第三章水泥及水泥實(shí)驗(yàn)

1、 建筑材料建筑材料與檢測與檢測 3.1水泥的概述水泥的概述 3.2通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥 3.3其他品種水泥其他品種水泥 3.4水泥石的腐蝕與防護(hù)水泥石的腐蝕與防護(hù) 3.5水泥性能檢測水泥性能檢測 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 1了解建筑中常見各種水泥的性能、應(yīng)用范圍與檢測標(biāo)準(zhǔn)。 2了解水泥制品及水泥石的腐蝕原因、類型及防護(hù)。 3. 掌握水泥的物理性能檢測方法。 水泥是一種粉狀水硬性無機(jī)膠凝材料。加水?dāng)嚢韬蟪蓾{體，能在空氣中硬化或者在水中更好地硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起形成水泥混凝土，是一種應(yīng)用非常廣泛的建筑材料。 按其主要成分分為硅酸鹽類水泥、鋁酸鹽類水泥、硫鋁酸鹽類水泥和磷酸鹽類水

2、泥。 按水泥的用途和性能又可分為通用水泥(如硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等)、專用水泥(如中、低熱水泥等)及特性水泥(如快硬硅酸鹽水泥、膨脹水泥等)。 3.1.13.1.1水水泥泥的的分分類類3.1.23.1.2水水泥泥的的命命名名原原則則 通用水泥以水泥的主要水硬性礦物名稱冠以混合材料名稱或以其他適當(dāng)名稱命名。（1 1） 專用水泥以其專門用途命名，并可冠以不同型號(hào)。（2 2） 特性水泥以水泥的主要水硬性礦物名稱冠以水泥的主要特性命名，并可冠以不同型號(hào)或混合材料名稱。（3 3）3.2.13.2.1通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的概概述述 通用硅酸鹽水泥是由硅酸鹽水泥熟料和適量的通用硅酸鹽水泥是由

3、硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。石膏及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。 通用硅酸鹽水泥按混合材料的品種和摻量分為通用硅酸鹽水泥按混合材料的品種和摻量分為硅酸鹽水泥（代號(hào)硅酸鹽水泥（代號(hào)PP、PP）、普通硅酸鹽水）、普通硅酸鹽水泥泥( (代號(hào)代號(hào)POPO）、礦渣硅酸鹽水泥）、礦渣硅酸鹽水泥( (代號(hào)代號(hào)PSPS）、火）、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥山灰質(zhì)硅酸鹽水泥( (代號(hào)代號(hào)PPPP）、粉煤灰硅酸鹽水）、粉煤灰硅酸鹽水 泥泥( (代號(hào)代號(hào)PFPF）和復(fù)合硅酸鹽水泥）和復(fù)合硅酸鹽水泥( (代號(hào)代號(hào)PCPC）。）。通用硅酸鹽水泥分兩種類型：不摻混合材的稱型硅酸鹽水型硅酸鹽

4、水泥泥，其代號(hào)為P；在硅酸鹽水泥熟料粉磨時(shí)摻加不超過水泥質(zhì)量5%的石灰石或?；郀t礦渣混合材的稱型硅酸鹽水泥型硅酸鹽水泥，其代號(hào)為P。例題1：不摻加混合材料的硅酸鹽水泥代號(hào)為（）。A. B. . C. P.O D.P.P例題2：代號(hào)為PO的通用硅酸鹽水泥是（）。A.硅酸鹽水泥B.普通硅酸鹽水泥C.粉煤灰硅酸鹽水泥D.復(fù)合硅酸鹽水泥3.2.23.2.2通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的生生產(chǎn)產(chǎn)及及礦礦物物組組成成硅酸鹽水泥生產(chǎn)的簡要過程硅酸鹽水泥生產(chǎn)的簡要過程1.1.破碎及破碎及預(yù)均預(yù)均化化2.2.制備生制備生料料4.粉磨熟料3.3.煅燒煅燒生料生料3.2.23.2.2通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥

5、的的生生產(chǎn)產(chǎn)及及礦礦物物組組成成硅酸鹽水泥熟料的主要礦物組成硅酸鹽水泥熟料的主要礦物組成水泥加水拌和后，成為可塑性漿體，隨后，水泥漿逐漸變稠而失去塑性，但尚不具有強(qiáng)度的過程，稱為水泥的凝結(jié)。 凝結(jié)過后，水泥漿產(chǎn)生明顯的強(qiáng)度并逐漸發(fā)展成為堅(jiān)硬的固體，這一過程稱為水泥的硬化。3.2.33.2.3通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的水水化化與與凝凝結(jié)結(jié)硬硬化化 （1）硅酸三鈣的水化。硅酸三鈣的水化。在水泥礦物中，硅酸三鈣含量最高，它與水作用時(shí)，反應(yīng)較快，水化放熱量大，生成水化硅酸鈣及氫氧化鈣。 （2）硅酸二鈣的水化。硅酸二鈣的水化。硅酸二鈣的水化產(chǎn)物與硅酸三鈣相同，但數(shù)量不同。其水化反應(yīng)較慢，水化放熱量

