第四章：水泥

第4章水泥复习思考题参考答案一、填空题1.建筑工程中通用水泥主要包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥六大品种。

2. 硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、规定的混合材料、适量石膏经磨细制成的水硬性胶凝材料。

按是否掺入混合材料分为I型硅酸盐水泥和Ⅱ型硅酸盐水泥，代号分别为P·I和P·Ⅱ。

3. 硅酸盐水泥熟料的矿物主要有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。

其中决定水泥强度的主要矿物是硅酸三钙和硅酸二钙。

4. 国家标准规定，硅酸盐水泥的初凝不早于45 min，终凝不迟于390 min。

5. 硅酸盐水泥的强度等级有42.5 、42.5R 、52.5 、52.5R 、62.5和62.5R六个级别。

其中R型为早强型，主要是其3 d强度较高。

6．硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表面积表示，其值应不小于300m2/kg。

7. 矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的性能，国家标准规定：（1）细度：通过80µm的方孔筛，筛余量不超过10％；（2）凝结时间：初凝不早于45min ，终凝不迟于600min；（3）体积安定性：经过雷氏夹法法检验必须合格。

8．矿渣水泥与普通水泥相比，其早期强度较低，后期强度的增长较快，抗冻性较差，抗硫酸盐腐蚀性较好，水化热较低，耐热性较好。

9．普通水泥中由于掺入少量混合材料，其性质与硅酸盐水泥稍有区别，具体表现为：（1）早期强度较低；（2）水化热较大；（3）耐腐蚀性稍差；（4）耐热性较差；（5）抗冻性、抗碳化性能好。

10．混合材料按照其参与水化的程度，分为活性混合材料和和非活性混合材料。

二、选择题1. 有硫酸盐腐蚀的混凝土工程应优先选择（C）水泥A硅酸盐 B 普通 C 矿渣 D 高铝2. 有耐热要求的混凝土工程，应优先选择（B）水泥。

A硅酸盐 B 矿渣 C 火山灰 D 粉煤灰3. 有抗渗要求的混凝土工程，应优先选择（C）水泥。

第四章：水泥一、填空：1、水泥按其矿物组成，可分为水泥、水泥及水泥等；按水泥的特性和用途，又分为、和。

建筑工程中使用最多的水泥为类水泥，属于。

2、生产硅酸盐水泥的主要原料是和，有时为调整化学成分还需加入少量。

为调节凝结时间，熟料粉磨时还要掺入适量的。

3、硅酸盐水泥分为两种类型，未掺加混合材料的称型硅酸盐水泥，代号为；掺加不超过5%的混合材料的称型硅酸盐水泥，代号为。

4、硅酸盐水泥的生产工艺可概括为四个字，即。

5、硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成的分子式是、、及；它们相应的简写式是、、及。

6、硅酸盐水泥的主要水化产物是、、、及；它们的结构相应为体、体、体、体及体；7、水泥加水拌合后，最初是具有可塑性浆体经过一定时间，水泥逐渐变稠失去可塑性，这一过程称为；随着时间的增长产生强度，强度逐渐提高并形成坚硬的石状物体，这一过程称为。

