水泥

4水泥 4.1概要 4.2习题 1）名称解释 4-1A活性混合材； 4-2A非活性混合材； 4-3A初凝时间； 4-4A终凝时间； 4-5A体积安定性不良； 4-6A稠度需水量； 4-7A硅酸盐水泥； 4-8A假凝； 4-9A火山灰反应 2）是非题 4-1B硅酸盐水泥中C3A的早期强度低，后期强度高，而C3S正好相反。( ) 4-2B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。( ) 4-3B硅酸盐水泥的细度越细，标准稠度需水量越高。( ) 4-4B硅酸盐水泥中含有CaO、MgO和过多的石膏都会造成水泥的体积安定性不良。( ) 4-5B六大通用水泥中，矿渣硅酸盐水泥的耐热性最好。( ) 4-6B在硅酸盐水泥生产时，不加任何混合材的，称为硅酸盐水泥。（ ） 4-7B硅酸盐水泥熟料矿物组分中，水化速度最快的是铝酸三钙。（ ） 4-8B水泥越细，比表面积越小，标准稠度需水量越小。（ ） 4-9B体积安定性不良的水泥，重新加工后可以用于工程中。（ ） 4-10B火山灰水泥不宜用于有抗冻、耐磨要求的工程。（ ） 4-11B在大体积混凝土中，应优先选用硅酸盐水泥。（ ） 4-12B普通硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6h30min。（ ） 4-13B硅酸盐水泥是水硬性胶凝材料，因此，只能在水中保持与发展强度。（ ） 4-14B有抗渗要求的混凝土，不宜选用矿渣硅酸盐水泥。 （ ） 4-15B水泥越细，强度发展越快，对混凝土性能也越好。（ ） 4-16B高铝水泥的耐高温性能好于硅酸盐水泥。（ ） 3）填空题 4-1C 硅酸盐水泥熟料中的主要矿物组分包括 __ _、___ __、___ ___、和 ________。 4-2C 生产硅酸盐水泥时，必须掺入适量的石膏，其目的是 __ ___，当石膏掺量过多时会导致____ __，过少则会导致___ ___。 4-3C 引起硅酸盐水泥体积安定性不良的是因素有 ___ __、___ __和 ___ __。 4-4C 引起硅酸盐水泥腐蚀的内因是 __ ___和 ____ __。 4-5C 粉煤灰水泥与硅酸盐水泥相比，其早期强度 __ ___，后期强度 ______，水化热 ___ _，抗蚀性 ______，抗冻性 ____ ___。 4-6C 矿渣水泥比硅酸盐水泥的抗蚀性 ________，其原因是矿渣水泥水化产物中含量少。 4-7C 活性混合材料中均含有 ____ _和 ___ ____成分。它们能和水泥水化产生的__ __作用，生成____ __和 __ ___。 4-8C 国家标准规定：硅酸盐水泥的初凝时间不得早于 ，终凝时间不得迟于 。 4-9C 对硅酸盐水泥的技术要求主要有__ __、__ __、__ _ ___和___ __。 4）选择题 4-1D 下列各项中，哪项不是影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素（ ） A 熟料矿物成分含量、水泥细度、用水量 B 环境温湿度、硬化时间 C 水泥的用量与体积 D 石膏掺量 4-2D 不宜用于大体积混凝土工程的水泥是 ：（ ） A．硅酸盐水泥； B．矿渣硅酸盐水泥； C．粉煤灰水泥； D．火山灰质水泥 4-3D 配制有抗渗要求的混凝土时，不宜使用 ：（ ） A．硅酸盐水泥； B．普通硅酸盐水泥； C．矿渣水泥； D．火山灰水泥 4-4D 硅酸盐水泥中，对强度贡献最大的熟料矿物是: （ ） A. C3S B. C2S C. C3A D. C4AF 4-5D 在硅酸盐水泥的主要成分中，水化速度最快的熟料矿物是: （ ） A. C3S B. C2S C. C3A D. C4AF 4-6D 硅酸盐水泥某些性质不符合国家标准规定，应作为废品，下列哪项除外（ ） A MgO含量(超过5.0％)、SO3含量(超过3.5％) B 强度不符合规定 C 安定性(用沸煮法检验)不合格 D 初凝时间不符合规定(初凝时间早于45m／n) 4-7D 矿渣水泥比硅酸盐水泥抗硫酸盐腐蚀能力强的原因是由于矿渣水泥: （ ） A. 