建筑材料-水泥1

1、1.土的滲透性用什么來表示：一般以滲透系數(shù)K表示2.土的質(zhì)量密度分為：天然密度和干密度3：材料抗?jié)B標號用來表示，6代表什么代表所能承受的最大水壓為0.6Ma建 筑 材 料水 泥本章內(nèi)容水泥概述1 硅酸鹽水泥1.1 硅酸鹽水泥1.2 摻混合材料的通用硅酸鹽水泥 1.3 通用硅酸鹽水泥的特性及應用2 水泥的驗收與儲存3 水泥的取樣規(guī)定4 水泥主要技術(shù)性質(zhì)的檢測方法與檢測報告5 通用硅酸鹽水泥的質(zhì)量標準7 水泥石的腐蝕與防止課堂練習復習思考題 熟悉硅酸鹽水泥的礦物組成，了解其硬化機理； 熟練掌握硅酸鹽水泥等幾種通用水泥的性能特點，相應的檢測方法及選用原則；了解特性水泥和專用水泥的主要性能及使用特點；

2、 掌握水泥的檢驗及質(zhì)量合格標準的判定。教學目標 膠凝材料概述定義：在一定條件下，經(jīng)過自身的一系列物理、化學作用后，能將散粒或塊狀材料粘結(jié)成為具有一定強度的整體的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料。分類：有機膠凝材料氣硬性膠凝材料水硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，也只能在空氣中保持或發(fā)展其強度。如：石灰、石膏、水玻璃、菱苦土不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化保持并發(fā)展其強度。如：水泥如：瀝青、各種合成樹脂無機膠凝材料膠凝材料一、 石灰的生產(chǎn)與分類石灰：包含不同化學組成和物理形態(tài)的生石灰、消石灰、水硬 性石灰的統(tǒng)稱。 將主要成分為碳酸鈣的天然巖石（石灰?guī)r、白堊等）煅燒，排除分解出的二氧化碳后，所得以CaO

3、為主要成分的產(chǎn)品即為生石灰。欠火石灰CaO含量低，質(zhì)量等級低，利用率低過火石灰質(zhì)地密實，顏色較深，消化緩慢，容易造成墻體開裂溫度過低或時間不足溫度過高或時間過長石 灰二、 石灰的消化與硬化消化（熟化）：生石灰（CaO）與水作用生成氫氧化鈣（熟石灰，又稱消石灰）的過程。生石灰的消化反應如下：CaOH2O Ca(OH)264.9103J 石灰的消化過程會放出大量的熱，熟化時體積增大12.5倍。 過燒石灰消化速度慢，易引起墻面隆起、開裂，所以使用前需洗灰陳伏。 石灰膏多存放在工地現(xiàn)場的貯灰坑中，產(chǎn)品含水量約為50%，表觀密度為13001400kg/m3。由于過火石灰熟化緩慢，為防止過火石灰在建筑物中

4、吸收空氣中水分繼續(xù)熟化，造成建筑物局部膨脹開裂，石灰膏應在貯灰坑中隔絕空氣存放2周以上，使生石灰熟化后再用于工程，這種過程成為“陳伏”。石灰的凝結(jié)硬化 膠凝材料的凝結(jié)硬化時一個連續(xù)的物理、化學變化過程，具有可塑性的膠凝材料能逐漸變成堅硬的固體物質(zhì)。通常將具有可塑性的漿體逐漸失去塑性的過程，成為凝結(jié)；隨著物理、化學作用的延續(xù)，漿體產(chǎn)生強度，并逐漸提高，最終變成堅硬的固體物質(zhì)的過程，成為硬化。石灰的硬化干燥多余水分蒸發(fā)或被吸收而使粒子緊密接 觸，獲得一定強度。結(jié)晶游離水減少，溶液飽和，氫氧化鈣結(jié)晶析出，強度增大。碳化強度進一步提高，但進行緩慢：AB石灰抹面裂紋比較和分析案例分析分析答案分析：在煅燒

5、過程中，如果煅燒時間過長或溫度過高，將生成顏色較深、塊體致密的“過燒石灰”。過燒石灰水化極慢，當石灰變硬后才開始熟化，產(chǎn)生體積膨脹，引起已變硬石灰體的隆起鼓包和開裂。為了消除過燒石灰的危害，保持石灰膏表面有水的情況下，在貯存池中放置一周以上，這一過程稱為陳伏。陳伏期間，石灰漿表面應保持一層水，隔絕空氣，防止Ca(OH)2與CO2發(fā)生碳化反應。石灰砂漿A為凸出放射性裂紋，這是由于石灰漿的陳伏時間不足，致使其中部分過燒石灰在石漿砂漿制作時尚未水化，導致在硬化的石灰砂漿中繼續(xù)水化成Ca(OH)2，產(chǎn)生體積膨脹，從而形成膨脹性裂紋。石灰砂漿B為網(wǎng)狀干縮性裂紋，是因石灰砂漿在硬化過程中干燥收縮所致。尤其

