建筑材料课件章——无机胶凝

1、第4 4章 无机胶凝材料的检测与应用胶凝材料的定义和分类胶凝材料的定义胶凝材料的定义 经过一系列的物理和化学变化，能够产生凝结硬化，将块状或粉状材料胶结起来，形成为一个具有一定强度整体的材料。胶凝材料的分类胶凝材料的分类如沥青、聚合物等胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料石灰、石膏、水玻璃通称为“水 泥”无机胶凝材料气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料 加水拌合均匀后形成的浆体，只能在空气中凝结硬化，而不能在水中硬化的胶凝材料。如石灰、石膏、水玻璃、镁质胶凝材料等。水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料 加水拌合均匀后形成的浆体，不仅能在空气中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，继续保持或

2、增长其强度。如各种水泥。4 41 1 石 膏一、石膏胶凝材料的生产 石膏胶凝材料的生产通常是把二水石膏在一定的温度和压力下，经过煅烧、脱水，再经磨细而成。 在不同的煅烧温度下，得到的产品是不同的。具体过程如下所示：二水石膏CaSO42H2OCaSO40.5H2OCaSO40.5H2O107170加热、脱水125 0.13MPa蒸压锅型建筑石膏型高强石膏一、石膏胶凝材料的生产- CaSO40.5H2O晶粒细小，此表面积大，需水量大，强度低。- CaSO40.5H2O晶粒粗大，此表面积小，需水量小，强度高。建筑工程中常用建筑石膏；高强石膏用于生产建筑石膏制品。二、建筑石膏的凝结硬化建筑石膏加水后，

3、与水发生的化学反应如下： - CaSO40.5H2O + 1.5 H2O = CaSO42H2O建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下：建筑石膏+水浆体凝 结硬化二、建筑石膏的凝结硬化 建筑石膏凝结过程，是一个溶解、反应、沉淀、结晶的过程； 硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶结构网的形成过程。晶体之间互相交叉连生，形成网状结构；随着反应的继续进行，结晶结构网逐渐密实，从而使石膏晶体逐渐硬化。三、建筑石膏的等级与技术性质建筑石膏的质量等级建筑石膏的质量等级 建筑石膏按其细度、强度、凝结时间等指标，划分为优等品、一等品、合格品三个等级。具体指标见下表：技术指标名称优等品一等品合格品强度抗折强度2.52

4、.11.8抗压强度4.93.92.9细度（0.2mm方孔筛筛余）5.010.015.0凝结时间初凝不早于6min，终凝不迟于30min四、建筑石膏的技术性质空隙率高，表观密度小，强度较低；空隙率高，表观密度小，强度较低；凝结硬化快凝结硬化快( (一般在一般在30min30min内可安全凝结内可安全凝结) )；有较好的功能性有较好的功能性( (导热系数小，隔热保温好，吸光性强，导热系数小，隔热保温好，吸光性强，具有一定调温调湿性具有一定调温调湿性) )；凝结时体积产生微膨胀；凝结时体积产生微膨胀；吸湿性强，耐水性和抗冻性差；吸湿性强，耐水性和抗冻性差；具有较好的防火性能。具有较好的防火性能。具有

5、良好的装饰性具有良好的装饰性。五、建筑石膏的应用室内抹灰与粉刷室内抹灰与粉刷生产建筑石膏制品生产建筑石膏制品生产水泥时作为缓凝剂加入水泥中生产水泥时作为缓凝剂加入水泥中4 42 2 石 灰一、石灰的生产原材料原材料 生产石灰的原材料包括以碳酸钙为主要成分的天然岩石和化工副产品。主要成分为CaCO3，其含量 90%，粘土杂质 8%。生产工艺生产工艺煅烧煅烧 CaCO3 = CaO + CO2MgCO3= MgO + CO21000-1200750-850生石灰一、石灰的生产石灰生产过程，是石灰石煅烧过程。根据煅烧程度可分为欠火石灰、正火石灰、过火石灰。欠火石灰(温度过低或时间不足)，降低石灰利用

