土木工程材料(三)讲诉

1、土木工程材料Civil engineering materials（三）vSchool 0f Material Science & Engineeringv 0f Sichuan Universityv 四川大学材料科学与工程学院v 曾光廷 教授v Professor Guang Ting Zeng第四章、气硬性胶凝材料胶凝材料:在一定条件下，经过自身的一系列物理、化学变化作用，能将散粒材料（砂、石子）或块片状材料（砖、板、砌块）粘结为整体并具有一定强度的材料。v胶凝材料按化学成分分类：v无机胶凝材料；有机胶凝材料。v无机胶凝材料：v水泥；石灰；石膏；水玻璃。v有机胶凝材料：v沥青；树

2、脂；有机高分子聚合物。v胶凝材料按硬化条件分类：v气硬性胶凝材料；水硬性胶凝材料。v气硬性胶凝材料：v只能在空气中硬化v水硬性胶凝材料：v不仅能在空气中硬化，而且能更好的在水v中硬化.v无机胶凝材料分为：v气硬性胶凝材料；水硬性胶凝材料.4.1 石灰4.1.1 石灰的生产及分类v石灰:v用石灰岩、白垩、白云石石灰岩或以碳酸v钙为主的天然原料，经过煅烧而得到的块v状产品.v生石灰的主要成分： CaOv石灰特点：v原料来源广泛，生产工艺简单，使用方便，v广泛应用.石灰石白云质石灰石生石灰v石灰的生产：v矿物煅烧v CaCO3 900 CaO + CO2v石灰按MgO分类：v钙质石灰：v氧化镁小于等

3、于5%;v镁质石灰：v氧化镁大于5%.石灰的土窑生产石灰的土窑生产石灰的生产设备武钢乌龙泉矿日产600吨回转窑v4.1.2 石灰的熟化v熟化(消化):v工地上使用生石灰时，通常将生石灰加水，v使之消解为熟石灰（消石灰）(氢氧化钙)v的过程。vCaO + H2O Ca(OH)2 + 64.9 103 Jv熟化特点：v（1）放热v反应速度度快，放热量大，体积增大。v（2）体积膨胀v消化时体积急剧膨胀达12.5倍.v石灰熟化方法v（1）制成石灰膏v在化灰池化灰：加水2.53倍.v陈伏:v为了消除过火石灰的危害，石灰浆应在储v灰坑中“陈伏”两周以上，其间石灰浆表v面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化

4、。 v石灰膏可用来拌制砌筑砂浆或抹面砂浆。v1kg生石灰可熟化成1.53 L石灰膏。陈伏：石灰浆在储灰坑内陈伏2周以上石灰熟化示意图v4.1.3 石灰的硬化v（1）、干燥作用v干燥时，石灰浆体中多余水分蒸发或被砌体v吸收而使石灰粒子紧密接触获得一定强度。v （2）、结晶作用v石灰浆在干燥过程中，游离水分蒸,引起溶液v某种程度的过饱和，Ca(OH)2 逐渐从饱和溶v液中结晶析出，形成结晶结构网，使强度继v续增加。v（3）、碳化硬化vCa(OH)2 与空气中水分和CO2反应，生成v不溶于水的CaCO3晶体。v CO2 +H2O+Ca(OH)2 CaCO3晶体v这个反应过程称为碳化。v石灰硬化体:v

5、由表面 CaCO3晶体和内部Ca(OH)2晶体组成。4.1.4 石灰的技术性质和技术标准建筑工程中使用的石灰品种：建筑生石灰；建筑石灰粉；建筑消石灰粉。建筑消石灰粉按氧化镁含量分类：钙质消石灰粉（氧化镁小于4%）；镁质消石灰粉（氧化镁大于等于4%小于24%）；白云石质消石灰（氧化镁大于等于24%小于30%）。4.1.5 石灰的特性、应用及储存4.1.5.1石灰的特性v（1） 、 可塑性和保水性较好；v（2）、石灰熟化时放热量大，体积膨胀大；v（3）、硬化缓慢；v（4）、硬化时体积收缩大，硬化后强度降低v（5）、 耐水性差。 4.1.5.2 石灰的运用（1）、配制石灰乳涂料v熟化好的石灰膏或消石

6、灰粉加入过量的水v搅拌稀释成为石灰乳作涂料。 v（消石灰粉或石灰浆 + 108胶），作涂料。v（2）、配制石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆，v砌筑砖石及抹灰。v（3）、拌制石灰土和石灰三合土v消石灰与粘土按一定比例拌和制成灰土，v再加砂（或碎石、炉渣）制成三合土，v作建筑地基、道路路基。v（4）、制作硅酸盐制品v粉煤灰砖、砌块、灰砂砖：v是用磨细的石灰和含硅材料（砂、粉煤灰、v磨细的煤矸石、页岩、工业废渣）为胶凝材v料，加少量石膏，经蒸气养护或蒸压养护的v产品。硅酸盐建筑制品 (绿色制品) 砂 灰砂砖石灰 +粉煤灰 +水+蒸压 粉煤灰砖 煤矸石 煤矸石砖v（5）制作碳化石灰板v碳化石灰板:v用生石灰

