水泥基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

水泥基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)sunkep@126.com

2011年9月1培訓(xùn)主要內(nèi)容一、水泥的生產(chǎn)及組成簡(jiǎn)況二、通用硅酸鹽水泥品種及主要性能三、水泥的主要物理性能及試驗(yàn)方法2一、水泥的生產(chǎn)及組成簡(jiǎn)況3一、水泥的生產(chǎn)及組成簡(jiǎn)況1、簡(jiǎn)況2、硅酸鹽水泥生產(chǎn)的主要原料及主要生產(chǎn)工序3、硅酸鹽水泥熟料的主要化學(xué)成分4、硅酸鹽水泥熟料的礦物組成5、水泥中使用的混合材料41、簡(jiǎn)況1.1世界上最古老的混凝土將含僵石的粘土煅燒，壓碎之后得到膠凝材料，其中有石灰、燒粘土及粘土。把砂石膠結(jié)起來(lái)，或把僵石膠結(jié)起來(lái)，做成房屋的地面，經(jīng)長(zhǎng)期碳化，表面堅(jiān)硬，像石材。這就是5000年前中國(guó)最古老的混凝土。5000年前的混凝土我國(guó)甘肅大地灣發(fā)現(xiàn)的遺址中，有許多住宅群。這些住宅群地面是一種很堅(jiān)硬的混凝土材料，顏色灰白。距今已有5000年的歷史。51、簡(jiǎn)況1.1

古羅馬的混凝土古羅馬利用火山灰、石灰為膠凝材料，將火山渣或砂石膠結(jié)起來(lái)，得到了古羅馬時(shí)代的混凝土，他們利用這種混凝土建造了教堂、斗獸場(chǎng)等建筑物。比較著名的有古羅馬的萬(wàn)神廟。距今2000年前61.1

波特蘭水泥的發(fā)明

1824年由英國(guó)建筑工人阿斯普丁發(fā)明,通過(guò)煅燒石灰石與粘土的混合料得出一種膠凝材料,它制成磚塊很像由波特蘭半島采下來(lái)的波特蘭石,由此將這種膠凝材料命名“波特蘭水泥”。

自1824年波特蘭水泥問(wèn)世以來(lái)，水泥和水泥基材料已成為當(dāng)今世界最大宗的人造材料。水泥是商品混凝土的最重要原材料之一，也是決定混凝土性能最重要的一部分。1、簡(jiǎn)況7波特蘭水泥(1824年)1.2

水泥基材料的發(fā)展歷程砂漿、混凝土鋼筋混凝土（1850年）石棉水泥（1900年）預(yù)應(yīng)力混凝土（1929年）外加劑混凝土（1935年）聚合物水泥混凝土（20世紀(jì)50年代）高強(qiáng)混凝土（20世紀(jì)70年代）高性能混凝土（20世紀(jì)90年代）81.3

水泥的定義及發(fā)展趨勢(shì)氣硬性膠凝材料加水后成為稠厚的粘漿，在空氣中經(jīng)一段時(shí)間逐漸變硬，并能承受一定的外力，即具有一定的強(qiáng)度，但將它們放入水中浸泡一些時(shí)間，就會(huì)失去強(qiáng)度，變得松軟（石灰、石膏、水玻璃）水硬性膠凝材料加水后不但能在空氣中變硬，而且還會(huì)在潮濕空氣及水中繼續(xù)增長(zhǎng)它的強(qiáng)度（水泥）91.3

水泥的定義及發(fā)展趨勢(shì)水泥的定義：凡細(xì)磨成粉末狀，加入適量水后，可成為塑性漿體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能將砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料，通稱水泥。發(fā)展趨勢(shì)：在水泥品種方面，將加速發(fā)展快硬、高強(qiáng)、低熱等特種和多用途的水泥；大力發(fā)展水泥外加劑；大力發(fā)展高標(biāo)號(hào)水泥。10硅酸鹽系列水泥鋁酸鹽系列水泥1.4

水泥的分類硫鋁酸鹽系列水泥氟鋁酸鹽系列水泥鐵鋁酸鹽系列水泥其他系列水泥通用水泥專用水泥特種水泥按

組成

分

類按性能和用途分類112.1主要原料2、硅酸鹽水泥生產(chǎn)的主要原料及主要生產(chǎn)工序主要原料石灰石質(zhì)材料（石灰石、白堊、泥灰?guī)r）粘土質(zhì)材料（粘土、黃土、頁(yè)巖、砂巖）鐵質(zhì)、硅質(zhì)、鋁質(zhì)校正材料石膏(天然石膏和工業(yè)副產(chǎn)石膏)混合材料12石灰質(zhì)原料粘土質(zhì)原料校正原料2.2

硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝配料、磨細(xì)、均化生料水泥煅燒磨細(xì)熟料適量石膏混合材料水泥的生產(chǎn)：“兩磨一燒”13石灰粘土壓碎機(jī)混合器窯磨粉機(jī)水泥粉末加入石膏14153、硅酸鹽水泥熟料的主要化學(xué)組成3.1氧化鈣CaO60~70%3.2氧化硅SiO219~24%3.3氧化鋁Al2O34~7%3.4氧化鐵Fe2O33~6%

四種氧化物含量根據(jù)不同情況，生產(chǎn)單位會(huì)有一定程度的變化或波動(dòng)，但其范圍較為狹小。163、硅酸鹽水泥熟料的主要化學(xué)組成3.5氧化鎂MgO

主要由石灰石、礦渣等帶入。它與其它氧化物反應(yīng)能力極低，絕大部分以游離狀態(tài)存在，且比f(wàn)-CaO更難水化。它需很長(zhǎng)時(shí)間水化，MgO＋水→Mg(OH)2，產(chǎn)生體積膨脹，使砼受到破壞。在生料中少量的MgO有利于燒成，還可改善水泥的顏色，所以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水泥中MgO含量有明確規(guī)定，若經(jīng)壓蒸試驗(yàn)安定性合格，才可放寬MgO含量。173、硅酸鹽水泥熟料的主要化學(xué)組成3.6三氧化硫SO3

主要由石膏（緩凝劑）及煤帶入。適量的SO3可調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)硬化時(shí)間，并使水泥的強(qiáng)度得到一定增長(zhǎng)，尤其可激發(fā)礦渣的活性。但SO3過(guò)量，反而會(huì)使水泥快凝，或使凝結(jié)的水泥石產(chǎn)生膨脹，影響水泥的強(qiáng)度發(fā)展，引起安定性不良。183、硅酸鹽水泥熟料的主要化學(xué)組成3.7游離氧化鈣f-CaO

一般呈死燒（過(guò)燒）狀態(tài)，從理論上講它的含量越低越好，但由于生產(chǎn)上種種原因（生料細(xì)度、均勻性、煅燒），會(huì)不可避免存在。它的水化較慢，水化產(chǎn)物氫氧化鈣產(chǎn)生體積膨脹，引起水泥強(qiáng)度下降，甚至產(chǎn)生安定性不良，使水泥石結(jié)構(gòu)漲裂。從以上化學(xué)成份可看出影響水泥安定性主要因素是MgO、SO3、f-CaO過(guò)量。19熟料的礦物組成：硅酸三鈣3CaO·SiO2：44-62%；---C3S硅酸二鈣2CaO·SiO2

：18-30%；---C2S鋁酸三鈣3CaO·Al2O3

：5-12%；---C3A鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3.Fe2O3

：10-18%;---C4AF其他還有少部分f-CaO、f-MgO及玻璃體等。礦物的比例對(duì)水泥性質(zhì)的影響:提高C3S的含量，可得到高強(qiáng)硅酸鹽水泥；提高C3S和C3A的含量，可制得快硬硅酸鹽水泥；降低C3S和C3A的含量，提高C2S的含量可得低熱或中熱硅酸鹽水泥。4.1

硅酸鹽水泥熟料4、硅酸鹽水泥熟料的礦物組成20硅酸鹽水泥熟料率值和礦物組成計(jì)算:熟料的各率值——各氧化物之間的比例:1.硅率（N或SM）;2.鋁率（鐵率）（P或IM）;3.石灰飽和系數(shù)（KH）；4.堿度4.1

硅酸鹽水泥熟料21硅酸鹽水泥熟料率值和礦物組成計(jì)算:1.硅率（N或SM）;SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3)=(C3S+1.325C2S)/(1.434C3A+2.046C4AF)一般取值：1.5~3.5,預(yù)分解窯SM=2.4~2.7;SM值越高，表示硅酸鹽礦物多，熔劑礦物少，對(duì)熟料強(qiáng)度有利。但SM值過(guò)高時(shí)，熟料較難燒成，煅燒時(shí)液相量較少，不易掛窯皮；隨SM值的降低，液相量增加，對(duì)熟料的易燒性和操作有利，但SM值過(guò)低，熟料強(qiáng)度低，窯內(nèi)易結(jié)圈，結(jié)大塊，操作困難。4.1

硅酸鹽水泥熟料22硅酸鹽水泥熟料率值和礦物組成計(jì)算:2.鋁率（鐵率）（P或IM）;IM=Al2O3/Fe2O3;一般取值0.64~3.0。預(yù)分解窯P=1.4~1.7p值過(guò)大，C3A多，液相粘度大，不利于C3S的形成，易引起熟料快凝；p值過(guò)低，C4AF量相對(duì)較多，液相粘度小，對(duì)C3S的形成有利，但窯內(nèi)燒結(jié)范圍窄，易使窯內(nèi)結(jié)大塊，對(duì)煅燒不利，不易掌握煅燒操作。

