（1）采用高强度等级水泥和低水胶比；（2）选用质量与级配良好的骨料；（3）掺入合适的外加剂（如减水剂）与掺合料；（4）采用机械搅拌和振捣（或加强混凝土的质量管理，改善混凝土的施工工艺）；（5）采用合适的养护工艺（或加强养护，保证适宜的养护温度与湿度，可利用高温养护提高混凝土的早期强度）。
11、（1）试件尺寸加大，实验值将偏小；（2）试件高宽比加大，实验值将偏小； （3）试件受压表面加润滑剂，实验值将偏小；（4）试件位置偏离支座中心，实验值将偏小；（5）加荷速度加快，实验值将偏大。
12、混凝土的体积变形包括非荷载作用下的变形与荷载作用下的变形。非荷载作用下的变形主要有：化学收缩、干湿变形、温度变形和碳化收缩。荷载作用下的变形有短期荷载作用下的变形与长期荷载作用下的变形（即徐变）。
混凝土的体积变形过大会引起混凝土开裂，产生裂缝。裂缝不仅会影响混凝土的承载能力，而且还会严重影响混凝土的耐久性和外观。
无论是荷载作用下的变形还是非荷载作用下的变形，产生的原因都是由于混凝土中水泥石的存在所引起的。因此，尽管发生变形的种类不同，但就其如何减小变形的措施来说，却有共同之处，即：（1）合理选择水泥品种：如高强度等级水泥或早强型水泥的细度较大，则收缩较大；掺大量混合材料的水泥干缩较大。
（2）尽量减小水胶比：如采用掺减水剂等措施。这是控制和减小混凝土变形的最有效的措施。 （3）尽可能降低水泥用量：如用活性掺合料取代部分水泥等。 13、当不得不采用普通硅酸盐水泥进行大体积混凝土施工时，可采取下列措施来保证工程质量：（1）掺入活性掺合料；（2）掺入适量缓凝剂；（3）分段施工；（4）预冷原材料（如搅拌水中加冰等）；（5）预埋水管，用冷水降低温度（但温差不可过大）。
14、（1）由于水泥水化热大且集中放出，积聚在混凝土的内部，导致混凝土内外温差很大（可达50～70℃），由于温差应力使混凝土开裂。防止措施：在混凝土中掺矿物掺合料取代部分水泥，减少水泥用量，或使用低热水泥。
（2）由于温度变化较大使混凝土产生热胀冷缩变形，导致开裂。防止措施：每隔一段距离设置一道伸缩缝，或在结构中设置温度钢筋等。
（3）由于混凝土中的水分结冰，产生体积膨胀导致混凝土开裂。防止措施：负温下的混凝土施工，要掺早强剂、防冻剂并注意保温养护，以免混凝土早期受冻破坏。
（4）混凝土养护时缺水，使水泥水化反应不能进行，导致混凝土强度较低，结构疏松，形成干缩裂缝。防止措施：浇注成型后加强保湿养护。
（5）碳化会显著增加混凝土的收缩，引起混凝土表面产生拉应力而出现微细裂纹。防止措施： 合理选择水泥品种，掺减水剂降低水胶比，提高混凝土的密实度，加强施工质量控制与养护等。
15、混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全和正常使用的能力称为耐久性。混凝土耐久性主要包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗碳化、抗碱-骨料反应及防止混凝土中钢筋锈蚀的能力等性能。
提高混凝土耐久性的主要措施为：（1）合理选择水泥品种；（2）选用质量良好、技术条件合格的砂石骨料；（3）采用较小的水胶比和保证水泥用量；（4）掺入适量的减水剂、引气剂及活性矿物掺合料；（5）加强混凝土生产的质量控制，即搅拌均匀、合理浇筑、振捣密实及加强养护。
16、因为混凝土的抗渗性直接影响混凝土的抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性等性质，如果其抗渗性较差，水或侵蚀性液体等介质就容易渗入内部，使混凝土的抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性及抗钢筋锈蚀性降低。所以，抗渗性是决定混凝土耐久性的最主要的因素。
混凝土渗透的原因是由于内部孔隙形成连通的渗水孔道。这些孔道主要来源于水泥浆中多余水分蒸发而留下的气孔、水泥浆泌水所产生的毛细管孔道、内部的微裂缝以及施工振捣不密实产生的蜂窝、孔洞，这些都会导致混凝土渗水。