6、小。3.2.33.2.3通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的水水化化3.2.33.2.3通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的水水化化與與凝凝結(jié)結(jié)硬硬化化水化反水化反應(yīng)產(chǎn)應(yīng)產(chǎn)物物電鏡電鏡照片照片(1)CH Crystal 氫氧氫氧化化鈣鈣晶體晶體 C-S-H 水化硅酸水化硅酸鈣鈣凝凝膠膠 （3）鋁酸三鈣的水化。鋁酸三鈣的水化。鋁酸三鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)極快，水化放熱量很大，生成水化鋁酸三鈣。水化鋁酸三鈣為晶體，易溶于水，它在石灰飽和溶液中能與氫氧化鈣進(jìn)一步反應(yīng)，生成水化鋁酸四鈣。為了調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間，摻入適量石膏，這些石膏與反應(yīng)最快的鋁酸三鈣的水化產(chǎn)物作用生成難溶的水化硫鋁酸鈣，覆蓋于未水化的鋁酸三鈣周

7、圍，阻止其繼續(xù)快速水化。3.2.33.2.3通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的水水化化與與凝凝結(jié)結(jié)硬硬化化 （4）鐵鋁酸四鈣的水化。鐵鋁酸四鈣的水化。鐵鋁酸四鈣與水作用時(shí)反應(yīng)也較快，水化熱中等，生成水化鋁酸三鈣及水化鐵酸鈣凝膠。3.2.33.2.3通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的水水化化與與凝凝結(jié)結(jié)硬硬化化1、初始反應(yīng)期硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程1、初始反應(yīng)期2、潛伏期3、凝結(jié)期水化水化產(chǎn)產(chǎn)物物填填充空隙充空隙并將并將水泥水泥顆顆粒粒連連接接在一起在一起3、凝結(jié)期已水化的水已水化的水泥泥漿漿里留下里留下的孔隙的孔隙未水化水未水化水泥泥顆顆粒粒4、硬化期水化反水化反應(yīng)產(chǎn)應(yīng)產(chǎn)物

8、物電鏡電鏡照片照片(2)水泥水泥漿掃漿掃描描電鏡電鏡照片（照片（7d齡齡期期）C-S-H鈣礬鈣礬石石水泥石的水泥石的組組成成水泥石水泥凝膠體毛細(xì)管孔未水化水泥核毛細(xì)管自由水C3S2H3、CFH凝膠孔凝膠水結(jié)晶體CHC3AH6AFt、AFm凝膠體和凝膠孔形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)影影響響水泥凝水泥凝結(jié)結(jié)硬化的主要因素硬化的主要因素 1、熟料礦物組成 2、水泥細(xì)度 3、石膏摻量 4、拌合加水量（水灰比） 5、調(diào)凝外加劑 6、養(yǎng)護(hù)濕度和溫度影影響響水泥凝水泥凝結(jié)結(jié)硬化的主要因素硬化的主要因素 1、熟料礦物組成28天內(nèi)各礦物的水化速度為C3A C3SC4AF C2S。 C3A是影響水泥凝結(jié)時(shí)間的決定性因數(shù)影影響

9、響水泥凝水泥凝結(jié)結(jié)硬化的主要因素硬化的主要因素 2、水泥細(xì)度 細(xì)度越細(xì)，反應(yīng)物的表面積越大，反應(yīng)速度快; 磨細(xì)的過程中，使晶格扭曲程度增大，晶格缺陷增 加，反應(yīng)活性高，使水化反應(yīng)易于進(jìn)行。 細(xì)度增加使早期水化反應(yīng)和強(qiáng)度提高，對(duì)后強(qiáng)度沒有很多益處。影影響響水泥凝水泥凝結(jié)結(jié)硬化的主要因素硬化的主要因素 3、石膏摻量石膏起緩凝作用的機(jī)理可解釋為:水泥水化時(shí)，石膏能很快與銘酸三鈣作用生成水化硫鋁酸鈣(鈣礬石AFt)，鈣磯石很難滾解于水，它沉波在水泥預(yù)拉表面上形成保護(hù)膜，從而阻礙了鋁酸三鈣的水化反應(yīng)，掛制了水泥的水化反應(yīng)速度，延緩了凝結(jié)時(shí)間。鈣釩鈣釩石晶體石晶體影影響響水泥凝水泥凝結(jié)結(jié)硬化的主要因素硬化