4.1

硅酸鹽水泥熟料23水泥熟料中礦物組成:根據(jù)熟料中的化學(xué)成分含量，計(jì)算硅率、鋁率、堿度和石灰飽和系數(shù)，可以計(jì)算出任何水泥熟料中C2S、C3S、C3A和C4AF的含量：C3S=3.8SiO2(N-2)=3.8SiO2(3KH-2)C2S=2.87SiO2(3-N)=8.61SiO2(1-KH)一般，P=0.9~1.7，所以C4AF=3.04Fe2O3C3A=2.65(Al2O3-0.64Fe2O3)CaSO4=1.70SO34.1

硅酸鹽水泥熟料244.2

各礦物組成水化反應(yīng)的特點(diǎn)硅酸三鈣2C3S＋7H→C3S2H4+3CH△H＝－114kJ/mol

C3S水化較快，粒徑40～45um的C3S顆粒加水28d后，可以水化70％左右，所以C3S強(qiáng)度發(fā)展比較快，早期強(qiáng)度較高，且強(qiáng)度增長(zhǎng)率較大，28d強(qiáng)度可以達(dá)到它一年強(qiáng)度的70～80％，在四種礦物中最高。但C3S水化熱較高，抗水性較差。

25C3S的組成C3S是硅酸鹽水泥的主要礦物，其含量通常在50%左右。C3S在1250℃以上是穩(wěn)定的，如果在此穩(wěn)定下緩慢冷卻時(shí)會(huì)分解。在水泥熟料中一般含有MgO、Al2O3以及其他少量氧化物，它們能進(jìn)入C3S的晶格并形成固熔體，因此水泥中的C3S一般不是以純的C3S形式存在的，而是含有MgO、Al2O3的固熔體?！狝lite阿利特或簡(jiǎn)稱A礦。26

[SiO4]4-四面體向一個(gè)方向排列，聯(lián)系它們的Ca2+的配位數(shù)為6，少于正常的8~12，配位數(shù)低，因而不穩(wěn)定；

[CaO6]10-八面體中O的分布也不規(guī)則，5個(gè)O集中在一邊，另一邊只有一個(gè)O，因而在結(jié)構(gòu)中存在較大孔穴。

（a）C3S是在常溫下存在的介穩(wěn)的高溫型礦物，因而其結(jié)構(gòu)是熱力學(xué)不穩(wěn)定的。（b）在硅酸三鈣結(jié)構(gòu)中，進(jìn)入了Al3+與Mg2+離子并形成固熔體，固熔程度越高，活性越大。（c）在硅酸三鈣結(jié)構(gòu)中，鈣離子的配位數(shù)為6，比正常的配位數(shù)低，并且處于不規(guī)則狀態(tài)，因而使鈣離子具有較高的活性。C3S的結(jié)構(gòu)特征274.2

各礦物組成水化反應(yīng)的特點(diǎn)硅酸二鈣3C2S＋5H→C3S2H4+CH△H＝－114kJ/mol

C2S水化較慢，至28d僅水化20％左右，凝結(jié)硬化緩慢，早期強(qiáng)度低，但28d后，強(qiáng)度仍能較快增長(zhǎng)，在一年后，可以趕上C3S。28C2S的組成與結(jié)構(gòu)C2S含量一般為20%左右，在水泥熟料燒成過(guò)程中形成的硅酸二鈣，常常含有少量的雜質(zhì)，如FeO、TiO2等——Belite（貝利特）或B礦。690℃當(dāng)溫度降低到500℃后，β-C2S轉(zhuǎn)變?yōu)棣?C2S，晶格進(jìn)行重排，比密度由β型的3.28轉(zhuǎn)變?yōu)棣眯偷?.97，體積膨脹越10%，導(dǎo)致熟料粉化。如果冷卻速度很快，晶格重排來(lái)不及完成，形成介穩(wěn)的β-C2S。29C2S的結(jié)構(gòu)特征（a）在常溫下存在的介穩(wěn)的高溫型礦物，因此，其結(jié)構(gòu)具有熱力學(xué)的不穩(wěn)定性。（b）鈣離子具有不規(guī)則配位，使其具有較高的活性。（c）結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)和穩(wěn)定劑的存在提高了其結(jié)構(gòu)活性。30利用量熱計(jì)來(lái)測(cè)量C3S加水后的水化放熱反應(yīng)用分析化學(xué)方法測(cè)定C3S漿體中液相內(nèi)的[Ca2+]的濃度和pH值用電子顯微鏡觀察水化產(chǎn)物的生成形態(tài)C3S的水化過(guò)程（1）、研究方法31（2）、C3S的水化過(guò)程誘導(dǎo)前期：加水后立即發(fā)生急劇化學(xué)反應(yīng)，但持續(xù)時(shí)間較短，在15min.內(nèi)結(jié)束。誘導(dǎo)期：反應(yīng)速率極其緩慢，持續(xù)2~4h（水泥漿體保持塑性）。初凝時(shí)間基本相當(dāng)于誘導(dǎo)期的結(jié)束。加速期：反應(yīng)重新加快，反應(yīng)速率隨時(shí)間而增大，出現(xiàn)第二個(gè)放熱峰。在達(dá)到峰頂時(shí)本階段即告結(jié)束（4~8h），此時(shí)終凝時(shí)間已過(guò)，水泥石開(kāi)始硬化。減速期：水化衰減期，反應(yīng)速率隨時(shí)間下降的階段（12~24h），水化作用逐漸受擴(kuò)散速率控制。穩(wěn)定期：反應(yīng)速率很低，反應(yīng)過(guò)程基本趨于穩(wěn)定，水化作用完全受擴(kuò)散速率控制。32

硬化漿體的性能與水化早期漿體結(jié)構(gòu)形成密切相關(guān)，誘導(dǎo)期的終止時(shí)間與漿體的初凝時(shí)間相關(guān)，而終凝大致發(fā)生在加速期的終止階段。人們對(duì)于C3S早期水化進(jìn)行的大量研究，主要是圍繞著誘導(dǎo)期起迄的原因，即形成誘導(dǎo)期的本質(zhì)這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行的。（3）、C3S的水化誘導(dǎo)期產(chǎn)生機(jī)理33

C3S在水化初期形成的水化物的Ca/Si高，逐漸在未水化的C3S周圍形成一個(gè)致密的保護(hù)膜層，從而阻礙了C3S的進(jìn)一步水化，使放熱速率變慢，Ca2+向液相中溶出的速率降低，并導(dǎo)致誘導(dǎo)期開(kāi)始。當(dāng)初始水化物由于相變等原因轉(zhuǎn)化為滲透性較好的二次水化物時(shí)，致使保護(hù)層區(qū)的滲透率提高，因而水及溶出離子又逐漸通過(guò)膜層而使水化速率加快，導(dǎo)致誘導(dǎo)期結(jié)束而進(jìn)入加速期。（a）保護(hù)膜假說(shuō)（H.N.Stein等）34當(dāng)初，這個(gè)理論假說(shuō)曾被許多人支持或理解，但20世紀(jì)80年代，人們用電子光學(xué)能譜儀觀察，發(fā)現(xiàn)C3S整個(gè)表面受水侵蝕的情況并不是均勻的，需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才發(fā)育出可以觀察到的水化產(chǎn)物，致使保護(hù)膜理論受到懷疑。35（b）富硅雙電層和Zeta電位理論(Skalny&Young)當(dāng)C3S與水接觸后在C3S表面有晶格缺陷的部位即發(fā)生水解，使Ca2+和OH-進(jìn)入溶液，溶液中的Ca2+被該表面吸附而形成雙電層，它導(dǎo)致C3S溶解受阻而出現(xiàn)誘導(dǎo)期。在C3S粒子表面形成一個(gè)缺鈣的富硅層36

但由于C3S仍在緩慢水化而使溶液中CH濃度繼續(xù)增高，當(dāng)達(dá)到一定的過(guò)飽和度時(shí)，CH析晶，雙電層作用減弱和消失，因而促進(jìn)了C3S的溶解，這時(shí)誘導(dǎo)期結(jié)束，加速期開(kāi)始。與此同時(shí)，還有C-S-H沉淀。由于硅酸根離子的遷移速度比Ca2+慢，所以C-S-H主要靠近顆粒表面區(qū)域析晶，而CH晶體可以在遠(yuǎn)離顆粒表面或漿體的原充水空間中形成。37

C3S的中期水化主要是減速期，后期水化主要是穩(wěn)定期。這兩個(gè)階段對(duì)水泥的性能，如強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性、耐久性等的影響十分重要。主要集中討論一個(gè)問(wèn)題：漿體硬化后，C3S又將如何繼續(xù)水化？（4）、C3S的中后期水化機(jī)理38最初生成的水化產(chǎn)物大部分生長(zhǎng)在C3S粒子原始邊界以外的原來(lái)的充水空間之中，它們稱之為“外部水化物”。后期水化所形成的產(chǎn)物，大部分生長(zhǎng)在C3S粒子的原始邊界以內(nèi)，稱之為“內(nèi)部水化產(chǎn)物”。隨著內(nèi)部水化物的形成和發(fā)展，C3S的水化由減速期向穩(wěn)定期轉(zhuǎn)變。內(nèi)部水化產(chǎn)物與外部水化產(chǎn)物39H.F.W.Taylor教授認(rèn)為：后期水化不是通過(guò)離子在溶液中擴(kuò)散，而是通過(guò)離子在固體中的移動(dòng)和重排來(lái)實(shí)現(xiàn)。

H+由液相進(jìn)入內(nèi)C-S-H，遷移至界面區(qū)，直至未水化的C3S表面，使硅酸鹽離子質(zhì)子化；界面區(qū)的Ca2+和Si4+向外遷移進(jìn)入液相，參與沉淀反應(yīng)，外產(chǎn)物繼續(xù)形成。界面區(qū)獲得H+，失去Ca2+和Si4＋，原子重新排列后形成C-S-H凝膠，界面不斷內(nèi)移。40414.2

