硅酸鹽水泥的性能

第10章硅酸鹽水泥的性能

第10章硅酸鹽水泥的性能

本章學(xué)習(xí)要點

◆凝結(jié)時間◆強度◆體積變化及水化熱◆耐久性10.1凝結(jié)時間復(fù)習(xí)相關(guān)知識◆水泥是一種什么材料？無機水硬性膠凝材料◆水泥的水化、凝結(jié)和硬化？水泥加水拌和,發(fā)生水化反應(yīng)，漿體逐漸失去流動性和可塑性。

首先形成粘結(jié)砂石的可塑性漿體。

最終形成具有機械強度的石狀體。10.1.1基本概念◆凝結(jié)時間的定義

凝結(jié)過程水泥加水拌和成水泥漿體，逐漸失去流動性、可塑性，形成具有一定強度的硬化漿體的過程。

凝結(jié)時間水泥從拌水開始到失去流動性，即從可塑性狀態(tài)發(fā)展到固體狀態(tài)所需要的時間。

●初凝時間：從加水拌和起，到水泥漿體開始失去可塑性所需時間。

●終凝時間：從加水拌和起，到水泥漿體完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度所需時間?！裟Y(jié)時間的測定

水泥加水制成標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿→裝?！B(yǎng)護(hù)→用符合GB3350.6規(guī)定的儀器進(jìn)行測定。

測定前的準(zhǔn)備工作調(diào)整凝結(jié)時間測定儀的試針，當(dāng)接觸玻璃板時，指針應(yīng)對準(zhǔn)標(biāo)尺零點。

◆凝結(jié)時間的重要意義

水泥漿體的凝結(jié)時間，對于建筑工程的施工具有十分重要的意義。

若初凝時間太短，混凝土、砂漿將來不及攪拌、運輸、澆搗或砌筑，影響工程質(zhì)量。

若終凝時間太長，未產(chǎn)生足夠大的強度，將延長脫模及養(yǎng)護(hù)時間，影響施工進(jìn)度。

◆凝結(jié)時間的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

我國硅酸鹽水泥國家標(biāo)準(zhǔn)GB175—2007規(guī)定：

初凝不得早于45min（≥45min）

終凝不的遲于390min（≤6.5h）10.1.2影響凝結(jié)時間的因素

水泥凝結(jié)時間的長短取決于其凝結(jié)速度的快慢，兩者成反比關(guān)系。凡是影響水化速度的各種因素，基本上也同樣影響水泥的凝結(jié)速度。但水化和凝結(jié)又有一定的差異。影響水泥凝結(jié)速度的主要因素，有熟料礦物組成、水泥細(xì)度、水灰比、溫度和外加劑等?！舻V物組成

熟料礦物28天后的水化速度大小順序為：C3A＞C3S＞C4AF＞C2S

水泥的凝結(jié)速度既與熟料礦物水化難易有關(guān)，又與各礦物的含量有關(guān)。

C3A含量↑時，水泥迅速凝結(jié)C3A含量較少時，C3S起主導(dǎo)作用，凝結(jié)正常C3A減少、增加C2S（水泥速度慢）水泥凝結(jié)變慢F-CaO，含量過多，出現(xiàn)速凝現(xiàn)象堿含量多時，凝結(jié)時間不正常同一礦物組成：快冷熟料，C3A.C4AF等液相大量形成玻璃質(zhì)：結(jié)構(gòu)致密，水化緩慢、凝結(jié)正常慢冷或欠燒時，C3A晶體多、水化凝結(jié)迅速過燒時，結(jié)構(gòu)致密，水化凝結(jié)緩慢◆水泥細(xì)度

水泥粉磨越細(xì)，其比表面積就越大，晶體產(chǎn)生扭曲、錯位等缺陷越多，水化速度越快，凝結(jié)越迅速；反之凝結(jié)越慢。90um惰性，60慢，＜40um快，占65-75%，＜10um迅速，占25-30%。水泥過細(xì)，產(chǎn)量↓，電耗及金屬損耗↑，成本↑。顆粒過粗，不利于水泥活性發(fā)揮。硅酸鹽水泥國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：

80μm方孔篩篩余不超過（≤）10%

比表面積不小于（≥）300m2/kg◆水灰比（W/C）

水灰比越大，水化越快，凝結(jié)反而變慢。這是因為加水量過多，顆粒間距增大，水泥漿體結(jié)構(gòu)不易緊密，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)難以形成的緣故。水灰比過大時，會使水泥石結(jié)構(gòu)中孔隙太多，降低其強度，故水灰比不宜太大。適宜的用水量應(yīng)滿足兩方面的要求：