10、的主要因素 4、拌合加水量（水灰比） 水灰比在0.251.0之間，對(duì)早期水化速率并無明顯影響，但水灰比過小，會(huì)使后期的水化反應(yīng)延緩。為了達(dá)到充分水化的目的，拌和水量應(yīng)為化學(xué)反應(yīng)所需水量的一倍左右。水灰比宜在0.4以上。影響水化速度;影響水泥漿的結(jié)構(gòu)和孔隙率;影響強(qiáng)度。保證成型質(zhì)量的前提下，應(yīng)降低水灰比，以提高水泥石的硬化速度和強(qiáng)度影影響響水泥凝水泥凝結(jié)結(jié)硬化的主要因素硬化的主要因素 5、調(diào)凝外加劑 絕大多數(shù)無機(jī)電解質(zhì)都有促進(jìn)水泥水化的作用，如CaCl2 ;多數(shù)有機(jī)外加劑對(duì)水化有延緩作用，常用各種木質(zhì)素磺酸鈉。促凝劑:CaCl2使液相鈣離子濃度高、加快Ca (OH) 2的結(jié)晶緩凝劑:葡萄糖酸阻礙

11、C-S-H成核木質(zhì)素磺酸鹽一推遲Ca (OH)結(jié)晶早強(qiáng)劑:三乙醇胺:對(duì)C3S C2S有催化:硅28天強(qiáng)度高40%以上影影響響水泥凝水泥凝結(jié)結(jié)硬化的主要因素硬化的主要因素 6、養(yǎng)護(hù)濕度和溫度 .:.在適當(dāng)溫度條件下，水泥的水化、凝結(jié)和硬化速度較 快。反應(yīng)產(chǎn)物增長較快，凝結(jié)硬化加速，水化熱較多。 相反，溫度降低，則水化反應(yīng)減慢，強(qiáng)度增長變緩。但高溫養(yǎng)護(hù)往往導(dǎo)致水泥后期強(qiáng)度增長緩慢，甚至至下降。.:.水的存在是水泥水化反應(yīng)的必要條件。當(dāng)環(huán)境溫度十 分干燥時(shí)，水泥中的水分將很快蒸發(fā)，以致水泥不能充分水化，硬化也將停止;反之，水泥的水化將得以充分進(jìn)行，強(qiáng)度正常增長。影影響響水泥凝水泥凝結(jié)結(jié)硬化的主要因素

12、硬化的主要因素 7、養(yǎng)護(hù)齡期 .:.水泥的凝結(jié)硬化是隨時(shí)間延長而漸進(jìn)的過程，只要溫 度、濕度適宜，水泥強(qiáng)度的增長可持續(xù)若干年。影影響響水泥凝水泥凝結(jié)結(jié)硬化的主要因素硬化的主要因素 8、水泥受潮與久存 .:.3個(gè)月后水泥強(qiáng)度會(huì)降低10%20%，需要進(jìn)行復(fù)驗(yàn)以重新確定其強(qiáng)度和等級(jí)。.:.對(duì)于輕微結(jié)塊的水泥，其強(qiáng)度等級(jí)降低10%20%，可采取適當(dāng)方式壓碎后用于次要工程水泥進(jìn)場使用前應(yīng)分批對(duì)其強(qiáng)度、安定性和凝結(jié)時(shí)間進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。檢驗(yàn)批應(yīng)以同一水泥廠、同品牌、同強(qiáng)度等級(jí)、同一出廠編號(hào)，袋裝水泥每200t為一驗(yàn)收批，散裝水泥每500t為一驗(yàn)收批，每批取樣一組（12kg）為一批。當(dāng)在使用中對(duì)水泥質(zhì)量有懷疑或水泥

13、出廠超過三個(gè)月（快硬硅酸鹽水泥超過一個(gè)月)時(shí)，應(yīng)復(fù)查試驗(yàn)，并按其結(jié)果使用。不同品種的水泥，不得混合使用。另外：水泥應(yīng)有生產(chǎn)廠家的出廠質(zhì)量證明書和試驗(yàn)報(bào)告（內(nèi)容包括廠名、品種、強(qiáng)度等級(jí)、生產(chǎn)日期、出廠編號(hào)和試驗(yàn)編號(hào)；廠家3天試驗(yàn)報(bào)告和28天補(bǔ)強(qiáng)報(bào)告）3.2.43.2.4通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的指指標(biāo)標(biāo)要要求求（1 1）通用硅酸鹽水泥的化學(xué)指標(biāo)）通用硅酸鹽水泥的化學(xué)指標(biāo)3.2.43.2.4通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的指指標(biāo)標(biāo)要要求求（2 2）通用硅酸鹽水泥物理指標(biāo)）通用硅酸鹽水泥物理指標(biāo)凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間細(xì)度（選擇性細(xì)度（選擇性指標(biāo)）指標(biāo)）體積安定體積安定性性堿含量（選堿含量（選擇性指標(biāo)

