第四章 水泥 P58
1. 什么是硅酸鹽水泥?生產(chǎn)硅酸鹽水泥時，為什么要加入適量石膏?
答：(1)根據(jù)GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》的定義：凡由硅酸鹽水泥熟料加適量的石膏、或再摻加0～5%的石灰石或?；郀t礦渣，磨細制成的水硬性膠凝材料, 稱為硅酸鹽水泥。
(2)生產(chǎn)硅酸鹽水泥時，加入適量石膏的目的是:
① 調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間;
② 使水泥不致發(fā)生急凝現(xiàn)象;
③ 同時在最佳石膏摻量時可得到水泥最高強度。
2. 試分析硅酸鹽水泥強度發(fā)展的規(guī)律和主要影響因素
答：(1)早期(3d)強度發(fā)展較快，后期(28d)發(fā)展較慢;
(2)主要影響因素：
Ⅰ.內(nèi)因： ① 水泥中各主要礦物的相對含量;
② 水泥的細度;
③ 石膏摻量。
Ⅱ.外因：① 水泥漿的水灰比;
② 養(yǎng)護溫度(冬季施工 注意防凍);
③ 養(yǎng)護濕度(夏季施工 注意灑水);
④ 養(yǎng)護齡期。
3. 什么是水泥的體積安定性?體積安定性不良的原因及危害有哪些? 答：(1)水泥的體積安定性是指水泥漿體在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性;
(2)體積安定性不良的原因有：
① 游離氧化鈣(f-CaO);
② 氧化鎂(MgO);
③ 三氧化硫(SO3)含量過高;
④ 此外，堿分(K2O、Na2O)的含量也應加以控制。
(3)體積安定性不良的危害：使已硬化水泥石中產(chǎn)生不均勻膨脹，破壞水泥石結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)龜裂、彎曲、松脆或崩潰現(xiàn)象。
4. 影響硅酸鹽水泥水化熱的因素有哪些?水化熱高低對水泥的使用有什么影響? 答：(1)影響硅酸鹽水泥水化熱的因素有：水泥中(熟料)的礦物組成、水灰比、細度和養(yǎng)護條件等;
(2)水化熱高低對水泥的使用的影響有：大型基礎、水壩、橋墩等大體積商品混凝土建筑物。 由于水化熱積聚在內(nèi)部不易散發(fā)出去，內(nèi)部溫度常升高到50～60℃以上，內(nèi)部和外部的溫度差所引起的應力，可使商品混凝土產(chǎn)生裂縫，因此水化熱對大體積商品混凝土是有害因素。在大體積商品混凝土工程中，不宜采用硅酸鹽水泥，應采用低熱水泥，若使用水化熱較高的水泥施工時，應采取必要的降溫措施。
5. 硅酸鹽水泥的強度等級是如何檢驗的?
答：是按GB/T 17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法(ISO)》測定其7d和28d的抗折強度及抗壓強度;然后根據(jù)其強度值的大小，依據(jù)GB/T 175-2008《通用硅酸鹽水泥》的強度指標要求進行評定。
6. 分析水泥石受到環(huán)境水侵蝕破壞的主要原因，可采取哪些措施進行預防? 答：(1)基本原因：①水泥的水化產(chǎn)物Ca(OH)2等晶體物質(zhì)溶解于水;
②化學侵蝕。水泥是堿性物質(zhì)，與環(huán)境水中的酸、鹽起化學反應;
③水泥石本身不密實。
(2)防腐措施：①根據(jù)環(huán)境水侵蝕的種類,選擇適當?shù)乃嗥贩N;
②提高密實性能(降低水灰比);
③表面防護。
7. 什么是活性混合材料?什么是非活性混合材料?兩者在水泥中的作用如何?
8. 為什么礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥不宜用于在較低溫度下施工的工程或早期強度要求高的工程?
9. 鋁酸鹽水泥的主要礦物成分是什么?它為什么不能與硅酸鹽類水泥或含石灰的材料混合使用?
10.已測得某普通硅酸鹽水泥3d的抗折強度及抗壓強度均達到42.5強度等級的要求，28d的試驗結(jié)果如表1所示。試評定該水泥的強度等級。
表1
(1)計算28d 抗折強度試驗結(jié)果的單值;(計算公式 f折=0.00234P )
f折1 = 6.3f折2 = 7.5f折3= 6.3
(2)計算3個試件結(jié)果的平均值為：f
(3)誤差判斷：
① 計算誤差范圍：6.7(1+±10%)= 7.4～6.0
② 誤差判斷結(jié)果：
∵ f折2= 7.5 >7.4(即三個抗折強度中有一個超出誤差范圍，其余均在誤差范圍內(nèi)) ∴ 28d 抗折強度的試驗結(jié)果為;f2
折3折=(6.3+7.5+6.3)/3= 20.1/3 =6.7 (MPa)=(6.3+6.3)/2 = 6.3 (MPa)
2. 28d抗壓強度：
(1)計算28d 抗壓強度試驗結(jié)果的單值;(計算公式 f折=0.625P試驗結(jié)果見上表)
(2)計算6個試件結(jié)果的平均值為：
(42.7 +42.7 +43.6 +43.2 +42.1 +42.6)/6 = 256.9/6 = 42.8(MPa)
(3)誤差判斷：
① 計算誤差范圍：42.8(1+±10
%)= 47.1～ 38.5
② 誤差判斷結(jié)果：∵ 6個試驗值均在誤差范圍內(nèi)，
∴ 28d 抗壓強度的試驗結(jié)果為;6個試件的平均值F6
壓 = 42.8 (MPa)
3. 28d水泥強度等級評定結(jié)果：
∵(1)28d的抗折強度f
(2)28d的抗壓強度F2折 = 6.3 <6.5 (mpa)(不符合p.o="" 42.5的要求)="42.8≥42" 5(mpa)(符合p.o="" 42.5的要求)="">
壓
∴ 該水泥的強度等級不符合P.O 42.5的要求。
答：該水泥28d的試驗結(jié)果不符合P.O 42.5強度等級的要求。
11. 硅酸鹽水泥標準試件的抗折、抗壓破壞荷載如表2所示，試評定其強度等級。
表2
答：該水泥的強度等級均滿足P·Ⅰ 52.5R的要求)。
12. 用相同水泥制成四組水泥石試樣，測得其干表觀密度分別為：①1390㎏/m3、 ②1280㎏/m3、③1170㎏/m3、④1050㎏/m3,又測得其密度為 2.45g/cm3。它們強度的高低順序為何?并說明產(chǎn)生強度差別的原因。 答; (1)它們強度的高低順序為; ① > ② > ③ > ④.