水泥水化反應(yīng)

水泥漿體稠度◆養(yǎng)護(hù)條件

溫度升高，水化加快，凝結(jié)時間縮短，反之則凝結(jié)時間會延長。夏季（高溫）和冬季（低溫）施工時，注意采取適當(dāng)?shù)拇胧?，以保證正常的凝結(jié)時間。低于0℃凝結(jié)停止

保溫

增濕◆外加劑

緩凝劑：延長凝結(jié)時間

促凝劑：縮短凝結(jié)時間影響水泥的凝結(jié)快慢因素是多方面的，最主要是C3A，因此在水泥生產(chǎn)中通常是摻入適量外加劑來控制水泥的凝結(jié)時間。石膏是常用的一種緩凝劑。有時，根據(jù)需要也摻入其他調(diào)凝外加劑。10.1.3石膏的作用及其適宜摻量的確定◆石膏的作用

可以控制水泥的水化速度、調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間。

改善水泥的性能。如提高早期強度，降低干縮變形，改善耐久性等。主要作用是調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間●快凝現(xiàn)象

在C3A含量較高，或石膏等緩凝劑摻量過少時，硅酸鹽水泥加水拌和后，C3A迅速反應(yīng)，很快生成大量片狀的水化鋁酸鈣（C4AH13），并相互連接形成松散的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)不可逆的固化現(xiàn)象，又稱為“速凝”或“閃凝”。產(chǎn)生這種不正常快凝時，漿體迅速放出大量熱，溫度急劇上升。●石膏的緩凝機理

水泥中摻加適宜石膏時，Ｃ3Ａ在石膏--石灰的飽和溶液中，生成溶解度極低的三硫型水化硫鋁酸鈣（AFt），又稱鈣礬石。棱柱狀的小晶體生長在水泥顆粒表面，形成覆蓋層或薄膜，阻滯了水分子及離子的擴散，降低了水化速度，延長了凝結(jié)時間，防止了快凝現(xiàn)象發(fā)生。由圖可知，石膏摻量過多或過少都會導(dǎo)致不正常凝結(jié)。石膏的適宜摻量？

◆影響石膏摻量的因素

石膏的種類

各種石膏的溶解度、溶解速度與緩凝作用石膏種類化學(xué)式溶解度(g/L)相對溶解速度相對緩凝作用半水石膏CaSO4·0.5H2O6快很強烈二水石膏CaSO4·2H2O2.4慢較強烈可溶性無水石膏CaSO4·0.001～0.5H2O6快很強烈天然無水石膏CaSO42.1最慢弱

熟料中C3A含量

快凝是由C3A造成的，C3A含量是石膏摻量最主要的影響因素。C3A含量高，石膏摻量應(yīng)相應(yīng)增加，反之則減少。

水泥中SO3含量

當(dāng)水泥中SO3含量較高時，則要相應(yīng)減少石膏摻量。

水泥細(xì)度

相同C3A含量下，當(dāng)水泥粉磨得較細(xì)時，其比表面積增大，水化加快，則應(yīng)適當(dāng)增加石膏摻量。

混合材的品種和數(shù)量

采用?；郀t礦渣，且含量較多時，應(yīng)適當(dāng)多摻入些石膏。石膏除了起緩凝劑作用外，還對礦渣活性起到硫酸鹽激發(fā)劑的作用。

水泥中堿含量

堿含量較高時，其凝結(jié)速度加快，石膏摻量也應(yīng)適當(dāng)增加。

◆石膏最佳摻量的確定

經(jīng)驗公式計算

石膏摻量可以根據(jù)統(tǒng)計經(jīng)驗公式計算?？紤]影響石膏摻量的主要因素為水泥中C3A，當(dāng)水泥細(xì)度在5%～7%，使用二水石膏作為緩凝劑時，水泥中最佳石膏（以SO3計）摻量計算公式：用公式計算最佳石膏（以SO3計）摻量，方法簡便、迅速，結(jié)果比較可靠；但計算公式是僅考慮主要影響因素的統(tǒng)計經(jīng)驗公式，計算結(jié)果存在一定的誤差；因此，在使用公式計算時，要注意公式的適用范圍和條件。例：已知某廠水泥中C3A含量11（%），R2O含量0.6（%），試計算水泥中最佳石膏（以SO3計）摻量？◆石膏最佳摻量的確定

