水泥生产和检测

1、水泥生产和检测 水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料 定义：不仅能在空气中，而且能在水中凝结定义：不仅能在空气中，而且能在水中凝结 硬化并保持和发展强度的胶凝材料。硬化并保持和发展强度的胶凝材料。 水泥泛指加水拌和成塑性浆体，能胶结砂、水泥泛指加水拌和成塑性浆体，能胶结砂、 石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状 水硬性胶凝材料。水硬性胶凝材料。 一、硅酸盐水泥的定义一、硅酸盐水泥的定义 凡是由硅酸盐水泥熟料，凡是由硅酸盐水泥熟料，05的石灰石或的石灰石或 粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬 性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。性

2、胶凝材料，称为硅酸盐水泥。 水泥生产和检测 硅酸盐水泥可分为两种类型：硅酸盐水泥可分为两种类型： 型硅酸盐水泥，是不掺混合材料型硅酸盐水泥，是不掺混合材料 的水泥，其代号为的水泥，其代号为P P。 型硅酸盐水泥，是在硅酸盐水泥型硅酸盐水泥，是在硅酸盐水泥 熟料粉磨时掺加不超过水泥质量熟料粉磨时掺加不超过水泥质量 5 5 的石灰石或粒化高炉矿渣混合材的石灰石或粒化高炉矿渣混合材 料的水泥，其代号为料的水泥，其代号为P P。 水泥生产和检测 二、硅酸盐水泥生产工艺简介二、硅酸盐水泥生产工艺简介 1、原料：石灰质原料、粘土质原料、原料：石灰质原料、粘土质原料 2、“两磨一烧两磨一烧”：制备生料、煅烧

3、熟料、粉：制备生料、煅烧熟料、粉 磨水泥磨水泥 3、矿物组成：硅酸二钙（、矿物组成：硅酸二钙（2CaOSiO2）、硅酸）、硅酸 三钙（三钙（3CaOSiO2）、铝酸三钙（）、铝酸三钙（3CaOAl2O3） 铁铝酸四钙（铁铝酸四钙（4CaOAl2O3Fe2O3） 水泥生产和检测 水泥生产和检测 水泥生产和检测 水泥生产和检测 水泥生产和检测 表表2-5 2-5 水泥熟料矿物的组成、含量及特性水泥熟料矿物的组成、含量及特性 由表由表2-52-5可知，可知，C C3 3S S支配水泥的早期强度，而支配水泥的早期强度，而C C2 2S S对水对水 泥后期强度影响明显。泥后期强度影响明显。C C3 3A

4、 A本身强度不高，对硅酸盐本身强度不高，对硅酸盐 水泥的整体强度影响不大，但其凝结硬化快。水泥的整体强度影响不大，但其凝结硬化快。 矿物名称矿物名称硅酸三钙硅酸三钙硅酸二钙硅酸二钙铝酸三钙铝酸三钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙 氧化物成分氧化物成分3CaO3CaO SiOSiO2 2 2CaO2CaO SiOSiO2 2 3CaO3CaO AlAl2 2O O3 3 4CaOAl4CaOAl2 2O O3 3 FeFe2 2O O3 3 简写式简写式C C3 3S SC C2 2S SC C3 3A AC C4 4AFAF 矿物含量（矿物含量（% %）37376060151537377 71515101

5、01818 凝结、硬化速度凝结、硬化速度快快慢慢最快最快快快 强度高低（发展）强度高低（发展）高（快）高（快）高（慢）高（慢）低（最快）低（最快）低（中）低（中） 水化热水化热大大小小最大最大中中 耐蚀性耐蚀性差差好好最差最差中中 干缩干缩中中小小大大小小 水泥生产和检测 四、硅酸盐水泥的水化与硬化四、硅酸盐水泥的水化与硬化 1、水化（是硬化的前提）产物：水化硅、水化（是硬化的前提）产物：水化硅 酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙、水化硫酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙、水化硫 铝酸钙、氢氧化钙铝酸钙、氢氧化钙 2、硬化（水化的结果）、硬化（水化的结果）水泥强度增长水泥强度增长 的过程的过程 硬化后的水

