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1、 第第2 2章章 无无 机机 胶胶 凝凝 材材 料料海螺安徽宁国水泥厂海螺安徽宁国水泥厂 2021/3/1012.2 2.2 通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥v水水泥泥概概述：述：v1. 1.水泥是水硬性胶凝材料。水泥是水硬性胶凝材料。 v2.2.水泥是三大建筑主材之一，应用十分广泛。水泥是三大建筑主材之一，应用十分广泛。 v 水泥素有水泥素有“建筑工业的粮食建筑工业的粮食”之称。之称。v水泥的特点：水泥的特点：v1 1）水泥砼是一种）水泥砼是一种低能耗型建筑材料低能耗型建筑材料。v2 2）水泥）水泥具有许多优异性能：具有许多优异性能：v 水泥具有较好的可塑性；水泥具有较好的可塑性； v 水泥的适
2、应性较强；水泥的适应性较强；v 水泥可制成各种用途的水泥基复合材料；水泥可制成各种用途的水泥基复合材料；v 水泥耐久性较好。水泥耐久性较好。2021/3/102民用建筑民用建筑公路工程公路工程铁路工程铁路工程水利工程水利工程港口工程港口工程桥梁工程桥梁工程核电工程核电工程2021/3/103v3.3.水泥品种及分类水泥品种及分类v水泥品种水泥品种: :通常按组成成分命名通常按组成成分命名，如，如v硅酸盐水泥硅酸盐水泥（波特兰水泥）波特兰水泥）v铝酸盐水泥铝酸盐水泥v硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥v氟铝酸盐水泥氟铝酸盐水泥v工程上应用最多的是工程上应用最多的是6种种硅酸盐类水泥硅酸盐类水泥即即通用硅酸
3、盐水泥通用硅酸盐水泥：v硅酸盐水泥硅酸盐水泥v普普通通硅酸盐水泥硅酸盐水泥v矿矿 渣渣硅酸盐水泥硅酸盐水泥v火山灰质火山灰质硅酸盐水泥硅酸盐水泥v粉粉 煤煤 灰灰硅酸盐水泥硅酸盐水泥v复复 合合硅酸盐水泥硅酸盐水泥2021/3/104 vv水泥水泥按性能及用途按性能及用途分分三大类三大类：v通用水泥通用水泥一般用途的水泥，一般用途的水泥，如如 6种主要水泥种主要水泥v专用水泥专用水泥具有专门用途的水泥具有专门用途的水泥v特性水泥特性水泥具有特殊性能的水泥具有特殊性能的水泥大坝水泥大坝水泥油井水泥油井水泥砌筑水泥砌筑水泥快硬水泥快硬水泥膨胀水泥膨胀水泥彩色水泥彩色水泥 2021/3/105v 4
4、 4、水泥简史、水泥简史 v石石 灰灰 罗马砂浆罗马砂浆 水硬性石灰水硬性石灰 罗马水泥（天然水泥）罗马水泥（天然水泥） v 英国水泥英国水泥 波特兰水泥波特兰水泥( (硅酸盐水泥）硅酸盐水泥） v水硬性石灰：水硬性石灰：17561756年，史密顿用含年，史密顿用含黏土、石灰石黏土、石灰石制成的石灰制成的石灰称称水硬性石灰。水硬性石灰。 v罗马水泥（天然水泥）：罗马水泥（天然水泥）：17961796年，英国人派克用年，英国人派克用泥灰岩泥灰岩烧制烧制成水泥。称成水泥。称 “罗马水泥罗马水泥”（Roman CementRoman Cement），），亦称亦称天然水天然水泥泥。 v英国水泥：英国水
5、泥： 18221822年，英国人福斯特将年，英国人福斯特将白垩和黏土按白垩和黏土按2:12:1混合混合后加水湿磨成泥浆，泥浆沉淀、干燥后，入窑煅烧，冷却磨后加水湿磨成泥浆，泥浆沉淀、干燥后，入窑煅烧，冷却磨细成水泥，称细成水泥，称“英国水泥英国水泥”（British CementBritish Cement）。）。v波特兰水泥（硅酸盐水泥）：波特兰水泥（硅酸盐水泥）：18241824年，英国人阿斯谱丁（年，英国人阿斯谱丁（J. J. AspdinAspdin）获）获“波特兰水泥波特兰水泥”专利，成为专利，成为 水泥发明人水泥发明人。v该水泥水化硬化后的颜色类似英国波特兰地区该水泥水化硬化后的颜
6、色类似英国波特兰地区建筑用石料建筑用石料的的颜色，所以被称为颜色，所以被称为“波特兰水泥波特兰水泥”。2021/3/106v v18891889年，年，河北河北唐山细绵土厂唐山细绵土厂建成投产（立窑）。建成投产（立窑）。v19061906年，年，建立建立启新洋灰公司启新洋灰公司，年产水泥，年产水泥4 4万吨。万吨。v v19521952年，年，我国制订了第一个我国制订了第一个水泥国家标准水泥国家标准：v将将波特兰水泥波特兰水泥按主要矿物组成改称为按主要矿物组成改称为矽酸盐水泥矽酸盐水泥，后又改称为后又改称为硅酸盐水泥硅酸盐水泥至今。至今。2021/3/107一、通用硅酸盐水泥的定义、分类及生产
7、概况一、通用硅酸盐水泥的定义、分类及生产概况v（一）定义：（一）定义：v通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥CommonPortlandCement v以硅酸盐以硅酸盐水泥熟料水泥熟料和适量和适量石膏石膏，及规定的，及规定的混混合材料合材料制成的水硬性胶凝材料，称为制成的水硬性胶凝材料，称为通用硅通用硅酸盐水泥酸盐水泥（波特兰水泥波特兰水泥）。）。2021/3/108v（二）分类（二）分类 ：v通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥按按混合材料混合材料的的品种品种和和掺量掺量的的不同分为：不同分为：v硅酸盐水泥硅酸盐水泥v普普通通硅酸盐水泥硅酸盐水泥v矿矿 渣渣硅酸盐水泥硅酸盐水泥v火山灰质火山灰质硅酸盐水泥硅
8、酸盐水泥v粉粉 煤煤 灰灰硅酸盐水泥硅酸盐水泥v复复 合合硅酸盐水泥硅酸盐水泥 2021/3/109品品种种代号代号组组分（质量百分数）分（质量百分数）(%)熟料熟料石膏石膏粒粒化化高炉矿渣高炉矿渣火山灰质火山灰质混合材料混合材料粉煤灰粉煤灰石灰石石灰石硅酸盐水泥硅酸盐水泥P.100P.955955普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥P.O80且且5且且20矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥P.S.A50且且20且且50P.S.B30且且50且且70火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥P.P60且且20且且40粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥P.F60且且20且且40复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥P.C50且
9、且20且且50表表2-5通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥的组分和代号的组分和代号2021/3/1010v（三）生产概况（三）生产概况 v1.1.生产原料：生产原料： v石灰质原料石灰质原料：提供：提供CaO v粘土质原料粘土质原料：提供：提供SiO2、Al2O3、Fe2O3 v校校正正原料原料：调节某些氧化物之不足：调节某些氧化物之不足。v矿矿化化剂剂：改善煅烧条件。改善煅烧条件。 2021/3/1011石灰质原料石灰质原料 粘土质原料粘土质原料2021/3/1012v2.2.生产工艺生产工艺v通用硅酸盐水泥的通用硅酸盐水泥的生产工艺生产工艺可归纳为可归纳为两磨一烧：两磨一烧：v磨细磨细生料生料：
10、生料配制与磨细。生料配制与磨细。 v煅烧煅烧生料生料：将生料入窑煅烧至部分熔融形成将生料入窑煅烧至部分熔融形成熟料熟料。v磨细磨细熟料熟料：将：将熟料熟料与适量与适量石膏石膏及及混合材料混合材料共同磨共同磨v 细，即得细，即得水泥成品水泥成品。 2021/3/1013硅酸盐水泥的硅酸盐水泥的生产工艺流程生产工艺流程2021/3/1014 硅酸盐水泥生产的硅酸盐水泥生产的主要工艺主要工艺流程流程煅烧：煅烧：v在水泥生产的三阶段中，煅烧是水泥生产的关在水泥生产的三阶段中，煅烧是水泥生产的关键环节，虽方法各异键环节，虽方法各异（旋窑、立窑、干法、湿法）（旋窑、立窑、干法、湿法）但都但都要经历以下几个
11、阶段：要经历以下几个阶段：v干燥干燥预热预热分解分解熟料烧成熟料烧成冷却冷却v其中其中熟料烧成熟料烧成是水泥生产的关键是水泥生产的关键v必须有必须有足够的温度、足够的时间足够的温度、足够的时间，以保证水泥熟料，以保证水泥熟料的质量。的质量。2021/3/1015v水泥熟料水泥熟料磨细时加入石膏的目的磨细时加入石膏的目的：v调节水泥的凝结时间，使水泥不致发生调节水泥的凝结时间，使水泥不致发生急凝现象，故亦称急凝现象，故亦称石膏石膏为水泥缓凝剂为水泥缓凝剂。2021/3/1016球磨机工作原理球磨机工作原理：本机为卧式筒形旋：本机为卧式筒形旋转装置，外沿齿轮传动，两仓，格子转装置，外沿齿轮传动，两
