任务2--2.水硬性胶凝材料

1、无机胶凝材料性能无机胶凝材料性能-内容：内容：1、硅酸盐水泥、硅酸盐水泥2、掺混合材料硅酸盐水泥、掺混合材料硅酸盐水泥3、高铝水泥、高铝水泥4、特种水泥、特种水泥 重点介绍硅酸盐水泥的矿物质组成、水化硬化机理、影响凝结硬化的因素、硅酸盐水泥主要技术性质、水泥的腐蚀和防止、硅酸盐水泥的性质及应用；高铝水泥及特种特性水泥及特性水泥的性质和应用学习目的和要求本章为本课程的重点之一，硅酸盐水泥和掺混合材料的硅酸盐水泥为本章重点。通过学习上述水泥的性质，以期在工程中合理选用。要求掌握硅酸盐水泥熟料矿物的组成及特性，硅酸盐水泥的水化产物及其特性，以及硅酸盐水泥的性质和应用；了解硅酸盐施耐的凝结硬化过程及技

2、术要求，在此基础上掌握掺混合材料硅酸盐水泥的性质和应用，了解其他品种的水泥的性质和应用。1.概述 应用领域：工业与民用建筑；公路、桥梁、铁路、水利和国防。历史：1824世界开始使用（England） 1876我国建立第一家水泥厂 1985我国水泥产量世界第一水泥（cement）:它是加水后能拌和成塑性浆体，可胶结砂、石等材料，并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。2、品种：80多种 （1）按矿物组成分为：硅酸盐类、铝酸盐类、硫铝酸盐类和氟铝酸盐类l（2 2）按用途分）按用途分l通用硅酸盐水泥：通用硅酸盐水泥：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复

3、合硅酸盐水泥，后面五种是掺混合材料的硅酸盐水泥。l专用水泥：专用水泥：砌筑水泥：混合材和适量硅酸盐熟料，强度等级较低，适合砌筑和抹面。 道路水泥：反复荷载、暴露于大自然；要求性能优越 油井水泥：井底湿度和压力要求水泥具有流动性凝结快l特性水泥：特性水泥：快硬硅酸盐水泥 膨胀水泥：修复建筑裂缝、建筑物连接处 喷射水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥第一节第一节 硅酸盐水泥硅酸盐水泥 现行国家标准现行国家标准GB175-1999GB175-1999定义：凡由硅酸盐

4、水泥定义：凡由硅酸盐水泥熟料、熟料、0 05 5的石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏的石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥（国外磨细制成的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥（国外统称为波特兰水泥）。统称为波特兰水泥）。 硅酸盐水泥硅酸盐水泥型型硅酸盐水泥，硅酸盐水泥，代号代号P不掺加混合材料不掺加混合材料型硅酸盐水泥，型硅酸盐水泥，代号代号P掺加不超过水泥质掺加不超过水泥质量量5%石灰石或粒化石灰石或粒化高炉矿渣混合材料高炉矿渣混合材料（一）硅酸盐水泥的生产工艺（一）硅酸盐水泥的生产工艺l生产原料生产原料 主要是主要是石灰质原料石灰质原料和和粘土质粘土质原料两类。原料两类

5、。：如石灰石、白垩等，主要提供：如石灰石、白垩等，主要提供CaOCaO：如粘土、粘土质页岩等，主要：如粘土、粘土质页岩等，主要提供提供SiOSiO2 2、 AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3 有时两种原料化学组成不能满足要求，还有时两种原料化学组成不能满足要求，还要加入少量校正原料要加入少量校正原料( (如铁矿粉等如铁矿粉等) )调整。调整。水泥的生产设备水泥的生产设备水泥的生产设备水泥的生产设备l生产工艺概述生产工艺概述 硅酸盐水泥的生产工艺可概括为三个阶段：硅酸盐水泥的生产工艺可概括为三个阶段：以石灰石、粘土和铁矿粉（有时：以石灰石、粘土和铁矿粉（有时需加入的校正原料）

6、为主要原料，将其按一需加入的校正原料）为主要原料，将其按一定比例配合、磨细，制得具有适当化学成分定比例配合、磨细，制得具有适当化学成分、质量均匀的生料。、质量均匀的生料。：将生料在水泥窑内经：将生料在水泥窑内经14501450高温高温煅烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分煅烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料。的硅酸盐水泥熟料。：将熟料加适量石膏和：将熟料加适量石膏和0 05 5的石的石灰石或粒化高炉矿渣共同磨细得到硅酸盐水灰石或粒化高炉矿渣共同磨细得到硅酸盐水泥。泥。硅酸盐水泥生产工艺可概括为硅酸盐水泥生产工艺可概括为“两磨一烧两磨一烧”。 石灰石粘土铁矿粉熟料生料水泥石膏磨

