建筑材料5水泥

1、建 筑 材 料第五章 水泥水泥l(xiāng) 水泥的定義和分類 水泥是一種細(xì)磨成粉末狀，加入適量水后成為可塑性的漿體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能將砂、石等材料牢固地膠結(jié)成具有一定強度的整體的水硬性膠凝材料。 按用途和性能分類用于一般土木建筑工程中的水泥，如硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等具有專門用途水泥 ，如中、低熱水泥，道路水泥等具有某種性能比較突出的水泥，如快硬硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽水泥等按其化學(xué)成分類雖然水泥品種繁多，分類方法各異，但我國水泥產(chǎn)量的90%左右屬以硅酸鹽為主要水硬性礦物的硅酸鹽水泥。 我國水泥工業(yè)現(xiàn)狀 近年來我國水泥工業(yè)發(fā)展很快，無論是品種、產(chǎn)量、質(zhì)量都有很大的突破，尤其是產(chǎn)量居

2、世界前列。但同時也存在著嚴(yán)重的不足，主要表現(xiàn)為：能耗大、污染嚴(yán)重。我們來看一組統(tǒng)計數(shù)據(jù)： 如何降低水泥能耗、減少污染物的排放量，將是今后應(yīng)該研究的主要內(nèi)容，綠色產(chǎn)業(yè)化是水泥工業(yè)的發(fā)展方向。 水泥在土木工程中的重要作用水泥是當(dāng)今產(chǎn)量與用量最大的土木工程材料！水泥及其砂漿、混凝土與纖維水泥等水泥基材料普遍用于各種土木工程和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)！水泥的性能和正確選用對土木工程的功能與質(zhì)量至關(guān)重要！學(xué) 習(xí) 目 的 學(xué)習(xí)硅酸鹽水泥的礦物組成，及其與其他水泥的差別；水泥的生產(chǎn)過程及其對性質(zhì)的影響。 掌握水泥凝結(jié)硬化機理和凝結(jié)硬化過程的影響因素；應(yīng)用這些基本理論，說明水泥和混凝土的性質(zhì)，指導(dǎo)合理選擇與使用水泥，改

3、善水泥基材料的性能。 熟悉水泥各種性質(zhì)的含義和工程意義；水泥性質(zhì)的影響因素及其規(guī)律；水泥性質(zhì)的檢驗方法和評定標(biāo)準(zhǔn)。 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥主 要 內(nèi) 容什么是硅酸鹽水泥？硅酸鹽水泥是怎樣制造？硅酸鹽水泥的組成？水泥漿如何轉(zhuǎn)變成堅硬固體？水泥應(yīng)滿足哪些技術(shù)性質(zhì)？如何正確使用水泥？u重點論述了硅酸鹽系水泥的礦物組成、凝結(jié)硬化機理和基本重點論述了硅酸鹽系水泥的礦物組成、凝結(jié)硬化機理和基本性質(zhì)及其檢測方法，以及硅酸鹽水泥的應(yīng)用。性質(zhì)及其檢測方法，以及硅酸鹽水泥的應(yīng)用。 凡由硅酸鹽水泥熟料、05石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥(即國外通稱的Portland Cemen

4、t). 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)及礦物組成 現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB175-2007定義：凡由硅酸鹽水泥熟料、05的石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為硅酸鹽水泥（國外統(tǒng)稱為波特蘭水泥）。 硅酸鹽水泥是怎樣制造的？ 原原 料：料：硅質(zhì)：粘土，硅質(zhì)：粘土，(SiO2、Al2O3)， 占占1/3 鈣質(zhì)：石灰石、白堊等，鈣質(zhì)：石灰石、白堊等，(CaO)，占占2/3調(diào)節(jié)原料：鐵礦與砂調(diào)節(jié)原料：鐵礦與砂，調(diào)節(jié)與補充，調(diào)節(jié)與補充Fe2O3 與與SiO2 制造工藝：制造工藝：原料經(jīng)原料經(jīng)粉磨粉磨混合后得到混合后得到水泥生料水泥生料生料經(jīng)窯內(nèi)生料經(jīng)窯內(nèi)煅燒煅燒得到得到水泥熟料水泥熟料水泥熟料石膏水泥熟料

5、石膏(或再混合材）一起經(jīng)或再混合材）一起經(jīng)粉磨粉磨混合混合后得到后得到水泥水泥“兩磨一燒”硅質(zhì)(粘土)鈣 質(zhì)(石灰石)1450調(diào)節(jié)原料石膏石膏石膏石膏水水 泥泥生生 料料熟熟 料料混合材混合材水泥制造的“兩磨一燒”工藝流程粉粉 磨磨煅煅 燒燒粉粉 磨磨 原料采掘原料采掘原料磨細(xì)原料磨細(xì)原料混合原料混合反應(yīng)物產(chǎn)物反應(yīng)物產(chǎn)物中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)產(chǎn) 物物熟料冷卻熟料冷卻熟料儲存熟料儲存硅酸鹽水泥熟料制造工藝流程水泥制造廠全貌水泥的制造工藝全貌水泥生料煅燒回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)窯尾14501500C 化學(xué)組成：化學(xué)組成： 主要成分：主要成分：CaO(=C)，SiO2(=S)， Al2O3(=A)， Fe

6、2O3(=F) 少量雜質(zhì)：少量雜質(zhì)：MgO、K2O、Na2O、SO3、P2O5等。等。 礦物組成：礦物組成： 硅酸鹽水泥熟料主要含有四種礦物：硅酸鹽水泥熟料主要含有四種礦物：硅酸鹽水泥熟料的組成礦物名稱礦物名稱化學(xué)成分化學(xué)成分 縮寫符號縮寫符號 含量含量硅酸三鈣3CaOSiO2 C3S4261硅酸二鈣2CaOSiO2 C2S 1532鋁酸三鈣3CaOAl2O3 C3A 411鐵鋁酸四鈣4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF 1018硅酸鹽水泥熟料的礦物組成 生料生料SiO2CaO化合反應(yīng)化合反應(yīng)8001450800左右左右分解反應(yīng)分解反應(yīng)Al2O3Fe2O32CaOSiO23CaOSiO23

7、CaO Al2O34 CaOAl2O3Fe2O3硅酸鹽水泥的水化和凝結(jié)硬化硅酸鹽水泥的水化和凝結(jié)硬化l 水化 水泥加水拌和后，水泥顆粒立即分散于水中并與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成各種水化物。 硅酸三鈣 水化硅酸鈣 氫氧化鈣 硅酸二鈣 水化硅酸鈣 氫氧化鈣 鋁酸三鈣 水化鋁酸鈣 鐵鋁酸四鈣 水化鋁酸鈣水化鐵酸鈣22222)(33236)3(2OHCaOHSiOCaOOHSiOCaO22222)(3234)2(2OHCaOHSiOCaOOHSiOCaOOHOAlCaOOHOAlCaO2322326363OHOFeCaOOHOAlCaOOHOFeOAlCaO232232232326374 1.硅酸鹽水泥熟

