新型建筑材料的理工大期末复习题综述

1、 混凝土矿物外加剂有哪些？ 答：粉煤灰、粒化高炉矿渣、硅灰、沸石粉、偏高岭土、复合矿物外加剂（粉煤灰—矿粉复合，粉煤灰—硅灰、矿粉—硅灰、粉煤灰—矿粉—硅灰复合、粉煤灰—偏高岭土、矿粉—偏高岭土）以及其他品种的矿物外加剂（补偿收缩用复合矿物外加剂、磨细石灰石）等。 2、 比较粉煤灰、粒化高炉矿渣、硅灰、沸石粉、偏高岭土的化学组成、矿物组成，并阐述他们对混凝土性能的影响？（该题需具体阐述是怎么影响性能的） 答案要点； 粉煤灰的主要化学成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等，为钙质材料，它具有火山灰效应，微骨料效应、形态效应，对新拌混泥土性能（和易性、流动性、扩展度、坍落度泌水性）的影响、对混凝土强度、耐久性（包括抗冻性、抗渗性、抗硫酸盐腐蚀的影响，抗碳化和对钢筋的保护作用），对水化热的影响、对收缩和抗裂性的影响。 粒化高炉矿渣主要化学成分为SiO2、Al2O3、CaO、MgO等，为钙质材料，有大量玻璃体，钙镁铝黄长石、少量硅酸一钙和硅酸二钙等结晶体，所以矿粉有微弱的自身水硬性；矿粉对混凝土和易性、强度、耐久性、水化热的影响；对收缩（自收缩、早期收缩、总干收缩）和抗裂性的影响； 硅灰主要含有无定型二氧化硅，对混凝土和易性、强度、耐久性、收缩和抗裂性有影响； 沸石粉主要化学成分是SiO2、Al2O3，以天然沸石岩为原料；对混凝土和易性、强度有影响，抑制碱—骨料反应的性质，沸石粉高性能混凝土抗碳化和钢筋锈蚀的性能； 偏高岭土（Al2O3 •2 SiO2 •2H2O）主要化学成分是Al2O3，对混凝土和易性、强度、收缩、导电量和氯离子渗透系数、耐久性的影响。 3、 掺入不同等级的粉煤灰对混凝土需水量有何影响？ 答：掺一级粉煤灰时用水量会减少，掺二、三级粉煤灰时会增加用水量。 4、 比较粉煤灰和矿粉的作用机理？ 答案要点： 粉煤灰：（提高工作性能）P14面 火山灰活性效应，粉煤灰具有无定形玻璃体形态的SiO2、Al2O3，比表面积大，与氢氧化钙进行二次反应，生成水化铝酸钙、水化硅酸钙等胶凝物质，填充骨料形成紧密的混凝土，同时减低水泥石的碱度，有利于水化铝酸盐形成，后期强度增长较快； 微骨料效应，粉煤灰具有极小的粒径，水泥水化是均匀填充毛细管和空袭裂缝，改善孔结构，提高水泥石密实度；未参与水化的颗粒起到骨料的骨架作用，优化凝胶结构，改善混凝土的微观结构，进而改善混凝土的宏观性能； 形态效应，粉煤灰中大量的球状玻璃微珠填充水泥颗粒之间起润滑作用，因而达到同样流动性时可降低用水量，且内摩擦阻力减小，利于泵送施工和振捣密实；粉煤灰超量取代水泥时，超量部分可取代等体积的砂。 矿粉：P26面 胶凝效应，矿粉中的玻璃形态的SiO2、Al2O3经过粉磨活性激活，与水化析出的氢氧化钙进行二次反应，形成有胶凝性能的水化铝酸钙、水化硅酸钙等胶凝物质，胶凝效应产生过程包括诱导激活、表面微晶化和界面耦合。 微骨料效应，10微米的矿粉在水泥水化过程中均匀分散在孔隙和凝胶体中，改善孔结构，提高密实度，未参与水化的颗粒起到骨料的骨架作用优化凝胶结构，改善混凝土的微观结构，进而改善混凝土的宏观性能；经单独粉磨的矿粉存在缺陷，有较差于粉煤灰的形态效应，起减水作用，提高混凝土的流动性。 5、 用作矿物外加剂的粉煤灰有何质量要求？ 答案要点：P15面表2.1 等级、细度、烧失量、需水量比、SO3含量要求 6、 硅灰与沸石粉哪一个是工业废弃物？