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1、1硅酸盐水泥v定义：凡由硅酸盐水泥熟料，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，称为硅酸盐水泥（国外通称波特兰水泥）。v分类：不掺混合材不掺混合材型硅酸盐水泥（型硅酸盐水泥（）掺掺5%混合材料混合材料型硅酸盐水泥（型硅酸盐水泥（ ）土木工程材料水泥第二讲影响水泥水化和凝结硬化的主要因素影响水泥水化和凝结硬化的主要因素1.1.熟料矿物组成熟料矿物组成: :是影响水泥凝结硬化的主要内因，是影响水泥凝结硬化的主要内因，C C3 3A A凝结凝结硬化速度最快，硬化速度最快，C C2 2S S凝结硬化速度最慢凝结硬化速度最慢。2.2.用水量：用水量：为了保证水泥浆体的塑性和流动性，加入的
2、水量为了保证水泥浆体的塑性和流动性，加入的水量要大于水化所需要的理论用水量。多余的水分蒸发后，要大于水化所需要的理论用水量。多余的水分蒸发后，在硬化的水泥石内形成毛细孔。在硬化的水泥石内形成毛细孔。W/CW/C越大，水泥浆越稀，越大，水泥浆越稀，硬化后水泥石中毛细孔越多，水泥石的强度下降；同时硬化后水泥石中毛细孔越多，水泥石的强度下降；同时由于毛细孔的增多，水泥石的抗渗性和抗冻性也急剧下由于毛细孔的增多，水泥石的抗渗性和抗冻性也急剧下降。降。3.3.细度细度: :水泥颗粒越细，与水接触越充分，水化反应速度越水泥颗粒越细，与水接触越充分，水化反应速度越快，水化热越大，早期强度高；但需水量大，毛细
3、孔多，快，水化热越大，早期强度高；但需水量大，毛细孔多，干缩增大，反而会影响后期强度。同时水泥太细，易与干缩增大，反而会影响后期强度。同时水泥太细，易与空气中的水分和二氧化碳反应，使水泥不易久存，而且空气中的水分和二氧化碳反应，使水泥不易久存，而且磨制过细的水泥能耗大，成本高。磨制过细的水泥能耗大，成本高。土木工程材料水泥第二讲4.4.养护的温度和湿度：养护的温度和湿度：提高温度可使水泥反应加提高温度可使水泥反应加快，强度增长加快；快，强度增长加快；当温度低于当温度低于5 5时，水化硬时，水化硬化大大减慢；当温度低于化大大减慢；当温度低于0 0时，水化反应基本停时，水化反应基本停止，当水结冰时
4、，还会破坏水泥石结构，因此冬止，当水结冰时，还会破坏水泥石结构，因此冬季施工时要采取一定的保温措施；季施工时要采取一定的保温措施；温度太高，温度太高，反应速度太快所形成的结构反应速度太快所形成的结构不致密，会导致后期不致密，会导致后期强度下降（当温度达到强度下降（当温度达到70 70 以上时，以上时，28d28d的强度的强度下降下降10%10%20%); 20%); 通常水泥的养护温度在通常水泥的养护温度在5 52020时，有利于水泥强度的增长。时，有利于水泥强度的增长。湿度是保证湿度是保证水泥水化的一个必备条件。水泥水化的一个必备条件。土木工程材料水泥第二讲5.5.养护龄期：养护龄期：随着龄
5、期的增加，毛细孔隙减少，密随着龄期的增加，毛细孔隙减少，密实度和强度增加，水泥在实度和强度增加，水泥在3 314d14d内的强度增加较内的强度增加较快，快，28d28d后强度增长趋于缓后强度增长趋于缓慢。6.6.水泥外加剂：水泥外加剂：添加添加5%5%的的少量外加剂，可明显改善水泥少量外加剂，可明显改善水泥的某些性能。如速凝剂、的某些性能。如速凝剂、缓凝剂等。缓凝剂等。土木工程材料水泥第二讲二、常用水泥的技术要求二、常用水泥的技术要求 1.细度细度水泥颗粒不能太粗，也不宜太细。水泥颗粒不能太粗，也不宜太细。测定水泥的细度可以用测定水泥的细度可以用筛析法筛析法和和比表面积法比表面积法。 筛析法：
