第04章水泥教學(xué)課件

1、第四章 水 泥,膠凝材料,膠凝材料是指經(jīng)過自身的物理化學(xué)作用，在由可塑性漿體變成堅(jiān)硬石狀體的過程中，能將散粒的或塊狀物料膠結(jié)成一個整體的材料。 氣硬性膠凝材料：只能在空氣（干燥環(huán)境）中硬化，并保持或繼續(xù)提高其強(qiáng)度的膠凝材料。 水硬性膠凝材料：不僅能在空氣（干燥環(huán)境）中，而且能在水中更好地硬化，保持并繼續(xù)提高其強(qiáng)度的膠凝材料。,有機(jī)：瀝青、樹脂等,概 述,什么是水泥(cement)？ 水泥是以水化活性礦物為主要成分的水硬性膠凝材料。 水泥的種類有哪些？,水泥中的主要礦物,硅酸鹽系水泥,鋁酸鹽系水泥,硫鋁酸鹽系水泥,磷酸鹽系水泥,硫鋁酸鈣,硅酸鈣,鋁 酸 鈣,磷 酸 鈣, 鎂,根據(jù)水泥的主要礦物成

2、分，有：硅酸鹽系水泥、鋁酸鹽系水泥、硫鋁酸鹽系水泥、磷酸鹽系水泥等。,一、概 述,什么是水泥(cement)？ 水泥是以水化活性礦物為主要成分的水硬性膠凝材料。 水泥的種類有哪些？,水泥的特性,膨脹水泥,快 硬 水 泥,低 熱 水 泥,抗硫酸鹽水泥,根據(jù)水泥的主要礦物成分，有：硅酸鹽系水泥、鋁酸鹽系水泥、硫鋁酸鹽系水泥、磷酸鹽系水泥等。,硬化時膨脹,硬 化 速 度 快,水化熱低,耐 腐 蝕 性 好,根據(jù)水泥的特性，有：膨脹水泥、快硬水泥、低熱水泥、抗硫酸鹽水泥等。,概 述,什么是水泥(cement)？ 水泥是以水化活性礦物為主要成分的水硬性膠凝材料。 水泥的種類有哪些？,硅酸鹽系水泥,硅酸鹽水

3、泥,普通硅酸鹽水泥,摻混合材硅酸鹽水泥,特性硅酸鹽水泥,根據(jù)水泥的主要礦物成分，有：硅酸鹽系水泥、鋁酸鹽系水泥、硫鋁酸鹽系水泥、磷酸鹽系水泥等。,根據(jù)水泥的特性，有：膨脹水泥、快硬水泥、低熱水泥、抗硫酸鹽水泥等。,硅酸鹽系水泥品種 硅酸鹽水泥 普通硅酸鹽水泥； 摻混合材的硅酸鹽水泥 特性硅酸鹽水泥,水泥在土木建筑工程中的重要作用,水泥是當(dāng)今產(chǎn)量與用量最大的建筑材料！ 水泥及其砂漿、混凝土與纖維水泥等水泥基材料普遍用于各種土木建筑工程和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)！ 水泥的性能和正確選用對土木建筑工程的功能與質(zhì)量至關(guān)重要！,二、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)和礦物組成 凡由硅酸鹽水泥熟料、石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)

4、制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥（即國外通稱的Portland Cement） 。 硅酸鹽水泥分為兩種類型： a.不摻混合材的稱I型硅酸鹽水泥，其代號為P. I； b. 在硅酸鹽水泥熟料粉磨時摻入不超過水泥質(zhì)量5%的石灰石或?；郀t礦渣的稱II型硅酸鹽水泥，其代號為II。,1. 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)(硅酸鹽水泥是怎樣制造的？),原 料： 硅質(zhì)：粘土，(SiO2、Al2O3)， 占1/3 鈣質(zhì)：石灰石、白堊等，(CaO)，占2/3 調(diào)節(jié)原料：鐵礦與砂，調(diào)節(jié)與補(bǔ)充Fe2O3 與SiO2 制造工藝： 原料經(jīng)粉磨混合后得到水泥生料 生料經(jīng)窯內(nèi)煅燒得到水泥熟料 水泥熟料石膏(或再混合材）一起經(jīng)粉磨混合后

