3.2混凝机理 3.2.1 胶体的凝聚机理 凝聚主要是指胶体脱稳并生成微小聚集体的过程。 压缩双电层作用 根据DLVO理论，加入含有高价态正电荷离子的电解质时，高价态正离子通过静电引力进入到胶体颗粒表面，置换出原来的低价正离子，这样双电层仍然保持电中性，但正离子的数量却减少了，也就是双电层的厚度变薄，胶体颗粒滑动面上的ξ电位降低。 当ξ电位降至0时，称为等电状态，此时排斥势垒完全消失。 ξ电位降至某一数值使胶体颗粒总势能曲线上的势垒Emax=0，胶体颗粒即发生聚集作用，此时的ξ电位称为临界电位ξk。 叔采-哈代法则：起聚沉作用的主要是反离子，反离子的价数越高，其聚沉效率越高。 聚沉值：在指定情形下使一定量的胶体颗粒聚沉所需的电解质的最低浓度，以mmol/dm3为单位。一般情况下，聚沉值与反离子价数的六次方成反比，即符合：
(3.1) 双电层压缩机理不能解释加入过量高价反离子电解质引起胶体颗粒电性改变符号而重新稳定的现象，也解释不了与胶体颗粒代相同电荷的聚合物或高分子有机物也有好的聚集效果的现象。 吸附—电性中和 胶体颗粒表面吸附异号离子、异号胶体颗粒或带异号电荷的高分子，从而中和了胶体颗粒本身所带部分电荷，减少了胶粒间的静电引力，使胶体颗粒更易于聚沉。 驱动力包括静电引力、氢键、配位键和范德华力等。 可以解释水处理中胶体颗粒的再稳定现象。 吸附架桥作用（Bridging） 分散体系中德胶体颗粒通过吸附有机物或无机高分子物质架桥连接，凝集为大的聚集体而脱稳聚沉。 ①. 长链高分子架桥 ②. 短距离架桥 三种类型： ①. 胶粒与不带电荷的高分子物质发生架桥，涉及范德华力、氢键、配位键等吸附力。 ②. 胶粒与带异号电荷的高分子物质发生架桥，除范德华力、氢键、配位键外，还有电中和作用。 ③. 胶粒与带同号电荷的高分子物质发生架桥，“静电斑”作用 胶体保护示意图 网捕—卷扫作用 投加到水中的铝盐、铁盐等混凝剂水解后形成较大量的具有三维立体结构的水合金属氧化物沉淀，当这些水合金属氧化物体积收缩沉降时，象筛网一样将水中胶体颗粒和悬浊质颗粒捕获卷扫下来。 网捕—卷扫作用主要是一种机械作用。 3.2.2 絮凝机理
第三章 化学动力学基础 一 判断题 1.溶 液 中， 反 应 物 A 在 t 1 时 的 浓 度 为 c 1 ，t 2 时 的 浓 度 为 c 2， 则 可 以 由 (c 1 － c 2 ) / (t 1 - t 2 ) 计 算 反 应 速 率， 当△t → 0 时， 则 为 平 均 速 率。......................................................................（ ） 2.反 应 速 率 系 数 k 的 量 纲 为 1 。..........................（ ） 3.反 应 2A + 2B → C ， 其 速 率 方 程 式 v = kc (A)[c (B)]2， 则 反 应 级 数 为 3。................（ ） 4.任 何 情 况 下， 化 学 反 应 的 反 应 速 率 在 数 值 上 等 于 反 应 速 率 系 数。..........（ ） 5.化 学 反 应 3A(aq) + B(aq) → 2C(aq) ， 当 其 速 率 方 程 式 中 各 物 质 浓 度 均 为 1.0 mol·L -1 时， 其 反 应 速 率 系 数 在 数 值 上 等 于 其 反 应 速 率。......................................................................（ ） 6.反 应 速 率 系 数 k 越 大， 反 应 速 率 必 定 越 大。......（ ） 7.对 零 级 反 应 来 说， 反 应 速 率 与 反 应 物 浓 度 无 关。...........................................（ ） 8.所 有 反 应 的 速 率 都 随 时 间 而 改 变。........................（ ） 9.反 应 a A(aq) + b B(aq) → g G(aq) 的 反 应 速 率 方 程 式 为 v = k [c (A)]a [ c (B)]b ， 则 此 反 应 一 定 是 一 步 完 成 的 简 单 反 应。........................（ ） 10.可 根 据 反 应 速 率 系 数 的 单 位 来 确 定 反 应 级 数。 若 k 的 单 位 是 mol 1-n ·L n -1·s -1， 则 反 应 级 数 为 n 。...............................（ ） 11.反 应 物 浓 度 增 大， 反 应 速 率 必 定 增 大。...............（ ） 12.对 不 同 化 学 反 应 来 说， 活 化 能 越 大 者， 活 化 分 子 分 数 越 多。...................（ ） 13.某 反 应 O 3 + NO O 2 + NO 2， 正 反 应 的 活 化 能 为 10.7 kJ·mol -1， △ r H = -193.8 kJ·mol -1， 则 逆 反 应 的 活 化 能 为 204.5 kJ·mol -1。..............................................................................（ ） 14.已 知 反 应 A→ B 的△r H = 67 kJ·mol -1，E a = 90 kJ·mol -1， 则 反 应 B→ A 的 E a = - 23 kJ·mol -1。............................................................（ ） 15.通 常 升 高 同 样 温 度，E a 较 大 的 反 应 速 率 增 大 倍 数 较 多。..............................（ ）
