建筑材料課件第04章水泥

第04章水泥第04章水泥1水泥的起源最早采用具有水硬性膠凝材料制備混凝土的是中國人，而不是多少年來一直誤認(rèn)為的古羅馬人。據(jù)甘肅省考古研究所于1980年和1983年考察，在該省秦安縣的大地灣（西安以西約600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)算距今已有5千年，相當(dāng)于“新石器時(shí)代”。從大地灣發(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——一種富含碳酸鈣的粘土為原料煅燒而成。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“龐貝”城遺址。PortlandCement：1824年，英國泥瓦工約瑟夫.阿斯普丁（JosephAspdin）申報(bào)波特蘭水泥專利：把粘土和焙燒過的石灰石混合，經(jīng)煅燒至二氧化碳釋放，將所得到的產(chǎn)物磨細(xì)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。水泥的起源最早采用具有水硬性膠凝材料制備混凝土的是中國人，而龐貝遺址龐貝遺址建筑材料課件第04章水泥目前，世界上水泥的品種已達(dá)200多種。解放后，我國水泥產(chǎn)量快速上升，1985年我國水泥產(chǎn)量已躍居世界第一位，品種亦達(dá)70多種。現(xiàn)在已有100余種。我國水泥品種雖然很多，但大量使用的是五大品種水泥：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目前，世界上水泥的品種已達(dá)200多種。解放后，我國水泥產(chǎn)量快4.1硅酸鹽水泥4.1硅酸鹽水泥6建筑材料課件第04章水泥4.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)和基本組成1.硅酸鹽水泥的定義與分類

根據(jù)GB175－1999，凡是由硅酸鹽水泥熟料、0～5％石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥（即國外通稱的波特蘭水泥）。硅酸鹽水泥分兩種類型：I型硅酸鹽水泥：不摻混合材料，代號(hào)P?I。II型硅酸鹽水泥：在硅酸鹽水泥粉磨時(shí)摻加不超過水泥質(zhì)量5％的石灰石或?；郀t礦渣，代號(hào)P?II。4.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)和基本組成1.硅酸鹽水泥的定義與2.硅酸鹽水泥的原料和生產(chǎn)原料主要有：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、頁巖等，主要提供氧化硅及氧化鋁與氧化鐵），還有少量輔助原料，如鐵礦石。2.硅酸鹽水泥的原料和生產(chǎn)原料主要有：石灰質(zhì)原料（如石灰石、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝概括起來就是“二磨一燒”，如圖所示：硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝概括起來就是“二磨一燒”，如圖所示：從窯內(nèi)出來的水泥熟料經(jīng)冷卻后加入3～5％石膏(控制水泥中SO3≤3.5％)，在磨機(jī)內(nèi)研細(xì)，制成硅酸鹽水泥。加入石膏的目的是調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間，使之不發(fā)生急凝現(xiàn)象。水泥粉常用紙袋包裝，但近年來已大量改用散裝船、散裝車輸送，提高了裝運(yùn)效率，降低了成本。從窯內(nèi)出來的水泥熟料經(jīng)冷卻后加入3～5％石膏(控制水泥中S3.硅酸鹽水泥的化學(xué)和礦物組成熟料的化學(xué)成分見表4.2①硅酸三鈣(簡稱C3S)——3CaO·SiO2，含量36～60%。②硅酸二鈣(簡稱C2S)——2CaO·SiO2，含量15～37%。③鋁酸三鈣(簡稱C3A)——3CaO·Al2O3，含量7%～15%。④鐵鋁酸四鈣(簡稱C4AF)——4CaO·Al2O3·Fe2O3，含量10%～18%。前兩種礦物稱硅酸鹽礦物，一般占總量的75～82%。后兩種礦物稱溶劑礦物，一般占總量的18％～25％。還含有少量的游離氧化鈣和游離氧化鎂及少量的堿(氧化鈉和氧化鉀)。3.硅酸鹽水泥的化學(xué)和礦物組成熟料的化學(xué)成分見表4.24.1.2硅酸鹽水泥的水化硬化1.硅酸鹽水泥熟料礦物的水化(1)硅酸三鈣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（C-S-H凝膠）及氫氧化鈣：

2C3S+6H2O=C3S2H3+3CH

水化硅酸鈣幾乎不溶于水，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。4.1.2硅酸鹽水泥的水化硬化1.硅酸鹽水泥熟料礦物的水14Construction

MaterialsC-S-H水化硅酸鈣凝膠CHCrystal氫氧化鈣晶體電鏡下的水泥水化產(chǎn)物圖14ConstructionMaterialsC-S-H(2)硅酸二鈣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：2C2S+4H2O=C3S2H3+CH所形成的水化硅酸鈣在C/S和形貌方面與C3S水化生成的都無大區(qū)別，故也稱為C-S-H凝膠。但CH生成量比C3S的少，結(jié)晶卻粗大些。(2)硅酸二鈣硅酸二鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)慢，水化放熱小，生成(3)鋁酸三鈣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）：

C3A+6H2O=C3AH6水化鋁酸三鈣為立方晶體，它易溶于水。(3)鋁酸三鈣鋁酸三鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)極快，水化放熱甚大，(4)鐵鋁酸四鈣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化鐵酸鈣：

C4AF+7H2O=C3AH6+CFH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：

3CaO?Al2O3?6H2O+3(CaSO4?2H2O)+19H2O=3CaO?Al2O3?3CaSO4?+31H2O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)。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)。(4)鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣為水作用時(shí)，反應(yīng)也較快，水化放熱水泥漿掃描電鏡照片（7d齡期）C-S-H鈣礬石水泥漿掃描電鏡照片（7d齡期）C-S-H鈣礬石硅酸鹽水泥主要水化產(chǎn)物有：水化硅酸鈣凝膠、水化鐵酸鈣凝膠、氫氧化鈣晶體、水化鋁酸鈣晶體、水化硫鋁酸鈣晶體。在完全水化的水泥中：水化硅酸鈣約占70%氫氧化鈣約占20%水化鋁酸鈣約占3％鈣礬石和單硫型水化硫鋁酸鈣約占7%硅酸鹽水泥主要水化產(chǎn)物有：水化硅酸鈣凝膠、水化鐵酸鈣凝膠、氫各種礦物的特性性能指標(biāo)

熟料礦物

C3S

C2S

C3A

C4AF

水化速率

快

慢

最快

快，僅次于C3A

凝結(jié)硬化速率

快

慢

快

快

放熱量

多

少

最多

中

強(qiáng)度

早期

高

低

低

低

后期

高

高

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。

各種礦物的特性性能指標(biāo)熟料礦物C3SC2SC3AC建筑材料課件第04章水泥礦物組成對(duì)早期強(qiáng)度及水化熱的影響

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A、B兩種硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度及水化熱的差別。礦物組成C3S/％C2S/％C3A/％C4AF/％A水泥6015169B水泥47281015A水泥的C3S及C3A含量高，而C3S及C3A的早期強(qiáng)度及水化熱都較高，故A硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度與水化熱高于B水泥。礦物組成對(duì)早期強(qiáng)度及水化熱的影響以下是A、B兩種硅擋墻開裂與水泥的選用現(xiàn)象：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)42.5Ⅱ型硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成如下：C3S：61％；C2S：14％C3A：14％；C4AF：11％擋墻開裂與水泥的選用現(xiàn)象：某大體積的混凝土工程，澆注兩周后建筑材料課件第04章水泥原因分析：由于該工程所使用的水泥C3A和C3S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，造成混凝土貫穿型的縱向裂縫。防治措施：首先，對(duì)大體積的混凝土工程宜選用低水化熱，即C3A和C3S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。原因分析：由于該工程所使用的水泥C3A和C3S含量高，導(dǎo)致該5.硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程可分為：初始反應(yīng)期、潛伏期、凝結(jié)期、硬化期4個(gè)階段。a.分散在水中未水化的水泥顆粒；b.在水泥顆粒表面形成水化物膜層；c.膜層長大并互相連接（凝結(jié)）；d.水化物進(jìn)一步發(fā)展，填充毛細(xì)孔（硬化）；1－水泥顆粒；2－水份；3－凝膠；4－晶體；5－水泥顆粒的未水化內(nèi)核；6－毛細(xì)孔5.硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程可分為：初始水泥凝結(jié)硬化過程的各個(gè)階段不是彼此截然分開，而是交錯(cuò)進(jìn)行的。