6、是水灰比過小，石灰過多，易產(chǎn)生此類裂紋。 三、 石灰的技術(shù)要求及特性石灰的分類及技術(shù)要求建筑工程中所用的石灰常分三個品種：建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。 根據(jù)石灰中氧化鎂的含量分為：鈣質(zhì)石灰：MgO5%鎂質(zhì)石灰：MgO5%鈣質(zhì)消石灰粉：MgO4%鎂質(zhì)消石灰粉：4%MgO24%白云石質(zhì)消石灰粉：24%MgO30%根據(jù)成品加工方法不同分為：名稱加工方法狀態(tài)主要成分塊灰直接煅燒塊狀CaO生石灰粉塊狀生石灰磨細粉末CaO消石灰粉生石灰用適量水經(jīng)消化和干燥粉末Ca(OH)2石灰膏塊狀生石灰用過量水消化（或?qū)⑾曳酆退韬希┮欢ǔ矶鹊母酄钗顲a(OH)2和水石灰乳生石灰加大量水消化乳狀液體Ca

7、(OH)2和水各種石灰根據(jù)其種類、成分、細度等劃分為優(yōu)等品、一等品及合格品。石灰的特性可塑性和保水性好：可調(diào)成石灰砂漿。吸濕性強：是傳統(tǒng)的干燥劑；儲存時注意防潮。凝結(jié)硬化慢，強渡低。體積收縮大：不宜單獨使用，可摻入砂、各種纖維材料等減少收縮 。耐水性差：不宜在潮濕的環(huán)境中使用，也不宜單獨用于建筑物基礎。四、 石灰的應用制作石灰乳涂料石灰乳涂料可用于建筑室內(nèi)墻面和頂棚粉刷。摻入少量佛青顏料，可使其呈純白色； 摻入107膠或少量水泥粒化高爐礦渣(或粉煤灰)，可提高粉刷層的防水性； 摻入各種色彩的耐堿材料，可獲得更好的裝飾效果。配制砂漿石灰漿和消石灰粉可以單獨或與水泥一起配制成砂漿，前者稱石灰砂漿，

8、后者稱混合砂漿，用于墻體的砌筑和抹面。為了克服石灰漿收縮性大的缺點，配制時常要加入紙筋等纖維質(zhì)材料。 保水性好拌制灰土和三合土： 消石灰粉與粘土的拌合物，稱為灰土，若再加入砂（或碎石、爐渣等），即成三合土?；彝梁腿贤猎诤粚嵒驂簩嵪?，密實度大大提高，而且在潮濕的環(huán)境中，粘土顆粒表面的少量活性氧化硅和氧化鋁與Ca(OH)2發(fā)生反應，生成水硬性的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，使粘土的抗?jié)B能力、抗壓強度、耐水性得到改善。三合土和灰土主要用于建筑物基礎、路面和地面的墊層。制作碳化石灰板：用作非承重的內(nèi)墻板、天花板等。生產(chǎn)硅酸鹽制品：如灰砂磚、粉煤灰磚、粉煤灰砌塊、硅酸鹽砌塊等。配制無熟料水泥各類石灰的用途

9、品種名稱適用范圍生石灰配制石灰膏；磨細成生石灰粉石灰膏用于調(diào)制石灰砌筑砂漿或抹面砂漿稀釋成石灰乳(石灰水)涂料，用于內(nèi)墻和平頂刷白生石灰粉(磨細生石灰粉)用于調(diào)制石灰砌筑砂漿或抹面砂漿配制無熟料水泥制作硅酸鹽制品(如灰砂磚等)制作碳化制品(如碳化石灰空心板)用于石灰土(灰土)和三合土消石灰粉制作硅酸鹽制品用于石灰土(石灰+粘土)和三合土總結(jié)一、 石膏的生產(chǎn)及分類 石膏的生產(chǎn)：原料在不同壓力和溫度下煅燒、脫水，再經(jīng)磨細而成。CaSO42H2O二水石膏1071700.13MPa 蒸壓125加熱、脫水170360400750800加熱、脫水建筑石膏高強石膏可溶性硬石膏不溶性硬石膏高溫煅燒石膏石 膏石

10、膏的分類名稱特點建筑石膏白色粉末，晶體細小，需水量大；制品孔隙率大，強度較低；便于生產(chǎn)成本低，應用最廣高強石膏白色粉末，晶粒粗大，需水量?。恢破访軐嵍却?，強度高；用于建筑抹灰，裝飾品及石膏板可溶性硬石膏需水量大，凝結(jié)快，強渡低；需陳化轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨嗪蟛趴墒褂貌蝗苄允嗨罒?；難溶于水，不可凝結(jié)凝結(jié)硬化；摻入激發(fā)劑可制成無水石膏水泥高溫煅燒石膏高溫下才穩(wěn)定二、 建筑石膏的凝結(jié)硬化建筑石膏與適量的水相混合，最初成為可塑的漿體，但很快就失去塑性并產(chǎn)生強度，并發(fā)展成為堅硬的固體。石膏與水攪拌后發(fā)生如下反應：初凝：建筑石膏拌水后形成流動的可塑性膠凝體溶解于水中，很快形成飽和溶液，溶液中的半水石膏與水反

