土木工程概論建筑材料水泥

土木工程概論建筑材料水泥第1頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月水泥(Cement)：是一種多組分的人造礦物粉料，它與水拌和后成為塑性膠體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能將砂石等材料膠結成具有一定強度的整體。（水泥是水硬性膠凝材料。）硅酸鹽水泥水泥鋁酸鹽水泥系列硫鋁酸鹽水泥鐵鋁酸鹽水泥硅酸鹽水泥系列——是以硅酸鈣為主要成分的水泥熟料、一定量的混合材料和適量石膏，經(jīng)共同磨細而成。第2頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月硅酸鹽水泥系列

硅酸鹽水泥（0~5%）通用水泥

普通水泥（6%~15%）

礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥

復合水泥專用水泥——專門用于某些工程的水泥,如道路水泥、中低熱水泥、砌筑水泥等。特性水泥——某種性能較突出的水泥，如快硬硅酸鹽水泥、高鋁水泥、彩色水泥、膨脹水泥等。（>20%)標注:上述百分含量為混合材料的摻量第3頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月

硅酸鹽水泥

一、硅酸鹽水泥的定義、類型及代號1.定義：凡由硅酸鹽水泥熟料、0~5%石灰石或?；郀t礦渣、適量的石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥[國外通稱的波特蘭水泥（Portlandcement）]。2.類型及代號硅酸鹽水泥Ⅰ型硅酸鹽水泥：不摻混合材料的，代號P·Ⅰ。

Ⅱ型硅酸鹽水泥：粉磨時摻加不超過水泥重量5%

的石灰石或粒化高爐礦渣混合材料，代號P·Ⅱ。硅酸鹽水泥分42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R、72.5R（R代表早強型水泥）第4頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）調(diào)節(jié)原料（輔助原料）：石膏等，為滿足成分要求用。如：鐵礦粉的鐵質(zhì)原料補充氧化鐵的含量。砂巖的硅質(zhì)原料增加二氧化硅的成分等。二、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)1.原料（1）石灰質(zhì)原料：主要提供CaO。采用石灰?guī)r、凝灰?guī)r和貝殼等。（2）粘土質(zhì)原料：主要提供SiO2、Al2O3及Fe2O3。采用粘土、黃土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等。第5頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月石灰石煅燒石膏磨細粘土按比例混合—生料進窯————熟料———水泥成品輔助原料磨細1450℃

生料在窯內(nèi)經(jīng)歷：干燥——預熱——分解——燒成——冷卻2.生產(chǎn)過程

兩磨一燒：制備生料（一磨）

1450

煅燒熟料（一燒）

加入石膏粉磨水泥（二磨）℃3.生料

CaO：62%~67%SiO2:20%~24%Al2O3:4%~7%第6頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月三、硅酸鹽水泥熟料的礦物組成1.主要成分：主要由四種礦物化學組成組成礦物名稱分子式簡稱含量（%）硅酸鹽礦物硅酸三鈣3CaO·SiO2C3S36~60硅酸二鈣2CaO·SiO2C2S15~37

熔劑礦物鋁酸三鈣3CaO·Al2O3C3A7~15鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF10~18

次要成分游離氧化鈣CaO

游離氧化鎂MgO

含堿礦物及玻璃體

第7頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月2.其它成分游離CaO、MgO及SO3，其含量過高將造成水泥安定性不良。堿礦物及玻璃體等，其中的Na2O和K2O含量較高時，遇到活性骨料時，易產(chǎn)生堿——骨料反應，影響混凝土的質(zhì)量。3.石膏熟料+石膏水泥石膏：輔助作用—主要作用是減緩水泥的水化速度。凝結最快的鋁酸三鈣和石膏反應生成硫鋁酸鈣沉淀包圍水泥，延緩水泥的凝結時間。摻量：2~5%，過多會引起強度下降或產(chǎn)生瞬凝，安定性不合格。四、硅酸鹽水泥的水化與凝結硬化拌合

可塑性

水化水化水泥+水具水泥漿凝結硬化流動性（水泥石）

第8頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）硅酸鹽水泥的水化水泥和水拌合——表面的熟料礦物立刻與水發(fā)生化學反應——各組分開始逐漸溶解——放出一定熱量——固相體積也逐漸增加。其反應式如下：2(3CaO·SiO2)+6H2O3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2

