無(wú)機(jī)膠凝材料

第3章無(wú)機(jī)膠凝材料1234氣硬性膠凝材料硅酸鹽水泥摻混合材料的硅酸鹽水泥其他水泥目錄（contents）⑴掌握石膏、石灰及水玻璃等氣硬性膠凝材料的硬化機(jī)理、性質(zhì)及使用要點(diǎn)，熟悉其主要用途；⑵熟悉硅酸鹽水泥的礦物組成，了解其硬化機(jī)理，熟練掌握硅酸鹽水泥等幾種通用水泥的性能特點(diǎn)，相應(yīng)的檢測(cè)方法及選用原則；⑶了解特性水泥和專(zhuān)用水泥的主要性能及使用特點(diǎn)。本章知識(shí)點(diǎn)及重點(diǎn)難點(diǎn)本章的難點(diǎn)是硅酸鹽水泥的組成、技術(shù)要求。重點(diǎn)是幾種通用水泥的性能特點(diǎn)和選用原則。

本章知識(shí)點(diǎn)及重點(diǎn)難點(diǎn)水泥品種繁多，學(xué)習(xí)中以硅酸鹽水泥為點(diǎn)采用點(diǎn)面結(jié)合、對(duì)比的學(xué)習(xí)方法。3.1氣硬性膠凝材料3.1.1石膏3.1.2石灰3.1.3水玻璃凡能在物理、化學(xué)作用下，從漿體變?yōu)閳?jiān)固的石狀體，并能膠結(jié)其他物料而具有一定機(jī)械強(qiáng)度的物質(zhì)，統(tǒng)稱(chēng)為膠凝材料。膠凝材料膠凝材料有機(jī)膠凝材料（樹(shù)脂、瀝青等）無(wú)機(jī)膠凝材料水硬性膠凝材料（水泥）氣硬性膠凝材料（石灰、石膏）二者有何區(qū)別？？？膠凝材料的分類(lèi)氣硬性膠凝材料與水硬性膠凝材料的區(qū)別水硬性膠凝材料不僅可以在凝結(jié)硬化，還可以得到更好的凝結(jié)硬化。氣硬性膠凝材料在凝結(jié)硬化。只能空氣中空氣中在水中判斷題：氣硬性膠凝材料只能在空氣中凝結(jié)硬化，而水硬性膠凝材料只能在水中凝結(jié)硬化。錯(cuò)既能在空氣中凝結(jié)硬化，又能在水中凝結(jié)硬化3.1.1石膏（Plaster）

3.1.1.1石膏膠凝材料的制備3.1.1.2建筑石膏的凝結(jié)硬化3.1.1.3建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)與等級(jí)3.1.1.4建筑石膏的用途石膏應(yīng)用的歷史9000年前，敘利亞和土耳其的安那托力亞就有古跡；5000年前，埃及人就在敞開(kāi)的火爐中煅燒石膏，然后破碎磨成粉末，再與水拌和制得用于金字塔建造中石塊的粘結(jié)材料——灰漿；372-287BC，古希臘人采用天然透明石膏（亞硒酸石膏）做神廟的窗戶(hù)；古羅馬人用石膏澆注了成千上萬(wàn)座古希臘的雕塑。十七世紀(jì)，法國(guó)巴黎的木質(zhì)房的所有墻壁均用石膏灰漿（plaster）覆蓋，以提高防火性能，因而，法國(guó)巴黎有“石膏的首都（capitalofplaster）之稱(chēng)。一、石膏的分類(lèi)

天然石膏石膏

化學(xué)石膏：各種工業(yè)生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，還含有較多雜質(zhì)，如磷石膏、氟石膏、排煙脫硫石膏、芒硝石膏等。天然無(wú)水石膏(CaSO4)：結(jié)晶緊密，結(jié)構(gòu)比天然二水石膏致密，質(zhì)地較硬，難溶于水，又稱(chēng)天然硬石膏。一般作為生產(chǎn)水泥的原料。天然二水石膏(CaS04·2H20)

：質(zhì)地較軟，一般提到“石膏”大多數(shù)情況下指的是天然二水石膏。

3.1.1.1石膏膠凝材料的制備⑴天然二水石膏雪花石膏

在晶體構(gòu)架中有雜亂無(wú)章、無(wú)定向粗粒狀的密實(shí)石膏(雪花石膏)纖維石膏

由帶有絲光色澤，按規(guī)律分布的線(xiàn)狀結(jié)晶復(fù)合而成的纖維石臂(透石膏）二、石膏的生產(chǎn)3.1.1.1石膏膠凝材料的制備（1）建筑石膏（熟石膏）——強(qiáng)度低（干燥狀態(tài)下脫水而成）（2）高強(qiáng)石膏——密實(shí)度大，強(qiáng)度高（在有蒸汽壓力的條件下脫水而成）（3）可溶性硬石膏——需水量大，凝結(jié)快，強(qiáng)度低，不宜直接使用，需陳化處理（脫水溫度高）（4）不溶性硬石膏——難溶于水，失去凝結(jié)硬化能力，用于制造石膏板或其它制品。（死燒石膏）（5）高溫煅燒石膏——高溫下才穩(wěn)定，建筑中不用。3.1.1.1石膏膠凝材料的制備二、石膏制品（1）建筑石膏（半水石膏）

β半水石膏（β-CaSO4·1/2H2O）為主要成分，不預(yù)加任何外加劑的粉狀膠結(jié)料，主要用于制作石膏建筑制品。

建筑石膏是主要是由天然二水石膏在107～170℃的干燥條件下加熱脫水而成的。其反應(yīng)式為：

CaSO4·2H2O→β-CaSO4·1/2H2O＋3/2H2O

建筑石膏晶體較細(xì)，調(diào)制成一定稠度的漿體時(shí)，需水量較大，因而強(qiáng)度較低。.3.1.1.1石膏膠凝材料的制備二、石膏制品（2）高強(qiáng)石膏若將二水石膏置于具有0.13MPa、124℃的過(guò)飽和蒸汽條件下蒸壓，或置于某些鹽溶液中沸煮，可獲得晶粒較粗、較致密的α型半水石膏（α-CaSO4·1/2H2O），這就是高強(qiáng)石膏。高強(qiáng)石膏晶粒粗大，調(diào)制成漿體時(shí)需水量較小，因而強(qiáng)度較高。適用于強(qiáng)度要求高的抹灰工程，裝飾制品和石膏板。3.1.1.1石膏膠凝材料的制備二、石膏制品（3）可溶性硬石膏加熱溫度在170-2000C時(shí)石膏繼續(xù)脫水生成可溶性硬石膏，與水調(diào)和后仍能很快凝結(jié)硬化，當(dāng)溫度升高到200-2500C時(shí),石膏中殘留很少的水，其凝結(jié)硬化就非常緩慢。需水量大，凝結(jié)快，強(qiáng)度低，不宜直接使用，需處理（脫水溫度高）。3.1.1.1石膏膠凝材料的制備二、石膏制品（4）不溶性硬石膏（死燒石膏）無(wú)水石膏水泥

將天然二水石膏加熱至400℃~750℃時(shí)，石膏將完全失去水分，成為不溶性硬石膏，將其與適量激發(fā)劑混合磨細(xì)后即為無(wú)水石膏水泥。無(wú)水石膏水泥適宜于室內(nèi)使用，主要用以制作石膏板或其它制品，也可用作室內(nèi)抹灰。3.1.1.1石膏膠凝材料的制備二、石膏制品

