青岛理工大学(临沂)新型建筑材料的复习题.doc
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青岛理工大学(临沂)新建筑材料复习重点
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)
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、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?
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
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?
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。
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、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、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)
18、掺入减水剂的混凝土是否它的的用水量都会减少?
答:
不是。
19、减水剂的减水率是多少?
答:
高效,大于10%;普通减水剂5%。
20、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。
21、各种常用减水剂的特点?
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。
22、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。
23、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。
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高的早强。
27、水泥水化产物有哪些?
答:
主要是Ca(OH)2和C—S—H凝胶、钙矾石、水化铝酸钙、水化铁酸钙,水化硫铝酸钙和水化硫铁酸钙等。
28、提高混凝土抗渗性的措施有哪些?
答:
降低混凝土的孔隙率,振捣提高致密度,注意选用的骨料的级配,适当加入一些矿物外加剂,调整合适的水灰比,降低拌合物的泌水率,产生均匀分布的气泡、减少贯通孔,发挥微骨料效应;避免表面开裂,可在混凝土表面做憎水涂层,注意防水。
29、可提高混凝土抗渗性的矿物外加剂和化学外加剂有哪些?
举例说明。
答:
化学外加剂有减水剂、引气剂、膨胀剂、减缩剂等。
矿物外加剂有粉煤灰、硅灰、沸石粉。
31缓凝剂的作用是什么?
缓凝机理是什么?
答:
缓凝剂的主要功能在于延缓水泥凝结硬化速度,使混凝土拌合物在较长时间内保持塑性。
缓凝机理:
P75—77面(答案要点:
亲水基团吸附水分子形成水化膜;形成难溶性的盐类;高电荷离子吸附产生静电斥力,降低颗粒间的凝聚。
)
32、常用缓凝剂有哪些?
举例说明。
答:
P72—75面1、无机缓凝剂:
磷酸盐、偏磷酸盐类缓凝剂,硼砂,氟硅酸钠等;2、有机缓凝剂:
羟基羧酸、氨基酸及其盐(酒石酸、柠檬酸等),多元醇及其衍生物,糖类,纤维素类碳水化合物(甲基纤维素、羧甲基纤维素钠);3、超缓凝剂。
33、什么是膨胀剂?
常见膨胀剂有哪些?
答:
膨胀剂是指与水泥、水拌和后经水化反应生成钙矾石或钙矾石和氢氧化钙或氢氧化钙,使混凝土产生膨胀的物质。
82面硫铝酸钙类膨胀剂,石灰类膨胀剂,铁粉类膨胀剂,复合膨胀剂,氧化镁膨胀剂。
34、膨胀剂的作用是什么?
答:
补偿收缩,控制裂缝;实现结构自防水;取消超长现浇结构后浇带;屋面现浇施工等。
35、混凝土的正常施工指标有哪些?
(针对工作性能而言)
答:
凝结时间、和易性(保水性、流动性、粘聚性)、防水保塑、防冻等。
36、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。
37、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。
44、如何生产高强混凝土?
答:
选用
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- 青岛 理工大学 临沂 新型建筑材料 复习题