7、细按比例配合1450煅烧按比例混合磨细水泥生产流程图石灰石或高炉矿渣（二）硅酸盐水泥熟料的矿物组成（二）硅酸盐水泥熟料的矿物组成 生料生料SiO2CaO化合反应化合反应8001450800左右左右分解反应分解反应Al2O3Fe2O32CaOSiO23CaOSiO23 CaO Al2O34 CaOAl2O3Fe2O3硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料的矿物组成 矿物名称矿物名称化学成分化学成分 缩写符号缩写符号 含量含量硅酸三钙3CaOSiO2 C3S3660硅酸二钙2CaOSiO2 C2S 1537铝酸三钙3CaOAl2O3 C3A 715铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF

8、1018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与水反应速度快慢最快快水化放热量大小最大中强度早期和后期都高早期低后期高 低低矿物名称特 性C3SC2SC3AC4AF凝结硬化速度快慢最快较快水化热大小最大较大强度发展快慢快慢最快较快强度值大小最大大小小抗化学侵蚀性较小最大最小大干燥收缩中中大小硅酸盐水泥熟料矿物的特性硅酸盐水泥熟料矿物的特性C4AF的抗折强度比较大，所以适量提高它来制造道路水泥。矿物组成对水泥性能的影响矿物组成对水泥性能的影响 以上是单个矿物组成的性能，水泥是几种以上是单个矿物组成的性能，水泥是几种熟料矿物的混合物，改变熟料矿物成分间

9、熟料矿物的混合物，改变熟料矿物成分间的比例，水泥的性质即发生相应的变化。的比例，水泥的性质即发生相应的变化。硅酸三钙硅酸三钙高强水泥和早强水泥高强水泥和早强水泥硅酸三钙硅酸三钙铝酸铝酸三钙三钙 快硬水泥快硬水泥铝酸三钙、硅酸三钙铝酸三钙、硅酸三钙硅酸二钙硅酸二钙 水化热水化热低热水泥低热水泥大坝水泥大坝水泥例题：现有甲、乙两厂生产的硅酸盐水泥熟料例题：现有甲、乙两厂生产的硅酸盐水泥熟料，其矿物成分如下表，试估计和比较这两厂，其矿物成分如下表，试估计和比较这两厂所生产的硅酸盐水泥的性能有何差异？所生产的硅酸盐水泥的性能有何差异？生产厂家生产厂家 熟料矿物成分，熟料矿物成分， C3S C2S C3

10、A C4AF 甲甲 56 17 12 15 乙乙 42 35 7 16 （三）硅酸盐水泥的水化和凝结硬化（三）硅酸盐水泥的水化和凝结硬化l水化水化 水泥加水拌和后，水泥颗粒立即分散于水中并与水发水泥加水拌和后，水泥颗粒立即分散于水中并与水发生化学反应，生成各种水化物。生化学反应，生成各种水化物。 硅酸三钙硅酸三钙 水化硅酸钙水化硅酸钙 （凝胶）（凝胶） 氢氧化钙氢氧化钙 硅酸二钙硅酸二钙 水化硅酸钙水化硅酸钙 氢氧化钙氢氧化钙 铝酸三钙铝酸三钙 水化铝酸钙（晶体）水化铝酸钙（晶体） 铁铝酸四钙铁铝酸四钙 水化铝酸钙水化铝酸钙（晶体）（晶体） 水化铁酸钙水化铁酸钙（凝胶）（凝胶）22222)(3

11、336)3(2OHCaOHSiOCaOOHSiOCaO22222)(33234)2(2OHCaOHSiOCaOOHSiOCaOOHOAlCaOOHOAlCaO2322326363OHOFeCaOOHOAlCaOOHOFeOAlCaO232232232326374 水泥中的石膏也很快与水化铝酸钙反应生成水泥中的石膏也很快与水化铝酸钙反应生成难溶的水化硫铝酸钙，也称为难溶的水化硫铝酸钙，也称为： 水化硫铝酸钙（钙矾石）水化硫铝酸钙（钙矾石） 经过上述水化反应后，主要水化产物为：经过上述水化反应后，主要水化产物为：水化硅酸钙水化硅酸钙(50%)(50%)、氢氧化钙、氢氧化钙(25%)(25%)、水化

12、铝、水化铝酸钙、水化铁酸钙及水化硫铝酸钙等。酸钙、水化铁酸钙及水化硫铝酸钙等。 OHCaSOOAlCaOOHOHOAlCaOOHCaSO243222322431331963)2(3l凝结硬化凝结硬化 随着时间的推延，水泥浆逐渐失去塑性，形成随着时间的推延，水泥浆逐渐失去塑性，形成具有一定强度的石状体，这个过程叫水泥的凝具有一定强度的石状体，这个过程叫水泥的凝结硬化。结硬化。 水泥的凝结硬化大致可划分为以下三个阶段：水泥的凝结硬化大致可划分为以下三个阶段： （初始反应期、潜伏期）：水泥矿物（初始反应期、潜伏期）：水泥矿物的水化反应，的水化反应，：1h1h初凝；初凝；6 68h8h终凝，终凝，水泥

