建筑材料課件第04章_水泥

1、第第4 4章章 水泥水泥水泥的起源水泥的起源n最早采用具有水硬性膠凝材料制備混凝土的是中國(guó)人，而不是多少年來(lái)最早采用具有水硬性膠凝材料制備混凝土的是中國(guó)人，而不是多少年來(lái)一直誤認(rèn)為的古羅馬人。一直誤認(rèn)為的古羅馬人。n據(jù)甘肅省考古研究所于據(jù)甘肅省考古研究所于1980年和年和1983年考察，在該省秦安年考察，在該省秦安縣的大地灣（西安以西約縣的大地灣（西安以西約600公里處）先后發(fā)掘出兩個(gè)大公里處）先后發(fā)掘出兩個(gè)大型住宅遺址，該遺址的地坪系用混凝土建造，經(jīng)測(cè)算距今型住宅遺址，該遺址的地坪系用混凝土建造，經(jīng)測(cè)算距今已有已有5千年，相當(dāng)于千年，相當(dāng)于“新石器時(shí)代新石器時(shí)代”。從大地灣發(fā)掘出的。從大地灣

2、發(fā)掘出的混凝土是用水硬性的水泥所制成。這種水泥以礓石混凝土是用水硬性的水泥所制成。這種水泥以礓石一一種富含碳酸鈣的粘土為原料煅燒而成。種富含碳酸鈣的粘土為原料煅燒而成。n古羅馬水泥：古羅馬水泥：用含有一定比例粘土成分的石灰石煅燒而成，如古羅馬用含有一定比例粘土成分的石灰石煅燒而成，如古羅馬“龐貝龐貝”城遺址。城遺址。nPortland Cement：1824年，英國(guó)泥瓦工約瑟夫年，英國(guó)泥瓦工約瑟夫.阿斯普?。ò⑺蛊斩。↗oseph Aspdin）申報(bào)波特蘭水泥專利：把粘土和焙燒過(guò)的石灰石混合，經(jīng)煅燒至二氧化申報(bào)波特蘭水泥專利：把粘土和焙燒過(guò)的石灰石混合，經(jīng)煅燒至二氧化碳釋放，將所得到的產(chǎn)物磨細(xì)

3、成粉末。由于它硬化后外觀象波特蘭的石碳釋放，將所得到的產(chǎn)物磨細(xì)成粉末。由于它硬化后外觀象波特蘭的石頭，就起名為波特蘭水泥。頭，就起名為波特蘭水泥。龐貝遺址龐貝遺址n通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥 Common Portland CementCommon Portland Cementn以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以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。水硬性膠凝材料。n分類分類n本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的通用硅酸鹽水泥按混合材料的品種和摻量分本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的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、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山為硅酸鹽水泥、普通

4、硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥?；屹|(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥。 通用硅酸鹽水泥的組分應(yīng)符合表通用硅酸鹽水泥的組分應(yīng)符合表1 1的規(guī)定。的規(guī)定。na a本組分材料為符合本標(biāo)準(zhǔn)本組分材料為符合本標(biāo)準(zhǔn)5.2.35.2.3的活性混合材料，其中允許的活性混合材料，其中允許用不超過(guò)水泥質(zhì)量用不超過(guò)水泥質(zhì)量8%8%且符合本標(biāo)準(zhǔn)且符合本標(biāo)準(zhǔn)5.2.45.2.4的非活性混合材料或的非活性混合材料或不超過(guò)水泥質(zhì)量不超過(guò)水泥質(zhì)量5%5%且符合本標(biāo)準(zhǔn)且符合本標(biāo)準(zhǔn)5.2.55.2.5的窯灰代替。的窯灰代替。nb b本組分材料為符合本組分材料為符合GB

5、/T203GB/T203或或GB/T18046GB/T18046的活性混合材料，其的活性混合材料，其中允許用不超過(guò)水泥質(zhì)量中允許用不超過(guò)水泥質(zhì)量8%8%且符合本標(biāo)準(zhǔn)第且符合本標(biāo)準(zhǔn)第5.2.35.2.3條的活性混條的活性混合材料或符合本標(biāo)準(zhǔn)第合材料或符合本標(biāo)準(zhǔn)第5.2.45.2.4條的非活性混合材料或符合本標(biāo)條的非活性混合材料或符合本標(biāo)準(zhǔn)第準(zhǔn)第5.2.55.2.5條的窯灰中的任一種材料代替。條的窯灰中的任一種材料代替。nc c本組分材料為符合本組分材料為符合GB/T2847GB/T2847的活性混合材料。的活性混合材料。nd d本組分材料為符合本組分材料為符合GB/T1596GB/T1596的活

6、性混合材料。的活性混合材料。ne e本組分材料為由兩種（含）以上符合本標(biāo)準(zhǔn)第本組分材料為由兩種（含）以上符合本標(biāo)準(zhǔn)第5.2.35.2.3條的活條的活性混合材料或性混合材料或/ /和符合本標(biāo)準(zhǔn)第和符合本標(biāo)準(zhǔn)第5.2.45.2.4條的非活性混合材料組條的非活性混合材料組成，其中允許用不超過(guò)水泥質(zhì)量成，其中允許用不超過(guò)水泥質(zhì)量8%8%且符合本標(biāo)準(zhǔn)第且符合本標(biāo)準(zhǔn)第5.2.55.2.5條的條的窯灰代替。摻礦渣時(shí)混合材料摻量不得與礦渣硅酸鹽水泥重窯灰代替。摻礦渣時(shí)混合材料摻量不得與礦渣硅酸鹽水泥重復(fù)。復(fù)。 4.1 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥4.1.1 4.1.1 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)和基本組成硅酸鹽水泥的生產(chǎn)和基本

7、組成n1. 分類分類 n硅酸鹽水泥分兩種類型：硅酸鹽水泥分兩種類型：nI型硅酸鹽水泥：不摻混合材料，代號(hào)型硅酸鹽水泥：不摻混合材料，代號(hào)PI。nII型硅酸鹽水泥：在硅酸鹽水泥粉磨時(shí)摻加不超過(guò)水泥質(zhì)型硅酸鹽水泥：在硅酸鹽水泥粉磨時(shí)摻加不超過(guò)水泥質(zhì)量量5的石灰石或粒化高爐礦渣，代號(hào)的石灰石或?；郀t礦渣，代號(hào)PII。 2.硅酸鹽水泥的原料和生產(chǎn)硅酸鹽水泥的原料和生產(chǎn)n原料主要有：原料主要有：石灰質(zhì)原料（如石灰石、白堊等，主要提供氧石灰質(zhì)原料（如石灰石、白堊等，主要提供氧化鈣）和粘土質(zhì)原料（如粘土、頁(yè)巖等，主要提供氧化硅及化鈣）和粘土質(zhì)原料（如粘土、頁(yè)巖等，主要提供氧化硅及氧化鋁與氧化鐵），還有少量

8、輔助原料，如鐵礦石。氧化鋁與氧化鐵），還有少量輔助原料，如鐵礦石。n硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝概括起來(lái)就是硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝概括起來(lái)就是“二磨一燒二磨一燒”，如圖所，如圖所示：示： n從窯內(nèi)出來(lái)的水泥熟料經(jīng)冷卻后從窯內(nèi)出來(lái)的水泥熟料經(jīng)冷卻后加入加入35石膏石膏 (控制水泥中控制水泥中SO33.5)，在磨機(jī)內(nèi)研細(xì)，制，在磨機(jī)內(nèi)研細(xì)，制成硅酸鹽水泥。成硅酸鹽水泥。n加入石膏的目的加入石膏的目的是調(diào)節(jié)水泥的凝是調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間，使之不發(fā)生急凝現(xiàn)象。結(jié)時(shí)間，使之不發(fā)生急凝現(xiàn)象。n水泥粉常用紙袋包裝，但近年來(lái)水泥粉常用紙袋包裝，但近年來(lái)已大量改用散裝船、散裝車輸送，已大量改用散裝船、散裝車輸送，提高了裝運(yùn)

