土木工程材料习习题集答案

1、土木工程材料习题集习题解答目录0 绪论21土木工程材料的基本性质32气硬性胶凝材料103水泥154混凝土235建筑砂浆436墙体材料467天然石材508金属材料529合成高分子材料10木材11沥青与防水材料12绝热材料与吸声材料13建筑装饰材料0 绪论习题解答一、 名词解释1、产品标准：是为保证产品的适用性，对产品必须达到的某些或全部要求所指定的标准。其范围包括：品种、规格、技术性能、试验方法、检验规则、包装、储藏、运输等。建筑材料产品，如各种水泥、陶瓷、钢材等均有各自的产品标准。2、工程建设标准：是对基本建设中各类的勘察、规划设计、施工、安装、验收等需要协调统一的事项所指定的标准。与选择和使

2、用建筑材料有关的标准，有各种结构设计规范、施工及验收规范等。二、填空题1有机材料 无机材料 复合材料；2、国家标准 行业标准 地方标准与企业标准三、简答题1、土木工程材料可从不同角度加以分类，如按化学成分，可分为无机材料、有机材料和复合材料；如按材料的功能，可分为结构材料与功能材料两类；如按材料在建筑物中的部位，可分为承重构件（梁、板、柱）、屋面、墙体、地面等材料。2、土木工程材料有下列发展趋势：（1）高性能化。例如研制轻质、高强、高耐久、优异装饰性和多功能的材料，以及充分利用和发挥各种材料的特性，采用复合技术，制造出具有特殊功能的复合材料。（2）多功能化。具有多种功能或智能的土木工程材料。（

3、3）工业规模化。土木工程材料的生产要实现现代化、工业化，而且为了降低成本、控制质量、便于机械化施工，生产要标准化、大型化、商品化等。 （4）生态化。为了降低环境污染、节约资源、维护生态平衡，生产节能型、利废型、环保型和保健型的生态建材，产品可再生循环和回收利用。3、实行标准化对经济、技术、科学及管理等社会实践有着重要意义，这样就能对重复性事物和概念达到统一认识。以建筑材料性能的试验方法为例，如果不实行标准化，不同部门或单位采用不同的试验方法。则所得的试验结果就无可比性，其获得的数据将毫无意义。所以，没有标准化，则工程的设计、产品的生产及质量的检验就失去了共同依据和准则。由此可见，标准化为生产技

4、术和科学发展建立了最佳秩序，并带来了社会效益。4、工程实际中对材料进行质量控制的方法主要有：通过对材料有关质量文件的书面检验初步确定其来源及基本质量状况；对工程拟采用的材料进行抽样验证试验。根据检验所得的技术指标来判断其实际质量状况，只有相关指标达到相应技术标准规定的要求时，才允许其在工程中使用；在使用过程中，通过检测材料的使用功能、成品或半成品的技术性能，从而评定材料在工程中的实际技术性能表现；在使用过程中，材料技术性能出现异常时，应根据材料的有关知识判定其原因，并采取措施避免其对于工程质量的不良影响。5、土木工程材料课程具有内容繁杂、涉及面广、理论体系不够完善等特点，因此学习时应在首先掌握

5、材料基本性质和相关理论的基础上，再熟悉常用材料的主要性能、技术标准及应用方法；同时还应了解典型材料的生产工艺原理和技术性能特点，较清楚地认识材料的组成、结构、构造及性能；必须熟悉掌握常用土木工程材料的主要品种和规格、选择及应用、储运与管理等方面的知识，掌握这些材料在工程使用中的基本规律。材料试验是检验土木工程材料性能、鉴别其质量水平的主要手段，也是土木工程建设中质量控制的重要措施之一。通过实验课的学习，可以加深对理论知识的理解，掌握材料基本性能的试验和质量评定方法，培养实践技能。1土木工程材料的基本性质习题解答一、名词解释1.密度、表观密度、体积密度、堆积密度密度：材料在绝对密实状态下单位体积