13、的凝结水泥的凝结 ：固体，水泥的硬化：固体，水泥的硬化凝结硬化：水泥产物交错、连生，形成联续的网状结构（四）（四）硅酸盐水泥的技术性质硅酸盐水泥的技术性质（1）细度细度 细度指水泥颗粒的粗细程度。用比表面积表示。细度指水泥颗粒的粗细程度。用比表面积表示。一般情况下，水泥颗粒越细，其总表面积越大，一般情况下，水泥颗粒越细，其总表面积越大，与水反应时接触的面积也越大，水化反应速度就与水反应时接触的面积也越大，水化反应速度就越快，所以相同矿物组成的水泥，越快，所以相同矿物组成的水泥，。一般认为，水。一般认为，水泥颗粒粒径小于泥颗粒粒径小于40m40m时才具有较大的活性，时才具有较大的活性， 90m9

14、0m时，水化非常缓慢，接近惰性时，水化非常缓慢，接近惰性 。但水泥颗粒。但水泥颗粒太细，使混凝土发生裂缝的可能性增加，此外，太细，使混凝土发生裂缝的可能性增加，此外，水泥颗粒细度提高会导致生产成本提高，且水泥水泥颗粒细度提高会导致生产成本提高，且水泥在空气中硬化时收缩也增大，因此要控制水泥在在空气中硬化时收缩也增大，因此要控制水泥在合理的细度范围之内。合理的细度范围之内。水泥细度可用下列方法表示：水泥细度可用下列方法表示： ：以以80m80m或或45m45m方孔筛上的筛余量百分率方孔筛上的筛余量百分率表示表示。筛析法分负压筛法和水筛法两种，以负压筛。筛析法分负压筛法和水筛法两种，以负压筛法为准

15、。法为准。 水泥试样筛余百分率按下式计算水泥试样筛余百分率按下式计算 式中：式中：F F 水泥试样筛余百分率，水泥试样筛余百分率，%； m ms s水泥试样在水泥试样在80m80m或或45m45m筛上筛余质量，筛上筛余质量， g g； mm水泥试样的质量，水泥试样的质量，g g。 100%mmFs（2）标准稠度用水量标准稠度用水量 在测定水泥的凝结时间和安定性时，为使在测定水泥的凝结时间和安定性时，为使其测定结果具有可比性，必须采用标准稠度其测定结果具有可比性，必须采用标准稠度的水泥净浆进行测定。现行国家标准的水泥净浆进行测定。现行国家标准( GB/T ( GB/T 1346-2001)134

16、6-2001)规定，以规定，以的试杆沉入的试杆沉入净浆距底板的距离为净浆距底板的距离为时时的水泥浆的水泥浆的稠度作为的稠度作为。水泥净浆达到标准稠。水泥净浆达到标准稠度时所需拌和水量称为标准稠度用水量。度时所需拌和水量称为标准稠度用水量。 不同的水泥品种，标准稠度用水量各不相同，一不同的水泥品种，标准稠度用水量各不相同，一般在般在24%24%30%30%之间。之间。100%水泥用量用水量水泥的标准稠度用水量水泥净浆搅拌机水泥全部加入水中水泥全部加入水中开始失去可塑性开始失去可塑性完全失去可塑性完全失去可塑性初凝时间初凝时间终凝时间终凝时间（3）凝结时间凝结时间 水泥从加水时至水泥浆失去可塑性所

17、需的时间水泥从加水时至水泥浆失去可塑性所需的时间。凝结时间分初凝时间和终凝时间。凝结时间分初凝时间和终凝时间。：从水泥加水至水泥浆：从水泥加水至水泥浆失去可塑性失去可塑性所经历的时间；所经历的时间；：从水泥加水至水泥浆：从水泥加水至水泥浆失去可塑性失去可塑性所经历的时间。所经历的时间。水泥的初凝时间不宜过短，终凝时间不宜水泥的初凝时间不宜过短，终凝时间不宜过长。水泥的初凝时间太短，则在施工前过长。水泥的初凝时间太短，则在施工前即已失去流动性和可塑性而无法施工；水即已失去流动性和可塑性而无法施工；水泥的终凝时间过长，则将延长施工进度和泥的终凝时间过长，则将延长施工进度和模板周转期。我国现行国标模

18、板周转期。我国现行国标(GB175-1999)(GB175-1999)规规定，定，普通硅酸盐水泥初普通硅酸盐水泥初凝不得早于凝不得早于45min45min，终凝不得迟于，终凝不得迟于10h10h。 （4）水泥的体积安定性水泥的体积安定性 水泥在凝结硬化过程中水泥在凝结硬化过程中。如果这种体积变化是轻微的均匀的，则。如果这种体积变化是轻微的均匀的，则对建筑物的质量没什么影响，但是如果混凝对建筑物的质量没什么影响，但是如果混凝土硬化后，由于水泥中某些有害成分的作用土硬化后，由于水泥中某些有害成分的作用，在水泥石内部产生了剧烈的、不均匀的体，在水泥石内部产生了剧烈的、不均匀的体积变化，则会在建筑物内