第三章混凝土 一、填空题： 1.钢筋冷拉控制方法有和两种，其中较易保证冷拉质量。 2. 钢筋连接方法通常有、、。 3.滑升模板由、、等三部分组成，而模板系统主要由、和组成。 4. 梁跨度在时，底模应起拱，起拱高度一般为结构跨度的。 5.混凝土运输中，应使混凝土不产生，运至浇筑点后应具有规定的，并保证在混凝土前能有充分的时间进行浇筑。 6.混凝土施工缝留设的原则是。 7. 混凝土搅拌制度考虑、、。 8.对于梁高大于1m的梁板结构，允许将施工缝留在楼板板面以下处，使梁单独浇筑。 9.某现浇钢筋混凝土楼板的模板设计，需考虑的荷载有。10．影响钢筋冷拔的因素主要有，。 11．钢筋冷拉的主要控制参数是，。 12．厚大结构大体积混凝土整体浇筑，可采用，，等方法，其中方法要求单位时间量最小。 13.地下室底板浇筑方案一般可采用，，三种。 14.自落式搅拌机宜于搅拌，强制式搅拌机宜于搅拌。 二、选择题： 1. 钢筋冷拉应力控制法的实质是：( ) A.仅控制冷拉应力； B.控制冷拉应力，又控制冷拉率限值； C.最大冷拉率控制； D.最大应力控制。 2. 钢筋螺纹套管连接主要适用于：( ) A.光圆钢筋； B.变形钢筋； C.螺纹钢筋； D.粗大钢筋。 3. 钢筋冷拉时，若采用冷拉应力控制，当冷拉应力为δ，冷拉率γ，下列哪种情况是合格的。( ) A.δ达到控制值，γ未达到控制值； B.δ达到控制值，γ超过规定值； C.δ未达到控制值，γ未达到控制值； D.δ未达到控制值，γ超过规定值。 4．模板设计要求所设计的模板必须满足：（） A.刚度要求 B.强度要求 C.刚度和强度要求 D.变形协调要求 5．下列组合钢模板尺寸不符合常用模数：（） A.300×1500 B.250×1000 C.200×900 D.150×1050 6．大模板角部连接方案采用：（） A.小角模方案 B.大角模方案 C.木板镶缝 D.A+B 7．滑升模板组成：（） A.模板系统、操作系统和液压系统 B.操作平台、内外吊架和外挑架 C.爬杆、液压千斤顶和操纵装置 D.B+C 8．隧道模是用于浇筑( )的混凝土的工具式模板。 A.柱 B.梁 C.墙 D.墙和楼板 9．当梁跨度大于4m时，梁底模应起拱，起拱高度为跨度的：（） A.0.8%~1% B.1%~3% C.3%~5% D.0.1%~0.3% 10．梁底模板设计时，何种荷载不考虑：（） A.施工荷载 B.混凝土及模板自重 C.钢筋自重 D.混凝土侧压力 11. 下列哪一施工过程不属于混凝土工程的主要环节：（） A.混凝土制备与运输 B.浇筑与捣实 C.绑扎钢筋 D.混凝土制备与浇筑 12. 混凝土施工配制强度应达到的保证率为：（）
1 第三章化学动力学基础课后习题参考答案 2解：（1）设速率方程为 代入数据后得： 2.8×10-5=k ×(0.002)a (0.001)b ① 1.1×10-4=k ×(0.004)a (0.001)b ② 5.6×10-5=k ×(0.002)a (0.002)b ③ 由②÷①得: 2a =4 a=2 由③÷①得: 2b =2 b=1 （2）k=7.0×103(mol/L)-2·s -1 速率方程为 （3）r=7×103×(0.0030)2×0.0015=9.45×10-5(mol ·L -1·s -1) 3解：设速率方程为 代入数据后得： 7.5×10-7=k ×(1.00×10-4)a (1.00×10-4)b ① 3.0×10-6=k ×(2.00×10-4)a (2.00×10-4)b ② 6.0×10-6=k ×(2.00×10-4)a (4.00×10-4)b ③ 由③÷②得 2=2b b=1 ②÷①得 22=2a ×21 a=1 k=75(mol -1·L ·s -1) r=75×5.00×10-5×2.00×10-5=7.5×10-8(mol ·L -1·s -1) 5解：由 得 ∴△Ea=113.78（kJ/mol ） 由RT E a e k k -=0得：9592314.81078.11301046.5498.03?=?==??e ke k RT E a 9解：由阿累尼乌斯公式：RT E k k a 101ln ln -=和RT E k k a 202ln ln -=相比得： ∴ 即加催化剂后，反应速率提高了3.4×1017倍 因△r H θm =Ea(正) -Ea(逆) Ea(逆)=Ea(正)-△r H θm =140+164.1=304.1(kJ/mol) 10解：由)11(ln 2 112T T R Ea k k -=得： )16001(314.8102621010.61000.1ln 2 384T -?=??-- T 2=698（K ） 由反应速率系数k 的单位s-1可推出，反应的总级数为1，则其速率方程为 r=kc(C 4H 8) 对于一级反应,在600K 下的)(1014.110 10.6693.0693.0781s k t ?=?== - ) ()(2O c NO kc r b a =)()(107223O c NO c r ?=) ()(355I CH c N H C kc r b a =)11(ln 2112T T R E k k a -=)627 15921(314.8498.081.1ln -=a E ) /(75.41046.5656314.81078.113903s mol L e e k k RT E a ?=??==??--36.40298314.810)140240(ln 32112=??-=-=RT E E k k a a 1712104.3ln ?=k k
