《土木工程材料》-陳正 習(xí)題及解答

第1章材料的基本性質(zhì)【習(xí)題】1-1材料的密度、表觀密度、堆積密度有何區(qū)別？如何測(cè)定？答：密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量；表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量，也稱體積密度；堆積密度是指散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。測(cè)定材料密度時(shí)，應(yīng)先把材料磨成細(xì)粉（粒徑小于0.2mm），經(jīng)干燥至恒重后用比重瓶（李氏瓶）測(cè)定其體積，然后將重量除以體積計(jì)算得到密度值。測(cè)定表觀密度時(shí)，對(duì)于外形規(guī)則的材料，只需要用尺測(cè)量其體積，再稱其質(zhì)量，即可算得。對(duì)于不規(guī)則材料，先稱取干燥材料的重量，再采用排水法測(cè)定其體積，在測(cè)定前材料表面應(yīng)預(yù)先涂上蠟，以防止水分滲入材料內(nèi)部而使測(cè)值不準(zhǔn)。對(duì)于堆積密度的測(cè)定，通過已標(biāo)定容積的容器測(cè)定散粒材料的體積，再稱出材料重量，即可計(jì)算出堆積密度。1-2材料的孔隙率和空隙率有何區(qū)別？如何計(jì)算？答：孔隙率是指材料體積內(nèi)，孔隙體積所占的比例。其公式表示為：P=空隙率是指散粒狀材料在某堆積體積中，顆粒之間的空隙體積所占的比例。其公式表示為：P1-3什么是耐水材料？如何表示？答：材料長期在水作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)稱為耐水性，材料的耐水性用軟化系數(shù)表示，工程中通常將KR＞0.85的材料稱為耐水材料。1-4影響材料吸水性的主要因素有哪些？材料含水對(duì)哪些性質(zhì)有影響？影響如何？答：影響材料吸水性的主要因素有：①材料本身的性質(zhì)，即材料是親水性還是憎水性的；②材料孔隙率大小，材料孔隙率越大，吸水性越大；③材料孔隙特征，開口連通細(xì)孔吸水性大，當(dāng)開孔孔隙率一定時(shí)，孔越細(xì)吸水率越大。材料含水會(huì)影響材料的表觀密度、堆積密度、抗凍性、導(dǎo)熱性和強(qiáng)度等。材料含水會(huì)使材料的表觀密度、堆積密度、導(dǎo)熱系數(shù)變大，而抗凍性和強(qiáng)度會(huì)下降。1-5簡述材料的吸水性、吸濕性、抗凍性、導(dǎo)熱性的含義及表示方法。答：材料的吸水性是指材料在水中能吸收水分的性質(zhì)，材料的吸水性用吸水率來表示，包括質(zhì)量吸水率和體積吸水率。材料的吸濕性是指材料在潮濕的空氣中吸收水分的性質(zhì)，材料的吸濕性用含水率表示。材料的抗凍性是指材料在水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，也不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性質(zhì)，材料的抗凍性用抗凍等級(jí)表示。材料的導(dǎo)熱性是指當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量將由溫度高的一側(cè)，通過材料傳遞到溫度低的一側(cè)，材料這種傳導(dǎo)熱量的能力，稱為材料的導(dǎo)熱性，材料的導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù)表示。1-6普通磚進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，干燥狀態(tài)時(shí)的破壞荷載為207KN，吸水飽和時(shí)的破壞荷載為172.5KN。若試驗(yàn)時(shí)磚的受壓面積均為A＝11.5×12cm，問此磚用在建筑物中常與水接觸的部位是否可行？答：干燥時(shí)的抗壓強(qiáng)度f吸水飽和后的抗壓強(qiáng)度f軟化系數(shù)K=常與水接觸的部位，材料的軟化系數(shù)要求大于0.85，該材料的軟化系數(shù)0.833<0.85，所以該材料不能滿足要求。