因此，提高混凝土抗渗性的关键在于提高其密实度和改善孔结构，主要是减少连通孔隙及开裂等缺陷。通常采用的措施有：（1）尽可能降低水胶比，掺引气剂、引气型减水剂或活性掺合料等以改善其内部结构；（2）采用致密、干净、级配良好的骨料；（3）施工振捣密实，加强潮湿养护。
17、答：混凝土的碳化是指空气中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水。碳化又叫中性化。碳化对钢筋混凝土的性能影响为：
（1）使混凝土的碱度降低，减弱对钢筋的保护作用。在硅酸盐水泥混凝土的碱性环境中，钢筋表面生成一层钝化膜，保护钢筋免于锈蚀。碳化降低了混凝土的碱度，当碳化深度超过钢筋的保护层时，钢筋表面钝化膜破坏，导致钢筋锈蚀。
（2）引起混凝土的收缩，使混凝土表面碳化层产生拉应力，可能产生微细裂缝，从而降低混凝土的抗拉、抗折强度及抗渗能力。
（3）使混凝土的抗压强度有所提高。
18、碱-骨料反应是指混凝土中的碱性氧化物（氧化钠、氧化钾等）与骨料中的活性二氧化硅发生化学反应，生成碱-硅酸凝胶，其吸水后产生体积膨胀（可达3倍以上），导致混凝土开裂破坏的现象。
混凝土发生碱-骨料反应的必要条件是：（1）水泥中碱含量大于0.6％（以等当量Na2O计）；（2）骨料中含有活性二氧化硅；（3）有水存在。
3
防止措施是：（1）采用含碱量小于0.6％的水泥，并控制混凝土中的总碱量不超过3.0kg/m；（2）控制使用碱活性骨料；（3）掺能抑制碱-骨料反应的活性掺合料；（4）掺引气型外加剂，使混凝土内形成微小气孔，以缓冲膨胀破坏应力；（5）尽量隔绝水。
19、因为混凝土的耐久性主要取决于组成材料的质量、本身的密实度和施工质量。在原材料及施工工艺一定的条件下，则取决于其密实度。若混凝土密实度较高，则不仅其强度较高，而且抗渗性较高，因而耐久性随之提高。而混凝土的密实度与水胶比有直接关系，与胶凝材料用量有间接关系。水胶比越小，混凝土的密实度越高；胶凝材料用量过大，混凝土的性能会降低，但过小则不能保证混凝土的密实性。因此，在设计混凝土配合比时，为了保证混凝土的耐久性，需要严格控制混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量。
20、粉煤灰掺入混凝土中可产生三大效应，总称为“粉煤灰效应”。即：
（1）活性效应。粉煤灰中所含的SiO2和Al2O3具有化学活性，它们能与水泥的水化产物Ca(OH)2
反应，生成类似水泥水化产物中的水化硅酸钙和水化铝酸钙，可作为胶凝材料的一部分而起到增强作用。
（2）颗粒形态效应。粉煤灰中的玻璃微珠在混凝土中可减小组成材料之间的内摩擦力，提高流动性，具有一定的减水作用。
（3）微骨（集）料效应。粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥浆内，可填充孔隙和毛细孔，改善了混凝土的孔结构和增大密实度。
粉煤灰掺入混凝土中可以改善混凝土拌合物的和易性及可泵性，降低水化热，提高抗渗、抗化学侵蚀及抑制碱-骨料反应等耐久性。用粉煤灰取代部分水泥后，混凝土的早期强度将随掺入量增多而有所降低，但28d以后的长期强度可赶上甚至超过不掺粉煤灰的混凝土。
21、掺粉煤灰的混凝土配合配合比设计有三种方法，即：等量取代法、超量取代法、外加法。（1）等量取代法：以等质量的粉煤灰取代混凝土中的水泥，主要适用于掺加Ⅰ级粉煤灰、混凝土超强以及大体积混凝土工程。（2）超量取代法：粉煤灰的掺入量超过其取代水泥的质量，超量部分的粉煤灰则取代等体积的细骨料。其目的是增加混凝土中胶凝材料的用量，以补偿由于粉煤灰取代水泥而造成的强度降低。超量系数应根据粉煤灰的等级而定。（3）外加法：掺加的粉煤灰全部用来取代等体积的的细骨料，其目的只是为了改善混凝土拌合物的和易性。
22、混凝土中掺入活性掺合料，不仅可以取代部分水泥，节约水泥熟料，降低混凝土的成本，而且可以改善混凝土拌合物和硬化混凝土的有关性能，提高混凝土的绿色化程度。目前，在配制大
体积混凝土、高强混凝土、高性能混凝土和绿色高性能混凝土等方面，掺合料已成为不可缺少的组成材料。