9、效率，降低了成本。提高了裝運(yùn)效率，降低了成本。 3. 3.硅酸鹽水泥的化學(xué)和礦物組成硅酸鹽水泥的化學(xué)和礦物組成 n熟料的化學(xué)成分見表熟料的化學(xué)成分見表4.2n硅酸三鈣硅酸三鈣(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱C3S) 3CaOSiO2，含量，含量3660%。 n硅酸二鈣硅酸二鈣(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱C2S) 2CaOSiO2，含量，含量1537%。n鋁酸三鈣鋁酸三鈣(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱C3A) 3CaOAl2O3，含量，含量7%15%。n鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣(簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱C4AF) 4CaOAl2O3Fe2O3，含量，含量10%18%。n前兩種礦物稱硅酸鹽礦物，一般占總量的前兩種礦物稱硅酸鹽礦物，一般占總量的7582%。后兩種。后兩種礦物稱溶

10、劑礦物，一般占總量的礦物稱溶劑礦物，一般占總量的1825。n還含有少量的游離氧化鈣和游離氧化鎂及少量的堿還含有少量的游離氧化鈣和游離氧化鎂及少量的堿( (氧化鈉和氧化鈉和氧化鉀氧化鉀) )。 4.1.2 硅酸鹽水泥的水化硬化硅酸鹽水泥的水化硬化 n1.硅酸鹽水泥熟料礦物的水化硅酸鹽水泥熟料礦物的水化 n(1)硅酸三鈣硅酸三鈣n硅酸三鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)較快，水化放熱量大，生成水硅酸三鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)較快，水化放熱量大，生成水化硅酸鈣（化硅酸鈣（C-S-H凝膠）及氫氧化鈣：凝膠）及氫氧化鈣： 2C3S+6H2O=C3S2H3+3CH n水化硅酸鈣幾乎不溶于水，而立即以膠體微粒析出，并逐水化硅酸鈣

11、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。漸凝聚而成為凝膠。氫氧化鈣呈六方板狀晶體析出。16Construction MaterialsNoImageC-S-H 水化硅酸鈣凝膠水化硅酸鈣凝膠CH Crystal 氫氧化鈣晶體氫氧化鈣晶體 電鏡下的水泥水化產(chǎn)物圖電鏡下的水泥水化產(chǎn)物圖(2)硅酸二鈣硅酸二鈣 n硅酸二鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)慢，水化放熱小，生成水化硅酸鈣，也有氫硅酸二鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)慢，水化放熱小，生成水化硅酸鈣，也有氫氧化鈣析出：氧化鈣析出：2C2S+4H2O= C3S2H3 +CHn所形成的水化硅酸鈣在所形成的水化硅酸鈣在C/S和形貌方面

12、與和形貌方面與C3S水化生成的都無(wú)大區(qū)別，故水化生成的都無(wú)大區(qū)別，故也稱為也稱為C-S-H凝膠。但凝膠。但CH生成量比生成量比C3S的少，結(jié)晶卻粗大些。的少，結(jié)晶卻粗大些。(3)鋁酸三鈣鋁酸三鈣 n鋁酸三鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)極快，水化放熱甚大，生成水化鋁酸三鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)極快，水化放熱甚大，生成水化鋁酸三鈣（水石榴石）：鋁酸三鈣（水石榴石）： C3A+6H2O=C3AH6n水化鋁酸三鈣為立方晶體，它易溶于水。水化鋁酸三鈣為立方晶體，它易溶于水。(4)鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣 n鐵鋁酸四鈣為水作用時(shí)，反應(yīng)也較快，水化放熱中等，生成鐵鋁酸四鈣為水作用時(shí)，反應(yīng)也較快，水化放熱中等，生成水化鋁酸三鈣及水

13、化鐵酸鈣：水化鋁酸三鈣及水化鐵酸鈣： C4AF+7H2O =C3AH6+CFHn為調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時(shí)間而摻入的少量石膏，與水化鋁酸鈣作用，為調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時(shí)間而摻入的少量石膏，與水化鋁酸鈣作用，生成水化硫鋁酸鈣，也稱鈣礬石：生成水化硫鋁酸鈣，也稱鈣礬石： 3CaOAl2O36H2O+3(CaSO42H2O)+19H2O =3CaOAl2O33CaSO4+31H2On在有石膏的情況下，在有石膏的情況下，C3A水化的最終產(chǎn)物與石膏摻入量有關(guān)。水化的最終產(chǎn)物與石膏摻入量有關(guān)。最初形成的三硫型水化硫鋁酸鈣，簡(jiǎn)稱最初形成的三硫型水化硫鋁酸鈣，簡(jiǎn)稱鈣礬石鈣礬石，常用，常用AFt表表示。若石膏在示。若石膏在C3A

14、完全水化前耗盡，則鈣礬石與完全水化前耗盡，則鈣礬石與C3A作用轉(zhuǎn)化作用轉(zhuǎn)化為單硫型水化硫鋁酸鈣為單硫型水化硫鋁酸鈣(AFm)。水泥漿掃描電鏡照片（水泥漿掃描電鏡照片（7d齡期齡期）C-S-H鈣礬石鈣礬石n硅酸鹽水泥主要水化產(chǎn)物有：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。凝膠、氫氧化鈣晶體、水化鋁酸鈣晶體、水化硫鋁酸鈣晶體。n在完全水化的水泥中：在完全水化的水泥中：n水化硅酸鈣約占水化硅酸鈣約占70%n氫氧化鈣約占?xì)溲趸}約占20%n水化鋁酸鈣約占水化鋁酸鈣約占3n鈣礬石和單硫型水化硫鋁酸鈣約占鈣礬石和單

15、硫型水化硫鋁酸鈣約占7%各種礦物的特性各種礦物的特性性能指標(biāo)性能指標(biāo) 熟料礦物熟料礦物 C C3 3S S C C2 2S S C C3 3A A C C4 4AFAF 水化速率水化速率 快快 慢慢 最快最快 快，僅次于快，僅次于C C3 3A A 凝結(jié)硬化速率凝結(jié)硬化速率 快快 慢慢 快快 快快 放熱量放熱量 多多 少少 最多最多 中中 強(qiáng)度強(qiáng)度 早期早期 高高 低低 低低 低低 后期后期 高高 高高 低低 低低 表中所列各種礦物的放熱量和強(qiáng)度，是指全部放熱量和最終強(qiáng)度。表中所列各種礦物的放熱量和強(qiáng)度，是指全部放熱量和最終強(qiáng)度。 礦物組成對(duì)早期強(qiáng)度及水化熱的影響礦物組成對(duì)早期強(qiáng)度及水化熱的影

16、響 n以下是以下是A、B兩種硅酸鹽水泥熟料礦物組成百分比含量，請(qǐng)分析兩種硅酸鹽水泥熟料礦物組成百分比含量，請(qǐng)分析A、B兩種兩種硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度及水化熱的差別。硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)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47281015nA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(qiáng)度的早期強(qiáng)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(qiáng)度與水化硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)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擋墻開裂與水泥的選用 n現(xiàn)象：現(xiàn)象：某大體積的混凝土工程，澆注兩周后拆模，發(fā)