硅灰的细度为18000~22000m2/kg,这是用什么方法测得的？ 答：硅灰。（沸石粉是天然的。）氮吸附法测得的比表面积。 7、硅灰和沸石粉中SiO2的含量都很多，但是两者的SiO2却是不同的，请问有何不同？ 答案要点：沸石粉中的SiO2是晶态的，硅灰中的SiO2是无定型的。 8、 沸石粉中的晶态SiO2为何会有反应活性？吸铵值越大表示沸石岩怎么样？ 答案要点：沸石粉中可溶性的SiO2在高碱度的环境中活性更好。吸铵值越大表示沸石岩的强度活性越高，对钾钠离子和氯离子的吸附能力越强。 9、 当沸石粉经过500——600摄氏度的焙烧活性是否会有提高？ 答：P36面 不会，反而会变差。 10、解释一下矿粉的胶凝效应？P26面 答案要点：胶凝效应，矿粉中的玻璃形态的SiO2、Al2O3经过粉磨活性激活，与水化析出的氢氧化钙进行二次反应，形成有胶凝性能的水化铝酸钙、水化硅酸钙等胶凝物质，胶凝效应产生过程包括诱导激活、表面微晶化和界面耦合。 11、 解释一下矿粉胶凝效应产生过程包括的诱导激活、表面微晶化和界面耦合效应？ P26面 答：诱导激活是介稳态复合相在水化过程中相互诱导对方能态，越过反应势垒，使介稳体系活化，主要离子是Ca2﹢和SO42‐。 表面微晶化效应是指凝胶体系中的水化产物，若无外部动力，则只能通过热力学作用在某局部区域形成，即新相只能通过成核才能形成，当有另一复合相存在时，其微晶核作用降低了成核势垒，产生的非均匀成核使水化产物在另一复合相表面沉淀析出，加速了矿粉的水化进程。 界面耦合效应是指矿粉复合体系通过诱导激活，水化硬化形成稳定的凝聚体系，其显微界面的粘结强度与其宏观物理力学性能密切相关。 12、 哪些矿物外加剂有利于混凝土早期强度的提高？ 答：硅灰、偏高岭土。（沸石粉降低早强） 13、 化学外加剂在使用过程中掺入量是多少？其选用的基准是什么？矿物外加剂的掺量又是多少？ 答：化学外加剂的掺量占水泥量的5%以下，矿物外加剂的掺量占水泥量的5%以上，二者的掺量基准都是水泥的用量。 14、 哪几种矿物外加剂可以抗氯离子渗透？并简述它们有这种功能的原因。 答：硅灰、偏高岭土。硅灰的掺人，使混凝土的微观结构变得致密，其抗氯离子渗透能力得到明显增强；P44面偏高岭土除了使孔结构细化、密实度提高外，它还由于活性Al2O3含量高，能生成结晶度较低的水化铝酸盐与Cl‐反应，生成单氯铝酸钙。而水泥中水化铝酸钙与阴离子的作用顺序是SO42‐、CO3‐和Cl‐，当混凝土环境中这三种离子同时存在时，生成的单氯铝酸钙最不稳定，因而偏高岭土中Al2O3与Ca(OH)2作用，生成大量的水化铝酸钙，保证了单氯铝酸钙的生成与稳定，起到固氯的作用，所以降低了氯离子的扩散系数，可抵抗氯离子渗透。 15、 碱—骨料反应的定义是什么？其中骨料主要指什么？哪几种矿物外加剂能够抵抗碱—骨料反应？ 答：碱—骨料反应(简称AAR)是指混凝土原材料中的碱性物质与活性成分发生化学反应,生成膨胀物质(或吸水膨胀物质) 而引起混凝土产生内部自膨胀应力而开裂的现象。 骨料主要是石头和砂。 沸石粉、硅灰、矿粉、偏高岭土能够抵抗碱—骨料反应。 16、 沸石粉、硅灰、矿粉、偏高岭土能够抵抗碱—骨料反应的原因是什么？ 答：高活性偏高岭土对钾、钠和氯离子的强吸附作用和对水化产物的改善作用；硅灰、矿粉主要是吸附钠钾离子，产生络合物包覆于骨料表面；沸石粉中活性SiO2微料均匀分布在混凝土各个部位，将局部反应分解成无限多的活性中心，每个中心都参与反应而消耗混凝土液相中的碱，化解了能量的积聚。 