6、泥石结构：未水化的水泥颗粒、硬化后的水泥石结构：未水化的水泥颗粒、 凝胶体、毛细孔隙网凝胶体、毛细孔隙网 水泥生产和检测 水泥的水化反应是从颗粒表面逐渐深入到内层的，水泥的水化反应是从颗粒表面逐渐深入到内层的， 开始进行较快，随后由于水泥颗粒表层生成了凝开始进行较快，随后由于水泥颗粒表层生成了凝 胶膜，水分渗入越来越困难，水化作用越来越慢。胶膜，水分渗入越来越困难，水化作用越来越慢。 实践证实，完成水泥的水化和水解作用的全过程，实践证实，完成水泥的水化和水解作用的全过程， 需要几年、几十年时间。需要几年、几十年时间。 一般水泥在开始的一般水泥在开始的1d1d3d3d内，水化、水解速度快，内，水

7、化、水解速度快， 强度增长较快，大致强度增长较快，大致28d28d可完成此过程的基本部可完成此过程的基本部 分，以后显著减缓，强度增长也极为缓慢。分，以后显著减缓，强度增长也极为缓慢。 水泥生产和检测 五、影响硅酸盐水泥的水化、凝结硬化的五、影响硅酸盐水泥的水化、凝结硬化的 主要因素主要因素 1、矿物组成的影响和细度的影响、矿物组成的影响和细度的影响 2、石膏掺量的影响、石膏掺量的影响 3、水灰比的影响、水灰比的影响 4、养护温湿度的影响、养护温湿度的影响 5、养护龄期的影响、养护龄期的影响 水泥生产和检测 六、硅酸盐水泥的主要技术性质六、硅酸盐水泥的主要技术性质 （一）实际密度与堆积密度（一

8、）实际密度与堆积密度 （1 1）硅酸盐水泥的实际密度为）硅酸盐水泥的实际密度为3100 kg3100 kg m m3 3 3200kg3200kgm m3 3。 （2 2）硅酸盐水泥的堆积密度为）硅酸盐水泥的堆积密度为1300 kg1300 kg m m3 31600kg1600kgm m3 3。 水泥生产和检测 （二）细度（二）细度 水泥颗粒越细，总表面积越大，与水接触的水泥颗粒越细，总表面积越大，与水接触的 面积越大，则水化速度越快，凝结硬化越快，面积越大，则水化速度越快，凝结硬化越快， 早期强度也越高，消耗的能量越多，机械损早期强度也越高，消耗的能量越多，机械损 耗也越大，生产成本增加，

9、且收缩也增大，耗也越大，生产成本增加，且收缩也增大， 易产生裂缝，所以细度应适宜。易产生裂缝，所以细度应适宜。 国家标准规定：硅酸盐水泥的细度采用比表国家标准规定：硅酸盐水泥的细度采用比表 面积测定仪检验，其比表面积应大于面积测定仪检验，其比表面积应大于300 m300 m2 2 kgkg。 水泥生产和检测 用途：用户检测水泥 的细度，在无水筛器 具时可用干筛检验。 技术参数：筛网目孔 边长 0.08mm 水筛转速 50r/min 水筛水压 0.030.08MPa 水筛内径高度 12580mm 干筛内径高度 15050mm 水泥生产和检测 图1323 负压筛析仪示意图 1有机玻璃盖；20.08

10、0mm方孔筛；3橡胶垫圈；4喷气嘴； 5壳体；6微电机；7压缩空气进口；8抽气口(接负压泵)； 9旋风收尘器；10风门(调节负压)；11细水泥出口 图1324 水筛法装置系统图 1喷头；2标准筛；3旋转托架；4集水斗； 5出水口；6叶轮；7外筒；8把手 水泥生产和检测 （三）凝结时间（三）凝结时间 水泥凝结时间分水泥凝结时间分初凝时间初凝时间和和终凝时间终凝时间 1）初凝时间初凝时间：规定：规定不得早于不得早于45min，以便，以便 有足够的时间完成搅拌、运输、浇筑、振有足够的时间完成搅拌、运输、浇筑、振 捣、成型等施工作业捣、成型等施工作业 2）终凝时间：不得迟于终凝时间：不得迟于6.5h，

