胶凝材料分类
一、水泥
1.硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥
（1）定义与代号
（2）硅酸盐水泥熟料的组成
①硅酸三钙（含量最高）
②硅酸二钙
③铝酸三钙（含量最少、水化速度最快、水化热最大、体积收缩最大）
④铁铝酸四钙
（3）硅酸盐水泥的凝结硬化
影响水泥凝结硬化的主要因素有熟料的矿物组成、细度、水灰比、石膏掺量、环境温湿度和龄期等。
（4）硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥的技术性质
【注意】
①初凝时间、安定性不符合要求：应该报废。
②终凝时间不符合要求：视为不合格。
2.掺混合材料的硅酸盐水泥
（1）混合材料
掺混合材料的硅酸盐水泥是指在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量的混合材料（如粉煤灰、矿渣、火山灰等）和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料。根据掺入混合材料的种类和数量不同，主要分为：普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥等。
（2）定义与代号
3.常用水泥的主要特性及适用范围
4.其他水泥
（1）铝酸盐水泥（CA）
（2）硫铝酸盐水泥（P•SAC）
（3）道路硅酸盐水泥
主要用于公路路面、市政道路路面（25 新增）、机场跑道等工程结构，也可用于要求较高的工厂地面和停车场等工程。
【例题•单选】通常要求普通硅酸盐水泥的初凝时间和终凝时间（ ）。
A.>45min 和>10h
B.>45min 和<10h
C.<45min 和<10h
D.<45min 和>10h
【答案】B
【解析】：《通用硅酸盐水泥》GB175 规定，硅酸盐水泥初凝时间不得早于 45min，终凝时间不得迟于 6.5h；普通硅酸盐水泥初凝时间不得早于 45min，终凝时间不得迟于10h。
【例题•单选】水泥的强度是指（ ）。
A.水泥净浆的强度
B.水泥胶砂的强度
C.水泥混凝土的强度
D.水泥砂浆结石强度
【答案】B
【解析】水泥强度是指胶砂的强度而不是净浆的强度，它是评定水泥强度等级的依据。
【例题•单选】高温车间主体结构的混凝土配制优先选用的水泥品种为（ ）。
【例题•单选】 可用于有高温要求的工业车间大体积混凝土构件的水泥是（ ）。A.粉煤灰硅酸盐水泥
B.普通硅酸盐水泥
C.硅酸盐水泥
D.矿渣硅酸盐水泥
【答案】D
【解析】矿渣硅酸盐水泥耐热性较好，适用于高温车间和有耐热、耐火要求的混凝土结构。
二、沥青
1.石油沥青
（1）石油沥青的组分
在石油沥青中，油分、树脂和地沥青质是石油沥青中的三大主要组分。
沥青组分类比“沥青的‘三元配方’”：
油分：如同“溶剂”，赋予沥青流动性（类似水使涂料能流动），含量过高会导致沥青过软，过低则过硬。
树脂：好比“黏合剂”，提供塑性和黏结性（类似胶水的黏性和延展性），使沥青能适应变形而不开裂。
地沥青质：类似“骨架”，决定沥青的硬度和温度稳定性（如同混凝土中的粗骨料），含量越高，沥青越硬脆，软化点越高。
蜡：如同“杂质”，破坏沥青性能（类似水中的杂质使水结冰点异常），导致温度敏感性增大，低温易脆裂、高温易流淌。
（2）石油沥青的技术性质
（3）石油沥青的技术标准及选用
2.改性沥青
（1）橡胶改性沥青
（2）树脂改性沥青
（3）橡胶和树脂改性沥青
主要有卷材、片材、密封材料、防水涂料等。
（4）矿物填充料改性沥青
常用的矿物填充料大多是粉状的和纤维状的，主要的有滑石粉、石灰石粉、硅藻土和石棉等。