5、得到水泥 自動化生產(chǎn)過程,“兩磨一燒”,水泥生料可以是： 與水混合成漿體濕法工藝 加少量水制成料球半干法工藝 加稍多水制成濕球半濕法工藝 干粉混合物干法工藝,2、礦物組成 硅酸鹽水泥礦物組成為: a. 硅酸三鈣 硅酸三鈣的化學(xué)成分為ai2，其簡寫為3S。它是硅酸鹽水泥熟料中最主要的礦物成分，約占水泥熟料總量的7。硅酸三鈣遇水后能夠很快與水產(chǎn)生水化反應(yīng)，并產(chǎn)生較多的水化熱。它對促進(jìn)水泥的凝結(jié)硬化，特別是對水泥天內(nèi)的早期強(qiáng)度以及后期強(qiáng)度都起主要作用。,b. 硅酸二鈣 硅酸二鈣的化學(xué)成分為2ai2，其簡寫為C2S，約占水泥熟料總量的1537。硅酸二鈣遇水后反應(yīng)較慢，水化熱也較低。它不影響水泥的凝結(jié)，

6、對水泥的后期強(qiáng)度起主要作用。 c. 鋁酸三鈣 鋁酸三鈣的化學(xué)成分是CaOAl2O3，其簡寫為C3，約占水泥熟料總量的7 15。鋁酸三鈣遇水后反應(yīng)極快，產(chǎn)生的熱量大而且很集中。鋁酸三鈣對水泥的凝結(jié)起主導(dǎo)作用，但其水化產(chǎn)物強(qiáng)度較低，主要對水泥的早期強(qiáng)度有所貢獻(xiàn)。,d. 鐵鋁酸四鈣 化學(xué)成份CaOAl2O3Fe2O3，其簡寫為4AF，約占水泥熟料總量的1018。鐵鋁酸四鈣遇水時水化反應(yīng)也很快，水化熱較低，水化產(chǎn)物的強(qiáng)度不高，對水泥石的抗壓強(qiáng)度貢獻(xiàn)不大，主要對抗折強(qiáng)度貢獻(xiàn)較大。,e、其它成分,游離氧化鈣（f-CaO）,它是在煅燒過程中未能反應(yīng)結(jié)合而殘存下來的過燒并呈游離態(tài)的CaO。如果含量較高，則由于

7、其滯后的水化，產(chǎn)生結(jié)晶膨脹而導(dǎo)致水泥石開裂，甚至破壞，造成水泥安定性不良。熟料中游離氧化鈣控制在1%到2%以下。 游離氧化鎂（f-MgO ），是一種有害成分，含量多時會使水泥安定性不良。不得超過5%。,e、其它成分,SO3，它主要是粉磨熟料時摻入石膏帶來的。當(dāng)石膏摻量合適時 既可以調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間，又可以提高水泥的性能；但當(dāng)石膏摻入量超過一定值時，會使水泥的性能變差。SO3的含量不得超過3.5%。 堿分（K2O，Na2O），可以增加PH值到13.5，對保護(hù)鋼筋有利。然而，太高的堿含量會產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)和引起漿體的收縮變形。因此，熟料中的量應(yīng)控制。,三.硅酸鹽水泥水化及凝結(jié)硬化 1、硅酸鹽水泥遇

