2025年混凝土试题及答案

2025年混凝土试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列混凝土组成材料中，对早期强度增长贡献最大的是（）。A.粉煤灰B.矿渣粉C.硅灰D.石灰石粉答案：C解析：硅灰的比表面积大（约20000m²/kg），活性SiO₂含量高（＞90%），能与水泥水化产生的Ca(OH)₂快速发生火山灰反应，提供C-S-H凝胶，显著提高混凝土早期强度。其他掺合料活性较低，早期强度贡献有限。2.根据《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2021，C50混凝土配制强度（f_cu,0）的最小计算值（保证率95%）为（）。A.50MPaB.58.2MPaC.60MPaD.63.7MPa答案：B解析：配制强度公式f_cu,0≥f_cu,k+1.645σ，C50混凝土强度标准差σ取5.0MPa（规范中C50~C55对应σ=5.0），则f_cu,0≥50+1.645×5=58.225MPa，取58.2MPa。3.混凝土碳化的本质是（）。A.氢氧化钙与CO₂反应提供碳酸钙B.水泥熟料矿物与水反应提供水化产物C.氯离子渗透导致钢筋锈蚀D.硫酸盐与水化铝酸钙反应提供钙矾石答案：A解析：碳化是大气中CO₂通过混凝土孔隙进入内部，与水泥水化产物（主要是Ca(OH)₂）发生中和反应，提供CaCO₃和水，导致混凝土碱度降低，可能引发钢筋脱钝锈蚀。4.下列措施中，最有利于提高混凝土抗冻性的是（）。A.降低水胶比至0.35B.掺入10%早强剂C.增加砂率至45%D.引入含气量5%的封闭微气泡答案：D解析：抗冻性主要取决于混凝土内部孔隙结构。引入5%左右的封闭微气泡（气泡直径0.05~0.2mm）可缓解冻融循环中孔隙水结冰膨胀产生的压力，是提高抗冻性最直接有效的措施。降低水胶比虽能减少连通孔隙，但对已存在的毛细孔无改善作用；早强剂和砂率调整与抗冻性无直接关联。5.某工地采用P·O42.5水泥（实测28d抗压强度45.0MPa）配制C30混凝土，若胶凝材料用量为400kg/m³，水胶比0.45，按鲍罗米公式计算的混凝土28d抗压强度约为（）。（α_a=0.53，α_b=0.20）A.32.5MPaB.35.8MPaC.38.2MPaD.41.1MPa答案：B解析：鲍罗米公式f_cu=α_af_ce(C/Wα_b)，其中f_ce=γ_cf_ce,g=1.0×45.0MPa（无实测值时γ_c取1.13，但本题给出实测值，故取45.0），C/W=1/0.45≈2.222，代入得f_cu=0.53×45×(2.222-0.20)=0.53×45×2.022≈35.8MPa。6.大体积混凝土施工中，为控制内部最高温度不超过70℃，优先采用的措施是（）。A.提高水泥用量至500kg/m³B.使用5~31.5mm连续级配碎石C.掺入30%Ⅰ级粉煤灰D.混凝土入模温度控制在35℃答案：C解析：大体积混凝土温控核心是减少水化热。掺入粉煤灰可替代部分水泥，降低胶凝材料水化热总量；同时粉煤灰的火山灰反应滞后，延缓放热峰值。连续级配碎石可降低骨料空隙率，减少胶凝材料用量，但效果弱于掺合料；提高水泥用量会增加水化热；入模温度35℃过高，应控制在25℃以下。7.自密实混凝土与普通混凝土的关键差异在于（）。A.水胶比更低B.必须使用膨胀剂C.高流动性与抗离析性D.抗压强度更高答案：C解析：自密实混凝土（SCC）要求在自重下无需振捣即可填充模板并包裹钢筋，核心性能是高流动性（坍落扩展度≥650mm）和抗离析性（通过J环试验、L箱试验评价）。其水胶比可能与普通混凝土相近（0.35~0.45），不一定使用膨胀剂，强度等级覆盖C20~C80，与普通混凝土无必然差异。8.混凝土电通量（ASTMC1202）测试值越小，表明（）。A.抗氯离子渗透能力越强B.抗碳化能力越强C.抗冻融能力越强D.早期强度越高答案：A解析：电通量反映混凝土中氯离子迁移的难易程度，单位时间内通过的电量越小，说明混凝土内部孔隙结构更致密，氯离子渗透阻力越大，抗氯离子侵蚀能力越强。9.下列混凝土裂缝类型中，由温度收缩引起的是（）。A.塑性沉降裂缝B.干缩裂缝C.温差裂缝D.