7、粉、纤维材料（玻璃纤维或炉渣）v加水搅拌、成型后制成胚体，再通入高浓v度二氧化碳进行人工碳化（1224h）制成。v应用：v作隔墙板、天花板.v4.1.5.3 石灰的储存与运输v生石灰要防止受潮，不宜长期贮存。v运输时，不得与易燃、易爆和湿物品混装。v生石灰受潮熟化时放出大量的热，并且体积v膨胀，不安全。v4.2 石膏v石膏胶凝材料:v以硫酸钙(CaSO4)为主要成分的气硬性胶v凝材料。v石膏：v由天然二水石膏经过煅烧脱水制成。v4.2.1 石膏的生产v按硫酸钙含晶体水数量分类：v二水石膏（CaSO4.2H2O）即生石膏；v半水石膏：（CaSO4.1/2H2O）;v无水石膏：（CaSO4）。红石

8、膏石膏二水石膏v建筑石膏的生产：煅烧脱水v170到200 ：v石膏继续脱水，变成可溶的硬石膏,v200到250 ：v生成的石膏仅残留微量水分，凝结硬化异,v常缓慢。OHOHCaSOCOHCaSOo22424211211701072v大于400 ：v石膏将分解部分CaO，称为高温煅烧石膏。v4.2.2 建筑石膏的凝结硬化v建筑石膏-将型半水石膏磨成细粉得到v的石膏。v建筑石膏与适量的水拌和后，将重新水化v成二水石膏，并快速凝结硬化。OHCaSOOHOHCaSO24224221121反应式：建筑石膏遇水反应过程如图所示建筑石膏凝结硬化示意图建筑石膏凝结硬化示意图硬化石膏的结构4.2.3 建筑石膏的

9、技术性质及特点4.2.3.1 建筑石膏的技术要求建筑石膏为白色粉末v密度： 2.62.75g/cm3; v表观密度： 8001100kg/m3v堆积密度： 1000-1200kg/m3;v松散堆积密度：800-1000kg/m3。4.2.3.2 建筑石膏的特点v（1）、凝结硬化快v初凝不小于3min,在常温下一般几分钟v（6分钟）可初凝，v30分钟内终凝，约一周时间可完全硬化.v（2）、凝结硬化时体积微膨胀v石膏硬化过程中体积略有膨胀(0.050.15%)，v浇注成型能得到尺寸精确、表面光滑、致密、v轮廓清晰的构件，干燥时不产生收缩裂缝。（3）、保温、隔热性和吸声性良好v（4）、防火性能好v建

10、筑石膏硬化后主要成分为CaSO4.2H2Ov遇火时，其中的结晶水脱出能吸收热量,v且生成的无水石膏是良好的热绝缘体。v（5）、具有一定的调温、调湿性v（6）、耐水性、抗冻性差v软化系数为0.20.3，不宜用于室外。v（7）、加工性能好v4.2.4 建筑石膏的应用v于储存v4.2.4.1 建筑石膏的应v用v（1）室内粉刷及抹灰v（2）建筑装饰制品v（3）石膏墙体材料v4.2.4.2建筑石膏储存v储存不超过3个月，性v能下降。运输、储存v注意防潮。石膏立柱纸面石膏板v4.3 水玻璃v1、水玻璃（泡花碱）的组成：v是由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅v合成的可溶于水的硅酸盐。v建筑常用的水玻璃：v钠

11、水玻璃： NaNa2 2OOSiOSiO2 2；v钾水玻璃 ：2 2SiOSiO2 2；v硅酸锂水玻璃：i i2 2OOSiOSiO2 2。v液体水玻璃特征：v胶体特征；有溶液特征的胶体溶液。水玻璃v2、水玻璃中的n值 （模数）vR R - - 碱金属氧化物碱金属氧化物v根据水玻璃模数的不同分为根据水玻璃模数的不同分为：v“碱性碱性”水玻璃水玻璃（）v“中性中性”水玻璃水玻璃（33）v实际上中性水玻璃和碱性水玻璃的溶液都实际上中性水玻璃和碱性水玻璃的溶液都v呈明显的碱性反应呈明显的碱性反应ORSiOn22v n值越大，水玻璃中胶体组分越多，v水玻璃的粘性越大，越难溶于水，v但容易分解硬化，粘结