各礦物組成水化反應(yīng)的特點(diǎn)鋁酸三鈣C3A＋6H→C3AH6

△H＝－362kJ/mol

C3A水化迅速，放熱多，凝結(jié)很快，如含量大的話，易使水泥急凝。C3A硬化也很快，它的強(qiáng)度3d內(nèi)就大部分發(fā)揮出來(lái)，故早期強(qiáng)度較高，但絕對(duì)值不高，以后幾乎不再增加，甚至倒縮。C3A干縮變形大，抗硫酸鹽性能差。C3A+CSH2+10H→C4ASH12

42a、由許多四面體、八面體組成，中間由配位數(shù)為12的Ca2+松散地聯(lián)結(jié)，其中含有0.147nm的大孔穴；b、四面體變形；c、內(nèi)部大孔穴，OH-可以很容易進(jìn)入晶格內(nèi)部。結(jié)構(gòu)特征434.2

各礦物組成水化反應(yīng)的特點(diǎn)鐵鋁酸四鈣C4AF+aH→3CaO·Al2O3·aH+CaO·Fe2O3·aH

C4AF的水化反應(yīng)與C3A的相類似，但是水化速度慢。C4AF的水化速度在早期介于C3A和C3S之間，但隨后的發(fā)展不如C3S。它的早期強(qiáng)度類似于C3A，而后期還能增長(zhǎng)，類似于C2S。它的抗沖擊性能和抗硫酸鹽性能較好，水化熱較C3A低。44礦物名稱C3SC2SC3AC4AF水化速度快慢最快快28d水化熱多少最多中強(qiáng)度高早期低晚期高低低耐腐蝕性差好最差好四種礦物的水化特性比較454.2

各礦物組成水化反應(yīng)的特點(diǎn)MgO游離CaO結(jié)構(gòu)比較致密，水化很慢，通常在加水3d以后反應(yīng)才比較明顯。CaO水化生成CH時(shí)，體積膨脹97.9％，因此，隨著CaO的增加，首先是抗拉、抗折強(qiáng)度降低，進(jìn)而3d以后強(qiáng)度倒縮，為此，應(yīng)嚴(yán)格控制游離CaO的含量不超過(guò)1％。

MgO的水化比游離氧化鈣更為緩慢，水化生成Mg(OH)2時(shí)，體積膨脹148％，因此，硅酸鹽水泥熟料中氧化鎂含量應(yīng)小于5％。

游離CaO464.2

各礦物組成水化反應(yīng)的特點(diǎn)堿

水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計(jì)算值來(lái)表示。水泥中堿含量過(guò)高，則在混凝土中遇到活性骨料，易產(chǎn)生堿－骨料反應(yīng)，造成混凝土結(jié)構(gòu)破壞；另外，水泥的堿含量越高，所形成的水泥石的干縮變形也越大。堿含量不得大于0.6％。SO3

SO3主要來(lái)至于石膏，在水泥中摻入石膏主要是為了調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間。

石膏可以與水泥熟料中鋁酸鹽發(fā)生反應(yīng)，形成鈣礬石，體積膨脹1.5倍，導(dǎo)致混凝土的自身體積變形性能，甚至開(kāi)裂，因此，其含量不等超過(guò)3.5％。47水泥漿體溶液中的主要離子有：硅酸鈣——Ca2+、OH-、[SiO4]4-鋁酸鈣——Ca2+、Al（OH）4-硫酸鈣——Ca2+、SO42-鉀、鈉及硫酸根離子——K+、Na+、SO42-各種酸根離子分別由硅酸鈣、鋁酸鈣、硫酸鈣提供水化早期的鈣離子主要為C3S水化提供，K+、N+主要為堿式硫酸鹽提供。堿的存在將大大影響CaO的濃度以及CH的結(jié)晶過(guò)程。水化過(guò)程中液相組分與固相組分處于隨時(shí)間而變的動(dòng)態(tài)平衡中。4.3水泥水化（Hydration）48水泥水化不同于單礦水化的主要區(qū)別在于：（1）水泥水化環(huán)境不同（2）各種單礦物的水化互相影響、互相制約49①AFt形成階段②C3S水化階段③AFt——AFm④結(jié)構(gòu)形成與發(fā)展階段

圖5-1水泥水化放熱曲線幾十分鐘若干小時(shí)若干天誘導(dǎo)期終凝①②③④放熱速率初凝50初始反應(yīng)期潛伏期凝結(jié)期硬化期水泥加水拌和后，硅酸三鈣水化生成的氫氧化鈣開(kāi)始結(jié)晶析出，同時(shí)鋁酸三鈣溶于水，并與石膏反應(yīng)，生成鈣礬石結(jié)晶析出，附著在水泥顆粒表面。這一階段大約經(jīng)過(guò)10Min，約有1％的水泥發(fā)生水化。

在初始反應(yīng)期之后的1～2h的時(shí)間，由于水泥顆粒表面形成水化硅酸鈣凝膠和鈣礬石晶體構(gòu)成的膜成阻止了顆粒與水的接觸，使水化反應(yīng)速度變慢，這一階段水化產(chǎn)物增加不多，水泥漿體仍保持塑性。水緩慢穿透水泥顆粒表面包裹膜與礦物成分發(fā)生水化反應(yīng)，而水化生成物穿透膜層的速度小于水分滲入膜層的速度，形成滲透壓，導(dǎo)致水泥顆粒表面破裂，使暴露出來(lái)的礦物進(jìn)一步水化，水泥水化產(chǎn)物體積約為水泥體積的2.2倍，生成的大量水化產(chǎn)物填充在水泥顆粒間的空隙，水的消耗與水化產(chǎn)物的填充使水泥漿逐漸變稠，失去可塑而凝結(jié)。水泥水化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，使結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，但水化反應(yīng)速度逐漸下降，一般認(rèn)為以后的水化反應(yīng)是以固相反應(yīng)的形式進(jìn)行的。4.3

硅酸鹽水泥的凝結(jié)與硬化51石膏水化硅酸鈣（微晶體）當(dāng)石膏消耗完后還有鋁酸三鈣剩余當(dāng)石膏消耗完后還有鐵鋁酸四鈣剩余硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物52礦物水化時(shí)間完全水化結(jié)合水量%3d7d28d6月C3S3646699613.40C2S11111309.85C3A8382849324.39C4AF7071749120.72

水化速率：C3A>C4AF>C3S>C2S表5-1不同熟料礦物在不同齡期的結(jié)合水量/水化程度%（1）水泥熟料粒子的礦物組成與結(jié)構(gòu)4.3.1影響水泥水化速率的因素53（2）溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響

提高t對(duì)C2S的水化影響最大，如t由20℃提高至50℃，其3天水化程度可由7%提高至25%，對(duì)C2S的影響也比較顯著。礦物溫度/℃水化時(shí)間1d3d7d28d3m6mC3S20313646699394504753618089—C2S20—710—293050202531558692C3A20—83828491935075838689——54（3）水泥細(xì)度細(xì)度越大、放熱越顯著、水化越快（混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題）（4）水灰比高水灰比有利于提高水化程度w/c硬化水泥漿體中結(jié)合水的量/%1d3d7d28d3m0.284.57.610.211.012.60.508.712.613.314.315.60.70—12.515.515.617.6554.3.2水泥漿體與水泥石結(jié)構(gòu)形成過(guò)程一、水泥漿體結(jié)構(gòu)形成過(guò)程的一般描述1、研究方法回轉(zhuǎn)粘度計(jì)、塑性錐、超聲脈沖法，研究水泥漿體的塑性強(qiáng)度隨時(shí)間而變化的情況。2、結(jié)構(gòu)形成過(guò)程（1）無(wú)結(jié)構(gòu)的懸浮狀態(tài)（2）凝聚結(jié)構(gòu)狀態(tài)（3）凝聚—結(jié)晶結(jié)構(gòu)共存狀態(tài)（4）結(jié)晶結(jié)構(gòu)迅速發(fā)展?fàn)顟B(tài)3、影響因素水泥品種、水灰比、攪拌速度、養(yǎng)護(hù)條件、外加劑種類及摻量56t1：表征漿體結(jié)構(gòu)所能承受的極限剪應(yīng)力達(dá)到τ=τ0所需的時(shí)間。t2：II—III轉(zhuǎn)變的時(shí)間。t>t2時(shí)間Pm值迅速增長(zhǎng)，表明漿體已處于III狀態(tài)。Pm：塑性強(qiáng)度，可用于表征漿體的極限剪應(yīng)力。t3：III—IV，t2>t3時(shí)，Pm值急劇增加，呈直線發(fā)展趨勢(shì)。表明漿體中的結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)已形成并迅速發(fā)展。漿體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度迅速提高。注意水泥與混凝土在生產(chǎn)過(guò)程中的各種工藝過(guò)程如攪拌、成型、振動(dòng)都必須在時(shí)間t3之前完成，否則將破壞漿體中的結(jié)構(gòu)網(wǎng)，留下永久的結(jié)構(gòu)缺陷，最終導(dǎo)致硬化水泥漿體或混凝土強(qiáng)度。IIIIIIPm（1）Pm（2）t1t2t3漿體結(jié)構(gòu)參數(shù)Pm（t）時(shí)間t圖5-1水泥漿體結(jié)構(gòu)形成過(guò)程57C3S富硅層5nmC-S-HC3S早期水化擴(kuò)散層的形成H3SiO4-或H2SiO42-H-或H2OOH-Ca2+結(jié)論：新拌水泥漿體是帶有表面雙電層的固相顆粒的分散體系。58電勢(shì)ψξ距離粒子表面的距離/r處于水泥漿體懸浮體中的固體粒子有兩種彼此相反的相互作用：（1）排斥；（2）吸引。594、機(jī)理

