土木工程材料課件-第3章-無機膠凝材料

第3章無機膠凝材料膠凝材料的定義和分類膠凝材料的定義

經(jīng)過一系列的物理和化學(xué)變化，能夠產(chǎn)生凝結(jié)硬化，將塊狀、粉狀、散粒狀材料膠結(jié)起來，形成為一個整體的材料。

膠凝材料的分類瀝青、聚合物等膠凝材料無機膠凝材料有機膠凝材料氣硬性膠凝材料水硬性膠凝材料石灰、石膏水玻璃等通稱為“水泥”無機膠凝材料氣硬性膠凝材料

加水拌合均勻后形成的漿體，只能在空氣中凝結(jié)硬化，而不能在水中硬化的膠凝材料。如石灰、石膏、水玻璃、鎂質(zhì)膠凝材料等。水硬性膠凝材料

加水拌合均勻后形成的漿體，不僅能在干燥空氣中凝結(jié)硬化，而且能更好地在水中凝結(jié)硬化，并且能保持或發(fā)展其強度。

3.1

石灰3.1.1石灰的生產(chǎn)及分類原材料

生產(chǎn)石灰的原材料包括天然石灰石和化工副產(chǎn)品。主要成分為CaCO3。生產(chǎn)工藝——煅燒

石灰生產(chǎn)過程，也就是石灰石煅燒過程。根據(jù)煅燒程度可為欠火石灰、正火石灰、過火石灰。CaCO3==CaO+CO2↑

MgCO3==MgO+CO2↑900℃700℃生石灰的主要成分石灰生產(chǎn)流程煅燒出來的生石灰塊優(yōu)質(zhì)生石灰粉傳統(tǒng)的石灰窯十九世紀(jì)法國畫家吉里奧筆下的石灰窯石灰窯垮塌現(xiàn)代化的石灰窯生產(chǎn)線石灰料倉3.1.2石灰的熟化硬化（1）生石灰的熟化熟化的過程生石灰+水→熟石灰

MgO+H2O==Mg（OH）2

CaO+H2O==Ca（OH）2+64.9kj

熟化的效果陳伏的目的反應(yīng)特征熟化設(shè)備

淋灰機淋灰池表層熟化過程的特點放熱量大、快（1h放熱量是混凝土1d放熱量的9倍多），體積膨脹1.5～3.5倍。

熟化過程的注意事項

1、熟石灰在使用前必須陳伏15d以上——防止過火石灰的危害；2、在化灰池表面保留一層水——防止石灰碳化。

3、熟化消解過程中應(yīng)分層進行，注意安全。（2）石灰的硬化

Ca（OH）2從飽和溶液中析出，晶體互相交叉連生，從而提高強度?！诉^程稱為石灰的“結(jié)晶”過程，會發(fā)生體積收縮現(xiàn)象

Ca（OH）2空氣中的CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成CaCO3使石灰的強度逐漸提高——此過程稱為石灰的“碳化”過程

干燥結(jié)晶硬化：

水分蒸發(fā)，氫氧化鈣過飽和析晶

——結(jié)晶強度兩種強度碳化：Ca(OH)2＋CO2＋H2O

CaCO3

——碳化強度水分蒸發(fā)，產(chǎn)生毛細管壓力，壓密石灰粒子

——附加強度石灰漿體硬化過程中形成的收縮裂縫（3）石灰的品種按石灰中的氧化鎂含量的高低分按成品的加工方法分

塊狀生石灰、磨細生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳等。生石灰鈣質(zhì)石灰鎂質(zhì)石灰MgO≤5%MgO＞5%3.1.3石灰的技術(shù)性質(zhì)石灰的質(zhì)量等級

建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaO＋MgO的含量，可分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。具體指標(biāo)見P55表3-1、P56表3-2、表3-3。石灰的特性1.可塑性好；2.生石灰吸濕性強，保水性好；3.凝結(jié)硬化慢、強度低；4.硬化后體積收縮大，易開裂；5.耐水性差。3.1.4石灰的應(yīng)用配制石灰砂漿和石灰乳；配制三合土和灰土；石灰＋粘土石灰土(灰土)：

