《土木工程材料》课程教学资源（学习资料）气硬性胶凝材料学习重点

第二章气硬性胶凝材料18.什么叫胶凝材料？什么叫气硬性胶凝材料？什么叫水硬性胶凝材料？胶凝材料：指经过自身的物理化学作用后，能够由浆体变成固体，并在变化过程中把一些散粒材料或块状材料胶结成具有一定强度的整体。气硬性胶凝材料：是指只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度的胶凝材料。水硬性胶凝材料：是指不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化并保持和继续发展其强度的胶凝材料。19.什么叫过火石灰？有什么危害？过火石灰：因缎烧温度过高使粘土杂质融化并包裹石灰。危害：不仅影响产浆量，还会导致工程事故。这是由于它表面包裹有一层玻璃质釉状物，从而延缓石灰的熟化，导致已硬化的砂浆产生鼓泡、崩裂等现象。20.欠火石灰以及正火石灰欠火石灰：（温度过低时）碳酸钙没有完全分解，降低了生石灰的产量正火石灰：（900°C左右时）21.什么叫石灰的熟化？指生石灰与水发生水化反应，生成Ca（OH）2的过程。22.生石灰水化反应的特点反应可逆；水化热大，水化速率快；水化过程中体积增大。32.什么叫陈伏？为什么要陈伏？陈伏时要注意什么？①熟化后的石灰浆在消化池中储存2~3周以上，此过程成为“陈伏”。②为了消除过火石灰的危害；③陈伏期间，石灰浆表面应保持一层一定厚度的水，以隔绝空气，防止碳化。33.石灰的硬化、性能及应用①干燥、结晶和碳化三个过程同时进行，但极为缓慢。碳化过程长时间只限于表面，结晶过程主要在内部发生

第二章 气硬性胶凝材料 18.什么叫胶凝材料？什么叫气硬性胶凝材料？什么叫水硬性胶凝材料？ 胶凝材料：指经过自身的物理化学作用后，能够由浆体变成固体，并在变化 过程中把一些散粒材料或块状材料胶结成具有一定强度的整体。 气硬性胶凝材料：是指只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展 其强度的胶凝材料。 水硬性胶凝材料：是指不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化并保 持和继续发展其强度的胶凝材料。 19.什么叫过火石灰？有什么危害？ 过火石灰： 因煅烧温度过高使粘土杂质融化并包裹石灰。 危害：不仅影响产浆量，还会导致工程事故。这是由于它表面包裹有一层玻璃 质釉状物，从而延缓石灰的熟化，导致已硬化的砂浆产生鼓泡、崩裂等现象。 20.欠火石灰以及正火石灰 欠火石灰：（温度过低时）碳酸钙没有完全分解，降低了生石灰的产量 正火石灰：（900°C 左右时） 21.什么叫石灰的熟化？ 指生石灰与水发生水化反应，生成 Ca（OH）2 的过程。 22.生石灰水化反应的特点 反应可逆； 水化热大，水化速率快； 水化过程中体积增大。 32.什么叫陈伏？为什么要陈伏？陈伏时要注意什么？ ①熟化后的石灰浆在消化池中储存 2~3 周以上，此过程成为“陈伏”。 ②为了消除过火石灰的危害； ③陈伏期间，石灰浆表面应保持一层一定厚度的水，以隔绝空气，防止碳化。 33. 石灰的硬化、性能及应用 ①干燥、结晶和碳化三个过程同时进行，但极为缓慢。碳化过程长时间只限 于表面，结晶过程主要在内部发生

（原因：空气中CO2含量稀薄，使碳化反应进展缓慢，同时表面的石灰浆一旦硬化就形成外壳，阻止了CO2的渗入，同时又使内部的水分无法析出，影响硬化过程的进行。）②特性：可塑性好；硬化缓慢；硬化后强度低；硬化时体积收缩大；耐水性1I H,O+1)H,O差 CaSO4·2H,O—107-170→CaSO422③应用：配制石灰砂浆、石灰乳配制石灰土、三合土CaSO·2产碳化笋炭模13MPa>CaSO4·"H,0+1-H,022加固含水的软土地基静态破碎剂34.石膏的生产、性能、应用①生产：建筑石膏：（β型半水石膏）（α型半水石膏）高强石膏：②特性：硬化后体积微膨胀性硬化后孔隙率大，因此其强度较低、表观密度小、吸声性较强、吸湿性较强。耐水性与抗冻性较差凝结硬化快防火性好但耐高温性差③应用：纸面石膏板装饰石膏板吸声用穿孔石膏板