8、水后，水泥中的各種礦物成分會很快發(fā)生水化反應(yīng)，生成各種水化產(chǎn)物。 硅酸三鈣 水 水化硅酸鈣 氫氧化鈣,硅酸二鈣 水 水化硅酸鈣 氫氧化鈣 鋁酸三鈣 水 水化鋁酸三鈣 鐵鋁酸四鈣 水 水化鋁酸三鈣 水化鐵酸鈣,水泥中的石膏很快與水化鋁酸鈣反應(yīng)生成難溶的水化硫鋁酸鈣針狀結(jié)晶體，也稱為鈣礬石晶體： 水化硫鋁酸鈣（鈣礬石） 經(jīng)過上述水化反應(yīng)后，水泥漿中不斷增加的水化產(chǎn)物主要有：水化硅酸鈣(50%)、氫氧化鈣(25%)、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣及水化硫鋁酸鈣等新生礦物。,2、 硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化,水泥漿通過水泥熟料礦物的水化反應(yīng)、漿體的凝結(jié)硬化過程變成堅(jiān)硬固體石狀體。,凝結(jié)水泥與水混合形成可塑漿體，隨

9、著時間推移可塑性下降，但還不具備強(qiáng)度，此過程即為“凝結(jié)”； 硬化漿體失去可塑性后，隨著時間推移強(qiáng)度逐漸增長，形成堅(jiān)硬固體，這個過程即為“硬化”。,水泥漿體轉(zhuǎn)變成堅(jiān)硬固體的過程是一個復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程。,凝結(jié)和硬化機(jī)理 水泥加水拌合，水泥顆粒分散在水中，成為具有可塑性的水泥漿體（圖4-3a）。 當(dāng)水泥顆粒分散在水中時，在水泥顆粒表面即發(fā)生水化反應(yīng)，水泥顆粒周圍立即變成含有多種離子的溶液，此作用繼續(xù)下去，使水泥顆粒周圍的溶液很快成為水化產(chǎn)物的飽和溶液。,在溶液達(dá)到飽和后，水泥繼續(xù)水化所生成的產(chǎn)物不能再溶解，而是以細(xì)分散狀的凝膠粒子析出，附在水泥顆粒表面，形成凝膠膜包裹層，使水泥在一段時間內(nèi)反應(yīng)

10、緩慢。此后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，水化物不多，包有水化物膜層的水泥顆粒之間還是分離著的，水泥漿的可塑性基本保持不變（圖4-3b）。,由于水化產(chǎn)物不斷增加，膠凝膜不斷增厚而破裂，水泥顆粒重新露出新表面與水反應(yīng)，在一段時間水化反應(yīng)速率有所增加。隨著熟料礦物水化的進(jìn)行，水化產(chǎn)物越來越多，直至由各種水化產(chǎn)物組成的凝膠在水泥顆粒之間形成了凝聚網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（圖4-3b） ，水泥漿開始失去塑性而出現(xiàn)凝結(jié)現(xiàn)象初凝,水泥水化繼續(xù)進(jìn)行，固態(tài)的的水化產(chǎn)物繼續(xù)增多，顆粒間的接觸點(diǎn)數(shù)目增加，固相顆粒之間的空隙（毛細(xì)孔）不斷縮小，凝聚網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不斷加強(qiáng)，結(jié)構(gòu)逐漸致密，使水泥健體完全失去可塑性，水泥表現(xiàn)為終凝，并開始進(jìn)入硬化階段（圖

11、4-3d） 。 進(jìn)入硬化階段后，水化速度逐漸減慢，隨著水化過程的不斷進(jìn)行，水化產(chǎn)物更多，填充毛細(xì)孔隙，使毛細(xì)孔孔徑愈來愈小，毛細(xì)孔數(shù)目愈來愈少，水泥石愈來愈致密，從而具有愈來愈高的強(qiáng)度和膠結(jié)能力。,由于鋁酸三鈣水化極快，會使水泥很快凝結(jié)，為使工程使用時有足夠的操作時間，水泥中加入了適量的石膏。水泥加入石膏后，一旦鋁酸三鈣開始水化，石膏會與水化鋁酸三鈣反應(yīng)生成針狀的鈣礬石。鈣礬石很難溶解于水，可以形成一層保護(hù)膜覆蓋在水泥顆粒的表面，從而阻礙了鋁酸三鈣的水化，阻止了水泥顆粒表面水化產(chǎn)物的向外擴(kuò)散，降低了水泥的水化速度，使水泥的初凝時間得以延緩。,早期的硬化速率決定了水泥石的強(qiáng)度，而強(qiáng)度的發(fā)展主要源