1-7一塊標(biāo)準(zhǔn)尺寸為240×115×53mm的普通粘土磚，吸水飽和后重為2900g，烘干至恒重為2500g，將該磚磨細(xì)過篩再烘干后取50g，用李氏瓶測(cè)得其體積為18.5cm3。求磚的吸水率、密度、體積密度及孔隙率。答：質(zhì)量吸水率W密度ρ=體積密度ρ孔隙率P=1-8用容積為10L，質(zhì)量為6.20kg的標(biāo)準(zhǔn)容器，用規(guī)定的方法裝入干燥礫石并刮平，稱得總質(zhì)量為21.30kg，然后向容器內(nèi)注水至平滿，使礫石吸水飽和后，稱其總質(zhì)量為26.70kg，將礫石取出擦干表面稱得質(zhì)量為17.30kg(此狀態(tài)下認(rèn)為開口孔飽水，飽和面干狀態(tài))，求該礫石的體積密度、堆積密度、空隙率、開口孔隙率。答：堆積密度ρV含水=(26.7V空隙=5.4-體積密度ρ空隙率P開口孔隙率P1-9當(dāng)某一材料的孔隙率增大時(shí)，下表內(nèi)其他性質(zhì)將如何變化？孔隙率密度表觀密度強(qiáng)度吸水率抗凍性導(dǎo)熱性增大不變變小變小不確定不確定變小解析：材料的吸水率和抗凍性除了受孔隙率影響，還跟孔隙特征有密切關(guān)系。如果僅是因?yàn)殚]口孔隙導(dǎo)致的孔隙率增加，吸水率和抗凍性不發(fā)生變化。1-10什么叫材料的耐久性？提高材料的耐久性有何意義？答：材料的耐久性泛指材料在使用條件下，受各種內(nèi)在或外來自然因素及有害介質(zhì)的作用，能長久地不改變其原有性質(zhì)、不破壞，長久地保持其使用性能的性質(zhì)。在設(shè)計(jì)建筑物使用材料時(shí)，必須考慮材料的耐久性問題，因?yàn)橹辉谶x用耐久性好的材料，才能保證材料的經(jīng)久耐用。提高材料的耐久性，可以節(jié)約工程材料、保證建筑物長期安全、減少維修費(fèi)用、延長建筑物使用壽命。第2章氣硬性膠凝材料【習(xí)題】2-1何謂氣硬性膠凝材料、水硬性膠凝材料？兩者差異是什么？答：所謂氣硬性膠凝材料，是指只能在空氣中硬化并保持或繼續(xù)提高其強(qiáng)度的膠凝材料，氣硬性膠凝材料一般只適合用于地上或干燥環(huán)境，不宜用于潮濕環(huán)境，更不可用于水中。水硬性膠凝材料是指不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化并保持或繼續(xù)提高其強(qiáng)度的膠凝材料，水硬性膠凝材料既適用于地上，也適用于地下或水中。2-2生石灰、熟石灰、建筑石膏的主要成分是什么？答：生石灰的主要成分是CaO；熟石灰的主要成分是為Ca（OH）2；建筑石膏的主要成分是β型的CaSO4·0.5H2O。2-3石灰漿體是如何硬化的？石灰有哪些特性？其用途如何？答：石灰漿在空氣中的硬化是物理變化（干燥結(jié)晶作用）和化學(xué)反應(yīng)（碳化作用）兩者同時(shí)進(jìn)行的過程。結(jié)晶過程是指石灰膏中的游離水分一部分蒸發(fā)掉，一部分被砌體吸收。氫氧化鈣從過飽和溶液中結(jié)晶析出，晶相顆粒逐漸靠攏結(jié)合成固體，強(qiáng)度隨之提高。碳化過程是指氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成不溶于水的、強(qiáng)度和硬度較高的碳酸鈣，析出的水分逐漸蒸發(fā)。石灰具有以下特性：（1）保水性、可塑性好；（2）硬化慢、強(qiáng)度低；（3）體積收縮大；（4）耐水性差；（5）吸濕性強(qiáng)。石灰的用途：（1）拌制灰漿、砂漿；（2）拌制灰土、三合土；（3）加固含水的軟土地基；（4）磨制生石灰粉；（5）生產(chǎn)硅酸鹽制品。（6）制作碳化石灰板材。2-4石灰在使用前為什么要“過篩和陳伏”？答：生石灰中不可避免含有過火石灰及其他雜質(zhì)，過火石灰因?yàn)殡S煅燒溫度的提高和時(shí)間的延長，已分解的CaO體積收縮，CaO晶粒粗大，毛體積密度增大，質(zhì)地致密，表面常被粘土雜質(zhì)融化形成的玻璃釉狀物包覆，因此過火石灰與水反應(yīng)速度慢，熟化速度慢。