14、）擇性指標(biāo)） 通用硅酸鹽水泥強(qiáng)度與通用硅酸鹽水泥強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)1.細(xì)度細(xì)度（1 1）定義：）定義：水泥顆粒的粗細(xì)程度或分散度。（2 2）細(xì)度與性質(zhì)關(guān)系：）細(xì)度與性質(zhì)關(guān)系：細(xì)度決定了水泥與水接觸的表面積，從而影響水泥的凝結(jié)時(shí)間和性質(zhì)。水泥水泥細(xì)細(xì)度和性度和性質(zhì)關(guān)質(zhì)關(guān)系系（3 3）指標(biāo)）指標(biāo)比表面積：比表面積：是指單位質(zhì)量的水泥粉末所具有的表面積的總和（是指單位質(zhì)量的水泥粉末所具有的表面積的總和（m m2 2/kg/kg，cmcm2 2/g/g） 勃氏法（適用于勃氏法（適用于硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥，比表面積，比表面積300 m300 m2 2/kg /kg ）篩篩 余余 量量: : 通過通過

15、0.08mm0.08mm方孔篩的篩余量（方孔篩的篩余量（% %） 負(fù)壓篩析法、水篩法、手工篩法負(fù)壓篩析法、水篩法、手工篩法（P51P51）（適用（適用于其它水泥）于其它水泥）注意注意1.細(xì)度細(xì)度細(xì)細(xì)度不合格者度不合格者為為不合格不合格品品勃氏透氣儀勃氏透氣儀篩分儀篩分儀1.細(xì)度細(xì)度凝結(jié)時(shí)間分初凝和終凝。初凝時(shí)間是指從水泥全部加入水中到水泥開始失去可塑性所需的時(shí)間；終凝時(shí)間是指從水泥全部加入水中到水泥完全失去可塑性開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。2. 凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間測定凝結(jié)時(shí)間測定 儀器：采用凝結(jié)時(shí)間測定儀（儀器：采用凝結(jié)時(shí)間測定儀（維卡儀維卡儀） 水泥漿體：采用水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥漿體：采用水泥

16、標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿凈漿。 初凝時(shí)間：初凝時(shí)間：試針距底板距離為試針距底板距離為4mm4mm1mm1mm。 終凝時(shí)間終凝時(shí)間：當(dāng)試針沉入試體當(dāng)試針沉入試體0.5mm0.5mm時(shí)，即時(shí)，即 環(huán)形附件開始不能在試體上留下痕跡時(shí)。環(huán)形附件開始不能在試體上留下痕跡時(shí)。注意注意初凝不合格者為廢品；初凝不合格者為廢品；終凝不合格者為不合格品終凝不合格者為不合格品2. 凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間水泥體積安定性簡稱水泥安定性，是指水泥漿硬化后體積變化是否均勻的性質(zhì)。當(dāng)水泥漿體在硬化過程中或硬化后發(fā)生不均勻的體積膨脹，會(huì)導(dǎo)致水泥石開裂、翹曲等現(xiàn)象，稱為體積安定性不良。引起水泥體積安定性不良的原因主要有熟料中含有過量的游離氧化鈣(

17、CaO)、游離氧化鎂(MgO)或摻入的石膏過多。 3.體積安定性體積安定性（2 2）安定性不良的原因：）安定性不良的原因： 熟料中熟料中f-CaOf-CaO過多過多 熟料中熟料中f-MgO f-MgO 過多過多 石膏摻量過多：硬化后，仍有石膏摻量過多：硬化后，仍有CaSO4CaSO4存在，則存在，則CACA、水化鋁、水化鋁酸鈣與之反應(yīng)，形成鈣礬石（水泥桿菌），體積膨脹酸鈣與之反應(yīng)，形成鈣礬石（水泥桿菌），體積膨脹1.51.5倍，倍，引起水泥石開裂。引起水泥石開裂。 （3 3）測定方法（）測定方法（沸煮法沸煮法加速實(shí)驗(yàn)法）加速實(shí)驗(yàn)法） 餅法：觀察水泥凈漿在煮沸后的外形變化餅法：觀察水泥凈漿在煮沸

18、后的外形變化 雷氏夾法：測量水泥石煮沸后的膨脹值雷氏夾法：測量水泥石煮沸后的膨脹值3.體積安定性體積安定性3.體積安定性體積安定性雷氏雷氏夾夾法法雷氏雷氏夾試夾試件的成型：件的成型：標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥準(zhǔn)稠度水泥凈漿凈漿。測測量量 A A：取下：取下試試件，件，測測量雷氏量雷氏夾夾指指針針尖端尖端間間的距離的距離A A。沸煮沸煮測測量量 C C沸煮后，冷卻，取出沸煮后，冷卻，取出試試件件測測量雷氏量雷氏夾夾指指針針尖端的距離尖端的距離C C。結(jié)結(jié)果判定果判定當(dāng)兩個(gè)試當(dāng)兩個(gè)試件煮后增加距離件煮后增加距離C-AC-A平均平均值值 5.0mm5.0mm時(shí)時(shí)，安定性合格；，安定性合格；當(dāng)兩個(gè)試當(dāng)兩個(gè)試件件C

