第二章 水泥 B1.ppt

第二章水泥,主要内容,2.2.1水泥的分类2.2.2硅酸盐水泥的基本知识2.2.3通用水泥2.2.4专用水泥2.2.5特性水泥2.2.6通用水泥的应用、验收和保管,2.2.1水泥的分类,定义：水泥是一种既能在空气中硬化又能在水中硬化，并不断增长其强度的水硬性胶凝材料。分类：水泥按性能和用途分为,2.2.2硅酸盐水泥的基本知识,2.2.2.1硅酸盐水泥的原材料硅酸盐水泥熟料的原材料石膏混合材料,（1）硅酸盐水泥熟料的原材料,a.石灰质原料：如石灰石、白垩等，主要提供水泥中的CaOb.粘土质原料：如粘土、页岩等，其主要化学成分为SiO2，其次为Al2O3和少量的Fe2O3c.铁矿粉：采用赤铁矿，其主要化学成分为Fe2O3，作用是弥补粘土中铁质含量的不足。,水泥生料中各种成分的含量范围,主要是天然石膏矿（CaSO42H2O）或无水石膏（CaSO4）。在生产水泥时，必须掺入适量石膏，以延缓水泥的凝结。在硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥中，石膏主要起缓凝作用；在掺较多混合材料的水泥中，石膏还起激发混合材料活性的作用。,作用,掺量3%-5%，过多会导致水泥石膨胀性破坏。,（2）石膏,定义：在水泥生产时，所掺入的天然或人工矿物材料,称为混合材料。作用：改善水泥的性能调节水泥强度等级提高水泥的产量扩大水泥品种降低成本分类：活性混合材料非活性混合材料,（3）混合材料,活性混合材料定义：具有潜在水硬性或火山灰性，或兼具有火山灰性和水硬性的矿物质材料。如：粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料等。非活性混合材料定义：不具有潜在水硬性或质量活性指标不能达到规定要求的混合材料。如：慢冷矿渣、磨细石英砂、石灰石粉等。作用：主要起填充作用，可以提高水泥的产量，降低水化热，降低强度等级，对水泥其他性能影响不大。,是高炉冶炼生铁的副产品，是以硅酸钙和铝酸钙为主要成分的熔融物，经水淬成粒后的产品。慢冷矿渣不具有水硬性。,a.粒化高炉矿渣,具有火山灰特性的天然或人工的矿物质材料，有含水硅酸质材料（硅藻土、硅藻石等）、烧粘土质（粉煤灰、煤渣等）和火山灰三类。,b.火山灰质混合材料,是热电厂的工业废料，由燃煤锅炉排出的细颗粒废渣，以SiO2和Al2O3为主要成分，具有火山灰特性。,c.粉煤灰,窑灰是从水泥回转窑窑尾废气中收集下的粉尘。窑灰的性能介于非活性混合材料和活性混合材料之间。,窑灰,窑灰是活性还是非活性？,2.2.2.2硅酸盐系列水泥的生产工艺,生产工艺,生产工艺流程(简称为“两磨一烧”)如图所示。,调节凝结时间,水泥窑：,目前主要有两大类，一类是窑筒体卧置（略带斜度），并能作回转运动的称为回转窑（也称旋窑）；另一类窑筒体是立置不转动的称为立窑。水泥工业在发展过程中出现了不同的生产方法和不同类型的回转窑，按生料制备的方法可分为干法生产和湿法生产，与生产方法相适应的回转窑分为干法回转窑和湿发回转窑两类。回转窑的分类大致如下：湿法回转窑干法回转窑,水泥回转窑的类型及特点：,我国目前使用的立窑有两种类型：普通立窑和机械立窑。普通立窑是人工加料和人工卸料或机械加料，人工卸料；机械立窑是机械加料和机械卸料。机械立窑是连续操作的，它的产、质量及劳动生产率都比普通立窑高。根据建材技术政策要求，小型水泥厂应用机械化立窑，逐步取代普通立窑。立窑污染严重，特别是使用萤石等矿化剂造成高氟排放，对农作物以及蚕桑生产影响很大，今后将不鼓励企业为自身节能而污染环境，加快落后生产工艺的淘汰。,水泥立窑的类型及特点：,缺点,2.2.2.3熟料的矿物组成及其特性,（1）矿物组成,各矿物强度增长曲线,（2）水泥熟料矿物单独与水作用时的特性,含量多时对抗折强度有利,由于硅酸三钙和硅酸二钙占熟料总质量的75%-82%，是决定水泥强度的主要矿物，因此这类熟料也称为“硅酸盐水泥熟料”。,（3）四种矿物的作用C3S是决定水泥强度的组分；C2S是保证水泥强度的组分；C3A是凝结硬化速度的组分；C4AF是使水泥的组分。