第四章第四章 无机胶凝材料无机胶凝材料 水泥水泥一、胶凝材料的定义一、胶凝材料的定义(复习复习)1.1.气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料指在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度的胶凝材料。适合：地上和干燥环境。2.2.水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料 指不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，并保持和继续发展其强度的胶凝材料。 适宜：既适宜于地上，也可用于地下和水中环境。第一节第一节 概述概述 1824年年10月月21日，英国利兹（日，英国利兹（Leeds）城的泥水）城的泥水匠阿斯普丁（匠阿斯普丁（J.Aspdin）获得英国第）获得英国第5022号号“波特兰波特兰水泥水泥”专利证书，从而一举成为流芳百世的水泥发明专利证书，从而一举成为流芳百世的水泥发明人。人。1824年，英国石匠阿斯浦丁偶然发现年，英国石匠阿斯浦丁偶然发现粘土粘土+石灰石灰+水水人造石（波特兰水泥）人造石（波特兰水泥）特点：强度高、耐久性好、防水、防火。特点：强度高、耐久性好、防水、防火。二、水泥的发明二、水泥的发明中国的第一个水泥厂n启新水泥股份有限启新水泥股份有限公司公司n龙马负太极图牌水龙马负太极图牌水泥泥n画面由骏马，海水，太极画面由骏马，海水，太极图，火焰，祥云和中英文图，火焰，祥云和中英文对照的对照的“启新洋灰有限公启新洋灰有限公司司”等字样组成。是中国等字样组成。是中国最早的水泥商标之一最早的水泥商标之一 n水泥：是一种多组分的人造矿物粉料，它水泥：是一种多组分的人造矿物粉料，它与水拌和后成为塑性胶体，既能在空气中与水拌和后成为塑性胶体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂石等材硬化，又能在水中硬化，并能将砂石等材料胶结成具有一定强度的整体。（水泥是料胶结成具有一定强度的整体。（水泥是水硬性胶凝材料。）水硬性胶凝材料。）三、水泥的定义三、水泥的定义n中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准GB1752007通用硅酸盐水泥（通用硅酸盐水泥（Common Porland Cement）n水泥水泥 硅酸盐水泥 铝酸盐水泥 系列 硫铝酸盐水泥 铁铝酸盐水泥n硅酸盐水泥系列硅酸盐水泥系列是以硅酸钙为主要成分的水泥熟料、一定量的混合材料和适量石膏，经共同磨细而成。我是建筑业的粮食！四、水泥的分类四、水泥的分类n 硅酸盐水泥（硅酸盐水泥（05%） 普通水泥普通水泥 （6%15%） 矿渣水泥矿渣水泥 （ 2070 %） 火山灰水泥（火山灰水泥（ 2050 %） 粉煤灰水泥（粉煤灰水泥（ 2040 %） 复合水泥复合水泥 （ 1550 %）专用水泥专用水泥专门用于某些工程的水泥专门用于某些工程的水泥, ,如道如道路水泥、中低热水泥、砌筑水路水泥、中低热水泥、砌筑水泥等。泥等。特性水泥特性水泥某种性能较突出的水泥，如快硬某种性能较突出的水泥，如快硬硅酸盐水泥、高铝水泥、彩色水硅酸盐水泥、高铝水泥、彩色水泥、膨胀水泥等泥、膨胀水泥等。硅酸盐水泥系列硅酸盐水泥系列通用水泥通用水泥上述百分含量为混合上述百分含量为混合材料的掺量材料的掺量硅酸盐系列水泥的分类 通用硅酸盐系列水泥的分类品种代号组分熟料+石膏粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰石灰石硅酸盐水泥P.I100-P.II 955-95-5普通硅酸盐水泥P.O80且955且20矿渣硅酸盐水泥P.S.A50且8020且50-P.S.B30且5050且70-火山灰硅酸盐水泥P.P60且80-20且40-粉煤灰硅酸盐水泥P.F60且80-20且40复合硅酸盐水泥P.C50且8020且50彩色水泥彩色水泥彩色水泥普通水泥硅酸盐系列水泥的分类第二节第二节 硅酸盐水泥1.1.定义定义：凡由硅酸盐水泥熟料、凡由硅酸盐水泥熟料、05%石灰石或粒化高炉石灰石或粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥酸盐水泥国外通称的波特兰水泥（国外通称的波特兰水泥（Portlandcement）。）。2.2.类型及代号类型及代号硅酸盐水泥硅酸盐水泥 型硅酸盐水泥：型硅酸盐水泥：不掺混合材料的，代号不掺混合材料的，代号P。 型硅酸盐水泥：型硅酸盐水泥：粉磨时掺加不超过水泥重量粉磨时掺加不超过水泥重量5% 的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料，代号的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料，代号P 。 硅酸盐水泥分硅酸盐水泥分42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R 六个强度等级（六个强度等级（R代表早强型水泥）代表早强型水泥）一、硅酸盐水泥的定义、类型及代号一、硅酸盐水泥的定义、类型及代号硅酸盐水泥的强度要求（GB1752007）品品 种种强强度等度等级抗抗压强强度（度（MPaMPa）抗折抗折强强度（度（MPaMPa）3d3d28d28d3d3d28d28d硅酸硅酸盐水泥水泥42.542.517.017.042.542.53.53.56.56.542.5R42.5R22.022.042.542.54.04.06.56.552.552.523.023.052.552.54.04.07.07.052.5R52.5R27.027.052.552.55.05.07.07.062.562.528.028.062.562.55.05.08.08.062.5R62.5R32.032.062.562.55.55.58.08.0注：注：R早强型早强型。一、硅酸盐水泥的定义、类型及代号一、硅酸盐水泥的定义、类型及代号 二二. . 硅酸盐水泥的生产工艺概述硅酸盐水泥的生产工艺概述 （1 1）生产工艺）生产工艺 两磨一烧两磨一烧生料制备、熟料煅烧和水泥粉生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程磨三个过程 （2 2）生产原料）生产原料石灰石质原料石灰石质原料石灰石、白垩等石灰石、白垩等粘土质原料粘土质原料粘土、页岩等粘土、页岩等校正原料（少量）校正原料（少量）铁粉铁粉CaOCaOSiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3二、硅酸盐水泥的原材料和生产工艺石灰石粘土辅助原料生料石膏硅酸盐水泥混合材料熟料按比例混合按比例混合磨细磨细13501450煅烧煅烧磨细磨细 CaO： 62% 67% SiO2 : 20% 24% Al2O3 : 4% 7% Fe2O3： 2.5%6.0%n硅酸盐水泥的生产工艺“两磨一烧”工艺作用是调节水泥的作用是调节水泥的凝结时间，使水泥凝结时间，使水泥不发生急凝现象不发生急凝现象CaOSiO2、Al2O3少量的少量的 Fe2O3校正校正SiO2， Fe2O3硅酸盐水泥熟料中硅酸盐水泥熟料中硅酸钙矿物不小硅酸钙矿物不小于于66%，氧化，氧化钙和氧化硅质量钙和氧化硅质量比不小于比不小于2.0.组组成成矿矿物物名名称称分子式简称含量（%）硅酸盐硅酸盐矿矿物物75%82%硅酸三钙硅酸三钙3CaOSiO2C3S3760硅酸二钙硅酸二钙2CaOSiO2C2S1537熔剂矿物熔剂矿物18%25%铝酸三钙铝酸三钙3CaOAl2O3C3A715铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3C4AF1018次要成分次要成分游离氧化钙游离氧化钙CaO游离氧化镁游离氧化镁MgO含碱矿物及玻璃体含碱矿物及玻璃体1.1.主要成分：主要由四种矿物化学组成主要成分：主要由四种矿物化学组成三、硅酸盐三、硅酸盐水泥熟料水泥熟料的矿物组成的矿物组成v 2 2硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性矿物组成矿物组成 硅酸三钙硅酸三钙（决定水泥强（决定水泥强度等级）度等级）硅酸二钙硅酸二钙（保证水泥后期（保证水泥后期强度增长）强度增长）铝酸三钙铝酸三钙( (影响水泥凝影响水泥凝结时间结时间) ) 铁铝酸四钙铁铝酸四钙（有助于水泥抗（有助于水泥抗拉强度提高）拉强度提高） C3SC2SC3AC4AF含量含量 /%/% 37376060 最多最多15153737次之次之 7 715 15 少少 101018 18 少少 水化速度水化速度 较快较快最慢最慢极快极快较快较快（仅次于（仅次于C3A）水化热水化热 中中低低高高中中强度强度 高高早期低后期高早期低后期高低低中中(抗折强度抗折强度)耐化学侵蚀耐化学侵蚀 中中良良差差优优干缩性干缩性 中中小小最大最大小小注注 意意v 原因：原因：v 煅烧水泥中反应煅烧水泥中反应：v危害：危害：影响水泥影响水泥体积安定性体积安定性石灰石质原料富含石灰石质原料富含潜在危害非常严重潜在危害非常严重其含量严格控制在水泥熟料的其含量严格控制在水泥熟料的5%以内以内增加增加PH值，保护钢筋值，保护钢筋含量太高，产生含量太高，产生碱骨料反应碱骨料反应引起浆体的收缩和变形。引起浆体的收缩和变形。n水泥中碱含量按水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O表示，表示，不应大于不应大于0.60%或由买卖或由买卖双方确定。双方确定。道路水泥：道路水泥：抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗硫酸性好、抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗硫酸性好、干缩性小。干缩性小。 C4AF、C2S含量高。含量高。 适用于适用于道路路面、机场道面、城市广场等工程。道路路面、机场道面、城市广场等工程。大坝水泥：大坝水泥：简称中热水泥简称中热水泥低热矿渣水泥：低热矿渣水泥：加入矿渣加入矿渣适用于适用于大坝工程、大型构筑物、大型房屋的基础等大体积工程。大坝工程、大型构筑物、大型房屋的基础等大体积工程。水化放热较低，水化放热较低，C2S含量高，含量高， C3A含量低含量低实实 例例快硬水泥：快硬水泥：3d抗压强度高，熟料中抗压强度高，熟料中C3A、C3S含量高。含量高。 适用于适用于紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程（一）硅酸盐水泥的水化水泥+水拌合可塑性具（水泥石）水化的水泥浆凝结硬化流动性水化水泥和水拌合水泥和水拌合表面的熟料矿物立刻与水发生化学反应表面的熟料矿物立刻与水发生化学反应各组分开始逐渐溶解各组分开始逐渐溶解放出一定热量放出一定热量固相体积也逐渐增加。