19、-AC-A值值相差超相差超過過4.0mm4.0mm時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)重做一次重做一次試驗(yàn)試驗(yàn)。再如此，。再如此，則認(rèn)為該則認(rèn)為該水水泥安定性不合格。泥安定性不合格。3.體積安定性體積安定性水泥強(qiáng)度是表示水泥力學(xué)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是評(píng)定水泥強(qiáng)度等級(jí)的依據(jù)。 根據(jù)GB/T 17599規(guī)定，硅酸鹽水泥分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R等6個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，各強(qiáng)度等級(jí)水泥在各齡期的強(qiáng)度值不得低于表3-4（P41）中的數(shù)值。4. 強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)表表4.14.1硅酸鹽水泥的強(qiáng)度指標(biāo)（依據(jù)硅酸鹽水泥的強(qiáng)度指標(biāo)（依據(jù)GB17599GB17599） 強(qiáng)度等級(jí) 抗壓強(qiáng)度（MPa

20、）抗折強(qiáng)度（MPa）3d283d2842.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.52352.54.07.052.5R2752.55.07.062.52862.55.08.062.5R3262.55.58.03.2.53.2.5通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的性性能能及及應(yīng)應(yīng)用用1.1.硅酸鹽水泥的性能與應(yīng)用硅酸鹽水泥的性能與應(yīng)用（1 1）強(qiáng)度等級(jí)高，）強(qiáng)度等級(jí)高，強(qiáng)度發(fā)展快強(qiáng)度發(fā)展快（2 2）水化熱高）水化熱高（3 3）耐腐蝕性差）耐腐蝕性差（4 4）抗凍性好）抗凍性好（6 6）耐熱性差）耐熱性差（7 7）干縮?。└煽s?。? 8）耐磨性好）耐磨性好（5 5）

21、抗碳化性好）抗碳化性好3.2.53.2.5通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的性性能能及及應(yīng)應(yīng)用用2.2.普通硅酸鹽水泥的性能與應(yīng)用普通硅酸鹽水泥的性能與應(yīng)用 普通硅酸鹽水泥中摻入少量混合材料的主要作用是擴(kuò)大強(qiáng)度等級(jí)范圍，以利于合理選用。由于混合材料摻量較少，其礦物組成的比例仍在硅酸鹽水泥的范圍內(nèi)，因此其性能、應(yīng)用 范圍與同強(qiáng)度等級(jí)的硅酸鹽水泥相近。3.2.53.2.5通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的性性能能及及應(yīng)應(yīng)用用3.3.礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥的性能與應(yīng)用礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥的性能與應(yīng)用1 1）三種水泥的性能與應(yīng)用的相同點(diǎn)）三種水泥的性能與應(yīng)用的相同點(diǎn)1 1早期強(qiáng)度低，

22、后期強(qiáng)度增進(jìn)率大早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增進(jìn)率大。硬化時(shí)對(duì)濕熱敏感性強(qiáng)，強(qiáng)度發(fā)展受溫度影響較大硬化時(shí)對(duì)濕熱敏感性強(qiáng)，強(qiáng)度發(fā)展受溫度影響較大。2 23 3水化熱少。水化熱少。耐腐蝕性好，具有較強(qiáng)的抗溶出性侵蝕及抗硫酸鹽耐腐蝕性好，具有較強(qiáng)的抗溶出性侵蝕及抗硫酸鹽侵蝕的能力。侵蝕的能力。4 45 5抗凍性及耐磨性較差。抗凍性及耐磨性較差。6 6抗碳化能力較差?？固蓟芰^差。3.2.53.2.5通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的性性能能及及應(yīng)應(yīng)用用2 2）礦渣水泥的性能與應(yīng)用）礦渣水泥的性能與應(yīng)用（1 1）泌水性和干泌水性和干縮性較大縮性較大（2 2）耐熱性好耐熱性好3.2.53.2.5通通用用硅硅酸酸

23、鹽鹽水水泥泥的的性性能能及及應(yīng)應(yīng)用用3 3）火山灰水泥的性能與應(yīng)用）火山灰水泥的性能與應(yīng)用（1）抗?jié)B性高抗?jié)B性高（2）干縮大，干縮大，易起粉易起粉3.2.53.2.5通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的性性能能及及應(yīng)應(yīng)用用4 4）粉煤灰水泥的性能與應(yīng)用）粉煤灰水泥的性能與應(yīng)用（1 1）早期強(qiáng)度）早期強(qiáng)度低低（2 2）干縮小，）干縮小，抗裂性高抗裂性高3.3.13.3.1鋁鋁酸酸鹽鹽水水泥泥 鋁酸鹽水泥是以鋁礬土鋁酸鹽水泥是以鋁礬土和石灰石為原料，經(jīng)煅燒制和石灰石為原料，經(jīng)煅燒制得的以鋁酸鈣為主要成分、得的以鋁酸鈣為主要成分、氧化鋁含量約氧化鋁含量約50%50%的熟料，再的熟料，再磨制成的水硬性膠凝