11、以便于尽快，以便于尽快 的进入到下一个施工工序。并可尽快拆去的进入到下一个施工工序。并可尽快拆去 模板，提高模板周转率。模板，提高模板周转率。 水泥生产和检测 （四）标准稠度用水量（四）标准稠度用水量 1 1）定义：将水泥拌制到标准稠度状态所需的拌和水）定义：将水泥拌制到标准稠度状态所需的拌和水 量。量。 一般以占水泥质量的百分数表示。常用水泥净浆标一般以占水泥质量的百分数表示。常用水泥净浆标 准稠度用水量为准稠度用水量为222232%32%。水泥熟料矿物成分、细。水泥熟料矿物成分、细 度、混合材料的种类和掺量不同时，其标准稠度用度、混合材料的种类和掺量不同时，其标准稠度用 水量亦有差别水量亦

12、有差别 2 2）测定方法：固定水量法、调整水量法。）测定方法：固定水量法、调整水量法。 国家标准（国家标准（GB13462001GB13462001）规定，水泥标准稠度用）规定，水泥标准稠度用 水量可采用水量可采用“标准法标准法”或或“代用法代用法”进行测定。进行测定。 水泥生产和检测 NJ160型水泥净 浆搅拌机该机是 贯彻GB134689 标准的专用设备， 把水泥与水搅拌成 均匀的试验用净浆。 技术参数： 1、 搅拌叶公转慢 速：625转分 搅拌叶公转快速： 12510转分 2、搅拌叶自转慢 速：1405转分 搅拌叶自转快慢 速：28510转分 3、 功率 快速370瓦， 慢速170瓦 水

13、泥生产和检测 图1327 水泥浆搅拌机示意图 1双速电机；2联接法兰；3蜗轮；4轴承盖；5蜗杆轴；6蜗轮轴； 7轴承盖；8行星齿轮；9内齿圈；10行星定位套；11叶片轴；12调节 螺母；13搅拌锅；14搅拌叶片；15滑板；16立柱；17底座；18时间控 制器；19定位螺钉；20升降手柄；21减速器 水泥生产和检测 水泥标准稠度及凝结 时间测定仪 用途：用以测定水 泥净浆的标准稠度 用水量及凝结时间。 技术参数：试锥等 滑动部份总重量 300g 试锥滑动最大行程 70mm 净重 3.8kg 水泥生产和检测 (a) 初凝时间测定用立式试模的侧视图 (b) 终凝时间测定用反转试模的前 视图 1铁座；

14、2金属滑杆；3松紧螺丝旋钮；4标尺；5指针 (c) 标准稠度试杆 (d) 初凝用试针 (e) 终凝用试针 图1325 测定水泥标准稠度和凝结时间用的维卡仪 (单位：mm) 图1328 试锥和锥模 (单位：mm) 1试锥；2锥模 水泥生产和检测 水泥标准养护箱本仪器根据国家 水泥院、交通部对水泥、砼试件 的标准养护要求而设计制造的， 内部采用进口不锈钢板制作， 喷雾装置采用超声波加湿、制 冷采用大功率压缩机，温湿度 （数显）并装有微型打印机（打 印时间任意设置），是试验室、 质检部门对水泥砼试件养护的理 想设备。 技术参数： 1、 温度控制仪误差：1 2、 箱内温差：1 3、 湿温控制：90 4

15、、 工作压力：220V 5、 加热功率：500W 6、 压缩机功率：180W 7、内部尺寸：550460700mm 水泥生产和检测 （五）体积安定性（五）体积安定性 1 1）定义：水泥在水化的过程中体积变化的均）定义：水泥在水化的过程中体积变化的均 匀性匀性 2 2）造成体积安定性不良的原因：）造成体积安定性不良的原因： CaOCaO、MgOMgO含量过高（规定不得超过含量过高（规定不得超过5%5%） 石膏掺量过高（规定不得超过石膏掺量过高（规定不得超过3.5%3.5%） 3 3）检验方法：雷氏夹法、试饼法）检验方法：雷氏夹法、试饼法 国家标准规定：水泥体积安定性用沸煮法检国家标准规定：水泥体