水泥凝結(jié)硬化過程的各個(gè)階段不是彼此截然分開，而是交錯(cuò)進(jìn)行的。4.影響凝結(jié)硬化的主要因素(1)水泥的熟料礦物組成及細(xì)度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。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。(2)石膏的摻量水泥中摻入石膏，可調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)硬化的速度。摻量約占水泥重量的3～5%，具體摻量通過試驗(yàn)確定。(3)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。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)較慢，水泥石的強(qiáng)度低。4.影響凝結(jié)硬化的主要因素(1)水泥的熟料礦物組成及細(xì)度4.影響凝結(jié)硬化的主要因素(4)齡期（養(yǎng)護(hù)時(shí)間）一般在28天內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展最快，28天后顯著減慢。(5)環(huán)境溫度和濕度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。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。保持水泥漿溫度和濕度的措施，稱水泥的養(yǎng)護(hù)。4.影響凝結(jié)硬化的主要因素(4)齡期（養(yǎng)護(hù)時(shí)間）硅酸鹽水泥的技術(shù)要求1.細(xì)度水泥的細(xì)度既可用篩析法和比表面積法檢驗(yàn)。篩析法：采用邊長為0.080mm的方孔篩對(duì)水泥試樣進(jìn)行篩析試驗(yàn)，用篩余百分?jǐn)?shù)表示。篩析法有負(fù)壓篩法、水篩法及干篩法。當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)生爭議時(shí)，以負(fù)壓篩法為準(zhǔn)。比表面積法：根據(jù)一定量空氣通過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，表明水泥顆粒越細(xì)。國家標(biāo)準(zhǔn)（GB175—1999）規(guī)定，硅酸鹽水泥細(xì)度以比表面積表示，其比表面積須大于300m2/kg；普通水泥細(xì)度用篩析法檢驗(yàn)，要求在0.080毫米方孔篩余量不得超過10.0%。凡水泥細(xì)度不符合規(guī)定者為不合格品。硅酸鹽水泥的技術(shù)要求1.細(xì)度2.凝結(jié)時(shí)間水泥的凝結(jié)時(shí)間分初凝和終凝。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）開始失去可塑性為止所需的時(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性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。初凝的時(shí)間不宜過快。終凝時(shí)間又不宜過遲。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。國家標(biāo)準(zhǔn)（GB175—1999）規(guī)定，硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間不得早于45分鐘，終凝時(shí)間不得遲于6.5小時(shí)。凡初凝時(shí)間不符合規(guī)定者為廢品，終凝時(shí)間不符合規(guī)定者為不合格品。2.凝結(jié)時(shí)間水泥的凝結(jié)時(shí)間分初凝和終凝。凝結(jié)時(shí)間的測(cè)試儀凝結(jié)時(shí)間的測(cè)試儀3.體積安定性水泥的體積安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。當(dāng)水泥漿體硬化過程發(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。安定性不良的水泥會(huì)降低建筑物質(zhì)量，甚至引起嚴(yán)重事故。水泥安定性不良的原因有三個(gè)：①熟料中游離氧化鈣過多。②熟料中游離氧化鎂過多。③石膏摻量過多。3.體積安定性水泥的體積安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積安定性的測(cè)定方法安定性的測(cè)定方法可以用雷氏法和試餅法。當(dāng)試餅法與雷氏法有爭議時(shí)以雷氏法為準(zhǔn)。安定性的測(cè)定方法安定性的測(cè)定方法可以用雷氏法和試餅法。當(dāng)試餅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，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，則需長期浸在常溫水中才能發(fā)現(xiàn)。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：水泥中氧化鎂含量不得超過5.0%，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6.0%。三氧化硫含量不得超過3.5%。水泥安定性必須合格。安定性不良的水泥應(yīng)作廢品處理，不得用于工程中。游離氧化鈣引起的安定性不良，必須采用沸煮法檢驗(yàn)。游離氧化鎂引左邊雷氏煮沸箱右邊試餅法左邊雷氏煮沸箱4.強(qiáng)度將水泥、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4×4×16cm的試件，在標(biāo)準(zhǔn)溫度（20℃±1℃）的水中養(yǎng)護(hù)，測(cè)定其抗折及抗壓強(qiáng)度。4.強(qiáng)度將水泥、標(biāo)準(zhǔn)砂及水按規(guī)定比例拌制成塑性水泥膠砂，并硅酸鹽水泥各齡期的強(qiáng)度要求各強(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)指標(biāo)低于表中數(shù)值，則應(yīng)降低強(qiáng)度等級(jí)使用。強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度MPa抗折強(qiáng)度MPa3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0硅酸鹽水泥各齡期的強(qiáng)度要求各強(qiáng)度等級(jí)、各類型水泥的各齡期強(qiáng)度5.堿含量水泥中堿含量按Na2O＋0.653K2O計(jì)算值來表示。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)定堿含量不得大于0.6％。導(dǎo)致混凝土不均勻膨脹而破壞。5.堿含量水泥中堿含量按Na2O＋0.653K2O計(jì)算值來表6.水化熱每克硅酸鹽水泥能放出達(dá)大約500J的熱量。為了選擇適于特定的目的最適宜的水泥，就需知道水泥的放熱性能。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)50～60℃。冬季施工時(shí)，水化熱有利于水泥的正常凝結(jié)硬化。6.水化熱每克硅酸鹽水泥能放出達(dá)大約500J的熱量。洞庭湖大橋洞庭湖大橋洞庭湖大橋橋梁的熱裂縫洞庭湖大橋橋梁的熱裂縫橋梁的熱裂縫橋梁的熱裂縫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（Woods）等提出，水化放熱量可用下式大致估算：

1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。博格（Bogue）研究得出，對(duì)于硅酸鹽水泥，1～3d齡期內(nèi)水化放熱量為總放熱量的50％，7d為75％，6個(gè)月為83～91％。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（W7.密度與堆積密度密度：3.0～3.15g/cm3，通常采用3.1g/cm3。堆積密度：松堆狀態(tài)為1000～1100kg/m3緊密時(shí)可達(dá)1600kg/m3在配制混凝土和砂漿時(shí)，堆積密度可取1200～1300kg/m3。7.密度與堆積密度密度：3.0～3.15g/cm3，通常采4.1.8硅酸鹽水泥的腐蝕與防止1.水泥石腐蝕的原因

硅酸鹽水泥硬化后，在通常的使用條件下有較高的耐久性。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，甚至遭到破壞。水泥石腐蝕的原因很多，下面僅就幾種典型介質(zhì)對(duì)水泥石的腐蝕加以介紹。4.1.8硅酸鹽水泥的腐蝕與防止1.水泥石腐蝕的原因(1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）軟水是指暫時(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計(jì)算，當(dāng)含量為10mg（按CaO計(jì)）時(shí)，稱為1度。硬度在8o以下的為軟水。在各種水化物中，氫氧化鈣的溶解度最大（25℃時(shí)約為1.2g/L），所以首先被溶解。(1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）軟水是指暫時(shí)硬度較小的水。暫時(shí)(1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）如在靜水及無水壓的情況下，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，影響不大。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。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。當(dāng)氫氧化鈣溶出5％時(shí)，強(qiáng)度下降7％，溶出24％時(shí)，強(qiáng)度下降29％。(1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）如在靜水及無水壓的情況下，由于周(1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）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：