17、現(xiàn)擋墻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)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：型硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成如下： C3S： 61 ； C2S： 14C3A： 14；C4AF： 11 n原因分析：原因分析：由于該工程所使用的水泥由于該工程所使用的水泥C C3 3A A和和C C3 3S S含量高，導(dǎo)致含量高，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，混凝土產(chǎn)生冷縮，造高，以后混凝土溫

18、度隨環(huán)境溫度下降，混凝土產(chǎn)生冷縮，造成混凝土貫穿型的縱向裂縫。成混凝土貫穿型的縱向裂縫。n防治措施：防治措施：首先，對(duì)大體積的混凝土工程宜選用低水化熱，首先，對(duì)大體積的混凝土工程宜選用低水化熱，即即C3AC3A和和C3SC3S的含量較低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也的含量較低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也需適當(dāng)控制。需適當(dāng)控制。5.硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化n硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過(guò)程可分為：硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過(guò)程可分為：初始反應(yīng)期、潛伏期、初始反應(yīng)期、潛伏期、凝結(jié)期、硬化期凝結(jié)期、硬化期4個(gè)階段。個(gè)階段。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

19、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(zhǎng)大并互相連接（凝結(jié)）；膜層長(zhǎng)大并互相連接（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n水泥凝結(jié)硬化過(guò)程的各個(gè)階段不是彼此截然分開，而是交錯(cuò)水泥凝結(jié)硬化過(guò)程的各個(gè)階段不是彼此截然分開，而是交錯(cuò)進(jìn)行的。進(jìn)行的。 4.影響凝結(jié)硬化的主要因素影響凝結(jié)硬化的主要因素 n(1)水泥的熟料礦物組成及細(xì)度水泥的熟料礦物組成及細(xì)度 n水泥熟料中各種礦物的凝結(jié)硬化特點(diǎn)不同，當(dāng)水泥中個(gè)

20、礦水泥熟料中各種礦物的凝結(jié)硬化特點(diǎn)不同，當(dāng)水泥中個(gè)礦物的相對(duì)含量不同時(shí)，水泥的凝結(jié)硬化特點(diǎn)就不同。物的相對(duì)含量不同時(shí)，水泥的凝結(jié)硬化特點(diǎn)就不同。 n水泥磨得愈細(xì)，水化時(shí)與水的接觸面大，水化速度快，凝水泥磨得愈細(xì)，水化時(shí)與水的接觸面大，水化速度快，凝結(jié)硬化快，早期強(qiáng)度就高。結(jié)硬化快，早期強(qiáng)度就高。n(2)石膏的摻量石膏的摻量 n水泥中摻入石膏，可調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)硬化的速度。水泥中摻入石膏，可調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)硬化的速度。n摻量約占水泥重量的摻量約占水泥重量的35%，具體摻量通過(guò)試驗(yàn)確定。，具體摻量通過(guò)試驗(yàn)確定。n(3)水泥漿的水灰比水泥漿的水灰比 n水泥漿的水泥漿的水灰比水灰比是指水泥漿中水與水泥的質(zhì)量之

21、比。水灰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)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(qiáng)度低。較慢，水泥石的強(qiáng)度低。4.影響凝結(jié)硬化的主要因素影響凝結(jié)硬化的主要因素n(4)齡期齡期 （養(yǎng)護(hù)時(shí)間）（養(yǎng)護(hù)時(shí)間）n一般在一般在28天內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展最快，天內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展最快，28天后顯著減慢。天后顯著減慢。n(5)環(huán)境溫度和濕度環(huán)境溫度和濕度 n提高溫度可加速硅酸鹽水泥的早期水化，使早期強(qiáng)度能較提高溫度可加速硅酸鹽水泥的早期水化，使早期強(qiáng)度能較快發(fā)展，但對(duì)后期強(qiáng)度反而可能有所降低?？彀l(fā)展，但對(duì)后期強(qiáng)度反而可能有所降低。n環(huán)境濕度大，水泥的

22、水化及凝結(jié)硬化就能夠保持足夠的化環(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(wú)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(wú)法進(jìn)行，硬化即行停止，還會(huì)在制品表面產(chǎn)生干縮裂縫。法進(jìn)行，硬化即行停止，還會(huì)在制品表面產(chǎn)生干縮裂縫。n保持水泥漿溫度和濕度的措施，稱保持水泥漿溫度和濕度的措施，稱水泥的養(yǎng)護(hù)水泥的養(yǎng)護(hù)。 硅酸鹽水泥的技術(shù)要求硅酸鹽水泥的技術(shù)要求 n1.細(xì)度細(xì)度 n水泥的細(xì)度既可用篩析法和比表面積法檢驗(yàn)。水泥的細(xì)度既可用篩析法和比表面積法檢驗(yàn)。n篩析法：篩析法：采用邊長(zhǎng)為采用邊長(zhǎng)為0.080mm的方孔篩對(duì)水泥試樣進(jìn)行篩析試驗(yàn)，用的方孔

23、篩對(duì)水泥試樣進(jìn)行篩析試驗(yàn)，用篩余百分?jǐn)?shù)表示。篩析法有篩余百分?jǐn)?shù)表示。篩析法有負(fù)壓篩法負(fù)壓篩法、水篩法及干篩法、水篩法及干篩法。當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)生爭(zhēng)議時(shí)，以負(fù)壓篩法為準(zhǔn)。發(fā)生爭(zhēng)議時(shí)，以負(fù)壓篩法為準(zhǔn)。 n比表面積法：比表面積法：根據(jù)一定量空氣通過(guò)一定空隙率和厚度的水泥層時(shí)所受根據(jù)一定量空氣通過(guò)一定空隙率和厚度的水泥層時(shí)所受阻力不同而引起流速的變化測(cè)定水泥的比表面積。比表面積即單位重阻力不同而引起流速的變化測(cè)定水泥的比表面積。比表面積即單位重量水泥顆粒的總表面積（量水泥顆粒的總表面積（m2/kg）。比表面積越大，表明水泥顆粒越）。比表面積越大，表明水泥顆粒越細(xì)。細(xì)。 硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水

24、泥以比表面積表示，不小于硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥以比表面積表示，不小于300m2/kg.300m2/kg.2.凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間 n水泥的凝結(jié)時(shí)間分初凝和終凝。水泥的凝結(jié)時(shí)間分初凝和終凝。n初凝時(shí)間初凝時(shí)間為自水泥加水拌合時(shí)起，到水泥漿（標(biāo)準(zhǔn)稠度）為自水泥加水拌合時(shí)起，到水泥漿（標(biāo)準(zhǔn)稠度）開始失去可塑性為止所需的時(shí)間。開始失去可塑性為止所需的時(shí)間。n終凝時(shí)間終凝時(shí)間為自水泥加水拌合時(shí)起，至水泥漿完全失去可塑為自水泥加水拌合時(shí)起，至水泥漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。 n初凝的時(shí)間不宜過(guò)快。終凝時(shí)間又不宜過(guò)遲。初凝的時(shí)間不宜過(guò)快。終凝時(shí)間又不宜過(guò)遲。 n水泥