（4）四种矿物的比例对水泥性质的影响提高C3S的含量，可得到；提高C3S和C3A的含量，即可制得；降低C3S和C3A的含量，可制得。,早期,后期,最快,着色,高强硅酸盐水泥,快硬高强硅酸盐水泥,低热或中热硅酸盐水泥,熟料矿物组成对早期强度及水化热的影响下边是A、B两种硅酸盐水泥熟料矿物组成百分比含量，请分析A、B两种硅酸盐水泥的早期强度及水化热的差别。,观察与讨论,硅酸盐水泥熟料矿物各具特性：C3S在最初四个星期内强度发展迅速，它实际上决定着硅酸盐水泥4个星期以内的强度；C3S的水化热较多，其含量也最多，故它放出的热量最多；但其耐腐蚀性较差。C2S的硬化速度慢，在大约4个星期后才发挥其强度作用，约一年左右达到C3S四个星期的发挥程度；而其水化热少；耐腐蚀性好。,讨论,C3A硬化速度最快，但强度低，其对硅酸盐水泥在13d或稍长的时间内的强度起到一定作用；C3A的水化热多；耐腐蚀性最差。C4AF的硬化速度也较快，但强度低，其对硅酸盐水泥的强度贡献小；其水化热和耐腐蚀性均属中等。,A水泥的C3S及C3A含量高，而C3S及C3A的早期强度及水化热都较高，故A硅酸盐水泥的早期强度与水化热高于B水泥。,讨论结果,挡墙开裂与水泥的选用某大体积的混凝土工程，浇注两周后拆模，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水泥厂生产42.5型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成如下：C3S61C2S14C3A14C4AF11,工程实例分析,由于该工程所使用的水泥C3A和C3S含量高，导致该水泥的水化热高，且在浇注混凝土时，混凝土的整体温度高，而表面混凝土温度随环境温度下降，出现混凝土内外温差过大，最终造成混凝土贯穿型的纵向裂缝。,原因分析,首先，对大体积的混凝土工程宜选用低水化热，即C3A和C3S的含量较低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也需适当控制。再其次，采取适当的降温措施。,防治措施,2.2.2.4硅酸盐水泥的凝结与硬化,水泥加水拌和而成的浆体，经过一系列物理化学变化，浆体逐渐变稠失去可塑性而成为水泥石的过程称为凝结，水泥石强度逐渐发展的过程称为硬化。水泥的凝结过程和硬化过程是连续进行的。凝结过程较短暂，一般几小时即可完成，硬化过程是一个长期的过程，在一定温度和湿度下可持续几十年。,（1）硅酸盐水泥熟料的水化,水泥加水拌合后，水泥颗粒分散于水中并与水发生一系列复杂化学反应，生成水化产物并放出热量的过程。,水化反应,2(3CaOSiO2)+6H2O3CaO2SiO23H2O+3Ca(OH)2(水化硅酸钙凝胶)（氢氧化钙晶体）2(2CaOSiO2)+4H2O3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)23CaOAl2O3+6H2O3CaOAl2O36H2O(水化铝酸钙晶体)4CaOAlO3Fe2O3+7H2O3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2O(水化铁酸钙凝胶),晶体在水泥石中起骨架作用,水泥的水化产物：,铝酸三钙反应最为迅速，伴有明显的放热现象，形成的水化铝酸钙很快析出，会使水泥产生瞬凝。水泥和水拌合后立即发生的一种不正常的凝固现象。瞬凝时放出大量的热，浆体迅速结硬，再搅拌时不会恢复塑性。瞬凝的发生是由于水泥中未掺石膏缓凝剂；或水泥中的铝酸三钙含量过高，铁铝酸四钙含量过低，加水后迅速形成铝酸盐水化物所致。,上述四个反应，哪个反应最为迅速：,瞬凝的现象：,瞬凝产生的原因：,掺入适量石膏石膏与反应最快的铝酸三钙的水化产物作用生成难溶的水化硫铝酸钙（钙矾石，AFt），覆盖于未水化的铝酸三钙周围，阻止其继续快速水化。