土木工程材料(水泥)

1、cement重点：掌握硅酸盐通用水泥六种重点：掌握硅酸盐通用水泥六种 水泥的特性、技术要求及选用；水泥的特性、技术要求及选用； 了解：其它品种水泥特性及应用了解：其它品种水泥特性及应用水泥的定义水泥的定义 国外称硅酸盐水泥为国外称硅酸盐水泥为波特兰水泥波特兰水泥( Portland Cement)( Portland Cement) 水泥应用优点水硬性（不怕水）；水硬性（不怕水）；可塑性好；可塑性好；原料来源广、便宜；原料来源广、便宜；生产工艺较简单；生产工艺较简单；调整组成可配制不同品种水泥，调整组成可配制不同品种水泥，满足不同需要；满足不同需要；耐久性较好；耐久性较好；与钢筋良好粘结，制作

2、钢筋混凝土与钢筋良好粘结，制作钢筋混凝土 水泥品种水泥品种 通用水泥（六种）通用水泥（六种） 专用水泥（道路水泥、专用水泥（道路水泥、（第（第系列）硅酸盐系列系列）硅酸盐系列 砌筑水泥）砌筑水泥） 特种水泥（快硬硅酸盐水泥、特种水泥（快硬硅酸盐水泥、 低热水泥、膨胀水泥、白、彩水泥等）低热水泥、膨胀水泥、白、彩水泥等） 高铝水泥高铝水泥（第（第系列）铝酸盐系列系列）铝酸盐系列 铝酸盐膨胀水泥铝酸盐膨胀水泥 自应力水泥自应力水泥 硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥（第（第系列）硫（铁）铝酸盐系列系列）硫（铁）铝酸盐系列 铁铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥通用硅酸盐水泥定义、组分、代号通用硅酸盐水泥定义、组分、代号混

3、混合合材材料料含含量量代代号号通用水泥品种（六种）通用水泥品种（六种） 硅酸盐水泥（硅酸盐水泥（P 型；型； P 型型) ) 普通水泥普通水泥 （PO) ) 粉煤灰水泥粉煤灰水泥 ( (PF) ) 矿渣水泥矿渣水泥 ( (PS) ) 火山灰水泥火山灰水泥 ( (PP) ) 复合水泥复合水泥 ( (PC) ) 掺混合材料的掺混合材料的硅酸盐水泥硅酸盐水泥3.1 3.1 通通 用用 水水 泥泥通用硅酸盐水泥的生产通用硅酸盐水泥的生产水泥熟料的矿物组成水泥熟料的矿物组成水泥的水化水泥的水化水泥的凝结硬化水泥的凝结硬化常用水泥的主要技术性质常用水泥的主要技术性质水泥石的腐蚀与防止水泥石的腐蚀与防止常用

4、水泥的特性与选用常用水泥的特性与选用3.1.1 通用水泥的生产通用水泥的生产3.1.1.1 水泥熟料的烧成水泥熟料的烧成生产工艺流程生产工艺流程磨细磨细生生 料料混合材料混合材料熟熟 料料水水 泥泥按比例混合、按比例混合、磨细磨细石灰石灰石石粘粘 土土铁矿粉铁矿粉1450煅烧煅烧石石 膏膏 水泥水泥( (硅酸盐水泥）熟料的生产硅酸盐水泥）熟料的生产硅质硅质（黏土）（黏土）钙质钙质（石灰石）（石灰石）+煅烧煅烧1450粉磨粉磨铁质铁质石膏石膏熟料熟料水泥水泥生料生料混合混合材料材料粉磨粉磨?两磨一烧两磨一烧原料：原料：石灰质原料石灰质原料 ：提供提供CaO，有石灰石、贝壳、石灰质凝灰岩。，有石灰

5、石、贝壳、石灰质凝灰岩。粘土质原料：粘土质原料：提供提供SiO2Al2O3，少量，少量Fe2O3，有粘土、黄土、，有粘土、黄土、 页岩、泥岩、粉砂岩、河泥等。页岩、泥岩、粉砂岩、河泥等。校正原料：校正原料： 提高提高Fe2O3的含量，有的含量，有铁矿粉铁矿粉黄铁矿渣。黄铁矿渣。 另外还有少量的矿化剂（如萤石）改善煅烧条件。另外还有少量的矿化剂（如萤石）改善煅烧条件。生产工艺：生产工艺：两磨一烧两磨一烧一磨：一磨：将几种原料按适当比例混合磨细，成生料。将几种原料按适当比例混合磨细，成生料。 一烧：一烧：将生料入窑，经将生料入窑，经1450c高温煅烧，成熟料。高温煅烧，成熟料。二磨：二磨：将水泥熟