6、率。过火石灰(温度过高，时间过长)保质石灰使用后产生膨胀引起崩裂或隆起现象。二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种生石灰的熟化生石灰的熟化 熟化的过程熟化的过程 : 生石灰+水 熟石灰 熟化的方式熟化的方式:淋 灰生石灰粉（消石灰粉） 化 灰 熟石灰膏 MgO + H2O = Mg（OH）2 CaO + H2O = Ca（OH）2 + 65KJ二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种 熟化过程的特点熟化过程的特点 熟化速度快，放出大量的热；体积膨胀1.53.5倍；又是可逆的 熟化过程的注意事项熟化过程的注意事项熟石灰在使用前必须陈伏14d以上防止过火石灰的危害；在化灰池表面保留一层水防止石灰碳化。二、石

7、灰的熟化硬化过程、石灰的品种石灰的硬化石灰的硬化Ca（OH）2从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连生，从而提高强度。Ca（OH）2空气中的CO2发生化学反应，形成CaCO3使石灰的强度逐渐提高。二、石灰的熟化硬化过程、石灰的品种石灰的品种石灰的品种按石灰中的氧化镁含量的高低分按成品的加工方法分块状生石灰、磨细生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳等。生石灰钙质石灰镁质石灰白云质石灰MgO5%MgO为5%20%MgO为20%40%三、石灰的技术性质石灰的质量等级石灰的质量等级 建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaOMgO的含量，可分为优等品、一等品和合格品三个等级。具体指标见教材。石灰的特性

8、石灰的特性1.保水性和可塑性好；2.凝结硬化慢、强度低 ；3.硬化后体积收缩大，易开裂；4.耐水性差。四、石灰的应用配制石灰砂浆和石灰乳；配制石灰砂浆和石灰乳；配制三合土和灰土配制三合土和灰土( (石灰占灰土总重的石灰占灰土总重的10-30%10-30%，即一九、，即一九、二八及三七灰土二八及三七灰土) )；制作碳化石灰板；制作碳化石灰板；生产无熟料水泥和硅酸盐制品。生产无熟料水泥和硅酸盐制品。四、石灰的储存生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。做到生石灰储存时间不宜过长，一般不超过一个月。做到“随到随化随到随化”。( (以防止碳化以防止碳化) )不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混

9、合运输，不得与易燃、易爆等危险液体物品混合存放和混合运输，( (受潮熟化放出大量热量受潮熟化放出大量热量) )。熟石灰在使用前必须陈伏熟石灰在使用前必须陈伏14d14d以上，以防止过火石灰对建以上，以防止过火石灰对建筑物产生的危害。筑物产生的危害。4 43 3 水玻璃一、水玻璃的硬化和性质水玻璃的概念水玻璃的概念 水玻璃又称泡花碱，是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成。是一种能够溶解于水的硅酸盐材料。一、水玻璃的硬化和性质水玻璃的硬化水玻璃的硬化 液体水玻璃吸收空气中的二氧化碳，形成无定型硅酸凝胶，并逐渐干燥硬化，具体反应式如下：Na2OnSiO2+ CO2+mH2ONa2CO3 + nSiO2

10、mH20 为了加速水玻璃的硬化，可加热或掺入12%15%的促硬剂氟硅酸钠。水玻璃的性质水玻璃的性质 1.粘结力强2.耐酸性好 3. 耐热性好4.强度高二、水玻璃的应用涂刷或浸渍材料；涂刷或浸渍材料；加固地基；加固地基；修补裂缝、堵漏；修补裂缝、堵漏；配制耐酸砂浆和耐酸混凝土；配制耐酸砂浆和耐酸混凝土；配制耐热砂浆和耐热混凝土。配制耐热砂浆和耐热混凝土。4 44 4菱苦土菱苦土菱苦土的生产菱苦土的生产 镁质胶凝材料是将菱镁矿或白云石经煅烧、磨细而制成。煅烧的菱苦土为白色或浅黄色粉末。苛性白云石为白色粉末。菱苦土的水化硬化菱苦土的水化硬化 一般与MgCl2溶液按一定比例混合，硬化快，强度高。但吸湿