用于道路的底基層、基層

拌和

按比例5%～12%

石灰＋粘土＋砂（爐渣/石膏）三合土：

應(yīng)用歷史悠久，主要用于建筑物的地基、基礎(chǔ)，也用于道路的基層、墊層制作碳化石灰板；生產(chǎn)硅酸鹽制品；生產(chǎn)無熟料水泥。3.1.4石灰的應(yīng)用碳化石灰板石

灰

巖

板3.1.5

石灰的儲存生石灰儲存時間不宜過長，一般不超過一個月。做到

“隨到隨化”。不得與易燃、易爆等危險液體物品混合存放和混合運輸。熟石灰在使用前必須陳伏15d以上，以防止過火石灰對建筑物產(chǎn)生的危害。3.2

石膏3.2.1石膏的種類及生產(chǎn)石膏膠凝材料的生產(chǎn)通常是把二水石膏在一定的溫度和壓力下，經(jīng)過煅燒、脫水，再經(jīng)磨細而成。在不同的煅燒溫度下，得到的產(chǎn)品是不同的。具體過程如下所示：二水石膏CaSO4·2H2OCaSO4·0.5H2OCaSO4·0.5H2OCaSO4ⅢCaSO4ⅡCaSO4Ⅰ107～170℃加熱、脫水125℃0.13MPa蒸壓鍋170～360℃加熱、脫水400～750℃800℃β型建筑石膏α型高強石膏可溶性石膏不溶性石膏高溫煅燒石膏在常溫下不存在在建筑工程中常用建筑石膏；高強石膏用于生產(chǎn)建筑石膏制品。3.2.2建筑石膏的凝結(jié)硬化建筑石膏加水后，與水發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下：

CaSO4·0.5H2O+1.5H2O=CaSO4·2H2O建筑石膏的凝結(jié)硬化過程可以表示如下：

特點：反應(yīng)速度極快,全過程約7～12min。硬化建筑石膏+水漿體凝結(jié)

建筑石膏凝結(jié)過程，是一個溶解、反應(yīng)、沉

淀、結(jié)晶的過程；溶液中的自由水摩擦力粘結(jié)力生成二水石膏吸附水水分蒸發(fā)漿體變稠失去可塑性

硬化過程則是二水石膏晶體之間，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過程。晶體之間互相交叉連生，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；隨著反應(yīng)的繼續(xù)進行，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)逐漸密實，從而使石膏晶體逐漸硬化。3.2.3建筑石膏的等級與技術(shù)性質(zhì)（1）建筑石膏的質(zhì)量等級

建筑石膏按其細度、強度、凝結(jié)時間等指標(biāo)，劃分為優(yōu)等品、一等品、合格品三個等級。具體指標(biāo)見P61表3-4：（2）建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)表觀密度小，早期強度發(fā)展快，后期強度較低；凝結(jié)硬化快；孔隙率大，熱導(dǎo)率??；凝結(jié)時體積產(chǎn)生微膨脹；吸濕性強，耐水性差，只能在干燥環(huán)境中使用；具有較好的防火性能。3.2.4建筑石膏的應(yīng)用室內(nèi)抹灰與粉刷石膏表面堅硬、光滑細膩、不起灰，便于再裝飾生產(chǎn)建筑石膏制品——石膏板及裝飾件石膏板質(zhì)輕、保溫隔熱、吸聲防火、尺寸穩(wěn)定，便于施工生產(chǎn)水泥時作為緩凝劑加入水泥中石膏粉輕質(zhì)石膏隔墻安裝應(yīng)用石膏模型石

膏

吸

音

板石膏天花處理效果石膏網(wǎng)格布3.3

水玻璃一、水玻璃的硬化和性質(zhì)水玻璃又稱泡花堿，是由堿金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成。是一種能夠溶解于水的硅酸鹽材料。水玻璃的硬化

液體水玻璃吸收空氣中的二氧化碳，形成無定型硅酸凝膠，并逐漸干燥硬化，具體反應(yīng)式如下。為了加速水玻璃的硬化，可加熱或摻入12%~15%的促硬劑氟硅酸鈉。

Na2O?nSiO2+CO2+mH2O＝Na2CO3+SiO2?mH20二、水玻璃的應(yīng)用涂刷或浸漬材料；加固地基；修補裂縫、堵漏；配制耐酸砂漿和耐酸混凝土；配制耐熱砂漿和耐熱混凝土。水玻璃塊狀成品小結(jié)