其反应式如下：固相体积也逐渐增加。其反应式如下：四、硅酸盐水泥的水化与凝结硬化四、硅酸盐水泥的水化与凝结硬化2(3CaOSiO2)+7H2O=3CaO2SiO24H2O+3Ca(OH)2硅酸三钙水化硅酸钙水化硅酸钙氢氧化钙氢氧化钙2(2CaOSiO2)+4H2O=3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2硅酸二钙水化硅酸钙水化硅酸钙氢氧化钙氢氧化钙3CaOAl2O3+3(CaOSO3)2H2O+26H2O=6CaOAl2O33SO2.32H2O铝酸三钙钙矾石钙矾石4CaOAl2O3Fe2O3+7H2O=3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2O铁铝酸四钙水化铝酸钙水化铝酸钙 水化铁酸钙水化铁酸钙反应较快反应较快反应较慢反应较慢反应极快反应极快反应较慢反应较慢 主要水化产物主要水化产物（在完全水化的水泥石中（在完全水化的水泥石中）：）：水化硅酸钙70%（凝胶）氢氧化钙20%（晶体）水化铝酸钙（晶体）水化硫铝酸钙晶体（也称钙矾石）7%是水泥石形是水泥石形成强度的最成强度的最主要化合物主要化合物硅酸盐水泥的水化产物( (二）硅酸盐水泥的凝结硬化二）硅酸盐水泥的凝结硬化n凝结硬化的概念凝结硬化的概念n凝结凝结：水泥加水拌合而成的浆体，经过一系列物：水泥加水拌合而成的浆体，经过一系列物理化学变化，浆体逐渐变稠失去可塑性而成为水理化学变化，浆体逐渐变稠失去可塑性而成为水泥石的过程；泥石的过程；n硬化硬化：水泥石强度逐渐发展的过程称为硬化。：水泥石强度逐渐发展的过程称为硬化。n水泥的凝结过程和硬化过程是连续进行的水泥的凝结过程和硬化过程是连续进行的。凝结。凝结过程较短暂，一般几个小时即可完成；硬化过程过程较短暂，一般几个小时即可完成；硬化过程是一个长期的过程，在一定温度和湿度下可持续是一个长期的过程，在一定温度和湿度下可持续几十年。几十年。1.硅酸盐水泥的凝结和硬化过程硅酸盐水泥的凝结和硬化过程n水化初期水化初期n熟料矿物与水反应的速度较快，使水化产物不断地从液相中析出并聚熟料矿物与水反应的速度较快，使水化产物不断地从液相中析出并聚集在水泥颗粒表面，形成以水化硅酸钙凝胶为主体的凝胶薄膜，大约集在水泥颗粒表面，形成以水化硅酸钙凝胶为主体的凝胶薄膜，大约在在1h左右即在凝胶薄膜外侧及液相中形成粗短的针状钙矾石晶体。左右即在凝胶薄膜外侧及液相中形成粗短的针状钙矾石晶体。 n水化中期水化中期n以水化硅酸钙（以水化硅酸钙（CSH）和氢氧化钙的快速形成为特征）和氢氧化钙的快速形成为特征。n水化后期水化后期n由于新生成的水化产物的压力，水泥颗粒薄膜的凝胶薄膜破裂，使水由于新生成的水化产物的压力，水泥颗粒薄膜的凝胶薄膜破裂，使水进入未水化水泥颗粒的表面，水化反应继续进行。水化产物之间互相进入未水化水泥颗粒的表面，水化反应继续进行。水化产物之间互相交叉连生，不断密实，固体之间的空隙不断减小，网状结构不断加强，交叉连生，不断密实，固体之间的空隙不断减小，网状结构不断加强，结构逐渐紧密。结构逐渐紧密。 水泥石的结构水泥石的结构A-A-未水化水泥颗粒；未水化水泥颗粒；B-B-胶体粒子（胶体粒子（C-S-HC-S-H等）；等）；C-C-晶体粒子（晶体粒子（Ca(OH)Ca(OH)2 2等）等）; ;D-D-毛细孔（毛细孔水）；毛细孔（毛细孔水）；E-E-凝胶孔凝胶孔水泥石的组成组成：凝胶体凝胶体（水化硅酸钙凝胶和氢氧水化硅酸钙凝胶和氢氧 化钙晶体化钙晶体）未水化的水泥颗粒内核未水化的水泥颗粒内核毛细孔及凝胶孔毛细孔及凝胶孔 它们在不同时期相对数量的变它们在不同时期相对数量的变化，使水泥石的性质随之而改变。化，使水泥石的性质随之而改变。2. 水泥石的结构水泥石的工程性质水泥石的工程性质(强度和耐久性强度和耐久性)决定于水泥石的结构组成，即决定于水泥石的结构组成，即 水化物的类型水化物的类型 水化物的相对含量（可用水化程度表示）水化物的相对含量（可用水化程度表示） 孔的大小、形状等孔的大小、形状等水灰比水灰比即拌和时用水量与水泥用量之比表示即拌和时用水量与水泥用量之比表示(W/C)2. 水泥石的结构 不同水化程度水泥石的组成不同水化程度水泥石的组成（a a）水灰比：）水灰比：0.40.4；（；（b b）水灰比：）水灰比：0.70.71.水灰比相同时，水灰比相同时，水化程度愈高，则水化物愈多，而毛细孔和未水化水泥的水化程度愈高，则水化物愈多，而毛细孔和未水化水泥的量相对减少。水泥石结构密实、强度高、耐久性好量相对减少。水泥石结构密实、强度高、耐久性好。 2.水化程度相同而水灰比不同的水泥石结构，水化程度相同而水灰比不同的水泥石结构，水灰比越大，毛细孔所占比例水灰比越大，毛细孔所占比例相对增加，水泥石的强度和耐久性下降。相对增加，水泥石的强度和耐久性下降。3.影响水泥硬化的因素影响水泥硬化的因素湿度：湿度：水泥只有在潮湿、温暖的环境中硬化，若水泥石处于干燥水泥只有在潮湿、温暖的环境中硬化，若水泥石处于干燥的环境中，当水分蒸发完毕后，水化作用将无法进行，硬化停止，的环境中，当水分蒸发完毕后，水化作用将无法进行，硬化停止，强度不在增长。强度不在增长。混凝土浇筑后混凝土浇筑后23周必须浇水养护周必须浇水养护温度：温度：温度越高，水泥硬化越快；温度越低，水泥硬化越慢；温温度越高，水泥硬化越快；温度越低，水泥硬化越慢；温度低于度低于0度时，水泥不在硬化。度时，水泥不在硬化。混凝土冬季施工时采取保温措施混凝土冬季施工时采取保温措施龄期：龄期：水泥石强度增长最快是在水泥石强度增长最快是在28天以前，以后较慢，三个月后天以前，以后较慢，三个月后更慢。但温度和湿度适宜的情况下，可以增长很多年。更慢。但温度和湿度适宜的情况下，可以增长很多年。以以28天的混凝土立方体抗压强度作为天的混凝土立方体抗压强度作为强度评定指标。强度评定指标。细度：细度：水泥颗粒的粗细直接影响水泥的硬化和强度。水泥越细，水泥颗粒的粗细直接影响水泥的硬化和强度。水泥越细，水化作用快且充分，凝结硬化速度快，早期强度也越高。水化作用快且充分，凝结硬化速度快，早期强度也越高。小结1、硅酸盐水泥、硅酸盐水泥 型硅酸盐水泥：不掺混合材料的，代号型硅酸盐水泥：不掺混合材料的，代号P。 型硅酸盐水泥：粉磨时掺加不超过水泥重量型硅酸盐水泥：粉磨时掺加不超过水泥重量5% 的石灰石或粒化的石灰石或粒化 高炉矿渣混合材料，代号高炉矿渣混合材料，代号P 。2、硅酸盐水泥分、硅酸盐水泥分42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R 六个强度等级六个强度等级 （R代表早强型水泥）代表早强型水泥）3、水泥生料中的主要成分是、水泥生料中的主要成分是氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化铁等氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化铁等 水泥熟料中的主要成分是水泥熟料中的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙、硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙铝酸三钙、铁铝酸四钙4、水泥水化后生成的主要成分是、水泥水化后生成的主要成分是水化硅酸钙、氢氧化钙、水化硅酸钙、氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸水化铝酸钙、水化硫铝酸 钙（钙矾石）钙（钙矾石）5、在水泥熟料中，掺加石膏的作用是、在水泥熟料中，掺加石膏的作用是调节水泥的硬化速度，防止水泥闪凝。调节水泥的硬化速度，防止水泥闪凝。6、在水泥熟料中除了四种主要成分外，还有、在水泥熟料中除了四种主要成分外，还有游离的钙和镁游离的钙和镁，他们对水泥的影响主要，他们对水泥的影响主要是是水泥体积的不安定性。水泥体积的不安定性。7、在水泥熟料中，决定水泥强度等级的是、在水泥熟料中，决定水泥强度等级的是硅酸三钙含量；硅酸三钙含量； 保证水泥后期强度增长的是保证水泥后期强度增长的是硅酸二钙含量；硅酸二钙含量； 影响水泥凝结时间是影响水泥凝结时间是铝酸三钙的含量铝酸三钙的含量8、水泥石的组成、水泥石的组成：凝胶体凝胶体（水化硅酸钙凝胶和氢氧水化硅酸钙凝胶和氢氧 化钙晶体化钙晶体）、未水化的水泥颗粒）、未水化的水泥颗粒内核、毛细孔及凝胶孔。内核、毛细孔及凝胶孔。9、影响水泥硬化的因素：、影响水泥硬化的因素：水灰比、细度、温度、湿度、龄期、储存条件、矿物组成。水灰比、细度、温度、湿度、龄期、储存条件、矿物组成。五、硅酸盐水泥的技术指标n国家标准国家标准GB1752007，对硅酸盐水泥的主要技术指标如下。，对硅酸盐水泥的主要技术指标如下。（一）密度与堆积表观密度（一）密度与堆积表观密度硅酸盐水泥的密度一般为硅酸盐水泥的密度一般为3.13.2克克/立方厘米；立方厘米；松散堆积密度一般为松散堆积密度一般为9001300公斤公斤/立方米；立方米；紧密堆积密度一般为紧密堆积密度一般为14001700公斤公斤/立方米立方米n（一）密度与堆积表观密度（一）密度与堆积表观密度n（三）细度（三）细度（Fineness）n（四）凝结时间（四）凝结时间（Setting time）n（八）标准稠度用水量（八）标准稠度用水量n（五）体积安定性（五）体积安定性n（六）强度（六）强度n（九）水化热（九）水化热n（七）碱含量（七）碱含量 （ Na2O+0.658K2O计算值表计算值表 示，低碱水泥不应大于示，低碱水泥不应大于0.60% 或由买卖双方确定。或由买卖双方确定。 ）n（二）化学指标（二）化学指标其中其中化学指标、化学指标、凝结时间、体积安凝结时间、体积安定性、强度、定性、强度、是强制性指标是强制性指标细度是指水泥颗粒的粗细程度。细度是指水泥颗粒的粗细程度。影响水泥性能的重要指标影响水泥性能的重要指标鉴定水泥品质的主要项目之一。鉴定水泥品质的主要项目之一。水泥细度通常采用水泥细度通常采用筛分法筛分法或或比表面积法比表面积法（勃氏法）测定。（勃氏法）测定。（1）筛分法筛分法是以是以80m方孔筛的筛余量表示。方孔筛的筛余量表示。 水筛法：水筛法： 负压筛法负压筛法(为准为准)普通水泥的细度用筛余量表示，其筛余量不得超过普通水泥的细度用筛余量表示，其筛余量不得超过10.0%。（2）比表面积法比表面积法以以1kg水泥所具有的比表面积（水泥所具有的比表面积（m2/kg）表示。）表示。硅酸盐水泥的细度用比表面积表示，应大于硅酸盐水泥的细度用比表面积表示，应大于300m2/kg。n（二）细度（二）细度（Fineness）.