其反应式为：3CaO.Al2O3.6H2O+CaSO42H2O+19H2O3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O,解决瞬凝的办法：,原理：,综上所述，硅酸盐水泥与水作用后，主要水化产物有：水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体,（2）硅酸盐水泥的凝结硬化过程,分散在水中的水泥颗粒在水泥颗粒表面形成水化物膜层膜层长大并互相连接(凝结)水泥产物进一步发展，填充毛细孔(硬化)1.水泥颗粒；2.水；3.凝胶；4.晶体；5.未水化水泥内核；6.毛细孔,水化过程,水化初期熟料矿物与水反应的速度较快，使水化产物不断地从液相中析出并聚集在水泥颗粒表面，形成以水化硅酸钙凝胶为主体的凝胶薄膜，大约在1h左右即在凝胶薄膜外侧及液相中形成粗短的针状钙矾石晶体。,水化中期约有30%的水泥已经水化，以水化硅酸钙（C-S-H）和氢氧化钙（CH）的快速形成为特征。水泥开始凝结初凝,水化后期由于新生成的水化产物的压力，水泥颗粒的凝胶薄膜破裂，使水进入未水化水泥颗粒的表面，水化反应继续进行。水化产物之间相互交叉连生，不断密实，固体之间的空隙不断减小，网状结构不断加强，结构逐渐致密。水泥浆完全失去可塑性终凝。,水泥凝结硬化快慢的影响因素,水泥的矿物组成细度用水量/水灰比（W/C）温度、湿度养护龄期外加剂石膏的掺量储存条件,正面：硅酸盐水泥中加入适量的石膏会起到良好的缓凝效果，且由于钙矾石的生成，还能提高水泥石的强度。负面：石膏掺量过多时，可能危害水泥石的安定性。,石膏的影响：,水泥应该储存在干燥的环境里。如果水泥受潮，其部分颗粒会因水化而结块，从而失去胶结能力，强度严重降低。,储存条件的影响：,但是，即使是在良好的干燥条件下，也不宜储存过久。因为水泥会吸收空气中的水分和二氧化碳，发生缓慢水化和碳化现象，使强度下降。通常，储存三个月的水泥，强度约下降10%20%；储存六个月的水泥，强度下降约15%30%；储存一年后，强度下降约25%40%。所以，水泥的储存期一般规定不超过三个月。,A凝胶体（CSH凝胶，水化硅酸钙凝胶）B晶体（氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙）C孔隙（毛细孔、凝胶孔、气孔等）D未水化的水泥颗粒,2.2.2.5水泥石的结构,水泥石结构对其性能影响最大，体现在：,强度抗渗性抗冻性,2.2.2.6水泥石的腐蚀与防止,水泥石在使用过程中，受到各种腐蚀性介质的作用，其结构逐渐遭到破坏，强度降低、耐久性下降，甚至发生破坏的现象称为水泥石的腐蚀。内因易引起腐蚀的水化产物水泥石中存在的孔隙外因腐蚀性介质,什么为水泥石腐蚀现象？,原因？,（1）软水腐蚀（溶出性腐蚀）当水泥石长期与流动淡水接触时,由于水的浸析作用，将已硬化的水泥石中的固相组分（特别是水化产物氢氧化钙）逐渐溶解带走，并促使硬化水泥石中的其它产物分解，导致水泥石结构破坏。,水泥石腐蚀：,（2）酸类腐蚀碳酸腐蚀一般酸腐蚀（3）盐类腐蚀（膨胀性化学腐蚀钙矾石）硫酸盐腐蚀镁盐腐蚀（4）强碱腐蚀,根据工程所处环境，选用适当品种的水泥；增加水泥制品的密实度，减少侵蚀介质的渗透；在水泥石结构的表面设置保护层。,腐蚀的防止措施：,2.2.3通用水泥,硅酸盐水泥=硅酸盐水泥熟料+混合材料+石膏,2.2.3.1硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,（1）定义与代号硅酸盐水泥型硅酸盐水泥（P）不掺混合材料型硅酸盐水泥（P）掺入不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣普通硅酸盐水泥（PO）掺入6%-15%的混合材料，其中：活性混合材料，掺量上限15%非活性混合材料，掺量上限10%,（2）主要技术要求,硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥国家标准GB175-1999密度：一般介于3.10-3.20g/cm3，在进行混凝土配合比设计计算时，通常采用3.10g/cm3。堆积密度：在松散状态下为1000-1100kg/m3，在紧密堆积状态下为1600kg/m3，在进行混凝土配合比设计计算时，通常采用1300kg/m3。,a.