氣硬性膠凝材料的定義和分類：石灰、石膏、鎂質(zhì)膠凝材料、水玻璃都是氣硬性膠凝材，在現(xiàn)代建筑中是很常見的建筑材料。(1)石灰品種很多，各種石灰產(chǎn)品都統(tǒng)稱石灰。石灰的強度很低，主要來源于Ca(OH)2的結(jié)晶和碳化。利用石灰的特性可將其用于拌制砂漿、配制灰土三合土、制作石灰碳化板和硅酸鹽制品等。(2)石膏的品種很多，不同品種的石膏，其生產(chǎn)條件不同，且性能及應(yīng)用各異。建筑石膏是建筑工程中應(yīng)用最多的一種石膏產(chǎn)品，建筑石膏凝結(jié)硬化速度很快，其技術(shù)性質(zhì)要求主要表現(xiàn)在強度、細度、凝結(jié)時間三方面，利用它的特性可用于建筑室內(nèi)抹灰及粉刷、并大量用于制作石膏制品。(3)簡單了解水玻璃的特點與用途。3.4

水泥

水泥是重要的建筑材料之一，是水硬性膠凝材料的典型代表。廣泛應(yīng)用于建筑工程、道路、橋梁、水利、國防工程等。水泥作為膠凝材料可以用來制作混凝土、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，也可用來配制各類砂漿用于建筑物的砌筑、抹面、裝飾等，被稱為建筑工業(yè)的“糧食”。目前我國的水泥產(chǎn)量高居世界各國之首。1.最早的水泥

水泥是水硬性膠凝材料的代表。最早使用水硬性膠凝材料制備混凝土的是中國人。在甘肅省秦安縣的大地灣（黃河支流渭水之畔，西安以西約600公里處），1980～1983年間，先后發(fā)掘出兩個大型的新石器時代住宅遺址。經(jīng)考察研究發(fā)現(xiàn)，該遺址的地坪是用礓石——一種富含碳酸鈣的粘土為原料煅燒而成，再與其它材料混合而成的。這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最早的混凝土材料，距今已有五千年歷史。

2.

十八世紀(jì)～十九世紀(jì)——羅馬水泥

中世紀(jì)，羅馬人用石灰和煅燒的粘土混合，配制獲得水硬性石灰和羅馬水泥，“龐貝”城遺址系用此材料建成。

3.十九世紀(jì)初——波特蘭水泥1824年，英國泥瓦工約瑟夫·阿斯普丁申報了波特蘭水泥專利：把粘土和焙燒過的石灰石混合，經(jīng)煅燒后磨細成，這種細粉與水拌合具有水硬膠凝性。由于它硬化后外觀象波特蘭（英國一個港口城市）的石頭，故起名為波特蘭水泥（PortlandConcrete）即我國稱謂的硅酸鹽水泥。第一次大規(guī)模使用波特蘭水泥是1825～1843年間修建的泰晤士河隧道。后來，1824年即被視作現(xiàn)代水泥的問世時間。“十五”以來歷年我國水泥散裝水泥發(fā)展示意160000140000120000100000800006000040000200000

2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年

水泥產(chǎn)量（萬噸）散裝水泥供應(yīng)量（萬噸）單位：萬噸水泥的特點和適用范圍水泥的特點

水泥是一種典型的水硬性膠凝材料，加水后拌合均勻形成的漿體，不僅能夠在干燥環(huán)境中凝結(jié)硬化，而且能更好地

在水中硬化，保持或發(fā)展其強度，形成具有堆聚結(jié)構(gòu)的人造石材。

1.制品強度高，堅固耐用；2.制品耐震、耐火、耐潮濕；3.凝結(jié)前可流動，凝結(jié)硬化速度快，凝結(jié)時間可調(diào)；4.來源廣，成本低；5.使用簡單，維護方便。水泥適用范圍