12、于硅酸鈣的水化。實(shí)際上，較粗的水泥顆粒內(nèi)部將長期不能水化。因此，硬化后的水泥石是由水泥水化產(chǎn)物（主要是水化硅酸鈣凝膠）、未水化的水泥顆粒、毛細(xì)孔（毛細(xì)孔水）等組成的不均質(zhì)的結(jié)構(gòu)體。 其中，水化硅酸鈣凝膠并不是絕對密實(shí)的，其中約有占凝膠總體積28%的孔隙，稱為凝膠孔。凝膠孔較毛細(xì)孔小，凝膠孔中的水分稱為凝膠水（膠孔水），也屬于可蒸發(fā)水。,四.影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素 決定因素：水泥本身（組成、細(xì)度） 1、水灰比 水灰比是指水與水泥的質(zhì)量之比。當(dāng)水泥漿中加水較多時，水灰比較大，此時水泥的初期水化反應(yīng)得以充分進(jìn)行；但是水泥顆粒間原來被水隔開的距離較遠(yuǎn)，顆粒間相互連接形成骨架結(jié)構(gòu)所需的時間長，所以水

13、泥漿凝結(jié)較慢。 水灰比較大時，多余的水分蒸發(fā)后形成的孔隙較多, 造成水泥石的強(qiáng)度較低，因此水灰比過大時，會明顯降低水泥石的強(qiáng)度。,2、環(huán)境溫度和濕度 在適當(dāng)溫度條件下，水泥的水化、凝結(jié)和硬化速度較快。反應(yīng)產(chǎn)物增長較快，凝結(jié)硬化加速，水化熱較多。相反，溫度降低，則水化反應(yīng)減慢，強(qiáng)度增長變緩。但高溫養(yǎng)護(hù)往往導(dǎo)致水泥后期強(qiáng)度增長緩慢，甚至下降。 水的存在是水泥水化反應(yīng)的必要條件。當(dāng)環(huán)境濕度十分干燥時，水泥石的水分將很快蒸發(fā)，以致水泥不能充分水化，硬化也將停止；反之，水泥的水化將得以充分進(jìn)行，強(qiáng)度正常增長。 3、齡期（時間） 水泥的凝結(jié)硬化是隨時間延長而漸進(jìn)的過程，只要溫度、濕度適宜，水泥強(qiáng)度的增長可

14、持續(xù)若干年。,五、水泥工業(yè)污染,消耗資源 消耗能源 二氧化碳 粉塵,開采礦石使水土流失,六、 硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì) 1、密度 硅酸鹽水泥的密度一般為3.13.2g/cm3,儲藏過久的水泥，密度會有所降低。堆積表觀密度一般在9001300kg/m3之間，緊密堆積表觀密度可達(dá)14001700kg/m3。 2、細(xì)度 水泥顆粒的粗細(xì)程度對水泥的使用有重要影響。水泥顆粒粒徑一般在7200m范圍內(nèi)。,國家標(biāo)準(zhǔn) GB175-2007 規(guī)定，水泥的細(xì)度可用比表面積或篩洗法（0.08 mm方孔篩的篩余量，未通過部分占試樣總量的百分率）來表示。其篩余量不得超過規(guī)定的限值。 比表面積是指單位質(zhì)量的水泥粉末所具有的表

15、面積總和（cm2/g 或 m2/kg）。規(guī)定硅酸鹽水泥的比表面積應(yīng)300m2/kg。,3、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 稠度是指水泥漿的稀稠程度。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢驗(yàn)水泥的凝結(jié)時間和體積安定性時需用“標(biāo)準(zhǔn)稠度”的水泥凈漿?！皹?biāo)準(zhǔn)稠度”是人為規(guī)定的稠度，其用水量采用水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度測定儀測定。硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量一般在430之間。,4、凝結(jié)時間 水泥從加水開始到失去其流動性，即從液體狀態(tài)發(fā)展到較致密的固體狀態(tài)的過程稱為水泥的凝結(jié)過程。這個過程所需要的時間稱為凝結(jié)時間。 凝結(jié)時間分初凝時間和終凝時間。 初凝時間為水泥加水拌和至標(biāo)準(zhǔn)稠度的凈漿完全失去可塑性所需的時間。 終凝時間為水泥加水拌和至標(biāo)準(zhǔn)稠度的凈漿完全失去