密度、堆积密度,不溶物：水泥经酸和碱处理后，不能被溶解的残余物烧失量：水泥经高温灼烧后的质量损失率注：不溶物是水泥中非活性组分的反映，主要由生料混合物和石膏中的杂质产生；烧失量则主要由水泥中的未煅烧组分产生。,b.水泥中各成分的含量,凡不溶物和烧失量任一项不符合规定的水泥均为不合格品,碱含量：水泥中少量钠和钾的化合物，按（Na2O+0.658K2O）计算值来表示。注：碱骨料反应：水泥中过量的碱与活性骨料发生反应，生成膨胀性碱-硅酸凝胶的过程。采用活性骨料时，必须对水泥中的含碱量予以严格控制。,体积增大达3倍！,定义：是指水泥颗粒的粗细程度，是表示水泥分散度的指标。颗粒过细的优缺点：优点：颗粒越细，其比表面积越大，与水接触反应的表面积越大，水化反应快且较完全，水泥的早期强度越高；缺点：水化热大，在空气中硬化收缩大，成本高。颗粒过粗的优缺点：优点：生产成本低，水化热小；缺点：颗粒过粗，水化反应不充分，未水化水泥颗粒过多。,c.细度,根据国家标准GB17599规定，两种水泥的细度分别为：硅酸盐水泥：细度要求比表面积大于300m2/kg；普通硅酸盐水泥：细度要求通过80m方孔筛，筛余量不得超过10.0%。,细度不符合要求的为不合格品！,习题练习,负压筛析仪,补充：标准稠度及需水量a.水泥净浆标准稠度：为了测定水泥的凝结时间及体积安定性等性能，使其具有准确的可比性，应该使水泥净浆在一个规定的稠度下进行。b.水泥净浆标准稠度需水量：达到标准稠度时的用水量，以水与水泥质量之比的百分数表示（即水灰比W/C）。硅酸盐水泥的标准稠度需水量一般在2128%。,d.凝结时间,初凝时间（t初）水泥开始加水拌和至水泥浆开始失去可塑性所需的时间。终凝时间（t终）水泥开始加水拌和至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。,测定方法：水泥的凝结时间是以标准稠度的水泥净浆，在规定的温、湿度条件下，用凝结时间测定仪来测定的。GB1346规定：硅酸盐水泥：t初45mint终6.5h普通硅酸盐水泥：t初45mint终10h,凡初凝不合格者为废品，终凝不合格者为不合格品,定义：是指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。不良影响：当水泥浆体在硬化过程中或硬化后发生不均匀的体积膨胀，会导致水泥石开裂、翘曲等现象，引发工程质量事故。,e.体积安定性,原因：熟料中含游离氧化钙（f-CaO)过多熟料中含游离氧化镁（f-MaO)过多石膏过多注：水泥中游离氧化钙、氧化镁均属过烧物质，水化速率极慢，且发生体积膨胀；所掺石膏过多，在水泥硬化后，石膏继续与水化铝酸钙起反应，生成体积膨胀的物质。,检测方法：沸煮法分为雷氏法和试饼法压蒸法用于检测游离氧化镁导致的安定性不良注：雷氏法：是测定水泥净浆在雷氏夹中沸煮后的膨胀值。试饼法：是观察水泥净浆试件沸煮后的外形变化来检验水泥的体积安定性。因此，雷氏法为标准法，试饼法为代用法。,体积安定性不良的水泥应作废品处理，严禁用于工程中。,当两种方法发生争议时，以谁为准？,雷氏夹,雷氏夹膨胀值测定仪,沸煮箱,定义：水泥的强度一般指水泥胶砂标准试件单位面积上所能承受的最大外力。根据外力作用方式不同，分为抗压强度和抗折强度。,f.强度及强度等级,标准：水泥胶砂强度检验方法（ISO）GB/T176711999配方：水泥，标准砂=1：3.0，水灰比为0.50（即水泥450g，标准砂1350g，水225g）试件规格：40mm40mm160mm的棱柱体（水泥胶砂三联模成型）养护条件：1d温度为201，相对湿度90以上的空气中带模养护；1d以后拆模，放入201的水中养护测试龄期和指标：3d和28d的抗折强度和抗压强度,试验方法：,硅酸盐水泥,注：R-早强型，主要是3d强度较高。,普通硅酸盐水泥（P.O）,习题练习,注：R-早强型，主要是3d强度较高。,（3）硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的特性,凝结硬化较快，强度高，尤其是早期强度高；水化热大，放热集中；抗冻性较好；抗碳化性能好；干缩小，不易产生干缩裂纹；耐磨性好；抗腐蚀性差；耐热性差等。