土木工程材料第二次作業(yè)上課講義

1、土木工程材料第二次作業(yè)第二題：試述硅酸鹽水泥的主要礦物成分及其對水泥性質(zhì)的影響。答：主要礦物成分為硅酸三鈣（C3s、硅酸二鈣（C2S、鋁酸三鈣（C3A、鐵鋁酸四鈣（C4AF ,以及少量有害的游離氧化鈣、氧化鎂、氧化鉀、氧化鈉與三氧化硫等成分；C3s的水化硬化快，早期強度高，水化熱高凝結(jié)快；C2s水化和硬化慢，水化熱低，后期強度高；C3A水化反應(yīng)迅速，水化熱大，對早期強度貢獻大，低的 C3A能抗硫酸鹽的腐蝕。C4AF對強度幾乎無 貢獻，降低燒結(jié)溫度，控制水泥的顏色。第三題：簡述硅酸鹽水泥的水化過程和它的主要水化產(chǎn)物。答：1 .水泥熟料中的C3s和C2s與水反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和氫氧化鈣；2 .C

2、3A和C4AF與水反應(yīng)，生成水化鋁酸鈣；3 .水化鋁酸鈣與氫氧化鈣還能進一步反應(yīng)生成水化鋁酸四鈣；4 .水化鋁酸鈣與石膏反應(yīng)，生成鈣磯石；5 .二氧化碳與氫氧化鈣的反應(yīng)，碳化反應(yīng)；水化產(chǎn)物：水化硅鋁酸鈣、氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣晶體等。第四題：水泥石的結(jié)構(gòu)如何？答：水泥石是水泥水化后的水泥漿體經(jīng)過凝結(jié)硬化逐漸形成的具有一定強度的石狀體。先是形成凝膠體膜層，然后膜層開始增厚，破裂，和修復，最后凝膠 體填充剩余的毛細孔。水泥石的孔隙率減小，強度增強。第五題：硅酸鹽水泥有哪些主要技術(shù)指標？這些技術(shù)指標在工程應(yīng)用上有何意 義？答：分別有細度，凝結(jié)時間，體積安定性，強度，堿的質(zhì)量分數(shù)，堿的質(zhì)量

3、分 數(shù)等。1 .細度：水泥的顆粒越細，與水起反應(yīng)的表面積就越大，水化就越充分，早期 和后期強度都較高，但在空氣中硬化收縮大，使混凝土發(fā)生裂縫的可能性增 加，成本也較高。2 .凝結(jié)時間：為使混凝土和砂漿有充分時間進行攪拌，運輸，澆搗和砌筑，水 泥的初凝時間不能過短，當施工完畢后，則要求盡快硬化，具有強度，因此終 凝時間不能太長。3 .體積安定性：如果體積安定性不良，會產(chǎn)生不均勻的體積變化，會使結(jié)構(gòu)構(gòu) 件產(chǎn)生膨脹性裂縫，降低建筑物質(zhì)量，甚至引起嚴重事故。4 .強度：如果強度不夠，就無法承重，會導致建筑物坍塌等事故。5 .堿的質(zhì)量分數(shù)：堿的質(zhì)量分數(shù)不得大于 0.6%,如果過高，會降低水泥的強 度，減

4、少流動性，增加變形，發(fā)生堿硅酸反應(yīng)等等。6 .水化熱：對于大型基礎(chǔ)，水壩，橋墩等大體積混凝土構(gòu)筑物，水化熱積聚在 內(nèi)部不容易散失，內(nèi)外溫度差會產(chǎn)生應(yīng)力，可使混凝土產(chǎn)生裂縫。第八題：硅酸鹽水泥石腐蝕的類型主要有哪幾種？產(chǎn)生腐蝕的主要原因是什 么？防止腐蝕的措施有哪些？答：1.軟水的腐蝕：當水泥石長時間與軟水接觸，氫氧化鈣會慢慢溶出，在靜 水無壓的情況下，危害不大，在流水及壓力水的作用下，氫氧化鈣會不斷的溶 解流失，而且，由于石灰的濃度繼續(xù)降低，還會引起其他水化物的分解溶蝕。2 .鹽類腐蝕：a硫酸鹽的腐蝕硫酸鹽與水泥石中的氫氧化鈣起置換作用，生成硫酸鈣，硫酸 鈣與水泥石中的固態(tài)水化鋁酸鈣作用生成鈣

5、磯石，這個反應(yīng)會使產(chǎn)生體積膨 脹，導致水泥石被破壞。b.鎂鹽的腐蝕主要是硫酸鎂和氯化鎂與水泥是中的氫氧化鈣起復分解反應(yīng)，生 成氫氧化鎂松軟而無凝膠能力，氯化鈣溶于水，二水石膏引起硫酸鹽的破壞作 用。3 .酸類腐蝕：a碳酸腐蝕過量的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用產(chǎn)生重碳酸鈣，易溶于 水，氫氧化鈣流失，會導致其他水化物分解。b.一般酸類的腐蝕與水泥石中的氫氧化鈣作用產(chǎn)生的化合物，或者易溶于水，或者體積膨脹，在水泥石中造成內(nèi)應(yīng)力而導致破壞。4強堿的腐蝕：強堿與水泥石中為水化的鋁酸鈣作用，生成易溶的鋁酸鹽，且 強堿浸透后的水泥石在空氣中會與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鹽，在水泥石的毛細 孔中結(jié)晶沉淀，而使水

6、泥石脹裂。防腐措施：1.合理選擇水泥品種；2.提高水泥石的密實度3.表面加做保護層。 第十一題：與普通水泥比較，礦渣水泥，火山灰水泥，和粉煤灰水泥性能有哪 些不同？分析這四種水泥的適用和禁用范圍。答：1 .普通水泥：主要適用于一般土建工程中鋼筋混泥土及預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)受反 復冰凍作用的結(jié)構(gòu)，配置高強度混凝土。不適用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，受化學 及海水侵蝕的工程。2 .礦渣水泥：終凝時間延長，標號更廣，三氧化硫和氧化鎂的含量放寬，早期 強度低，對環(huán)境的溫濕度條件較為敏感，具有一定的耐熱性，抗硫酸鹽腐蝕能 力強，保持水分的能力較差，干縮性較大，抗凍性，抗?jié)B性和抵抗干濕交替循 環(huán)的性能都不及普通水泥。適用于水工和海港工程，冶煉車間，鍋爐房等。不 能用于寒冷地區(qū)，或者溫差較大，空氣濕度差異較大的地區(qū)，或者對抗?jié)B性有 要求的工程中。3 .火山灰水泥：抗凍性和耐磨性比礦渣水泥差，干燥收縮較大，在干熱條件下 會產(chǎn)生起粉現(xiàn)象，具有較高的密實度和抗?jié)B性。適用于抗?jié)B要求較高的工程。 不宜用于有抗凍，耐磨和干熱環(huán)境使用的工程