硅酸三鈣水化硅酸鈣氫氧化鈣2(2CaO·SiO2)+4H2O3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2

硅酸二鈣水化硅酸鈣氫氧化鈣3CaO·Al2O3+6H2O3CaO·Al2O3·6H2O

鋁酸三鈣水化鋁酸三鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O

鐵鋁酸四鈣水化鐵酸一鈣3CaO·Al2O3·6H2O+CaSO43CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O水化鋁酸鈣石膏或3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O

水化硫鋁酸鈣或單硫型水化硫鋁酸鈣第9頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月主要水化產(chǎn)物（在完全水化的水泥石中）：

水化硅酸鈣

70%（凝膠）是水泥石形成強度的最主要化合物

氫氧化鈣

20%（晶體）水化鋁酸鈣水化硫鋁酸鈣晶體（也稱鈣礬石）7%水化反應為放熱反應，其放出的熱量稱為水化熱。其水化熱大，放熱的周期也較長，但大部分（50%以上）熱量是在3天以內(nèi)。特別是在水泥漿發(fā)生凝結、硬化的初期放出。第10頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）硅酸鹽水泥的凝結硬化過程分為：早、中、晚三個時期1.水化早期，初始反應期（凝膠膜的生成期）

20℃，3h第11頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月3.水化后期，硬化更長時間水化反應減慢——水化產(chǎn)物填充由水占據(jù)的空間——晶體相互搭接——整體——水泥石——硬化硬化：漿體的強度逐漸提高并變成堅硬的石狀固體——水泥石2.水化中期，凝結

20~30h，30%的水泥已經(jīng)水化——包裹膜——增厚凝結：水泥加水拌和初期形成具有可塑性的漿體，然后逐漸變稠并失去可塑性的過程。分為初凝和終凝。初凝：水泥加水拌和至水泥漿開始失去可塑性的階段。終凝：水泥加水拌和至水泥漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度的階段。第12頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月水泥石的組成：凝膠體（C—S—H）未水化的水泥顆粒內(nèi)核毛細孔和凝膠孔晶體粒子（Ca（OH）2）水泥石的工程性質(zhì)決定于水泥石的結構組成，即決定于水化物的類型水化物的相對含量

孔的大小、形狀和分布狀態(tài)

多相（固、液、氣）多孔體系取決于水化程度水泥的品種水灰比

（拌和時的用水量和水泥用量之比）結論：1.水灰比相同時，水化程度愈高，則水泥石結構中水化物愈多，而毛細孔和未水化水泥的量相對減少。水泥石結構密實、強度高、耐久性好。

2.水化程度相同而水灰比不同的水泥石結構，水灰比越大，毛細孔所占比例相對增加，因此該水泥石的強度和耐久性下降。第13頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）影響硅酸鹽水泥凝結硬化的主要因素1.熟料礦物組成的影響

硅酸鹽水泥熟料礦物組成，是影響水泥的水化速度、凝結硬化過程及產(chǎn)生強度等的主要因素。硅酸三鈣（C3S）：Tricalciumsillicate；硅酸二鈣（C2S）：Dicalciumsillicate鋁酸三鈣（C3A）：Tricalciumaluminate；鋁酸四鈣（C4AF）：Tetriacalciumaluminoferrie四種主要熟料礦物中，C3A是決定性因素。第14頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月性能指標熟料礦物C3SC2SC3AC4AF水化速率快慢最快快凝結硬化速率快慢最快快28d水化熱高低最高中強度早期高低高低后期高高低中耐化學腐蝕性中稍大小大干縮性中小大小硅酸鹽水泥熟料礦物的水化、凝結硬化特性第15頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月改變熟料中礦物組成的相對含量，即可配制成具有不同特性的硅酸鹽水泥。提高C3S的含量減少C3A和C3S的含量提高C2S的含量降低C3A的含量快硬高強水泥低熱水泥抗硫酸鹽侵蝕水泥第16頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月2.水泥細度的影響

直接影響：水化，凝結硬化，強度，干縮及水化熱。越細:凝結速度越快，早期強度越高。但過細——易與空氣中的水分及二氧化碳反應，并且硬化時收縮也較大，且成本高。一般水泥顆粒：小于40μm時就具有較高的活性大于100μm活性較小通常水泥顆粒的粒徑在7~200μm（0.007~0.2mm）范圍內(nèi)。3.拌合加水量的影響影響硬化水泥石強度的主要因素。拌合加入水量越大，硬化水泥石中毛細孔就越多。水泥石的強度隨其毛細孔隙率的增加呈線性關系下降，從而強度低。4.養(yǎng)護濕度和溫度的影響