11、應生成二水石膏，二水石膏膠體微粒由于溶解度低將從溶液中析出，并促使半水石膏進一步溶解，直至半水石膏全部轉(zhuǎn)化為二水石膏。在這個過程中，漿體中的水分逐漸減少，漿體失去流動性，可塑性也開始下降，稱為石膏的初凝。終凝：隨著水分蒸發(fā)和水化的繼續(xù)進行，漿體完全失去可塑性，這個過程稱為終凝。1半水石膏；二水石膏膠體微粒；二水石膏晶體；交錯的晶體。 建筑石膏凝結(jié)硬化示意圖三、 建筑石膏的技術(shù)要求及特性 建筑石膏的技術(shù)要求外觀：色白，密度為2.602.75 g/cm3,堆積密度為8001100 kg/m3。質(zhì)量標準：建筑石膏按強度、細度、凝結(jié)時間指標分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。石膏產(chǎn)品標記：產(chǎn)品名稱+抗

12、折強度+標準號建筑石膏的技術(shù)指標（GB 9776-88）技術(shù)指標優(yōu)等品一等品合格品抗折強度/MPa,不小于2.52.11.8抗壓強度/MPa,不小于4.93.92.9細度(0.2 mm方孔篩篩余/),不大于5.010.015.0凝結(jié)時間初凝時間不早于6 min；終凝時間不遲于30 min抗折強度為2.5MPa的建筑石膏記為： 建筑石膏2.5 GB9776例如建筑石膏的特性凝結(jié)硬化快硬化制品的孔隙率大，體積密度小，保溫、吸聲性能好具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性凝固時體積微膨脹防火性好耐水性、抗凍性差四、 建筑石膏的應用室內(nèi)抹灰及粉刷建筑石膏凝結(jié)快，用于抹灰、粉刷時需加緩凝劑及附加材料制成粉刷石膏。粉刷石膏

13、粘接力高、不裂、不起鼓、表面光潔、防火、保溫，并且施工方便，可實現(xiàn)機械化施工，是一種高檔抹面材料，可用于辦公室、住宅等的墻面、頂棚等。制作石膏制品建筑石膏制品的種類很多。如紙面石膏板、空心石膏板、石膏砌塊、裝飾石膏板、石膏角線、燈圈、羅馬柱等，主要用于分室墻，內(nèi)隔墻、吊頂及裝飾。 石膏制品質(zhì)量輕，可鋸、可刨、可釘，加工性能好，可連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，有廣闊的發(fā)展前途。石膏立柱石膏吊頂請觀察建筑石膏粉，并分析是否宜用此石膏粉作粘結(jié)或制作石膏制品。 觀察與討論分析答案建筑石膏粉的質(zhì)量 建筑石膏粉分析：從圖可見該建筑石膏粉已吸潮結(jié)粒，對凝結(jié)硬化性能及強度均有影響，已不宜使用。由于建筑石膏粉易吸潮，影

14、響其以后使用時的凝結(jié)硬化性能和強度，長期儲存也會降低強度，因此建筑石膏粉存貯時必須防潮，儲存時間不得過長，一般不得超過三個月。某住戶喜愛石膏制品，全宅均用普通石膏浮雕板作裝飾。使用一段時間后，客廳、臥室效果相當好，但廚房、廁所、浴室的石膏制品出現(xiàn)發(fā)霉變形。請分析原因。 案例分析分析答案分析：廚房、廁所、浴室等處一般較潮濕，普通石膏制品具有強的吸濕性和吸水性，在潮濕的環(huán)境中，晶體間的粘結(jié)力削弱，強度下降、變形，且還會發(fā)霉。 建筑石膏一般不宜在潮濕和溫度過高的環(huán)境中使用。欲提高其耐水性，可于建筑石膏中摻入一定量的水泥或其它含活性SiO2、Al2O3及CaO的材料。如粉煤灰、石灰。摻入有機防水劑亦可

15、改善石膏制品的耐水性。 某工人用建筑石膏粉拌水為一桶石膏漿，用以在光滑的天花板上直接粘貼，石膏飾條前后半小時完工。幾天后最后粘貼的兩條石膏飾條突然墜落，請分析原因。 案例分析分析答案分析：建筑石膏拌水后一般于數(shù)分鐘至半小時左右凝結(jié)，后來粘貼石膏飾條的石膏漿已初凝，粘結(jié)性能差?？蓳饺刖從齽?，延長凝結(jié)時間；或者分多次配制石膏漿，即配即用。在光滑的天花板上直接貼石膏條，粘貼難以牢固，宜對表面予以打刮，以利粘貼?；蛘?，在粘結(jié)的石膏漿中摻入部分粘結(jié)性強的粘結(jié)劑。 1.石膏漿、石灰漿和水泥漿三種膠凝材料漿體硬化時收縮最大的是水泥漿。課堂練習2.一般建筑石膏適用于室外。3.石灰陳伏是為了消除過燒石灰的危害。