6、的质量。表观密度：材料在包含内部闭口孔隙体积在内的单位体积的质量。体积密度：材料在自然状态下单位体积的质量。堆积密度：散粒状或粉状材料在堆积状态下单位体积的质量。2.亲水性材料、憎水性材料亲水性材料：当润湿角90°时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子之间的相互吸引力，此种材料称为亲水性材料。憎水性材料：当润湿边<90°时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子之间的相互吸引力，此种材料称为憎水性材料。3.吸水率、含水率吸水率：当材料吸水饱和时，材料中所含水的质量与干燥状态下的质量比称为吸水率。含水率：材料中所含水的质量与干燥状态下的质量之比，称为材料的含水率。4

7、.耐水性、软化系数耐水性：材料抵抗水破坏作用的性质称为耐水性，用软化系数表示。软化系数：材料在吸水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的抗压强度之比。5.抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗透性，用用渗透系数或抗渗等级表示。6.抗冻性：材料在水饱和状态下，经过多次冻融循环作用，能保持强度和外观完整性的能力。7.强度等级、比强度强度等级：指按材料强度值的大小划分的若干等级。比强度：按材料单位质量计算的强度，其值等于材料的强度值与其体积密度之比。8.弹性、塑性弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，变形能完全消失的性质塑性：材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，仍保持变形后的形状，并

8、不产生裂缝的性质。9.脆性、韧性脆性：材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料突然破坏，而破坏时无明显的塑性变形的性质。韧性：材料在冲击、振动荷载作用下，能过吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不被破坏的性质。10.热容量、导热性热容量：指材料受热时蓄存热量或冷却时放出热量的性能，其大小等于比热容与质量的乘积。导热性：反映材料传递热量的能力。其大小用导热系数表示。11. 耐燃性、耐火性耐燃性：指材料能够经受火焰和高温作用而不破坏，强度也不显著降低的性能。根据耐燃性不同，可分为易燃材料、难燃材料和不燃材料三类。耐火性：指材料长期在高温作用下，保持其结构和工作性能基本稳定而不破坏的性质，用

9、耐火度表示。根据耐火度不同，可分为易熔材料、难熔材料和耐火材料三类。12.耐久性：是材料在使用过程中抵抗其自身及环境因素的长期破坏作用，保持其原有性能而不变质、不破坏的能力，即材料保持工作性能直到极限状态的性质。二、填空：.吸水率，软化系数，抗渗等级或渗透系数，抗冻等级，导热系数；2.高，好，愈好；3.小，大；4.质量，强度，保温性能，抗冻性能，体积；5.较小，较低，较大，较差，较差，较大，较好；6. 好，；7.比强度，材料的强度与体积密度之比，越轻质高强；8.静压力；9.抵抗变形；10.孔隙率，孔隙特征，孔隙率，细小开口，连通；11不燃材料，难燃材料，易燃材料，热变质，热变形；12.物理作用

10、，化学作用，生物作用；13.形状，尺寸，表面状态，含水率，加荷速度，温度；14.微观，亚微观（细观），宏观三、选择题： 提示：由含水率公式可求得干砂的质量为96.15克。 提示：材料的导热系数越小，保温隔热性越好，热容量大对保持室内温度的稳定有良好的作用。3.(1)BDF；(2)BD；(3)BDF；(4)ADF；(5)ACF 提示：一般来说，材料的孔隙率小、开口连通孔少且为微细孔时，其强度较高（材料承受荷载的截面增大，内部产生缺陷的几率减小），抗渗性与抗冻性较好（材料孔隙内的充水程度较低，对结冰产生的体积膨胀的缓冲能力较大）；含有大量封闭微孔的材料导热性较低，保温隔热性较好（静态空气的导热系数

11、很小）；含有大量连通开口微孔的材料吸声性能较好（声波可深入材料内部，与孔壁摩擦转化成热能而消耗掉）。 提示：根据计算，材料的软化系数为，大于，为耐水。 提示：材料的密度是一定值，不随环境的变化而改变。 提示：无机非金属材料的抗冻性反映了其抗风化性的好坏，与耐久性关系密切。一般而言，无机非金属材料的抗冻性越高，则材料的其它的耐久性也越高。 提示：除了密度外，其它性质均与孔隙率有关。提示：软化系数为材料在吸水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的抗压强度之比，该值越小，说明材料吸水饱和后强度降低越多，耐水性越差，通常软化系数大于的材料可以认为是耐水的。 提示：石英矿物的硬度应用刻划法测定。提示：