12、仓，格子型球磨机。物料由进料装置经入料中型球磨机。物料由进料装置经入料中空轴螺旋均匀地进入球磨机第一仓，空轴螺旋均匀地进入球磨机第一仓，该仓内有阶梯衬板或波纹衬板，内装该仓内有阶梯衬板或波纹衬板，内装不同规格钢球，筒体转动产生离心力不同规格钢球，筒体转动产生离心力将钢球带到一定高度后落下，对物料将钢球带到一定高度后落下，对物料产生重击和研磨作用。物料在第一仓产生重击和研磨作用。物料在第一仓达到粗磨后，经单层隔仓板进入第二达到粗磨后，经单层隔仓板进入第二仓，该仓内镶有平衬板，内有钢球，仓，该仓内镶有平衬板，内有钢球，将物料进一步研磨。粉状物通过卸料将物料进一步研磨。粉状物通过卸料箅板排出，完成粉
13、磨作业。箅板排出，完成粉磨作业。水水泥泥磨磨/ /原原料料磨磨2021/3/1017华润水泥华润水泥( (南宁南宁) )有限公有限公司司4000t/d4000t/d水泥熟料水泥熟料回回 转转 窑窑 2800t/d2800t/d水泥熟料水泥熟料回回 转转 窑窑2021/3/1018水泥冷却塔水泥冷却塔水泥冷却塔：水泥冷却塔： 主要由筒体部分、转子、冷却装主要由筒体部分、转子、冷却装置、传动装置、防护栏等组成。置、传动装置、防护栏等组成。 2021/3/1019矿山水泥厂球磨机矿山水泥厂球磨机耐磨钢球耐磨钢球 水泥熟料块水泥熟料块2021/3/1020水泥熟料塔水泥熟料塔水泥成品库水泥成品库202
14、1/3/10212021/3/1022v二、通用硅酸盐水泥的组成材料二、通用硅酸盐水泥的组成材料v 熟料、石膏、混合材料、助磨剂熟料、石膏、混合材料、助磨剂 。v（一）硅酸盐（一）硅酸盐水泥熟料水泥熟料v1.四种主要矿物成分：四种主要矿物成分：总含量总含量95%左右。左右。名名称称矿物成分矿物成分（分子式）（分子式） 简简称称含含量量(%)硅酸三钙硅酸三钙3CaO.SiO2C3S3760硅酸二钙硅酸二钙2CaO.SiO2C2S1537铝酸三钙铝酸三钙3CaO.Al2O3C3A715铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaO.Al2O3.Fe2O3C4AF10182021/3/1023v2.四种微量成分四种微
15、量成分（有害成分）：（有害成分）：总含量总含量10% 10% v游离氧化钙游离氧化钙 v游离氧化镁游离氧化镁 v三三 氧氧 化硫化硫 v碱分（碱分（K K2 2O O、NaNa2 2O O）：）：v含量太高，可能导致砼结构发生含量太高，可能导致砼结构发生碱骨料破坏碱骨料破坏。含量过多，均导致水泥体积安定性不良。2021/3/1024v（二）石（二）石 膏膏v主要采用天然石膏，也可采用工业副产石膏。主要采用天然石膏，也可采用工业副产石膏。v（三）混合材料（三）混合材料v【定义】【定义】v在生产水泥时，掺入的天然或人工的矿物质材料，在生产水泥时，掺入的天然或人工的矿物质材料，称为水泥称为水泥混合材
16、料混合材料。分。分活性活性混合材料混合材料和和非活性非活性混合混合材料材料两大类。两大类。v【掺混合材料的目的】【掺混合材料的目的】v改善水泥的某些性能、调节水泥强度等级、节约水改善水泥的某些性能、调节水泥强度等级、节约水泥熟料、提高水泥产量、降低水泥成本、利用工业泥熟料、提高水泥产量、降低水泥成本、利用工业废渣等。废渣等。2021/3/1025v1.1.活性混合材料活性混合材料v所谓所谓活性混合材料活性混合材料是指这类材料磨成粉末后，与是指这类材料磨成粉末后，与石石灰、石膏或硅酸盐水泥灰、石膏或硅酸盐水泥加水拌和后能发生水化反应，加水拌和后能发生水化反应，在常温下能生成具有水硬性的胶凝物质。
17、在常温下能生成具有水硬性的胶凝物质。v常用的活性混合材料常用的活性混合材料有：有：v粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣v粉粉煤煤灰灰v火山灰质混合材料火山灰质混合材料2021/3/1026v粒化高炉矿渣：粒化高炉矿渣：v是炼铁高炉的熔融矿渣，经急速冷却而成的松软颗粒，粒径是炼铁高炉的熔融矿渣，经急速冷却而成的松软颗粒，粒径一般为一般为0.50.55mm5mm。急冷一般用水淬方法进行，故又称急冷一般用水淬方法进行，故又称水淬高水淬高炉矿渣炉矿渣。 v主要成分：主要成分：活性活性SiOSiO2 2 、AlAl2 2O O3 3。具有较高的活性。具有较高的活性。v粉煤灰：粉煤灰：v是是火力火力发电厂锅炉以煤粉
18、做燃料，由收尘器从其烟气中收集发电厂锅炉以煤粉做燃料，由收尘器从其烟气中收集下来的灰粉，又称下来的灰粉，又称飞灰飞灰。呈玻璃态实心或空心的球状颗粒，。呈玻璃态实心或空心的球状颗粒，粒径一般为粒径一般为0.0010.0010.05mm 0.05mm 。v主要成分：主要成分：活性活性SiOSiO2 2、 Al Al2 2O O3 3。具有较高的活性。具有较高的活性。v火山灰质混合材料：火山灰质混合材料：v凡天然或人工的以凡天然或人工的以氧化硅、氧化铝氧化硅、氧化铝为主要成分的物质，本身为主要成分的物质，本身磨细加水并不硬化，但与气硬性的磨细加水并不硬化，但与气硬性的石灰石灰混合后，再加水拌和，混合
19、后，再加水拌和，则不但能在空气中硬化，而且能在水中继续硬化，统称为则不但能在空气中硬化，而且能在水中继续硬化，统称为火火山灰质混合材料。山灰质混合材料。v天然的天然的火山灰质混合材料：火山灰质混合材料：火山灰、凝灰岩、浮石、硅藻土等。火山灰、凝灰岩、浮石、硅藻土等。 v人工的人工的火山灰质混合材料：火山灰质混合材料：烧粘土、煤矸石、粉煤灰、煤渣等。烧粘土、煤矸石、粉煤灰、煤渣等。2021/3/1027v2.非活性混合材料非活性混合材料v凡不具有活性或活性很低的人工或天然的矿物质材凡不具有活性或活性很低的人工或天然的矿物质材料，磨成细粉后与料，磨成细粉后与石灰、石膏或硅酸盐水泥石灰、石膏或硅酸盐
20、水泥加水拌加水拌和后，不能或很少生成水硬性的胶凝物质的材料，和后，不能或很少生成水硬性的胶凝物质的材料，称为称为非活性混合材料非活性混合材料。v掺加非活性混合材料的掺加非活性混合材料的目的目的：v起填充作用、增加水泥产量、降低水泥强度等级、起填充作用、增加水泥产量、降低水泥强度等级、降低水泥成本、减少水化热、调节水泥的某些性质降低水泥成本、减少水化热、调节水泥的某些性质等。等。v常用的非活性混合材料常用的非活性混合材料：v活性指标低于标准要求的活性指标低于标准要求的粒化矿渣、火山灰、粉煤灰；粒化矿渣、火山灰、粉煤灰；v磨细的磨细的砂岩、石灰石、慢冷矿渣及各种废渣砂岩、石灰石、慢冷矿渣及各种废渣
21、等。等。2021/3/1028v3.窑窑灰灰v窑灰窑灰是从水泥回转窑窑尾废气中收集的粉尘，应符是从水泥回转窑窑尾废气中收集的粉尘，应符合标准规定。合标准规定。v窑灰窑灰的的性能：性能：v介于介于活性混合材料活性混合材料与与非活性混合材料非活性混合材料之间。之间。v窑灰窑灰的的主要组成：主要组成：v碳酸钙、脱水粘土、玻璃态物质、氧化钙，另外还有少量的碳酸钙、脱水粘土、玻璃态物质、氧化钙，另外还有少量的熟料矿物、碱金属硫酸盐、石膏等。熟料矿物、碱金属硫酸盐、石膏等。2021/3/1029v（四）助（四）助磨磨剂剂v水泥熟料粉磨时，加入助磨剂，可以提高水泥熟料粉磨时，加入助磨剂，可以提高磨机磨机台时
22、台时产量，降低粉磨电耗，减少熟料用量，增加混合料产量，降低粉磨电耗，减少熟料用量，增加混合料掺量，节约水泥生产成本。掺量，节约水泥生产成本。v国标规定：国标规定：v水泥熟料粉磨时允许加入助磨剂，水泥熟料粉磨时允许加入助磨剂，v但但加入量应不超过水泥质量的加入量应不超过水泥质量的0.5%。v且且助磨剂助磨剂质量符合质量符合JC/T667-2004水泥助磨剂水泥助磨剂标标准规定准规定。 v助磨剂作用机理：助磨剂作用机理：v降低降低颗粒表面能，颗粒表面能，减小减小颗粒硬度及颗粒之间的黏附颗粒硬度及颗粒之间的黏附性，性，提高提高易磨性。易磨性。2021/3/1030三、通用硅酸盐水泥的技术要求三、通用
23、硅酸盐水泥的技术要求v通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥技术要求技术要求有三方面：有三方面：v（一）化学指标（一）化学指标：v不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子含量含量。v（二）碱（二）碱含含量：量：（选择性指标（选择性指标）v（三）物理指标（三）物理指标：v凝结时间、安定性、强度、细度凝结时间、安定性、强度、细度。 2021/3/1031v（一）（一）化学指标化学指标：应符合标准规定。应符合标准规定。v包括包括不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子含量含量。v【不不溶溶物】物】是指酸不溶、碱不溶的物质。是指酸不