（5）高溫煅燒石膏（地板石膏

）如果將天然二水石膏在800℃以上煅燒，使部分硫酸鈣分解出氧化鈣，磨細(xì)后的產(chǎn)品稱(chēng)為高溫煅燒石膏，亦稱(chēng)地板石膏。地板石膏硬化后有較高的強(qiáng)度和耐磨性，抗水性也好，所以主要用作石膏地板，用于室內(nèi)地面裝飾。3.1.1.1石膏膠凝材料的制備二、石膏制品1建筑石膏的水化硬化

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(qiáng)度，并發(fā)展成為堅(jiān)硬的固體。這一過(guò)程可分為水化和硬化兩部分。3.1.1.2石膏凝結(jié)硬化石膏漿體半水石膏顆粒二水石膏晶體石膏膠體石膏硬化體水孔隙水化初期：二水石膏晶體較少隨著水化反應(yīng)進(jìn)行二水石膏晶體量石膏硬化體中晶體堆積體3.1.1.2石膏凝結(jié)硬化2建筑石膏的水化硬化機(jī)理

建筑石膏拌水后形成流動(dòng)的可塑性膠凝體，并開(kāi)始溶解于水中，很快形成飽和溶液，溶液中的半水石膏與水反應(yīng)生成二水石膏，由于二水石膏在常溫下的溶解度僅為半水石膏溶解度的1/5,故二水石膏膠體微粒將從溶液中析出，并促使一批新的半水石膏溶解和水化，直至半水石膏全部轉(zhuǎn)化為二水石膏。3.1.1.2石膏凝結(jié)硬化在這個(gè)過(guò)程中，漿體變稠而失去流動(dòng)性，可塑性也開(kāi)始下降，稱(chēng)為石膏的初凝。漿體完全失去可塑性，開(kāi)始產(chǎn)生結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，則稱(chēng)為終凝。隨著晶體顆粒不斷長(zhǎng)大、連生、交錯(cuò)，使?jié){體逐漸變硬產(chǎn)生強(qiáng)度，即為硬化。

上述建筑石膏凝結(jié)硬化過(guò)程很快，其終凝時(shí)間不超過(guò)30min，在室內(nèi)自然干燥的條件下，一星期左右完全硬化，所以施工時(shí)根據(jù)實(shí)際需要，往往加入適量的緩凝劑。2建筑石膏的水化硬化機(jī)理3.1.1.2石膏凝結(jié)硬化3.1.1.3建筑石膏的性質(zhì)與等級(jí)(1)建筑石膏的性質(zhì)

①凝結(jié)硬化快。建筑石膏水化迅速，常溫下完全水化所需時(shí)間僅為7～12min。②硬化后孔隙率大、強(qiáng)度較低。建筑石膏孔隙率可高達(dá)40％～60％。建筑石膏制品的表觀(guān)密度較小(400～900kg/m3)，導(dǎo)熱系數(shù)較小(0.121～0.205W／（m·K）)。較高的孔隙率使得石膏制品的強(qiáng)度較低。③體積微膨脹。建筑石膏凝結(jié)硬化過(guò)程中體積不收縮，還略有膨脹，一般膨脹率為0.5%～1.5%。④不耐水。石膏的軟化系數(shù)僅為0.3～0.45。若長(zhǎng)期浸泡在水中還會(huì)因二水石膏晶體溶解而引起潰散破壞；若吸水后受凍，還會(huì)因孔隙中水分結(jié)冰膨脹而引起崩潰。因此，石膏的耐水性、抗凍性都較差。

(1)建筑石膏的性質(zhì)3.1.1.3建筑石膏的性質(zhì)與等級(jí)⑤防火性能良好。石膏制品本身不可燃，而且具有抵抗火焰靠近的能力。⑥具有一定調(diào)濕作用。由于石膏制品內(nèi)部的大量毛細(xì)孔隙對(duì)空氣中水分具有較強(qiáng)的吸附能力，在干燥時(shí)又可釋放水分。⑦裝飾性好。石膏潔白、細(xì)膩。

(1)建筑石膏的性質(zhì)3.1.1.3建筑石膏的性質(zhì)與等級(jí)(2)建筑石膏的技術(shù)要求

建筑石膏色白，密度為2.60～2.75g/cm3,堆積密度為800～1000kg/m3。根據(jù)GB9776-2008《建筑石膏》規(guī)定，建筑石膏按強(qiáng)度、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間指標(biāo)分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級(jí)，見(jiàn)下表。建筑石膏的技術(shù)指標(biāo)（GB9776-2008）

技術(shù)指標(biāo)優(yōu)等品一等品合格品強(qiáng)度抗折強(qiáng)度/MPa,不小于2.52.11.8抗壓強(qiáng)度/MPa,不小于4.93.92.9細(xì)度細(xì)度(0.2mm方孔篩篩余/％),不大于5.010.015.0凝結(jié)時(shí)間初凝時(shí)間不早于6min終凝時(shí)間不遲于30min3.1.1.3建筑石膏的性質(zhì)與等級(jí)石膏在建筑中應(yīng)用十分廣泛。如粉刷石膏、多種建筑石膏制品。下面摘要介紹。

⑴粉刷石膏

粉刷石膏是二水石膏或無(wú)水石膏經(jīng)煅燒，產(chǎn)生的生成物(β-CaSO4·1/2H2O）粉刷石膏粘接力高、不裂、不起鼓、表面光潔、防火、保溫，并且施工方便，可實(shí)現(xiàn)機(jī)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。3.1.1.4建筑石膏的應(yīng)用

⑵建筑石膏制品

建筑石膏制品的種類(lèi)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(xiàn)、燈圈、羅馬柱等，主要用于分室墻，內(nèi)隔墻、吊頂及裝飾。3.1.1.4建筑石膏的應(yīng)用

各種墻板德國(guó)一所教堂的外墻面雕飾室內(nèi)墻面和天花板的雕飾產(chǎn)品名稱(chēng)：石膏砌塊產(chǎn)品售價(jià)：50元/m2產(chǎn)品規(guī)格：600×400×60mm產(chǎn)品備注：用于室內(nèi)復(fù)合隔墻，如管道井產(chǎn)品類(lèi)別：輕質(zhì)內(nèi)隔墻→石膏實(shí)心砌塊產(chǎn)品信息：

詳細(xì)信息：容重：698kg/m3單塊質(zhì)量：11.4kg平整度：0.8mm斷裂荷載：2.8kN空氣聲隔聲量：39.9dB

抗撞擊性：用10kg沙袋吊于隔墻頂部以1米落差撞擊100次，墻面無(wú)損壞，無(wú)裂紋單點(diǎn)吊掛：吊掛110kg時(shí)，吊點(diǎn)不松動(dòng)，周?chē)鷫w無(wú)破損、無(wú)裂紋3.1.2石灰1石灰的生產(chǎn)及分類(lèi)將主要成分為碳酸鈣的天然巖石，在900℃～1100℃下燃燒，排除分解出的二氧化碳后，所得以CaO為主要成分的產(chǎn)品即為生石灰。將煅燒成的塊狀生石灰經(jīng)過(guò)不同加工，還可得到石灰的另外三種產(chǎn)品：生石灰粉：石灰在制備過(guò)程中，采用石灰石、白云石、白堊、貝殼等原料經(jīng)煅燒后，即得到塊狀的生石灰，生石灰粉是由塊狀生石灰磨細(xì)生成。消石灰粉：將生石灰用適量水經(jīng)消化和干燥而成的粉末，主要成分為Ca(OH)2,稱(chēng)為消石灰粉。石灰膏：將塊狀生石灰用過(guò)量水(約為生石灰體積的3～4倍)消化，或?qū)⑾曳酆退韬?，所得的一定稠度的膏狀物，主要成份為Ca(OH)2和水。

