合肥工业大学土木工程材料作业答案.doc

2.试述硅酸盐水泥的主要矿物成分及其对水泥性能的影响。主要矿物成分名称矿物成分简称含量（%）硅酸三钙3CaOSiO2C3S3760硅酸二钙2CaOSiO2C2S1537铝酸三钙3CaOAl2O3C3A715铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3C4AF1018影响：（1）提高C3S的含量，可制成高强度水泥。（2）提高C3S和C3A总含量，可制得快硬早强水泥。（3）降低C3A和C3S含量，可制得低水化热水泥（如中热水泥等）。3.简述硅酸盐水泥的水化过程和它的主要水化产物。水化过程：（1）初始反应期：逐渐围绕水泥颗粒形成一水化物膜层。（2）潜伏期：水化物膜层逐渐增厚破裂。（3）凝结期：修复（周围饱和程度较低的溶液与尚未水化的水泥颗粒内核接触，再次使反应速度加快，直至形成新的膜层）凝胶体填充剩余毛细孔。（4）硬化期：水化产物的数量逐渐增多，并向外扩展填充于毛细孔中产生强度。主要水化产物：水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶，氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。4.水泥石的结构如何？在常温下硬化的水泥石，是由水泥凝胶体、未水化的水泥内核与孔隙所组成。水泥凝胶体：在水泥水化过程中形成的以水化硅酸钙凝胶为主体，其中分布着氢氧化钙等晶体的结构。5.硅酸盐水泥有哪些主要技术指标？这些技术指标在工程应用上有何意义？一、细度意义：（1）水泥颗粒越细，其比表面积就越大，与水的接触面越多，水化反应进行得越快、越充分，凝结硬化越快，强度（特别是早期强度）越高。（2）一般认为，粒径小于40m的水泥颗粒才具有较高活性，大于100m时，则几乎接近惰性。因此水泥细度对水泥的性质有很大的影响。（3）但水泥越细，越易吸收空气中水分而受潮，不利于储存。（4）此外，提高水泥的细度要增加粉磨能耗，降低粉磨设备的生产率，增加成本。二、凝结时间意义：（1）水泥初凝时，凝聚结构形成，水泥浆开始失去可塑性，若在水泥初凝后还进行施工，不但由于水泥浆体可塑性降低不利于施工成型，而且还将影响水泥内部结构的形成，降低强度。所以，为使混凝土和砂浆有足够的时间进行搅拌、运输、浇注、振捣、成型或砌筑，水泥的初凝时间不能太短。（2）当施工结束以后，则要求混凝土尽快硬化，并具有强度，因此水泥的终凝时间不能太长。三、体积安定性意义：（1）使用安定性不良的水泥，水泥制品表面将鼓包、起层、产生膨胀性的龟裂等，强度降低，甚至引起严重的工程质量事故。（2）体积安定性不合格的水泥为不合格品，不得在工程中使用。（3）但某些体积安定性不良的水泥在放置一段时间后，由于水泥中游离的CaO吸收空气中的水分而水化，其安定性变得合格。四、强度意义：（1）水泥强度一般是指水泥胶砂试件单位面积上所能承受的最大外力，根据外力作用方式的不同，把水泥的强度分为抗压强度、抗折强度、抗拉强度等。这些强度之间既有内在的联系，又有很大的区别。（2）水泥的抗压强度最高，一般是抗拉强度的820倍，实际建筑结构中主要是利用水泥的抗压强度。五、水化热意义：（1）水泥的放热过程可以持续很长时间，但大部分热量是在早期放出，放热对混凝土结构影响最大的也是在早期，特别是在最初3d或7d内。（2）硅酸盐水泥水化热很大，当用硅酸盐水泥来浇注大型基础、桥梁墩台、水利工程等大体积混凝土构筑物时，由于混凝土本身是热的不良导体，水化热积蓄在混凝土内部不易发散，使混凝土内部温度急剧上升，内外温差可达到5060，产生很大的温度应力，导致混凝土开裂，严重影响了混凝土结构的完整性和耐久性。（3）大体积混凝土中一般要严格控制水泥的水化热，有事还应对混凝土结构物采用相应的温控施工措施，如原材料降温，使用冰水，埋冷凝水管及特殊的养护等。（4）由于硅酸盐水泥的水化热很大，因此不能用于大体积混凝土中。六、标准稠度用水量意义：在测定水泥的凝结时间、体积安定性等一些性质时，为避免出现误差并使结果具有可比性，必须在规定的水泥标准稠度下进行试验。七、不溶物和烧失量意义：（1）不溶物是指水泥经酸和碱处理后，不能被溶解的残余物。它是水泥中非活性组分的反映，主要由生料、混合材和石膏中的杂质产生。（2）烧失量是指水泥经高温灼烧以后的质量损失率。八、氯离子含量意义：会引起钢筋锈蚀等耐久性问题。九、碱含量意义：（1）降低强度；（2）减少流动性；（3）增加变形；（4）发生有害的碱骨料反应，降低耐久性。8.硅酸盐水泥石腐蚀的类型主要有哪几种？产生腐蚀的主要原因是什么？防止腐蚀的措施有哪些？类型：（1）软水腐蚀（溶出性侵蚀）（2）硫酸盐腐蚀（3）镁盐的腐蚀（4）碳酸腐蚀（5）一般酸类腐蚀（6）强碱腐蚀（7）盐类循环结晶腐蚀原因：（1）外部原因：较高的温度； 较快的水流速； 干湿循环； 酸、碱、盐溶液作用。（2）内部原因：水泥石中含有氢氧化钙、水化铝酸钙等不耐腐蚀的水化产物和过量的碱或石膏。水泥石本身不密实，有很多毛细孔，腐蚀性介质容易同过毛细孔深入到水泥石内部。措施：（1）选择适宜的水泥品种，掺入合适的混合材，减少水泥中易被腐蚀的物质。（2）提高水泥石的密实程度，降低水泥石的孔隙率。（3）表面防护处理。11.与普通水泥相比较，矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥在性能上有哪些不同？并分析这四种水泥的适用和禁用范围。项目普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥性能早期强度高；水化热较大；抗冻性好；耐蚀性差；干缩较小；抗碳化性好早期强度较低，后期强度增长较快；凝结慢，硬化时对湿热敏感性强；水化热较低；耐热性好；耐蚀性较强；抗冻性差；干缩性较大；抗碳化性差；泌水性较大；保水性较差；耐磨性较差早期强度较低，后期强度增长较快；水化热较低；耐蚀性较强；抗渗性好；抗冻性差；抗碳化性差；干缩性大；泌水性小；耐磨性差早期强度较低，后期强度增长较快；水化热较低；耐蚀性较强；抗碳化性差；干缩性较小；抗裂性较好；抗冻性差；配置成混凝土的和易性好适用范围一般土建工程中钢筋混凝土及预应力混凝土结构；受反复冰冻作用的结构；配制高强混凝土高温车间和有耐热耐火要求的混凝土结构；大体积混凝土结构；蒸汽养护的构件；有抗硫酸盐侵蚀要求的工程地下、水中大体积混凝土结构和有抗渗要求的混凝土结构；蒸汽养护的构件；有抗硫酸盐侵蚀要求的工程地上、地下及水中大体积混凝土结构；蒸汽养护的构件；抗裂性要求较高的构件；有抗硫酸盐侵蚀要求的工程禁用范围大体积混凝土结构；受化学及海水