中国电力出版社第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料1 1第四节第四节 水泥水泥 水泥是一种水硬性胶凝材料，重要的建筑材料之一水泥是一种水硬性胶凝材料，重要的建筑材料之一。品种品种：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、专用水泥等系列。铁铝酸盐水泥、专用水泥等系列。硅酸盐水泥系列分为：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水硅酸盐水泥系列分为：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰泥、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硅酸盐水泥等。硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥等。中国电力出版社第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料2 2一、硅酸盐水泥的生产与矿物组成一、硅酸盐水泥的生产与矿物组成硅酸盐水泥（波特兰水泥）：由硅酸盐水泥熟料、硅酸盐水泥（波特兰水泥）：由硅酸盐水泥熟料、0 05 5石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成。石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成。硅酸盐水泥分硅酸盐水泥分I I型和型和型，代号分别为型，代号分别为PIPI和和P P 1. 1.硅酸盐水泥的生产工艺硅酸盐水泥的生产工艺原料：原料：石灰石、粘土、铁矿粉石灰石、粘土、铁矿粉工艺：工艺：制备生料、煅烧熟料、粉磨水泥，简称为制备生料、煅烧熟料、粉磨水泥，简称为“两磨一烧两磨一烧”。中国电力出版社第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料3 3中国电力出版社第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料4 4. .硅酸盐水泥熟料矿物组成硅酸盐水泥熟料矿物组成硅酸三钙硅酸三钙 3CaOSiO3CaOSiO2 2（C C3 3S S），），含量含量36%36%60%60%硅酸二钙硅酸二钙 2CaO SiO2CaO SiO2 2（C C2 2S S），），含量含量15%15%37%37%铝酸三钙铝酸三钙 3CaOAl2O3CaOAl2O3 3（C C3 3A A），），含量含量7%7%15%15%铁铝酸四钙铁铝酸四钙 4CaOAl4CaOAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3（C C4 4AFAF），），含量含量 10%10%18%18%除上述主要组成外，含有少量的游离氧化钙、游离除上述主要组成外，含有少量的游离氧化钙、游离氧化镁、含碱矿物以及玻璃体等。氧化镁、含碱矿物以及玻璃体等。中国电力出版社第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料5 5水泥熟料的矿物含量与主要特征水泥熟料的矿物含量与主要特征矿物名称 水化速度 水化热 强度 体积收缩 抗硫酸盐侵蚀矿物名称 水化速度 水化热 强度 体积收缩 抗硫酸盐侵蚀硅酸三钙硅酸三钙 快 大 快 大 高高 中 中 中 中 硅酸二钙 慢 小 早期低 中 最好硅酸二钙 慢 小 早期低 中 最好后期高 后期高铝酸三钙铝酸三钙 最快最快 最大最大 低 大 差低 大 差铁铝酸四钙铁铝酸四钙 较快 中 较快 中 中 中 较大 好较大 好中国电力出版社第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料6 6二、硅酸盐水泥的水化、凝结硬化1. 硅酸盐水泥的水化水泥与水化学反应式如下：中国电力出版社第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料7 72(3CaOSiO2) + 6H2O = 3CaO2SiO23H2O + 3Ca(OH)2硅酸三钙 水化硅酸钙 氢氧化钙2(2CaOSiO2) + 4H2O = 3CaO2SiO23H2O + Ca(OH)2 硅酸二钙 水化硅酸钙 氢氧化钙3CaOAl2O3 + 6H2O = 3CaOAl2O36H2O铝酸三钙 水化铝酸钙4CaOAl2O3Fe2O3 + 7H2O = 3CaOAl2O36H2O + CaOFe2O3H2O铁铝酸四钙 水化铝酸钙 水化铁酸钙中国电力出版社第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料8 8CaOAl2O36H2O+3(CaSO42H2O)+19H2O=3CaOAl2O33CaSO431H2O 水化硫铝酸钙水泥水化后的主要产物：胶体：水化硅酸钙、水化铁酸钙晶体：水化铝酸钙、氢氧化钙、水化硫铝酸钙2. 硅酸盐水泥的凝结硬化凝结硬化过程是一个连续的复杂的物理化学变化过程。中国电力出版社第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料9 9水泥石是由凝胶、晶体、未水化水泥颗粒、毛细孔和凝胶孔等组成的不匀质结构体。中国电力出版社第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料1010中国电力出版社第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料11113. 影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素1）矿物组成和水泥细度2）养护龄期的影响3）养护湿度和温度的影响4）拌合用水量 三、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的技术性质和技 术要求1.标准规范通用硅酸盐水泥GB1752007中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥12122.取样（代表性）散装水泥：同一生产厂家、等级、品种、批号且连 续进场的水泥500t为一批。从20个以上不同部位取样。袋装水泥：同一生产厂家、等级、品种、批号且连 续进场的水泥200t为一批。从不少于20袋中取样。 3.试验室的环境条件试验室：202 相对湿度 50% （GB / T176711999 GB / T13462001）养护室：201 水中养护 （GB / T176711999 GB / T13462001）中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥13134. 