,硅酸盐水泥：,主要特性（与硅酸盐水泥相比）（1）早期强度略低，后期强度高。（2）水化热略低。（3）抗腐蚀性、耐热性有所提高。（4）抗冻性、耐磨性有所降低。应用普通硅酸盐水泥是应用最广泛的水泥品种，应用与硅酸盐水泥大致相同。,普通硅酸盐水泥：,2.2.3.2掺混合材料的硅酸盐水泥,什么是混合材料？混合材料的作用？混合材料有哪两类？请举例说明。活性混合材料粒化高炉矿渣火山灰质混合材料：包括火山灰、硅藻土、偏高岭土、烧页岩等粉煤灰：属工业废料，富含玻璃体的球状体注：活性混合材料的活性来源，主要是活性Al2O3和活性SiO2。非活性混合材料：慢冷矿渣、磨细石英砂、石灰石粉等,复习,定义：一般指混合材料掺量在15%以上的硅酸盐系列水泥。分类：矿渣硅酸盐水泥（P.S）火山灰质硅酸盐水泥（P.P）粉煤灰硅酸盐水泥（P.F）复合硅酸盐水泥（P.C）,掺混合材料的硅酸盐水泥,矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥,（P.S）,（P.F）,（P.P）,复合硅酸盐水泥=熟料+适量石膏+混合材料（15-50%）（P.C）,矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥,技术性质要求（与普通水泥相比）相同点MgO含量、细度、凝结时间、安定性的技术要求相同。不同点三氧化硫含量：矿渣水泥不超过4.0%；火山灰质水泥、粉煤灰水泥不得超过3.5%。强度等级：强度等级划分为32.5，32.5R，42.5，42.5R，52.5，52.5R共六个等级。（区别在3d抗压、抗折强度）密度及堆积密度：密度为2.8-3.1g/cm3，松散堆积密度为1000-1200kg/m3。,矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥,可见，掺混合材料的硅酸盐水泥早期强度偏低。,五种常用水泥的主要性能,矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥,三种水泥各自特性矿渣水泥：抗渗性较差，但耐热性好，可用于温度不高于200的混凝土工程中。火山灰水泥：抗渗性好，但干缩较大，不适用于长期处于干燥环境中的混凝土工程。粉煤灰水泥：干缩小，抗裂性好。,复合硅酸盐水泥（复合水泥）=熟料+适量石膏+两种或两种以上规定的混合材料特性：由于掺入了两种或两种以上的混合材料，复合水泥的水化热较低，早期强度较低，其他特性同矿渣水泥。,复合硅酸盐水泥,2.2.4专用水泥,2.2.4专用水泥,道路硅酸盐水泥砌筑水泥,2.2.4.1道路硅酸盐水泥,（1）定义道路硅酸盐水泥=道路硅酸盐水泥熟料+活性混合材料（0-10%）+石膏（2）什么是“道路硅酸盐水泥熟料”？道路硅酸盐水泥熟料：是以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分和较多铁铝酸钙含量的熟料。,试分析原因,（3）特点早期强度、抗折强度高（试分析原因？）耐磨性、抗冲击性、抗冻性好干缩率小抗碳酸盐腐蚀能力较强,2.2.4.1道路硅酸盐水泥,（4）应用道路水泥能满足不同等级道路路面工程的技术要求。它适用于公路路面、城市及工矿企业道路路面、机场路面及码头、广场等水泥混凝土面板工程，也可用于地面砖等面板制品的生产。道路水泥能延长水泥混凝土路面的使用寿命，对促进国内水泥混凝土路面的技术进步都具有现实与长远的技术经济意义，有着广阔的发展前景。除广泛适用于各类水泥混凝土路面工程外，道路水泥也可用于其他建筑工程，且能取得优于通用水泥的使用效果。