19、部产生破坏应力，积变化，则会在建筑物内部产生破坏应力，导致建筑物的强度降低。若破坏应力发展到导致建筑物的强度降低。若破坏应力发展到超过建筑物的强度，则会引起建筑物开裂、超过建筑物的强度，则会引起建筑物开裂、崩塌等严重质量事故，这种现象称为水泥的崩塌等严重质量事故，这种现象称为水泥的。引起水泥体积安定性不良的原因是：引起水泥体积安定性不良的原因是： 水泥中含有过多的水泥中含有过多的。熟料中所。熟料中所含游离含游离CaOCaO或或MgOMgO都是过烧的，结构致密，水化很都是过烧的，结构致密，水化很慢。加之被熟料中其它成分所包裹，使得其在水泥慢。加之被熟料中其它成分所包裹，使得其在水泥已经硬化后才进

20、行熟化，生成六方板状的已经硬化后才进行熟化，生成六方板状的Ca(OH)Ca(OH)2晶体，这时体积膨胀晶体，这时体积膨胀97%97%以上，从而导致不均匀体以上，从而导致不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。积膨胀，使水泥石开裂。 掺量过多。掺量过多。 当石膏掺量过多时，在水泥硬当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，残余石膏与水化铝酸钙继续反应生成钙矾石化后，残余石膏与水化铝酸钙继续反应生成钙矾石，体积增大约，体积增大约1.51.5倍，从而导致水泥石开裂。倍，从而导致水泥石开裂。（5）强度等级）强度等级 水泥技术要求中最基本的指标，它直接反水泥技术要求中最基本的指标，它直接反映了水泥的质量水平和使用价值。映了

21、水泥的质量水平和使用价值。 水泥的强度越高，其胶结能力也越大。硅水泥的强度越高，其胶结能力也越大。硅酸盐水泥的强度酸盐水泥的强度，此外还与水灰比、试验，此外还与水灰比、试验方法、试验条件、养护龄期等因素有关。方法、试验条件、养护龄期等因素有关。 我国现行标准我国现行标准水泥胶砂强度检验方法（水泥胶砂强度检验方法（ISOISO法法）（GB17671GB1767119991999）规定：标准试块在标准）规定：标准试块在标准养护条件下的养护，测定在养护条件下的养护，测定在3d3d和和28d28d的抗折强度、的抗折强度、抗压强度，以此评定强度。抗压强度，以此评定强度。1. 1.标准配比：标准配比：水泥

22、：标准砂：水水泥：标准砂：水1 1：3 3：0.50.5；2. 2.标准试块尺寸：标准试块尺寸：40mm40mm40mm40mm160mm160mm；3. 3.标准养护条件：标准养护条件：24h24h之内在温度之内在温度202011，相对相对湿度湿度不低于不低于9090的养护箱或雾室内，的养护箱或雾室内，24h24h后在后在202011的水中。的水中。 相对湿度：空气中实际所含水蒸气密度和同温相对湿度：空气中实际所含水蒸气密度和同温度下饱和水蒸气密度的百分比值。度下饱和水蒸气密度的百分比值。压力试验机以一组三个棱柱体抗折强度结以一组三个棱柱体抗折强度结果的平均值作为试验结果。当三个强度值中有一

23、个果的平均值作为试验结果。当三个强度值中有一个超出平均值超出平均值10%10%时，应剔除后再取平均值作为抗时，应剔除后再取平均值作为抗折强度试验结果。若两个超出则试验结果无效。折强度试验结果。若两个超出则试验结果无效。以一组六个棱柱体上得到的六以一组六个棱柱体上得到的六个抗压强度测定值的算术平均值作为试验结果。如个抗压强度测定值的算术平均值作为试验结果。如六测定值中有一个超出六个平均值的六测定值中有一个超出六个平均值的10%10%，就应，就应剔除这个结果，而以剩下五个的平均数为结果，如剔除这个结果，而以剩下五个的平均数为结果，如果五个测值中再有超过它们平均数果五个测值中再有超过它们平均数10%

24、10%的，则此的，则此结果作废。结果作废。水泥强度等级水泥强度等级 按规按规3d和和28d的抗压强度和抗折强度来划的抗压强度和抗折强度来划分强度等级，并根据分强度等级，并根据3d强度分为早强（强度分为早强（R）和普通型，和普通型，以以28d28d抗压强度值（抗压强度值（MPaMPa）作为强）作为强度等级，硅酸盐水泥强度等级分为度等级，硅酸盐水泥强度等级分为42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R、62.562.5、62.5R62.5R六个强度等六个强度等级。级。 水泥型号水泥型号 为提高水泥早期强度，我国现行标准将水为提高水泥早期强度，我国现行标准将水泥分

25、为泥分为和和两个型两个型号。早强型水泥号。早强型水泥3d3d的抗压强度较同强度等级的抗压强度较同强度等级的普通型强度提高的普通型强度提高10%10%24%24%；早强型水泥；早强型水泥的的3d3d抗压强度可达抗压强度可达28d28d抗压强度的抗压强度的50%50%。 水泥混凝土路面用水泥，在供应条件允许水泥混凝土路面用水泥，在供应条件允许时，应尽量优先选用早强型水泥，以缩短混时，应尽量优先选用早强型水泥，以缩短混凝土养护时间，提早通车。凝土养护时间，提早通车。硅酸盐水泥强度标准硅酸盐水泥强度标准（GB175G 品种品种强度等级强度等级抗压强度抗压强度(MPa) 抗折强