8、硅酸盐水泥熟料矿物组成中，是决定水泥早期强度的组分，是保证水泥后期强度的组分，矿物凝结硬化速度最快。

9、水泥浆越稀，水灰比，凝结硬化和强度发展，且硬化后的水泥石中毛细孔含量越多，强度。

10、生产硅酸盐水泥时，必须掺入适量石膏，其目的是，当石膏掺量过多时，会造成，同时易导致。

11、引起水泥体积安定性不良的原因，一般是由于熟料中所含的游离过多，也可能是由于熟料中含的游离过多或掺入的过多。

体积安定性不合格的水泥属于，不得使用。

12、硅酸盐水泥中矿物含量高时，水泥水化及凝结硬化快，且早期强度高，而矿物含量高时，则水化热小，但后期强度高。

13、硅酸盐水泥的水化热，主要由其和矿物产生，其中矿物的单位放热量最大。

14、硅酸盐水泥根据其强度大小分为、、、、、六个强度等级。

15、影响硅酸水泥凝结硬化的主要因素有、、、、等。

16、硅酸盐水泥的凝结硬化过程，按水化反应速度和水泥浆体结构的变化特征，可分为、、、四个阶段。

17、硅酸盐水泥硬化后的水泥石的结构是由、、等组成。

18、硅酸盐水泥的技术要求主要包括、、、、等。

章节名称 第四章 水泥授课目标了解水泥的分类、矿物成分及性能教学过程设计新课教学要点第一节硅酸碱水泥和普通水泥硅酸盐水泥（波特兰水泥）定义及代号熟料 →P •Ⅰ 组成 石膏掺料 （0-5%）石灰石或粒化高炉矿渣→P •Ⅱ （6-15%）混合材料→P ·0一、硅酸盐水泥的生产石灰石 原料 粘 土 −−−−→安比例混合磨细生料−−−→煅烧熟料−−−→磨细水泥成品（二磨一烧） 铁矿石石 膏石灰石 CaO; 粘土Al 2O 3和SiO 2 ;铁矿石 Fe 2O 3 ;石膏 CaSO 4水泥性能−−−→取决熟料−−−→取决矿物成分及含量比例 二、熟料的矿物成分及特性水化 凝结 硬化 产生强度 发展强度 保护强度水化热 初凝、终凝 护养：温度、湿度 水化速度 凝结硬化速度 强度发展速度 C 3A>C 3S>C 4AF>C 2S水化热初凝、终凝早期、后期强度性质C3S C2S C3A C4AF凝结硬化速度快慢最快较快水化时放热量高低最高中高低高早期低、后期高低中强度发展快慢快较快水化速度：C3A>C4AF>C3S>C2S三、凝结硬化过程调节水泥凝结----适量石膏过少：起不到缓凝作用过多：水泥腐蚀水化产物：水化硅酸钙、水化铁酸钙、氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙。

凝结标志着水泥浆市区流动性而具有一定的塑性强度，硬化则表示水泥浆固化后所建立的网状结构具有一定的机械强度。

四、技术性质决定水泥能否使用的条件：合格品、不合格品、废品含义、标准、意义（为什么、目的）过细能耗大、硬化收缩大、易开裂可能性小1.细度：粗细程度--- 适中不得大于某粒径过粗能耗小、使用受影响可能性大*细:表面积↑与水基础面积↑水化反应↑早期强度↑*国标规定：硅酸盐水泥细度--比表面积大于300m2/kg;普通水泥细度---0.08mm方孔筛筛余量不得超过10.0%否则为不合格品2.标准稠度用水量--------指水泥拌制成特定的塑性状态（标准稠度）时所需的用水量（以占水泥重量的百分数表示）。

土木工程材料教案（西南）水泥教学目标：1. 了解水泥的定义、分类和生产过程。

2. 掌握水泥的主要技术性质，包括凝结时间、强度、稳定性等。

3. 了解水泥在土木工程中的应用及注意事项。

教学准备：1. 教材或教学资源：《土木工程材料》、《水泥生产工艺》等。

2. 教学工具：投影仪、幻灯片、视频资料等。

教学内容：第一章：水泥的定义及分类1.1 水泥的定义1.2 水泥的分类1.3 水泥的命名和编号第二章：水泥的生产过程2.1 原料准备2.2 破碎和磨粉2.3 水泥熟料的2.4 水泥的磨制第三章：水泥的主要技术性质3.1 凝结时间3.2 强度3.3 稳定性3.4 其他性质第四章：水泥在土木工程中的应用4.1 混凝土4.2 砂浆4.3 路面铺装4.4 钢筋混凝土第五章：水泥的应用注意事项5.1 水泥的选择5.2 水泥的储存5.3 水泥的运输5.4 水泥的使用教学方法：1. 采用讲授法，讲解水泥的相关概念、性质和应用。