混凝土第三章答案 1.在中心受压情况下，配筋对其承载能力和变形能力的影响规律？ 答：普通钢筋混凝土柱的N~εh曲线的形态和混凝土柱曲线相似，由于配筋的存在不仅承载能力得到提高，而且最大荷载下的应变值也有所增加，随混凝土标号及配筋构造的不同，其值一般约在0.25%~0.35%之间，最大甚至可达到0.5%以上。螺旋钢箍柱的曲线荷载达到第一次峰值以前和普通钢筋混凝土柱相似，但由于螺旋钢箍对混凝土的侧限作用比普通钢箍更为有效，因此，荷载达到第一次峰值，外围混凝土发生劈裂后，荷载-应变曲线略有下降，构件仍能承受相当大的荷载。且随变形的增长，螺旋钢箍的侧限作用愈益发挥，曲线不仅不再下降，反而会逐渐回升。当变形增加很多，荷载达到第二次峰值时，外围混凝土严重剥落。直到螺旋钢箍达到流限，才出现荷载缓缓下降的破坏现象。荷载第二次达到峰值时的应变值与螺旋钢箍间距的大小有关，间距愈小，其值愈大当螺旋钢箍间距减小到一定数值后，第二次荷载峰值将超过第一次荷载峰值。 2.怎么确定纵向劈裂转变为混凝土锥形破坏界限的钢箍筋间距？ 答：从破坏特征来看，钢箍筋间距较大的时候会出现纵向钢筋压屈,混凝土保护层崩裂或者钢筋外围混凝土严重剥落的破坏现象，为纵向劈裂破坏；当钢箍间距过小时，由于钢箍对混凝土的侧限影响，混凝土会出现内部较外围先破坏的锥形破坏。 3.应力重分布与内力重分布的定义，两者之间的区别？ 答：内力重分布： ．．．．．．由于超静定钢筋混凝土结构结构的非弹性性质引起的各截面内力之间的关系，不再服从线弹性关系的现象，称为内力重分布或塑性内力重分布。 *弹性力学认为: 当结构或构件的计算跨度支座特点、荷载的大小方向及其分布、截面尺寸及形状确定以后, 构件各截面内力与外力呈线性关系, 当某一截面上的内力达到其极限承载力时, 认为整个结构即将破坏。但在钢筋混凝土超静定结构中, 内力的分布不仅与截面的相对刚度及纵向钢筋配筋率有关, 且与钢筋混凝土塑性铰出现的位置和出现的顺序有关。 应力重分布： ．．．．．．在钢筋混凝土结构中，随着混凝土徐变的增长, 混凝土的应力减小, 而钢筋应力随混凝土徐变的增长而逐渐增大。这就是由于混凝土徐变而引起截面上钢筋和混凝土之间的应力重分布。 内力重分布与应力重分布有以下几个方面的区别： 其一， ．．．内力重分布只能发生在超静定结构中，应力重分布可以发生在超静定结构，也可以发生在静定结构中； 其二， ．．．内力重分布是由于截面相对刚度变化或塑性铰出现后计算简图的改变而引起的，而应力重分布则是由于混凝土的收缩、徐变或开裂后传力机构的改变而引起的； 其三 ．．,．内力重分布是针对整个结构体系而言的，而应力重分布则是针对某个截面而言的。 由于构件或结构的内力分布规律变化而引起某个截面上钢筋和混凝土应力值的改变，不能说成为应力重分布。反之，由于混凝土收缩徐变及弹性模量变化或者由于混凝土开裂而引起截面内钢筋和混凝土应力分布规律的改变更不能说成为内力重分布。 4.在长期荷载作用下徐变是如何引起钢筋的应力重分布，在什么情况下会引起混凝土过早破坏和徐变破
水处理实验设计—污水的混凝处理实验 一、实验目的 为了深入了解絮凝理论在水处理领域的应用和进一步掌握絮凝剂的特性，针对污染水体进行絮凝沉淀处理实验，观察絮凝沉淀过程并探讨絮凝剂在水处理过程中的最佳添加量。 二、实验要求 1、要求认识几种絮凝剂，掌握其配制方法。 2、观察水处理过程中的絮凝现象，从而加深对絮凝理论的理解。 3、认识絮凝理论对污染水处理的重要意义。 三、实验原理 所谓絮凝剂或者混凝剂是指：凡是能使水溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状沉淀的水处理剂。天然水或工业污水水中除了含有泥砂、颗粒很细的尘土、腐殖质、淀粉、纤维素、细菌、藻类等微生物。这些杂质与水形成溶胶状态的胶体微粒，由于布朗运动和静电排斥力而呈现沉降稳定性和聚合稳定性，通常不能利用重力自然沉降的方法除去，必须加入絮凝剂以破坏溶胶的稳定性，使细小的胶体微粒凝聚再絮凝成较大的颗粒而沉淀。 絮凝机理一般有三种： （1）电解质对双电层的作用（图1） 水中的悬浮物或固体微粒通常呈胶体状态分布，它们具有巨大的比表面，可吸附液体中的正离子或负离子或极性分子，使固液两相界面上的电荷分布不均匀而产生电位差。加入电解质，使固体颗粒的表面形成的双电层有效厚度减少，使范德华引力占优势而达到彼此吸引，
最后达到凝聚。 （2）吸附架桥作用机理(图2) 当加入少量高分子电解质时，由于胶粒对高分子物质有强烈的吸附作用，高分子长链一端吸附在一个胶粒表面上，另一端又被其他胶粒吸附，形成一个高分子链状物。高分子长链像各胶粒间的桥梁，将胶粒联结在一起形成絮凝体，最终沉降。 （3）沉淀物卷扫作用机理（图3） 当水中加入较多的铝盐或铁盐等药剂后，在水中形成高聚合度的氢氧化物，可以吸附卷带水中胶粒而沉淀。 图1 固体微粒的双电层结构