（1）濕度——應該保持潮濕狀態(tài)，混凝土在澆筑后兩到三周內(nèi)必須加強灑水養(yǎng)護。（2）溫度——提高溫度也可以加速水化反應。如采用蒸汽養(yǎng)護和蒸壓養(yǎng)護。冬季施工時，須采取保溫措施。第17頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月5.養(yǎng)護齡期的影響

水泥水化硬化是一個較長時期不斷進行的過程。隨著齡期的增長——水泥石的強度逐漸提高。水泥在3~14d內(nèi)強度增長較快，28d后增長緩慢。養(yǎng)護到28d。7.水泥受潮與久存的影響

水泥也不可儲存過久三個月后其強度降低約10~20%

半年后降低約15~30%

一年后降低約25~40%受潮水泥顆?！啬タ墒蛊浔┞冻鲂迈r表面而恢復部分活性。對于微結塊的水泥，強度約降低10~20%——適當方式壓碎后用于次要工程。第18頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月五、硅酸鹽水泥的技術性質(zhì)國家標準GB175—92，對硅酸鹽水泥的主要技術性質(zhì)如下要求。（一）細度（Fineness）

細度是指水泥顆粒的粗細程度。影響水泥性能的重要指標——鑒定水泥品質(zhì)的主要項目之一。水泥細度通常采用篩分法或比表面積法（勃氏法）測定。（1）篩分法是以80μm方孔篩的篩余量表示。普通水泥的細度用篩余量表示，其篩余量不得超過10.0%。（2）比表面積法以1kg水泥所具有的比表面積（m2/kg）表示。硅酸鹽水泥的細度用比表面積表示，應大于300m2/kg。顆粒愈細，與水接觸的比表面積愈大，因而水化速度加快，水泥石的早期強度高，但硬化收縮較大，水泥易受潮而降低活性。因此水泥細度應適當，凡水泥細度不符合規(guī)定者為不合格品。

第19頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）凝結時間（Settingtime）凝結時間：是指水泥從開始加水到失去塑性，即從可塑狀態(tài)發(fā)展到固體狀態(tài)所需的時間。分為初凝和終凝。1.初凝時間（Initialsettingtime）自開始加水拌和起，至水泥漿開始失去可塑性與流動性所需的時間，稱為初凝時間。初凝時間不宜過早，以便在施工時有足夠的時間完成混凝土或砂漿的攪拌、運輸、澆筑和砌筑等操作。國家標準規(guī)定了硅酸鹽水泥的初凝時間不得早于45min。2.終凝時間（Finalsettingtime）自加水時起至水泥漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度所需的時間稱為終凝時間。水泥的終凝時間不宜過遲，以免拖延工期。國家標準規(guī)定了硅酸鹽水泥的終凝時間不得遲于6.5h。第20頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月凡初凝時間不符合規(guī)定者為廢品，終凝時間不符合規(guī)定者為不合格品。水泥凝結時間的測定要按國家標準規(guī)定的方法《水泥稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》（GB1346）進行。它是以標準稠度的水泥凈漿（水泥+水），在規(guī)定溫度和濕度下，用凝結時間測定儀來測定。3.標準稠度用水量標準稠度是為測定水泥的凝結時間、體積安定性等性能時，對水泥凈漿以標準方法拌制、測試并達到規(guī)定的可塑性程度時的稠度。標準稠度用水量：是指水泥凈漿達到規(guī)定稠度時所需的拌合水量，以水與水泥質(zhì)量之比的百分數(shù)表示。硅酸鹽水泥的標準稠度用水量，一般在24%~30%之間。水泥熟料礦物成分不同時，其標準稠度用水量亦有所差別，磨得越細的水泥，標準稠度用水量越大。第21頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）體積安定性（Soundness）1.水泥的體積安定性：是指水泥在凝結硬化過程中體積變化的均勻性。2.產(chǎn)生安定性的原因熟料礦物中含有過多的游離氧化鈣或游離氧化鎂，以及水泥粉磨時所摻石膏超量——水化反應——反應物體積膨脹而使水泥石開裂。CaO+H2O=Ca(OH)2MgO+H2O=Mg(OH)2水化鋁酸鈣+石膏水化硫鋁酸鈣體積安全性不合格的水泥應作廢品處理。國家標準規(guī)定，水泥中游離氧化鎂含量不得超過5.0%，三氧化硫含量不得超過3.5%。3.檢驗由游離氧化鈣引起的水泥安定性不良可以采用試餅法或雷氏法檢驗。（1）試餅法：將標準稠度的水泥凈漿做成試餅經(jīng)煮沸3h后，用肉眼觀察未發(fā)現(xiàn)裂紋，用直尺檢查沒有彎曲現(xiàn)象，則稱為安定性合格，反之為不合格。（2）雷氏法：測定水泥漿在雷氏夾中硬化沸煮后的膨脹值，當兩個試件沸煮后的膨脹值的平均值不大于5mm時，即判為該水泥安定性合格，反之為不合格。第22頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）強度（Strength）與標號1、水泥的強度是劃分水泥標號的依據(jù)。水泥強度應按國家標準《水泥膠沙強度試驗方法》（GB177）的規(guī)定制作試塊，養(yǎng)護并測定其抗壓和抗折強度值。具體方法為軟練膠砂法。2、軟練膠砂法：將水泥和標準砂（0.25~0.65mm）按1：2.5混合，加入規(guī)定數(shù)量的水（水灰比0.44），并按規(guī)定的方法制成40mm40mm160mm的試件，在標準溫度（202℃）的水中養(yǎng)護，分別測定其3d和28d的抗壓和抗折強度。3、標號：硅酸鹽水泥分為425、525、625、725四個標號。普通硅酸鹽水泥為325、425、525、625四個標號。水泥按3d強度又分為普通型和早強型兩種類型，其中有代號R者為早強型。各標號、各類型硅酸鹽和普通硅酸鹽水泥的各齡期強度不得低于書中表5—5所示數(shù)值。（如28d的抗壓強度值不低于42.5MPa，而低于52.5MPa者稱為425號）