24、溶、碱不溶的物质。v不溶物不溶物对水泥质量有不良影响。对水泥质量有不良影响。v【烧【烧失失量】量】是用来限制石膏和混合材料中的是用来限制石膏和混合材料中的杂杂v质质，以保证水泥质量。，以保证水泥质量。v【三氧化硫】【三氧化硫】水泥中三氧化硫过量，水泥中三氧化硫过量，危害安定性。危害安定性。v【氧【氧化化镁】镁】水泥中氧化镁过量，水泥中氧化镁过量，危害安定性。危害安定性。v【氯【氯离离子】子】氯离子腐蚀钢筋，氯离子腐蚀钢筋，故需加以限制。故需加以限制。2021/3/1032v（二）（二）碱含量碱含量（选择性指标）：（选择性指标）：v碱含量碱含量是指水泥中氧化钠和氧化钾的含量。是指水泥中氧化钠和氧
25、化钾的含量。v以以Na2O+0.658K2O计算值表示。计算值表示。v高碱水泥：高碱水泥：通常通常将碱含量将碱含量0.6%的水泥称为的水泥称为高碱水高碱水泥泥。v若使用若使用活性骨料、高碱水泥活性骨料、高碱水泥就有可能引起就有可能引起碱骨料反碱骨料反应应，影响工程质量。，影响工程质量。v国家标准中，对碱含量没有明确的质量指标要求，国家标准中，对碱含量没有明确的质量指标要求，但用户要求提供低碱水泥时，水泥中的碱含量不得但用户要求提供低碱水泥时，水泥中的碱含量不得大于大于0.6%0.6%，或由供需双方商定。，或由供需双方商定。2021/3/1033v（三）物理指标（三）物理指标：凝结时间、安定性、
26、强度、细度。凝结时间、安定性、强度、细度。v1.1.凝结时间凝结时间v1）定）定义：义：v【凝结时间】【凝结时间】是水泥从加水开始，到水泥浆失去可是水泥从加水开始，到水泥浆失去可塑性所需的时间。分塑性所需的时间。分初凝时间初凝时间和和终凝时间终凝时间。v【初凝时间】【初凝时间】从水泥加水拌和起，至从水泥加水拌和起，至标准稠度标准稠度的净的净浆浆开始失去可塑性开始失去可塑性所需的时间；所需的时间；v【终凝时间】【终凝时间】从水泥加水拌和起，至从水泥加水拌和起，至标准稠度标准稠度的净的净浆浆完全失去可塑性完全失去可塑性所需的时间。所需的时间。v所谓所谓标准稠度标准稠度，是人为规定的水泥浆达到的某一
27、稀稠程度。，是人为规定的水泥浆达到的某一稀稠程度。因为水泥浆的稀稠对水泥的技术性质影响较大，为了使水泥因为水泥浆的稀稠对水泥的技术性质影响较大，为了使水泥的技术性质具有准确的可比性，必须规定统一的稀稠程度作的技术性质具有准确的可比性，必须规定统一的稀稠程度作为试验的标准条件。为试验的标准条件。2021/3/1034v2）检验方法：维卡仪法）检验方法：维卡仪法v试验设备：试验设备：水泥净浆标准稠度与凝结时间测定仪水泥净浆标准稠度与凝结时间测定仪（维卡仪）（维卡仪）v分两步试验：分两步试验：v测定水泥净浆的测定水泥净浆的“标准稠度标准稠度”：v采用采用维卡仪维卡仪（试杆法），以试杆沉入净浆距底板（
28、试杆法），以试杆沉入净浆距底板61mm时的稠度为时的稠度为“标准稠度标准稠度”。v用标准稠度的水泥净浆，测定凝结时间：用标准稠度的水泥净浆，测定凝结时间：v在规定实验温度及湿度环境条件下，测定凝结时间。在规定实验温度及湿度环境条件下，测定凝结时间。v横截面积横截面积1mm2的标准试针，沉入标准稠度的水泥的标准试针，沉入标准稠度的水泥净浆中净浆中v距底板距底板4mm，称，称初凝初凝。v距表面距表面 0.5mm，称，称终凝终凝。2021/3/1035水水泥泥净净浆浆搅搅拌拌机机维维卡卡仪仪2021/3/1036v3）GB规定：规定：通用水泥通用水泥的凝结时间的凝结时间v初凝时间初凝时间 45min
29、终凝时间终凝时间 390min普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥初凝时间初凝时间 45min终凝时间终凝时间 600min硅硅酸酸盐盐水水泥泥水泥凝结时间的水泥凝结时间的工程意义工程意义：水泥初凝时间不能过短。水泥初凝时间不能过短。以保证施工时有足够的时间在水泥以保证施工时有足够的时间在水泥初凝之前完成砼各施工工序的操作。初凝之前完成砼各施工工序的操作。终凝时间不能太长。终凝时间不能太长。是为了使砼在浇筑完毕后能尽早完成凝是为了使砼在浇筑完毕后能尽早完成凝结硬化，以利于下道工序
30、的及早进行。结硬化，以利于下道工序的及早进行。2021/3/1037v4）影响因素：）影响因素：水泥凝结时间的影响因素很多，如水泥凝结时间的影响因素很多，如v矿物成分矿物成分v熟料中熟料中C3A含量高，石膏掺量不足，使水泥快凝；含量高，石膏掺量不足，使水泥快凝；v细度细度v水泥的细度愈细，水化作用愈快，凝结愈快；水泥的细度愈细，水化作用愈快，凝结愈快；v水灰比水灰比v水灰比愈小，凝结时的温度愈高，凝结愈快；水灰比愈小，凝结时的温度愈高，凝结愈快；v混合材料掺量混合材料掺量v混合材料掺量大，水泥过粗等都会使水泥凝结缓慢。混合材料掺量大，水泥过粗等都会使水泥凝结缓慢。 2021/3/1038v2
31、2安定性安定性v1 1）定）定 义义：v【安定性】【安定性】水泥的水泥的安定性安定性是指是指水泥在凝结硬化过程水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。中体积变化的均匀性。v【安定性合格】【安定性合格】水泥在凝结硬化过程中，产生均匀水泥在凝结硬化过程中，产生均匀的体积变化，则其的体积变化，则其安定性合格安定性合格。v【安定性不良】【安定性不良】水泥在凝结硬化过程中，产生不均水泥在凝结硬化过程中，产生不均匀的体积变化，即所谓匀的体积变化，即所谓安定性不良安定性不良。v水泥水泥安定性不良，安定性不良，会使水泥制品、砼构件产生膨胀性裂缝，会使水泥制品、砼构件产生膨胀性裂缝，影响工程质量，甚至引起严重的工
32、程事故。影响工程质量，甚至引起严重的工程事故。vGBGB规定：规定：体积安定性不良体积安定性不良的水泥应作废品处理，不的水泥应作废品处理，不能应用于工程。能应用于工程。2021/3/1039v2)2)v熟料中熟料中游离氧化钙游离氧化钙过多过多：v水泥熟料中含有水泥熟料中含有游离氧化钙游离氧化钙（呈过烧状态组织致密（呈过烧状态组织致密 ），熟化），熟化速度很慢，当水泥已经硬化后才进行熟化，体积膨胀，使水速度很慢，当水泥已经硬化后才进行熟化，体积膨胀，使水泥石发生不均匀体积变化。泥石发生不均匀体积变化。v熟料中熟料中游离氧化镁游离氧化镁过多过多：v游离氧化镁游离氧化镁熟化速度比游离氧化钙还慢，当水
33、泥已经硬化后熟化速度比游离氧化钙还慢，当水泥已经硬化后才进行熟化，体积膨胀，使水泥石发生不均匀体积变化。才进行熟化，体积膨胀，使水泥石发生不均匀体积变化。v熟料中熟料中石膏掺量石膏掺量过多：过多：v当石膏掺量过多，水泥硬化后，在有水存在的情况下，石膏当石膏掺量过多，水泥硬化后，在有水存在的情况下，石膏会继续与固态的水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙，会继续与固态的水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙，体积增大，使水泥石开裂。体积增大，使水泥石开裂。引起水泥引起水泥安定安定性不良性不良的原因的原因熟料中熟料中游离氧化钙游离氧化钙过多过多熟料中熟料中游离氧化镁游离氧化镁过多过多熟料中熟料中石膏掺
34、量石膏掺量过多过多2021/3/1040v3）检验方法）检验方法沸煮法沸煮法vGBGB规定：用规定：用沸煮法沸煮法检验水泥的体积安定性且检验水泥的体积安定性且必须合格必须合格。v具体方法有具体方法有试饼法（代用法）、雷氏夹法（标准法）试饼法（代用法）、雷氏夹法（标准法）。v试试 饼饼 法法：用肉眼观察无裂纹、用直尺检查无弯曲，则称为：用肉眼观察无裂纹、用直尺检查无弯曲，则称为安定性合格。安定性合格。v雷氏夹法雷氏夹法：指针膨胀值：指针膨胀值5mm5mm，称为安定性合格。反之，为，称为安定性合格。反之，为不合格。不合格。v试饼法、雷氏法二者检验结果不一致时，以雷氏法为准。试饼法、雷氏法二者检验结
35、果不一致时，以雷氏法为准。v.沸沸 煮煮 法法： 检验检验游离氧化钙游离氧化钙的危害。的危害。 v 压压 蒸蒸 法：法： 检验检验游离氧化镁游离氧化镁的危害。的危害。 v 长期水浸法：长期水浸法： 检验检验多余多余石石 膏膏的危害。的危害。v由于由于游离氧化镁、石膏游离氧化镁、石膏对水泥体积安定性的影响均不便于快对水泥体积安定性的影响均不便于快速检验。所以，国家标准对水泥中速检验。所以，国家标准对水泥中游离氧化镁、三氧化硫游离氧化镁、三氧化硫作作定量限制，以此控制水泥的体积安定性。故生产应用一般不定量限制，以此控制水泥的体积安定性。故生产应用一般不做此两项试验。做此两项试验。 2021/3/1