教学试验录像教学试验录像水泥试验水泥试验水泥细度水泥细度试验试验.flv（二）细度（二）细度（Fineness） n例题：取某厂生产硅酸盐水例题：取某厂生产硅酸盐水泥进行细度试验，两次取样泥进行细度试验，两次取样均为均为25g，两次，两次80um负压负压筛的筛余量分别为筛的筛余量分别为1.98g、2.01g，则此水泥的细度是，则此水泥的细度是否合格？否合格？凝结时间凝结时间：是指水泥从开始加水到失去塑性，即从可：是指水泥从开始加水到失去塑性，即从可塑状态发展到固体状态所需的时间。分为塑状态发展到固体状态所需的时间。分为初凝初凝和和终凝终凝。1.初凝时间（初凝时间（Initialsettingtime）自自开开始始加加水水拌拌和和起起，至至水水泥泥浆浆体体塑塑性性开开始始降降低低所所需需时时间间，称称为为初初凝时间。凝时间。国家标准规定了通用硅酸盐水泥的初凝时间国家标准规定了通用硅酸盐水泥的初凝时间不得早于不得早于45min。2.终凝时间（终凝时间（Finalsettingtime）自自加加水水时时起起至至水水泥泥浆浆完完全全失失去去可可塑塑性性并并开开始始产产生生强强度度所所需需的的时时间间称称为为终终凝凝时时间间。国国家家标标准准规规定定了了硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的终终凝凝时时间间不不得得迟迟于于390min（6.5h）。其他通用水泥为。其他通用水泥为不得迟于不得迟于600min.（三）凝结时间（三）凝结时间（Setting time） 水泥凝结时间的测定水泥凝结时间的测定要按国家标准规定的方法要按国家标准规定的方法水泥稠水泥稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法度用水量、凝结时间、安定性检验方法（GB1346）进行。）进行。 它是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度和湿度下，用它是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度和湿度下，用凝结时间测定仪来测定。凝结时间测定仪来测定。 水泥净浆：水泥水泥净浆：水泥+水水水泥凝结时间在施工中具有重要意义。它直接决定混凝土的凝结水泥凝结时间在施工中具有重要意义。它直接决定混凝土的凝结时间时间。但水泥的凝结时间不等于混凝土的凝结时间但水泥的凝结时间不等于混凝土的凝结时间。凝结不宜过快，以便在凝结前完成混凝土各工序的施工操作；凝结不宜过快，以便在凝结前完成混凝土各工序的施工操作；凝结不宜过迟，使混凝土在浇筑完毕后尽早凝结硬化，有利于下凝结不宜过迟，使混凝土在浇筑完毕后尽早凝结硬化，有利于下一步施工工序的进行。一步施工工序的进行。凝结时间测定仪凝结时间测定仪圆模和试针圆模和试针滑动部分总质量为滑动部分总质量为300g300g1g1g标标准准稠稠度度用用水水量量：是是指指水水泥泥净净浆浆达达到到规规定定稠稠度度时时所所需需的的拌拌合合水水量量，以以占占水水泥泥重重量量的的百百分分率率表示。表示。硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的标标准准稠稠度度用用水水量量，一一般在般在24%30%之间。之间。水水泥泥熟熟料料矿矿物物成成分分不不同同时时，其其标标准准稠稠度度用用水水量量亦亦有有所所差差别别，磨磨得得越越细细的的水水泥泥，标标准准稠稠度度用用水量越大。水量越大。（四）标准稠度用水量（四）标准稠度用水量标准稠度测定仪标准稠度测定仪试锥和锥模标准稠度用水量的测定标准稠度用水量的测定（1）将称好的）将称好的 500g水泥水泥试样倒入搅拌锅内，用量筒量试样倒入搅拌锅内，用量筒量好拌和用水。好拌和用水。（2）拌和时，先将装有试）拌和时，先将装有试样的锅放到搅拌机锅座上的搅样的锅放到搅拌机锅座上的搅拌位置，开动机器，同时徐徐拌位置，开动机器，同时徐徐加入拌和用水，慢速搅拌加入拌和用水，慢速搅拌120s，停拌，停拌15s，接着快速，接着快速搅拌搅拌120s后停机。后停机。水泥净浆搅拌机水泥净浆搅拌机标准稠度用水量的测定标准稠度用水量的测定（4）拌和完毕，立即将净浆一次装入锥模中，拌和完毕，立即将净浆一次装入锥模中，用小刀插捣并振动数次刮去多余净浆，抹平后，用小刀插捣并振动数次刮去多余净浆，抹平后，迅速放到测定仪试锥下面的固定位置上。将试迅速放到测定仪试锥下面的固定位置上。将试锥降至净浆表面，拧紧固定螺丝。将测定仪的锥降至净浆表面，拧紧固定螺丝。将测定仪的刻度对零，然后突然放松固定螺丝让试锥沉入刻度对零，然后突然放松固定螺丝让试锥沉入净浆中，直到停止下沉时，记录试锥下沉的深净浆中，直到停止下沉时，记录试锥下沉的深度度S。以试杆沉入净浆并距底板以试杆沉入净浆并距底板6mm+-1mm的水泥净浆为标准的水泥净浆为标准稠度净浆，此时的用水量为标准稠度净浆，此时的用水量为标准稠度用水量。稠度用水量。水泥净浆达到标准稠度用水量越小越好。水泥净浆达到标准稠度用水量越小越好。（五）体积安定性（五）体积安定性 国家标准规定，水泥中游离氧化镁含量不得超过国家标准规定，水泥中游离氧化镁含量不得超过5.0%，三氧，三氧化硫含量不得超过化硫含量不得超过3.5%。n定义：水泥净浆在硬化过程中体积变化的均匀性。定义：水泥净浆在硬化过程中体积变化的均匀性。n 不安定现象不安定现象：裂纹、翘曲、松脆、崩溃。裂纹、翘曲、松脆、崩溃。n 原原因因：熟熟料料中中活活性性CaO 、MgO，水水泥泥中中SO3存存在在（石膏）（石膏）n检测方法：试饼法及雷氏法两种检测方法：试饼法及雷氏法两种n 沸煮法测：沸煮法测： CaO 将标准稠度的水泥净浆做成试饼经煮沸将标准稠度的水泥净浆做成试饼经煮沸3h后，用肉眼观察未发现裂纹，后，用肉眼观察未发现裂纹，用直尺检查没有弯曲现象，则称为安定性合格，反之为不合格。用直尺检查没有弯曲现象，则称为安定性合格，反之为不合格。采用采用试饼尺寸：试饼尺寸： 直径：直径： 7080mm，高，高10mm养护养护24h,加热至沸腾加热至沸腾30min恒温恒温3h。 规定：不合格不能使用。规定：不合格不能使用。1.试饼法试饼法试试饼饼测定水泥浆在雷氏夹中硬化沸煮后的膨胀值，当两个试件测定水泥浆在雷氏夹中硬化沸煮后的膨胀值，当两个试件沸煮后的膨胀值的平均值不大于沸煮后的膨胀值的平均值不大于5mm时，即判为该水泥安定性时，即判为该水泥安定性合格，反之为不合格；若两个试饼膨胀值的差值大于合格，反之为不合格；若两个试饼膨胀值的差值大于4.0mm，判定为不合格。判定为不合格。2.雷氏法雷氏法.教学试验录像教学试验录像水泥试验水泥试验水泥水泥标准用水量、凝标准用水量、凝结时间、体积安结时间、体积安定性试验定性试验.flv国家标准国家标准水泥胶砂强度水泥胶砂强度试验方法（试验方法（ISO法）法）（GB/T1767199）（六）强度（六）强度n（1）水泥强度确定的条件及等级）水泥强度确定的条件及等级n水泥的强度等级水泥的强度等级按规定龄期（按规定龄期（3天，天，28天）、在标天）、在标准条件下的水泥胶砂的准条件下的水泥胶砂的抗压强度抗压强度和和抗折强度抗折强度来划分。来划分。n概述：概述：nGB规定规定用用水泥胶砂试件水泥胶砂试件测水泥强度测水泥强度n配合比：配合比：水泥：标准砂水泥：标准砂=1：3(平潭平潭)n说明说明:试验采用水泥试验采用水泥450g，标准砂，标准砂1350g，水，水225g。 标准砂是统一检验水泥强度用的材料，是以福建省平潭县芦标准砂是统一检验水泥强度用的材料，是以福建省平潭县芦洋浦的天然石英海砂经筛洗等加工制成。洋浦的天然石英海砂经筛洗等加工制成。 方孔筛孔径，毫米累计筛余量，0653 04040502594ISO法标准砂标准砂ISO法标准尺寸：标准尺寸：4040160（mm3） （一天后脱模）（一天后脱模）标准养护条件：标准养护条件：n 温度温度201n 相对湿度：相对湿度：90%以上以上行星式水泥胶砂搅拌机主要用于水泥胶砂试件制备时的搅拌行星式水泥胶砂搅拌机主要用于水泥胶砂试件制备时的搅拌 水泥胶砂搅拌机水泥胶砂搅拌机4040160mm水泥胶砂试模是水泥胶砂试模是国家标准国家标准水泥胶砂强度检验方水泥胶砂强度检验方法法(ISO法法) GB/T17671-1999中中规定的统一设备。规定的统一设备。 水泥胶砂振实台主要用于水泥胶砂振实台主要用于水泥胶砂试件制备时的振水泥胶砂试件制备时的振实成型实成型 水泥胶砂试模和振实台水泥胶砂试模和振实台水泥压力机专供测定水泥胶砂抗压强度之用水泥压力机专供测定水泥胶砂抗压强度之用,最大载荷最大载荷200kN水泥压力机水泥压力机 电动抗折机做水泥软练胶砂抗折强度检验用电动抗折机做水泥软练胶砂抗折强度检验用,并可作并可作其他非金属脆性材料的抗折强度检验。其他非金属脆性材料的抗折强度检验。 本试验机使用单杠杆时最大试验力为本试验机使用单杠杆时最大试验力为1000N,使用双杠使用双杠杆时最大试验力为杆时最大试验力为5000N,试验机标尺有专为水泥软练胶试验机标尺有专为水泥软练胶砂抗折强度与抗折力的换算刻度。砂抗折强度与抗折力的换算刻度。电动抗折机电动抗折机水泥的强度等级水泥的强度等级注：R早强型。早强型优点早强型优点：3d强度较普通型强度提高强度较普通型强度提高10%24% ，3d强度可达普通型强度强度可达普通型强度28天的天的50%。n硅酸盐水泥硅酸盐水泥强度等级：强度等级：(Mpa) 42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5Rn普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥强度等级：强度等级：(Mpa)42.5、42.5R、52.5、52.5R。 几种通用水泥的强度等级几种通用水泥的强度等级强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d硅酸盐水泥42.517.0 42.5 3.5 6.542.5R 22.0 4.052.5 23.0 52.5 4.0 7.052.5R 27.0 5.062.5 28.0 62.5 5.0 8.062.5R 32.0 5.5普通硅酸盐水泥42.5 17.0 42.5 3.5 6.542.5R 22.0 4.052.5 23.0 52.5 4.0 7.052.5R 27.0 5.0七、通用硅酸盐水泥的化学指标七、通用硅酸盐水泥的化学指标GB175-2007品种品种代号代号不容物不容物（质量分数）（质量分数）烧失量烧失量（质量分数）（质量分数）三氧化硫三氧化硫（质量分数）（质量分数）氧化镁氧化镁（质量分数）（质量分数）氯离子氯离子（质量分数）（质量分数）硅酸盐水泥硅酸盐水泥P.I0.750.753.03.03.53.55.05.00.060.06P.II1.501.503.53.5普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥P.O-5.05.0矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥P.S.A-4.04.06.06.0- -P.S.B-火山灰质硅酸盐火山灰质硅酸盐水泥水泥P.P-3.53.56.06.0粉煤灰硅酸盐水粉煤灰硅酸盐水泥泥P.F-复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥P.C-备注：备注：a、如果水泥压蒸试验合格，则硅酸盐水泥中氧化镁的含量（质量分数）允许放宽、如果水泥压蒸试验合格，则硅酸盐水泥中氧化镁的含量（质量分数）允许放宽至至6.0%。 