16、4.石膏漿體的水化、凝結(jié)和硬化實際上是碳化作用。 5.在水泥中，石膏加入的量越多越好。 否是否是是否否是否是太棒了！繼續(xù)努力哦！1.建筑用石灰的種類：生石灰（CaO）和熟石灰（Ca(OH)2）2.陳伏的目的：防止過火石灰后期熟化引起的起鼓和開裂3.石膏的生產(chǎn)原料：天然二水石膏（CaSO42H2O）即生石膏水泥自從水泥問世以來，對人類作出了巨大的貢獻。近年來我國水泥工業(yè)發(fā)展很快，無論是品種、產(chǎn)量、質(zhì)量都有很大的突破，尤其是產(chǎn)量居世界前列。但同時也存在著嚴重的不足，主要表現(xiàn)為：能耗大、污染嚴重。我們來看一組統(tǒng)計數(shù)據(jù)如何降低水泥能耗、減少污染物的排放量，將是今后應該研究的主要內(nèi)容，綠色產(chǎn)業(yè)化是水泥工

17、業(yè)的發(fā)展方向。我國水泥工業(yè)的優(yōu)勢我國水泥工業(yè)的劣勢前沿討論 作為主要的建筑材料，水泥產(chǎn)量變化客觀反映了建筑業(yè)的發(fā)展。在過去的100年中，中國的建筑業(yè)以驚人的速度發(fā)展，特別是近二十年來更是盛況空前，從表中水泥產(chǎn)量的變化中可以得到充分證明。 我國水泥工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀年1908194919621978199020032005200620072008產(chǎn)量0.010.666.0065.242108231069123613361388我國水泥產(chǎn)量(106 t)達到世界水泥總量的50新型干法產(chǎn)量所占比例超過50水泥檢測 5.1 概述 水泥是工程中廣泛使用的水硬性膠凝材料，是水利水電工程混凝土結(jié)構(gòu)的主要建筑材料，

18、常用于拌制水泥砂漿、水泥混凝土，也常用作灌漿材料加固地基。 水泥的種類繁多，按所含水硬性物質(zhì)的不同，可分為硅酸鹽系水泥、鋁酸鹽系水泥及硫鋁酸鹽系水泥等，其中以硅酸鹽系水泥應用最廣；按水泥的用途及性能，可分為通用水泥、專用水泥與特性水泥三類，見表5.1。分類主要品種通用水泥 硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、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、復合硅酸鹽水泥、石灰石硅酸鹽水泥等專用水泥油井水泥、砌筑水泥、耐酸水泥、耐堿水泥、道路水泥等特性水泥 白色硅酸鹽水泥、快硬硅酸鹽水泥、高鋁水泥、硫鋁酸鹽水泥、抗硫酸鹽水泥、膨脹水泥、自應力水泥等表5.1 水泥分類5.1.1.1 硅酸鹽水泥概述

19、國家標準GB175-2007通用硅酸鹽水泥規(guī)定：通用硅酸鹽水泥是一般土木工程通常采用的水泥，是以硅酸鹽水泥熟料、適量石膏和混合材料制成的水硬性膠凝材料。包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥。（1）硅酸鹽水泥分類 硅酸鹽水泥分兩種類型，不摻加混合材料的稱型硅酸鹽水泥，代號P。在硅酸鹽水泥熟料粉磨時摻加不超過水泥質(zhì)量5的?；郀t礦渣混合材料的稱為型硅酸鹽水泥，代號P。（2）硅酸鹽水泥熟料 由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按適當比例磨成細粉燒制部分熔融所得以硅酸鈣為主要礦物成分的水硬性膠凝物質(zhì)。其中硅酸鈣礦物不小于

20、66，氧化鈣和氧化硅的質(zhì)量比不小于2.0。小知識 “礦渣”的全稱是“粒化高爐礦渣”。它是鋼鐵廠冶煉生鐵時產(chǎn)生的廢渣。在高爐煉鐵過程中，除了鐵礦石和燃料（焦炭）之外，為降低冶煉溫度，還要加入適當數(shù)量的石灰石和白云石作為熔劑。它們在高爐內(nèi)分解所得到的氧化鈣、氧化鎂、和鐵礦石中的廢礦、以及焦炭中的灰分相熔化，生成了以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，浮在鐵水表面，定期從排渣口排出，經(jīng)空氣或水急冷處理，形成粒狀顆粒物，這就是?；郀t礦渣，簡稱：礦渣。每生產(chǎn)一噸生鐵，要排出0.31噸礦渣。礦渣的化學成分與水泥熟料相似，只是氧化鈣含量略低。 什么是“礦渣”？ 5.1.1.2 硅酸鹽水泥的原料和生產(chǎn)工藝（