第三章 化学动力学 3-1．在1 100 K 时，3NH (g)在金属钨丝上发生分解。实验测定，在不同的3NH (g)的初始压力0p 下所对应的半衰期12t ，获得下列数据 0/Pa p 3.5×104 1.7×104 0.75×104 1/min t 7.6 3.7 1.7 试用计算的方法，计算该反应的级数和速率系数。 解： 根据实验数据，反应物3NH (g)的初始压力不断下降，相应的半衰期也不断下降，说明半衰期与反应物的起始浓度（或压力）成正比，这是零级反应的特征，所以基本可以确定是零级反应。用半衰期法来求反应的级数，根据半衰期法的计算公式 12 12 1 ,1 21,2 n t a t a -??= ??? 即 ()12,112,221ln /1ln(/) t t n a a =+ 把实验数据分别代入，计算得 ()() 12,112,244 0,20,1ln /ln 7.6/3.7110ln(/) ln(1.710/3.510) t t n p p --=+ =+ ≈?? 同理，用后面两个实验数据计算，得 () ln 3.7/1.710ln(0.75/1.7) n =+ ≈ 所以，该反应为零级反应。利用零级反应的积分式，计算速率系数。正规的计算方法应该是分别用3组实验数据，计算得3个速率系数，然后取平均值。这里只列出用第一组实验数据计算的结果，即 0100 22p a t k k = = 431001 3.510Pa 2.310 Pa min 227.6 min p k t -?===??? 3-2．某人工放射性元素，能放出α粒子，其半衰期为15 min 。若该试样有80%被分解，计算所需的时间？
第二章-混凝土 第四节混凝土 6.砼拌合物的和易性概念：是指砼拌合物在各工序施工中易于操作，并能获得质量均匀、成型密实的砼的性能 （1）和易性包括流动性、黏聚性和保水性。 （2）混凝土拌合物的流动性通常采用坍落度法和维勃稠度法来测定。 （3）影响和易性的主要因素： ①水泥品种 ②单位用水量 ③水泥浆的数量砂率 ④水灰比 ⑤骨料性质的影响 ⑥掺合料 ⑦外加剂 ⑧环境条件，如时间和温度 7.混凝土的强度等级评定是以边长为150mm的立方体试件，在标准养护条件下（温度20℃±2℃, 相对湿度大于95%）养护28d进行抗压强度试验所测得的抗压强度值，称为混凝土的立方体抗压强度，以式f cu表示。 8.混凝土的养护： ①混凝土浇筑完毕后，应在12h以内加以覆盖并保湿养护； ②混凝土浇水养护的时间，对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d;对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土不得少于14d, 浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态； ③日平均气温低于5℃时，不得浇水。 9.水胶比W/C、单位用水量m w、砂率βs是混凝土配合比设计的三个重要参数。 【例-2016年真题】（多选题）混凝土的和易性包括（）。 A.流动性 B.黏聚性
C.保水性 D.耐久性 网校答案：ABC 【例-单选题】已知混凝土的砂石比为0.54，则砂率为（）。 A.0.35 B.0.30 C.0.54 D.1.86 网校答案：A 【例-单选题】能减少水的用量，改善混凝土性能，提高混凝土强度的外加剂是（）。 A.引气剂 B.早强剂 C.减水剂 D.缓凝剂 网校答案：C 第五节建筑砂浆 1.砂浆的种类很多，根据用途不同，建筑砂浆可分为砌筑砂浆、抹面砂浆（普通抹面砂浆、装饰砂浆）、特种砂浆（防水砂浆、隔热砂浆、耐腐蚀砂浆、吸声砂浆等）。根据所用的胶凝材料不同，建筑砂浆分为水泥砂浆、石灰砂浆、混合砂浆和聚合物水泥砂浆等。 2.砂浆的和易性是指砂浆易于施工操作，又能保证质量的综合性质，包括流动性（稠度）和保水性两方面的含义。 （1）流动性（稠度）是指砂浆在自重或外力作用下产生流动的性质。稠度用砂浆稠度测定仪测定，以沉入度（mm）表示。 （2）保水性是指新拌砂浆保持其内部水分不泌出的能力。砂浆的保水性用砂浆分层度测量仪测定，以分层度（mm）表示。 3.砂浆应具有一定的强度。以抗压强度作为其强度指标。砂浆的强度等级是以尺寸为70.7mm ×70.7mm×70.7mm 的立方体试块,在标准条件（水泥砂浆为温度为20℃士2℃，相对湿度90%以上，水泥混合砂浆为20℃士2℃，相对湿度60%～80%）下养护28d，由标准试验方法测得的抗压强度来确定的。 4.普通抹面砂浆 通常抹面砂浆分底层、中层和面层三层施工。各层抹面的作用和要求不同，底层抹灰的作用是使砂浆与基面能牢固地黏结，中层抹灰主要是为了找平，有时可省略，面层抹灰是为了获得平整光洁的表面效果。 水泥砂浆不得涂抹在石灰砂浆层上。在容易碰撞或有防水、防潮部位，应采用水泥砂浆，如墙裙、踢脚板、地面、雨篷、窗台，以及水池、水井等处。 【例-2016年真题】砂浆中加石灰膏的作用是提高其（）。 A.黏聚性
第2章混凝土结构材料的物理力学性能 2.1 混凝土的物理力学性能 2.1.1 单轴向应力状态下的混凝土强度 虽然实际工程中的混凝土结构和构件一般处于复合应力状态，但是单轴向受力状态下混凝土的强度是复合应力状态下强度的基础和重要参数。 混凝土试件的大小和形状、试验方法和加载速率都影响混凝土强度的试验结果，因此各国对各种单轴向受力下的混凝土强度都规定了统一的标准试验方法。 1 混凝土的抗压强度 (1) 混凝土的立方体抗压强度f cu,k和强度等级 我国《混凝土结构设计规范》规定以边长为150mm的立方体为标准试件，标准立方体试件在(20±3)℃的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度，单位为“N/mm2”。 用上述标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土的强度等级。《混凝土结构设计规范》规定的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80，共14个等级。例如，C30表示立方体抗压强度标准值为30N/mm2。其中，C50～C80属高强度混凝土范畴。 图2-1 混凝土立方体试块的破坏情况 (a)不涂润滑剂；(b) 涂润滑剂 (2) 混凝土的轴心抗压强度 混凝土的抗压强度与试件的形状有关,采用棱柱体比立方体能更好地反映混凝土结构的实际抗压能力。用混凝土棱柱体试件测得的抗压强度称为轴心抗压强度。 图2-2 混凝土棱柱体抗压试验和破坏情况