b、如果水泥中氧化镁的含量（质量分数）大于、如果水泥中氧化镁的含量（质量分数）大于6.0%时，需进行水泥压蒸安定性时，需进行水泥压蒸安定性试验并合格。试验并合格。 c、当有更低要求是，氯离子的含量由买卖双方商议确定。、当有更低要求是，氯离子的含量由买卖双方商议确定。 GB175-2007GB175-2007通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥规定：规定： 通用硅酸盐水泥分为通用硅酸盐水泥分为合格品和不合格品。合格品和不合格品。 凡凡检检验验结结果果符符合合化化学学指指标标、凝凝结结时时间间、安安定定性性、强强度度技术要求的为技术要求的为合格品合格品。凡凡检检验验结结果果不不符符合合化化学学指指标标、凝凝结结时时间间、安安定定性性、强度强度技术要求的技术要求的为为不合格品不合格品。合格水泥和不合格水泥合格水泥和不合格水泥通用硅酸盐水泥的化学指标通用硅酸盐水泥的化学指标GB175-2007（七）水泥的水化热n水泥在水化过程中所放出的热量，成为水泥的水化热水泥在水化过程中所放出的热量，成为水泥的水化热（焦耳（焦耳/公斤）。公斤）。水化热在水化的初期释放（水化热在水化的初期释放（7天前）较多，后期释放逐渐减少。天前）较多，后期释放逐渐减少。取决因素：水泥熟料的矿物组成，颗粒细度。取决因素：水泥熟料的矿物组成，颗粒细度。水泥强度等级越高，水化热越大，否则越低。水泥强度等级越高，水化热越大，否则越低。缓凝剂（缓凝剂（早强剂早强剂）可以减缓（）可以减缓（加速加速）水泥的水化反应，减缓（）水泥的水化反应，减缓（加速加速）放热速度放热速度水泥的水化热对大体积混凝土（大坝混凝土）不利。导致内外温差，引起水泥的水化热对大体积混凝土（大坝混凝土）不利。导致内外温差，引起局部拉应力，混凝土产生裂缝。一般大体积混凝土采用水化热低的水泥或局部拉应力，混凝土产生裂缝。一般大体积混凝土采用水化热低的水泥或加缓凝剂。加缓凝剂。.教学试验录教学试验录像像水泥试验水泥试验水泥胶砂强度水泥胶砂强度试验试验.flv复习n1、GB1752007通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥中规定的中规定的强制指标强制指标包括：包括：化学指标、凝结时化学指标、凝结时间、安定性、强度。间、安定性、强度。n2、水泥中碱含量按、水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算值表示。低碱水泥的碱含量不大于计算值表示。低碱水泥的碱含量不大于0.6%，或双方约定。或双方约定。n3、水泥的细度用、水泥的细度用比表面积（不小于比表面积（不小于300平米平米/公斤）或公斤）或80um筛余百分量（不大于筛余百分量（不大于10%）表示。）表示。n4、取某厂生产硅酸盐水泥进行细度试验，两次取样均为、取某厂生产硅酸盐水泥进行细度试验，两次取样均为25g，两次，两次80um负压筛的负压筛的筛余量分别为筛余量分别为1.98g、2.01g，则此水泥的细度是否合格？，则此水泥的细度是否合格？n5、凝结时间凝结时间是指水泥从开始加水到失去塑性，即从可是指水泥从开始加水到失去塑性，即从可 塑状态发展到固体状态所需的塑状态发展到固体状态所需的时间。分为时间。分为初凝初凝和和终凝终凝。n6、经检测某种、经检测某种硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的初凝时间为的初凝时间为54min，终凝时间终凝时间490min，上述两种水泥是否为合格品？上述两种水泥是否为合格品？n7、某种水泥的终凝时间为、某种水泥的终凝时间为160min，则用此水泥拌制混凝土时，混凝土从搅拌到浇，则用此水泥拌制混凝土时，混凝土从搅拌到浇筑成型的最长时间是筑成型的最长时间是160min?n8、水泥、水泥凝结时间凝结时间、标准稠度用水量标准稠度用水量的测定使用的测定使用水泥胶砂？水泥净浆？水泥胶砂？水泥净浆？n9、标准稠度用水量以标准维卡仪试杆沉入净浆并距底板、标准稠度用水量以标准维卡仪试杆沉入净浆并距底板6mm+-1mm的水泥净浆拌的水泥净浆拌合用水。用百分比表示。合用水。用百分比表示。n10、水泥凝结时间水泥凝结时间的测定用维卡仪，当试针沉入距底板的测定用维卡仪，当试针沉入距底板4mm+-1mm时，水泥达到时，水泥达到初凝状态初凝状态；当试针沉入试体；当试针沉入试体0.5mm时，为水泥时，为水泥终凝状态终凝状态。n11、相同品种的水泥，其中一个批次的比表面积是、相同品种的水泥，其中一个批次的比表面积是350平米平米/公斤，另一个批次的公斤，另一个批次的比表面积是比表面积是450平米平米/公斤。前者的公斤。前者的标准稠度标准稠度用水量用水量大于（小于）大于（小于）后者；前者的后者；前者的水水化热化热大于（小于）大于（小于）后者；前者的后者；前者的早期强度早期强度大于（小于）大于（小于）后者。后者。n12、某品种水泥、某品种水泥500g，加入，加入100g水时，测定标准维卡仪的试杆距底板水时，测定标准维卡仪的试杆距底板10mm，加入加入150g水时，标准维卡仪的试杆距底板水时，标准维卡仪的试杆距底板8mm；加入；加入180g水时，试杆距底板水时，试杆距底板7mm；加入；加入200g水时，试杆距底板水时，试杆距底板4mm，则此水泥的标准稠度用水量为，则此水泥的标准稠度用水量为？n13、某品种水泥加水搅拌成标准稠度净浆，用维卡仪测定其凝结时间。从加水搅、某品种水泥加水搅拌成标准稠度净浆，用维卡仪测定其凝结时间。从加水搅拌到指针距底板拌到指针距底板6mm用时为用时为85min，指针距底板，指针距底板5mm用时为用时为65min;从加水搅拌从加水搅拌到指针沉入试体到指针沉入试体1.0mm用时为用时为300min;指针沉入试体指针沉入试体0.5mm用时用时340min,则此则此水泥的初凝时间和终凝时间为水泥的初凝时间和终凝时间为？n14、体积安定性体积安定性的检测方法包括的检测方法包括试饼法和雷氏法。试饼法和雷氏法。n15、用试饼法检测体积安定性时，试饼没有、用试饼法检测体积安定性时，试饼没有裂纹、翘曲、松脆、崩溃裂纹、翘曲、松脆、崩溃等现象为等现象为合合格。格。n16、用雷氏法检测体积安定性时，两个试饼蒸煮后与蒸煮前量测增加值的、用雷氏法检测体积安定性时，两个试饼蒸煮后与蒸煮前量测增加值的平均值平均值不大于不大于5.0mm时，体积时，体积安定性合格安定性合格，否则为不合格；如果两个试饼增加值的，否则为不合格；如果两个试饼增加值的差值差值大于大于4.0mm，判定为，判定为安定性不合格。安定性不合格。n17、水泥的强度等级按规定龄期、水泥的强度等级按规定龄期（3天，天，28天）、天）、在标准条件下的在标准条件下的水泥胶砂水泥胶砂的的抗抗压强度和抗折强度压强度和抗折强度来划分。来划分。n18、强度等级为、强度等级为42.5和和42.5R的硅酸盐混凝土，其的硅酸盐混凝土，其3天和天和28天天强度有什么异同？强度有什么异同？ 抗压和抗折强度均相同？抗压和抗折强度均相同？n19、有四个厂家生产的同为、有四个厂家生产的同为P.I 52.5的水泥，检测数据如下：的水泥，检测数据如下：生生产产厂厂家家和和原原编编号号水泥水泥品种品种标号标号细细度度(%)标标准准稠稠度度用用水水量量(%)凝结凝结时间时间安安定定性性强度强度(MPa)三三氧氧化化硫硫(%)烧烧失失量量%氧化氧化镁镁(%)氯离氯离子子%抗折抗折抗压抗压初初凝凝终终凝凝膨膨胀胀值值3天天28天天3天天28天天1P.I52.5102568360428.055.04.07.03.53.05.00.06293070250525.052.53.58.03.02.94.70.0738.82740300230.054.54.57.52.12.55.50.094520135390629.053.06.58.52.02.56.50.05n那个厂家水泥合格？那个厂家水泥合格？水泥石的腐蚀水泥石的腐蚀：在某些环境条件（如受到某些侵蚀性液体或：在某些环境条件（如受到某些侵蚀性液体或气体的作用）下，引起水泥石的结构逐渐破坏，强度降低，气体的作用）下，引起水泥石的结构逐渐破坏，强度降低，以致全部溃裂的现象称为水泥石的腐蚀。以致全部溃裂的现象称为水泥石的腐蚀。耐腐蚀系数耐腐蚀系数：以同一龄期的分别浸在侵蚀性溶液中的水泥石：以同一龄期的分别浸在侵蚀性溶液中的水泥石试件强度与在淡水中养护的试件强度的比值来表示。试件强度与在淡水中养护的试件强度的比值来表示。耐腐蚀系数越大，水泥石的抗腐蚀性能也就越好。耐腐蚀系数越大，水泥石的抗腐蚀性能也就越好。水泥石腐蚀的基本原因是：水泥石腐蚀的基本原因是： 水泥石中存在有易被腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙；水泥石中存在有易被腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙； 水泥石本身不密实而使侵蚀性介质易于进入其内部；水泥石本身不密实而使侵蚀性介质易于进入其内部； 外界因素的影响，如腐蚀介质的存在，环境温度、湿度、外界因素的影响，如腐蚀介质的存在，环境温度、湿度、介质浓度的影响等。介质浓度的影响等。六、环境水对水泥石的侵蚀 1.软水腐蚀（溶出性侵蚀）软水腐蚀（溶出性侵蚀）雨水、雪水、蒸馏水、工业冷凝水及含碳酸盐甚少的河水与雨水、雪水、蒸馏水、工业冷凝水及含碳酸盐甚少的河水与湖水等都属于软水。湖水等都属于软水。水水泥泥与与软软水水接接触触水水化化产产物物氢氢氧氧化化钙钙被被溶溶出出不不断断溶溶解解流流失失孔孔隙隙增增大大，碱碱度度下下降降并并促促使使硬硬化化水水泥泥石石的的其其它它产产物物水水化化硅硅酸酸钙钙、水水化化铝铝酸酸钙钙分分解解使使水水泥泥石石结结构构遭遭受受破破坏。坏。水质越软，水的流动性越大，侵蚀性越高。水质越软，水的流动性越大，侵蚀性越高。（一）水泥石的几种主要侵蚀作用（一）水泥石的几种主要侵蚀作用软水腐蚀、盐类腐蚀、酸类腐蚀等软水腐蚀、盐类腐蚀、酸类腐蚀等 （1）硫酸盐腐蚀）硫酸盐腐蚀当海水、沼泽水、工业污水等中含有碱性硫酸盐（如当海水、沼泽水、工业污水等中含有碱性硫酸盐（如Na2SO4、MgSO4、K2SO4等）时，其中的等）时，其中的SO4根对根对水泥石有严重的破坏作用。水泥石有严重的破坏作用。