6、料、石膏、混合材料一起磨细成水泥将水泥熟料、石膏、混合材料一起磨细成水泥 制品制品 水泥立窑水泥立窑3.1.1.2 磨制水泥成品磨制水泥成品原材料原材料:水泥熟料、石膏和混合材料水泥熟料、石膏和混合材料石膏为二水石膏或无水石膏；石膏为二水石膏或无水石膏；混合材料：混合材料：生产水泥时为改善水泥性能，调节水泥标号而加生产水泥时为改善水泥性能，调节水泥标号而加 到水泥中的人工和天然矿物材料。分活性混合材到水泥中的人工和天然矿物材料。分活性混合材 料与非活性混合材料两种。料与非活性混合材料两种。活性混合材料：活性混合材料：与石灰、石膏一起，加水拌合后能形成水硬与石灰、石膏一起，加水拌合后能形成水硬

7、性胶凝材料的混合材料。活性成分为活性氧性胶凝材料的混合材料。活性成分为活性氧 化硅、活性氧化铝。化硅、活性氧化铝。非活性混合材料：非活性混合材料：不具活性成分或活性甚低的矿物质。不具活性成分或活性甚低的矿物质。 加入水泥中起提高产量、降低水泥标号、加入水泥中起提高产量、降低水泥标号、 减少水化热作用。减少水化热作用。将水泥熟料、适量石膏分别和不同种类、数量的混合材料混合将水泥熟料、适量石膏分别和不同种类、数量的混合材料混合 在一起磨细即可形成六大常用水泥。在一起磨细即可形成六大常用水泥。炼钢厂冶炼生铁时的副产品。炼钢厂冶炼生铁时的副产品。主要成分：主要成分：CaOCaO、AlAl2 2O O3

8、 3、SiOSiO2 2。具有较高的化学潜能，但稳定性差具有较高的化学潜能，但稳定性差. . 粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒废渣。火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒废渣。主要成分：较多的主要成分：较多的SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3和少量的和少量的CaOCaO具有较高的活性。具有较高的活性。主要成分：主要成分：AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2。本身不硬化，本身不硬化，+ +石灰石灰+ +水起胶凝作用水起胶凝作用. .v天然的天然的v人工的人工的活性混合材料活性混合材料定义：定义： 目的：目的： 常用种类：常用种类：非活性混合材料非活性混合材料磨

9、细的石灰石、石英岩、磨细的石灰石、石英岩、粘土、慢冷矿渣、粘土、慢冷矿渣、高硅质炉灰等。高硅质炉灰等。火山灰质混合材料火山灰质混合材料粉煤灰粉煤灰粉煤灰粉煤灰Fly Ash煤煤粉粉+-电收尘器电收尘器锅炉锅炉炉底灰炉底灰粉煤灰粉煤灰烟囱烟囱应用应用粉粉煤煤灰灰颗颗粒粒磨细高炉矿渣磨细高炉矿渣铁水铁水熔融矿渣熔融矿渣高炉高炉水池水池水淬水淬烘干、粉磨烘干、粉磨球磨机球磨机磨磨细细矿矿渣渣颗颗粒粒活性混合材料在常温常压下，能与石灰作用，生活性混合材料在常温常压下，能与石灰作用，生成具有胶凝性的水化产物成具有胶凝性的水化产物:xCa(OH) + SiO2 + mH2O xCaO SiO2 nH2Ox

10、Ca(OH) + Al2O3 + mH2O xCaO Al2O3 nH2O常用的活性混合材料有：常用的活性混合材料有： 粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料火山灰质混合材料 粉煤灰粉煤灰思考题思考题1 1. .生产过程中加入石膏的目的？为何严格控制生产过程中加入石膏的目的？为何严格控制掺量？（水泥质量的掺量？（水泥质量的3%3%5%5%，具体掺量通过，具体掺量通过试验确定）试验确定）2.2.生产过程中根据需要加入适量混合材料，其生产过程中根据需要加入适量混合材料，其目的？目的？3.3.六种常用水泥的组成由何异同？六种常用水泥的组成由何异同？ 解答解答2.2.生产过程中根据需要加入适量混合

11、材料，生产过程中根据需要加入适量混合材料，其目的？其目的？ 答：混合材料为天然的和人工的矿物材料，答：混合材料为天然的和人工的矿物材料，又分为活性混合材料和非活性混合材料，主又分为活性混合材料和非活性混合材料，主要是为了调节水泥强度等级，提高水泥产量，要是为了调节水泥强度等级，提高水泥产量，降低成本，同时也可改善水泥性能（如：提降低成本，同时也可改善水泥性能（如：提高抗腐蚀性能，降低水化热等）等作用。高抗腐蚀性能，降低水化热等）等作用。3.1.1.13.1.1.1主要矿物组成主要矿物组成硅酸三钙 C3S （4560%）硅酸二钙 C2S （1530%）铝酸三钙 C3A （213%）铁铝酸四钙C4