21、1）硅酸鹽水泥的原料硅酸鹽水泥的原料主要是石灰質(zhì)原料（石灰石、白堊等）和粘土質(zhì)原料（粘土、頁巖等）。原料配比的確定，應滿足原料中氧化鈣含量占 7578，氧化硅、氧化鋁及氧化鐵含量占2225。為滿足上述各礦物含量要求，原料中常加人富含某種礦物成分的輔助原料，如鐵礦石、砂巖等。（2）硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝硅酸鹽水泥的生產(chǎn)可概括為“兩磨一燒”，即生料的配制與磨細、生料鍛燒至部分熔融（1450）形成熟料，熟料與適量石膏（25）等混合磨細。生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是生料配制與煅燒，其目的是使水泥熟料中的礦物成分及含量符合要求。硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝石灰質(zhì)原料CaO黏土質(zhì)原料SiO2、Al2O3、 Fe2O3校正

22、原料生料熟料石膏石灰石或粒化礦渣按比例混合磨細煅燒1450水泥磨細“兩磨一燒”硅酸鹽水泥熟料礦物組成生料SiO2CaO化合反應8001450800左右分解反應Al2O3Fe2O32CaOSiO23CaOSiO23 CaO Al2O34 CaOAl2O3Fe2O35.1.1.3 硅酸鹽水泥熟料的礦物組成硅酸鹽水泥熟料的主要礦物成分有4種，其名稱及含量范圍見表5.2。礦物名稱分子式縮寫形式含量（%）硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣3CaOSiO22CaOSiO23CaOAl2O34CaOAl2O3Fe2O3C3SC2SC3AC4AF37601537758271510181825除4種主要礦物成分

23、外，硅酸鹽水泥熟料中還含有少量游離氧化鈣、游離氧化鎂及堿類物質(zhì)（K2O及Na2O），其總量不超過水泥熟料的10。表5.2 硅酸鹽水泥熟料的主要礦物成分5.1.1.4 硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化是一個復雜的物理、化學變化過程硅酸鹽水泥熟料礦物的水化 硅酸鹽水泥拌合水后，四種主要熟料礦物與水反應。硅酸三鈣水化 硅酸三鈣在常溫下的水化反應生成水化硅酸鈣(C-S-H凝膠和氫氧化鈣。 2(3CaOSiO2)6H2O3CaO2SiO23H2O3Ca(OH)2硅酸二鈣的水化 C2S的水化與C3S相似，只不過水化速度慢而已。2(2CaOSiO2)4H2O=3CaO2SiO23H2OCa(OH)2

24、 鋁酸三鈣的水化 由于鋁酸三鈣的水化反應極快，使水泥產(chǎn)生瞬時凝結(jié)，為了方便施工，在生產(chǎn)硅酸鹽水泥時需摻加適量的石膏，達到調(diào)節(jié)凝結(jié)時間的目的。鋁酸三鈣的水化迅速，放熱快，其水化產(chǎn)物組成和結(jié)構(gòu)受CaO濃度和溫度的影響很大，先生成介穩(wěn)狀態(tài)的水化鋁酸鈣，最終轉(zhuǎn)化為水石榴石（C3AH6）。 3CaOAl2O36H2O3CaOAl2O36H2O在有石膏的情況下，C3A水化的最終產(chǎn)物與起石膏摻入量有關(guān)。最初形成的三硫型水化硫鋁酸鈣，簡稱鈣礬石，常用AFt表示。若石膏在C3A完全水化前耗盡，則鈣礬石與C3A作用轉(zhuǎn)化為單硫型水化硫鋁酸鈣(AFm)。 石膏和鋁酸三鈣的水化產(chǎn)物水化鋁酸鈣發(fā)生反應，生成水化硫鋁酸鈣針

25、狀晶體（鈣礬石），反應式如下： 3CaOAI2O36H2O3(CaSO42H2O)19H2O 3CaOAI2O33CaSO431H2O 水化硫鋁酸鈣難溶于水，生成時附著在水泥顆粒表面，能減緩水泥的水化反應速度。 鐵呂酸四鈣的水化 水泥熟料中鐵呂酸四鈣可用C4AF作為代表。它的水化速率比C3A略慢，水化熱較低，即使單獨水化也不會引起快凝。其水化反應及其產(chǎn)物與C3A很相似。 4CaOAl2O3Fe2O37H2O3CaOAl2O36H2OCaOFe2O3H2O硅酸鹽水泥的水化與凝結(jié)硬化硅酸鹽水泥的主要水化產(chǎn)物水化產(chǎn)物分子式名稱所占比例(%)3 CaO2SiO23H2O水化硅酸鈣50703Ca(OH)

26、2氫氧化鈣203 CaO Al2O3 6H2O水化鋁酸鈣不定CaO Fe2O3H2O水化鐵酸一鈣不定3 CaO Al2O33CaSO4 32H2O高硫型水化硫鋁酸鈣（鈣礬石）不定通常認為，水化硅酸鈣凝膠體對水泥石的強度和其它性質(zhì)起著決定性的作用。性質(zhì)C3SC2SC3AC4AF凝結(jié)硬化速度快慢最快較快水化時放出熱量大小最大中強度高低高早期低、后期高低中發(fā)展快慢快較快4種熟料礦物水化反應時所表現(xiàn)出的水化特性 (2) 硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化硅酸鹽水泥水化初期，水化產(chǎn)物的數(shù)量較少，水泥漿還具有良好的可塑性。隨后水化產(chǎn)物的數(shù)量不斷增加，自由水分不斷減少，水化產(chǎn)物顆粒間逐漸接近，部分顆粒黏結(jié)在一起形成了一定