24、材料。磨制成的水硬性膠凝材料。1.1.鋁酸鹽水泥的礦物組成鋁酸鹽水泥的礦物組成3.3.13.3.1鋁鋁酸酸鹽鹽水水泥泥 鋁酸鹽水泥的主要礦物組成是鋁酸一鈣（鋁酸鹽水泥的主要礦物組成是鋁酸一鈣（CaOAl2O3，簡寫為，簡寫為CA）和其他鋁酸鹽礦物以及少量）和其他鋁酸鹽礦物以及少量的硅酸二鈣（的硅酸二鈣（2CaO SiO2）。）。CA 具有很高的水化具有很高的水化活性，其凝結(jié)正常，但硬化迅速，是鋁酸鹽水泥的活性，其凝結(jié)正常，但硬化迅速，是鋁酸鹽水泥的強(qiáng)度來源。強(qiáng)度來源。 2.2.鋁酸鹽水泥的技術(shù)要求鋁酸鹽水泥的技術(shù)要求3.3.13.3.1鋁鋁酸酸鹽鹽水水泥泥鋁酸鹽水泥膠砂強(qiáng)度鋁酸鹽水泥膠砂強(qiáng)度鋁

25、酸鹽水泥凝結(jié)時(shí)間鋁酸鹽水泥凝結(jié)時(shí)間3.3.鋁酸鹽水泥的性質(zhì)及應(yīng)用鋁酸鹽水泥的性質(zhì)及應(yīng)用3.3.13.3.1鋁鋁酸酸鹽鹽水水泥泥 早期強(qiáng)度增長快，屬快硬型水泥（4 4）（3 3）（2 2）（1 1） 抗硫酸鹽腐蝕性強(qiáng) 水化熱大 耐熱性高3.3.23.3.2快快硬硬高高強(qiáng)強(qiáng)水水泥泥1.1.快硬硅酸鹽水泥快硬硅酸鹽水泥2.2.快硬硫鋁酸鹽水泥快硬硫鋁酸鹽水泥 （1 1）硫）硫鋁鋁酸酸鹽鹽系列水泥不能系列水泥不能與與其他品其他品種種水泥混合使水泥混合使用。用。（2 2）硫）硫鋁鋁酸酸鹽鹽系列水泥泌水性大，黏聚性差，系列水泥泌水性大，黏聚性差，應(yīng)應(yīng)避免避免用水量大。用水量大。（3 3）硫）硫鋁鋁酸酸鹽鹽

26、水泥的水化水泥的水化產(chǎn)產(chǎn)物物鈣礬鈣礬石在石在150 150 以上以上時(shí)時(shí)會(huì)脫會(huì)脫水，強(qiáng)度水，強(qiáng)度會(huì)會(huì)大幅度下降，故其耐大幅度下降，故其耐熱熱性性較較差，一差，一般般應(yīng)應(yīng)在常在常溫溫下使用。下使用。（4 4）硫）硫鋁鋁酸酸鹽鹽水泥制品的水泥制品的堿堿度度較較低，低，對(duì)鋼對(duì)鋼筋的保筋的保護(hù)護(hù)作作用用較較弱，混凝土保弱，混凝土保護(hù)層護(hù)層薄薄時(shí)則鋼時(shí)則鋼筋筋銹蝕銹蝕加重，因此加重，因此在潮在潮濕環(huán)濕環(huán)境中使用境中使用時(shí)時(shí)，必，必須須采取相采取相應(yīng)應(yīng)措施。措施。課外連接課外連接3.3.33.3.3膨膨脹脹水水泥泥1.1.膨脹水泥的分類膨脹水泥的分類3.3.33.3.3膨膨脹脹水水泥泥2.2.在工程中的應(yīng)

27、用在工程中的應(yīng)用 膨脹水泥適用于補(bǔ)償混凝土收縮的結(jié)構(gòu)工程，作防滲層或防滲混凝土，填灌構(gòu)件的接縫及管道接頭，加固與修補(bǔ)結(jié)構(gòu)，固結(jié)機(jī)器底座及地腳螺絲等。自應(yīng)力水泥適用于制作自應(yīng)力鋼筋混凝土壓力管及其配件。3.3.43.3.4低低熱熱硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥 低熱硅酸鹽水泥是以適低熱硅酸鹽水泥是以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料加當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的入適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的具有低水化熱的水硬性膠凝具有低水化熱的水硬性膠凝材料，簡稱低熱水泥，又稱材料，簡稱低熱水泥，又稱高貝利特水泥，代號(hào)為高貝利特水泥，代號(hào)為P P LHLH。3.3.53.3.5白白色色硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥 凡以適當(dāng)成