當(dāng)過火石灰用于工程中，其顆粒會(huì)在石灰漿硬化后才吸收水分發(fā)生水化作用，于是會(huì)產(chǎn)生體積膨脹引起局部鼓泡或脫落，影響工程質(zhì)量。為消除這類雜質(zhì)的危害，石灰在使用前應(yīng)進(jìn)行過篩和陳伏。2-5某建筑內(nèi)墻面使用石灰砂漿，經(jīng)過一段時(shí)間后發(fā)生了這些情況：（1）墻面出現(xiàn)了開花和麻點(diǎn)；（2）墻面出現(xiàn)了不規(guī)則的裂紋。試分析原因。答：墻面出現(xiàn)了開花和麻點(diǎn)的原因主要是石灰尚未完全熟化就用于抹面，經(jīng)過一段時(shí)間后，抹灰層中的這些未熟化的石灰會(huì)吸收空氣中的水分繼續(xù)熟化，體積膨脹，致使抹灰層出現(xiàn)開花和麻點(diǎn)。墻面出現(xiàn)了不規(guī)則的裂紋主要是石灰硬化過程中體積大量收縮所致。2-6建筑石膏與高強(qiáng)石膏有何不同？答：建筑石膏是以β型半水硫酸鈣為主要成分，是將天然二水石膏(或主要成分為二水石膏的化工石膏)加熱，溫度為65～75℃時(shí)，開始脫水，至107～170℃時(shí)，脫去部分結(jié)晶水而得。而高強(qiáng)石膏是以α型半水硫酸鈣為主要成分，是將二水石膏置于蒸壓釜中，在0.13MPa的水蒸汽中（124℃）加熱脫水而成生α型半水石膏晶粒較β型半水石膏粗大、比表面積小，使用時(shí)拌和用水量少（石膏用量的35%～45%），硬化后有較高的密實(shí)度，所以強(qiáng)度較高。2-7簡述建筑石膏水化、凝結(jié)與硬化的過程。建筑石膏加水后，首先溶于水，隨后與水發(fā)生水化反應(yīng)生成二水石膏，由于水化產(chǎn)物二水石膏在水中的溶解度比β型半水石膏小得多，因此，β型半水石膏的飽和溶液對(duì)于二水石膏就成了過飽和溶液，從而逐漸形成晶核，晶核達(dá)到某一臨界值以后，二水石膏就結(jié)晶析出。這時(shí)溶液濃度降低，使得新的一批半水石膏又繼續(xù)溶解和水化。如此循環(huán)進(jìn)行，直到β型半水石膏全部消盡。隨著水化的進(jìn)行，析出的二水石膏膠體晶體的不斷增多，水分逐漸減少，漿體開始失去可塑性，此時(shí)稱為初凝。隨著漿體稠度繼續(xù)增加，顆粒之間的摩擦力、粘結(jié)力逐漸增大，彼此互相聯(lián)結(jié)，使石膏開始產(chǎn)生結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，表現(xiàn)為終凝。石膏終凝后，其晶粒仍在逐漸長大、連生和互相交錯(cuò)，使其強(qiáng)度不斷增長，直至完全干燥，強(qiáng)度停止發(fā)展，最后成為堅(jiān)硬的固體。2-8建筑石膏的等級(jí)是依據(jù)什么劃分的？答：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB9776-88的規(guī)定，建筑石膏按其凝結(jié)時(shí)間、細(xì)度、強(qiáng)度指標(biāo)分為三級(jí)，即優(yōu)等品、一等品、合格品。2-9為什么建筑石膏是一種很好的室內(nèi)裝飾材料，但不適用于室外？答：建筑石膏硬化后表面細(xì)膩，呈白色，是一種很好的室內(nèi)裝飾材料，建筑石膏加砂、緩凝劑和水拌合成石膏砂漿，用于室內(nèi)抹灰，其表面光滑、細(xì)膩、潔白、美觀。石膏砂漿也可作為膩?zhàn)佑米饔推岬鹊拇虻讓?。建筑石膏加緩凝劑和水拌合成石膏漿體，可作為室內(nèi)粉刷的涂料。由于硬化后建筑石膏的孔隙率較大，二水石膏又微溶于水，具有很強(qiáng)的吸濕性和吸水性，如果處在潮濕環(huán)境中，晶體間的粘結(jié)力削弱，強(qiáng)度顯著降低，遇水則晶體溶解而引起破壞，所以石膏及制品的耐水性較差，不能用于潮濕室外環(huán)境中。2-10什么是水玻璃的模數(shù)？水玻璃的模數(shù)與水玻璃的性質(zhì)有何關(guān)系？答：水玻璃分子式中SiO2和Na2O的分子比n稱為水玻璃模數(shù)，即二氧化硅與氧化鈉的摩爾數(shù)比，一般在1.5～3.5之間。水玻璃的模數(shù)的大小決定水玻璃的性質(zhì)。n值越大，水玻璃的粘度越大，粘結(jié)能力愈強(qiáng)，易分解、硬化，但也難溶解，體積收縮也大。2-11水玻璃有哪些用途？答：水玻璃的用途包括：（1）配制快凝防水劑；（2）配制耐熱砂漿、耐熱混凝土或耐酸砂漿、耐酸混凝土；（3）涂刷建筑材料表面,可提高材料的抗?jié)B和抗風(fēng)化能力；（4）加固地基，提高地基的承載力和不透水性。

