高職高專建筑材料與檢測(cè)課件第四章

1、高職高專建筑材料與檢測(cè)課件第四章 1824年10月21日，英國(guó)利茲（Leeds）城的泥水匠阿斯普?。↗.Aspdin）獲得英國(guó)第5022號(hào)“波特蘭水泥”專利證書，從而一舉成為流芳百世的水泥發(fā)明人。 強(qiáng)生確定了水泥制造的兩個(gè)基本條件：第一是燒窯的溫度必須高到足以使燒塊含一定量玻璃體并呈墨綠色；第二是原料比例必須正確而固定，燒成物內(nèi)部不能含過(guò)量石灰，水泥硬化后不能開(kāi)裂。這些條件確保了“波特蘭水泥”質(zhì)量，解決了阿普斯丁無(wú)法解決的質(zhì)量不穩(wěn)定問(wèn)題。從此，現(xiàn)代水泥生產(chǎn)的基本參數(shù)已被發(fā)現(xiàn)。1824年，英國(guó)石匠阿斯浦丁偶然發(fā)現(xiàn)年，英國(guó)石匠阿斯浦丁偶然發(fā)現(xiàn)粘土粘土+石灰石灰+水水人造石（波特蘭水泥）人造石（波特

2、蘭水泥）特點(diǎn)：強(qiáng)度高、耐久性好、防水、防火。特點(diǎn)：強(qiáng)度高、耐久性好、防水、防火。n水泥水泥：呈粉末狀，它與水拌和后經(jīng)過(guò)物理化學(xué)作用成為可塑性膠體，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(qiáng)度的整體。（水泥是水硬性膠凝材料。）n水泥水泥 硅酸鹽類水泥 鋁酸鹽類水泥 系列 硫鋁酸鹽類水泥 磷酸鹽類水泥n硅酸鹽水泥系列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！n 硅酸鹽水泥（05%） 普通水泥（6%15%） 礦渣水泥（ 2070 %） 火山灰水泥（ 2050 %） 粉煤灰水泥（ 2040 %） 復(fù)合水泥（ 15

3、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。特種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。水泥系列水泥系列通用水泥下述百分含量為混合材料的摻量下述百分含量為混合材料的摻量水泥的分類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第一節(jié)第一節(jié) 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥 1.定義：凡由硅酸鹽水泥熟料、05%石灰石或?；郀t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(guó)外通稱的波特蘭水泥。2.類型及代號(hào)硅酸鹽水泥 型硅酸鹽水泥：不摻混合材料的，代號(hào)P。 型硅酸鹽水泥：粉磨時(shí)摻加不超過(guò)水泥重量5% 的石灰石或?；郀t礦渣混

4、合材料，代號(hào)P 。硅酸鹽水泥分42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R 六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。1.原料 （1）石灰質(zhì)原料：主要提供CaO。采用石灰石、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(yè)巖、泥巖、粉砂巖及河泥等。主要原料主要原料（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(bǔ)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(guò)程石灰石黏土按比例混合生料進(jìn)窯熟料輔助原料煅燒磨細(xì)磨細(xì)石膏1450水泥成品生料在窯內(nèi)經(jīng)歷：干燥預(yù)熱分解燒成冷卻3

5、.510m中卸烘干磨（生料粉磨 ）生料粉磨工藝 熟料煅燒工藝熟料煅燒工藝 3.350m旋轉(zhuǎn)窯冷卻機(jī)水泥粉磨及包裝水泥粉磨及包裝 3.813m水泥磨水泥皮帶輸送機(jī)八嘴回轉(zhuǎn)式微機(jī)包裝機(jī)水泥庫(kù)組成礦物名稱分子式簡(jiǎn)稱含量（%）硅酸鹽礦物硅酸三鈣3CaOSiO2C3S3760硅酸二鈣2CaOSiO2C2S1537熔劑礦物鋁酸三鈣3CaOAl2O3C3A715鐵鋁酸四鈣4CaOAl2O3Fe2O3C4AF10181.主要成分：主要由四種礦物化學(xué)組成硅酸鹽水泥熟料的礦物組成及在水泥中的相對(duì)含量四、硅酸鹽水泥的水化與凝結(jié)硬化四、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