25、凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定，是以標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿，在規(guī)定溫水泥凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定，是以標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿，在規(guī)定溫度和溫度條件下，用凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀進(jìn)行。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)度和溫度條件下，用凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀進(jìn)行。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB1752007）規(guī)定，）規(guī)定，硅酸鹽水泥初凝不小于硅酸鹽水泥初凝不小于45min45min，終凝，終凝不大于不大于390min390min。不符合要求的為不合格品。不符合要求的為不合格品。凝結(jié)時(shí)間的測(cè)試儀凝結(jié)時(shí)間的測(cè)試儀3.體積安定性體積安定性 n水泥的體積安定性水泥的體積安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過(guò)程中體積變化的均是指水泥在凝結(jié)硬化過(guò)程中體積變化的均勻性。勻性。n當(dāng)水泥漿體硬化過(guò)程發(fā)生了不均勻的體積

26、變化，會(huì)導(dǎo)致水當(dāng)水泥漿體硬化過(guò)程發(fā)生了不均勻的體積變化，會(huì)導(dǎo)致水泥石膨脹開裂、翹曲，即安定性不良。安定性不良的水泥泥石膨脹開裂、翹曲，即安定性不良。安定性不良的水泥會(huì)降低建筑物質(zhì)量，甚至引起嚴(yán)重事故。會(huì)降低建筑物質(zhì)量，甚至引起嚴(yán)重事故。n水泥安定性不良的原因有三個(gè)：水泥安定性不良的原因有三個(gè)：n熟料中游離氧化鈣過(guò)多。熟料中游離氧化鈣過(guò)多。 n熟料中游離氧化鎂過(guò)多。熟料中游離氧化鎂過(guò)多。 n石膏摻量過(guò)多。石膏摻量過(guò)多。安定性的測(cè)定方法安定性的測(cè)定方法n安定性的測(cè)定方法可以用安定性的測(cè)定方法可以用雷氏法雷氏法和和試餅法試餅法。當(dāng)試餅法與雷氏。當(dāng)試餅法與雷氏法有爭(zhēng)議時(shí)以雷氏法為準(zhǔn)。法有爭(zhēng)議時(shí)以雷氏法

27、為準(zhǔn)。n游離氧化鈣引起的安定性不良，必須采用沸煮法檢驗(yàn)。游離游離氧化鈣引起的安定性不良，必須采用沸煮法檢驗(yàn)。游離氧化鎂引起的安定性不良，必須采用壓蒸法才能檢驗(yàn)出來(lái)，氧化鎂引起的安定性不良，必須采用壓蒸法才能檢驗(yàn)出來(lái)，因?yàn)橛坞x氧化鎂的水化比游離氧化鈣更緩慢。三氧化硫造成因?yàn)橛坞x氧化鎂的水化比游離氧化鈣更緩慢。三氧化硫造成的安定性不良，則需長(zhǎng)期浸在常溫水中才能發(fā)現(xiàn)。的安定性不良，則需長(zhǎng)期浸在常溫水中才能發(fā)現(xiàn)。 n國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：n水泥中氧化鎂含量不得超過(guò)水泥中氧化鎂含量不得超過(guò)5.5.0%，如果水泥經(jīng)壓蒸安定，如果水泥經(jīng)壓蒸安定性試驗(yàn)合格，則水泥中氧化鎂的含量允許放寬到性試驗(yàn)合格，則水

28、泥中氧化鎂的含量允許放寬到6.0%。n三氧化硫含量不得超過(guò)三氧化硫含量不得超過(guò)3.5%。 n水泥安定性必須合格水泥安定性必須合格。左邊雷氏煮沸箱左邊雷氏煮沸箱n 右邊試餅法右邊試餅法4.強(qiáng)度強(qiáng)度 n將水泥、標(biāo)準(zhǔn)砂及水按規(guī)定比例拌制成塑性水泥膠砂，并按將水泥、標(biāo)準(zhǔn)砂及水按規(guī)定比例拌制成塑性水泥膠砂，并按規(guī)定方法制成規(guī)定方法制成4416cm的試件的試件，在標(biāo)準(zhǔn)溫度（，在標(biāo)準(zhǔn)溫度（201）的水中養(yǎng)護(hù)，測(cè)定其的水中養(yǎng)護(hù)，測(cè)定其抗折及抗壓強(qiáng)度抗折及抗壓強(qiáng)度。硅酸鹽水泥各齡期的強(qiáng)度要求硅酸鹽水泥各齡期的強(qiáng)度要求n各強(qiáng)度等級(jí)、各類型水泥的各齡期強(qiáng)度不得低于表中的數(shù)值，如有一項(xiàng)指各強(qiáng)度等級(jí)、各類型水泥的各齡期

29、強(qiáng)度不得低于表中的數(shù)值，如有一項(xiàng)指標(biāo)低于表中數(shù)值，則應(yīng)降低強(qiáng)度等級(jí)使用。標(biāo)低于表中數(shù)值，則應(yīng)降低強(qiáng)度等級(jí)使用。5.堿含量堿含量n水泥中堿含量按水泥中堿含量按Na2O0.653K2O計(jì)算值來(lái)表示。當(dāng)用戶計(jì)算值來(lái)表示。當(dāng)用戶要求時(shí)，由供需雙方協(xié)商，但指定低堿水泥時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求時(shí)，由供需雙方協(xié)商，但指定低堿水泥時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定堿含量不得大于堿含量不得大于0.6。n導(dǎo)致混凝土不均勻膨脹而破壞。導(dǎo)致混凝土不均勻膨脹而破壞。6.水化熱水化熱 n每克硅酸鹽水泥能放出達(dá)大約每克硅酸鹽水泥能放出達(dá)大約500J的熱量。的熱量。n為了選擇適于特定的目的最適宜的水泥，就需知道水泥的放為了選擇適于特定的目的最適宜的水泥，

30、就需知道水泥的放熱性能。熱性能。n對(duì)大體積混凝土工程，如大型基礎(chǔ)、大壩、橋墩等，水化對(duì)大體積混凝土工程，如大型基礎(chǔ)、大壩、橋墩等，水化熱大是不利的，常使內(nèi)部溫度高達(dá)熱大是不利的，常使內(nèi)部溫度高達(dá)5060。 n冬季施工時(shí)，水化熱有利于水泥的正常凝結(jié)硬化。冬季施工時(shí)，水化熱有利于水泥的正常凝結(jié)硬化。洞庭湖大橋洞庭湖大橋洞庭湖大橋洞庭湖大橋橋梁的熱裂縫橋梁的熱裂縫橋梁的熱裂縫橋梁的熱裂縫n水泥水化熱幾乎等于每種化合物分別水化時(shí)水化熱的總量。水泥水化熱幾乎等于每種化合物分別水化時(shí)水化熱的總量。伍茨（伍茨（Woods）等提出，水化放熱量可用下式大致估算：）等提出，水化放熱量可用下式大致估算： 1克水泥的

31、水化熱量（卡）克水泥的水化熱量（卡） 136（C3S）+62(C2S) +200(C3A)+30(C4AF) 式中括號(hào)內(nèi)系指礦物含量的百分率。式中括號(hào)內(nèi)系指礦物含量的百分率。n博格（博格（Bogue）研究得出，對(duì)于硅酸鹽水泥，）研究得出，對(duì)于硅酸鹽水泥，13d齡期內(nèi)水齡期內(nèi)水化放熱量為總放熱量的化放熱量為總放熱量的50，7d為為75，6個(gè)月為個(gè)月為8391。7.密度與堆積密度密度與堆積密度 n密度：密度：3.03.15g/cm3，通常采用，通常采用3.1g/cm3。n堆積密度：堆積密度：n松堆狀態(tài)為松堆狀態(tài)為10001100kg/m3n緊密時(shí)可達(dá)緊密時(shí)可達(dá)1600kg/m3n在配制混凝土和砂漿