27、的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水泥漿體失去可塑性，產(chǎn)生凝結(jié)。石膏對硅酸鹽水泥水化起緩凝劑作用。 隨著水化的進一步進行，水化產(chǎn)物不斷生成并填充水泥顆粒的空隙。更多的水化產(chǎn)物顆粒間產(chǎn)生黏結(jié)作用使所形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加密實，此時水泥漿體逐步產(chǎn)生強度進入硬化階段。 硬化后的水泥石是由膠體粒子、晶體粒子、凝膠孔、毛細孔及未水化的水泥顆粒所組成。其結(jié)構(gòu)如圖所示。 A未水化水泥顆粒B膠體粒子C晶體粒子D毛細孔（毛細孔水）E凝膠孔影響凝結(jié)硬化的因素水泥的熟料礦物組成及細度 水泥熟料中各種礦物的凝結(jié)硬化特點不同，當水泥中個礦物的相對含量不同時，水泥的凝結(jié)硬化特點就不同。水泥磨得愈細，水泥顆粒平均粒徑小，比表面積大，水化時與水的接觸

28、面大，水化速度快，凝結(jié)硬化快，早期強度就高。 水泥漿的水灰比 水泥漿的水灰比是指水泥漿中水與水泥的質(zhì)量之比。當水泥漿中加水較多時，水灰比較大，此時水泥的初期水化反應得以充分進行；但是水泥顆粒間原來被水隔開的距離較遠，顆粒間相互連接形成骨架結(jié)構(gòu)所需的凝結(jié)時間長，所以水泥漿凝結(jié)較慢,且空隙多，降低水泥石的強度。 石膏的摻量 硅酸鹽水泥中加入適量的石膏會起到良好的緩凝效果，且由于鈣礬石的生成，還能提高水泥石的強度。但是石膏摻量過多時，可能危害水泥石的安定性。（一般石膏不超過3.5%） 環(huán)境溫度和濕度 水泥水化反應的速度與環(huán)境的溫度有關(guān)，只有處于適當溫度下，水泥的水化、凝結(jié)和硬化才能進行。通常，溫度較

29、高時，水泥的水化、凝結(jié)和硬化速度就較快。當環(huán)境溫度低于0時水泥水化趨于停止，就難以凝結(jié)硬化。 水泥水化是水泥與水之間的反應，必須在水泥顆粒表面保持有足夠的水分，水泥的水化、凝結(jié)硬化才能充分進行。保持水泥漿溫度和濕度的措施，稱水泥的養(yǎng)護。齡期 水泥漿隨著時間的延長水化物增多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)就逐漸致密，一般來說，強度不斷增長。 某立窯水泥廠生產(chǎn)的普通水泥游離氧化鈣含量較高，加水拌和后初凝時間僅40 min，本屬于廢品。但后放置1個月，凝結(jié)時間又恢復正常，而強度下降，請分析原因。 該立窯水泥廠的普通硅酸鹽水泥泥游離氧化鈣含量較高，該氧化鈣相當部分的煅燒溫度較低。加水拌和后，水與氧化鈣迅速反應生成氫氧化鈣，

30、并放出水化熱，使?jié){體的溫度升高，加速了其它熟料礦物的水化速度。從而產(chǎn)生了較多的水化產(chǎn)物，形成了凝聚結(jié)晶網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所以短時間凝結(jié)。水泥放置一段時間后，吸收了空氣中的水汽，大部分氧化鈣生成氫氧化鈣，或進一步與空氣中的二氧化碳反應，生成碳酸鈣。故此時加入拌和水后，不會再出現(xiàn)原來的水泥漿體溫度升高、水化速度過快、凝結(jié)時間過短的現(xiàn)象。但其它水泥熟料礦物也會和空氣中的水汽反應，部分產(chǎn)生結(jié)團、結(jié)塊，使強度下降。 某工地使用某廠生產(chǎn)的硅酸鹽水泥，加水拌和后，水泥漿體在短時間內(nèi)迅速凝結(jié)。后經(jīng)劇烈攪拌，水泥漿體又恢復塑性，隨后過三小時才凝結(jié)。請討論形成這種現(xiàn)象的原因。 此為水泥假凝現(xiàn)象。假凝是指水泥的一種不正常的早

31、期固化或過早變硬現(xiàn)象。假凝與快凝不同，前者放熱量甚微，且經(jīng)劇烈攪拌后漿體可恢復塑性，并達到正常凝結(jié)，對強度無不利影響。 假凝現(xiàn)象與很多因素有關(guān)，一般認為主要是由于水泥粉磨時溫度較高，使二水石膏脫水成半水石膏的緣故。當水泥拌水后，半水石膏迅速水化為二水石膏，形成針狀結(jié)晶網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而引起漿體固化。另外，某些含堿較高的水泥，硫酸鉀與二水石膏生成鉀石膏迅速長大，也會造成假凝。 5.1.2 摻混合材料的通用硅酸鹽水泥 5.1.2.1 混合材料 為了改善硅酸鹽水泥的某些性能或調(diào)節(jié)水泥強度等級，生產(chǎn)水泥時,在水泥熟料中摻入人工或天然礦物材料，這種礦物材料稱為混合材料?；旌喜牧戏只钚曰旌喜牧虾头腔钚曰旌喜牧?/p>