實驗確定法

公式計算法有時存在較大誤差，用實驗確定水泥中最佳石膏（以SO3計）摻量是工廠常用的方法。

具體步驟如下：

●取工廠熟料平均樣若干，破碎至≤1cm，充分混合后分成4～6等份；●分別加入不等量的石膏，折合成SO3為1～3.5%，摻入等量混合材；●把各組試樣粉磨至同一細(xì)度，分組做凝結(jié)時間、抗壓強度等實驗，繪制曲線。正常區(qū)域▲石膏摻量（SO3計）與凝結(jié)時間

由圖可知：當(dāng)SO3摻量小于1.3%時，石膏摻量過小，水泥會產(chǎn)生快凝，進(jìn)一步增加SO3含量時，石膏才出現(xiàn)明顯的緩凝作用，但SO3摻量超過2.5%以后時，凝結(jié)時間增長很少。一般硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥中石膏摻量(以SO3計)在1.5%～2.5%之間，屬于凝結(jié)時間正常區(qū)域。

強度最高值▲石膏摻量（SO3計）與抗壓強度

由圖可知：最初，水泥各齡期的抗壓強度是隨著SO3摻量的增加而增長，早期強度（3天）最為明顯；當(dāng)SO3摻量超過2.5%以后，強度開始下降。石膏摻量（SO3計）并不與凝結(jié)時間、抗壓強度成線性關(guān)系，石膏摻量在適當(dāng)范圍內(nèi)時，具有顯著的緩凝效果，且存在抗壓強度最高值。

實驗確定水泥中最佳石膏（SO3）摻量，結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，一般水泥廠都可采用；盡管方法稍復(fù)雜，但仍是一種行之有效的方法。應(yīng)注意幾點：

★根據(jù)生產(chǎn)的水泥品種要求，做出石膏摻量與水泥其他性能之間的關(guān)系曲線?！锂?dāng)熟料礦物C3A、水泥細(xì)度、水灰比、混合材變化較大時，應(yīng)重新實驗?！羰嘧罴褤搅康拇_定

水泥中最佳SO3摻量是指在凝結(jié)時間正常區(qū)域內(nèi)，各齡期抗壓強度為最高值，其他性能也為良好時的SO3摻量。水泥中最佳石膏摻量G（%）：（石膏配比）例：已知某廠水泥中最佳SO3摻量2.2（%），石膏中SO3含量48（%），試計算水泥中最佳石膏摻量？10.1.4假凝現(xiàn)象

◆假凝及其特征

假凝是指水泥加水拌和后，在幾分鐘內(nèi)即迅速凝結(jié)變硬，經(jīng)劇烈攪拌后，又重新恢復(fù)塑性的現(xiàn)象。不正常的早期快速固化現(xiàn)象比較比較項目假凝快凝凝結(jié)時間幾分鐘幾分鐘放熱量小大重新攪拌正常凝結(jié)不能恢復(fù)塑性強度大小沒有不利影響產(chǎn)生一定強度施工操作難度增大不可逆固化◆假凝的原因及預(yù)防措施