32、時(shí)，堆積密度可取在配制混凝土和砂漿時(shí)，堆積密度可取12001300kg/m3。 4.1.8硅酸鹽水泥的腐蝕與防止硅酸鹽水泥的腐蝕與防止n1.水泥石腐蝕的原因水泥石腐蝕的原因 n硅酸鹽水泥硬化后，在通常的使用條件下有較高的耐久性。硅酸鹽水泥硬化后，在通常的使用條件下有較高的耐久性。n但是，在某些介質(zhì)中，水泥石中的各種水化產(chǎn)物會(huì)與介質(zhì)但是，在某些介質(zhì)中，水泥石中的各種水化產(chǎn)物會(huì)與介質(zhì)發(fā)生各種物理化學(xué)作用，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，甚至遭到發(fā)生各種物理化學(xué)作用，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低，甚至遭到破壞。破壞。 n水泥石腐蝕的原因很多，下面僅就幾種典型介質(zhì)對(duì)水泥石水泥石腐蝕的原因很多，下面僅就幾種典型介質(zhì)對(duì)水泥石的

33、腐蝕加以介紹。的腐蝕加以介紹。 (1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）軟水侵蝕（溶出性侵蝕） n軟水軟水是指暫時(shí)硬度較小的水。暫時(shí)硬度是以每是指暫時(shí)硬度較小的水。暫時(shí)硬度是以每L水中重碳酸鹽含量來(lái)計(jì)算，水中重碳酸鹽含量來(lái)計(jì)算，當(dāng)含量為當(dāng)含量為10mg（按（按CaO計(jì)）時(shí)，稱為計(jì)）時(shí)，稱為1度。硬度在度。硬度在8以下的為軟水。以下的為軟水。n在各種水化物中，氫氧化鈣的溶解度最大（在各種水化物中，氫氧化鈣的溶解度最大（25時(shí)約為時(shí)約為1.2g/L），所以首），所以首先被溶解。先被溶解。(1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）軟水侵蝕（溶出性侵蝕）n如在靜水及無(wú)水壓的情況下，由于周圍的水迅速被溶出的如在靜水及無(wú)水壓的情況

34、下，由于周圍的水迅速被溶出的氫氧化鈣所飽和，溶出作用很快終止。溶出僅限于表面，氫氧化鈣所飽和，溶出作用很快終止。溶出僅限于表面，影響不大。影響不大。n但在流動(dòng)水中，特別是在有水壓作用的情況下，水流不斷但在流動(dòng)水中，特別是在有水壓作用的情況下，水流不斷將氫氧化鈣溶出并帶走，降低了周圍氫氫氧化鈣的濃度。將氫氧化鈣溶出并帶走，降低了周圍氫氫氧化鈣的濃度。隨氫氧化鈣濃度的降低，其它水化產(chǎn)物，如水化硅酸鈣、隨氫氧化鈣濃度的降低，其它水化產(chǎn)物，如水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等，亦將發(fā)生分解，使水泥石結(jié)構(gòu)遭到破壞。水化鋁酸鈣等，亦將發(fā)生分解，使水泥石結(jié)構(gòu)遭到破壞。n當(dāng)氫氧化鈣溶出當(dāng)氫氧化鈣溶出5時(shí)，強(qiáng)度下降時(shí)，強(qiáng)

35、度下降7，溶出，溶出24時(shí)，強(qiáng)度時(shí)，強(qiáng)度下降下降29。 (1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）軟水侵蝕（溶出性侵蝕）n當(dāng)環(huán)境水的水質(zhì)較硬，即水中重碳酸鹽含量較高時(shí)，可與水泥石中的氫當(dāng)環(huán)境水的水質(zhì)較硬，即水中重碳酸鹽含量較高時(shí)，可與水泥石中的氫氧化鈣起作用，生成幾乎不溶于水的碳酸鈣：氧化鈣起作用，生成幾乎不溶于水的碳酸鈣： Ca（OH）2+Ca（HCO3）2=2CaCO3+2H2O 重碳酸鈣重碳酸鈣n生成的碳酸鈣積聚在水泥石的孔隙內(nèi)，形成密實(shí)的保護(hù)層，阻止介質(zhì)水生成的碳酸鈣積聚在水泥石的孔隙內(nèi)，形成密實(shí)的保護(hù)層，阻止介質(zhì)水的滲入。的滲入。溶解性化學(xué)腐蝕溶解性化學(xué)腐蝕(1)碳酸性腐蝕碳酸性腐蝕 n首先，氫氧

36、化鈣受到碳酸的作用，生成碳酸鈣：首先，氫氧化鈣受到碳酸的作用，生成碳酸鈣：Ca(OH)2+CO2+H2O=CaCO3+2H2On二氧化碳與生成的碳酸鈣按下列可逆反應(yīng)作用二氧化碳與生成的碳酸鈣按下列可逆反應(yīng)作用32232CaCO +CO +H OCa (HCO ) n由于天然水中總有一些重碳酸鈣，水中部分的二氧由于天然水中總有一些重碳酸鈣，水中部分的二氧化碳與這些重碳酸鈣保持平衡，這部分二氧化碳無(wú)化碳與這些重碳酸鈣保持平衡，這部分二氧化碳無(wú)侵蝕作用，稱為侵蝕作用，稱為平衡碳酸平衡碳酸。n當(dāng)水中含有較多的二氧化碳，超過(guò)平衡濃度的部分當(dāng)水中含有較多的二氧化碳，超過(guò)平衡濃度的部分稱為稱為侵蝕性碳酸侵蝕

37、性碳酸，這時(shí)上式反應(yīng)向右進(jìn)行。，這時(shí)上式反應(yīng)向右進(jìn)行。n隨著氫氧化鈣濃度的降低，還會(huì)導(dǎo)致水泥石中其它隨著氫氧化鈣濃度的降低，還會(huì)導(dǎo)致水泥石中其它水化物的分解，使腐蝕作用進(jìn)一步加劇。水化物的分解，使腐蝕作用進(jìn)一步加劇。溶解性化學(xué)腐蝕溶解性化學(xué)腐蝕(2)一般酸性腐蝕一般酸性腐蝕 n鹽酸與水泥石中的氫氧化鈣作用：鹽酸與水泥石中的氫氧化鈣作用： 2HCl+Ca（OH）2=CaCl2+2H2On硫酸與水泥石中的氫氧化鈣作用：硫酸與水泥石中的氫氧化鈣作用：H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2On生成的二水石膏或者直接在水泥石隙中結(jié)晶發(fā)生膨脹，或生成的二水石膏或者直接在水泥石隙中結(jié)晶發(fā)生膨脹，或者

38、再與水泥石中的水化鋁酸鈣作用，生成水化硫者再與水泥石中的水化鋁酸鈣作用，生成水化硫 鋁酸鈣，鋁酸鈣，其破壞作用更大。其破壞作用更大。n環(huán)境水中酸的氫離子濃度越大，即環(huán)境水中酸的氫離子濃度越大，即pH值越小時(shí)，侵蝕性越嚴(yán)值越小時(shí)，侵蝕性越嚴(yán)重。重。溶解性化學(xué)腐蝕溶解性化學(xué)腐蝕(3)鎂鹽腐蝕鎂鹽腐蝕 n在海水及地下水中常含有大量鎂鹽，主要是硫酸鎂及氯化鎂。在海水及地下水中常含有大量鎂鹽，主要是硫酸鎂及氯化鎂。它們與水泥石中的氫氧化鈣起置換作用：它們與水泥石中的氫氧化鈣起置換作用：MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO42H2O+Mg(OH)2MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(O