,2.2.4.1道路硅酸盐水泥,2.2.4.2砌筑水泥,2.2.4.2砌筑水泥,（1）定义与代号砌筑水泥=硅酸盐水泥熟料+活性混合材料（一种或一种以上）+适量石膏代号：M（2）主要技术要求强度：分为12.5及22.5两个强度等级，以28d抗压强度为准凝结时间：初凝不得早于60min，终凝不得迟于12h（注意时间）,（3）特点强度低和易性好（4）应用砌筑砂浆抹面砂浆垫层混凝土不能用于钢筋混凝土或结构混凝土,2.2.5特性水泥,抗硫酸盐硅酸盐水泥膨胀水泥白色硅酸盐水泥铝酸盐水泥,2.2.5.1抗硫酸盐硅酸盐水泥,2.2.5.1抗硫酸盐硅酸盐水泥,（1）定义与代号抗硫酸盐硅酸盐水泥=适当成分的硅酸盐水泥熟料+适量石膏代号：中抗硫酸盐硅酸盐水泥（简称中抗硫水泥）P.MSR高抗硫酸盐硅酸盐水泥（简称高抗硫水泥）P.HSR（2）主要技术要求标号：中抗硫水泥和高抗硫水泥分为425、525两个标号中抗硫水泥与高抗硫水泥的区别：C3S，C3A的含量（到底谁高谁低）,试分析抗硫原因,何为适当成分？,（3）特点具有抗硫酸盐能力。（4）应用主要用于受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下、隧道、引水、道路和桥梁基础等工程。中抗硫水泥，一般用于硫酸根离子浓度不超过2500mg/L的纯硫酸盐的腐蚀。高抗硫水泥，一般用于硫酸根离子浓度不超过8000mg/L的纯硫酸盐的腐蚀。,2.2.5.2膨胀水泥,（1）定义在水化和硬化过程中产生体积膨胀的水泥属膨胀类水泥。（2）体积膨胀产生的原因是由水泥石中生成的钙矾石产生的体积膨胀所导致的。（3）如何调整膨胀值？通过调整各种组成的配合比，控制生成钙矾石的数量，可以制得不同膨胀值、不同类型的膨胀水泥。,（4）优点一般硅酸盐水泥在空气中硬化时，体积会发生收缩。收缩会使水泥石结构产生微裂缝，降低水泥石结构的密实性，影响结构的抗渗、抗冻、抗腐蚀等。膨胀水泥在硬化过程中体积不会发生收缩，还略有膨胀，可以解决由于收缩带来的不利后果。,（5）自应力、自应力值自应力：预先具有的压应力来自水泥本身的水化。自应力值：表示混凝土中所产生的压应力的大小。（6）分类（按自应力值大小划分）自应力水泥：自应力值大于或等于2MPa。膨胀水泥：自应力值小于2MPa。,注意区别“预应力”,（7）常见的膨胀水泥及主要用途硅酸盐膨胀水泥主要是用于制造防水砂浆和防水混凝土。适用于加固结构、浇筑机器底座或固结地脚螺栓，并可用于接缝及修补工程。但禁止在有硫酸盐侵蚀的水中工程中使用。低热微膨胀水泥主要用于较低水化热和要求补偿收缩的混凝土、大体积混凝土，也适用于要求抗渗和抗硫酸盐侵蚀的工程。硫铝酸盐膨胀水泥（注意区别“铝酸盐水泥”）主要用于浇筑构件节点及应用于抗渗和补偿收缩的混凝土工程中。自应力水泥主要用于自应力钢筋混凝土压力管及其配件。,2.2.5.3白色硅酸盐水泥,2.2.5.3白色硅酸盐水泥,（1）定义白色硅酸盐水泥=白色硅酸盐水泥熟料+适量石膏（2）白水泥与硅酸盐水泥的区别在于生料中氧化铁含量少，因为氧化铁是水泥中的着色组成。（3）如何控制氧化铁的含量通过控制原材料：石灰质原料采用白垩；粘土质原料采用高岭土、白泥、石英砂等。,高岭土,高岭土矿,白泥,白垩,应用a.生产彩色硅酸盐水泥b.用于建筑装饰工程,2.2.5.4铝酸盐水泥,2.2.5.4铝酸盐水泥,（1）定义与代号定义：以铝矾土和石灰石为原料，经煅烧制得的以铝酸钙为主要成分的熟料，再磨制成的水硬性胶凝材料。代号：CA,为铝酸一钙（简写CA）、二铝酸一钙（简写CA2），以及少量硅酸二钙（C2S）及其他的铝酸盐,（2）分类CA5050%Al2O360%CA6060%Al2O368%CA7068%Al2O377%CA8077%Al2O3,注意：种类的划分与其强度无直接关系。,（3）特点与应用铝酸盐水泥凝结硬化速度快1d强度可达最高强度的80%以上，主要用于工期紧急的工程，如国防、道路和特殊抢修工程等。铝酸盐水泥水化热大，且放热量集中1d内放出的水化热为总量的70%80%，使混凝土内部温度上升较高，即使在10下施工，铝酸盐水泥也能很快凝结硬化，可用于冬季施工的工程。抗硫酸盐腐蚀能力强铝酸盐水泥在普通硬化条件下，由于水泥石中不含铝酸三钙和氢氧化钙，且密实度较大，因此具有很强的抗硫酸盐腐蚀作用。,铝酸盐水泥具有较高的耐热性如采用耐火粗细骨料（如铬铁矿等）可制成使用温度达13001400的耐热混凝土。铝酸盐水泥的长期强度及其他性能有降低的趋势，长期强度约降低40%50%左右，因此铝酸盐水泥不宜用于长期承重的结构及处在高温高湿环境的工程中，它只适用于紧急军事工程（筑路、桥）、抢修工程（堵漏等）、临时性工程，以及配制耐热混凝土等。