12、AF（915%） C = CaO S = SiO2 A = Al2 O3 F = Fe2O3H =H2O = SO33.1.1 硅酸盐水泥熟料的矿物组成及其特性硅酸盐水泥熟料的矿物组成及其特性硅酸盐水泥熟料主要矿物3.1.1.2 硅酸盐水泥熟料主要矿物成份特性硅酸盐水泥熟料主要矿物成份特性 熟料中各矿物单独与水反应：熟料中各矿物单独与水反应：2(3CaO SiO2)+6H2O=3CaO 2SiO2 3H2O+3Ca(OH)2 （水化硅酸钙）（水化硅酸钙）2(2CaO SiO2) + 4H2O= 3CaO 2SiO2 3H2O+Ca(OH)23.1.2 通用水泥的水化通用水泥的水化3.1.2.1

13、 硅酸盐水泥熟料的水化硅酸盐水泥熟料的水化 两种矿物均水化生成两种矿物均水化生成C-S-HC-S-H凝胶，但反应速率相凝胶，但反应速率相差悬殊，差悬殊，C C3 3S S水化很快，水化放热量大，对水泥硬化后强水化很快，水化放热量大，对水泥硬化后强度贡献最大。度贡献最大。C C2 2S S水化慢，放热量小，早强低，后期高。水化慢，放热量小，早强低，后期高。当当Ca(OH)2达到饱和时达到饱和时在有石膏存在时在有石膏存在时4CaO Al2O3 13H2O + 3(CaSO4 2H2O) + 14H2O = 3CaO Al2O3 3CaSO4 32H2O + Ca(OH)2（AFt)钙矾石、针状晶体

14、钙矾石、针状晶体O13HAlO4CaOO12HCa(OH)OAl3CaO222323CaO Al2O3 + 6H2O = 3CaO Al2O3 6H2O （水化铝酸三钙）（水化铝酸三钙）C3AC3A水化反应速度最快，水化水化反应速度最快，水化放热最大，强度贡献低。放热最大，强度贡献低。水泥生产加入石膏的作用，生成钙矾石延缓水泥水泥生产加入石膏的作用，生成钙矾石延缓水泥凝结时间凝结时间, ,同时有利于水泥早期强度的发展，同时同时有利于水泥早期强度的发展，同时注意石膏掺多时有危害：水泥石膨胀开裂。注意石膏掺多时有危害：水泥石膨胀开裂。体积增大体积增大1.5倍倍4CaO Al2O3 Fe2O3 +

15、7H2O = 3CaO Al2O3 6H2O + CaO Fe2O3 H2O C4AFC4AF水化与水化与C C3 3A A相似，但水化热较低，强度贡献低。相似，但水化热较低，强度贡献低。种类：种类： 凝胶体凝胶体（两种）：两种）：C-S-H和和CFH 晶体晶体 （三种）：（三种）：CH、C3AH6 和和AFt含量：含量： 主要主要C-S-H占占70%70%， 其次其次CH占占20%20%， 再次再次AF t 占占7%7%。小结：水化产物种类及含量小结：水化产物种类及含量【水化产物特性水化产物特性】：C-S-H：凝胶体，胶凝性强，强度高，不溶于水；：凝胶体，胶凝性强，强度高，不溶于水；CFH：

16、 凝胶体，胶凝性差，呈棉絮状，强度低，凝胶体，胶凝性差，呈棉絮状，强度低， 难溶于水；难溶于水；CH： 板状晶体，强度较高，易溶于水；板状晶体，强度较高，易溶于水；C3AH6：立方晶体，强度低，溶于水。：立方晶体，强度低，溶于水。AF t ：针状晶体，强度高，不溶于水，有利于：针状晶体，强度高，不溶于水，有利于 提高水泥石早期强度。提高水泥石早期强度。 （何时产生有危害性？）（何时产生有危害性？）孔孔隙隙熟料矿物的水化速度熟料矿物的水化速度熟料矿物的强度增长熟料矿物的强度增长【矿物组成对水泥性能的影响矿物组成对水泥性能的影响】：（改变各矿物成分含量比例及匹配，可生（改变各矿物成分含量比例及匹配

17、，可生产各种工程所需性能特异的水泥）产各种工程所需性能特异的水泥）如：生产高强水泥如：生产高强水泥增加增加C C3 3S S： 生产低热大坝水泥生产低热大坝水泥减少减少C C3 3S S和和C C3 3A,A,增加增加C C2 2S S 生产快硬水泥生产快硬水泥增加增加 C C3 3S S和和C C3 3A A 生产抗硫酸盐水泥生产抗硫酸盐水泥限制限制C C3 3A A5%5% 生产高抗折强度的道路水泥生产高抗折强度的道路水泥增加增加 C C4 4AFAF和和C C3 3S S 硅酸盐水泥的品种及矿物含量硅酸盐水泥的品种及矿物含量C3S 48 65 31 42C2S 24 11 40 34C3

18、A 13 8 12 2C4AF 9 9 12 15水泥水泥A 水泥水泥B 水泥水泥C 水泥水泥D 普通普通 早强早强 低热低热 抗硫酸盐抗硫酸盐 Ca(OH)2 + SiO2 + m H2O CaO SiO2 (m+ )H2O y Ca(OH)2 + Al 2O3 +n H2O yCaO Al 2O3 (n+ y )H2O （有石膏时再水化成（有石膏时再水化成AFt AFt ） 【二次水化反应概念二次水化反应概念】【二次水化反应特性二次水化反应特性】（用于分析四种水泥特性机理）（用于分析四种水泥特性机理） 水化速度慢水化速度慢 对温度敏感，适于高温养护（蒸养）对温度敏感，适于高温养护（蒸养）