Ca(OH)2+硫酸盐硫酸盐CaSO4硫酸钙亦能与水泥石中的固态水化铝酸钙作用，生成高硫型水化硫铝酸钙晶硫酸钙亦能与水泥石中的固态水化铝酸钙作用，生成高硫型水化硫铝酸钙晶体体。4CaOAl2O312H2O+3CaSO4+20H2O3CaOAl2O33CaSO431H20+Ca(OH)2反反应应是是在在固固相相中中进进行行的的高高硫硫型型水水化化硫硫铝铝酸酸钙钙结结合合着着大大量量结结晶晶水水其其体体积积膨膨胀胀为为原原来来的的水水化化铝铝酸酸钙钙体体积积的的2.5倍倍水水泥泥石石产产生生很很大大的的内内应应力力水水泥石开裂、强度降低和造成破坏。泥石开裂、强度降低和造成破坏。2.盐类腐蚀盐类腐蚀水化硫铝酸钙呈针状结晶，故常称为水化硫铝酸钙呈针状结晶，故常称为“杆菌水泥杆菌水泥”（2）镁盐腐蚀）镁盐腐蚀海水、地下水中常含有大量镁盐海水、地下水中常含有大量镁盐硫酸镁硫酸镁(MgSO4)氯化镁氯化镁(MgCl2)MgSO4十十Ca(0H)2十十2H20CaSO42H20十十Mg(0H)2(3CaOAl2036H20十十3（CaSO42H20）十）十19H203CaOAl2033CaSO431H20)MgCl2十十Ca(0H)2CaCl2十十Mg(0H)2反应结果反应结果：氢氧化镁（氢氧化镁（Mg(0H)2）松软而无胶凝能力）松软而无胶凝能力二水硫酸钙（二水硫酸钙（CaSO42H20）又将引起硫酸盐的破坏作用）又将引起硫酸盐的破坏作用氯化钙（氯化钙（CaC12）易溶解于水）易溶解于水硫酸镁对水泥石起着双重腐蚀作用硫酸镁对水泥石起着双重腐蚀作用。2.盐类腐蚀盐类腐蚀（1）碳酸腐蚀）碳酸腐蚀在工业污水、地下水中常溶解有较多的二氧化碳。在工业污水、地下水中常溶解有较多的二氧化碳。二二氧氧化化碳碳与与水水泥泥石石中中的的氢氢氧氧化化钙钙反反应应生生成成碳碳酸酸钙钙继继续续与与含含碳碳酸酸的的水水作作用用变变成成易易溶溶于于水水的的碳碳酸酸氢氢钙钙（Ca（HCO3）2），由由于于碳碳酸酸氢氢钙钙的的溶溶解解使使Ca（0H）2浓浓度度降降低低，导导致致水水泥泥石石中中其其它它产产物物的的分分解解，而而使使水水泥石结构破坏。泥石结构破坏。开始：Ca（0H）2十十C02十十H20CaC03十十2H20然后：CaC03十十C02十十H20Ca（HCO3）2可逆的，当碳酸超过平衡浓度（溶液中的可逆的，当碳酸超过平衡浓度（溶液中的pH7）时，则上式反应向右）时，则上式反应向右进行，形成碳酸腐蚀。进行，形成碳酸腐蚀。3.酸类腐蚀酸类腐蚀随着水温度的增加，反应加快；如果是渗滤的压力水，生成的随着水温度的增加，反应加快；如果是渗滤的压力水，生成的Ca（HCO3）2将被将被带走，反应向右进行；游离的带走，反应向右进行；游离的C02越多，腐蚀越厉害。越多，腐蚀越厉害。（2）一般酸的腐蚀（）一般酸的腐蚀（HCl、H2SO4）各各种种酸酸类类与与水水泥泥石石中中的的氢氢氧氧化化钙钙作作用用生生成成化化合合物物或或者易溶于水，或者体积膨胀而导致水泥石破坏。者易溶于水，或者体积膨胀而导致水泥石破坏。对对水水泥泥石石腐腐蚀蚀作作用用最最快快的的是是无无机机酸酸中中的的盐盐酸酸、氢氢氟氟酸酸、硝硝酸酸、硫硫酸酸和和有有机机酸中的醋酸、蚁酸和乳酸等。酸中的醋酸、蚁酸和乳酸等。例如，盐酸和硫酸分别与水泥石中氢氧化钙作用，其反应式如下：例如，盐酸和硫酸分别与水泥石中氢氧化钙作用，其反应式如下：2HCl十Ca(0H)2CaCl2十2H20氯化钙易溶于水氯化钙易溶于水而导致化学腐蚀型破坏而导致化学腐蚀型破坏H2SO4十Ca(0H)2CaSO42H20石膏对水泥石产生硫酸盐石膏对水泥石产生硫酸盐膨胀型破坏。膨胀型破坏。3.酸类腐蚀酸类腐蚀(1)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。水泥品种不同，其矿物组成也水泥品种不同，其矿物组成也不同，对腐蚀的抵抗能力不同。水泥生产时，调整矿物的组成，掺加相应耐腐不同，对腐蚀的抵抗能力不同。水泥生产时，调整矿物的组成，掺加相应耐腐蚀性强的混合材料，就可制成具有相应耐腐蚀性能的特性水泥。水泥使用时必蚀性强的混合材料，就可制成具有相应耐腐蚀性能的特性水泥。水泥使用时必须根据腐蚀环境的特点，合理地选择品种。如硅酸盐水泥水化时产生大量须根据腐蚀环境的特点，合理地选择品种。如硅酸盐水泥水化时产生大量Ca(OH)2，易受各种腐蚀的作用，抵抗腐蚀能力较差；而掺加活性混合材料的，易受各种腐蚀的作用，抵抗腐蚀能力较差；而掺加活性混合材料的水泥，其熟料比例降低，水化时水泥，其熟料比例降低，水化时Ca(OH)2较少，抵抗各种腐蚀的能力较强；铝较少，抵抗各种腐蚀的能力较强；铝酸钙含量低的水泥，其抗硫酸盐、抗碱腐蚀性能较强。酸钙含量低的水泥，其抗硫酸盐、抗碱腐蚀性能较强。(2)提高水泥石的密实度，改善孔隙结构。提高水泥石的密实度，改善孔隙结构。水泥石的构造是一个多孔体系，水泥石的构造是一个多孔体系，因多余水分蒸发形成的毛细孔隙，是连通的孔隙，介质能渗入其内部，造成腐因多余水分蒸发形成的毛细孔隙，是连通的孔隙，介质能渗入其内部，造成腐蚀。提高水泥石的密实度，减少孔隙，能有效地阻止或减少腐蚀介质的侵入，蚀。提高水泥石的密实度，减少孔隙，能有效地阻止或减少腐蚀介质的侵入，提高耐腐蚀能力；改善水泥石的孔隙结构，引入密闭孔隙，减少毛细孔连通孔，提高耐腐蚀能力；改善水泥石的孔隙结构，引入密闭孔隙，减少毛细孔连通孔，可提高抗渗性，是提高耐腐蚀能力的有效措施。可提高抗渗性，是提高耐腐蚀能力的有效措施。(3)通过表面处理，形成保护层。通过表面处理，形成保护层。当腐蚀作用较强时，应在水泥石表面加做当腐蚀作用较强时，应在水泥石表面加做不透水的保护层，隔断腐蚀介质的接触，保护层材料选用耐腐蚀性强的石料、不透水的保护层，隔断腐蚀介质的接触，保护层材料选用耐腐蚀性强的石料、陶瓷、玻璃、塑料、沥青和涂料等。也可用化学方法进行表面处理，形成保护陶瓷、玻璃、塑料、沥青和涂料等。也可用化学方法进行表面处理，形成保护层，如表面碳化形成致密的碳酸钙、表面涂刷草酸形成不溶的草酸钙等。对于层，如表面碳化形成致密的碳酸钙、表面涂刷草酸形成不溶的草酸钙等。对于特殊抗腐蚀的要求，则可采用抗蚀性强的聚合物混凝土。特殊抗腐蚀的要求，则可采用抗蚀性强的聚合物混凝土。4.防止水泥石腐蚀的措施防止水泥石腐蚀的措施1.活性混合材料：活性混合材料： 加水拌和本身并不硬化，但与石灰、石膏或硅酸盐水泥一起，加水加水拌和本身并不硬化，但与石灰、石膏或硅酸盐水泥一起，加水拌和后能发生化学反应，生成有一定胶凝性的物质，且具有水硬性，拌和后能发生化学反应，生成有一定胶凝性的物质，且具有水硬性，这种混合材料称为活性混合材料。其主要成分为这种混合材料称为活性混合材料。其主要成分为SiO2、 Al2O3等。等。第三节第三节 掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥一、混合材料一、混合材料（一）定义（一）定义：磨细水泥时掺入的人工的或天然的矿物材料称为混合材料。磨细水泥时掺入的人工的或天然的矿物材料称为混合材料。（二）种类：（二）种类： 按性质不同分：按性质不同分：活性混合材料或水硬性混合材料（用量最大）活性混合材料或水硬性混合材料（用量最大） 非活性混合材料或填充性混合材料。非活性混合材料或填充性混合材料。活性混合材料的种类活性混合材料的种类 系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合料。系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合料。炼钢厂冶炼生铁时的副产品。炼钢厂冶炼生铁时的副产品。主要成分：主要成分：CaOCaO、AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2。具有较高的化学潜能，但稳定性差。具有较高的化学潜能，但稳定性差。粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣火山灰质混合材料火山灰质混合材料粉煤灰粉煤灰火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒废渣。火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒废渣。主要成分：较多的主要成分：较多的SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3和少量的和少量的CaOCaO具有较高的活性。具有较高的活性。v天然的、人工的天然的、人工的主要成分：主要成分：AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2。本身不硬化，本身不硬化，+ +石灰石灰+ +水起胶凝作用。水起胶凝作用。 2 2、非活性混合材料、非活性混合材料n 定义：定义： 在水泥中主要起填充作用，本身不具有在水泥中主要起填充作用，本身不具有 （或具有微弱的）潜在的水硬性或火山灰性。（或具有微弱的）潜在的水硬性或火山灰性。n 目的：目的： 调节水泥强度，增加水泥产量调节水泥强度，增加水泥产量 ( (节约水泥用量节约水泥用量) )，降低水化热。，降低水化热。n 常用种类：常用种类：磨细的石灰石、石英岩、粘土、慢冷矿渣、磨细的石灰石、石英岩、粘土、慢冷矿渣、 高硅质炉灰等。高硅质炉灰等。品质要求品质要求：足够的细度，不含或极少含对水泥有害的杂质。足够的细度，不含或极少含对水泥有害的杂质。n氧化硅含量越高，活性越差。氧化硅含量越高，活性越差。 通用硅酸盐系列水泥的分类品种代号组分熟料+石膏粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰石灰石硅酸盐水泥P.I100-P.II 955-95-5普通硅酸盐水泥P.O80且955且20矿渣硅酸盐水泥P.S.A50且8020且50-P.S.B30且5050且70-火山灰硅酸盐水泥P.P60且80-20且40-粉煤灰硅酸盐水泥P.F60且80-20且40复合硅酸盐水泥P.C50且8020且50通用硅酸盐水泥的化学指标通用硅酸盐水泥的化学指标GB175-2007品种品种代号代号不容物不容物（质量分数）（质量分数）烧失量烧失量（质量分数）（质量分数）三氧化硫三氧化硫（质量分数）（质量分数）氧化镁氧化镁（质量分数）（质量分数）氯离子氯离子（质量分数）（质量分数）硅酸盐水泥硅酸盐水泥P.I0.750.753.03.03.53.55.05.00.060.06P.II1.501.503.53.5普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥P.O-5.05.0矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥P.S.A-4.04.06.06.0- -P.S.B-火山灰质硅酸盐火山灰质硅酸盐水泥水泥P.P-3.53.56.06.0粉煤灰硅酸盐水粉煤灰硅酸盐水泥泥P.F-复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥P.C-备注：备注：a、如果水泥压蒸试验合格，则硅酸盐水泥中氧化镁的含量（质量分数）允许放宽、如果水泥压蒸试验合格，则硅酸盐水泥中氧化镁的含量（质量分数）允许放宽至至6.0%。 