6、的水泥漿凝結(jié)硬化流動(dòng)性水化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(kāi)始逐漸溶解放出一定熱量體積也逐漸增加。其反應(yīng)式如下：2(3CaOSiO2)+6H2O=3CaO2SiO23H2O+3Ca(OH)2硅酸三鈣水化硅酸鈣氫氧化鈣2(2CaOSiO2)+4H2O=3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2硅酸二鈣水化硅酸鈣氫氧化鈣3CaOAl2O3+6H2O=3CaOAl2O36H2O鋁酸三鈣水化鋁酸鈣4CaOAl2O3Fe2O3+9H2O=3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O33H2O鐵鋁酸四鈣水化鋁酸鈣水化鐵酸鈣主要水化產(chǎn)物主要水化產(chǎn)物（在完全水化的水泥石中）：水化硅酸鈣70%

7、（凝膠）氫氧化鈣20%（晶體）水化鋁酸鈣（晶體）水化硫鋁酸鈣晶體（也稱鈣礬石）7%是水泥石形成強(qiáng)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。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(zhǎng)，但大部分（其水化熱大，放熱的周期也較長(zhǎng)，但大部分（50%以上）熱量是在以上）熱量是在3天以內(nèi)。特別是在水泥漿天以內(nèi)。特別是在水泥漿發(fā)生凝結(jié)、硬化的初期放出。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(guò)程n分為：早、中、晚分為：早、中、晚 三個(gè)時(shí)期三個(gè)時(shí)期1.水化早期，水化早期，初始反應(yīng)期（凝膠膜的生成期）（誘導(dǎo)期）n 20，3h3.水化后期，水化后期，硬化

8、更長(zhǎng)時(shí)間水化反應(yīng)減慢水化反應(yīng)減慢水化產(chǎn)物填充由水化產(chǎn)物填充由水占據(jù)的空間水占據(jù)的空間晶體相互搭接晶體相互搭接整體整體水泥石水泥石硬化硬化硬化：漿體的強(qiáng)度逐漸提高并變成堅(jiān)硬的石狀固體水泥石2.水化中期，水化中期，凝結(jié)20 30h，30%的水泥已經(jīng)水化的水泥已經(jīng)水化 包裹包裹膜膜增厚增厚凝結(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(guò)程。加水初凝終凝凝結(jié)硬化早期稠硬不流動(dòng)漿體剛性固體隨時(shí)間增強(qiáng)塑性流動(dòng)漿體初凝時(shí)間終凝時(shí)間水泥凝結(jié)時(shí)間與水泥漿體狀況的關(guān)系A(chǔ)AAAAAAADDBDCE 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）

9、;D-毛細(xì)孔（毛細(xì)孔水）；E-凝膠孔水泥石的組成組成：凝膠體凝膠體（水化硅酸鈣凝膠和氫氧 化鈣晶體）未水化的水泥顆粒內(nèi)核未水化的水泥顆粒內(nèi)核毛細(xì)孔及凝膠孔毛細(xì)孔及凝膠孔 它們?cè)诓煌瑫r(shí)期相對(duì)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(qiáng)度和耐久性強(qiáng)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(duì)含量（可用水化程度表示） 孔的大小、形狀和分布水灰比即拌和時(shí)用水量與水泥用量之比表示1.水灰比相同時(shí)，水化程度愈高，則水化物愈多，而毛細(xì)孔和未水化水泥的量相對(duì)減少。水泥石結(jié)構(gòu)密實(shí)、強(qiáng)度高、耐久性好。 2.水化程度相同而水灰比不同的水泥石結(jié)構(gòu)，水灰比越大，毛細(xì)孔所占比例相對(duì)增加

10、，水泥石的強(qiáng)度和耐久性下降。 （三）影響硅酸鹽水泥凝結(jié)硬化的主要因素（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熟料礦物組成的影響 n硅酸鹽水泥熟料礦物組成，是影響水泥的水化速度、凝結(jié)硬化過(guò)程及產(chǎn)生強(qiáng)度等的主要因素。硅酸三鈣（C3S）硅酸二鈣（ C2S）鋁酸三鈣（ C3A）鐵鋁酸四鈣 （C4AF ） （四種主要熟料礦物中，C3A是決定性因素。） 硅酸鹽水泥熟料礦物的水化、凝結(jié)硬化特性2. 水泥細(xì)度的影響水泥細(xì)度的影響 直接影響：水化，凝結(jié)硬化，強(qiáng)度，干縮及水化熱。n 越細(xì):凝結(jié)速度越快，早期強(qiáng)度越高。但過(guò)細(xì)易與空氣中的水分及二氧化碳反應(yīng)，并且硬化時(shí)收縮也較大，且成本高。3. 拌