11、性强，耐水性差。形成的水化产物主要为氯氧化镁和氢氧化镁。菱苦土菱苦土的应用菱苦土的应用 生产木屑地板、木丝板、刨花板等。 菱苦土板材用于机械包装材料，可以节约大量木材。 只能用于干燥状态下，而不能受潮、遇水或酸性介质侵蚀的部位。5 55 5 硅酸盐水泥水泥的特点和适用范围水泥的特点水泥的特点 水泥是一种粉末状材料，加水后拌合均匀形成的浆体，不仅能够在干燥环境中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或发展其强度，形成具有堆聚结构的人造石材。水泥适用范围水泥适用范围 不仅适合用于干燥环境中的工程部位，而且也适合用于潮湿环境及水中的工程部位。水泥的分类按性能和用途分按性能和用途分水泥通用水泥专用水泥

12、特性水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥石灰石硅酸盐水泥如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大坝水泥等如白色硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥等水泥的分类按主要水硬性物质分按主要水硬性物质分水泥种类主要水硬性物质主 要 品 种硅酸盐水泥硅酸钙通用水泥、专用水泥和特性水泥等铝酸盐水泥铝酸钙高铝水泥、自应力铝酸盐水泥、快硬高强铝酸盐水泥等。硫铝酸盐水泥无水硫铝酸钙硅酸二钙有自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥等铁铝酸盐水泥铁相、无水硫铝酸钙、硅酸二钙有自应力铁铝酸盐水泥、膨胀铁铝酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥等氟铝酸盐水泥氟铝酸钙、硅酸

13、二钙氟铝酸盐水泥等以潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥活性二氧化硅活性氧化铝石灰火山灰水泥、石膏矿渣水泥、低热钢渣矿渣水泥等一、硅酸盐水泥的原材料和生产工艺硅酸盐水泥的原材料硅酸盐水泥的原材料 生产硅酸盐水泥熟料的原材料石灰质原料 : 天然石灰石。也可采用与天然石灰石化学成分相似的材料如白垩、石灰华等。粘土质原料 : 主要为粘土，其主要化学成分为SiO2，其次为Al2O3和少量Fe2O3。 校正原料: 采用赤铁矿，化学成分为Fe2O3。 石膏主要为天然石膏矿、无水硫酸钙等 。 混合材料 包括活性混合材料（粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料等）和非活性混合材料（石灰石粉、磨细石英

14、砂等）。硅酸盐水泥的生产工艺硅酸盐水泥的生产工艺“两磨一烧两磨一烧”工艺工艺 生产水泥的方法主要有干法立窑生产和湿法回转窑生产两种 ； 硅酸盐水泥分为：型硅酸盐水泥（不掺混合材料）和型硅酸盐水泥（掺不超过5%混合材料）。一、硅酸盐水泥的原材料和生产工艺石灰石粘 土铁矿粉生 料石 膏硅酸盐水泥混合材料熟 料按比例混合磨细13501450煅烧磨细二、熟料的矿物组成及其特性熟料的矿物组成熟料的矿物组成水泥熟料矿物硅酸二钙铁铝酸四钙铝酸三钙硅酸三钙2CaOSiO2，C2S4CaOAl2O3Fe2O3，C4AF3CaOAl2O3，C3A3CaOSiO2，C3S化学式及简写二、熟料的矿物组成及其特性水泥熟

15、料矿物的主要特性水泥熟料矿物的主要特性 熟料矿物磨细加水，均能单独与水发生化学反应，其特点见上表。矿物名称硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙含量范围（质量）376015377151018水化反应速度快慢最快快强 度高早期低，后期高低低（含量多时对抗折强度有利）水 化 热较高低最高中三、硅酸盐水泥的凝结和硬化凝结硬化的概念凝结硬化的概念 凝结：水泥加水拌合而成的浆体，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； 硬化：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，一般几个小时即可完成；硬化过程是一个长期的过程，在一定温度和湿度下可

