水泥基本知識(shí)簡介

1、主要內(nèi)容：常用（硅酸鹽）水泥的生產(chǎn)工藝 常用（硅酸鹽）水泥的特性 影響常用水泥性能的因素 重點(diǎn)內(nèi)容：硅酸鹽水泥礦物成分特點(diǎn)硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化難 點(diǎn)：硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化要 求：掌握硅酸鹽水泥的礦物成分特點(diǎn)掌握硅酸鹽水泥凝結(jié)和硬化 參考資料：土木工程材料陳志源 道路建筑材料嚴(yán)家伋 道路建筑材料孫 凌 公路工程水泥和水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程 道路建筑材料集中訓(xùn)練試驗(yàn)補(bǔ)充教材 硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) GB175-1999 1824年10月21日，英國利茲（Leeds）城的泥水匠阿斯普丁（J.Aspdin）獲得英國第5022號“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

2、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)部不能含過量石灰，水泥硬化后不能開裂。這些條件確保了“波特蘭水泥”質(zhì)量，解決了阿普斯丁無法解決的質(zhì)量不穩(wěn)定問題。從此，現(xiàn)代水泥生產(chǎn)的基本參數(shù)已被發(fā)現(xiàn)。18241824年，英國石匠阿斯浦丁偶然發(fā)現(xiàn)年，英國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：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

3、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 硅酸鹽水泥 鋁酸鹽水泥水泥水泥 硫鋁酸鹽水泥 系列 硫酸鹽水泥 其他水泥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！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（1550%）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。硅酸鹽水泥系列硅酸鹽水泥系列通用水泥下述百分含量為

4、混合材料的摻量下述百分含量為混合材料的摻量 硅酸鹽系列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 水泥水泥粉樣粉樣第一節(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型硅酸鹽水泥：不摻混合材料的，代號P。型硅酸鹽水泥：粉磨時(shí)摻加不超過水泥重量5%的石灰石或?；郀t礦渣混合材料，代號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（R代表早強(qiáng)型水泥）二、硅酸鹽水泥

5、的生產(chǎn)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。主要原料主要原料二、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)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(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)過程石灰石粘土 磨細(xì)按比例混合 生料進(jìn)窯 熟料 輔助原料 煅燒磨細(xì)石膏1450水泥成品3.生料CaO：62%67%SiO2:20%24%Al2O3:4%7

6、%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 3.510m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 五級旋風(fēng)預(yù)熱器CDC窯外分解系統(tǒng)電收塵器3.350m旋轉(zhuǎn)窯篦式冷卻機(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)水泥庫組成礦物名稱分子式簡稱含量（%）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4CaOAl2O3Fe2O3C4AF1018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

7、成三、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)組成硅酸鹽水泥熟料的礦物組成及在水泥中的相對含量組成礦物名稱分子式簡稱水泥中的含量（%）普通水泥低熱水泥早強(qiáng)水泥超早強(qiáng)水泥耐硫酸鹽水泥硅酸鹽礦 物硅酸三鈣3CaOSiO2C3S5241656857硅酸二鈣2CaOSiO2C2S24341023熔劑礦物鋁酸三鈣3CaOAl2O3C3A96892鐵鋁酸四鈣4CaOAl2O3Fe2O3C4AF969813次要成分游離氧化鈣CaO游離氧化鎂MgO含堿礦物及玻璃體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(shí)，遇

8、到活性骨料 時(shí)，易產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)，影響混凝土質(zhì)量。3.石膏 輔助作用主要是緩凝作用，含量：25%。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(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=3CaOAl2

9、O36H2O鋁酸三鈣水化鋁酸三鈣4CaOAl2O3Fe2O3+7H2O=3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2O鐵鋁酸四鈣水化鐵酸一鈣3CaOAl2O36H2O+CaSO43CaOAl2O33CaSO431H2O水化鋁酸鈣石膏或3CaOAl2O3CaSO412H2O水化硫鋁酸鈣或單硫型水化硫鋁酸鈣主要水化產(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%（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)，其放出的熱量稱水化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其放出的熱量稱為為水化熱水化熱。其水化熱大，放熱的周期也

10、較。其水化熱大，放熱的周期也較長，但大部分（長，但大部分（50%50%以上）熱量是在以上）熱量是在3 3天以天以內(nèi)。特別是在水泥漿發(fā)生凝結(jié)、硬化的初內(nèi)。特別是在水泥漿發(fā)生凝結(jié)、硬化的初期放出。期放出。 （二）硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程1.1.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） 20，3h3.水化后期水化后期，硬化更長時(shí)間水化反應(yīng)減慢水化反應(yīng)減慢水化產(chǎn)物填充水化產(chǎn)物填充由水占據(jù)的空間由水占據(jù)的空間晶體相互搭晶體相互搭接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)水的水泥已經(jīng)水化化 包