19、水化放热慢，放热低水化放热慢，放热低 3.1.2.2 3.1.2.2 活性混合材料的二次水化活性混合材料的二次水化（四种水泥中：（四种水泥中： P PF F、 P PS S、 P PP P 、P PC C） 3.1.3 水泥的凝结硬化水泥的凝结硬化【宏观分析宏观分析】水泥加水拌合成为塑性水泥浆水泥加水拌合成为塑性水泥浆 开始失去塑性开始失去塑性 塑性消失开始产生强度塑性消失开始产生强度 强度增长强度增长( ( 初凝、终凝的划分？初凝、终凝的划分？) )(d) 后期（硬化期）后期（硬化期） (a)(b)早期（潜伏期）早期（潜伏期）(c)中期（凝结期）中期（凝结期）(a) 分散在水中未水化的水泥颗

20、料；分散在水中未水化的水泥颗料； (b) 在水泥颗粒表面形成水化物膜层；在水泥颗粒表面形成水化物膜层；(c) 膜层长大并互相连接膜层长大并互相连接(凝结凝结)；(d) 水化物进一步发展，填充毛细孔水化物进一步发展，填充毛细孔(硬化硬化)。 1水泥颗粒；水泥颗粒；2水分；水分；3凝胶；凝胶；4晶体；晶体；5水泥颗粒的未水化内核；水泥颗粒的未水化内核； 6毛细孔毛细孔1234356【微观分析微观分析】骨料骨料过渡区过渡区水泥石本体水泥石本体C-S-HCH钙矾石钙矾石1.00.200.40.60.80.2 0.4 0.6 0.8 1.01.00.200.40.60.80.2 0.4 0.6 0.8

21、1.0水化程度水化程度毛细孔毛细孔(毛细孔水毛细孔水)(凝胶孔水凝胶孔水)凝胶孔凝胶孔凝胶实体凝胶实体未水化水泥未水化水泥体体积积率率毛细孔毛细孔(毛细孔水毛细孔水)(凝胶孔水凝胶孔水)凝胶孔凝胶孔凝胶实体凝胶实体未水化水泥未水化水泥体体积积率率水化程度水化程度【水泥硬化后水泥石的结构水泥硬化后水泥石的结构】 固相固相水泥石结构组成水泥石结构组成 气相气相 液相液相（各组成含量相对变化随水化不断进行）（各组成含量相对变化随水化不断进行）【影响水泥水化凝结硬化的因素影响水泥水化凝结硬化的因素】1 1）矿物组成及其含量；）矿物组成及其含量；2 2）水泥细度）水泥细度( (影响水化、凝硬速度、干缩、

22、水化热等）影响水化、凝硬速度、干缩、水化热等）（7 7 200m 200m ）；）；3 3）养护温度湿度；）养护温度湿度；4 4）养护龄期；）养护龄期；5)5)调凝外加剂；调凝外加剂； 6 6）水灰比）水灰比( (拌合加水量）拌合加水量） ( (主要影响硬化后强度）；主要影响硬化后强度）；7 7）受潮及久存。）受潮及久存。3.1.4 水泥的腐蚀与防止水泥的腐蚀与防止（一）水泥石腐蚀的类型（一）水泥石腐蚀的类型 （二）水泥石腐蚀的原因（二）水泥石腐蚀的原因 （三）水泥石腐蚀的防止（三）水泥石腐蚀的防止盐类腐蚀盐类腐蚀酸类腐蚀酸类腐蚀强碱腐蚀强碱腐蚀软水腐蚀软水腐蚀( (一一) ) 水泥石腐蚀的类

23、型水泥石腐蚀的类型3.1.4 水泥的腐蚀与防止水泥的腐蚀与防止软水腐蚀（溶出性腐蚀）软水腐蚀（溶出性腐蚀） Ca(OH)Ca(OH)2 2溶解流失继而引发其它水化产物溶解流失继而引发其它水化产物的分解溶蚀的分解溶蚀思考：思考：（1 1）软水指什么水？软水指什么水？（2 2）软水为静水无压影响不大，而流水压力水）软水为静水无压影响不大，而流水压力水 会严重破坏水泥石？会严重破坏水泥石？（3 3）遇硬度高的水（含重碳酸盐较多）不会受）遇硬度高的水（含重碳酸盐较多）不会受 腐蚀？腐蚀？（4 4）防止可在空气中预先碳化，原因）防止可在空气中预先碳化，原因? ?RSO4 R+ + SO4-Ca(OH)2

