水泥品种，提高密实度，加做保护层
18、比表面积，筛析法
19、水泥加水，开始失去可塑性，保证搅拌、运输、浇注、振捣等施工过程，水泥加水，完全失去可塑性，保证下一步施工及施工工期
20、游离氧化钙（f-CaO），游离氧化镁（f-MgO），石膏，雷氏夹法，饼法，雷氏夹法，f-CaO 21、403403160mm，20±1℃的水中，抗折强度，抗压强度，普通，早强 22、冬季砼，大体积砼
23、低，高，低，好，好，差，差，耐热性，干缩，抗渗性，干缩 24、高，高，好，高，承重，Ca(OH)2 ，闪凝，蒸汽，高温，商品 25、受潮，重新检验，1.1～1.15，强度等级富余系数 四、单项选择题
1（D） 提示：水泥熟化中C3S、C3A含量多，则水泥的凝结快、早期强度高，水泥愈细，水花愈快。环境温度、湿度对水泥凝结凝结硬化有明星影响：温度高水泥反应加快，温度低于0°C，水化反应基本停止；水泥必须在有水分的条件下才能凝结、硬化。水泥中掺入适量石膏，目的是为了防止水泥的快速凝结，以免影响施工，但石膏掺量过多，会在后期引起水泥石的膨胀而开裂破坏。 2（A）提示：大体积混凝土构筑物体积大，水泥水化热积聚在内部，将产生较大的内外温差，由此产生的应力将导致混凝土产生裂缝，因此水化热对大体积混凝土是有害因素。硅酸盐水泥中，熟料多，水化热大，因此在大体积混凝土中工程中不宜采用。
3（C）提示：因为矿渣水泥的保水性差，泌水通道较多，干缩较大，这些性质都容易造成混凝土抗渗性差。
4（A） 提示：在硅酸盐水泥熟料的矿物组成中，C3S和C2S含量最大，其中C3S反应速度最快， 早期及后期强度高，而C2S早期强度较低，后期强度较高；C3A反应速度最快，但强度低，在水泥中含量不大；C4AF在水泥中含量最少，相对强度贡献也最小。
5（C）提示：在硅酸盐水泥熟料的矿物组成中，C3A的水化反应速度最快，其放热量也最大， 其次是C3S和C4AF，放热速度和放热量最小的是C2S。
6（A）提示：掺混合材料的水泥硬化后，当处于干燥环境中时，形成的水化硅酸钙胶体会逐渐干燥，产生干缩裂缝。尤其是火山灰水泥更为明显，在水泥石的表面上，由于空气中的CO2能使水化硅酸钙凝胶分解成碳酸钙和氧化硅的粉状混合物，使已经硬化的水泥石表面产生“起粉”现象。 7（D）提示：前两种水泥的水化热大，且抵抗地下水侵蚀的能力也较差，因此不宜使用。矿渣水泥和火山灰水泥的水化热较小，适用于大体积混凝土工程，而且都具有良好的耐水性与耐侵蚀性，适于地下工程。但矿渣水泥泌水性大，抗渗性较差，而火山灰水泥有良好的抗渗性，适宜用于地下工程。
8（A）提示：道路混凝土工程对水泥有耐磨性的要求，普通硅酸盐水泥有较好的耐磨性，而掺混合材料的水泥耐磨性较差，尤其是火山灰水泥和粉煤灰水泥。
9（A）提示：硅酸盐水泥和普通水泥在常规养护条件下硬化快，若采用蒸汽养护，则硬化速度会更快，会过早地在水泥颗粒表面形成密实的水化产物膜层，阻止了进一步的水化。因此经蒸汽养护后，再经自然养护至28d的抗压强度往往低于未经蒸养的28d抗压强度。而掺加混合材料较多的矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥及复合水泥等4种水泥采用蒸汽养护，可加快水泥中的活性混合材料的水化反应，使强度（特别是早期强度）增长较快。
10 ( C ) 提示：水泥存放期不宜过长。在正常条件下，通用水泥存储3个月后，强度下降10%～20%；存储6个月后水泥强度下降15%～30%。因此，通用水泥有效期从水泥出厂之日起为3个月，超过有效期的应视为过期水泥，使用时应重新检验，以实测强度为准。
11 (A) 提示：普通水泥含硅酸盐水泥熟料较多，抗软水侵蚀性较差。
12（D）提示：高铝水泥硬化速度极快，1d强度即可达到3d强度的80%以上，3天即可达到强度标准值，属于快硬型水泥。高铝水泥水化时不析出氢氧化钙，而且硬化后结构致密，因此具有较好的耐水、耐酸及盐类腐蚀的能力。高铝水泥的耐高温性好，可耐1300℃高温。另外，高铝水泥硬
45
化时放热量很大，适合冬季施工。
