土木工程材料第二次
作业
第二题：试述硅酸盐水泥的主要矿物成分及其对水泥性质的影响。
答：主要矿物成分为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙
（C3A）、铁铝酸四钙（C4AF），以及少量有害的游离氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠与三氧化硫等成分；C3S的水化硬化快，早期强度高，水化热高凝结快；C2S水化和硬化慢，水化热低，后期强度高；C3A水化反应迅速，水化热大，对早期强度贡献大，低的C3A能抗硫酸盐的腐蚀。
C4AF对强度几乎无贡献，降低烧结温度，控制水泥的颜色。
第三题：简述硅酸盐水泥的水化过程和它的主要水化产物。
答：
1.水泥熟料中的C3S和C2S与水反应，生成水化硅酸钙和氢氧化钙；
2.C3A和C4AF与水反应，生成水化铝酸钙；
3.水化铝酸钙与氢氧化钙还能进一步反应生成水化铝酸四钙;
4.水化铝酸钙与石膏反应，生成钙矾石;
5.二氧化碳与氢氧化钙的反应，碳化反应;
水化产物：水化硅铝酸钙、氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体等。
第四题：水泥石的结构如何？
答：水泥石是水泥水化后的水泥浆体经过凝结硬化逐渐形成的具有一定强度的石状体。
先是形成凝胶体膜层，然后膜层开始增厚，破裂，和修复，最后凝胶体填充剩余的毛细孔。
水泥石的孔隙率减小，强度增强。
第五题：硅酸盐水泥有哪些主要技术指标？这些技术指标在工程应用上有何意义？
答：分别有细度，凝结时间，体积安定性，强度，碱的质量分数，碱的质量分数等。
1.细度：水泥的颗粒越细，与水起反应的表面积就越大，水化就越充分，早期和后期强度都较高，但在空气中硬化收缩大，使混凝土发生裂缝的可能性增加，成本也较高。
2.凝结时间：为使混凝土和砂浆有充分时间进行搅拌，运输，浇捣和砌筑，水泥的初凝时间不能过短，当施工完毕后，则要求尽快硬化，具有强度，因此终凝时间不能太长。
3.体积安定性：如果体积安定性不良，会产生不均匀的体积变化，会使结构构件产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引起严重事故。
4.强度：如果强度不够，就无法承重，会导致建筑物坍塌等事故。
5.碱的质量分数：碱的质量分数不得大于0.6%，如果过高，会降低水泥的强度，减少流动性，增加变形，发生碱硅酸反应等等。
6.水化热：对于大型基础，水坝，桥墩等大体积混凝土构筑物，水化热积聚在内部不容易散失，内外温度差会产生应力，可使混凝土产生裂缝。
第八题：硅酸盐水泥石腐蚀的类型主要有哪几种？产生腐蚀的主要原因是什么？防止腐蚀的措施有哪些？
答：1.软水的腐蚀：当水泥石长时间与软水接触，氢氧化钙会慢慢溶出，在静水无压的情况下，危害不大，在流水及压力水的作用下，氢氧化钙会不断的溶解流失，而且，由于石灰的浓度继续降低，还会引起其他水化物的分解溶蚀。
2.盐类腐蚀：
a.硫酸盐的腐蚀硫酸盐与水泥石中的氢氧化钙起置换作用，生成硫酸钙，硫酸钙与水泥石中的固态水化铝酸钙作用生成钙矾石，这个反应会使产生体积膨胀，导致水泥石被破坏。
b.镁盐的腐蚀主要是硫酸镁和氯化镁与水泥是中的氢氧化钙起复分解反应，生成氢氧化镁松软而无凝胶能力，氯化钙溶于水，二水石膏引起硫酸盐的破坏作用。
3.酸类腐蚀：
a.碳酸腐蚀过量的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用产生重碳酸钙，易溶于水，氢氧化钙流失，会导致其他水化物分解。
b.一般酸类的腐蚀与水泥石中的氢氧化钙作用产生的化合物，或者易溶于水，或者体积膨胀，在水泥石中造成内应力而导致破坏。
4.强碱的腐蚀：强碱与水泥石中为水化的铝酸钙作用，生成易溶的铝酸盐，且强碱浸透后的水泥石在空气中会与二氧化碳反应生成碳酸盐，在水泥石的毛细孔中结晶沉淀，而使水泥石胀裂。
防腐措施：1.合理选择水泥品种；2.提高水泥石的密实度3.表面加做保护层。
第十一题：与普通水泥比较，矿渣水泥，火山灰水泥，和粉煤灰水泥性能有哪些不同？分析这四种水泥的适用和禁用范围。
答：
1.普通水泥：主要适用于一般土建工程中钢筋混泥土及预应力混凝土结构受反复冰冻作用的结构，配置高强度混凝土。
不适用于大体积混凝土结构，受化学及海水侵蚀的工程。
2.矿渣水泥：终凝时间延长，标号更广，三氧化硫和氧化镁的含量放宽，早期强度低，对环境的温湿度条件较为敏感，具有一定的耐热性，抗硫酸盐腐蚀能力强，保持水分的能力较差，干缩性较大，抗冻性，抗渗性和抵抗干湿交替循环的性能都不及普通水泥。
适用于水工和海港工程，冶炼车间，锅炉房等。
不能用于寒冷地区，或者温差较大，空气湿度差异较大的地区，或者对抗渗性有要求的工程中。
3.火山灰水泥：抗冻性和耐磨性比矿渣水泥差，干燥收缩较大，在干热条件下会产生起粉现象，具有较高的密实度和抗渗性。
适用于抗渗要求较高的工程。
不宜用于有抗冻，耐磨和干热环境使用的工程。
4.粉煤灰水泥：干燥收缩性较小，抗裂性好，拌制的混凝土和易性较好，较为致密，吸水性小。
适用于高湿度的环境中或永远处在水下的混凝土。
不适用于干燥环境中或者要求快硬的混凝土或有耐磨性要求的混凝土中等等。