11、裹膜包裹膜增厚增厚凝結(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程。（二）硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程加水初凝終凝凝結(jié)硬化誘導(dǎo)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）;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 它們在不同時(shí)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

12、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00.20.40.60.81.00.200.40.60.81.0水 化 程 度未 水 化 水 泥凝 膠 實(shí) 體（ 含 晶 體 水 化 物 ）（ 凝 膠 孔 水 ）凝 膠 孔毛 細(xì) 孔（ 毛 細(xì) 孔 水 ）體積率(a)(b)體積率（ 毛 細(xì) 孔 水 ）毛 細(xì) 孔凝 膠 孔（ 凝 膠 孔 水 ）（ 含 晶 體 水 化 物 ）凝 膠 實(shí) 體未 水 化 水 泥水 化 程 度1.00.80.60.400.21.00.80.60.40

13、.20 不同水化程度水泥石的組成（a）水灰比：0.4；（b）水灰比：0.71.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)孔所占比例相對增加，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)硬化過程及產(chǎn)生強(qiáng)度等的主要因素。硅酸三鈣（C3S）：Tricalciumsillicate；硅酸二鈣（C2S）：Dicalciumsill

14、icate鋁酸三鈣（C3A）：Tricalciumaluminate；鐵鋁酸四鈣（C4AF）：Tetriacalciumaluminoferrie（四種主要熟料礦物中，C3A是決定性因素。）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(qiáng)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)干縮性中小大小硅酸鹽水泥熟料礦物的水化、凝結(jié)硬化特性水化熱大小比較水化熱大小比較 高鈣硅酸鹽和鋁酸鹽與水反應(yīng)，高鈣硅酸鹽和鋁酸鹽與水反應(yīng)， 同時(shí)放出熱量，同時(shí)放出熱量，其每克的熱量為：其每克的熱量為： 3 3 2 2 3 3 4 4 120 120

15、6060 320 320 100100說明說明: :放熱出現(xiàn)裂縫（內(nèi)外溫差高達(dá)放熱出現(xiàn)裂縫（內(nèi)外溫差高達(dá)5050）應(yīng)用應(yīng)用: :水化熱大，適于斷面尺寸小的預(yù)應(yīng)力砼。（冬水化熱大，適于斷面尺寸小的預(yù)應(yīng)力砼。（冬季施工）季施工）應(yīng)用：大壩水泥：大體積工程大壩水泥：大體積工程水化熱小水化熱小 應(yīng)選低熱水泥應(yīng)選低熱水泥2 2S S含量多。含量多。 冬季預(yù)應(yīng)砼施工：水化熱大（冬季預(yù)應(yīng)砼施工：水化熱大（C C3 3S S、3 3）道路水泥（抗折性好）：道路水泥（抗折性好）：3 3、4 42. 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。 越細(xì):凝結(jié)速度越快，早期強(qiáng)度越

16、高。但過細(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. 3. 拌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。 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. 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 水泥水化硬化是一個(gè)較長時(shí)期不斷進(jìn)行的過程。水泥水化硬化是一個(gè)較長時(shí)期不斷進(jìn)行的過程。 隨

17、著齡期的增長隨著齡期的增長水泥石的強(qiáng)度逐漸提高。水泥石的強(qiáng)度逐漸提高。 水泥在水泥在314d內(nèi)強(qiáng)度增長較快，內(nèi)強(qiáng)度增長較快，28d后增長緩慢。后增長緩慢。 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 水泥也不可儲(chǔ)存過久水泥也不可儲(chǔ)存過久 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% 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。 對于微結(jié)塊的水泥，強(qiáng)度約降低對于微結(jié)塊的水泥，強(qiáng)度約降低1020%適當(dāng)方式壓碎后適當(dāng)方式壓碎后 用

18、于次要工程。用于次要工程。 一般，南方水泥置放不能過雨季。一般，南方水泥置放不能過雨季。五、硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì) 國家標(biāo)準(zhǔn)GB17599，對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）測定。（1 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10.0%。（2 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/k

19、g。 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。 測定方法：測定方法： 篩析法：水篩法：篩析法：水篩法： 負(fù)壓篩法負(fù)壓篩法( (為準(zhǔn)為準(zhǔn)) ) 比表面積法：比表面積法：規(guī)定：規(guī)定： 硅酸鹽水泥的細(xì)度：硅酸鹽水泥的細(xì)度：比表比表面積不小于面積不小于30003000/ / 其余四品種水泥在其余四品種水泥在80m80m方孔篩上重篩余量不大于方孔篩上重篩余量不大于10%10%。 （二）凝結(jié)時(shí)間（Setting time） 凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)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(shí)間。分為初凝和終凝。1.1.初凝時(shí)間（初凝時(shí)間（Initial sett