第23頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（五）密度、堆積密度密度主要決定于其熟料礦物組成，一般為3.10~3.20g/cm3。受潮水泥的密度有所降低。在進行混凝土配合比計算時，通常采用3.10g/cm3。堆積密度，疏松堆積時約為1000~1100kg/m3

緊密堆積時可達1600kg/m3（1400~1700kg/m3）。在混凝土配合比計算中，通常采用1300kg/m3。（六）水化熱水化熱是指水泥和水之間產(chǎn)生化學反應放出的熱量。主要決定于水泥的礦物組成和細度。

C3A和C3S的含量愈高，顆粒細度愈細，則水化熱愈大。大體積混凝土，不宜采用硅酸鹽水泥，應采用中熱水泥和低熱礦渣水泥，以避免由于溫度應力引起水泥石的開裂。第24頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（七）堿及不溶物含量

不溶物的含量，在Ⅱ型水泥中不得超過0.75%；在Ⅰ型水泥中不得超過1.5%。

水泥中堿（Na2O、K2O）的含量按Na2O+0.65K2O計算。如混凝土中有活性骨料，要求供應低堿水泥，則水泥中堿含量不得大于0.6%。注意：凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時間、安定性中的任一項不符合標準規(guī)定，均為廢品。凡細度、終凝時間中的任一項不符合標準規(guī)定，或混合摻量超過最大限量，或強度低于商品標號規(guī)定的指標時，稱為不合格品。廢品水泥在工程中嚴禁使用。第25頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月六、水泥石的腐蝕與防止