我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081—2002)规定以 150mm×150mm×300mm 的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件。 《混凝土结构设计规范》规定以上述棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度为混凝土轴心抗压强度标准值，用符号f ck 表示，下标c 表示受压，k 表示标准值。 图2-3 混凝土轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系 考虑到实际结构构件制作、养护和受力情况等方面与试件的差别，实际构件强度与试件强度之间将存在差异，《混凝土结构设计规范》基于安全取偏低值，轴心抗压强度标准值与立方体抗压强度标准值的关系按下式确定： k cu c c ck f f ,2188.0αα= 1c α为棱柱体抗压强度与立方体抗压强度之比，对混凝土强度等级为C50及以下的取0.76，对C80取0.82，两者之间按直线规律变化取值。 2c α为高强度混凝土的脆性折减系数，对C40及以下取1.00，对C80取0.87，中间按直线规律变化取值。 0.88为考虑实际构件与试件混凝土强度之间的差异而取用的折减系数。 国外常采用混凝土圆柱体试件来确定混凝土轴心抗压强度。例如美国、日本和欧洲混凝土协会(CEB)都采用直径6英寸(152mm)、高12英寸(305mm)的圆柱体标准试件的抗压强度作为轴心抗压强度的指标，记作f′c 。 对C60以下的混凝土，圆柱体抗压强度f′c 和立方体抗压强度标准值fcu,k 之间的关系可按下式计算。当f cu,k 超过60N/mm 2后随着抗压强度的提高，f′c 与f cu,k 的比值（即公式中的系数）也提高。CEB-FIP 和MC-90给出：对C60的混凝土，比值为0.833；对C70的混凝土，比值为0.857；对C80的混凝土，比值为0.875。 k cu c f f ,,79.0= 2 混凝土的轴心抗拉强度
第二章混凝土结构材料的物理 力学性能
2.1 混凝土的物理力学性能 2.1.1混凝土的组成结构 通常把混凝土的结构分为三种类型： Ａ.微观结构：也即水泥石结构，包括水泥凝胶、晶体骨架、未水化完的水泥颗粒和凝胶孔组成。 Ｂ.亚微观结构：即混凝土中的水泥砂浆结构。 Ｃ.宏观结构：即砂浆和粗骨料两组分体系。 注意：1.骨料的分布及骨料与基相之间在界面的结合强度是影响混凝土强度的重要因素； 2.在荷载的作用下，微裂缝的扩展对混凝土的力学性能有着极为重要的影响。
2.1.2单轴应力状态下的混凝土强度 混凝土结构中，主要是利用它的抗压强度。因此抗压强度是混凝土力学性能中最主要和最基本的指标。 混凝土的强度等级是用抗压强度来划分的 （1）单向受力状态下混凝土的强度 1）立方体抗压强度：边长为150mm的混凝土立方 体试件，在标准条件下（温度为20±3℃，湿度≥90%） 养护28天，用标准试验方法（加载速度0.15~0.3N/mm2/s， 两端不涂润滑剂）测得的具有95%保证率的抗压强度， 用符号C表示。 《规范》根据强度范围，从C15~C80共划分为14个强 度等级，级差为5N/mm2。
2）轴心抗压强度 按标准方法制作的150mm ×l50mm ×300mm 的棱柱体试件，在温度为20土3℃和相对湿度为90％以上的条件下养护28d ，用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度。对于同一混凝土，棱柱体抗压强度小于立方体抗压强度。 考虑到实际结构构件制作、养护和受力情况，实际构件强度与试件强度之间存在差异，《规范》基于安全取偏低值，规定轴心抗压强度标准值和立方体抗压强度标准值的换算关系为： k cu ck f k k f ,2188.0??=
第三章混凝 3-1 混凝的基本理论 3.1.1 混凝及其处理对象 1、混凝的概念 向被处理水或废水中投加一定种类、一定数量的化学药剂（混凝剂），并创造一定的水力等条件，以使水中污染物相互凝聚、颗粒增大并与水分离而达到处理目标。 2、处理对象 去除水和废水大部分以胶体形式存在于水中的物质，尺度一般在10-6～10-9m之间。包括绝大部分粘大颗粒（<4μm）、大部分细菌（0.2~80nm）、病毒及一些高分子量的有机物。 —溶解或不溶性胶体颗粒（1mμm~0.1 μ m） —微小的SS —其他致浊物质 这类物质的去除不能依靠自身的沉淀性能，按stokes公式 d=10μm下沉1m需 100分钟 d= 1μm下沉1m需 10,000分钟 因此，这部分悬浮物很难经自然沉淀或直接气浮从水中去除。为此，我们必须设法改善胶体的界面性能，增大其尺寸，从而使其能易于从水中分离。 3.1.2 胶体及其稳定性 1、分散体系 两种以上的物质混合在一起组成的体系为分散体系。其中被分散的物质为分散相，分散相周围连续的物质为分散介质。 分散体系按溶质的尺度来分，可分为三类： 真溶液d<1nm 胶体1nm
（2）布朗运动：受水分子热运动的影响而产生的不规则运动； （3）表面性能：比表面积极大，因而表面自由能极大，具有吸附能力； （4）电学性质： a．电泳现象：胶体在电场作用下的定向运动。 →+ 粘土、细菌、蛋白质 负电 →- Al(OH)3颗粒，Fe(OH)3颗粒正电 b．电渗现象：液体在电场中透过多孔性固体的现象（与电泳相反）。 c．动电现象：胶体溶液系统内固相与液相之间产生的相对移动。 3、胶体颗粒带电原因 （1）胶体颗粒表面对溶液中离子的吸附 选择性—有共同成分的离子。 FeCl3+3H2O→Fe(OH)3+3HCl Fe(OH)3+HCl→FeOCl+2H2O FeOCl→FeO++ Cl- Fe(OH)3胶体吸附FeO+而带正电。 （2）胶体颗粒表面的溶解 胶体表面与水反应，生成的化合物离解出正、负离子，微粒吸附了其中的一种离子而带电。如粘土颗粒： SiO2 +H2O→H2SiO3 H2SiO3→2H++ SiO32- 其余的SiO2吸附SiO32-带负电 （3）胶体表面的电离 如蛋白质：