另外，铝酸盐水泥与硅酸盐水泥或石灰相混不但产生闪凝，而且由于生成高碱性的水化铝酸钙，使混凝土开裂，甚至破坏。因此施工时除不得与石灰或硅酸盐水泥混合外，也不得与未硬化的硅酸盐水泥接触使用。,缺点,某工地使用某厂生产的硅酸盐水泥，加水拌和后，水泥浆体在短时间内迅速凝结。后经剧烈搅拌，水泥浆体又恢复塑性，随后过三小时才凝结。请讨论形成这种现象的原因。,观察与讨论,此为水泥现象。假凝：是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬现象。假凝与快凝不同，前者放热量甚微，且经剧烈搅拌后浆体可恢复塑性，并达到正常凝结，对强度无不利影响。假凝现象与很多因素有关，一般认为主要是由于水泥粉磨时磨内温度较高，使二水石膏脱水成半水石膏的缘故。当水泥拌水后，半水石膏迅速水化为二水石膏，形成针状结晶网状结构，从而引起浆体固化。另外，某些含碱较高的水泥，硫酸钾与二水石膏生成钾石膏迅速长大，也会造成假凝。,讨论,假凝,2.2.6通用水泥的选用、验收、保管,2.2.6.1通用水泥的选用,2.2.6.2通用水泥的质量等级,优等品一等品合格品,包装标志的验收数量的验收质量的验收,2.2.6.3通用水泥的验收,（1）包装标志的验收,散装水泥罐车,散装水泥仓,（2）数量的验收袋装水泥每袋净含量为50kg，且不得少于标志质量的98；随机抽取20袋总质量不得少于1000kg。（3）质量的验收检查出厂合格证和试验报告；复验；仲裁检验。,水泥交货时的质量验收：,以水泥厂同编号水泥的试验报告为验收依据在发货前或交货时，买方在同编号水泥中抽取试样，双方共同签封后保存3个月；或委托卖方在同编号水泥中抽取试样，签封后保存3个月。在3个月内，买方对质量有疑问时，则买卖双方应将签封的试样送交有关监督检验机构进行仲裁检验。以抽取实物试样的检验结果为验收依据按GB12573进行，取样数量为20kg，缩分为二等份。一份由卖方保存40d，一份由买方按相应标准规定的项目和方法进行检验。在40d以内，买方检验认为产品质量不符合相应标准要求，而卖方有异议时，则双方将卖方保存的另一份试样送交有关监督检验机构进行仲裁检验。,复验,范围1.用于承重结构的水泥；2.用于使用部位有强度等级要求的混凝土用水泥；3.水泥出厂超过3个月和进口水泥。项目一般为安定性、凝结时间、胶砂强度,2.2.6.4废品与不合格品的规定,废品凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项不符合相应标准规定的通用水泥，均为废品。不合格品对于通用水泥，凡有下列情况之一者，均为不合格品。硅酸盐水泥，普通水泥：凡不溶物、烧失量、细度、终凝时间中任一项不符合标准规定者；矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥：凡细度、终凝时间中任一项不符合标准规定者。掺混合材料硅酸盐水泥：混合材料掺量超过最大限值或强度低于商品强度等级规定的指标者。水泥出厂的主要包装标志中：水泥品种、强度等级、工厂名称和出厂编号不全者。,不同品种和不同强度等级的水泥要分别存放，并应用标牌加以明确标示。防水防潮，做到“上盖下垫”。堆垛不宜过高，一般不超过10袋，场地狭窄时最多不超过15袋。储存期不能过长，通用水泥不超过三个月。水泥储存期超过三个月，水泥会受潮结块，强度大幅度降低，会影响水泥的使用。,2.2.6.5水泥的保管,第二章结束习题练习,一、填空题,1.建筑工程中通用水泥主要包括（）、（）、（）、（）、（）和（）六大品种。2.硅酸盐水泥是由（）、（）、（）经磨细制成的水硬性胶凝材料。按是否掺入混合材料分为（）和（），代号分别为（）和（）。3.硅酸盐水泥熟料的矿物主要有（）、（）、（）和（）。其中决定水泥强度的主要矿物是（）和（）。4.水泥石是一种（）体系。水泥石由（）、（）、（）、（）和（）组成。