水化产物中氢氧化钙较少 B. 水化反应速度较慢 C. 水化热较低 D. 熟料相对含量减少，矿渣活性成分的反应，因而其水化产物中氢氧化钙和水化铝酸钙都较少 4-8D 白色硅酸盐水泥加入颜料可制成彩色水泥，对所加颜料的基本要求是：（ ） A．耐酸颜料 B．耐水颜料 C．耐碱颜料 D．有机颜料 4-9D 高层建筑基础工程的混凝土宜优先选用下列哪一种水泥（ ） A 硅酸盐水泥 B 普通硅酸盐水泥 C 矿渣硅酸盐水泥 D 火山灰质硅酸盐水泥 4-10D 铝酸盐水泥与硅酸盐水泥相比，具有如下特性，正确的是：（ ） Ⅰ 强度增长快，并能持续长期增长，故宜用于抢修工程； Ⅱ 水化热高，且集中在早期放出； Ⅲ 不宜采用蒸气养护； Ⅳ 抗硫酸盐腐蚀的能力强； Ⅴ 铝酸盐水泥在超过30℃的条件下水化时强度降低，故不宜用来配制耐火混凝土 A．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ B．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ C．Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ D．Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ 4-11D 水泥安定性是指：（ ） A．温度变化时，胀缩能力的大小 B．冰冻时，抗冻能力的大小 C．硬化过程中，体积变化是否均匀 D．拌合物中保水能力的大小 4-12D 下列四种水泥，在采用蒸汽养护制作混凝土制品时，应选用：（ ） A. 普通水泥 B. 矿渣水泥 C. 硅酸盐水泥 D. 矾土水泥 4-13D 由硅酸盐水泥熟料加入6％～ 15％混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶结材料，称为：（ ） A．普通硅酸盐水泥 B．矿渣硅酸盐水泥 C．硅酸盐水泥 D．粉煤灰硅酸盐水泥 4-14D 对出厂日期超过三个月的过期水泥的处理办法是：（ ）　　　　　　　 A．按原强度等级使用 B．降级使用 C．重新鉴定强度等级 D．判为废品 4-15D 水泥强度试体养护的标准环境是：（ ） A．20℃＋3℃，95％相对湿度的空气； B．20℃＋1℃，95％相对湿度的空气； C．20℃＋3℃的水中； D．20℃±1℃的水中。 4-16D 硅酸盐水泥初凝时间不得早于：（ ） A．45tnin B. 30min C．60min D．90min 4-17D 在配制机场跑道混凝土时，不宜采用：（ ） A．普通硅酸盐水泥； B．矿渣硅酸盐水泥； C．硅酸盐水泥； D．粉煤灰水泥。 5）问答题 4-1E 硅酸盐水泥的主要矿物成分是什么？这些矿物的特性如何？硅酸盐水泥的水化产物有哪些？ 4-2E 试说明以下各条的原因：(1)制造硅酸盐水泥时必须掺入适量的石膏；(2)水泥粉磨必须具有一定的细度；(3)水泥体积安定性必须合格；(4)测定水泥强度等级、凝结时间和体积安定性时，均必须采用规定加水量。 4-3E 现有甲、乙两个品种的硅酸盐水泥熟料，其矿物组成如下表所示。若用它们分别制成硅酸盐水泥，试估计其强度发展情况，说明其水化放热的差异，并阐述其理由。 品种及主要矿物成分 熟料矿物组成（%） C3S C2S C3A C4AF 甲 56 20 11 13 乙 44 31 7 18 4-4E 硅酸盐水泥腐蚀的类型有哪几种？各自的腐蚀机理如何？指出防止水泥石腐蚀的措施。 4-5E 为什么生产硅酸盐水泥掺适量的石膏对水泥不起破坏作用，而硬化的水泥石在有硫酸盐的环境介质中生成石膏时就有破坏作用？ 4-6E 引起硅酸盐水泥安定性不良的原因有哪些？各如何检验？建筑工程使用安定性不良的水泥有何危害？