16、持续几十年。三、硅酸盐水泥的凝结和硬化熟料矿物的水化反应熟料矿物的水化反应 硅酸三钙2（3CaOSiO2）6H2O = 3CaO2SiO23H2O3Ca（OH）2 硅酸二钙2（2CaOSiO2）4H2O = 3CaO2SiO23H2OCa（OH）2 铝酸三钙3CaOAl2O3H2O = 3CaOAl2O36H2O3CaOAl2O36H2O3（CaSO42H2O）19H2O = 3CaOAl2O33CaSO431H2O 铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O37H2O = 3CaOAl2O36H2OCaOFe2O3H2O(C-S-H)(C-S-H)(C-A-H)(AFt)(C-A-H)(C-F-H

17、)三、硅酸盐水泥的凝结和硬化熟料矿物的水化反应过程熟料矿物的水化反应过程 水化初期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。 三、硅酸盐水泥的凝结和硬化 水化中期水化中期以水化硅酸钙（CSH）和氢氧化钙的快速形成为特征。 水化后期水化后期由于新生成的水化产物的压力，水泥颗粒薄膜的凝胶薄膜破裂，使水进入未水化水泥颗粒的表面，水化反应继续进行。水化产物之间互相交叉连生，不断密实，固体之间的空隙不断减小，网状结构不断加强，结构逐渐紧密。 三、硅酸盐水泥的凝

18、结和硬化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未水化的水泥颗粒水泥石的结构水泥石的结构 水泥石主要由凝胶体、晶体、孔隙、水、空气和未水化的水泥颗粒等组成，存在固相、液相和气相。因此硬化后的水泥石是一种多相多孔体系。 水泥石的结构（水化产物的种类及相对含量、孔的结构）对其性能影响最大。 DABC四、硅酸盐水泥的主要建筑性能1.密度、堆积密度和各成分含量密度、堆积密度和各成分含量建筑性能质 量 标 准密度，kg/m331003200堆积密度，kg/m313001600不溶物型：不溶物不得超过0.75；型：不溶物不得

19、超 过1.50烧失量型：烧失量不得大于3.0；型：烧失量不得大于 3.5氧化镁水泥中氧化镁含量不宜超过5.0。如果水泥经压蒸法检验安定性合格，则水泥中氧化镁含量可放宽至6.0三氧化硫3.5碱含量水泥中碱含量按Na2O0.658K2O计算值来表示。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0.60或由供需双方商定(注：表中百分数均为质量百分数。)四、硅酸盐水泥的主要建筑性能2.细度细度 细度是指水泥颗粒的粗细程度。 水泥颗粒的粗细，直接影响其水化反应速度、活性和强度。 国家标准中规定，水泥的细度用筛析法和比表面积法来测定。硅酸盐水泥的细度为其比表面积大于300m2/kg。 四、

20、硅酸盐水泥的主要建筑性能3.凝结时间凝结时间 凝结时间 分为初凝时间和终凝时间。初凝时间是从加水至水泥浆开始失去塑性的时间；终凝时间是从加水至水泥浆完全失去塑性的时间。 水泥初凝时间不宜过早，终凝时间不宜过迟。 国家标准GB1751999规定：硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于6.5h。四、硅酸盐水泥的主要建筑性能4.体积安定性体积安定性 体积安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。水泥在硬化过程中体积变化不稳定，即为体积安定性不良。 水泥安定性不良的原因：熟料中含有过量的游离氧化钙（fCaO），或含有过量的游离氧化镁（fMgO）；生产水泥时掺入的石膏过量。 国家标准GB1751

21、999规定，硅酸盐水泥的安定性用沸煮法检验必须合格。 体积安定性不良的水泥严禁用于工程中。 四、硅酸盐水泥的主要建筑性能5.5.强度及强度等级强度及强度等级（1）胶砂强度）胶砂强度 国家标准规定， 水泥和标准砂和水按1:3.0:0.5质量比配制成胶砂，经标准试验方法搅拌成型。制成40mm40mm160mm的标准试件，在标准条件（1d温度为201，相对湿度95以上的空气中带模养护；1d以后拆模，放入201的水中养护）下养护。根据水泥品种不同，分别测定3d、28d的抗折强度和抗压强度，即为水泥的胶砂强度。 四、硅酸盐水泥的主要建筑性能（2）强度等级）强度等级 根据水泥的胶砂强度划分的级别称为强度等