6、筛析法：用用8080m方孔筛的方孔筛的筛余百分数筛余百分数表示。表示。比表面比表面积法法: :测测单位位质量粉末的量粉末的总表面表面积，以，以m2/kg表示。表示。2.凝结时间凝结时间初凝：初凝：标准稠度净浆标准稠度净浆开始开始失去可塑性失去可塑性；终凝：终凝：标准稠度净浆标准稠度净浆完全完全失去可塑性失去可塑性并开始产生强度；并开始产生强度；初凝时间不能过短，终凝时间不能过长；初凝时间不能过短，终凝时间不能过长；测定水泥凝结时间采用标准稠度的水泥净浆。测定水泥凝结时间采用标准稠度的水泥净浆。土木工程材料水泥第二讲初凝时间太短，没有足够的时间进行搅拌、运输、浇初凝时间太短，没有足够的时间进行搅
7、拌、运输、浇筑、振捣、成型或砌筑；终凝时间太长，会拖延整个筑、振捣、成型或砌筑；终凝时间太长，会拖延整个工程的施工工期。工程的施工工期。初凝时间不符合规定者为废品，终凝时间不符合规定初凝时间不符合规定者为废品，终凝时间不符合规定者为不合格品。者为不合格品。土木工程材料水泥第二讲3.体积安定性体积安定性检验检验体体积积安安定定性性不不良良原因原因游离氧化镁（游离氧化镁（f-MgO）石膏石膏游离氧化钙（游离氧化钙（f-CaO）过烧态过烧态过烧态过烧态与水化铝酸钙反应生成钙矾石与水化铝酸钙反应生成钙矾石检验检验沸煮法沸煮法（饼法（饼法/ /雷氏法）雷氏法）检验检验控制控制f-MgO含量含量控制控制S
8、O3含量含量氧化镁、三氧化硫及安定性不良的水泥应作废品处理。氧化镁、三氧化硫及安定性不良的水泥应作废品处理。 土木工程材料水泥第二讲 u定义：定义：水泥凝结硬化时，体积变化的均匀性。水泥凝结硬化时，体积变化的均匀性。u原因：原因：f-CaOf-CaO、f-MgOf-MgO和石膏过量和石膏过量u解释：解释：游离游离CaOCaO和和MgOMgO属过烧，水化速度很慢，在已硬化属过烧，水化速度很慢，在已硬化的水泥石中继续与水反应，体积膨胀，引起不均匀的体积的水泥石中继续与水反应，体积膨胀，引起不均匀的体积变化造成水泥石龟裂、弯曲、甚至崩溃等现象。变化造成水泥石龟裂、弯曲、甚至崩溃等现象。 若水泥生产中
9、石膏过量，水泥硬化后，石膏还会继若水泥生产中石膏过量，水泥硬化后，石膏还会继续与水化铝酸钙起反应，生成水化硫铝酸钙（钙矾石），续与水化铝酸钙起反应，生成水化硫铝酸钙（钙矾石），体积增大体积增大1.51.5倍，同样引起水泥石开裂。倍，同样引起水泥石开裂。 土木工程材料水泥第二讲雷氏夹雷氏夹土木工程材料水泥第二讲水水泥泥沸沸煮煮箱箱土木工程材料水泥第二讲水水泥泥安安定定性性压压蒸蒸釜釜土木工程材料水泥第二讲4.强度及强度等级强度及强度等级 按按抗压强度抗压强度和和抗折强度抗折强度分为六个强度等级。分为六个强度等级。硅酸盐水泥硅酸盐水泥各龄期的强度要求各龄期的强度要求 强度等级强度等级 抗压强度（抗
10、压强度（MPa） 抗折强度（抗折强度（MPa） 3 3d2828d3 3d2828d42.542.517.042.53.56.542.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0水泥：标准砂：水水泥：标准砂：水1 1：3 3：0.50.5注意与旧标准的标号对比！注意与旧标准的标号对比！5.碱含量碱含量:按按Na2O+0.658K2O计算。计算。 土木工程材料水泥第二讲技术指标技术指标硅酸盐水泥硅酸盐水泥 普通普通水泥水泥矿渣矿渣水泥水泥火山灰火山灰水泥
11、水泥粉煤灰粉煤灰水泥水泥复合复合水泥水泥型型型型不溶物不溶物0.75%0.75%1.50%1.50%/ / / / / /烧失量烧失量3.0%3.0%3.5%3.5%5.0%5.0%/ / / / /氧化镁氧化镁5.0%5.0%，若压蒸安定性试验合格，若压蒸安定性试验合格，则则6.0%6.0%熟料中熟料中MgO5.0%，若压蒸安定性试若压蒸安定性试验合格，则验合格，则6.0%6.0%三氧化硫三氧化硫3.5%3.5%3.5%3.5%4.0%4.0%3.5%3.5%细度细度比表面积比表面积300300m2/kg / / / / / /8080m方孔方孔筛筛余筛筛余/ /10.0%10.0%10.0