技术性质和技术要求（1）细度细度：水泥颗粒的粗细程度。标准要求：硅酸盐水泥、普通水泥的比表面积大于300m2/kg；矿渣水泥等筛余量：80m方孔筛筛余不得超过10.0% 或0.045mm方筛筛余不得超过30%。 中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥14141）比表面积测定方法 依据标准：GB 80741987 原理：根据一定量的空气 通过一定空隙率和固定厚 度的水泥层时，所受阻力 不同而引起流速的变化， 来测定水泥的比表面积。仪器设备：Blaine透气仪中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥15152）筛析法依据标准：GB / T13452005检验方法：负压筛析法（标准）仪器设备：负压筛析仪、试验筛。 中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥1616结果评定：取二个试样筛余平均值为筛析结果。两次结果绝对 误差大于0.5%，应再做一次试验。注意：筛析结果的修正系数: C=Fs/Ft (标准样品的筛余标准值和在试验筛上的 筛余值)，C值在0.801.20范围时，试验筛可继续使用，否则应予淘汰。试样称量时精确至0.01g。中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥1717（2）凝结时间的测定初凝：水泥从加水开始拌和至水泥浆开始失去可塑性所需用的时间。终凝：从水泥加水开始拌和至水泥浆完全失去可 塑性并开始产生强度所需的时间。标准要求：硅酸盐水泥：初凝45min，终凝6.5h。普通水泥和矿渣水泥：初凝45min，终凝10h。中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥18181）水泥标准稠度用水量测定水泥净浆为标准稠度时，测水泥的凝结时间。依据标准：GB13462001仪器设备：水泥净浆搅拌机、维卡仪、试杆、圆模检验方法：500 g水泥和一定量的水用水泥净浆搅拌机搅拌均匀，装入带底板的试模，将试模和底板移到维卡仪上 ，测试杆距底板之间的距离。中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥1919中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥2020结果评定：以试杆沉入净浆并距底板 6mm1mm的水泥净浆为标准稠度净浆。标准稠度用水量计算：中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥21212）初凝时间的测定依据标准：GB13462001仪器设备：水泥净浆搅拌机、维卡仪、试针、圆模中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥2222检验方法：试件制作同标准稠度用水量，立即放入养护箱进行 养护。 试件至加水30min时进行第一次测定。结果评定：从水泥加水起，至试针 沉至距底板4mm1 mm时所经过的时间为初凝时间。 中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥23233）终凝时间的测定依据标准：GB13462001仪器设备：同初凝。 检验方法：测完初凝时间定后，将试 模连浆体翻转1800，继续养护 ，临近终凝时间每隔15min测 定一次。结果评定：试针沉入试体0.5mm时，不 留下痕迹时所经过的时间。中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥2424（3）体积安定性指水泥硬化后体积变化是否均匀的性质。不良主要原因：过量的游离氧化钙、游离氧化镁、三氧化硫或掺入的石膏过多。标准要求：用沸煮法检验必须合格。依据标准：GB13462001检验方法：沸煮法检验。雷氏法（标准）和试饼法。中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥25251）雷氏法测定水泥净浆在雷氏夹中沸煮后的膨胀值。 仪器设备：水泥净浆搅拌机、雷氏夹膨胀测定仪、雷氏夹、 沸煮箱。中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥2626检验方法：将标准稠度净浆装满雷氏夹，放养护箱内养护24h， 用膨胀值测定仪测雷氏夹指针间的距离（A）；然后将 试件放入沸煮箱煮3h，冷却到室温，测雷氏夹指针尖 端的距离（C）。中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥2727结果评定：当两个试件煮后增加距离（C- A）的平均值不大于5.0 mm时，安定性合格； 当两个试件的（C- A）值相差超过4.0 mm时，应重做试验。 中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥28282）试饼法观察试饼沸煮后的外形变化。仪器设备：沸煮箱。检验方法：制作直径 7080 mm、中心厚10 mm的试饼，在养护箱 内养护24h2h。沸煮方法同上。中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥2929结果评定：试饼无裂缝，无弯曲为安定性合格，反之为不合格。 （4）水泥的强度水泥、标准砂、水按规定比例拌合而成的水泥胶砂强度。标准：GB/176711999水泥胶砂强度检验方法中国电力出版社第第4 4章章 水泥水泥3030中国电力出版社第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料3131仪器设备：水泥胶砂搅拌机、振实台、试模、套模、抗折和抗压强度试验机及抗压夹具、播料器和金属刮平直尺。中国电力出版社第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料3232检验方法：1）胶砂的制备：水泥450g、水225g、标准砂1350g，水泥胶砂搅拌机按一定程序将材料搅拌均匀。中国电力出版社第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第三章第三章 无机胶凝材料无机胶凝材料33332）试件成型将涂油的三联模（4040160mm）和模套固定在振实台上，将胶砂分二层装入试模，每装一层，振实60次。移走套模，取下试模，将试体表面抹平。中国电力出版社第一篇第一篇 土建工程材料土建工程材料 第三章第三