水泥與水拌和后的早期階段為水泥漿體懸浮體。硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化凝結(jié)硬化：水化進(jìn)行，液相不斷減少。固相不斷增多，而逐漸失去可塑性，進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)不斷緊密，強(qiáng)度提高。（1）初凝：C-S-Hgel互相連接CH、AFt互相交織，范德華力使顆粒相互靠近，Zeta電位使顆粒分開(kāi)，形成均勻的網(wǎng)狀絮凝結(jié)構(gòu)，顆粒勢(shì)能均一，漿體失去流動(dòng)性。（2）終凝：水化繼續(xù)進(jìn)行，水分不斷減少，新的水化產(chǎn)物不斷增多。填充網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使水泥石空隙率不斷下降而緊密，失去塑性，并產(chǎn)生強(qiáng)度。（3）硬化：水泥石強(qiáng)度不斷增加，水泥顆粒內(nèi)部未水化部分的水化越來(lái)越困難。60二、水泥的凝結(jié)時(shí)間、泌水性和凝聚結(jié)構(gòu)的關(guān)系1、加水量（1）保證水泥水化過(guò)程進(jìn)行的水量（w1）（2）使混凝土具有滿足施工要求的工作性需要的水（w2）w2的多少會(huì)影響，泌水、離析等問(wèn)題。2、評(píng)價(jià)需水性的指標(biāo)（1）標(biāo)準(zhǔn)稠度（達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)的用水量）（2）達(dá)到施工要求的坍落度、擴(kuò)展度等指標(biāo)時(shí)的用水量。合理的用水量（170~185kg）3、泌水和離析（1）測(cè)定方法：目測(cè)，坍落度、擴(kuò)展度實(shí)驗(yàn)，壓力泌水值。（2）影響泌水性的主要因素a、水泥細(xì)度b、水泥的礦物組成（C3A含量）614、矛盾性（1）流動(dòng)性與需水量的矛盾性（2）流動(dòng)性與穩(wěn)定性的矛盾5、影響水泥漿體流變性的因素（1）水化齡期（2）水灰比6、工藝特性（1）水泥漿體與新拌和混凝土的性能要求高流動(dòng)性、可塑性、高穩(wěn)定性、成型密實(shí)性流動(dòng)性：在外力作用下克服水泥漿體內(nèi)部粒子互相作用而產(chǎn)生變形的性能，可用屈服應(yīng)力表示?？伤苄裕簼{體克服屈服應(yīng)力后，產(chǎn)生塑性變形而不斷裂的性能。穩(wěn)定性：在塑性變形后，固體粒子不產(chǎn)生互相接觸或分離的現(xiàn)象。（2）技術(shù)措施

a、外加劑

b、工藝技術(shù)革新62水泥石——固液氣三相多孔體系。水泥石包括（未水化水泥顆粒、水化水泥、水和少量空氣以及由水和空氣占有的孔隙網(wǎng)組成。4.3.3水泥水化物的組成與結(jié)構(gòu)（1）、硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物組成按結(jié)晶程度可分為兩類，一是結(jié)晶比較差，晶粒大小相當(dāng)于膠體尺寸的水化硅酸鈣凝膠。一是結(jié)晶態(tài)，晶粒比較大水化物，如CH、AFt等。63鈣氧CH的晶體結(jié)構(gòu)占漿體固體體積的20%~25%。層狀結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)層內(nèi)為離子鍵，結(jié)構(gòu)層之間為氫鍵，片狀晶體。由于CH的結(jié)構(gòu)和形狀，決定了它對(duì)水泥石的強(qiáng)度貢獻(xiàn)很少。其層間較弱的聯(lián)結(jié)，可能是水泥石受力時(shí)裂縫的發(fā)源地。（1）CH64水泥水化產(chǎn)物穩(wěn)定存在的pH臨界值C-S-HC-A-HAFt、AFmCH鋼筋鈍化膜10.411.410.712.2311.5A、CH的作用是水泥石的主要組成，是維持水泥石堿度的重要組成，是其他水泥水化產(chǎn)物穩(wěn)定存在的重要前提。65屬于層狀結(jié)構(gòu)，易于產(chǎn)生層狀解理，大量存在于集料與水泥石的界面，影響混凝土的強(qiáng)度。骨料過(guò)渡區(qū)水泥石本體B、CH的不利影響66(2)AFt相、AFm相

在成熟的水泥漿體中硫鋁酸鈣含量比較少，只占體積的10%~15%。AFt結(jié)構(gòu)水所占空間為AFt總體積的81.2%，如以質(zhì)量計(jì)，達(dá)到45.9%。從AFt的結(jié)構(gòu)式可見(jiàn)，其中的水處于不同結(jié)合狀態(tài)，因此有不同的脫水溫度。67280℃370℃脫出24H2O脫出27H2O脫出30H2O脫出2H2O68C-S-H水化產(chǎn)物的形態(tài)：無(wú)確定組成，無(wú)定形的材料，產(chǎn)物的生成形態(tài)多變。Diamond根據(jù)SEM觀察產(chǎn)物的形態(tài)，把C-S-H分為四類：

結(jié)晶度很差，是由各維度上都非常細(xì)小的，屬于膠體尺寸范圍（小于1微米）的粒子組成。因此稱為C-S-Hgel。（3）C-S-H凝膠69第一類：

纖維狀或針狀，水化早期由水泥顆粒向外輻射生長(zhǎng)的細(xì)長(zhǎng)物質(zhì)，長(zhǎng)約0.5~2微米、寬小于0.2微米，通常在尖端上有交叉現(xiàn)象。也可能呈現(xiàn)板條狀或卷泊薄片，棒狀、管狀；第二類：

網(wǎng)絡(luò)狀或蜂窩狀或似海綿，或像連結(jié)在一起的帶子，它們分支并變成三維網(wǎng)絡(luò)；第三類：

等大粒子狀，形狀接近扁平，約幾百A;第四類：

內(nèi)部水化產(chǎn)物（類似第三類，尺寸更小，或者是由極小的粒子構(gòu)成的連續(xù)的多孔狀物，粒子大小在100A以下）。70礦物密度/（g/cm3）結(jié)晶度在漿體中的形貌漿體中典型晶體的尺度分析方法C-S-H2.3~2.6很差薄片狀，形態(tài)未加分析1μm×0.1μm（厚度小于0.01mm）SEM，TEMCH2.24很好無(wú)孔條紋狀材料0.01~0.1μmOM，SEMAFt1.75好細(xì)長(zhǎng)棱柱形針狀晶體10μm×0.5μmOM，SEMAFm1.95尚好六角薄板狀；不規(guī)則的玫瑰花形1μm×1μm×0.1μmSEM71（4）水泥石中的水及其形態(tài)根據(jù)水與固相組分的相互作用，可以分為吸附水、結(jié)晶水和化合水三類。（1）吸附水：以中性的水分子H2O的形態(tài)存在。不參與組成水化物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，而是在分子力或表面張力的作用下被吸附于固體粒子的表面或孔隙之中。吸附水包括凝膠水和毛細(xì)管水。凝膠水：水泥石中凝膠體內(nèi)所含的水，其數(shù)量大體上與凝膠體的數(shù)量成正比。毛細(xì)管水：凝膠體外部毛細(xì)孔內(nèi)空間所含的水量，它在數(shù)量上取決于毛細(xì)孔的數(shù)量。72（2）結(jié)晶水：以中性水分子H2O的形態(tài)存在，但它參與水化物的晶格，有固定的配合位置。由于受到晶格的束縛，結(jié)合較牢固，要使它從水化物中脫去需要比較高的問(wèn)題。（3）結(jié)合水（結(jié)構(gòu)水）：以（OH）-離子的形式參與組成水化物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，有固定的配位位置和確定的含量比。他在晶格中的結(jié)合強(qiáng)度比結(jié)晶水大，只有在較高的溫度下當(dāng)晶格破壞時(shí)才能釋放出來(lái)。（4）水泥石中的水及其形態(tài)73水泥石的孔隙率P0：與水膠比、水化程度有關(guān)?？椎慕Y(jié)構(gòu)與養(yǎng)護(hù)制度、成型工藝、水泥礦物組成、外加劑等有關(guān)。水水可分為蒸發(fā)水和非蒸發(fā)水、蒸發(fā)水又可以分為凝膠水和毛細(xì)水。0.81.01.21.4水泥凝膠空隙毛細(xì)水未水化水泥水灰比體積/%水泥石組成成分的體積百分率（水化程度100%）w/c>0.42水泥石中含有毛細(xì)水w/c<0.38能夠保證水泥石有足夠密實(shí)度。74a高孔隙率/低滲透性b多孔/高滲透性c多孔/無(wú)滲透性d低孔隙率/高滲透性混凝土的結(jié)構(gòu)與滲透性之間的關(guān)系

755、水泥中使用的混合材料改善水泥性能，調(diào)節(jié)強(qiáng)度等級(jí)；節(jié)省熟料，節(jié)約能耗，利用廢渣，增加水泥產(chǎn)量，降低成本。5.1使用混合材料的意義765、水泥中使用的混合材料5.2混合材料的種類黏土混合材料活性混合材料非活性混合材料粒化高爐礦渣火山灰質(zhì)粉煤灰磨細(xì)石英砂石灰石工業(yè)廢渣77活性混合材在水泥中的作用主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：（1）二次反應(yīng)（又叫火山灰反應(yīng)）火山灰效應(yīng)的好處：①由于消耗了大量的Ca(OH)2，提高了水泥石的強(qiáng)度和耐久性。②水泥水化物中，高堿性水化硅酸鈣與低堿性（C/S<1.5）水化硅酸鈣相比，低堿性CSH強(qiáng)度更高，耐久性更好，因此，火山灰反應(yīng)使CSH由高堿性CSH轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪A性水化硅酸鈣，增加了強(qiáng)度和耐久性。③降低了Aft生成的可能性。④對(duì)堿集料反應(yīng)的抑制有利。5.3混合材料的作用78（2）經(jīng)濟(jì)效應(yīng)與環(huán)保效應(yīng)活性混合材一般都是工業(yè)廢棄物，將它加入到水泥中，（在不改變水泥性能的前提下），取代了都分水泥，一來(lái)作到了廢棄物的再利用，增加了水泥產(chǎn)量，提高了經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，再者廢棄物利用，減少堆場(chǎng)占地面積，也有經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，同時(shí)廢物利用，減少CO2排放，也具有環(huán)保效應(yīng)。

