課后題(混凝土工藝學(xué))

第二章混凝土制品工藝學(xué)混凝土制品的基本工藝過程包括哪些？原料的加工與處理主要對物料進(jìn)行破碎、篩分、磨細(xì)、洗選、脫水、預(yù)熱或預(yù)反應(yīng)，以達(dá)到改善顆粒級配、減少粒狀物料空隙串、降低含水量、提高溫度及潔凈度、增大比表面積以及提高活性等目的。（準(zhǔn)備階段）混凝土的制備工藝將合格的各組分按規(guī)定的配合比稱量配料并拌合成具有一定均勻性及給定和易性指標(biāo)的混凝土混合料。應(yīng)該將之視為混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成的正式開始。攪拌工藝用分段攪拌、輪碾、超聲、振動、加熱等措施進(jìn)行活化、改善界面層結(jié)構(gòu)及加速水化反應(yīng)，以促進(jìn)結(jié)構(gòu)形成并提高混凝土的強度。密實成型工藝?yán)盟酀{凝聚結(jié)構(gòu)的觸變性、對澆灌入模的混合料施加外力干擾（振動、離心力、壓力等）使之流動．以便充滿模型．使制品具有所需的形狀．更重要的是使尺寸各異的集料顆粒緊密排列，水泥漿則填充空隙并將之粘結(jié)成一堅強整體。（關(guān)鍵階段）養(yǎng)護使混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)一步完善和繼續(xù)硬化影響粉碎的因素有哪些?粒度降低入磨粒度，可以降低粉磨電耗和單位產(chǎn)品破碎粉磨的總電耗。但是，入磨粒度不能過小，隨破碎產(chǎn)品粒度的減小，破碎電耗迅速增加，使破碎和粉磨的總電耗反而增加溫度熟料溫度對磨機產(chǎn)量與水泥質(zhì)量都有影響。入磨物料溫度高，物料帶入磨內(nèi)大量熱量加之磨機在研磨時，大部分機械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽率鼓?nèi)溫度較高。而物料的易磨性是隨溫度升高而降低 。磨內(nèi)溫度高，易使水泥因靜電引力而聚結(jié)，嚴(yán)重時會粘附研磨體和襯板，從而降低粉磨效率。試驗證明，加入磨物料溫度超過50°C。磨機產(chǎn)量將會受到影響，如超過80°C,水泥磨產(chǎn)量約降低l0%~15%。水分入磨物料水分對于干法生產(chǎn)的磨機操作影響很大。入磨物料平均水分達(dá)4%，會使磨產(chǎn)量降低20%以上。嚴(yán)重時甚至?xí)扯赂魝}板的蓖縫，從而使粉磨過程難以順利進(jìn)行。但物料過于干燥也無必要，不但會增加烘干煤耗，而且保持入磨物料中少量水分，還可以降低磨溫，并有利于減少靜電，提高粉磨效率。因此，入磨物料平均水分一般應(yīng)控制在1．0%~1．5%為宜。易磨性表示粉磨的難易程度助磨劑作用原理：助磨劑通常是一種表面活性劑，它由親水基團（如羧基-COOH，羥基一OH）和憎水的非極性基團（如烴鏈）組成。在粉碎過程中，助磨劑的親水集團易緊密地吸附在顆粒表面，憎水集團

則一致排列向外，從而使粉體顆粒的表面能降低。而助磨劑進(jìn)入粒子的微裂縫中，積蓄破壞應(yīng)力,產(chǎn)生劈裂作用，從而提高研磨效率?；炷翑嚢铏C是根據(jù)什么原理設(shè)計的？目前常用的攪拌機有那幾種類型？（1）?重力機理如圖2.3所示，在一個圓筒形容器中有兩種不同的顆粒：物料A和B。假設(shè)B物料在下,A物料在上,當(dāng)圓筒以傾斜軸旋轉(zhuǎn)時，A、B兩種物料也隨之運動，并在重力作用下，力求達(dá)到最穩(wěn)定的狀態(tài)，各自越過原始接觸面，進(jìn)入原由另一種物料所占有的空間。