16、可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時間。 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥的凝結(jié)時間是以標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿，在規(guī)定溫度及濕度環(huán)境下用水泥凈漿凝結(jié)時間測定儀測定。硅酸鹽水泥的初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于6.5h。 意義,5、體積安定性 水泥漿體硬化時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)。 不出現(xiàn)龜裂、松脆、彎曲、崩潰。 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。,導(dǎo)致水泥安定性不良的主要原因一般是由于熟料中的游離氧化鈣、游離氧化鎂或摻入石膏過多等原因造成的。其中游離氧化鈣是一種最為常見，影響也是最嚴(yán)重的因素。熟料

17、中所含游離氧化鈣或氧化鎂都是過燒的，結(jié)構(gòu)致密，水化很慢。加之被熟料中其它成分所包裹，使得其在水泥已經(jīng)硬化后才進(jìn)行熟化，生成六方板狀的Ca（OH）2晶體，這時體積膨脹以上，從而導(dǎo)致不均勻體積膨脹，使水泥石開裂。 當(dāng)石膏摻量過多時，在水泥硬化后，殘余石膏與水化鋁酸鈣繼續(xù)反應(yīng)生成鈣礬石，體積增大約1.5倍，從而導(dǎo)致水泥石開裂。 國準(zhǔn)規(guī)定水泥的體積安定性用雷氏夾法或試餅法檢驗(yàn)。 當(dāng)發(fā)生爭議時，采用雷氏夾法。 三氧化硫和游離氧化鎂含量規(guī)定（P57）,6、強(qiáng)度及強(qiáng)度等級 強(qiáng)度是評價硅酸鹽水泥質(zhì)量的又一個重要指標(biāo)。水泥的強(qiáng)度是按照GB/T17961-1999水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO）法的標(biāo)準(zhǔn)方法制作的水

18、泥膠砂試件，在201C溫度的水中，養(yǎng)護(hù)到規(guī)定齡期時的強(qiáng)度值。 其中標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為4cm4cm16cm，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(yàn)齡期分別為 d和28d分別檢驗(yàn)其抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。 硅酸鹽水泥分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個強(qiáng)度等級。各等級硅酸鹽水泥在不同齡期的強(qiáng)度要求見表3-7。,水泥的強(qiáng)度等級GB與ISO比較.,7、堿含量 水泥中的堿含量按Na2O+0.658K2O計(jì)算。 水泥中的堿含量規(guī)定0.60%。 堿骨料反應(yīng).,8、水化熱 水泥在水化過程中放出的熱量，稱為水化熱（kJ/kg）,水泥水化熱的大部分是在水化初期（

19、7d前）放出的，后期放熱逐漸減少。 水泥水化熱的大小及放熱速率，主要決定于水泥熟料的礦物組成及細(xì)度等因素，通常，強(qiáng)度等級高的水泥，水化熱較大。 測定水化熱的方法：直接法和溶解熱法。 大體積混凝土.,水化熱的危害 水泥的放熱性能，對大體積混凝土建筑物是非常不利的。它能使建筑物內(nèi)部與表面產(chǎn)生較大的溫差，產(chǎn)生局部拉應(yīng)力，使混凝土產(chǎn)生裂縫。因此，大體積混凝土工程一般應(yīng)采用放熱量較低的水泥。,七、水泥石的侵蝕與防止 水泥混凝土或砂漿經(jīng)常會受到環(huán)境水的物理化學(xué)作用，使已硬化的水泥石結(jié)構(gòu)遭到破壞，強(qiáng)度降低，最終造成建筑物的破壞，這種現(xiàn)象稱為環(huán)境水對水泥石的侵蝕。水泥石抵抗這種作用，而保持不變的能力稱為其耐腐

