建筑材料常见问题解答第5章水泥
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第一章 建筑材料的基本性质复习思考题1、说明材枓的体积构成与各种密度概念之间的关系。
答:体积是材料占有的空间尺寸。
由于材料具有不同的物理状态,因而表现出不同的体积。
(1)绝对密实体积和实际密度绝对密实体积即干燥材料在绝对密实状态下的体积,即材料内部固体物质的体积,或不包括内部孔隙的材料体积。
材料在绝对密实状态下单位体积的质量称为实际密度。
(2)表观体积和表观密度材料单位表观体积的质量称为表观密度。
表观体积是指包括内部封闭孔隙在内的体积。
其封闭孔隙的多少,孔隙中是否含有水及含水的多少,均可能影响其总质量或体积。
因此,材料的表观密度与其内部构成状态及含水状态有关。
(3)材料的自然体积与体积密度材料的自然体积指材料在自然状态下的体积,即整体材料的外观体积(含内部孔隙和水分)。
体积密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。
(4)材料的堆积体积与堆积密度材料的堆积体积指粉状或粒状材料,在堆积状态下的总体外观体积。
松散堆积状态下的体积较大,密实堆积状态下的体积较小。
堆积密度是指粉状或粒状材料,在堆积状态下单位体积的质量。
2、何谓材料的亲水性和憎水性?材料的耐水性如何表示?答:当润湿边角θ≤90°时,材料能被水润湿表现出亲水性,称为材料的亲水性;当θ>90°时,材料不能被水润湿表现出憎水性,称为材料的憎水性。
材料的耐水性是指材料长期在水作用下不破坏、强度也不明显下降的性质。
耐水性用软化系数表示,如下式:式中:KR ——材料的软化系数fb ——材料在饱和吸水状态下的抗压强度(MPa ) fg ——材料在干燥状态下的抗压强度(MPa )3、试说明材料导热系数的物理意义及影响因素。
答:材料的导热性是指材料两侧有温差时,热量由高温侧流向低温侧传递的能力,常用导热系数表示。
材料的导热系数λ主要与以下因素有关:(1)材料的化学组成和物理结构;(2)孔隙状况;(3)环境温度。
(或λ的影响因素:组成、结构,孔隙率、孔隙特征、受潮、受冻)4、说明提高材料抗冻性的主要技术措施。
《建筑材料》复习资料《建筑材料》知识点第一章建筑材料的基本性质1、多孔材料的密度在干燥和潮湿环境下哪个更大?解答:其密度在两种环境下一样大。
2、软化系数的取值范围,软化系数大小同耐水性的关系?0.75和0.80的所对应的构件?解答:软化系数的范围波动在0~1之间。
软化系数=压强度材料在干燥状态下的抗的抗压强度材料在吸水饱和状态下位于水中和经常处于潮湿环境中的重要构件,须选用软化系数不低于0.75的材料。
软化系数大于0.80的材料,通常可认为是耐水性。
3、密度、表观密度、近似密度、堆积密度的定义?计算公式?相互大小关系?解答:密度:密度是材料在绝对密实状态下,单位体积的质量,又称比重。
(材料的密度)ρ=Vm下的体积)(材料在绝对密实状态(干燥材料的质量)表观密度:表观密度是材料在自然状态下单位体积的质量,俗称容量。
V0ρ0体积)(材料在自然状态下的(材料的质量)(材料的表观密度)m 近似密度:材料在近似密实状态时单位体积的质量。
所谓近似密实状态下的体积,是指包括材料内部闭口孔隙体积和固体物质实体积。
堆积密度:堆积密度是指粉状材料(如水泥)或粒状材料(如砂,石)在堆积状态下,单位体积的质量。