32、兩種。（1）活性混合材料 活性混合材料是其本身不具備水硬性，但在激發(fā)劑的作用下，能生成水硬性物質(zhì)的礦物。混合材料的這種性質(zhì)，稱為火山灰性。常用的激發(fā)劑有堿性激發(fā)劑（石灰）與硫酸鹽激發(fā)劑（石膏）兩類。 活性混合材料常經(jīng)過驟冷處理，結(jié)構(gòu)呈非晶體（玻璃體）狀態(tài)，內(nèi)部貯存有大量的化學潛能?；钚曰旌喜牧系幕瘜W成分以活性氧化硅及活性氧化鋁為主，在氫氧化鈣飽和溶液中，發(fā)生化學反應，生成具有水硬性的水化硅酸鈣及水化鋁酸鈣，反應式如下： xCa(OH)2SiO2m1H2OxCaOSiO2n1H2O yCa(OH)2AI2O3m2H2OyCaOAI2O3n2H2O 水化鋁酸鈣在石膏的作用下，生成水化硫鋁酸鈣。水化

33、硅酸鈣、水化鋁酸鈣及水化硫鋁酸鈣均同水泥的水化生成物。 工程上常用的活性混合材料有以下三類： 粒化高爐礦渣（或?；郀t礦渣粉）。?；郀t礦渣（或?；郀t礦渣粉）是冶煉生鐵時高爐中的熔融礦渣，經(jīng)驟冷處理而成的粒狀礦物。?；郀t礦渣質(zhì)地疏松、呈玻璃體結(jié)構(gòu)，主要化學成分為二氧化硅及三氧化二鋁。 火山灰質(zhì)混合材料。凡具有火山灰性的天然或人工的礦物質(zhì)材料，統(tǒng)稱為火山灰質(zhì)混合材料。火山灰質(zhì)材料中含有較多的活性氧化硅及活性氧化鋁，能與石灰在常溫下反應，生成水化硅酸鈣及水化鋁酸鈣。 火山灰質(zhì)混合材料品種較多，天然的主要有火山灰、凝灰?guī)r、浮石、沸石巖、硅藻土等，人工的主要有煤矸石、燒頁巖、燒粘土、硅質(zhì)渣、硅粉等

34、。 粉煤灰。粉煤灰是火山灰質(zhì)混合材料的一種。粉煤灰是從火力發(fā)電廠的煤粉爐煙道氣體中收集的粉末，主要化學成分為氧化硅及氧化鋁，含少量氧化鈣，具有火山灰性質(zhì)。（2）非活性混合材料 凡不具有活性或活性甚低的人工或天然礦物質(zhì)材料，統(tǒng)稱為非活性混合材料。非活性混合材料經(jīng)磨細后，摻加到水泥中，可以調(diào)節(jié)水泥強度等級，節(jié)約水泥熟料，還可以降低水泥的水化熱。 常用的非活性混合材料，主要有磨細的石灰?guī)r、砂巖以及活性指標低于國家標準規(guī)定的活性混合材料。非活性混合材料應具有足夠的細度，不含或較少含有對水泥有害的雜質(zhì)。5.1.2.2 摻混合材料的通用硅酸鹽水泥的組成注： a.該組分為硅酸鹽水泥熟料和石膏的總和。b.該組

35、分材料為符合標準的活性混合材料，其中允許用不超過水泥質(zhì)量5%的窯灰或不超過水泥質(zhì)量8%的非活性混合材料來代替。c.本組分材料為符合GB/T203或GB/T18046的活性混合材料，其中允許用不超過水泥質(zhì)量8%的活性混合材料或非活性混合材料或窯灰中的任一種材料代替。d.本組分材料為符合GB/T2847的活性混合材料。e.本組分材料為符合GB/T1596的活性混合材料。f.本組分材料由兩種或兩種活性混合材料或非活性混合材料組成，其中允許用不超過水泥質(zhì)量8%的窯灰來代替。摻礦渣時混合材料摻量不得與礦渣硅酸鹽水泥重復。 5.1.3 通用硅酸鹽水泥的特性及應用5.1.3.1 硅酸鹽水泥的特性及應用硅酸鹽