20、蝕性。,導(dǎo)致水泥石侵蝕性破壞的原因,外因： 環(huán)境中的腐蝕性介質(zhì)，如：軟水；酸、堿、鹽的水溶液等。 內(nèi)因： 水泥石內(nèi)存在原始裂縫和孔隙，為腐蝕性介質(zhì)侵入提供了通道； 水泥石內(nèi)有在某些腐蝕性介質(zhì)下不穩(wěn)定的組分，如：Ca(OH)2，水化鋁酸鈣等； 腐蝕與毛細(xì)孔通道的共同作用 加劇水泥石結(jié)構(gòu)的破壞。,軟水侵蝕（溶出性侵蝕）,機(jī)理： 當(dāng)水泥石處在軟水中，軟水能使水泥石中的Ca(OH)2溶解，并溶出水泥石，留下孔隙； 另一方面，水泥石中游離的鈣離子的減少，使鈣離子的濃度低于水化物的溶度積，導(dǎo)致水化物分解、溶失和轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生大量孔隙。尤其是處于壓力水或流水條件下，腐蝕越快。 破壞形式： 水化物的分解、溶失，造

21、成水泥石密實(shí)度下降，孔縫增多、強(qiáng)度降低，直至整體破壞。,鹽類腐蝕,硫酸鹽的腐蝕 腐蝕機(jī)理： 硫酸鹽與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)，生成硫酸鈣。硫酸鈣再與水泥石中未水化的鋁酸鈣反應(yīng)，生成鈣礬石，其體積增加2.22倍，引起水泥石的破壞。 當(dāng)硫酸鈣濃度高時，他們可直接結(jié)晶，造成膨脹壓力，引起破壞。 鎂鹽的腐蝕 腐蝕機(jī)理： 主要是硫酸鎂和氯化鎂，他們與氫氧化鈣反應(yīng)，生成氫氧化鎂和硫酸鈣或氯化鈣，造成雙重腐蝕作用。,鈣礬石,水泥石受硫酸鹽侵蝕后，內(nèi)部形成膨脹性結(jié)晶產(chǎn)物,水泥石受硫酸鹽侵蝕后，因膨脹性結(jié)晶產(chǎn)物引起的開裂,酸類腐蝕,腐蝕機(jī)理： 水泥石中的水化物都是堿性化合物，與碳酸、鹽酸、硫酸、醋酸、蟻酸等酸反應(yīng)

22、生成可溶性鹽。 另一方面，氫氧化鈣濃度的降低，會導(dǎo)致水泥石中其它水化物的分解，使腐蝕作用加劇。 破壞形式： 溶失性破壞，組成與結(jié)構(gòu)發(fā)生很大改變。,水泥石受酸腐蝕后，表面溶失、脫落,強(qiáng)堿腐蝕,腐蝕機(jī)理：氫氧化鈉、氫氧化鉀等強(qiáng)堿可與水泥石中的鋁酸鈣礦物或水化物反應(yīng)，生成可溶性鋁酸鹽。當(dāng)介質(zhì)中強(qiáng)堿濃度較高時，會造成水泥石的嚴(yán)重破壞。,防止水泥石腐蝕的措施,主要針對引起腐蝕破壞的內(nèi)因采取措施， 根據(jù)使用環(huán)境條件，選用水泥品種，降低水泥石中不穩(wěn)定組分的含量； 提高水泥石的密實(shí)度，減少腐蝕性介質(zhì)的通道，如降低水灰比、摻加外加劑等； 表面防護(hù)處理，堵塞通道如：防腐涂層。,問題 ？,降低水泥石中Ca(OH)2