(堆积密度)0ρ'V'(0(材料的堆积体积)材料的质量)m 密度>表观密度>近似密度>堆积密度4、堆积密度和空隙率的关系,堆积密度越大,空隙率如何变?孔隙率如何变?孔隙率和强度的关系?解答:两种表观密度相同的散粒材料,按同样的方法测得他们的堆积密度,则堆积密度越大的材料与堆积密度小的材料相比,其空隙率越小。
孔隙率同堆积密度没有绝对对应关系,主要是考试孔隙率和空隙率的区别。
孔隙是材料强度的主要有害因素,因此孔隙率越大,强度越低。
相反,孔隙率越小,强度越高。
5、材料抗渗性的定义,评价指标?材料耐水性的定义,评价指标?解答:在压力水作用下,材料抵抗水渗透的性能称为抗渗性(或不透水性)。
材料的抗渗性可用渗透系数表示。
建筑材料常见问题解答第5章水泥1.简述硅酸盐水泥的生产过程。
答:生产硅酸盐水泥时,第一步先生产出水泥熟料。
将石灰石、粘土和校正原料(常为铁矿石粉)按比例混合磨细,再煅烧而形成水泥熟料。
然后将水泥熟料与适量石膏、混合材料按比例混合磨细而制成水泥成品。
硅酸盐水泥的生产过程可简称为“两磨一烧”。
2.国家标准对硅酸盐水泥定义是什么?硅酸盐水泥分为哪两种类型?答:国家标准对硅酸盐水泥定义为: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(即国外通称的波特兰水泥)。
硅酸盐水泥分为两种类型,不掺加混合材料的称为Ⅰ型硅酸盐水泥,其代号为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料的称为Ⅱ型硅酸盐水泥,其代号为P?Ⅱ。
3.水泥熟料的矿物组成有哪些?各种矿物单独与水作用时,表现出哪些不同的性能?答:水泥熟料的矿物组成有:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。
各种矿物单独与水作用时,表现出不同的性能,见下才表。
水泥熟料矿物的组成、含量及特性能水泥中各熟料矿物的含量,决定着水泥某一方面的性能。
4.经水化反应后生成的主要水化产物有哪些?答:经水化反应后生成的主要水化产物有:水化硅酸钙和水化铁酸钙为凝胶体(它是水泥具有胶结性能的主要物质),氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙为晶体。
在完全水化的水泥石中,凝胶体约为70%,氢氧化钙约占20% 。
5.影响硅酸盐系水泥凝结硬化的主要因素有哪些?答:影响硅酸盐系水泥凝结硬化的主要因素(1)水泥的熟料矿物组成及细度水泥熟料中各种矿物的凝结硬化特点是不同的,不同种类的硅酸盐水泥中各矿物的相对含量不同,上述两方面的原因决定了不同种类的硅酸盐水泥硬化特点差异很大。
水泥磨得越细,水泥颗粒平均粒径小,比表面积大,更多的水泥熟料矿物暴露在外,水化时水泥熟料矿物与水的接触面大,水化速度快,结果水泥凝结硬化速度也随之加快。
一填空题1.混凝土的流动性大小用坍落度指标来表示,砂浆的流动性大小用沉入度指标来表示。
2.混合砂浆的基本组成材料包括水泥、水、砂子和石灰膏。
3.抹面砂浆一般分底层、中层和面层三层进行施工,其中底层起着粘结的作用,中层起着找平的作用,面层起着平整装饰的作用。
4.目前所用的墙体材料有砖,砌块和板材三大类。
5.烧结普通砖具有自重大,体积小,生产能耗高和施工效率低等缺点。
6.岩石由于形成条件不同,可分为岩浆岩,沉积岩和变质岩三大类。
7.烧结普通砖的外型为直角六面体,其标准尺寸为240㎜×115㎜×53㎜8.屈服强度和极限抗拉强度是衡量钢材强度的两个重要指标。
9.钢材热处理的工艺有:退火,正火,淬火,回火。
10.按冶炼时脱氧程度分类钢可以分成:镇静钢,沸腾钢,半镇静钢11.冷弯检验是:按规定的弯心直径和弯曲角度进行弯曲后,检查试件弯曲处外面及侧面不发生断裂、裂缝或起层,即认为冷弯性能合格。