12、%10.0%10.0%10.0%10.0%10.0%10.0%10.0%凝结凝结时间时间 初凝初凝4545min 终凝终凝6.56.5h 1010h 安定性安定性沸煮法检验合格沸煮法检验合格 强度等级强度等级42.542.5、42.542.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R 42.5、42.5R、52.5、52.5R32.532.5、32.532.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R碱碱（若使用活性骨料）（若使用活性骨料）用户要求提供低碱水泥时，用户要求提供低碱水泥时，0.60%0.60%或由供需双方商定或由供需双方商定 由供需双方商定由供需双方商定 常用水泥的技术要
13、求常用水泥的技术要求 土木工程材料水泥第二讲 国家标准（国家标准（GB/T17671-1999GB/T17671-1999）规定：水泥的）规定：水泥的强度用胶砂试件检验强度用胶砂试件检验。 条件：条件： 1 1、材、材 料：料：水泥水泥:ISO:ISO标准砂标准砂=1:31:3，W/CW/C=0.50.5； 2 2、试件尺寸：、试件尺寸：40mm40mm160mm40mm40mm160mm； 3 3、养护条件：、养护条件：2020士士11水中；水中； 4 4、龄、龄 期：期：3d3d和和28d28d； 5 5、强度种类：、强度种类：抗折强度和抗压强度。抗折强度和抗压强度。 6 6、强度等级：、
14、强度等级：6 6个强度等级，其中带个强度等级，其中带R R的为的为 早强型水泥。早强型水泥。土木工程材料水泥第二讲水泥强度检测仪器水泥强度检测仪器水泥净浆搅拌机水泥净浆搅拌机土木工程材料水泥第二讲水泥强度检测仪器水泥强度检测仪器水泥养生箱水泥振动台水泥养生箱水泥振动台水泥试模水泥试模土木工程材料水泥第二讲水泥强度检测仪器水泥强度检测仪器水泥抗压试验机水泥抗压试验机土木工程材料水泥第二讲水泥抗折强度试验机水泥抗折强度试验机土木工程材料水泥第二讲u水泥发生水化作用时放出的热量，主要在硬化初期放出。水泥发生水化作用时放出的热量，主要在硬化初期放出。水化热大的水泥，能加速凝结硬化过程，但对水化热大的水
15、泥，能加速凝结硬化过程，但对大体积混凝土大体积混凝土来说，由于水化热在其内部积聚热量，使其内部温度升高，来说，由于水化热在其内部积聚热量，使其内部温度升高，由于内外温差使混凝土产生内应力而开裂破坏。由于内外温差使混凝土产生内应力而开裂破坏。u我国我国JGJ55-2000 普通混凝土配合比设计规程普通混凝土配合比设计规程上，定义上，定义大体积混凝土为：大体积混凝土为：混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。致裂缝的混凝土。u日本建筑学会标准日本建筑学会标
16、准(JASS5)规定：规定：“结构断面最小厚度在结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过气温之差预计超过25的混凝土，称为大体积混凝土的混凝土，称为大体积混凝土”。5 .水化热土木工程材料水泥第二讲水泥矿物的水化热及放热速率比较水泥矿物的水化热及放热速率比较 C3AC3SC4AFC2S 水泥水化放热量和放热速率还与水泥细度、水泥水化放热量和放热速率还与水泥细度、混合材种类和数量有关混合材种类和数量有关.土木工程材料水泥第二讲v？某大体积的混凝土工程，浇筑？某大体积的混凝土工程，浇筑2周后拆模，发现挡周