23、的含量，對水泥的耐腐蝕性有什么作用？為什么？,答：降低水泥石中Ca(OH)2的含量，可以提高水泥的抵抗化學(xué)腐蝕和軟水腐蝕的能力。 因?yàn)?，化學(xué)和軟水腐蝕與水泥石中的氫氧化鈣密切相關(guān)。,八.硅酸鹽水泥的性能特點(diǎn)與應(yīng)用 （1）凝結(jié)硬化快，早期及后期強(qiáng)度均高，適用于有早強(qiáng)要求的工程，（如冬季施工、預(yù)制、現(xiàn)澆等工程），高強(qiáng)度混凝土工程（如預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，大壩溢流面部位混凝土）。 （2）抗凍性好，適合混凝土抗凍性要求高的工程。 （3）耐腐蝕性差，因水化后氫氧化鈣和水化鋁酸鈣的含量較多。 （4）水化熱高，不宜用于大體積混凝土工程。但有利于低溫季節(jié)蓄熱法施工。,（5）抗碳化性好。因水化后氫氧化鈣含量較多，故

24、水泥石的堿度不易降低，對鋼筋的保護(hù)作用強(qiáng)。適用于空氣中二氧化碳濃度高的環(huán)境。 （6）耐熱性差。因水化后氫氧化鈣含量高。不適用于承受高溫作用的混凝土工程。 （7）耐磨性好，適用于高速公路、道路和地面工程。,九.硅酸鹽水泥的使用和存放 硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級較高，一般大于42.5，主要用于重要結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土工程。 硅酸鹽水泥凝結(jié)硬化快、耐凍性好，適用于要求凝結(jié)快、早期強(qiáng)度高、冬季施工及嚴(yán)寒地區(qū)遭受反復(fù)凍融的工程。 但其含有較多的氫氧化鈣，耐化學(xué)侵蝕性差，不適應(yīng)水位變化區(qū)和海港區(qū)。由于其放出的水化熱較大，故亦不適應(yīng)大體積混凝土工程。水泥存放注意事項(xiàng)： 1.不能馬上用 2. 放三個月其強(qiáng)度

25、約下降20%，需重新檢驗(yàn) 推廣散裝水泥（）,十、摻混合材料的硅酸鹽水泥 1、水泥混合材料 在水泥生產(chǎn)過程中，為節(jié)約水泥熟料，提高水泥產(chǎn)量和擴(kuò)大水泥品種，同時也為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級而加入到水泥中的礦物質(zhì)材料稱為水泥混合材料。 它分為：活性混合材料、非活性混合材料,（1）活性混合材料,定義：具有水化活性的混合材料，即將混合材料磨成細(xì)粉，與石灰和石膏拌合在一起，加水后在常溫下能形成具有膠凝性的水化產(chǎn)物的混合材料。 活性組分：SiO2、Al2O3 常用品種： ?；郀t礦渣煉鋼鐵的廢料 火山灰質(zhì)粉末天然巖石和人工煅燒物 粉煤灰火電廠的廢料,（2）非活性混合材料,定義： 不具有水化活性或水化活

26、性很低的混合材料，為非活性混合材。 常見的有： 磨細(xì)石英砂 石灰石粉 粘土 慢冷礦渣,2. 摻混合材的硅酸鹽水泥2.1 定義及品種,硅酸鹽水泥熟料石膏, ,5且20%混合材,普通硅酸鹽水泥,20且70%礦渣,礦渣硅酸鹽水泥,20且40%火山灰,火山灰硅酸鹽水泥,20且40%粉煤灰,粉煤灰硅酸鹽水泥,20且50%兩種混合材,復(fù)合硅酸鹽水泥,摻混合材硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化和性能與所摻混合材的種類與摻量密切相關(guān)！,摻混合材水泥的代號,水泥品種 組成特點(diǎn) 代號 普通水泥 5且20%的混合材 P O 礦渣水泥 20且70%礦渣 P S 火山灰水泥 20且40%火山灰 P P 粉煤灰水泥 20且40%粉煤灰