水泥安定性不合格怎么办？ 4-7E 为什么同是硅酸盐系列水泥的矿渣硅酸盐水泥耐腐蚀性好？ 4-8E 什么是活性混合材料？什么是非活性混合材料？它们在水泥中各自起什么作用？常用的水泥混合材料有哪几种？ 4-9E 活性混合材料产生硬化的条件是什么？ 4-10E 为什么普通硅酸盐水泥早期强度高、水化热较大、耐腐蚀性差，而矿渣硅酸盐水泥和火山灰硅酸盐水泥早期强度低、水化热小、但后期强度增长较快，且耐腐蚀性较强？ 4-11E 与普通硅酸盐水泥相比，掺有大量混合材料的硅酸盐水泥有哪些共同技术特点？ 4-12E 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早期强度要求高或较低温度环境中施工的工程？ 4-13E 何谓六大品种的水泥？它们的定义各如何？ 4-14E 有下列混凝土构件和工程，试分别选用合适的水泥品种，并说明选用的理由： （1）现浇混凝土楼板、梁、柱；（2）采用蒸汽养护的混凝土预制构件；（3）紧急抢修的工程或紧急军事工程；（4）大体积混凝土坝和大型设备基础；（5）有硫酸盐腐蚀的地下工程；（6）高炉基础；（7）海港码头工程；（8）道路工程。 4-15E 高铝水泥的熟料与硅酸盐水泥的熟料有何区别？两种水泥的性质有何不同？ 4-16E 某工地建筑材料仓库存有白色胶凝材料三桶，原分别标明为磨细生石灰、建筑石膏和白水泥，后因保管不善，标签脱落，问可用什么简易方法来加以辨认？ 4-17E 试述高铝水泥的矿物组成、水化产物及特性。在使用中应注意哪些问题？ 4-18E 与硅酸盐水泥相比，下列品种水泥的矿物组成及主要性能有何不同？为什么？ 6） 4-1F 做硅酸盐水泥的强度等级评定，在抗折试验机和压力试验机上的试验结果读数如下表，试评定其强度等级。 抗折破坏荷载（N） 抗压破坏荷载（kN） 龄期 3天 28天 3天 28天 试验结果读数 1400 3100 56 58 110 130 1900 3300 60 70 137 150 1800 3200 58 62 136 137 4.3题解 1）名称解释 4-1A 在激发条件下（石灰或石膏的作用），加水拌合后，生成具有胶凝性的水化产物，既能在水中，又能在空气中发展并保持强度的矿物材料。 4-2A 即使在有激发条件下（碱或石膏）也不与水发生水化反应，也不具有水硬性胶凝性质的矿物材料。 4-3A 水泥加水拌合时，到标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间。 4-4A 水泥加水拌合至标准稠度净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。 4-5A 水泥石硬化后，产生不均匀的体积变化，即体积安定性不良。 4-6A 将水泥与水拌成标准稠度状态下的加水量为水泥的标准稠度需水量。 4-7A 凡以适当的生料，烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料，加入适量的石膏磨细制得的水硬性胶凝材料，称之为硅酸盐水泥。 4-8A 主要是由于石膏加入到熟料中一起粉磨时，石膏失水，当水泥拌合水后，石膏先吸水，使水泥浆失去流动性，此为“假凝”。 4-9A 又叫二次反应。活性混合材料中均含有活性SiO2和活性Al2O3成分。它们能和水泥水化产生的Ca(OH)2作用，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙。这一反应就是所谓的“火山灰反应”。 