不僅適合用于干燥環(huán)境中的工程部位，而且也適合用于潮濕環(huán)境及水中的工程部位。3.4.1水泥的分類按性能和用途分水泥通用水泥專用水泥特性水泥硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥石灰石硅酸鹽水泥如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大壩水泥等如白色硅酸鹽水泥、快凝快硬硅酸鹽水泥等按主要水硬性物質(zhì)分水泥種類主要水硬性物質(zhì)主要品種硅酸鹽水泥硅酸鈣絕大多數(shù)通用水泥、專用水泥和特性水泥鋁酸鹽水泥鋁酸鈣高鋁水泥、自應(yīng)力鋁酸鹽水泥、快硬高強鋁酸鹽水泥等。硫鋁酸鹽水泥無水硫鋁酸鈣硅酸二鈣有自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥、低堿度硫鋁酸鹽水泥、快硬硫鋁酸鹽水泥等鐵鋁酸鹽水泥鐵相、無水硫鋁酸鈣、硅酸二鈣有自應(yīng)力鐵鋁酸鹽水泥、膨脹鐵鋁酸鹽水泥、快硬鐵鋁酸鹽水泥等氟鋁酸鹽水泥氟鋁酸鈣、硅酸二鈣氟鋁酸鹽水泥等以火山灰或潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水泥活性二氧化硅活性氧化鋁石灰火山灰水泥、石膏礦渣水泥、低熱鋼渣礦渣水泥等3.4.2硅酸鹽水泥的原材料和生產(chǎn)工藝（1）生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的原材料

石灰質(zhì)原料

天然石灰石。也可采用與天然石灰石化學(xué)成分相似的材料如白堊、石灰質(zhì)凝灰?guī)r等?！狢aCO3

粘土質(zhì)原料

主要為粘土，其主要化學(xué)成分SiO2，其次為Al2O3和少量Fe2O3。

鐵礦粉

采用赤鐵礦，化學(xué)成分為Fe2O3。

石膏

主要為天然石膏礦、無水硫酸鈣等。

混合材料

包括活性混合材料（?；郀t礦渣、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料等）和非活性混合材料（石灰石粉、磨細石英砂等）。

混合材料作為主要的摻加料與水泥熟料共同組成了各種性能的水泥，豐富了水泥的品種系列，擴大了水泥的應(yīng)用范圍。3.4.2硅酸鹽水泥的原材料和生產(chǎn)工藝（2）生產(chǎn)工藝——“兩磨一燒”

生產(chǎn)水泥的方法主要有干法立窯生產(chǎn)和濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)兩種，工藝流程如下：石灰石粘

土鐵礦粉生料石

膏硅酸鹽水泥混合材料熟料磨細1350℃～1450℃煅燒磨細傳統(tǒng)的機械化立窯生產(chǎn)線人工破碎粉煤灰海螺水泥廠夜景球磨機——粉磨車間

硅酸鹽水泥是由硅酸鹽水泥熟料，0~5%的混合材料、適量石膏共同磨細而成的水硬性膠凝材料。按照混合材料的摻入情況，硅酸鹽水泥可分為：Ⅰ型硅酸鹽水泥（不摻混合材料），代號P·ⅠⅡ型硅酸鹽水泥（摻不超過5%混合材料）,代號P·Ⅱ3.4.3熟料的礦物組成及其特性水泥熟料礦物硅酸二鈣鐵鋁酸四鈣游離氧化鈣和氧化鎂鋁酸三鈣硅酸三鈣堿類及雜質(zhì)2CaO?SiO2，C2S4CaO?Al2O3?Fe2O3，C4AFf－CaO和f－MgO3CaO?Al2O3，C3A3CaO?SiO2，C3S化學(xué)式及簡寫（1）硅酸鹽水泥熟料的礦物組成（2）水泥熟料礦物的主要特性礦物名稱硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣含量范圍（質(zhì)量％）37～6715～307～1510～18水化反應(yīng)速度快慢最快快強度高早期低，后期高低低（含量多時對抗折強度有利）水化熱較高低最高中水泥熟料礦物微晶結(jié)構(gòu)水化中水化后3.5硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化

3.5.1凝結(jié)硬化的概念凝結(jié)：水泥加水拌合而成的漿體，經(jīng)過一系列物理化學(xué)變化，漿體逐漸變稠失去可塑性而成為水泥石的過程；硬化：水泥石強度逐漸發(fā)展的過程稱為硬化。3.5.2水泥凝結(jié)硬化特征

水泥的凝結(jié)過程和硬化過程是連續(xù)進行的。凝結(jié)過程較短暫，一般幾個小時即可完成；硬化過程是一個長期的過程，在一定溫度和濕度下可持續(xù)幾十年。3.5.3熟料礦物的水化反應(yīng)硅酸三鈣3(3CaO·SiO2)＋nH2O=xCaO·2SiO2·yH2O＋(3-x)Ca(OH)2硅酸二鈣2(2CaO·SiO2)＋nH2O=xCaO·2SiO2·yH2O＋(3-x)Ca(OH)2