最后其相互接觸面達(dá)到最大程度，即達(dá)到了均勻混合。（自落式攪拌機就是根據(jù)這一原理。）（2）?剪切機理剪切作用的機理是使攪拌的物料在某一部位產(chǎn)生強烈的相對剪切并疊合翻拌，而使拌合物達(dá)到攪拌均勻的目的。（此類攪拌機有強制攪拌機。）（3）?對流機理在攪拌筒受攪拌器的作用而形成對流混合機理。物料在垂直圓筒中被攪拌器攪拌時，它是通過對流作用達(dá)到均勻混合的。（如加氣混凝土料漿攪拌筒。）鼓筒式攪拌機（一般只適用于攪拌流動性較大的砼）、雙錐式攪拌機（雙錐式攪拌機適合于大容量、大骨料、大坍落度混凝土攪拌，在我國多用于水電工程、橋梁工程和道路工程。）、梨形攪拌機、強制式攪拌機（特別適合拌和干硬性混凝土、高強混凝土和輕骨料混凝土。）等。自落式攪拌機根據(jù)構(gòu)造不同分為鼓筒形攪拌機和雙錐式攪拌機。自落式攪拌機多用于攪拌塑性混凝土和低流動性混自落武踐簡立軸式反轉(zhuǎn)出<s)混凝土長途運輸為什么會離析？混凝土運輸車運輸混凝土為什么不會產(chǎn)生離析？因為運輸過程有振動。在混凝土攪拌站裝入混凝土后，由于攪拌筒內(nèi)有兩條螺旋狀葉片，在運輸過程中攪拌筒始終不停地做慢速轉(zhuǎn)動使筒內(nèi)的混凝土拌合物可連續(xù)得到攪拌，以防止混凝土離析，運至澆筑地點，攪拌筒反轉(zhuǎn)即可迅速卸出混凝土。第四章成型工藝1.密實成型工藝定義、分類和使用范1.密實成型工藝定義、分類和使用范由攪拌制備的混凝土混合料，在澆灌入模之后必須隨即用有效的方法使之密實成型，才能賦予混凝土一定的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以保證混凝土構(gòu)件的質(zhì)量。振動密實成型；此工藝方法設(shè)備簡單，密實效果較好，能保證混凝土達(dá)到良好的密實度，不僅在預(yù)制混凝土構(gòu)件密實成型過程中，而且在現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件的密實成型過程中得到廣泛應(yīng)用。壓制密實成型；離心脫水密實成型；此種工藝適用于制造不同直徑和長度的管狀制品，例如管材、電桿、管樁及管、柱等。真空脫水密實成型；該工藝目前在現(xiàn)澆混凝土方面應(yīng)用較廣，如道路、現(xiàn)澆樓板、停車場、飛機跑道以及水工構(gòu)筑物等；在預(yù)制混凝土構(gòu)件方面，如砌塊、平板、梁、柱、管以及大型空間構(gòu)件等也有所采用。其他密實成型工藝（如澆注、抄取、浸漬、噴射、減壓注漿、壓力灌漿等）討論分析振動密實成型工藝原理。（1）水泥膠體的觸變作用膠體粒子擴散層中的弱結(jié)合水，由于受到荷電粒子的作用而吸附于膠體粒子的表面，當(dāng)受到外力干擾時（如振動作用、攪拌作用），這部分吸附水解吸附，變成自由水，使混合料呈現(xiàn)塑性性質(zhì)，即觸變作用，使膠體由凝膠轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z。（2）顆粒間粘結(jié)力的破壞混凝土混合料中存在大量連通的微小孔隙，從而組成錯綜復(fù)雜的微小通道，由于部分自由水的存在，在孔隙的水和空氣的分界面上就產(chǎn)生表面張力，從而使粒子相互靠近，形成一定的結(jié)構(gòu)強度，即產(chǎn)生了顆粒間的粘結(jié)力。在振動作用下，顆粒的接觸點松開，破壞了微小通道，釋放出部分自由水，從而破壞了顆粒間的粘結(jié)力，使混合料易于流動。