8、料礦物的水化 (1)硅酸三鈣 硅酸三鈣與水作用時，反應(yīng)較快，水化放熱量大，生成水化硅酸鈣（C-S-H凝膠）及氫氧化鈣： 2C3S+6H2O=C3S2H3+3CH 水化硅酸鈣幾乎不溶于水，而立即以膠體微粒析出，并逐漸凝聚而成為凝膠。氫氧化鈣呈六方板狀晶體析出。22222)(33236)3(2OHCaOHSiOCaOOHSiOCaO(2)硅酸二鈣 硅酸二鈣與水作用時，反應(yīng)極慢，水化放熱小，生成水化硅酸鈣，也有氫氧化鈣析出：2C2S+4H2O= C3S2H3 +CH 所形成的水化硅酸鈣在C/S和形貌方面與C3S水化生成的都無大區(qū)別，故也稱為C-S-H凝膠。但CH生成量比C3S的少，結(jié)晶卻粗大些。22

9、222)(3234)2(2OHCaOHSiOCaOOHSiOCaO(3)鋁酸三鈣 鋁酸三鈣與水作用時，反應(yīng)極快，水化放熱甚大，生成水化鋁酸三鈣（水石榴石）： C3A+6H2O=C3AH6 水化鋁酸三鈣為立方晶體，它易溶于水。OHOAlCaOOHOAlCaO2322326363(4)鐵鋁酸四鈣 鐵鋁酸四鈣為水作用時，反應(yīng)也較快，水化放熱中等，生成水化鋁酸三鈣及水化鐵酸鈣： C4AF+7H2O =C3AH6+CFHOHOFeCaOOHOAlCaOOHOFeOAlCaO232232232326374 為調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時間而摻入的少量石膏（3%左右），與部分水化鋁酸鈣作用，生成難溶的水化硫鋁酸鈣，也稱鈣

10、礬石，從而延緩了水泥的凝結(jié)時間。 3CaOAl2O36H2O+3(CaSO42H2O)+19H2O =3CaOAl2O33CaSO4+31H2O石膏的作用 避免水泥漿的閃凝和假凝現(xiàn)象。 調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間。 導(dǎo)致鈣釩石和單硫型硫鋁酸鈣水化物的形成。石膏摻量的影響 石膏主要降低C3A的水化速度； 摻量太少，凝結(jié)較快； 摻量達(dá)到一定后，再增加，影響不大。過多，凝結(jié)硬化影響不大。 硅酸鹽水泥主要水化產(chǎn)物有：水化硅酸鈣凝膠、水化鐵酸鈣凝膠、氫氧化鈣晶體、水化鋁酸鈣晶體、水化硫鋁酸鈣晶體。 在完全水化的水泥中： 水化硅酸鈣約占70% 氫氧化鈣約占20% 水化鋁酸鈣約占3 鈣礬石和單硫型水化硫鋁酸鈣約占7

11、% 硅酸鹽水泥熟料礦物的特性礦物名稱礦物名稱硅酸三鈣硅酸三鈣硅酸二鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣與水反應(yīng)速度快慢最快快水化放熱量大小最大中強度高早期低后期高 低低礦物組成對水泥性能的影響 以上是單個礦物組成的性能，水泥是幾種熟料礦物的混合物，改變熟料礦物成分間的比例，水泥的性質(zhì)即發(fā)生相應(yīng)的變化。 硅酸三鈣高強水泥 鋁酸三鈣、硅酸三鈣 硅酸二鈣 水化熱大壩水泥 礦物組成對早期強度及水化熱的影響 以下是A、B兩種硅酸鹽水泥熟料礦物組成百分比含量，請分析A、B兩種硅酸鹽水泥的早期強度及水化熱的差別。礦物組成礦物組成C3S/C2S/C3A/C4AF/A水泥水泥6015169B水泥水泥4

12、7281015nA水泥的水泥的C3S及及C3A含量高，而含量高，而C3S及及C3A的早期強度的早期強度及水化熱都較高，故及水化熱都較高，故A硅酸鹽水泥的早期強度與水化硅酸鹽水泥的早期強度與水化熱高于熱高于B水泥。水泥。 擋墻開裂與水泥的選用 現(xiàn)象：某大體積的混凝土工程，澆注兩周后拆模，發(fā)現(xiàn)擋墻有多道貫穿型的縱向裂縫。該工程使用某立窯水泥廠生產(chǎn)42.5型硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成如下： C3S： 61 ； C2S： 14C3A： 14；C4AF： 11 原因分析：由于該工程所使用的水泥C3A和C3S含量高，導(dǎo)致該水泥的水化熱高，且在澆注混凝土中，混凝土的整體溫度高，以后混凝土溫度隨環(huán)境溫度下降，

13、混凝土產(chǎn)生冷縮，造成混凝土貫穿型的縱向裂縫。 防治措施：首先，對大體積的混凝土工程宜選用低水化熱，即C3A和C3S的含量較低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也需適當(dāng)控制。水泥熟料礦物的水化是放熱反應(yīng)，水泥熟料礦物的水化是放熱反應(yīng)，C3S和和C3A放熱最大，最快；而放熱最大，最快；而C2S放熱最小，最慢。放熱最小，最慢。 水泥熟料礦物的水化速度： C3A C3ACaSO42H2O C3S C4AF C2S 水泥的C3A和C3S含量越高，凝結(jié)硬化速度越快； 水泥的C3A和C3S含量越低，凝結(jié)硬化速度越慢；三、水泥漿如何轉(zhuǎn)變成堅硬固體？ 水泥漿通過水泥熟料礦物的水化反應(yīng)、漿體的凝結(jié)硬化過程變成堅硬固體

14、 凝結(jié)水泥與水混合形成可塑漿體，隨著時間推移、可塑性下降，但還不具備強度，此過程即為“凝結(jié)”； 硬化隨后漿體失去可塑性，強度逐漸增長，形成堅硬固體，這個過程即為“硬化”。 水泥漿體轉(zhuǎn)變成堅硬固體的過程是一個復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程。水 泥水 溶 解沉 淀水泥漿的凝結(jié)硬化過程擴(kuò) 散 先在固液界面發(fā)生，水化物圍繞每顆水泥顆粒未水化的內(nèi)核區(qū)域沉積； 早期水化物在顆粒上形成表面膜層，阻礙了進(jìn)一步反應(yīng)進(jìn)入潛伏期； 因滲透壓或Ca(OH)2的結(jié)晶或二者，水化物膜層破裂，導(dǎo)致水化繼續(xù)迅速進(jìn)行進(jìn)入水化的加速期； 隨著水化的不斷進(jìn)行，水占據(jù)的空間越來越少，水化物越來越多，水化物顆粒逐漸接近，構(gòu)成較疏松的空間網(wǎng)狀結(jié)

15、構(gòu)，水泥漿失去流動性，可塑性降低凝結(jié)； 由于水泥內(nèi)核的繼續(xù)水化，水化物不斷填充結(jié)構(gòu)網(wǎng)中的毛細(xì)孔隙，使之越來越致密，空隙越來越少，水化物顆粒間作用增強，導(dǎo)致漿體完全失去可塑性，并產(chǎn)生強度硬化。水泥漿凝結(jié)硬化的物理過程硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程可分為：初始反應(yīng)期、潛伏期、凝結(jié)期、硬化期4個階段。初凝初凝：開始失去流動性和可塑性。不得早于45min。終凝終凝：完全失去可塑性，使水泥具有一定的強度。不得遲于6.5h。a.分散在水中未水化的水泥顆粒；分散在水中未水化的水泥顆粒；b.在水泥顆粒表面形成水化物膜層；在水泥顆粒表面形成水化物膜層；c.膜層長大并互相連接（凝結(jié)）；膜層長大并互相