混凝沉淀原理：在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。 混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂，因混凝剂为电解质，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成绒粒沉降。混凝沉淀不但可以去除废水中的粒径为10-3~10-6 mm的细小悬浮颗粒，而且还能够去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属以及有机物等。 废水在未加混凝剂之前，水中的胶体和细小悬浮颗粒的本身质量很轻，受水的分子热运动的碰撞而作无规则的布朗运动。颗粒都带有同性电荷，它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大的颗粒；其次，带电荷的胶粒和反离子都能与周围的水分子发生水化作用，形成一层水化壳，有阻碍各胶体的聚合。一种胶体的胶粒带电越多，其电位就越大；扩散层中反离子越多，水化作用也越大，水化层也越厚，因此扩散层也越厚，稳定性越强。 废水中投入混凝剂后，胶体因电位降低或消除，破坏了颗粒的稳定状态（称脱稳）。脱稳的颗粒相互聚集为较大颗粒的过程称为凝聚。未经脱稳的胶体也可形成大得颗粒，这种现象称为絮凝。不同的化学药剂能使胶体以不同的方式脱稳、凝聚或絮凝。按机理，混凝可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网铺四种。 在废水的混凝沉淀处理过程中，影响混凝效果的因素比较多。其中有水样的影响：对不同水样，由子废水中的成分不同，同一种混凝剂的处理效果可能会相差很大。还有水温的影响，其影响主要表现在：
a影响药剂在水中碱度起化学反应的速度，对金属盐类混凝影响很大，因其水解是吸热反应；b影响矾花地形成和质量。水温较低时，絮凝体型成缓慢，结构松散，颗粒细小；c水温低时水的粘度大，布朗运动强度减弱，不利于脱稳胶粒相互凝聚，水流剪力也增大，影响絮凝体的成长。该因素主要影响金属盐类的混凝，对高分子混凝剂影响较小。
微污染水源强化混凝水处理技术研究进展 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
微污染水源强化混凝水处理技术研究进展摘要：对微污染水源的强化混凝水处理技术进行系统的介绍。详细阐述 强化混凝的主要影响因素，如混凝剂种类及投加量、pH值、温度、碱度 和原水水质等，同时介绍了几种常用的强化混凝方法，并对该技术在微 污染水源水处理中的应用予以展望和提出建议。 关键词：微污染；强化混凝；粉末活性炭(PAC)；高锰酸钾复合药剂(PPC) 水源地饮用水污染对给水工程造成了各种损失，给传统净水工艺提出了 挑战。微污染水源指的是水体的物理、化学或微生物指标已不能达到 《地表水环境质量标准》中作为生活饮用水源水的水质要求，但通过特 殊工艺处理后尚可使用的原水。水源水质的恶化，一方面势必额外地投 加大量的混凝剂，使制水成本大大增加；另一方面水中藻类过避繁殖， 使给水产生一定的色度和臭味，水源水的污染加剧了水资源的危机。此外，由于水源中污染物质的存在，对人类的健康有很大的影响，而靠国 内目前普遍使用的常规净化工艺又很难去除掉，尤其是有机物，结果致 使城市居民不得不长期饮用这种不安全的水，因而选择一种适合的微污 染水源水处理技术方案引起人们的高度重视。 1强化混凝内涵
强化混凝是给水常规处理中非常关键的环节，通过强化混凝，可去除原 水中绝大部分的浊度、色度，提高常规混凝法处理中天然有机物(NOM)去除效果，最大限度地去除消毒副产物前驱物(DBPFP)等有机物。它是为提高常规混凝效果，通过增加混凝剂的投加量、改变混凝剂的匹配或调整pH值，保证浊度去除率的同时提高水中有机物去除率所采取的措施。广 义上说，可通过改善混凝条件提高出水水质。一般认为，混凝过程是混 凝剂水解产物对水中胶体进行压缩双电层和吸附电中和使其脱稳，从而 形成细小的颗粒，继而絮凝为大而密实的矾花，并通过吸附架桥或网捕 作用使脱稳的胶体生成粒度较大的絮凝体，再通过沉淀和过滤进行分离 去除。而水中分子质量较小、溶解度较大的有机物在一般混凝条件下去 除率很低，主要原因是由于其具有良好的亲水性而不易被混凝剂的水解 产物--金属氢氧化物所吸附，有机物不fEl增加r胶体表面电荷，而且 造成空间位阻效应。但是，如果通过改善混凝处理条件，即在低pH值、高混凝剂用量的强化混凝条件下形成大量金属氢氧化物，改善混凝剂水 解产物的形态且使其正电荷密度上升，同时低pH值条件会影响有机物离解度和改变水中有机物存在形态，有机物质子化程度提高，电荷密度降低，进而降低起溶解度及亲水性，成为较易被吸附的形态。 Randtke认为强化混凝去除有机物的机理主要包括胶体状天然有机物(NOM)的电中和作用，腐殖酸和富里酸聚合体的沉淀作用，以及吸附于金属氢 氧化物表面上的共沉淀作用。水中溶解性的有机物而言，依靠后一种作 用即吸附于混凝剂的金属沉淀物上而去除。美国环保局认为，强化混凝