11、合加水量的影響拌合加水量的影響 影響硬化水泥石強(qiáng)度的主要因素。n拌合加入水量越大，硬化水泥石中毛細(xì)孔就越多。水泥石的強(qiáng)度隨其毛細(xì)孔隙率的增加呈線性關(guān)系下降，從而強(qiáng)度低。 4. 養(yǎng)護(hù)濕度和溫度的影響?zhàn)B護(hù)濕度和溫度的影響 （1）濕度應(yīng)該保持潮濕狀態(tài) （2）溫度提高溫度也可以加速水化反應(yīng)。在0以下，當(dāng)水結(jié)成冰時(shí)，水泥的水化、凝結(jié)硬化作用將停止，因而，在冬季施工時(shí)，需要采取保溫等措施。5. 養(yǎng)護(hù)齡期的影響?zhàn)B護(hù)齡期的影響 n水泥水化硬化是一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期不斷進(jìn)行的過(guò)程。水泥水化硬化是一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期不斷進(jìn)行的過(guò)程。n隨著齡期的增長(zhǎng)隨著齡期的增長(zhǎng)水泥石的強(qiáng)度逐漸提高。水泥石的強(qiáng)度逐漸提高。n水泥在水泥在314d內(nèi)

12、強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，內(nèi)強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，28d后增長(zhǎng)緩慢。后增長(zhǎng)緩慢。n養(yǎng)護(hù)到養(yǎng)護(hù)到 28d 。6. 水泥受潮與久存的影響水泥受潮與久存的影響 n水泥也不可儲(chǔ)存過(guò)久水泥也不可儲(chǔ)存過(guò)久n三個(gè)月后其強(qiáng)度降低約三個(gè)月后其強(qiáng)度降低約10 20% 半年后降低約半年后降低約15 30% 一年后降低約一年后降低約25 40%n受潮水泥顆粒受潮水泥顆粒重磨可使其暴露出新鮮表面而恢復(fù)部分活性。重磨可使其暴露出新鮮表面而恢復(fù)部分活性。n對(duì)于微結(jié)塊的水泥，強(qiáng)度約降低對(duì)于微結(jié)塊的水泥，強(qiáng)度約降低1020%適當(dāng)方式壓碎后用于次要工適當(dāng)方式壓碎后用于次要工程。程。n 一般，南方，水泥放不能過(guò)雨季一般，南方，水泥放不能過(guò)雨季五、硅酸

13、鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)對(duì)硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì)如下要求。（一）細(xì)度（Fineness）細(xì)度是指水泥顆粒的粗細(xì)程度。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(xiàng)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(cè)定。（1）篩分法篩分法是以80m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(guò)10.0%。（2）比表面積法比表面積法以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。凡水泥細(xì)度不符合規(guī)定者為不合格品。 n測(cè)定方法：測(cè)定方法：n 篩析法：水篩法：篩析法：水篩法：

14、n 負(fù)壓篩法負(fù)壓篩法(為準(zhǔn)為準(zhǔn))n 比表面積法：比表面積法：n規(guī)定：硅酸鹽水泥的細(xì)度：比規(guī)定：硅酸鹽水泥的細(xì)度：比表面積不小于表面積不小于3000/n 其余四品種水泥在其余四品種水泥在80m方孔篩上重篩余量不大于方孔篩上重篩余量不大于10%。 水泥凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定水泥凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法水泥稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法進(jìn)行。 它是以標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿，在規(guī)定溫度和濕度下，它是以標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿，在規(guī)定溫度和濕度下， 用凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀來(lái)測(cè)定。用凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀來(lái)測(cè)定。水泥凈漿：水泥水泥凈漿：水泥+水水3.標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量：是指水泥凈漿達(dá)到規(guī)定稠度時(shí)