12.石油沥青的组丛结构为油分、树脂和地沥青质三个主要组分。
13.沥青混合料是指矿料与沥青拌和而成的混合料的总称。
14.一般同一类石油沥青随着牌号的增加,其针入度增加,延度增加而软化点下降。
15.沥青的塑性指标一般用延度来表示;温度稳定性用软化点来表示;固体和半固体沥青的粘滞性用针入度表示,液体沥青的粘滞性用粘滞度表示。
16.油纸按按1㎡原纸的质量分为200、350两个标号。
17.沥青混凝土是由沥青和砂、石子和填充料所组成。
18.根据分子的排列不同,聚合物可分为线型聚合物,支链聚合物和网状聚合物。
19.塑料的主要组成包括合成树脂,填充料,增塑剂和固化剂等。
20.木材在长期荷载作用下不致引起破坏的最大强度称为持久强度。
21 材随环境温度的升高其强度会降低。
22.隔声主要是指隔绝空气声和隔绝固体声。
23.安全玻璃主要有钢化玻璃和夹层玻璃等。
24.钢根据用途不同,生铁有炼钢生铁,铸造生铁,合金生铁。
25.按冶炼方法将钢分为平炉钢,转炉钢。
第五章水泥混凝土和建筑砂浆一、填空题1.影响水泥混凝土强度的主要因素有_______ 、________ 、________ 、________ c2.水泥混凝土质量控制主要是控制 ________ , ______________ 以及 _______________其中施工工艺过程包括___________ 、__________ 、 _______ 、 ____________、_____3.水泥混凝土配合比设计的步骤是 ______________________________ , ___________4. _______________________________________________________ 水泥混凝土初步配合比确定后,主要检验混凝土混合料的______________________________ 与___________ 是否满足要求。
5.若水泥混凝土混合料坍落度不满足要求,应保持 ____________ 不变,适当增加或减少的用量。
6.设计水泥混凝土配合比应满足的四项基本要求是 ________ , ___________________ ,7. _________________________________________________________________ 水泥混凝土的配合比设计时,选择水灰比的依据是水泥混凝土的_________________________ 与.8.新拌水泥混凝土的和易性包括 __________ , _____________ , __________,它可用或___________ 來表示O9.如果水泥混凝土混合料的坍落度愈大,则流动性 __________ ;若工作度愈大,则流动性_________ O10. __________________________________________________ 水泥混凝土配合比的设计方法有______________________________________________________ 和_______________ ,其中混凝土的设计强度与配制强度的关系是_____________ 。
建筑材料常见问题解答第5章水泥1.简述硅酸盐水泥的生产过程。
答:生产硅酸盐水泥时,第一步先生产出水泥熟料。
将石灰石、粘土和校正原料(常为铁矿石粉)按比例混合磨细,再煅烧而形成水泥熟料。
然后将水泥熟料与适量石膏、混合材料按比例混合磨细而制成水泥成品。
硅酸盐水泥的生产过程可简称为“两磨一烧”。