26、度抗折强度(MPa) 3d28d3d28d硅酸盐水泥 42.5 42.5R 17.022.0 42.5 42.53.5 4.06.5 6.5 52.5 52.5R 23.027.0 52.5 52.54.0 5.07.0 7.062.562.5R 28.032.0 62.5 62.5 5.0 5.5 8.0 8.0( (6)6)水化热水化热 水化作用时放出的热量，称为水化热。水化作用时放出的热量，称为水化热。 主要取决于水泥熟料的主要取决于水泥熟料的矿物组成成分，而且还与矿物组成成分，而且还与水泥的细度、混合材料及外加剂品种、数量及熟料水泥的细度、混合材料及外加剂品种、数量及熟料的煅烧和冷却条

27、件有关的煅烧和冷却条件有关。在水泥的矿物组成中，。在水泥的矿物组成中，C C3 3放热量最多，放得最快，放热量最多，放得最快，3 3S S次之，次之，2 2S S放热量最少放热量最少最慢。强度等级高的水泥放热量较大。水化热主要最慢。强度等级高的水泥放热量较大。水化热主要在硬化初期（在硬化初期（7 7天前）放出，以后逐渐减少。水泥细天前）放出，以后逐渐减少。水泥细度越细，水化反应比较容易，放热量越大，放热速度越细，水化反应比较容易，放热量越大，放热速度越快。度越快。水化热对大体积混凝土（指混凝土结构物实体最小水化热对大体积混凝土（指混凝土结构物实体最小尺寸大于尺寸大于1m1m或预计因水化热引起混

28、凝土内外温差过或预计因水化热引起混凝土内外温差过大而导致开裂的混凝土）是非常有害的，因此大体大而导致开裂的混凝土）是非常有害的，因此大体积混凝土中不得采用硅酸盐水泥。积混凝土中不得采用硅酸盐水泥。（7 7）硅酸盐水泥的技术标准）硅酸盐水泥的技术标准 按我国现行国标按我国现行国标硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(GB175-1999)(GB175-1999)规定：规定：硅酸盐水泥的技术标准硅酸盐水泥的技术标准 注：注：1、如水泥经压蒸安定性试验合格，则、如水泥经压蒸安定性试验合格，则MgO允许放宽到允许放宽到6.0； 2、水泥中碱含量按、水泥中碱含量按Na2O+0.658K2

29、O计算值表示。若使用活性骨料，计算值表示。若使用活性骨料， 用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于0.60或由供需或由供需 双方商定。双方商定。技术技术标准标准细度细度比表比表面积面积(m2/kg)凝结时间凝结时间(min)安定安定性性(沸沸煮法煮法)抗压抗压强度强度(MPa)不溶物不溶物(%)MgO含量含量(%)SO3含含量量(%)烧失量烧失量(%)碱碱含含量量(%)初凝初凝终凝终凝型型型型型型型型指标30045390必须合格见上表0.751.55.03.53.03.50.60我国现行国家标准（我国现行国家标准（GB175-1999GB175

30、-1999）规定：）规定：凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项不符合标准规定，均为项不符合标准规定，均为。废品水泥在工程中。废品水泥在工程中严禁使用。严禁使用。凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任一项不凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任一项不符合标准规定，或混合材料掺加量超过最大限量，符合标准规定，或混合材料掺加量超过最大限量，或强度低于规定指标时，称为或强度低于规定指标时，称为。水泥包装标志不全的也属于不合格品。水泥包装标志不全的也属于不合格品。硅酸盐水泥的硅酸盐水泥的特性与应用特性与应用l凝结硬化快，早期及后期强度均高。凝结硬化快

31、，早期及后期强度均高。适用于有早强适用于有早强要求的工程（如冬季施工、预制、现浇等工程），要求的工程（如冬季施工、预制、现浇等工程），高强度混凝土工程（如预应力钢筋混凝土，大坝溢高强度混凝土工程（如预应力钢筋混凝土，大坝溢流面部位混凝土）。流面部位混凝土）。l抗冻性好。抗冻性好。适用于抗冻性要求高的工程。适用于抗冻性要求高的工程。l水化热大。水化热大。不宜用于大体积混凝土工程。但有利于不宜用于大体积混凝土工程。但有利于低温季节蓄热法施工。低温季节蓄热法施工。l耐腐蚀性差耐腐蚀性差。因水化后氢氧化钙和水化铝酸钙的含。因水化后氢氧化钙和水化铝酸钙的含量较多。不宜用于流动的淡水接触及有水压作用的量较