16、連接（凝結(jié)）；d.水化物進(jìn)一步發(fā)展，填充毛細(xì)孔水化物進(jìn)一步發(fā)展，填充毛細(xì)孔（硬化）；（硬化）；1水泥顆粒；水泥顆粒；2水份；水份；3凝膠；凝膠；4晶體；晶體；5水泥顆粒的未水化內(nèi)核；水泥顆粒的未水化內(nèi)核；6毛細(xì)孔毛細(xì)孔 水泥凝結(jié)硬化過程的各個階段不是彼此截然分開，而是交錯進(jìn)行的。 影響凝結(jié)硬化的主要因素影響凝結(jié)硬化的主要因素 (1)水泥的熟料礦物組成及細(xì)度 水泥熟料中各種礦物的凝結(jié)硬化特點不同，當(dāng)水泥中個礦物的相對含量不同時，水泥的凝結(jié)硬化特點就不同。 水泥磨得愈細(xì)，水化時與水的接觸面大，水化速度快，凝結(jié)硬化快，早期強度就高。(2)石膏的摻量 水泥中摻入石膏，可調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)硬化的速度。 摻量約

17、占水泥重量的35%，具體摻量通過試驗確定。(3)水泥漿的水灰比 水泥漿的水灰比是指水泥漿中水與水泥的質(zhì)量之比。水灰比大，水泥的初期水化反應(yīng)得以充分進(jìn)行，但水泥漿凝結(jié)較慢，水泥石的強度低。(4)齡期 （養(yǎng)護(hù)時間） 一般在28天內(nèi)強度發(fā)展最快，28天后顯著減慢。(5)環(huán)境溫度和濕度 提高溫度可加速硅酸鹽水泥的早期水化，使早期強度能較快發(fā)展，但對后期強度反而可能有所降低。 環(huán)境濕度大，水泥的水化及凝結(jié)硬化就能夠保持足夠的化學(xué)用水。如果環(huán)境干燥，當(dāng)水份蒸發(fā)完后，水化作用將無法進(jìn)行，硬化即行停止，還會在制品表面產(chǎn)生干縮裂縫。 保持水泥漿溫度和濕度的措施，稱水泥的養(yǎng)護(hù)。 應(yīng)用水泥凝結(jié)硬化機理分析與解答問題

18、水泥生產(chǎn)中為什么摻加石膏？ C3A在水中溶解度大，反應(yīng)很快，引起水泥漿閃凝； 水泥的凝結(jié)速度取決于水泥漿體中水化物凝膠微粒的聚集，Al3對凝膠微粒聚集有促進(jìn)作用； 石膏與C3A反應(yīng)形成難溶的硫鋁酸鈣水化物，反應(yīng)速度減緩，并減少了溶液中的Al3濃度，延緩了水泥漿的凝結(jié)速度。為什么水泥硬化后能產(chǎn)生強度？ 水泥漿體硬化后轉(zhuǎn)變?yōu)樵絹碓街旅艿墓腆w； 在漿體硬化過程中，隨著水泥礦物的水化，比表面較大的水化物顆粒不斷增多，顆粒間相互作用力不斷增強，產(chǎn)生的強度越來越高。 水泥漿體強度的增長規(guī)律是什么？水泥漿體強度的增長規(guī)律是什么？ 水泥漿體的強度隨齡期而逐漸增長，早期增長快，后期增長較慢，但是只要維持一定的溫

19、度和濕度，其強度可在相當(dāng)長的時期內(nèi)增長。這與水泥礦物的水化反應(yīng)規(guī)律是一致的。為什么強度發(fā)展與環(huán)境溫、濕度有關(guān)？為什么強度發(fā)展與環(huán)境溫、濕度有關(guān)？ 水泥的水化需要水，如果沒有水，水泥的水化就將停止；提高溫度可加快水泥的凝結(jié)硬化，而降低溫度就會減緩水泥的凝結(jié)硬化。為什么水泥的儲存與運輸時應(yīng)防止受潮？為什么水泥的儲存與運輸時應(yīng)防止受潮？ 水泥受潮，因表面水化結(jié)塊，喪失凝膠能力，強度大為降低。 硅酸鹽水泥 1.密度與堆積密度密度與堆積密度密度 3.13.20，混凝土配合比計算時，一般取3.10。堆積密度 松堆狀態(tài)為9001300kg/m3 緊密時可達(dá)1400 1700kg/m3 在工地計算水泥倉庫時，

20、一般取1300 kg/m3 。2. 細(xì)細(xì) 度度定義 細(xì)度是指水泥粉體的粗細(xì)程度。 細(xì)度決定了水泥與水接觸的表面積。從而影響水泥的水化和凝結(jié)速度和性質(zhì)。測量方法 篩分析法 以80m方孔篩的篩余量表示； 比表面積法 以1kg水泥顆粒所具有的總表面積來表示。 國標(biāo)要求 硅酸鹽水泥的比表面積應(yīng)大于300m2/kg。 普通水泥80m方孔篩的篩余量不得超過10.0%。細(xì)度不符合要求的水泥為不合格品！ 水泥顆粒細(xì)度的影響水泥顆粒越細(xì)，水化速度越快，為什么？ 答：水泥的水化反應(yīng)是液固異相反應(yīng)，反應(yīng)首先發(fā)生在液固界面上； 水泥顆粒越細(xì)，比表面積越大，界面區(qū)越大，反應(yīng)點越多，因此水化速度越快。水泥細(xì)度水泥細(xì)度Fi

21、neness of Cement粒徑： 3m 水化非常迅速，需水量增大； 90 m 幾乎接近惰性。問題：為什么需要規(guī)定水泥的細(xì)度？解答：水泥顆粒細(xì)度影響水化活性和凝結(jié)硬化速度，水泥顆粒太粗，水化活性越低，不利于凝結(jié)硬化；雖然水泥越細(xì)，凝結(jié)硬化越快，早期強度會越高，但是水化放熱速度也快，水泥收縮也越大，對水泥石性能不利；水泥越細(xì)，生產(chǎn)能耗越高，成本增加；水泥越細(xì)，對水泥的儲存也不利，容易受潮結(jié)塊，反而降低強度。3. 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 標(biāo)準(zhǔn)稠度：標(biāo)準(zhǔn)稠度： 按規(guī)定的方法拌制的水泥凈漿，在水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度測定儀上，試錐下沉（282）mm時的水泥凈漿的稠度。 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量：標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量：

22、是指水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時所需要的水量，用水與水泥質(zhì)量的比來表示。硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水泥量一般在23%31%。 試錐下降高度試錐下降高度水泥漿水泥漿試錐試錐問題：標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量與什么因素有關(guān)？為什么？ 解答：解答： 與水泥細(xì)度、水泥礦物組成、混合材摻量等有關(guān)。與水泥細(xì)度、水泥礦物組成、混合材摻量等有關(guān)。因為水泥顆粒越細(xì)，比表面越大，表面吸附水越多；因為水泥顆粒越細(xì)，比表面越大，表面吸附水越多；水泥礦物組成和混合材摻量不同，顆粒的表面吸附特水泥礦物組成和混合材摻量不同，顆粒的表面吸附特性不同，吸附水量不同。性不同，吸附水量不同。 4. 4. 凝結(jié)時間凝結(jié)時間 概念：概念： 凝結(jié)時間水泥加水開