39、H)2n生成的氫氧化鎂松軟而無(wú)膠結(jié)能力，氯化鈣是溶于水，二水生成的氫氧化鎂松軟而無(wú)膠結(jié)能力，氯化鈣是溶于水，二水石膏則引起上述的硫酸鹽破壞作用。石膏則引起上述的硫酸鹽破壞作用。n鎂鹽侵蝕的強(qiáng)烈程度，除決定于鎂鹽侵蝕的強(qiáng)烈程度，除決定于Mg2+含量外，還與水中含量外，還與水中SO42含量有關(guān)，當(dāng)水中同時(shí)含有含量有關(guān)，當(dāng)水中同時(shí)含有SO42時(shí)，將產(chǎn)生鎂鹽與硫酸鹽時(shí)，將產(chǎn)生鎂鹽與硫酸鹽兩種侵蝕，故顯得特別嚴(yán)重。兩種侵蝕，故顯得特別嚴(yán)重。膨脹性化學(xué)腐蝕膨脹性化學(xué)腐蝕n硫酸鹽對(duì)水泥石有侵蝕作用。以硫酸鈉為例，硫酸鈉與水泥硫酸鹽對(duì)水泥石有侵蝕作用。以硫酸鈉為例，硫酸鈉與水泥石中的氫氧化鈣作用，生成硫酸鈣：

40、石中的氫氧化鈣作用，生成硫酸鈣： Ca（OH）2+Na2SO410H2O=CaSO42H2O+NaOH+8H2On所生成的硫酸鈣與水化鋁酸鈣作用，生成水化硫鋁酸鈣：所生成的硫酸鈣與水化鋁酸鈣作用，生成水化硫鋁酸鈣：3CaOAl2O36H2O+3(CaSO42H2O)+19H2O=3CaOAl2O33CaSO431H2On生成的水化硫鋁酸鈣體積比原有體積增加生成的水化硫鋁酸鈣體積比原有體積增加1.5倍。水化硫鋁酸倍。水化硫鋁酸鈣呈針狀結(jié)晶，故常稱為鈣呈針狀結(jié)晶，故常稱為“水泥桿菌水泥桿菌”。n水中硫酸鹽濃度較高時(shí)，生成的硫酸鈣也會(huì)在水泥石的孔隙水中硫酸鹽濃度較高時(shí)，生成的硫酸鈣也會(huì)在水泥石的孔隙

41、中直接結(jié)晶成二水石膏，導(dǎo)致水泥石破壞。中直接結(jié)晶成二水石膏，導(dǎo)致水泥石破壞。 膨脹裂縫膨脹裂縫膨脹裂縫膨脹裂縫n上述各類型侵蝕作用，可以概括為下列上述各類型侵蝕作用，可以概括為下列三種破壞形式：三種破壞形式： n溶解浸析。溶解浸析。 主要是介質(zhì)將水泥石中某些組分逐漸溶解主要是介質(zhì)將水泥石中某些組分逐漸溶解帶走，造成溶失性破壞。帶走，造成溶失性破壞。n離子交換。離子交換。 侵蝕性介質(zhì)與水泥石的組分發(fā)生離子交換侵蝕性介質(zhì)與水泥石的組分發(fā)生離子交換反應(yīng)，生成容易溶解或是沒(méi)有膠結(jié)能力的產(chǎn)物，破壞了原反應(yīng)，生成容易溶解或是沒(méi)有膠結(jié)能力的產(chǎn)物，破壞了原有的結(jié)構(gòu)。有的結(jié)構(gòu)。n形成膨脹組分。形成膨脹組分。 在

42、侵蝕性介質(zhì)的作用五，所形成的鹽在侵蝕性介質(zhì)的作用五，所形成的鹽類結(jié)晶長(zhǎng)大時(shí)體積增加，產(chǎn)生有害的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致膨脹性類結(jié)晶長(zhǎng)大時(shí)體積增加，產(chǎn)生有害的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致膨脹性破壞。破壞。水泥石腐蝕的原因水泥石腐蝕的原因n內(nèi)因有二：內(nèi)因有二：n一是水泥石中存有易被腐蝕的組分，即一是水泥石中存有易被腐蝕的組分，即Ca(OH)2和水化鋁和水化鋁酸鈣；酸鈣；n二是水泥石本身不密實(shí)，有很多毛細(xì)孔通道，侵蝕性介質(zhì)二是水泥石本身不密實(shí)，有很多毛細(xì)孔通道，侵蝕性介質(zhì)易于進(jìn)入其內(nèi)部。易于進(jìn)入其內(nèi)部。n外因外因:n侵蝕性介質(zhì)的存在。侵蝕性介質(zhì)的存在。2.水泥石腐蝕的防止水泥石腐蝕的防止 n(1)根據(jù)侵蝕環(huán)境特點(diǎn)，合理選用水泥

43、品種根據(jù)侵蝕環(huán)境特點(diǎn)，合理選用水泥品種n遭受軟水等侵蝕時(shí)，可選用水化產(chǎn)物中氫氧化鈣含量較少遭受軟水等侵蝕時(shí)，可選用水化產(chǎn)物中氫氧化鈣含量較少的水泥。的水泥。n處在硫酸鹽的腐蝕環(huán)境中，可采用鋁酸三鈣含量較低的抗處在硫酸鹽的腐蝕環(huán)境中，可采用鋁酸三鈣含量較低的抗硫酸鹽水泥。硫酸鹽水泥。 n(2)提高水泥石的密實(shí)程度提高水泥石的密實(shí)程度n盡量提高水泥石的密實(shí)度，是阻止侵蝕介質(zhì)深入內(nèi)部的有盡量提高水泥石的密實(shí)度，是阻止侵蝕介質(zhì)深入內(nèi)部的有力措施。力措施。 n(3)加做保護(hù)層加做保護(hù)層n當(dāng)侵蝕作用較強(qiáng)時(shí)，可在水泥制品的表面加做一層耐腐蝕當(dāng)侵蝕作用較強(qiáng)時(shí)，可在水泥制品的表面加做一層耐腐蝕性高，且不透水的保

44、護(hù)層。一般可用耐酸石料、耐酸陶瓷、性高，且不透水的保護(hù)層。一般可用耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料、瀝青等。玻璃、塑料、瀝青等。4.1.5硅酸鹽水泥的特性與應(yīng)用硅酸鹽水泥的特性與應(yīng)用 n1.強(qiáng)度等級(jí)高、強(qiáng)度發(fā)展快強(qiáng)度等級(jí)高、強(qiáng)度發(fā)展快 n硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)比較高（硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)比較高（42.562.5），主要用于地），主要用于地上、地下和水中重要結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土上、地下和水中重要結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土工程；由于這種水泥硬化較快，還適用于早期強(qiáng)度要求高工程；由于這種水泥硬化較快，還適用于早期強(qiáng)度要求高和冬季施工的混凝土工程。和冬季施工的混凝土工程。 n2.抗凍性好抗凍

45、性好n水泥石的抗凍性主要取決于它的孔隙率和孔隙特征。硅酸水泥石的抗凍性主要取決于它的孔隙率和孔隙特征。硅酸鹽水泥如采用較小水灰比，并經(jīng)充分養(yǎng)護(hù)，可獲得密實(shí)的鹽水泥如采用較小水灰比，并經(jīng)充分養(yǎng)護(hù)，可獲得密實(shí)的水泥石。水泥石。n硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度高，水化熱大，也使得這種水泥的硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度高，水化熱大，也使得這種水泥的抗凍能力大。抗凍能力大。n適用于嚴(yán)寒地區(qū)遭受反復(fù)凍融的混凝土工程。適用于嚴(yán)寒地區(qū)遭受反復(fù)凍融的混凝土工程。 n3.耐腐蝕性差耐腐蝕性差 n硅酸鹽水泥石中含有較多的氫氧化鈣和水化鋁酸鈣，所以不宜用于受硅酸鹽水泥石中含有較多的氫氧化鈣和水化鋁酸鈣，所以不宜用于受流動(dòng)及壓力水作用的

