强等级抗压强实用教案

1、 水泥水泥(shun)是一种粉末状材料，属于水硬性胶凝材料，是基本建设是一种粉末状材料，属于水硬性胶凝材料，是基本建设中最重要的土木工程材料。广泛用于工业和民用建筑、道路、桥梁、铁中最重要的土木工程材料。广泛用于工业和民用建筑、道路、桥梁、铁路、水利和国防等工程；用于生产各种类型的混凝土及混凝土制品。我路、水利和国防等工程；用于生产各种类型的混凝土及混凝土制品。我国的水泥国的水泥(shun)产量已经达到产量已经达到6亿亿t，水泥，水泥(shun)品种也达到了品种也达到了80余种。余种。 第1页/共66页第一页，共66页。 按水泥的化学成分，分为硅酸盐系水泥、铝酸盐系水按水泥的化学成分，分为硅酸

2、盐系水泥、铝酸盐系水泥、硫铝酸盐系水泥等；泥、硫铝酸盐系水泥等； 按用途可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。按用途可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。 通用水泥就是各类工程中常用的六大品种水泥通用水泥就是各类工程中常用的六大品种水泥(硅酸盐硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合复合(fh)水泥水泥)； 专用水泥主要有砌筑水泥、道路水泥、油井水泥等；专用水泥主要有砌筑水泥、道路水泥、油井水泥等； 特性水泥主要有快硬硅酸盐水泥、膨胀水泥、喷射水特性水泥主要有快硬硅酸盐水泥、膨胀水泥、喷射水泥、抗硫酸盐水泥等。泥、抗硫酸盐水泥等

3、。第2页/共66页第二页，共66页。 3.1 硅酸盐水泥(shun)一、硅酸盐水泥的概念及生产工艺一、硅酸盐水泥的概念及生产工艺 国标国标GB175-2006规定：凡由硅酸盐水泥熟料规定：凡由硅酸盐水泥熟料(sh lio)、05%的石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制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，也称波特兰水泥。成的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥，也称波特兰水泥。 不掺加混合材料的称为不掺加混合材料的称为I型硅酸盐水泥，代号型硅酸盐水泥，代号PI； 掺加不超过水泥质量掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为混合材料

4、的称为II型硅酸盐水泥，代号型硅酸盐水泥，代号PII。第3页/共66页第三页，共66页。u硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)的生产工艺的生产工艺“两磨一两磨一烧烧”工艺工艺石灰石石灰石粘土粘土铁矿粉铁矿粉生生料料1400140014501450熟熟料料石膏石膏石灰石或石灰石或粒化矿渣粒化矿渣磨细磨细硅酸盐水泥硅酸盐水泥磨细磨细煅烧煅烧(dunsho)生产水泥的方法主要生产水泥的方法主要(zhyo)(zhyo)有干法立窑生产和湿法回转窑生产有干法立窑生产和湿法回转窑生产两种两种第4页/共66页第四页，共66页。1 生料(shnglio)的制备包括生料(shnglio)的配合、粉磨与均化第5页/共6

5、6页第五页，共66页。喂料成品QTQF开路(kil)系统闭路闭路(b l)系统系统管球磨第6页/共66页第六页，共66页。立磨第7页/共66页第七页，共66页。2 孰料的烧成旋风筒连接管道分解炉回转窑冷却机预 热分解烧成冷却第8页/共66页第八页，共66页。二、熟料二、熟料(sh lio)矿物组成及矿物组成及特性特性 除上述四种除上述四种(s zhn)主要熟料矿物外，硅酸盐水泥中还主要熟料矿物外，硅酸盐水泥中还含有含有f-CaO、f-MgO和和K2O、Na2O等次要成分。等次要成分。组成组成化学分子式化学分子式缩写缩写硅酸三钙硅酸三钙3CaOSiO2C3S硅酸二钙硅酸二钙2CaOSiO2C2S

6、铝酸三钙铝酸三钙3CaOAl2O3C3A铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3C4AF水泥熟料矿物水泥熟料矿物(kungw)组成组成简写：简写：CaOC， SiO2 S， Al2O3 A， Fe2O3 F， H2OH第9页/共66页第九页，共66页。硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料(sh lio)矿物特性矿物特性矿物种类矿物种类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缩写缩写C3SC2SC3AC4AF含量（含量（%）37-6015-377-1510-18水化速度水化速度快快慢慢最快最快快快水化热水化热多多少少最多最多较多较多强度强度高高早低后高早低后高低低低低