b、如果水泥中氧化镁的含量（质量分数）大于、如果水泥中氧化镁的含量（质量分数）大于6.0%时，需进行水泥压蒸安定性时，需进行水泥压蒸安定性试验并合格。试验并合格。 c、当有更低要求是，氯离子的含量由买卖双方商议确定。、当有更低要求是，氯离子的含量由买卖双方商议确定。二、普通硅酸盐水泥（代号PO）n定义（定义（Ordinary portland cement）硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料+适量石膏适量石膏+大于大于5%且小于等于且小于等于20%的混合材料的混合材料技术性质要求（与硅酸盐水泥相比）技术性质要求（与硅酸盐水泥相比）n相同点相同点 nMgO含量、含量、SO3含量、初凝时间、安定性的技术要求相同。含量、初凝时间、安定性的技术要求相同。n不同点不同点n终凝时间：不迟于终凝时间：不迟于600min（10h）；）；n烧失量：不得大于烧失量：不得大于5.0%；1.普通硅酸盐水泥强度等级普通硅酸盐水泥强度等级强度等级抗压强度，MPa抗折强度，MPa3d28d3d28d42.542.5R52.552.5R17.022.023.027.042.542.552.552.53.54.04.05.06.56.57.07.0n强度等级：普通硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。各龄期的强度不低于下表的规定。2.普通硅酸盐水泥特性普通硅酸盐水泥特性n与硅酸盐水泥比较，有以下特性：与硅酸盐水泥比较，有以下特性：n最高强度等级不及硅酸盐水泥；最高强度等级不及硅酸盐水泥；n凝结时间略长；凝结时间略长；n抗冻、耐磨等性能较硅酸盐水泥稍差。抗冻、耐磨等性能较硅酸盐水泥稍差。n应用应用普通硅酸盐水泥的应用范围和硅酸盐水泥相同。普通硅酸盐水泥的应用范围和硅酸盐水泥相同。三、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥熟料适量石膏20%70%粒化高炉矿渣20%40%粉煤灰20%50%火山灰质混合料矿渣水泥（PS ）粉煤灰水泥（PF）火山灰水泥（PP）磨细磨细磨细n定义n技术性质要求（与普通水泥相比）n相同点nMgO含量、细度、凝结时间、安定性的技术要求相同。1.强度指标品种品种强度等强度等级级抗压强度抗压强度抗折强度抗折强度3d28d3d28d矿渣硅酸盐矿渣硅酸盐火山灰硅酸盐火山灰硅酸盐粉煤灰硅酸盐粉煤灰硅酸盐复合硅酸盐复合硅酸盐32.510.032.52.55.532.5R15.03.542.515.032.53.56.542.5R19.04.052.521.032.54.07.052.R23.04.52.主要特性主要特性二次反应n三种水泥的共同特性n凝结硬化较慢，早强强度较低，后期强度增长较快；n水化热较低，放热速度慢；n具有较好的化学稳定性，抗溶出性侵蚀及抗硫酸盐侵蚀的能力较强；n硬化时对湿热敏感性强，蒸汽养护适应性好；n抗冻性、耐磨性及抗碳化性能较差。3.三种水泥各自特性n矿渣水泥的抗渗性较差，但耐热性好，更适用于高温车间、高炉基础等耐热工程。n火山灰水泥的抗渗性好，但干缩较大，不适用于长期处于干燥环境中的混凝土工程。n粉煤灰水泥干缩小，抗裂性好，特别适用于水利工程及大体积混凝土建筑物。 矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥 (代号代号PS)（Portland blastfurnace-slag cement）（1）适用于地下或水中工程，以及经常受较高水压的工程。对于要求耐淡水侵蚀和耐硫酸盐侵蚀的水工或海工建筑尤其适宜。（2）适用于大体积混凝土工程，但不适用于受冻融或干湿交替的建筑及耐磨工程。（3）最适用于蒸气养护的预制构件。（4）适用于受热（200以下）的混凝土工程。4.矿渣硅酸盐水泥应用矿渣硅酸盐水泥应用火火 山山 灰灰 硅硅 酸酸 盐盐 水水 泥泥 （ 代代 号号 PP） （ Portland pozzolane cement）（1）最适宜用在地下或水中工程，尤其是需要抗渗性、抗淡水及抗硫酸盐侵蚀的工程中。但是火山灰水泥的抗冻性较差，不宜用于受冻部位。（2）不宜用于干燥地区或高温车间。（3）适宜用蒸汽养护生产混凝土预制构件。（4）宜用于大体积砼工程。5.火山灰硅酸盐水泥应用火山灰硅酸盐水泥应用6.复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥（Composite portland cement）n 凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥）。n 混合材料总掺量应20%，但不能超过50%。n由于掺入了两种或两种以上的混合材料，复合水泥的水化热较低；早期强度较高，其强度要求与普通水泥的强度要求相同。 某某32.5矿渣硅酸渣硅酸盐水泥，水泥，储存期超存期超过三个月。已三个月。已测得其得其3d强强度达到度达到强强度等度等级为32.5MPa的要求。的要求。现又又测得其得其28d抗折、抗抗折、抗压破坏荷破坏荷载如下表所示：如下表所示：试件件编号号123抗折破坏荷抗折破坏荷载（kN）2.92.62.8抗抗压破坏荷破坏荷载（kN）656464536670计算后判定该水泥是否能按原强度等级使用。例题1n抗折试验时，支撑长度为抗折试验时，支撑长度为100mm。解: 1.1.抗折破坏强度抗折破坏强度 v = 3 F L / 2 b2 = 0.00234 F试件1: v=0.00234*2900=6.786MPa试件2: v=0.00234*2600=6.084MPa试件3: v=0.00234*2800=6.552MPa平均值=(6.786+6.084+6.552)/3=6.474 MPa三个值中无超过平均值10%,故无剔除值.故该水泥的抗折强度为6.474 MPa. 2.2.抗压强度抗压强度 c = F / A = F/1600试件1: c =65000/1600=40.6MPa c =64000/1600=40MPa试件2: c =64000/1600=40MPa c =53000/1600=33.1MPa例题1L L100mm100mmb b40mm40mmh h40mm40mm试件3: c =66000/1600=41.3MPa c =70000/1600=43.8MPa平均值=(40.6+40+40+33.1+41.3+43.8)/6 =39.8 MPa 其中33.1超过平均值的10%,应剔除。剩余5个的平均值为:平均值=(40.6+40+40+41.3+43.8)/5=41.1 MPa 无值超过平均值的10%,故该水泥的抗压强度为41.1 MPa。 国家标准规定32.5#普通水泥28d抗折强度须大于5.5 MPa、抗压强度须大于32.5MPa，根据试验结果得出该水泥28d抗折强度为6.474 MPa、抗压强度为41.1MPa，因此该水泥满足28天的强度要求。已测得其3d强度达到强度等级为32.5MPa的要求。故该水泥能按原强度等级使用。第四节第四节 其他品种水泥其他品种水泥n通用硅酸盐系水泥品种不多，但用量却通用硅酸盐系水泥品种不多，但用量却是最大的。除此之外是最大的。除此之外n水泥品种的大部分是特性水泥和专用水水泥品种的大部分是特性水泥和专用水泥，又称为特种水泥泥，又称为特种水泥 其用量虽然不大，但用途却很重要且很其用量虽然不大，但用途却很重要且很广泛。特种水泥中又以硅酸系水泥为主。广泛。特种水泥中又以硅酸系水泥为主。一一.白水泥与彩色水泥白水泥与彩色水泥n白水泥白水泥:Fe2O3 3%-4% 0.35%-0.4%n 暗灰色暗灰色 白色白色n Mn Cr等氧化物也影响颜色等氧化物也影响颜色白水泥主要用于建筑物的装饰，如地面、楼梯、外墙饰白水泥主要用于建筑物的装饰，如地面、楼梯、外墙饰面，彩色水刷石和水磨石制造，大理石及瓷砖镶贴，面，彩色水刷石和水磨石制造，大理石及瓷砖镶贴，混凝土雕塑工艺制品等。还用于与彩色颜料配成彩色混凝土雕塑工艺制品等。还用于与彩色颜料配成彩色水泥，配制彩色砂浆或混凝土，用于装饰工程。水泥，配制彩色砂浆或混凝土，用于装饰工程。n彩色硅酸盐水泥简称彩色水泥，主要有两种生产方法，即染彩色硅酸盐水泥简称彩色水泥，主要有两种生产方法，即染色法和烧成法。色法和烧成法。染色法是将碱性颜料、白色水泥熟料和石膏染色法是将碱性颜料、白色水泥熟料和石膏共同磨细制成，其产品标准为共同磨细制成，其产品标准为JC/T 870JC/T 87020002000彩色硅酸盐彩色硅酸盐水泥水泥；也可将颜料直接与白水泥混合配制而成，这种方法；也可将颜料直接与白水泥混合配制而成，这种方法灵活简单，但颜料消耗大，色泽不易均匀。烧成法是将着色灵活简单，但颜料消耗大，色泽不易均匀。烧成法是将着色剂加入水泥生料中，经过煅烧使熟料具有所需的颜色，再与剂加入水泥生料中，经过煅烧使熟料具有所需的颜色，再与石膏混合磨细而成。石膏混合磨细而成。n 烧成法制得的彩色水泥，色泽均匀，颜色保持持久，但烧成法制得的彩色水泥，色泽均匀，颜色保持持久，但生产成本较高；染色法制得的彩色水泥，色泽不易均匀，长生产成本较高；染色法制得的彩色水泥，色泽不易均匀，长期使用易出现褪色，但生产成本较低。目前彩色水泥以染色期使用易出现褪色，但生产成本较低。目前彩色水泥以染色法较常用。染色法使用的颜料多为无机矿物颜料，要求不溶法较常用。染色法使用的颜料多为无机矿物颜料，要求不溶于水、分散性好、大气稳定性好、抗碱性强、着色力强，并于水、分散性好、大气稳定性好、抗碱性强、着色力强，并不得显著影响水泥的强度和其他性质。有机颜料易老化，只不得显著影响水泥的强度和其他性质。有机颜料易老化，只能作为辅助用途使用，通常只加入少量，以提高水泥色彩的能作为辅助用途使用，通常只加入少量，以提高水泥色彩的鲜艳度。鲜艳度。n 彩色水泥主要是配制彩色砂浆或混凝土，用于制造人工彩色水泥主要是配制彩色砂浆或混凝土，用于制造人工石材和装饰工程。石材和装饰工程。二二.快硬快硬(硅酸盐硅酸盐)水泥水泥凡以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的，凡以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的，以以三天抗压强度三天抗压强度表示标号的水硬性胶凝材料，表示标号的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥称为快硬硅酸盐水泥(简称快硬水泥简称快硬水泥)。