（3）降低水化熱。（4）改變水泥與集料間粘結(jié)力。

5.3混合材料的作用79活性混合材活性及評(píng)價(jià)：活性混合材種類不同，其活性原因也不同：1.具有潛在水硬性——礦渣（需要堿或硫酸鹽激發(fā)其活性）2.具有火山灰反應(yīng)（二次反應(yīng)）能力——硅灰、粉煤灰及沸石等；3.同時(shí)具有以上兩種能力——高鈣粉煤灰、固硫渣等。5.3混合材料的作用80非活性混合材作用：（1）經(jīng)濟(jì)效應(yīng)與環(huán)保效應(yīng)（2）降低水化熱（3）改變水泥與集料間粘結(jié)力。

5.3混合材料的作用81二、通用硅酸鹽水泥品種及主要性能82二、通用硅酸鹽水泥品種及主要性能1、硅酸鹽水泥2、普通硅酸鹽水泥3、礦渣硅酸鹽水泥4、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥5、粉煤灰硅酸鹽水泥6、復(fù)合硅酸鹽水泥7、其他品種水泥831.1定義由100%熟料和石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱Ⅰ型硅酸鹽水泥，代號(hào)P·Ⅰ。由≥95%熟料和石膏且≤5%礦渣或5%石灰石磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號(hào)P·Ⅱ。強(qiáng)度等級(jí)：42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。1、硅酸鹽水泥841.2技術(shù)要求：不溶物：Ⅰ型≤0.75%；Ⅱ型≤1.50%燒失量：Ⅰ型≤3.0%；Ⅱ型≤3.5%氧化鎂：含量≤5.0%。如果壓蒸安定性合格，則氧化鎂的含量允許放寬到6.0%三氧化硫：含量≤3.5%氯離子：≤0.06%更低要求可由買(mǎi)賣(mài)雙方確定堿含量：（選擇性指標(biāo)）細(xì)度：比表面積≥

300m2/kg（選擇性指標(biāo)）凝結(jié)時(shí)間：初凝≥45min；終凝≤390min安定性：用沸煮法檢驗(yàn)必須合格強(qiáng)度：滿足相應(yīng)等級(jí)要求。1、硅酸鹽水泥851.3特點(diǎn)：強(qiáng)度等級(jí)高；快硬、早強(qiáng)（一般三天可達(dá)28天的50～75％）；抗凍性好，不透水性強(qiáng)；抗硫酸鹽侵蝕能力與水化熱主要取決于熟料的礦物組成，一般水化熱較高，抗腐蝕性較差。1、硅酸鹽水泥861.4用途： 一般適用于配制高標(biāo)號(hào)砼、先張預(yù)應(yīng)力制品、石棉制品、道路、低溫下施工的工程、早強(qiáng)強(qiáng)度要求較高的工程。不宜用于大體積砼和地下工程。1、硅酸鹽水泥872.1定義： 由≥80％且＜95%硅酸鹽水泥熟料和石膏、＞5％且≤20％混合材料，磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥，代號(hào)P·O。 強(qiáng)度等級(jí)：分為42.5、42.5R、52.5、52.5R四個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。2、普通硅酸鹽水泥882.2技術(shù)要求：燒失量：≤5.0%氧化鎂：含量≤5.0%。如果壓蒸安定性合格，則氧化鎂的含量允許放寬到6.0%三氧化硫：含量≤3.5%氯離子：≤0.06%更低要求可由買(mǎi)賣(mài)雙方確定堿含量（選擇性指標(biāo)）細(xì)度：比表面積≥

300m2/kg（選擇性指標(biāo)）凝結(jié)時(shí)間：初凝≥45min；終凝≤600min

安定性：用沸煮法檢驗(yàn)必須合格強(qiáng)度：滿足相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)要求。2、普通硅酸鹽水泥892.3特點(diǎn)：與硅酸鹽水泥相比：早期強(qiáng)度增進(jìn)率略有減少抗凍性、耐磨性稍有下降，低溫下凝結(jié)時(shí)間有所延長(zhǎng)抗硫酸鹽侵蝕能力有所增強(qiáng)2、普通硅酸鹽水泥902.4用途：這種水泥的適應(yīng)性較強(qiáng) 一般用于地上工程和不受侵蝕作用的地下工程及不受水壓作用的工程，無(wú)腐蝕作用的受凍工程，早強(qiáng)要求較高的工程，在低溫作用下需要強(qiáng)度發(fā)展較快的工程。2、普通硅酸鹽水泥913.1定義：由≥50％且＜80%硅酸鹽水泥熟料和石膏、＞20％且≤50％礦渣、磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，為礦渣硅酸鹽水泥，代號(hào)P·S·A。由≥30％且＜50%硅酸鹽水泥熟料和石膏、＞50％且≤70％礦渣、磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，為礦渣硅酸鹽水泥，代號(hào)P·S·B。強(qiáng)度等級(jí)：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。3、礦渣硅酸鹽水泥923.2技術(shù)要求：氧化鎂：P·S·A中氧化鎂含量≤6.0%。如果壓蒸安定性試驗(yàn)合格，則氧化鎂的含量允許＞6.0％。三氧化硫：含量≤4.0%氯離子：≤0.06%更低要求可由買(mǎi)賣(mài)雙方確定堿含量（選擇性指標(biāo)）細(xì)度：80μm方孔篩篩余量≤10%或45μm方孔篩篩余量≤30%（選擇性指標(biāo)）凝結(jié)時(shí)間：初凝≥45min；終凝≤600min安定性：用沸煮法檢驗(yàn)必須合格強(qiáng)度：滿足相應(yīng)強(qiáng)度要求。3、礦渣硅酸鹽水泥933.3特點(diǎn)：早強(qiáng)低，后強(qiáng)增進(jìn)大保水性差，易產(chǎn)生泌水（由于礦渣是一種致密的玻璃質(zhì)材料，水化很慢，加水之后不能很快產(chǎn)生凝聚結(jié)構(gòu)。由于重力作用，產(chǎn)生離析現(xiàn)象，拌和物中一部分水上升到表面形成水膜，這稱為泌水）泌水越大，保水越差，它不僅影響施工和漿體與集料、鋼筋的粘結(jié)力，同時(shí)給制品留下開(kāi)口的毛細(xì)孔道，造成礦渣水泥制品耐久性降低，一般也有再加入其它混合材來(lái)改善性能。所以它不宜制作薄型構(gòu)件3、礦渣硅酸鹽水泥943.3特點(diǎn)：抗大氣性和抗凍性差，過(guò)早干燥和干濕交替對(duì)它的強(qiáng)度發(fā)展不利；水化熱低；抗硫酸鹽侵蝕性能好；蒸氣養(yǎng)護(hù)時(shí)有較好的效果；有較普通水泥還高的耐熱性，適宜于高溫車間的建造。3、礦渣硅酸鹽水泥953.4用途： 用于地下、水中和海水中的工程，以及經(jīng)常受水壓作用的工程，大體積的砼工程；蒸氣養(yǎng)護(hù)的工程；受熱工程；以及代替普通硅酸鹽水泥用于地上工程，但應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)；用于不常凍融循環(huán)和干濕交替作用的受凍工程，注意保溫、保濕。3、礦渣硅酸鹽水泥964.1定義：由≥60％且＜80%硅酸鹽水泥熟料和石膏、＞20％且≤40％火山灰質(zhì)混合材料、磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，代號(hào)P·P。強(qiáng)度等級(jí)：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。4、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥974.2技術(shù)要求：氧化鎂：水泥中氧化鎂含量≤6.0%。如果壓蒸安定性合格，則氧化鎂的含量允許＞6.0%

三氧化硫：含量≤3.5%氯離子：≤0.06%更低要求可由買(mǎi)賣(mài)雙方確定堿含量（選擇性指標(biāo)）細(xì)度：80μm方孔篩篩余量≤10%或45μm方孔篩篩余量≤30%（選擇性指標(biāo)）凝結(jié)時(shí)間：初凝≥45min；終凝≤600min安定性：用沸煮法檢驗(yàn)必須合格強(qiáng)度：滿足對(duì)應(yīng)強(qiáng)度要求。4、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥984.3特點(diǎn)： 由于火山灰質(zhì)混合材料本身組成與結(jié)構(gòu)差別，因此摻不同種類火山灰質(zhì)混合材的水泥性能也有差別。需水量大，保水性好抗硫酸鹽侵蝕能力強(qiáng)后期強(qiáng)度增長(zhǎng)快收縮膨脹較大，抗凍性差水化熱較低4、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥994.4用途：

用于地下、水中工程以及經(jīng)常受較高水壓的工程，受海水及含硫酸鹽類溶液侵蝕的工程、大體積砼工程；不宜用于凍融循環(huán)和干濕交替部位；比較適于制作蒸汽養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件、運(yùn)用在運(yùn)輸?shù)纳皾{及砼。4、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥1005.1定義：由≥60％且＜80%硅酸鹽水泥熟料和石膏、＞20％且≤40％粉煤灰磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，為粉煤灰硅酸鹽水泥，代號(hào)P·F。強(qiáng)度等級(jí)：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。5、粉煤灰硅酸鹽水泥1015.2技術(shù)要求：氧化鎂：水泥中氧化鎂含量≤6.0%。如果壓蒸安定性合格，則氧化鎂的含量允許＞6.0%