17、后拆模，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某水泥厂墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某水泥厂生产的生产的42.5R型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成如下：型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成如下： 矿物名称矿物名称C3S C2SC3AC4AF质量分数（质量分数（%）61141411&思考思考分析续下页分析续下页土木工程材料水泥第二讲【原因分析原因分析】由于该工程所使用的水泥由于该工程所使用的水泥C C3 3A A和和C C3 3S S含量高，导致该水泥的水化热高。在浇注混凝含量高，导致该水泥的水化热高。在浇注混凝土后，混凝土的内外温差高，造成混凝土贯穿土后，混凝土的内外温差高，造成混凝土贯穿型的纵
18、向裂缝。型的纵向裂缝。【防治措施防治措施】首先，对大体积的混凝土工程宜选首先，对大体积的混凝土工程宜选用低水化热，即用低水化热，即C C3 3A A和和C C3 3S S的含量较低的水泥。的含量较低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也需适当控制。再次，其次，水泥用量及水灰比也需适当控制。再次，大体积混凝土工程施工时应采取相应的措施，大体积混凝土工程施工时应采取相应的措施，如外部保温、内部降温等。如外部保温、内部降温等。土木工程材料水泥第二讲6 .水泥石的抗蚀性水泥石的抗蚀性（1）淡水的腐蚀（溶出性腐蚀）淡水的腐蚀（溶出性腐蚀）原因：水的流动、压力作用使原因：水的流动、压力作用使CH流失。流失。若静
19、水：若静水：CH饱和则不再溶解。饱和则不再溶解。流动水：流动水：CH不断溶解、流失。不断溶解、流失。淡水淡水: :雨水、雪水、蒸馏水及雨水、雪水、蒸馏水及含重碳酸盐甚少含重碳酸盐甚少的河水与湖水的河水与湖水 。如果水泥石长期处于如果水泥石长期处于流水流水或或压力流水压力流水作用下，作用下， Ca(OH)2 将将不不断流失断流失而使水泥石破坏。而使水泥石破坏。硬水中不腐蚀：硬水中不腐蚀：土木工程材料水泥第二讲（2）盐类腐蚀盐类腐蚀 硫酸盐腐蚀硫酸盐腐蚀水化铝酸钙水化铝酸钙钙矾石钙矾石体积增加体积增加1.51.5倍以上，倍以上，膨胀破坏膨胀破坏硫酸盐浓度较高：结晶破坏硫酸盐浓度较高：结晶破坏镁盐腐
20、蚀。镁盐腐蚀。 硫酸镁对水泥石有镁盐和硫酸盐双重腐蚀的作用。硫酸镁对水泥石有镁盐和硫酸盐双重腐蚀的作用。土木工程材料水泥第二讲NaNa2 2SOSO4 4在混凝土孔隙中的结晶在混凝土孔隙中的结晶土木工程材料水泥第二讲（3）酸类腐蚀酸类腐蚀碳酸腐蚀碳酸腐蚀 “ “碳化碳化” ”一般酸腐蚀一般酸腐蚀因为水泥的水化产物呈因为水泥的水化产物呈碱性碱性。，CaCl2溶于水。溶于水。 （4）强碱腐蚀强碱腐蚀土木工程材料水泥第二讲27小结：v水泥石易腐蚀的基本原因：（1）硅酸盐水泥石中含有较多易受腐蚀的成分，氢氧化钙、水化铝酸钙等；（2）本身不密实，含有大量的毛细孔隙。v防止腐蚀的措施：（1）根据工程所处的
21、环境特点，选择合适的水泥品种；（2）提高水泥石的密实程度；（3）表面防护处理。土木工程材料水泥第二讲28硅酸盐水泥的应用特性硅酸盐水泥的应用特性凝结硬化快、强度高凝结硬化快、强度高配制高强砼、预应力砼、要求早期配制高强砼、预应力砼、要求早期强度高的砼，冬季施工强度高的砼，冬季施工抗冻性好，干缩较小抗冻性好，干缩较小严寒地区遭受反复冻融的砼工程严寒地区遭受反复冻融的砼工程抗碳化能力强抗碳化能力强CO2浓度高的区域浓度高的区域耐磨性好耐磨性好道路、地面工程道路、地面工程耐蚀性差耐蚀性差有腐蚀介质的环境有腐蚀介质的环境水化热大水化热大大体积砼工程大体积砼工程长期受高温的环境（如工业窑炉）长期受高温的