第3章水泥【習(xí)題】3-1生產(chǎn)硅酸鹽水泥的主要原料有哪些？答：生產(chǎn)硅酸鹽水泥的主要原料有：石灰質(zhì)原料，主要提供CaO；粘土質(zhì)原料，主要提供SiO2、Al2O3、Fe2O3；還有鐵礦粉作為輔助原料。3-2生產(chǎn)硅酸鹽水泥為什么要摻入適量石膏？答：加入適量石膏是為了延緩水泥的凝結(jié)時(shí)間。若水泥中無石膏存在或摻量太少，C3A會(huì)使水泥瞬間產(chǎn)生凝結(jié)（閃凝）。石膏摻量過多，會(huì)引起水泥體積安定性不良。3-3試述硅酸鹽水泥的主要礦物成分及其對(duì)水泥性能的影響。答：硅酸三鈣水化速度快、水化熱大，強(qiáng)度高；硅酸二鈣水化速度慢、水化熱少、早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高；鋁酸三鈣水化速度最快、水化熱也最大，但強(qiáng)度低；鐵鋁酸四鈣水化速較快，水化熱中等、強(qiáng)度發(fā)展也較快，但強(qiáng)度較低。3-4硅酸鹽水泥的主要水化產(chǎn)物有哪幾種？水泥石的結(jié)構(gòu)如何？答：硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物是：水化硅酸鈣、水化鐵酸鈣凝膠；氫氧化鈣晶體、水化鋁酸鈣晶體、水化硫鋁酸鈣晶體。水泥石的結(jié)構(gòu)：凝膠體、晶體，和未水化的水泥顆粒及孔隙。3-5試述水泥細(xì)度對(duì)水泥性質(zhì)的影響，怎樣檢驗(yàn)？答：（1）水泥顆粒的細(xì)度直接影響水泥的水化、凝結(jié)硬化、強(qiáng)度、干縮及水化熱等。（2）水泥顆粒越細(xì)，水化作用發(fā)展迅速充分，使凝結(jié)硬化的速度加快，早期強(qiáng)度越高。（3）水泥顆粒過細(xì)，容易與空氣中的水分和二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，使水泥不易久存，過細(xì)的水泥硬化時(shí)產(chǎn)生的干縮大，且生產(chǎn)能耗高，使成本提高。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的細(xì)度通過勃氏透氣儀測(cè)定比表面積確定，要求比表面積不小于300m2/kg；而其他水泥的細(xì)度用篩析法，要求在80μm的方孔篩上的篩余不大于10%，45μm方孔篩上的篩余不大于30%。3-6造成硅酸鹽水泥體積安定性不良的原因有哪幾種，怎樣檢驗(yàn)？答：造成水泥體積安定性不良，一般是由熟料中所含游離氧化鈣、游離氧化鎂過多或摻入石膏過多等原因所造成。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，由游離的氧化鈣過多引起的水泥體積安定性不良可用雷氏法或試餅法檢驗(yàn)。試餅法是用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿做成試餅，經(jīng)恒沸3小時(shí)后用肉眼觀察未發(fā)現(xiàn)裂紋，用直尺檢驗(yàn)沒有彎曲；雷氏法是用雷氏夾中的水泥漿經(jīng)沸煮三小時(shí)后，測(cè)定雷氏夾指針尖端的距離。3-7試述硅酸鹽水泥的強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律及影響因素。答：強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律為：水泥的水化和凝結(jié)硬化從顆粒表面深入到內(nèi)部是有一個(gè)時(shí)間過程的，水化速度開始比較快，強(qiáng)度發(fā)展也比較快，以后逐漸減慢。