24、 Ca+ + 2(OH-)Ca+ + SO4- CaSO4 + CAH 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H2O 针状晶体体积膨胀针状晶体体积膨胀1.52倍倍 盐类腐蚀（海水、地下水、工业污水等）盐类腐蚀（海水、地下水、工业污水等） 硫酸盐腐蚀硫酸盐腐蚀（腐蚀机理？）（腐蚀机理？） 因生成钙矾石（因生成钙矾石（AFt)AFt)（水泥杆菌）水泥杆菌）体积膨胀导致水泥破坏体积膨胀导致水泥破坏 硫酸盐腐蚀（延迟产生钙矾石）硫酸盐腐蚀（延迟产生钙矾石）钙矾石（钙矾石（AFtAFt）( (针状晶体）针状晶体） （2 2）镁盐镁盐( (海水中海水中) )腐蚀腐蚀（腐蚀机理？）（腐蚀机理？）MgSO4

25、 + Ca(OH)2 + H2O CaSO4 2H2O + Mg(OH)2MgCl + Ca(OH)2 CaCl2 + Mg(OH)2 进一步引起进一步引起硫酸盐腐蚀硫酸盐腐蚀（双重腐蚀）（双重腐蚀）无胶结性无胶结性溶解于水溶解于水酸类腐蚀酸类腐蚀2HCl + Ca(OH)2 CaCl2 +2H2OH2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 2H2O溶解溶解进一步引起进一步引起硫酸盐腐蚀硫酸盐腐蚀（双重腐蚀）（双重腐蚀） 工业污水、地下水中溶有许多工业污水、地下水中溶有许多COCO2 2，COCO2 2浓度低浓度低时影响不大，浓度高时腐蚀增强，为什么？时影响不大，浓度高时腐蚀增强，为什么？1.

26、1.一般酸的腐蚀一般酸的腐蚀2.2.碳酸碳酸腐蚀腐蚀Ca(OH)2 +CO2 +H2O =CaCO3+2H2OCaCO3 + CO2 + H2O = CaH(CO3)2 其它：糖、氨盐、动物脂肪、含环烷酸的石其它：糖、氨盐、动物脂肪、含环烷酸的石油产品等也对水泥石有腐蚀作用。油产品等也对水泥石有腐蚀作用。总之：水泥受腐蚀为综合的物理化学作用，总之：水泥受腐蚀为综合的物理化学作用， 非单一作用。非单一作用。6NaOH + C3A 3Na2O Al2O3 + Ca(OH)2强碱腐蚀强碱腐蚀（强碱腐蚀主要针对铝酸盐含量高的水泥，如高铝水泥）（强碱腐蚀主要针对铝酸盐含量高的水泥，如高铝水泥）溶解溶解

27、降低水泥石中降低水泥石中Ca(OH)2含量，采用掺混合材水泥含量，采用掺混合材水泥 （选择合适水泥品种）；（选择合适水泥品种）； 增加水泥石密实度，防止有害物质渗入；增加水泥石密实度，防止有害物质渗入；混凝土外表用耐腐蚀材料做一保护层，如涂料等。混凝土外表用耐腐蚀材料做一保护层，如涂料等。思考题？思考题？水泥石受腐蚀的原因（腐蚀机理）分析？水泥石受腐蚀的原因（腐蚀机理）分析？含有氢氧化钙和水化铝酸钙含有氢氧化钙和水化铝酸钙本身不密实本身不密实腐蚀介质腐蚀介质( (二二) )产生水泥腐蚀的基本原因产生水泥腐蚀的基本原因( (三三) ) 水泥石腐蚀的防止水泥石腐蚀的防止措施措施（4）具有特殊要求的

28、抗侵蚀砼，采用浸渍砼具有特殊要求的抗侵蚀砼，采用浸渍砼。3.1.5 常用常用水泥的特性及应用水泥的特性及应用1.1.硅酸盐水泥和普通水泥硅酸盐水泥和普通水泥 （PI，P II)和（和（PO） （混合材掺量少，熟料矿物多，特性主要取决于水泥熟料）混合材掺量少，熟料矿物多，特性主要取决于水泥熟料）【特性】【特性】 1.1.凝结硬化速度凝结硬化速度 6. 6.耐热性耐热性 2. 2.强度强度 ( (早强和后强）早强和后强） 7. 7.耐磨性耐磨性 3. 3.水化热水化热 8. 8.干缩性干缩性 4. 4.耐腐蚀性耐腐蚀性 9. 9.抗碳化性抗碳化性 5. 5.抗冻性抗冻性 （会分析原因）（会分析原因

29、）3.1.5 常用常用水泥的特性及应用水泥的特性及应用1.1.硅酸盐水泥和普通水泥硅酸盐水泥和普通水泥 （PI，P II)和（和（PO） 【工程应用】【工程应用】1.1.适用于重要结构的高强混凝土及预应力混凝土工程；适用于重要结构的高强混凝土及预应力混凝土工程；2.2.适用于早期强度要求高的工程及冬季施工的工程；适用于早期强度要求高的工程及冬季施工的工程； 3.3.适用于严寒地区，遭受反复冻融的工程及干湿交替的适用于严寒地区，遭受反复冻融的工程及干湿交替的部位；部位；4.4.不能用于海水和有侵蚀性介质存在的工程；不能用于海水和有侵蚀性介质存在的工程；5.5.不能用于大体积混凝土工程；不能用于大