22、环境（如工业窑炉）耐热性差耐热性差vP45土木工程材料水泥第二讲（1）水泥混合材料水泥混合材料 在生产水泥时，为在生产水泥时，为改善水泥性能改善水泥性能，调节水泥强度等级调节水泥强度等级，而加到水泥中去的人工的和天然的矿物材料。而加到水泥中去的人工的和天然的矿物材料。混合材料混合材料在水泥中的在水泥中的作用作用混合材料分类混合材料分类化学活性化学活性举例举例在水泥中作用在水泥中作用非活性混合材料非活性混合材料与水泥成分不起化学作用与水泥成分不起化学作用或化学作用很小或化学作用很小石英砂、石石英砂、石灰石、慢冷灰石、慢冷矿渣、各种矿渣、各种废渣废渣填充、提高水泥填充、提高水泥产量、降低水泥产量、
23、降低水泥强度等级、减少强度等级、减少水化热水化热 活性混合材料活性混合材料常温下，细粉与石灰（或常温下，细粉与石灰（或石灰和石膏）加水拌合能石灰和石膏）加水拌合能生成具有胶凝性的水化产生成具有胶凝性的水化产物，在空气和水中硬化。物，在空气和水中硬化。粒化高炉矿粒化高炉矿渣、火山灰渣、火山灰质混合材料、质混合材料、粉煤灰粉煤灰上述活性效应上述活性效应土木工程材料水泥第二讲活性混合材料的作用活性混合材料的作用自身自身与与水水调和后，调和后，不会硬化不会硬化或或硬化极为缓慢硬化极为缓慢，强度很低。，强度很低。在在氢氧化钙氢氧化钙溶液中，会发生显著的水化。溶液中，会发生显著的水化。若存在若存在石膏石膏
24、，则石膏与铝酸钙反应生成硫铝酸钙而具有，则石膏与铝酸钙反应生成硫铝酸钙而具有一定的强度。一定的强度。土木工程材料水泥第二讲粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣炼铁高炉的熔融矿渣炼铁高炉的熔融矿渣，经，经急速冷却急速冷却而成的松软颗粒；而成的松软颗粒；直径一般为直径一般为0.50.55 5mm，需磨细使用；需磨细使用；急冷一般用急冷一般用水淬水淬方法进行，故又称方法进行，故又称水淬高炉矿渣水淬高炉矿渣； 成粒在于成粒在于阻止结晶阻止结晶，形成，形成玻璃体玻璃体，具有较高的，具有较高的潜在活性潜在活性； 活性成分，一般认为是活性成分，一般认为是活性氧化铝活性氧化铝和和活性氧化硅活性氧化硅，在常温，在常温下可与
25、氢氧化钙起作用而产生强度。下可与氢氧化钙起作用而产生强度。火山灰质混合材料火山灰质混合材料火山灰火山灰质混合材料：混合材料：泛指泛指火山灰火山灰一一类的物的物质。火山灰：火山灰：火山喷发的熔岩火山喷发的熔岩急冷急冷形成。形成。含有玻璃体，成分主要含有玻璃体，成分主要是是活性氧化硅活性氧化硅和和活性氧化活性氧化铝，使，使火山灰火山灰具有具有活性。活性。土木工程材料水泥第二讲粉煤灰粉煤灰火力发电厂煤粉燃烧的烟气中收集的灰渣，又称火力发电厂煤粉燃烧的烟气中收集的灰渣，又称飞灰飞灰。 颗粒直径颗粒直径0.0010.0010.050.05mm，玻璃态的实心或空心球状。玻璃态的实心或空心球状。 活性来自玻
26、璃体，成分主要是活性来自玻璃体，成分主要是活性氧化硅活性氧化硅和和活性氧化铝活性氧化铝。 土木工程材料水泥第二讲（3）矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥的水化反应矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥的水化反应 分两步进行分两步进行水泥熟料颗粒水化；水泥熟料颗粒水化；矿渣（火山灰或粉煤灰）受熟料水化时析出的矿渣（火山灰或粉煤灰）受熟料水化时析出的Ca(OH)2和外和外掺石膏的掺石膏的激发激发，生成新的，生成新的水化硅酸钙水化硅酸钙、水化铝酸钙水化铝酸钙和和水化硫水化硫铝酸钙铝酸钙。水泥熟料水泥熟料矿物水化后的物水化后的产物又与活性物又与活性氧化物氧化物进行反行反应，生成新的水化物。，生成新的水化物。二
