建筑材料 第5版 习题答案 第三章思考题答案.docx

3-1

答：硅酸盐水泥的主要矿物组成：硅酸三钙3CaO·SiO2，简式C3S；硅酸二钙2CaO·SiO2，简式C2S；铝酸三钙3CaO·Al2O3，简式C3A；铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3，简式C4AF。

与水反应速率：C3A＞C3S＞C4AF＞C2S

单位时间放热量：C3A＞C3S＞C4AF＞C2S

强度：C3S：早期强度发展快，后期强度发展缓慢；

C2S：早期强度低后期强度高；

C4AF：强度较低；

C3A：强度最低。

3-2

答：硅酸盐水泥水化生成的主要水化产物有：C—S—H凝胶、氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体、水化铁酸钙凝胶体。在充分水化的水泥石中，C—S—H凝胶约占70％，氢氧化钙约占20％，钙矾石和单硫型水化硫铝酸钙约占7％。硬化后的水泥石是由水泥凝胶、未完全水化的水泥颗粒、毛细孔（含毛细孔水）等组成的。

3-3

答：水泥加水拌合后，水泥颗粒分散于水中，成为水泥浆体。水泥颗粒与水接触后，一些物质溶解于水中，并很快达到饱和状态，开始沉淀形成微小的颗粒；还有些物质直接与水反应生成水化产物，并包裹于水泥颗粒表面。水分透过水化产物包裹层，将可溶的物质溶解并透过水化产物层带出并沉淀，渐渐长大成为晶体。由于水分渗入速度慢，水泥的水化速度减慢。随着水分渗入量增大，而溶解物质溶液很难渗出，产生了渗透压力。可溶物质在包裹层内沉淀形成微小晶体，以及直接与水反应生成的水化产物增多，包裹层发生了破裂。水分与新的水泥颗粒接触，发生了快速水化反应，水化产物增多，颗粒之间水分减少，颗粒相互接触，水泥浆粘度增加，渐渐失去可塑性，水泥浆进入凝结过程。随着水泥水化的不断进行，水化产物增多，晶体长大，水分减少，水泥浆完全失去可塑性。水泥浆孔隙减少，密实度增加，产生了强度，强度不断增加，水泥浆进入硬化过程。硬化的过程在开始时速度很快，28天以后硬化开始减慢。硬化过程可以持续几年甚至几十年。

影响硅酸盐水泥凝结、硬化的因素包括：

1）熟料矿物组成：矿物组成是影响水泥凝结硬化的主要内因，不同的熟料矿物单独与水作用时，水化反应的速度、水化热、水化产物的强度是不同的，因此改变水泥的矿物组成，其凝结硬化将产生明显的变化。

2）水泥的细度：水泥颗粒的粗细直接影响水泥的水化、凝结硬化、强度、水化热、干燥收缩等。水泥颗粒越细，与水接触的表面积越大，水化速度则越快且比较充分，水泥的早期强度和后期强度都很高。

3）石膏：石膏掺入水泥中的目的是为了延缓水泥的凝结、硬化速度。

4）温度、湿度：温度对水泥的凝结硬化影响很大，提高温度，可加速水泥的凝结硬化，强度增长较快。湿度是保证水泥水化的一个必备条件，水泥的凝结硬化实质是水泥的水化过程。因此，在缺乏水的干燥环境中，水化反应不能正常进行，硬化也将停止；潮湿环境下的水泥石能够保持足够的水分进行水化和凝结硬化，从而保证强度的不断发展。

5）龄期：龄期是指水泥在正常养护条件下所经历的时间。水泥的凝结硬化是随龄期的增长而渐进的过程，在适宜的温度、湿度环境中，龄期越长，强度越高。

6）水灰比：拌和水泥浆时，水与水泥的质量比称为水灰比。拌和水越多，硬化后水泥石中的毛细孔就越多，强度越低，在熟料矿物成分含量大致相近的情况下，水灰比的大小是影响水泥石强度的主要因素。

3-4

答：掺入适量石膏，这些石膏与铝酸三钙反应生成水化硫铝酸钙，覆盖于末水化的铝酸三钙周围，阻止其继续快速水化，由于水化硫铝酸钙非常难溶，迅速沉淀结晶形成针状晶体，包裹于铝酸盐矿物表面阻止水分与其接触和反应，因而延缓了水泥的凝结时间。但如果石膏过多，会引起水泥体积安定性不良。

硫酸盐会与水泥石中的水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙，产生膨胀作用。

3-5

答：水泥的细细度是指水泥颗粒的粗细程度。水泥的细度对水泥安定性、需水量、凝结时间及强度有较大的影响。水泥颗粒越细，与水起反应的表面积越大，水化较快，其早期强度和后期强度都较高；但粉磨能耗增大，机械损耗增大，生产成本增加，而且硬化收缩增大，因此，水泥的细度应控制在合理的范围。

水泥的细度有两种表示方法：一种是用80μm或45μm方孔筛的筛余百分数表示。另一种是用比表面积即单位质量水泥粉末总表面积表示。比表面积越大，说明水泥颗粒越细。国家标准规定硅酸盐水泥和普通硅酸盐的细度用比表面积表示，比表面积应不小于300m2/㎏。

3-6

答：标准稠度用水量的大小对水泥的凝结时间、体积安定性等的测定值有较大的影响。为了使所测得的结果具有可比性，要求必须采用标准稠度的水泥净浆来测定。水泥净浆达到标准稠度所需的用水量即为标准稠度用水量，用水占水泥质量的百分数来表示，对于不同的水泥品种，水泥的标准稠度用水量各不相同，一般在24%～33%之间。标准稠度用水量主要取决于熟料的矿物组成及水泥细