＊　　　什么是火山灰反应?

  　在一些火山灰质的混合料中，存在着一定数量的活性二氧化硅、活性氧化铝等活性组分。所谓火山灰反应就是指这些活性组分与氢氧化钙反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙或水化硫铝酸钙等反应产物，其中，氢氧化钙可以来源于外掺的石灰，也可以来源于水泥水化时所放出的氢氧化钙。

    在火山灰水泥的水化过程中，火山灰反应是火山灰混合材中的活性组分与水泥熟料水化时放出的氢氧化钙的反应。因此，火山灰水泥的水化过程是一个二次反应过程。首先是水泥熟料的水化，放出氢氧化钙，然后再是火山灰反应。这两个反应是交替进行的，并且彼此互为条件，互相制约，而不是简单孤立的。

＊　什么叫做混凝土的孔结构?它在硬化混凝土中起什么作用?

所谓混凝土的孔结构，它包括三个方面。

    (1)孔隙率

    孔隙率是指在整个水泥石结构中孔隙所占的百分数，它是孔隙数量的表征。

    (2)孔分布 

    孔分布是指不同孔径孔的分布状况，水泥石中孔径分布的差异也会显著地影响水泥石的性能。

    (3)孔形貌

    孔形貌是指水泥石中孔的形态，如：水泥石中的孔是圆孔还是细长孔?是连通孔还是单个的封闭孔?等等。对于孔的这一方面性质，目前还没有好的描述方法。尽管如此，人们已经认识到，孔的形貌对水泥石的性能有不可忽视的影响。

    孔在硬化混凝土中的作用，研究者们较多地注意它的反面作用，常常忽略它的正面作用，归纳一下，孔在硬化混凝土中主要有以下几个方面的作用。

    (1)孔是水分出入的通道

从正面作用来看，水的自由出入可以为一些未水化矿物的水化提供充足的水源，也为一些膨胀组分的膨胀提供了水源。但从反面作用来看，较多的水分出入常常导致体积的不稳定性。

    (2)孔是各种物质扩散的通道

    由于有孔的存在，水泥石中的一些组分可以溶出并向外扩散，产生溶蚀。同时，环境中的一些有害组分也可以进人水泥石，使水泥石受到腐蚀。 

    (3)孔是一些反应产物存在的空间

    由于孔是一个自由空间，一些反应产物易在孔中形成，或者向孔中扩散。在这一空间形成的反应产物，仅仅使得水泥石结构的致密，不会导致宏观的体积变化。对于一些有害的反应来说，例如碱．集料反应，如果大量的反应产物都存在于水泥石的孔中，它将不会导致混凝土的开裂。

    (4)孔的存在将导致混凝土中的应力不均匀分布

    如果混凝土是一个匀质材料的话，当它受到一个均匀荷载时，在混凝土中各处的应力应该是均匀分布的。但由于孔不能承受荷载，这些荷载将由固相承担。同时，由于孔的存在，使得在孔的附近产生应力集中，导致混凝土中各处的应力状态是不均匀的。特别是当混凝土中存在着较大的孔时，在孔的附近将会存在着相当大的应力，使得混凝土过早的破坏。

    应该注意到，孔的这些作用不仅与孔的数量有关，也与孔的分布、孔的形貌有着密切的关系。只有正确地认识孔的这些作用，全面地认识孔的结构，才能搞清楚它对混凝土性能的影响。

＊　　　混凝土中的孔是怎样形成的?

    在混凝土中存在着两种形式的孔，一种是连通孔；一种是封闭孔。连通孔是拌合水留下的空间。在混凝土拌合时，为了保证混凝土具有一定的工作性，需要加入一定数量的水，混凝土凝结而形成初始结构时，这些水仍留在混凝土中，并占据一定的空间。随着水化的进行及以后的干燥过程，这些水分失去，原来被水占据的空间则成为孔隙0封闭孔通常是气泡占据的空间。这些气泡或者是由于在搅抨过程中混入空气而形成，或者是由一些外加剂产生。这些在搅拌、成型过程中没有排出的气泡，当混凝土硬化后便形成了封闭孔。

＊　　　哪些因素影响水泥石的孔结构?