3.1.2石灰石灰石中常含有一定量的碳酸鎂（MgCO3）：MgO：結(jié)構(gòu)致密和水化速度很慢。按氧化鎂含量的多少，建筑石灰可分為鈣質(zhì)和鎂質(zhì)兩類(lèi)。當(dāng)石灰中MgO含量小于或等于5％時(shí)，稱(chēng)鈣質(zhì)石灰；當(dāng)MgO含量大于5％時(shí)，稱(chēng)為鎂質(zhì)石灰。3.1.2石灰石灰的煅燒需要足夠的溫度和時(shí)間石灰石在600℃左右開(kāi)始分解，并隨著溫度的提高其分解速度也逐漸加快；當(dāng)溫度達(dá)到900℃時(shí)，CO2分壓達(dá)到1×105Pa,此時(shí)的分解就能達(dá)到較快的速度，因此，常將這個(gè)溫度作為CaCO3的分解溫度。在實(shí)際生產(chǎn)中，可采用更高的煅燒溫度以進(jìn)一步加快石灰石分解的速度，但不得采用過(guò)高的溫度，通?？刂圃?000℃～1200℃。3.1.2石灰正火石灰：正常溫度和煅燒時(shí)間所煅燒的石灰具有多孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部孔隙率大，表觀(guān)密度較小，晶粒細(xì)小，與水反應(yīng)迅速，這種石灰稱(chēng)為正火石灰。欠火石灰：若煅燒溫度低或時(shí)間短時(shí)，石灰石的表層部分可能為正火石灰，而內(nèi)部會(huì)有未分解的石灰石核心；其石灰石核不能水化。過(guò)火石灰：若煅燒溫度過(guò)高或高溫持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)CH產(chǎn)生過(guò)火石灰。其結(jié)構(gòu)較致密，與水反應(yīng)時(shí)速度很慢，往往需要很長(zhǎng)時(shí)間才能產(chǎn)生明顯的水化效果。為了消除過(guò)火石灰的危害，石灰膏在使用之前應(yīng)進(jìn)行陳伏。陳伏是指石灰乳（或石灰膏）在儲(chǔ)灰坑中放置14d以上的過(guò)程。3.1.2石灰2.石灰的熟化與硬化

⑴石灰的熟化

工地上使用生石灰前要進(jìn)行熟化。熟化是指生石灰（氧化鈣）與水作用生成氫氧化鈣（熟石灰，又稱(chēng)消石灰）的過(guò)程，又稱(chēng)石灰的消解或消化。生石灰的熟化反應(yīng)如下：

CaO＋H2O→Ca(OH)2＋64.9×103J

石灰的熟化過(guò)程會(huì)放出大量的熱，熟化時(shí)體積增大1～2.5倍。煅燒良好、氧化鈣含量高的石灰熟化較快，放熱量和體積增大也較多。

3.1.2石灰⑵石灰的硬化石灰水化后逐漸凝結(jié)硬化，主要包括下面兩個(gè)過(guò)程：

①干燥結(jié)晶硬化過(guò)程

石灰漿體在干燥過(guò)程中，游離水分蒸發(fā)，形成網(wǎng)狀孔隙，且由于水分蒸發(fā)，使Ca(OH)2從飽和溶液中逐漸結(jié)晶析出。②碳化過(guò)程

Ca(OH)2空氣中的CO2和水反應(yīng)，形成不溶于水的碳酸鈣晶體，析出的水分則逐漸被蒸發(fā)。由于碳化作用主要發(fā)生在與空氣接觸的表層。3.石灰的性質(zhì)與技術(shù)要求

1).石灰的性質(zhì)①可塑性好。生石灰熟化為石灰漿時(shí)，能自動(dòng)形成顆粒極細(xì)（直徑約為1μm）的呈膠體分散狀態(tài)的氫氧化鈣，表面吸附一層厚的水膜。②硬化較慢、強(qiáng)度低。硬化后的強(qiáng)度也不高，1:3的石灰砂漿28天抗壓強(qiáng)度通常只有0.2～0.5MPa。③硬化時(shí)體積收縮大。工程上常在其中摻入砂、各種纖維材料等減少收縮。④耐水性差。石灰不宜在潮濕的環(huán)境中使用，也不宜單獨(dú)用于建筑物基礎(chǔ)。⑤石灰吸濕性強(qiáng)。塊狀生石灰在放置過(guò)程中，會(huì)緩慢吸收空氣中的水分而自動(dòng)熟化成消石灰粉，再與空氣中的二氧化碳作用生成碳酸鈣，失去膠結(jié)能力。2）

石灰的技術(shù)要求

建筑工程中所用的石灰常分三個(gè)品種：建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。我國(guó)建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JC/T479-92《建筑生石灰》JC/T480-92《建筑生石灰粉》JC/T481-92《建筑消石灰粉》交通部門(mén)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTJ034－2000《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》仍按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1594－79將生石灰和消石灰分為三個(gè)等級(jí)，其技術(shù)要求均低于對(duì)應(yīng)的建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。(1)生石灰

按現(xiàn)行建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T479-92《建筑生石灰》的規(guī)定，鈣質(zhì)生石灰、鎂質(zhì)生石灰各分為優(yōu)等品、一等品、和合格品三個(gè)等級(jí)，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表：項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品(CaO+MgO)含量/%，不小于908580858075未消化殘?jiān)?5mm圓孔篩篩余量)/%,不大于5101551015CO2/％，不大于5796810產(chǎn)漿量/(L/kg),不小于2.82.32.02.82.32.0產(chǎn)漿量是單位質(zhì)量的生石灰經(jīng)消化后,所產(chǎn)石灰漿體的體積(L)。未消化殘?jiān)渴侵干蚁?，未能消化而存留?mm圓孔篩上的殘?jiān)荚嚇拥陌俜致省?/p>

(2)生石灰粉

按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T480-92《建筑生石灰粉》的規(guī)定，生石灰粉的技術(shù)指標(biāo)如表：項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰粉鎂質(zhì)生石灰粉優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品(CaO+MgO)含量，%，不小于858075807570CO2／％，不大于791181012細(xì)度0.90mm篩的篩余，％，不大于0.20.51.50.20.51.50.125mm篩的篩余，％，不大于7.012.018.07.012.018.0(3)建筑消石灰粉

建筑消石灰粉按氧化鎂含量分為鈣質(zhì)消石灰粉、鎂質(zhì)消石灰粉、白云石消石灰粉等，每種又有優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級(jí)。

建筑消石灰粉按氧化鎂含量的分類(lèi)界限

品種名稱(chēng)鈣質(zhì)消石灰粉鎂質(zhì)消石灰粉白云石消石灰粉氧化鎂含量/％≤44≤MgO<2424≤MgO<30建筑消石灰粉的技術(shù)指標(biāo)