nC3S S3A含量增大含量增大(60%-65%),60%-65%),石膏石膏8%,8%,提提高细度高细度450450n3d 3d 强度强度n用途用途: :早强砼早强砼n 紧急抢修工程紧急抢修工程, ,低温施工工程低温施工工程 三.高铝水泥(矾土水泥)n铝酸钙铝酸钙 Al2O3超过超过50%n3d强度强度n特性特性:1.快硬早强快硬早强(紧急军事工程紧急军事工程,抢修工程抢修工程),临时工程临时工程.2.水化热大水化热大,且放热量集中且放热量集中(15, 2525施工施工, ,不能进行蒸汽养不能进行蒸汽养护护).).3.3.强的抗硫酸盐性能强的抗硫酸盐性能4.4.耐热性好耐热性好(1300-1400),(1300-1400),配制耐热砼配制耐热砼, ,炉衬炉衬. .5.5.长期强度要降低长期强度要降低(40%-50%),(40%-50%),不能用于长期承重结构及高温高不能用于长期承重结构及高温高湿环境湿环境. .四四.膨胀水泥与自应力水泥膨胀水泥与自应力水泥n1.概念：概念：膨胀水泥和自应力水泥都是硬化时具有一定体积膨胀水泥和自应力水泥都是硬化时具有一定体积膨胀的水泥品种。膨胀水泥膨胀值较小，主要用于补偿收膨胀的水泥品种。膨胀水泥膨胀值较小，主要用于补偿收缩；自应力水泥膨胀值较大，用于产生预应力混凝土。缩；自应力水泥膨胀值较大，用于产生预应力混凝土。n通用硅酸盐水泥在空气中硬化，通用硅酸盐水泥在空气中硬化，一般都表现为体积收缩，平均收一般都表现为体积收缩，平均收缩率为缩率为0.02%0.035%。混凝。混凝土成型后，土成型后，7d60d的收缩率较的收缩率较大，以后趋向缓慢。收缩使水泥大，以后趋向缓慢。收缩使水泥石内部产生细微裂缝，导致其强石内部产生细微裂缝，导致其强度、抗渗性、抗冻性下降；用于度、抗渗性、抗冻性下降；用于装配式构件接头、建筑连接部位装配式构件接头、建筑连接部位和堵漏补缝时，水泥收缩会使结和堵漏补缝时，水泥收缩会使结合不牢，达不到预期效果合不牢，达不到预期效果n而使用膨胀水泥就能改善或克服而使用膨胀水泥就能改善或克服上述的不足。另外，在钢筋混凝上述的不足。另外，在钢筋混凝土中，利用混凝土与钢筋的握裹土中，利用混凝土与钢筋的握裹力，使钢筋在水泥硬化发生膨胀力，使钢筋在水泥硬化发生膨胀时被拉伸，而混凝土内测产生压时被拉伸，而混凝土内测产生压应力，钢筋混凝土内由组成材料应力，钢筋混凝土内由组成材料(水泥水泥)膨胀而产生的压应力称为膨胀而产生的压应力称为自应力。自应力的存在使混凝土自应力。自应力的存在使混凝土抗裂性提高。抗裂性提高。n使水泥产生膨胀主要有三种途径使水泥产生膨胀主要有三种途径n氧化钙水化生成氧化钙水化生成Ca(OH)2n氧化镁水化生成氧化镁水化生成Mg(OH)2n铝酸盐矿物生成钙矾石铝酸盐矿物生成钙矾石。n因前二种反应不易控制，一般因前二种反应不易控制，一般多采用以钙矾石为膨胀组分生产多采用以钙矾石为膨胀组分生产各种膨胀水泥。各种膨胀水泥。n常用硅酸盐系膨胀水泥主要是常用硅酸盐系膨胀水泥主要是n明矾石膨胀水泥明矾石膨胀水泥(标准代号为标准代号为JC/T 3111997)、n低热微膨胀水泥低热微膨胀水泥(标准代号为标准代号为GB 29381997)n自应力硅酸盐水泥自应力硅酸盐水泥(标准代号为标准代号为JC/T 2181995)。n低水化热硅酸盐水泥原称大坝水泥，低水化热硅酸盐水泥原称大坝水泥，是专门用于要求水化热是专门用于要求水化热较低的大坝和大体积工程的水泥品种较低的大坝和大体积工程的水泥品种。主要品种有三种。主要品种有三种。n以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料，称为中热硅酸盐水泥具有中等水化热的水硬性胶凝材料，称为中热硅酸盐水泥( (简称中热水泥简称中热水泥) )，代号，代号P PMHMH。n以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料，称为低热硅酸盐水泥具有低水化热的水硬性胶凝材料，称为低热硅酸盐水泥( (简简称低热水泥称低热水泥) )，代号，代号P PLHLH。n以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入粒化高炉矿渣、适量石以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入粒化高炉矿渣、适量石膏，磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料，称为低热膏，磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料，称为低热矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥( (简称低热矿渣水泥简称低热矿渣水泥) )，代号，代号P PSLHSLH。n生产低水化热水泥，主要是降低水泥熟料中的高水化热组分生产低水化热水泥，主要是降低水泥熟料中的高水化热组分C C3 3S S、C C3 3A A等的含量。等的含量。n中热水泥中热水泥主要适用于大坝溢流面的主要适用于大坝溢流面的面层和水位变动区面层和水位变动区等要求等要求较高耐磨性和抗冻性的工程，较高耐磨性和抗冻性的工程，低热水泥和低热矿渣水泥低热水泥和低热矿渣水泥主要主要适用于大坝或大体积建筑物适用于大坝或大体积建筑物内部及水下工程内部及水下工程。五、低水化热硅酸盐水泥五、低水化热硅酸盐水泥n国家标准国家标准GB 748GB 74820052005抗硫酸盐硅酸盐水泥抗硫酸盐硅酸盐水泥按抵抗硫酸按抵抗硫酸盐腐蚀的程度分成盐腐蚀的程度分成中抗硫酸盐硅酸盐水泥中抗硫酸盐硅酸盐水泥和和高抗硫酸盐硅酸高抗硫酸盐硅酸盐水泥两大类。盐水泥两大类。n以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有抵抗中等浓度硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料，称为具有抵抗中等浓度硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料，称为中抗硫酸盐硅酸盐水泥，简称中抗硫水泥，代号中抗硫酸盐硅酸盐水泥，简称中抗硫水泥，代号P PMSRMSR。具。具有抵抗较高浓度硫酸根离子侵蚀的，称为高抗硫酸盐硅酸盐有抵抗较高浓度硫酸根离子侵蚀的，称为高抗硫酸盐硅酸盐水泥，简称高抗硫水泥，代号水泥，简称高抗硫水泥，代号P PHSRHSR。n水泥石中的水泥石中的Ca(OH)Ca(OH)2 2和水化铝酸钙是硫酸盐腐蚀的内在原因，和水化铝酸钙是硫酸盐腐蚀的内在原因，水泥的抗硫酸盐性能就决定于水泥熟矿物中这些成分的相对水泥的抗硫酸盐性能就决定于水泥熟矿物中这些成分的相对含量。含量。降低熟料中降低熟料中C C3 3S S和和C C3 3A A的含量，相应增加耐蚀性较好的的含量，相应增加耐蚀性较好的C C2 2S S替代替代C C3 3S S，增加，增加C C4 4AFAF替代替代C C3 3A A，是提高耐硫酸盐腐蚀的主要，是提高耐硫酸盐腐蚀的主要措施之一。措施之一。六、抗硫酸盐硅酸盐水泥六、抗硫酸盐硅酸盐水泥铝酸盐系水泥是应用较多的非硅酸盐系水泥，是具有快硬早强性能和较铝酸盐系水泥是应用较多的非硅酸盐系水泥，是具有快硬早强性能和较好耐高温性能的胶凝材料，还是膨胀水泥的主要组分，在军事工程、抢修好耐高温性能的胶凝材料，还是膨胀水泥的主要组分，在军事工程、抢修工程、严寒工程、耐高温工程和自应力混凝土等方面应用广泛，是重要的工程、严寒工程、耐高温工程和自应力混凝土等方面应用广泛，是重要的水泥系列之一。水泥系列之一。一、一、 铝酸盐水泥的原料与组成铝酸盐水泥的原料与组成依据国家标准依据国家标准GB2012000铝酸盐水泥铝酸盐水泥的规定，凡以铝酸钙为主的的规定，凡以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料称为铝酸盐水泥铝酸盐水泥熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料称为铝酸盐水泥(又称高铝又称高铝水泥、矾土水泥水泥、矾土水泥)，代号，代号CA。我国铝酸盐水泥按我国铝酸盐水泥按Al2O3含量分为四类，分类及化学成分范围见表含量分为四类，分类及化学成分范围见表铝酸盐水泥类型及化学成分范围铝酸盐水泥类型及化学成分范围七、铝酸盐水泥七、铝酸盐水泥类型类型Al2O3SiO2Fe2O3R2OSClCA5050，608.02.50.40.10.1CA6060，682.02.0CA7068，771.00.7CA80770.50.5当用当用户户需要需要时时，生，生产产厂厂应应提供提供结结果和果和测测定方法定方法铝酸盐水泥的性能与应用归纳如下：铝酸盐水泥的性能与应用归纳如下： (1) (1) 具有早强快硬的特性，具有早强快硬的特性，1d1d强度可达本等级强度的强度可达本等级强度的80%80%以上。适用于工期紧急的工程，如军事、桥梁、道路、机场跑以上。适用于工期紧急的工程，如军事、桥梁、道路、机场跑道、码头和堤坝的紧急施工与抢修等。道、码头和堤坝的紧急施工与抢修等。 (2) (2) 放热速率快，早期放热量大，放热速率快，早期放热量大，1d1d放热可达水化热总量放热可达水化热总量的的70%70%80%80%，在低温下也能很好地硬化。适用于冬季及低温环，在低温下也能很好地硬化。适用于冬季及低温环境下施工，不宜用于大体积混凝土工程。境下施工，不宜用于大体积混凝土工程。 (3) (3) 抗硫酸盐腐蚀性强。抗硫酸盐腐蚀性强。由于铝酸盐水泥的矿物主要是低由于铝酸盐水泥的矿物主要是低钙铝酸盐，不含钙铝酸盐，不含C3AC3A，水化时不产生，水化时不产生Ca(OH)2Ca(OH)2，所以具有强的抗，所以具有强的抗硫酸盐性，甚至超过抗硫酸盐水泥。另外，铝酸盐水泥水化时硫酸盐性，甚至超过抗硫酸盐水泥。另外，铝酸盐水泥水化时产生铝胶产生铝胶(AH3)(AH3)使水泥石结构极为密实，并能形成保护性薄膜，使水泥石结构极为密实，并能形成保护性薄膜，对其他类腐蚀也有很好的抵抗性。耐磨性良好。适用于耐磨性对其他类腐蚀也有很好的抵抗性。耐磨性良好。适用于耐磨性要求较高的工程，受软水、海水、酸性水和受硫酸盐腐蚀的工要求较高的工程，受软水、海水、酸性水和受硫酸盐腐蚀的工程。程。n(4) (4) 耐热性好。耐热性好。在高温下，铝酸盐水泥会发生固相反应，烧在高温下，铝酸盐水泥会发生固相反应，烧结结合逐步代替水化结合，不会使强度过分降低。如采用耐结结合逐步代替水化结合，不会使强度过分降低。如采用耐火骨料时，可制成使用温度达火骨料时，可制成使用温度达1 3001 3001 4001 400的耐热混凝的耐热混凝土。适用于制作各种锅炉、窑炉用的耐热和隔热混凝土和砂土。适用于制作各种锅炉、窑炉用的耐热和隔热混凝土和砂浆。