水泥石的腐蝕：在某些環(huán)境條件（如受到某些侵蝕性液體或氣體的作用）下，引起水泥石的結構逐漸破壞，強度降低，以致全部潰裂的現(xiàn)象稱為水泥石的腐蝕。水泥石的抗腐蝕性能可用耐蝕系數(shù)表示。耐蝕系數(shù)：以同一齡期的分別浸在侵蝕性溶液中的水泥石試件強度與在淡水中養(yǎng)護的試件強度的比值來表示。耐腐蝕系數(shù)越大，水泥石的抗腐蝕性能也就越好。水泥石腐蝕的原因很多，作用也很復雜，主要有軟水腐蝕、鹽類腐蝕、酸類腐蝕、強堿腐蝕等。堿性物質(zhì)：Ca(OH)2、水化鋁酸鈣。第26頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）水泥石的幾種主要侵蝕作用水泥石腐蝕的基本原因是：水泥石中存在有易被腐蝕的氫氧化鈣和水化鋁酸鈣；水泥石本身不密實而使侵蝕性介質(zhì)易于進入其內(nèi)部；外界因素的影響，如腐蝕介質(zhì)的存在，環(huán)境溫度、濕度、介質(zhì)濃度的影響等。1.軟水腐蝕（溶出性侵蝕） 雨水、雪水、蒸餾水、工業(yè)冷凝水及含重碳酸鹽（HCO3-）甚少的河水與湖水等都屬于軟水。水泥與軟水接觸——水化產(chǎn)物氫氧化鈣被溶出——不斷溶解流失——孔隙增大，堿度下降——并促使硬化水泥石的其它產(chǎn)物分解——使水泥石結構遭受破壞。第27頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月①靜水中，Ca（OH）2至飽和使溶出停止，作用僅限于表面。②流水、壓力水中，

Ca（OH）2被帶走，侵蝕不斷深入內(nèi)部，使水泥石全部崩潰。③含重碳酸鹽的硬水中Ca（OH）2+Ca（HCO3）2CaCO3，積聚于水泥石空隙，形成密實保護層，阻止外界水入侵和內(nèi)部Ca（OH）2析出。2CaCO3+2H2O第28頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月2.鹽類腐蝕（1）硫酸鹽腐蝕（膨脹性化學腐蝕）當海水、沼澤水、工業(yè)污水等中含有堿性硫酸鹽（如Na2SO4、K2SO4等）時，其中的水泥石還會受到的侵蝕。Ca(OH)2+硫酸鹽CaSO4硫酸鈣亦能與水泥石中的固態(tài)水化鋁酸鈣作用，生成高硫型水化硫鋁酸鈣晶體（水泥桿菌）。4CaO·Al2O3·12H2O+3CaSO4+20H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H20+Ca(OH)2反應是在固相中進行的——高硫型水化硫鋁酸鈣結合著大量結晶水——其體積膨脹為原來的水化鋁酸鈣體積的2.5倍——水泥石產(chǎn)生很大的內(nèi)應力——水泥石開裂、強度降低和造成破壞。第29頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）鎂鹽腐蝕（溶解性化學腐蝕）

海水、地下水中常含有大量鎂鹽硫酸鎂(MgSO4)

氯化鎂(MgCl2)MgSO4十Ca(0H)2十2H20→CaSO4·2H20十Mg(0H)23CaO·Al203·6H20十3（CaSO4·2H20）十19H20→3CaO·Al203·3CaSO4·31H20

MgCl2十Ca(0H)2→CaCl2十Mg(0H)2反應的結果：

氫氧化鎂（Mg(0H)2）松軟而無膠凝能力鎂鹽二水硫酸鈣（CaSO4·2H20）又將引起硫酸鹽的破壞作用硫酸鹽氯化鈣（CaC12）易溶解于水均能使水泥石強度降低或破壞。尚未溶出的硫酸鈣可與水泥石中的鋁酸鹽反應，引起膨脹破壞。硫酸鎂對水泥石起著雙重腐蝕作用。侵蝕第30頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月3.酸類腐蝕（1）碳酸腐蝕在工業(yè)污水、地下水中常溶解有較多的二氧化碳二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣反應——生成碳酸鈣——繼續(xù)與含碳酸的水作用——變成易溶于水的碳酸氫鈣（Ca（HCO3）2），由于碳酸氫鈣的溶解使Ca（0H）2濃度降低，導致水泥石中其它產(chǎn)物的分解，而使水泥石結構破壞。開始：Ca（0H）2十C02十H20→CaC03十2H20然后：CaC03十C02十H20Ca（HCO3）2由碳酸鈣轉變?yōu)樘妓釟溻}的反應是可逆的，只有當水中所含的碳酸超過平衡濃度（溶液中的pH＜7）時，則上式反應向右進行，形成碳酸腐蝕。第31頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）一般酸的腐蝕（HCl、H2SO4）在工業(yè)廢水、地下水、沼澤水中常含無機酸和有機酸工業(yè)窯爐中的煙氣常含有二氧化硫，遇水后生成亞硫酸。各種酸類與水泥石中的氫氧化鈣作用——生成化合物——或者易溶于水，或者體積膨脹而導致水泥石破壞。對水泥石腐蝕作用最快的是無機酸中的鹽酸、氫氟酸、硝酸、硫酸和有機酸中的醋酸、蟻酸和乳酸等。例如，鹽酸和硫酸分別與水泥石中氫氧化鈣作用，其反應式如下：2HCl十Ca(OH)2→CaCl2十2H2O