第三章 化学动力学 3-1．在1 100 K 时，3NH (g)在金属钨丝上发生分解。实验测定，在不同的3NH (g)的初始压力0p 下所对应的半衰期12t ，获得下列数据 0/Pa p 3.5×104 1.7×104 0.75×104 1/min t 7.6 3.7 1.7 试用计算的方法，计算该反应的级数和速率系数。 解： 根据实验数据，反应物3NH (g)的初始压力不断下降，相应的半衰期也不断下降，说明半衰期与反应物的起始浓度（或压力）成正比，这是零级反应的特征，所以基本可以确定是零级反应。用半衰期法来求反应的级数，根据半衰期法的计算公式 12 12 1 ,1 21,2 n t a t a -??= ??? 即 ()12,112,221ln /1ln(/) t t n a a =+ 把实验数据分别代入，计算得 ()() 12,112,244 0,20,1ln /ln 7.6/3.7110ln(/) ln(1.710/3.510) t t n p p --=+ =+ ≈?? 同理，用后面两个实验数据计算，得 () ln 3.7/1.710ln(0.75/1.7) n =+ ≈ 所以，该反应为零级反应。利用零级反应的积分式，计算速率系数。正规的计算方法应该是分别用3组实验数据，计算得3个速率系数，然后取平均值。这里只列出用第一组实验数据计算的结果，即 0100 22p a t k k = = 431001 3.510Pa 2.310 Pa min 227.6 min p k t -?===??? 3-2．某人工放射性元素，能放出α粒子，其半衰期为15 min 。若该试样有80%被分解，计算所需的时间？
第四节、混凝动力学 影响混凝效果的因素中，水力条件是个重要因素，要达到最佳的混凝效果，应该创造良好的水力条件，即设计合理的混合池和絮凝池，而混凝动力学正是其设计的基础。 一、基本概念 1、异向絮凝（perikinetic flocculation ） 异向絮凝指脱稳胶体由于布朗运动相碰撞而凝聚的现象。 异向絮凝主要对微小颗粒d ＜1m μ起作用。 2、同向絮凝（orthokinetic flocculation ） 同向絮凝指借助于水力或机械搅拌使胶体颗粒相碰撞而凝聚的现象。 同向絮凝主要对大颗粒d ＞1m μ起作用。 说明： （1）在混合和絮凝初期，主要表现为异向絮凝，形成微絮凝体； （2）在絮凝初期以后，则主要表现为同向絮凝，形成粗大絮凝体； （3）两者在时间上没有严格区分，在任何阶段都可能同时存在，只是程度不同。 3、碰撞速率 碰撞速率指单位时间、单位体积内颗粒的碰撞次数。 4、絮凝速率 絮凝速率指单位时间、单位体积内颗粒总数量浓度的减少速率。 [絮凝速率]＝－1/2[碰撞速率] 因为： （1）在计算颗粒i 和颗粒j 碰撞次数时，是将两个颗粒相互碰撞数计算了两次，即i 向j 碰撞一次，j 又向i 碰撞一次。而实际上两个颗粒一次相碰就相互凝聚成一个大的颗粒，故絮凝速率为总计算碰撞数的1/2。 （2）负号表示颗粒总数量随絮凝时间而减少，这是小颗粒相互结成大颗粒的结果。 二、异向絮凝 布朗运动为一种无规则的热运动，将导致水中颗粒相互碰撞。 假设：①水中胶体颗粒已完全脱稳；②颗粒每次碰撞都是有效碰撞，都会导致颗粒相互聚集，使小颗粒变成大颗粒；③颗粒为均匀球体。根据费克扩散定律，可导出颗粒碰撞速率为： 28n dD N B P π= （2－7） 式中，N P —— 单位体积中的颗粒在异向絮凝中碰撞速率（1/cm 3·s ）； D B —— 布朗运动扩散系数（cm 2/s ）； d —— 颗粒直径（cm ）； n —— 颗粒数量浓度（个/cm 3）。 扩散系数D B 用斯笃克斯－爱因斯坦公式表示：
第3章酶催化反应动力学 （2学时） 主要内容： 3.1 酶催化反应速度 3.2 底物浓度对酶促反应速度的影响 3.3 抑制剂对酶促反应速度的影响 3.4 其它因素对酶促反应速度的影响 ?酶催化反应动力学也称酶促反应动力学（kinetics of enzyme-catalyzed reactions），是研究酶促反应速度以及影响此速度的各种因素的科学。在研究酶的结构与功能的关系以及酶的作用机制时，需要酶促反应动力学提供相关的实验证据；为了找到最有利的反应条件从而提高酶催化反应的效率以及了解酶在代谢过程中的作用和某些药物的作用机制等，也需要我们掌握酶促反应动力学的相关规律。因此，对于酶促反应动力学的研究既有重要的理论意义又具有相当的实践价值。 酶的动力学研究包括哪些内容? ?酶促反应动力学以化学动力学为基础，通过对酶促反应速度的测定来讨论诸如底物浓度、抑制剂、温度、pH和激活剂等因素对酶促反应速度的影响。 ?温度、pH及激活剂都会对酶促反应速度产生十分重要的影响，酶促反应不但需要最适温度和最适pH，还要选择合适的激活剂。而且在研究酶促反应速度以及测定酶的活力时，都应选择相关酶的最适反应条件。 3.1酶催化反应速度 ?如果我们以产物生成量(或底物减少量)来对反应时间作图，便可以得到如图3-1所示的曲线图。 该曲线的斜率表示单位时间内产物生成量的变化，因此曲线上任何一点的斜率就是相应横坐标上时间点的反应速度。从图中的曲线可以看出在反应开始的一段时间内斜率几乎不变，然而随着反应时间的延长，曲线逐渐变平坦，相应的斜率也渐渐减小，反应速度逐渐降低，显然这时测得的反应速度不能代表真实的酶活力。 ?引起酶促反应速度随反应时间延长而降低的原因很多，如底物浓度的降低、产物浓度增加从而加速了逆反应的进行、产物对酶的抑制或激活作用以及随着反应时间的延长引起酶本身部分分子失活等等。因此在测定酶活力时，应测定酶促反应的初速度，从而避免上述各种复杂因素对反应速度的影响。由于反应初速度与酶量呈线性关系，因此可以用测定反应初速度的方法来测