13（A）提示：通用水泥（包括普通水泥）在水化硬化后都会发生体积收缩，产生裂纹，其中矿渣水泥更为显著。混凝土因养护不利，干缩变形产生开裂也是必然现象，因此必须加强对混凝土的养护。对于大体积混凝土工程，因水泥水化热导致内外温差过大也会使混凝土产生开裂现象。水泥安定性不良时，其混凝土在硬化过程中因体积变化不均匀，混凝土将会开裂而造成质量事故。
14（D）提示：铝酸盐水泥是一种快硬、高强、耐腐蚀（但抗碱性极差）、耐热的水泥，长期强度有较大的下降，最适宜硬化的温度为15℃左右，一般不超过25℃，否则会使强度降低。在湿热条件下尤甚。
15（C）提示：颜料应为耐碱矿物颜料，对水泥不起有害作用。
16（D）提示：膨胀水泥与自应力水泥不同于矿渣水泥等一般水泥，它们在硬化过程中不但不收缩，而且有一定的膨胀，可用来配制防水混凝土或制造混凝土压力管。
17（D）提示：喷射混凝土应采用凝结快、早期强度高的水泥。中热水泥的水化热较小，可以用于大体积混凝土工程。 五、多项选择题
1（ABCD）提示：见《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的规定。 2（ABCDE）提示：见《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的规定。
3（ABCDE）提示：生产通用硅酸盐水泥时掺加混合材料的目的是，改善水泥性能、调节强度等级、增加产量、降低成本、扩大水泥使用范围，并可利用废渣，保护环境。
4 (AE) 提示：活性混合材料的激发剂主要是指碱性激发剂与硫酸盐激发剂。
5（ADE）提示：硅酸盐水泥凝结硬化快，早期强度高，水化热大，抗冻性好，抗侵蚀性差。 6（ABE）提示：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥及高铝水泥的水化热较大，均不适合用于大体积混凝土工程。
7（ABCE）硅酸盐水泥遭受化学侵蚀的外部原因是腐蚀介质的存在，其内因是水泥石结构不密实，存在毛细孔通道和容易引起腐蚀的成分如氢氧化钙、水化铝酸钙等水化产物。
8（BCE）提示：与硅酸盐水泥相比，矿渣水泥具有水化热小、耐热性好、抗化学侵蚀性好等优点。
六、问答题 1、（1）生产通用硅酸盐水泥时掺入适量的石膏是为了调节水泥的凝结时间。若不掺入石膏，由于水泥熟料矿物中的C3A急速水化生成水化铝酸四钙晶体，使水泥浆体产生瞬时凝结，以致无法施工。当掺入石膏时，生成的水化铝酸四钙会立即与石膏反应，生成高硫型水化硫铝酸钙（即钙矾石），它是难溶于水的针状晶体，包围在熟料颗粒的周围，形成“保护膜”，延缓了水泥的水化。但若石膏掺量过多，在水泥硬化后，它还会继续与固态的水化铝酸四钙反应生成钙矾石，体积约增大1.5倍，引起水泥石开裂，导致水泥安定性不良。所以生产通用硅酸盐水泥时必须掺入适量的石膏。
（2）水泥颗粒的粗细直接影响水泥的水化、凝结硬化、水化热、强度、干缩等性质，水泥颗粒越细总表面积越大，与水接触的面积也大，水化反应速度越快，水化热越大，早期强度较高。但水泥颗粒过细时，会增大磨细的能耗和成本，且不宜久存。此外，水泥过细时，其硬化过程中还会产生较大的体积收缩。所以水泥粉磨必须有一定的细度。
（3）水泥的体积的安定性是指水泥在硬化过程中体积变化的均匀性，若体积变化不均匀，会使水泥混凝土结构产生膨胀性裂缝，甚至引起严重的工程事故。所以水泥体积安定性必须合格， （4）水泥凝结时间、体积安定性以及强度等级都与用水量有很大的关系，为了消除差异，测定凝结时间和体积安定性必须采用标准稠度用水量；测定水泥强度则采用相同的用水量。
2、强度增长速度：28d之前甲＞乙，28d之后甲＜乙；水化热：甲＞乙。因为水泥强度的增长，早期取决于C3S的含量，28天以后取决于C2S的含量；水化热取决于C3S和C3A的含量。
3、某些体积安定性轻度不合格或略有些不合格的水泥，在空气中放置2～4周后，水泥中的部分游离氧化钙可吸收空气中的水蒸汽而熟化为氢氧化钙，使水泥中的游离氧化钙的膨胀作用被减小或消除，因而水泥的安定性可能由轻度不合格变为合格。但必须指出，在重新检验并在体积安定性合格时方可使用，若在放置一段时间后仍不合格，则仍然不得使用。安定性合格的水泥也必须重新
