14水泥的選擇57課件講解

1-4水泥的選擇水泥：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(jié)成具有一定強度的整體。（水泥是水硬性膠凝材料。）水泥

硅酸鹽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(xì)而成。我是建筑業(yè)的糧食！硅酸鹽水泥（0~5%）普通水泥（6%~15%）礦渣水泥（20～70%）火山灰水泥（20～50%）粉煤灰水泥（20～40%）復(fù)合水泥（15～50%）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。硅酸鹽水泥系列通用水泥下述百分含量為混合材料的摻量硅酸鹽系列水泥的分類彩色水泥彩色水泥彩色水泥普通水泥1-4-1硅酸鹽水泥1.定義：凡由硅酸鹽水泥熟料、0~5%石灰石或粒化高爐礦渣、適量的石膏磨細(xì)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。一、硅酸鹽水泥的定義、類型及代號硅酸鹽水泥分42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R

六個強度等級（R代表早強型水泥）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SiO2、Al2O3及Fe2O3。采用粘土、黃土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等。主要原料二、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)（3）校正原料（輔助原料）：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。兩磨一燒：制備生料（一磨）

煅燒熟料（一燒）粉磨水泥（二磨）2.生產(chǎn)過程石灰石粘土按比例混合—生料進窯————熟料輔助原料

煅燒磨細(xì)磨細(xì)石膏1450℃水泥成品3.生料

CaO：62%~67%SiO2:20%~24%Al2O3:4%~7%Fe2O3：2.5%~6.0%

生料在窯內(nèi)經(jīng)歷：干燥——預(yù)熱——分解——燒成——冷卻

φ3.5×10m中卸烘干磨（生料粉磨）生料粉磨工藝

熟料煅燒工藝

五級旋風(fēng)預(yù)熱器CDC窯外分解系統(tǒng)電收塵器φ3.3×50m旋轉(zhuǎn)窯篦式冷卻機水泥粉磨及包裝

φ3.8×13m水泥磨水泥皮帶輸送機八嘴回轉(zhuǎn)式微機包裝機水泥庫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

硅酸鹽礦物鋁酸三鈣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

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(xué)組成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(yīng)，影響混凝土的質(zhì)量。3.石膏輔助作用—主要是緩凝作用，含量：2~5%。四、硅酸鹽水泥的水化與凝結(jié)硬化（一）硅酸鹽水泥的水化水泥+水拌合可塑性具（水泥石）水化的水泥漿凝結(jié)硬化流動性水泥和水拌合——表面的熟料礦物立刻與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)——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(yīng)式如下：2(3CaO·SiO2)+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2

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

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

鋁酸三鈣水化鋁酸三鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O

鐵鋁酸四鈣水化鐵酸一鈣3CaO·Al2O3·6H2O+CaSO4——3CaO·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）氫氧化鈣

20%（晶體）水化鋁酸鈣（晶體）水化鐵酸鈣水化硫鋁酸鈣晶體（也稱鈣礬石）7%是水泥石形成強度的最主要化合物水化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，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(jié)、硬化的初期放出。（二）硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程分為：早、中、晚三個時期1.水化早期，初始反應(yīng)期（凝膠膜的生成期）（誘導(dǎo)期）

20℃，3h3.水化后期，硬化更長時間水化反應(yīng)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(jié)

20~30h，30%的水泥已經(jīng)水化——包裹膜——增厚凝結(jié)：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。水泥石的結(jié)構(gòu)A-未水化水泥顆粒；B-膠體粒子（C-S-H等）；C-晶體粒子（Ca(OH)2等）;D-毛細(xì)孔（毛細(xì)孔水）；E-凝膠孔水泥石的組成：凝膠體（水化硅酸鈣凝膠和氫氧化鈣等晶體）未水化的水泥顆粒內(nèi)核毛細(xì)孔及凝膠孔它們在不同時期相對數(shù)量的變化，使水泥石的性質(zhì)隨之而改變。水泥石的工程性質(zhì)(強度和耐久性)決定于水泥石的結(jié)構(gòu)組成，即水化物的類型水化物的相對含量（可用水化程度表示）孔的大小、形狀和分布水膠比——即拌和時用水量與水泥用量之比表示

（三）影響硅酸鹽水泥凝結(jié)硬化的主要因素1.熟料礦物組成的影響

性能指標(biāo)熟料礦物C3SC2SC3AC4AF水化速率中慢快中凝結(jié)硬化速率中慢快中28d水化熱中低高中強度早期良差良良后期良優(yōu)中中耐化學(xué)腐蝕性中良差優(yōu)干縮性中小大小水化熱大小比較高鈣硅酸鹽和鋁酸鹽與水反應(yīng)，同時放出熱量，其每克的熱量為：Ｃ3ＳＣ2ＳＣ3ＡＣ4ＡＦ