三氧化硫：含量≤3.5%氯離子：≤0.06%更低要求可由買(mǎi)賣(mài)雙方確定堿含量（選擇性指標(biāo)）細(xì)度：80μm方孔篩篩余量≤10%或45μm方孔篩篩余量≤30%（選擇性指標(biāo)）凝結(jié)時(shí)間：初凝≥45min；終凝≤600min安定性：用沸煮法檢驗(yàn)必須合格強(qiáng)度:滿足對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度要求。5、粉煤灰硅酸鹽水泥1025.3特點(diǎn)：早強(qiáng)低，后強(qiáng)發(fā)展高水化熱低抗硫酸鹽侵蝕性能好保水性好，干縮小施工性較好，易拌易混合5、粉煤灰硅酸鹽水泥1035.4用途： 可用于一般的民用與工業(yè)建筑工程；水上大體積砼和地下及水中結(jié)構(gòu)砼；蒸汽養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件；現(xiàn)代高層泵送砼。5、粉煤灰硅酸鹽水泥1046.1定義：由≥50％且＜80%硅酸鹽水泥熟料和石膏、＞20％且≤50％混合材料磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，為復(fù)合硅酸鹽水泥，代號(hào)P·C。強(qiáng)度等級(jí)：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。6、復(fù)合硅酸鹽水泥1056.2技術(shù)要求：氧化鎂：水泥中氧化鎂含量≤6.0%。如果壓蒸安定性合格，則氧化鎂的含量允許＞6.0%

三氧化硫：含量≤3.5%氯離子：≤0.06%更低要求可由買(mǎi)賣(mài)雙方確定堿含量（選擇性指標(biāo)）細(xì)度：80μm方孔篩篩余量≤10%或45μm方孔篩篩余量≤30%（選擇性指標(biāo)）凝結(jié)時(shí)間：初凝≥45min；終凝≤600min安定性：用沸煮法檢驗(yàn)必須合格強(qiáng)度:滿足相應(yīng)強(qiáng)度要求。6、復(fù)合硅酸鹽水泥1066.3特點(diǎn)：它比礦渣水泥等有較高的早期強(qiáng)度比普通水泥具有較好的和易性，但需水量一般較大，配制的砼耐久性不及普通水泥配制的砼，但生產(chǎn)成本低于普通水泥。6、復(fù)合硅酸鹽水泥107特種水泥：具有特種用途的水泥。高鋁水泥：水化熱大，適合冬季施工；快硬硅酸鹽水泥：適合緊急工程的搶修；抗硫酸鹽水泥：適合水利、港口、地下隧道等工程；膨脹水泥：大口徑輸水管、輸油、輸氣管；白色或彩色水泥：裝飾工程中的雕塑藝術(shù)和各種裝飾部件，如配置各類混凝土、水泥砂漿等。7、其他品種水泥1087.1高鋁水泥高鋁水泥是鋁酸鹽水泥的一種，其主要礦物組成主要為CA（鋁酸—鈣），CA2（二鋁酸一鈣等鋁酸鹽礦物以及少量的C2S等。高鋁水泥是以鋁礬土和石灰石為原料，按適當(dāng)?shù)谋壤浜虾筮M(jìn)行燒結(jié)或熔融，冷卻后經(jīng)粉磨而成。生產(chǎn)工藝與硅酸鹽基本相同。但相對(duì)熟料難磨。

1097.1.1高鋁水泥礦物組分礦物名稱礦物成分簡(jiǎn)寫(xiě)鋁酸一鈣(主要

)CaO·A12O3CA二鋁酸一鈣

CaO·2A12O3CA2硅鋁酸二鈣

2CaO·A12O3·SiO2C2AS七鋁酸十二鈣

12CaO·7A12O3C12A7

高鋁水泥礦物組分中CA和CA2是主要的，其次是C12A7,這些礦物組分在不同的溫度下水化產(chǎn)物不同。

1107.1.2在實(shí)踐中，保證高鋁水泥砼工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于:①施工和養(yǎng)護(hù)降低砼溫度（不要陽(yáng)光照對(duì)，要灑水養(yǎng)護(hù)等），砼體積不宜過(guò)大，（不超過(guò)45cm為宜，但非國(guó)家規(guī)定）。②合理控制好W/C，應(yīng)盡量采用較低的W/C，一般為0.4，W/C=0.4時(shí)水份并不能保證水泥的完全水化，但可以保證出現(xiàn)晶型轉(zhuǎn)化時(shí)（CAH10和C2AH8→C3AH6）,游離出的水又使水泥開(kāi)始水化，新形成的水化物填充密實(shí)孔隙。③在高鋁水泥中摻加石膏或無(wú)水石膏。CAH10和C2AH8可與石膏反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣，從而解決晶型轉(zhuǎn)化。④摻加?；郀t礦渣1117.1.3高鋁水泥的性能及應(yīng)用①施工與養(yǎng)護(hù)避免高溫、溫?zé)幔m于冬季施工，不適于大體積砼。②不得與石灰，硅酸鹽水泥混合存放或使用，因會(huì)出現(xiàn)閃凝，且生成高堿性水化鋁酸鈣另有膨脹，因?yàn)镃a(OH)2對(duì)高鋁水泥起加速凝結(jié)作用。③適于搶修工程。 ④有很高的抗硫酸鹽浸蝕性能。112⑤有較高的耐熱性，在900℃下，強(qiáng)度損失至原來(lái)的70%,1300℃時(shí)為50%左右。⑥對(duì)Cl-滲透性強(qiáng)，所以對(duì)鋼筋銹的防護(hù)不利。⑦可用于生產(chǎn)人造大理石，成型快，脫?？欤灰俗非筮^(guò)高的后期強(qiáng)度。⑧抗堿、抗酸性極差。⑨與石膏配合可以配制膨脹水泥。1137.2快硬硅酸鹽水泥以適當(dāng)?shù)纳蠠敛糠秩廴?，所得的以硅酸鈣為主要成分的熟料，加入適量的石膏，磨細(xì)制成的具有早期強(qiáng)度增長(zhǎng)率快的水硬性膠凝材料，稱為快硬硅酸鹽水泥，簡(jiǎn)稱快硬水泥?？煊菜嗟纳a(chǎn)同硅酸鹽水泥基本一致，只是在生產(chǎn)時(shí)提高了硅酸三鈣(50％-60％)、鋁酸三鈣(8％-15％)的含量，兩者的總量不少于65％。同時(shí)增加了石膏的摻量(8％)，提高了粉磨細(xì)度(比表面積達(dá)450m2／kg)。

1147.3抗硫酸鹽水泥以適當(dāng)?shù)纳蠠敛糠秩廴?，所得以硅酸鈣為主要成分的熟料，加入石膏，共同磨細(xì)制成的具有一定抗硫酸鹽侵蝕性能的水硬性膠凝材料，稱為抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，簡(jiǎn)稱抗硫酸鹽水泥。在抗硫酸水泥中，C3S的含量小于50％；C3A含量小于5％，C3A和C4AF的總含量小于22％。1157.4膨脹水泥膨脹水泥主要用于收縮補(bǔ)償混凝土工程，防滲混凝土(屋頂防滲、水池等)，防滲砂漿，結(jié)構(gòu)的加固，構(gòu)件接縫、接頭的灌漿，固定設(shè)備的機(jī)座及地腳螺栓等。膨脹水泥有硅酸鹽膨脹水泥、高鋁膨脹水泥、硫鋁酸鹽膨脹水泥、鐵鋁酸鹽膨脹水泥等。1167.5白色水泥白色硅酸鹽水泥的主要成分還是主要以硅酸鹽為主，其中少了著色物質(zhì)（氧化鐵、氧化錳、氧化鈦及氧化鉻等）。它們生產(chǎn)工藝與硅酸鹽水泥熟料基本相同，有一些區(qū)別：①原料：原料鍛燒后應(yīng)少著色物質(zhì)，如純的石英砂、純的石灰石等。②粉磨：用白色陶瓷作為襯板及研磨體，不能用鋼、鐵做研磨體，裝置電磁裝置。③熟料磨細(xì)時(shí)可加入5%以內(nèi)的石灰石。④燃料用氣體或液體燃料，或限制煤中的Fe2O3。其他要求，如凝結(jié)時(shí)間、標(biāo)號(hào)、安定性問(wèn)題與硅酸鹽水泥類似。1177.6彩色水泥①彩色硅酸鹽水泥：以白色硅酸鹽水泥熟料、石膏及耐堿礦物顏料共同磨細(xì)而成。（但紅、赫色、黑色等水泥可不用白色硅酸鹽水泥），其他要求及性能類似與硅酸鹽水泥。②彩色鋁酸鹽水泥：鋁酸鹽水泥生料中加入著色劑而燒結(jié)而成。

118三、水泥的主要物理性能及試驗(yàn)方法119三、水泥的主要物理性能及試驗(yàn)方法1、取樣及樣品處理2、試驗(yàn)條件3、水泥主要技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)方法1201.1

水泥取樣方法依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T12573-2008《水泥取樣方法》。1、取樣及樣品處理1211.2

取樣主要步驟手工取樣散裝水泥袋裝水泥自動(dòng)取樣當(dāng)所取水泥深度不超過(guò)2m時(shí)，每個(gè)編號(hào)內(nèi)采用散裝水泥取樣器隨機(jī)取樣，每次抽取的單樣量應(yīng)盡量一致。每一編號(hào)內(nèi)隨機(jī)抽取不少于20袋水泥，采用袋裝水泥取樣器取樣，每次抽取的單樣量應(yīng)盡量一致。采用自動(dòng)取樣器取樣，從流動(dòng)的水泥流中取出樣品。1221.3