27、次（水化）反应二次（水化）反应土木工程材料水泥第二讲（4）激发剂激发剂Ca(OH)2和和石膏石膏起着激发水化起着激发水化（使活性混合材料的潜在活性（使活性混合材料的潜在活性得以发挥）得以发挥），促进凝结硬化的作用，故称为，促进凝结硬化的作用，故称为激发剂激发剂。常用的激发剂有常用的激发剂有碱性激发剂碱性激发剂和和硫酸盐激发剂硫酸盐激发剂两类。两类。 碱性激发剂：碱性激发剂：石灰，硅酸盐水泥熟料石灰，硅酸盐水泥熟料。 硫酸盐激发剂：硫酸盐激发剂：二水石膏二水石膏、半水石膏半水石膏和各种和各种化学石膏化学石膏。硫酸盐激发剂的激发作用必须在有碱性激发剂的条件下，硫酸盐激发剂的激发作用必须在有碱性激发
28、剂的条件下，才能充分发挥。才能充分发挥。 土木工程材料水泥第二讲二、普通硅酸盐水泥P48v定义：凡由硅酸盐水泥熟料，6%-15%混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥PO）。v组成：85%熟料+石膏94% 6%活性混合材15%v强度等级及其他品质要求：表3-835土木工程材料水泥第二讲三、矿渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥1. 组成2070%粒化高炉矿渣-矿渣水泥熟料+石膏+ 2050%火山灰质混合材-火山灰水泥 2040%粉煤灰-粉煤灰水泥2. 强度等级及其他品质要求见表3-9、3-8。36土木工程材料水泥第二讲373. 三种水泥的特点（1）三种水泥的共性
29、v早期强度低、后期强度发展高。v对温度敏感，适合高温养护。v耐腐蚀性好。v水化热小。v抗冻性较差。v抗碳化性较差土木工程材料水泥第二讲38（2）三种水泥的特性v矿渣硅酸盐水泥：保水性差，且干缩较大；抗渗性差；耐热性较好（300400）。矿渣在矿渣在3.0K下的下的SEM照片照片应用应用：可用于耐热工程；可用于耐热工程； 不宜用于抗渗工程。不宜用于抗渗工程。土木工程材料水泥第二讲39v火山灰质硅酸盐水泥：保水性好；抗渗性较好；干缩大，易干缩开裂。 应用：应用：宜用于有抗渗性要求的混凝土工程；宜用于有抗渗性要求的混凝土工程； 不宜用于干燥地区和受冻部位。不宜用于干燥地区和受冻部位。土木工程材料水泥
30、第二讲40v粉煤灰硅酸盐水泥：水化更慢，早强低；需水量小，可增加混凝土流动性；干缩较小，抗裂性好；抗渗性较差；耐磨性差。粉煤灰在粉煤灰在3.0K下的下的SEM照片照片 应用应用：适合用于承载较晚的混凝土工程；不宜用于适合用于承载较晚的混凝土工程；不宜用于有抗渗性要求的以及有耐磨性要求的混凝土工程。有抗渗性要求的以及有耐磨性要求的混凝土工程。土木工程材料水泥第二讲四、复合硅酸盐水泥v定义：是由硅酸盐水泥、两种或两种以上混合材料和适量石膏组成。v特性：取决于其所掺混合材料的种类、掺量及相对比例。v适用范围：可根据其掺入的混合材料种类，参照其他混合材水泥适用范围选用。41土木工程材料水泥第二讲3.水
31、泥水泥3.2 其它品种水泥其它品种水泥3.1 常用水泥常用水泥土木工程材料水泥第二讲高铝水泥高铝水泥膨胀水泥膨胀水泥白色和彩色硅酸盐水泥白色和彩色硅酸盐水泥3.2 其它品种水泥其它品种水泥土木工程材料水泥第二讲一、高铝水泥（矾土水泥）一、高铝水泥（矾土水泥）以以铝矾土铝矾土和和石灰石石灰石为原料，经高温煅烧得到为原料，经高温煅烧得到铝酸钙铝酸钙为主的为主的熟料熟料磨细制成。代号磨细制成。代号CA。按按Al2O3的含量百分数分为四类：的含量百分数分为四类：CA-50（50 Al2O3 60），CA-60 （60 Al2O3 68） ， CA-70 （68 Al2O3 77） ，CA-80 （Al