23、始到水泥漿失去流動性，即從可塑性發(fā)展到固體狀態(tài)所需要的時間。 初凝時間初凝時間 從水泥加水拌和到水泥漿開始失去可塑性所需的時從水泥加水拌和到水泥漿開始失去可塑性所需的時間；間； 終凝時間終凝時間 從水泥加水拌和到水泥漿完全失去可塑性，并開始從水泥加水拌和到水泥漿完全失去可塑性，并開始具有強度所需的時間。具有強度所需的時間。測定方法：測定方法： 用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿，在規(guī)定的溫濕度下，用凝結(jié)時間測定儀來測定。國標(biāo)要求：硅酸鹽水泥國標(biāo)要求：硅酸鹽水泥 初凝時間初凝時間45min； 終凝時間終凝時間390min。 國標(biāo)國標(biāo) 規(guī)定：凡初凝時間不符合規(guī)定的水泥為規(guī)定：凡初凝時間不符合規(guī)定的水泥為廢品廢品

24、；終凝時間不符合規(guī)定的；終凝時間不符合規(guī)定的水泥為水泥為不合格品不合格品。為什么？。為什么？ 答：答：水泥凝結(jié)時間的規(guī)定是為了有足夠的時間進(jìn)行施工操作和硬化的混凝水泥凝結(jié)時間的規(guī)定是為了有足夠的時間進(jìn)行施工操作和硬化的混凝土質(zhì)量；土質(zhì)量；初凝時間太短，來不及施工，水泥石結(jié)構(gòu)疏松、性能差，水泥無使用初凝時間太短，來不及施工，水泥石結(jié)構(gòu)疏松、性能差，水泥無使用價值，即為價值，即為廢品廢品；終凝時間太長，強度增長緩慢，也會影響施工，即為終凝時間太長，強度增長緩慢，也會影響施工，即為不合格品不合格品。5. 體積安定性體積安定性 基本概念：基本概念： 水泥凝結(jié)硬化過程中，體積變化是否均勻適當(dāng)?shù)男再|(zhì)稱為體

25、積安定性。 若水泥石的體積變化均勻適當(dāng)，則水泥的體積安定性良好； 若水泥石發(fā)生不均勻體積變化：翹曲、開裂等，則水泥的體積安定性不良。體積安定性不良的水泥為體積安定性不良的水泥為廢品廢品！為什么？水泥體積安定性不良的原因： 水泥熟料中含有過多的游離水泥熟料中含有過多的游離CaO、MgO和石膏。和石膏。 因為水泥熟料中的游離因為水泥熟料中的游離CaO、MgO都是過燒的。水化速度很慢。在已都是過燒的。水化速度很慢。在已硬化的水化石中繼續(xù)與水反應(yīng)，其固體體積增大硬化的水化石中繼續(xù)與水反應(yīng)，其固體體積增大1.98%和2.48倍。產(chǎn)生倍。產(chǎn)生不均勻體積變化，造成水泥石開裂、翹曲。不均勻體積變化，造成水泥石

26、開裂、翹曲。 石膏量過多，在水泥凝結(jié)硬化后，會有鈣釩石形成，產(chǎn)生膨脹石膏量過多，在水泥凝結(jié)硬化后，會有鈣釩石形成，產(chǎn)生膨脹 。6. 強強 度度 檢驗方法檢驗方法軟練膠砂法，分別測量抗壓強度和抗折強度。軟練膠砂法，分別測量抗壓強度和抗折強度。 試件尺寸：試件尺寸：4040160mm 棱柱體；棱柱體； 膠砂配比：膠砂配比： 水泥水泥 : ISO標(biāo)準(zhǔn)砂標(biāo)準(zhǔn)砂 : 水水= 1 : 3 : 0.5； 振動成型：振動成型： 在頻率為在頻率為28003000次次/min，振幅，振幅0.75mm的振實臺上成型。振的振實臺上成型。振動時間動時間120s。 試件養(yǎng)護(hù)：試件養(yǎng)護(hù)： 在在20 C 1C，相對濕度不低于

27、，相對濕度不低于90%的霧室或養(yǎng)護(hù)箱中的霧室或養(yǎng)護(hù)箱中24h，然，然后脫模在后脫模在20C 1 C的水中養(yǎng)護(hù)至測試齡期；的水中養(yǎng)護(hù)至測試齡期；100mm160mmP抗折強度試驗抗折強度試驗PP抗壓強度試驗抗壓強度試驗強度測量：強度測量： 將試件從水中取出，先進(jìn)行抗折強度試驗，折斷后每截再進(jìn)行抗壓強度試驗。受壓面積為4040=1600mm2。 結(jié)果計算：結(jié)果計算： 抗折強度以三個試件的平均值，抗壓強度以六個試件的平均值。強度等級：根據(jù)強度等級：根據(jù)3 3天和天和2828天強度測試結(jié)果，將水泥強度劃分若天強度測試結(jié)果，將水泥強度劃分若干個強度等級干個強度等級 3d28d時間（時間（d）強度（強度（

28、MPa）水泥強度發(fā)展規(guī)律早期增長快，隨后逐漸減慢；28天，基本達(dá)到極限強度的80以上；在合適的溫濕度條件下，強度增長可以持續(xù)幾十天 乃至幾十年。問題：為什么水泥強度檢驗方法要規(guī)定試件尺寸、試件配比、養(yǎng)護(hù)條問題：為什么水泥強度檢驗方法要規(guī)定試件尺寸、試件配比、養(yǎng)護(hù)條件、養(yǎng)護(hù)時間等？件、養(yǎng)護(hù)時間等？ 解答解答： 水泥膠砂試件的強度與水泥的組成、試件的水灰比和砂灰比水泥膠砂試件的強度與水泥的組成、試件的水灰比和砂灰比、水泥的水化程度，以及試件的大小有關(guān)，而水泥的水化程、水泥的水化程度，以及試件的大小有關(guān)，而水泥的水化程度與養(yǎng)護(hù)條件和養(yǎng)護(hù)時間有關(guān)；度與養(yǎng)護(hù)條件和養(yǎng)護(hù)時間有關(guān)； 水泥強度檢驗?zāi)康氖菣z驗具

29、有確定組成的水泥的強度，因此水泥強度檢驗?zāi)康氖菣z驗具有確定組成的水泥的強度，因此，為排除其它因素的影響，將這些因素統(tǒng)一規(guī)定，以便相互，為排除其它因素的影響，將這些因素統(tǒng)一規(guī)定，以便相互比較。比較。7.水化熱水化熱 概念： 水泥的水化是放熱反應(yīng)，放出的熱量就是水化熱。放熱特征： 水泥放熱過程可持續(xù)很長時間，但大部分在3d內(nèi)釋放。水化熱的益處與危害： 水化熱有利于水泥的快硬，尤其是在冬天施工，但如果水化熱發(fā)散不均勻，容易在混凝土中引起裂縫，尤其是大體積混凝土，更是如此。水化熱和放熱速度的影響因素： 水泥礦物組成 水泥細(xì)度 問題？為什么水泥顆粒越細(xì)，水化放熱越快？為什么水泥顆粒越細(xì)，水化放熱越快？