造成假凝的主要原因是水泥在粉磨時受到高溫，其中二水石膏脫水形成半水石膏甚至可溶性無水石膏。

在生產(chǎn)中，為了防止假凝，采用措施：

●使用無水硫酸鈣含量較高的石膏，以避免粉磨時石膏脫水；

●在水泥粉磨時采取一定的措施降溫，也可避免石膏脫水。

●在建筑施工中，可以延長攪拌時間來消除假凝現(xiàn)象的產(chǎn)生。

10.1.5其他調(diào)凝外加劑

◆緩凝劑

緩凝劑是用來延長凝結(jié)時間，使新拌混凝土漿體較長時間保持塑性，滿足較長時間運輸?shù)男枰?，提高施工效率?/p>

有機緩凝劑：木質(zhì)素磺酸鹽，羥基羥酸及其鹽，多元醇及其衍生物，糖類及碳水化合物，胺鹽和胺酸等。

無機緩凝劑：硼砂，氯化鋅，碳酸鋅，鐵、銅、鋅和鎘的硫酸鹽、磷酸鹽和偏磷酸鹽等。

幾種緩凝劑對水泥漿體凝結(jié)時間影響（1）幾種緩凝劑對水泥漿體凝結(jié)時間影響（2）◆促凝劑除氟化物、磷酸鹽及Zn、Sn、Pb鹽外，大多數(shù)可溶性無機鹽都能縮短水泥的凝結(jié)時間。其中，使用最多的是CaCl2。我國常用的是分別以鋁酸鈉（NaAlO2）、鋁酸鈣（C12A7,C11A7·CaF2）及硅酸鹽（Na2SiO3）為主要的速凝劑。10.2.體積安定性1、定義:水泥漿體硬化后體積變化的均勻性稱為水泥的體積安定性。即水泥硬化漿體能保持一定形狀，不開裂，不變形，不潰散的性質(zhì)。2、影響:混凝土構(gòu)件膨脹開裂,使建筑物強度降低.體積安定性不良的水泥應(yīng)作廢品處理，不得應(yīng)用于工程中，否則將導(dǎo)致嚴(yán)重后果。3、原因:導(dǎo)致水泥安定性不良的主要原因熟料中的游離氧化鈣、固體體積增大1.98倍游離氧化鎂、體積最大2.48倍摻入石膏過多等原因造成的、體積增大2.22倍4.檢驗方法:國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定．水泥的體積安定性用雷氏法或試餅沸煮法檢驗。規(guī)定標(biāo)準(zhǔn):GB175-2007,GB12958-1999,GB1344-1999規(guī)定:MgO≯5.0%,壓蒸安定性合格≯6.0%.壓蒸法檢驗.SO3≯3.5%,礦渣水泥≯4.0%.浸水法檢驗.F-CaO煮沸法檢驗合格.回轉(zhuǎn)窯＜1.0-1.5%,立窯＜2.0-3.0%.10.3強度

水泥的強度是評比水泥質(zhì)量重要的指標(biāo)，是劃分強度等級的依據(jù)。通常按齡期將28d以前的強度稱為早期強度，如1d、3d強度，28d及以后的強度稱為后期強度。10.3.1強度的產(chǎn)生和發(fā)展

水泥加水拌和后，熟料礦物迅速水化，生成大量的水化產(chǎn)物C-S-H凝膠，并生成Ca(OH)2及鈣釩石(AFt)晶體；經(jīng)過一定時間以后，C-S-H也以長纖維晶體從熟料顆粒上長出，同時鈣釩石晶體逐漸長大，在水泥漿體中相互交織聯(lián)結(jié)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生強度。隨著水化進(jìn)行，水化產(chǎn)物數(shù)量不斷增加，晶體尺寸不斷長大，從而使硬化漿體結(jié)構(gòu)更為致密，強度逐漸提高水泥的強度是按照GB/T17961-2007《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO）法》的標(biāo)準(zhǔn)方法制作的水泥膠砂試件，在20±1°C溫度的水中，養(yǎng)護(hù)到規(guī)定齡期時檢測的強度值。其中標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為4cm×4cm×16cm，膠砂中水泥與標(biāo)準(zhǔn)砂之比為1：3（W/C=0.5），標(biāo)準(zhǔn)試驗齡期分別為３d和28d．分別檢驗其抗壓強度和抗折強度。按照測定結(jié)果，將硅酸鹽水泥分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個強度等級。10.3.2影響水泥強度的因素

◆熟料的礦物組成

◆水泥細(xì)度

水泥越細(xì)，顆粒分布范圍越窄越均勻，其水化速度越快，而且水化更為完全，水泥的強度，尤其是早強越高，適當(dāng)增大水泥細(xì)度，還能改善漿體泌水性，和易性和粘結(jié)力等。但是水泥太細(xì)，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量越大，增大了硬化漿體結(jié)構(gòu)的孔隙率，從而引起強度下降?！羰┕l件

在施工過程中，水灰比，骨料級配，攪拌振搗的程度，養(yǎng)護(hù)溫度及是否采用外加劑等對強度有很大影響。

水灰比及密實程度

養(yǎng)護(hù)溫度

外加劑技術(shù)細(xì)度比表面積/(m2/kg)凝結(jié)時間/min安定性不溶物/(%)MgOSO3燒失量(%)氯離子性質(zhì)(沸煮法）含量/含量／(%)（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

初凝終凝

Ⅰ型Ⅱ型(%)

Ⅰ型Ⅱ型

指標(biāo)≥300≥45≤390必須合格≤0.75≤1.50≤5.0①≤3.5≤3.0≤3.5≤0.06②強度抗壓強度/MPa抗折強度/MPa等級3d28d3d28d42.5≥17.0≥42.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥42.5≥4.0≥6.552.5≥23.0≥52.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥52.5≥5.0≥7.062.5R≥32.0≥62.5≥5.5≥8.010.4體積變化與水化熱10.4.1體積變化◆化學(xué)減縮