28、分的生料燒至部凡以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得以分熔融，所得以CaSiOCaSiO3 3為主要為主要成分、成分、FeFe2O2O3 3含量很少的白色含量很少的白色硅酸鹽水泥熟料，再加入適量石硅酸鹽水泥熟料，再加入適量石膏，共同磨細(xì)制成的水硬性膠膏，共同磨細(xì)制成的水硬性膠 凝材料，稱為白色硅酸鹽凝材料，稱為白色硅酸鹽 水泥，簡稱白水泥。水泥，簡稱白水泥。3.3.63.3.6低低堿堿度度水水泥泥 低堿水泥是指堿金屬氧低堿水泥是指堿金屬氧化物（化物（K2O 和和 Na2O）含量）含量低的水泥?？倝A含量以當(dāng)量低的水泥。總堿含量以當(dāng)量氧化鈉（氧化鈉（Na2O + 0.658K2O）計(jì)算，低堿水泥要求

29、總堿計(jì)算，低堿水泥要求總堿含量（當(dāng)量氧化鈉）低含量（當(dāng)量氧化鈉）低于于0.6%。3.3.73.3.7砌砌筑筑水水泥泥 砌筑水泥是由一種或砌筑水泥是由一種或一種以上活性混合材料或一種以上活性混合材料或具有水硬性的工業(yè)廢料為具有水硬性的工業(yè)廢料為主要原料，加入適量硅酸主要原料，加入適量硅酸鹽水泥熟料和石膏，經(jīng)鹽水泥熟料和石膏，經(jīng) 磨細(xì)制成的水硬性膠磨細(xì)制成的水硬性膠 凝材料，代號(hào)為凝材料，代號(hào)為M M。水泥石的腐水泥石的腐蝕蝕在一些腐在一些腐蝕蝕性介性介質(zhì)質(zhì)中中, ,水泥石的水泥石的結(jié)構(gòu)會(huì)結(jié)構(gòu)會(huì)遭到破壞遭到破壞, ,強(qiáng)度和耐久強(qiáng)度和耐久性降低甚至完全破壞的性降低甚至完全破壞的現(xiàn)現(xiàn)象象. .3.4.

30、23.4.2水水泥泥石石腐腐蝕蝕的的原原因因3.4.23.4.2水水泥泥石石腐腐蝕蝕的的原原因因4.4.強(qiáng)堿腐蝕強(qiáng)堿腐蝕 3. 3.鹽類腐蝕鹽類腐蝕2.2.酸類侵蝕（溶解性侵蝕）酸類侵蝕（溶解性侵蝕）1.1.軟水侵蝕（溶出性侵蝕）軟水侵蝕（溶出性侵蝕）2 2、腐、腐蝕類蝕類型型1 1、軟軟水腐水腐蝕蝕水泥石水泥石長長期接期接觸軟觸軟水水Ca(OH)2不不斷斷被溶出被溶出PH 下下 降降其其它它含含鈣礦鈣礦物可能分解物可能分解（C-S-H，C3AH6等）等）Ca(OH)2 SiO2 無無膠膠凝性，凝性，水泥石水泥石結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)破壞破壞 軟軟水：雨水、雪水、蒸水：雨水、雪水、蒸餾餾水、冷凝水及含重水、

31、冷凝水及含重碳碳酸酸鹽鹽甚少的河水甚少的河水與與湖水等湖水等 腐腐蝕蝕機(jī)理：溶出性侵機(jī)理：溶出性侵蝕蝕 腐腐蝕蝕原因：原因： Ca(OH)2相相對(duì)對(duì)溶解度大，易溶于水溶解度大，易溶于水 腐腐蝕條蝕條件：流水破壞性大；件：流水破壞性大；靜靜止水破壞性不大止水破壞性不大2 2、酸、酸類類腐腐蝕蝕 一般酸的腐一般酸的腐蝕蝕： 酸性介酸性介質(zhì)質(zhì)易易與與水泥石中的水泥石中的氫氧氫氧化化鈣鈣發(fā)發(fā)生中和反生中和反應(yīng)應(yīng)，破壞水泥石的，破壞水泥石的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。其反其反應(yīng)產(chǎn)應(yīng)產(chǎn)物可能溶于水中而流失物可能溶于水中而流失溶解溶解性侵性侵蝕蝕。 例例2HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O其反其反應(yīng)產(chǎn)應(yīng)

32、產(chǎn)物可能物可能發(fā)發(fā)生體生體積積膨膨脹脹造成造成結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)物的局部被物的局部被脹脹裂裂 膨膨脹脹性侵性侵蝕蝕。 例例H2SO4+Ca(OH)2=CaSO42H2O 碳碳酸腐酸腐蝕蝕：碳碳酸水先酸水先與與水泥石中的水泥石中的氫氧氫氧化化鈣鈣反反應(yīng)應(yīng)，中和后使水泥石，中和后使水泥石碳碳化化，形成了，形成了碳碳酸酸鈣鈣。 碳碳酸酸鈣鈣再再與碳與碳酸反酸反應(yīng)應(yīng)生成可溶性的生成可溶性的碳碳酸酸氫鈣氫鈣，并隨并隨水水流失流失，從從而破壞了水泥而破壞了水泥石的石的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。 Ca(OH)2 +CO2 +H2O = CaCO3+2H2O CaCO3 + CO2 + H2O = CaH(CO3)23 3、鹽類鹽類腐