取樣量混合樣：取樣量應(yīng)符合相關(guān)水泥標(biāo)準(zhǔn)要求。如通用硅酸鹽水泥一次取樣量應(yīng)不少于12kg，中熱低熱水泥不少于14kg。分割樣的取樣量：應(yīng)符合：a）袋裝水泥：每1/10編號(hào)從一袋中取至少6kg；b）散裝水泥：每1/10編號(hào)在5min內(nèi)至少取6kg。1231.4

樣品制備與試驗(yàn)混合樣：每一編號(hào)所取水泥樣通過(guò)0.9mm方孔篩后均勻混合，一次或多次將樣品縮分到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的定量，均分為試驗(yàn)樣和封存樣，樣品不得混入雜物和結(jié)塊。分割樣：每個(gè)編號(hào)所取10個(gè)分割樣應(yīng)分別通過(guò)0.9mm方孔篩，不得混雜樣品不得混入雜物和結(jié)塊。1241.5

包裝與貯存樣品取得后應(yīng)貯存在密閉的容器中,封樣要加封條。容器應(yīng)潔凈、干燥、防潮、密閉、不易破損并且不影響水泥性能。存放封存樣的容器應(yīng)至少在一處加蓋清晰、不易擦掉的標(biāo)有編號(hào)、取樣時(shí)間、取樣地點(diǎn)和取樣人的密封印，如只有一處標(biāo)志應(yīng)在密封外壁上。封存樣應(yīng)密封貯存，貯存期應(yīng)符合相應(yīng)水泥標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，試驗(yàn)樣與分割樣亦應(yīng)妥善貯存。封存樣應(yīng)貯存于干燥通風(fēng)的環(huán)境中。1251.6

取樣單樣品取得后，應(yīng)有負(fù)責(zé)取樣人填寫(xiě)取樣單，至少應(yīng)包括以下內(nèi)容：水泥編號(hào)；水泥品種；強(qiáng)度等級(jí)；取樣日期；取樣地點(diǎn)；取樣人。126試驗(yàn)室溫度（20±2）℃相對(duì)濕度≥50%養(yǎng)護(hù)箱溫度（20±1）℃相對(duì)濕度≥90%試驗(yàn)用水溫度（20±1）℃試驗(yàn)須用飲用水，重要試驗(yàn)用蒸餾水，各種試驗(yàn)材料、設(shè)備必須與試驗(yàn)室同溫。2、試驗(yàn)條件1273、水泥主要技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)方法依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》CCGF303-2008《產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督抽查實(shí)施規(guī)范—水泥》GB1346-2001《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》GB/T17671《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》1283.1

水泥檢驗(yàn)項(xiàng)目及重要程度分類1293.1

水泥質(zhì)量綜合判定原則及異議處理

1303.2、水泥密度測(cè)試方法定義：表示水泥單位體積的質(zhì)量，單位是g/cm3意義對(duì)于一些特殊工程、油井堵塞工程等是很重要的物理性能，這些工程希望水泥較快從漿體中下沉，生成致密的水泥石，所以要求密度大一些在測(cè)定水泥的比表面積、顆粒級(jí)配等性質(zhì)時(shí)，必須先測(cè)定水泥的密度131水泥密度＝水泥質(zhì)量/排開(kāi)的體積試驗(yàn)結(jié)果取兩次測(cè)定結(jié)果的算術(shù)平均值，兩次測(cè)定結(jié)果之差不得超過(guò)0.02g/cm33.2、水泥密度測(cè)試方法1323.2、水泥密度測(cè)試方法133定義：細(xì)度是指物料顆粒粗細(xì)的程度由于水泥熟料質(zhì)量水平及生產(chǎn)技術(shù)的提高，細(xì)度的作用由產(chǎn)品質(zhì)量保證向產(chǎn)品質(zhì)量控制轉(zhuǎn)變。所以現(xiàn)行國(guó)標(biāo)中對(duì)細(xì)度改為推薦性指標(biāo)。細(xì)度有三種表示方法：篩余百分?jǐn)?shù)、比表面積和顆粒級(jí)配。篩析法（用篩余百分?jǐn)?shù)表示）負(fù)壓篩法水篩法手工干篩法篩網(wǎng)孔徑為0.080mm或0.045mm方孔篩有爭(zhēng)議時(shí)以負(fù)壓篩法為準(zhǔn)3.3、水泥細(xì)度測(cè)試方法1343.3、水泥細(xì)度測(cè)試方法試驗(yàn)方法135試驗(yàn)方法3.3、水泥細(xì)度測(cè)試方法136試驗(yàn)方法3.3、水泥細(xì)度測(cè)試方法1373.3、水泥細(xì)度測(cè)試方法138水泥試樣篩余百分?jǐn)?shù)按（1）式計(jì)算：

……………..(1)

式中：

F—水泥試樣的篩余百分?jǐn)?shù)，（%）

Rt—水泥篩余物的質(zhì)量，（g）

W—水泥試樣的質(zhì)量，（g）結(jié)果計(jì)算至0.1%3.3、水泥細(xì)度測(cè)試方法139試驗(yàn)篩的篩網(wǎng)會(huì)在試驗(yàn)中磨損，因此篩析結(jié)果應(yīng)進(jìn)行修正。修正的方法是將（1）式的結(jié)果乘以該試驗(yàn)篩按“水泥試驗(yàn)篩的標(biāo)定方法”標(biāo)定后得到的有效修正系數(shù)，即為最終結(jié)果。合格評(píng)定時(shí)，每個(gè)樣品應(yīng)稱取二個(gè)試樣分別篩析，取篩余平均值為篩析結(jié)果。若兩次篩余結(jié)果絕對(duì)誤差大于0.5%時(shí)（篩余值大于5.0%時(shí)可放至1.0%）應(yīng)再做一次試驗(yàn)，取兩次相近結(jié)果的算術(shù)平均值，作為最終結(jié)果。3.3、水泥細(xì)度測(cè)試方法1403.3、水泥細(xì)度測(cè)試方法141例題已知：一號(hào)(80um)試驗(yàn)篩對(duì)某水泥樣的二次篩余值分別為1.35g和1.65g，一號(hào)試驗(yàn)篩的修正系數(shù)為1.02，計(jì)算該水泥樣的細(xì)度。解：1.35×4=5.4%

5.4×1.02=5.5%1.65×4=6.6%

6.6×1.02=6.7%

計(jì)算兩次結(jié)果絕對(duì)誤差：6.6-5.4=1.2%兩次篩余結(jié)果絕對(duì)誤差為1.2%大于1.0%，應(yīng)再做一次試驗(yàn)。重新試驗(yàn)后一號(hào)試驗(yàn)篩的篩余值為1.45g。

1.45×4=5.8%

5.8×1.02=5.9%

取兩次相近結(jié)果的算術(shù)平均值(5.5+5.9)/2=5.7%

該水泥樣的80um篩余百分?jǐn)?shù)細(xì)度為5.7%。3.3、水泥細(xì)度測(cè)試方法142比表面積篩析法簡(jiǎn)單方便，但只表示大于0.080mm顆粒所占重量百分比，對(duì)于小于0.080mm的顆粒的尺寸分布情況不能反映。比表面積則比篩析法優(yōu)越，它能較全面反映水泥細(xì)度狀況。定義：它以單位質(zhì)量水泥顆粒所具有的總表面積來(lái)表示。m2/kg

水泥越細(xì)顆粒數(shù)越多，暴露的表面積越大。測(cè)試方法:勃氏法3.3、水泥細(xì)度測(cè)試方法143方法原理:

本方法主要是根據(jù)一定量的空氣通過(guò)具有一定空隙率和固定厚度的水泥層時(shí)，所受阻力不同而引起流速的變化來(lái)測(cè)定水泥的比表面積。在一定空隙率的水泥層中，空隙的大小和數(shù)量是顆粒尺寸的函數(shù)，同時(shí)也決定了通過(guò)料層的氣流速度。3.3、水泥細(xì)度測(cè)試方法144透氣儀本方法采用的勃氏比表面積透氣儀，分手動(dòng)和自動(dòng)兩，均應(yīng)符合JC/T956的要求。3.3、水泥細(xì)度測(cè)試方法145測(cè)試步驟1、測(cè)試水泥密度2、漏氣檢查3、空隙率確定4、確定試樣量5、試樣料層制備6、透氣試驗(yàn)3.3、水泥細(xì)度測(cè)試方法146結(jié)果處理水泥比表面積應(yīng)由二次透氣試驗(yàn)結(jié)果的平均值確定。如二次試驗(yàn)結(jié)果相差2%以上時(shí)，應(yīng)重新試驗(yàn)。計(jì)算結(jié)果保留至10cm2/g。當(dāng)同一水泥用手動(dòng)勃氏透氣儀測(cè)定的結(jié)果與自動(dòng)勃氏透氣儀測(cè)定的結(jié)果有爭(zhēng)議時(shí)，以手動(dòng)勃氏透氣儀測(cè)定結(jié)果為準(zhǔn)。3.3、水泥細(xì)度測(cè)試方法147顆粒級(jí)配方法是沉積天平法，利用水泥顆粒在液體（無(wú)水煤油）介質(zhì)中自由沉降速度與顆粒大小的關(guān)系，用直接稱量的方法來(lái)測(cè)定各顆粒范圍所占的重量百分?jǐn)?shù)。通常測(cè)＜10μ10~20μ20~30μ30~60μ

>60μ

篩余、比表面積、顆粒級(jí)配之間沒(méi)有一定關(guān)系，它們從不同的側(cè)面反映水泥顆粒粗細(xì)，不能互相推算。3.3、水泥細(xì)度測(cè)試方法148