32、2O3 77 ）。土木工程材料水泥第二讲熟料熟料矿物物组成成铝酸一酸一钙（CA）70；二二铝酸一酸一钙（CA2 ）少量少量；硅酸二硅酸二钙（C2S）少量）少量。铝酸酸盐水泥水泥的水化的水化T20：CA+10H2OCAH10；T=2030：2 2CA+11H2OC2AH8+Al2O3.3H2O；T30：3 3CA+12H2OC3AH6 +Al2O3.3H2O强度的度的产生生CAH10 、C2AH8相互交织成坚固的结晶合生体相互交织成坚固的结晶合生体; ;氢氧化铝氢氧化铝凝胶凝胶填充填充于晶体骨架空隙中于晶体骨架空隙中; ;CAH10 、C2AH8 C3AH6，强度降低强度降低温度升高，转化加速温
33、度升高，转化加速晶体的转化晶体的转化土木工程材料水泥第二讲快凝快凝、早强。早强。用于用于紧急紧急工程、工程、抢修抢修工程、工程、冬季施工冬季施工工程；工程；耐热性好耐热性好和和耐硫酸盐腐蚀性强耐硫酸盐腐蚀性强。配制。配制耐热混凝土耐热混凝土和和耐硫酸盐耐硫酸盐混凝土混凝土；水化热大。水化热大。不能用于大体积混凝土；不能用于大体积混凝土；长期强度会降低长期强度会降低。注意。注意施工温度施工温度（15152525），按，按最低稳最低稳定强度定强度设计；设计；不得与硅酸盐水泥、石灰等混用；不得与硅酸盐水泥、石灰等混用；低收缩；低收缩；耐碱性差耐碱性差;产品标准：产品标准：铝酸盐水泥铝酸盐水泥（GB2
34、01-2000）。产品特性及应用产品特性及应用土木工程材料水泥第二讲加水硬化后，体加水硬化后，体积膨膨胀而不而不是是收收缩。 二、膨胀水泥二、膨胀水泥硅酸硅酸盐膨膨胀水泥。水泥。硅酸硅酸盐水泥水泥为主，外加高主，外加高铝水泥和石膏水泥和石膏配制而成。配制而成。 铝酸酸盐膨膨胀水泥。水泥。高高铝水泥水泥水泥水泥为主，外加石膏配制而成。主，外加石膏配制而成。 硫硫铝酸酸盐膨膨胀水泥。水泥。无水硫无水硫铝酸酸钙和硅酸二和硅酸二钙为为主要成主要成分，外加石膏配制而成。分，外加石膏配制而成。 铁铝酸酸钙膨膨胀水泥。水泥。铁相、无水硫相、无水硫铝酸酸钙和硅酸二和硅酸二钙为为主要成分，外加石膏配制而成。主要
35、成分，外加石膏配制而成。土木工程材料水泥第二讲膨膨胀原理：原理：生成生成钙矾石石。调整整组分比例，可得不同的分比例，可得不同的膨膨胀值。若膨若膨胀受限，受限，则产生生自应力自应力。自应力自应力22MPa，称为称为自应力水泥自应力水泥；自应力自应力2 2MPa，称为称为膨胀水泥膨胀水泥；应用：应用：补偿收缩混凝土、自应力混凝土。补偿收缩混凝土、自应力混凝土。产品标准：产品标准： 膨胀硫铝酸盐水泥膨胀硫铝酸盐水泥（ZB Q 11007-87）、自自应力硫铝酸盐水泥应力硫铝酸盐水泥（JC 715-1996）：土木工程材料水泥第二讲三、白色和彩色硅酸盐水泥三、白色和彩色硅酸盐水泥1. 1.白色硅酸盐水
36、泥（白色硅酸盐水泥（白水泥白水泥）硅酸盐水泥熟料中硅酸盐水泥熟料中氧化铁等氧化铁等含量少。含量少。产品标准：白色硅酸盐水泥产品标准：白色硅酸盐水泥（GB/T 2015-2005）。）。技术要求：技术要求：三氧化硫三氧化硫、细度细度、凝结时间凝结时间、安定性安定性、水泥白度水泥白度（8787）、强度强度（32.532.5、42.542.5、52.552.5）。2. 2.彩色硅酸盐水泥彩色硅酸盐水泥生料着色物质、熟料着色物质、白水泥着色物质。生料着色物质、熟料着色物质、白水泥着色物质。 产品标准：产品标准：彩色硅酸盐水泥彩色硅酸盐水泥（JC/T 870-2000）。技术要求：技术要求：三氧化硫三氧
37、化硫、细度细度、凝结时间凝结时间、安定性安定性、强度强度、色差色差。3. 3.应用：用于用：用于各种各种装饰装修。装饰装修。土木工程材料水泥第二讲道路硅酸盐水泥道路硅酸盐水泥快硬硅酸盐水泥快硬硅酸盐水泥快硬硫铝酸盐水泥快硬硫铝酸盐水泥中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥抗硫酸盐水泥抗硫酸盐水泥土木工程材料水泥第二讲水泥工业之遗憾水泥工业之遗憾1. 1.消耗资源消耗资源 我国已初步探明的我国已初步探明的石灰石储量石灰石储量为为542542亿吨，可开采利用的约为亿吨，可开采利用的约为250250亿吨。如以亿吨。如以20042004年我