36、041水泥安定性试验用水泥安定性试验用压蒸釜压蒸釜水泥安定性试验用水泥安定性试验用沸煮箱沸煮箱2021/3/1042v3 3强强 度度v1 1）【水泥强度】）【水泥强度】v水泥强度水泥强度是指水泥胶结能力的大小。是是指水泥胶结能力的大小。是用用标准试验标准试验方法制作的，硬化至一定龄期的方法制作的，硬化至一定龄期的水泥胶砂试件的强水泥胶砂试件的强度度表示。表示。v2 2）【水泥胶砂试件的强度】）【水泥胶砂试件的强度】v根据国家标准的规定，根据国家标准的规定，水泥水泥和和标准砂标准砂按按1:31:3混合，用混合，用0.50.5的的水灰比水灰比，按规定的方法制成，按规定的方法制成40*40*160
37、mm40*40*160mm标准标准试件试件, ,在标准温度（在标准温度（201201）的水中养护，测定）的水中养护，测定3d3d和和28d28d的强度的强度, ,即为即为水泥胶砂试件的强度水泥胶砂试件的强度。2021/3/1043JJ-5JJ-5型型水泥胶砂搅拌机水泥胶砂搅拌机 ZS15型水泥胶砂振实台型水泥胶砂振实台 水泥胶砂强度试模水泥胶砂强度试模 2021/3/1044水泥胶砂抗折试验机水泥胶砂抗折试验机压力试验机压力试验机水泥胶砂抗压夹具水泥胶砂抗压夹具2021/3/1045v3）【强度等级）【强度等级】v根据水泥胶砂试件的强度，将水泥分为若干等级，根据水泥胶砂试件的强度，将水泥分为若
38、干等级，各强度等级、各龄期的强度值不得低于各强度等级、各龄期的强度值不得低于国标规定数国标规定数值（标准值）。值（标准值）。v硅酸盐水泥分硅酸盐水泥分6个强度等级：个强度等级：v42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。v其中代号其中代号R表示早强型水泥。表示早强型水泥。v普通硅酸盐水泥分普通硅酸盐水泥分4个强度等级：个强度等级：v42.5、42.5R、52.5、52.5R。v矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥分矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥分6个强度等级：个强度等级：v32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。2021/3/
39、1046v由表由表2-82-8分析知：分析知：v表中强度标准值为下限值，水泥产品表中强度标准值为下限值，水泥产品实测强度值实测强度值均应均应标准值标准值方为合格。方为合格。 v硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥强度等级强度等级相同，对相同，对应龄期的应龄期的强度强度标准值标准值相等。相等。v混合材料掺量较多的四种通用水泥各龄期混合材料掺量较多的四种通用水泥各龄期强度强度标标准值准值要求相同。要求相同。v同品种水泥，同品种水泥，强度等级强度等级越高，越高，早期强度早期强度及及后期强后期强度度越高。越高。v强度等级强度等级相同时，混合材料掺量较少的水泥，相同时，混合材料掺量较少的
40、水泥，早早期强度期强度较高；但较高；但28d28d强度强度标准值标准值相同。相同。 2021/3/1047v4. 4. 细细 度度（选择性指标）（选择性指标）v1）定义：）定义：水泥细度是指水泥颗粒的粗细程度。水泥细度是指水泥颗粒的粗细程度。v水泥细度对水泥性质有很大影响：水泥细度对水泥性质有很大影响：v颗粒愈细，颗粒愈细，与水接触面积愈大，水化愈充分，水化与水接触面积愈大，水化愈充分，水化速度愈快。因而早期强度和后期强度都较高。速度愈快。因而早期强度和后期强度都较高。v颗粒过细，颗粒过细，在空气中易吸收水分及在空气中易吸收水分及CO2而变质，且而变质，且在空气中硬化时，收缩性较大，砼发生裂缝
41、的可能在空气中硬化时，收缩性较大，砼发生裂缝的可能性增加。且性增加。且成本也较高。成本也较高。v颗粒过粗颗粒过粗则不利于水泥活性的发挥。则不利于水泥活性的发挥。v从技术、经济两方面综合考虑，水泥细度要适当，从技术、经济两方面综合考虑，水泥细度要适当，既不能过粗，亦不宜过细。既不能过粗，亦不宜过细。2021/3/1048v2 2）细度指标）细度指标：vGBGB规定，通用水泥的细度用规定，通用水泥的细度用比表面积比表面积或或筛余筛余表示。表示。v【比表面积】【比表面积】硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的细度的细度以以比表面积比表面积表示。表示。v要求要求比表面积比表面积300m
42、300m2 2/Kg/Kg。v【筛【筛 余】余】矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥的细度以的细度以筛余筛余表示。表示。v要求要求80um80um方孔筛筛余方孔筛筛余10%10%v 或或45um45um方孔筛筛余方孔筛筛余30% 30% 2021/3/1049 数显勃氏透气比表面积测定仪数显勃氏透气比表面积测定仪 电动勃氏透气比表面积测定仪电动勃氏透气比表面积测定仪3) 3) 检验方法检验方法比表面积法比表面积法和和筛析法筛析法比表面积法比表面积法：是根据一定量空气通过一是根据一定量空气通过一定
43、空隙率和厚度的水泥层定空隙率和厚度的水泥层时，所受阻力不同而引起时，所受阻力不同而引起流速的变化来测定水泥的流速的变化来测定水泥的比表面积比表面积（单位质量的粉末（单位质量的粉末所具有的总表面积），所具有的总表面积），以以m m2 2/Kg/Kg表示。表示。2021/3/1050水泥负压筛析仪水泥负压筛析仪 筛析法筛析法： 采用边长采用边长为为80um80um或或45um45um的方孔筛对水的方孔筛对水泥试样进行筛泥试样进行筛析试验，析试验，用筛用筛余百分数表示水余百分数表示水泥的细度。泥的细度。 以负压法以负压法作为标准方法。作为标准方法。 水泥水筛仪水泥水筛仪2021/3/1051v5 5
44、水水 化化 热热v【水化热】【水化热】水泥与水接触发生水化反应时所放出的水泥与水接触发生水化反应时所放出的热量，称为水泥的热量，称为水泥的水化热。水化热。v影响水化热大小及放热速度的因素有影响水化热大小及放热速度的因素有: :v矿物成分：矿物成分：C3A、C3S含量高，水化热大。含量高，水化热大。v细度：细度：水泥颗粒愈细，水化速度愈快，水化放热量愈大。水泥颗粒愈细，水化速度愈快，水化放热量愈大。v混合材料品种及掺量：混合材料品种及掺量：v混合材料能降低水泥水化热，掺量多，水化热小。混合材料能降低水泥水化热，掺量多，水化热小。v外加剂品种及掺量：外加剂品种及掺量：v促凝剂促凝剂能增大水化热及放
45、热速度；能增大水化热及放热速度；v缓凝剂缓凝剂能减小水化热及放热速度。能减小水化热及放热速度。v养护条件：养护条件：v砼环境温度高、湿度大，水化速度快，水化放热量大。砼环境温度高、湿度大，水化速度快，水化放热量大。 2021/3/1052 水化热大，水化热大，对一般建筑物的冬季施工有利，对一般建筑物的冬季施工有利，防止砼产防止砼产生冻害；生冻害；水化热大，水化热大，对于大体积砼工程有害，对于大体积砼工程有害，可能导致砼产生可能导致砼产生温度裂缝温度裂缝。硅酸盐水泥的水化热较大，硅酸盐水泥的水化热较大，对于大体积砼工程，不宜采用硅酸对于大体积砼工程，不宜采用硅酸盐水泥盐水泥，而，而应采用水化热低
46、的水泥如矿渣水泥应采用水化热低的水泥如矿渣水泥等。等。水泥水化热试验装置水泥水化热试验装置 2021/3/1053v6 6密度、堆积密度密度、堆积密度v水泥水泥密度、堆积密度密度、堆积密度在实际工程中亦经常用到。在实际工程中亦经常用到。v硅酸盐水泥的硅酸盐水泥的密度密度为为3.13.13.2g/cm3.2g/cm3 3。v堆积密度堆积密度按松紧程度在按松紧程度在9009001600Kg/m1600Kg/m3 3之间。之间。2021/3/1054四、通用硅酸盐水泥的水化硬化与性能四、通用硅酸盐水泥的水化硬化与性能v水泥与水发生反应（水化、水解）称为水泥与水发生反应（水化、水解）称为水泥的水化。水
47、泥的水化。v水泥水化水泥水化，生成水化产物，并放出一定热量。，生成水化产物，并放出一定热量。v（一）（一）硅酸盐水泥的水化硅酸盐水泥的水化v四种熟料矿物水化速度：四种熟料矿物水化速度：v C C3 3A A 水化速度水化速度最快最快；v C C3 3S S 和和C C4 4AFAF的水化速度的水化速度较快较快；v C C2 2S S水化速度水化速度最慢最慢。 2021/3/1055vC3S水化：水化：v vC2S水化：水化：v v vC3A水化：水化：v v v v v v 铁铝酸四钙 水化铝酸钙 水化铁酸钙水化铁酸钙C4AF水化：水化： 铝酸三钙 水化铝酸钙水化铝酸钙硅酸二钙 水化硅酸钙 氢