12、韧性材料在冲击、振动荷载作用下，能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏，因为韧性材料的变形值越大，而抗拉强度越接近或高于抗压强度，所以承受冲击和振动荷载的能力强。如钢材、木材、沥青混凝土等。11、A 提示：脆性材料在外力作用下，直至断裂前只发生很小的弹性变形，不出现塑性变形而突然破坏。这是脆性材料的一个特征。而这类材料的抗压强度比抗拉强度大得多，可达几倍到几十倍。因此，其抗冲击和振动荷载的能力较差。大部分无机非金属材料如石材、砖、水泥、混凝土、砂浆、陶瓷及玻璃等属于这类材料。12、D 提示：材料吸水后，将使材料的体积密度和导热系数提高，因为材料的体积密度是指材料在自然状态下单位体积

13、的质量。材料吸水后，其质量加入了含水的质量，这样总质量提高了，虽然体积也增加，但增幅小，故体积密度提高。而材料导热是通过材料实体与孔隙内的空气，而吸水后传热介质变成了材料实体及水和空气（水占有了部分或全部空气的体积），而水的导热系数（=m·K）是空气的导热系数（=m·K）的25倍左右，故材料的导热系数提高了。13、C 提示：材料吸水后，将使材料的强度和保温性降低。由于水会以不同方式使材料软化，破坏材料内部结构的结合力，因此材料吸水后会使其强度降低；另外，材料吸水后导热系数将明显提高，使材料的保温性降低。14、C 提示：材料的抗渗性和抗冻性的好坏与材料的孔隙率及孔隙特征有关。

14、一般来说，孔隙率大且为开口连通孔时材料的抗渗性与抗冻性较差；密实的以及具有闭口孔（不论孔隙率大小）的材料抗渗性与抗冻性较好。如在混凝土工程中常掺入引气剂改善混凝土的孔结构，以提高其抗渗性和抗冻性。15、D 提示：通常，固体物质比液态物质导热系数大，液态比气态导热系数大。当材料的孔隙率约大即体积密度约小时，由于孔隙中空气传热较差，因此导热系数越小。当孔隙率相同时，若孔隙间连通也会使孔中空气流通而传热，使材料的导热系数增大。16、D 提示：建筑材料中，各种胶凝材料、混凝土、天然石材、砖瓦、钢材、木材等均为亲水性材料。而沥青、油漆、塑料等为憎水性材料，它们常用作防潮、防水和防腐材料，也可以对亲水性材

15、料进行表面处理，用以降低吸水性。四、判断题：1×23×4×5×6×7×8×9×1011×121314151617181920五、简答题：1.答：质量吸水率和体积吸水率都是反映材料吸水性能的指标，但含义不同。质量吸水率是指材料在吸水饱和状态下所吸入水的质量占材料干燥质量的百分率；而体积吸水率是指材料在吸水饱和状态下所吸入水的体积占干燥材料在自然状态下体积的百分率。前者适宜于表示具有封闭孔隙或极大开口孔隙的材料的吸水性；后者适宜于表示具有很多微小开口孔隙的轻质材料（如加气混凝土、软木等）的吸水性。2. 答：材

16、料在外力作用下抵抗破坏的能力，称为材料的强度；按其强度值的大小划分为若干个等级，则是材料的强度等级。材料的强度与材料的含水率状态及温度有关，含有水分的材料其强度较干燥时低；一般温度高时材料的强度降低。材料的强度还与其测试的所用的试件形状、尺寸有关，与实验时的加荷速度、试件的表面性状有关，相同材料采用小试件测得的强度较大，试件高，加荷速度快者强度偏高，试件表面不平或表面涂润滑剂时所测得的强度偏低。3.答：材料的耐久性是材料的一种综合性质，诸如：抗渗性、抗冻性、抗风化性、抗老化性、抗化学侵蚀性、耐热性、耐火性及耐磨性等均属于耐久性的范围。对不同的材料有不同的耐久性要求。影响材料耐久性的破坏因素主要