2）是非题 4-1B 错 4-2B 错 4-3B 对 4-4B 对 4-5B 对 4-6B 错 4-7B 对 4-8B 错 4-9B 错 4-10B 对 4-11B 错 4-12B 错 4-13B错 4-14B对 4-15B错 4-16B对 3）填空题 4-1C __硅酸三钙(C3S)_、___硅酸二钙(C2S)__、__铝酸三钙(C3A)_____、 __铁铝酸四钙(C4AF)______ 4-2C _调节水泥凝结时间____ _体积安定不良______ ____凝结速度过快（瞬凝）___ 4-3C _CaO____、 __MgO____ ___SO32-__ 4-4C ___Ca(OH)2___ ____水化铝酸钙___ 4-5C __低____ ___高___ __低__ ___高____ ____差____ 4-6C ____好______ 4-7C ____活性SiO2_ ___活性Al2O3____ _ Ca(OH)2____ __水化硅酸钙__ __水化铝酸钙___。 4-8C ＿45min＿ ＿6h30min＿。 4-9C _细度___ __凝结时间__ ___安定性___ ___强度___。 4）选择题 4-1D （ C ） 提示：水泥熟料中C3S、C3A含量多，则水泥的凝结快、早期强度高。水泥越细，水化越快。环境温、湿度对水泥凝结硬化有明显影响：温度高，水化反应加快，温度低于0℃，水化反应基本停止；水泥必须在有水分的条件下，才能凝结、硬化。水泥中掺入适量石膏，目的是延缓水泥凝结，以免影响施工，但石膏掺多，会在后期引起水泥石的膨胀而开裂破坏。 4-2D （ A ） 提示：大体积混凝土构筑物体积大，水泥水化热积聚在内部，将产生较大的内外温差，由此产生的应力将导致混凝土产生裂缝，因此水化热对大体积混凝土是有害因素。硅酸盐水泥中，熟料多，水化热大，因此在大体积混凝土工程中不宜采用。 4-3D （ C ） 提示：因为矿渣水泥的保水性差、抗渗性差、泌水通道较多、干缩较大，这些性质都容易造成混凝土抗渗性差。 4-4D （ A ） 提示：在硅酸盐水泥的组分中，C3S和C2S含量最大，其中C3S反应速度快，早期及后期强度都高，而C2S早期强度较低；C3A反应速度最快，强度低，但其在水泥中含量不大；C4AF在水泥中含量最少，相对强度贡献作用也最小。 4-5D （ C ） 提示：在硅酸盐水泥的主要成分中，C3A的水化放热速度最快，其放热量也最大，其次是C3S和C4AF，放热速度和放热量最小的是C2S。 4-6D（ B ） 提示：国家标准GB 17671—1999规定：强度低于商品强度等级的指标时，该水泥为不合格品。 4-7D （ D ） 提示：矿渣水泥的水化反应和硅酸盐水泥不同，存在着二次水化反应，矿渣中的活性物质与熟料矿物水化产物中的氢氧化钙反应生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，生成的水化铝酸钙与石膏反应生成水化硫铝酸钙，从而消耗了大量的氢氧化钙，提高了抗硫酸盐侵蚀的能力。 4-8D （ C ） 提示：因为硅酸盐水泥是碱性物质，其水泥浆体成碱性。 4-9D （ D ） 提示：前两种水泥的水化热大，且抵抗地下水侵蚀的能力也较差，因此不宜使用。矿渣水泥和火山灰水泥的水化热较小，适用于大体积混凝土工程，而且都具有良好的耐水性与耐侵蚀性，适于地下工程。但矿渣水泥泌水性大，抗渗性较差，而火山灰水泥有良好的抗渗性，适宜用于地下工程。 4-10D （ B ） 提示：铝酸盐水泥水化速度快，早期强度高，但早期水化产物水化铝酸一钙和水化铝酸二钙是介稳定型的，随着时间的推移会逐渐转变为稳定的水化铝酸三钙。晶型转变的结果造成铝酸盐水泥后期强度下降。铝酸盐水泥不能在高温或采用蒸养，否则会加速晶型转变，强度降低甚多。 4-11D （ C ） 提示：水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性为水泥的安定性。 4-12D （ B ） 提示：蒸汽养护是将混凝土放在温度低于100℃的常压蒸汽中养护。在高温下，可加快普通水泥的水化，但在水泥颗粒的外表过早形成水化产物凝胶体膜层，阻碍水分深入内部，因此经一定时间后，强度增长速度反而下降。所以用普通水泥时，最适宜的蒸汽养护温度为80℃左右。