12、能力较强。v土木工程中常用水玻璃的n值：v 2.5至2.8之间。v3、水玻璃中n值的调整v加入Na2O， 可以降低n值；v溶入硅胶SiO2，可以提高n值。v4.3.1 水玻璃的生产v原材料：石英砂；纯碱。v生产工艺：v将石英砂和纯碱按一定比例混合后，在v13001400煅烧生成熔融状硅酸钠vNa2O.nSiO2,冷却后得到固态水玻璃，再在v高温加压水中溶解，制成溶液状水玻璃产品。nSiO2+Na22CO3 Na2O.nSiO2+CO2v4.3.2 水玻璃的硬化v水玻璃在空气中吸收水分和二氧化碳，生成v无确形硅胶(nSiO2.mH2O)，在空气中逐渐v干燥脱水而硬化。vNa2O.nSiO2+CO

13、2+mH2O vNaCO3+NSiO2.mH2Ov由于空气中二氧化碳的浓度较低，反应很慢。v为了加速水玻璃的硬化，v常加入氟硅酸钠(Na2SiF6)作为促硬剂，v加速二氧化硅凝胶的析出。 v4.3.3 水玻璃的性质v（1）、良好的粘结能力v（2）、良好的耐酸性v（3）、耐热性好。v4.3.4 水玻璃的应用v（1）涂刷材料表面，提高抗风化能力v （2）加固土壤v将水玻璃溶液与氯化钙溶液交替灌于基础v中反应生成的硅胶，起胶结作用，v能够包裹土粒并填充其孔隙。v（3）配制速凝防水剂v将水玻璃溶液掺入砂浆或混凝土中，可以使v砂浆或混凝土急速硬化，用于堵漏抢修。v（4）配制耐热砂浆和耐热混凝土v（5）配

14、制耐酸砂浆和耐酸混凝土，用于v防腐工程。v第四章、作业第四章、作业v1 1、试述胶凝材料的分类及区别？试述胶凝材料的分类及区别？v2 2、试述石灰成品的分类及主要成分？、试述石灰成品的分类及主要成分？v3 3、试述石灰的特性及用途？试述石灰的特性及用途？v4 4、什么是欠火石灰和过火石灰？各有何特、什么是欠火石灰和过火石灰？各有何特v点？点？v5 5、何谓陈伏，石灰在使用前为什么要进行何谓陈伏，石灰在使用前为什么要进行v陈伏？陈伏？v6 6、如何储存生石灰？、如何储存生石灰？v7 7、试述建筑石膏的特性及用途？试述建筑石膏的特性及用途？v8 8、试述水玻璃的特性及用途？、试述水玻璃的特性及用途

15、？第五章、水泥v水泥:v是一种水硬性胶凝材料，能在空气中潮湿环v境和水中凝结、硬化、发展和保持强度。v按矿物组成分类：v硅酸盐类水泥; 铝酸盐类水泥；v硫铝酸盐水泥； 氟铝酸盐水泥；v铁铝酸盐水泥。按性能和用途分类：v通用水泥； 专用水泥； 特性水泥。v通用水泥：v为硅酸盐类水泥，主要用于土木工程v专用水泥：v为砌筑水泥； 道路水泥； v防射线水泥； 油井水泥。v按混合材料品种和掺量分类：v硅酸盐水泥； v普通硅酸盐水泥；v矿渣硅酸盐水泥； v火山灰质硅酸盐水泥；v粉煤灰硅酸盐水泥；v复合硅酸盐水泥。v特性水泥特点：v快硬水泥、无收缩快硬水泥、v中热和低热水泥、膨胀水泥；v抗硫酸盐水泥特性水泥

16、特点：v为快硬水泥、无收缩快硬水泥、v中热和低热水泥、膨胀水泥；v抗硫酸盐水泥。5.1 通用硅酸盐水泥5.1.1 通用硅酸盐水泥的定义与分类通用硅酸盐水泥:是以硅酸盐水泥熟料和适量石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。通用硅酸盐水泥分类：硅酸盐水泥；普通硅酸盐水泥；矿渣硅酸盐水泥；火山灰质硅酸盐水泥；粉煤灰硅酸盐水泥；复合硅酸盐水泥。5.1.2 通用硅酸盐水泥的生产v通用硅酸盐水泥的原料v1、石灰质原料v石灰石、大理石、贝壳和白垩等。v主要成分:CaCO3,主要提供CaO。v2、粘土质原料v主要成分： SiO2、Al2O3及Fe2O3。v粘土、粘土质页岩、黄土。v3、校正原料：（辅助原料）