32、多。不宜用于流动的淡水接触及有水压作用的工程，也不适用于受海水、矿物水等作用的工程。工程，也不适用于受海水、矿物水等作用的工程。l碳化性对钢筋的保护作用强碳化性对钢筋的保护作用强。因水化后氢氧化钙含。因水化后氢氧化钙含量较多，故水泥石的碱度不易降低，对钢筋的保护量较多，故水泥石的碱度不易降低，对钢筋的保护作用较强。适用于空气中二氧化碳浓度高的环境。作用较强。适用于空气中二氧化碳浓度高的环境。l耐高温性差耐高温性差。因水化后氢氧化钙含量高。不适用于。因水化后氢氧化钙含量高。不适用于承受高温作用的混凝土工程。承受高温作用的混凝土工程。l干缩小、耐磨性好。干缩小、耐磨性好。适用于高速公路、道路和地面

33、适用于高速公路、道路和地面工程。工程。水泥石的腐蚀与防止水泥石的腐蚀与防止定义：水泥石在外界侵蚀性介质（软水、含酸、含盐、含碱等）的作用下结构受到破坏，强度明显降低，甚至完全破坏的现象称为水泥石的腐蚀。表现形式： 体积膨胀膨胀型腐蚀 体积收缩溶出型腐蚀（一）水泥石的腐蚀种类 有软水腐蚀、盐类 腐蚀、一般酸腐蚀、碳酸腐蚀、强碱腐蚀等几种。1) 软水侵蚀（溶出性侵蚀） 氢氧化钙结晶体是构成水泥石结构的主要水化产物之一，水泥矿物的水化产物需在一定浓度的氢氧化钙溶液中才能稳定存在；如果水泥石结构所处环境的溶液（如软水）中氢氧化钙浓度低于其饱和浓度时，则其中的氢氧化钙将被溶解或分解，从而造成水泥石结构的

34、破坏。雨水、雪水、蒸馏水、工厂冷凝水及含碳酸盐很少的河水与湖水等都属于软水。（2）镁盐侵蚀 在海水、地下水及其它矿物水中，常含有大量的镁盐，主要有硫酸镁及氯化镁等。这些镁盐能与水泥石中的Ca(OH)2发生下列反应：在生成物中，氯化钙(CaCl2)易溶于水，氢氧化镁Mg(OH)2松软无胶结力，石膏则产生硫酸盐侵蚀，因此，硫酸镁对水泥石起着镁盐和硫酸盐双重腐蚀。（3）酸性腐蚀）酸性腐蚀碳酸的腐蚀碳酸的腐蚀 雨水及地下水中常溶有较多的二氧化碳，雨水及地下水中常溶有较多的二氧化碳，形成了碳酸。碳酸水先与水泥石中的氢氧化形成了碳酸。碳酸水先与水泥石中的氢氧化钙反应，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸钙反应，

35、中和后使水泥石碳化，形成了碳酸钙，碳酸钙再与碳酸反应生成可溶性的碳酸钙，碳酸钙再与碳酸反应生成可溶性的碳酸氢钙，并随水流失，从而破坏了水泥石的结氢钙，并随水流失，从而破坏了水泥石的结构。其腐蚀反应过程为：构。其腐蚀反应过程为： Ca(OH)2+CO2+H2OCaCO3+2H2O CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2（4）强碱的腐蚀 低浓度或碱性不强的溶液一般对水泥石结构无害，但是，当水泥中铝酸盐含量较高时，遇到强碱（氢氧化钠、氢氧化钾）作用后也可能因被腐蚀而破坏。这是因为氢氧化钠与水泥熟料中未水化的铝酸盐作用时，可生成易溶的铝酸钠，当水泥石被氢氧化钠浸透后再经干燥时，容易与空气中的二氧

36、化碳作用生成碳酸钠，从而在水泥石毛细孔中结晶沉积，最终导致水泥石结构被破胀裂。水泥石腐蚀的原因水泥石腐蚀的原因内因：内因：1.水泥石中存在易受腐蚀的成分：水泥石中存在易受腐蚀的成分：Ca(OH)2和和C3AH6水泥石中存在孔隙水泥石中存在孔隙外因：环境中存在有害介质（软水、酸、盐），而外因：环境中存在有害介质（软水、酸、盐），而液态的腐蚀介质较固态的引起腐蚀更为严重，较高液态的腐蚀介质较固态的引起腐蚀更为严重，较高的温度、压力、较快的流速、适宜的湿度计干湿交的温度、压力、较快的流速、适宜的湿度计干湿交替等均可加速腐蚀过程。替等均可加速腐蚀过程。（三）水泥石腐蚀的防止措施（三）水泥石腐蚀的防止措

37、施1.根据侵蚀环境特点，合理选用水泥品种；根据侵蚀环境特点，合理选用水泥品种；2.提高水泥石的密实度；提高水泥石的密实度；3.加作保护层。加作保护层。 二、掺混合材料的硅酸盐水泥二、掺混合材料的硅酸盐水泥 为改善硅酸盐水泥的某些性能，同时达到为改善硅酸盐水泥的某些性能，同时达到增加产量和降低成本的目的，在硅酸盐水泥增加产量和降低成本的目的，在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定数量的混合材料和适量石熟料中，掺入一定数量的混合材料和适量石膏共同磨细的水硬性胶凝材料，称为掺混合膏共同磨细的水硬性胶凝材料，称为掺混合材料的硅酸盐水泥材料的硅酸盐水泥 。（一）混合材料（一）混合材料l活性混合材料活性混合材料 活

