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1、混凝土原材料一、水泥分类1、硅酸盐水泥2、其它特种水泥1、硅酸盐水泥 凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适当的石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。2、其它特种水泥 铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等，水泥熟料是以铝酸盐或硫铝酸盐作为主要成分。二、硅酸盐水泥熟料的化学成分及矿物组成（一）硅酸盐水泥的主要化学成分（二）硅酸盐水泥的矿物组成（一）硅酸盐水泥的主要化学成分氧化钙 CaO：60%67%；氧化硅 SiO2 ：19%25%；氧化铝 Al2O3：3%8%；氧化铁 Fe2O3：2%6%；氧化镁 MgO：1%4%；三氧化硫 SO3：1%3%；碱 K2
2、O+N2O：0.5%1.5%。（二）硅酸盐水泥的主要矿物组成硅酸盐水泥熟料含有四种主要矿物：硅酸三钙 C3S，含量40%55%；硅酸二钙 C2S ，含量20%30%；铝酸三钙 C3A，含量2.5%15%；铁铝酸四钙 C4AF ，含量10%19%。三、水泥品种和分类（一）硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（二）中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥及低热矿渣硅酸盐水泥（三）矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥（四）复合硅酸盐水泥（五）抗硫酸盐硅酸盐水泥（六）低热微膨胀水泥（一）硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥1、 型硅酸盐水泥 P：不掺混合材料；2、 型硅酸盐水泥 P：掺不超过水泥质量5%石灰石或粒化
3、高炉矿渣混合材料；3、 普通硅酸盐水泥 PO：掺6%15%混合材料。（二）中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥及低热矿渣硅酸盐水泥1、中热硅酸盐水泥 PMH： C3S含量 55%， C3A含量 6%；2、低热硅酸盐水泥 PLH： C2S含量 40%， C3A含量 6%；3、低热矿渣硅酸盐水泥 PSLH： C3A含量 8%；粒化高炉矿渣掺量按质量百分比计为20%60%，允许用不超过混合材总量50%的粒化电炉磷渣或粉煤灰取代。（三）矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥1、矿渣硅酸盐水泥 PS：粒化高炉矿渣掺量按质量百分比计为20%70%；其它混合材料取代矿渣数量不得超过水泥质量的8%；2
4、、火山灰质硅酸盐水泥 PP：火山灰质混合材料掺量按质量百分比计为20%50%；3、粉煤灰硅酸盐水泥 PF：粉煤灰掺量按质量百分比计为20%40%。（四）复合硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥 PC：两种或两种以上规定的混合材料，混合材料总掺量按质量百分比计应大于15%，但不超过50%。（五）抗硫酸盐硅酸盐水泥1、中抗硫酸盐硅酸盐水泥 PMSR： C3S含量 55%， C3A含量 5%；具有抵抗中等浓度硫酸根离子侵蚀的能力；2、高抗硫酸盐硅酸盐水泥 PHSR： C3S含量 50%， C3A含量 3%；具有抵抗高浓度硫酸根离子侵蚀的能力。（六）低热微膨胀水泥 低热微膨胀水泥 LHEC：凡以粒化高炉矿渣为主
5、要成分，加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏，磨细制成具有低热和微膨胀性能的水硬性胶凝材料。三、硅酸盐水泥的凝结和硬化机理（一）凝结硬化的化学过程（二）凝结硬化的物理过程（一）凝结硬化的化学过程1、硅酸三钙 C3S2、硅酸二钙 C2S 3、铝酸三钙 C3A4、铁铝酸四钙 C4AF 5、石膏 CaSO41、硅酸三钙 C3S2（3CaOSiO2）+6H2O 3CaO2SiO2 3H2O+3Ca（OH）2C3S最初反应较慢，以后反应较快。2、硅酸二钙 C2S2（2CaOSiO2）+4H2O 3CaO2SiO2 3H2O+3Ca（OH）2C2S的水化速度最慢，但在后期稳步发展。3、铝酸三钙 C3A3CaOAl