30、答答: : 水泥礦物的水化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，水泥顆粒越細(xì)，水化反應(yīng)速度水泥礦物的水化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，水泥顆粒越細(xì)，水化反應(yīng)速度越快。越快。硅酸鹽水泥熟料的四種礦物中，哪一種水化熱最大？哪一種水化熱最硅酸鹽水泥熟料的四種礦物中，哪一種水化熱最大？哪一種水化熱最小？?。?答：答： 鋁酸三鈣鋁酸三鈣C3A水化熱最大；硅酸三鈣水化熱最大；硅酸三鈣C3S次之；硅酸二鈣次之；硅酸二鈣C2S水水化熱最小?；療嶙钚　槭裁匆拗扑嗟牟蝗芪锖亢蜔Я?？為什么要限制水泥的不溶物含量和燒失量？ 答：答：不溶物是指水泥經(jīng)酸和堿處理后，不能被溶解的殘余物；燒失不溶物是指水泥經(jīng)酸和堿處理后，不能被溶解的殘余物；燒失量是

31、指水泥經(jīng)高溫灼燒后的質(zhì)量損失率。這兩項指標(biāo)超標(biāo)表示水泥中量是指水泥經(jīng)高溫灼燒后的質(zhì)量損失率。這兩項指標(biāo)超標(biāo)表示水泥中不能水化的雜質(zhì)含量大，影響水泥硬化后的性能。不能水化的雜質(zhì)含量大，影響水泥硬化后的性能。問題？試從應(yīng)用的角度，分析水泥的技術(shù)性質(zhì)及其要求？試從應(yīng)用的角度，分析水泥的技術(shù)性質(zhì)及其要求？ 答：答： 水泥是一種膠凝材料，是主要的結(jié)構(gòu)材料之一，因此，它必須具有水泥是一種膠凝材料，是主要的結(jié)構(gòu)材料之一，因此，它必須具有強度和體積安定性；強度和體積安定性； 細(xì)度和標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是相互關(guān)聯(lián)的，用水量大將影響強度；細(xì)度和標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是相互關(guān)聯(lián)的，用水量大將影響強度； 為了澆注成型施工，應(yīng)對凝結(jié)

32、時間有所限制；為了澆注成型施工，應(yīng)對凝結(jié)時間有所限制； 水化熱對水泥硬化過程和硬化后的水泥石體積穩(wěn)定性有影響；水化熱對水泥硬化過程和硬化后的水泥石體積穩(wěn)定性有影響； 堿含量、不溶物和燒失量影響水泥的品質(zhì)；堿含量、不溶物和燒失量影響水泥的品質(zhì)； 為了結(jié)構(gòu)物自重的計算，必須知道水泥的密度。為了結(jié)構(gòu)物自重的計算，必須知道水泥的密度。水泥質(zhì)量的判定 技術(shù)性質(zhì)技術(shù)性質(zhì) 不符合要求不符合要求 細(xì)細(xì) 度度 不合格品不合格品凝結(jié)時間凝結(jié)時間 （初凝）（初凝）廢品廢品 （終凝）不合格品（終凝）不合格品體積安定性體積安定性 廢廢 品品 強強 度度 不合格品或降低等級不合格品或降低等級不溶物和燒失量不溶物和燒失量

33、不合格品不合格品溫度與濕度的影響溫度升高，水化反應(yīng)加快，凝結(jié)硬化加速，為什么？溫度升高10C，速度加快一倍。溫度低于0C時，水化反應(yīng)基本停止。保持一定濕度，有利于水泥的水化。溫度升高，放熱速度加快，誘導(dǎo)期時間縮短溫度升高，放熱速度加快，誘導(dǎo)期時間縮短問題？水泥凝結(jié)硬化速度快，好嗎？ 答：水化加快，放熱速率加速，升溫并膨脹，凝結(jié)硬化形成的微結(jié)構(gòu)體積較疏松，且在隨后的降溫期間，或受干燥環(huán)境作用收縮變形時產(chǎn)生大量微裂縫，致使結(jié)構(gòu)混凝土強度與滲透性（耐久性）受到嚴(yán)重影響。水泥宜在什么條件下凝結(jié)硬化？ 答：水泥宜在常溫(2010C)與相對濕度較高的條件下，凝結(jié)硬化。即水泥水化速度適宜的溫度，水化 所需水

34、分供應(yīng)充足的條件。拌和用水量的影響重要概念：水灰比水泥漿體中拌和水量與水泥質(zhì)量之比(W/C)；水灰比越大，需要水化物固相填充的孔隙越多，凝結(jié)硬化所需時間越長；水灰比越大，水泥石中孔隙越多，強度越低。SummaryC3S、C3A含量多，凝結(jié)硬化快，反之亦然。含量多，凝結(jié)硬化快，反之亦然。摻加混合材，熟料減少，凝結(jié)硬化速度減慢。摻加混合材，熟料減少，凝結(jié)硬化速度減慢。有些化合物可以使水泥漿體促凝或緩凝。有些化合物可以使水泥漿體促凝或緩凝。 細(xì)度越小，水化反應(yīng)越快，凝結(jié)硬化越快。細(xì)度越小，水化反應(yīng)越快，凝結(jié)硬化越快。 水灰比越大，漿體需填充的孔隙越多，凝結(jié)硬化速度越慢。水灰比越大，漿體需填充的孔隙越

35、多，凝結(jié)硬化速度越慢。提高溫度，加快水泥的凝結(jié)硬化；保持足夠的水分有利于水泥的凝提高溫度，加快水泥的凝結(jié)硬化；保持足夠的水分有利于水泥的凝結(jié)硬化結(jié)硬化 8. 水泥的耐腐蝕性水泥的耐腐蝕性 基本概念： 在使用環(huán)境中，硅酸鹽水泥石受某些腐蝕性介質(zhì)的作用，其組成和結(jié)構(gòu)會逐漸發(fā)生變化或受到損害，導(dǎo)致性能改變、強度下降等。水泥石抵抗這種作用、而保持不變的能力稱為其耐腐蝕性。 導(dǎo)致水泥石腐蝕性破壞的原因外因：外因： 環(huán)境中的腐蝕性介質(zhì)，如：軟水；酸、堿、鹽的水溶液等。內(nèi)因：內(nèi)因： 水泥石內(nèi)存在原始裂縫和孔隙，為腐蝕性介質(zhì)侵入提供了通道； 水泥石內(nèi)有在某些腐蝕性介質(zhì)下不穩(wěn)定的組分，如：Ca(OH)2，水化鋁

36、酸鈣等； 腐蝕與毛細(xì)孔通道的共同作用 加劇水泥石結(jié)構(gòu)的破壞。 軟水侵蝕（溶出性侵蝕）軟水侵蝕（溶出性侵蝕） 機理： 當(dāng)水泥石處在軟水中，軟水能使水泥石中的Ca(OH)2溶解，并溶出水泥石，留下孔隙； 軟水：指的不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水。 另一方面，水泥石中游離的鈣離子的減少，使鈣離子的濃度低于水化物的溶度積，導(dǎo)致水化物分解、溶失和轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生大量孔隙。尤其是處于壓力水或流水條件下，腐蝕越快。 破壞形式： 水化物的分解、溶失，造成水泥石密實度下降，孔縫增多、強度降低，直至整體破壞。 鹽類腐蝕鹽類腐蝕 硫酸鹽的腐蝕 腐蝕機理： 硫酸鹽與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)，生成硫酸鈣。硫酸鈣再與水泥石中