項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰粉鎂質(zhì)生石灰粉白云石消石灰粉優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品(CaO+MgO)含量/％，≮706560656055656055游離水/％0.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～2體積安定性合格合格-合格合格-合格合格-細(xì)度0.9mm篩余％，≯000.5000.5000.50.125mm篩余/％，≯3101531015310154石灰的應(yīng)用

品種名稱(chēng)適用范圍生石灰配制石灰膏；磨細(xì)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(xì)生石灰粉)用于調(diào)制石灰砌筑砂漿或抹面砂漿配制無(wú)熟料水泥(石灰礦渣水泥、石灰粉煤灰水泥、石灰火山灰水泥等)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1.制作石灰乳涂料石灰乳由消石灰粉或消石灰漿摻大量水調(diào)制而成。可用于建筑室內(nèi)墻面和頂棚粉刷。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。2.配制砂漿

石灰漿和消石灰粉可以單獨(dú)或與水泥一起配制成砂漿，前者稱(chēng)石灰砂漿，后者稱(chēng)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(diǎn)，配制時(shí)常要加入紙筋等纖維質(zhì)材料。3.拌制石灰土和石灰三合土

消石灰粉與粘土的拌合物，稱(chēng)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?shí)或壓實(shí)下，密實(shí)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(yīng)，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(qiáng)度、耐水性得到改善。三合土和灰土主要用于建筑物基礎(chǔ)、路面和地面的墊層。4.生產(chǎn)硅酸鹽制品

磨細(xì)生石灰(或消石灰粉)和砂(或粉煤灰、?；郀t礦渣、爐渣)等硅質(zhì)材料加水拌和，經(jīng)過(guò)成型、蒸養(yǎng)或蒸壓處理等工序而成的建筑材料，統(tǒng)稱(chēng)為硅酸鹽制品。如灰砂磚、粉煤灰磚、粉煤灰砌塊、硅酸鹽砌塊等。5石灰的貯存

應(yīng)注意防潮和防碳化生石灰應(yīng)貯存在干燥的環(huán)境中，要注意防雨防潮，并不宜久存。最好運(yùn)到工地（或熟化工廠(chǎng)）后立即熟化成石灰漿，將儲(chǔ)存期變?yōu)殛惙?。消石灰貯存時(shí)應(yīng)包裝密封，以隔絕空氣，防止碳化；對(duì)石灰膏，應(yīng)在其上層始終保留2cm以上的水層，以防止其碳化而失效。注意安全由于生石灰受潮熟化時(shí)放出大量的熱，而且體積膨脹，所以，儲(chǔ)存和運(yùn)輸生石灰時(shí)，還要注意安全。在石灰裝卸過(guò)程中也要注意安全。石灰砂漿A為凸出放射性裂紋，這是由于石灰漿的陳伏時(shí)間不足，制使其中部分過(guò)火石灰在石漿砂漿制作時(shí)尚未水化，導(dǎo)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(guò)程中干燥收縮所致。尤其是水灰比過(guò)大，石灰過(guò)多，易產(chǎn)生此類(lèi)裂紋。石灰砂漿A石灰砂漿B(1)水玻璃的組成和硬化

①水玻璃的組成

水玻璃俗稱(chēng)泡花堿，是由不同比例的堿金屬氧化物和二氧化硅化合而成的一種可溶于水的硅酸鹽。3.1.3水玻璃建筑常用的為硅酸鈉(Na2O·nSiO2)水溶液，又稱(chēng)鈉水玻璃。要求高時(shí)也使用硅酸鉀(K2O·nSiO2)的水溶液，又稱(chēng)鉀水玻璃。水玻璃為青灰色或淡黃色黏稠狀液體。二氧化硅(SiO2)與氧化鈉(Na2O)的摩爾數(shù)的比值n，稱(chēng)為水玻璃的模數(shù)。水玻璃的生產(chǎn)有干法和濕法兩種方法。干法用石英巖和純堿為原料，磨細(xì)拌勻后，在熔爐內(nèi)于1300-1400℃溫度下熔化，按下式反應(yīng)生成固體水玻璃，溶解于水而制得液體水玻璃。

濕法生產(chǎn)以石英巖粉和燒堿為原料，在高壓蒸鍋內(nèi)，2—3大氣壓下進(jìn)行壓蒸反應(yīng)，直接生成液體水玻璃。②水玻璃的生產(chǎn)nSiO2+Na2CO3=Na2O·nSiO2+CO23.1.3水玻璃產(chǎn)品名稱(chēng)：泡花堿化學(xué)名稱(chēng)：硅酸鈉別名：水玻璃英文名稱(chēng)：waterglass；sodiumsilicate分子式Na2O?nSiO2?xH2O物化性質(zhì)有液體、固體和粉狀等多種產(chǎn)品。常見(jiàn)的是液體，無(wú)色透明或帶淺灰色的粘稠物，物理性質(zhì)隨模數(shù)不同而異。固體為淺藍(lán)色顆粒狀。3.1.3水玻璃3.1.3水玻璃水玻璃的濃度越高，模數(shù)越高，則水玻璃的密度和黏度越大，硬化速度越快，硬化后的黏結(jié)力與強(qiáng)度、耐熱性與耐酸性就越高。

模數(shù)是影響水玻璃的重要因素，水玻璃在水中溶解的難易程度隨模數(shù)而定，n為1時(shí)能溶于常溫水中；n加大，則只能溶于熱水中；當(dāng)n大于3，要在4×105Pa以上蒸氣中才能溶解。

3.1.3水玻璃③水玻璃的硬化

水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，析出二氧化硅凝膠，并逐漸干燥脫水成為氧化硅而硬化，其表達(dá)式為：Na2O·nSiO2+CO2+mH2O＝nSiO2·mH2O+Na2CO3

由于空氣中二氧化碳的濃度較低，為加速水玻璃的硬化，常加入氟硅酸鈉(Na2SiF6)作為促硬劑，加速二氧化硅凝膠的析出。3.1.3水玻璃(2)水玻璃的性質(zhì)與應(yīng)用

水玻璃在凝結(jié)硬化后，黏結(jié)力強(qiáng),強(qiáng)度較高,耐酸性好,耐熱性好,耐堿性和耐水性差。利用水玻璃凝結(jié)硬化后的性能，在建筑工程中主要有以下幾方面用途：涂刷材料表面，提高抗風(fēng)化能力；加固土壤；配制速凝防水劑；修補(bǔ)磚墻裂縫。

3.1.3水玻璃①水玻璃的性質(zhì)水玻璃在凝結(jié)硬化后，具有以下特性：

A.黏結(jié)力強(qiáng)、強(qiáng)度較高——水玻璃在硬化后，其主要成分為二氧化硅凝膠和氧化硅，因而具有較高的黏結(jié)力和強(qiáng)度。用水玻璃配制的混凝土的抗壓強(qiáng)度可達(dá)15～40MPa。

B.耐酸性好——由于水玻璃硬化后的主要成分為二氧化硅，它可以抵抗除氫氟酸、過(guò)熱磷酸以外的幾乎所有的無(wú)機(jī)和有機(jī)酸。用于配制水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂漿、耐酸膠泥等