氯化鈣易溶于水而導致化學腐蝕型破壞H2SO4十Ca(OH)2→CaSO4·2H2O

石膏對水泥石產(chǎn)生硫酸鹽膨脹型破壞。第32頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月4.強堿腐蝕

堿類溶液如濃度不大時一般是無害的，但鋁酸鹽含量較高的硅酸鹽水泥遇到強堿作用后也會破壞。（1）如NaOH可與水泥熟料中未水化的鋁酸鹽作用，生成易溶的鋁酸鈉，其反應式為：3CaO·Al2O3十6NaOH→3Na2O·Al2O3十3Ca(OH)2（2）當水泥石被氫氧化鈉溶液浸透后又在空氣中干燥，與空氣中的二氧化碳作用生成碳酸鈉

2NaOH＋CO2→Na2CO3＋H2O碳酸鈉在水泥石毛細孔中結晶沉淀，可使水泥石脹裂。第33頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）防止水泥石腐蝕的措施1.根據(jù)侵蝕環(huán)境特點，合理選用水泥品種。2.提高水泥石的密實度。3.表面加保護層。七、硅酸鹽水泥和普通水泥的特性與應用

（一）特性

1.凝結硬化快，強度高，尤其早期強度高。

2.抗凍性好。

3.水化熱大。

4.不耐腐蝕。

5.不耐高溫。第34頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）應用1.

適用于重要結構的高強混凝土及預應力混凝土工程；2.適用于早期強度要求高的工程及冬季施工的工程；3.適用于嚴寒地區(qū)，遭受反復凍融的工程及干濕交替的部位；4.不宜用于受流動的軟水和水壓作用工程，也不宜用于受海水和礦物水作用的工程；5.不宜用于大體積混凝土；6.不宜用于高溫的工程。

第35頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月

摻混合材料的硅酸鹽水泥一、混合材料（一）定義：磨細水泥時摻入的人工的或天然的礦物材料稱為混合材料。（二）作用：改善水泥的性能，增加品種，提高產(chǎn)量，節(jié)約熟料，降低成本，擴大水泥的使用范圍。（三）種類：按性質(zhì)不同分：活性混合材料（用量最大）非活性混合材料

1.活性混合材料：

加水拌和本身并不硬化，但與石灰、石膏或硅酸巖水泥一起，加水拌和后能發(fā)生化學反應，生成有一定膠凝性的物質(zhì)，且具有水硬性，這種混合材料稱為活性混合材料。其主要成分為SiO2、Al2O3等。

活性混合材料具有火山灰性或潛在水硬性（激發(fā)劑一般為

Ca（OH）2和石膏）。

第36頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月常用：?；郀t礦渣：CaO、SiO2和Al2O3，具有潛在水硬性火山灰混合材：SiO2和Al2O3

天然：火山灰、凝灰?guī)r、浮石等

人工：煤矸石渣、燒頁巖、燒粘土等粉煤灰等：SiO2和Al2O3，具有火山灰性2、非活性混合材料不具活性或活性甚低的人工或天然的礦物質(zhì)材料，經(jīng)磨細，摻入水泥中不起化學作用，僅起調(diào)節(jié)水泥性質(zhì)、降低水化熱、降低標號、提高產(chǎn)量等作用的混合材料，稱為非活性混合材料（又稱填充性混合材料）。主要有：磨細的石英砂、石灰石、粘土、慢冷礦渣、爐渣等不符合技術要求的活性混合材可作為非活性材料。第37頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）應用

在硅酸巖水泥熟料中摻入適量的混合材料可制成六大品種的水泥硅酸鹽水泥

普通硅酸鹽水泥

礦渣硅酸鹽水泥

火山灰硅酸鹽水泥

粉煤灰硅酸鹽水泥

復合水泥

二、普通硅酸鹽水泥（代號P·O）（Ordinaryportlandcement）1、定義：凡由硅酸鹽水泥熟料，再加入6%~15%混合材料及適量石膏，經(jīng)磨細制成的水硬性膠凝材料稱為普通硅酸鹽水泥。

