青厚度不足，层间粘结差，华南地区多雨，于下凹处积水，水分渗入亦加速裂缝

形成。

沥青长时间加热与保温 某施工队熬制石油沥青准备作地下防水，于沥青碎块的平均尺寸

为20 cm，工程量较大，因此加热的时间较长，保温的时间亦较长。施工后发现其效果不够

理想，特别是沥青的塑性明显下降。请分析原因。

沥青与其它有机物类同，与空气接触会逐渐氧化，沥青中的极性含氧基团逐渐联结成

高分子的胶团，形成更大更复杂的分子，使沥青硬化，降低柔韧性。温度越高，时间越长

氧化越快。当温度在100℃以上时，每增加10℃，氧化率约提高1倍，且使一些组分蒸发。

为此，熬制沥青应先将其破碎为10 cm以下的碎块，缩短熬制时间，且熬好后尽可能于8 h

内用完。若用不完，应于新熬材料混合使用，必要时作性能检查。

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2024年6月12日发(作者：敖迎夏)

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1 为何混凝土不是水泥的用量越多越好？

解答：水泥用量过大，混凝土干缩较大，且水化热较大，易导致混凝土的开裂。同时浪费

水泥，加大工程成本。

2 配制砂浆时，为什么除水泥外常常还要加入一定量的其它胶凝材料？

解答：因使用水泥配制砂浆时，一般水泥的标号远大于砂浆的强度等级，因而用少量的水

泥即可满足强度要求。但水泥用量较少时（如少于350 kg时），砂浆的流动性和保水性往往

很差，特别是保水性。因此，严重地影响砂浆的施工质量，故常加入一些廉价的其它胶凝

材料来提高砂浆的流动性，特别是保水性。

3 在水泥浆用量一定的条件下，为什么砂率过小和过大都会使混合料的流动性变差？

解答：在水泥浆用量一定的条件下，当砂率很小时砂浆数量不足以填满石子的空隙体积或

甚少富余，在此情况下，石子接触点处的砂浆太少，混合料的流动性很小。当砂率过大时，

集料的总表面积及空隙率增大，耗用于包裹细集料表面的水泥砂浆数量增多，砂粒接触点

处的水泥浆不足，甚至水泥浆不足以包裹所有砂粒，使砂浆干涩，混合料的流动性随之变

差。

例题1. 某教学楼钢筋混凝土梁，设计要求混凝土强度等级为C20，坍落度指标30～50mm

根据施工单位历史统计资料混凝土强度标准差为σ0＝4MPa该梁处于室内，不受雨雪影响，

试设计混凝土配合比。采用材料如下：42.5号矿渣硅酸盐水泥，水泥标号富裕系数kc＝1.13，

ρc＝3000kg/m3，砂：河砂（中砂偏细），ρs＝2660kg/m3，现场实测含水率4％；石子：

碎石，最大粒径30mm， ρg＝2700kg/m3，现场实测含水率1％。

解：A.初定配合比 配制强度(p87)

fcc，p=fcc,k+1.645σ＝20＋1.645×4

＝26.6MPa

确定水灰比（W/C): A＝0.48，B＝0.07(p74)