Ca（OH）2+Ca（HCO3）2=2CaCO3+2H2O重碳酸鈣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。(1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）當(dāng)環(huán)境水的水質(zhì)較硬，即水中重碳酸溶解性化學(xué)腐蝕(1)碳酸性腐蝕首先，氫氧化鈣受到碳酸的作用，生成碳酸鈣：Ca(OH)2+CO2+H2O=CaCO3+2H2O二氧化碳與生成的碳酸鈣按下列可逆反應(yīng)作用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，這部分二氧化碳無侵蝕作用，稱為平衡碳酸。當(dāng)水中含有較多的二氧化碳，超過平衡濃度的部分稱為侵蝕性碳酸，這時(shí)上式反應(yīng)向右進(jìn)行。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。溶解性化學(xué)腐蝕(1)碳酸性腐蝕首先，氫氧化鈣受到碳酸的作用溶解性化學(xué)腐蝕(2)一般酸性腐蝕鹽酸與水泥石中的氫氧化鈣作用：2HCl+Ca（OH）2=CaCl2+2H2O硫酸與水泥石中的氫氧化鈣作用：H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O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，或者再與水泥石中的水化鋁酸鈣作用，生成水化硫鋁酸鈣，其破壞作用更大。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)重。溶解性化學(xué)腐蝕(2)一般酸性腐蝕鹽酸與水泥石中的氫氧化鈣作溶解性化學(xué)腐蝕(3)鎂鹽腐蝕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：MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO4?2H2O+Mg(OH)2MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2生成的氫氧化鎂松軟而無膠結(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。鎂鹽侵蝕的強(qiáng)烈程度，除決定于Mg2+含量外，還與水中SO42－含量有關(guān)，當(dāng)水中同時(shí)含有SO42－時(shí)，將產(chǎn)生鎂鹽與硫酸鹽兩種侵蝕，故顯得特別嚴(yán)重。溶解性化學(xué)腐蝕(3)鎂鹽腐蝕在海水及地下水中常含有大量鎂鹽膨脹性化學(xué)腐蝕硫酸鹽對(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：Ca（OH）2+Na2SO4?10H2O=CaSO4?2H2O+NaOH+8H2O所生成的硫酸鈣與水化鋁酸鈣作用，生成水化硫鋁酸鈣：3CaO?Al2O3?6H2O+3(CaSO4?2H2O)+19H2O=3CaO?Al2O3?3CaSO4?31H2O生成的水化硫鋁酸鈣體積比原有體積增加1.5倍。水化硫鋁酸鈣呈針狀結(jié)晶，故常稱為“水泥桿菌”。水中硫酸鹽濃度較高時(shí)，生成的硫酸鈣也會(huì)在水泥石的孔隙中直接結(jié)晶成二水石膏，導(dǎo)致水泥石破壞。膨脹性化學(xué)腐蝕硫酸鹽對(duì)水泥石有侵蝕作用。以硫酸鈉為例，硫酸鈉膨脹裂縫膨脹裂縫膨脹裂縫膨脹裂縫上述各類型侵蝕作用，可以概括為下列三種破壞形式：

①溶解浸析。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。②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有膠結(jié)能力的產(chǎn)物，破壞了原有的結(jié)構(gòu)。③形成膨脹組分。在侵蝕性介質(zhì)的作用五，所形成的鹽類結(jié)晶長大時(shí)體積增加，產(chǎn)生有害的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致膨脹性破壞。上述各類型侵蝕作用，可以概括為下列三種破壞形式：水泥石腐蝕的原因內(nèi)因有二：一是水泥石中存有易被腐蝕的組分，即Ca(OH)2和水化鋁酸鈣；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。外因:侵蝕性介質(zhì)的存在。水泥石腐蝕的原因內(nèi)因有二：2.水泥石腐蝕的防止(1)根據(jù)侵蝕環(huán)境特點(diǎn)，合理選用水泥品種遭受軟水等侵蝕時(shí)，可選用水化產(chǎn)物中氫氧化鈣含量較少的水泥。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。(2)提高水泥石的密實(shí)程度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。(3)加做保護(hù)層當(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，且不透水的保護(hù)層。一般可用耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料、瀝青等。2.水泥石腐蝕的防止(1)根據(jù)侵蝕環(huán)境特點(diǎn)，合理選用水泥品4.1.5硅酸鹽水泥的特性與應(yīng)用1.強(qiáng)度等級(jí)高、強(qiáng)度發(fā)展快硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)比較高（42.5～62.5），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。2.抗凍性好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)的水泥石。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。適用于嚴(yán)寒地區(qū)遭受反復(fù)凍融的混凝土工程。4.1.5硅酸鹽水泥的特性與應(yīng)用1.強(qiáng)度等級(jí)高、強(qiáng)度發(fā)展快3.耐腐蝕性差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)及壓力水作用的混凝土工程，也不宜用于海水、礦物水等腐蝕性作用的工程。4.耐熱性較差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。水泥石經(jīng)高溫作用后，氫氧化鈣已經(jīng)分解，如再受水潤溫或長期置放時(shí)，由于石灰重新熟化，水泥石隨即破壞。所以，硅酸鹽水泥不能用于耐熱混凝土。但應(yīng)指出，在受熱溫度不高時(shí)（100～250℃），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，使得水泥石進(jìn)一步密實(shí)。5.水化熱高