46、混凝土工程，也不宜用于海水、礦物水等腐蝕性流動(dòng)及壓力水作用的混凝土工程，也不宜用于海水、礦物水等腐蝕性作用的工程。作用的工程。n4.耐熱性較差耐熱性較差n硅酸鹽水泥石在高溫下發(fā)生脫水和分解，結(jié)構(gòu)遭受破壞。硅酸鹽水泥石在高溫下發(fā)生脫水和分解，結(jié)構(gòu)遭受破壞。n水泥石經(jīng)高溫作用后，氫氧化鈣已經(jīng)分解，如再受水潤(rùn)溫或長(zhǎng)期置放水泥石經(jīng)高溫作用后，氫氧化鈣已經(jīng)分解，如再受水潤(rùn)溫或長(zhǎng)期置放時(shí)，由于石灰重新熟化，水泥石隨即破壞。所以，硅酸鹽水泥不能用時(shí)，由于石灰重新熟化，水泥石隨即破壞。所以，硅酸鹽水泥不能用于耐熱混凝土。但應(yīng)指出，在受熱溫度不高時(shí)（于耐熱混凝土。但應(yīng)指出，在受熱溫度不高時(shí)（100250），強(qiáng)度

47、），強(qiáng)度反而有所提高，因此時(shí)尚存有游離水，水化可繼續(xù)進(jìn)行，使得水泥石反而有所提高，因此時(shí)尚存有游離水，水化可繼續(xù)進(jìn)行，使得水泥石進(jìn)一步密實(shí)。進(jìn)一步密實(shí)。n5.水化熱高水化熱高 n硅酸鹽水泥中硅酸鹽水泥中C3S及及C3A含較高，它們的放熱大，因而不宜用于大體含較高，它們的放熱大，因而不宜用于大體積混凝土工程中。積混凝土工程中。硅酸鹽水泥的儲(chǔ)存硅酸鹽水泥的儲(chǔ)存n水泥儲(chǔ)存日久，易吸收空氣中的水分和二氧化碳，在水泥顆水泥儲(chǔ)存日久，易吸收空氣中的水分和二氧化碳，在水泥顆粒表面進(jìn)行緩慢的水化和碳化作用，從而喪失其膠結(jié)能力，粒表面進(jìn)行緩慢的水化和碳化作用，從而喪失其膠結(jié)能力，降低強(qiáng)度，即使在條件良好的倉(cāng)庫(kù)里

48、貯存，時(shí)間也不宜過(guò)長(zhǎng)。降低強(qiáng)度，即使在條件良好的倉(cāng)庫(kù)里貯存，時(shí)間也不宜過(guò)長(zhǎng)。n一般貯存三個(gè)月后，水泥強(qiáng)度降低一般貯存三個(gè)月后，水泥強(qiáng)度降低1020；n六個(gè)月后，約降低六個(gè)月后，約降低1530；n一年后約降低一年后約降低2540。n水泥自出廠至使用，不宜超過(guò)六個(gè)月。超過(guò)期限的，必須重水泥自出廠至使用，不宜超過(guò)六個(gè)月。超過(guò)期限的，必須重新試驗(yàn)，鑒定后方可使用。細(xì)度大、強(qiáng)度等級(jí)高的水泥更易新試驗(yàn)，鑒定后方可使用。細(xì)度大、強(qiáng)度等級(jí)高的水泥更易吸濕變質(zhì)。吸濕變質(zhì)。n水泥包裝袋上應(yīng)清楚標(biāo)明：執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、水泥品種、代號(hào)、強(qiáng)水泥包裝袋上應(yīng)清楚標(biāo)明：執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、水泥品種、代號(hào)、強(qiáng)度等級(jí)、生產(chǎn)者名稱、生產(chǎn)許可證標(biāo)志（

49、度等級(jí)、生產(chǎn)者名稱、生產(chǎn)許可證標(biāo)志（QSQS）及編號(hào)、出廠）及編號(hào)、出廠編號(hào)、包裝日期、凈含量。包裝袋兩側(cè)應(yīng)根據(jù)水泥的品種采編號(hào)、包裝日期、凈含量。包裝袋兩側(cè)應(yīng)根據(jù)水泥的品種采用不同的顏色印刷水泥名稱和強(qiáng)度等級(jí)，硅酸鹽水泥和普通用不同的顏色印刷水泥名稱和強(qiáng)度等級(jí)，硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥采用紅色，礦渣硅酸鹽水泥采用綠色；火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥采用紅色，礦渣硅酸鹽水泥采用綠色；火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥采用黑色硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥采用黑色或藍(lán)色。或藍(lán)色。 4.2 摻混合材料的其他通用水泥摻混合材料的其他通用水泥 4.2.1 混合材料混合材料n混合材

50、料：混合材料：在生產(chǎn)水泥時(shí)，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度在生產(chǎn)水泥時(shí)，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級(jí)，而加到水泥中的人工的和天然的礦物材料。等級(jí)，而加到水泥中的人工的和天然的礦物材料。 混合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。按其性能可分活性混合材料和非活性混合材料。 n1.非活性混合材料非活性混合材料 起填充作用起填充作用n2.活性混合材料活性混合材料 活性氧化硅和氧化鋁活性氧化硅和氧化鋁 與氫氧化鈣反應(yīng)與氫氧化鈣反應(yīng)n （二次反應(yīng)）（二次反應(yīng)）活性混合材料的作用活性混合材料的作用n活性混合材料都含有大量的活性氧化硅和活性氧化鋁，它們活性混合材料都含有大量的活性氧化硅和活

51、性氧化鋁，它們只有在氫氧化鈣飽和溶液中，才會(huì)發(fā)生明顯的水化反應(yīng)，生只有在氫氧化鈣飽和溶液中，才會(huì)發(fā)生明顯的水化反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣：成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣：xCa(OH)2+SiO2+m1H2O=xCaOSiO2n1H2OyCa(OH)2+Al2O3+m1H2O=yCaOAl2O3n1H2On溶液中的石灰是激發(fā)活性混合材料活性的物質(zhì)，所以稱為溶液中的石灰是激發(fā)活性混合材料活性的物質(zhì)，所以稱為激激發(fā)劑發(fā)劑。n激發(fā)劑分激發(fā)劑分堿性激發(fā)劑和硫酸鹽激發(fā)劑堿性激發(fā)劑和硫酸鹽激發(fā)劑。n氫氧化鈣為堿性激發(fā)劑；氫氧化鈣為堿性激發(fā)劑；n石膏為硫酸鹽激發(fā)劑。石膏為硫酸鹽激發(fā)劑。常用活性混合材料常用活