38、性混合材料是具有较高的火山灰性或潜活性混合材料是具有较高的火山灰性或潜在的水硬性或两者兼有，性能符合有关国家在的水硬性或两者兼有，性能符合有关国家标准的矿物材料。标准的矿物材料。 火山灰性火山灰性：指一种材料磨成细粉，单独不具：指一种材料磨成细粉，单独不具有水硬性，但在常温下与石灰一起和水拌合有水硬性，但在常温下与石灰一起和水拌合后，能生成具有水硬性化合物的性能。后，能生成具有水硬性化合物的性能。潜在的水硬性潜在的水硬性：指将磨细的材料与水拌合后：指将磨细的材料与水拌合后，在有少量激发剂的情况下，具有水硬性的，在有少量激发剂的情况下，具有水硬性的性能。性能。常用的活性混合材料：常用的活性混合材

39、料：粒化高炉矿渣、火山粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰灰质混合材料和粉煤灰。粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣 粒化高炉矿渣是炼铁高炉的熔融矿渣经急粒化高炉矿渣是炼铁高炉的熔融矿渣经急速冷却而成的松软颗粒，其粒径一般为速冷却而成的松软颗粒，其粒径一般为0.50.55 5mmmm。矿渣经水淬的原因，就是要使之形成矿渣经水淬的原因，就是要使之形成无定形的玻璃体，具有热力学不稳定性，因无定形的玻璃体，具有热力学不稳定性，因此具有活性。此具有活性。火山灰质混合材料火山灰质混合材料 凡是天然或人工的以凡是天然或人工的以氧化硅、氧化铝氧化硅、氧化铝为主为主要成分，具有要成分，具有火山灰性火山灰性的矿物材料，称

40、为火的矿物材料，称为火山灰质混合材料。如火山灰、凝灰岩、煤矸山灰质混合材料。如火山灰、凝灰岩、煤矸石渣等。石渣等。粉煤灰粉煤灰 是以煤粉为燃料的火力发电厂从其锅炉烟是以煤粉为燃料的火力发电厂从其锅炉烟气中收集下来的粉末，又称飞灰。粉煤灰中气中收集下来的粉末，又称飞灰。粉煤灰中含有较多的含有较多的活性活性SiO2、Al2O3，具有较高的活，具有较高的活性。性。l非活性混合材料非活性混合材料 经磨细后加入水泥中经磨细后加入水泥中不具有或只具有微弱不具有或只具有微弱的化学活性的化学活性，在水泥水化中基本上不参加化，在水泥水化中基本上不参加化学反应，仅起提高产量、降低水泥强度等级学反应，仅起提高产量、

41、降低水泥强度等级、节约水泥熟料的作用，因此又称为、节约水泥熟料的作用，因此又称为填充性填充性混合材料混合材料。如石英砂、石灰石、粘土等。如石英砂、石灰石、粘土等。（二）普通硅酸盐水泥（二）普通硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、凡由硅酸盐水泥熟料、6%6%15%15%混合材料混合材料、适量、适量石膏石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号POPO。 水泥中混合材料掺量按水泥中混合材料掺量按质量百分比质量百分比计，计，掺活掺活性混合材料时，最大掺量不得超过性混合材料时，最大掺量不得超过15%15%。掺。掺

42、非活性混合材料时，最大掺量不得超过水泥非活性混合材料时，最大掺量不得超过水泥质量质量10%10%。 普通硅酸盐水泥强度等级分为普通硅酸盐水泥强度等级分为42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R四个强度等级四个强度等级。普通硅酸盐水泥强度标准（普通硅酸盐水泥强度标准（GB175G 品种品种强度等级强度等级抗压强度抗压强度(MPa) 抗折强度抗折强度(MPa) 3d28d3d28d普通硅酸盐普通硅酸盐水泥水泥 32.5 32.5R 11.016.0 32.5 32.52.5 3.55.5 5.5 42.5 42.5R 16.021.0

43、 42.5 42.53.5 4.06.5 6.552.552.5R 22.026.0 52.5 52.5 4.0 5.0 7.0 7.0 由于混合材料的掺量较少，所以普通硅酸由于混合材料的掺量较少，所以普通硅酸盐水泥的性质与硅酸盐水泥基本相同，略有盐水泥的性质与硅酸盐水泥基本相同，略有差异，主要表现为：差异，主要表现为：1. 1.早期强度略低；早期强度略低；2. 2.耐耐腐蚀性略有提高腐蚀性略有提高；3. 3.耐热性稍好耐热性稍好；4. 4.水化热水化热略低略低；5. 5.抗冻性、耐磨性、抗碳化性略有降抗冻性、耐磨性、抗碳化性略有降低。低。（三）矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥（三）矿渣硅酸

44、盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥：简称矿渣水泥，由硅酸盐：简称矿渣水泥，由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号成的水硬性胶凝材料，代号PSPS。 水泥中粒化高炉矿渣掺加量按质量百分比水泥中粒化高炉矿渣掺加量按质量百分比计为计为20207070。：简称火山灰水泥，凡：简称火山灰水泥，凡由硅酸盐水泥熟料和由硅酸盐水泥熟料和火山灰质火山灰质混合材料、适混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号PPPP。 水泥中火山灰质混合材料掺加量按质量百水泥中火山灰质混合材