20、ing timeInitial setting time）自開始加水拌和起，至水泥漿開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。2.2.終凝時(shí)間（終凝時(shí)間（Final setting timeFinal setting time）自加水時(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)間稱為終凝時(shí)間。國家標(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。水泥凝結(jié)時(shí)間的測定水泥凝結(jié)時(shí)間的測定要按國家標(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（GB1

21、346）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，用凝結(jié)時(shí)間測定它是以標(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)間測定儀來測定。儀來測定。水泥凈漿：水泥水泥凈漿：水泥+ +水水3.3.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)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。 測測定定水水泥泥稠稠度度滑動(dòng)部分總質(zhì)量為滑動(dòng)部分總質(zhì)量為300g300g1g1g標(biāo)準(zhǔn)稠度測定儀標(biāo)準(zhǔn)稠度測定儀凝結(jié)時(shí)間測定儀凝結(jié)時(shí)間測定儀圓模

22、和試針圓模和試針?biāo)鄡魸{攪拌機(jī)水泥凈漿攪拌機(jī)水泥砂漿攪拌機(jī)水泥砂漿攪拌機(jī)標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測定錄像硅酸鹽水泥：初凝：不得早于硅酸鹽水泥：初凝：不得早于45min45min； 終凝：不得遲于終凝：不得遲于390min.390min.普通水泥：初凝：不得早于普通水泥：初凝：不得早于45min45min； 終凝：不得遲于終凝：不得遲于10h10h。測定條件：測定條件： 初凝時(shí)間：加水起至試針距底板為初凝時(shí)間：加水起至試針距底板為4 41.0mm.1.0mm. 終凝時(shí)間：沉入水泥凈漿不超過終凝時(shí)間：沉入水泥凈漿不超過0.5mm0.5mm。 定義：水泥凈漿在硬化過程中體積變化的均勻性。定義：水泥凈漿在硬化

23、過程中體積變化的均勻性。 不安定現(xiàn)象：裂紋、翹曲。不安定現(xiàn)象：裂紋、翹曲。 原因：原因：熟料中活性熟料中活性MgOMgO，水泥中，水泥中SOSO3 3存在（石膏）存在（石膏） 檢測方法：沸煮法測：檢測方法：沸煮法測：SOSO3 3 4）安定性：）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 2）雷氏法：）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(gè)試件沸煮后的膨脹值的平均值不大于5mm時(shí)，即判為該水泥安定性合格，反之為不合格。 (1(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，用直尺檢查沒有

24、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： 707080mm80mm，高，高10mm10mm 養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)24h,24h,加熱至沸騰加熱至沸騰30min30min恒溫恒溫3h3h。 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（1 1）水泥強(qiáng)度確定的條件及等級）水泥強(qiáng)度確定的條件及等級在標(biāo)準(zhǔn)條件下的在標(biāo)準(zhǔn)條件下的抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度和和抗折強(qiáng)度抗折強(qiáng)度來評定。來評定。 概述：概述： GBGB規(guī)定規(guī)定用用水泥膠砂試件水泥膠砂試件測水泥強(qiáng)度測水泥強(qiáng)度 配合比：配合比：水泥：標(biāo)準(zhǔn)砂水泥：標(biāo)準(zhǔn)砂=1=1：3(3(平潭平潭) ) 說明說明: :試驗(yàn)采

25、用水泥試驗(yàn)采用水泥450g450g，標(biāo)準(zhǔn)砂，標(biāo)準(zhǔn)砂1350g1350g，水，水225g225g。國家標(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浦的天然石英海砂經(jīng)篩洗等加工制成?？h蘆洋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 04040502594標(biāo)準(zhǔn)尺寸：標(biāo)準(zhǔn)尺寸：40404040160160（mmmm3 3）（一天后脫模）（一天后脫模）標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件： 溫度溫度202033 相對濕度：相對濕度：90%90%以上

26、以上 齡期：早期齡期：早期3 3天天 后期后期2828天天 相對濕度：相對濕度：空氣中實(shí)際所含水蒸氣密度和同溫度下飽空氣中實(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。和水蒸氣密度的百分比值。水泥的強(qiáng)度等級：水泥的強(qiáng)度等級： 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級：強(qiáng)度等級：(Mpa)(Mpa) 42.5 42.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R、62.562.5、62.5R62.5R、 普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級：強(qiáng)度等級：(Mpa)(Mpa) 32.5 32.5、32.5R32.5R、42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R

27、52.5R。 （六個(gè)六個(gè)新規(guī)范新規(guī)范）早強(qiáng)型優(yōu)點(diǎn)早強(qiáng)型優(yōu)點(diǎn)： 3d3d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%10%24% 24% 3d 3d強(qiáng)度可達(dá)普通型強(qiáng)度強(qiáng)度可達(dá)普通型強(qiáng)度2828天的天的50%50%各強(qiáng)度等級水泥的各齡期強(qiáng)度不得低于表所示數(shù)值。品 種強(qiáng)度等級抗壓強(qiáng)度（MPa）抗折強(qiáng)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(qiáng)型。硅酸鹽水泥的強(qiáng)度要求（GB