,硅酸盐水泥熟料,适量石膏,05%的石灰石或粒化高炉矿渣,型硅酸盐水泥,型硅酸盐水泥,P,P,C4AF,C3S,C2S,C3A,C3S,C2S,多相多孔,凝胶体,晶体,水,孔隙,未水化水泥颗粒,5.水泥的细度是指（），对于硅酸盐水泥，其细度的标准规定是其比表面积应大于（）；对于其它通用水泥，细度的标准规定是（）。6.硅酸盐水泥中MgO含量不得超过（）。如果水泥经蒸压安定性试验合格，则允许放宽到（）。7.国家标准规定，硅酸盐水泥的初凝不早于（）min，终凝不迟于（）min。8.硅酸盐水泥的强度等级有（）、（）、（）、（）、（）和（）六个。其中R型为（），主要是其（）d强度较高。,水泥颗粒的粗细程度,300/,通过80m方孔筛，其筛余率不超过10%,5%,6%,45,390,42.5,42.5R,52.5,52.5R,62.5,62.5R,早强型水泥,3,9.水泥石的腐蚀主要包括（）、（）、（）和（）四种。10.混合材料按其性能分为（）和（）两类。11.普通硅酸盐水泥是由（）、（）和（）磨细制成的水硬性胶凝材料。12.普通水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥和火山灰水泥的强度等级有（）、（）、（）（）、（）和（）。其中R型为（）。,软水腐蚀,酸类腐蚀,盐类腐蚀,强碱腐蚀,活性混合材料,非活性混合材料,硅酸盐水泥熟料,6%15%混合材料,适量石膏,42.5,32.5,32.5R,42.5R,52.5,52.5R,早强型水泥,13.普通水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥和火山灰水泥的性能，国家标准规定：（1）细度：通过（）的方孔筛筛余量不超过（）；（2）凝结时间：初凝不早于（）min，终凝不迟于（）h；（3）体积安定性：经过（）法检验必须（）。14.矿渣水泥与普通水泥相比，其早期强度较（），后期强度的增长较（），抗冻性较（），抗硫酸盐腐蚀性较（），水化热较（），耐热性较（）。,80m,10%,45,10,沸煮,合格,低,快,差,强,低,好,二、单项选择题,1.有硫酸盐腐蚀的混凝土工程应优先选择（）水泥。A硅酸盐B普通C矿渣D高铝2.有耐热要求的混凝土工程，应优先选择（）水泥。A硅酸盐B矿渣C火山灰D粉煤灰3.有抗渗要求的混凝土工程，应优先选择（）水泥。A硅酸盐B矿渣C火山灰D粉煤灰4.下列材料中，属于非活性混合材料的是（）。A石灰石粉B矿渣C火山灰D粉煤灰5.为了延缓水泥的凝结时间，在生产水泥时必须掺入适量（）。A石灰B石膏C助磨剂D水玻璃,A,C,B,C,B,6.对于通用水泥，下列性能中（）不符合标准规定为废品。A终凝时间B混合材料掺量C体积安定性D包装标志7.通用水泥的储存期不宜过长，一般不超过（）。A一年B六个月C一个月D三个月8.对于大体积混凝土工程，应选择（）水泥。A硅酸盐B普通C矿渣D高铝9.硅酸盐水泥熟料矿物中，水化热最高的是（）。AC3SBC2SCC3ADC4AF10.有抗冻要求的混凝土工程，在下列水泥中应优先选择（）硅酸盐水泥。A矿渣B火山灰C粉煤灰D普通,D,C,D,C,C,三、问答题1.某工地材料仓库存有白色胶凝材料3桶，原分别标明为磨细生石灰、建筑石膏和白水泥，后因保管不善，标签脱落，问可用什么简易方法来加以辩认？2.现有甲、乙两厂生产的硅酸盐水泥熟料，其矿物组成如下表所示，试估计和比较这两厂生产的硅酸盐水泥的强度增长速度和水化热等性质上有何差异？为什么？,四、思考题,1.为何矿渣水泥、火山灰水泥的耐腐蚀性优于硅酸盐水泥？解答：因为矿渣和火山灰与硅酸盐水泥熟料的水化产物氢氧化钙反应，生成水化硅酸钙等水化产物，使水泥石中的氢氧化钙含量大为降低，而氢氧化钙的耐腐蚀性较差。另一方面，形成较多的水化产物使水泥石结构更为致密，亦提高了水泥石的抗腐蚀能力。,2.为何粉煤灰水泥的干缩性小于火山灰水泥？解答：粉煤灰多为表面致密的圆形颗粒，而火山灰是表面多孔形状不规则的颗粒。一般来说，在水泥浆体达到相同的流动度时，后者的需水量较多，使硬化后的水泥石干缩较大。,3.为何高铝水泥不宜在高于30的温度条件下养护？解答：高铝水泥在水化的过程中，当温度低于20时，主要水化产物CaO.