22、级。硅酸盐水泥的强度等级划分为42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R共六个等级。见表的 规定。强度等级抗压强度，MPa抗折强度，MPa3d28d3d28d42.542.5R52.552.5R62.562.5R17.022.023.027.028.032.042.542.552.552.562.562.53.54.04.05.05.05.56.56.57.07.08.08.0（注：R型为早强型，主要是3d强度较高。）四、硅酸盐水泥的主要建筑性能6.水化热水化热 水泥的水化热是指在水化过程中的放热量，单位为kJ/kg。 水化热的高低与熟料矿物的相对含量有关。铝酸三钙、硅酸

23、三钙的水化热高，而铁铝酸四钙、硅酸二钙的水化热较低。因此要降低水化热，可适当减少铝酸三钙和硅酸三钙的含量。 水化热主要对大体积混凝土工程有影响。对于大体积混凝土工程，应选择水化热较低的水泥，或者采取特殊措施降低水化热的危害。 四、硅酸盐水泥的主要建筑性能抗冻性和抗渗性抗冻性和抗渗性（1）抗冻性）抗冻性 抗冻性是指水泥石抵抗冻融循环的能力在严寒地区，抗冻性是水泥石的重要性质之一 影响因素水泥各成分的含量：当3含量高时，其抗冻性好，适当提高石膏含量也可提高抗冻性水灰比：.4，抗冻性好；.55，抗冻性显著下降 （2）抗渗性）抗渗性 抗渗性是指水泥石抵抗液体渗透作用的能力小水化程度高，水泥中凝胶物含量

24、高，抗渗性高五、水泥石的腐蚀及防止水泥石腐蚀的方式水泥石腐蚀的方式（1）软水（Ca离子浓度很低）侵蚀（溶出性侵蚀）（2）酸的腐蚀（溶解性化学腐蚀）一般酸的腐蚀碳酸水的腐蚀（3）硫酸盐腐蚀（膨胀性化学腐蚀）（4）强碱腐蚀五、水泥石的腐蚀及防止水泥石腐蚀的根本原因水泥石腐蚀的根本原因（1）水泥石生成物中有易被腐蚀成分(Ca(OH)2 和C-A-H)（2）水泥石本身不密实，开口孔隙率大（3）腐蚀介质的存在以及水泥石所处的外界物理条件（如海水冲击、流动等）防止水泥石腐蚀的措施防止水泥石腐蚀的措施（1）根据工程的环境特点，合理选择水泥品种。（2）提高混凝土的密实度。（3）在水泥石结构的表面设置保护层。六

25、、硅酸盐水泥的特性及应用 凝结硬化快，早期及后期强度均高，适用于有早强要求的工程。 抗冻性好，适合水工混凝土和抗冻性要求高的工程。 耐腐蚀性差，因水化后氢氧化钙和水化铝酸钙的含量较多。 水化热高，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。六、硅酸盐水泥的特性及应用 抗碳化性好。因水化后氢氧化钙含量较多，故水泥石的碱度不易降低，对钢筋的保护作用强。适用于空气中二氧化碳浓度高的环境。 耐热性差。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。 耐磨性好，适用于高速公路、道路和地面工程。4 46 6 掺混合材料的硅酸盐水泥混合材料及其分类 混合材料的概念混合材料的概念所谓混合材

26、料就是为了改善水泥性能、提高水泥的产量，在生产时掺入的天然或人工矿物质材料。分为活性混合材料和非活性混合材料两大类。 非活性混合材料非活性混合材料 不具有活性或活性很低的人工或天然的矿物材料。混合材料及其分类 活性混合材料活性混合材料 混合材料磨成细粉，与碳或石灰和石膏拌合在一起，加水后在常温下，能生成具有胶凝性的水化产物，既能在潮湿空气中硬化，也能在水中硬化的混合材料。粒化高炉矿渣；粉煤灰；火山灰质混合材料一、普通硅酸盐水泥（代号P PO O）定义定义硅酸盐水泥熟料61的混合材料适量石膏技术性质要求（与硅酸盐水泥相比）技术性质要求（与硅酸盐水泥相比） 相同点相同点 MgO含量、SO3含量、初