30、体积混凝土工程；6.不能用于高温环境的工程。不能用于高温环境的工程。3.1.5 常用常用水泥的特性及应用水泥的特性及应用2.2.粉煤灰水泥、矿渣水泥和火山灰水泥粉煤灰水泥、矿渣水泥和火山灰水泥 （PF、P S和和PP） （水泥熟料较少，特性主要取决于混合材料的种类和掺量）（水泥熟料较少，特性主要取决于混合材料的种类和掺量）【三者共性】（【三者共性】（与硅酸盐水泥和普通水泥比较）与硅酸盐水泥和普通水泥比较）1.1.凝结硬化速度慢；凝结硬化速度慢； 6. 6.抗冻性差；抗冻性差； 2.2.强度：早强低后强高强度：早强低后强高； 7. 7.抗碳化性差；抗碳化性差； 3.3.对温、湿敏感，适于蒸养；对

31、温、湿敏感，适于蒸养； 8. 8.耐热性较好。耐热性较好。 4.4.耐腐蚀性好；耐腐蚀性好；5.5.水化放热低；水化放热低； （会分析原因）（会分析原因）3.1.5 常用常用水泥的特性及应用水泥的特性及应用2.2.粉煤灰水泥、矿渣水泥和火山灰水泥粉煤灰水泥、矿渣水泥和火山灰水泥 （PF、P S和和PP） 【特性】（【特性】（三者比较）三者比较）1. 1. PS优点：耐热性好；优点：耐热性好； 缺点：泌水大，保水差，缺点：泌水大，保水差， 干缩大、抗渗差。干缩大、抗渗差。2.2. PP优点：抗渗性好；优点：抗渗性好； 缺点：干缩较矿渣水泥显著。缺点：干缩较矿渣水泥显著。3.3. PF优点：干缩小

32、，抗裂好。优点：干缩小，抗裂好。 3.1.5 常用常用水泥的特性及应用水泥的特性及应用2.2.粉煤灰水泥、矿渣水泥和火山灰水泥粉煤灰水泥、矿渣水泥和火山灰水泥 （PF、P S和和PP） 【工程应用】【工程应用】1.1. 不适用于高强混凝土工程和要求快硬的工程；不适用于高强混凝土工程和要求快硬的工程；2.2.不不适用于早期强度要求高的工程及冬季施工的工程；适用于早期强度要求高的工程及冬季施工的工程； 3.3.不不适用于严寒地区，遭受反复冻融的工程及干湿交替适用于严寒地区，遭受反复冻融的工程及干湿交替的部位，不适用干燥环境工程；的部位，不适用干燥环境工程；4.4.适用于水下、海水和有侵蚀性介质存在

33、的工程；适用于水下、海水和有侵蚀性介质存在的工程；5.5.适用于大体积混凝土工程；适用于大体积混凝土工程；6.适用于高温、高湿环境的工程。适用于高温、高湿环境的工程。3.1.5 常用常用水泥的特性及应用水泥的特性及应用3.3.复合水泥复合水泥（PC）(组成组成?） （性能与所掺混合材料种类和掺量有关）性能与所掺混合材料种类和掺量有关）【特性】【特性】 早期强度比同强度等级的三种水泥早期强度比同强度等级的三种水泥（PF、 PS、 PP）高，与普通水泥同。高，与普通水泥同。通用硅酸盐水泥的特性通用硅酸盐水泥的特性通用硅酸盐水泥的应用通用硅酸盐水泥的应用根据工程特点及使用环境分：优先选用、可以选用和

34、不宜选用三种情况根据工程特点及使用环境分：优先选用、可以选用和不宜选用三种情况3.1.6 影响通用水泥性能的因素影响通用水泥性能的因素 水泥组成成分的影响水泥组成成分的影响; 贮存条件的影响。贮存条件的影响。 水泥细度的影响；水泥细度的影响； 养护条件养护条件(温度、湿度）的影响；温度、湿度）的影响； 龄期的影响；龄期的影响； 拌和用水量的影响；拌和用水量的影响；3.1.7 通用水泥的选用通用水泥的选用根据工程性质、结构部位、施工要根据工程性质、结构部位、施工要求和使用条件环境等，参见表求和使用条件环境等，参见表3.3选选用。用。1 1、物理性质、物理性质 （1 1）细度）细度影响水泥的凝结硬