27、 P F 復(fù)合水泥 20且50%兩種混合材 P C,2.2 水化及凝結(jié)硬化,分為一次水化和二次水化，即混合水泥加水后，首先是水泥熟料水化（一次反應(yīng)），待水化生成一定量的Ca(OH)2之后，在水泥熟料繼續(xù)水化的同時，混合材料中的活性SiO2和活性Al2O3即與水泥熟料水化生成或混合材料中CaO溶解于水中形成的Ca(OH)2反應(yīng)，生成水硬性的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣，另外水化硅酸鈣可與石膏繼續(xù)反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣，具水硬性（二次反應(yīng)）。隨著水化反應(yīng)進(jìn)程的持續(xù)，水化產(chǎn)物越來越多，水泥漿體漸漸失去流動性，進(jìn)而凝結(jié)硬化成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的水泥石。 與硅酸鹽水泥相比，二次反應(yīng)為混合水泥水化、凝結(jié)硬化的最大特

28、征。 水泥石結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：硬化后的水泥石組成相中多了混合材顆粒； Ca(OH)2晶體相等含量顯著減少。,2.3性能特點(diǎn) 1）摻混合材水泥的共性,密度較小 2.703.10。 早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度增長率高。 對養(yǎng)護(hù)溫濕度敏感，適合蒸汽養(yǎng)護(hù)。 水化熱較小。 耐腐蝕性較好。 抗凍性、耐磨性等性能不及硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。,2） 摻混合材水泥的特性,普通水泥 由于摻入的混合材量較少，故性能和硅酸鹽水泥類似，但程度較次，如強(qiáng)度略低，抗凍性略差等。 礦渣水泥： 顆粒結(jié)構(gòu)較致密，多棱角且較粗，親水性較差，故保水性差，泌水性大；干縮較大；耐熱性較好。 火山灰水泥： 顆粒較細(xì)，結(jié)構(gòu)較疏松，易吸水，易反應(yīng)，顆

29、粒泡在石灰水中會體積膨脹結(jié)構(gòu)較致密，故保水性強(qiáng)，泌水性??；抗?jié)B性和耐水性較好，但體積收縮較大。 粉煤灰水泥： 顆粒呈玻璃球狀（球形微珠)，吸水能力弱，需水量較低，故結(jié)構(gòu)致密，干縮性較小，抗裂性較好。 復(fù)合水泥： 突出性能取決于所摻混合材的種類。另有利于綜合各種混合材料的優(yōu)點(diǎn)，取長補(bǔ)短。,2.4 適用性及選用,1）適用性見下表。 2）選用,1）適用性見下表。,2）選用 用途：混凝土和砂漿；水泥灌漿； 水泥土 選用原則：針對混凝土工程的特點(diǎn)及所處環(huán)境條件，結(jié)合水泥的技術(shù)性質(zhì)及適用性，選擇使用合理的水泥品種，典型選用見下頁表。 按既滿足工程要求有經(jīng)濟(jì)的原則選用水泥等級，為此一般所選水泥強(qiáng)度等級為所拌

30、制的混凝土（或砂漿）強(qiáng)度等級的1-2倍（4-5倍）。 思考題： 、 用途是怎選？,2.5 技術(shù)性質(zhì),1）密度 普通水泥：密度3.03.15g/cm3，其它四種水泥為2.83.1g/cm3，后者比前者略小。 2）堆積密度 普通水泥：10001600 kg/m3；礦渣水泥：10001200 kg/m3；火山灰水泥、粉煤灰水泥：9001000 kg/m3；復(fù)合水泥：10001200 kg/m3。 3）細(xì)度： 普通水泥：同硅酸鹽水泥；其它 0.08mm方孔篩篩余率10%， 0.045mm方孔篩篩余率30%。 4）凝結(jié)時間： 初凝時間 45 min ，終凝時間 600 min。 問題：與歸酸鹽水泥相比：初凝時間要求一致，終凝時間較長，為什么？ 5）強(qiáng)度：強(qiáng)度等級不一樣：普通水泥： 42.5，42.5R，52.5，52.5R 四級；其它：32.5，32.5R，42.5，42.5R，52.5，52.5R 六級。 6）體積安定性：沸煮法檢驗(yàn)必須合格。,問題 ？,各種摻混合材硅酸鹽水