17、有物理因素、化学因素、物理化学因素、机械因素及生物因素等几方面。不同的材料或相同的材料使用在不同的环境中，所受到的破坏作用有可能不同。为提高材料的耐久性，以利于延长土木工程结构物的使用寿命和减少维修费用，可根据工程环境和材料特点从以下方面采取相应的措施；（1）提高材料自身对环境破坏因素的抵抗性（如提高材料的物理力学及化学性能等）；（2）设法减轻环境介质对材料的破坏作用（如排除或降低破坏因素对材料的作用等）；（3）用其它材料保护主体材料免受破坏（如覆面、抹灰、刷涂料等）。4.答：（1）证明：设材料在干燥状态下的自然体积为；材料在干燥和吸水饱和时的质量分别为m1和m2，则有： 则 将代入得：而，w

18、 =1，故有：Wv =Wm·0（2）公式中的的单位为g/cm3。（3）若材料的孔隙率为P，体积吸水率为Wv，则材料的闭口孔隙率。5.答：评价材料热工性能的常用参数有材料的导热系数、热容量与比热，材料的导热系数和热容量是设计建筑物围护结构进行热工计算时的重要参数，要保持建筑物室内温度的稳定性并减少热损失，应选用导热系数小而热容量较大的建筑材料。6.答：干燥墙体由于其孔隙被空气所填充，而空气的导热系数很小，只有（m·K）。因而干墙具有良好的保暖性能。而新建房屋的墙体由于未完全干燥，其内部孔隙中含有较多的水分，而水的导热系数为（m·K），是空气导热系数的近25倍，因而传

19、热速度较快，保暖性较差。尤其在冬季。一旦湿墙中孔隙水结冰后，传导热量的能力更加提高，冰的导热系数为(m·K).是空气导热系数的100倍，保暖性就更差。7.答：材料的孔隙率和孔隙构造对材料的体积密度、强度、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性、导热性及吸音性等性质均会产生影响，其影响如下：（1）孔隙率越大，其体积密度越小；（2）孔隙率越大其强度越低；（3）密实材料及具有闭口孔的材料是不吸水和不吸湿的；具有粗大孔的材料因其水分不易存留，其吸水率常小于孔隙率；而那些孔隙率较大 且具有开口连通孔的亲水性材料具有较大的吸水与吸湿能力；（4）密实的或具有闭口孔的材料是不会发生透水现象的。具有较大孔隙率

20、且为开口连通大孔的亲水性材料往往抗渗性较差；（5）密实材料及具有闭口孔的材料具有较好的抗冻性；（6）孔隙率越大，导热系数越小，导热性越小，绝热性越好；孔隙率相同时，具有较大孔径或连通孔的材料，导热系数偏大，导热性较大，绝热性较差；（7）孔隙率较大且为细小连通孔时，材料的吸音性较好。六.计算题1、解：该岩石的软化系数为：KR = 168/178 = > 答：此岩石可用于水下工程。 2、 解：已知： 则： 答：此岩石的体积密度为2.71g/和碎石的空隙率为%。3、解：砂包含内部闭口孔在内的体积为瓶装满水后排出水的体积，即表观密度：空隙率： 4、解：河沙的含水率：W= 100%=%5、解：柱子

21、所受应力=1800kN × 10/（400×500）= 9 MPa应变 该柱子受力后被压缩此荷载作用下该柱子未达到破坏状态。若要使其破坏，须施加的压力荷载为 F=21MPa×400mm×500mm=4200KN答：要使该柱子达到受压破坏，须施加4200KN的压力荷载。6、解：密度：=50/=cm体积密度：=2580g10/（）=1764kg/m孔隙率: P=(1-176410/ 100% = %质量吸水率：W=（2940g-2580g）/ 2580g 100% = %开口孔隙率：P=%闭口孔隙率: P闭 = % - % = %7、解：质量吸水率：由，开口