3.1.3水玻璃C.耐熱性好——硬化后形成的二氧化硅網(wǎng)狀骨架，在高溫下強(qiáng)度下降不大。用于配制水玻璃耐熱混凝土、耐熱砂漿、耐熱膠泥。D.耐堿性和耐水性差——水玻璃在加入氟硅酸鈉后仍不能完全硬化，仍然有一定量的水玻璃Na2O·nSiO2。由于SiO2和Na2O·nSiO2均可以溶于堿，且Na2O·nSiO2可溶于水，所以水玻璃硬化后不耐堿、不耐水。為提高耐水性，常采用中等濃度的酸對(duì)已硬化的水玻璃進(jìn)行酸洗處理。3.1.3水玻璃

利用水玻璃的上述性能，在建筑工程中主要有以下幾方面的用途：

A.涂刷材料表面，提高抗風(fēng)化能力——浸漬或涂刷黏土磚、水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、石材等多孔材料，可提高材料的密實(shí)度、強(qiáng)度、抗?jié)B性、抗凍性、及耐水性等。這是因?yàn)樗Ａc空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成硅酸凝膠，同時(shí)水玻璃也與材料中的氫氧化鈣反應(yīng)生成硅酸鈣凝膠，兩者填充于材料的孔隙，使材料致密。但不能用來(lái)涂刷或浸漬石膏制品，因?yàn)楣杷徕c會(huì)與硫酸鈣反映生成硫酸鈉，在制品孔隙中結(jié)晶，體積顯著膨脹，從而導(dǎo)致制品的破壞。②水玻璃的應(yīng)用3.1.3水玻璃B.加固土壤——將水玻璃和氯化鈣溶液交替壓注到土壤中，生成的硅酸凝膠和硅酸鈣凝膠可使土壤固結(jié)，從而避免了由于地下水滲透引起的土壤下沉。常用于粉土、砂土和填土的地基加固，稱(chēng)為雙液注漿。

②水玻璃的應(yīng)用3.1.3水玻璃

C.配制速凝防水劑——水玻璃加兩種、三種、或四種礬，即可配制成所謂的二礬、三礬、四礬速凝防水劑。這種多礬防水劑的凝結(jié)速度很快，一般為幾分鐘，其中四礬防水劑不超過(guò)1min，故工地上使用時(shí)必須做到即配即用。

多礬防水劑常用膽礬（硫酸銅，）、紅礬（重鉻酸鉀，K2Cr2O7）、明礬（也稱(chēng)白礬，硫酸鋁鉀）、紫礬等四種礬。②水玻璃的應(yīng)用3.1.3水玻璃

D.修補(bǔ)磚墻裂縫——將水玻璃、?；郀t礦渣粉、砂及氟硅酸鈉按適當(dāng)比例拌合后，直接壓入磚墻裂縫，可起到黏結(jié)和補(bǔ)強(qiáng)作用。

水玻璃應(yīng)在密閉的條件下存放，長(zhǎng)時(shí)間存放后，水玻璃會(huì)產(chǎn)生一定的沉淀，使用時(shí)應(yīng)攪拌均勻。②水玻璃的應(yīng)用3.1.3水玻璃3.2硅酸鹽水泥3.2.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)及礦物組成3.2.2硅酸鹽水泥的水化及凝結(jié)硬化3.2.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)3.2.4水泥石的腐蝕與防止

1824年，英國(guó)人丁·阿斯普丁(JosephAspdin)發(fā)明了一種把石灰石和粘土混合后加以煅燒來(lái)制造水泥的方法，并獲得了專(zhuān)利權(quán)。這種水泥同英國(guó)倫敦附近波特蘭(Portland)小城盛產(chǎn)的石材顏色相近。1870年以后，水泥作為一種新型工業(yè)在世界許多國(guó)家和地區(qū)得以發(fā)展和應(yīng)用。我國(guó)的水泥工業(yè)解放前十分落后，1876年只是在河北唐山成立了啟新洋灰公司，以后又相繼建立了大連、上海、廣州等水泥廠(chǎng)。歷史上最高年產(chǎn)量(1942年)只有229萬(wàn)t。我國(guó)水泥工業(yè)真正的發(fā)展是在解放以后。50年代，我國(guó)按照前蘇聯(lián)模式，在部分高校中設(shè)立了水泥專(zhuān)科和中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校，注重培養(yǎng)水泥方向的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，與此同時(shí)，國(guó)家成立了建材研究機(jī)構(gòu)，一部分專(zhuān)業(yè)人員潛心研究水泥技術(shù)，并建成了一批水泥廠(chǎng)。經(jīng)過(guò)50年的發(fā)展，我國(guó)水泥工業(yè)在世界上舉足輕重，1998年我國(guó)水泥產(chǎn)量已達(dá)5．36億t，連續(xù)多年居世界第一。在提高水泥產(chǎn)量的同時(shí)，水泥質(zhì)量也不斷提高。產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)不斷更新，并逐步向國(guó)際化接軌。90年代以來(lái)已開(kāi)始在水泥行業(yè)廣泛使用了產(chǎn)品質(zhì)量國(guó)際認(rèn)證體系。我國(guó)水泥的發(fā)展3.2硅酸鹽水泥3.2.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)及礦物組成水泥是能與水發(fā)生物理化學(xué)作用，使其由可塑性漿體硬化成堅(jiān)硬的人造石材的一種粉末狀水硬性膠凝材料。它是重要的建筑材料。(1)硅酸鹽水泥的定義與分類(lèi)

凡以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主的

，摻入、

磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，就是硅酸鹽水泥(也稱(chēng)波特蘭水泥)。0～5％的石灰石水泥熟料或?；郀t礦渣適量石膏當(dāng)硅酸鹽水泥中不摻混合材料時(shí)，稱(chēng)為Ⅰ型硅酸鹽水泥，代號(hào)。當(dāng)硅酸鹽水泥中混合材料摻量不超過(guò)5%時(shí)，稱(chēng)為Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號(hào)。P.ⅠP.Ⅱ（2）硅酸鹽水泥的生產(chǎn)概述

原料：石灰質(zhì)原料主要提供ＣaＯ，粘土質(zhì)原料主要提供Ａl２O３，SiO2

以及Ｆe２O３。校正原料補(bǔ)充兩種原料中所缺少的鐵。硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝概括起來(lái)就是“二磨一燒”，如下圖所示：3.2.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)及礦物組成3.2硅酸鹽水泥圖水泥生產(chǎn)工藝流程示意圖

3.2.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)及礦物組成3.2硅酸鹽水泥(3)硅酸鹽水泥熟料礦物組成①硅酸三鈣(簡(jiǎn)稱(chēng)C3S)——其礦物組成為3CaO·SiO2，含量約50%左右。②硅酸二鈣(簡(jiǎn)稱(chēng)C2S)——其礦物組成為2CaO·SiO2，含量約20%左右。③鋁酸三鈣(簡(jiǎn)稱(chēng)C3A)——其礦物組成為3CaO·Al2O3，含量7%～15%。④鐵鋁酸四鈣(簡(jiǎn)稱(chēng)C4AF)——其礦物組成為4CaO·Al2O3·Fe2O3，含量10%～18%。⑤其它礦物組成——硅酸鹽水泥熟料中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)。它們可能對(duì)水泥的質(zhì)量及應(yīng)用帶來(lái)不利影響。3.2.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)及礦物組成3.2硅酸鹽水泥3.2.2硅酸鹽水泥的水化硬化(1)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(yīng)。分述如下：①硅酸三鈣水化