6、2O3+6H2O 3CaO Al2O3 6H2OC3A初始反应速度极快，以后反应较慢。4、铁铝酸四钙 C4AF4CaO Al2O3 Fe2O3 +2Ca（OH）2 +10H2O 3CaO Al2O3 6H2O + 3CaOFe2O3 6H2O C4AF开始的反应速度较快，但以后变慢。5、石膏 CaSO43CaO Al2O3 +3CaSO4 +31H2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H2O 水泥水化反应速度最快的是石膏与铝酸三钙水化反应，反应产物钙矾石吸附于水泥颗粒表面，减缓铝酸三钙水化速度，起到调节水泥凝结时间的作用。水泥水化产物显微电镜照片（1）水泥水化产物显微电镜照片（2）（二
7、）凝结硬化的物理过程特点过程特点：1、水泥水化由表至内，由快变慢；2、硬化的水泥石是不均质结构；3、水泥石强度随水化龄期而发展，由快变慢；4、环境温度越高，凝结硬化速度越快。过程：1、初始反应期（510分钟内）；2、休止期（诱导期）（约0.52小时）；3、凝结期（610小时）；4、硬化期（728天或更长）。四、硅酸盐水泥矿物组成对水泥性能的影响（一）对强度的影响（二）对水化热的影响（三）对凝结时间和保水性的影响（四）对收缩的影响（五）对水泥脆性系数的影响（六）对耐久性的影响（七）对混凝土抗冲磨强度的影响（一）对强度的影响 C3S具有较高强度，特别是早期强度；C2S的早期强度较低，但后期强度较高
8、； C3A和C4AF的强度均在早期发展，后期强度几乎没有发展， C4AF的强度大于C3A。 水泥熟料单矿物的水化产物的强度见表2.1-1。表2.1-1 水泥熟料单矿物的水化物强度矿物名称抗压强度（MPa）3d7d28d90d180dC3S29.632.049.655.662.6C2S1.42.24.619.428.6C3A6.05.24.08.08.0C4AF15.416.818.616.619.6（二）对水化热的影响水泥熟料矿物的水化热和水化速度：C3A C3S C4AF C2S水泥熟料矿物的水化热见表2.1-2。表2.1-2 水泥熟料矿物的水化热矿物名称水化热（J/g）3d7d28d90d
9、180d365dC3S410461477511507569C2S8075184230222260C3A712787846787913-C4AF121180201197306-（三）对凝结时间和保水性的影响水泥C3A含量越高，水化凝结时间越快；适量石膏掺量可调节水泥凝结时间；C3A保水性最强。（四）对收缩的影响C3A水化收缩率最大，比其它矿物提高35倍；C3S、 C2S和C4AF的水化收缩率相差不大。四种矿物的收缩率见表2.1-4。表2.1-4 四种矿物的收缩率矿物名称收缩率（ %）C3A0.002240.00244C3S0.000750.00083C2S0.000750.00083C4AF0.
10、000380.00060（五）对水泥脆性系数的影响 水泥胶砂抗压强度与抗折强度比值称为水泥的脆性系数。 C3A、 C3S含量高，水泥脆性系数大； C2S、 C4AF含量高，水泥脆性系数小。 不同水泥脆性系数对比见表2.1-5。（六）对耐久性的影响1、抗硫酸盐侵蚀 C3A含量低，水泥抗硫酸盐侵蚀能力强；2、抗氯离子侵蚀 铝酸盐含量高，水泥抗氯离子侵蚀能力强。（七）对混凝土抗冲磨强度的影响 C3A含量低，水泥抗冲磨强度高。水泥胶结强度高，抗冲磨强度高。五、水泥品质检验（一）水泥品质指标（二）水泥品质检验（一）水泥品质指标水泥胶砂强度；安定性；细度；凝结时间；三氧化硫含量；氧化镁含量；碱含量；水化热
11、。常用水泥的主要技术指标见表2.1-7。水泥水化热指标见表2.1-8。（二）水泥品质检验水泥胶砂强度检验方法（ISO法）GB/T17671-1999；水泥压蒸安定性试验方法GB/T50-92；水泥标准稠度用水量，凝结时间，安定性检验方法GB/T1346-2001；水泥胶砂流动度测定方法GB/T2419-2005；水泥细度检验方法 筛析法GB/T1345-2005；水泥化学分析方法GB/T176-1996；水泥密度测定方法GB/T208-94。水泥标准稠度用水量，凝结时间，安定性检验方法试验室温度：20 2 ，湿度50%。水泥500g，水142.5g。标准稠度用水量：试杆沉入净浆并距底板6mm1mm；初凝时间：试针沉至距底板4mm1mm，终凝时间：试针下沉不超过0.5mm；安定性：雷氏夹指针尖端间的距离增加值不大于5.0mm。水泥胶砂强度检验方法（ISO法）试验室温度：20 2 ，湿度50%；养护室温度： 20 1 ，湿度90%。水泥450 2g，ISO标准砂1350 5g，水225 1g。