（3）顆粒間機械嚙合力的破壞由于混合料中顆粒粒子的直接接觸，其機械嚙合力極大，內(nèi)阻大大加強，在振動所做的功的作用下，顆粒間的接觸點松開，從而大大降低了顆粒間的摩擦力和粘結(jié)力，破壞了原先的堆積構(gòu)架，使混合料易于流動。綜上所述，振動作用實質(zhì)上是使混凝土混合料的內(nèi)阻大大降低，釋放出部分吸附水和自由水，從而使混合料部分或全部液化。討論分析離心脫水密實成型工藝原理。定義：利用模型在離心機上高速旋轉(zhuǎn)，模型內(nèi)的混凝土混合料受離心力的作用，脫去部分水分而密實成型。離心密實成型是流動性混凝土混合料成型工藝中的一種機械脫水密實成型工藝。特點：是由離心力將混合料擠向模壁，從而排出混合料中的空氣和多余的水分（20?30%）,使其密實并獲得較高的強度。應(yīng)用：此種工藝適用于制造不同直徑和長度的管狀制品，例如管材、電桿、管樁及管、柱等。第五章養(yǎng)護混凝土養(yǎng)護工藝的定義、分類。定義：混凝土拌合物經(jīng)澆注振搗密實后，逐步硬化并形成內(nèi)部結(jié)構(gòu)，為使已密實成型的混凝土能正常完成水泥的水化反應(yīng)并獲得所需的物理力學(xué)性能及耐久性指標(biāo)，所采取的工藝措施稱為混凝土的養(yǎng)護工藝。分類標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護是指在溫度為20±3°C,相對濕度為90%以上的潮濕環(huán)境或水中的條件下進(jìn)行的養(yǎng)護，這是目前試驗室常用的方法。自然養(yǎng)護：在自然氣候條件（平均氣溫高于+5C）下，于一定時間內(nèi)采取覆蓋保濕、澆水潤濕、防風(fēng)防干、保溫防凍等措施養(yǎng)護混凝土的工藝，稱為自然養(yǎng)護?？焖兖B(yǎng)護：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護及自然養(yǎng)護時混凝土硬化緩慢，因此凡是能加速混凝土強度發(fā)展過程的工藝措施，均屬于快速養(yǎng)護。試述熱養(yǎng)護過程中混凝土的化學(xué)及物理化學(xué)和物理變化。硅酸鹽水泥在蒸養(yǎng)過程中的化學(xué)變化當(dāng)溫度升高時，硅酸鹽的溶解度增大，水泥水化反應(yīng)加速。通過對Ca(0H)2析出量及結(jié)合水量的測定表明：80°C蒸養(yǎng)與20°C蒸養(yǎng)時的水化過程相比，水化反應(yīng)加速了5倍，100C時加速了9倍，但水化過程進(jìn)行的總規(guī)律未發(fā)生根本變化，只是各水化期的延續(xù)時間隨溫度的升高而縮短。同時，隨著養(yǎng)護時間的延續(xù)，溫度加速水泥水化進(jìn)程的影響效果逐漸減小。這是因為水化產(chǎn)物在未水化的水泥顆粒周圍形成的屏蔽膜阻礙了水分子向未水化顆粒的滲入，使內(nèi)擴散減慢。其主要組成為：以C-S-H為主的C-S-H微晶或非晶型水化硅酸鈣，Ca(OH)2及由碳化生成的CaCO3；還有少量的C2SH2和C2SH(B)以及其他以亞穩(wěn)定相生成的水化硅酸鈣；鋁酸鹽及鐵鋁酸鹽水化生成的鈣磯石、C3AH6和C4AH11-19水化鋁酸鈣。C3S及C4AF是蒸汽養(yǎng)護后獲得較高強度的決定性礦物，C2S則對后期強度其較大作用。水化反應(yīng)時的介質(zhì)溫度、濕度條件對水化物的組成及形成過程有一定的影響，如液相的溶度及過飽和度、熟料礦物的溶解度、被溶解的氧化物(CaO、S02、A1203)的比例等。