35、化速度、强度、需水量、早影响水泥的凝结硬化速度、强度、需水量、早期水化热、硬化收缩等。期水化热、硬化收缩等。测定方法：筛析法、比表面积法。测定方法：筛析法、比表面积法。 a a、水泥颗粒小于、水泥颗粒小于4545 m m才能充分水化；才能充分水化； b b、水泥颗粒大于、水泥颗粒大于9090 m m只有表面水化；只有表面水化； c c、水泥颗粒越细，成本越高，因此水泥的细度要适当、水泥颗粒越细，成本越高，因此水泥的细度要适当。3.1.8 通用水泥的技术性质要求通用水泥的技术性质要求测定方法及标准要求：测定方法及标准要求：比表面积法：硅酸盐水泥用透气式比表面积仪测定，要比表面积法：硅酸盐水泥用透

36、气式比表面积仪测定，要求求比表面积比表面积 300m/kg; ; 筛析法：其它五种水泥，要求筛析法：其它五种水泥，要求0.080mm0.080mm方孔筛筛余方孔筛筛余10%10%。（2 2）凝结时间）凝结时间初凝：加水拌和到标稠，净浆开始失去可塑性所需的时间。初凝：加水拌和到标稠，净浆开始失去可塑性所需的时间。终凝：加水拌和到标稠，净浆完全失去可塑性，并产生强度终凝：加水拌和到标稠，净浆完全失去可塑性，并产生强度 所需的时间。所需的时间。硅酸盐水泥：硅酸盐水泥：390min。其它五种水泥：其它五种水泥：600min。 GB规定：初凝规定：初凝45min，终凝，终凝3.1.8 通水泥的技术性质要

37、求通水泥的技术性质要求 测定方法：测定方法：用标准稠度水泥净浆在规定温度湿度用标准稠度水泥净浆在规定温度湿度 环境下，用凝结时间测定仪来测。环境下，用凝结时间测定仪来测。注：需先测标准稠度用水量（水泥净浆达到规定注：需先测标准稠度用水量（水泥净浆达到规定 稠度所需的拌合水量，与水泥品种、熟料矿物稠度所需的拌合水量，与水泥品种、熟料矿物 成分、细度等因素有关成分、细度等因素有关) )（2 2）凝结时间）凝结时间标准稠度测定仪标准稠度测定仪试锥和锥模试锥和锥模1铁座；铁座；2金属圆棒；金属圆棒；3松紧螺丝；松紧螺丝；4指针；指针；5标尺标尺（3 3）体积安定性）体积安定性-水泥浆在硬化过程中，体积

38、变化的均匀性能。水泥浆在硬化过程中，体积变化的均匀性能。原因：原因： (1)熟料中熟料中 f-CaO过多；过多； (2) 水泥中水泥中 f-MgO 过多；过多； (3)石膏过量。石膏过量。体积安定性不良的后果：体积安定性不良的后果： (1)会使构件产生膨胀性裂缝；会使构件产生膨胀性裂缝； (2) 降低建筑物质量；降低建筑物质量； (3)甚至可能引起严重事故。甚至可能引起严重事故。*有争议时以雷氏法为准。有争议时以雷氏法为准。体积安定性的测定方法：体积安定性的测定方法： (1)试饼法；试饼法； (2) 雷氏法。雷氏法。雷氏夹雷氏夹雷氏夹膨胀值测量仪雷氏夹膨胀值测量仪1指针；指针；2环模环模1底座

39、；底座；2模子座；模子座；3测弹性标尺；测弹性标尺；4立柱；立柱；5测膨胀值标尺；测膨胀值标尺；6悬臂；悬臂；7悬丝；悬丝；8弹簧顶扭弹簧顶扭7123456812GB规定：规定：试件标准尺寸试件标准尺寸:40 40 160mm 水泥水泥 : 砂砂 : 水水=1:3:0.5（4 4）强度及强度等级）强度及强度等级测定：测定：抗压强度抗压强度6组试件组试件抗折强度抗折强度3组试件组试件测测3d、28d原因：原因：(1)水泥净浆体积收缩，易产生裂缝，不利于强度水泥净浆体积收缩，易产生裂缝，不利于强度 的测定的测定。(2)实际中均用砂浆，而很少用净浆。实际中均用砂浆，而很少用净浆。(3)可测多方面的强

40、度。可测多方面的强度。GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法水泥胶砂强度检验方法（ISO法）法）水泥胶砂强度检验方法水泥胶砂强度检验方法:1.试模为可装卸的三联模试模为可装卸的三联模,每条每条4040 160mm.2.各龄期试件必须在下列时间内进行强度试验各龄期试件必须在下列时间内进行强度试验: 龄期龄期 时间时间 3d 3d2h 7d 7d3h 28d 28d3h3.每龄期取出三条试件先做抗折强度试验每龄期取出三条试件先做抗折强度试验,采用中分点加荷采用中分点加荷.结结果取三块试件平均整数果取三块试件平均整数.当三个强度值中有超过平均值当三个强度值中有超过平均值10%的的,应剔除后

