第四章 水泥 P58
1. 什么是硅酸盐水泥?生产硅酸盐水泥时，为什么要加入适量石膏?
答：(1)根据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的定义：凡由硅酸盐水泥熟料加适量的石膏、或再掺加0～5%的石灰石或粒化高炉矿渣，磨细制成的水硬性胶凝材料, 称为硅酸盐水泥。
(2)生产硅酸盐水泥时，加入适量石膏的目的是:
① 调节水泥的凝结时间;
② 使水泥不致发生急凝现象;
③ 同时在最佳石膏掺量时可得到水泥最高强度。
2. 试分析硅酸盐水泥强度发展的规律和主要影响因素
答：(1)早期(3d)强度发展较快，后期(28d)发展较慢;
(2)主要影响因素：
Ⅰ.内因： ① 水泥中各主要矿物的相对含量;
② 水泥的细度;
③ 石膏掺量。
Ⅱ.外因：① 水泥浆的水灰比;
② 养护温度(冬季施工 注意防冻);
③ 养护湿度(夏季施工 注意洒水);
④ 养护龄期。
3. 什么是水泥的体积安定性?体积安定性不良的原因及危害有哪些? 答：(1)水泥的体积安定性是指水泥浆体在凝结硬化过程中体积变化的均匀性;
(2)体积安定性不良的原因有：
① 游离氧化钙(f-CaO);
② 氧化镁(MgO);
③ 三氧化硫(SO3)含量过高;
④ 此外，碱分(K2O、Na2O)的含量也应加以控制。
(3)体积安定性不良的危害：使已硬化水泥石中产生不均匀膨胀，破坏水泥石结构，出现龟裂、弯曲、松脆或崩溃现象。
4. 影响硅酸盐水泥水化热的因素有哪些?水化热高低对水泥的使用有什么影响? 答：(1)影响硅酸盐水泥水化热的因素有：水泥中(熟料)的矿物组成、水灰比、细度和养护条件等;
(2)水化热高低对水泥的使用的影响有：大型基础、水坝、桥墩等大体积商品混凝土建筑物。 由于水化热积聚在内部不易散发出去，内部温度常升高到50～60℃以上，内部和外部的温度差所引起的应力，可使商品混凝土产生裂缝，因此水化热对大体积商品混凝土是有害因素。在大体积商品混凝土工程中，不宜采用硅酸盐水泥，应采用低热水泥，若使用水化热较高的水泥施工时，应采取必要的降温措施。
5. 硅酸盐水泥的强度等级是如何检验的?
答：是按GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO)》测定其7d和28d的抗折强度及抗压强度;然后根据其强度值的大小，依据GB/T 175-2008《通用硅酸盐水泥》的强度指标要求进行评定。
6. 分析水泥石受到环境水侵蚀破坏的主要原因，可采取哪些措施进行预防? 答：(1)基本原因：①水泥的水化产物Ca(OH)2等晶体物质溶解于水;
②化学侵蚀。水泥是碱性物质，与环境水中的酸、盐起化学反应;
③水泥石本身不密实。
(2)防腐措施：①根据环境水侵蚀的种类,选择适当的水泥品种;
②提高密实性能(降低水灰比);
③表面防护。
7. 什么是活性混合材料?什么是非活性混合材料?两者在水泥中的作用如何?
8. 为什么矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥不宜用于在较低温度下施工的工程或早期强度要求高的工程?
9. 铝酸盐水泥的主要矿物成分是什么?它为什么不能与硅酸盐类水泥或含石灰的材料混合使用?
10.已测得某普通硅酸盐水泥3d的抗折强度及抗压强度均达到42.5强度等级的要求，28d的试验结果如表1所示。试评定该水泥的强度等级。
表1
(1)计算28d 抗折强度试验结果的单值;(计算公式 f折=0.00234P )
f折1 = 6.3f折2 = 7.5f折3= 6.3
(2)计算3个试件结果的平均值为：f
(3)误差判断：
① 计算误差范围：6.7(1+±10%)= 7.4～6.0
② 误差判断结果：
∵ f折2= 7.5 >7.4(即三个抗折强度中有一个超出误差范围，其余均在误差范围内) ∴ 28d 抗折强度的试验结果为;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抗压强度：
(1)计算28d 抗压强度试验结果的单值;(计算公式 f折=0.625P试验结果见上表)
(2)计算6个试件结果的平均值为：
(42.7 +42.7 +43.6 +43.2 +42.1 +42.6)/6 = 256.9/6 = 42.8(MPa)
(3)误差判断：
① 计算误差范围：42.8(1+±10
%)= 47.1～ 38.5
② 误差判断结果：∵ 6个试验值均在误差范围内，
∴ 28d 抗压强度的试验结果为;6个试件的平均值F6
压 = 42.8 (MPa)
3. 28d水泥强度等级评定结果：
∵(1)28d的抗折强度f
(2)28d的抗压强度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)="">
压
∴ 该水泥的强度等级不符合P.O 42.5的要求。
答：该水泥28d的试验结果不符合P.O 42.5强度等级的要求。
11. 硅酸盐水泥标准试件的抗折、抗压破坏荷载如表2所示，试评定其强度等级。
表2
答：该水泥的强度等级均满足P·Ⅰ 52.5R的要求)。
12. 用相同水泥制成四组水泥石试样，测得其干表观密度分别为：①1390㎏/m3、 ②1280㎏/m3、③1170㎏/m3、④1050㎏/m3,又测得其密度为 2.45g/cm3。它们强度的高低顺序为何?并说明产生强度差别的原因。 答; (1)它们强度的高低顺序为; ① > ② > ③ > ④.
