2025实验室水泥试题及答案

2025实验室水泥试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.硅酸盐水泥熟料中，水化速度最快、早期强度最高的矿物是（）A.硅酸三钙（C₃S）B.硅酸二钙（C₂S）C.铝酸三钙（C₃A）D.铁铝酸四钙（C₄AF）2.水泥安定性不良的主要原因是熟料中（）含量过高A.游离氧化钙（fCaO）B.二氧化硅（SiO₂）C.三氧化二铝（Al₂O₃）D.三氧化硫（SO₃）3.水泥胶砂强度试验中，标准砂的粒径范围是（）A.0.080.15mmB.0.150.60mmC.0.601.18mmD.1.182.36mm4.某水泥试样的初凝时间为180min，终凝时间为240min，根据GB1752020《通用硅酸盐水泥》，该水泥（）A.初凝时间不合格，终凝时间合格B.初凝时间合格，终凝时间不合格C.初凝和终凝时间均合格D.初凝和终凝时间均不合格（注：硅酸盐水泥初凝≥45min，终凝≤390min；普通硅酸盐水泥终凝≤600min）5.水泥比表面积测定（勃氏法）的原理是基于（）A.液体渗透法B.气体透过法C.激光衍射法D.筛析法6.下列因素中，对水泥后期强度增长贡献最大的是（）A.C₃S的水化B.C₂S的水化C.C₃A的水化D.C₄AF的水化7.水泥中SO₃含量过高会导致（）A.早期强度降低B.安定性不良（延迟性膨胀）C.凝结时间过长D.需水量减少8.进行水泥胶砂强度试验时，水胶比应严格控制为（）A.0.40B.0.45C.0.50D.0.559.测定水泥标准稠度用水量时，若试杆沉入净浆的深度为28mm（允许偏差±1mm），则该水泥的标准稠度用水量（）A.需调整水量重新测定B.判定为合格C.需增加水量重新测定D.需减少水量重新测定10.以下水泥品种中，抗硫酸盐侵蚀能力最强的是（）A.硅酸盐水泥B.普通硅酸盐水泥C.矿渣硅酸盐水泥D.铝酸盐水泥二、填空题（每空1分，共20分）1.通用硅酸盐水泥按混合材料的品种和掺量分为硅酸盐水泥（P·Ⅰ、P·Ⅱ）、普通硅酸盐水泥（P·O）、矿渣硅酸盐水泥（P·S·A、P·S·B）、火山灰质硅酸盐水泥（P·P）、粉煤灰硅酸盐水泥（P·F）和______（P·C）。2.硅酸盐水泥熟料的主要化学成分包括CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃，其中CaO的质量分数约为______%。3.水泥的细度通常用比表面积或______表示，硅酸盐水泥的比表面积应不小于______m²/kg。4.水泥胶砂强度试验中，试件尺寸为______mm×______mm×______mm，养护温度为______℃±1℃，相对湿度不低于______%。5.水泥安定性试验可采用雷氏法或试饼法，当两种方法结果有争议时，以______法为准。6.水泥的凝结时间测定中，初凝是指试针沉入净浆并距底板______mm的时间，终凝是指试针沉入净浆不超过______mm的时间。7.水泥中碱含量按Na₂O+0.658K₂O计算，若用户无要求时，可不作限定；若有耐碱要求，碱含量应不大于______%。8.矿渣硅酸盐水泥中，粒化高炉矿渣的掺量为______%（质量分数）。9.水泥水化产物中，对强度起主要作用的是______（CSH凝胶）和______（氢氧化钙）。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述石膏在水泥中的作用及掺量过高的危害。2.分析水泥石发生硫酸盐侵蚀的机理，并说明提高水泥抗硫酸盐侵蚀性的措施。3.对比硅酸盐水泥与粉煤灰硅酸盐水泥的性能差异（至少列出4项）。4.简述水泥标准稠度用水量的测定步骤（需说明主要仪器、关键操作参数）。5.某水泥试样的胶砂抗压强度试验结果如下（单位：MPa）：3d龄期6个试件的强度为28.5、29.2、30.1、27.8、29.5、31.0；28d龄期6个试件的强度为52.3、53.1、54.0、51.8、52.7、53.5。计算该水泥3d和28d抗压强度的平均值，并判断是否符合P·O42.5级水泥的强度要求（P·O42.5级3d≥17.0MPa，28d≥42.5MPa）。四、计算题（共15分）某实验室需制备一批用于强度试验的水泥胶砂试件（每组3个试件），已知水胶比为0.50，胶砂比（水泥:标准砂）为1:3，每个试件的体积为40mm×40mm×160mm=256000mm³（即256cm³），胶砂的密度约为2.1g/cm³。（1）计算制备一组试件所需的水泥、标准砂和水的用量（精确到1g）。（2）若实验室需制备5组试件（共15个试件），计算总需水泥、标准砂和水的用量（精确到10g）。五、实验操作题（共5分）描述“水泥安定性试验（雷氏法）”的完整操作流程，包括仪器准备、试件成型、养护、沸煮及结果判定步骤（需包含关键参数，如沸煮时间、恒温水养条件等）。