在蒸汽養(yǎng)護的條件下，這些因素的影響只表現(xiàn)在水化硅酸鹽堿度的提高及水化相數(shù)量關(guān)系等的微小變化上。此外，C3S在50C水化時可能出現(xiàn)強度較低的高堿度亞穩(wěn)中間相。水化硫鋁酸鈣的穩(wěn)定性雖然較鋁酸鈣及鐵鋁酸鈣高，但在熱養(yǎng)護時也不穩(wěn)定。低硫型易分解為低強度的水化鋁酸鈣C3AH6及石膏。溫度為70?110C時，在CaO濃度較低的溶液中，高硫型硫鋁酸鈣AFt脫水時，無論石膏摻量如何，均將分解。硅酸鹽水泥在蒸養(yǎng)過程中的物理化學(xué)變化水泥顆粒屏蔽膜的增厚和增密晶體顆粒的粗化新生物細(xì)度的減小等方面。(新生物粒子的分散度及其在單位體積中的濃度，以及新生物填充水泥石自由空間的的程度。恒溫養(yǎng)護時間越長，溫度越高，新生物的結(jié)構(gòu)越粗。水泥水化過程中新生物粒子增大的過程稱為粗化。其原因有二：一是新生物從溶液中積聚成較大粒子，一是可能由較小的或結(jié)構(gòu)中有缺陷的粒子再結(jié)晶，特別是在原始礦物和水的作用已經(jīng)完成了的區(qū)域。新生物溶解度越高，系統(tǒng)的溫度越高，則再結(jié)晶的過程也越迅速，粒子尺寸也越大。)熱養(yǎng)護過程中混凝土的物理變化各組分的熱膨脹新成型的混凝土的組分有集料、水、水泥漿和吸入的濕空氣，這些組分受熱均要膨脹?；炷翚庀嗪鸵合囿w積的熱膨脹及各組分的不均勻熱膨脹，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生體積膨脹和結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力。熱質(zhì)傳輸過程混凝土熱養(yǎng)護時，主要有接觸加熱和經(jīng)模板加熱兩種加熱方法。降溫降壓期內(nèi)，混凝土的結(jié)構(gòu)基本定型。在其內(nèi)部發(fā)生的變化主要有：溫差的產(chǎn)生、水分的汽化、體積的收縮和拉應(yīng)力的出現(xiàn)?；炷恋臏p縮及干縮。水泥水化過程中，無水熟料礦物變?yōu)樗?，固相體積增大，但“水泥—水”體系的總體積卻減小，這種由化學(xué)反應(yīng)所導(dǎo)致的體積減小稱為化學(xué)減縮。在低濕介質(zhì)升溫過程中，混凝土由于失水而發(fā)生收縮，微管中的彎月面所產(chǎn)生的微管壓力是其主要原因，故稱干縮或微管收縮。綜上所述，升溫時，由于蒸汽的冷凝，體積變形的特征是濕熱膨脹。降溫時則發(fā)生失水收縮，此時存在一個臨界濕度。混凝土失水至臨界濕度以前，并無收縮發(fā)生。常壓蒸養(yǎng)的降溫期，混凝土雖有失水，但與臨界濕度相差不大，即使干縮，其數(shù)值也較小，故可用殘余變形評價其結(jié)構(gòu)破壞程度。討論影響蒸養(yǎng)混凝土強度的因素。一)水泥成分和細(xì)度提高蒸汽養(yǎng)護混凝土的強度的首要途徑應(yīng)從熟料的礦物成分、水泥細(xì)度、摻合料幾方面來研究。礦物成分水化初期C3S的結(jié)構(gòu)強度增長較快，預(yù)養(yǎng)時能生成有大量連生接點的高分散水化物，有利于結(jié)構(gòu)的形成。養(yǎng)護后，孔隙率較低，強度較高。細(xì)度水泥細(xì)度高，水化程度增大，水化產(chǎn)物數(shù)量增多，因此水泥石強度也越高。細(xì)度過高，導(dǎo)致需水量增加，減縮影響增大，致使水泥石密實度下降。水泥越細(xì)，蒸養(yǎng)水泥石后期硬化時越將形成粗孔結(jié)構(gòu)。