  　影响水泥石孔结构的因素很多，归纳一下主要有以下几个方面。

    (1)水灰比

    前面已经提到，连通孔主要是由拌合水的消耗而留下的空间，水灰比高表明拌合水的相对数量较多，这些水移去后也将留下较多的孔隙。因此，水灰比越高，水泥石孔隙率也越高。

    (2)水化程度

    在水泥的水化过程中，固相体积将增加1．13倍，当水泥初始结构形成后，这些增加的反应产物将填充在孔隙中，使得水泥的孔隙减少。水化程度越高，水泥石的孔隙率越低。

    (3)水泥的保水性能

    在搅拌过程中，拌合水均匀地分布在浆体中，如果水泥有较好的保水性能，不使这些水聚集的话，将在水泥石中留下较均匀分布的孔隙。但若水泥的保水性能较差的话，这些水可能聚集成较大的水滴，在水泥石中形成较多的大孔。

    (4)成型条件

    在混凝土搅拌过程中，不可避免地将混进一些空气，形成空气泡，成型时如不能将这些气泡赶出，将在水泥石中形成孔隙，这种孔一般较大，对混凝土的性能有较大的影响。

    (5)养护制度

    在不同的养护制度下，所形成的水化产物的形态是不一样的。采用高温养护，所形成的水化产物一般结晶良好，颗粒粗大。在相同水化程度下，尽管孔隙率没有明显变化，但大孔相对增多。这一作用主要影响凝胶粒子间孔即3．2～200nm范围内的孔。

    (6)掺人减水剂

    混凝土中掺人减水剂可以减少混凝土用水量，降低水灰比，不仅可以降低水泥石的孔隙率，也可以使水泥石的孔分布得到改善。

(7)掺人混合材

    在混凝土中掺人混合材对水泥石的孔结构有相当大的影响，这种影响取决于混合材的品质、掺量、掺人方式、养护制度等多种因素，是一个比较复杂的问题

    ａ。硅灰对水泥石孔结构的影响

    硅灰是一种极细的火山灰质混合材，它的平均粒径仅为O．1～0．2μｍ，它的活性也比较高。在等水胶比条件下掺人硅灰，由于硅灰的活性不及水泥熟料，因此水泥石的孔隙率将有所提高。这种影响在早龄期较为显著，但在晚龄期则较小。另一方面，由于硅灰颗粒极小，这对拌合水有较好的分散作用，也可以防止水的聚集，同时，由于硅灰与水泥熟料水化时放出的氢氧化钙作用，使较粗大的氢氧化钙六方板状晶体减少或消失，生成细小的C—S—H凝胶颗粒，使得孔细化，小孔数量增多，而大孔数量减少。

  　ｂ。粉煤灰对水泥石孔结构的影响

粉煤灰品质差异较大，因而它对水泥石孔结构影响的差异也较大。从对孔隙率的影响来分析，由于粉煤灰的活性比水泥熟料要差得多，因此，在相同水胶比下掺入粉煤灰，水泥石孔隙率必然提高。这种趋势在早龄期尤为明显，随着龄期的推移，粉煤灰的火山灰反应使这一趋势有所减弱。在固定胶材用量条件下掺用粉煤灰，如若采用I级粉煤灰，由于粉煤灰的减水作用使得水胶比降低，这可以补偿粉煤灰活性较低的弱点，使孔隙率不提高，甚至在晚龄期时还可以使孔隙率降低；若采用Ⅱ级粉煤灰则没有这种作用；若采用品质更差的粉煤灰，由于它的增水作用导致水胶比提高，这将使得水泥石的孔隙率更

大幅度的提高。从孔分布分析，采用较细的粉煤灰可以使水泥石孔隙“细化”。但是，由于粉煤灰颗粒远比硅灰大的多，比水泥颗粒略小一些，因此，粉煤灰对孔的“细化”作用是有限的，而且这种“细化”作用仅仅是一种相对“细化”作用，即大孔的相对数量减少。若总孔隙率明显增加的活，大孔的{jd1}数量不一定减少，甚至可能增加。

    ｃ。矿渣对水泥石孔结构的影响

    与硅灰和粉煤灰相比，矿渣的活性高些，但矿渣的颗粒要粗些。在相同水胶比下掺入矿渣，虽然它也将使水泥石空隙率提高，但要比硅灰和粉煤灰好些。由于矿渣颗粒大小与水泥熟料相当，甚至略粗一些，因此，矿渣对水泥石的孔一般没有“细化”作用。掺入超细磨矿渣略表现出一些“细化”，但不明显，值得注意的是由于矿渣的保水性能较差，因此，较易形成毛细管通路和粗大的孔隙。

 ＊　怎样改善混凝土的孔结构?