硅酸三鈣在常溫下的水化反應(yīng)生成水化硅酸鈣(C-S-H凝膠)和氫氧化鈣。

3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)23.2硅酸鹽水泥②硅酸二鈣的水化

β-C2S的水化與C3S相似，只不過(guò)水化速度慢而已。

2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2

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(wú)大區(qū)別，故也稱(chēng)為C-S-H凝膠。但CH生成量比C3S的少，結(jié)晶卻粗大些。3.2.2硅酸鹽水泥的水化硬化3.2硅酸鹽水泥

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)受液相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）。

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(jiǎn)稱(chēng)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)③鋁酸三鈣的水化④鐵相固溶體的水化

水泥熟料中鐵相固溶體可用C4AF作為代表。它的水化速率比C3A略慢，水化熱較低，即使單獨(dú)水化也不會(huì)引起快凝。其水化反應(yīng)及其產(chǎn)物與C3A很相似。硅酸鹽水泥熟料中這四種礦物組成的特性是：１）反應(yīng)速度Ｃ３Ａ最快，Ｃ３Ｓ較快，Ｃ４ＡＦ也較快，Ｃ２Ｓ最慢；２）放熱量Ｃ３Ａ最大，Ｃ３Ｓ較大，Ｃ４ＡＦ居中，Ｃ２Ｓ最小；３）強(qiáng)度Ｃ３Ｓ最高，Ｃ２Ｓ早期低，但后期增長(zhǎng)率較大。故Ｃ３Ｓ和Ｃ２Ｓ為水泥強(qiáng)度主要來(lái)源。Ｃ３Ａ強(qiáng)度不高，Ｃ４ＡＦ含量對(duì)抗折強(qiáng)度有利；（2）.硅酸鹽水泥各礦物組成性能比較硅酸鹽水泥主要礦物組成與特性礦物組成硅酸三鈣C3S硅酸二鈣C2S鋁酸三鈣C3A鐵鋁酸四鈣C4AF與水反應(yīng)速度中慢快中水化熱中低高中對(duì)強(qiáng)度的作用早期良差良良后期良優(yōu)中中圖各熟料礦物的強(qiáng)度增長(zhǎng)(3)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(duì)硅酸鹽水泥水化起緩凝劑作用。

隨著水化的進(jìn)一步進(jìn)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(shí)，此時(shí)水泥漿體逐步產(chǎn)生強(qiáng)度進(jìn)入硬化階段。

凝結(jié)硬化的影響因素有：水泥的熟料礦物組成及細(xì)度，水泥漿的水灰比，環(huán)境溫度和濕度和齡期，以及石膏的摻量。（4）凝結(jié)硬化的影響因素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)，水泥顆粒平均粒徑小，比表面積大，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(dāng)水泥漿中加水較多時(shí)，水灰比較大，此時(shí)水泥的初期水化反應(yīng)得以充分進(jìn)行；但是水泥顆粒間原來(lái)被水隔開(kāi)的距離較遠(yuǎn)，顆粒間相互連接形成骨架結(jié)構(gòu)所需的凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，所以水泥漿凝結(jié)較慢,且空隙多，降低水泥石的強(qiáng)度。③石膏的摻量

硅酸鹽水泥中加入適量的石膏會(huì)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(qiáng)度。但是石膏摻量過(guò)多時(shí)，可能危害水泥石的安定性。④環(huán)境溫度和濕度

水泥水化反應(yīng)的速度與環(huán)境的溫度有關(guān)，只有處于適當(dāng)溫度下，水泥的水化、凝結(jié)和硬化才能進(jìn)行。通常，溫度較高時(shí)，水泥的水化、凝結(jié)和硬化速度就較快。當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃時(shí)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(yīng)，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(jìn)行。保持水泥漿溫度和濕度的措施，稱(chēng)水泥的養(yǎng)護(hù)。⑤齡期

水泥漿隨著時(shí)間的延長(zhǎng)水化物增多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)就逐漸致密，一般來(lái)說(shuō)，強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)。3.2.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)１.技術(shù)性質(zhì)按照我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》（ＧＢ175一1999）規(guī)定，硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)包括下列項(xiàng)目：１）化學(xué)性質(zhì)為了保證水泥的使用質(zhì)量，水泥的化學(xué)指標(biāo)主要是控制水泥中有害的化學(xué)成分含量，若其超過(guò)最大允許限量，即意味著對(duì)水泥性能和質(zhì)量可能產(chǎn)生有害或潛在的影響。（１）氧化鎂含量（２）三氧化硫含量（３）燒失量（４）不溶物我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ＧＢ175一1999）規(guī)定：凡、、、中的任一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，均為廢品。三氧化硫氧化鎂初凝時(shí)間安定性２）物理力學(xué)性質(zhì)細(xì)度

硅酸鹽水泥比表面積大于300m2/kg。

水泥顆粒過(guò)粗既不利于水泥活性的發(fā)揮，又影響了其保水成漿的性能。水泥凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度為使水泥凝結(jié)時(shí)間和安定性的測(cè)定結(jié)果具有可比性，在此兩項(xiàng)測(cè)定時(shí)必須采用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿。我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定，水泥凈漿稠度是采用標(biāo)準(zhǔn)維卡儀測(cè)定的，以試桿沉入凈漿距底板６mm±1mm時(shí)的稠度為“標(biāo)準(zhǔn)稠度”，此時(shí)的用水量為標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。負(fù)壓篩析儀水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度與凝結(jié)時(shí)間測(cè)定水泥稠度凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀凝結(jié)時(shí)間

硅酸鹽水泥初凝時(shí)間不得早于45min，終凝時(shí)間不得遲于6h30min。

初凝為水泥加水拌合時(shí)起至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿開(kāi)始失去可塑性所需的時(shí)間；終凝為水泥加水拌和時(shí)起至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿完全失去可塑性并開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。為使水泥混凝土和砂漿有充分的時(shí)間進(jìn)行攪拌、運(yùn)輸、澆搗和砌筑，水泥初凝時(shí)間不能過(guò)短。當(dāng)施工完成，則要求盡快硬化，具有強(qiáng)度，故終凝時(shí)間不能太長(zhǎng)。安定性