Af

ce

0.481.1342.5

W/C

0.82

f

cc,p

ABf

ce

26.60.480.071.1342.5

查表5-22(P82)干燥环境<0.65，初定为0.60

初估单位用水量： 查表5-11（P68）取为185kg

计算单位水泥用量：C=W×C/W=185÷0.60＝308kg/m3

查表5-22最小水泥用量为260kg，故C符合要求

初步估计合理砂率：查表5-13应为34-39,实选35％

计算粗细骨料用量：1。用体积法，取α＝1

CGSW

＋0.01



1

185308GS

＋0.0111



o



g



s



w

1660

S

S

S

p



35%

SG

SG

案例1：某市政工程队在夏季正午施工，铺筑路面水泥混凝土。选用缓凝减水剂。浇注

完后表面未及时覆盖，后发现混凝土表面形成众多表面微细龟裂纹，请分析原因。

1

百度文库 - 让每个人平等地提升自我

答：由于夏季正午天气炎热，混凝土表面蒸发过快，造成混凝土产生急剧收缩。且由

于掺用了缓凝减水剂，混凝土的早期强度低，难以抵抗这种变形应力而表面易形成龟裂。

属塑性收缩裂缝。

预防措施：在夏季施工尽量选在晚上或傍晚，且浇注混凝土后要及时覆盖养护，

增加环境湿度，在满足和易性的前提下尽量降低塌落度。若已出现塑性收缩裂缝，可于初

凝后终凝前两次抹光，然后进行下一道工序并及时覆盖洒水养护。

例2：某工程队于7月份在湖南某工地施工，经现场试验确定了一个掺木质素磺酸钠的混凝

土配方，经使用一个月情况均正常。该工程后因资金问题暂停5个月，随后继续使用原混

凝土配方开工。发觉混凝土的凝结时间明显延长，影响了工程进度。请分析原因，并提出

解决办法。

答：因木质素磺酸盐有缓凝作用，7—8月份气温较高，水泥水化速度快，适当的缓凝作用

是有益的。但到冬季，气温明显下降，故凝结时间就大为延长，解决的办法可考虑改换早

强型减水剂或适当减少减水剂用量。

案例3：豫西水利枢纽工程"进水口、洞群和溢洪道"标段（Ⅱ标）为提高泄水建筑物抵抗黄

河泥沙及高速水流的冲刷能力，浇筑了28天抗压强度达70MPa的混凝土约50万m3。但

都出现了一定数量的裂缝。裂缝产生有多方面的原因，其中原材料的选用是一个方面。请

就其胶凝材料的选用分析其裂缝产生的原因。

水泥：采用了早强型普通硅酸盐水泥

答：对于大体积泄水建筑物，设计和选用无水化热控制要求的普通硅酸盐水泥不利于混凝

土温度控制。早强型普通硅酸盐水泥水化速度快，其早期温度拉应力增长往往大于其带来

的抗拉强度增长。此类混凝土宜选用中热硅酸盐水泥。

案例4：为什么混凝土在潮湿条件下养护时收缩较小，干燥条件下养护时收缩较大，而在水

中养护时却几乎不收缩？

答：混凝土在干燥条件下养护时，由于水化过程不能充分进行，混凝土内毛细孔隙的含量

较高，因而干缩值较大；当在潮湿条件下养护时，水分较充足，毛细孔隙的数量相对较少，

因而干缩值较小；当混凝土在水中养护时，毛细孔隙内的水面不会弯曲，不会引起毛细压

力，所以混凝土不会产生收缩，且由于凝胶表面吸附水，增大了凝胶颗粒间的距离，使得

混凝土在水中几乎不产生收缩。但将水中养护的混凝土放置于空气中时，混凝土也会产生

干缩，不过干缩值小于一直处于空气中养护的混凝土。

前苏联某钢铁厂仓库运输廊道为钢结构，于某日倒塌。经检查可知：杆件发生断裂的位置

在应力集中处节点附近的整块母材上，桁架腹板和弦杆的所安装焊接接头均未破坏;全部断

口和拉断处都很新鲜,未发黑、无锈迹。所用钢材为前苏联国家标准CT·3号沸腾钢。请分

析事故原因。

切取母材作化学成分分析可知。其碳、硫含量均超过前苏联国家标准焊接结构所用CT·3

号沸腾钢的碳硫含量规定。其中55％的沸腾钢中碳平均含量超过0.22％的标准规定，破坏

发生部位附近含量达0.38％；32％的试样硫含量超过0.055 ％的标准规定，在折断部位达

0.1％。

碳对钢的性能有重要的影响。其碳含量增加，钢强度、硬度增高，而塑性和韧性降低，

2

百度文库 - 让每个人平等地提升自我

且增大钢的冷脆性，降低可焊性。而硫多数以FeS形成存在，是强度较低、较脆的夹杂物，

受力易引起应力集中，降低钢的强度及疲劳强度，且对热加工和焊接不利，偏析亦严重。

由于此钢材不宜焊接，且使用的环境温度较低。这是导致工程质量事故的主要原因。

思考题：配制砂浆时，为什么除水泥外常常还要加入一定量的其它胶凝材料？

答：因使用水泥配制砂浆时，一般水泥的标号远大于砂浆的强度等级，因而用少量的水泥

即可满足强度要求。但水泥用量较少时（如少于350 kg时），砂浆的流动性和保水性往往很

差，特别是保水性。因此，严重地影响砂浆的施工质量，故常加入一些廉价的其它胶凝材

料来提高砂浆的流动性，特别是保水性。

华南某二级公路沥青混凝土路面使用1年后就出现较多网状裂缝，其中施工厚度较薄及下

凹处裂缝更为明显。据了解当时对下卧层已作认真检查，已处理好软弱层，而所用的沥青

延度较低。请分析原因。

沥青混凝土路面网状裂缝有多种成因。其中路面结构夹有软弱层的因素从提供的情况亦

可初步排除。沥青延度较低会使沥青混凝土抗裂性差，这是原因之一。而另一个更主要的

原因是沥青厚度不足，层间粘结差，华南地区多雨，于下凹处积水，水分渗入亦加速裂缝

形成。

沥青长时间加热与保温 某施工队熬制石油沥青准备作地下防水，于沥青碎块的平均尺寸

为20 cm，工程量较大，因此加热的时间较长，保温的时间亦较长。施工后发现其效果不够

理想，特别是沥青的塑性明显下降。请分析原因。

沥青与其它有机物类同，与空气接触会逐渐氧化，沥青中的极性含氧基团逐渐联结成

高分子的胶团，形成更大更复杂的分子，使沥青硬化，降低柔韧性。温度越高，时间越长

氧化越快。当温度在100℃以上时，每增加10℃，氧化率约提高1倍，且使一些组分蒸发。

为此，熬制沥青应先将其破碎为10 cm以下的碎块，缩短熬制时间，且熬好后尽可能于8 h

内用完。若用不完，应于新熬材料混合使用，必要时作性能检查。

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