22、孔隙率： P=%闭口空隙率：该材料的孔隙率为50%，而开口孔只有%，闭口孔占了%，因此该材料的抗冻性较好。8、解:卵石质量为 表观密度： 堆积密度： 空隙率： 2 气硬性胶凝材料习题解答一、名词解释 1、凡是经过一系列的物理、化学作用，能将散粒状或块状材料粘接成整体的材料。2、只能在空气中硬化，且只能在空气中保持或发展期强度的胶凝材料。3、不仅在空气中，而且能更好的在水中硬化。并保持、发展期强度的胶凝材料4、将二水石膏在非密闭的窑炉中加热脱水，得到的型半水石膏，称为建筑石膏。5、若将二水石膏在，124°C的过饱和蒸汽条件下蒸炼脱水，得到的型半水石膏，晶粒较粗，加水硬化后，具有较高的密

23、实度和强度，将之称为高强石膏。6、生石灰中，一些石灰在烧制过程中由于矿石品质的不均匀及温度的不均匀，生成的生石灰中有可能含有欠火石灰和过水石灰。对于欠火石灰，降低了石灰的利用率，而对于过火石灰，由于其表面常被粘土类杂质融化形成的玻璃釉状物包裹，熟化很慢，就有可能在实际工程应用中，石灰已经硬化，而过火石灰才开始熟化，熟石灰体积比生石灰体积大1倍，引起隆起和开裂。7、为了消除过火石灰的危害，将石灰浆在储灰坑中存放2周以上的过程即为“陈伏”。8、生石灰加水与之反应生成氢氧化钠的过程称为石灰的熟化或消解。9、水玻璃，又称泡花碱，是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的能溶解于水的硅酸盐材料。二、填空题1.

24、耐水；2.,半水,CaSO42H2O ；3.微膨胀；4.大,小,保温隔热,吸声；5.体积收缩,体积微膨胀；6.放热大,体积膨胀；7.砌筑砂浆,抹面砂浆,石灰土,三合土；8.干燥,碳化,碳化,表,里,缓慢；9.硬化后的收缩,收缩裂缝；10.保水性,和易性；11.防火性；, SiO2和Na2O的分子比,大,难,高；13.很强的, SiO2,耐热性；14、热量 膨胀 游离水 收缩；15、快 略微膨胀 大 小 好 好 好 ；16、氧化硅 碱金属氧化物；17、好 缓慢 收缩 差；18、强度 细度 凝结时间；19、CaO+MgO含量 CO含量 未消化残渣含量 产浆量三.选择题 1、（C）；2、（C）； 3

25、、(A) 4、（C）提示：石膏在遇火时，二水石膏的结晶水蒸发，吸收热量，表面生成的无水石膏是良好的绝热体，因而在一定的时间内可防止火势蔓延，起到防火作用。5 （C） 提示：因为冷库是冷冻食物的，内部湿度大，而石膏的吸湿性大，又是气硬性胶凝材料，耐水性差，软化系数仅为，吸水后再经冷冻，会使结构破坏。同时石膏吸入大量水后，其保温隔热性能急剧降低，故不能用于冷库内墙贴面。6（A）提示：建筑石膏加水凝固时体积不收缩，且略有膨胀（约%-1%）。因此制品表面不开裂。建筑石膏实际加水量（60%80%）比理论吸水量%)多，因此制品孔隙率大（可达50%60%），表观密度小，导热系数小，吸声性强，吸湿性强。吸收水

26、分后易使石膏晶体溶解，制品强度下降，抗冻性较差。可加入适量水硬性或活性混合材料（如水泥、磨细矿渣、粉煤灰等）或有机高分子聚合物改善石膏制品的耐水性，并可提高其强度。 建筑石膏加水硬化后主要成分为，遇火灾时制品中的二水石膏中的结晶水蒸发，吸收热量，并在表面形成水蒸气帘幕和脱水物隔热层，因此制品抗火性好。但制品长期靠近高温部位，二水石膏会脱水分解而使制品失去强度。7（B）；8（D）9 （D）提示：用水玻璃浸渍或涂刷粘土砖或硅酸盐制品时，水玻璃与二氧化碳作用生成硅胶，与材料中的氢氧化钙作用生成硅酸胶体，填充空隙中，使材料致密，但若涂刷在石膏制品上时，因为硅酸钠与硫酸钙反应生成硫酸钠，在制品中结晶，体