安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過(guò)程中體積變化的均勻性。當(dāng)水泥漿體硬化過(guò)程發(fā)生了不均勻的體積變化，會(huì)導(dǎo)致水泥石膨脹開(kāi)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。引起水泥安定性不良的原因有三個(gè)：用沸煮法檢測(cè)必須合格熟料中游離氧化鎂過(guò)多。水泥中的氧化鎂（MgO）在水泥凝結(jié)硬化后，會(huì)與水生成Mg(OH)2。該反應(yīng)比過(guò)燒的氧化鈣與水的反應(yīng)更加緩慢，且體積膨脹，會(huì)在水泥硬化幾個(gè)月后導(dǎo)致水泥石開(kāi)裂。石膏摻量過(guò)多。當(dāng)石膏摻量過(guò)多時(shí)，水泥硬化后，在有水存在的情況下，它還會(huì)繼續(xù)與固態(tài)的水化鋁酸鈣反應(yīng)生成高硫型水化硫鋁酸鈣（俗稱(chēng)鈣礬石，簡(jiǎn)寫(xiě)成AFt），體積約增大1.5倍，引起水泥石開(kāi)裂。熟料中游離氧化鈣過(guò)多。水泥熟料中含有游離氧化鈣，其中部分過(guò)燒的氧化鈣CaO在水泥凝結(jié)硬化后，會(huì)緩慢與水生成Ca(OH)2。該反應(yīng)體積膨脹，使水泥石發(fā)生不均勻體積變化。因?yàn)檠趸V和三氧化硫已作定量限制，而游離氧化鈣對(duì)安定性的影響不僅與其含量有關(guān)，還與水泥的煅燒溫度有關(guān)，故難以定量。沸煮可加速氧化鈣的熟化，故需用沸煮法檢驗(yàn)水泥的體積安定性，測(cè)試方法可以用試餅法也可用雷氏法，本書(shū)實(shí)驗(yàn)部分介紹了這兩種方法，有爭(zhēng)議時(shí)以雷氏法為準(zhǔn)。雷氏夾雷氏夾測(cè)定儀LD-50雷氏夾測(cè)定儀

LJ-175型雷氏夾FZ-31A型水泥雷氏沸煮箱.強(qiáng)度

水泥等級(jí)按規(guī)定齡期的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度來(lái)劃分，按水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）測(cè)定其強(qiáng)度，各強(qiáng)度等級(jí)水泥的各齡期強(qiáng)度不得低于表3-7中的數(shù)值。表3-7硅酸鹽水泥各齡期的強(qiáng)度要求注：帶R的為早強(qiáng)型。

強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度（MPa）抗折強(qiáng)度（MPa）3d28d3d28d42.5

42.5R

52.5

52.5R

62.5

62.5R17.0

22.0

23.0

27.0

28.0

32.042.5

42.5

52.5

52.5

62.5

62.53.5

4.0

4.0

5.0

5.0

5.56.5

6.5

7.0

7.0

8.0

8.0我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》（GB/Ｔ17671－1999）簡(jiǎn)稱(chēng)ISO法規(guī)定，以1:3的水泥和標(biāo)準(zhǔn)砂（標(biāo)準(zhǔn)砂滿(mǎn)足級(jí)配要求），采用0.5的水灰比，用標(biāo)準(zhǔn)制作方法制成40mm×40mm×160mm的標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，達(dá)到規(guī)定齡期（3d，28d）時(shí)，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB175－1999）規(guī)定的最低強(qiáng)度值來(lái)確定其強(qiáng)度等級(jí)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算

①抗折強(qiáng)度測(cè)定

以一組三個(gè)棱柱體抗折結(jié)果的平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)3個(gè)強(qiáng)度值中有超出平均值±10％時(shí)，應(yīng)剔除后再取平均值作為抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

fm=3PL/2bh2②抗壓強(qiáng)度測(cè)定

抗壓強(qiáng)度按下式進(jìn)行計(jì)算：

f=Fc/A

式中f——破壞時(shí)的最大荷截，N；

A——受壓部分面積，mm2（40mm×40mm＝1600mm2）。

以一組三個(gè)棱柱體上得到的6個(gè)抗壓強(qiáng)度測(cè)定值的算術(shù)平均為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如6個(gè)測(cè)定值中有一個(gè)超出六個(gè)平均值的±10％，就應(yīng)剔除這個(gè)結(jié)果，而以剩下5個(gè)的平均數(shù)為結(jié)果。如果5個(gè)測(cè)定值中再有超過(guò)它們平均數(shù)±10％的，則此組結(jié)果作廢。

③實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理

各試體的抗折強(qiáng)度記錄至0.1MPa，平均值計(jì)算精確至0.1MPa。

單個(gè)抗壓強(qiáng)度結(jié)果計(jì)算至0.1MPa，平均值計(jì)算精確至0.1MPa。

水泥膠砂攪拌機(jī)水泥膠砂振實(shí)臺(tái)40×40×160mm水泥抗折試模DKZ—500型電動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī)全自動(dòng)水泥抗壓試驗(yàn)機(jī)堿

水泥中堿含量按Na2O＋0.653K2O計(jì)算值來(lái)表示。若使用活性骨料，用戶(hù)要求提供低堿水泥時(shí)，水泥中堿含量不得大于0.60%或由供需雙方商定。

我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ＧＢ175一1999）規(guī)定：凡、、、中的任一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，均為廢品。凡細(xì)度、終凝時(shí)間、不溶物和燒失量中的任一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或混合材料摻加量超過(guò)最大限量，或強(qiáng)度低于商品標(biāo)號(hào)規(guī)定的指標(biāo)時(shí)，稱(chēng)為不合格品，廢品水泥在工程中嚴(yán)禁使用。三氧化硫氧化鎂初凝時(shí)間安定性3.2.4水泥石的腐蝕與防止硅酸鹽水泥石的腐蝕和防止１.水泥石的腐蝕１）淡水侵蝕:溶出性侵蝕２）鹽類(lèi)的侵蝕硫酸鹽的侵蝕鎂鹽侵蝕3）酸類(lèi)腐蝕碳酸腐蝕一般酸腐蝕：廢水中含有的無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸等4）強(qiáng)堿腐蝕鋁酸鹽含量高的水泥易受腐蝕

１）根據(jù)建筑物環(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）加做保護(hù)層。

水泥石腐蝕的防止3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥3.3.1水泥混合材料3.3.2普通硅酸鹽水泥3.3.3礦渣硅酸鹽水泥3.3.4火山灰硅酸鹽水泥3.3.5粉煤灰硅酸鹽水泥3.3.6復(fù)合硅酸鹽水泥⑴活性混合材料

活性混合材是具有火山灰性或潛在水硬性，以及兼有火山灰性和水硬性的礦物質(zhì)材料。?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)混合材料和粉煤灰都屬于活性混合材料。3.3.1水泥混合材料3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥它們中都含有大量活性氧化硅（SiO2）與活性氧化鋁（Al2O3）。與水調(diào)和后，它們本身不會(huì)硬化或硬化極為緩慢，強(qiáng)度很低。但在氫氧化鈣溶液中，就會(huì)發(fā)生顯著的水化，特別是在飽和的氫氧化鈣溶液中及有石膏存在的條件下水化更快。3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥常用的激發(fā)劑堿性激發(fā)劑：主要有：硫酸鹽激發(fā)劑：主要有：石灰熟料石膏工業(yè)副產(chǎn)石膏產(chǎn)生Ca(OH)2CaSO43.3摻混合材料的硅酸鹽水泥①?；郀t礦渣：凡在高爐冶煉生鐵時(shí)，所得以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，經(jīng)淬冷成粒后，即為?；郀t礦渣，簡(jiǎn)稱(chēng)礦渣。3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥②粉煤灰：從煤粉爐煙道氣體中收集的粉末稱(chēng)為粉煤灰。

③火山灰質(zhì)混合材料：凡天然的或人工的以氧化硅、氧化鋁為主要成分的礦物質(zhì)材料，本身磨細(xì)加水拌和并不硬化，但與氣硬性的石灰混合后，再加水拌和，則不單能在空氣中硬化，而且能在水中繼續(xù)硬化的，稱(chēng)為火山灰混合材料。3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥礦渣3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥粉煤灰玻璃體