27、凝时间、安定性的技术要求相同。 不同点不同点细度：80m方孔筛筛余量不超过10.0%；终凝时间：不迟于10h；烧失量：不得大于5.0%。一、普通硅酸盐水泥强度等级：普通硅酸盐水泥分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。各龄期的强度不低于下表的规定。强度等级抗压强度，MPa抗折强度，MPa3d28d3d28d32.532.5R42.542.5R52.552.5R11.016.016.021.022.026.032.532.542.542.552.552.52.53.53.54.04.05.05.55.56.56.57.07.0一、普通硅酸盐水泥主要特性主

28、要特性（1）早期强度、强度等级略低，后期强度高。（2）水化热略低。（3）抗渗性、抗冻性、抗碳化能力略低。（4）抗侵蚀、抗腐蚀能力稍好。（5）耐磨性、耐热性能略有提高。应用应用 由于性能上与硅酸盐水泥有一点差异，普通水泥的应用比硅酸盐水泥较广泛。二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥定义定义技术性质要求（与普通水泥相比）技术性质要求（与普通水泥相比） 相同点相同点 MgO含量、细度、凝结时间、安定性的技术要求相同。 不同点不同点熟料 适量石膏20%70%粒化高炉矿渣20%40%粉煤灰20%50%火山灰混合材矿渣水泥（PS）粉煤灰水泥（PF）火山灰水泥（PP）磨细磨细磨细二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火

29、山灰水泥三氧化硫含量：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。各龄期的强度要求见下表。强度等级抗压强度，MPa）抗折强度，MPa3d28d3d28d32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥主要特性（与硅酸盐水泥、普通水泥相比）主要特性（与硅酸盐水泥、普通水泥相

30、比） 三种水泥的共同特性三种水泥的共同特性凝结硬化较慢，早强强度较低，但后期强度较高；水化热较低，放热速度慢；抗腐蚀能力强；硬化时对湿热敏感性强；抗冻性、耐磨性及抗碳化性能较差。二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥 三种水泥各自特性三种水泥各自特性矿渣水泥保水性差、易泌水、抗渗性较差，但耐热性好，因此用于高温环境。火山灰水泥具有较高的抗渗性和耐水性。但在干燥环境易产生干缩裂缝，Co2 使水化硅酸钙分解成CaCo3和氧化硅的粉状物，即发生“起粉”现象。粉煤灰水泥具有抗裂性好的特性，原因是其独特的球状玻璃态结构，吸水力弱，干缩小，裂纹也小，抗裂性好。 三、复合硅酸盐水泥和石灰石硅酸盐水泥 复合硅酸

31、盐水泥复合硅酸盐水泥 (PC) 在硅酸盐水泥熟料中，加入两种或两种以上的混合材料(掺量在15%50%)。适量石膏磨细而成的水硬性胶凝材料。 与硅酸盐水泥相比，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；早期强度较高，其强度要求与普通水泥的强度要求相同。但是复合水泥 性能受所用混合材性能影响，使用时应针对工程的性质加以选用。4 47 7 其它品种水泥一、铝酸盐水泥定义定义 以石灰岩和矾土为主要原料，配制成适当成分的生料，烧至全部或部分熔融所得以铝酸钙为主要矿物的熟料，经磨细而成的水硬性胶凝材料，代号CA。由于熟料中Al2O3 含量高于50%故又称为高铝水泥。一、铝酸盐水泥主要矿物成

32、分主要矿物成分 铝酸一钙（CaOAl2O3简写 CA）凝结正常，硬化迅速，为铝酸盐水泥强度的主要来源。 二铝酸一钙（CaO2Al2O3简写 CA2），其特点是凝结硬化慢，早期强度较低，后期强度高。 此外还有少量水化极快、凝结迅速而强度不高的七铝酸十二钙（127）以及胶凝性极差的硅酸盐二钙（铝方柱石）（C2AS）、六铝酸一钙（CA6）等矿物。一、铝酸盐水泥铝酸盐水泥的水化与硬化铝酸盐水泥的水化与硬化 当温度低于20时，水化生成水化铝酸钙（CAH10），当温度在20 30时水化铝酸二钙（C2AH8）、铝胶（AH3）。CAH10、C2AH8都属六方晶系，其晶体呈片状或针状，互相交错攀附，重叠结合，可