（原因：空气中 CO2 含量稀薄，使碳化反应进展缓慢，同时表面的石灰浆一 旦硬化就形成外壳，阻止了 CO2 的渗入，同时又使内部的水分无法析出，影响硬 化过程的进行。） ②特性：可塑性好；硬化缓慢；硬化后强度低；硬化时体积收缩大；耐水性 差 ③应用：配制石灰砂浆、石灰乳 配制石灰土、三合土 生产碳化石灰板 加固含水的软土地基 静态破碎剂 34.石膏的生产、性能、应用 ①生产： 建筑石膏： （β型半水石膏） 高强石膏： （α型半水石膏） ②特性： 硬化后体积微膨胀性 硬化后孔隙率大，因此其强度较低、表 观密度小、吸声性较强、吸湿性较强。 耐水性与抗冻性较差 凝结硬化快 防火性好但耐高温性差 ③应用： 纸面石膏板 装饰石膏板 吸声用穿孔石膏板 CaSO H O CaSO4 H2O H2O 107 ~170 4 2 2 1 1 2 1 2 ⎯⎯ ⎯→  +   0 125 0.13MPa 4 2 4 2 2 1 1 2 1 2 2 C CaSO H O CaSO H O H O  ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→  +

石膏艺术制品35.六大通用水泥的定义、性能、应用（考点：eg.什么叫做火山灰水泥？）硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）、矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥）、火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥）、粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥)和复合硅酸盐水泥(简称复合水泥）等．统称为六大水泥。36.各种水泥的代号硅酸盐水泥：P·I，P·II普通硅酸盐水泥：P·O矿渣硅酸盐水泥：P·S·A，P·S·B火山灰质硅酸盐水泥：P·P粉煤灰硅酸盐水泥：P·F复合硅酸盐水泥：P·C37.硅酸盐水泥熟料组成及单矿物特性主要组成成分：硅酸三钙(C3S)少量：游离氧化钙游离氧化镁硅酸二钙(C2S)铝酸三钙(C3A)含碱矿物以及玻璃体等铁铝酸四钙（C4AF)3CaO.SiO, +6H.0=3ta0-2Si0,3H,0+3Ca(OH)2单矿物特性：2(2CaO.iO,)+4MO=3ChO硅iO].3H,催CaH),铝酸铁铝酸三钙三钙四钙1.03Ca03Ca0.43 f61.0:61120203凝结硬化速度快慢快最快少多中最多28d水化放热量高低低强度早期低，后期高38.水泥水化反应（包括二次反应）及产物

石膏艺术制品 35.六大通用水泥的定义、性能、应用（考点：eg.什么叫做火山灰水泥？） 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(简称普通水泥)、矿渣硅酸盐水泥(简称矿渣水 泥)、火山灰质硅酸盐水泥(简称火山灰水泥)、粉煤灰硅酸盐水泥(简称粉煤灰水 泥)和复合硅酸盐水泥(简称复合水泥)等．统称为六大水泥。 36.各种水泥的代号 硅酸盐水泥：P·I，P·II 普通硅酸盐水泥：P·O 矿渣硅酸盐水泥：P·S·A，P·S·B 火山灰质硅酸盐水泥：P·P 粉煤灰硅酸盐水泥：P·F 复合硅酸盐水泥：P·C 37.硅酸盐水泥熟料组成及单矿物特性 主要组成成分：硅酸三钙(C3S) 少量：游离氧化钙 硅酸二钙(C2S) 游离氧化镁 铝酸三钙(C3A) 含碱矿物以及玻璃体等 铁铝酸四钙(C4AF) 单矿物特性： 名称 硅酸 三钙 硅酸二钙 铝酸 三钙 铁铝酸 四钙 凝结硬化速度 28d 水化放热量 强度 快 多 高 慢 少 早期低，后期高 最快 最多 低 快 中 低 38.水泥水化反应（包括二次反应）及产物 2 2 2 2 2 3CaOSiO +6H O = 3CaO2SiO 3H 0+3Ca(OH) 2 2 2 2 2 2(2CaO SiO ) + 4H O = 3CaO 2SiO 3H O +Ca(OH) 3CaO Al2O3 + 6H2O = 3CaO Al2O3 6H2O