17、v铁矿粉的铁质原料：v补充氧化铁的含量。v砂岩的硅质原料：v增加二氧化硅的成分等。v校正原料主要补充生料中Fe2O3的不足。v铁矿粉、河砂、硅藻土、矾土。v硅酸盐水泥的生产v两磨一烧：v制备生料（一磨）v煅烧熟料（一烧）v粉磨水泥（二磨）硅酸盐水泥生产工艺示意图按生料制备方法分湿法干法立窑生产回转窑生产普通立窑机械化立窑干法回转窑湿法回转窑半干法回转窑水泥生产企业烧成车间外景水泥熟料+石膏+混合材 水泥 水泥生产企业粉磨车间主要设备5.1.3 通用硅酸盐水泥的凝结硬化5.1.3.1 硅酸盐水泥的水化水化:硅酸盐水泥加水后，其矿物与水作用生成一系列新的化合物。水化产物:生成的新的化合物。硅酸盐水

18、泥熟料主要矿物及含量硅酸三钙形貌硅酸二钙形貌铝酸三钙形貌铁铝酸四钙形貌（1）、硅酸三钙的水化硅酸三钙与水作用时，反应较快，水化放热量大，在常温下的水化反应产物是水化硅酸钙。（2）、硅酸二钙的水化硅酸二钙与水作用时，反应较慢，水化反应产物是水化硅酸钙。（3）、铝酸三钙的水化铝酸三钙与水作用时，反应极快，放热大，水化产物是水化铝酸三钙。（4）、铁铝酸四钙的水化铁铝酸四钙与水作用时，反应也较快，放热大量中等，生成水化铝酸三钙和水化铁铝酸钙（凝胶）.硅酸盐水泥单矿物的水化特性5.1.3.2 硅酸盐类水泥的凝结硬化水泥凝结:水泥加水拌和后，成为具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠并失去可塑性，还不具有强度的过

19、程。水泥的硬化:水泥浆产生明显的强度并逐渐发展而成坚硬的石状固体（水泥石）的过程。硅酸盐水泥水化和凝结硬化：是一个连续、复杂的物理、化学变化过程。水化：是凝结硬化的前提。凝结硬化：是水化的结果。图5-1 水泥凝结硬化过程示意图水泥凝结硬化过程5.1.3.3 影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素（1）、水泥的熟料矿物组成和细度水泥的熟料各种矿物含量不同，水泥的凝结硬化特点也不同。（2）、水泥浆的水灰比水泥浆的水灰比:指水泥浆中水与水泥的质量之比。v加入的水量通常超过水泥充分水化时所需的水v量，多余的水在水泥石内形成毛细孔隙，硬化v水泥石的毛细孔隙率越大，水泥石的强度降低v（3）、石膏掺量v水泥中掺入石膏

20、，可调节水泥凝结硬化的速v度.掺入少量石膏，可延缓水泥浆体的凝结硬v化速度，但石膏掺量不能过多，过多的石膏v不仅缓凝作用不大，还会引起水泥安定性不v良。一般掺量约占水泥重量的35，v具体掺量需通过试验确定。v（4）、环境温度和湿度v温度的因素：v提高温度可以加速水化反应。v如采用蒸汽养护和蒸压养护。v冬季施工时，须采取保温措施。v湿度的因素：v应保持潮湿状态 ，保证水泥水化所需的化学v用水。混凝土在浇筑后两到三周内必须加强v洒水养护。v（5）、养护时间v养护龄期:v水泥加水拌和后起至性能实测时止的养护时间。v水泥水化硬化是一个较长时期不断进行的v过程 ，随着龄期的增长水泥石的强度逐渐v提高.v

21、314d:v强度增长较快，v28d后:v增长缓慢。水泥强度的增长可延续几年，v甚至几十年。v（6）、外加剂v水泥中加入少量外加剂也能促进水泥的硬化v速度。如氯化钙，三乙醇胺等都是促凝剂。v水泥中加剂加入M剂或糖类减水剂，v会延缓水泥的凝结硬化而影响早期强度。5.1.4 通用硅酸盐水泥的技术性质（1）、化学性质应该符合国家标准，P42表5-3规定。（2）、碱含量（3）、物理指标v1）、凝结时间v凝结时间:v水泥加水拌和后，由可塑状态发展到固体v状态所需要的时间。v凝结时间分类：v初凝；终凝。v初凝时间:v水泥加水时起至水泥浆开始失去塑性所需的v时间。v国家标准规定了硅酸盐水泥的初凝时间v不得小于

22、45minv终凝时间:v水泥加水时起至水泥浆完全失去塑性所需的v时间。v国家标准规定了硅酸盐水泥的终凝时间不大v于390min。v凡初凝时间不符合规定者为废品,v终凝时间不符合规定者为不合格品。v水泥凝结时间的测定：v是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度和湿v度下，用凝结时间测定仪来测定。v2）、体积安定性v体积安定性:v是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均v匀性。v引起体积安定性不良的原因？v熟料矿物中含有过多的游离氧化钙或游离v氧化镁，以及水泥粉磨时所掺石膏超量v水化反应:v反应中体积膨胀而使水泥石开裂.v标准稠度用水量：v是指水泥净浆达到规定稠度时所需的拌合v水量，以占水泥重量的百分率表示