【例题•单选】橡胶改性沥青中、既具有良好的耐高温、又具有优异低温柔性和耐疲劳性的是（ ）。
【例题•单选】2019 高等级公路路面铺筑应选用（ ）。A.丁基橡胶改性沥青
B.氯丁橡胶改性沥青
C.SBS 改性沥青
D.再生橡胶改性沥青
【答案】C
【解析】SBS 改性沥青具有良好的耐高温性、优异的低温柔性和耐疲劳性，是目前应用最成功和用量最大的一种改性沥青。主要用于制作防水卷材和铺筑高等级公路路面等。
【例题•单选】耐酸、耐碱、耐热和绝缘的沥青制品应选用（ ）。
A.滑石粉填充改性沥青
B.石灰石粉填充改性沥青
C.硅藻土填充改性沥青
D.树脂改性沥青
【答案】A
【解析】滑石粉亲油性好（憎水），易被沥青润湿，可直接混入沥青中，以提高沥青的机械强度和抗老化性能，可用于具有耐酸、耐碱、耐热和绝缘性能的沥青制品中。
三、普通混凝土组成材料
1.水泥
2.砂（粒径＜4.75mm）
（1）砂的分类
①主要有天然砂、机制砂和混合砂三类。天然砂包括河砂、湖砂、海砂和山砂。
②建设用砂按颗粒级配、含泥量或石粉含量、亚甲蓝（MB）值、泥块含量、有害物质、坚固性、压碎指标、片状颗粒含量分为I 类、Ⅱ类、Ⅲ类。
③砂按细度模数分为粗、中、细三种规格，粗、中、细砂均可作为普通混凝土用砂但以中砂为佳。
【例题•单选】用于普通混凝土的砂，最佳的细度模数为（ ）。
A.3.7～3.1
B.3.0～2.3
C.2.2～1.6
D.1.5～1.0
【答案】B
【解析】砂按细度模数分为粗、中、细三种规格：3.7～3.1 为粗砂，3.0～2.3 为中砂，2.2～1.6为细砂。粗、中、细砂均可作为普通混凝土用砂，但以中砂为佳。
（2）粗细程度及颗粒级配
1）粗细程度
2）级配良好的砂配制混凝土，不仅所用水泥浆量少，节约水泥，而且可提高混凝土的和易性、密实度和强度。
【例题•单选】在砂用量相同的情况下，若砂子过细，则拌制的混凝土（ ）。
A.黏聚性差
B.易产生离析现象
C.易产生泌水现象
D.水泥用量增大
【答案】D
【解析】在砂用量相同的情况下，若砂过粗，则拌制的混凝土黏聚性较差，容易产生离析、泌水现象；若砂过细，砂的总表面积增大，虽然拌制的混凝土黏聚性较好，不易产生离析、泌水现象，但水泥用量增大。
（3）含泥量或石粉含量、亚甲蓝（MB）值、泥块含量
（4）坚固性
砂的坚固性用硫酸钠溶液检验，试样经5次循环后其质量损失应符合标准中的要求。
3.石子（粒径＞4.75mm）
（1）含泥量、泥块含量
（2）最大粒径与颗粒级配
【例题•单选】钢筋混凝土梁宽 200mm，高 400mm，受拉区有三根直径为 25mm 的钢筋，已知梁的单侧保护层厚度为 25mm，则配制混凝土时选用卵石的粒径不得大于（ ）mm。
A.28
B.31
C.47
D.63
【答案】A
【解析】粗骨料的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的 1/4，且不超过钢筋间最小净距的 3/4。
对于混凝土实心板，粗骨料最大粒径不宜超过板厚的 1/3，且不得超过 40mm。本题中，截面最小尺寸的1/4 =200×1/4=50mm，钢筋间最小净距的3/4 =3/4（200-25×2-25×3）/2=28.125。
【例题•单选】下列关于粗骨料颗粒级配说法正确的是（ ）。
【例题•单选】 拌制混凝土选用石子，要求连续级配的目是（ ）。
A.混凝土间断级配比连续级配和易性好
B.混凝土连续级配比间断级配易离析
C.相比于间断级配，混凝土连续级配适用于机械振捣流动性低的干硬性拌合物
D.连续级配是现浇混凝土最常用的级配形式
【答案】D