38、国水泥总产量年我国水泥总产量9.79.7亿吨、需消耗亿吨、需消耗石灰质石灰质原料原料1010亿吨记计，加上相关行业所用石灰石，则不需亿吨记计，加上相关行业所用石灰石，则不需3030年，即年，即会出现石灰石资源枯竭的严重问题。一方面是水泥会出现石灰石资源枯竭的严重问题。一方面是水泥石灰石资源石灰石资源枯竭枯竭的严重问题，另一方面是的严重问题，另一方面是消耗石灰石令人惊讶消耗石灰石令人惊讶的高速度。的高速度。（中国建材报（中国建材报20052005年年8 8月月1515日）日） 2. 2.消耗能源消耗能源 资料表明，资料表明，20042004年国产年国产9.79.7亿吨水泥的能源消耗是燃煤亿吨水泥
39、的能源消耗是燃煤1.61.6亿亿吨（吨（标准煤标准煤）。专家预测，）。专家预测，20102010年我国水泥需求将达到年我国水泥需求将达到13.513.5亿吨，原燃料消耗相应也会提高近亿吨，原燃料消耗相应也会提高近40%40%。 土木工程材料水泥第二讲3. 3.破坏环境破坏环境 20042004年我国水泥工业年我国水泥工业CO2排放量达排放量达8 8亿多吨，亿多吨，SO3排放量超过排放量超过100100万吨，万吨，NOx排放量达排放量达262262万吨，万吨，粉尘粉尘800800万吨。万吨。温室效应温室效应酸雨酸雨矽肺病等、土地碱化、破坏环境矽肺病等、土地碱化、破坏环境4. 4.我国目前的生产工
40、艺落后我国目前的生产工艺落后发达国家发达国家新型干法技术新型干法技术多在多在80%80%以上，甚至以上，甚至95%95% 。我国我国19951995年新型干法水泥年新型干法水泥28532853万吨，仅占总产量的万吨，仅占总产量的6%6%；20042004年上升到年上升到3.23.2亿吨，占总产量的亿吨，占总产量的33%33%；20052005年底，新型干法水泥年底，新型干法水泥产量达到产量达到4.734.73亿吨，新型干法水泥的比重已达到亿吨，新型干法水泥的比重已达到45%45%。近年进展迅速近年进展迅速本章结束！本章结束！土木工程材料水泥第二讲三、常用水泥的特性三、常用水泥的特性品品种种硅酸
41、盐水泥硅酸盐水泥普通水泥普通水泥矿渣水泥矿渣水泥火山灰水泥火山灰水泥粉煤灰水泥粉煤灰水泥复合水复合水泥泥 主主要要特特性性凝结硬化凝结硬化快快凝结硬化较快凝结硬化较快凝结硬化慢凝结硬化慢凝结硬化慢凝结硬化慢凝结硬化慢凝结硬化慢与所掺与所掺两种或两种或两种以两种以上混合上混合材料的材料的种类、种类、掺量有掺量有关，其关，其特性基特性基本上与本上与矿渣水矿渣水泥、火泥、火山灰水山灰水泥、粉泥、粉煤灰水煤灰水泥的特泥的特性相似性相似 早期强度早期强度高高早期强度较高早期强度较高早早期期强强度度低低，后后期强度增长较快期强度增长较快早早期期强强度度低低，后后期强度增长较快期强度增长较快早早期期强强度度
42、低低，后后期强度增长较快期强度增长较快水化热水化热大大水化热较大水化热较大水化热较低水化热较低水化热较低水化热较低水化热较低水化热较低抗冻性抗冻性好好抗冻性较好抗冻性较好抗冻性差抗冻性差抗冻性差抗冻性差抗冻性差抗冻性差干缩性干缩性小小干缩性较小干缩性较小干缩性大干缩性大干缩性大干缩性大干干缩缩性性较较小小，抗抗裂性较好裂性较好耐蚀性耐蚀性差差耐蚀性较差耐蚀性较差耐蚀性较好耐蚀性较好耐蚀性较好耐蚀性较好耐蚀性较好耐蚀性较好耐热性耐热性差差耐热性较差耐热性较差耐热性好耐热性好耐热性较好耐热性较好耐热性较好耐热性较好抗碳化抗碳化能力差能力差抗碳化能力差抗碳化能力差抗碳化能力差抗碳化能力差泌水泌水性大性大抗渗性抗渗性较好较好和易性和易性较好较好土木工程材料水泥第二讲土木工程材料水泥第二讲