23、。v硅酸盐水泥的标准稠度用水量v一般在24 % 30%之间。v水泥熟料矿物成分不同时，v其标准稠度用水量亦有所差别，v磨得越细的水泥，标准稠度用水量越大。 v3）、强度v水泥的强度 是划分水泥标号的依据。v水泥强度应按国家标准v水泥胶沙强度试验方法的规定制作试块v养护并测定其抗压和抗折强度值。v水泥的标号：v用28d的抗压强度值（MPa）乘10来命名。v通常每差10MPa为一级。v个别低标号相差5MPa。v4）、细度v细度:v是指水泥颗粒的粗细程度。v影响水泥水化速度、放热量和强度性能指标v细度是鉴定水泥品质的主要项目之一。v细度用筛分法或比表面积法（勃压法）测定.v筛分法:v是以80m方孔筛

24、的筛余量表示。v普通水泥的细度用筛余量表示，其筛余量不v得超过10.0%。砂的标准筛v5）、水化热v水化热:v水泥在水化反应时放出的热量。v水泥的水化热：v大部分在水化早期（3 7d）放出。v硅酸盐水泥放热量： v13d内放热量为总热量的50%，v7d为75%，3个月为90%。v水泥品种不同，水泥的水化热大小也不同。v水泥的水化热优缺点：v冬季和寒冷季节地区施工有利，v对大型房屋基础、构筑物和堤坝等大型混v凝土工程不利，v使混凝土内外温差大而导致温度压力缝。v6）、碱含量v碱含量:v指水泥中碱性氧化物K2O和Na2O的含量，v用碱含量占水泥质量的百分比表示.v当水泥中碱含量较高时，骨料中又含有

25、活性vSiO2 ，v就会发生碱骨反应，生成复杂的碱-硅v酸凝胶具有无限膨胀性，导致水泥石胀裂。5.1.5 水泥石的腐蚀与防止v水泥石的腐蚀:v硅酸盐水泥硬化后，长期处于有腐蚀的液体v或气体条件下，使水泥石产生各种物理化学v变化，导致强度降低或结构破坏的现象。 （1）、软水腐蚀v软水腐蚀:v水泥石长期在流动淡水的作用下水泥石中的vCa(OH)2会逐渐溶解，被流水带走，并促使v水泥石中其它水化物分解，使水泥石的密实v度、强度下降的现象。v软水腐蚀介质：v雨水、雪水、蒸馏水、工业冷凝水v及含碳酸盐甚少的河水与湖水等v（2）盐类腐蚀v1）、硫酸盐腐蚀v当海水、沼泽水、工业污水等中含有碱性v硫酸盐（如N

26、a2SO4、K2SO4等）时，v其中的水泥石还会受到的侵蚀。v硫酸钙：v能与水泥石中的固态水化铝酸钙作用，v生成高硫型水化硫铝酸钙晶体。v2）、镁盐腐蚀v在 海水、地下水和有些沼泽水中常含有大v量的镁盐主要是硫酸镁 (MgSO4)和v氯化镁(MgCl2) ，能与水泥中的Ca(OH)2v起分解反应。反应生成的Mg(OH)2松软而无胶凝能力，CaSO4.2H2O和CaCl2易溶于水，而CaSO4.2H2O还会进一步引起硫酸盐膨胀性破坏。故硫酸镁对水泥石起着镁盐和硫酸盐的双重侵蚀作用。224242)(22)(OHMgOHCaSOOHMgSOOHCa2222)()(OHMgCaClMgClOHCav（

27、3）、酸类腐蚀v1）碳酸腐蚀v在地下水、工业污水中常含有二氧化碳能与v水泥石中的Ca(OH)2发生反应，生成碳酸钙v再与含碳酸的水作用生成碳酸氢钙。v开始：vCa（0H）2十C02十H20CaC03十2 H20v然后：vCaC03十C02十H20 Ca（HCO3）2以碳酸盐为介质的海水、地下水等碳酸盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水的产物，破坏水泥石v上述反应是可逆反应:v当水中含有较多的碳酸时，反应向右进行，v使水泥石中微溶于水的Ca(OH)2转变为溶v于水的Ca（HCO3）2 ，v而水泥石的孔隙率增加，碱度降低，v部分水化物分解，腐蚀进一步加剧v2）、一般酸的腐蚀v在工业废水、地下水、沼