(2)产生强度差别的原因是;在水泥石的密度相同时，则其强度与干表观密度的大小成正比。即水泥石的干表观密度愈小，则其孔隙率就愈大;当其孔隙率愈大时，其强度就愈小
13. 硅酸盐水泥熟料各单矿物的水化热如表3所示，现有熟料矿物组成如表4所示的两种水泥，试估计它们3d、7dj 28d 的水化热，并分析它们强度增长情况的差别。 表3
表4
解：1. 估计它们3d、7dj 28d 的水化热 表3-A
表3-B
2. 强度增长情况的差别;A水泥3d及7d的分别比B水泥7d及28d的强度增长还要大。
14. 在普通条件下存放三个月的水泥，可否仍按原强度等级使用?为什么?
答：1. 不能;
2. 因为在普通条件下存放三个月的水泥，其强度损失可达15%左右 。
15. 下列商品混凝土工程中应优先选用哪种水泥? 并说明理由。
常用水泥品种的选用
16. 试比较气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料凝结硬化的条件有何不同。
17. 试分析掺有混合材料水泥的技术经济意义。
18. 是非题
1、硅酸盐水泥中C2S早期强度低，后期强度高，而C3S，正好相反。(×) 2、硅酸盐水泥中含有氧化钙、氧化镁及过多的石膏，都会造成水泥的体积安定性不良。 (√)
3、用沸煮法可以全面检验硅酸盐水泥的体积安定性是否良好。(×) 4、按规范规定，硅酸盐水泥得初凝时间不迟于45min(√)
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5、硅酸盐水泥的细度越细越好。(×)
6、因为水泥是水硬性胶凝材料，所以运输和贮存中不怕受潮。(×)
7.用沸煮法检验水泥试饼，未发现有放射状裂缝，就可判断水泥安定行良好。 (×) 8.因为标准稠度是水泥主要技术之一，所以水泥试验时一定要测定水泥的标准稠度用水量。(√)
9.影响水泥石强度的最主要因素是水泥熟料的矿物组成与水泥的细度，而与拌合加水量的多少关系不大。(×)
10.抗硫酸盐水泥的矿物组成中，C3A的含量一定比普通水泥的少。 (√) 11.火山灰水泥耐软水侵蚀性好，而且抗渗性好，故我国北 方寒冷地区修建大坝宜选用火山灰水泥。(×)
12.高铝水泥的水化热大，所以不宜采用蒸汽养护。(×) 13.活性混合材料之所以具有水硬性，是因其主要化学成分 为活性氧化硅和活性氧化钙。 (√)
14.用粒化高炉矿渣加入少量石膏共同磨细，即可制得矿渣 硅酸盐水泥。(×)
15.测定水泥强度用的胶砂重量配比为： 水泥:普通砂=1:2.5 (×)
体积安定性不良的危害：使已硬化水泥石中产生不均匀膨胀，破坏水泥石结构，出现龟裂、弯曲、松脆或崩溃现象。
3.影响硅酸盐水泥水化热的因素有哪些?水化热高低对水泥的使用有什么影响?因素：水泥的种类、(熟料)矿物组成、水灰比、细度和养护条件等; 影响：大型基础、水坝、桥墩等大体积商品混凝土建筑物，由于水化热积聚在内部不易散发出去，内部温度常升高到50～60℃以上，内部和外部的温度差所引起的应力，可使商品混凝土产生裂缝，因此水化热对大体积商品混凝土是有害因素。在大体积商品混凝土工程中，不宜采用硅酸盐水泥，应采用低热水泥，若使用水化热较高的水泥施工时，应采取必要的降温措施。
4.试分析硅酸盐水泥强度发展的规律和主要影响因素
3.选择水泥
浸入水中，吸水饱和后称重为1086g，试求该材料的孔隙率、重量和体积吸水率，及开口孔隙率和闭口孔隙率。
3.某工地碎石密度2.65g/cm3，堆积密度1.68kg/l，视密度2.61g/cm3，求该碎石的孔隙率和空隙率。
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