48、氧化钙v硅酸三钙 水化硅酸钙水化硅酸钙 氢氧化钙氢氧化钙2021/3/1056v纯纯C C3 3A A与水反应很强烈，导致水泥速凝与水反应很强烈，导致水泥速凝，为避免水泥，为避免水泥速凝，水泥中常加入适量石膏，以调节水泥的凝结速凝，水泥中常加入适量石膏，以调节水泥的凝结时间，故石膏亦称为时间，故石膏亦称为水泥缓凝剂水泥缓凝剂。v机理如下：机理如下：v在有石膏存在时，水化铝酸钙与石膏反应，生成在有石膏存在时，水化铝酸钙与石膏反应，生成难难溶于水的溶于水的高硫型水化硫铝酸钙高硫型水化硫铝酸钙针状晶体，也称针状晶体，也称钙矾钙矾石。石。v钙矾石钙矾石沉积在水泥颗粒表面，阻碍水泥颗粒与水接沉积在水泥颗
49、粒表面，阻碍水泥颗粒与水接触，使水泥水化延缓，达到调节水泥凝结时间的目触，使水泥水化延缓，达到调节水泥凝结时间的目的。的。v如不掺入石膏或石膏掺量不足时，水泥会发生瞬凝。如不掺入石膏或石膏掺量不足时，水泥会发生瞬凝。 v水化后期，石膏耗尽后，部分钙矾石又与水化后期，石膏耗尽后，部分钙矾石又与C C3 3A A反应，反应，转化为转化为单硫型水化硫铝酸钙单硫型水化硫铝酸钙晶体。晶体。2021/3/10572021/3/1058v硅酸盐水泥熟料矿物的水化特性硅酸盐水泥熟料矿物的水化特性 表表2 29 9 矿物名称矿物名称性性能能C3SC2SC3AC4AF水化硬化水化硬化速速度度快快慢慢最快最快快快2
50、8d水化热水化热多多少少最多最多中中强强度度高高早期低早期低后期高后期高低低低低耐耐化化学学侵侵蚀蚀性性中中良良差差优优干干缩缩性性中中小小大大小小2021/3/1059v v水泥是几种熟料矿物的混合物，且各种矿物成分各水泥是几种熟料矿物的混合物，且各种矿物成分各具特性，故改变熟料矿物组成的相对含量，水泥性具特性，故改变熟料矿物组成的相对含量，水泥性质即发生变化。质即发生变化。v例如：例如：v提高提高C C3 3S S含量，可以制得高强水泥；含量，可以制得高强水泥；v降低降低C C3 3A A和和C C3 3S S含量，提高含量，提高C C2 2S S 含量，可制得低热水泥，如大含量，可制得低
51、热水泥，如大坝水泥。坝水泥。v不同品种的水泥正是通过改变水泥熟料矿物组成的不同品种的水泥正是通过改变水泥熟料矿物组成的相对含量而制成的。相对含量而制成的。 2021/3/1060硅酸盐水泥充分水化后的主要水化产物硅酸盐水泥充分水化后的主要水化产物名名称称水水化化硅酸钙硅酸钙水水化化铁酸钙铁酸钙氢氧化钙氢氧化钙水水化化铝酸钙铝酸钙水水化化硫铝酸钙硫铝酸钙C3S2.3H2OCF.H2OCa(OH)2C3A.6H2O高硫型高硫型单硫型单硫型存存在在状状态态凝凝胶胶体体晶晶体体含含量量（）（）702072021/3/1061（二）（二）硅酸盐水泥的硅酸盐水泥的凝结硬化凝结硬化过程过程v【凝结】【凝结】
52、水泥加水拌和后，最初形成具有可塑性的浆体，随水泥加水拌和后，最初形成具有可塑性的浆体，随着时间的延长，水泥浆逐渐变稠失去塑性，但尚不具有强度着时间的延长，水泥浆逐渐变稠失去塑性，但尚不具有强度的过程，称为水泥的的过程，称为水泥的“凝结凝结”。v【硬化】【硬化】随着水化作用的深入，产生明显的强度并逐渐发展随着水化作用的深入，产生明显的强度并逐渐发展成为坚强的成为坚强的人造石人造石水泥石水泥石，这一过程称为水泥的，这一过程称为水泥的“硬化硬化”。v水泥浆体的凝结硬化过程，从物态变化划分为水泥浆体的凝结硬化过程，从物态变化划分为4个阶段：个阶段：v1 1）初始反应期）初始反应期：初始溶解水化，持续时
53、间初始溶解水化，持续时间5 510min10min v2 2）潜伏期）潜伏期：水化物膜层围绕水泥颗粒增厚，水化变慢，水化物膜层围绕水泥颗粒增厚，水化变慢，v 持续时间持续时间约约1h1hv3 3）凝结期）凝结期：膜层破裂、增厚，水泥颗粒进一步水化，持膜层破裂、增厚，水泥颗粒进一步水化，持v 续时间续时间约约3-6h3-6h v4 4）硬化期）硬化期：凝胶体填充毛细孔，持续时间凝胶体填充毛细孔，持续时间约约6h6h至若干年至若干年2021/3/1062幻灯片1图图a.初始反应期：初始反应期：水泥颗粒分散在水中水泥颗粒分散在水中2021/3/1063幻灯片2图图b.潜伏期：潜伏期：水化物膜层增厚，
54、但水化物膜层增厚，但包有水化物膜层的水包有水化物膜层的水泥颗粒相互分离。泥颗粒相互分离。2021/3/1064幻灯片3图图c.凝结期凝结期初凝：初凝：凝聚结构形成，开始凝聚结构形成，开始失去塑性。失去塑性。2021/3/1065幻灯片4图图d.d.凝结期凝结期终凝：终凝：完全失去塑性，开完全失去塑性，开始产生强度。始产生强度。 2021/3/1066幻灯片5凝结期终凝：硬化期：硬化期：2021/3/1067 水泥石的结构水泥石的结构v C-S-HC-S-H凝胶：凝胶：对水泥石起支配作用对水泥石起支配作用 凝胶体凝胶体 Ca(OH) Ca(OH)2 2晶体晶体 水化硫铝酸钙晶体：水化硫铝酸钙晶体
55、：起骨架作用起骨架作用 未水化的水泥颗粒内核未水化的水泥颗粒内核 水水 孔孔 隙隙 水水泥泥石石结结构构组组成成2021/3/1068（三）（三）影响水泥影响水泥凝结硬化凝结硬化的主要因素的主要因素v1.1.水泥矿物成分水泥矿物成分 v2.2.水泥细度水泥细度v3.3.石膏掺量石膏掺量v4.4.养护条件养护条件温度和湿度温度和湿度v5.5.养护龄期养护龄期 v6.6.拌和用水量拌和用水量(W/C)(W/C)v7.7.外加剂外加剂2021/3/1069v1.1.矿物成分：矿物成分：熟料中熟料中C C3 3S S、C C3 3A A含量高，水泥快硬、早强。含量高，水泥快硬、早强。v混合材料混合材料
56、掺量多，掺量多，将使水泥的抗侵蚀性提高、将使水泥的抗侵蚀性提高、水化热低、早水化热低、早期强度低。期强度低。v2.2.颗粒细度：颗粒细度：水泥颗粒愈细，水化反应愈快、愈彻底，最水泥颗粒愈细，水化反应愈快、愈彻底，最终强度亦愈高。终强度亦愈高。v3.3.石膏掺量：石膏掺量：水泥中水泥中不掺加石膏或石膏掺量不足不掺加石膏或石膏掺量不足时，水泥时，水泥会发生会发生瞬凝瞬凝现象；现象； v掺加适量石膏掺加适量石膏缓凝缓凝机理：加入石膏后，石膏与水化铝酸钙作机理：加入石膏后，石膏与水化铝酸钙作用，生成钙矾石，难溶于水，沉淀在水泥颗粒表面形成保护用，生成钙矾石，难溶于水，沉淀在水泥颗粒表面形成保护膜，降低
57、了溶液中的膜，降低了溶液中的AlAl3+3+的浓度，并阻碍了的浓度，并阻碍了C C3 3A A的水化，延缓的水化，延缓了水泥的凝结。了水泥的凝结。v如果如果石膏掺量过多石膏掺量过多，亦会促使水泥凝结加快，亦会促使水泥凝结加快，引起水泥强度引起水泥强度降低，严重时引起水泥体积安定性不良，使水泥石产生膨胀降低，严重时引起水泥体积安定性不良，使水泥石产生膨胀性破坏。性破坏。v因此，因此，石膏掺量应适当。石膏掺量应适当。2021/3/1070v4.4.养护条件养护条件 - -温度和湿度温度和湿度 v温度：在有水的情况下，温度：在有水的情况下，温度高，水化反应快，水泥强度增温度高，水化反应快，水泥强度增
58、长也较快；长也较快； v湿度：湿度：潮湿环境，能保持有足够的水分进行水化和凝结硬化。潮湿环境，能保持有足够的水分进行水化和凝结硬化。v保持环境的温度和湿度，使水泥石强度不断增长的措施，称保持环境的温度和湿度，使水泥石强度不断增长的措施，称为为养护养护。v5.5.养护龄期：养护龄期：水泥石强度随着水泥石强度随着养护龄期养护龄期的增长而增大。的增长而增大。v工程上通常以工程上通常以28d28d龄期的强度值作为质量评定依据。龄期的强度值作为质量评定依据。v6.6.用用 水水 量量( (水灰比水灰比) )：加水量太多，水泥浆太稀，凝结硬加水量太多，水泥浆太稀，凝结硬化速度慢。且水分蒸发后，孔隙多、强度
59、低。化速度慢。且水分蒸发后，孔隙多、强度低。故工程上严格故工程上严格控制水灰比。控制水灰比。v7.7.外外 加加 剂：剂：加入适量加入适量促凝剂促凝剂能促进水泥的水化、凝结硬能促进水泥的水化、凝结硬化，提高早期强度。化，提高早期强度。 v掺加掺加缓凝剂缓凝剂就会延缓水泥的水化、凝结硬化，影响水泥早期就会延缓水泥的水化、凝结硬化，影响水泥早期强度的发展。强度的发展。2021/3/1071（四）硅酸盐水泥的特性及应用（四）硅酸盐水泥的特性及应用v1.1.凝结硬化快凝结硬化快, ,强度高强度高v由于硅酸盐水泥熟料由于硅酸盐水泥熟料C C3 3S S、C C3 3A A含量较高，所以含量较高，所以硅酸
60、盐水泥硅酸盐水泥凝凝结硬化快，早期及后期强度均高，结硬化快，早期及后期强度均高，v主要用于重要结构的高强砼、预应力砼和有早强要求的砼工主要用于重要结构的高强砼、预应力砼和有早强要求的砼工程。程。v2.2.抗冻性好抗冻性好 v由于由于硅酸盐水泥硅酸盐水泥凝结硬化快，早期强度高，因此凝结硬化快，早期强度高，因此适用于抗冻适用于抗冻性要求高的工程。性要求高的工程。v3.3.耐磨性能好耐磨性能好v由于硅酸盐水泥熟料由于硅酸盐水泥熟料C C3 3S S含量较高，砼强度高，因此耐磨性好。含量较高，砼强度高，因此耐磨性好。可应用于可应用于路面和机场跑道等砼工程。路面和机场跑道等砼工程。v4.4.抗碳化性能好