硅酸鹽水泥熟料+6%~15%混合材+石膏普通水泥

活性材料的最大摻量不超過15%

非活性材料的最大摻量不超過10%磨細第38頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月2、特性

早強略低于硅酸鹽水泥

耐凍、耐磨低于硅酸鹽水泥其它特性與硅酸鹽水泥差不多

耐腐蝕略優(yōu)于硅酸鹽水泥

3、標號

普通水泥分32.5、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R七個標號。

三、礦渣硅酸鹽水泥(代號P·S)（Portlandblastfurnace-slagcement）1、定義：凡由硅酸鹽水泥熟料、?；郀t礦渣和適量石膏磨細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。?；郀t礦渣摻量20%~70%。2、特性（1）密度：2.8~3.1g/cm3

堆積密度：1000~1200kg/m3,較硅酸鹽略小，且顏色較淡。第39頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）凝結時間：初凝不得早于45min

，實際為2~5h;終凝不得遲于10h，實際為5~9h。

（3）早期強度低，后期強度增進率大。

（4）硬化時對濕熱敏感性強。

（5）水化熱低。

（6）具有較好的化學穩(wěn)定性，抗溶出性侵蝕及抗硫酸鹽侵蝕的能力較強。

（7）耐熱性較強。

（8）干縮性較大，保水性差，泌水性較大。

（9）抗凍性和耐磨性較差，且抗干濕交替循環(huán)等性能亦不如普通水泥。

（10）與鋼筋的粘結力較好，能防止鋼筋銹蝕。

3、應用（1）適用于地下或水中工程，以及經(jīng)常受較高水壓的工程。對于要求耐淡水侵蝕和耐硫酸鹽侵蝕的水工或海工建筑尤其適宜。（2）適用于大體積混凝土工程，但不適用于受凍融或干濕交替的建筑及耐磨工程。（3）最適用于蒸氣養(yǎng)護的預制構件。（4）適用于受熱（200℃以下）的混凝土工程。第40頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月四、火山灰硅酸鹽水泥（代號P·P）（Portlandpozzolanecement）1、定義：凡由硅酸鹽水泥熟料和灰質(zhì)混合材料、適量石膏磨細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?；鹕交屹|(zhì)混合摻量：20%~50%。

2、特點：（1）密度為2.8~3.1g/cm3,堆積密度為900~1000kg/m3。細度、凝結時間和體積安定性等技術要求同普通水泥。（2）抗凍性及耐磨性比礦渣水泥還要差。（3）干縮現(xiàn)象還要顯著。（4）泌水性較小，耐水性較高，抗?jié)B性能高，抗硫酸鹽性較好。其它特點同礦渣水泥。3、應用（1）最適宜用在地下或水中工程，尤其是需要抗?jié)B性、抗淡水及抗就算鹽侵蝕的工程中。但是火山灰水泥的抗凍性較差，不宜用于受凍部位。（2）不宜用于干燥地區(qū)或高溫車間。（3）適宜用蒸汽養(yǎng)護生產(chǎn)混泥土預制構件。（4）宜用于大體積砼工程。第41頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月五、粉煤灰硅酸鹽水泥（代號P·F）（Portlandfly-ashcement）1、定義：凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細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。粉煤灰摻量：20%~40%。2、特點：（1）干縮性較小，抗裂性好。（2）配制的砼和易性較好。六、復合硅酸鹽水泥（Compositeportlandcement）凡由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為復合硅酸鹽水泥（簡稱復合水泥）?；旌喜牧峡倱搅繎?gt;15%，但不能超過50%。第42頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月七、水泥的包裝標志及貯運

1.包裝標志（1）袋兩側應有水泥名稱、標號、代號。（2）硅酸鹽水泥和普通水泥采用紅色。（3）礦渣水泥包裝袋側面印字采用綠色印刷。（4）火山灰水泥和粉煤灰水泥包裝袋側面印字采用黑色印刷。2.貯存與運輸不同品種、不同標號，單獨、分別貯存，不得混雜，應按序堆放。環(huán)境：干燥、防潮、不曬，不直接放在地上。時間不宜太長。注意：1）不同的水泥品種絕對不能混用；

2）同一品種水泥不同標號不能混用。第43頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月

特性水泥

常用的有：白色（彩色）硅酸鹽水泥