45、料掺加量按质量百分比计为分比计为20205050；：简称粉煤灰水泥，凡由：简称粉煤灰水泥，凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号成的水硬性胶凝材料，代号PFPF。 水泥中粉煤灰掺加量按质量百分比计为水泥中粉煤灰掺加量按质量百分比计为20204040。 这三种水泥强度等级分为这三种水泥强度等级分为32.532.5、32.5R32.5R、42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R六个强度等级六个强度等级。矿渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥的强度标准矿渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥的强度标准(GB13

46、441999) (GB13441999) 强度等级强度等级 抗压强度抗压强度(MPa)抗折强度抗折强度(MPa)3d28d3d28d32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0 这三种水泥与水拌和后，首先是水泥熟料这三种水泥与水拌和后，首先是水泥熟料水化，然后，水化生成的水化，然后，水化生成的Ca(OH)Ca(OH)2 再与活性再与活性混合材料中的活性组分发生混合材料中的活性组分发生反应生反应生成相应的水化产物。由该水

47、化过程和活性混成相应的水化产物。由该水化过程和活性混合材料的水化特点可知，掺活性混合材料的合材料的水化特点可知，掺活性混合材料的水泥较硅酸盐水泥的水泥较硅酸盐水泥的凝结硬化速度慢、早期凝结硬化速度慢、早期强度低。强度低。凝结硬化慢，早期强度低，后期强度高凝结硬化慢，早期强度低，后期强度高 ；对温度敏感，适合高温养护；对温度敏感，适合高温养护；抗软水、海水和硫酸盐腐蚀的能力较强抗软水、海水和硫酸盐腐蚀的能力较强；水化放热量小水化放热量小 ；抗冻性和耐磨性较差抗冻性和耐磨性较差 矿渣水泥耐热性较好，可用于高温环境中；矿渣水泥耐热性较好，可用于高温环境中；保水性差，易产生泌水，抗渗性差，干缩性保水性

48、差，易产生泌水，抗渗性差，干缩性大，大，不宜用于有抗渗要求的混凝土工程中不宜用于有抗渗要求的混凝土工程中。火山灰水泥保水性好，具有较高的抗渗性和火山灰水泥保水性好，具有较高的抗渗性和耐水性，可用于耐水性，可用于有抗渗要求有抗渗要求的混凝土工程。的混凝土工程。粉煤灰水泥干缩性小，粉煤灰水泥干缩性小，抗裂性好抗裂性好，抗碳化能，抗碳化能力差。力差。（四）复合硅酸盐水泥（四）复合硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规两种或两种以上规定的混合材料定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合胶凝材料，称为复合硅酸盐水

49、泥（简称复合水泥），代号水泥），代号PCPC。 水泥中混合材料总掺加量按质量百分比应水泥中混合材料总掺加量按质量百分比应小于小于1515，不超过，不超过5050。 复合硅酸盐水泥强度等级分为复合硅酸盐水泥强度等级分为32.532.5、32.5R32.5R、42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R六个强度等级六个强度等级。 按现行国标按现行国标复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥（GB12958-GB12958-19991999）规定，对复合硅酸盐水泥技术要求：）规定，对复合硅酸盐水泥技术要求：细度、氧化镁、三氧化硫、安定性等指标与细度、氧化镁、三氧化硫、安定性等指

50、标与矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥相同，矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥相同，但对凝结时间的要求有所不同，要求初凝时但对凝结时间的要求有所不同，要求初凝时间不得早于间不得早于45min45min，终凝时间不得迟于终凝时间不得迟于12h12h。水泥认识比较第二节第二节 专用水泥专用水泥l1 1、大坝水泥、大坝水泥 中、低热硅酸盐水泥，低热矿渣硅酸盐水中、低热硅酸盐水泥，低热矿渣硅酸盐水泥泥l2 2、砌筑水泥、砌筑水泥 这种水泥强度较低这种水泥强度较低l3 3、道路硅酸盐水泥、道路硅酸盐水泥 随着我国高等级道路的迅速发展，水泥混随着我国高等级道路的迅速发展，水泥混凝土路面已成为主要路面类型之一。道路硅凝土路面已成为主要路面类型之一。道路硅酸盐水泥是专供公路、城市道路和机场道面酸盐水泥是专供公路、城市道路和机场道面用的一种水泥。用的一种水泥。以适当成分生料烧至部分熔融，得到以硅酸以适当成分生料烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分和钙为主要成分和的硅酸的硅酸盐水泥熟料，加盐水泥熟料，加0 01010活性混合材料和适量活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为道路石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为道路硅酸盐水泥（简称道路水泥）。硅酸盐水泥（简称道路水泥）。矿物组成：高铁（铁铝酸四钙）低铝（铝酸矿物组成：高铁（铁铝酸四钙）低铝（铝酸三钙）三钙）特性与应用：道