    改善混凝土的孔结构常采用如下一些方法。

    (1)降低水灰比

    水灰比对水泥石的孔结构有相当大的影响，降低水灰比不仅可以减少总孔隙率，而且可以使凝胶孔相对含量增多，毛细孔相对含量减少。降低水灰比可采取两个途径：一是增大水泥用量，用这一方法降低水灰比常常是不经济的。不仅如此，过分大的水泥用量还将影响混凝土的体积稳定性以及其他一些性能，因此，用这一方法降低在通常的情况下不是一个好的选择；另一是减少混凝土的用水量。在通常的情况下，在混凝土中加入水是为了保证新拌混凝土具有一定的工作性。在不采取任何措施的情况下减少混凝土的用水量将会影响混凝土的工作性，这是不可取的。但可以通过掺人高效减水剂或者调整混凝土的配合比，使各种固体颗粒之间具有较好的级配等方法来减少混凝土的用水量，以实现降低水灰比。

    (2)加强养护，提高水泥的水化程度

    水胶比的大小决定了水泥石的初始孔隙率，而水泥水化形成的水化产物可以填充这些孔隙。显然，水泥的水化程度越高，所形成的水化产物越多，它的填充作用也就越强。因此，从改善水泥石的孔结构角度来说，加强混凝土的养护使水泥有较好的水化条件是十分重要的。

    (3)掺人适量的细矿粉

    掺入细矿粉有利于使初始孔隙“细化”，有些细矿粉（如：

I级粉煤灰)还具有减水作用，这些作用都有利于改善水泥石的孔结构。但掺人细矿粉时应注意适量，掺入太多的矿粉将导致胶凝材料的水化速度减慢，反而会导致孔结构的恶化。

    (4)采用聚合物浸渍混凝土

    聚合物进入混凝土中，可以填充混凝土的孔隙，这不仅可以使水泥石的孔隙率降低，水泥石的孔分布也将得到xxxx。

＊　　　界面过渡区

    所谓界面过渡区是指在集料界面一定范围内的区域，这一区域的结构与性能不同于硬化水泥石本体。在集料界面处有一层l～3μm的接触层，在接触层外有一层大约5～10μm早期高孔隙层，从高孔隙层向水泥石逐渐过渡，孔隙率不断降低，这些部分一起构成了界面过渡区。

    界面过渡区的结构不同于水泥石本体，主要表现在两个方面：在界面过渡区具有较高的孔隙率；在界面存在着较多的Ca(OH)２，而且这些Ca(OH)2在界面区具有一定的取向性。

＊　　　界面过渡区是怎样形成的?

    水泥一集料界面过渡区是由颗粒不均匀沉降引起的。当混凝土搅拌均匀成型后，由于重力作用，水泥颗粒向下运动，水向上运动。当水遇到集料时，它的运动将受到阻碍，并在集料下面富集下来，形成水囊。同时，水泥熟料水化时放出的Ca^2＋等一些离子，它们也将随着水的运动而带到集料下面，由于较多的水在集料下富集并形成水囊，导致水泥浆与集料的粘结较弱；由于水向这一区域富集，使得这一区域水泥浆的实际水灰比大于本体中的水灰比，导致这一区域水泥石的结构比较疏松；随着水化的不断进行以及干燥作用，大量的

Ca(OH)２晶体在这一区域结晶出来，由于Ca(OH)2晶体与硅质集料表面的亲合性，这些晶体z轴垂直集料的表面而取向外生。经过这些过程，在水泥石与集料之间形成了一个Ca(OH)2晶体定向排列的结构疏松的界面过渡区。

＊　　为什么说水泥石．集料的界面过渡区是混凝土中最薄弱环节?