鋁酸三鈣3CaO·Al2O3＋H2O=3CaO·Al2O3·6H2O3CaO·Al2O3·6H2O＋3(CaSO4·2H2O)＋19H2O=3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3＋7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O＋CaO·Fe2O3·H2O主要成分90%以上79水泥硬化研究理論

水化過程在不同的情況下會有不同的水化機理；不同的礦物在不同的階段，水化機理也會不完全相同。3.5.4熟料礦物的水化反應(yīng)過程水化初期

熟料礦物與水反應(yīng)的速度較快，使水化產(chǎn)物不斷地從液相中析出并聚集在水泥顆粒表面，形成以水化硅酸鈣凝膠為主體的凝膠薄膜，大約在1h左右即在凝膠薄膜外側(cè)及液相中形成粗短的針狀鈣礬石晶體。

水化初期鈣礬石顯微電鏡照片水化中期

以水化硅酸鈣(C－S－H)和氫氧化鈣的快速形成為特征。水泥水化3d電鏡圖水化后期

由于新生成的水化產(chǎn)物的壓力，水泥顆粒薄膜的凝膠薄膜破裂，使水進入未水化水泥顆粒的表面，水化反應(yīng)繼續(xù)進行。水化產(chǎn)物之間互相交叉連生，不斷密實，固體之間的空隙不斷減小，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不斷加強，結(jié)構(gòu)逐漸緊密。

水泥水化28d電鏡圖主要水化產(chǎn)物特性1.水化速率——快C3A>C3S>C4AF>C2S2.水化熱——大C3A>C3S>C4AF>C2S3.早期強度——高C3S>C3A>C4AF>C2S4.后期強度C3S>C2S>C4AF>C3A不同熟料礦物成分對強度的貢獻3.5.5通用硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì)1、密度、堆積密度和各成分含量（表中百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）技術(shù)性質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)密度，kg/m33100～3200堆積密度，kg/m31300～1600不溶物Ⅰ型：不溶物不得超過0.75％；Ⅱ型：不溶物不得超過1.50％燒失量Ⅰ型：燒失量不得大于3.0％；Ⅱ型：燒失量不得大于3.5％氧化鎂水泥中氧化鎂含量不宜超過5.0％。如果水泥經(jīng)壓蒸法檢驗安定性合格，則水泥中氧化鎂含量可放寬至6.0％三氧化硫3.5％堿含量水泥中堿含量按Na2O＋0.658K2O計算值來表示。若使用活性集料，用戶要求提供低堿水泥時，水泥中堿含量不得大于0.60％或由供需雙方商定2、細度細度是指水泥顆粒的粗細程度。水泥顆粒的粗細，直接影響其水化反應(yīng)速度、活性和強度。國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，水泥的細度用篩析法和比表面積法來測定。硅酸鹽水泥的細度為其比表面積大于300m2/kg，篩析指標(biāo)為80μm方孔篩篩余量不大于10%或45μm方孔篩篩余量不大于30%3、凝結(jié)時間凝結(jié)時間

分為初凝時間和終凝時間。初凝時間是從加水至水泥漿開始失去可塑性的時間；終凝時間是從加水至水泥漿完全失去可塑性的時間。水泥初凝時間不宜過早，終凝時間不宜過遲。

國家標(biāo)準(zhǔn)GB175－2007規(guī)定：硅酸鹽水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于390min。4、體積安定性體積安定性是指水泥漿體硬化后體積變化的穩(wěn)定性。水泥在硬化過程中體積變化不穩(wěn)定，即為體積安定性不良。國家標(biāo)準(zhǔn)GB175－2007規(guī)定，硅酸鹽水泥的安定性用沸煮法檢驗必須合格。體積安定性不良的水泥嚴(yán)禁用于工程中。體積安定性不良體積安定性的測定雷氏夾法體積安定性測定儀

水泥安定性不良的原因：熟料中含有過量的游離氧化鈣（f－CaO），或含有過量的游離氧化鎂（f－MgO）；生產(chǎn)水泥時摻入的石膏過量,導(dǎo)致SO3含量超標(biāo)。

