【導(dǎo)讀】2342建筑材料期末題庫。時，水化物并始脫水，水泥石強(qiáng)度下降，因此硅酸鹽水。48.配置混凝土確定水灰比時，最應(yīng)考慮的是

　　

【正文】 之比。當(dāng)水泥漿中加水較多時，水灰比較大，此時水泥的初期水化反應(yīng)得以充分進(jìn)行；但是水泥顆粒間由于被水隔開的距離較遠(yuǎn)，顆粒間相互連接形成骨架結(jié)構(gòu)所需的凝結(jié)時間長，所以水泥漿凝結(jié)較慢。 水泥完全水化所需的水灰比約為 ~，而實(shí)際工程中往往加入更多的水，以便利用水的潤滑取得較好的塑性。當(dāng)水泥漿的水灰比較大時，多余的水分蒸發(fā)后形成的孔隙較多，造成水泥石的強(qiáng)度較低，因 此當(dāng)水灰比過大時，會明顯降低水泥石的強(qiáng)度。 石膏的摻量 生產(chǎn)水泥時摻入石膏，主要是作為緩凝劑使用，以延緩水泥的凝結(jié)硬化速度。摻入石膏后，由于鈣礬石晶體的生成，還能改善水泥石的早期強(qiáng)度。但是石膏的摻量過多時，不僅不能緩凝，而且可能對水泥石的后期性能造成危害。 環(huán)境溫度和濕度 水泥水化反應(yīng) 的速度與環(huán)境的溫度有關(guān)，只有處于適當(dāng)溫度下，水泥的水化、凝結(jié)和硬化才能進(jìn)行。通常，溫度較高時，水泥的水化、凝結(jié)和硬化速度就較快。溫度降低，則水化作用延緩，強(qiáng)度增長緩慢，當(dāng)環(huán)境溫度低于 0℃時 ,水化反應(yīng)停止 ,由于水分結(jié)冰 ,會導(dǎo)致水 泥石凍裂 ,破壞其結(jié)構(gòu)。溫度的影響主要表現(xiàn)在水泥水化的早期階段，對后期影響不大。 水泥水化是水泥與水之間的反應(yīng)，只有在水泥顆粒表面保持有足夠的水分，水泥的水化、凝結(jié)硬化才能充分進(jìn)行。環(huán)境濕度大，水分不易蒸發(fā)，水泥的水化及凝結(jié)硬化就能夠保持足夠的化學(xué)用水。如果環(huán)境干燥，水泥漿中的水分蒸發(fā)過快，當(dāng)水分蒸發(fā)完畢后，水化作用將無法繼續(xù)進(jìn)行，硬化即行停止，強(qiáng)度也不再增長，甚至還會在制品表面產(chǎn)生干縮裂縫。因此，使用水泥時必須注意養(yǎng)護(hù)，使水泥在適宜的溫度及濕度環(huán)境中進(jìn)行硬化，從而不斷增長其強(qiáng)度。 齡期 水泥的水化硬化是一個 較長時期內(nèi)不斷進(jìn)行的過程，隨著水泥顆粒內(nèi)各熟料礦物水化程度的提高，凝膠體不斷增加，毛細(xì)孔不斷減少，使水泥石的強(qiáng)度隨齡期增長而增加。實(shí)踐證明， 水泥一般在 28d 內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展較快， 28d 后增長緩慢。 外加劑的影響 硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)硬化受硅酸三鈣、鋁酸三鈣的制約，凡對硅酸三鈣和鋁酸三鈣的水化能產(chǎn)生影響的外加劑，都能改變硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)硬化性能。如加入促凝劑（ CaCl Na2SO4 等）就能促進(jìn)水泥水化硬化，提高早期強(qiáng)度。相反，摻加緩凝劑（木鈣糖類等）就會延緩水泥的水化、硬化，影響水泥早期強(qiáng)度的發(fā)展。 12. 各類型侵蝕作用，對水泥石的三種破壞形式 第一種破壞形式是溶解浸析。