活性掺合料在混凝土中的主要作用有：（1）作胶凝材料代替部分水泥；（2）提高混凝土的后期强度（除硅灰外，早期强度随掺量增加而降低）；（3）改善混凝土拌合物的工作性（粘聚性、保水性，减少离析、泌水；粉煤灰需水量小还可以降低水胶比，提高耐久性）；（4）降低混凝土的温升，防止开裂（降低水化热）；（5）提高混凝土的耐久性（可减少Ca(OH)2、毛细孔含量，优化孔结构，改善界面过渡区结构，提高抗渗、抗冻、抗侵蚀性、抑制碱-骨料反应等耐久性）。
23、高性能混凝土（HPC）是以耐久性和可持续发展为基本要求，并适应工业化生产与施工的新型混凝土。高性能混凝土应具有的技术特征是高抗渗性（高耐久性的关键性能）、高体积稳定性（低干缩、低徐变、低温度应变率和高弹性模量）、适当高的抗压强度、良好的施工性（高流动性、高粘聚性、达到自密实）。高性能混凝土在节能、节料、工程经济、劳动保护及环境保护等方面都具有重大意义，是国内外土木建筑界研究的热点，它是水泥基材料的主要发展方向，被称为“二十一世纪的混凝土”。
混凝土达到高性能的技术途径主要有：
（1）选用技术性能较好的水泥、骨料和水。 （2）采用较低的水胶比（通常要控制在0.38以下），掺入与水泥相容性好的优质高效减水剂（减水率应不低于20%~30%），并有适当的引气性与抗坍落度损失能力。
（3）掺加适量优质的活性磨细矿物掺合料，如硅灰、磨细矿渣和优质粉煤灰等。 （4）改善骨料级配，降低骨料间的空隙率。 （5）控制胶凝材料的用量。
六、计算题
1、
解：⑴根据测定的筛余量，计算出分计筛余（%）与累计筛余（%）列于下表： 筛孔尺寸/mm 筛余量/g 分计筛余/% 累计筛余/% 4.75 27 5.4 5.4 2.36 43 8.6 14.0 1.18 47 9.4 23.4 1.60 191 38.2 61.6 0.30 102 20.4 82.0 0.15 82 16.4 98.4 ＜0.15 8 1.6 100 该砂的细度模数为：Mx=（14.0＋23.4＋61.6＋82.0＋98.4－5×5.4）/（100－5.4）＝2.67 此砂为中砂。
将该砂的累计筛余与砂的级配区比较可知，属于2区，级配合格。 2、 解：（1）混凝土7d的抗压平均破坏荷载为：
P=（140+135+142）KN/3 =139KN
混凝土7d标准立方体抗压强度为：
fcu=0.95×139KN×103/100×100=13.2MPa
（2）混凝土28d强度约为：
fcu,28=13.2×lg28/lg7=22.6MPa （3）该混凝土所用的水胶比为：
?B?fcu，??f??28ace?b?
W??W?B??0.73 22.6?0.53?1.12?32.5??0.20? ， B?W?3、
解：（1）根据水泥强度=（1.5～2.0）混凝土强度等级这一近似关系可知，配制C20的混凝土，水泥强度的范围应为30.0～40.0MPa，故选32.5复合水泥较合适。
（2）配制混凝土的石子的最大粒径dmax从结构上考虑，应同时满足下列条件： ①粗骨料的最大粒径不得大于构件截面最小尺寸的1/4，即
dmax?1?400?100(mm) 4②粗骨料最大粒径不得大于钢筋间最小净距的3/4，即 从结构上考虑，石子粒径dmax应不大于30mm。
同时考虑到经济性，应在满足结构及施工条件的前提下，尽量选择较大粒径的石子，故宜选用5～30mm的石子。 4、
解：混凝土的配制强度fcu,o为：
fcu,o=20MPa+1.645×4.0MPa=26.6MPa 根据鲍罗米公式得：
?afceW0.53?35.0???0.61 Bfcu,0??a?bfce26.6?0.53?0.20?35.0答：混凝土的配制强度fcu,0为26.6MPa，满足强度要求的水胶比为0.61。 5、 解：由
fnlgn， ?f28lg28fn70%?25?lg28??0.7lg28 f2825得 lgn?lg28? n=10.3（天），所以取n=11天。
6、 解：（1）设1 m3混凝土中各种材料用量分别为：水泥C（kg）、砂子S（kg）、石子G（kg），则由题知：
S?2.2C??G?4.2? ?
W?056???C?S?G?W?2380联立求解：C?299(kg)
S?2.2C?2.2?299?658(kg) G?4.2C?4.2?299?1256(kg)
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