國標(biāo)規(guī)定的水泥安定性檢測方法為沸煮法和壓蒸法。5、強度及強度等級（1）膠砂強度

國家標(biāo)準(zhǔn)《規(guī)定，水泥和標(biāo)準(zhǔn)砂按1:3.0的質(zhì)量比混合，加入規(guī)定量的水（水灰比為0.50），經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)試驗方法攪拌成型。制成40mm×40mm×160mm的標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件（1d溫度為20±1℃，相對濕度90％以上的空氣中帶模養(yǎng)護；1d以后拆模，放入20±1℃的水中養(yǎng)護）下養(yǎng)護。根據(jù)水泥品種不同，分別測定3d、28d的抗折強度和抗壓強度，即為水泥的膠砂強度。

（2）強度等級見P69表3-86、水化熱

水泥的水化熱是指在水化過程中的放熱量，單位為kJ/kg。

水化熱的高低與熟料礦物的相對含量有關(guān)。鋁酸三鈣、硅酸三鈣的水化熱高，而鐵鋁酸四鈣、硅酸二鈣的水化熱低，因此要降低水化熱，可適當(dāng)減少鋁酸三鈣和硅酸三鈣的含量。

水化熱主要對大體積混凝土工程有影響。對于大體積混凝土工程，應(yīng)選擇水化熱較低的水泥，或者采取特殊措施降低水化熱的危害。3.5.6水泥石的腐蝕及防止水泥石腐蝕的方式（1）軟水侵蝕（溶出性侵蝕）（2）酸的腐蝕（溶解性化學(xué)腐蝕）a、一般酸的腐蝕b、碳酸水的腐蝕（3）硫酸鹽腐蝕（膨脹性化學(xué)腐蝕）（4）強堿腐蝕比較常見的水泥石生物腐蝕防止水泥石腐蝕的措施（1）根據(jù)工程的環(huán)境特點，合理選擇水泥品種。（2）提高混凝土的密實度。（3）在水泥石結(jié)構(gòu)的表面設(shè)置保護層。乙烯基樹脂重防腐水泥地板3.5.7通用硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用凝結(jié)硬化快，早期及后期強度均高，適用于有早強要求的工程抗凍性好，適合水工混凝土和抗凍性要求高的工程。耐腐蝕性差，因水化后氫氧化鈣和水化鋁酸鈣的含量較多。水化熱高，不宜用于大體積混凝土工程。但有利于低溫季節(jié)蓄熱法施工?？固蓟院?。因水化后氫氧化鈣含量較多，故水泥石的堿度不易降低，對鋼筋的保護作用強。適用于空氣中二氧化碳濃度高的環(huán)境。耐熱性差。因水化后氫氧化鈣含量高。不適用于承受高溫作用的混凝土工程。耐磨性好，適用于高速公路、道路和地面工程。3.6摻混合材料的通用硅酸鹽水泥混合材料及其分類混合材料

水泥生產(chǎn)過程中為了改善水泥性能、提高水泥的產(chǎn)量，在生產(chǎn)時摻入的天然或人工礦物質(zhì)材料。

根據(jù)摻入后在水泥應(yīng)用過程中所發(fā)揮作用的不同，混合材料又分為和兩類?；钚曰旌喜牧戏腔钚曰旌喜牧霞尤牖旌喜牧蠈λ嘈阅艿挠绊懺缙趶姸冉档?，后期強度升高水化熱降低耐酸性、耐蝕性提高堿度降低

活性混合材料

具有潛在水硬性或火山灰特性，或者兼具有潛在水硬性和火山灰特性的混合材料。如?；郀t礦渣；粉煤灰；火山灰質(zhì)混合材料等。非活性混合材料

不具有潛在水硬性或質(zhì)量活性指標(biāo)不能達到規(guī)定要求的混合材料。如磨細石灰石粉、磨細石英砂窯灰等。煉鋼高爐礦渣3.6.1普通硅酸鹽水泥（代號P·O）1、定義

硅酸鹽水泥熟料＋6～15％的混合材料＋適量石膏2、技術(shù)性質(zhì)要求（與硅酸鹽水泥相比）相同點

MgO含量、SO3含量、初凝時間、安定性的技術(shù)要求相同。不同點

細度：80μm方孔篩篩余量不超過10.0%；終凝時間：不遲于10h；燒失量：不得大于5.0%；

3、強度等級

普通硅酸鹽水泥強度等級見P69表3-8

4、主要特性（1）早期強度略低，后期強度高。（2）水化熱略低。（3）抗?jié)B性好，抗凍性好，抗碳化能力強。（4）抗侵蝕、抗腐蝕能力稍好。（5）耐磨性較好；耐熱性能較好。