33、形成坚强的结晶共生体，使水泥获得很高的强度。氢氧化铝凝胶又填充于晶体骨架的空隙，所以能形成比较致密的结构。 当温度高于30时，水化生成立方晶系的水化铝酸三钙（C3AH6）、铝胶（AH3）。此时形成的水泥石孔隙率很大，强度较低。因而铝酸盐水泥不宜在高于30的条件下养护。一、铝酸盐水泥铝酸盐水泥的技术要求铝酸盐水泥的技术要求 细度细度: 比表面积不小于300 m2/kg或0.045mm筛余不大于20%。 凝结时间：凝结时间： 按GB201-2000规定的标准稠度胶砂测得的 凝结时间应符合如下要求：CA-50、CA-70、 CA-80铝酸盐水泥的初凝时间不早于30min， 终凝时间应不迟于6；CA-

34、60铝酸盐水泥的 初凝时间不早于60min，终凝时间应不迟于18。一、铝酸盐水泥 强度强度: 铝酸盐水泥按照Al2O3含量分为四类。各类型铝酸盐水泥的不同龄期强度值不得低于GB201-2000的规定。(分为6h、1d、3d、28d强度要求) 铝酸盐水泥受到高温作用时，由于产生了固相反铝酸盐水泥受到高温作用时，由于产生了固相反应，烧结结合代替了水化结合，因而具有良好的应，烧结结合代替了水化结合，因而具有良好的耐高温性能耐高温性能。一、铝酸盐水泥铝酸盐水泥的建筑性能与应用铝酸盐水泥的建筑性能与应用 快应、早强。高温下后期强度倒缩，甚至引起结构破坏，故其不宜在高温、高湿环境及长期承载结构工程中使用，

35、宜用于工期紧急的工程。 抗渗性、抗冻性好。 抗硫酸盐腐蚀性好。 水化热高，放热快，不得应用于大体积混凝土工程。 耐热性强。高温下产生烧结作用，具有良好的耐高温性能，较高的强度，故适合耐热工程。二、快硬性水泥1.快硬硅酸盐水泥快硬硅酸盐水泥（1）定义）定义由硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的，以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料，简称快硬水泥（2）技术要求）技术要求细度：一般控制在330450m2/kg凝结时间：初凝 45min，终凝 10h安定性：沸煮法检验合格强度等级：按3d抗压强度分为32.5、37.5和42.5三个等级二、快硬性水泥（3）特性）特性具有硬化快、早期强度高、水化热高、

36、抗冻性好、耐腐蚀性差的特性（4）应用）应用适用于紧急抢修工程，早期强度要求高的工程及冬季施工工程，但不适合大体积混凝土工程和有腐蚀介质的混凝土工程。二、快硬性水泥2.快硬硫铝酸盐水泥快硬硫铝酸盐水泥（1）定义）定义由适当成分的生料，经煅烧所得以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物成分的熟料，加入适量石膏和010%石灰石磨细而成的早期强度高的水硬性胶凝材料。（2）技术要求）技术要求细度：一般控制在 350m2/kg；凝结时间：初凝 25min，终凝 3h；强度等级：按3d抗压强度分为425、525、625和725四个标号。二、快硬性水泥（3）特性）特性 早期强度高、抗硫酸盐侵蚀强、抗渗性好、水化热大

37、、耐热性差的特性。（4）应用）应用 适用于冬季施工、抢修、修补及有硫酸盐侵蚀的工程。三、膨胀水泥和自应力水泥1.明矾石膨胀水泥明矾石膨胀水泥（1）定义）定义 是以硅酸盐水泥熟料、天然明矾石、无水石膏和粒化高炉矿渣共同磨细制成的具有膨胀性的水硬性胶凝材料。三、膨胀水泥和自应力水泥（2）技术要求）技术要求细度：一般控制在 450m2/kg凝结时间：初凝 45min，终凝 6h强度等级：按3.7.28d抗压强度分为525、625两个标号膨胀率：1d, 0.15 % ;28d, 0.35%和 1.00%（3）应用）应用 适用于补偿收缩混凝土、防渗混凝土、防渗抹面、预制构件梁、柱的接头和构件拼装接头等。