28、泽水中:v常含无机酸和有机酸。v工业窑炉中的烟:v常含有二氧化硫，遇水后生成亚硫酸。v各种酸类与水泥石中的氢氧化钙作用:v生成化合物.v或者易溶于水;v或者体积膨胀而导致水泥石破坏。v对水泥石腐蚀作用最快的酸:v无机酸中的盐酸、氢氟酸、硝酸、硫酸;v有机酸中的醋酸、蚁酸和乳酸等。v如盐酸和硫酸分别与水泥石中氢氧化钙v作用，其反应式如下：v2HCl十Ca(0H)2CaCl2十2H20 v氯化钙易溶于水而导致化学腐蚀型破坏.vH2SO4十Ca(0H)2CaSO4.2H20 v石膏对水泥石产生硫酸盐膨胀型破坏。以酸性介质为主的工业环境等酸与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结晶膨胀的产物，破坏水泥石

29、v（4）、强碱的腐蚀v碱类溶液如浓度不大时一般是无害的,v但铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到强v碱作用后也会破坏。v1）氢氧化钠与水泥熟料中未水化的铝v酸盐作用，生成易溶的铝酸钠，反应式为：v3CaO.Al2O3十6NaOH3Na2O.Al2O3十3Ca(0H)2碱与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结晶膨胀的产物，破坏水泥石v2）当水泥石被氢氧化钠溶液浸透后又在v空气中干燥，与空气中的二氧化碳作用生v成碳酸钠v 2NaOHCO2 Na2CO3H20 v碳酸钠在水泥石毛细孔中结晶沉淀，可使v水泥石胀裂。 v5.1.5.2 水泥石腐蚀原因：v1）、水泥石中存在有引起腐蚀的成分v如氢氧化钙、水化铝酸

30、钙和铝酸三钙。v2）、水泥石本身不密实，有很多的毛细孔v通道，腐蚀介质容易进入其内部而引起腐蚀.v3）、浸蚀性介质以液相的形式与水泥石接v触并具有适宜的环境温度、湿度和介质浓度。v5.1.5.2 水泥石腐蚀的防止v1 ）、根据侵蚀环境特点，合理选用水泥品种v2 ）、降低水泥石的孔隙率，提高水泥石的密v实度 。v3 ） 、在水泥石表面涂抹或铺设保护层，隔v断水泥石和外界腐蚀介质的接触 。5.1.6 通用硅酸盐水泥的特性与应用v5.1.6.1 硅酸盐水泥的特性：v1、强度高v适用于重要结构的高强混凝土及预应力混凝v土工程v2、凝结硬化较快，硬化后水泥石密实，v耐冻性比其他通用水泥好。适用于早期强度

31、v要求高的工程及冬季施工的工程。v3、干缩小v4、耐磨性好v5、耐腐蚀性差v6、水化热高v硅酸盐水泥熟料中硅酸三钙和铝酸三钙含量v量高，早期放热大，放热速度快，早期强度v高。适用于严寒地区，遭受反复冻融的工程v及干湿交替的部位v7、耐热性差v硅酸盐水泥石在温度为250水化物开始脱v水，水泥强度下降，当温度超过700，水v化产物分解，水泥石结构开始破坏。v不适合应用于耐热、耐高温的混凝土工程。v8、湿热养护效果差5.1.6.2 普通硅酸盐水泥（代号P.O）v普通硅酸盐水泥:v由硅酸盐水泥熟料，6% 15%的混合材，v适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料。v普通硅酸盐水泥特性：v早强略低于硅酸盐水

32、泥，耐冻、耐磨低于硅v酸盐水泥，其它特性与硅酸盐水泥差不多，v耐腐蚀略优于硅酸盐水泥 。普通硅酸盐水泥是一种水硬性胶凝材料掺加少量混合材料和适量的石膏混合材料的最大掺量不超过 15%5.1.6.3 矿渣硅酸盐水泥(代号P.S)v矿渣硅酸盐水泥:v由硅酸盐水泥熟料、20%70%粒化高炉矿v渣和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。用硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣水泥。粒化矿渣掺量为2070%v矿渣硅酸盐水泥特点：v1、较强的抗溶出性侵蚀及抗硫酸盐侵蚀v2、水化热低v3、早期强度低（3d、7d)，后期28d后，强v度不断增加v4、环境温度、湿度对凝结硬化影响

33、较大v5、耐热性强，可用于耐热混凝土工程v6、保水性差，泌水性较大，干缩性较大v7、抗冻性差，耐磨性较差v8、抗炭化能力较差5.1.6.4 火山灰质硅酸盐水泥（代号P.P）P.P:由硅酸盐水泥熟料，和20%50%灰质混合材 适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料。v简称火山灰水泥。v火山灰硅酸盐水泥特性：v与矿渣水泥较相似，且有其本身的特点，v如抗渗性及耐水性高，抗裂性差等。用硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合材料和适量石膏其同磨细制成的水硬性胶凝材料。其中混合材料的掺量为2050%5.1.6.5 粉煤灰硅酸盐水泥（代号P.F）P.F:由硅酸盐水泥熟料，20%40%粉煤灰，适量石膏共同磨细制成的水硬性