    之所以说水泥石一集料的界面过渡区是混凝土中最薄弱的环节，是因为：

  　①界面过渡区结构疏松，在混凝土受力过程中，破坏常常首先发生在界面过渡区；

    ②由于界面过渡区不同于普通水泥石，它的性质也不同于普通水泥石，不论什么原因引起变形，裂缝常常首先从界面过渡区开始，延伸贯通直到破坏；

  ③界面及其附近常常成为渗透路径，以致降低混凝土材料的抗渗性；

④界面孔缝常常首先引进侵蚀因素而降低混凝土的耐久性；

    ⑤抗冻耐蚀等试验，常常在界面处首先破坏，造成集料脱落现象；

  　⑥在界面处，有效断裂能特别低。

  　混凝土材料的性能常常受最薄弱环节控制，水泥――集料界面过渡区的性能常常决定了混凝土材料的性能，因此，对于界面过渡区的性能应该引起足够的重视。

＊　　如何改善水泥石．集料的界面过渡区?

    改善水泥石一集料界面过渡区的性能可从减少泌水，减少

Ca(OH)2在界面区的富集，打乱Ca(OH)2晶体在界面区域的取向性，增强集料与水泥石的粘结等方面人手。具体来说，可以采取如下措施。

    (1)调整配合比

    可以从两个方面进行混凝土配合比的调整：一是调整混凝土的用水量，在保证施工的前提下，尽可能减少混凝土用水量。这不仅可以提高水泥石的本体性能，而且可以减少泌水，从而达到改善界面的目的；二是调整水泥用量。当集料颗粒彼此靠近时，界面效应的效应圈可以互相叠加，使界面性能够得到改善。由于受到工作性的限制，配合仅仅可以在较小范围内调整。

    (2)选择合适的集料

    选择集料应考虑下面三个方面的因素。

    ①集料与水泥的相容性。要想获得较好的界面粘结，集料与水泥浆应在化学性质上、结构上是相容的。只有这样，当水泥水化时，所形成的水化产物才容易与集料表面物质互相接触连生，形成一个整体。Conjeand曾用铝酸盐水泥和不同集料进行试验，其结果是铝质集料{zh0}，硅质集料最差。也就是说铝质集料与铝质水泥相容性好，过渡区均匀，而硅质集料与铝质水泥浆之间过渡区结构疏松多孔、有裂纹。

  ②集料的物理力学性质应尽可能地与水泥石性能相近。这包括强度、弹性模量、热膨胀系数、收缩等等。这才有利于集料与水泥石在各种条件下共同作用，减少由不一致性而引起的内应力以及由此而产生的界面缺陷。

  ③注意集料几何性质对界面性质的影响。集料的几何性质包括两个方面：一是集料粒径；一般来说，集料越大，界面过渡区也将越大；二是集料的表面形状。集料表面越光滑致密，在其下方形成的水囊越小，但Ca(OH)2晶体在其界面的取向性越强。

  (3)采用二次搅拌工艺

    这种工艺是先在砂、石集料表面包上一薄层水泥浆，这层水泥浆具有两个特点：其一是由于这一层水泥浆特别薄，不可能在集料的下面形成水囊，也不可能有许多的Ca(OH)２在集料界面富集和择优取向，因此，它与集料能够较好地结合，形成较致密的界面结构层；其二是由于这层水泥浆与以后拌人的水泥浆在性质上的一致性，使得它们能较好的结合。

  　(4)采用压蒸工艺

  　对于一些惰性的硅质集料，在通常的情况下，它不与水泥水化时放出的Ca(H)2反应，致使水泥石与集料的界面结合力较低。但若采取压蒸工艺，在高温高压下，这种惰性的Si02变成活性Si02，它将能与Ca(OH)2反应，形成水化产物，提高了集料与水泥石的界面粘结力。  