2.国家标准对硅酸盐水泥定义是什么?硅酸盐水泥分为哪两种类型?答:国家标准对硅酸盐水泥定义为: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(即国外通称的波特兰水泥)。
硅酸盐水泥分为两种类型,不掺加混合材料的称为Ⅰ型硅酸盐水泥,其代号为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料的称为Ⅱ型硅酸盐水泥,其代号为P•Ⅱ。
3.水泥熟料的矿物组成有哪些?各种矿物单独与水作用时,表现出哪些不同的性能?答:水泥熟料的矿物组成有:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。
各种矿物单独与水作用时,表现出不同的性能,见下才表。
水泥中各熟料矿物的含量,决定着水泥某一方面的性能。
4.经水化反应后生成的主要水化产物有哪些?答:经水化反应后生成的主要水化产物有:水化硅酸钙和水化铁酸钙为凝胶体(它是水泥具有胶结性能的主要物质),氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙为晶体。
在完全水化的水泥石中,凝胶体约为70%,氢氧化钙约占20% 。
5.影响硅酸盐系水泥凝结硬化的主要因素有哪些?答:影响硅酸盐系水泥凝结硬化的主要因素(1)水泥的熟料矿物组成及细度水泥熟料中各种矿物的凝结硬化特点是不同的,不同种类的硅酸盐水泥中各矿物的相对含量不同,上述两方面的原因决定了不同种类的硅酸盐水泥硬化特点差异很大。
水泥磨得越细,水泥颗粒平均粒径小,比表面积大,更多的水泥熟料矿物暴露在外,水化时水泥熟料矿物与水的接触面大,水化速度快,结果水泥凝结硬化速度也随之加快。
(2)水灰比水灰比是指水泥浆中水与水泥的质量比。
当水泥浆中加水较多时,水灰比变大,此时水泥的初期水化反应得以充分进行;但是水泥颗粒间由于被水隔开的距离较大,颗粒间相互连接形成骨架结构所需的凝结时间长,所以水泥凝结较慢。
(3)石膏的掺量生产水泥时掺入石膏,主要是作为缓凝剂使用,以延缓水泥的凝结硬化速度。
此外,掺入石膏后,由于钙矾石晶体生成,还能改善水泥石的早期强度。
但是石膏掺量过多时,不仅不能缓凝,反而对水泥石的后期性能造成危害。
(4)环境温度和湿度水泥水化反应的速度与环境的温度有关,只有在适当的温度范围内,水泥的水化、凝结和硬化才能进行。
通常,温度较高时,水泥的水化、凝结和硬化速度就快;温度降低,则水化、凝结和硬化速度延缓;当温度低于0℃,水化反应停止。
更有甚者,由于水分结冰,会导致水泥石冻裂。
温度的影响主要表现在水泥水化的早期阶段,对水泥水化后期影响不大。
水泥水化是水泥与水之间的反应,只有在水泥颗粒表面保持有足够的水分时,水泥的水化、凝结硬化才能得以充分进行。
环境湿度大,水泥浆中水分不易蒸发,就能够保持足够的水泥水化及凝结硬化所需的化学用水。
如果环境干燥,水泥浆中的水分蒸发过快,当水分蒸发完毕后,水化作用将无法继续进行,硬化过程即行停止。
水泥浆中的水分蒸发过快时,还会引起水泥制品表面的收缩开裂。
因此,使用水泥时必须注意洒水养护,使水泥在适宜的温度和湿度环境中完成硬化。
(5)龄期水泥的水化硬化是一个长期的不断进行的过程,随着水泥颗粒内各熟料矿物水化程度的加深,凝胶体不断增加,毛细孔不断减少。
水泥的水化硬化一般在28d内发展速度较快,28d后发展速度较慢。
(6)外加剂的影响硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化速度受硅酸三钙、铝酸三钙含量多少的制约,凡对硅酸三钙和铝酸三钙的水化能产生影响的外加剂,都能改变硅酸盐水泥的水化、凝结硬化性能。