36、水泥是最早生產(chǎn)的水泥品種，主要具有凝結(jié)硬化較快，早期強度較高；水化熱高，放熱集中；抗凍性較好；抗碳化性能好；干縮小，不易產(chǎn)生干縮裂紋；耐磨性好；抗腐蝕性能差；耐熱性差等特點。主要用于配制高強混凝土、生產(chǎn)預制構(gòu)件，以及道路、低溫下施工的工程。不適用于大體積混凝土、地下工程，以及受化學侵蝕的工程。5.1.3.2 普通硅酸鹽水泥特性及應用普通硅酸鹽水泥的組成與硅酸鹽水泥非常相似， 因此其性能也與硅酸鹽水泥相近。但由于摻入的混合材料量相對較多，與硅酸鹽水泥相比，其早期硬化速度稍慢，3d的抗壓強度稍低，抗凍性與耐磨性能也稍差。在應用范圍方面，與硅酸鹽水泥也相同，廣泛用于各種混凝土或鋼筋混凝土工程，是我國

37、主要水泥品種之一。 由于礦渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥在生產(chǎn)時摻加了較多的混合材料，使得三種水泥中水泥熟料大為減少，又由于活性混合材料能與水泥中的水化產(chǎn)物發(fā)生二次反應，故三種水泥與硅酸鹽水泥、普通水泥相比較，表現(xiàn)出不同的特性。三種水泥的共同特性為：（1）凝結(jié)硬化速度較慢，早期強度較低，后期強度增長較快 由于水泥熟料的減少，三種水泥中硅酸三鈣及鋁酸三鈣的含量相應減少，使得三種水泥凝結(jié)硬化較慢，早期強度較低。隨著熟料礦物的水化反應的進行，水化生成的氫氧化鈣，與活性混合材料中的活性氧化硅、活性氧化鋁發(fā)生二次反應，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等水硬性物質(zhì)，故后期強度增長較快。5.1.3.3 礦渣硅酸鹽

38、水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥特性及應用（2）水化熱低 由于熟料礦物的減少，使發(fā)熱量大的硅酸三鈣、鋁酸三鈣含量相對減少，三種水泥水化放熱速度減緩，水化熱低，故三種水泥適合于大體積混凝土工程的混凝土配制。（3）抗侵蝕能力強 由于熟料水化產(chǎn)物氫氧化鈣與活性混合材料發(fā)生二次反應，易受侵蝕的氫氧化鈣含量大為減少，故三種水泥具有較強的抗溶出性侵蝕能力及抗硫酸鹽侵蝕能力。（4）抗凍、耐磨性較差 水泥熟料礦物的減少，硅酸三鈣、鋁酸三鈣這些決定水泥早強及水化熱高的礦物相應減少，三種水泥早期強度較低，故抗凍及耐磨性能較差。（5）抗碳化能力差 熟料中的水化產(chǎn)物氫氧化鈣參與二次反應后，水泥石中石灰濃度（堿

39、度）降低，水泥石表層的碳化發(fā)展速度加快，碳化深度加大，容易造成鋼筋混凝土中的鋼筋銹蝕。 由于三種水泥中所摻混合材料的數(shù)量及品種有所不同，礦渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥又具有各自的特性。 礦渣難于磨細，且礦渣玻璃體親水性差，故礦渣水泥的泌水性較大，干縮性較大；由于礦渣的耐火性強，礦渣水泥具有較高的耐熱性（溫度不大于200）。 火山灰水泥顆粒較細，泌水性較小，在潮濕環(huán)境下養(yǎng)護時，水泥石結(jié)構(gòu)致密，抗?jié)B性強；但在干燥環(huán)境下，硬化時會產(chǎn)生較大的干縮。 粉煤灰顆粒細且呈球形（玻璃微珠），吸水性較小，故粉煤灰水泥的干縮性較小，抗裂能力強。水泥品種硅酸鹽水泥摻混合材料的硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉

40、煤灰水泥復合水泥凝結(jié)硬化速度快較快慢抗?jié)B性好；干縮性大；耐熱性不及礦渣水泥；其它性質(zhì)與礦渣水泥相同。 干縮性較小，抗裂性較好； 其它性質(zhì)與礦渣水泥相同。早期強度較高；其它性質(zhì)與礦渣水泥相同。強度強度高早期強度高強度較高早強較高早期強度低，后期強度增長快水化熱高較高低耐腐蝕性差較差好抗凍性好較好差耐熱性差較差好耐磨性好較好差抗?jié)B性好較好差適用于高強度混凝土；有早強要求的混凝土；預應力混凝土；抗凍混凝土；道路、 低溫條件下施工的混凝土工程。適應性強，如無特殊要求的混凝土工程都可以使用。水中、地下的混凝土工程；大體積混凝土工程；采用蒸汽養(yǎng)護的預制構(gòu)件；有耐熱要求的混凝土工程。水中、地下的混凝土工程；大體積混凝土工程；采用蒸汽養(yǎng)護的預制構(gòu)件；有抗?jié)B要求的混凝土工程。水中、地下的混凝土工程；大體積混凝土工程；采用蒸汽養(yǎng)護的預制構(gòu)件；干燥環(huán)境的混凝土工程。水中、地下的混凝土工程；大體積混凝土工程；采用蒸汽養(yǎng)護的預制構(gòu)件；早期強度較高的混凝土工程。不適宜大體積混凝土；受腐蝕的環(huán)境；耐熱混凝土；蒸汽養(yǎng)護的混凝土。早強要求高的混凝土；嚴寒地