磨細(xì)礦物摻合料礦渣硅酸鹽水泥比普通水泥具有較好的蒸汽養(yǎng)護適應(yīng)性。高溫長時間蒸養(yǎng)，強度增長快，早期及后期強度均有提高。在規(guī)定時間內(nèi)，礦渣含量越多，對預(yù)養(yǎng)的敏感性越低，蒸養(yǎng)效果越顯著。蒸養(yǎng)礦渣水泥混凝土28d強度常常略高于標(biāo)號強度。火山灰質(zhì)水泥的蒸養(yǎng)適應(yīng)性也比較好，這是因為蒸養(yǎng)加速了水化時析出的Ca（0H）2與活性SiO2的反應(yīng)速度。（二） 用水量一定的用水量，既是確保水泥正常水化和混凝土混合料和易性的重要條件之一，又將在濕熱養(yǎng)護時引起結(jié)構(gòu)的破壞。由于水分的熱膨脹和熱質(zhì)遷移，最終使混凝土孔隙率增大，因此，用水量對混凝土結(jié)構(gòu)形成、強度和其他性能有重大影響。低水灰比有助于強度的迅速增長，還使總孔隙率降低，密實度提高，形成優(yōu)質(zhì)混凝土結(jié)構(gòu)。（三） 養(yǎng)護條件采用快硬水泥、配制低水灰比干硬性混凝土（內(nèi)因）；采用預(yù)養(yǎng)或慢速升溫、包括帶模養(yǎng)護、密封養(yǎng)護等（外因）都屬于提高混凝土本身抵御濕熱介質(zhì)破壞能力的方法。帶模養(yǎng)護比脫模養(yǎng)護提高近一倍，而密封養(yǎng)護則提高1.5倍。這些方法的實質(zhì)是用剛性體強行抑制混凝土的受熱變形或隔絕混凝土與周圍介質(zhì)的濕交換，保證在快速養(yǎng)護時形成優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)而不受損害。簡述常壓濕熱養(yǎng)護制度。在養(yǎng)護窯或養(yǎng)護坑內(nèi)，以溫度不超過100°C，相對濕度不低于90%以上的濕熱蒸汽為介質(zhì)使混凝土構(gòu)件在蒸汽的濕熱作用下迅速凝結(jié)硬化達(dá)到所要求的強度，稱常壓蒸汽養(yǎng)護，簡稱蒸養(yǎng)。在蒸汽養(yǎng)護設(shè)施和膠凝材料一定的條件下，用最少的蒸汽量使混凝土制品達(dá)到規(guī)定的強度，而其本身結(jié)構(gòu)不受到明顯的破壞、耐久性不劣化的氧化制度才是優(yōu)化的養(yǎng)護制度。蒸汽養(yǎng)護制度，簡稱為蒸養(yǎng)制度。第六章預(yù)應(yīng)力張拉工藝1.鋼筋冷拉與冷拔的原理，其區(qū)別如何？如何施工與控制？鋼筋冷拉是在常溫下拉伸鋼筋，控制拉伸應(yīng)力超過鋼筋屈服強度，使鋼筋產(chǎn)生塑性變形，從而達(dá)到調(diào)直鋼筋、提高鋼筋強度，節(jié)約鋼材的目的。冷拉工藝適用于I?IV級鋼筋。冷拉后的鋼筋主要用于受拉場合，不宜用于受壓和承受沖擊荷載作用的場合。其原因在于：冷拉過程中，鋼筋內(nèi)部晶面滑移，晶格變化，內(nèi)部組織發(fā)生變化，從而屈服強度提高，塑性降低。對重要的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件宜采用控制冷拉應(yīng)力法；對不能分清爐批號或不同爐批的熱軋鋼筋，不應(yīng)采用控制冷拉率的方法。冷拉后，鋼筋表面不應(yīng)出現(xiàn)裂紋、局部頸縮等現(xiàn)象；按規(guī)范進(jìn)行拉伸和冷彎實驗，質(zhì)量達(dá)標(biāo)；冷彎時試驗不得有裂紋、起層或斷裂現(xiàn)象。鋼筋冷拔是將直徑6?8mm的I級鋼筋（熱軋光面鋼筋）通過鎢合金拔絲模進(jìn)行