【解析】连续级配比间断级配水泥用量稍多，但其拌制的混凝土流动性和黏聚性均较好，是现浇混凝土中最常用的一种级配形式。间断级配是省去一级或几级中间粒级的集料级配，其大颗粒之间的空隙由比它小几倍的小颗粒来填充，减少空隙率，节约水泥。但由于颗粒相差较大，混凝土拌和物易产生离析现象。因此，间断级配较适用于机械振捣流动性低的干硬性拌和物。
（3）强度与坚固性
4.水
海水可用于素混凝土，但不宜用于装饰混凝土。未经处理的海水严禁用于钢筋混凝土和预应力混凝土。
5.外加剂
（1）外加剂的分类（按其主要功能分）
改善流变性能：减水剂、引气剂和泵送剂。
调节凝结时间、硬化性能：缓凝剂、早强剂和速凝剂。
改善耐久性：引气剂、防水剂、防冻剂和阻锈剂。
改善其他性能：加气剂、膨胀剂、着色剂等。
（2）常用混凝土外加剂
1）减水剂
①混凝土掺入减水剂的技术经济效果
a.保持坍落度不变，可降低单位混凝土用水量，从而降低了水灰比，提高混凝土强度，同时改善混凝土的密实度，提高耐久性。【减水增强】
b.保持用水量不变，掺减水剂可增大混凝土坍落度（流动性）。【提高流动性】
c.保持强度不变，掺减水剂可节约水泥用量。【节约水泥】
②减水剂常用品种有普通减水剂、高效减水剂、高性能减水剂等。
【例题•多选】混凝土中使用减水剂的主要目的包括（ ）。
A.有助于水泥石结构形成
B.节约水泥用量
C.提高拌制混凝土的流动性
D.提高混凝土的黏聚性
E.提高混凝土的早期强度
【答案】BCE
【解析】混凝土掺入减水剂的技术经济效果：一是保持坍落度不变，掺减水剂可降低单位混凝土用水量，从而降低了水灰比，提高混凝土强度，同时改善混凝土的密实度，提高耐久性；二是保持用水量不变，掺减水剂可增大混凝土坍落度（流动性）；三是保持强度不变，掺减水剂可节约水泥用量。
【例题•单选】在正常用水量条件下，配置泵送混凝土宜掺入适量（ ）。
A.氯盐早强剂
B.硫酸盐早强剂
C.高效减水剂
D.硫铝酸钙膨胀剂
【答案】C
2）早强剂
①提高混凝土早期强度，并对后期强度无显著影响。
②早强剂多用于抢修工程和冬季施工的混凝土。炎热条件以及环境温度低于-5℃时不宜使用早强剂。早强剂不宜用于大体积混凝土。
③早强剂品种
3）引气剂及引气减水剂
①减少拌和物泌水离析、改善和易性，同时显著提高硬化混凝土抗冻融耐久性。兼有引气和减水作用的外加剂称为引气减水剂。
②以松香树脂类的松香热聚物的效果较好，最常使用。
③引气减水剂减水效果明显，减水率较大，不但能起到引气作用而且能提高混凝土强度，弥补由于含气量而使混凝土强度降低的缺陷，而且节约水泥，常在道路、桥梁、港口和大坝等工程上采用。
④引气剂及引气减水剂，除用于抗冻、防渗、抗硫酸盐混凝土外，还宜用于泌水严重的混凝土、贫混凝土以及对饰面有要求的混凝土和轻骨料混凝土，不宜用于蒸养混凝土和预应力混凝土。
【例题•单选】具有改善混凝土流变性能，又能改善混凝土耐久性的外加剂是（ ）。
【例题•单选】混凝土外加剂中，引气剂的主要作用在于（ ）。
A.速凝剂
B.引气剂
C.缓凝剂
D.加气剂
【答案】B
【解析】引气剂是在混凝土搅拌过程中，能引入大量分布均匀的稳定而封密的微小气泡，以减少拌和物泌水离析、改善和易性，同时显著提高硬化混凝土抗冻融耐久性的外加剂。
4）缓凝剂
①用于大体积混凝土、炎热气候条件下施工的混凝土或长距离运输的混凝土，不宜单独用于蒸养混凝土。
②最常用的缓凝剂是糖蜜和木质素磺酸钙。
5）泵送剂
①其组分包含缓凝及减水组分，增稠组分（保水剂），引气组分，及高比表面无机掺和料。
②应用泵送剂温度不宜高于 35℃，掺泵送剂过量可能造成堵泵现象。不宜用于蒸汽养护混凝土和蒸压养护的预制混凝土。
6）膨胀剂
当膨胀剂用于补偿收缩混凝土时，膨胀率相当于或稍大于混凝土收缩，当膨胀剂用于自应力混凝土时，膨胀率远大于混凝土收缩率，可以达到预应力或化学自应力混凝土的目的。