27、积显著膨胀，会导致制品破坏。10 （D）提示：水玻璃模数即二氧化硅与碱金属氧化物的摩尔比一般在。随模数的增加，水玻璃中的晶体组分减少，胶体组分相对增多，粘结能力增大，同时SiO2含量增加，水玻璃溶解性减小，耐酸性增强。四、判断题1 ×； 2 ；3 ×；4 ×； 5 ； 6 ； 7 ×；8 ×； 9 ； 10 五、问答题1、气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度。水硬性胶凝材料不仅能在空气中硬化，而且能更好的在水中硬化，并保持和继续发展其强度。 所以气硬性胶凝材料只适用于地上或干燥环境，不宜用于潮湿环境，更不能用于水中

28、，而水硬性胶凝材料既适用于地上，也可以用于地下或水中。2、建筑石膏的特性有：（1）凝结硬化快，凝结硬化时体积微膨胀；（2）孔隙率大、体积密度小强度低；（3）保温隔热性和吸声性好；（4）防火性能好；（5）具有一定的调温、调湿性；（6）耐水性和抗冻性差；（7）装饰性好。根据建筑石膏的以上技术特性可知，建筑石膏及其制品是一种性能优良的室内建筑装饰材料。而在室外使用建筑石膏制品时，必然要受到雨水冰冻的作用，而建筑石膏制品的耐水性、吸水率高、抗渗性差、抗冻性差，所以不适用于室外。3、石灰的特性为：（1）可塑性好，保水性好；（2）凝结硬化慢、强度低；（3）硬化过程中体积收缩大；（4）耐水性差。其主要用途有

29、：（1）制作石灰乳涂料；（2）配制石灰砂浆和混合砂浆；（3）配制灰土和三合土；（4）生产硅酸盐制品；（5）制作碳化石灰板。4、墙面一些部位出现起鼓凸出并伴有放射状的及网状的裂纹，是由于配制水泥石灰混合砂浆采用的石灰膏中有过火石灰，这部分过火石灰在消解、陈伏阶段未完全熟化，以至于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水分继续熟化，产生体积膨胀而导致的。5、灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成的，经碾压或夯实后，密实度提高，并且在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅和氧化铝反应，生成水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以灰土或三合土的强度和耐水性会随时间的延长而逐渐提高，可以在潮湿环境中使用。

30、6、水玻璃的特性为：（1）胶结能力强，硬化时析出的硅酸凝胶有堵塞毛细孔而防止水渗透的作用。水玻璃混凝土的抗压强度可达15-40MPa；（2）耐酸性好。水玻璃具有很强的耐酸能力，能抵抗大多数无机酸和有机酸的作用；（3）耐热性好。水玻璃不燃烧，在高温下硅酸凝胶干燥的很快，强度并不降低，甚至有所增加。水玻璃在建筑工程中的用途如下：（1）涂刷建筑材料表面，提高密实性和抗风化性能；（2）用于加固地基；（3）配制耐酸混凝土和耐酸砂浆；（4）配制耐热混凝土和耐热砂浆；（5）配制快凝防水剂。3 水泥习题解答一、名词解释1、以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。2、在水泥生产过程中，

31、为改善水泥性能、调节水泥强度等级而加入的矿物质材料。3、具有火山灰性或潜在水硬性的混合材料。火山灰性是指一种材料磨成细粉，单独不具有水硬性，但在常温下与石灰混合后能形成具有水硬性化合物的性能。4、水泥的凝结时间分为初凝和终凝，初凝是指水泥加水拌和至标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间；终凝是指水泥加水拌和至标准稠度净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需时间。5、水泥在凝结硬化过程中产生了不均匀的体积变化，会导致水泥石膨胀开裂，降低建筑物质量，甚至引起严重事故，此即体积安定性不良。6、将水泥与水拌成标准稠度状态下的加水量为水泥标准稠度用水量。7、水泥中的氧化钠和氧化钾等碱性氧化物的含量。8、水泥与