而掺加混合材料多的三种水泥，蒸汽养护会加速水泥中的活性混合材料(如活性SiO2等)与水泥熟料水化析出的氢氧化钙的反应，而氢氧化钙的减少，又促使水泥颗粒进一步水化，故强度(特别是早期强度)增长较快。这几种水泥蒸汽养护的温度可在90℃左右，即蒸汽养护适应性好。 4-13D （ A ） 提示：其余三种水泥都是以硅酸盐水泥熟料为基础，掺加不同掺量、品种混合材而制成。 4-14D ( C ）　　　　　　　 提示：水泥存放期不宜过长。一般储存3个月的水泥，强度下降10％～30％；6个月水泥强度下降15％～30％；一年后强度下降25％～40％。水泥有效存放期规定：自水泥出厂之日起，不超过3个月，超过3个月的水泥使用时应重新检验，以实测强度为准。 4-15D （ D ） 提示：国家标准《水泥胶砂强度检验法》GB 17671—1999规定 4-16D （ A ） 提示：国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175－1999）规定。 4-17D （ D ） 提示：在粉煤灰水泥混凝土制品中，在其表面，由于炭化作用能使水化硅酸钙凝胶分解成为碳酸钙和氧化硅的粉状混合物，因此使已经硬化的水泥石表面产生“起粉”现象，降低其耐磨性。 5）问答题 4-1E 硅酸盐水泥的主要矿物有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。这些矿物的特性见下表： 矿物组成 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙 反应速度 快 慢 最快 中 28天水化放热量 多 少 最多 中 早期强度 高 低 低 低 后期强度 较高 高 低 低 耐腐蚀性 中 良 差 好 干缩性 中 小 大 小 硅酸盐水泥的水化产物主要有：水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶，氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。 4-2E (1)在水泥的熟料矿物中C3A水化速率最快，当液相中的氢氧化钙浓度达到饱和时，水化生成水化铝酸四钙晶体，在室温下它能稳定存在于水泥浆体的碱性介质中，其数量增长很快，是水泥浆体产生瞬时凝结的主要原因；当有石膏存在时，水化铝酸四钙会立即与石膏反应，生成高硫型水化硫铝酸钙，又称为钙矾石，是难溶于水的针状晶体，它包围在熟料颗粒的周围，形成“保护膜”，延缓水化。但如果石膏掺量过多，在水泥硬化后，它还会继续与固态的水化铝酸四钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙，体积约增大1.5倍，引起水泥石开裂，导致水泥安定性不良。所以制造硅酸盐水泥时必须掺入适量的石膏。 (2)水泥颗粒的粗细直接影响水泥的水化、凝结硬化、水化热、强度、干缩等性质。水泥颗粒越细总表面积越大，与水接触的面积也大，水化反应速度越快，水化热越大，早期强度较高。但水泥颗粒过细时，会增加磨细的能耗和提高成本，且不宜久存。此外，水泥过细时，其硬化过程中还会产生较大的体积收缩。所以水泥粉磨必须具有一定的细度。 (3)水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性，体积变化不均匀，会使水泥构件、混凝土结构产生膨胀性裂缝，引起严重的工程事故。所以水泥体积安定性必须合格。 (4)水泥的凝结时间、体积安定性以及强度等级都与用水量有很大的关系，为了消除差异，测定凝结时间和体积安定性必须采用相同稀稠程度的水泥净浆，即达到相同稀稠程度时，拌制水泥浆的加水量，就是水泥的标准稠度用水量；水泥的强度等级评定则采用相同的用水量。 4-3E 因为甲种水泥的中C3S的含量高于乙种水泥，所以甲种水泥的早期强度较乙种水泥的高，而乙种水泥中的C2S含量比甲种水泥多，所以后期强度的增长乙种水泥快于甲种水泥。 甲种水泥因为C3S 和C3A的含量均高于乙种水泥，所以其水化放热量比一种水泥高。 