17、 在使用矿物外加剂时必须要同时加入减水剂的是那种矿物外加剂？ 答：加入的矿物外加剂对混凝土的流动性不利时需加入减水剂，如硅灰，偏高岭土。 18、 描述减水剂的减水机理？（该题需作具体描述） 答：P53面1、降低水泥颗粒固—液界面能即润湿作用；2、分散作用（静电斥力作用、空间位阻斥力作用）；3、润滑作用（水化膜润滑作用、引气隔离“滚珠”润滑作用） 19、 掺入减水剂的混凝土是否它的的用水量都会减少？ 答：不是。 20、 减水剂的减水率是多少？ 答：高效，大于10%；普通减水剂5%。 21、 减水剂的主要功能有哪些？ 答：P52面1、配合比不变时显著提高流动性；2、流动性和水泥用量不变时，减少用水量，降低水灰比，提高强度；3、保持流动性和强度不变时，节约水泥用量，降低成本；4、配置高强高性能混凝土。 22、各种常用减水剂的特点？ 答：MG：属于缓凝引气型。掺量0.2～0.3%，主要用于夏季混凝土施工，滑模施工，大体积混凝土和泵送混凝土施工。 不宜用于蒸汽养护混凝土制品和工程。 蜜糖类减水剂：引气型，通常作为缓凝剂使用。掺量0.2～0.3%，主要用于大体积混凝土、大坝混凝土和有缓凝要求的混凝土工程。 萘系：非引气型。掺量0.5～1.2%，对钢筋无锈蚀作用，具有早强作用。主要适用于配制高强、早强、流态和蒸养混凝土制品和工程，也可用于一般工程。但混凝土的坍落度损失较大，多采用复合型。 树脂系减水剂：掺量0.5～2.0%，“密胺树脂系减水剂”，SM树脂减水剂，三聚氰胺系减水剂。非引气型、早强、高效。可显著提高混凝土的抗渗、抗冻性和弹性模量。 掺SM树脂减水剂的混凝土粘性大，可泵性差，坍落度经时损失较大。主要用于配制高强、早强、流态、蒸汽养护和铝酸盐水泥耐火混凝土。 氨基磺酸盐系减水剂： 掺量0.2～1.0% ，Cl-和Na2SO4含量低。掺量低。无引气作用，有轻微缓凝作用。减水率高，早强、高强。对水泥适应性高，保塑。但掺量敏感。 脂肪族羟基磺酸盐减水剂： 掺量0.5～1.0% ，早强非引气型减水剂，有一定的坍落度损失，尤其适用于混凝土管桩的生产。 聚羧酸系高效减水剂： 掺量0.05～0.3% ，掺量小；减水率高，保塑性强，能有效控制混凝土拌合物的坍落度经时损失，对混凝土硬化时间影响不大；有良好的增强作用，能有效提高混凝土的抗渗性，抗冻性与耐久性。 具有一定的引气性和轻微的缓凝性。

23、 影响混凝土抗冻性的因素有哪些？如何提高混凝土的抗冻性？（该题需做具体阐述） 答：混凝土自身的强度、饱和水程度、含气量、原材料的性能，混凝土所处的环境、施工方法、养护条件等。 措施：掺入适量的引气剂、严格控制混凝土的水灰比，加减水剂、使用质量好的骨料和水泥、注意控制施工质量以及其他的注意事项。 24、 水泥的主要矿物组成由哪些？其中水化热较高的是哪些？ 答：主要矿物组成C3S、C2S、C3A、C4AF。 水化热较高的是C3A、C4AF。 25、 混凝土中的早强剂有哪些？ 答：P65面1、无机系早强剂：氯化物系、硫酸盐系、碳酸盐系、亚硝酸盐系、铬酸盐系等；2、有机系早强剂：三乙醇胺、三异丙醇胺、甲酸钙等；3、复合早强剂：三乙醇胺与氯化钙、亚硝酸钠、石膏等组分混合。 26、氯化钙为何可作为早强剂使用？P66面 答：因为它可以与水泥中的C3A反应，在水泥颗粒表面生成不溶性的复盐水化氯铝酸钙，氯化钙还可以与水泥水化产物中的Ca(OH)2

反应，生成不溶性的氧氯化钙，使得含有大量化学结合水的水化产物增多，固相比例增大，有助于水泥浆体结构的形成而表现出较