37、未水化的鋁酸鈣反應(yīng)，生成鈣礬石，其體積增加2.22倍，引起水泥石的破壞。 當(dāng)硫酸鈣濃度高時，他們可直接結(jié)晶，造成膨脹壓力，引起破壞。鎂鹽的腐蝕 腐蝕機理： 主要是硫酸鎂和氯化鎂，他們與氫氧化鈣反應(yīng)，生成氫氧化鎂和硫酸鈣或氯化鈣，造成雙重腐蝕作用。 鈣礬石酸類腐蝕酸類腐蝕 腐蝕機理： 水泥石中的水化物都是堿性化合物，與碳酸、鹽酸、硫酸、醋酸、蟻酸等酸反應(yīng)生成可溶性鹽。 另一方面，氫氧化鈣濃度的降低，會導(dǎo)致水泥石中其它水化物的分解，使腐蝕作用加劇。破壞形式： 溶失性破壞，組成與結(jié)構(gòu)發(fā)生很大改變。 水泥石受酸腐蝕后，表面溶失、脫落強堿腐蝕強堿腐蝕 腐蝕機理：氫氧化鈉、氫氧化鉀等強堿可與水泥石中的鋁酸

38、鈣腐蝕機理：氫氧化鈉、氫氧化鉀等強堿可與水泥石中的鋁酸鈣礦物或水化物反應(yīng)，生成可溶性鋁酸鹽。當(dāng)介質(zhì)中強堿濃度較礦物或水化物反應(yīng)，生成可溶性鋁酸鹽。當(dāng)介質(zhì)中強堿濃度較高是，會造成水泥石的嚴(yán)重破壞。高是，會造成水泥石的嚴(yán)重破壞。 防止水泥石腐蝕的措施防止水泥石腐蝕的措施 主要針對引起腐蝕破壞的內(nèi)因采取措施，主要針對引起腐蝕破壞的內(nèi)因采取措施，根據(jù)使用環(huán)境條件，選用水泥品種，降低水泥石中不穩(wěn)定組分的含量根據(jù)使用環(huán)境條件，選用水泥品種，降低水泥石中不穩(wěn)定組分的含量；提高水泥石的密實度，減少腐蝕性介質(zhì)的通道，如降低水灰比、摻加提高水泥石的密實度，減少腐蝕性介質(zhì)的通道，如降低水灰比、摻加外加劑等；外加劑等

39、； 表面防護(hù)處理，堵塞通道如：防腐涂層。表面防護(hù)處理，堵塞通道如：防腐涂層。 問題 ？降低水泥石中降低水泥石中Ca(OH)2的含量，對水泥的耐腐蝕性有什么作用？為什么的含量，對水泥的耐腐蝕性有什么作用？為什么？ 答：降低水泥石中答：降低水泥石中Ca(OH)2的含量，可以提高水泥的抵抗化學(xué)腐蝕和軟的含量，可以提高水泥的抵抗化學(xué)腐蝕和軟水腐蝕的能力。水腐蝕的能力。 因為，化學(xué)和軟水腐蝕與水泥石中的氫氧化鈣密切相關(guān)。因為，化學(xué)和軟水腐蝕與水泥石中的氫氧化鈣密切相關(guān)。Summary物理力學(xué)性能 密度 強度 體積穩(wěn)定性 細(xì)度 水化熱耐久性能 軟水腐蝕 鹽類腐蝕 酸類腐蝕 強堿腐蝕為了滿足土木工程應(yīng)用的要

40、求，水泥需具備三方面的性能施工性能 凝結(jié)時間 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量摻混合材的硅酸鹽水泥 混合材料混合材料混合材料：在生產(chǎn)水泥時，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強度等級，而加到水泥中的人工的和天然的礦物材料。 混合材料按其性能可分活性混合材料和非活性混合材料。 1.非活性混合材料 起填充作用2.活性混合材料 活性氧化硅和氧化鋁 與氫氧化鈣反應(yīng) （二次反應(yīng)）作用： 在水泥中主要其填充作用，調(diào)節(jié)強度等級、節(jié)省能源、降低成本、增加產(chǎn)量、降低水化熱等。1.非活性混合材 定義：定義： 與水泥礦物成分或水化產(chǎn)物不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)很弱的與水泥礦物成分或水化產(chǎn)物不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)很弱的混合材，不能或很少生具有膠

41、凝性的水化物，在水泥中僅起填充混合材，不能或很少生具有膠凝性的水化物，在水泥中僅起填充作用，為非活性混合材。作用，為非活性混合材。常見的有：常見的有： 石英砂石英砂 石灰?guī)r石灰?guī)r 粘土粘土2. 活性混合材 定義具有水化活性的混合材。加水后本身并不硬化，與石灰加水拌和后，在常溫下能生成具有膠凝性的水化物，既能在空氣中硬化，又能在水中繼續(xù)硬化?；钚越M分：SiO2、Al2O3常用品種： 粒化高爐礦渣煉鋼鐵的廢料 火山灰質(zhì)粉末天然巖石和人工煅燒物 粉煤灰火電廠的廢料活性混合材料的作用活性混合材料都含有大量的活性氧化硅和活性氧化鋁，它們只有在氫氧化鈣飽和溶液中，才會發(fā)生明顯的水化反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水

42、化鋁酸鈣：xCa(OH)2+SiO2+m1H2O=xCaOSiO2n1H2OyCa(OH)2+Al2O3+m1H2O=yCaOAl2O3n1H2O溶液中的石膏還能與水化鋁酸鈣反應(yīng)，生成水化硫鋁酸鈣，具有一定的強度。作用：1、提高水泥產(chǎn)量，降低水泥成本2、改善水泥的某些性能，調(diào)節(jié)水泥強度等級，擴(kuò)大使用范圍3、充分利用工業(yè)廢渣，有利于環(huán)境保護(hù)摻混合材的硅酸鹽水泥品種硅酸鹽水泥熟料石膏 615%混合材普通硅酸鹽水泥2070%礦 渣礦渣硅酸鹽水泥2050%火山灰火山灰硅酸鹽水泥2040%粉煤灰粉煤灰硅酸鹽水泥1650%兩種混合材復(fù)合硅酸鹽水泥 摻混合材硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化和性能與所摻混合材的種類與摻量

43、密切相關(guān)！摻混合材水泥的代號 水泥品種水泥品種 組成特點組成特點 代號代號普通水泥普通水泥 615的混合材的混合材 P O礦渣水泥礦渣水泥 2070礦渣礦渣 P S火山灰水泥火山灰水泥 2050火山灰火山灰 P P粉煤灰水泥粉煤灰水泥 2040粉煤灰粉煤灰 P F復(fù)合水泥復(fù)合水泥 1550兩種混合材兩種混合材 P C普通硅酸鹽水泥 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB1751999），普通硅酸鹽水泥（ordinary portland cement）的定義是：凡由硅酸鹽水泥熟料、615混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥（簡稱普通水泥），代號PO。 摻活性混合材料時，不得超過15，其中

44、允許用不超過水泥質(zhì)量5的窯灰（水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣中收集下的粉塵）或不超過水泥質(zhì)量10的非活性混合材料來代替； 摻非活性混合材料時，最大摻量不得超過水泥質(zhì)量10。普通硅酸鹽水泥強度等級分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5和52.5R等三個等級兩種類型（普通型和早強型）。 普通水泥的強度要求普通水泥的強度要求 品種品種強度等級強度等級抗壓強度（抗壓強度（MPaMPa）抗折強度（抗折強度（MPaMPa）3d3d28d28d3d3d28d28d普通水泥普通水泥32.532.511.011.032.532.52.52.55.55.532.5R32.5R16.016.032.532.5