4-4E 硅酸盐水泥腐蚀的类型有四种：软水腐蚀（溶出性腐蚀）、离子交换腐蚀（溶解性腐蚀）、膨胀性腐蚀、碱的腐蚀。 软水腐蚀（溶出性腐蚀）的机理是当水泥石与软水长期接触时，水泥石中的氢氧化钙会溶于水中，若周围的水是流动的或有压力的，氢氧化钙将不断地溶解流失，使水泥石的碱度降低，同时由于水泥的水化产物必须在一定的碱性环境中才能稳定，氢氧化钙的溶出又导致其他水化产物的分解，最终使水泥石破坏。 离子交换腐蚀（溶解性腐蚀）的机理是溶解于水中的酸类和盐类可以与水泥石中的氢氧化钙起置换反应，生成易溶解的盐或无胶结力的物质，使水泥石结构破坏。这类腐蚀有碳酸的腐蚀、一般酸的腐蚀、镁盐的腐蚀。 膨胀性腐蚀的机理是水泥水化产物氢氧化钙与硫酸盐类物质反应生成体积膨胀1.5~2倍的高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石），使水泥石产生内应力，导致水泥石的破坏。 碱的腐蚀机理是强碱与未水化的C3A生成易溶于水的物质，或当水泥石被NaOH溶液饱和后，又放在空气中干燥，这时水泥石中的NaOH会与空气中的CO2作用，生成体积膨胀的碳酸钠，使水泥石破坏。 防止水泥石腐蚀的措施有：当存在腐蚀性介质时，选择合适的水泥品种，减少水泥中易被腐蚀的物质（即Ca(OH)2、3CaO·Al2O3·6H2O）；提高水泥石的致密度，降低水泥石的孔隙率，通过减小水灰比，掺加外加剂，采用机械搅拌和机械振捣，可以提高水泥石的密实度；在水泥石的表面涂抹或铺设保护层，隔断水泥石和外界的腐蚀性介质的接触。 4-5E 在生产硅酸盐水泥掺适量的石膏是起到调节水泥凝结时间的作用，石膏是在水泥凝结硬化初期与水化铝酸四钙发生反应，所以对水泥不会起破坏作用，而当硬化的水泥石在有硫酸盐的环境介质中生成石膏时，此时的石膏再与水化铝酸四钙反应生成高硫型的水化硫铝酸钙（钙矾石），体积膨胀，使水泥石破坏。 4-6E 引起水泥安定水泥熟料中含有过多的游离氧化钙和游离氧化镁以及石膏掺量过多。游离氧化钙可用沸煮法检验；游离氧化镁要用压蒸法才能检验出来，不便于快速检验，因此控制游离氧化镁的含量；石膏掺量过多造成的安定性不良，在常温下反应很慢，不便于检验，所以控制水泥中SO3的含量。 在建筑工程使用安定性不良的水泥会由于不均匀的体积变化，使水泥构件、混凝土结构产生膨胀性的裂缝，引起严重的工程事故。体积安定性不合格的水泥是废品，不得用于任何工程。 4-7E 与硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥相比，由于矿渣硅酸盐水泥中掺加了大量矿渣，熟料含量相对减少，C3S和C3A的含量也相对减少，其水化产物的浓度也相对减小，还由于其中的Ca(OH)2与矿渣的二次反应作用，生成了较稳定的水化硅酸钙及水化铝酸钙。矿渣硅酸盐水泥硬化后的水泥石中，可被软水腐蚀的Ca(OH)2、易被硫酸盐侵蚀的水化铝酸钙等都大为减少，从而表现出较强的抗溶出性侵蚀及抗硫酸盐侵蚀的能力。 4-8E 活性混合材料：在常温下，与水反应很慢，当加入碱性激发剂(Ca(OH)2)或硫酸盐激发剂(CaSO4·2H2O)时，能生成水硬性胶凝材料的矿物料，称为活性混合材料。常用的活性混合材料有粒化高炉矿渣、火山灰混合材料、粉煤灰混合材料。 非活性混合材料：加入水泥中，不与水泥水化产物发生作用，仅仅是降低强度等级，提高产量，降低成本，调节水泥性能，减少水化热的这一类矿物料，称为非活性混合材料。常用的非活性混合材料有磨细石灰石粉、窑灰等。 4-9E 活性混合材料产生硬化的条件是要有激发剂的存在，激发剂有碱性激发剂(Ca(OH)2)或硫酸盐激发剂(CaSO4·2H2O)。 4-10E 因为决定水泥石28天以内强度的C3S含量高，以及凝结硬化速率快，同时对水泥石早期强度有利的C3A含量较高，所以普通硅酸盐水泥的早期强度高、水化热较大，又因为水泥石中存在很多Ca(OH2)和较多水化铝酸钙，所以普通硅酸盐水泥的耐腐蚀性差。