【正文】 A1203含量高的水泥，在水化時放熱快，而且水泥的水化熱。 熟料中氧化鋁 (A1203)可以與 CaO、 Si0 Fe203發(fā)生反應，生成鋁酸三鈣 (C4A)和鐵鋁酸四鈣(C4AF)。如果熟料中 SiO2含量低，生成的硅酸鹽礦物量就減少，從而影響水泥的強度。 二氧化硅 (Si02)也是硅酸鹽水泥熟料中最 主要化學成分之一。 氧化鈣 (CaO)是熟料中最主要的成分，它與熟料中其他氧化物如 Si0 A120 Fe203等發(fā)生化學反應，生成熟料礦物如硅酸三鈣 (C3S)、硅酸二鈣 (C2S)、鋁酸三鈣 (C3A)和鐵鋁酸四鈣(C4AF)等。 例 下列（）屬于水泥按化學成分的分類 A、硅酸鹽水泥 B、鋁酸鹽水泥 C、硫鋁酸鹽水泥 D、礦渣水泥 答案： ABC 例 硅酸鹽水泥的生產主要經過（）階段 A、生料制備 B、熟料煅燒 C、水泥粉磨 D、水泥水化 答案： A 、 B 、 C 例 國家標準規(guī)定硅酸鹽水泥的初凝時間不得早于（）分鐘 A、 30 B、 45 C、 60 D、 90 答案： B 硅酸鹽水泥熟料的組成 化學組成 硅酸鹽水泥熟料主要由氧化鈣（ CaO,簡寫為 C）、二氧化硅（ SiO2簡寫為 S）、氧化鋁（ Al2O3簡寫 A）和氧化鐵（ Fe2O3簡寫為 F）四種氧化物組成。 (5) 堿含量 水泥中堿含量按照 Na20+ 計算值來表示。與硅酸鹽水泥相比，普通硅酸鹽水泥的強度等級為： 32． 32． 5R、 42． 42． 5R、 52． 5 和 52． 5R 六個強度等級。1℃ 的水中養(yǎng)護，分別測定其 3 天、 28 天的抗折強度和抗壓強度。 （ 4）強度及強度等級 水泥的強度是評定其質量的主要指標。篩分析法以 80μm 方孔篩的篩余量來表示。硅酸鹽水泥的細度用比表面積表示，應大于 300 ㎡／ kg；普通硅酸鹽水泥的細度用篩余量表示，其 80μm方孔篩的篩余量不得超過 10． 0％。 水泥凝結時間的測定，是以標準稠度的水泥凈漿，在規(guī)定的溫度和濕度下，用凝結時間測定 儀測定。 終凝：自加水時起至水泥漿完全失去塑性并開始有一定初始結構強度所需的時間，稱為終凝時間。 （ 2）凝結時間 水泥的凝結時間有初凝與終凝之分。當水泥中石膏摻量過多時，多余的石膏將與已固化的水化鋁酸鈣作用生成水化硫鋁酸鈣晶體，產生體積膨脹，造成硬化水泥漿體開裂。熟料中所含游離氧化鈣或游離氧化鎂都是在高溫下生成，屬于過燒氧化物，水化很慢，主要在水泥凝結硬化以后才慢慢開始水化，水化時產生體積膨脹，從而引起不均勻的體積變化，導致硬化水泥漿體開裂。 雷氏法：是測定水泥漿在雷氏夾中硬化沸煮后的膨脹值，當兩個試件沸煮后的膨脹值平均值不大于 時，即判定該水泥體積安定性合格，反之，則為不合格 。在有爭議時，以雷氏法為準。 （ 1）體積安定性 水泥的體積安定性：是指水泥在凝結硬化過程中體積變化的均勻性。所謂水泥凈漿的標準稠度是以水泥凈漿達到標準規(guī)定的稠度時所需拌合水 量占水泥質量的百分數表示。 技術要求 根據國家標準《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》 (GBl75 一 1999)對硅酸鹽水泥的體 積安定性、凝結時間、細度及膠砂強度、堿含量等提出了具體的技術要求。盡管水泥煅燒設備各異，但生料在室內都要經歷干燥、預熱、分解、燒成和冷卻五個階段，才能形成熟料。水 泥煅燒過程在窯內進行，水泥窯型有回轉窯、立窯兩種。 水泥的生產方法：按照生料制備方法的不同，有干法和濕法兩種。凡是以碳酸鈣為主要成分的原料統(tǒng)稱為石灰石質原料。 生料制備：主要是將石灰質原料、粘土質原料與少量校正原料經破碎后，按一定比例混合、磨細，并調配為成分合適、質量均勻的生料； 熟料煅燒：是將配制好的生料在水泥窯內煅燒至部分熔融所得 到的以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料； 水泥粉磨：是將水泥熟料加適量石膏，有時還加適量混合材料等共同磨細，制成水泥。混合材料中允許用不超過水泥質量 5％的窯灰或不超過水泥質量 10％的非活性混合材料來代替。 普通硅酸鹽水泥：是指凡由硅酸鹽水泥熟料，再加入 (6～ 15)％混合材料及適量石膏，經磨細制成的水硬性膠凝材料，代號為 PI ；在硅酸鹽水泥粉磨時摻加不超過水泥質量 5％的石灰石或?