如加入促凝剂(CaCl2、Na2SO4等)就能促进水泥水化硬化过程。
相反掺加缓凝剂(木钙糖类)就会延缓水泥的水化、硬化过程。
6.硅酸盐水泥的水化速度有何特点?硬化后的水泥浆体由哪些成分组成?答:硅酸盐水泥的水化速度表现为早期快后期慢,特别是最初的3~7d内,水泥的水化速度最快,所以硅酸盐水泥的早期强度发展最快。
硬化后的水泥浆体称为水泥石,主要是由凝胶体(胶体与晶体)、未水化的水泥熟料颗粒、毛细孔及游离水分等组成。
7.根据标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GB175─1999)规定,对硅酸盐水泥的技术性质有哪些要求?答:根据标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GB175─1999)规定,对硅酸盐水泥的技术性质要求有:(1)密度与堆积密度硅酸盐水泥的密度与其矿物组成、储存时间和条件以及熟料的煅烧程度有关。
在进行混凝土配合比计算时通常采用3.10g/cm3。
硅酸盐水泥的堆积密度,除与矿物组成及细度有关外,主要取决于存放时的紧密程度。
计算时通常采用1300 kg/m3。
(2)细度水泥细度是指水泥颗粒粗细的程度。
通常水泥越细,凝结硬化速度越快,强度(特别是早期强度)越高,收缩也增大。
但水泥越细,越易吸收空气中水分而受潮形成絮团,反而会使水泥活性降低。
此外,提高水泥的细度要增加粉磨时的能耗,降低粉磨设备的生产率,增加成本。
(3)标准稠度用水量水泥标准稠度用水量是指水泥净浆达到标准稠度时所需要的水量。
通常用水与水泥质量的比(百分数)来表示。
硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般在21%~28%之间。
水泥的标准稠度用水量主要与水泥的细度及其矿物成分有关。
(4)凝结时间水泥从加水开始到失去流动性,即从可塑状态发展到固体状态所需要的时间称为凝结时间。
凝结时间又分为初凝时间和终凝时间。
初凝时间是指从水泥加水拌和时起到水泥浆开始失去塑性所需要的时间;终凝时间是指从水泥加水拌合时起到水泥浆完全失去可塑性,并开始具有强度的时间。
水泥凝结时间的测定是以标准稠度的水泥净浆,在规定的温度、湿度条件下,用凝结测定仪来测定。
(5)体积安定性水泥凝结硬化过程中,体积变化是否均匀适当的性质称为水泥体积安定性。
水泥体积安定性不良,一般是由于熟料中所含游离氧化钙、游离氧化镁过多或掺入的石膏过多等原因造成的。
(6)强度水泥强度一般是指水泥胶砂试件单位面积上所能承受的最大外力。
根据外力作用形式的不同,把水泥强度分为抗压强度、抗折强度、抗拉强度等,这些强度之间既有内在联系又有很大区别。
水泥的抗压强度较高,一般是抗拉强度的10~20倍,实际建筑结构中主要是利用水泥的抗压强度较高的特点。
硅酸盐水泥的强度主要取决于4种熟料矿物的比例和水泥的细度,此外还与试验方法、试验条件、养护龄期有关。
(7)水化热水泥在水化过程中放出的热量,亦称为水泥的水化热。
水泥放热量大小及速度与水泥熟料的矿物组成和细度有关。
硅酸盐水泥水化热很大,冬期施工时,水化热有利于水泥的正常凝结、硬化。
但对于大体积混凝土工程,如大型基础、大坝、桥墩等,水化热是有害因素,可使大体积混凝土产生开裂。
因此,大体积混凝土中一般要严格控制水泥的水化热。
(8)不溶物和烧失量不溶物是指水泥经酸和碱处理后,不能被溶解的残余物。
它是水泥中非活性组分的反映,主要由生料、混合料和石膏中的杂质产生。