产物：水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶、氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体39.水泥的氧化物和化合物简写（P73）40.主要技术指标（细度、凝结时间、安定性、强度）细度：指水泥颗粒的粗细程度。水泥越细：优点：总表面积越大，与水发生水化反应的速度越快，水泥石的早期强度越高。缺点：硬化收缩越大：易受潮而降低活性；成本越高。GB规定：硅酸盐水泥的比表面积应大于300m2/kg。同时规定凡细度不符合规定者为不合格品，凝结时间：水泥的凝结时间分初凝时间和终凝时间。自加水起至水泥浆开始失去塑性，流动性减小所需时间，称为初凝时间；自加水起至水泥浆开始完全失去塑性、开始有一定结构强度所需的时间称为终凝时间。4Ca0.Al,0,.Fe,0+7H,0=3Ca0.Al,0,·6H,0+Ca0.Fe,0.:H,0结论1：水泥的初凝时间不能过短，否则在施工前即已失去流动性和可塑性3Ca0.Al,0,6H@年3(CaS04 ·2H,O)+19H,0 =3Ca0.Al,0,·3CaS04·31H,0结论2：水泥的终凝时间不能过长，否则将延长施工进度和模板周转期。GB规定：初凝时间不得早于45min终凝时间不得迟于390min安定性：指水泥硬化后体积变化是否均匀的性质。不良：水泥硬化后体积发生不均匀膨胀，导致水泥石开裂、翘曲等

产物：水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶、氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶 体 39.水泥的氧化物和化合物简写（P73） 40.主要技术指标（细度、凝结时间、安定性、强度） 细度：指水泥颗粒的粗细程度。 水泥越细：优点：总表面积越大，与水发生水化反应的速度越快，水 泥石的早期强度越高。 缺点：硬化收缩越大；易受潮而降低活性；成本越高。 GB 规定：硅酸盐水泥的比表面积应大于 300m2/kg。 同时规定凡细度不符合规定者为不合格品。 凝结时间：水泥的凝结时间分初凝时间和终凝时间。 自加水起至水泥浆开始失去塑性，流动性减小所需时间，称为初 凝时间； 自加水起至水泥浆开始完全失去塑性、开始有一定结构强度所需 的时间称为终凝时间。 结论 1：水泥的初凝时间不能过短，否则在施工前即已失去流动性和可塑性 而无法施工。 结论 2：水泥的终凝时间不能过长，否则将延长施工进度和模板周转期。 GB 规定：初凝时间不得早于 45min 终凝时间不得迟于 390min 安定性：指水泥硬化后体积变化是否均匀的性质。 不良：水泥硬化后体积发生不均匀膨胀，导致水泥石开裂、翘曲等 4CaO Al2O3  Fe2O3 + 7H2O = 3CaO Al2O3  6H2O +CaO Fe2O3  H2O 3CaO  Al2O3  6H2O + 3(CaSO4  2H2O) +19H2O = 3CaO  Al2O3 3CaSO4 31H2O

现象。良好：否则，为良好。引起安定性不良的原因有哪些：熟料中含有过多的游离CaO，MgO；石膏掺量过多GB规定：用沸煮法检验必须合格：熟料中MgO含量+5%：熟料中S03含量+3. 5%;强度：表3单位为兆帕抗折强度抗压强度品种强度等级3d28d3d28d≥17.0≥3.542.5≥6.5≥42.5≥22.0≥4.042.5R≥4.0硅酸盐水泥52.5≥23.0≥52.5≥7.0≥27.0≥5.052.5R62.5≥5.0≥28.0≥62.5≥8.0≥32.0≥5.562.5R42.5≥17.0≥3.5≥42.5≥6.5普通硅酸盐水泥42.5R≥22.0≥4.052.5≥23.0≥4.0≥52.5≥7.052.5R≥27.0≥5.0>2.532.5≥10.0≥32.5≥5.532.5R≥15.0≥3.5矿渣硅酸盐水泥42.5火山灰硅酸盐水泥≥15.0≥3.5≥42.5≥6.5粉煤灰硅酸盐水泥≥4.042.5R≥19.0复合硅酸盐水泥52.5≥4.0≥21.0≥52.5≥7.0≥4.552.5R≥23.041.何为水化热？水化热的利与弊？①水泥与水发生水化反应所放出的热量称为水化热。②高水化热的水泥在大体积混凝土工程中是非常不利的，在大体积混凝土中应选择低热水泥。在混凝土冬期施工时，水化热有利于水泥的凝结、硬化和防止混凝土受冻