；郀t礦渣混合材料的硅酸鹽水泥稱 Ⅱ 型硅酸 鹽水泥，代號為 P 根據國家標準《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》 (GBl75— 1999)的規(guī)定： 硅酸鹽水泥：是指凡由硅酸鹽水泥熟料，再摻入 (0～ 5)％石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料。P) 和復合硅酸鹽水泥 (簡稱復合水泥 )。S) 、粉煤灰硅酸鹽水泥 (簡稱粉煤灰水泥 P 硅酸鹽水泥：凡是以適當成分的生料，經過破碎、煅燒至部分熔融，形成以硅酸鈣為主要成分的熟料，加入一定量的混合材料和適量的石膏，磨細而成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。 三、 內容講解： 概述： 水泥：呈粉末狀，與水拌和后，經過物理化學過程能由可塑性漿體變成堅硬的石狀體，并能將砂石等散狀材料膠結成整體，所以水泥是一種良好的礦物膠凝材料，就硬化條件而言，水泥漿體不但能在空 氣中硬化，還能更好地在水中硬化，保持并繼續(xù)增長其強度，故水泥屬于水硬性膠凝材料。 例 關于混凝土配合比的計算過程正確的是（） A、計算混凝土配制強度 — 確定水灰比 — 選取每立方米混凝土用水量 — 選取砂率 — 計算粗細骨料用量 — 寫出混凝土配合比 B、確定水灰比 — 計算混凝土配制強度 — 選取每立方米混凝土用水量 — 選取砂率 — 計算粗細骨料用量 — 寫出混凝土配合比 C、計算混凝土配制強度 — 選取每立方米混凝土用水量 — 確定水灰比 — 選取砂率 — 計算粗細骨料用量 — 寫出混凝土配合比 D、確定水灰比 — 選取每立方米混凝土用水量 — 計算混凝土配制強度 — 選取砂率 — 計算粗細骨料用量 — 寫出混凝土配合比 答案： A 例 混凝土的立方體抗壓強度試件尺寸為（） A、 150mm150mm300mm B、 150mm150mm150mm C、 150mm150mm600mm D、 150mm150mm550mm 答案： B 第十二講水泥 一、內容提要： 本講主要是講解硅酸鹽水泥的技術要求、硅酸鹽水泥熟料的組成，硅酸鹽水泥的水化和硬化，硅酸鹽水泥的性能，以及其它一些摻混合材的水泥和特種水泥。 例 混凝土按表觀密度可分為（） A、 普通混凝土 B、輕混凝土 C、重混凝土 D、商品混凝土 答案： ABC 例 對于混凝土中水泥強度等級的選擇，正確的是（） A、 水泥強度等級的選擇應該與混凝土的設計強度等級相適應 B、 原則上低強度等級混凝土選用低強度等級的水泥 C、 高強度混凝土應選用強度等級高的水泥 D、 高強度混凝土亦可選 用強度等級低的水泥 答案： ABC 例 下列不屬于普通混凝土用細骨料的質量要求應控制的指標是（） A、 顆粒級配 B、含泥量 C、泥塊含量 D、強度和堅固性 答案： D 普通混凝土用細骨料的質量要求主要應控制的指標有：顆粒級配、含泥量、泥塊含量、堿活性、有害物質含量。 混凝土摻合料 在配制混凝土時加入一定量的摻合料，可以改善新拌混凝土的工作性，降低混凝土內部的溫度升高，提高后期強度，并可以優(yōu)化混凝土的內部結構，提高抗腐蝕能 摻合料的分類： （ 1）膠凝性摻合料如水硬性石灰等 （ 2）火山灰性 摻合料如粉煤灰等 （ 3）同時具有膠凝性和火山灰性的摻合料如高鈣灰等 （ 4）其他，比如石英砂等，本身具有一定化學反應性的材料。 外加劑和混凝土摻合料 混凝土外加劑 定義：混凝土外加劑是指在混凝土拌制過程中摻入的，用以改善混凝土性能的物質，其摻量不大于水泥質量的 5%（特殊情況除外）。 混凝土的耐久性：混凝土耐久性是指混凝土在長期外界因素作用下，抵抗外部和內部不利影響的能力。 （ 3）徐變：混凝土在長期荷載作用下會發(fā)生徐變現象。 （ 2）收縮：混凝土收縮主要有以下五種：化學收縮，溫度收縮，干燥收縮，自收縮和碳化收縮。 （ 1）彈性變形：混凝土是一種多相復合材料，是彈塑性體，而不是真實的彈性材料。 影響混凝土的因素： 分為四類：混凝土的組成材料，制 備方法，養(yǎng)護過程及試驗條件。一般情況下，混凝土抗折強度約為其立方體抗壓強度的 1/5~1/10，為劈裂抗拉強度的 ~倍。 混凝土抗拉強度：混凝土的抗拉強度只 有抗壓強度的 1/10~1/20，而且隨著混凝土強度等級的提高而降低。是以150mm150mm300mm 的棱柱體作為標準試件。