硅酸鹽水泥中C3S及C3A含較高，它們的放熱大，因而不宜用于大體積混凝土工程中。3.耐腐蝕性差硅酸鹽水泥的儲(chǔ)存水泥儲(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，降低強(qiáng)度，即使在條件良好的倉庫里貯存，時(shí)間也不宜過長。一般貯存三個(gè)月后，水泥強(qiáng)度降低10～20％；六個(gè)月后，約降低15～30％；一年后約降低25％～40％。水泥自出廠至使用，不宜超過六個(gè)月。超過期限的，必須重新試驗(yàn)，鑒定后方可使用。細(xì)度大、強(qiáng)度等級(jí)高的水泥更易吸濕變質(zhì)。硅酸鹽水泥的儲(chǔ)存水泥儲(chǔ)存日久，易吸收空氣中的水分和二氧化碳，4.2摻混合材料的其他通用水泥4.2摻混合材料的其他通用水泥624.2.1混合材料混合材料：在生產(chǎn)水泥時(shí)，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級(jí)，而加到水泥中的人工的和天然的礦物材料?；旌喜牧习雌湫阅芸煞只钚曰旌喜牧虾头腔钚曰旌喜牧?。1.非活性混合材料起填充作用2.活性混合材料活性氧化硅和氧化鋁與氫氧化鈣反應(yīng)（二次反應(yīng)）4.2.1混合材料混合材料：在生產(chǎn)水泥時(shí)，為改善水泥性能，活性混合材料的作用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：xCa(OH)2+SiO2+m1H2O=xCaO?SiO2?n1H2OyCa(OH)2+Al2O3+m1H2O=yCaO?Al2O3?n1H2O溶液中的石灰是激發(fā)活性混合材料活性的物質(zhì)，所以稱為激發(fā)劑。激發(fā)劑分堿性激發(fā)劑和硫酸鹽激發(fā)劑。氫氧化鈣為堿性激發(fā)劑；石膏為硫酸鹽激發(fā)劑?；钚曰旌喜牧系淖饔没钚曰旌喜牧隙己写罅康幕钚匝趸韬突钚匝醭Ｓ没钚曰旌喜牧?1)?；郀t礦渣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?；瘜W(xué)成分：CaO、Al2O3、SiO2、MgO、Fe2O3等氧化物和少量的硫化物。在一般礦渣中CaO、Al2O3、SiO2含量占90％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CaO含量較低，而SiO2含量偏高。常用活性混合材料(1)粒化高爐礦渣是將煉鐵高爐的熔融礦渣，(2)火山灰質(zhì)混合材料是以活性氧化硅和活性氧化鋁為主要成分的礦物材料?；鹕交屹|(zhì)混合材料沒有水硬性，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?；鹕交屹|(zhì)混合材料的品種：天然的有：火山灰、凝灰?guī)r、浮石、沸石巖、硅藻土等；人工的有：煤矸石、燒頁巖、燒粘土、煤渣、硅質(zhì)渣等。(2)火山灰質(zhì)混合材料是以活性氧化硅和活性氧化鋁為主要成分(3)粉煤灰粉煤灰中含有較多的SiO2和Al2O3，兩者總含量可達(dá)60％以上。(3)粉煤灰粉煤灰中含有較多的SiO2和Al2O3，兩者總4.2.2普通硅酸鹽水泥根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB175—1999），普通硅酸鹽水泥（ordinaryportlandcement）的定義是：凡由硅酸鹽水泥熟料、6％～15％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（簡稱普通水泥），代號(hào)P?O。摻活性混合材料時(shí)，不得超過15％，其中允許用不超過水泥質(zhì)量5％的窯灰（水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣中收集下的粉塵）或不超過水泥質(zhì)量10％的非活性混合材料來代替；摻非活性混合材料時(shí)，最大摻量不得超過水泥質(zhì)量10％。普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5和52.5R等三個(gè)等級(jí)兩種類型（普通型和早強(qiáng)型）。4.2.2普通硅酸鹽水泥根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB175—199普通水泥的強(qiáng)度要求品種強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度（MPa）抗折強(qiáng)度（MPa）3d28d3d28d普通水泥32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.552.522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.0普通水泥的強(qiáng)度要求品種強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度（MPa）抗折強(qiáng)度（4.2.3礦渣硅酸鹽等水泥根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB1344—1999），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硅酸鹽水泥（簡稱礦渣水泥）（Portlandblastfurnace-slagcement），代號(hào)P·S。礦渣水泥的密度一般在3.0～3.1之間，對(duì)于細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間和體積安定性的技術(shù)要求與普通硅酸鹽水泥相同。礦渣水泥是我國產(chǎn)量最大的水泥品種，共分三個(gè)強(qiáng)度等級(jí)：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。P.P火山灰水泥P.F粉煤灰水泥4.2.3礦渣硅酸鹽等水泥根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB1344—19礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥的強(qiáng)度要求

強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度MPa抗折強(qiáng)度MPa3d28d3d28d32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥的強(qiáng)度要求強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度礦渣水泥的特點(diǎn)（1）早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高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)稍慢，早期（3天、7天）強(qiáng)度較低。但在硬化后期，28天以后的強(qiáng)度發(fā)展將超過硅酸鹽水泥。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。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。（2）具有較強(qiáng)的抗溶出性侵蝕及抗硫酸鹽侵蝕的能力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)；可用于受溶出性侵蝕，以及受硫酸鹽侵蝕的水工及海工混凝土。（3）水化熱低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。礦渣水泥的特點(diǎn)（1）早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高（4）抗碳化性較差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。（5）保水性差，抗?jié)B性差，干縮大由于?；郀t礦渣玻璃體對(duì)水的吸附能力差，即對(duì)水分的保持能力差（保水性差），與水拌合時(shí)易產(chǎn)生泌水造成較多的連通孔隙，因此，礦渣硅酸鹽水泥的抗?jié)B性差，且干縮較大。礦渣水泥不適合用于有抗?jié)B要求的混凝土工程。（6）耐熱性好礦渣本身耐熱性好，且礦渣硅酸鹽水泥水化后氫氧化鈣的含量少，故礦渣硅酸鹽水泥的耐熱性較好，適合用于有耐熱要求的混凝土工程。（4）抗碳化性較差4.2.4火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB1344—1999），凡由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質(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），（Portlandpozzolanacement）代號(hào)P·P。水泥中火山灰質(zhì)混合材料摻加量按質(zhì)量百分比計(jì)為20～50％?；鹕交宜喔鼾g期的強(qiáng)度要求，細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間及體積安定性的要求與礦渣水泥相同。火山灰水泥加水后，其水化反應(yīng)和礦渣水泥一樣，也是分兩步進(jìn)行的?；鹕交宜嗪偷V渣水泥在性能方面有許多共同點(diǎn)，如早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度增長率較大，水化熱低，耐蝕性較強(qiáng)，抗凍性差等。4.2.4火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB1344—火山灰水泥的特點(diǎn)（1）保水性，抗?jié)B性及耐水性高火山灰質(zhì)混合材料顆粒較細(xì)，內(nèi)部含有大量的微細(xì)孔隙，故火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥的保水性高，泌水性小；當(dāng)處在酸潮濕環(huán)境中或在水中養(yǎng)護(hù)時(shí)，火山灰質(zhì)混合材料和氫氧化鈣作用，生成較多的水化硅酸鈣膠體，使水泥石結(jié)構(gòu)致密，因而具有較高的抗?jié)B性和耐水性。（2）在干燥環(huán)境中易產(chǎn)生裂縫火山灰水泥在硬化過程中干縮現(xiàn)象較礦渣水泥更顯著，當(dāng)處在干燥空氣中時(shí)，形成的水化硅酸鈣膠體會(huì)逐漸干燥，產(chǎn)生干縮裂縫。水泥石表面易產(chǎn)生“起粉”現(xiàn)象。因此，在施工時(shí)，應(yīng)特別注意加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。（3）耐蝕性較強(qiáng)火山灰水泥耐蝕性較強(qiáng)的原理與礦渣水泥相同。但若摻燒粘土，則抗硫酸鹽侵蝕能力差。火山灰水泥的特點(diǎn)（1）保水性，抗?jié)B性及耐水性高4.2.5粉煤灰硅酸鹽水泥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）（portlandfly-ashcement），代號(hào)P?F。粉煤灰摻加量按質(zhì)量百分比計(jì)為20％～40％。粉煤灰水泥各齡期的強(qiáng)度要求，細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、體積安定性的要求與礦渣水泥和火山灰水泥相同。4.2.5粉煤灰硅酸鹽水泥凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適粉煤灰水泥的特點(diǎn)（1）早期強(qiáng)度低這種水泥早期強(qiáng)度發(fā)展速率比礦渣水泥和火山灰水泥更低，但后期可明顯地超過硅酸鹽水泥。（2）干縮小，抗裂性高與其它摻混合材水泥比較，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量較小，干縮性也小，因而抗裂性較高。但其吸附水的能力較差，即保水性差，泌水較快，若處理不當(dāng)易引起混凝土產(chǎn)生失水裂縫。粉煤灰水泥適用于大體積混凝土工程及地下和海港工程。對(duì)承受荷載較遲的工程更為有利。粉煤灰水泥的特點(diǎn)（1）早期強(qiáng)度低五種通用水泥的性能特點(diǎn)及應(yīng)用

硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥成分水泥熟料及少量石膏在硅酸鹽水泥中摻活性混合材料15％以下或非活性混合材料10％以下在硅酸鹽水泥中摻入20～70％的粒化高爐礦渣在硅酸鹽水泥中摻入20～50％火山灰質(zhì)混合材料在硅酸鹽水泥中摻入20～40％粉煤灰特性早期強(qiáng)度高；水化熱較大；抗凍性較好；耐蝕性差；干縮較小與硅酸鹽水泥基本相同早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長較快，水化熱較低；耐蝕性較強(qiáng)；抗凍性差；干縮性較大早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長較快；水化熱較低；耐蝕性較強(qiáng)；抗?jié)B性好；抗凍性差；干縮性大早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長較快；水化熱較低；耐蝕性較強(qiáng)；干縮性??；抗裂性較高；抗凍性差適用范圍一般土建工程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；受反復(fù)冰凍作用的結(jié)構(gòu)；配制高強(qiáng)混凝土與硅酸鹽水泥基本相同高溫車間和有耐熱耐熱耐火要求的混凝土結(jié)構(gòu)；大體積混凝土結(jié)構(gòu)；蒸氣養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件；有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程地下、水中大體積混凝土結(jié)構(gòu)和有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu)；蒸汽養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件；有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程地上、地下及水中大體積混凝土結(jié)構(gòu)件；抗裂性要求較高的構(gòu)件；有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程不適用范圍大體積混凝土結(jié)構(gòu)；受化學(xué)及海水侵蝕的工程與硅酸鹽水泥基本相同早期強(qiáng)度要求高的工程；有抗凍要求的混凝土工程處在干燥環(huán)境中的混凝土工程；其它同礦渣水泥有抗碳化要求的工程；其它同礦渣水泥五種通用水泥的性能特點(diǎn)及應(yīng)用

硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火4.2.4復(fù)合硅酸鹽水泥4.2.5石灰石硅酸鹽水泥4.2.4復(fù)合硅酸鹽水泥4.3特性水泥和專用水泥水泥按用途與性能劃分為三類：通用水泥專用水泥：是指專門用途的水泥，如道路硅酸鹽水泥特性水泥：是指某種性能比較突出的水泥，如快硬硅酸鹽水泥。4.3特性水泥和專用水泥水泥按用途與性能劃分為三類：4.3.1鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥，aluminatecement，代號(hào)CA，也稱高鋁水泥、礬土水泥，是以鋁礬土和石灰石為原料，經(jīng)高溫煅燒得到以鋁酸鈣為主要成分的熟料，經(jīng)磨細(xì)而成的水硬性膠凝材料。它是一種快硬、早強(qiáng)、耐腐蝕、耐熱的水泥。4.3.1鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥，aluminatecem3.鋁酸鹽水泥的特性與應(yīng)用①早期強(qiáng)度增長快

這種水泥的1天強(qiáng)度即可達(dá)3天強(qiáng)度的80％以上，適用于緊急搶修工程和早期強(qiáng)度要求高的特殊工程。但必須考慮到這種水泥后期強(qiáng)度的降低。使用鋁酸鹽水泥時(shí)，要控制其硬化溫度。最適宜的硬化溫度為15℃左右，一般不得超過25℃。②水化熱大鋁酸鹽水泥硬化時(shí)放熱量較大，面且集中在早期放出，1天內(nèi)即可放出水化熱總量的70～80％，而硅酸鹽水泥僅放出水化熱總量的25～50％。因此，這種水泥不宜用于大體積混凝土工程，但適用于寒冷地區(qū)冬季施工的混凝土工程。3.鋁酸鹽水泥的特性與應(yīng)用①早期強(qiáng)度增長快③抗硫酸鹽侵蝕性強(qiáng)鋁酸鹽水泥具有較好的抗硫酸鹽及抗海水腐蝕的性能。同時(shí)，對(duì)碳酸水、稀鹽酸等侵蝕性溶液也有很好的穩(wěn)定性。但晶體轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的水化鋁酸三鈣后，孔隙率增加，耐蝕性也相應(yīng)降低。④耐堿性差鋁酸鹽水泥不得用于接觸堿性溶液的工程。主要原因是堿金屬的碳酸鹽會(huì)與CAH10或C2AH8反應(yīng)：K2CO3+CAH10=CaCO3+K2O·Al2O3+10H2O2K2CO3+C2AH8=2CaCO3+K2O·Al2O3+2KOH+7H2O2KOH+Al2O3=K2O·Al2O3+H2OK2O·Al2O3+CO2=K2CO3+Al2O3③抗硫酸鹽侵蝕性強(qiáng)⑤耐熱性高鋁酸鹽水泥在高溫下仍保持較高強(qiáng)度。如用這種水泥配制的混凝土在900℃溫度下，還具有原強(qiáng)度的70％，當(dāng)達(dá)到1300℃時(shí)尚有50％左右的強(qiáng)度。因此，鋁酸鹽水泥可作為耐熱混凝土的膠結(jié)材料。⑤耐熱性高4.3.2白色水泥和彩色水泥硅酸鹽水泥的顏色主要由氧化鐵引起。當(dāng)氧化鐵含量在3％～4％時(shí)，熟料呈暗灰色；在0.45％～0.7％時(shí)，帶淡綠色；而降低到0.35％～0.40％后，接近白色。白色硅酸鹽水泥（簡稱白水泥）的生產(chǎn)主要是降低氧化鐵含量。此外，氧化錳、氧化鈷和氧化鈦也對(duì)白水泥的白度有顯著影響，故其含量也應(yīng)盡量減少。石灰質(zhì)原料應(yīng)選用純的石灰石或方解石，粘土可選用高嶺土。燃料最好用無灰分的天然氣或重油。白水泥主要礦物為C3S、C2S和C3A，C4AF含量極少。白水泥的物理性能要求主要的是白度（Whiteness）。白度是以白水泥與MgO標(biāo)準(zhǔn)白板的反射率的比值來表示的。采用鐵含量很低的鋁酸鹽或硫鋁酸鹽水泥生料也可生產(chǎn)出白色鋁酸鹽或硫鋁酸鹽水泥。4.3.2白色水泥和彩色水泥硅酸鹽水泥的顏色主要由氧化鐵引白色水泥和彩色水泥白色水泥和彩色水泥彩色水泥用白色水泥熟料與石膏以及顏料共同磨細(xì)可制得彩色水泥。所用顏料要求對(duì)光和大氣能耐久，能耐堿而又不對(duì)水泥性能起破壞作用。常用的顏料有氧化鐵（紅、黃、褐紅）、二氧化錳（黑、褐色）、氧化鉻（綠色）、赭石（赭色）、群青（藍(lán)色）和炭黑（黑色）。但制造紅、褐、黑等較深顏色彩色水泥時(shí)，也可用一般硅酸鹽水泥熟料來磨制。在水泥生料中加入少量金屬氧化物著色劑直接燒成彩色熟料，也可制得彩色水泥。彩色水泥用白色水泥熟料與石膏以及顏料共同磨細(xì)可制得彩色水泥。4.3.3道路硅酸鹽水泥由較高鐵鋁酸鈣含量的硅酸鹽道路水泥熟料，0％～10％活性混合材和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為道路硅酸鹽水泥（簡稱道路水泥）。對(duì)道路水泥的性能要求是：耐磨性好、收縮小、抗凍性好、抗沖擊性好，有高的抗折強(qiáng)度和良好的耐久性。4.3.3道路硅酸鹽水泥由較高鐵鋁酸鈣含量的硅酸鹽道路水道路硅酸鹽水泥道路硅酸鹽水泥4.3.4中熱水泥和低熱水泥主要特點(diǎn)為水化熱低，適用于大壩和大體積混凝土工程。中熱硅酸鹽水泥是由適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏磨細(xì)而成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料，簡稱中熱水泥。低熱礦渣硅酸鹽水泥是由適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料加入礦渣和適量石膏磨細(xì)而成具有低水化熱的水硬性膠凝材料，簡稱低熱礦渣水泥。其礦渣摻量為水泥質(zhì)量的20％～60％，允許用不超過混合材總量50％的磷渣或粉煤灰代替礦渣。4.3.4中熱水泥和低熱水泥主要特點(diǎn)為水化熱低，適用于大壩建筑材料課件第04章水泥4.3.5快硬硅酸鹽水泥凡以適當(dāng)成分的生料，燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，磨細(xì)制成具有早期強(qiáng)度增長率較高的水硬性膠凝材料，稱為快硬硅酸鹽水泥，簡稱快硬水泥。生產(chǎn)快硬硅酸鹽水泥的方法與生產(chǎn)硅酸鹽水泥的方法基本相同，只是要求較嚴(yán)格地控制生產(chǎn)工藝條件，要求原料中含有害雜質(zhì)較少。C3S含量為50～60％C3A含量可達(dá)8～14％適當(dāng)增加石膏摻量（可達(dá)8％）和粉磨細(xì)度4.3.5快硬硅酸鹽水泥凡以適當(dāng)成分的生料，燒至部分熔融4.3.6砌筑水泥M砌筑砂漿和內(nèi)墻抹面砂漿4.3.6砌筑水泥M建筑材料課件第04章水泥4.3.7膨脹水泥硅酸鹽膨脹水泥：以硅酸鹽水泥為主，外加鋁酸鹽水泥和石膏組成。鋁酸鹽膨脹水泥：以鋁酸鹽水泥為主，外加石膏組成。硫鋁酸鹽膨脹水泥：以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物，外加石膏組成。鐵鋁酸鈣膨脹水泥：以鐵相、無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物，加石膏制成。根據(jù)膨脹值的大小不同，可分為膨脹水泥和自應(yīng)力水泥。膨脹水泥：線膨脹率一般在1％以下，相當(dāng)于或稍大于普通水泥的收縮率。自應(yīng)力水泥：線膨脹率一般為1～3％。硬化后會(huì)產(chǎn)生體積膨脹4.3.7膨脹水泥硅酸鹽膨脹水泥：以硅酸鹽水泥為主，外加建筑材料課件第04章水泥4.3.8抗硫酸鹽水泥按抗硫酸鹽侵蝕程度，分為中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥和高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥兩類。以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏磨細(xì)制成的具有抵抗中等濃度硫酸根離子侵蝕的水硬性膠凝材料，稱為中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，簡稱中抗硫水泥。代號(hào)P.MSR。以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，磨細(xì)制成的具有抵抗較高濃度硫酸根離子鋟蝕的水硬性凝材料，稱為高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，簡稱高抗硫水泥，代號(hào)P.HSR。中抗硫水泥中C3S和C3A的計(jì)算含量分別不應(yīng)超過55.0％和5.0％。高抗硫水泥C3S<50.0％，C3A<3.0％。燒失量應(yīng)小于3.0％，SO3含量小于2.5％。比表面積不得小于280m2/kg。各齡期強(qiáng)度亦符合標(biāo)準(zhǔn)要求。4.3.8抗硫酸鹽水泥按抗硫酸鹽侵蝕程度，分為中抗硫酸第04章水泥第04章水泥98水泥的起源最早采用具有水硬性膠凝材料制備混凝土的是中國人，而不是多少年來一直誤認(rèn)為的古羅馬人。據(jù)甘肅省考古研究所于1980年和1983年考察，在該省秦安縣的大地灣（西安以西約600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)算距今已有5千年，相當(dāng)于“新石器時(shí)代”。從大地灣發(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——一種富含碳酸鈣的粘土為原料煅燒而成。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“龐貝”城遺址。PortlandCement：1824年，英國泥瓦工約瑟夫.阿斯普?。↗osephAspdin）申報(bào)波特蘭水泥專利：把粘土和焙燒過的石灰石混合，經(jīng)煅燒至二氧化碳釋放，將所得到的產(chǎn)物磨細(xì)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。水泥的起源最早采用具有水硬性膠凝材料制備混凝土的是中國人，而龐貝遺址龐貝遺址建筑材料課件第04章水泥目前，世界上水泥的品種已達(dá)200多種。解放后，我國水泥產(chǎn)量快速上升，1985年我國水泥產(chǎn)量已躍居世界第一位，品種亦達(dá)70多種?，F(xiàn)在已有100余種。我國水泥品種雖然很多，但大量使用的是五大品種水泥：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目前，世界上水泥的品種已達(dá)200多種。解放后，我國水泥產(chǎn)量快4.1硅酸鹽水泥4.1硅酸鹽水泥103建筑材料課件第04章水泥4.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)和基本組成1.硅酸鹽水泥的定義與分類