第3章混凝、沉淀和澄清 第一节混凝机理 水中悬浮杂质大都可以通过自然沉淀的方法去除，而胶体及微小悬浮物，沉速缓慢，须经混凝沉淀方可去除。 混凝：水中胶体及微小悬浮物的聚集过程。包括凝聚和絮凝。 凝聚：水中胶体失去稳定性的过程。 絮凝：脱稳胶体相互聚结成大颗粒絮体的过程。这两过程很难分开。 混凝用途：生活饮用水处理、工业废水处理、城市污水三级处理、污泥处理等。 1、胶体的稳定性 指胶体colloid粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。原因： （一）动力学稳定性（沉降稳定性）－布朗运动使胶体处于稳定状态不下沉。 布朗运动对抗重力的影响大。 （二）聚集（凝聚）稳定性 指由于静电斥力（同性电荷）和水化膜作用不能接近相互聚集变 大。 1．胶团的基本形态 胶核（胶体分子聚合而成的胶体微粒），表面吸附了某种离子（电位形成离子）而带电，由于静电引力，势必吸引溶液中异号离子到微粒周围（反离子），这些反离子同时受到静电引力和热运动扩散力。 吸附层Stern layer（随胶核一起运动）―― 靠近胶核表面处，异号离子浓度大，结合紧密 扩散层Diffuse layer（大部分运动时被甩掉，甩掉后剩下的面，叫滑动面）―― 离胶核远，反离子浓度小，结合松散。 结构式： 胶核＋吸附层＋扩散层
胶粒 胶团 2．ψ电位Potential：胶核表面上的离子和反离子之间形成的总电位 ξ电位：胶体滑动面上的电位，称作动电位 带负（正）电荷charge的胶核表面与扩散于溶液中的正（负）电荷离子正好电性中和，构成双电层结构The electrical double layer。 ξ越大，扩散层越厚，胶体颗粒斥力大，稳定性强。 3．颗粒间相互作用力有 （1）静电斥力the force of repulsion－排斥势能 （2）范德华力van der Waals force of attraction－吸引势能 4.水化膜作用 2、混凝机理 1．压缩双电层 2．吸附－电中和Adsorption-charge neutralization 3．吸附架桥Polymer bridge formation 4．沉淀物网捕或卷扫 3、铝盐和铁盐的混凝特性 （一）铝盐和铁盐的水解过程 1. 铝盐的水解过程 Al2(SO4)318H2O溶于水中，立即离解出铝离子，且常以 [Al(H2O)6]3+水会形态存在。Al3+（略去配位水分子）经过水解、聚合或配合反应可形成多种物质。 Al3+→Al(OH)3 中间产物受PH、水温、投加量等限制。 2. 铁盐的水解过程 （二）铝盐和铁盐的混凝特性 PH＜3 铝以[Al(H2O)6]3+形态为主（主要是压缩双电层） PH＝4.5~6.0 多核羟基配合物为主（吸附电中和）
水处理混凝原理 1、混凝定义 向原水中投加混凝剂，破坏水中胶体颗粒的稳定性，通过胶粒间以及其他微粒疸的互相碰撞和聚焦，形成易于从水中分离的絮状物质的过程，称为混凝。 混凝是去除天然水中浊度的最主要的方法。水中浊度是由细微悬浮物所造成的，分散度处于胶体状态时将产生最大的光散射，因而胶体物质是形成浊度的主要因素。 混凝也是去除天然色度的重要方法。水中天然色度来源于腐败的有机植物，主要是土壤中所含的腐殖质。腐殖质是成分十分复杂的物质，分子量从几百到数万。有一部分天然色度属于高分子真溶液，但投加混凝剂可以使天然色度分子与铝或铁形成难溶的络合物，或者是通过混凝剂带的正电荷的水解产物与色度分子的负电荷中和而形成凝絮。 混凝对某些无机物和某些有机污染物，也有一定的去除效果。 水中的铁、硅可以以有机物、亚铁盐的形式，也可以胶体络合物的形式存在于水中。当以胶体形式存在时，可以用混凝的方法去除。如上海黄浦江原水总硅量约16.8毫克/升，溶解性硅为5.6毫克/升，采用混凝-沉淀-过滤处理后，总硅量可降到6.7毫克/升。如果用加强混凝的方法，胶体硅可下降到0.2-0.4毫克/升。 生活饮用水中规定的十种无机物和重金属污染，除了硝酸盐和氟化物外，混凝对常见八种重金属污染都有一定的去除效果。 2、混凝过程 混凝常见分为凝聚和絮凝两个阶段。 胶体颗粒具有十分巨大的比表面积，胶核表面的电位离子吸收相反的离子，形成内外两个电离层。胶体核心外是扩散层和吸附层，当同号电荷颗粒接近到扩散层时同电荷会产生斥力，这是胶体颗粒不会聚集的主要原因。当原水投加混凝剂时，随着采用混凝剂的品种、投加量、胶体颗粒的性质以及介质环境温度等多种因素发生以下变化： ⑴压缩扩散层。当向水中投加电解质盐类时，水中的离子浓度增加，扩散层厚度减少。 ⑵吸附和电荷中和。当采用铝盐或铁盐作为混凝剂时，随着PH值的不同，会有不同的水解产物。当pH较低时，带正电荷。与多数为负电荷的胶体（胶核）颗粒起中和作用，从而导致颗粒相互聚集。 ⑶凝絮网捕。以原沉淀物为网状核心，水中的胶体颗粒可被这些析出的沉析物捕获，水中有胶体越多，沉降分离速度越快。 ⑷粘结架桥。投加高分子物质时，胶体颗粒对高分子物质产生吸附作用，通过高分子链状物吸附胶体，从而减少投加混凝剂的量。 凝聚过程可分为混凝剂投加混合、胶体脱稳、异向絮凝。胶体脱稳是混凝剂水解和杂质胶体脱稳聚集，异向絮凝主要是颗粒的布朗布朗运动聚集，同向絮凝是液体运动聚集。 絮凝是指同向絮凝是液体运动聚集成大片状的凝絮物。 3、影响因素 ⑴混凝剂的影响 聚铝、聚铁为常见水解阳离子的无机盐炎。聚丙烯酰胺，处理高浊度的水以及污泥脱水有一定应用。天然骨胶与三氧化铁同时使用，也有较好效果。活化硅酸经常使用为低温度低浊度水的常用助凝剂。 当水的pH值非常低时，如小于3，此时通过铝离子或铁离子的阳离子浓度增加，压缩胶体颗粒的扩散层使胶体失稳，这种絮凝作用非常有限，起不到效果。 铝盐或铁盐水解产物溶解度非常的低，当投加量超过溶解度时，将产生氢氧化铝或氢氧化铁沉淀，在沉淀过程中形成了一系列的金属羟基聚合物。如溶液的pH值较低时，低于金