  (5)掺加聚合物

  在混凝土中掺人聚合物，它可以填充界面空隙，使界面过渡区密实，它还可增强水泥石与集料之间的粘结，使界面过渡区强化。

  　(6)掺人混合材

  　掺人混合材，特别是掺人较细的混合材，它有两个作用：一是可以吸收Ca(OH)2减少Ca(OH)2在界面区的富集；二是可以减少泌水，避免水囊的形成。

  　(7)掺入超塑化剂

  　关于超塑化剂对界面过渡区的影响，还有一些分歧。一些研究者认为，加入超塑化剂后水膜层厚度减小，结构致密，Ca(OH)2取向性减弱。但也有人认为，掺超塑化剂不可能改善界面结构，其理由是超塑化剂一般不与Ca(OH)2反应，因此，混凝土中Ca(OH)2不会减少；同时，超塑化剂在水泥颗粒表面吸附，使水泥颗粒性质由亲水性变成憎水性，表面吸附水减少，因此，仍有大量水泌出。

    (8)加入晶种

    在混凝土中掺人一些Ca(OH)2，这些Ca(OH)2无论是在界面还是在水泥浆体中，排列往往是无规则的，水泥矿物水化时放出的Ca(OH)2在这些晶种上长大，使得界面区Ca(OH)2的取向度显著下降。

＊   影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素有哪些?

(1)熟料矿物组成的影响

  　　硅酸盐水泥熟料的矿物组成，是影响水泥凝结硬化的主要因素，四种熟料矿物的水化、凝结硬化特性见表2—1所示。

表2．1硅酸盐水泥熟料矿物水化、凝结硬化特性

  　(2)水泥细度的影响

  　水泥颗粒的粗细直接影响水泥的水化、凝结硬化、干缩及水化热等，一般而言，水泥颗粒越细，水化作用的发展就越迅速、越充分，凝结硬化的速度越快，早期强度也就越高。但是水泥颗粒过细，标准稠度需水量增大，活性易降低，硬化后收缩亦较大，且粉磨能耗大、成本高。

    (3)拌合加水量的影响

    水灰比愈大，凝结愈慢。其原因在于水灰比越大，水泥浆体系结构越不致密，凝胶不易聚集。

    (4)养护湿度和温度的影响

    水是参与水泥水化的物质，是水泥水化、硬化的必要条件，因此浇筑后的混凝土(砂浆)应保持潮湿状态，以利强度的获得和发展。提高温度可使早期强度发展较快，降低温度可获得较高的最终强度。但在0℃以下，水结成冰后，水泥的水化、凝结硬化作用将停止。

    (5)养护龄期的影响

    一般而言，水泥石强度随养护龄期的增长而不断提高。

    (6)调凝外加剂的影响

    掺用促凝剂能促进水泥的凝结硬化，提高早期强度。相反，掺用缓凝剂会延缓水泥的凝结硬化，影响早期强度的发展。

    (7)储存日期的影响

    水泥受潮后，强度将降低，一般储存三个月强度约降低10％～20％，六个月降低15％～30％，一年约降低25％～40％。

＊　　什么是水泥的安定性?什么原因引起水泥安定性不合格?安定性不合格的水泥能否使用?混凝土工程中使用安定性不合格的水泥会有什么危害?  

    水泥的安定性是指水泥浆体在硬化后体积变化的稳定性。

    水泥安定性不合格的原因是由于其熟料矿物组成中含有过多的游离氧化钙或游离氧化镁，以及水泥粉磨时所掺石膏超量而导致的。熟料中所含的游离氧化钙或游离氧化镁都是在高温下生成的，属于过烧石灰，它们的水化速度很慢，往往在水泥凝结硬化后才慢慢开始水化，水化时产生体积膨胀，从而引起不均匀的体积变化而使硬化水泥石开裂。

    国家标准规定，由游离氧化钙引起的安定性不合格可采用试饼法或雷氏法检验，在有争议时以雷氏法为准，由游离氧化镁引起的安定性不合格必须用压蒸法才能检验出来。

    安定性不合格的水泥，不能用于工程中，只能当作废品处理。因为使用了安定性不合格的水泥，当水泥硬化后，游离氧化钙和氧化镁等才开始慢慢水化，这样就会使水泥制品、混凝士构件、建筑物的梁、板、柱等混凝土部分由于后期不均匀膨胀而产生裂缝，严重时引起结构失效而导致严重的工程事故。

＊　　建筑混凝土用砂分为哪几种?都有什么特点?