水泥使用時(shí)須加入一定量的水，加入的水有兩方面的作用：使水泥顆粒起水化和水泥的化學(xué)反應(yīng)，使水泥凈漿、砂漿、砼迅速硬化，產(chǎn)生強(qiáng)度。使凈漿、砂漿和砼具有一定的流動(dòng)性，便于試驗(yàn)和施工操作。

3.4

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)定方法水泥的需水性通常有兩種表示方法水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量水泥膠砂流動(dòng)度影響水泥需水性的因素有熟料成分，水泥的細(xì)度，混合材料種類及摻加量等。149

3.4

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)定方法主要設(shè)備凈漿攪拌機(jī)維卡儀1503.4

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)定方法主要步驟水泥凈漿的拌制：用水泥凈漿攪拌機(jī)攪拌，攪拌鍋和攪拌葉片先用濕布擦過(guò)，將拌和水倒人攪拌鍋內(nèi)，然后在5s-10s內(nèi)小心將稱好的500g水泥加人水中，防止水和水泥濺出；拌和時(shí)，先將鍋放在攪拌機(jī)的鍋?zhàn)?，升至攪拌位置，啟?dòng)攪拌機(jī)，低速攪拌120s，停15s，同時(shí)將葉片和鍋壁上的水泥漿刮人鍋中間，接著高速攪拌120s停機(jī)。1513.4

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)定方法主要步驟標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測(cè)定：拌和結(jié)束后，立即將拌制好的水泥凈漿裝入已置于璃底板上的試模中，用小刀插搗，輕輕振動(dòng)數(shù)次，刮去多余的凈漿；抹平后迅速將試模和底板移到維卡儀上，并將其中心定在試桿下，降低試桿直至與水泥凈漿表面接觸，擰緊螺絲1s-2s后，突然放松，使試桿垂直自由地沉人水泥凈漿中。在試桿停沉入或釋放試桿30s時(shí)記錄試桿距底板之間的距離，升起試桿后，立即擦凈；整個(gè)操作應(yīng)在攪拌后1.5min內(nèi)完成。以試桿沉入凈漿并距底板6mm士1mm的水泥凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿。其拌和水量該水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量(P)，按水泥質(zhì)量的百分比計(jì)。1523.4

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)定方法注意事項(xiàng)1.水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗(yàn)前須保證維卡儀金屬棒能自由滑動(dòng)、調(diào)整指針至試桿接觸玻璃板時(shí)指針對(duì)準(zhǔn)零點(diǎn)、攪拌機(jī)運(yùn)行正常。2.標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)定方法有代用法用調(diào)整水量方法測(cè)定時(shí)，以試錐下沉深度28mm士2mm時(shí)的凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，其拌合水量為該水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（P），按水泥質(zhì)量的百分比計(jì)。用不變水量法測(cè)定時(shí)，拌和用水量不分水泥品種一律固定為142.5毫升。精確至0.5毫升。根據(jù)測(cè)得的試錐下沉深度S(mm)按下式計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量P(%)P=33.4－0.185S當(dāng)試錐下沉深度小于13mm時(shí)，應(yīng)改用調(diào)整水量法測(cè)定。153定義：水泥加水拌和制成標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，隨著時(shí)間的推遲，水泥漿逐漸失去塑性，形成具有一定強(qiáng)度的硬化體，這個(gè)過(guò)程稱為水泥的凝結(jié)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程所需的時(shí)間稱為凝結(jié)時(shí)間。從水泥加水拌和起，到標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿開(kāi)始失去塑性的時(shí)間稱為初凝時(shí)間。從水泥加水拌和起，到標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿完全失去塑性的時(shí)間稱為終凝時(shí)間。水泥的凝結(jié)速度直接影響著砂漿和砼的凝結(jié)硬化速度，所以國(guó)標(biāo)對(duì)凝結(jié)時(shí)間明確規(guī)定。3.5

凝結(jié)時(shí)間測(cè)定方法154假凝：它發(fā)生在水泥和水后幾分鐘內(nèi)很快就發(fā)生凝固，是一種不正常的凝結(jié)現(xiàn)象。假凝水泥漿放熱量不大，經(jīng)過(guò)重新攪拌水泥漿便可恢復(fù)塑性，并仍可進(jìn)行澆筑施工，對(duì)強(qiáng)度影響不大。主要原因：水泥磨內(nèi)溫度過(guò)高，引起二水石膏脫水變成半水石膏或可溶性硬石膏，它們遇水后即轉(zhuǎn)化為二水石膏，使水泥凝固。3.5

凝結(jié)時(shí)間測(cè)定方法155快凝：也是水泥漿不正常凝結(jié)現(xiàn)象。它的特征是水泥和水后，水泥漿很快凝結(jié)，并放出大量的熱量。主要原因：熟料中C3A含量高，水泥中未摻石膏或石膏摻加量不足。熟料中堿含量過(guò)高，熟料生燒和游離鈣過(guò)高有時(shí)也會(huì)引起水泥快凝。3.5

凝結(jié)時(shí)間測(cè)定方法1563.5

凝結(jié)時(shí)間測(cè)定方法主要設(shè)備凈漿攪拌機(jī)標(biāo)養(yǎng)箱維卡儀1573.5

凝結(jié)時(shí)間測(cè)定方法主要步驟測(cè)定前準(zhǔn)備工作：調(diào)整凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀的試針接觸玻璃板時(shí)，指針對(duì)準(zhǔn)零點(diǎn)。試件的制備：以標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量制成標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿一次裝滿試模，振動(dòng)數(shù)次刮平，立即放入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中。記錄水泥全部加入水中的時(shí)間作為凝結(jié)時(shí)間的起始時(shí)間。1583.5

凝結(jié)時(shí)間測(cè)定方法主要步驟初凝時(shí)間的測(cè)定：試件在養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至加水后30min時(shí)進(jìn)行第一次測(cè)定。測(cè)定時(shí)，從養(yǎng)護(hù)箱中取出試模放到試針下，降低試針與水泥凈漿表面接觸。擰緊螺絲1s-2s后，突然放松，試針垂直自由地沉人水泥凈漿。觀察試針停止下沉或釋放試針30s時(shí)指針的讀數(shù)。當(dāng)試針沉至距底板4mm±1mm時(shí)，為水泥達(dá)到初凝狀態(tài)；由水泥全部加入水中至初凝狀態(tài)的時(shí)間為水泥的初凝時(shí)間，用“min”表示。1593.5

凝結(jié)時(shí)間測(cè)定方法主要步驟終凝時(shí)間的測(cè)定：為了準(zhǔn)確觀測(cè)試針沉入的狀況，在終凝針上安裝了一個(gè)環(huán)形附件。在完成初凝時(shí)間測(cè)定后，立即將試模連同漿體以平移的方式從玻璃板取下，翻轉(zhuǎn)180°，直徑大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放入養(yǎng)護(hù)箱中繼續(xù)養(yǎng)護(hù)，臨近終凝時(shí)間時(shí)每隔15min測(cè)定一次，當(dāng)試針沉入試體0.5mm時(shí)，即環(huán)形附件開(kāi)始不能在試體上留下痕跡時(shí)，為水泥達(dá)到終凝狀態(tài)，由水泥全部加入水中至終凝狀態(tài)的時(shí)間為水泥的終凝時(shí)間，用“min”表示。1603.5

凝結(jié)時(shí)間測(cè)定方法注意事項(xiàng)：在最初測(cè)定的操作時(shí)應(yīng)輕輕扶持金屬柱，使其徐徐下降，以防試針撞彎，但結(jié)果以自由下落為準(zhǔn)；在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中試針沉人的位置至少要距試模內(nèi)壁10mm。臨近初凝時(shí)，每隔5min測(cè)定一次，臨近終凝時(shí)每隔15min測(cè)定一次，到達(dá)初凝或終凝時(shí)應(yīng)立即重復(fù)測(cè)一次，當(dāng)兩次結(jié)論相同時(shí)才能定為到達(dá)初凝或終凝狀態(tài)。每次測(cè)定不能讓試針落人原針孔，每次測(cè)試完畢須將試針擦凈并將試模放回養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，整個(gè)測(cè)試過(guò)程要防止試模受振。161定義：反映水泥硬化以后體積變化的物理性質(zhì)就是水泥的體積安定性。由于它的硬化以后體積變化，嚴(yán)重會(huì)引起結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、崩潰等質(zhì)量事故，所以它是水泥中一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo)。引起安定性不良的主要原因：f-CaO，MgO，SO3過(guò)量。3.6

水泥安定性（標(biāo)準(zhǔn)法）測(cè)定方法1623.6

水泥安定性（標(biāo)準(zhǔn)法）測(cè)定方法主要設(shè)備沸煮箱雷氏夾1633.6

水泥安定性（標(biāo)準(zhǔn)法）測(cè)定方法主要步驟測(cè)定前的準(zhǔn)備工作：每個(gè)試樣需成型兩個(gè)試件，每個(gè)雷氏夾需配備質(zhì)量約75g-85g的玻璃板兩塊，凡與水泥凈漿接觸的玻璃板和雷氏夾內(nèi)表面都要稍稍涂上一層油。雷氏夾試件的成型：將預(yù)先準(zhǔn)備好的雷氏夾放在已稍擦油的玻璃板上，并立即將已制好的標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿一次裝滿雷氏夾，裝漿時(shí)一只手輕輕扶持雷氏夾，另一只手用寬約10mm的小刀插搗數(shù)次，然后抹平，蓋上稍涂油的玻璃板，接著立即將試件移至濕氣養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)24h±2h。1643.6

水泥安定性（標(biāo)準(zhǔn)法）測(cè)定方法主要步驟沸煮：調(diào)整好沸煮箱內(nèi)的水位，