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1、15:53:06,1,第一节 通用硅酸盐水泥（2）,六、通用水泥的技术要求,国家标准GB175-2007对六大通用水泥的主要技术性质要求如下：,1、细度：指水泥颗粒的粗细程度 水泥颗粒越细，与水起反应的表面积愈大，水化作用的发展就越迅速而充分，使凝结硬化的速度加快，早期强度大。但颗粒过细的水泥硬化时产生的收缩亦越大，而且磨制水泥能耗多成本高，一般认为，水泥颗粒小于40m才具有较高的活性，大于100m活性就很小了。 通用硅酸盐水泥标准中细度为选择性指标，规定如下：硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥以比表面积表示，其比表面积不小于300m2/kg；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
2、硅酸盐水泥的细度以筛余表示，其80m方孔筛筛余不大于10%或45m方孔筛筛余不大于30%。,15:53:06,2,2、凝结时间：六大通用水泥初凝时间不得早于45min，硅酸盐水泥的终凝时间不得迟于6.5h，其他五类水泥的终凝时间不得迟于10h。 由于拌合水泥浆时的用水量多少，对凝结时间有影响，因此测试水泥凝结时间时必须采用标准绸度用水量。,3、体积安定性：指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。沸煮法合格。 体积安定性不良：指水泥硬化后产生不均匀的体积变化，使水泥混凝土构筑物产生膨胀性裂缝，降低建筑工程质量，甚至引起严重事故。 引起体积安定性不良的主要原因： 1）过多的游离氧化钙、游离氧化镁
3、2）过量石膏 通用硅酸盐水泥化学指标应符合下表的规定：,15:53:06,3,通用硅酸盐水泥化学指标技术要求,%,15:53:06,4,4、强度及强度等级 国标规定：硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个强度等级；普通硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个强度等级，其他四种水泥分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。其中有代号R者为早强型水泥。,15:53:06,5,通用硅酸盐水泥强度要求,单位：MPa,15:53:06,6,5、碱含量：是指水泥中Na2O和K2O的含量。若水泥中碱含量过
4、高，遇到有活性的骨料，易产生碱骨料反应，造成工程危害。 国标规定：水泥中碱含量按Na2O0.658K2O计算值来表示。若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于0.60%或由供需双方商定。 对于以上六大水泥的主要技术质量要求，国家标准还规定，凡氧化镁、三氧化硫、安定性、初凝时间中任一项不符合标准规定的，均为废品。其他要求任一项不符合标准规定视为不合格品。,15:53:06,7,一、铝酸盐水泥（GB201-2000） 铝酸盐水泥又称矾土水泥，是以石灰岩和铝矾土为主要原料，经高温煅烧得到以铝酸钙为主要成分的熟料，氧化铝含量约50的熟料，经磨细而成的水硬性胶凝材料，属于铝酸盐系列的
5、水泥，代号CA。,第二节 其他品种水泥,15:53:06,8,按Al2O3含量百分数分为四类： CA-50 50%Al2O360% CA-60 60%Al2O368% CA-70 68%Al2O377% CA-80 77%Al2O3,（一）分类,15:53:06,9,铝酸一钙（CaOAl2O3 简写CA）凝结正常，硬化迅速，为铝酸盐水泥强度的主要来源。,（二）铝酸盐水泥的主要矿物成分,二铝酸一钙（CaO2Al2O3简写 CA2），其特点是凝结硬化慢，早期强度较低，后期强度高。,此外还有少量水化极快、凝结迅速而强度不高的七铝酸十二钙（127）以及硅酸二钙（C2S）、铝硅酸二钙（C2AS）、六铝酸