41、再平均应剔除后再平均,平均值作为抗折强度试验结果。平均值作为抗折强度试验结果。4.抗折试验后二个断块立即进行抗压试验抗折试验后二个断块立即进行抗压试验,受压面受压面4062.5mm.六个抗压强度结果剔除最大、最小两个数值，剩下四个平均六个抗压强度结果剔除最大、最小两个数值，剩下四个平均值作为抗压强度试验结果。如不足六块，取平均值。值作为抗压强度试验结果。如不足六块，取平均值。3.1.8.4 强度及强度等级强度及强度等级 1604040试件尺寸试件尺寸 抗折强度抗折强度 抗压强度抗压强度GB/T17671-1999水泥胶砂强度检验方法水泥胶砂强度检验方法（ISO法）法）强度等级：强度等级：按抗压

42、强度、按抗压强度、抗折强度抗折强度分为：分为：硅酸盐水泥：硅酸盐水泥：普通水泥：普通水泥：矿渣、矿渣、火山灰火山灰、粉煤灰、粉煤灰、复合硅酸盐水泥：复合硅酸盐水泥：42.5、42.5R、 52.5、52.5R、 62.5、62.5R42.5、42.5R、 52.5、52.5R32.5、32.5R、42.5、42.5R、 52.5、52.5R具体的具体的3d、28d对应的抗压抗折强度与相同等级对应的抗压抗折强度与相同等级的硅酸盐水泥强度相同。的硅酸盐水泥强度相同。通用水泥的强度等级2 2、化学性质（化学指标）、化学性质（化学指标） 化学指标：包括不溶物、烧失量、氧化镁、三氧化硫、化学指标：包括不

43、溶物、烧失量、氧化镁、三氧化硫、氯离子和碱含量（选择性指标）等；氯离子和碱含量（选择性指标）等；（1 1）不溶物）不溶物不溶物不溶物主要指水泥经盐酸处理后的不溶残渣，经碳酸钠处主要指水泥经盐酸处理后的不溶残渣，经碳酸钠处理再用盐酸中和后所得的残渣经高温妁烧后所剩的物质。理再用盐酸中和后所得的残渣经高温妁烧后所剩的物质。型硅酸盐水泥中型硅酸盐水泥中不溶物不溶物0.75，型硅酸盐水泥中不溶物型硅酸盐水泥中不溶物 1.5。不溶物的含量会影响水泥的粘结质量，不溶物的含量会影响水泥的粘结质量，不溶物含量高对水不溶物含量高对水泥质量有不良影响。泥质量有不良影响。2 2、化学性质（化学指标）、化学性质（化学

44、指标） （2 2）烧失量）烧失量根据烧失量根据烧失量可以大致判断水泥的受潮及风化程度。可以大致判断水泥的受潮及风化程度。型硅酸盐水泥中型硅酸盐水泥中烧失量烧失量3.03.0，型硅酸盐水泥中型硅酸盐水泥中烧失量烧失量3.53.5。普通硅酸盐水泥中普通硅酸盐水泥中烧失量烧失量5.05.0。其他水泥中其他水泥中烧失量烧失量：无要求：无要求烧失量烧失量是指将水泥在是指将水泥在950-1000温度下妁烧温度下妁烧15-20min15-20min的质量减少率。的质量减少率。用来限制石膏和混合材料中杂质的，以保证水泥质量。用来限制石膏和混合材料中杂质的，以保证水泥质量。2 2、化学性质（化学指标）、化学性质

45、（化学指标） （3 3）三氧化硫）三氧化硫GB规定：规定：、型型硅酸盐水泥、普通、粉煤灰、火山灰、硅酸盐水泥、普通、粉煤灰、火山灰、 复合水泥中复合水泥中SOSO3 3 3.5 3.5，矿渣硅酸盐水泥中矿渣硅酸盐水泥中SOSO3 3 4.04.0。三氧化硫三氧化硫是添加石膏时带入的成分，其量过多同样会造是添加石膏时带入的成分，其量过多同样会造成水泥石体积膨胀。成水泥石体积膨胀。2 2、化学性质（化学指标）、化学性质（化学指标） （4 4）氧化镁）氧化镁GB规定：规定：、型型硅酸盐水泥、普通水泥中硅酸盐水泥、普通水泥中MgO5.05.0，（，（P S A、粉煤灰、火山灰、复合水泥中、粉煤灰、火山灰、复合水泥中MgO 6.06.0，P S B 水泥中水泥中SOSO3 3 4.04.0。水泥中的氧化镁水泥中的氧化镁主要来自硅酸盐水泥熟料，主要来自硅酸盐水泥熟料，其量过多同其量过多同样会造成水泥石体积膨胀，甚至造成水泥石的开裂。样会造成水泥石体积膨胀，甚至造成水泥石的开裂。2 2、化学性质（化学指标）、化学性质（化学指标） （5 5）氯离子）氯离子GB规定：规定：氯离子含量氯离子含量5.05.0。氯离子氯离子会加速钢筋锈蚀作用，会加速钢筋锈蚀作用，所以必须对通用硅酸盐水泥中氯离子含量有所规定所以必须对通用硅酸盐水泥中氯离子含量有所规定。2 2、化学性质（化学指标）、化学性质（