3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥

⑵非活性混合材

活性指標(biāo)低于GB1596、GB2847和GB203標(biāo)準(zhǔn)要求的粉煤灰，火山灰質(zhì)混合材料和粒化高爐礦渣以及石灰石和砂巖。石灰石中的三氧化二鋁含量不得超過(guò)2.5%。3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥提高水泥產(chǎn)量降低水泥強(qiáng)度等級(jí)減少水化熱降低成本改善砂漿或混凝土和易性作用3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥3.3.2摻混合材的硅酸鹽水泥⑴普通硅酸鹽水泥（普通水泥）

P.O(ordinaryportlandcement)

硅酸鹽水泥熟料為主加入6％～15％的混合材料適量石膏磨細(xì)3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥的強(qiáng)度指標(biāo)強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度(MPa)抗折強(qiáng)度(MPa)3d28d3d28d32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.552.522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.03.3摻混合材料的硅酸鹽水泥⑵礦渣硅酸鹽水泥(礦渣水泥)P.S(Portlandblastfurnace-slagcement)硅酸鹽水泥熟料20％～70％的?；郀t礦渣適量石膏

3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥⑶火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥(火山灰水泥)P.P(portlandPozzolanacement)

硅酸鹽水泥熟料20％～50％的火山灰質(zhì)混合材料適量石膏

3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥⑷粉煤灰硅酸鹽水泥(粉煤灰水泥)

P.F(portlandfly-ashcement)。

硅酸鹽水泥熟料20％～40％的粉煤灰適量石膏

3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥礦渣/粉煤灰/火山灰硅酸鹽水泥的強(qiáng)度指標(biāo)強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度抗折強(qiáng)度3天7天3天7天32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.03.3摻混合材料的硅酸鹽水泥⑸復(fù)合硅酸鹽水泥(復(fù)合水泥)

P.C（Compositeportlandcement）

硅酸鹽水泥熟料兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料適量的石膏3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥混合材料總摻量大于15%，不超過(guò)50%

允許用不超過(guò)8%的窯灰代替與普通水泥的區(qū)別：混合材須＞15%與礦渣、粉煤灰、火山灰質(zhì)水泥的區(qū)別：

1、必須摻兩種或兩種以上的混合材料

2、擴(kuò)大了混合材的品種復(fù)合硅酸鹽水泥3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥摻混合材水泥的共性（1）凝結(jié)硬化速度慢，二次水化。（2）水化放熱速度慢，放熱量少。（3）對(duì)溫度較為敏感。適合蒸汽養(yǎng)護(hù)。（4）抗侵蝕能力強(qiáng)。（5）抗凍性和抗碳化能力差。3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥摻混合材水泥的特性礦渣硅酸鹽水泥：耐熱性好，保水性、泌水性大，干縮性大火山灰水泥：吸收石灰，產(chǎn)生膨脹膠化作用結(jié)構(gòu)致密，密實(shí)度和抗?jié)B性好；耐磨性差，干燥收縮大，干熱條件下易起粉。粉煤灰水泥：干縮小，抗裂性好，拌制的混凝土和易性好。3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥水泥名稱(chēng)代號(hào)硅酸鹽水泥P·Ⅰ、P·Ⅱ普通硅酸鹽水泥P·O礦渣硅酸鹽水泥P·S粉煤灰硅酸鹽水泥P·F火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥P·P復(fù)合硅酸鹽水泥P·C各種水泥的代號(hào)3.3摻混合材料的硅酸鹽水泥3.4.1白色和彩色硅酸鹽水泥3.4.2快硬水泥3.4.3膨脹水泥及自應(yīng)力水泥3.4.4道路硅酸鹽水泥3.4其他水泥白色水泥和彩色水泥白色硅酸鹽水泥(簡(jiǎn)稱(chēng)“白水泥”)P·W（whiteportlandcement）氧化鐵含量少的硅酸鹽水泥熟料適量石膏本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的混合材料白色硅酸鹽水泥GB/T2015-20053.4其他水泥硅酸鹽水泥的顏色主要由氧化鐵引起。白色硅酸鹽水泥（簡(jiǎn)稱(chēng)白水泥）的生產(chǎn)主要是降低氧化鐵含量。水泥中鐵含量與水泥顏色的關(guān)系氧化鐵含量(%)3-40.45-0.70.35-0.4水泥顏色暗灰色淡綠色白色3.4其他水泥此外，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(wú)灰分的天然氣或重油。由于生料中的氧化鐵含量少，故要求較高的煅燒溫度（1500～1600℃），降低煅燒溫度。3.4其他水泥白水泥的物理性能要求主要包括白度（Whiteness）。本標(biāo)準(zhǔn)采用GB3977規(guī)定的國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)1964補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)照明體D65，以色品指數(shù)和明度指數(shù)為基數(shù)采用亨特公式計(jì)算白度，代替原來(lái)的三色反射比白度(1991版的7.5，本版的7.5)。3.4其他水泥取消白水泥的白度等級(jí)，確定白水泥最低白度值(1991版的5.7，本版的6.5)。水泥白度值應(yīng)不低于87。3.4其他水泥GB/T2015-2005中規(guī)定的白水泥的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)6.1三氧化硫水泥中的三氧化硫的含量應(yīng)不超過(guò)3.5%。6.2細(xì)度80方孔篩篩余應(yīng)不超過(guò)10%。6.3凝結(jié)時(shí)間初凝應(yīng)不早于45min，終凝應(yīng)不遲于10h。6.4安定性用沸煮法檢驗(yàn)必須合格。3.4其他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（zhe）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(lái)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。3.4其他水泥白水泥直塑(牡丹仙子）3.4其他水泥彩色水泥地磚彩色水泥3.4其他水泥快硬水泥①快硬硅酸鹽水泥

凡以硅酸鹽水泥熟料和石膏磨細(xì)制成，以3d抗壓強(qiáng)度表示強(qiáng)度等級(jí)的水硬性膠凝材料，稱(chēng)為快硬硅酸鹽水泥（簡(jiǎn)稱(chēng)快硬水泥）。

3.4其他水泥快硬硅酸鹽水泥生產(chǎn)方法與硅酸鹽水泥基本相同，只是要求C3S和C3A含量高些。

快硬硅酸鹽水泥水化放熱速率快，水化熱較高，早期強(qiáng)度高，但干縮率較大。主要用于搶修工程、軍事工程、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件，適用于配制干硬混凝土，水灰比可控制在0.40以下。3.4其他水泥②鋁酸鹽水泥凡以鋁酸鈣為主、氧化鋁含量約50％的熟料，磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱(chēng)為高鋁水泥，又稱(chēng)為釩土水泥。3.4其他水泥鋁酸鹽水泥的礦物組成

(1)鋁酸一鈣((CaO·Al2O3，簡(jiǎn)寫(xiě)CA)，是高鋁水泥中最生要的礦物,其特點(diǎn)是凝結(jié)正常、硬化迅速，是高鋁水泥強(qiáng)度的主要來(lái)源。

(2)二鋁酸一鈣(CaO·2Al2O3，簡(jiǎn)寫(xiě)CA2)。水化硬化慢，早期強(qiáng)度低，但后期強(qiáng)度能不斷提高。

(3)七鋁酸十二鈣(12CaO·