根據(jù)GB175－1999，凡是由硅酸鹽水泥熟料、0～5％石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥（即國外通稱的波特蘭水泥）。硅酸鹽水泥分兩種類型：I型硅酸鹽水泥：不摻混合材料，代號(hào)P?I。II型硅酸鹽水泥：在硅酸鹽水泥粉磨時(shí)摻加不超過水泥質(zhì)量5％的石灰石或粒化高爐礦渣，代號(hào)P?II。4.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)和基本組成1.硅酸鹽水泥的定義與2.硅酸鹽水泥的原料和生產(chǎn)原料主要有：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、頁巖等，主要提供氧化硅及氧化鋁與氧化鐵），還有少量輔助原料，如鐵礦石。2.硅酸鹽水泥的原料和生產(chǎn)原料主要有：石灰質(zhì)原料（如石灰石、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝概括起來就是“二磨一燒”，如圖所示：硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝概括起來就是“二磨一燒”，如圖所示：從窯內(nèi)出來的水泥熟料經(jīng)冷卻后加入3～5％石膏(控制水泥中SO3≤3.5％)，在磨機(jī)內(nèi)研細(xì)，制成硅酸鹽水泥。加入石膏的目的是調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間，使之不發(fā)生急凝現(xiàn)象。水泥粉常用紙袋包裝，但近年來已大量改用散裝船、散裝車輸送，提高了裝運(yùn)效率，降低了成本。從窯內(nèi)出來的水泥熟料經(jīng)冷卻后加入3～5％石膏(控制水泥中S3.硅酸鹽水泥的化學(xué)和礦物組成熟料的化學(xué)成分見表4.2①硅酸三鈣(簡稱C3S)——3CaO·SiO2，含量36～60%。②硅酸二鈣(簡稱C2S)——2CaO·SiO2，含量15～37%。③鋁酸三鈣(簡稱C3A)——3CaO·Al2O3，含量7%～15%。④鐵鋁酸四鈣(簡稱C4AF)——4CaO·Al2O3·Fe2O3，含量10%～18%。前兩種礦物稱硅酸鹽礦物，一般占總量的75～82%。后兩種礦物稱溶劑礦物，一般占總量的18％～25％。還含有少量的游離氧化鈣和游離氧化鎂及少量的堿(氧化鈉和氧化鉀)。3.硅酸鹽水泥的化學(xué)和礦物組成熟料的化學(xué)成分見表4.24.1.2硅酸鹽水泥的水化硬化1.硅酸鹽水泥熟料礦物的水化(1)硅酸三鈣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（C-S-H凝膠）及氫氧化鈣：

2C3S+6H2O=C3S2H3+3CH

水化硅酸鈣幾乎不溶于水，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。4.1.2硅酸鹽水泥的水化硬化1.硅酸鹽水泥熟料礦物的水111Construction