答案及解析一、单项选择题1.A（C₃S水化速度最快，早期强度贡献最大；C₂S水化慢，后期强度增长；C₃A水化最快但强度低；C₄AF水化速度中等）2.A（游离氧化钙（fCaO）和游离氧化镁（fMgO）是安定性不良的主要原因，其中fCaO最常见）3.B（标准砂为0.150.60mm的级配砂，符合ISO679标准）4.C（假设为普通硅酸盐水泥，初凝≥45min，终凝≤600min，180min和240min均符合）5.B（勃氏法基于气体透过法，通过测定一定量气体透过水泥层的时间计算比表面积）6.B（C₂S水化慢，生成CSH凝胶，对后期强度（28d后）贡献大）7.B（SO₃过高会与C₃A水化生成的钙矾石继续反应生成二次钙矾石，导致体积膨胀）8.B（胶砂强度试验水胶比固定为0.50？不，实际标准为0.50？需核实：根据GB/T176711999，水胶比为0.50，胶砂比1:3）更正：正确答案为0.50（C选项）。9.A（标准稠度用水量要求试杆沉入深度为28mm±2mm，若为28mm±1mm则合格，否则需调整水量重新测定）10.C（矿渣水泥中活性混合材可消耗氢氧化钙，减少硫酸盐反应的原料，抗侵蚀性更强）二、填空题1.复合硅酸盐水泥2.6267（典型值约65%）3.80μm筛余；3004.40；40；160；20；905.雷氏6.4±1；0.57.0.608.2050（P·S·A为2050%，P·S·B为5070%）9.水化硅酸钙；氢氧化钙三、简答题1.石膏的作用：调节水泥凝结时间（抑制C₃A快速水化）；适量石膏可提高早期强度；减少干缩。掺量过高的危害：多余的SO₃与C₃A水化生成的单硫型钙矾石反应生成二次钙矾石（三硫型），体积膨胀（约1.5倍），导致水泥石开裂，安定性不良。2.硫酸盐侵蚀机理：硫酸盐（如Na₂SO₄、MgSO₄）与水泥石中的氢氧化钙（Ca(OH)₂）反应生成硫酸钙（CaSO₄），硫酸钙进一步与水化铝酸钙（C₃AH₆）反应生成高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石，AFt），体积膨胀（约2.2倍），导致水泥石结构破坏；若为硫酸镁，还会生成无胶凝性的氢氧化镁（Mg(OH)₂），加剧侵蚀。提高抗侵蚀性的措施：降低C₃A含量（≤5%）；掺加活性混合材（如矿渣、粉煤灰）消耗Ca(OH)₂；采用抗硫酸盐水泥（C₃A≤5%，C₄AF≤15%）；提高水泥石密实度（降低水胶比）。3.性能差异：①早期强度：硅酸盐水泥（高）＞粉煤灰水泥（低）；②后期强度：两者接近（粉煤灰活性后期发挥）；③水化热：硅酸盐水泥（高）＞粉煤灰水泥（低）；④抗裂性：粉煤灰水泥（好，干缩小）＞硅酸盐水泥（较差）；⑤抗硫酸盐侵蚀：粉煤灰水泥（好）＞硅酸盐水泥（差）；⑥需水量：粉煤灰水泥（低，需水量小）＞硅酸盐水泥（较高）。4.测定步骤：仪器：维卡仪（试杆质量300g±1g）、净浆搅拌机、天平（精度0.5g）、量水器（精度0.1mL）。步骤：①称取水泥500g，加入一定量水（预估水量，如225mL），用搅拌机搅拌2min（低速120s，停15s，高速120s）；②将净浆装入试模，振动数次刮平，立即放入维卡仪；③记录试杆沉入净浆至距底板4±1mm的时间，若不符合，调整水量重新试验（增加或减少1%用水量）；④最终使试杆沉入深度为4±1mm时的用水量即为标准稠度用水量（P，%）。5.强度计算：3d强度平均值：(28.5+29.2+30.1+27.8+29.5+31.0)/6=176.1/6=29.35MPa（保留一位小数为29.4MPa）；28d强度平均值：(52.3+53.1+54.0+51.8+52.7+53.5)/6=317.4/6=52.9MPa；判定：3d≥17.0MPa（符合），28d≥42.5MPa（符合），故满足P·O42.5级要求。四、计算题（1）单组试件（3个）的材料用量：单个试件体积：256cm³，3个总体积=256×3=768cm³；胶砂总质量=体积×密度=768×2.1=1612.8g；胶砂比1:3（水泥:砂），总份数=1+3=4；水泥用量=1612.8×(1/4)=403.2g≈403g；标准砂用量=1612.8×(3/4)=1209.6g≈1210g；水胶比0.50，水用量=403×0.5=201.5g≈202g。（2）5组试件（15个）的总用量：水泥总量=403×5=2015g≈2020g；标准砂总量=1210×5=6050g≈6050g；水总量=202×5=1010g≈1010g。五、实验操作题雷氏法安定性试验流程：1.仪器准备：雷氏夹（指针间距17.5±2.5mm）、沸煮箱（能在30min内升至沸腾并保持3h）、玻璃板（≥100mm×100mm）、天平（精度1g）。2.试件成型：①称取水泥100g，按标准稠度用水量加水，搅拌成净浆；②将雷氏夹放在涂油的玻璃板上，填入净浆至略高于环模，用小刀插捣15次，刮平表面，盖上另一块涂油玻璃板，标记试件；3.养护：试件在（20±1）℃、湿度≥90