15、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(shí)，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。（二）凝結(jié)時(shí)間（Settingtime） 凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間：是指水泥從開(kāi)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(shí)間。分為初凝和終凝。1.初凝時(shí)間（初凝時(shí)間（Initial setting time）自開(kāi)始加水拌和起，至水泥漿開(kāi)始失去可塑性與流動(dòng)性所需的時(shí)間，稱為初凝時(shí)間。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間不得早于45min。2.終凝時(shí)間（終凝時(shí)間（Final setting time）自加水時(shí)起至水泥漿

16、完全失去可塑性并開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間稱為終凝時(shí)間。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了硅酸鹽水泥的終凝時(shí)間不得遲于6.5h。凡初凝初凝時(shí)間不符合規(guī)定者為廢品廢品，終凝終凝時(shí)間不符合規(guī)定者為不合格品。不合格品。n硅酸鹽水泥：初凝：不得早于硅酸鹽水泥：初凝：不得早于45min； 終凝：不得遲于終凝：不得遲于390min.n普通水泥：初凝：不得早于普通水泥：初凝：不得早于45min；n 終凝：不得遲于終凝：不得遲于10h。n定義：水泥漿在硬化過(guò)程中體積變化的均勻性。定義：水泥漿在硬化過(guò)程中體積變化的均勻性。n體積不安定性（不良）：當(dāng)水泥漿體在硬化過(guò)程中或硬化體積不安定性（不良）：當(dāng)水泥漿體在硬化過(guò)程中或硬化后發(fā)生不均勻

17、的體積膨脹，會(huì)導(dǎo)致水泥石開(kāi)裂、翹曲等現(xiàn)后發(fā)生不均勻的體積膨脹，會(huì)導(dǎo)致水泥石開(kāi)裂、翹曲等現(xiàn)象象 n不安定現(xiàn)象：裂紋、翹曲。不安定現(xiàn)象：裂紋、翹曲。n 原因：熟料中活性原因：熟料中活性MgO，CO3。水泥中摻入石膏過(guò)多水泥中摻入石膏過(guò)多n熟料中氧化鎂（熟料中氧化鎂（MgO）不得超過(guò)）不得超過(guò)5.0%、SO3含量不得超過(guò)含量不得超過(guò)3.5% 4）安定性：）安定性：(1）試餅法：）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(méi)有彎曲現(xiàn)象，則稱為安定性合格，反之為不合格。采用采用試餅尺寸：試餅尺寸： 直徑：直徑： 7080mm，高，高10mm養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)24h,加熱至沸

18、騰加熱至沸騰30min恒溫恒溫3h。 規(guī)定：不合格不能使用。規(guī)定：不合格不能使用。5 5）強(qiáng)度）強(qiáng)度n（1）水泥強(qiáng)度確定的條件及等級(jí)）水泥強(qiáng)度確定的條件及等級(jí)n在標(biāo)準(zhǔn)條件下的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度來(lái)評(píng)定。在標(biāo)準(zhǔn)條件下的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度來(lái)評(píng)定。n概述：概述：nGB規(guī)定規(guī)定用水泥膠砂試件測(cè)水泥強(qiáng)度用水泥膠砂試件測(cè)水泥強(qiáng)度n配合比：水泥：標(biāo)準(zhǔn)砂：水配合比：水泥：標(biāo)準(zhǔn)砂：水=1：3：0.5n說(shuō)明說(shuō)明:試驗(yàn)采用水泥試驗(yàn)采用水泥450g，標(biāo)準(zhǔn)砂，標(biāo)準(zhǔn)砂1350g，水，水225g。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)方法（ISO法）（GB/T1767199） 標(biāo)準(zhǔn)砂是統(tǒng)一檢驗(yàn)水泥強(qiáng)度用的材料，是以福建省平潭縣蘆洋標(biāo)準(zhǔn)砂是

