土木丁怛对籼华想及亡式题 解由表3-6可知甲厂硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥 的强度发展速度、水化热、28d时的强度均高于由乙厂硅酸盐水 泥熟料配制的硅酸盐水泥,但耐腐蚀性则低于由乙厂硅酸盐水泥 熟料配闹的硅酸盐水泥。 【评注】甲}"硅酸盐水泥熟补中的硅酸三钙CS、铅酸三钙C3A的含 尅均高亍乙∫硅酸盐水泥熟料,而乙厂砫酸盐水泥熟料中硅酸二钙CS含 量高于甲厂硅酸盐水泥熟料。熟料矿物成分含量的不同是造成上述差异的 主要原因 例3-3试说明生产砒酸盐水泥时为什么必须摻人适量 石膏? 解水泥熟料中的铝酸二钙遇水后,水化反应的速度最快,会 使水泥发生瞬凝或急凝。为了延长凝结时河,方便施工,必须掺人 适量石膏。 评注】在有石膏存在的条件下,水泥水化时,石膏能很快与铝酸三钙 作用生成水化硫铝酸钙(钙矾石)钙矾石很难溶解于水,它沉淀在水泥颗粒 表面上形成保护膜,从而阻」铝酸三钙的水化反应,控制了水泥的水化反 应速度延缓了凝结时间 例3-4为什么水泥必须具有一定的细度? 解在矿物组成柑同的条件下,水泥磨得愈细水泥颗粒平均 粒径愈小,比表面积越大,水泥水化时与水的接触面越大,水化速 度越快,水化反应越彻底。相应地水泥凝结硬化速度就越快,早期 强度和后期强度就越高。但其28d水化热也越大,硬化后的干燥 收缩值也越大。另外要把水泥磨得吏细,也需要消耗更多的能量 造成成本提高。因此水泥应具有一定的细度。 【评注】国家标准(;H]75-19规定,水泥的细度可用比表面积或 0.08mam方孔筛的筛氽量(木週过部分占试样总量的自分率)来表示。如普 通水泥的细度为0.08mm方孔筛的筛余量不得超过10 例3-5何谓水泥的体积安定性?水泥的体积安定性不良 的原因是什么?安定性不良的水泥应如何处理? 解水泥浆体硬化后体积变化的均匀性称为水泥的体积安定
英二丐水泥 性。即水泥硬化浆体能保持一定形状,具有不开裂,不变形,不溃 散的性质。导致水泥安定不良的主要原因是: (1)由于熟料中含有的游离氧化钙、游离轼化镁过多 (2)掺入石膏过多、 其中含过多的游离氧化钙是一种最为常见,影响也是最严重 的因素。熟料中所含游离氧化钙或氧化镁都是过烧的,结构致密, 水化很慢。加之被熟料中其他成分所包裹,使得其在水泥已经硬 化后才进行熟化,生成六方板状的Ca(OH晶体,这时体积膨胀 97%以⊥从而导致不均匀体积膨胀,使水泥石开裂。当石膏掺量 过多时,在水泥硬化后,残余石膏与水化铝酸钙继续反应生成钙矾 石,体积增大约1.5倍,也导致水泥石开裂。 体积安定性不良的水泥,会发生膨胀性裂纹使水泥制品或混 凝土开裂,造成结构破坏。因此体积安定性不良的水泥,应判为废 品,不得在T程中使用 【评注】水泥的体积安定性用雷氏法或试饼法检验。沸煮后的试饼如 日测未发现裂缝,用直尺捡查也没有弯曲,表明安定性合格。反之为不合格 雷式夹两试件指针尖之间距离增加值的平均值不大于5.0nm时,认为水泥 安定性合格。沸煮法仅能检验游离氧化钙的危害。对游离氧化镁和过量石 音往往不进行检验,而由生产厂控制者的含量.并低于标准规定的数量 例3-6某些体积安定性不合格的水泥,在存放一段时间后 变为合格,为什么? 解某些体积安定性轻度不合格水泥,在空气中放置2~4周 以上,水泥中的部分游离氧化钙可吸收空气中的水蒸气而水化(或 消解),即在空气中存放一段时后由于游离氧化钙的膨胀作用被 减小或消除,囚而水泥的体积安定性可能由轻度不合格变为合格 【评注】必须注意的是,这样的水泥在重新检验并确认体积安定性合格 后方可使用。若在放置一段时间后体积安定性仍不合格则仍然不能使用。安 定性合格的水泥也必须重新标定水泥的强度等级,按标定的强度等级使用 例3-7影响硅酸盐水泥水化热的因素有哪些?水化热的 大小对水泥的应用有何影响?