现象。 良好：否则，为良好。 引起安定性不良的原因有哪些：熟料中含有过多的游离 CaO，MgO；石膏掺量 过多 GB 规定： 用沸煮法检验必须合格；熟料中 MgO 含量≯5%；熟料中 SO3 含量≯ 3.5%； 强度： 表 3 单位为兆帕 抗 压 强 度 抗 折 强 度 品 种 强度等级 3d 28d 3d 28d 42.5 ≥17.0 ≥3.5 42.5R ≥22.0 ≥42.5 ≥4.0 ≥6.5 52.5 ≥23.0 ≥4.0 52.5R ≥27.0 ≥52.5 ≥5.0 ≥7.0 62.5 ≥28.0 ≥5.0 硅酸盐水泥 62.5R ≥32.0 ≥62.5 ≥5.5 ≥8.0 42.5 ≥17.0 ≥3.5 42.5R ≥22.0 ≥42.5 ≥4.0 ≥6.5 52.5 ≥23.0 ≥4.0 普通硅酸盐水泥 52.5R ≥27.0 ≥52.5 ≥5.0 ≥7.0 32.5 ≥10.0 ≥2.5 32.5R ≥15.0 ≥32.5 ≥3.5 ≥5.5 42.5 ≥15.0 ≥3.5 42.5R ≥19.0 ≥42.5 ≥4.0 ≥6.5 52.5 ≥21.0 ≥4.0 矿渣硅酸盐水泥 火山灰硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥 52.5R ≥23.0 ≥52.5 ≥4.5 ≥7.0 41.何为水化热？水化热的利与弊？ ①水泥与水发生水化反应所放出的热量称为水化热。 ②高水化热的水泥在大体积混凝土工程中是非常不利的，在大体积混凝土中应 选择低热水泥。 在混凝土冬期施工时，水化热有利于水泥的凝结、硬化和防止混凝土受冻

42.水泥石腐蚀及防止腐蚀：水泥石在正常使用条件下，具有较好的耐久性，但在某些腐蚀性介质作用下，水泥石的结构逐渐遭到破坏，强度下降以致全部溃裂，这种现象叫水泥石的腐蚀。主要原因有：淡水腐蚀硫酸盐腐蚀溶解性化学腐蚀防正：根据工程所处环境，选用适当品种的水泥；增加水泥制品的密实度，减少侵蚀介质的渗透；加做保护层。43.三种水泥的共同性质凝结硬化慢，早期强度低，后期强度发展较快抗软水、抗腐蚀能力强水化热低、放热速度慢抗碳化能力差抗冻性差、耐磨性差湿热敏感性强，适合蒸汽养护44.三种水泥各自的特性矿渣水泥耐热性强、干缩性较大、保水性差火山灰水泥保水性好、抗渗性好、硬化干缩性显著粉煤灰水泥干缩性小、抗裂性好

42.水泥石腐蚀及防止 腐蚀：水泥石在正常使用条件下，具有较好的耐久性，但在某些腐蚀性介质作 用下，水泥石的结构逐渐遭到破坏，强度下降以致全部溃裂，这种现象叫水泥石 的腐蚀。主要原因有： 淡水腐蚀 硫酸盐腐蚀 溶解性化学腐蚀 防止：根据工程所处环境，选用适当品种的水泥； 增加水泥制品的密实度，减少侵蚀介质的渗透； 加做保护层。 43.三种水泥的共同性质 凝结硬化慢，早期强度低，后期强度发展较快 抗软水、抗腐蚀能力强 水化热低、放热速度慢 抗碳化能力差抗冻性差、耐磨性差 湿热敏感性强，适合蒸汽养护 44.三种水泥各自的特性 矿渣水泥耐热性强、干缩性较大、保水性差 火山灰水泥保水性好、抗渗性好、硬化干缩性显著 粉煤灰水泥干缩性小、抗裂性好