38、三、膨胀水泥和自应力水泥2. 自应力硫铝酸盐水泥自应力硫铝酸盐水泥（1）定义）定义 以适当成分的生料，经煅烧所得以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物成分的熟料，加入适量石膏磨细制成的强膨胀性的水硬性胶凝材料（2）技术要求）技术要求细度：一般控制在 370m2/kg凝结时间：初凝 40min，终凝 4h抗压强度：7d 32.5MPa;28d 42.5MPa三、膨胀水泥和自应力水泥（2）技术要求）技术要求膨胀率：7d, 1.30 % ;28d, 1.75%级别：按28d自应力值分为30级、40级、50级三个级别28d自应力增进率 0.0070MPa/d（3）应用）应用它可用于制造大口径或较高压力的水

39、管或输气管，也可现场浇制储罐，储槽或作为接缝材料使用。四、道路硅酸盐水泥定义定义 以道路硅酸盐水泥熟料，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硅酸盐水泥，简称道路水泥。技术要求技术要求(1)细度：0.08m筛的筛余率 10%(2)凝结时间：初 凝时间 1h，终凝时间 10h(3)体积安定性：沸煮法检验合格(4)干缩率和耐磨性：干缩率 0.10%，磨损量 3.6kg/m3四、道路硅酸盐水泥技术要求技术要求(5)道路水泥分425、525和625三个标号道路水泥中铝酸三钙含量不大于5.0，铁铝酸四钙含量不小于16.0，游离CaO含量旋窑不大于1.0，立窑不大于1.8% 。特性特性道路

40、硅酸盐水泥强度较高，特别是抗折强度高、耐磨性好、较长的初凝时间、干缩率低，抗冲击性、抗冻性和抗硫酸盐侵蚀能力比较好。应用应用适用于水泥混凝土路面、机场跑道、车站及公共广场等工程的面层混凝土中应用。五、白色硅酸盐水泥和彩色硅酸盐水泥 白色硅酸盐水泥的组成、性质与硅酸盐水泥基本相同，所不同的是在配料和生产过程中严格控制着色氧化物（Fe2O3、MnO、Cr2O3、TiO2等）的含量。为提高水泥白度，可用还原气氛对熟料进行漂白处理；也可在熟料出窑时采取喷水急冷处理；也可在粉磨时提高细度。 彩色硅酸盐水泥简称彩色水泥。它是用白水泥熟料，适量石膏和耐碱矿物颜料共同磨细而制成的。 白水泥和彩色水泥广泛地应用

41、于建筑装修中。如制作彩色水磨石、饰面砖、锦砖、玻璃马赛克以及制作水刷石、斩假石、水泥花砖等。六、砌筑水泥（1）定义）定义是由一种或一种以上的水泥混合材料，加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏磨细而成的和易性好的水硬性胶凝材料，代号M（2）技术要求）技术要求细度：80mm方孔筛余率 10%凝结时间：初凝 60min，终凝 12h安定性：沸煮法检验合格。六、砌筑水泥（2）技术要求）技术要求泌水率：小于12%流动性指标：采用灰砂比为1:2.5,W/C=0.46的砂浆测定的流动性125mm强度等级：按7d.28d分为175和275两个标号（3）特性和应用）特性和应用是种低强度水泥，硬化慢，但和易性好，特别适合配制砂浆，也可用于基础混凝土垫层或蒸养混凝土砌块等。4 48 8 水泥在土木工程中的应用一、水泥的选用原则 水泥的选用原则按环境条件和工程特点来选择水泥品水泥的选用原则按环境条件和工程特点来选择水泥品种的。种的。混凝土工程特点及混凝土工程特点及所处环境条件所处环境条件优先选用优先选用可以选用可以选用不宜选用不宜选用普普通通混混凝凝土土1 1在一般气候环境