19、統(tǒng)一檢驗(yàn)水泥強(qiáng)度用的材料，是以福建省平潭縣蘆洋浦的天然石英海砂經(jīng)篩洗等加工制成。浦的天然石英海砂經(jīng)篩洗等加工制成。 方 孔 篩 孔 徑，毫米累 計(jì) 篩 余 量，0653 04040502594n標(biāo)準(zhǔn)尺寸：標(biāo)準(zhǔn)尺寸：4040160（mm3）n （一天后脫模）（一天后脫模）n標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件：n 溫度溫度203n 相對(duì)濕度：相對(duì)濕度：90%以上以上n 齡期：早期齡期：早期3天天n 后期后期28天天n相對(duì)濕度：空氣中實(shí)際所含水蒸氣密度和同相對(duì)濕度：空氣中實(shí)際所含水蒸氣密度和同溫度下飽和水蒸氣密度的百分比值。溫度下飽和水蒸氣密度的百分比值。n水泥的強(qiáng)度等級(jí)：水泥的強(qiáng)度等級(jí)： n硅酸鹽水泥強(qiáng)度

20、等級(jí)：硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)：(Mpa)n 42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R、n普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)：強(qiáng)度等級(jí)：(Mpa)n 32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。n （六個(gè)（六個(gè)新規(guī)范）新規(guī)范）n早強(qiáng)型優(yōu)點(diǎn)：早強(qiáng)型優(yōu)點(diǎn)：n3d強(qiáng)度較普通型強(qiáng)度提高強(qiáng)度較普通型強(qiáng)度提高10%24% n3d強(qiáng)度可達(dá)普通型強(qiáng)度強(qiáng)度可達(dá)普通型強(qiáng)度28天的天的50%各強(qiáng)度等級(jí)水泥的各齡期強(qiáng)度不得低于表所示數(shù)值。注：R早強(qiáng)型。硅酸鹽水泥的強(qiáng)度要求（GB17599）（五）密度、堆積密度密度主要決定于其熟料礦物組成，一般為3.103.20g/cm3。受潮

21、水泥的密度有所降低。在進(jìn)行混凝土配合比計(jì)算時(shí)，通常采用3.10g/cm3。堆積密度：疏松堆積時(shí)約為10001100kg/m3緊密堆積時(shí)可達(dá)1600kg/m3（14001700kg/m3）。在混凝土配合比計(jì)算中，通常采用1300kg/m3。凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時(shí)間、安定性中的任一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，均為廢品。凡凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時(shí)間、安定性中的任一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，均為廢品。凡細(xì)度、終凝時(shí)間中的任一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，或混合摻量超過(guò)最大限量，或強(qiáng)度低于細(xì)度、終凝時(shí)間中的任一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，或混合摻量超過(guò)最大限量，或強(qiáng)度低于商品等級(jí)規(guī)定的指標(biāo)時(shí)，稱為不合格品。商品等級(jí)規(guī)定的指標(biāo)時(shí)，稱為不合

22、格品。廢品水泥在工程中嚴(yán)禁使用。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(qiáng)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)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(qiáng)度與在淡水中養(yǎng)護(hù)的試件強(qiáng)度的比值來(lái)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(fù)雜，主要有軟水腐蝕、鹽類腐蝕、酸類腐蝕、強(qiáng)堿腐蝕等。水泥中堿性物質(zhì)：Ca(OH)2、水化鋁酸鈣。（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

23、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(shí)而使侵蝕性介質(zhì)易于進(jìn)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）軟水腐蝕（溶出性侵蝕）雨水、雪水、蒸餾水、工業(yè)冷凝水及含碳酸鹽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(jié)構(gòu)遭受破壞。2.鹽類腐蝕鹽類腐蝕（1）硫酸鹽腐蝕）硫酸鹽腐蝕當(dāng)海水、沼澤水、工業(yè)污水等中含有堿性硫酸鹽（如Na2SO4、K2SO4等）時(shí)，其中的水泥石還會(huì)受到的侵蝕。Ca(OH)2 +硫酸鹽硫酸鹽CaSO4硫酸鈣亦能與