浆。n(5) (5) 抗碱性差。抗碱性差。铝酸盐水泥是不耐碱的，在碱性溶液中水化铝酸盐水泥是不耐碱的，在碱性溶液中水化铝酸钙会与碱金属的碳酸盐反应而分解，使水泥石会很快被铝酸钙会与碱金属的碳酸盐反应而分解，使水泥石会很快被破坏。所以，铝酸盐水泥不得用于与碱溶液相接触的工程，破坏。所以，铝酸盐水泥不得用于与碱溶液相接触的工程，也不得与硅酸盐水泥、石灰等能析出也不得与硅酸盐水泥、石灰等能析出Ca(OH)2Ca(OH)2的胶凝材料混的胶凝材料混合使用。合使用。 n铝酸盐水泥与石膏等材料配合，可以制成膨胀水泥和自应力铝酸盐水泥与石膏等材料配合，可以制成膨胀水泥和自应力水泥，还可用于制作防中子辐射的特殊混凝土。水泥，还可用于制作防中子辐射的特殊混凝土。n由于铝酸盐水泥的后期强度倒缩，因而，不宜用于长期承重由于铝酸盐水泥的后期强度倒缩，因而，不宜用于长期承重的结构及处于高温高湿环境的工程。的结构及处于高温高湿环境的工程。复习1、水泥石被腐蚀的原因包括：、水泥石被腐蚀的原因包括： 水泥石中存在有易被腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙；水泥石中存在有易被腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙； 水泥石本身不密实而使侵蚀性介质易于进入其内部；水泥石本身不密实而使侵蚀性介质易于进入其内部； 外界因素的影响，如腐蚀介质的存在，环境温度、湿度、介质浓度的影响等。外界因素的影响，如腐蚀介质的存在，环境温度、湿度、介质浓度的影响等。2、水泥石的几种主要侵蚀包括：水泥石的几种主要侵蚀包括：软水腐蚀、盐类腐蚀、酸类腐蚀。软水腐蚀、盐类腐蚀、酸类腐蚀。3、水质越软，水的流动性越大，侵蚀性越高。水质越软，水的流动性越大，侵蚀性越高。4、水化硫铝酸钙呈针状结晶，故常称为水化硫铝酸钙呈针状结晶，故常称为“杆菌水泥杆菌水泥”5、硫酸镁硫酸镁对水泥石起着双重腐蚀作用对水泥石起着双重腐蚀作用。 MgSO4十十Ca(0H)2十十2 H20 CaSO42 H20十十Mg(0H)2 (3CaOAl2036 H20十十3（CaSO42 H20）十）十19 H20 3CaOAl2033CaSO431 H20 )6、防止水泥石腐蚀的措施防止水泥石腐蚀的措施 (1)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 (2) 提高水泥石的密实度，改善孔隙结构。提高水泥石的密实度，改善孔隙结构。 (3) 通过表面处理，形成保护层。通过表面处理，形成保护层。7、水泥掺料中的活性材料有、水泥掺料中的活性材料有活性高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质材料等。活性高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质材料等。其中，含有其中，含有氧化硅越多，氧化硅越多，活性越差。活性越差。8、与硅酸盐水泥相比，、与硅酸盐水泥相比，普通硅酸盐水泥特性普通硅酸盐水泥特性 最高强度等级不及硅酸盐水泥；最高强度等级不及硅酸盐水泥； 凝结时间略长；凝结时间略长； 抗冻、耐磨等性能较硅酸盐水泥稍差。抗冻、耐磨等性能较硅酸盐水泥稍差。9、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥等级分为：、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥等级分为： 32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R10、三种水泥的共同特性：、三种水泥的共同特性： 凝结硬化较慢，早强强度较低，后期强度增长较快；凝结硬化较慢，早强强度较低，后期强度增长较快； 水化热较低，放热速度慢；水化热较低，放热速度慢； 具有较好的化学稳定性，抗溶出性侵蚀及抗硫酸盐侵蚀的能力较强；具有较好的化学稳定性，抗溶出性侵蚀及抗硫酸盐侵蚀的能力较强； 硬化时对湿热敏感性强，蒸汽养护适应性好；硬化时对湿热敏感性强，蒸汽养护适应性好； 抗冻性、耐磨性及抗碳化性能较差。抗冻性、耐磨性及抗碳化性能较差。11、矿渣水泥矿渣水泥的抗渗性较差，但耐热性好，更适用于的抗渗性较差，但耐热性好，更适用于高温车间、高炉基础高温车间、高炉基础等耐热工程。等耐热工程。 火山灰水泥火山灰水泥的抗渗性好，但干缩较大，不适用于长期处于干燥环境中的混凝土工程。的抗渗性好，但干缩较大，不适用于长期处于干燥环境中的混凝土工程。 粉煤灰水泥粉煤灰水泥干缩小，抗裂性好，特别适用于干缩小，抗裂性好，特别适用于水利工程及大体积混凝土建筑物水利工程及大体积混凝土建筑物。 12、彩色硅酸盐水泥简称彩色水泥，主要有两种生产方法，即彩色硅酸盐水泥简称彩色水泥，主要有两种生产方法，即染色法和烧成法。染色法和烧成法。1313、降低熟料中降低熟料中C3SC3S和和C3AC3A的含量，相应增加耐蚀性较好的的含量，相应增加耐蚀性较好的C2SC2S替代替代C3SC3S，增加，增加C4AFC4AF替代替代C3AC3A，是提高，是提高耐硫酸盐腐蚀的主要措施之一。耐硫酸盐腐蚀的主要措施之一。1414、某硅酸盐水泥标准试件的抗折、抗压破坏荷载如表所示，评定其强度等级。、某硅酸盐水泥标准试件的抗折、抗压破坏荷载如表所示，评定其强度等级。抗折（N）抗压（KN）3d28d3d28d2500293050.689.848.388.32510305048.287.252.586.43000336050.784.160.185.2n1.抗折抗折3天破坏强度天破坏强度n v = 3 F L / 2 b2 = 0.00234 Fn试件1: v=0.00234*2500=5.85MPan试件2: v=0.00234*2510=5.87MPan试件3: v=0.00234*3000=7.02MPan平均值=(5.85+5.87+7.02)/3=6.247MPan三个值中无超过平均值10%,故无剔除值.n故该水泥的抗折强度为6.247 MPa.n2.抗折抗折28天破坏强度天破坏强度n v = 3 F L / 2 b2 = 0.00234 Fn试件1: v=0.00234*2930=6.856MPan试件2: v=0.00234*3050=7.137MPan试件3: v=0.00234*3360=7.862MPan平均值=(6.856+7.137+7.862)/3=7.283MPan三个值中无超过平均值10%,故无剔除值.n故该水泥的抗折强度为7.283 MPa.n2. 3天抗压强度天抗压强度n c = F / A = F/1600n试件1: c =50600/1600=31.625MPan c =48300/1600=30.188MPan试件2: c =48200/1600=30.125MPan c =52500/1600=32.813MPan试件3: c =50700/1600=31.688MPan c =60100/1600=37.563MPan平均值=(31.6+30.2+30.1+32.8+31.7+37.6)/6n =32.3MPan其中37.6超过平均值的10%,应剔除。剩余5个的平均值为:n=(31.6+30.2+30.1+32.8+31.7)/5=31.28 MPan 无值超过平均值的10%,故该水泥3天的抗压强度为31.28 MPa。n2. 28天抗压强度天抗压强度n c = F / A = F/1600n试件1: c =89800/1600=56.1MPan c =88300/1600=55.2MPan试件2: c =87200/1600=54.5MPan c =86400/1600=54MPan试件3: c =84100/1600=52.6MPan c =85200/1600=53.3MPan平均值=(56.1+55.2+54.5+54+52.6+53.3)/6n =54.3MPan无值超过平均值的10%,故该水泥28天的抗压强度为54.3MPa。n由下表可判断，此硅酸盐由下表可判断，此硅酸盐水泥的强度等级为水泥的强度等级为52.5强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d硅酸盐水泥42.517.0 42.5 3.5 6.542.5R 22.0 4.052.5 23.0 52.5 4.0 7.052.5R 27.0 5.062.5 28.0 62.5 5.0 8.062.5R 32.0 5.5普通硅酸盐水泥42.5 17.0 42.5 3.5 6.542.5R 22.0 4.052.5 23.0 52.5 4.0 7.052.5R 27.0 5.01.我国有那些主要水泥系列，各有那些主要品种？我国有那些主要水泥系列，各有那些主要品种？2.硅酸盐水泥熟料的主要矿物是什么，各有什么水化硬化特性？硅酸盐水泥熟料的主要矿物是什么，各有什么水化硬化特性？3.什么是非活性混合材料和活性混合材料？它们掺入水泥中各起什么是非活性混合材料和活性混合材料？它们掺入水泥中各起什么作用？什么作用？4.硅酸盐水泥中加入石膏的作用是什么？膨胀水泥中加石膏的作硅酸盐水泥中加入石膏的作用是什么？膨胀水泥中加石膏的作用是什么？用是什么？5.通用水泥有那些品种，各有什么性质和特点？通用水泥有那些品种，各有什么性质和特点？6.水泥的体积安定性是什么含义，如何检验水泥的安定性？安定水泥的体积安定性是什么含义，如何检验水泥的安定性？安定性不良的主要原因是什么，为什么？性不良的主要原因是什么，为什么？7.简述硅酸盐水泥凝结硬化的机理。影响水泥凝结硬化的主要因简述硅酸盐水泥凝结硬化的机理。影响水泥凝结硬化的主要因素是什么？素是什么？8.硅酸盐水泥的强度如何测定，其强度等级如何评定？硅酸盐水泥的强度如何测定，其强度等级如何评定？思思考考题题n9. 9. 什么样的水泥产品是合格品、不合格品？什么样的水泥产品是合格品、不合格品？n10. 10. 硅酸盐水泥的腐蚀有那些类型，如何防止水泥石的腐蚀硅酸盐水泥的腐蚀有那些类型，如何防止水泥石的腐蚀？n11. 11. 白色硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥在组成成分、生产方白色硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥在组成成分、生产方法上有什么差异？法上有什么差异？n12. 12. 如何提高硅酸盐水泥的快硬早强性质？如何提高硅酸盐水泥的快硬早强性质？n13. 13. 膨胀水泥膨胀原理是什么？什么是自应力水泥？膨胀水泥膨胀原理是什么？什么是自应力水泥？n14. 14. 降低水泥水化热的方法有那些？低热水泥适用于什么用降低水泥水化热的方法有那些？低热水泥适用于什么用途？途？n15. 15. 铝酸盐水泥的特性有哪些？铝酸盐水泥的特性有哪些？思思考考题题