主要是介質(zhì)將水泥石中的某些組成逐漸溶解帶走，造成溶失性破壞。 第二種破壞形式是離子交換。侵蝕性介質(zhì)與水泥石的組分發(fā)生離子交換反應(yīng)，生成容易溶解或是沒有膠結(jié)能力的產(chǎn)物，破壞了原有的結(jié)構(gòu)。 第三種破壞形式是形成膨脹組分。在侵蝕性介質(zhì)的作用下，所形成的鹽類結(jié)晶長大時體積增加，產(chǎn)生有害的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致膨脹性破壞。 13. 防止水泥石破壞的措施 （１）根據(jù)侵蝕環(huán)境特點(diǎn)，合理選用水泥品種 水泥石中引起腐蝕的組分主要是氫氧化鈣和水化鋁酸鈣。當(dāng)水泥石遭受軟 水等侵蝕時，可選用水化產(chǎn)物中氫氧化鈣含量較少的水泥。水泥石如處在硫酸鹽的腐蝕環(huán)境中，可采用鋁酸三鈣含量較低的抗硫酸鹽水泥。在硅酸鹽水泥熟料中摻入某些人工或天然礦物材料（混合材料）可提高水泥的抗腐蝕能力。 （２）提高水泥石的密實(shí)度 水泥石中的毛細(xì)管、孔隙是引起水泥石腐蝕加劇的內(nèi)在原因之一。因此，采取適當(dāng)技術(shù)措施，如強(qiáng)制攪拌、振動成型、真空吸水、摻加外加劑等，在滿足施工操作的前提下，努力降低水灰比，提高水泥石的密實(shí)度，都將使水泥石的耐侵蝕性得到改善。 （３）表面加做保護(hù)層 當(dāng)侵蝕作用比較強(qiáng)烈時，需在水泥制品表面 加做保護(hù)層。保護(hù)層的材料常采用耐酸石料（石英巖、輝綠巖）、耐酸陶瓷、玻璃、塑料、瀝青等。 14. 硅酸鹽水泥的特性及其應(yīng)用 （ 1）強(qiáng)度高 硅酸鹽水泥凝結(jié)硬化快，強(qiáng)度高，尤其是早期強(qiáng)度增長率大，特別適合早期強(qiáng)度要求高的工程、高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土工程。 （ 2） 水化熱高 硅酸鹽水泥 C3S 和 C3A 含量高，使早期放熱量大，放熱速度快，早期強(qiáng)度高，用于冬期施工?？杀苊鈨龊Α５叻艧崃?對大體積混凝土工程不利 ，如無可靠的降溫措施，不宜用于大體積混凝土工程。 （ 3）抗凍性好 硅酸鹽水泥拌合物不易發(fā)生泌水，硬化后 的水泥石密實(shí)度較大，所以抗凍性優(yōu)于其他通用水泥。適用于嚴(yán)寒地區(qū)受反復(fù)凍融作用的混凝土工程。 （ 4）堿度高、抗碳化能力強(qiáng) 硅酸鹽水泥硬化后的水泥石顯示強(qiáng)堿性，埋于其中的鋼筋在堿性環(huán)境中表面生成一層灰色鈍化膜，可保持幾十年不生銹。由于空氣中的 CO２ 與水泥石中的 Ca(OH)2 會發(fā)生碳化反應(yīng)生成 CaCO3，使水泥石逐漸由堿性變?yōu)橹行?，?dāng)中性化深度達(dá)到鋼筋附近時，鋼筋失去堿性保護(hù)而銹蝕，表面疏松膨脹，會造成鋼筋混凝土構(gòu)件報(bào)廢。因此，鋼筋混凝土構(gòu)件的壽命往往取決于水泥的抗碳化性能。硅酸鹽水泥堿性強(qiáng)且密實(shí)度高，抗碳化能 力強(qiáng)，所以特別適用于重要的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土工程。 （ 5）干縮小 硅酸鹽水泥在硬化過程中，形成大量的水化硅酸鈣凝膠體，使水泥石密實(shí)，游離水分少，不易產(chǎn)生干縮裂紋，可用于干燥環(huán)境的混凝土工程。 （ 6）耐磨性好 硅酸鹽水泥強(qiáng)度高，耐磨性好，且干縮小，可用于路面與地面工程。 （ 7）耐腐蝕性差 硅酸鹽水泥石中有大量的 Ca(OH)2 和水化鋁酸鈣，容易引起軟水、酸類和鹽類的侵蝕。所以不宜用于受流動水、壓力水、酸類和硫酸鹽侵蝕的工程。 （ 8）耐熱性差 硅酸鹽水泥石在溫度為 250℃時水化物開始脫水，水 泥石強(qiáng)度下降．當(dāng)受熱 700℃以上將遭破壞。所以硅酸鹽水泥不宜單獨(dú)用于耐熱混凝土工程。 （ 9）濕熱養(yǎng)護(hù)效果差 硅酸鹽水泥在常規(guī)養(yǎng)護(hù)條件下硬化快、強(qiáng)度高。 但經(jīng)過蒸汽養(yǎng)護(hù)后，再經(jīng)自然養(yǎng) 護(hù)至 28 天測得的抗壓強(qiáng)度往往低于未經(jīng)蒸養(yǎng)的 28 天抗壓強(qiáng)度。 15. 普通硅酸鹽水泥的技術(shù) （ 1）細(xì)度 與硅酸鹽水泥要求相同。 （ 2）凝結(jié)時間 初凝不得早于 45min， 終凝不大于 600min。 （ 3）強(qiáng)度 根據(jù) 3d 和 28d 齡期的抗折和抗壓強(qiáng)度，將普通硅酸鹽水泥劃分為 ， ， ， 四個強(qiáng)度等級。 16. 普通硅酸鹽水泥與硅酸鹽水泥的差別 普通硅酸鹽水泥與硅酸鹽水泥的差別僅在于其中含有少量混合材料，由于混合材料摻量較少，其礦物組成的比例仍在硅酸鹽水泥的范圍內(nèi)，所以其性能、應(yīng)用范圍與硅酸鹽水泥相近。與硅酸鹽水泥比較，早期硬化速度稍慢， 3d 強(qiáng)度略低；抗凍性、耐磨性及抗碳化性稍差；而耐腐蝕性稍好，水化熱略有降低。普通硅酸鹽水泥的其它技術(shù)性質(zhì)與硅酸鹽水泥相同。 17. 摻活性混合材料的硅酸鹽水泥的共性 （ 1）密度較小。硅酸鹽水泥、普通水泥的密度范圍一般在 ~，摻較多活性混合材料的 硅酸鹽水泥 ,由于活性混合材料的密度較小 ,密度一般為 ~。 （ 2）早期強(qiáng)度比較低，后期強(qiáng)度增長較快。摻較多活性混合材料的硅酸鹽水泥中水泥熟料含量相對減少，加水拌以后，首先是熟料礦物的水化，熟料水化以后析出的氫氧化鈣作為堿性激發(fā)劑激發(fā)活性混合材料水化，生成水化硅酸鈣、水化硫鋁酸鈣等水化產(chǎn)物。因此早期強(qiáng)度比較低，后期由于二次水化的不斷進(jìn)行，水化產(chǎn)物不斷增多，使得后期強(qiáng)度發(fā)展較快。 復(fù)合水泥因摻用兩種或兩種以上混合材料，相互之間能夠取長補(bǔ)短，使水泥性能比摻單一混合材料的有所改善，其早期強(qiáng)度要求 與同標(biāo)號普通水泥強(qiáng)度要求相同。 （ 3）對養(yǎng)護(hù)溫、濕度敏感，適合蒸汽養(yǎng)護(hù)。摻較多活性混合材料的硅酸鹽水泥水化溫度降低時，水化速度明顯減弱，強(qiáng)度發(fā)展慢。提高養(yǎng)護(hù)溫度可以促進(jìn)活性混合材料的水化，提高早期強(qiáng)度，且對后期強(qiáng)度發(fā)展影響不大。而硅酸鹽水泥或普通水泥，蒸汽養(yǎng)護(hù)可提高早期強(qiáng)度，但后期強(qiáng)度發(fā)展要受到一定影響，通常28d 強(qiáng)度要比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的低。這是因?yàn)樵诟邷叵逻@兩種水泥水化速度過快，短期內(nèi)生成大量的水化產(chǎn)物，對后期水泥熟料顆粒的水化起了一定的阻礙作用。 （ 4）水化熱小。