新型建筑材料复习题课案

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•2SiO2•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、矿物外加剂在混凝土中的主要功能？答：1.改善混凝土的和易性2.降低混凝土的水化温升3.提高早期强度或增进后期强度4.改善内部结构，提高抗腐蚀能力5.提高混凝土的抗裂性能6.提高混凝土的耐久性4、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。5、比较粉煤灰和矿粉的作用机理？答案要点：粉煤灰：①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；②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；③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：①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。②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。6、解释一下矿粉的胶凝效应？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。7、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？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。8、用作矿物外加剂的粉煤灰有何质量要求？答案要点：等级、细度、烧失量、需水量比、SO3含量要求9、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。10、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。11、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。12、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。13、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）14、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。15、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。16、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。17、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。18、试述混凝土化学外加剂的含义？答：化学外加剂是指能有效改善混凝土某项或多项性能的一类材料，其参量一般只占水泥量的5%以下，却能显著改善混凝土的和易性、强度、耐久性或调节凝结时间及节约水泥。19、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。20、使用外加剂的主要目的什么？答：1改善新拌混凝土、砂浆、水泥浆的性能不增加用水量而提高和易性，或和易性相同时减少用水量；缩短或延长初凝时间；减少或避免沉陷或产生微小裂缝；改变泌水率或泌水量，或两者同时改变，减小离析改善抗渗性和可泵性；减小坍落度损失。2改善硬化混凝土、砂浆、水泥浆的性能延缓或减少水化热；加速早期强度增长率；提高强度(压、拉和弯曲)；提高耐久性或抵抗严酷的暴露条件，包括防冻盐的浸蚀；减小毛细管水的流动；降低液相渗透力；控制碱与某些集料成分反应产生的膨胀；配制多孔混凝土；提高混凝土与钢筋的粘结力；增加新老混凝土粘结力；改善抗冲击与抗磨损的能力；阻止埋在混凝土中金属的锈蚀；配制彩色混凝土或砂浆21、描述减水剂的减水机理？（该题需作具体描述）答：1、降低水泥颗粒固—液界面能—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）22、掺入减水剂的混凝土是否它的的用水量都会减少？答：不是。23、减水剂的减水率是多少？答：高效，大于10%；普通减水剂5%。24、减水剂的主要功能有哪些？答：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。25、各种常用减水剂的特点？答：①木质素系减水剂：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。②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。③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。④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。⑤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。⑥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。⑦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。26、高效减水剂有哪些？举例说明。答：萘系减水剂（聚次甲基萘磺酸钠），蒽系减水剂，三聚氰胺系减水剂（磺化三聚氰胺树脂），聚羧酸系减水剂，氨基磺酸系减水剂。27、高效减水剂被称为超塑化剂的原因是什么？答：1、掺量为水泥重量的0.4-1.0%。2、减水率可达14-25%。3、早期强度可提高40-80%，长期强度亦有相应提高。4、不含氯离子，对钢筋无锈蚀。5、综合性能好（保塑减水），适用于各种类型水泥。28、什么是引气剂？它的作用是什么？答：引气剂是指在混凝土搅拌过程中能引入大量均匀分布、稳定而封闭的微小气泡，起到改善混凝土和易性，提高混凝土抗冻性和耐久性的外加剂。引气剂的作用主要有两个方面：一是引入的空气易于形成微小的气泡；二是防止气泡兼并增大、上浮破灭，即保持微小气泡稳定，并均匀分布在混凝土中。29、引气剂为什么能够改变混凝土的和易性？答：引气剂的作用主要有两个方面：一是引入的空气易于形成微小的气泡；二是防止气泡兼并增大、上浮破灭，即保持微小气泡稳定，并均匀分布在混凝土中。引入的大量微小气泡对水泥颗粒及骨料颗粒具有浮托、隔离及“滚珠”作用，起到了分散润湿的双重作用，从而可减少混凝土的单位用水量，进而改善混凝土的和易性、耐久性、抗冻性等。30、常用引气剂有哪些？举例说明答：一、按化学成分分类1、松香类引气剂；2、合成阴离子表面活性剂类引气剂；3、石油磺酸盐类引气剂；4、木质素磺酸盐类引气剂；5、蛋白质盐类引气剂；6、脂肪酸和树脂酸及其盐类引气剂；7、合成非离子型表面活性引气剂；8、三萜皂甙引气剂。二、按引气剂水溶液的电离性质分为阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，非离子表面活性剂