(2)產(chǎn)生強度差別的原因是;在水泥石的密度相同時，則其強度與干表觀密度的大小成正比。即水泥石的干表觀密度愈小，則其孔隙率就愈大;當其孔隙率愈大時，其強度就愈小
13. 硅酸鹽水泥熟料各單礦物的水化熱如表3所示，現(xiàn)有熟料礦物組成如表4所示的兩種水泥，試估計它們3d、7dj 28d 的水化熱，并分析它們強度增長情況的差別。 表3
表4
解：1. 估計它們3d、7dj 28d 的水化熱 表3-A
表3-B
2. 強度增長情況的差別;A水泥3d及7d的分別比B水泥7d及28d的強度增長還要大。
14. 在普通條件下存放三個月的水泥，可否仍按原強度等級使用?為什么?
答：1. 不能;
2. 因為在普通條件下存放三個月的水泥，其強度損失可達15%左右 。
15. 下列商品混凝土工程中應優(yōu)先選用哪種水泥? 并說明理由。
常用水泥品種的選用
16. 試比較氣硬性膠凝材料和水硬性膠凝材料凝結(jié)硬化的條件有何不同。
17. 試分析摻有混合材料水泥的技術經(jīng)濟意義。
18. 是非題
1、硅酸鹽水泥中C2S早期強度低，后期強度高，而C3S，正好相反。(×) 2、硅酸鹽水泥中含有氧化鈣、氧化鎂及過多的石膏，都會造成水泥的體積安定性不良。 (√)
3、用沸煮法可以全面檢驗硅酸鹽水泥的體積安定性是否良好。(×) 4、按規(guī)范規(guī)定，硅酸鹽水泥得初凝時間不遲于45min(√)
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5、硅酸鹽水泥的細度越細越好。(×)
6、因為水泥是水硬性膠凝材料，所以運輸和貯存中不怕受潮。(×)
7.用沸煮法檢驗水泥試餅，未發(fā)現(xiàn)有放射狀裂縫，就可判斷水泥安定行良好。 (×) 8.因為標準稠度是水泥主要技術之一，所以水泥試驗時一定要測定水泥的標準稠度用水量。(√)
9.影響水泥石強度的最主要因素是水泥熟料的礦物組成與水泥的細度，而與拌合加水量的多少關系不大。(×)
10.抗硫酸鹽水泥的礦物組成中，C3A的含量一定比普通水泥的少。 (√) 11.火山灰水泥耐軟水侵蝕性好，而且抗?jié)B性好，故我國北 方寒冷地區(qū)修建大壩宜選用火山灰水泥。(×)
12.高鋁水泥的水化熱大，所以不宜采用蒸汽養(yǎng)護。(×) 13.活性混合材料之所以具有水硬性，是因其主要化學成分 為活性氧化硅和活性氧化鈣。 (√)
14.用粒化高爐礦渣加入少量石膏共同磨細，即可制得礦渣 硅酸鹽水泥。(×)
15.測定水泥強度用的膠砂重量配比為： 水泥:普通砂=1:2.5 (×)
體積安定性不良的危害：使已硬化水泥石中產(chǎn)生不均勻膨脹，破壞水泥石結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)龜裂、彎曲、松脆或崩潰現(xiàn)象。
3.影響硅酸鹽水泥水化熱的因素有哪些?水化熱高低對水泥的使用有什么影響?因素：水泥的種類、(熟料)礦物組成、水灰比、細度和養(yǎng)護條件等; 影響：大型基礎、水壩、橋墩等大體積商品混凝土建筑物，由于水化熱積聚在內(nèi)部不易散發(fā)出去，內(nèi)部溫度常升高到50～60℃以上，內(nèi)部和外部的溫度差所引起的應力，可使商品混凝土產(chǎn)生裂縫，因此水化熱對大體積商品混凝土是有害因素。在大體積商品混凝土工程中，不宜采用硅酸鹽水泥，應采用低熱水泥，若使用水化熱較高的水泥施工時，應采取必要的降溫措施。
4.試分析硅酸鹽水泥強度發(fā)展的規(guī)律和主要影響因素
3.選擇水泥
浸入水中，吸水飽和后稱重為1086g，試求該材料的孔隙率、重量和體積吸水率，及開口孔隙率和閉口孔隙率。
3.某工地碎石密度2.65g/cm3，堆積密度1.68kg/l，視密度2.61g/cm3，求該碎石的孔隙率和空隙率。