28、17599）（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，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，均為均為廢品廢品。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。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，或混合摻量超過最大限量

29、，或強(qiáng)度低于商品等級規(guī)定的指標(biāo)時(shí)，稱為過最大限量，或強(qiáng)度低于商品等級規(guī)定的指標(biāo)時(shí)，稱為不合格品不合格品。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

30、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。1.1.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. 2.鹽類腐蝕鹽類腐蝕（1 1）硫酸鹽腐蝕）硫酸鹽腐蝕 當(dāng)海水、沼澤水、

31、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)Ca(OH)2 2 + +硫酸鹽硫酸鹽CaSOCaSO4 4 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。4CaO4CaOAlAl2 2O O3 312H12H2 2O+3CaSOO+3CaSO4 4+20H+20H2 2O3CaOO3CaOAlAl2 2O O3 33 CaSO3 CaSO4 431H31H2 20+Ca(OH)0+Ca(OH)2 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)晶高硫型水化硫鋁酸鈣結(jié)合著大量結(jié)晶水水其體積膨

32、脹為原來的水化鋁酸鈣體積的其體積膨脹為原來的水化鋁酸鈣體積的2.52.5倍倍水泥石產(chǎn)生很大水泥石產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力的內(nèi)應(yīng)力水泥石開裂、強(qiáng)度降低和造成破壞。水泥石開裂、強(qiáng)度降低和造成破壞。 （2 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)MgSOMgSO4 4十十Ca(0H)Ca(0H)2 2十十2 H2 H2 20 CaSO0 CaSO4 42 H2 H2 20 0十十Mg(0H)Mg(0H)2 2(3CaO(3CaOAlAl2 20 03 36 H6 H2 20 0十十3 3（CaSOCaSO4 42 H2 H2 20 0）十）十19 H

33、19 H2 20 3CaO0 3CaOAlAl2 20 03 33CaSO3CaSO4 431 H31 H2 20 )0 )MgClMgCl2 2十十Ca(0H)Ca(0H)2 2CaClCaCl2 2十十Mg(0H)Mg(0H)2 2反應(yīng)的結(jié)果： 氫氧化鎂（Mg(0H)2）松軟而無膠凝能力 鎂鹽 二水硫酸鈣（Ca SO42H20）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 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

34、化鈣反應(yīng)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(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。 開始：CaCa（0H0H）2 2十十C0C02 2十十H H2 20CaC00CaC03 3十十2 H2 H2 20 0然后：CaC0CaC03 3十十C0C02 2十十H H2 20 Ca0 Ca（HCOHCO3 3）2 2 可逆的，當(dāng)碳酸超過平衡濃度（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 2）一般酸的腐蝕（）一般酸的腐蝕（HClHCl、H2SO4H2SO4） 在工業(yè)廢水、地下水、沼澤水中常含

35、無機(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。 對水泥石腐蝕作用最快的是無機(jī)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

36、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 3CaO AlAl2 2O O3 3十十6NaOH3Na6NaOH3Na2 2O OAlAl2 2O O3 3十十3Ca(0H)3Ca(0H)2 2 （2）當(dāng)水泥石被氫氧化鈉溶液浸透后又在空氣中干燥，與空氣中的二氧化碳作用生成碳酸鈉 2NaOH2NaOHCOCO2 2 Na Na2 2COCO3 3H H2 20 0 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

37、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； 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：（

38、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。 粒化高爐礦渣：CaO、SiO2和Al2O3 火山灰混合材： SiO2和Al2O3 天然：火山灰、凝灰?guī)r、浮石等 常用 人工：煤矸石渣、燒頁巖、 燒粘土等 粉煤灰等： SiO2和Al2O3 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(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、提高產(chǎn)

39、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)合水泥 二、普通硅酸鹽水泥二、普通硅酸鹽水泥（代號（代號P PO O）（）（Ordinary portland Ordinary portland cementcement）1 1、定義：、定義：凡由

40、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15% 非活性材料的最大摻量不超過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(代號代號PS)（Portland blastfurnace-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，簡稱

41、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)

42、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(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（代號四、火山灰硅酸鹽水泥（代號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(diǎn)：、特點(diǎn)：（1）密度為2.83.1g/cm3,堆積密度

43、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）宜用于大體積砼工程。五、粉煤灰硅酸鹽水泥（代號五、粉煤灰硅酸鹽水泥（代號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（簡稱復(fù)合水泥）?；旌喜牧峡倱搅繎?yīng)15%，但不能超過50%。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、代號。（2）硅酸鹽水泥和