MaterialsC-S-H水化硅酸鈣凝膠CHCrystal氫氧化鈣晶體電鏡下的水泥水化產(chǎn)物圖14ConstructionMaterialsC-S-H(2)硅酸二鈣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：2C2S+4H2O=C3S2H3+CH所形成的水化硅酸鈣在C/S和形貌方面與C3S水化生成的都無大區(qū)別，故也稱為C-S-H凝膠。但CH生成量比C3S的少，結(jié)晶卻粗大些。(2)硅酸二鈣硅酸二鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)慢，水化放熱小，生成(3)鋁酸三鈣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）：

C3A+6H2O=C3AH6水化鋁酸三鈣為立方晶體，它易溶于水。(3)鋁酸三鈣鋁酸三鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)極快，水化放熱甚大，(4)鐵鋁酸四鈣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化鐵酸鈣：

C4AF+7H2O=C3AH6+CFH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：

3CaO?Al2O3?6H2O+3(CaSO4?2H2O)+19H2O=3CaO?Al2O3?3CaSO4?+31H2O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)。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)。(4)鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣為水作用時(shí)，反應(yīng)也較快，水化放熱水泥漿掃描電鏡照片（7d齡期）C-S-H鈣礬石水泥漿掃描電鏡照片（7d齡期）C-S-H鈣礬石硅酸鹽水泥主要水化產(chǎn)物有：水化硅酸鈣凝膠、水化鐵酸鈣凝膠、氫氧化鈣晶體、水化鋁酸鈣晶體、水化硫鋁酸鈣晶體。在完全水化的水泥中：水化硅酸鈣約占70%氫氧化鈣約占20%水化鋁酸鈣約占3％鈣礬石和單硫型水化硫鋁酸鈣約占7%硅酸鹽水泥主要水化產(chǎn)物有：水化硅酸鈣凝膠、水化鐵酸鈣凝膠、氫各種礦物的特性性能指標(biāo)

熟料礦物

C3S

C2S

C3A

C4AF

水化速率

快

慢

最快

快，僅次于C3A

凝結(jié)硬化速率

快

慢

快

快

放熱量

多

少

最多

中

強(qiáng)度

早期

高

低

低

低

后期

高

高

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。

各種礦物的特性性能指標(biāo)熟料礦物C3SC2SC3AC建筑材料課件第04章水泥礦物組成對(duì)早期強(qiáng)度及水化熱的影響

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A、B兩種硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度及水化熱的差別。礦物組成C3S/％C2S/％C3A/％C4AF/％A水泥6015169B水泥47281015A水泥的C3S及C3A含量高，而C3S及C3A的早期強(qiáng)度及水化熱都較高，故A硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度與水化熱高于B水泥。礦物組成對(duì)早期強(qiáng)度及水化熱的影響以下是A、B兩種硅擋墻開裂與水泥的選用現(xiàn)象：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)42.5Ⅱ型硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成如下：C3S：61％；C2S：14％C3A：14％；C4AF：11％擋墻開裂與水泥的選用現(xiàn)象：某大體積的混凝土工程，澆注兩周后建筑材料課件第04章水泥原因分析：由于該工程所使用的水泥C3A和C3S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，造成混凝土貫穿型的縱向裂縫。防治措施：首先，對(duì)大體積的混凝土工程宜選用低水化熱，即C3A和C3S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。原因分析：由于該工程所使用的水泥C3A和C3S含量高，導(dǎo)致該5.硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程可分為：初始反應(yīng)期、潛伏期、凝結(jié)期、硬化期4個(gè)階段。a.分散在水中未水化的水泥顆粒；b.在水泥顆粒表面形成水化物膜層；c.膜層長大并互相連接（凝結(jié)）；d.水化物進(jìn)一步發(fā)展，填充毛細(xì)孔（硬化）；1－水泥顆粒；2－水份；3－凝膠；4－晶體；5－水泥顆粒的未水化內(nèi)核；6－毛細(xì)孔5.硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程可分為：初始水泥凝結(jié)硬化過程的各個(gè)階段不是彼此截然分開，而是交錯(cuò)進(jìn)行的。

水泥凝結(jié)硬化過程的各個(gè)階段不是彼此截然分開，而是交錯(cuò)進(jìn)行的。4.影響凝結(jié)硬化的主要因素(1)水泥的熟料礦物組成及細(xì)度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。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。(2)石膏的摻量水泥中摻入石膏，可調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)硬化的速度。摻量約占水泥重量的3～5%，具體摻量通過試驗(yàn)確定。(3)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。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)較慢，水泥石的強(qiáng)度低。4.影響凝結(jié)硬化的主要因素(1)水泥的熟料礦物組成及細(xì)度4.影響凝結(jié)硬化的主要因素(4)齡期（養(yǎng)護(hù)時(shí)間）一般在28天內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展最快，28天后顯著減慢。(5)環(huán)境溫度和濕度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。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。保持水泥漿溫度和濕度的措施，稱水泥的養(yǎng)護(hù)。4.影響凝結(jié)硬化的主要因素(4)齡期（養(yǎng)護(hù)時(shí)間）硅酸鹽水泥的技術(shù)要求1.細(xì)度水泥的細(xì)度既可用篩析法和比表面積法檢驗(yàn)。篩析法：采用邊長為0.080mm的方孔篩對(duì)水泥試樣進(jìn)行篩析試驗(yàn)，用篩余百分?jǐn)?shù)表示。篩析法有負(fù)壓篩法、水篩法及干篩法。當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)生爭議時(shí)，以負(fù)壓篩法為準(zhǔn)。比表面積法：根據(jù)一定量空氣通過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，表明水泥顆粒越細(xì)。國家標(biāo)準(zhǔn)（GB175—1999）規(guī)定，硅酸鹽水泥細(xì)度以比表面積表示，其比表面積須大于300m2/kg；普通水泥細(xì)度用篩析法檢驗(yàn)，要求在0.080毫米方孔篩余量不得超過10.0%。凡水泥細(xì)度不符合規(guī)定者為不合格品。硅酸鹽水泥的技術(shù)要求1.細(xì)度2.凝結(jié)時(shí)間水泥的凝結(jié)時(shí)間分初凝和終凝。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）開始失去可塑性為止所需的時(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性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。初凝的時(shí)間不宜過快。終凝時(shí)間又不宜過遲。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。國家標(biāo)準(zhǔn)（GB175—1999）規(guī)定，硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間不得早于45分鐘，終凝時(shí)間不得遲于6.5小時(shí)。凡初凝時(shí)間不符合規(guī)定者為廢品，終凝時(shí)間不符合規(guī)定者為不合格品。2.凝結(jié)時(shí)間水泥的凝結(jié)時(shí)間分初凝和終凝。凝結(jié)時(shí)間的測(cè)試儀凝結(jié)時(shí)間的測(cè)試儀3.體積安定性水泥的體積安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。當(dāng)水泥漿體硬化過程發(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。安定性不良的水泥會(huì)降低建筑物質(zhì)量，甚至引起嚴(yán)重事故。水泥安定性不良的原因有三個(gè)：①熟料中游離氧化鈣過多。②熟料中游離氧化鎂過多。③石膏摻量過多。3.體積安定性水泥的體積安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積安定性的測(cè)定方法安定性的測(cè)定方法可以用雷氏法和試餅法。當(dāng)試餅法與雷氏法有爭議時(shí)以雷氏法為準(zhǔn)。安定性的測(cè)定方法安定性的測(cè)定方法可以用雷氏法和試餅法。當(dāng)試餅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，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，則需長期浸在常溫水中才能發(fā)現(xiàn)。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：水泥中氧化鎂含量不得超過5.0%，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6.0%。三氧化硫含量不得超過3.5%。水泥安定性必須合格。安定性不良的水泥應(yīng)作廢品處理，不得用于工程中。游離氧化鈣引起的安定性不良，必須采用沸煮法檢驗(yàn)。游離氧化鎂引左邊雷氏煮沸箱右邊試餅法左邊雷氏煮沸箱4.強(qiáng)度將水泥、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4×4×16cm的試件，在標(biāo)準(zhǔn)溫度（20℃±1℃）的水中養(yǎng)護(hù)，測(cè)定其抗折及抗壓強(qiáng)度。4.強(qiáng)度將水泥、標(biāo)準(zhǔn)砂及水按規(guī)定比例拌制成塑性水泥膠砂，并硅酸鹽水泥各齡期的強(qiáng)度要求各強(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)指標(biāo)低于表中數(shù)值，則應(yīng)降低強(qiáng)度等級(jí)使用。強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度MPa抗折強(qiáng)度MPa3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0硅酸鹽水泥各齡期的強(qiáng)度要求各強(qiáng)度等級(jí)、各類型水泥的各齡期強(qiáng)度5.堿含量水泥中堿含量按Na2O＋0.653K2O計(jì)算值來表示。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)定堿含量不得大于0.6％。導(dǎo)致混凝土不均勻膨脹而破壞。5.堿含量水泥中堿含量按Na2O＋0.653K2O計(jì)算值來表6.水化熱每克硅酸鹽水泥能放出達(dá)大約500J的熱量。為了選擇適于特定的目的最適宜的水泥，就需知道水泥的放熱性能。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)50～60℃。冬季施工時(shí)，水化熱有利于水泥的正常凝結(jié)硬化。6.水化熱每克硅酸鹽水泥能放出達(dá)大約500J的熱量。洞庭湖大橋洞庭湖大橋洞庭湖大橋橋梁的熱裂縫洞庭湖大橋橋梁的熱裂縫橋梁的熱裂縫橋梁的熱裂縫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（Woods）等提出，水化放熱量可用下式大致估算：