5、應(yīng)用普通硅酸鹽水泥的應(yīng)用范圍和硅酸鹽水泥相同。3.6.2礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥1、定義熟料＋適量石膏＋20%～70%?；郀t礦渣20%～40%粉煤灰20%～50%火山灰質(zhì)混合材料礦渣水泥（P·S）粉煤灰水泥（P·F）火山灰水泥（P·P）磨細磨細磨細

2、技術(shù)性質(zhì)要求（與普通水泥相比）相同點

MgO含量、細度、凝結(jié)時間、安定性的技術(shù)要求相同。不同點

三氧化硫含量：礦渣水泥不超過4.0％；火山灰質(zhì)水泥、粉煤灰水泥不得超過3.5％。

強度等級：強度等級劃分為32.5，32.5R，42.5，42.5R，52.5，52.5R共六個等級。各齡期的強度要求見下表3-8。

密度：水泥的密度為2800～3000kg/m3。3、主要特性（與硅酸鹽水泥、普通水泥相比）三種水泥的共同特性凝結(jié)硬化較慢，早強強度較低，后期強度增長快；水化熱較低，放熱速度慢；抗硫酸鹽腐蝕和抗水性較好；蒸汽養(yǎng)護適應(yīng)性好；抗凍性、耐磨性及抗碳化性能較差。三種水泥各自特性

礦渣水泥的抗?jié)B性較差，但耐熱性好，可用于溫度不高于200℃的混凝土工程中?；鹕交宜嗟目?jié)B性好，但干縮較大，不適用于長期處于干燥環(huán)境中的混凝土工程。

粉煤灰水泥干縮小，抗裂性好。

3、主要特性（與硅酸鹽水泥、普通水泥相比）3.6.3復(fù)合硅酸鹽水泥和石灰石硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥（P·C）

與硅酸鹽水泥相比，由于摻入了兩種或兩種以上的混合材料，復(fù)合水泥的水化熱較低；早期強度較高，其強度要求與普通水泥的強度要求相同。石灰石硅酸鹽水泥（P·L）

凡由硅酸鹽水泥熟料和石灰石、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料稱為石灰石硅酸鹽水泥。石灰石硅酸鹽水泥的技術(shù)要求應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定名稱硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥復(fù)合水泥代號P.Ⅰ、P.ⅡP．OP．SP．PP．FP．C特

性早期強度高、水化熱高、耐凍性好、耐熱性差、耐腐蝕性差、耐磨性好早期強度高、水化熱較高、抗凍性較好、耐熱性較差、腐蝕性較差、干縮較小、耐磨性較好早期強度低、后期強度增長較快，水化熱低、耐熱性好、耐腐蝕性好、干縮大，抗凍抗?jié)B性差、抗碳化能力差其他性能同礦渣水泥，只是干縮更大，抗?jié)B性好，但耐熱性差其他性能同礦渣水泥，但干縮較小，抗裂性好，不耐熱，耐磨差早期強度較高，其他性能和礦渣水泥相同名稱硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥復(fù)合水泥代號P.Ⅰ、P.ⅡP．OP．SP．PP．FP．C應(yīng)用范圍1早期強度有要求的工程；2受凍融循環(huán)的混凝土工程；3地上、地面及水下的混凝土工程；4鋼筋混凝土工程，高強混凝土工程；5預(yù)應(yīng)力混凝土工程；6有耐磨要求的混凝土與硅酸鹽水泥的應(yīng)用基本相同耐腐蝕較高的混凝土工程；大體積混凝土工程；耐熱要求的混凝土工程；蒸養(yǎng)預(yù)制構(gòu)件，地上、地面及水中混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有抗?jié)B要求的混凝土工程；地下及水中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)；蒸汽養(yǎng)護的混凝土構(gòu)件；耐腐蝕要求較高的工程；養(yǎng)護較好的混凝土工程可用于大體積混凝土工程；蒸汽養(yǎng)護的混凝土制品；抗裂性要求較高的構(gòu)件；耐腐蝕性要求較高的工程