6、一钙（CA6）等矿物。,15:53:06,10,CA是铝酸盐水泥主要的矿物组成，铝酸盐水泥的水化主要就是CA的水化。由于CA晶体结构中钙、铝的配位极不规则，水化极快。其水化过程及其产物与温度的关系极大，主要水化产物为水化铝酸钙（CAH10）、水化铝酸二钙（C2AH8）、水化铝酸三钙（C2AH8）、氢氧化铝凝胶（AH3）。,(三）铝酸盐水泥的水化硬化,15:53:06,11,铝酸盐水泥的硬化过程与硅酸盐水泥基本相似。CAH10、C2AH8都属六方晶系，其晶体呈片状或针状，互相交错攀附，重叠结合，可形成坚强的结晶共生体，使水泥获得很高的强度。氢氧化铝凝胶又填充于晶体骨架的空隙，所以能形成比较致密的
7、结构。,当温度高于30C时，水化生成立方晶系的水化铝酸三钙（C3AH6）、氢氧化铝凝胶（AH3）。此时形成的水泥石孔隙率很大，强度较低。因而铝酸盐水泥不宜在高于30的条件下养护。,15:53:06,12,细度 比表面积不小于300m2/kg或0.045mm筛余不大于20%，由供需双方商订，在无约定的情况下发生争议时以比表面积为准。 凝结时间 按GB201-2000规定， CA-50、CA-70、CA-80初凝时间不得早于30min，终凝时间不得迟于6h；CA-60初凝时间不得早于60min，终凝时间不得迟于18h。 强度 各类型水泥各龄期强度不得低于下表数值。,（四）铝酸盐水泥的技术要求,15
8、:53:06,13,国家标准规定的铝酸盐水泥的主要技术指标,15:53:06,14,早期强度很高 适用于工期紧急的工程。如国防、道路和紧急抢修工程。,（五）铝酸盐水泥的性能与应用,抗渗性、抗冻性好 铝酸盐水泥拌合需水量少，而水化需水量大，故硬化后水泥石的孔隙率很小。,抗硫酸盐腐蚀性好 因水化产物中不含有氢氧化钙，并且氢氧化铝凝胶包裹其它水化产物起到保护作用以及水泥石的孔隙率很小，故适合抗硫酸盐腐蚀工程。,15:53:06,15,水化放热极快且放热量大 不得应用于大体积混凝土工程。,耐热性好 高温下产生烧结作用，具有良好的耐高温性能，较高的强度，故适合耐热工程，配制耐热混凝土已成为高铝水泥的主要
9、用途之一。与煅烧矾土、高铝碎砖等耐火集料配制的耐火混凝土可耐13001800 高温。,长期强度降低较大 不适合长期承载结构。,高温、高湿度条件下强度显著降低 不宜在高温（35）、高湿环境中施工、使用。,15:53:06,16,道路硅酸盐水泥熟料：铝酸三钙(3CaOAl2O3)的含量应不超过5.0%，铁铝酸四钙(4CaOA12O34Fe2O3 )的含量应不低于16.0%，游离氧化钙的含量，旋窑生产应不大于1.0%，立窑生产应不大于1.8%。,二、道路硅酸盐水泥（GB 13693-2005）,以道路硅酸盐水泥熟料，010活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为道路硅酸盐水泥，简称道路水泥
10、。,15:53:06,17,道路硅酸盐水泥强度较高，特别是抗折强度高、耐磨性好、干缩率低，抗冲击性、抗冻性和抗硫酸盐侵蚀能力比较好。因而特别适用于水泥混凝土路面、机场跑道、车站及公共广场等工程的面层混凝土中应用。,15:53:06,18,硅酸盐水泥的颜色主要是因氧化铁的存在而显现的，因此白色硅酸盐水泥的生产主要是降低氧化铁的含量。此外，氧化锰、氧化铬等着色氧化物也会对白色硅酸盐水泥的颜色产生显著影响，也必须限制其含量。,三、白色硅酸盐水泥、彩色硅酸盐水泥,白色硅酸盐水泥（白水泥）Fe2O3含量不超过0.30.45%，主要由C3S、C2S和C3A组成，C4AF含量不大于11.5%。,水泥越细，则
11、白度越高，因而白水泥通常磨得较细。其比表面积一般控制在400m2/kg左右。白水泥按强度分为三个标号:32.5、42.5、52.5，其强度要求同普通硅酸盐水泥。,15:53:06,19,彩色硅酸盐水泥简称彩色水泥。它是用白水泥熟料，适量石膏和耐碱矿物颜料共同磨细而制成的。也可以在白水泥生料中加入适当金属氧化物作着色剂，在一定燃烧气氛中直接烧成彩色水泥熟料。常用的有氧化铁（红、黄、褐、黑色）、氧化锰（褐、黑色）、氧化铬（绿色）等。在制造深色调的彩色水泥，也可用一般的普通硅酸盐水泥中掺入适当颜料来磨制。 白水泥和彩色水泥广泛地应用于建筑装修中。如制作彩色水磨石、饰面砖、锦砖、玻璃马赛克以及制作水刷
