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1、Construction Materials试验员培训课件试验员培训课件 水泥水泥 CementCement内容提要：内容提要：重点介绍硅酸盐水泥的矿物组成、影重点介绍硅酸盐水泥的矿物组成、影 响水化因素；硅酸盐水泥主要技术性质；响水化因素；硅酸盐水泥主要技术性质； 水泥石的腐蚀和防止；同时介绍了其它掺水泥石的腐蚀和防止；同时介绍了其它掺 混合材的水泥、高铝水泥；以及水泥细度混合材的水泥、高铝水泥；以及水泥细度 ，标准稠度用水量、凝结时间、体积安定，标准稠度用水量、凝结时间、体积安定 性、强度的检验方法，达到正确的选择和性、强度的检验方法，达到正确的选择和 使用水泥的目的。使用水泥的目的。 C
2、onstruction Materials3.13.1概述概述 水泥属于水硬性无机胶凝材料。水泥属于水硬性无机胶凝材料。 水泥品种很多。水泥品种很多。依矿物组成：依矿物组成： 硅酸盐水泥硅酸盐水泥铝酸盐水泥铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥依用途：依用途：通用水泥六大品种通用水泥六大品种专用水泥专用水泥油井水泥、大坝水泥油井水泥、大坝水泥特种水泥膨胀水泥、快硬水泥特种水泥膨胀水泥、快硬水泥 水泥具有很多优点。水泥具有很多优点。不怕水、可塑、来源广价格低、工艺简单、品种丰富、耐不怕水、可塑、来源广价格低、工艺简单、品种丰富、耐 久性好、与钢筋有良好的黏结力等久性好、与钢筋
3、有良好的黏结力等Construction Materials3.2 3.2 硅酸盐水泥硅酸盐水泥 定义定义由硅酸盐水泥熟料、由硅酸盐水泥熟料、0 05 5石灰石或粒化石灰石或粒化 高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料， 称为称为Portland CementPortland Cement。 分类：分类：型硅酸盐水泥型硅酸盐水泥(P.(P.) )不掺混合材不掺混合材型硅酸盐水泥型硅酸盐水泥(P. (P. ) )掺小于掺小于5 5的混合材的混合材 依依GB175:GB175:42.5 42.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52
4、.5R、62.562.5、62.5R62.5R六个标六个标 号号 硅酸盐水泥初凝时间不小于硅酸盐水泥初凝时间不小于45min45min，终凝时间不大，终凝时间不大 于于390min390min；细度以比表面积表示，其比表面积不小；细度以比表面积表示，其比表面积不小 于于300m300m2 2/kg/kg。Construction Materials3.2.13.2.1、硅酸盐水泥的生产、硅酸盐水泥的生产Construction Materials3.2.2 3.2.2 硅酸盐水泥熟料的矿物组硅酸盐水泥熟料的矿物组 成及矿物成分的水化反应成及矿物成分的水化反应 硅酸盐水泥的熟料成分硅酸盐水泥的熟
5、料成分 硅酸三钙（硅酸三钙（3CaO.SiO3CaO.SiO2 2）C C3 3S S 37376060 硅酸二钙（硅酸二钙（2CaO.SiO2CaO.SiO2 2）C C2 2S S 15153737 铝酸三钙（铝酸三钙（3CaO.Al3CaO.Al2 2OO3 3）C C3 3A A 7 71515 铁铝酸四钙（铁铝酸四钙（4CaO.Al4CaO.Al2 2OO3 3.Fe.Fe2 2OO3 3）C C4 4AFAF10101818 除四种主要成分外，水泥中尚含有少量游离除四种主要成分外，水泥中尚含有少量游离CaOCaO 、MgOMgO、SOSO3 3、及碱（、及碱（K K2 2OO、Na