45、3.53.55.55.542.542.516.016.042.542.53.53.56.56.542.5R42.5R21.021.042.542.54.04.06.56.552.552.522.022.052.552.54.04.07.07.052.5R52.5R26.026.052.552.55.05.07.07.0礦渣硅酸鹽等水泥根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB13441999），凡由硅酸鹽水泥熟料和粒化高爐礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為礦渣硅酸鹽水泥（簡稱礦渣水泥）（Portland blastfurnace-slag cement） ，代號PS。對于細(xì)度、凝結(jié)時間和體積安定性的技術(shù)要求與

46、普通硅酸鹽水泥相同。礦渣水泥是我國產(chǎn)量最大的水泥品種，共分六個強度等級：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。 礦渣水泥的特點（1）早期強度低，后期強度高 由于礦渣水泥中含有粒化高爐礦渣，相應(yīng)熟料含量較少，因此凝結(jié)稍慢，早期（3天、7天）強度較低。但在硬化后期，28天以后的強度發(fā)展將超過硅酸鹽水泥。 采用蒸汽養(yǎng)護(hù)等濕熱處理方法，能加快硬化速度，并且影響后期強度的發(fā)展。 適用于采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的預(yù)制構(gòu)件，不宜用于早期強度要求高的工程。（2）具有較強的抗溶出性侵蝕及抗硫酸鹽侵蝕的能力 由于水泥熟料中的氫氧化鈣與礦渣中的活性氧化硅和活性氧化鋁發(fā)生二次反應(yīng)，使水泥中易受腐蝕的氫

47、氧化鈣大為減少。同時因摻入礦渣而使水泥中易受硫酸鹽侵蝕的鋁酸三鈣含量也相對降低。因而礦渣水泥抗溶出性侵蝕能力及抗硫酸鹽侵蝕能力較強； 可用于受溶出性侵蝕，以及受硫酸鹽侵蝕的水工及海工混凝土。（3）水化熱低 礦渣水泥中硅酸三鈣和鋁酸三鈣的含量相對減少，水化速度較慢，故水化熱也相應(yīng)較低。此種水泥適用于大體積混凝土工程。（4）抗碳化性較差 由于水泥石中的氫氧化鈣的數(shù)量少，故抵抗碳化的能力差。因而不適合用于二氧化碳濃度含量高的工業(yè)廠房，如鑄造、翻砂車間等。（5）保水性差，抗?jié)B性差，干縮大 由于?；郀t礦渣玻璃體對水的吸附能力差，即對水分的保持能力差（保水性差），與水拌合時易產(chǎn)生泌水造成較多的連通孔隙，

48、因此，礦渣硅酸鹽水泥的抗?jié)B性差，且干縮較大。礦渣水泥不適合用于有抗?jié)B要求的混凝土工程。 （6）耐熱性好 礦渣本身耐熱性好，且礦渣硅酸鹽水泥水化后氫氧化鈣的含量少，故礦渣硅酸鹽水泥的耐熱性較好，適合用于有耐熱要求的混凝土工程。 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB13441999），凡由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質(zhì)混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥（簡稱火山灰水泥），（Portland pozzolana cement ）代號PP。水泥中火山灰質(zhì)混合材料摻加量按質(zhì)量百分比計為2050。 火山灰水泥各齡期的強度要求，細(xì)度、凝結(jié)時間及體積安定性的要求與礦渣水泥相同?；鹕交?/p>

49、水泥加水后，其水化反應(yīng)和礦渣水泥一樣，也是分兩步進(jìn)行的?；鹕交宜嗪偷V渣水泥在性能方面有許多共同點，如早期強度較低，后期強度增長率較大，水化熱低，耐蝕性較強，抗凍性差等?；鹕交宜嗟奶攸c（1）保水性，抗?jié)B性及耐水性高 火山灰質(zhì)混合材料顆粒較細(xì)，內(nèi)部含有大量的微細(xì)孔隙，故火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥的保水性高，泌水性小；當(dāng)處在酸潮濕環(huán)境中或在水中養(yǎng)護(hù)時，火山灰質(zhì)混合材料和氫氧化鈣作用，生成較多的水化硅酸鈣膠體，使水泥石結(jié)構(gòu)致密，因而具有較高的抗?jié)B性和耐水性。 （2）在干燥環(huán)境中易產(chǎn)生裂縫 火山灰水泥在硬化過程中干縮現(xiàn)象較礦渣水泥更顯著，當(dāng)處在干燥空氣中時，形成的水化硅酸鈣膠體會逐漸干燥，產(chǎn)生干縮裂縫。水泥

50、石表面易產(chǎn)生“起粉”現(xiàn)象。因此，在施工時，應(yīng)特別注意加強養(yǎng)護(hù)。 （3）耐蝕性較強 火山灰水泥耐蝕性較強的原理與礦渣水泥相同。但若摻燒粘土，則抗硫酸鹽侵蝕能力差。粉煤灰硅酸鹽水泥 凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為粉煤灰硅酸鹽水泥（簡稱粉煤灰水泥）（portland fly-ash cement），代號PF。粉煤灰摻加量按質(zhì)量百分比計為2040。粉煤灰水泥各齡期的強度要求，細(xì)度、凝結(jié)時間、體積安定性的要求與礦渣水泥和火山灰水泥相同。粉煤灰水泥的特點 （1）早期強度低 這種水泥早期強度發(fā)展速率比礦渣水泥和火山灰水泥更低，但后期可明顯地超過硅酸鹽水泥。（2）干縮小，抗裂

51、性高與其它摻混合材水泥比較，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量較小，干縮性也小，因而抗裂性較高。但其吸附水的能力較差，即保水性差，泌水較快，若處理不當(dāng)易引起混凝土產(chǎn)生失水裂縫。粉煤灰水泥適用于大體積混凝土工程及地下和海港工程。對承受荷載較遲的工程更為有利。 礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥的強度要求 強度等級強度等級抗壓強度抗壓強度MPaMPa抗折強度抗折強度MPaMPa3d3d28d28d3d3d28d28d32.532.510.010.032.532.52.52.55.55.532.5R32.5R15.015.032.532.53.53.55.55.542.542.515.015.042.542.53.53.

52、56.56.542.5R42.5R19.019.042.542.54.04.06.56.552.552.521.021.052.552.54.04.07.07.052.5R52.5R23.023.052.552.54.54.57.07.0復(fù)合硅酸鹽水泥 凡由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為復(fù)合硅酸鹽水泥（簡稱復(fù)合水泥，PC水泥）。水泥中混合材料總摻加量按質(zhì)量百分比應(yīng)大于15%，不超過50%。共分六個強度等級：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。對于細(xì)度、初凝時間和體積安定性的技術(shù)要求與普通硅酸鹽水泥相同，終凝時間

53、不得遲于12h。三、活性混合材水泥的特性礦渣水泥：礦渣水泥： 保水性差，泌水性大，干縮較大，耐熱性較好。保水性差，泌水性大，干縮較大，耐熱性較好?；鹕交宜啵夯鹕交宜啵?易吸水，易反應(yīng)，結(jié)構(gòu)較致密，抗?jié)B性和耐水性較好，體積收縮較大易吸水，易反應(yīng)，結(jié)構(gòu)較致密，抗?jié)B性和耐水性較好，體積收縮較大，抗硫酸鹽能力較差。，抗硫酸鹽能力較差。粉煤灰水泥：粉煤灰水泥： 吸水能力弱，需水量較低，干縮性較小，結(jié)構(gòu)致密，抗裂性較好。吸水能力弱，需水量較低，干縮性較小，結(jié)構(gòu)致密，抗裂性較好。復(fù)合水泥：復(fù)合水泥： 取決于所摻的混合材種類。取決于所摻的混合材種類?；钚曰旌喜乃嗟墓残?、凝結(jié)硬化速度慢；、凝結(jié)硬化速度慢