33、腐蝕蝕 硫酸硫酸鹽鹽腐腐蝕蝕： 特特 點(diǎn)：點(diǎn)： 當(dāng)環(huán)當(dāng)環(huán)境中含有硫酸境中含有硫酸鹽鹽的水滲入到水泥石的水滲入到水泥石結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中，硫酸中，硫酸鹽與鹽與水泥石中水泥石中的的氫氧氫氧化化鈣鈣反反應(yīng)應(yīng)生成石膏，石膏再生成石膏，石膏再與與水泥石中的水化水泥石中的水化鋁鋁酸酸鈣鈣反反應(yīng)應(yīng)生成生成鈣礬鈣礬石，石，產(chǎn)產(chǎn)生生1.5倍的體倍的體積積膨膨脹脹，這種這種膨膨脹脹必然必然導(dǎo)導(dǎo)致脆性水泥石致脆性水泥石結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的的開開裂，甚至崩裂，甚至崩潰潰。 由于由于鈣礬鈣礬石石為為微微觀針狀觀針狀晶體，人晶體，人們們常常稱稱其其為為水泥桿菌。水泥桿菌。 舉舉 例：例：Na2SO4+ Ca(OH)2=CaSO4+Na O

34、HCaOAl2O3 6H2O+CaSO4+H2O CaO Al2O3 3CaSO4 31H2O+Ca(OH)23 3、鹽類鹽類腐腐蝕蝕 鎂鹽鎂鹽腐腐蝕蝕： 特特 點(diǎn)：點(diǎn)： 以以鎂鹽為鎂鹽為介介質(zhì)質(zhì)的海水、地下水等。的海水、地下水等。 鎂鹽與鎂鹽與水泥石中的成分反水泥石中的成分反應(yīng)應(yīng)，生成易溶于水的或松，生成易溶于水的或松軟軟無無膠膠凝性的物凝性的物質(zhì)質(zhì)，破壞水泥石。，破壞水泥石。 舉舉 例：例：MgCl2 + Ca(OH)2 = CaCl2 + Mg(OH)2 MgSO4 + Ca(OH)2 + H2O CaSO4 2H2O + Mg(OH)2易溶于水易溶于水結(jié)結(jié)晶膨晶膨脹脹無無膠膠凝性凝性

35、特特 點(diǎn)：點(diǎn)： 固固態(tài)堿態(tài)堿腐腐蝕蝕性不大等。性不大等。 堿堿性強(qiáng)的液性強(qiáng)的液態(tài)堿態(tài)堿腐腐蝕蝕性強(qiáng)：性強(qiáng)：堿與堿與水泥石中的成分反水泥石中的成分反應(yīng)應(yīng)，生成易溶于，生成易溶于水的或膨水的或膨脹脹性的物性的物質(zhì)質(zhì)，破壞水泥石。，破壞水泥石。 舉舉 例：例： CaOAl2O3 + NaOHNa2O Al2O3 + Ca(OH)2 2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O4 4、堿類堿類腐腐蝕蝕易溶于水易溶于水干燥、干燥、結(jié)結(jié)晶、膨晶、膨脹脹3 3、腐、腐蝕蝕原因原因 內(nèi)內(nèi)因因： 水泥石水泥石內(nèi)內(nèi)存在易受腐存在易受腐蝕蝕的成分，如的成分，如氫氧氫氧化化鈣鈣和水化和水化鋁鋁酸酸鈣鈣 ； 水泥石

36、本身不密水泥石本身不密實(shí)實(shí)，使侵，使侵蝕蝕性介性介質(zhì)質(zhì)容易容易進(jìn)進(jìn)入其入其內(nèi)內(nèi)部；部；外因外因： 腐腐蝕蝕性介性介質(zhì)質(zhì)4 4、腐、腐蝕蝕的防止措施的防止措施根據(jù)工程的根據(jù)工程的環(huán)環(huán)境特點(diǎn)，合理境特點(diǎn)，合理選擇選擇水泥品水泥品種種。如如處處于于軟軟水水環(huán)環(huán)境的工程，常境的工程，常選選用用摻摻混合材料的混合材料的礦礦渣水泥、火山灰水渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥，因泥或粉煤灰水泥，因?yàn)檫@為這些水泥的水泥石中些水泥的水泥石中氫氧氫氧化化鈣鈣含量低，含量低，對(duì)軟對(duì)軟水侵水侵蝕蝕的抵抗能力強(qiáng)。的抵抗能力強(qiáng)。提高混凝土的密提高混凝土的密實(shí)實(shí)度。度。如采取措施如采取措施減減少水泥石少水泥石結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的孔隙率，特的孔隙率，特別別是提高表面的密是提高表面的密實(shí)實(shí)度，度，阻塞腐阻塞腐蝕蝕介介質(zhì)質(zhì)滲入水泥石的通道。滲入水泥石的通