6、Na2 2OO）这些均为有）这些均为有 害成分，国家标准中有严格限止害成分，国家标准中有严格限止Construction Materials熟料矿物对水泥性质的影响熟料矿物对水泥性质的影响矿物名称矿物名称特特 性性强强 度度 发发 展展水水 化化 热热耐耐 腐腐 蚀蚀 能力能力早早 期期后后 期期C C3 3S S大大大大中中中中C C2 2S S小小大大小小大大C C3 3A A大大小小大大小小C C4 4AFAF小小中中小小大大Construction Materials水泥的水化、凝结、硬化水泥的水化、凝结、硬化 水化水化物质由无水状态变为有水状态，由低含水变物质由无水状态变为有水状态，
7、由低含水变 为高含水，统称为水化。为高含水，统称为水化。 凝结凝结水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体，水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体， 然后逐渐变稠并失去可塑性的过程称为凝结。然后逐渐变稠并失去可塑性的过程称为凝结。 硬化硬化此后，浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石此后，浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石 状固体（水泥石），这一过程称为硬化。状固体（水泥石），这一过程称为硬化。水泥水（流体）可塑性浆体（塑性体）固体水泥水（流体）可塑性浆体（塑性体）固体Construction Materials水泥水化反应水泥水化反应2(3CaO.SiO 2(3CaO.SiO2 2)+6H)+6H2 2O
8、O3CaO.2SiO3CaO.2SiO2 2.3H.3H2 2O+3Ca(OH)O+3Ca(OH)2 22(2CaO.SiO2)+4H2O3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)23CaO.Al2O3+6H2O3CaO. Al2O3.6H2O4CaO.AlO3.Fe2O3+7H2O3CaO.Al2O3.6H2O+CaO.Fe2O3.H2O晶体 胶体Construction Materials水泥水化产物水泥水化产物 晶体氢氧化钙晶体氢氧化钙 20202525水化铝酸钙水化铝酸钙水化硫铝酸钙水化硫铝酸钙（石膏作用下生成）（石膏作用下生成） 胶体水化硅酸钙（胶体水化硅酸钙（C-S-HC-S-H
9、） 7070水化铁酸钙水化铁酸钙C-S-HC-S-H尺度为尺度为1.01.0100nm,1nm=10100nm,1nm=10-6-6Construction Materials 硅酸盐水泥的凝结硬化过程硅酸盐水泥的凝结硬化过程 水化水化膜层长厚连接（初凝）膜层长厚连接（初凝）失去可失去可 塑性产生强度（终凝）塑性产生强度（终凝）水化加深具有强水化加深具有强 度（硬化）。为了控制水泥水化速度掺入适度（硬化）。为了控制水泥水化速度掺入适 量石膏。量石膏。 Construction Materials影响水泥凝结硬化的因素影响水泥凝结硬化的因素 矿物组成矿物组成 石膏石膏 细度细度 环境温度、湿度环
10、境温度、湿度 时间（龄期）时间（龄期）Construction Materials养护对水泥强度发展的影响养护对水泥强度发展的影响Construction Materials3.2.53.2.5水泥石腐蚀的原因水泥石腐蚀的原因 内因内因水泥石存在不稳定的水泥石存在不稳定的Ca(OH)Ca(OH)2 2和介稳和介稳 的水化硫铝酸钙的水化硫铝酸钙； 外因外因环境中有害介质（软水、酸、盐等）环境中有害介质（软水、酸、盐等） 的存在的存在； 联系联系水泥石中的孔缝系统，产生有害介质水泥石中的孔缝系统，产生有害介质 的侵蚀、交换作用的侵蚀、交换作用。长期性、后期加剧性长期性、后期加剧性Construct