不同水泥的強(qiáng)度發(fā)展不完全相同，摻較多活性混合材料的硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度比較低，后期增長率高。3-8在下列工程中適宜選擇哪些水泥品種？現(xiàn)澆混凝土梁、板、柱，冬季施工；高層建筑基礎(chǔ)底板（具有大體積混凝土特性和抗?jié)B要求）;南方受海水侵蝕鋼筋混凝土工程；高爐煉鐵爐基礎(chǔ)；高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土梁；地下鐵道工程；冬季施工的東北某大橋的沉井基礎(chǔ)及橋梁墩臺(tái)。eq\o\ac(○,8)緊急搶修的軍事工程答：①現(xiàn)澆混凝土梁、板、柱，冬季施工，選擇硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥；②高層建筑基礎(chǔ)底板（具有大體積混凝土特性和抗?jié)B要求），選擇礦渣水泥和粉煤灰水泥③南方受海水侵蝕鋼筋混凝土工程，選擇礦渣水泥和火山灰水泥④高爐煉鐵爐基礎(chǔ)，選擇鋁酸鹽水泥⑤高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土梁，選擇硅酸鹽水泥和普通水泥⑥地下鐵道工程，選擇普通硅酸鹽水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥⑦冬季施工東北某大橋的沉井基礎(chǔ)及橋梁墩臺(tái)，選擇礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥⑧緊急搶修的軍事工程，選擇鋁酸鹽水泥3-9某工程用一批普通水泥，強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果如下，試評(píng)定該批水泥的標(biāo)號(hào)。齡期抗壓強(qiáng)度/MPa抗壓破壞荷載/KN3d4.05，4.20，4.1041.0，42.5，46.0，45.5，43.0，43.528d7.00，7.50，8.50112，115，114，113，108，115解：根據(jù)GBT

17671-1999水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)（1）該水泥3d的平均抗折強(qiáng)度（4.05+4.20+4.10）/3=4.12MPa平均值的±10%的范圍為：上限：4.12×（1＋10%）＝4.53MPa下限：4.12×（1－10%）＝3.71MPa顯然，三個(gè)試件抗折強(qiáng)度值中無超過平均值±10%的，因此3d抗折強(qiáng)度應(yīng)取三個(gè)試件抗折強(qiáng)度值的算術(shù)平均值，即：4.12MPa（2）該水泥3d的抗壓強(qiáng)度根據(jù)公式fc0.625×41.0=25.63MPa0.625×42.5=26.56MPa0.625×46.0=28.75MPa0.625×45.5=28.44MPa0.625×43.0=26.88MPa0.625×43.5=27.19MPa（25.63+26.56+28.75+28.44+26.88+27.19）/6=27.24MPa平均值的±10%的范圍為：上限：27.24×（1＋10%）＝29.96MPa下限：27.24×（1－10%）＝24.52MPa顯然，三個(gè)試件抗壓強(qiáng)度中無超過平均值±10%的，因此3d抗壓強(qiáng)度應(yīng)取六個(gè)試件抗壓強(qiáng)度值的算術(shù)平均值，即：27.24MPa（3）該水泥28d的平均抗折強(qiáng)度（7.00+7.50+8.50）/3=7.67MPa平均值的±10%的范圍為：上限：7.67×（1＋10%）＝8.44MPa下限：7.67×（1－10%）＝6.90MPa當(dāng)三個(gè)強(qiáng)度值中有超出平均值士10%時(shí)，應(yīng)剔除后再取平均值作為抗折強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果。