46
标定其强度等级，按标定的强度等级使用。
4、引起水泥体积安定性不良的原因是熟料中含有过多的游离氧化钙、游离氧化镁和石膏含量过多。游离氧化钙可用煮沸法检验；游离氧化镁要用蒸压法才能检验出来，石膏掺量过多造成的安定性不良，在常温下反应很慢，需长期在常温水中才能发现，两者均不便于快速检验，因此国家标准规定控制水泥中游离氧化镁及三氧化硫的含量。
在建筑工程使用安定性不良的水泥会由于不均匀的体积变化，使水泥混凝土结构产生膨胀性的裂缝，引起严重的工程事故。体积安定性不合格的水泥不得用于任何工程。
5、生产硅酸盐水泥时掺入适量石膏是为了调节水泥凝结时间，石膏是在水泥凝结硬化初期与水化铝酸四钙发生反应，此时水泥浆体具有可塑性，所以不会对水泥起到破坏作用。而当硬化的水泥石在有硫酸盐溶液的环境中生成石膏时，此生成的石膏再与水化铝酸四钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石），发生体积膨胀，而此时水泥硬化后已无可塑性，呈现脆性，从而使水泥石破坏。
6、水化热的弊端：水化热大且集中放出时，对于大体积混凝土，由于热量的积蓄会引起混凝土内部温度升高较多，而表面温度受环境的影响较低，内外温差产生热应力导致混凝土开裂；在夏季施工的混凝土中，会产生热膨胀，冷却后产生裂纹。
水化热的利：水化热大时，对冬季施工的混凝土有利，在保温措施下，使混凝土保持一定的温度，不致冻胀破坏，并能加速水泥的水化硬化。另外，由于内部温度较高，也可促进掺矿物掺合料的混凝土的早期水化，提高早期强度。
对于上述一些情况，在配制混凝土选择水泥时要考虑水化热的影响。
7、欲提高水泥强度，可从以下几方面考虑：（1）水泥熟料的矿物组成与细度：提高熟料中C3S的含量，可加快水泥的水化反应速度，提高早期强度；提高C2S的含量，可提高水泥的后期强度；生产道路水泥时适当提高C4AF的含量，可提高抗折强度。适当提高水泥的细度，可提高水泥的早期强度。（2）养护条件：保持足够的湿度和适当的温度，有利于水泥的凝结硬化和强度发展。（3）养护时间：养护时间越长其强度越高。（4）混合材料的品种和掺量：混合材料的品种和掺量不同，其强度发展也不同。
8、国家标准对通用硅酸盐水泥的化学性质有不溶物、烧失量、MgO、SO3、氯离子、碱含量等6项技术要求。其意义如下：
（1）不溶物指水泥熟料煅烧过程中存留的残渣，其含量可作为水泥烧成反应是否完全的指标；（2）烧失量是指将水泥在950～1000℃下灼烧15～20min的质量减少率，这些失去的物质主要是水泥中所含有的水分和二氧化碳，可大致判断水泥的受潮及风化程度；（3）熟料中游离MgO的含量是影响水泥安定性的一个重要指标；（4）SO3也是影响水泥安定性的重要指标之一；（5）氯离子会加速混凝土中钢筋的锈蚀作用，因此对其含量也必须加以限制；（6）碱含量指水泥中碱性氧化物如氧化钠和氧化钾的含量。碱性氧化物过多，如遇混凝土中的骨料含有活性二氧化硅时，则有可能引起碱骨料反应，导致耐久性不良。
9、硅酸盐水泥腐蚀的类型有4种：溶出性腐蚀（软水腐蚀）、溶解性化学腐蚀（一般酸或盐类腐蚀）、膨胀性化学腐蚀（硫酸盐腐蚀）和强碱的腐蚀。 （1）溶出性腐蚀（软水腐蚀）：当水泥石与软水长期接触时，水泥石中的氢氧化钙会溶于水中，若周围的水是流动的或有压力的，氢氧化钙将不断地溶解流失，使水泥石的碱度降低，同时由于水泥的水化产物必须在一定的碱性环境中才能稳定，氢氧化钙的溶出又导致其他水化产物的分解，最终使水泥石破坏。
（2）溶解性化学腐蚀：其实质是离子交换反应，水中的酸类或盐类与水泥石中的氢氧化钙起置换反应，生成易溶性盐或无胶结力的物质，使水泥石破坏。这类腐蚀有碳酸、一般酸及镁盐的腐蚀。 （3）膨胀性化学腐蚀以硫酸盐腐蚀为代表，其机理是水泥石中的氢氧化钙与硫酸盐类物质反应生成高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石）, 体积增大1.5～2倍，导致水泥石开裂破坏。
（4）强碱的腐蚀：强碱溶液与水泥水化产物反应生成的胶结力差且易为碱液溶析的物质，或因