由于這幾種水泥摻入了大量混合材料，水泥熟 料含量較少，放熱量大的 C3A、 C3S 相對減少。因此，水化熱小且放熱緩慢，適合于大體積混凝土施工。 （ 5）耐腐蝕性較好。由于熟料含量少，水化以后生成的氫氧化鈣少，而且二次水化還要進(jìn)一步消耗氫氧化鈣，使水泥石結(jié)構(gòu)中氫氧化鈣的含量更低。因此，抵抗海水、軟水及硫酸鹽腐蝕性介質(zhì)的作用較強(qiáng)。但如果火山灰水泥中摻入的火山灰質(zhì)活性混合材料中氧化鋁含量較高，水化后生成的水化鋁酸鈣數(shù)量較多，則抵抗硫酸鹽腐蝕的能力較差。 （ 6）抗凍性、耐磨性不及硅酸鹽水泥或普通水泥。 17. 摻活性混合材料的硅酸鹽水泥的個性 （ 1）礦渣水泥 礦 渣為玻璃態(tài)的物質(zhì)，難磨細(xì)，對水的吸附能力差，故礦渣水泥保水性差，泌水性大。在混凝土施工中由于泌水而形成毛細(xì)管通道及水囊，水分的蒸發(fā)又容易引起干縮，影響混凝土的抗?jié)B性、抗凍性及耐磨性等。由于礦渣經(jīng)過高溫，礦渣水泥硬化后氫氧化鈣的含量又比較少，因此礦渣水泥的耐熱性比較好。 （ 2）火山灰水泥 火山灰質(zhì)混合材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是疏松多孔，內(nèi)比表面積大。火山灰水泥的特點(diǎn)是易吸水、易反應(yīng)。在潮濕的條件下養(yǎng)護(hù)，可以形成較多的水化產(chǎn)物，水泥石結(jié)構(gòu)比較致密，從而具有較高的抗?jié)B性和耐水性。如處于干燥環(huán)境中，所吸收的水分會蒸發(fā)，體積收 縮，產(chǎn)生裂縫。因此火山灰水泥不宜用于長期處于干燥環(huán)境和水位變化區(qū)的混凝土工程。 火山灰水泥抗硫酸鹽性能隨成分而異。如活性混合材中氧化鋁的含量較多，熟料中又含有較多的 C3A 時，其抗硫酸鹽能力較差。 （ 3）粉煤灰水泥 粉煤灰與其他天然火山灰相比，結(jié)構(gòu)較致密，內(nèi)比表面積小，有很多球形顆粒，吸水能力較弱，所以粉煤灰水泥需水量比較低，抗裂性較好。尤其適合于大體積水工混凝土以及地下和海港工程等。 （ 4）復(fù)合水泥 復(fù)合水泥中摻用兩種以上混合材，混合材的作用會相互補(bǔ)充、取長補(bǔ)短。如礦渣水泥中摻石灰石能改善礦渣水泥的泌水性， 提高早期強(qiáng)度，又能保證后期強(qiáng)度的增長。在需水性大的火山灰水泥中摻入礦渣等，能有效減少水泥需水量。復(fù)合水泥的性能在以礦渣為主要混合材時其性能與礦渣水泥接近。而當(dāng)火山灰質(zhì)為主要混合材時則接近火山灰水泥的性能。所以，復(fù)合水泥的使用，應(yīng)搞清楚所摻的主要混合材。復(fù)合水泥包裝袋上均標(biāo)明了主要混合材的名稱。 18. 高鋁水泥的特性 （ 1）快硬早強(qiáng)，早期強(qiáng)度增長快， 1d 強(qiáng)度即可達(dá)到極限強(qiáng)度的 80%左右。故宜用于緊急搶修工程（筑路、修橋、堵漏等）和早期強(qiáng)度要求高的工程。但高鋁水泥后期強(qiáng)度可能會下降，尤其是在高于 30℃的濕熱環(huán)境下，強(qiáng)度下降更快，甚至?xí)鸾Y(jié)構(gòu)的破壞。因此，結(jié)構(gòu)工程中使用高鋁水泥應(yīng)慎重。 （ 2）水化熱大，而且集中在早期放出。高鋁水泥水化初期的 1d 放熱量約相當(dāng)于硅酸鹽水泥 7d 放熱量。達(dá) 水化放熱總量的 70％～ 80％。因此，適合于冬季施工，不適合于大體積混凝土的工程及高溫潮濕環(huán)境中的工程。 （ 3）具有較好的抗硫酸鹽侵蝕能力。這是因?yàn)槠渲饕煞譃榈外}鋁酸鹽，游離的氧化鈣極少，水泥石結(jié)構(gòu)比較致密，故適合于有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程。 （ 4）耐堿性差。高鋁水泥與堿性溶液接觸，甚至混凝土骨料內(nèi)含有少量堿性化合物時，都會引起侵蝕 ，故不能用于接觸堿溶液的工程。 （ 5）耐熱性好。因?yàn)楦邷貢r產(chǎn)生了固相反應(yīng)，燒結(jié)結(jié)合代替了水化結(jié)合，使得高鋁水泥在高溫下仍能保持較高的強(qiáng)度，如干燥的高鋁水泥混凝土， 900℃時仍能保持 70%強(qiáng)度， 1300℃時尚有 53%的強(qiáng)度。如采用耐火的粗細(xì)骨料（如鉻鐵礦等），可制成使用溫度達(dá)到 1300℃ ~1400℃的耐熱混凝土。 19. 高鋁水泥的應(yīng)用 （ 1）高鋁水泥最適宜的硬化溫度為 15℃左右，一般施工時環(huán)境溫度不得超過 25℃，否則，會產(chǎn)生晶型轉(zhuǎn)換，強(qiáng)度降低。高鋁水泥拌制的混凝土不能進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)。 （ 2）高鋁水泥使用時，嚴(yán) 禁與硅酸鹽水泥或石灰混雜使用，也不得與尚未硬化的硅酸鹽水泥混凝土接觸使用，否則將產(chǎn)生瞬凝，以至無法施工，且強(qiáng)度很低。 （ 3）高鋁水泥的長期強(qiáng)度，由于晶型轉(zhuǎn)化及鋁酸鹽凝膠體老化等原因，有降低的趨勢，如需用于工程中，應(yīng)以最低穩(wěn)定強(qiáng)度為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其值按 GB201— 2020 規(guī)定，經(jīng)試驗(yàn)確定。 20. 快硬硅酸鹽水泥 由硅酸水泥熟料和適量石膏磨細(xì)制成的，以 3d 抗壓強(qiáng)度表示強(qiáng)度等級的水硬性膠凝材料稱為快硬硅酸鹽水泥（簡稱快硬水泥）。 快硬硅酸鹽水泥與硅酸鹽水泥的主要區(qū)別，在于提高了熟料中 C3A 和 C3S 的含量，并提高 了水泥的粉磨細(xì)度，比表面積在 330～ 450m2/kg 左右。 快硬水泥的基本技術(shù)要求與普通水泥相似，初凝不得早于 45min，終凝不得遲于 10h。安定性（沸煮法檢驗(yàn)）必須合格。強(qiáng)度等級以 3d 抗壓強(qiáng)度表示，分為 、 、 三個等級， 28d 強(qiáng)度作為供需雙方參考指標(biāo)。 快硬硅酸鹽水泥的特點(diǎn)是凝結(jié)硬化快，早期強(qiáng)度增長率高，適用于早期強(qiáng)度要求高的工程?？捎糜诰o急搶修工程、低溫施工工程、高等級混凝土等。 21. 白色硅酸鹽水泥 由氧化鐵含量少的硅酸鹽水泥熟料、適量石膏及 0～ 10%的石灰石或窯灰 ，經(jīng)磨細(xì)制 成的水硬性膠凝材料稱為白色硅酸鹽水泥（簡稱白水泥），代號 P178。 W。 硅酸鹽水泥呈暗灰色，主要原因是其含 Fe2O3 較多（ Fe2O3 3%~4%）。當(dāng) Fe2O3 含量在 %以下，則水泥接近白色。白色硅酸鹽水泥的生產(chǎn)要求采用純凈的石灰石、白堊及純石英砂、純凈的高嶺土作原料，采用無灰分的可燃?xì)怏w或液體燃料，磨機(jī)襯板采用鑄石、花崗巖、陶瓷等，研磨體采用硅質(zhì)卵石（白卵石）或人造瓷球。生產(chǎn)過程嚴(yán)格控制 Fe2O3 并盡可能減