烧失量是指水泥经高温灼烧处理后的质量损失率。
它主要由水泥中未煅烧组分产生,如未烧透的生料、石膏带入的杂质、掺合料及存放过程中的风化等。
当样品在高温下灼烧时,会发生氧化、还原、分解及化合等一系列反应并放出气体。
凡不溶物和烧失量任一项不符合标准规定的水泥均为不合格品水泥。
(9)碱含量。
硅酸盐水泥中除主要矿物成分以外,还含有少量其它化学成分,如钠和钾的氧化物─碱。
碱含量按Na2O+0.658K2O计算值来表示。
当用于混凝土中的水泥其碱含量过高,骨料又具有一定的活性时,会在潮湿环境或有水环境中发生有害的碱集料反应。
8.常见的水泥石腐蚀有哪几种情况,腐蚀原因(损害机理)如何?答:常见的水泥石腐蚀有:软水侵蚀(溶出性侵蚀)、酸类侵蚀(溶解性侵蚀)、盐类腐蚀、强碱腐蚀等。
除上述四种侵蚀类型外,对水泥石有腐蚀作用的还有糖类、酒精、脂肪、氨盐和含环烷酸的石油产品等。
(1)软水侵蚀(溶出性侵蚀)软水是不含或仅含少量钙、镁等可溶性盐的水。
雨水、雪水、蒸馏水、工厂冷凝水以及含重碳酸盐甚少的河水与湖水均属软水。
软水能使水泥水化产物中的Ca(OH)2溶解,并促使水泥石中其他水化产物发生分解,强度下降。
故软水侵蚀称为“溶出性侵蚀”。
各种水化产物与水作用时,因为Ca(OH)2溶解度最大,所以首先被溶出。
在水量不多或无水压的情况下,由于周围的水迅速被溶出的Ca(OH)2所饱和,溶出作用很快即中止,破坏仅发生于水泥石的表面部位,危害不大。
但在大量水或流动水中,Ca(OH)2会不断溶出,特别是当水泥石渗透性较大而又受压力水作用时,水不仅能渗入内部,而且还能产生渗透作用,将Ca(OH)溶解并渗滤出来,因此不仅减小了水泥石的密实2的浓度降低,还会破坏原来水化物间的平度,影响其强度,而且由于液相中Ca(OH)2衡碱度,而引起其他水化产物如水化硅酸钙、水化铝酸钙的溶解或分解。
最后变成一些无胶凝能力的硅酸凝胶、氢氧化铝、氢氧化铁等,水泥石结构彻底遭受破坏。
软水腐蚀的轻重程度与水泥石所承受的水压及与水中有无其他离子存在等因素有关。
当水泥石结构承受水压时,受穿流水作用,水压越大,水泥石透水性越大,腐2-、Cl-、Na+、K+等离子时,能提高氢氧化钙的溶解蚀越严重;水泥中含有少量的SO4度,使溶出性腐蚀加重。
溶出性侵蚀的速度还与环境水中重碳酸盐的含量有很大关系。
(2)酸类侵蚀(溶解性侵蚀),当遇到酸类或酸性水时硅酸盐水泥水化产物呈碱性,其中含有较多的Ca(OH)2溶解度大的盐类,导致水泥石受损破坏。
则会发生中和反应,生成比Ca(OH)2碳酸的侵蚀:这种反应长期进行会导致水泥石结构疏松,密度下降,强度降低。
另外水泥石中Ca(OH)浓度的降低又会导致其他水化产物的分解。
进一步加剧了水泥2石的腐蚀。
一般酸的腐蚀:各种酸类都会对水泥石造成不同程度的损害。
其损害机理是酸类与水泥石中的Ca(OH)发生化学反应,生成物或者易溶于水,或者体积膨胀导致水泥2石中产生内应力而引起水泥石破坏。
无机酸中的盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸和有机酸中的醋酸、蚁酸、乳酸的腐蚀作用尤为严重。
(3)盐类腐蚀1)硫酸盐及氯盐腐蚀(膨胀型腐蚀)在一些湖水、海水、沼泽水、地下水以及某些工业污水中常含有钠、钾、铵等的硫酸盐,它们会先与硬化的水泥石结构中的氢氧化钙起置换反应,生成硫酸钙。
硫酸钙再与水泥石中的水化硫铝酸钙起反应,生成高硫型水化硫铝酸钙,高硫型水化硫铝酸钙含有大量结晶水,其体积较原体积膨胀2.22倍,产生巨大的膨胀应力,因此对水泥石的破坏很大,高硫型水化硫铝酸钙呈针状晶体,俗称“水泥杆菌”。