61、抗碳化性能好v硅酸盐水泥石的碱度较高，对钢筋的保护作用强。砼表面密硅酸盐水泥石的碱度较高，对钢筋的保护作用强。砼表面密实，能有效地阻止碳化深入。实，能有效地阻止碳化深入。v因此，因此，硅酸盐水泥硅酸盐水泥抗碳化性能好，抗碳化性能好，适用于空气中二氧化碳浓适用于空气中二氧化碳浓度高的环境，可用于有碳化要求的砼工程。度高的环境，可用于有碳化要求的砼工程。2021/3/10725.5.耐腐蚀性差耐腐蚀性差硅酸盐水泥水化产物中易腐蚀的成分多，耐腐蚀性差。硅酸盐水泥水化产物中易腐蚀的成分多，耐腐蚀性差。故不宜长期用于含有侵蚀性介质（如软水、酸、盐）的环境中。故不宜长期用于含有侵蚀性介质（如软水、酸、盐）
62、的环境中。6.6.水化热高水化热高 硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料C C3 3A A、C C3 3S S含量较高，水化热高，且释放集中，含量较高，水化热高，且释放集中，故不宜用于大体积砼工程故不宜用于大体积砼工程。但有利于低温季节蓄热法施工。但有利于低温季节蓄热法施工。7.7.耐热性较差耐热性较差 硅酸盐水泥硅酸盐水泥水化后氢氧化钙含量高，故耐热性差。水化后氢氧化钙含量高，故耐热性差。 硅酸盐水泥不宜用于有耐热要求的砼工程。硅酸盐水泥不宜用于有耐热要求的砼工程。8.8.干缩较小干缩较小 2021/3/1073v（五）其它品种通用水泥的性能及应用 v硅酸盐水泥硅酸盐水泥水化硬化是硅酸盐水泥熟料及少
63、量石膏与水发生水化硬化是硅酸盐水泥熟料及少量石膏与水发生水化反应。水化反应。v普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥混合材料掺量较少，性能与硅酸盐水泥相近。混合材料掺量较少，性能与硅酸盐水泥相近。v矿渣水泥等通用水泥矿渣水泥等通用水泥混合材料掺量较大，混合材料掺量较大，水化反应为：水化反应为：v硅酸盐水泥熟料先水化，生成水化产物水化硅酸钙凝胶、氢硅酸盐水泥熟料先水化，生成水化产物水化硅酸钙凝胶、氢氧化钙，氢氧化钙再与混合材料中的活性氧化钙，氢氧化钙再与混合材料中的活性SiOSiO2 2及及AlAl2 2O O3 3发生水发生水化反应，化反应，称之称之“二次水化反应二次水化反应”。v一般来说，掺入较多的混
64、合材料会使水化速度减慢，故对早一般来说，掺入较多的混合材料会使水化速度减慢，故对早期强度有所影响；期强度有所影响；另一方面，又降低了水泥石中氢氧化钙的另一方面，又降低了水泥石中氢氧化钙的含量，对水泥性能有较大影响。含量，对水泥性能有较大影响。v v几种通用水泥特性及使用范围见表几种通用水泥特性及使用范围见表2-102-10。 2021/3/1074v 1. .普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥的性能特点及应用的性能特点及应用 v1).特性特性（与硅酸盐水泥相比）：（与硅酸盐水泥相比）：v水化热略低水化热略低 v早期强度略低早期强度略低v耐腐蚀性稍好耐腐蚀性稍好v抗冻性略差抗冻性略差v耐磨性略差耐磨性
65、略差v抗碳化性略差抗碳化性略差v2).用途：用途：v与硅酸盐水泥相同，广泛应用于各种砼或钢筋砼工与硅酸盐水泥相同，广泛应用于各种砼或钢筋砼工程。程。2021/3/10752.2.矿渣硅酸盐水泥的性能特点及应用矿渣硅酸盐水泥的性能特点及应用v特性及应用特性及应用：（：（与硅酸盐水泥、普通水泥比较）与硅酸盐水泥、普通水泥比较）v发生二次水化反应。发生二次水化反应。v早期强度低，后期强度增长较快。早期强度低，后期强度增长较快。不适于早强砼工程。不适于早强砼工程。v水化热较低。水化热较低。适用于大体积砼工程。适用于大体积砼工程。v耐热性较好。耐热性较好。可用于耐热砼工程可用于耐热砼工程。v耐腐蚀性较强
66、耐腐蚀性较强(抵抗软水、海水和硫酸盐腐蚀的能力较强抵抗软水、海水和硫酸盐腐蚀的能力较强)。宜用于水工和海港工程。宜用于水工和海港工程。v保水性较差，泌水性较大，干缩性较大。保水性较差，泌水性较大，干缩性较大。v抗渗性、抗冻性、耐磨性和抵抗干湿交替循环的性能均较抗渗性、抗冻性、耐磨性和抵抗干湿交替循环的性能均较差。差。不宜用于承受冻融交替部位及受高速水流或挟砂水流冲不宜用于承受冻融交替部位及受高速水流或挟砂水流冲刷部位。刷部位。v湿、热敏感性强，湿、热敏感性强，适于适于蒸汽养护、蒸压养护蒸汽养护、蒸压养护的预制构件。的预制构件。v抗碳化能力差。抗碳化能力差。2021/3/1076发生二次水化反应
67、。发生二次水化反应。v水泥熟料矿物水化后的产物水泥熟料矿物水化后的产物在激发剂的作用下在激发剂的作用下又与混合材料又与混合材料中的活性氧化物进行反应，生成新的水化产物，称中的活性氧化物进行反应，生成新的水化产物，称二次水化二次水化反应反应。v早期强度低，后期强度增长较快。早期强度低，后期强度增长较快。v早期（早期（3d、7d）强度低，后期（）强度低，后期（28d以后）强度增长较快，以后）强度增长较快，甚至超过同强度等级普通硅酸盐水泥。甚至超过同强度等级普通硅酸盐水泥。不适于早强砼工程。不适于早强砼工程。v水化热较低。水化热较低。适用于大体积砼工程。适用于大体积砼工程。v熟料少，水化慢，水化热低
68、。熟料少，水化慢，水化热低。v耐热性较好。耐热性较好。可用于耐热砼工程可用于耐热砼工程。v当受到高温（不大于当受到高温（不大于200）作用，强度不显著降低。耐热）作用，强度不显著降低。耐热性较好。性较好。可用于高温车间和有耐热耐火要求的砼结构。可用于高温车间和有耐热耐火要求的砼结构。 v耐腐蚀性较强耐腐蚀性较强(抵抗软水、海水和硫酸盐腐蚀的能力较强抵抗软水、海水和硫酸盐腐蚀的能力较强)。宜用于水工和海港工程。宜用于水工和海港工程。2021/3/1077v保水性较差，泌水性较大，干缩性较大。保水性较差，泌水性较大，干缩性较大。v矿渣水泥的标准稠度用水量较大，但保持水分的能力较差，矿渣水泥的标准稠
69、度用水量较大，但保持水分的能力较差，泌水性较大，故矿渣水泥的干缩性较大。如养护不当，就容泌水性较大，故矿渣水泥的干缩性较大。如养护不当，就容易产生裂纹。易产生裂纹。v抗渗性、抗冻性、耐磨性和抵抗干湿交替循环的性能均较抗渗性、抗冻性、耐磨性和抵抗干湿交替循环的性能均较差。差。不宜用于承受冻融交替部位及受高速水流或挟砂水流冲不宜用于承受冻融交替部位及受高速水流或挟砂水流冲刷部位。刷部位。且使用时要注意加强早期养护。且使用时要注意加强早期养护。v湿、热敏感性强，适于湿、热敏感性强，适于蒸汽养护、蒸压养护蒸汽养护、蒸压养护的预制构件。的预制构件。v 在常温下在常温下二次水化反应二次水化反应较慢，若采用
70、较慢，若采用蒸汽养护蒸汽养护或或蒸压养护蒸压养护等等湿热处理方法，则能显著加快硬化速度。湿热处理方法，则能显著加快硬化速度。v抗碳化能力差。抗碳化能力差。v矿渣水泥水化、硬化以后碱度较低。矿渣水泥水化、硬化以后碱度较低。2021/3/10783.3.火山灰质硅酸盐水泥的性能特点及应用火山灰质硅酸盐水泥的性能特点及应用 特性及应用特性及应用：（与矿渣水泥相近，主要差别）（与矿渣水泥相近，主要差别）v抗渗性好。抗渗性好。v适用于适用于抗渗要求较高的工程。抗渗要求较高的工程。v火山灰水泥的干燥收缩性比矿渣水泥还大，火山灰水泥的干燥收缩性比矿渣水泥还大，在干在干热环境中容易产生裂缝。热环境中容易产生裂
71、缝。v不宜用于不宜用于干热环境的工程。干热环境的工程。v应加强养护，并适当延长养护时间。应加强养护，并适当延长养护时间。v抗冻性、耐磨性比矿渣水泥还差。抗冻性、耐磨性比矿渣水泥还差。v不宜用于不宜用于有抗冻、耐磨要求的工程。有抗冻、耐磨要求的工程。2021/3/10794.4.粉煤灰硅酸盐水泥的性能特点及应用粉煤灰硅酸盐水泥的性能特点及应用 v特性及应用：特性及应用：v与矿渣水泥、火山灰水泥比较，性质相似，主要区别：与矿渣水泥、火山灰水泥比较，性质相似，主要区别：v干缩性较小，抗裂性好。干缩性较小，抗裂性好。v适于适于抗裂要求较高的构件。抗裂要求较高的构件。v砼拌和物的和易性好砼拌和物的和易性
72、好。v特别适用于特别适用于大体积砼结构大体积砼结构、高流动性泵送砼。、高流动性泵送砼。v早期强度更低早期强度更低( (比矿渣水泥、火山灰水泥还要低比矿渣水泥、火山灰水泥还要低) )。适于适于承受荷载较迟的砼工程。承受荷载较迟的砼工程。2021/3/10805. 5. 复合硅酸盐水泥的性能特点及应用复合硅酸盐水泥的性能特点及应用 v特性及应用特性及应用：v特性：特性：复合硅酸盐水泥的特性复合硅酸盐水泥的特性取决于所掺两种混合取决于所掺两种混合材料的材料的种类、掺量种类、掺量及相对比例，及相对比例，与矿渣水泥、火山与矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥有不同程度的相似或灰水泥、粉煤灰水泥有不同程度的相