34、胶凝材料。v简称粉煤灰水泥。v粉煤灰水泥的凝结硬化过程与火山灰极为相似v粉煤灰硅酸盐水泥特点：v干缩性较小，抗裂性好；配制砼和易性较好.用硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰水泥。粉煤灰掺量为2040%5.1.6.6 复合硅酸盐水泥（代号P.C）P.C由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。v混合材料总掺量应15%，v混合材料总掺量不能超过50%。v复合硅酸盐水泥中的混合材的种类：v第一类：v允许掺加的矿渣、粉煤灰、石灰粉、窑灰。v第二类：v允许掺加的新开辟的活性和非活性混合材。5.1.7 水泥的质量评定、验收与保管5.

35、1.7.1 水泥的质量评定化学指标的评定检验不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子。凝结时间、安定性和强度的评定5.1.7.2 水泥的验收1、水泥包装袋上厂名、品种、强度等级、水泥代号、包装日期及生产许可证。5.1.7.2 水泥的验收1、水泥包装袋上厂名、品种、强度等级、水泥代号、包装日期及生产许可证。2、水泥28d的强度值3、袋装水泥每袋的净重5.1.7.3 水泥的保管5.2 特性水泥与专用水泥5.2.1 特性水泥5.2.1.1 快硬硅酸盐水泥v快硬硅酸盐水泥:v以硅酸盐水泥熟料、适量石膏共同磨制成的，v以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材v料。v快硬硅酸盐水泥强度等级：v325；37

36、5；425.5.2.1.2 铝酸盐水泥v铝酸盐水泥:v以石灰石和铝矾土为原料，经高温煅烧所得v以铝酸钙（约50%）为主的熟料，磨细制成v的水硬性胶凝材料。v（1）、铝酸盐水泥按Al2O3的含量分类vCA-50 50% Al2O3 60%;vCA-60 60% Al2O3 68%;vCA-70 68% Al2O3 77%;vCA-80 77% Al2O3%。v（2）、物理性能与强度等级v1）、细度 v比表面积不得小于300Kg/m2 或v0.045mm地筛余量不得大于 20% 。v2）、凝结时间vCA50 、CA70、CA80初凝时间不得v早于30min，终凝时间不得迟于6h。v CA60 ,初

37、凝时间不得早于60min，v 终凝时间不得迟于18h 。v3）、强度 按标准要求（3）、性能特点1）、早期强度增长块，后期强度增长不明显2）、水化热大3）、抗硫酸盐侵蚀性强4）、耐热性高（4）、CA-50铝酸盐水泥特性及应用v1).凝结硬化快,早期强度高,紧急抢修工程.v2).水化热大,适合冬季施工,不适合大体积混凝v土工程.v3).耐热性好,适合拌制耐热砂浆或耐热混凝土v4).抗硫酸盐性能好,适合硫酸盐腐蚀工程.v5).耐碱性差,不能与硅酸水泥或石灰混用.v6).用于钢筋混凝土时,钢筋保护层不得低于v60mm.v7). 铝酸盐水泥CA-50，适用温度15，不v超过25.5.2.1.3 快硬铝

38、酸盐水泥快硬铝酸盐水泥:用适当成分的生料，经煅烧得无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物成分的水泥熟料和石灰石、适量石膏共同磨细制成的，具有早期高强度特点的水硬性胶凝材料。快硬铝酸盐水泥主要成分：无水硫铝酸钙；硅酸二钙。无水硫铝酸钙特点：水化很快，早期强度高（大量钙矾石和氢氧化铝凝胶）。硅酸二钙特点：活性较高，水化较快，使硬化体结构致密。快硬铝酸盐水泥特性：1、凝结快，早期强度高适用抢修、紧急工程、修补工程及配制早强混凝土。2、水化放热快适用冬季施工，不适用于大体积混凝土工程。3、硬化时体积微膨胀适用于浆锚、喷锚支护的制造与抢修、堵漏及有抗渗、抗裂要求的混凝土工程。4、耐蚀性好适用于耐蚀混凝土工程。