24、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。4CaOAl2O312H2O+3CaSO4+20H2O3CaOAl2O33 CaSO431H20+Ca(OH)2反應(yīng)是在固相中進(jìn)行的反應(yīng)是在固相中進(jìn)行的高硫型水化硫鋁酸鈣結(jié)合著大量結(jié)晶水高硫型水化硫鋁酸鈣結(jié)合著大量結(jié)晶水其體積膨脹為原來(lái)其體積膨脹為原來(lái)的水化鋁酸鈣體積的的水化鋁酸鈣體積的2.5倍倍水泥石產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力水泥石產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力水泥石開(kāi)裂、強(qiáng)度降低和造成破水泥石開(kāi)裂、強(qiáng)度降低和造成破壞。壞。 （2）鎂鹽腐蝕）鎂鹽腐蝕 海水、地下水中常含有大量鎂鹽硫酸鎂(MgSO4)氯化鎂(MgCl2)MgSO4十十Ca(0H)2十十2 H2

25、0 CaSO42 H20十十Mg(0H)2(3CaOAl2036 H20十十3（CaSO42 H20）十）十19 H20 3CaOAl2033CaSO431 H20 )MgCl2十十Ca(0H)2CaCl2十十Mg(0H)2反應(yīng)的結(jié)果：氫氧化鎂（Mg(0H)2）松軟而無(wú)膠凝能力鎂鹽二水硫酸鈣（CaSO42H20）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(qiáng)度降低或破壞。硫酸鎂對(duì)水泥石起著和的雙重腐蝕作用。侵蝕3.3.酸類腐蝕酸類腐蝕（1）碳酸腐蝕）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(yīng)生成碳酸鈣繼續(xù)與含碳酸的水作用變成易

26、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(dǎo)致水泥石中其它產(chǎn)物的分解，而使水泥石結(jié)構(gòu)破壞。開(kāi)始：Ca（0H）2十十C02十十H20CaC03十十2 H20然后：CaC03十十C02十十H20 Ca（HCO3）2可逆的，當(dāng)碳酸超過(guò)平衡濃度（溶液中的pH7）時(shí)，則上式反應(yīng)向右進(jìn)行，形成碳酸腐蝕。（2）一般酸的腐蝕（）一般酸的腐蝕（HCl、H2SO4）在工業(yè)廢水、地下水、沼澤水中常含無(wú)機(jī)酸和有機(jī)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(dǎo)致水泥石破壞。對(duì)水泥石腐蝕作用最快的是無(wú)機(jī)

27、酸中的鹽酸、氫氟酸、硝酸、硫酸和有機(jī)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(yīng)式如下：2HCl十Ca(0H)2CaCl2十2H20氯化鈣易溶于水而導(dǎo)致化學(xué)腐蝕型破壞H2SO4十Ca(0H)2CaSO42H20石膏對(duì)水泥石產(chǎn)生硫酸鹽膨脹型破壞。4.4.強(qiáng)堿腐蝕強(qiáng)堿腐蝕堿類溶液如濃度不大時(shí)一般是無(wú)害的，但鋁酸鹽含量較高的硅酸鹽水泥遇到強(qiáng)堿作用后也會(huì)破壞。（1）如氫氧化鈉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(yīng)式為：3CaO Al2O3十十6NaOH3Na2OAl2O3十十3Ca(0H)2（2）當(dāng)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

28、二氧化碳作用生成碳酸鈉2NaOHCO2 Na2CO3H20 碳酸鈉在水泥石毛細(xì)孔中結(jié)晶沉淀，可使水泥石脹裂。（二）防止水泥石腐蝕的措施1.根據(jù)侵蝕環(huán)境特點(diǎn)，合理選用水泥品種。2.提高水泥石的密實(shí)度。3.表面加保護(hù)層。七、 硅酸鹽水泥和普通水泥的特性與應(yīng)用（一）特性1.凝結(jié)硬化快，強(qiáng)度高，尤其早期強(qiáng)度高。2.抗凍性好。3.水化熱大。4.不耐腐蝕。5.不耐高溫。（二）應(yīng)用1.適用于重要結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土工程；2.適用于早期強(qiáng)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(dòng)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；

29、5.不宜用于大體積混凝土；6.不宜用于高溫的工程。第二節(jié)第二節(jié) 摻混合材料的硅酸鹽水泥摻混合材料的硅酸鹽水泥一、混合材料一、混合材料（一）定義（一）定義：磨細(xì)水泥時(shí)摻入的人工的或天然的礦物材料稱為混合材料。（二）種類：（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，但與石灰、石膏或硅酸巖水泥一起，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：CaO、SiO2和Al2O3火山灰混合材：SiO2和Al2O3天然：火山灰、凝灰?guī)r、浮石