    建筑混凝土用砂分为xx石和人工砂两种。xx砂是由xx岩石经长期风化等自然条件作用而形成的大小不等、由不同矿物颗粒组成的混合物，按其产源不同可分为河砂、湖砂、海砂及山砂等几种。河砂、湖砂、海砂是在河流、湖泊及大海等xx水域中形成和堆积的岩石碎屑，它们由于长期受水流的冲刷作用，因而具有颗粒表面比较圆滑而清洁的特点，且这些砂资源丰富，价格较低。但海砂中常含有贝壳碎片及盐类等有害杂质，使用时应冲洗，氯盐和有机不纯物含量不得超过国家标准的规定，在钢筋混凝土特别是预应力混凝土中应慎用。山砂是岩体风化后在山谷或旧河床等适当地形中堆积下来的岩石碎屑，它具有颗粒多棱角、表面粗糙、含泥量及有机杂质较多的特点，一般情况下，山砂的需水量比河砂、湖砂和海砂的高。相对比较河砂较为适用，故建筑工程中一般都采用河砂作为细骨料。我国标准规定，xx砂按其技术要求不同分为优等品、一等品及合格品三个等级。

    人工砂是采用机械的方法将xx岩石破碎、磨制而成，其具有颗粒表面棱角多、比较清洁、砂中片状颗粒及细粉含量较多的特点，由于采用机械的方法进行加工，因此人工砂的强度较高，一般只有在当地缺xx砂时，才采用它作为混凝土的细骨料。

 ＊　　建筑混凝土用粗集料有哪几种?都有什么特点?

    普通混凝土的粗集料有碎石和卵石两种。按岩石地质成因不同可分为火成岩、沉积岩和变质岩。由地球内部的岩浆上升到地表附近或喷出地表，冷凝而成的岩石称为火成岩，它包招花岗岩和安山岩；由岩石风化后再沉积，胶结而成的岩石称为沉积岩，它包括了石灰岩、砂岩、粘板岩、大青石岩；岩石在高热、高压作用或化学作用下变质而成的新岩石称为变质岩，如大理石。大部分的火成岩都是优良的集料原料，沉积岩变化范围较大，变质岩介于火成岩和沉积岩之间。

    碎石大多由xx岩石经破碎、筛分而成，也可将大卵石轧碎、筛分而得。因而碎石具有表面粗糙、多棱角、较洁净、与水泥浆粘结比较牢固的特点，是建筑工程中用量{zd0}的粗骨料。

    卵石又称砾石，这是由xx岩石经自然条件长期作用而形成的粒径大于5mm的颗粒。按其产源不同可分为河卵石、海卵石及山卵石等几种，其中以河卵石应用较多。卵石中有机杂质含量较多，与碎石相比，卵石具有表面光滑、拌制混凝土时需水量小，拌合物的和易性较好特点，但卵石与水泥石的胶结力较差，在相同条件下，卵石混凝土的强度较碎石混凝土的低。

＊　　　什么叫特细砂?使用中应注意什么?

    细度模数小于1．5或平均粒径小于0．25mm的砂子称为特细砂。用特细砂配制混凝土时，砂的细度模数不得小于0．7且通过0．15mm筛的量不得大于30％，或者平均粒径不得小于0．15mm。配制C 25或C 30混凝土时，宜采用细度模数不小于0．9且通过0．15ram筛的量不大于15％，或平均粒径大于0．18mm的砂。特细砂混凝土宜配制低流动性混凝土，其坍落度不大于3cm，干硬度不大于30s。用特细砂配制混凝土时，用砂量应低于砂混凝土，砂子愈细，用砂量应愈少。

    特细砂混凝土拌合物的粘度较大，拌合时间应比粗、中砂配制的混凝土延长

1～2min，如果发现出料不均匀，砂浆与石子有分离现象时，应翻拌均匀后才能入模。构件成型后应进行二次抹面，提高表面密实度。

    为了促进特细砂混凝土强度的正常发展和减少收缩起见，必须加强养护工作。在混凝土浇灌后，应特别注意早期养护，养护期内应保证表面经常润湿，养护时间应比粗、中砂混凝土适当延长。

--------------------------转自寒江独钓的空间