16、积安定性用沸煮法检 验（验（f-CaOf-CaO），必须合格。），必须合格。 水泥生产和检测 雷氏夹测定仪 用途：用于检测雷氏夹 质量是否符合要求，也 用于测量沸煮前后水泥 试件在雷氏夹两指针间 距离的增值来判定水泥 的安全性。技术参数： 专用砝码重量 300g 量值刻度板最小刻距 1mm 净重 1.65kg 水泥生产和检测 雷氏夹 用途：灌注水泥净浆、经养护成型及沸煮后，测定试件 的安定性能。 技术参数：在300克负荷下两针尖距离的 最大膨胀值 17.52.5mm 去负荷后要求恢复正常状态 10mm 净重 30g 水泥生产和检测 （六）强度及强度等级（六）强度及强度等级 水泥强度检验标准规定

17、：水泥、标准砂及水水泥强度检验标准规定：水泥、标准砂及水 按按1:3:0.51:3:0.5的比例混合，按规定的方法制成的比例混合，按规定的方法制成 40mm40mm40mm40mm160mm160mm的试件，在标准条件下的试件，在标准条件下 （温度（温度202011，相对湿度在，相对湿度在9090以上）进行以上）进行 养护，分别测其养护，分别测其3 3天、天、2828天的抗压强度和抗折天的抗压强度和抗折 强度以确定水泥的强度等级。强度以确定水泥的强度等级。 根据根据 3 d3 d、28 d28 d抗折强度和抗压强度划分硅抗折强度和抗压强度划分硅 酸盐水泥强度等级，并按照酸盐水泥强度等级，并按照

18、3d3d强度的大小分强度的大小分 为普通型和早强型（用为普通型和早强型（用R R表示）。表示）。 水泥生产和检测 硅酸盐水泥分为硅酸盐水泥分为42.542.5、42.5R42.5R、 52.552.5、 52.5R52.5R、 62.562.5、62.5R62.5R六个强度等级。六个强度等级。 各强度等级水泥的各龄期强度值不得低各强度等级水泥的各龄期强度值不得低 于国家标准规定（见表于国家标准规定（见表2-72-7），如有一），如有一 项指标低于表中数值，则应降低强度等项指标低于表中数值，则应降低强度等 级。级。 直至四个数值都满足表中规定为止。直至四个数值都满足表中规定为止。 水泥生产和检测

19、 水泥生产和检测 水泥生产和检测 MD7-4040160mm 水泥抗折试模 是国家标准“水泥胶砂 强度检验方法(ISO法) GB/T 17671-1999”中 规定的统一设备。 技术参数：模腔尺寸 长 160mm 宽 40mm 深 40mm 底座外形最大尺寸 245mm165mm 165mm 净重 66.5kg 水泥生产和检测 水泥生产和检测 台盘 模套 传动 机构 控制器 摆动臂 卡紧 装置 成型设备 水泥生产和检测 水泥生产和检测 水泥生产和检测 2 2 3 bh Fl f tm 抗折强度 以一组三个试体抗折结果的平均值作为 试验结果； 当三个强度值中有超出平均值10%时， 应剔除后再取平

20、均值作为抗折强度结果 水泥生产和检测 水泥生产和检测 抗压强度：以一组三个试体得到的六个抗 压结果的算术平均值作为试验结果； 当六个强度值中有一个超出平均值10% 时，应剔除后再取剩下五个的平均值作为 抗压强度结果；如仍有超出者，则结果作 废。 水泥生产和检测 ！注意事项 水泥强度是指 水泥胶砂的强度， 而不是水泥净浆的 强度。 水泥胶砂强度的测 定不是按标稠需水 量加水的，而是按 规定的水灰比加水。 水泥生产和检测 l水泥强度等级是根据规定龄期水泥强度 的高低对水泥产品质量所划分的等级。水泥 强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度 来划分，规定各强度等级水泥在各龄期的强 度值均不得低于国标规