水泥在水化硬化過程中，無水的熟料礦物轉(zhuǎn)變?yōu)樗a(chǎn)物，固相體積大大增加，而水泥漿體的總體積卻在不斷縮小，由于這種體積減縮是化學(xué)反應(yīng)所致,故稱化學(xué)減縮。收縮大小：C3A＞C4AF＞C3S＞C2S◆濕脹干縮

硬化水泥漿體的體積隨其含水量而變化。漿體結(jié)構(gòu)含水量增加時，其中凝膠粒子由于分子吸附作用而分開，導(dǎo)致體積膨脹，如果含水量減少，則會使體積收縮。濕脹和干縮大部分是可逆的。干燥與失水有關(guān)，但二者沒有線性關(guān)系?！籼蓟湛s

在一定的相對濕度下，硬化水泥漿體中的水化產(chǎn)物如Ca(OH)2、C-S-H等會與空氣中的CO2作用，生成CaCO3和H2O，造成硬化漿體的體積減少，出現(xiàn)不可塑的收縮現(xiàn)象，成為碳化收縮。

10.4.2水化熱

水泥的水化熱是由各種熟料礦物與水作用時產(chǎn)生的。在冬季施工中，水化放熱能提高水泥漿體的溫度，有利于水泥正常凝結(jié)。但在大體積混凝土工程中，水化放出的熱量聚集在混凝土內(nèi)部不易散失，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差較大而產(chǎn)生應(yīng)力，致使混凝土不均勻膨脹而產(chǎn)生裂縫，給工程帶來嚴(yán)重的危害。大量實驗表明，水泥的水化熱與礦物組成有關(guān)。四種單礦物28d以前的水化速度為：C3A＞C4AF＞C3S＞C2S。水化熱大小：C3A＞C3S＞C4AF＞C2S因此，要降低水泥的水化熱，應(yīng)該增大熟料中C2S和C4AF，相應(yīng)降低C3A和C3S的含量。

10.5硅酸鹽水泥的耐久性硬化水泥石結(jié)構(gòu)在一定環(huán)境條件下長期保持穩(wěn)定質(zhì)量和使用功能的性質(zhì)稱為耐久性。影響耐久性的因素有很多，主要有抗?jié)B性、抗凍性，以及對環(huán)境介質(zhì)的抗蝕性和堿集料反應(yīng)等。10.5.1抗?jié)B性抗?jié)B性是指硬化水泥石或混凝土抵抗各種有害介質(zhì)滲透的能力。硬化水泥漿體的抗?jié)B性一般用滲透系數(shù)k來表示。根據(jù)水對硬化水泥漿體的滲透試驗可知，當(dāng)水滲入水泥水泥石時，其滲水速率可用下式表示：dq/dt=k·A⊿h/Ldq/dt=k·A⊿h/L式中：dq/dt——滲水速率（cm3/s）；A——試件的橫截面面積（cm2）；⊿h——作用于試件兩側(cè)的水壓差（cm水柱）；L——試件厚度（cm）；k——滲透系數(shù)（cm/s）。由上式可知，當(dāng)試件尺寸和兩側(cè)水壓差一定時，滲水速率和滲透系數(shù)成正比，所以，常用滲透系數(shù)k表示抗?jié)B性的高低。連通毛細(xì)孔10.5.2抗凍性抗凍性：水泥石抵抗凍融循環(huán)的能力。據(jù)研究，寒冷地區(qū)的凍融循環(huán)對混凝土尤其是港口混凝土的破壞作用是相當(dāng)嚴(yán)重的。水泥的抗凍性一般是以試塊能經(jīng)受-15℃和20的循環(huán)凍融而抗壓強度損失率小于25%時的最高凍融循環(huán)次數(shù)來表示，如200次或300次凍融循環(huán)等。次數(shù)越多說明抗凍性越好。

毛細(xì)孔水：堿形成鹽溶液，-1℃結(jié)冰，孔徑越小，冰點越低。凝膠水：-78℃結(jié)冰10.5.3環(huán)境介質(zhì)的侵蝕1.淡水侵蝕