54、；2、早期強度較低，后期強度增長率高；、早期強度較低，后期強度增長率高；3、水化熱較小；、水化熱較小；4、對養(yǎng)護(hù)溫濕度敏感；、對養(yǎng)護(hù)溫濕度敏感；5、耐腐蝕性較好；、耐腐蝕性較好；6、抗凍性、耐磨性不及硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥；、抗凍性、耐磨性不及硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥；7、特別使用于地下和水中的一般混凝土和大體積混凝土結(jié)、特別使用于地下和水中的一般混凝土和大體積混凝土結(jié)構(gòu)。構(gòu)。五種通用水泥的性能特點及應(yīng)用五種通用水泥的性能特點及應(yīng)用 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥普通水泥普通水泥礦渣水泥礦渣水泥火山灰水泥火山灰水泥粉煤灰水泥粉煤灰水泥成成分分水泥熟料及少水泥熟料及少量石膏量石膏在硅酸鹽水泥中摻在硅

55、酸鹽水泥中摻活性混合材料活性混合材料1515以下或非活性混合以下或非活性混合材料材料1010以下以下在硅酸鹽水泥中摻入在硅酸鹽水泥中摻入20207070的?；郀t礦的?；郀t礦渣渣在硅酸鹽水泥中摻入在硅酸鹽水泥中摻入20205050火山灰質(zhì)混火山灰質(zhì)混合材料合材料在硅酸鹽水泥中摻在硅酸鹽水泥中摻入入20204040粉煤灰粉煤灰特特性性早期強度高；早期強度高；水化熱較大；水化熱較大；抗凍性較好；抗凍性較好；耐蝕性差；干耐蝕性差；干縮較小縮較小與硅酸鹽水泥基本與硅酸鹽水泥基本相同相同早期強度低，后期強度早期強度低，后期強度增長較快，水化熱較低；增長較快，水化熱較低；耐蝕性較強；抗凍性差；耐蝕性較強

56、；抗凍性差；干縮性較大干縮性較大早期強度低，后期強早期強度低，后期強度增長較快；水化熱度增長較快；水化熱較低；耐蝕性較強；較低；耐蝕性較強；抗?jié)B性好；抗凍性差；抗?jié)B性好；抗凍性差；干縮性大干縮性大早期強度低，后期早期強度低，后期強度增長較快；水強度增長較快；水化熱較低；耐蝕性化熱較低；耐蝕性較強；干縮性小；較強；干縮性小；抗裂性較高；抗凍抗裂性較高；抗凍性差性差適適用用范范圍圍一般土建工程一般土建工程中鋼筋混凝土中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；受反復(fù)結(jié)構(gòu)；受反復(fù)冰凍作用的結(jié)冰凍作用的結(jié)構(gòu)；配制高強構(gòu)；配制高強混凝土混凝土與硅酸鹽水泥基本與硅酸鹽水泥基本相同相同高溫車間和有耐熱耐熱高溫車間和有耐熱耐熱耐火耐火

57、 要求的混凝土結(jié)要求的混凝土結(jié)構(gòu)；大體積混凝土結(jié)構(gòu)；構(gòu)；大體積混凝土結(jié)構(gòu)；蒸氣養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件；有抗蒸氣養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件；有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程硫酸鹽侵蝕要求的工程地下、水中大體積混地下、水中大體積混凝土結(jié)構(gòu)和有抗?jié)B要凝土結(jié)構(gòu)和有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu)；蒸求的混凝土結(jié)構(gòu)；蒸汽養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件；有抗汽養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件；有抗硫酸鹽侵蝕要求的工硫酸鹽侵蝕要求的工程程地上、地下及水中地上、地下及水中大體積混凝土結(jié)構(gòu)大體積混凝土結(jié)構(gòu)件；抗裂性要求較件；抗裂性要求較高的構(gòu)件；有抗硫高的構(gòu)件；有抗硫酸鹽侵蝕要求的工酸鹽侵蝕要求的工程程不不適適用用范范圍圍大體積混凝土大體積混凝土結(jié)構(gòu)；受化學(xué)結(jié)構(gòu)；受化學(xué)及海水侵蝕的及海水侵蝕的工程工

58、程與硅酸鹽水泥基本與硅酸鹽水泥基本相同相同早期強度要求高的工程；早期強度要求高的工程；有抗凍要求的混凝土工有抗凍要求的混凝土工程程處在干燥環(huán)境中的混處在干燥環(huán)境中的混凝土工程；其它同礦凝土工程；其它同礦渣水泥渣水泥有抗碳化要求的工有抗碳化要求的工程；其它同礦渣水程；其它同礦渣水泥泥其它品種水泥 一、道路硅酸鹽水泥 組成特點：組成特點： 水泥熟料主要礦物水泥熟料主要礦物硅酸鈣和鐵鋁酸鈣硅酸鈣和鐵鋁酸鈣 鐵鋁酸四鈣高，鐵鋁酸四鈣高，C4AF的含量的含量16.0。性能特點：性能特點： 初凝時間較長，初凝時間較長，1h； 抗折強度高；抗折強度高； 耐磨性好，磨損率耐磨性好，磨損率3.60kg/m2；

59、抗裂性好，抗裂性好，28d干縮率干縮率 0.10%；使用特點：使用特點： 主要用于混凝土路面工程。主要用于混凝土路面工程。道路硅酸鹽水泥二、白色硅酸鹽水泥 組成特點：組成特點： 水泥中的氧化鐵的含量低于水泥質(zhì)量的水泥中的氧化鐵的含量低于水泥質(zhì)量的0.5%。性能特點：性能特點： 外觀為白色，按白度分為一級、二級和三級；技術(shù)要求與普通外觀為白色，按白度分為一級、二級和三級；技術(shù)要求與普通水泥同。水泥同。 強度等級：強度等級：32.5、42.5、52.5、62.5四種四種應(yīng)用特點：應(yīng)用特點： 白水泥熟料與顏料、石膏共同磨細(xì)可制得彩色水泥；主要用于白水泥熟料與顏料、石膏共同磨細(xì)可制得彩色水泥；主要用于

60、建筑室內(nèi)外裝飾等。建筑室內(nèi)外裝飾等。硅酸鹽水泥的顏色主要由氧化鐵引起。 當(dāng)氧化鐵含量在34時，熟料呈暗灰色；在0.450.7時，帶淡綠色；而降低到0.350.40后，接近白色。白色硅酸鹽水泥（簡稱白水泥）的生產(chǎn)主要是降低氧化鐵含量。此外，氧化錳、氧化鈷和氧化鈦也對白水泥的白度有顯著影響，故其含量也應(yīng)盡量減少。石灰質(zhì)原料應(yīng)選用純的石灰石或方解石，粘土可選用高嶺土。燃料最好用無灰分的天然氣或重油。白水泥主要礦物為C3S、C2S和C3A，C4AF含量極少。白水泥的物理性能要求主要的是白度（Whiteness）。白度是以白水泥與MgO標(biāo)準(zhǔn)白板的反射率的比值來表示的。采用鐵含量很低的鋁酸鹽或硫鋁酸鹽水泥