120

60

320

100說明:放熱出現(xiàn)裂縫（內(nèi)外溫差高達(dá)50℃）應(yīng)用:水化熱大，適于斷面尺寸小的預(yù)應(yīng)力砼。（冬季施工）應(yīng)用：

大壩水泥：大體積工程——水化熱小應(yīng)選低熱水泥——Ｃ2S含量多。冬季預(yù)應(yīng)砼施工：水化熱大（C3S、Ｃ3Ａ）道路水泥（抗折性好）：Ｃ3Ａ、Ｃ4ＡＦ2.水泥細(xì)度的影響

3.水膠比的影響

4.養(yǎng)護濕度和溫度的影響

5.養(yǎng)護齡期的影響6.水泥受潮與久存的影響

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%水泥儲存期一般不超過三個月五、硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)（一）細(xì)度（Fineness）

細(xì)度是指水泥顆粒的粗細(xì)程度。影響水泥性能的重要指標(biāo)——鑒定水泥品質(zhì)的主要項目之一。水泥細(xì)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(xì)度用篩余量表示，其篩余量不得超過10.0%。水泥細(xì)度試驗.wmv（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(xì)度用比表面積表示，應(yīng)大于300m2/kg。

凡水泥細(xì)度不符合規(guī)定者為不合格品。

（二）凝結(jié)時間（Settingtime）凝結(jié)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）水泥凝結(jié)時間試驗.wmv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。國家標(biāo)準(zhǔn)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。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了硅酸鹽水泥的終凝時間不得遲于6.5h。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。3.標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量：是指水泥凈漿達(dá)到規(guī)定稠度時所需的拌合水量，以占水泥重量的百分率表示。硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)稠度用水量亦有所差別，磨得越細(xì)的水泥，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量越大。硅酸鹽水泥：初凝：不得早于45min；終凝：不得遲于390min.普通水泥：初凝：不得早于45min；終凝：不得遲于10h。測定條件：初凝時間：加水起至試針距底板為4±1.0mm.終凝時間：——沉入水泥凈漿不超過0.5mm。定義：水泥凈漿在硬化過程中體積變化的均勻性。

不安定現(xiàn)象：裂紋、翹曲。

原因：熟料中活性CaO、MgO，過量石膏檢測方法：沸煮法測：沸煮法合格

4）安定性：國家標(biāo)準(zhǔn)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%。（2）雷氏法：測定水泥漿在雷氏夾中硬化沸煮后的膨脹值，當(dāng)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。(1）試餅法：將標(biāo)準(zhǔn)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。采用——試餅尺寸：直徑：70～80mm，高10mm養(yǎng)護24h,加熱至沸騰30min——恒溫3h。規(guī)定：不合格不能使用。/w_19rrn36t59.html5）強度（1）水泥強度確定的條件及等級在標(biāo)準(zhǔn)條件下的抗壓強度和抗折強度來評定。水泥膠砂強度試驗.wmvGB規(guī)定——用水泥膠砂試件測水泥強度①配合比：水泥：標(biāo)準(zhǔn)砂=1：3說明:試驗采用水泥450g，標(biāo)準(zhǔn)砂1350g，水225g。國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥膠砂強度試驗方法（ISO法）》（GB/T17671－99）②標(biāo)準(zhǔn)尺寸：40×40×160（mm3）（一天后脫模）③標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件：20±3℃

相對濕度：90%以上齡期：早期——3天后期——28天水泥強度的測定錄像④水泥的強度等級：硅酸鹽水泥強度等級：(Mpa)42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R、普通硅酸鹽水泥強度等級：(Mpa)32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。（六個——新規(guī)范）早強型優(yōu)點：3d強度較普通型強度提高10%～24%3d強度可達(dá)普通型強度28天的50%各強度等級水泥的各齡期強度不得低于表所示數(shù)值。品種強度等級抗壓強度（MPa）抗折強度（MPa）3d28d3d28d硅酸鹽水泥42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0注：R－早強型。硅酸鹽水泥的強度要求（GB175－99）（五）密度、堆積密度凡初凝時間、安定性中的任一項不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，均為廢品。凡細(xì)度、終凝時間、強度中的任一項不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，或混合摻量超過最大限量時，稱為不合格品。廢品水泥在工程中嚴(yán)禁使用。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(jié)構(gòu)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。水泥石腐蝕的原因很多，作用也很復(fù)雜，主要有軟水腐蝕、鹽類腐蝕、酸類腐蝕、強堿腐蝕等。水泥中易被腐蝕的物質(zhì)：Ca(OH)2、水化鋁酸鈣。（一）水泥石受腐蝕的原因：

水泥石中存在有易被腐蝕的氫氧化鈣和水化鋁酸鈣；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。（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、硅酸鹽水泥的特性與應(yīng)用

（一）特性

1.凝結(jié)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。6.耐磨性好（二）應(yīng)用1.適用于重要結(jié)構(gòu)的高強混凝土及預(yù)應(yīng)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(yán)寒地區(qū)，遭受反復(fù)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。