12、石、水泥花砖等。,15:53:06,20,凡以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的，以3d抗压强度表示标号的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥，简称快硬水泥。,四、快硬硅酸盐水泥,快硬水泥以3天抗压强度划分为三个标号：325、375、425，其28天强度（各标号均较3天强度增加20MPa）仅作为参考指标。快硬水泥的技术指标除SO3含量规定不超过4.0%外，其余均与普通硅酸盐水泥指标要求相同。,快硬水泥特点是凝结硬化快，早期强度发展快，可用来配制早强、高强度等级的混凝土，适用于紧急抢修工程、低温施工工程和高等级混凝土预制构件。,15:53:06,21,在以硅酸钙为主要矿物成分的水泥熟料中，加入适量
13、石膏磨细制成的具有一定抗硫酸盐侵蚀性能的水硬性胶凝材料，称为抗硫酸盐硅酸盐水泥，简称抗硫酸盐水泥。,五、抗硫酸盐水泥,抗硫酸盐水泥按抵抗硫酸盐侵蚀的程度可分为中抗硫酸盐水泥和高抗硫酸盐水泥，它们分别指水泥试件在硫酸根离子浓度2500mg/L、8000mg/L的硫酸钠溶液中腐蚀系数（试件在硫酸钠溶液浸泡6个月后的强度与同时在清水中养护的试件强度之比）大于0.8。,在抗硫酸盐水泥中，主要限制了水泥熟料中C3和C4AF的含量，也限制了C3S的含量，使水泥的水化热较低，抗硫酸盐能力较强，特别适于海工构筑物及其它有耐硫酸盐腐蚀性要求的水中大体积混凝土结构。,15:53:07,22,膨胀水泥是硬化过程中不
14、产生收缩，而具有一定膨胀性能的水泥。,六、膨胀水泥,根据膨胀水泥的基本组成，可分为四个品种：硅酸盐膨胀水泥，铝酸盐膨胀水泥，硫铝酸盐膨胀水泥，铁铝酸钙膨胀水泥。膨胀水泥的膨胀源都为生成钙矾石的膨胀。,另外，膨胀水泥的膨胀特性会使水泥混凝土在限制条件下受到压应力，即所谓的自应力。按自应力的大小，膨胀水泥可分为自应力水泥（自应力值2.0MPa）和膨胀水泥（自应力值2.0MPa）。,15:53:07,23,中热硅酸盐水泥 低热硅酸盐水泥 “贝利特水泥” 低热矿渣硅酸盐水泥 低热微膨胀硅酸盐水泥,七、中、低热硅酸盐水泥,15:53:07,24,例3-1 硅酸盐水泥熟料由那些矿物成分所组成？这些矿物成分
15、对水泥的性质有何影响？,解 硅酸盐水泥熟料的主要矿物成分有硅酸三钙3S、硅酸二钙C2S、铝酸三钙C3和铁铝酸四钙4AF。这些矿物成分对水泥性质产生的影响见下表：,15:53:07,25,例3-2 何谓水泥的体积安定性？水泥的体积安定性不良的原因是什么？安定性不良的水泥应如何处理？,解 水泥浆体硬化后体积变化的均匀性称为水泥的体积安定性。即水泥硬化浆体能保持一定形状，不开裂，不变形，不溃散的性质。导致水泥安定性不良的主要原因是： （1）由于熟料中含有的的游离氧化钙、游离氧化镁过多； （2）掺入石膏过多。,15:53:07,26,其中游离氧化钙是一种最为常见，影响也是最严重的因素。熟料中所含游离氧
16、化钙或氧化镁都是过烧的，结构致密，水化很慢。加之被熟料中其它成分所包裹，使得其在水泥已经硬化后才进行熟化，生成六方板状的Ca(OH)2晶体，这时体积膨胀97以上，从而导致不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，残余石膏与水化铝酸钙继续反应生成钙矾石，体积增大约1.5倍，也导致水泥石开裂。,体积安定性不良的水泥，会发生膨胀性裂纹使水泥制品或混凝土开裂、造成结构破坏。因此体积安定性不良的水泥，应判为废品，不得在工程中使用。,15:53:07,27,例3-3 现有四种白色粉末，已知其为建筑石膏、生石灰粉、白色石灰石粉和白色硅酸盐水泥，请根据这四种物质的物理化学性质加以鉴别（化学分析除外）。,鉴别这四种白色粉末的方法有很多，主要是根据四者的特性来区分。生石灰加水，发生消解成为消石灰氢氧化钙，这个过程称为石灰的“消化”，又称“熟化”，同时放出大量的热；建筑石膏与适量水拌合后，能形成可塑性良好的浆体，随着石膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失而发生凝结，此后进一步产生和发展强度而硬化。一般石膏的初凝