52、性混合材料(1)?；郀t礦渣?；郀t礦渣 n是將煉鐵高爐的熔融礦渣，經(jīng)急速冷卻處理而成的、質(zhì)地疏是將煉鐵高爐的熔融礦渣，經(jīng)急速冷卻處理而成的、質(zhì)地疏松、多孔的粒狀物。松、多孔的粒狀物。 n化學(xué)成分：化學(xué)成分：CaO、Al2O3、SiO2、MgO、Fe2O3等氧化物和少等氧化物和少量的硫化物。在一般礦渣中量的硫化物。在一般礦渣中CaO、Al2O3、SiO2含量占含量占90以以上，其化學(xué)成分與硅酸鹽水泥的化學(xué)成份相似，只不過(guò)上，其化學(xué)成分與硅酸鹽水泥的化學(xué)成份相似，只不過(guò)CaO含量較低，而含量較低，而SiO2含量偏高。含量偏高。 (2)火山灰質(zhì)混合材料火山灰質(zhì)混合材料 n是以活性氧化硅和活性氧化鋁

53、為主要成分的礦物材料?；鹕绞且曰钚匝趸韬突钚匝趸X為主要成分的礦物材料?；鹕交屹|(zhì)混合材料沒(méi)有水硬性，但具有火山灰性，即在常溫下能灰質(zhì)混合材料沒(méi)有水硬性，但具有火山灰性，即在常溫下能與石灰和水作用生成水硬性的水化物。與石灰和水作用生成水硬性的水化物。 n火山灰質(zhì)混合材料的品種：火山灰質(zhì)混合材料的品種：n天然的有：天然的有：火山灰、凝灰?guī)r、浮石、沸石巖、硅藻土等；火山灰、凝灰?guī)r、浮石、沸石巖、硅藻土等；n人工的有：人工的有：煤矸石、燒頁(yè)巖、燒粘土、煤渣、硅質(zhì)渣等。煤矸石、燒頁(yè)巖、燒粘土、煤渣、硅質(zhì)渣等。 (3)粉煤灰粉煤灰 n粉煤灰中含有較多的粉煤灰中含有較多的SiO2和和Al2O3，兩者總含量

54、可達(dá)，兩者總含量可達(dá)60以上。以上。 4.2.2 普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥 n根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB1751999），普通硅酸鹽水泥），普通硅酸鹽水泥（ordinary portland cement）的定義是：凡由硅酸鹽水泥熟的定義是：凡由硅酸鹽水泥熟料、料、615混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材混合材料、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(jiǎn)稱普通水泥），料，稱為普通硅酸鹽水泥（簡(jiǎn)稱普通水泥），代號(hào)代號(hào)PO。n活性混合材料摻加量為活性混合材料摻加量為5%5%且且20%20%，其中允許用不超過(guò)水，其中允許用不超過(guò)水泥質(zhì)量泥質(zhì)量8%8%且符合本標(biāo)準(zhǔn)第且符

55、合本標(biāo)準(zhǔn)第5.2.45.2.4條的非活性混合材料或不條的非活性混合材料或不超過(guò)水泥質(zhì)量超過(guò)水泥質(zhì)量5%5%且符合本標(biāo)準(zhǔn)第且符合本標(biāo)準(zhǔn)第5.2.55.2.5條的窯灰代替條的窯灰代替 。n5.2.4 5.2.4 非活性混合材料非活性混合材料n活性指標(biāo)分別低于活性指標(biāo)分別低于GB/T203GB/T203、GB/T18046GB/T18046、GB/T1596GB/T1596、GB/T2847GB/T2847標(biāo)準(zhǔn)要求的粒化高爐礦渣、粒化高爐礦渣粉、粉標(biāo)準(zhǔn)要求的?；郀t礦渣、?；郀t礦渣粉、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料；石灰石和砂巖，其中石灰石中煤灰、火山灰質(zhì)混合材料；石灰石和砂巖，其中石灰石中的三氧化二鋁

56、含量應(yīng)不大于的三氧化二鋁含量應(yīng)不大于2.5%2.5%。n5.2.55.2.5窯灰窯灰n 符合符合JC/T742JC/T742的規(guī)定。的規(guī)定。普通水泥的強(qiáng)度要求普通水泥的強(qiáng)度要求 4.2.3 礦渣硅酸鹽等水泥礦渣硅酸鹽等水泥n根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB13441999），凡由硅酸鹽水泥熟料和粒），凡由硅酸鹽水泥熟料和?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為礦渣化高爐礦渣、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(jiǎn)稱礦渣水泥）（硅酸鹽水泥（簡(jiǎn)稱礦渣水泥）（Portland blastfurnace-slag cement） ，代號(hào)代號(hào)PS。nA A型礦渣摻量型礦渣摻量2

57、0%20%且且50%50%，代號(hào)，代號(hào)P.S.AP.S.A；B B型礦渣摻量型礦渣摻量50%50%且且70%70%，代號(hào)，代號(hào)P.S.B P.S.B n允許用石灰石、窯灰、粉煤灰和火山灰質(zhì)混合材料中的一種允許用石灰石、窯灰、粉煤灰和火山灰質(zhì)混合材料中的一種材料代替礦渣，代替數(shù)量不得超過(guò)水泥質(zhì)量的材料代替礦渣，代替數(shù)量不得超過(guò)水泥質(zhì)量的8%8%，替代后水，替代后水泥中?；郀t礦渣不得少于泥中粒化高爐礦渣不得少于20%20%。nP.P P.P 火山灰水泥火山灰水泥 20%20%且且40% 40% nP.F P.F 粉煤灰水泥粉煤灰水泥礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥的強(qiáng)礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰

58、水泥的強(qiáng)度要求度要求 礦渣水泥的特點(diǎn)礦渣水泥的特點(diǎn)n（1）早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高）早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高 n由于礦渣水泥中含有?；郀t礦渣，相應(yīng)熟料含量較少，因此凝結(jié)稍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（慢，早期（3天、天、7天）強(qiáng)度較低。但在硬化后期，天）強(qiáng)度較低。但在硬化后期，28天以后的強(qiáng)度發(fā)天以后的強(qiáng)度發(fā)展將超過(guò)硅酸鹽水泥。展將超過(guò)硅酸鹽水泥。n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(qiáng)度采用蒸汽養(yǎng)護(hù)等濕熱處理方法，能加快硬化速度，并且影響后期強(qiáng)度的發(fā)展。的發(fā)展。 n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(qiáng)度要求高的工程。適用于采用

59、蒸汽養(yǎng)護(hù)的預(yù)制構(gòu)件，不宜用于早期強(qiáng)度要求高的工程。n（2）具有較強(qiáng)的抗溶出性侵蝕及抗硫酸鹽侵蝕的能力）具有較強(qiáng)的抗溶出性侵蝕及抗硫酸鹽侵蝕的能力n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氧化鈣大為減少。同時(shí)因摻入礦渣二次反應(yīng)，使水泥中易受腐蝕的氫氧化鈣大為減少。同時(shí)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(duì)降低。因而礦渣水而使水泥中易受硫酸鹽侵蝕的鋁酸三鈣含量也相對(duì)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(qiáng)；泥抗溶出性侵蝕能力及抗硫酸鹽侵蝕能力較強(qiáng)；n可用于受

60、溶出性侵蝕，以及受硫酸鹽侵蝕的水工及海工混凝土?？捎糜谑苋艹鲂郧治g，以及受硫酸鹽侵蝕的水工及海工混凝土。n（3）水化熱低）水化熱低n礦渣水泥中硅酸三鈣和鋁酸三鈣的含量相對(duì)減少，水化速度較慢，故礦渣水泥中硅酸三鈣和鋁酸三鈣的含量相對(duì)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。水化熱也相應(yīng)較低。此種水泥適用于大體積混凝土工程。n（4 4）抗碳化性較差）抗碳化性較差n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。合用于二氧化碳濃度含量高的工業(yè)廠