11、ion Materials1 1、软水的腐蚀、软水的腐蚀软水软水重碳酸盐含量比较低的水（如雨水、雪水、内陆河水、湖水）重碳酸盐含量比较低的水（如雨水、雪水、内陆河水、湖水）腐蚀机理：腐蚀机理： 1.3g/L1.3g/L 1 1、长期饱水水泥石中、长期饱水水泥石中Ca(OH)Ca(OH)2 2晶体逐渐溶出；晶体逐渐溶出； 2 2、在静水、无水压下溶液饱和溶解作用停止；、在静水、无水压下溶液饱和溶解作用停止； 3 3、在有压、流动的软水下、在有压、流动的软水下 Ca(OH)Ca(OH)2 2不断溶出并带走不断溶出并带走 并引起在一定碱度下稳定的并引起在一定碱度下稳定的C-S-HC-S-H的分解溶出
12、水的分解溶出水 泥石崩溃；泥石崩溃； 4 4、在硬水下重碳酸盐与、在硬水下重碳酸盐与 Ca(OH)Ca(OH)2 2反应生成不溶的碳反应生成不溶的碳 酸钙堵塞毛细孔阻止腐蚀的进行。酸钙堵塞毛细孔阻止腐蚀的进行。Ca(OH)Ca(OH)2 2Ca(HCOCa(HCO3 3) )2 22CaCO2CaCO3 3+2H+2H2 2OOConstruction Materials2 2、盐类的腐蚀、盐类的腐蚀 硫酸盐腐蚀膨胀腐蚀硫酸盐腐蚀膨胀腐蚀 镁盐腐蚀双重腐蚀镁盐腐蚀双重腐蚀MgSOMgSO4 4+Ca(OH)+Ca(OH)2 2CaSOCaSO4 4.2H.2H2 2OO+Mg(OH)+Mg(O
13、H)2 2MgCl MgCl2 2+ + Ca(OH)Ca(OH)2 2CaClCaCl2 2+Mg(OH)+Mg(OH)2 2Construction Materials3 3、酸类腐蚀、酸类腐蚀 碳酸腐蚀工业污水、地下水碳酸腐蚀工业污水、地下水Ca(OH)Ca(OH)2 2+CO+CO2 2+H+H2 2OOCaCOCaCO3 3+2H+2H2 2OOCaCO CaCO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2OOCa(HCOCa(HCO3 3) )2 2 一般酸的腐蚀工业建筑一般酸的腐蚀工业建筑HCl+ HCl+ Ca(OH)Ca(OH)2 2CaClCaCl2 2+2H+2H2 2OOH
14、H2 2SOSO4 4+ Ca(OH)+ Ca(OH)2 2CaSOCaSO4 4.2H.2H2 2OOConstruction Materials水泥石腐蚀的防止水泥石腐蚀的防止措施：措施： 根据侵蚀环境特点，合理选用水泥品种根据侵蚀环境特点，合理选用水泥品种 ； 提高水泥石的密实度；提高水泥石的密实度； 加作保护层石材、陶瓷、沥青加作保护层石材、陶瓷、沥青Construction Materials3.3 3.3 掺混合材的硅酸盐水泥掺混合材的硅酸盐水泥 定义凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定定义凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定 量的混合材料和适量的石膏共同磨细制成量的混合材料和适量的石膏共同磨
15、细制成 的水硬性胶凝材料，均属掺混合材的硅酸的水硬性胶凝材料，均属掺混合材的硅酸 盐水泥。盐水泥。 掺入目的：掺入目的：改善水泥的性能改善水泥的性能增加品种增加品种提高产量提高产量节约熟料，降低成本节约熟料，降低成本Construction Materials掺混合材硅酸盐水泥的品种掺混合材硅酸盐水泥的品种 普通硅酸盐水泥：普通硅酸盐水泥：p.op.o熟料熟料(620)%(620)%混合材石膏混合材石膏 矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥p.sp.s：熟料熟料 (2070)%(2070)%矿渣石膏矿渣石膏 火山灰水泥：火山灰水泥：p.pp.p熟料熟料 (2040)%(2040)%火山灰石膏火山灰石膏 粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥 p.Fp.F熟料熟料 (2040)%(2040)%粉煤灰石膏粉煤灰石膏Co