30、等人工：煤矸石渣、燒頁(yè)巖、燒粘土等粉煤灰等：SiO2和Al2O32、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(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、降低標(biāo)號(hào)、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、爐渣等不符合技術(shù)要求的活性混合材可作為非活性材料。（三）應(yīng)用（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 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥 普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥 礦渣硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥 火山灰硅酸鹽水泥火山灰硅酸鹽水泥 粉煤灰硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥 復(fù)合水泥復(fù)

31、合水泥 二、普通硅酸鹽水泥二、普通硅酸鹽水泥（代號(hào)（代號(hào)PO）（）（Ordinary portland cement）1、定義：、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(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為普通硅酸鹽水泥。 硅酸鹽水泥熟料硅酸鹽水泥熟料+6%15%混合材混合材+石膏石膏 普通水泥普通水泥 活性材料的最大摻量不超過(guò)15% 非活性材料的最大摻量不超過(guò)10%磨細(xì)2、特性、特性 早強(qiáng)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)于硅酸鹽水泥三、礦渣硅酸鹽水泥三、礦渣硅酸鹽水泥(代號(hào)代號(hào)PS)（Portland blastfurnace

32、-slag cement）1、定義：、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(jiǎn)稱礦渣水泥。 ?；郀t礦渣摻量 20%70%。2、特性、特性（1）密度：2.83.1g/cm3 堆積密度：10001200kg/m3,較 硅酸鹽略小，且顏色較淡。（2）凝結(jié)時(shí)間：初凝不得早于45min ，實(shí)際為25h; 終凝不得遲于10h，實(shí)際為59h。（3）早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增進(jìn)率大。（4）硬化時(shí)對(duì)濕熱敏感性強(qiáng)。（5）水化熱低。（6）具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，抗溶出性侵蝕及抗硫酸鹽侵蝕的能力較強(qiáng)。（7）耐熱性較強(qiáng)。（8）干縮性較大，保水性差，泌水性較大。（9）抗

33、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(jié)力較好，能防止鋼筋銹蝕。硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥強(qiáng)度齡期3、應(yīng)用、應(yīng)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(duì)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(hù)的預(yù)制構(gòu)件。（4）適用于受熱（200以下）的混凝土工程。四、火山灰硅酸鹽水泥（代號(hào)四、火山灰硅酸鹽水泥（代號(hào)PP）（）（Portland pozzolane cement）1、定義：、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

34、性膠凝材料稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，簡(jiǎn)稱火山灰水泥。 火山灰質(zhì)混合摻量：20%50%。 2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：（1）密度為2.83.1g/cm3,堆積密度為9001000kg/m3。細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間和體積安定性等技術(shù)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(diǎn)同礦渣水泥。3、應(yīng)用、應(yīng)用（1）最適宜用在地下或水中工程，尤其是需要抗?jié)B性、抗淡水及抗硫酸鹽侵蝕的工程中。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(hù)生產(chǎn)混凝土預(yù)制構(gòu)件。（4）宜用于大體積砼工

35、程。五、粉煤灰硅酸鹽水泥（代號(hào)五、粉煤灰硅酸鹽水泥（代號(hào)PF）（）（Portland fly-ash cement）1、定義：、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(jiǎn)稱粉煤灰水泥。 粉煤灰摻量：20%40%。2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：（1）干縮性較小，抗裂性好。（2）配制的砼和易性較好。六、復(fù)合硅酸鹽水泥（六、復(fù)合硅酸鹽水泥（Composite portland cement）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(jiǎn)稱復(fù)合水泥）?；旌喜牧峡倱搅繎?yīng)15%，但不能超過(guò)50%。常用硅酸鹽水泥的強(qiáng)度要求常用硅酸鹽水泥的強(qiáng)度要求七、水泥的包裝標(biāo)志及貯運(yùn) 1.包裝標(biāo)志（1）袋兩側(cè)應(yīng)有水泥名稱、標(biāo)號(hào)、代號(hào)。（2）硅酸鹽水泥和普通水泥采用紅色。（3）礦渣水泥包裝袋