73、似或略有改善略有改善。v用途：用途：与矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥相似。与矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥相似。 2021/3/1081v五、通用硅酸盐水泥的选用五、通用硅酸盐水泥的选用v六大通用水泥，广泛应用于砼工程。六大通用水泥，广泛应用于砼工程。v实际工程应用时，应考虑具体工程的实际工程应用时，应考虑具体工程的结构特点结构特点及所及所处的处的环境条件环境条件，在满足性能要求的前提下尽量降低，在满足性能要求的前提下尽量降低成本。成本。v具体选用可参照表具体选用可参照表2-112-11。2021/3/1082六、水泥石的腐蚀与防止六、水泥石的腐蚀与防止v （一）水泥石的腐蚀（一）水泥石的
74、腐蚀v水泥石的腐蚀类型主要有水泥石的腐蚀类型主要有v1 1软水侵蚀（溶出性侵蚀）软水侵蚀（溶出性侵蚀） v2 2酸性腐蚀酸性腐蚀 （1 1）一般酸的腐蚀）一般酸的腐蚀v （2 2）碳酸腐蚀）碳酸腐蚀 v3 3强碱腐蚀强碱腐蚀v4 4盐类腐蚀盐类腐蚀 （1 1）硫酸盐的腐蚀）硫酸盐的腐蚀v （2 2）镁盐的腐蚀）镁盐的腐蚀 2021/3/1083水泥砼路桥腐蚀病害水泥砼路桥腐蚀病害 2021/3/1084v1软水侵蚀（溶出性侵蚀）软水侵蚀（溶出性侵蚀）v1 1）何谓软水侵蚀？）何谓软水侵蚀？v当水泥石处在软水环境中，软水能使水泥石中的水当水泥石处在软水环境中，软水能使水泥石中的水化产物氢氧化钙溶
75、解，进而促使其它水化产物分解，化产物氢氧化钙溶解，进而促使其它水化产物分解，称之为称之为软水侵蚀软水侵蚀或或溶出性侵蚀溶出性侵蚀。v2)2)侵蚀机理：侵蚀机理：v水泥石中的水化产物必须在水泥石中的水化产物必须在一定碱性浓度的液相一定碱性浓度的液相中中才能稳定存在，否则易被分解才能稳定存在，否则易被分解。2021/3/1085v当水泥石长期与软水接触时，当水泥石长期与软水接触时， Ca(OH)Ca(OH)2 2最先被溶出：最先被溶出：v 在静水及无压水的情况下，在静水及无压水的情况下，由于周围的水易为由于周围的水易为溶出的溶出的Ca(OH)Ca(OH)2 2所饱和，溶解作用很快中止。所饱和，溶解
76、作用很快中止。Ca(OH)Ca(OH)2 2溶出仅限于表层，影响不大。溶出仅限于表层，影响不大。当水泥石在流动水及压力水作用下当水泥石在流动水及压力水作用下，Ca(OH)Ca(OH)2 2不断溶解、流失，而且由于石灰浓度的继续降低，不断溶解、流失，而且由于石灰浓度的继续降低，还会引起其它水化物的分解溶蚀，使水泥石的结构还会引起其它水化物的分解溶蚀，使水泥石的结构遭受进一步的破坏，这种现象称为遭受进一步的破坏，这种现象称为“溶溶析析”。v溶出性侵蚀的强弱程度，与水质的暂时硬度有关。溶出性侵蚀的强弱程度，与水质的暂时硬度有关。当水质较硬，侵蚀作用较弱。当水质较硬，侵蚀作用较弱。2021/3/108
77、62酸类腐蚀酸类腐蚀v（1 1）碳）碳 酸酸 腐腐 蚀蚀v当水中当水中COCO2 2浓度较高时，浓度较高时，COCO2 2与水泥石中的与水泥石中的Ca(OH)Ca(OH)2 2发生反应，发生反应，生成易溶的重碳酸钙而溶失。生成易溶的重碳酸钙而溶失。Ca(OH)Ca(OH)2 2 浓度降低，还会导致浓度降低，还会导致水泥石中的其它水化物分解，腐蚀加剧。水泥石中的其它水化物分解，腐蚀加剧。v（2）一般酸的腐蚀）一般酸的腐蚀v各种酸对水泥石都有不同程度的腐蚀。各种酸对水泥石都有不同程度的腐蚀。v酸与水泥石中的酸与水泥石中的Ca(OH)Ca(OH)2 2作用后的作用后的生成物生成物，或者易溶于水，或或
78、者易溶于水，或者体积膨胀，导致水泥石破坏。者体积膨胀，导致水泥石破坏。且由于且由于Ca(OH)Ca(OH)2 2被大量消耗，被大量消耗，引起水泥石碱度降低，促使其它水化物大量分解，从而引起引起水泥石碱度降低，促使其它水化物大量分解，从而引起水泥石强度的急剧下降。水泥石强度的急剧下降。 2021/3/1087v3 3强碱腐蚀强碱腐蚀v碱类溶液如浓度不大时一般是无害的。碱类溶液如浓度不大时一般是无害的。v但铝酸盐含量较高的但铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥硅酸盐水泥遇到强碱（如遇到强碱（如NaOHNaOH）作用后也会破坏：）作用后也会破坏：v氢氧化钠与水泥熟料中未水化的铝酸盐作用，生成氢氧化钠与水泥熟料
79、中未水化的铝酸盐作用，生成易溶的易溶的铝酸钠铝酸钠：v 3C 3C3 3A + 6NaOH A + 6NaOH 3 3NaNa2 2OAlOAl2 2O O3 3 + 3Ca(OH) + 3Ca(OH)2 2 v当水泥石被当水泥石被NaOHNaOH浸透后又在空气中干燥，与空气中的浸透后又在空气中干燥，与空气中的COCO2 2作作用而生成用而生成碳酸钠碳酸钠：v NaOH+CONaOH+CO2 2 NaNa2 2COCO3 3 + H+ H2 2O Ov碳酸钠碳酸钠在水泥石毛细孔中结晶沉积在水泥石毛细孔中结晶沉积, ,使水泥石胀裂。使水泥石胀裂。2021/3/1088v4 4盐类腐蚀盐类腐蚀v1
80、 1）硫酸盐的腐蚀）硫酸盐的腐蚀 v 硫酸盐对水泥石产生膨胀性化学腐蚀。硫酸盐对水泥石产生膨胀性化学腐蚀。v v 硫酸盐与水泥石中的硫酸盐与水泥石中的Ca(OH)Ca(OH)2 2起置换反应，生成起置换反应，生成硫酸钙，硫酸钙硫酸钙，硫酸钙与水泥石中的固态水化铝酸钙作用与水泥石中的固态水化铝酸钙作用生成生成高硫型水化硫铝酸钙，高硫型水化硫铝酸钙，体积增大，对水泥石起体积增大，对水泥石起极大的破坏作用。极大的破坏作用。v 高硫型水化硫铝酸钙高硫型水化硫铝酸钙呈针状晶体，通常称为呈针状晶体，通常称为“水泥杆菌水泥杆菌”。 在水中硫酸盐浓度较高时，在水中硫酸盐浓度较高时，CaSOCaSO4 4将在孔
81、隙中将在孔隙中直接结晶成二水石膏，体积膨胀，从而导致水泥石直接结晶成二水石膏，体积膨胀，从而导致水泥石破坏。破坏。2021/3/1089v2）镁盐的腐蚀）镁盐的腐蚀v镁盐与水泥石中的镁盐与水泥石中的Ca(OH)2起起复分解反应复分解反应，如：，如：vMgSO4 + Ca(OH)2 + 2H2O CaSO42H2O + Mg(OH)2vMgCl2 + Ca(OH)2 CaCl2 + Mg(OH)2v因此，因此， MgSO4对水泥石起镁盐及硫酸盐的双重腐蚀对水泥石起镁盐及硫酸盐的双重腐蚀作用。作用。Mg(OH)2松软无胶凝能力松软无胶凝能力CaCl2易溶于水易溶于水二水石膏则引起水泥石的硫酸盐破坏
82、二水石膏则引起水泥石的硫酸盐破坏生成物生成物2021/3/1090产生水泥石腐蚀的基本原因产生水泥石腐蚀的基本原因：v外因：外因：存在腐蚀性介质。存在腐蚀性介质。v内因：内因：v水泥石中存在易被腐蚀的组分，主要是水泥石中存在易被腐蚀的组分，主要是氢氧化钙和水化铝酸钙；氢氧化钙和水化铝酸钙；v水泥石本身不密实，有很多毛细孔通道，水泥石本身不密实，有很多毛细孔通道，腐蚀性介质易于进入其内部。腐蚀性介质易于进入其内部。2021/3/1091v（二）水泥石腐蚀的防止（二）水泥石腐蚀的防止 v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。v选用混合材料掺量多的水泥，可提高对软水
83、侵蚀的抵抗力；选用混合材料掺量多的水泥，可提高对软水侵蚀的抵抗力；v采用采用C3A含量低的水泥，可抵抗硫酸盐的腐蚀。含量低的水泥，可抵抗硫酸盐的腐蚀。v提高水泥石的密实度，改善孔结构。提高水泥石的密实度，改善孔结构。v砼密实度提高，抗侵蚀能力相应提高。砼密实度提高，抗侵蚀能力相应提高。v提高砼表面的密实度，也可减少侵蚀性介质渗入内部，从而提高砼表面的密实度，也可减少侵蚀性介质渗入内部，从而提高砼的抗侵蚀性。提高砼的抗侵蚀性。v表面加做保护层。表面加做保护层。v在砼或砂浆表面加做耐腐蚀性高而且不透水的保护层。在砼或砂浆表面加做耐腐蚀性高而且不透水的保护层。v对于具有特殊要求的抗侵蚀砼，采用聚合物
84、砼。对于具有特殊要求的抗侵蚀砼，采用聚合物砼。2021/3/10922.4 2.4 水水 泥泥 的的 应应 用用v一、水泥品种的选用一、水泥品种的选用v水泥品种水泥品种应根据砼工程特点、所处的环境条件和施应根据砼工程特点、所处的环境条件和施工条件等进行选择。工条件等进行选择。v水泥性能必须符合国家标准规定。水泥性能必须符合国家标准规定。v二、水泥强度等级的选择二、水泥强度等级的选择v水泥强度等级应与砼的设计强度等级相适应。水泥强度等级应与砼的设计强度等级相适应。v原则上：原则上：v配制配制高高强度等级强度等级的砼，应选用的砼，应选用高高强度等级强度等级的水泥；的水泥；v配制配制低低强度等级强度