1-4-2摻混合材料的硅酸鹽水泥一、混合材料（一）定義：磨細(xì)水泥時摻入的人工的或天然的礦物材料稱為混合材料。（二）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，但與水泥水化產(chǎn)物，加水拌和后能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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。常用：?；郀t礦渣：SiO2和Al2O3

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摻混合材料的硅酸鹽水泥水化時，水泥熟料首先水化產(chǎn)生氫氧化鈣，氫氧化鈣再與活性混合材料中的活性氧化硅和活性氧化鋁反應(yīng)，形成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣。因而，這一反應(yīng)也稱為“二次反應(yīng)”。常用的活性混合材料有?；郀t礦渣、火山灰和粉煤灰等。其主要化學(xué)成分為活性氧化硅和活性氧化鋁。這些活性材料本身不會發(fā)生水化反應(yīng)，不產(chǎn)生膠凝性。但在氫氧化鈣溶液中，它們卻能產(chǎn)生明顯的水化反應(yīng)，形成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣：2、非活性混合材料不具活性的人工或天然的礦物質(zhì)材料，經(jīng)磨細(xì)，摻入水泥中不起化學(xué)作用，僅起調(diào)節(jié)水泥性質(zhì)、降低水化熱、降低質(zhì)量等級、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(xì)的石英砂、石灰石、粘土、慢冷礦渣、爐渣等（三）應(yīng)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(fù)合水泥

二、混合材料的經(jīng)濟效果1、改善水泥性能2、增加水泥品種3、提高產(chǎn)量，降低成本三、摻活性混合材料的水泥1、、普通硅酸鹽水泥（代號P·O）（Ordinaryportlandcement）定義：凡由硅酸鹽水泥熟料，再加入6%~20%混合材料及適量石膏，經(jīng)磨細(xì)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%~20%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8%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2、礦渣硅酸鹽水泥(代號P·S)1）定義：凡由硅酸鹽水泥熟料、?；郀t礦渣和適量石膏磨細(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。?；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。（2）凝結(jié)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）抗腐蝕性強。

（7）耐熱性較強。

（8）干縮性較大，保水性差，泌水性較大。

（9）抗?jié)B性差，抗凍性較差，抗碳化能力差。硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥強度齡期3、火山灰硅酸鹽水泥（代號P·P）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(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。

火山灰質(zhì)混合摻量：20%~50%。

2、特點：（1）早期強度低，后期強度高。對溫度敏感，適宜于高溫養(yǎng)護。（2）水化熱較低，放熱速度慢。（3）具有較強抗腐蝕能力（4）保水性好。（5）抗?jié)B性好，抗碳化能力差，耐磨性差。4、粉煤灰硅酸鹽水泥（代號P·F））、定義：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。

粉煤灰摻量：20%~40%。2）特點：（1）早期強度低，后期強度高。對溫度敏感，適宜于高溫養(yǎng)護。（2）水化熱較低，放熱速度慢。（3）具有較強的抗腐蝕能力（4）保水性差。（5）抗凍性較差，抗碳化能力差，耐磨性差。（6）抗裂性好六、復(fù)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(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）。

普通水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥復(fù)合水泥分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、六個強度等級。初凝時間不小于45min，終凝時間不大于10h常用硅酸鹽水泥的強度要求水泥品種性能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)合水泥強度等級齡期抗壓抗折(MPa)（MPa）抗壓抗折(MPa)（MPa）抗壓抗折(MPa)（MPa）抗壓抗折(MPa)（MPa）32.53d28d_______11.02.532.55.510.032.511.032.532.5R3d28d_______16.03.532.55.515.032.516.032.542.53d28d17.03.542.56.516.042.515.042.516.042.542.5R3d28d22.04.042.56.521.042.519.042.521.042.552.53d28d23.04.052.57.022.052.521.052.522.052.552.5R3d28d27.05.052.57.026.052.523.052.526.052.562.53d28d28.05.062.58.0_____________________62.5R3d28d32.05.562.58.0_____________________七、水泥的包裝標(biāo)志及貯運

1.包裝標(biāo)志（1）袋兩側(cè)應(yīng)有水泥名稱、等級、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(cè)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(cè)面印字采用黑色印刷。2.貯存與運輸不同品種、不同標(biāo)號，單獨、分別貯存，不得混雜，應(yīng)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。一般不超過3個月注意：1）不同的水泥品種絕對不能混用；2）同一品種水泥不同等級不能混用。1-4-3特性水泥

常用的有：白色硅酸鹽水泥快硬硅酸鹽水泥彩色硅酸鹽水泥高鋁水泥膨脹水泥等一、白色與彩色硅酸鹽水泥

（一）白色水泥1.定義

凡以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分、氧化鐵含量很少的白色硅酸鹽水泥熟料，再加入適量石膏，共同磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為白色硅酸鹽水泥，簡稱白水泥。