39、5、耐热性差不适用于耐热混凝土工程5.2.1.4 膨胀水泥及自应力水泥v一般硅酸盐水泥在空气中硬化时，通常表现v为收缩。v特性：v由于加入膨胀成分，在凝结硬化过程中能产v生一定量的膨胀，可以补赏收缩v 品种v（1）硅酸盐膨胀水泥v（2）.铝酸盐膨胀水泥v（3）硫铝酸盐膨胀水泥v（4）铁铝酸盐膨胀水泥v 用途 v（1）、防水、防渗砂浆和混凝土v（2）、构件连缝，管道接头，v（3）、结构加固，修补，新混凝土连接v（4）、固定机器底垫，固定地脚螺栓等。5.2.1.5 白色硅酸盐水泥白色硅酸盐水泥:由氧化铁含量少的硅酸盐水泥熟料、适量石膏及石灰石或窑灰等混合材料，磨细制成的水硬性胶凝材料。混合材料掺量

40、：水泥质量的010%，石灰石中的三氧化铝含量:不超过2.5%.（1）、白水泥的技术要求三氧化硫：不超过3.5%；细度：80m方孔筛筛余量不超过10%；凝结时间：初凝时间不早于45min，终凝时间不迟于10h;安定性：用沸煮检验必须合格；水泥白度：水泥白度值不低于87；强度：按强度等级规定划分。（2）、应用装饰方面（3）、白水泥在应用中的注意事项粗细骨料：采用白色或彩色大理石、石灰石及石英砂；施工低层及搅拌工具必须清洗干净。5.2.1.6 中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥中热硅酸盐水泥：常用的大坝水泥的一种，简称中热水泥，是指由适当成分的硅酸盐水泥熟料加入适量石膏，经磨细制成的

41、具有中等水化热的水硬性胶凝材料。强度等级为42.5等级，是根据其3d和7d的水化放热水平和28d强度来确定的。中热硅酸盐水泥：P.MH在水工水泥中的比例约为30%，是我国目前用量最大的特种水泥之一，是三峡工程水工混凝土的主要胶凝材料。中热水泥具有水化热低，抗硫酸盐性能强，干缩低，耐磨性能好等优点。低热硅酸盐水泥（高贝利特水泥) P.LH以适当成分的硅酸盐水泥熟料加入适量石膏，经磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料。低热硅酸盐水泥特性低热硅酸盐水泥是一种以硅酸二钙为主导矿物，铝酸三钙含量较低的水泥。低热硅酸盐水泥特点：良好的工作性、低水化热、高后期强度、高耐久性、高耐侵蚀性等。低热矿渣硅酸盐水

42、泥 （低热矿渣水泥）由适当成分的硅酸盐水泥熟料加入矿渣、适量石膏磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料。低热矿渣水泥：矿渣掺入量为20%-60%，不超过混合材总量的50%的磷渣或粉煤灰代替部分矿渣，强度等级： 32.5。低热矿渣水泥特点：水化热低，抗硫酸盐性能良好，干缩小。低热矿渣水泥应用：一般用在大体积混凝土的内部。5.2.2 专用水泥水泥分类：通用水泥、专用水泥、特性水泥。通用水泥：以硅酸盐水泥为主。特性水泥：快硬、膨胀、白色、抗硫酸、大坝水泥等。专用水泥：系专门用途的水泥。如：油井水泥，道路硅酸盐水泥。道路水泥 cement for highway用于道路、路面和机场跑道等工程的水泥。道

43、路水泥的特点：除具有普通水泥的理化性能外，特别重要的是它还具有良好的耐磨性，收缩率小，应变能力高，强度高，抗冲击性能好，抗冻性能好，弹性好等特点。道路水泥混凝土：能长期经受高速车辆的摩擦，不断循环的负荷、载重车辆的振荡冲击、温度变化产生的胀缩应力和冻融。在公路和机场跑道：道路水泥是一种优良、耐久的铺设材料。道路水泥配料方案与生产工艺：要求强度高，混凝土抗折性能好，耐磨性好和抗干缩性好。C3S是熟料强度来源的主要矿物，水泥水化产物收缩率的大小主要由C3A的含量决定，C4AF是一种水化后产物收缩小，抗冲击力强和化学稳定性好的矿物。为了保证熟料中硅酸盐矿物在液相中的形成及控制铝酸盐矿物的含量，要求在道路水泥中增加铁铝酸盐的含量。在实际生产中采用高铁、高饱和比、低铝氧率的配方。水泥的应用 （补充）一、水泥品种选择一、水泥品种选择 考虑：考虑：1 1、环境条件环境条件；2 2、工程特点工程特点 ；3 3、砼部位。砼部位。二、水泥强度等级选择二、水泥强度等级选择原则：原则：高标号水泥高标号水泥：用于配制高强砼，用于配制高强砼，低标号水泥低标号水泥：用于配制低标号砼或砌筑砂浆。用于配制低标号砼或砌筑砂浆。 一般一般：f f标号（水泥）标号（水泥）= =1.522.5