而由于矿渣硅酸盐水泥中熟料矿物的含量相对减少了，故其早期硬化较慢，强度低，但由于矿渣硅酸盐水泥二次水化反应后生成的水化硅酸钙凝胶逐渐增多，所以后期强度增长较快，又由于矿渣硅酸盐水泥的水化产物中Ca(OH2)含量少，所以提高了耐腐蚀性。 4-11E 与普通硅酸盐水泥相比，掺有大量混合材料的硅酸盐水泥有硬化慢，早期强度低，后期强度增长较快；水化热较低；易碳化；耐腐蚀性较好；耐热性较好；对温度、湿度变化较为敏感。 4-12E 矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥中熟料矿物的含量相对减少了，故其早期硬化较慢，早期强度低，又因这几种水泥对温度变化很敏感，所以不宜用于早期强度要求高或较低温度环境中施工的工程。 4-13E 六大品种的水泥包括：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。它们的定义分别为： 硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、0％~5％石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P.Ⅰ。在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量5％的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P.Ⅱ。 普通硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、6％~15％混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，代号P.O。 矿渣硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料和20％~70％粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥，代号P.S。 火山灰质硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合材料(掺量为水泥熟料质量的20％~50％)和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为火山灰质硅酸盐水泥，代号P.P。 粉煤灰硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、粉煤灰(掺量按质量百分比计为20％~40％)和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥，代号P.F。 复合硅酸盐水泥定义：凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料(混合材的总掺量按质量的百分比为15％~50％ )、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥，代号P.C。 4-14E （1）现浇混凝土楼板、梁、柱：宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，因为该混凝土对早期强度有一定要求。 （2）采用蒸汽养护的混凝土预制构件：宜选用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥以及复合硅酸盐水泥，因为这几种水泥适宜蒸汽养护。 （3）紧急抢修的工程或紧急军事工程：宜选用快硬硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥，因为要求早期凝结硬化快。 （4）大体积混凝土坝和大型设备基础：宜选用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥以及复合硅酸盐水泥，因为这几种水泥的水化热低。 （5）有硫酸盐腐蚀的地下工程：宜选用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥以及复合硅酸盐水泥，因为这几种水泥耐腐蚀性好。 （6）高炉基础：宜选用矿渣硅酸盐水泥，因为矿渣硅酸盐水泥的耐热性好； （7）海港码头工程：宜选用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥以及复合硅酸盐水泥，因为这几种水泥的耐腐蚀性好； （8）道路工程：宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥，因为这几种水泥的早期强度较高。 4-15E 高铝水泥熟料的主要成分是铝酸钙，而硅酸盐水泥熟料则是以硅酸钙为主。高铝水泥凝结硬化快；水化热大，并且集中在早期，一天内可放出水化热70%~80%，使温度上升很高；抗硫酸盐性能强；耐热性好；耐碱性差。硅酸盐水泥早期强度和后期强度高；水化热大、抗冻性好；干缩小、耐磨性较好；抗碳化性能较好；耐腐蚀性差；不耐高温。 4-16E 根据这三种材料的特性，用加水的方法来辨认，加水后凝结硬化最快是建筑石膏，发热最快的是生石灰，另一种则是白水泥。 4-17E 高铝水泥的矿物组成有：铝酸一钙、二铝酸一钙、硅铝酸二钙、七铝酸十二钙。水化产物有：水化铝酸一钙、水化铝酸二钙和铝胶。水化铝酸一钙和水化铝酸二钙是针状和片状晶体，能在早期相互连成坚固的结晶连生体，同时生成的氢氧化铝凝胶填充在晶体的孔隙内，形成密实的结构，因此，高铝水泥早期强度增长很快。但水化铝酸一钙和水化铝酸二钙是介稳定型的，随着时间的推移会逐渐转变为稳定的水化铝酸三钙，温、湿度增高，晶型转变加剧。晶型转变的结果是水泥石内析出大量的游离水，固相体积减缩约50%，增加了水泥石的孔隙率，同时，由于水化铝酸三钙的强度较低，所以水泥石的强度下降。因此，高铝水泥的长期强度是下降的，但这种下降并不是无限的，当下降到一低值后就不再下降了，其最终稳定强度值一般只有早期强度的1/2或更低。所以，在使用高铝水泥时要注意：高铝水泥施工适宜温度15℃，一般不超过25℃，不能进行蒸养，否则会加速晶型的转变。高铝水泥一般不用于长期承载的工程。 4-18E 白水泥的矿物组成以硅酸钙为主，氧化铁含量很少，白度要求高，其它与硅酸盐水泥相同；快硬硅酸盐水泥是通过调整其矿物成分或添加部分促硬成分，使其凝结和硬化速度显著加快的水泥，矿物中硅酸三钙和铝酸三钙的含量高，其强度标号按三天强度来确定。低热硅酸盐水泥的矿物中水化热大的硅酸三钙和铝酸三钙的含量低，而硅酸二钙含量高。抗硫酸盐硅酸盐水泥主要限制水泥熟料矿物组成中硅酸三钙和铝酸三钙的含量，使侵入水泥石结构的硫酸盐难以产生破坏性的“水泥杆菌”。抗硫酸盐水泥除了具有较强的抗侵蚀能力外，还具有较高的抗冻性。 6）计算题 4-1F 解：抗折强度：三天：(1400+1900+1800)/3=1700(N) (1700-1400)/1700=17.6%＞10% 所以将1400（N）剔除 (1900+1800)/2=1850(N) Rf3=3PL/2bh2=3×1850×100/(2×40×402)=4.3MPa 二十八天：(3100+3300+3200)/3=3200(N) 三个数均未超过平均值的10%， 所以：Rf28=3PL/2bh2=3×3200×100/(2×40×402)=7.5MPa 抗压强度：三天：(56+58+60+70+58+62)/6=60.7(N) 其中：(70-60.7)/60.7=15.4%＞10%应剔除 (56+58+60+58+62)/5=58.8(N) 没有任一强度值超过平均值的10%， 所以：三天抗压强度为：Rc3=0.625×P=0.625×58.8=36.8 MPa 二十八天：(110+130+137+150+136+137)/6=133.3（N）