碱骨料反应裂缝答案：C解析：温差裂缝是混凝土内外温差过大（如大体积混凝土内部水化热高、表面散热快）或环境温度骤降时，内部膨胀与表面收缩产生拉应力超过抗拉强度所致。塑性沉降裂缝由骨料下沉、浆体上浮受阻引起；干缩裂缝由水分蒸发导致体积收缩；碱骨料反应裂缝由碱-硅酸凝胶吸水膨胀引发。10.2025年最新研究中，用于制备低碳混凝土的关键技术是（）。A.提高水泥用量B.采用3D打印成型C.掺加50%以上固废基胶凝材料D.增加粗骨料最大粒径至40mm答案：C解析：低碳混凝土的核心是降低水泥用量（水泥生产占全球CO₂排放8%）。2025年研究重点为利用工业固废（如钢渣、煤矸石、赤泥）制备胶凝材料，替代50%以上水泥，同时通过激发剂（如NaOH、石膏）提升其活性，实现强度与耐久性达标。二、填空题（每空1分，共15分）1.混凝土的和易性包括流动性、粘聚性和（保水性）三个方面。2.标准养护条件为温度（20±2℃）、相对湿度（≥95%）。3.混凝土立方体抗压强度试验中，C60~C80试件的加荷速率应为（0.8~1.0MPa/s）。4.配制高强混凝土时，粗骨料的最大粒径宜不大于（25mm），以减少界面过渡区缺陷。5.混凝土徐变是指在（持续荷载）作用下，应变随时间增长的现象。6.碱骨料反应的三要素是（水泥中碱含量高）、（骨料含活性成分）和（有水存在）。7.喷射混凝土常用的速凝剂类型包括（粉状）和（液体），其主要作用是加速（水泥水化），使混凝土快速凝结。8.2025年《预拌混凝土》GB/T14902-202X修订中，新增了（碳足迹）标识要求，需标注每立方米混凝土的CO₂排放量。9.混凝土抗渗等级P8表示能承受（0.8MPa）的水压力而不渗透。10.再生混凝土中，再生粗骨料的取代率超过（30%）时，需通过试验验证其抗冻性和收缩性能。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述减水剂在混凝土中的作用机理。答案：减水剂主要通过以下机制改善混凝土性能：①吸附-分散作用：减水剂分子（如聚羧酸类）通过极性基团（-COOH、-SO₃H）吸附在水泥颗粒表面，形成带同性电荷的吸附层，产生静电斥力，使水泥颗粒分散，释放被包裹的自由水，增加流动性；②空间位阻效应：长侧链（如聚氧乙烯基）在水泥颗粒表面形成立体屏障，阻碍颗粒靠近，增强分散稳定性；③润湿作用：降低固-液界面张力，增加水泥颗粒的润湿面积，促进水化反应。2.分析影响混凝土强度的主要因素。答案：影响混凝土强度的因素包括：①胶凝材料性能：水泥强度等级越高、活性掺合料（如硅灰）活性越高，强度越高；②水胶比：水胶比越小，水泥石孔隙率越低，强度越高（符合鲍罗米公式）；③骨料质量：粗骨料强度高（压碎指标小）、表面粗糙（如碎石）、级配良好（减少空隙率）可提高界面粘结强度；④养护条件：标准养护（温湿度适宜）促进水化，高温高湿养护加速早期强度发展，干燥或低温养护导致强度增长缓慢；⑤龄期：强度随龄期增长（28d前增长快，后期趋缓）；⑥施工质量：振捣密实度（减少内部缺陷）、浇筑工艺（如自密实混凝土需保证流动性）。3.大体积混凝土温控方案应包含哪些关键措施？答案：大体积混凝土温控需从“降热、散热、保温”三方面入手：①降低水化热：选用低热水泥（如中热硅酸盐水泥）、掺加粉煤灰/矿渣粉（替代30%~50%水泥）、使用缓凝型减水剂（延缓放热峰值）；②控制入模温度：对骨料遮阳/洒水降温、使用冰水或液氮拌制混凝土（入模温度≤25℃）；③内部散热：预埋冷却水管（循环水带走热量，水温与混凝土温差≤20℃）、监测内部温度（埋设热电偶，控制内外温差≤25℃）；④表面保温：覆盖保温材料（如草帘、泡沫板）或喷洒养护剂，减缓表面散热，避免骤冷；⑤配合比优化：降低胶凝材料用量（≤450kg/m³）、采用5~31.5mm连续级配骨料（降低空隙率）。4.如何通过试验判定混凝土是否发生碱骨料反应？答案：判定方法包括：①快速砂浆棒法（ASTMC1260）：将骨料与高碱水泥（碱含量≥1.2%）制成砂浆棒，在80℃、100%RH条件下养护14d，若膨胀率＞0.10%，判定为潜在活性；②混凝土棱柱体法（ASTMC1567）：模拟实际混凝土环境，养护1年，膨胀率＞0.04%则存在风险；③微观分析：通过扫描电镜（SEM）观察骨料周边是否有碱-硅酸凝胶（呈网状或蜂窝状），或用X射线衍射（XRD）检测凝胶成分（如Na₂O·SiO₂·nH₂O）；④现场检测：取芯观察裂缝形态（网状、地图状），测定混凝土孔溶液碱含量（＞3.0mmol/L时风险高）。