二木工程材烂典型题标及臼测式题 解影响硅酸盐水泥水化热的因素主要有硅酸三钙CS、铝 酸∷钙C3A的含量及水泥的细度。硅酸三钙C3S、铝酸三钙C∧ 的含量越高,水泥的水化热越高;水泥的细度越细,水化放热速庋 越快。 水化热大的水泥不得在大体积混凝土工程中使用。在大体积 混凝土工程中,由于水化热积聚在内部不易散发而使混凝土的内 部温度急剧升高,混凝土内外温差过大,以致造成明显的温度应 力,使混凝土产生裂缝。严重降低混凝士的强度和其他性能。但 水化热对冬季施工的混凝土工程较为有利,能加快早期强度增长, 使其抵御初期受冻的能力有所提高。 【评注】水泥矿物在水化反应中放出的热量称为水化热。水泥水化热 的大小及放热的快慢,主要取决于熟料的矿物组成和水泥细度。铝酸三钙 CaA的水化热最大,硅酸三钙C3S的水化热也很大。通常水泥等级越高,水 化热度越大。凡对水泥起促凝作用的因素均可提高早期水化热。反之,凡能 延缓水化作用的因素均可降低水化热。 例3-8为什么流动的软水对水泥石有腐蚀作用? 解水泥石中存在水泥水化生成的氢氧化钙。氢氧化钙 Ca(OH)2可以微溶于水。水泥石长期接触软水时,会使水泥石中 的氢氧化钙不断被溶出并流失,从而引起水泥石孔隙率增加。当 水泥石中游离的氢氧化钙Ca(OFD)2浓度减少到一定程度时,水 泥石中的其他含钙矿物也可能分解和溶出,从而导致水泥石结构 的强度降低,因此流动的软水或具有压力的软水对水泥石有腐蚀 作用。 【评注】造成水泥石腐蚀的基本原因有 (1)水泥石中含有较多易受腐蚀的成分,主要有氢氧化钙Ca(H)2、水 化铝酸三钙CAIl等 (2)水泥石本身不密实,内部含有大量毛细孔腐蚀性介质易于渗入和溶 出,造成水泥石内部也受到腐蚀。 (3)工程环境中存在腐蚀性介质且其来源充足。 例3-9既然硫酸盐对水泥石具有腐蚀作用,那么为什么在
第三葦 生产水泥时掺入的适量石膏对水泥石不产生腐蚀作用? 解硫酸盐对水泥石的腐蚀作用.是指水或环境中的巯酸盐 与水泥石中水泥水化生成的氢氧化钙(a(OH)2、水化铝酸钙 CAH。发生反应,生成水化硫铝酸钙(钙矾石C3AS3Hn),产生 1.5倍的体积膨胀。由于这一反应是在变形能力很小的水泥石内 产生的,因而造成水泥石的破坏,对水泥石具有腐蚀作用 生产水泥时掺入的适量石膏也会和水化产物水化铝酸钙 C3AH反应生成膨胀性产物水化硫铅酸钙CAS2H31,但该水化 物主要在水泥浆体凝结前产生,凝结后产生的较少。由于此时水 泥浆还未凝结,尚具有流动性及可塑性因而对水泥浆体的结构无 破坏作用。并且硬化初期的水泥石中毛细孔含量较高,可以容纳 少量膨胀的钙矾石,而不会使水泥石开裂,因而生产水泥时掺入的 适量石膏对水泥石不产生腐蚀作用,只起到了缓凝的作用。 评注】硫酸盐与水泥石中水泥水化生成的氢氧化钙Ca(H)2、水化 铝酸钙CAH6反应,生成水化硫铝酸钙(钙矾石C:AS1H3),产生 5倍的 体积膨胀。钙矾石为做观针状晶体,人们常称其为水泥杆菌 例3-10何谓水泥的活性混合材料和非活性混合材料?二 者在水泥中的作用是什么? 解活性混合材料的主要化学成分为活性氧化硅SO2和活 性氧化铝A2O;。这些活性材料本身不会发生水化反应,不产生 胶凝性,但在常温下可与氢氧化钙Ca()H)2发生水化反应,形成 水化硅酸钙和水化铝酸钙而凝结硬化,最终产生强度。这些混合 材料称为活性混合材料。常温下不能与氧化钙Ca(OH)2发生 水化反应,也不能产生凝结硬化和强度的混合材料称为非活性混 合材料。 活性混合材料在水泥中可以起到调节标号、降低水化热、增加 水泥产量等作用,同时还可改善水泥的耐腐蚀性和增进水泥的后 期强度。而非活性混合材料在水泥中主要起填充作用,可调节水 泥强度,具有降低水化热和增加水泥产量、降低成本等作用
木『料決题訢柝及疒湍 【评注】常用活性混合材料主要有粒化髙炉矿渣,火出灰质混合材料 常用的有火山灰、硅藻土等)和粉煤灰等。卡活性混台材料有磨细石英砂、 作灰石、黏十、缓冷矿渣等 例3…11捨混合材料的水泥与硅酸盐水泥祁比,在性能 有何特点?为什么 解与硅酸盐水泥相比掺混合材料的水泥在性能上具有以 下特点 (1)早期强度低,后期强度发展快。这是因为掺混合材料的 硅酸盐水泥熟料含量少,活性混合村料的水化速度慢于熟料,故早 期强度低。后期因熟料水化生成的(a(O)H)2不断增多并和活性 混合材料中的活性氧化硅S()和活性氧化铝A2O)不断水化,从 雨生成众多的水化产物,故后期强度发展快,甚至可以超过同标号 硅酸盐水泥。 (2)水化热低,放热速度慢。因掺混合材料的水泥熟料含量 少,故水化热低。虽然活性材料水化时也放热,但放热量很少,远 远低于熟料的水化热 (3〕适于高温养护,具有较好的耐热性能。采用高温养护掺 活性混合材料较多的硅酸盐水泥,可大大提高早期强度,并可提高 后期强度。这是因为在高温下活性混合材料的水化反应大大加 快。同时早期生成的水化产物对后期活性混合材料和熟料的水化 没有多少阻碍作用,后期仍可正常水化故高温养护后,水泥的后 期强度也高于常温下养护的强度。 而对于未掺活性混合材料的硅酸盐水泥,在高温养护下,熟料 的水化速度加快,由于熟料占绝大多数,故在短期内就生成大量的 水化产物沉淀在水泥颗粒附近。这些水化产物膜层阻碍了熟料 的后期水化,因而高温养护虽提高了早期强度,但对硅酸盐水泥的 后期强度发展不利。 4)具有较强的抗侵蚀、抗鬨蚀能力。因掺混合材料较多的硅 酸盐水泥中熟料少,故熟料水化后易受腐蚀的成分Ca(OH)ε和