（7.00+7.50）/2=7.25MPa因此28d抗折強(qiáng)度應(yīng)取兩個(gè)試件抗折強(qiáng)度值的算術(shù)平均值，即：7.25MPa（4）該水泥28d的抗壓強(qiáng)度根據(jù)公式fc0.625×112=70MPa0.625×115=71.88MPa0.625×114=71.25MPa0.625×113=70.63MPa0.625×108=67.50MPa0.625×115=71.88MPa（70+71.88+71.25+70.63+67.50+71.88）/6=70.52MPa平均值的±10%的范圍為：上限：70.52×（1＋10%）＝77.57MPa下限：70.52×（1－10%）＝63.47MPa顯然，三個(gè)試件抗壓強(qiáng)度中無超過平均值±10%的，因此28d抗壓強(qiáng)度應(yīng)取六個(gè)試件抗壓強(qiáng)度值的算術(shù)平均值，即：70.52MPa（5）判定根據(jù)測(cè)定計(jì)算結(jié)果，該水泥3d的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度分別為4.12MPa和27.24MPa，該水泥28d的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度分別為7.25MPa和70.52MPa，所以該水泥強(qiáng)度等級(jí)為52.5。3-10現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)水泥廠生產(chǎn)的硅酸鹽水泥熟料，其礦物成分如下表所示：生產(chǎn)廠C3S（%）C2S（%）C3A（%）C4AF（%）甲54201016乙4528720若用上述熟料分別制成硅酸鹽水泥，試估計(jì)這兩個(gè)廠生產(chǎn)的水泥性能有何差異？為什么？答：強(qiáng)度方面：由于水化硅酸鈣是影響強(qiáng)度的主要因素，而C3S的含量甲>乙，C3S和C2S的總量上甲<乙，因而甲的早期強(qiáng)度高于乙，但后期強(qiáng)度乙有可能和甲相當(dāng)甚至超過甲；水化熱方面：水泥熟料中放熱量主要受C3S和C3A的影響，而C3S和C3A的含量，甲>乙，因而甲的水化熱高于乙；凝結(jié)時(shí)間方面：影響凝結(jié)時(shí)間的主要是C3S和C3A的含量，而C3S和C3A的含量，甲>乙，因而甲的凝結(jié)速度高于乙；抗侵蝕能力方面：影響水泥抗侵蝕能力的是水化產(chǎn)物Ca(OH)2和C3AH6的含量，這主要受C3S和C3A的含量的影響，C3S和C3A的含量，甲>乙，因而甲的抗侵蝕能力低于乙。3-11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：硅酸鹽水泥石腐蝕的類型有：軟水侵蝕（溶出性侵蝕）：軟水能使水化產(chǎn)物中的Ca(OH)2溶解，并促使水泥石中其它水化產(chǎn)物發(fā)生分解；鹽類腐蝕：硫酸鹽先與水泥石結(jié)構(gòu)中的Ca(OH)2起置換反應(yīng)生產(chǎn)硫酸鈣，硫酸鈣再與水化鋁酸鈣反應(yīng)生成鈣釩石，發(fā)生體積膨脹；鎂鹽與水泥石中的Ca(OH)2反應(yīng)生成松軟無膠凝能力的Mg(OH)2；酸類腐蝕：CO2與水泥石中的Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCO3，再與含碳酸的水反應(yīng)生成易溶于水的碳酸氫鈣，硫酸或鹽酸能與水泥石中的Ca(OH)2反應(yīng)；強(qiáng)堿腐蝕：鋁酸鹽含量較高的硅酸鹽水泥遇到強(qiáng)堿也會(huì)產(chǎn)生破壞。腐蝕的防止措施：①根據(jù)工程所處的環(huán)境，選擇合適的水泥品種；②提高水泥石的密實(shí)程度；③表面防護(hù)處理。3-12試說明下列原因：（1）生產(chǎn)硅酸鹽水泥必須摻入適量石膏；（2）水泥出廠前嚴(yán)格控制水泥熟料中的MgO和SO3；（3）測(cè)定凝結(jié)時(shí)間時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿。（1）生產(chǎn)硅酸鹽水泥必須摻入適量石膏；答：由于硅酸鹽水泥熟料的重要組成之一——鋁酸三鈣在純水中反應(yīng)非常快，會(huì)發(fā)生“閃凝”現(xiàn)象，影響水泥的正常使用，而加入石膏后，由于石膏優(yōu)先與鋁酸三鈣反應(yīng)生成鈣礬石，從而阻止了“閃凝”的發(fā)生，因此加入石膏可以緩凝，保證水泥的正常使用。但若石膏摻量過少，緩凝效果不明顯；而石膏過量時(shí)，將造成水泥體積安定性不良，因此摻入必須適量。（2）水泥出廠前嚴(yán)格控制水泥熟料中的MgO和SO3；答：反映水泥硬化后體積變化均勻性的物理性質(zhì)指標(biāo)。水泥水化硬化過程往往伴隨體積變化。如果這種變化是熟料礦物水化過程發(fā)生的均勻的體積變化，或伴隨水泥石凝結(jié)硬化過程中進(jìn)行，則對(duì)建筑物質(zhì)量沒有什么影響。如果在水泥混凝土硬化后由于水泥中某些有害成分的作用，在水泥石內(nèi)部產(chǎn)生了劇烈的不均勻體積變化，就會(huì)在建筑物內(nèi)產(chǎn)生破壞應(yīng)力而導(dǎo)致建筑物質(zhì)量下降，甚至?xí)菇ㄖ镩_裂與崩塌。引起水泥體積安定性不良的主要因素有水泥中SO3含量過高，水泥熟料中的MgO含量過高，水泥熟料中的游離CaO含量過高。（3）測(cè)定凝結(jié)時(shí)間時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿。答：水泥凝結(jié)時(shí)間與水泥漿的水灰比有關(guān)。例如，用水量過多，水泥水化速度雖然加快，但水泥顆粒間距加大，凝結(jié)時(shí)間反而延長；用水量的多少對(duì)水泥的性質(zhì)影響很大，故測(cè)定凝結(jié)時(shí)間時(shí)必須測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，這樣的測(cè)定結(jié)果才有可比性。3-13什么是活性混合材料和非活性混合材料？摻入硅酸鹽水泥中能起到什么作用？答：活性混合材料中有一定的活性組分，常溫下能與水泥熟料水化時(shí)析出Ca(OH)2或在硫酸鈣的作用下生成具有膠凝性質(zhì)的穩(wěn)定化合物。非活性混合材料與水泥礦物成分不起化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)很弱，在水泥石中主要起填充作用，摻入硅酸鹽水泥中主要調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級(jí)，增加產(chǎn)量，降低水化熱等。3-14為什么摻較多活性混合材的硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度比較低，后期強(qiáng)度發(fā)展比較快，長期強(qiáng)度甚至超過同標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥？答：摻較多活性混合材的硅酸鹽水泥中水泥熟料含量比較少，加水拌和后，熟料先水化，水化后析出的Ca(OH)2作為堿性激化劑激化活性混合材料水化，生成水化硅酸鈣和水化硫鋁酸鈣等水化產(chǎn)物。水化過程分兩步進(jìn)行，早起強(qiáng)度較低而后期強(qiáng)度發(fā)展較快。3-15與普通水泥相比較，礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥在性能上有哪些不同，并分析這四種水泥的適用和禁用范圍。答：礦渣水泥保水性差、泌水性大。在施工中由于泌水而形成毛細(xì)管通道及水囊，水分的蒸發(fā)又易引起干縮，影響混凝土的抗?jié)B性、抗凍性及耐磨性，適用于溫度較高和軟水、海水、硫酸鹽腐蝕的環(huán)境中；火山灰質(zhì)水泥特點(diǎn)是易吸水，易反應(yīng)。在潮濕條件下養(yǎng)護(hù)可以形成較多的水化產(chǎn)物，水泥石結(jié)構(gòu)比較致密，從而具有較高的抗?jié)B性和耐久性。如在干燥環(huán)境中，所吸收的水分會(huì)蒸發(fā)，體積收縮，產(chǎn)生裂縫，因而不宜