1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。博格（Bogue）研究得出，對(duì)于硅酸鹽水泥，1～3d齡期內(nèi)水化放熱量為總放熱量的50％，7d為75％，6個(gè)月為83～91％。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（W7.密度與堆積密度密度：3.0～3.15g/cm3，通常采用3.1g/cm3。堆積密度：松堆狀態(tài)為1000～1100kg/m3緊密時(shí)可達(dá)1600kg/m3在配制混凝土和砂漿時(shí)，堆積密度可取1200～1300kg/m3。7.密度與堆積密度密度：3.0～3.15g/cm3，通常采4.1.8硅酸鹽水泥的腐蝕與防止1.水泥石腐蝕的原因

硅酸鹽水泥硬化后，在通常的使用條件下有較高的耐久性。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，甚至遭到破壞。水泥石腐蝕的原因很多，下面僅就幾種典型介質(zhì)對(duì)水泥石的腐蝕加以介紹。4.1.8硅酸鹽水泥的腐蝕與防止1.水泥石腐蝕的原因(1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）軟水是指暫時(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計(jì)算，當(dāng)含量為10mg（按CaO計(jì)）時(shí)，稱為1度。硬度在8o以下的為軟水。在各種水化物中，氫氧化鈣的溶解度最大（25℃時(shí)約為1.2g/L），所以首先被溶解。(1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）軟水是指暫時(shí)硬度較小的水。暫時(shí)(1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）如在靜水及無水壓的情況下，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，影響不大。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。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。當(dāng)氫氧化鈣溶出5％時(shí)，強(qiáng)度下降7％，溶出24％時(shí)，強(qiáng)度下降29％。(1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）如在靜水及無水壓的情況下，由于周(1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）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：

Ca（OH）2+Ca（HCO3）2=2CaCO3+2H2O重碳酸鈣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。(1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）當(dāng)環(huán)境水的水質(zhì)較硬，即水中重碳酸溶解性化學(xué)腐蝕(1)碳酸性腐蝕首先，氫氧化鈣受到碳酸的作用，生成碳酸鈣：Ca(OH)2+CO2+H2O=CaCO3+2H2O二氧化碳與生成的碳酸鈣按下列可逆反應(yīng)作用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，這部分二氧化碳無侵蝕作用，稱為平衡碳酸。當(dāng)水中含有較多的二氧化碳，超過平衡濃度的部分稱為侵蝕性碳酸，這時(shí)上式反應(yīng)向右進(jìn)行。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。溶解性化學(xué)腐蝕(1)碳酸性腐蝕首先，氫氧化鈣受到碳酸的作用溶解性化學(xué)腐蝕(2)一般酸性腐蝕鹽酸與水泥石中的氫氧化鈣作用：2HCl+Ca（OH）2=CaCl2+2H2O硫酸與水泥石中的氫氧化鈣作用：H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O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，或者再與水泥石中的水化鋁酸鈣作用，生成水化硫鋁酸鈣，其破壞作用更大。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)重。溶解性化學(xué)腐蝕(2)一般酸性腐蝕鹽酸與水泥石中的氫氧化鈣作溶解性化學(xué)腐蝕(3)鎂鹽腐蝕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：MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO4?2H2O+Mg(OH)2MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2生成的氫氧化鎂松軟而無膠結(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。鎂鹽侵蝕的強(qiáng)烈程度，除決定于Mg2+含量外，還與水中SO42－含量有關(guān)，當(dāng)水中同時(shí)含有SO42－時(shí)，將產(chǎn)生鎂鹽與硫酸鹽兩種侵蝕，故顯得特別嚴(yán)重。溶解性化學(xué)腐蝕(3)鎂鹽腐蝕在海水及地下水中常含有大量鎂鹽膨脹性化學(xué)腐蝕硫酸鹽對(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：Ca（OH）2+Na2SO4?10H2O=CaSO4?2H2O+NaOH+8H2O所生成的硫酸鈣與水化鋁酸鈣作用，生成水化硫鋁酸鈣：3CaO?Al2O3?6H2O+3(CaSO4?2H2O)+19H2O=3CaO?Al2O3?3CaSO4?31H2O生成的水化硫鋁酸鈣體積比原有體積增加1.5倍。水化硫鋁酸鈣呈針狀結(jié)晶，故常稱為“水泥桿菌”。水中硫酸鹽濃度較高時(shí)，生成的硫酸鈣也會(huì)在水泥石的孔隙中直接結(jié)晶成二水石膏，導(dǎo)致水泥石破壞。膨脹性化學(xué)腐蝕硫酸鹽對(duì)水泥石有侵蝕作用。以硫酸鈉為例，硫酸鈉膨脹裂縫膨脹裂縫膨脹裂縫膨脹裂縫上述各類型侵蝕作用，可以概括為下列三種破壞形式：

①溶解浸析。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。②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有膠結(jié)能力的產(chǎn)物，破壞了原有的結(jié)構(gòu)。③形成膨脹組分。在侵蝕性介質(zhì)的作用五，所形成的鹽類結(jié)晶長大時(shí)體積增加，產(chǎn)生有害的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致膨脹性破壞。上述各類型侵蝕作用，可以概括為下列三種破壞形式：水泥石腐蝕的原因內(nèi)因有二：一是水泥石中存有易被腐蝕的組分，即Ca(OH)2和水化鋁酸鈣；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。外因:侵蝕性介質(zhì)的存在。水泥石腐蝕的原因內(nèi)因有二：2.水泥石腐蝕的防止(1)根據(jù)侵蝕環(huán)境特點(diǎn)，合理選用水泥品種遭受軟水等侵蝕時(shí)，可選用水化產(chǎn)物中氫氧化鈣含量較少的水泥。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