85、等级的砼，应选用的砼，应选用低低强度等级强度等级的水泥。的水泥。2021/3/1093v三、水泥的运输和储存三、水泥的运输和储存v水泥在运输和储存过程中不得混入杂物，应按水泥在运输和储存过程中不得混入杂物，应按不同品种、强不同品种、强度等级、出厂日期度等级、出厂日期分别运输、分别存放，并加以明确标示。分别运输、分别存放，并加以明确标示。v散装水泥分库存放，袋装水泥堆放高度一般不超过散装水泥分库存放，袋装水泥堆放高度一般不超过10袋，并袋，并先存先用。先存先用。不同品种、不同生产厂家的水泥不得混用。不同品种、不同生产厂家的水泥不得混用。v防潮。防潮。对于结块水泥的处理方法：对于结块水泥的处理方法
86、：v仅有轻微结块，可压碎后按实测强度等级使用；仅有轻微结块，可压碎后按实测强度等级使用；v对于部分结成硬块，可筛除或压碎硬块后，用于次要部位；对于部分结成硬块，可筛除或压碎硬块后，用于次要部位；v对于大部分结块的，不能使用。对于大部分结块的，不能使用。v水泥储存时间不宜过长，一般不超过水泥储存时间不宜过长，一般不超过3个月。铝酸盐水泥储个月。铝酸盐水泥储存期一般不超过存期一般不超过2个月。个月。受潮水泥作适当处理可以降级使用受潮水泥作适当处理可以降级使用。但安定性不良的水泥应作废品处理。但安定性不良的水泥应作废品处理。注意注意2021/3/1094水泥品种硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥
87、火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥成 分水泥熟料适量石膏05%混合材料水泥熟料适量石膏520%混合材料水泥熟料适量石膏2070%混合材料水泥熟料适量石膏2040%混合材料水泥熟料适量石膏2040%混合材料水泥熟料适量石膏2050%混合材料特性水化热高较高低低低低凝结硬化快较快较慢，低温尤慢慢慢慢强度发展早期高早期较高早期低后期增长快早期低，后期增长快早期最低,后期增快早期低,后期增长快抗腐蚀、耐水性最差较差较好较 好较 好较好保水性较好较好最最差差较 好一一般般 抗渗性一般较好最最差差好好差抗冻性好好差差差差干缩性较小较小较大较大小，抗裂好小，抗裂好耐热性仅次于矿渣水泥较差好差差
88、 耐磨性好较好较差最最差差最 差差抗碳化性好较好差差差差湿热处理不适于蒸汽养护不适于蒸汽养护适于蒸养,80适于蒸养,80适于蒸养,80适于蒸养,80适用范围1.高强砼、预应力砼；2.要求快硬早强砼；3.冬季施工及严寒地区遭受反复冻融循环的工程；4.耐磨要求高的工程。 与硅酸盐水泥基本相同 1.一般地面工程；2.特别适于地下、水中砼工程；3.大体积砼工程；4.蒸汽养护砼工程；5.抗硫酸盐侵蚀工程；6.受荷较迟砼工程。7.耐热砼工程7.抗渗要求高的工程 7.抗裂要求高的工程不适用范围1.大体积砼工程；2.经常与流动的淡水接触及有压水作用工程；3.受海水、矿物水作用工程； 同与硅酸盐水泥基本相同 1
89、.早强砼工程；2.严寒地区水位升降范围内的工程；3.耐磨要求高的砼工程。 4.干燥环境砼工程。 2021/3/1095v【例】硅酸盐水泥熟料由那些矿物成分所组成？这些矿物成分对水泥的性质有何影响？v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： 2021/3/1096v【例例】 何何谓谓水水泥泥的的体体积积安安定定性性？水水泥泥的的体体积积安安定定性性不不良良的的原因是什么？安定性不良的水泥应如何处理？原因是什么？安定性不良的水泥应如何处理？v解解v水水泥泥浆浆体体硬硬化化后后体体积积变变化化的的均均匀匀
90、性性称称为为水水泥泥的的体体积积安安定定性性。即即水水泥泥硬硬化化浆浆体体能能保保持持一一定定形形状状，不不开开裂裂，不不变变形形，不不溃溃散散的的性性质质。导导致致水水泥泥安安定定性不良的主要原因是：性不良的主要原因是：v1 1） 熟料中含有的的游离氧化钙熟料中含有的的游离氧化钙 ；v2 2）熟料中含有的游离氧化镁过多；熟料中含有的游离氧化镁过多；v3 3）掺入石膏过多；掺入石膏过多；v其其中中游游离离氧氧化化钙钙是是一一种种最最为为常常见见，影影响响也也是是最最严严重重的的因因素素。熟熟料料中中所所含含游游离离氧氧化化钙钙或或氧氧化化镁镁都都是是过过烧烧的的，结结构构致致密密，水水化化很很
91、慢慢。加加之之被被熟熟料料中中其其它它成成分分所所包包裹裹，使使得得其其在在水水泥泥已已经经硬硬化化后后才才进进行行熟熟化化，生生成成六六方方板板状状的的CaCa（OHOH）2 2晶晶体体，体体积积膨膨胀胀，从从而而导导致致不不均均匀匀体体积积膨膨胀胀，使使水水泥泥石石开开裂裂。当当石石膏膏掺掺量量过过多多时时，在在水水泥泥硬硬化化后后，残残余余石石膏膏与与水水化化铝铝酸酸钙钙继继续续反反应应生生成钙矾石，体积增大约成钙矾石，体积增大约1.51.5倍，也导致水泥石开裂。倍，也导致水泥石开裂。v体体积积安安定定性性不不良良的的水水泥泥，会会发发生生膨膨胀胀性性裂裂纹纹使使水水泥泥制制品品或或混混
92、凝凝土土开开裂裂、造造成成结结构构破破坏坏。因因此此体体积积安安定定性性不不良良的的水水泥泥，应应判判为为废废品品，不不得得在在工工程程中使用。中使用。2021/3/1097v【例】【例】 现有四种白色粉末，已知其为建筑石膏、生石灰粉、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，请加以鉴别（化学分析除白色石灰石粉和白色硅酸盐水泥，请加以鉴别（化学分析除外）。外）。v解解v取相同质量的四种粉末，分别加入适量的水拌合为同一稠度的浆体。放取相同质量的四种粉末，分别加入适量的水拌合为同一稠度的浆体。放热量最大且有大量水蒸气产生的为生石灰粉；热量最大且有大量水蒸气产生的为
93、生石灰粉；v在分钟内凝结硬化并具有一定强度的为建筑石膏；在分钟内凝结硬化并具有一定强度的为建筑石膏；v在分钟到在分钟到0 0小时内凝结硬化的为白色水泥；小时内凝结硬化的为白色水泥；v加水后没有任何反应和变化的为白色石灰石粉。加水后没有任何反应和变化的为白色石灰石粉。v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。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。v生石灰生石灰加水，消解成为消石灰，放出大量的热；加水，消解成为消石灰，放出大量的热；v建筑石膏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
94、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。一般石膏的初凝时间仅为而硬化。一般石膏的初凝时间仅为10min10min左右，终凝时间不超过左右，终凝时间不超过30min30min。白色硅酸盐水泥白色硅酸盐水泥的性能和硅酸盐水泥基本项同，其初凝时间不早于的性能和硅酸盐水泥基本项同，其初凝时间不早于45min45min，终凝时间不超过，终凝时间不超过10h10h。v石灰石粉石灰石粉与水不发生任何反应。与水不发生任何反应。2021/3/1098v教材教材P53 P53 复习思考题：复习思考题：2-112-11 2-
95、212-21，2-242-24（2-22,2-232-22,2-23不做）不做）v补充题：补充题：v1.1.了解通用硅酸盐水泥的生产概况。了解通用硅酸盐水泥的生产概况。v2.2.名词解释：名词解释：水泥混合材料；水泥混合材料；二次水化反应；二次水化反应；水泥强度、水泥胶水泥强度、水泥胶砂试件的强度；砂试件的强度；软水侵蚀。软水侵蚀。v3.3.何谓水泥凝结时间？国家标准对通用硅酸盐水泥凝结时间是如何规定何谓水泥凝结时间？国家标准对通用硅酸盐水泥凝结时间是如何规定的？有何工程意义？的？有何工程意义？v4.4.何谓水泥的体积安定性？水泥体积安定性不良的原因是什么？安定性何谓水泥的体积安定性？水泥体积
96、安定性不良的原因是什么？安定性不良的水泥应如何处理？不良的水泥应如何处理？v5.5.水泥石的结构组成怎样？水泥石的结构组成怎样？v6.6.何谓水泥石腐蚀？硅酸盐水泥腐蚀的主要类型有哪些？何谓水泥石腐蚀？硅酸盐水泥腐蚀的主要类型有哪些？ v7.7.实际工程中如何选用水泥？实际工程中如何选用水泥？v8.8.现有四种白色粉末，已知其为现有四种白色粉末，已知其为建筑石膏、生石灰粉、白色石灰石粉和建筑石膏、生石灰粉、白色石灰石粉和白色硅酸盐水泥白色硅酸盐水泥，请加以鉴别（化学分析除外）。，请加以鉴别（化学分析除外）。v9.9.某砼工程工期较短，现有强度等级同为某砼工程工期较短，现有强度等级同为42.542.5级的级的硅酸盐水泥硅酸盐水泥和和矿渣水矿渣水泥泥。从有利于完成工期的角度来看，选用哪种水泥更为有利？。从有利于完成工期的角度来看，选用哪种水泥更为有利？2021/3/1099