21、定的该等级最低强度 值的要求。 水泥生产和检测 （七）水化热（七）水化热 水泥在水化过程中放出的热量称为水泥的水化热。（水水泥在水化过程中放出的热量称为水泥的水化热。（水 化热过大，在冬季施工对大体积工程是不利的）。化热过大，在冬季施工对大体积工程是不利的）。 水化放热量和放热速度不仅取决于水泥的矿物成分，而水化放热量和放热速度不仅取决于水泥的矿物成分，而 且与水泥细度、水泥中掺入的混合材料等有关。且与水泥细度、水泥中掺入的混合材料等有关。 水泥矿物进行水化时，水泥矿物进行水化时，C C3 3A A放热量最大也最快，放热量最大也最快，C C3 3S S放热放热 量稍低，量稍低，C C2 2S

22、S放热量最少而且慢。水泥颗粒越细，水化放热量最少而且慢。水泥颗粒越细，水化 作用越快，早期放热量越大。作用越快，早期放热量越大。 水泥生产和检测 强度等级越高的水泥，水化热越大，放热速强度等级越高的水泥，水化热越大，放热速 度亦快。度亦快。 大体积混凝土建筑物（如大型基础、桥墩）大体积混凝土建筑物（如大型基础、桥墩） 不能选用水化热大的水泥。因为体积大，水不能选用水化热大的水泥。因为体积大，水 化热聚积在内部不易散发，致使内外产生很化热聚积在内部不易散发，致使内外产生很 大的温度差，引起不均匀的内应力，而使混大的温度差，引起不均匀的内应力，而使混 凝土产生裂缝。所以大体积混凝土工程，应凝土产生

23、裂缝。所以大体积混凝土工程，应 采用低热水泥，若使用水化热较高的水泥时，采用低热水泥，若使用水化热较高的水泥时， 必须采取降温措施。必须采取降温措施。 水泥生产和检测 七、水泥石的腐蚀和防止七、水泥石的腐蚀和防止 1 1、腐蚀种类、腐蚀种类 1 1）软水腐蚀：）软水腐蚀：Ca(OH)Ca(OH)2 2成分在软水环境成分在软水环境 中易流失，造成其他水泥产物相继溶出，中易流失，造成其他水泥产物相继溶出， 从而导致结构溃散。从而导致结构溃散。 2 2）盐类腐蚀：镁盐、硫酸盐等）盐类腐蚀：镁盐、硫酸盐等 3 3）酸性腐蚀：硫酸、碳酸、有机酸等）酸性腐蚀：硫酸、碳酸、有机酸等 水泥生产和检测 实际上水

24、泥石的腐蚀是一个极为复杂的物理化实际上水泥石的腐蚀是一个极为复杂的物理化 学作用过程，它在遭受腐蚀时，很少仅有单一学作用过程，它在遭受腐蚀时，很少仅有单一 的侵蚀作用，往往是几种作用同时存在，互相的侵蚀作用，往往是几种作用同时存在，互相 影响。但产生水泥腐蚀的根本原因是：影响。但产生水泥腐蚀的根本原因是： 。 水泥生产和检测 2、腐蚀方式、腐蚀方式 1）形成膨胀组分）形成膨胀组分 2）形成易溶于水（无胶结力）的物质）形成易溶于水（无胶结力）的物质 3）溶出性侵蚀）溶出性侵蚀 3、腐蚀内因、腐蚀内因 1）本身含有易被腐蚀的成分）本身含有易被腐蚀的成分 2）密实度不够）密实度不够 4、提高防腐蚀的措施、提高防腐蚀的措施 1）提高密实度）提高密实度 2）合理选用水泥品种）合理选用水泥品种 3）增设保护）增设保护 水泥生产和检测 八、硅酸盐水泥的特性及应用八、硅酸盐水泥的特性及应用 1 1、早期强度发展快，等级高、早期强度发展快，等级高适用于早强性工程适用于早强