47
碱液渗入水泥石孔隙中后，又在空气中干燥呈结晶析出，由结晶产生压力使水泥石膨胀破坏。 防止水泥石腐蚀的措施有：（1）根据环境特点，合理选择水泥品种；（2）提高水泥石的密实度；（3）在水泥石的表面加做保护层。
10、因为水泥受潮后，颗粒表面会发生水化而结块，导致强度降低，甚至丧失胶凝能力。即使在储存条件良好的情况下，水泥也会吸收空气中的水分和二氧化碳，发生缓慢水化和碳化，导致强度降低，此即水泥的风化。因此，水泥的储存期一般不超过三个月。水泥要按不同品种、强度等级及出厂日期分别存放，并加以标识，先存先用。不同品种的水泥混合使用时，容易造成凝结异常或其它事故。
11、根据这三种材料的特性，用加水的方法来辨认，加水后在5～30min内凝结并具有一定强度的是建筑石膏，发热量最大且有大量水蒸气放出的是生石灰，在45min～12h内凝结硬化的则是白水泥。
12、常用的活性混合材料有粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、粉煤灰等。活性混合材料产生硬化的条件是要有激发剂的存在，激发剂有碱性激发剂或硫酸盐激发剂。
13、掺大量活性混合材料的水泥水化反应分两步进行：
（1）水泥熟料矿物的水化：其水化产物与硅酸盐水泥相同；（2）活性混合材料的水化：水泥熟料水化生成的Ca(OH)2与掺入的石膏分别作为碱性激发剂和硫酸盐激发剂，与混合材料的活性成分如活性氧化硅、活性氧化铝等发生二次水化反应，不断生成新的水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙及水化硫铁酸钙等水化产物，使水泥石的后期强度得以迅速提高。
由于熟料矿物比硅酸盐水泥少得多，而且水化反应分两步进行，第二步水化反应从时间上滞后，致使这类水泥凝结硬化速度较慢，早期（3-7d）强度较低，但后期由于二次水化反应的产物大大增加，使强度增长较快，甚至超过硅酸盐水泥。另外，由于熟料矿物少，它们的水化热小；硬化水泥石中氢氧化钙、水化铝酸钙少，则抗软水、酸类或盐类侵蚀性高；硬化水泥石的碱度低，易碳化，这对防止钢筋锈蚀不利；混合材料易泌水形成毛细管通道，使水泥的密实度、匀质性下降，导致抗冻性较差。
14、掺大量活性混合材料的硅酸盐水泥的共性：（1）水化热小；（2）硬化慢，早期强度低，后期强度高；（3）抗化学腐蚀性高；（4）对温度较为敏感，低温下强度发展较慢，适合高温养护；（5）抗碳化能力较差；（6）抗冻性较差。
特性：矿渣硅酸盐水泥：（1）泌水性大，抗渗性差；（2）耐热性好；（3）干缩率大。
火山灰质硅酸盐水泥：（1）保水性好、抗渗性好；（2）干缩率大；（3）耐磨性差。 粉煤灰硅酸盐水泥：（1）干缩小、抗裂性高；（2）耐磨性差。 复合硅酸盐水泥：干缩较大。
15、因为矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥中熟料矿物的含量相对减少了，故其早期硬化较慢，早期强度低，又因这几种水泥对温度的变化很敏感，低温下强度发展更慢，所以不宜用于早期强度要求较高或较低温度环境中施工的混凝土工程。
16、（1）：现浇混凝土楼板、梁、柱：宜选用普通硅酸盐水泥，因为该混凝土对早期强度有一定的要求。
（2）采用蒸汽养护的混凝土构件：宜选用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥及复合硅酸盐水泥，因为这几种水泥适宜蒸汽养护，不仅能提高其早期强度，而且使后期强度也得到提高。
（3）厚大体积的混凝土工程：宜选用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥以及复合硅酸盐水泥，因为这几种水泥水化热低。
（4）水下混凝土工程：宜选用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥以及复合硅酸盐水泥，因为这几种水泥具有较高的抗腐蚀能力，适用于水中混凝土。
（5）高强混凝土工程：宜选用硅酸盐水泥。因为该水泥强度等级最高，适用于配制高强混凝土。
48