2. 使用幻灯片和视频资料，展示水泥的生产过程和实际应用案例。

3. 进行小组讨论，分享水泥在土木工程中的经验和技术。

教学评估：1. 课堂问答，检查学生对水泥基本概念的理解。

2. 课后作业，巩固学生对水泥技术性质和应用的掌握。

3. 小组讨论，评估学生在实际应用中的问题分析和解决能力。

教学延伸：1. 深入了解其他类型的水泥，如矿渣水泥、火山灰水泥等。

2. 研究水泥在环境友好型混凝土中的应用。

3. 探讨水泥产业的技术创新和发展趋势。

第六章：水泥的凝结时间和强度发展6.1 水泥凝结时间的定义和测定6.2 水泥强度的发展规律6.3 影响水泥凝结和强度的因素第七章：水泥的稳定性及其他性质7.1 水泥的体积稳定性7.2 水泥的耐久性7.3 水泥的环保性能7.4 水泥的燃烧性能第八章：水泥在西南地区气候下的应用8.1 西南地区气候对水泥性能的影响8.2 水泥在高温多湿环境中的应用8.3 水泥在寒冷地区中的应用8.4 水泥在盐雾环境中的应用第九章：水泥混凝土的设计与施工9.1 水泥混凝土的设计原则9.2 水泥混凝土的配合比设计9.3 水泥混凝土的施工工艺9.4 水泥混凝土的质量控制第十章：水泥混凝土的养护与维修10.1 水泥混凝土的养护原理10.2 水泥混凝土的养护方法10.3 水泥混凝土的常见病害及预防10.4 水泥混凝土的维修与加固技术这些章节涵盖了水泥的基本概念、生产过程、技术性质、应用领域以及在特定环境下的使用注意事项。

第四章水泥P581. 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，可使混凝土产生裂缝，因此水化热对大体积混凝土是有害因素。

在大体积混凝土工程中，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。

水泥习题参考答案一、名词解释1、水泥体积安定性：水泥在凝结硬化的过程中体积变化的均匀性。

二、填空题1活性混合材料均含有_活性SiO2_和_活性Al2O3_成分。

它们能与水泥水化产物氢氧化钙作用，生成_水化硅酸钙_和_水化铝酸钙_ _。

2引起硅酸盐水泥腐蚀的基本内因是水泥石中存在__氢氧化钙_和__水化硅酸钙_ 以及_水化铝酸钙_ 。

3硅酸盐水泥水化产物有_凝胶体__和晶_体，一般认为它对水泥石强度及其主要性质起支配作用。

4引起硅酸盐水泥体积安定性不良的原因是_游离氧化钙_ _、__游离氧化镁及__石膏_。

5常用的六大水泥包括：__硅酸盐水泥 _、__普通硅酸盐水泥、__复合硅酸盐水泥 _、_矿渣硅酸盐水泥__、__火山灰硅酸盐水泥及_粉煤灰硅酸盐水泥_。

6国家标准规定，硅酸盐水泥的初凝时间应不早于__45_分钟，终凝时间应不迟于390_分钟。

7硅酸盐水泥按照__3_天和_28__天的抗折强度和_抗压_ 强度划分为_6__个强度等级。

8硅酸二钙的水化方程式是C2S十mH=C-S-H+(2—x)CH__，产物中__氢氧化钙_为晶体结构，_水化硅酸钙_为凝胶体结构。

9硅酸盐水泥熟料的主要矿物成分有_C3S__、_ C2S_ 、__C3A _和_C4FA。

10硅酸盐水泥的主要水化产物有_水化硅酸钙__、_氢氧化钙_、_钙矾石_和_单硫型水化硫铝酸钙_ _。

11硅酸盐水泥的主要技术性质有_细度__、凝结时间_、_安定性_和_强度___。

12硅酸盐水泥熟料中，_硅酸三钙__凝结硬化后强度最高，_铝酸三钙_水化速度最快，_铝酸三钙_水化放热量最高，铝酸三钙_干缩性最大。

13硅酸盐水泥的细度用_比表面积_表示，普通水泥的细度用_筛余量_表示，硅酸盐水泥的终凝结时间为__6.5h _，普通水泥的终凝结时间为_10h __。

14硅酸三钙的水化方程式是C3S十nH=C-S-H+(3—x)CH，产物中_氢氧化钙_为晶体结构，_水化硅酸钙_为凝胶体结构。