普通混凝土按立方體強度標準值 “ 劃分為 、 C C1 C C2 C C3 C C4 C50、 C5 C60共 12個強度等級。 混凝土強度等級采用符號 “C” 與立方體抗壓強度標準值 (以 N／ mm2計 )表示。制作邊長為150mm 的立方體標準試件，在標準養(yǎng)護條件（溫度 20177。 硬化混凝土的強度 混凝土強度包括立方 體抗壓強度、軸心抗壓強度：抗拉強度、抗彎強度和抗剪強度等，其中以立方體抗壓強度值為最大。按《混凝土質量控制標準》 (GB50164— 92)規(guī)定，混凝土拌合物的流動性以坍落度或維勃稠度作為指標。隨著環(huán)境溫度的升高，混凝土的工作性降低很快，因為這時的水分蒸發(fā)及水泥的化學反應將進行得更快。 （ 3） 拌和物存放時間和環(huán)境溫度的影響 混凝土拌合物隨著時間的延長會變得越來越干稠，這是由于拌合物中的水分一部分被蒸發(fā)，另一部分則是水泥水化所消耗，因此拌合物逐漸失去可塑 性而凝結硬化。這是因為前者骨料表面光滑，摩阻力小，而后者骨料摩阻力相對較大；骨料級配的好壞也影響著混凝土拌合物的工作性。 (3) 骨料 骨料對新拌混凝土工作性的影響較大。 （ 2）水泥 混凝土拌合物在自重或外界振動力的作用下要產生流動，必須克服其內部的阻力。保水性好的新拌混凝土，在混凝土振實后，一部分水容易從內部析出 至表面，在滲流之處留下許多毛細管孔道，成為混凝土內部的透水通道。 粘聚性則是指混凝土拌合物內部組分之間具有一 定的粘聚力，在運輸和澆注過程中不會發(fā)生分層離析現象，能使混凝土保持整體均勻性。 流動性是指混凝土拌合物在自重或機械振搗力的作用下，能產生流動并均勻密實地充滿模型的性能。當二者之差超過 2%時，應將配合比中每項材料用量均乘以校正系數 δ ，即為確定的設計配合比。 （ 2）混凝土配合比的確定： （ i）配合比的確定：根據試驗得出的混凝土強度與其相對應的灰水比 (C／ w)關系，用作圖法或計算法求出與混凝土配制強度 (fcu,0)相對應的灰水比，并應按下列原則確定每立方米混凝土的材料用量： 用水量 (mw)應在基準配合比用水量的基礎上，根據制作強度試件時測得的坍落度或維勃稠度進行調整確定； 水泥用量 (mc )應以用水量乘以選定出來的灰水比計算確定；粗、細骨料用量 (以 mg 和 ms 表示 )應在基準 配合比的粗骨料和細骨料用量的基礎 上 按選定的灰水比進行調整后確定。當選用三個不同配合比時，其中一個應是基準配合比，另外兩個配合比的水灰比，宜較基準配合比分別增加和減少 ，用水量應與基準配合比相同，砂率可分別增加和減少 1%。然后提出供混凝土強度試驗用的基準配合比。 第三步：混凝土配合比的試配、調整與確定 （ 1） 試配與調整：進行混凝土配合比 試配時應用工程實際使用的原材料，混凝土的攪拌方法，宜與生產時使用的方法相同。 fcu,0= fcu,k+ （ 2）確定水灰比，當混凝土強度等級小于 C60 時，混凝土水灰比宜按下式計算 （ 3） 選取每立方米混凝土用水量，并計算出每立方米混凝土的水泥用量，如果計算所得水泥用量小于規(guī)范所規(guī)定的最小水泥用量時，應取規(guī)定的最小水泥用量。 （ iii）坍落度小于 10mm 的混凝土，其砂率應經試驗確定。 mw0—— 未摻外加劑混凝土的用水量（ kg/m3）； β —— 外加劑的減水率（ %） （ 3）凝土砂率的確定 （ i） 坍落度為 10~60mm 的混凝土砂率，可根據粗骨料品種，最大粒徑及水灰比按下表選用。 （ ii）流動性和大流動性混凝土的用水量宜按下列步驟確定： 以塑性混凝土用水量表中坍落度為 90mm的混凝土用水量為基礎，按照坍落度每增大 20mm，混凝土用水量增加 5kg，計算出未摻加外加劑時混凝土用水量。 （ 2）混凝土用水量的確定 混凝土用水量的確定，應符合下列規(guī)定： (i)干硬性和塑性混凝土用水量的確定： 水灰比在 ～ 范圍時，根據粗骨料的品種、粒徑及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按下表選取。 第一步：確定混凝土配合比設計中的基本參數 （ 1）混凝土配制強度的確定 混凝土配制強度按下式計算： fcu,0≥f cu,k+ fcu,0—— 混凝土配制強度（ Mpa）； fcu,k—— 混凝土立方體抗壓強度標準值（ Mpa）； σ —— 混