32、水发生水化反应放出的热量。9、又叫二次反应。活性混合材料中均含有活性SiO2和活性Al2O3成分，他们能和水泥水化产生的Ca（OH）2作用，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙。这一反应即“火山灰反应”。二、判断题1； 2×；3 ；4 ； 5 ×； 6 ；7 ；8 ； 9 ； 10 ；11×；12×；13；14×；15三、填空题1、P·，P·，P·O，P·S，P·P，P·F，P·C ；2、硅酸三钙，硅酸二钙，铝酸三钙，铁铝酸四钙，C3S，C2S，C3A，C4AF；3、调节水泥凝结时间，

33、体积安定性不良，凝结速度过快（瞬凝）；4、CaO ，MgO，SO42-；5、Ca(OH)2 ；水化铝酸钙；6、低；高；低；好；差； 7、好；Ca(OH)2 ；水化铝酸钙；8、活性二氧化硅；活性氧化铝；Ca(OH)2 ；水化硅酸钙；水化铝酸钙；9、45min ；6h30min；10、细度；凝结时间；安定性；强度；不溶物；烧失量；三氧化硫；氧化镁；氯离子；碱含量11、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, 水化硅酸钙, 氢氧化钙12、C3S，C3S， C3A， C3S， C3A， C2S， C4AF， C3A， C4AF13、缓凝, 缓凝，激发活性14、粒化高炉矿渣，火山灰质

34、材料，粉煤灰， SiO2，Al2O3，Ca(OH)2，水化硅酸钙；水化铝酸钙15、13，3，28，继续缓慢增长 16、凝胶体，晶体，未水化水泥颗粒，毛细孔17、毛细孔, Ca(OH)2 ，水化铝酸三钙，软水腐蚀，盐类腐蚀，酸类腐蚀，碱类腐蚀，合理选用水泥品种，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、40×40×160mm，20±1的水

35、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，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

36、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

37、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

38、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

39、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，高铝水泥硬化时放热量很大，适合冬季施工。13（A）提示：通用

40、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

41、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（

42、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

43、，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

44、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

45、水泥，在空气中放置24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

46、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

47、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C

48、4AF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9501000下灼烧1520min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

49、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

50、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，或因碱液渗入水泥石孔隙中后，又在空气中干燥呈结晶析

51、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530min内凝结并具有一定强度的是

52、建筑石膏，发热量最大且有大量水蒸气放出的是生石灰，在45min12h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

53、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

54、，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

55、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

56、土。（6）高温设备或窑炉的混凝土基础：宜选用矿渣水泥。因为该水泥耐热性好，与耐热粗 细骨料配制成的耐热混凝土耐热度达到13001400，可用于高温设备或窑炉的混凝土基础。（7）严寒地区受冻融的混凝土工程：宜选用普通硅酸盐水泥，因为该水泥抗冻性好。（8）有抗渗性要求的混凝土工程：宜选用火山灰质硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。因为这两种水泥抗渗性高。（9）混凝土地面或道路工程：宜选用道路水泥、硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥，因为这几种水泥的早期强度高，干缩性小，耐磨性好，抗冲击能力强。（10）有硫酸盐腐蚀的地下工程：优先选用矿渣硅酸盐水泥，因该水泥抗硫酸盐介质腐蚀的能力强。（11）冬期施工的混凝土工程：宜选用快硬硅酸盐水泥、硅酸盐水泥，因为这两种水泥凝结硬化快，早期强度高，且抗冻性好。（12）与流动水接触的混凝土工程：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，因为这些水泥抵抗软水侵蚀的能力强。（13）处于水位变化区的混凝土工程：宜选用普通硅酸盐水泥。因为该水泥抵抗干湿交替作用的能力强。（14）处于干燥环境中的混凝土工程：宜选用普通硅酸盐水泥，因为该水泥硬化时干缩小，不易产生干缩裂纹，可用于干燥环境中的混凝土工程。（15）海港码头工程：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