5.简述2025年混凝土技术的三大发展趋势。答案：2025年混凝土技术趋势：①低碳化：推广固废基胶凝材料（如钢渣-矿渣复合胶凝材料）、碳捕捉混凝土（利用CO₂养护加速碳化，固定CO₂）、低熟料水泥（熟料含量＜50%）；②智能化：开发自感知混凝土（掺碳纳米管/光纤传感器，监测应力、裂缝）、自修复混凝土（内置微生物/胶囊，释放修复剂填充裂缝）；③高性能化：超高性能混凝土（UHPC，抗压强度＞150MPa，抗折强度＞20MPa）在大跨度桥梁、核废料容器中的应用扩展，以及超早强混凝土（4h强度＞20MPa）用于快速修复工程。四、计算题（共20分）某工程需配制C40泵送混凝土，设计坍落度180±20mm，采用以下原材料：P·O52.5水泥（实测28d抗压强度56.0MPa）Ⅰ级粉煤灰（需水量比95%，掺量20%，按等量取代法计算）中砂（细度模数2.8，表观密度2650kg/m³）碎石（5~25mm连续级配，表观密度2700kg/m³，含泥量0.8%）聚羧酸减水剂（减水率25%，掺量1.2%）拌合水（自来水，无杂质）已知：①配制强度f_cu,0=48.2MPa（保证率95%）；②胶凝材料中水泥:粉煤灰=8:2；③基准混凝土（未掺减水剂）水胶比0.42，用水量205kg/m³；④砂率β_s=42%；⑤混凝土表观密度实测值2450kg/m³。要求：计算该混凝土的试验室配合比（水泥、粉煤灰、水、砂、碎石、减水剂用量，单位kg/m³）。答案：步骤1：计算胶凝材料总量（C+F）基准用水量W0=205kg/m³，减水率25%，则实际用水量W=W0×(1-25%)=205×0.75=153.75kg/m³≈154kg/m³。水胶比W/(C+F)=0.42（基准水胶比，减水剂不改变水胶比），故胶凝材料总量B=C+F=W/0.42=154/0.42≈366.67kg/m³≈367kg/m³。步骤2：计算水泥（C）和粉煤灰（F）用量水泥:粉煤灰=8:2，故C=367×80%=293.6kg/m³≈294kg/m³；F=367×20%=73.4kg/m³≈73kg/m³。步骤3：计算砂石总用量（S+G）混凝土表观密度ρ=2450kg/m³，故S+G=ρ(C+F+W+外加剂)=2450(294+73+154+外加剂)。减水剂掺量=1.2%×(C+F)=1.2%×367≈4.40kg/m³，故S+G=2450(294+73+154+4.40)=2450-525.4≈1924.6kg/m³≈1925kg/m³。步骤4：计算砂（S）和碎石（G）用量砂率β_s=42%，即S/(S+G)=42%，故S=1925×42%=808.5kg/m³≈809kg/m³；G=1925-809=1116kg/m³。步骤5：校正配合比（因表观密度实测值与计算值一致，无需调整）最终试验室配合比：水泥294kg/m³，粉煤灰73kg/m³，水154kg/m³，砂809kg/m³，碎石1116kg/m³，减水剂4.4kg/m³。五、案例分析题（共15分）某沿海地区港口工程（设计使用年限50年），采用C45混凝土浇筑沉箱，施工后3个月发现部分沉箱表面出现网状细裂缝，深度约2~5mm，同时检测到混凝土电通量为2500C（规范要求≤2000C）。经调查：①施工时环境温度32℃，风速5m/s；②混凝土配合比中水胶比0.38，水泥用量420kg/m³（P·O42.5），粉煤灰掺量10%；③未采用覆盖养护，仅洒水2次/d，持续5d；④骨料含泥量2.5%（规范≤2.0%）。问题：1.分析裂缝产生的主要原因。2.提出提高混凝土抗氯离子渗透性能的改进措施。答案：1.裂缝产生原因分析：①塑性收缩裂缝：施工环境高温（32℃）、高风速（5m/s）导致混凝土表面水分蒸发速率＞泌水速率（水分蒸发速率=0.5×风速×(温度-露点)，本例中蒸发过快），表面产生拉应力，形成网状细裂缝；②干缩裂缝：养护不足（仅洒水2次/d，持续5d），混凝土内部水分迁移至表面蒸发，水泥石干缩（干缩率约300×10⁻⁶），受内部约束产生拉应力；③骨料含泥量超标（2.5%＞2.0%）：泥粉吸附水分，增加需水量，同时泥粉在骨料表面形成弱界面层，降低混凝土抗拉强度（抗拉强度约为抗压强度的1/10~1/15，C45混凝土抗拉强度约3.5~