又稱溶出侵蝕，它是指硬化水泥漿體受淡水浸析時，其組成逐漸被水溶解并在水流動時被帶走，最終導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)破壞的現(xiàn)象。在各種水化產(chǎn)物中，Ca(OH)2溶解度最大，因而最先被溶解。由于水泥中的水化產(chǎn)物都必須在一定濃度的Ca(OH)2溶液中才能穩(wěn)定存在，當(dāng)Ca(OH)2被溶出后，若水量不多，且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則溶液會很快飽和，溶出即停止。但在流動水中，水流就會將Ca(OH)2不斷溶出并帶走，從而促使其他水化產(chǎn)物分解，特別在有水壓作用而混凝土的滲透性又較好的情況下，將會進(jìn)一步增大孔隙率，使水更易滲透，使溶出侵蝕加快２.一般酸的腐蝕又稱溶析和化學(xué)溶解雙重侵蝕。這是指硬化水泥漿體與酸性溶液接觸時，其化學(xué)組分就會直接溶析或與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成易溶物質(zhì)被水帶走，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的現(xiàn)象。工程結(jié)構(gòu)處于各種酸性介質(zhì)中時，酸性介質(zhì)易與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)，其反應(yīng)產(chǎn)物可能溶于水中而流失，或發(fā)生體積膨脹造成結(jié)構(gòu)物的局部被脹裂，破壞了水泥石的結(jié)構(gòu)。其基本化學(xué)反應(yīng)式為：（HCl.HNO3H2SO4.HF.HCOOH.CH2COOH)碳酸的腐蝕雨水及地下水中常溶有較多的二氧化碳，形成了碳酸。碳酸水先與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸鈣，碳酸鈣再與碳酸反應(yīng)生成可溶性的碳酸氫鈣，并隨水流失，從而破壞了水泥石的結(jié)構(gòu)。其腐蝕反應(yīng)過程為：3.鹽類腐蝕：（1）硫酸鹽的腐蝕當(dāng)環(huán)境中含有硫酸鹽的水滲入到水泥石結(jié)構(gòu)中時，會與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)生成石膏，石膏再與水泥石中的水化鋁酸鈣反應(yīng)生成鈣礬石，產(chǎn)生1.5倍的體積膨脹，這種膨脹必然導(dǎo)致脆性水泥石結(jié)構(gòu)的開裂，甚至崩潰。由于鈣礬石為微觀針狀晶體，人們常稱其為水泥桿菌。增大了94%，在水泥石內(nèi)產(chǎn)生很大的結(jié)晶壓力，從而引起水泥石開裂以至毀壞（2）鎂鹽的腐蝕MgSO4+Ca(OH)2+2H2O→CaSO4·

2H2O+Mg(OH)2MgCl2+Ca(OH)2

→CaCl2+Mg(OH)2（3）銨鹽的腐蝕(NH4)2SO4+Ca(OH)2→CaSO4·

2H2O+NH3↑

4.強堿腐蝕：2CaO·SiO2·nH2O+NaOH

→2Ca(OH)2+NaSiO3

+(n-1)H2O3CaO·Al2O3·6H2O+NaOH

→3Ca(OH)2+Na2O·Al2O3

+4H2ONaOH+CO2

+H2O

→Na2CO3

·10H2O體積膨脹10.5.4堿集料反應(yīng)水泥屬堿性物質(zhì),一般能夠抵抗堿類的侵蝕，但當(dāng)水泥結(jié)構(gòu)中堿含量較高，而配制混凝土的集料中含有活性物質(zhì)時，水泥結(jié)構(gòu)經(jīng)過一定時間后會出現(xiàn)明顯的膨脹開裂，甚至剝落潰散等現(xiàn)象，稱為堿集料反應(yīng)。

1.堿-氧化硅反應(yīng)堿集料反應(yīng)主要是由于水泥中堿含量較高（R2O＞0.6%），而同時集料中由含有活性SiO2時，堿就會與集料中的活性SiO2反應(yīng)，形成堿性硅酸鹽凝膠。反應(yīng)式如下：活性SiO2+2ROH→RO2·SiO2·nH2O上式反應(yīng)生成的堿性硅酸鹽凝膠有相當(dāng)強的吸水性能，在積聚水分的過程中產(chǎn)生膨脹而將硬化漿體結(jié)構(gòu)脹裂破壞。2.堿-碳酸鹽反應(yīng)

CaMg(CO3)2

白云石體積↑239%CaMg(CO3)2+2ROH→CaCO3+Mg(OH)2+R2CO3

R2CO3+Ca(OH)2→CaCO3+ROH循環(huán)破壞3.堿-硅酸鹽反應(yīng)生成物質(zhì)，緩慢膨脹破壞硅酸鈉凝膠、硅酸鉀凝膠一般情況下，堿集料反應(yīng)通常很慢，要經(jīng)過相當(dāng)長的時間后才會