7、第10页/共66页第十页，共66页。三、硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化三、硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化(一一) 熟料熟料(sh lio)矿物的水化反应矿物的水化反应4CaOAl2O3Fe2O3+H2O3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2O水化硅酸钙凝胶水化硅酸钙凝胶C3S2H3氢氧化钙氢氧化钙(qn yn hu i)晶体晶体CH水化铝酸三钙晶体水化铝酸三钙晶体(jngt)C3AH6水化铁酸钙凝胶水化铁酸钙凝胶CFH3CaOSiO2+H2O3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)22CaOSiO2+H2O3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2u硅酸三钙硅酸三钙u硅酸二钙硅酸二钙u铝

8、酸三钙铝酸三钙3CaOAl2O3+H2O3CaOAl2O36H2Ou铁铝酸四钙铁铝酸四钙第11页/共66页第十一页，共66页。石膏(shgo)调节凝结时间的原理 石膏与水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙针状晶体（钙矾石膏与水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙针状晶体（钙矾石）。该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护膜，石）。该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护膜，阻碍水分进入水泥内部，使水化反应延缓下来，从而避免了阻碍水分进入水泥内部，使水化反应延缓下来，从而避免了纯水泥熟料水化产生纯水泥熟料水化产生(chnshng)闪凝现象。所以，石膏在水闪凝现象。所以，石膏在水泥中起调节凝结时间的作用

9、。泥中起调节凝结时间的作用。CaSO42H2O+3CaOAl2O3+H2O3CaOAl2O33CaSO431H2O高硫型水化硫铝酸钙晶体高硫型水化硫铝酸钙晶体(jngt) 当石膏消耗完后，部分高硫型水化硫铝酸当石膏消耗完后，部分高硫型水化硫铝酸钙钙( (又称钙矾石又称钙矾石AFt) )转变转变为低硫型水化硫铝酸钙晶体为低硫型水化硫铝酸钙晶体AFm( (3CaOAl2O3CaSO4 12H2O，即，即 ) )。123HSAC第12页/共66页第十二页，共66页。硅酸盐水泥主要(zhyo)水化产物u水化硅酸钙凝胶水化硅酸钙凝胶C-S-H约占约占70%u氢氧化钙氢氧化钙(qn yn hu i)晶体晶

10、体CH约占约占20%u水化硫铝酸钙晶体（水化硫铝酸钙晶体（AFt和和AFm）约占约占7%u水化铁酸一钙凝胶水化铁酸一钙凝胶CFHu水化铝酸三钙晶体水化铝酸三钙晶体C3AH6第13页/共66页第十三页，共66页。水泥浆扫描电镜照片水泥浆扫描电镜照片(zhopin)（7d龄期）龄期）C-S-H钙矾石钙矾石(fn sh)第14页/共66页第十四页，共66页。C-S-H 水化水化硅酸钙凝胶硅酸钙凝胶CH Crystal 氢氧化钙氢氧化钙(qn yn hu i)晶晶体体 第15页/共66页第十五页，共66页。(二二) 凝结硬化凝结硬化凝结凝结: 水泥加水拌和形成具有一定流动性和水泥加水拌和形成具有一定流

11、动性和可塑性的浆体，经过自身的物理化学变化逐渐可塑性的浆体，经过自身的物理化学变化逐渐变稠失去可塑性的过程。变稠失去可塑性的过程。硬化硬化: 失去可塑性的浆体随着时间失去可塑性的浆体随着时间(shjin)的的增长产生明显的强度，并逐渐发展成为坚硬的增长产生明显的强度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程。水泥石的过程。第16页/共66页第十六页，共66页。初始反应期初始的溶解和水化，约持续5-105-10分钟。潜伏期流动性可塑性好凝胶体膜层围绕水泥颗粒成长，1h 1h 凝胶膜破裂、长大并连接、水泥颗粒进一步水化，6h6h。多孔的空间网络凝聚结构，失去可塑性凝结期凝胶体填充毛细管，6h-6h-若干年

12、硬化石状体密实空间网硬化期第17页/共66页第十七页，共66页。水泥石结构水泥石结构 未水化水泥颗粒未水化水泥颗粒(kl) 水化产物晶体、胶水化产物晶体、胶体体 毛细孔、毛细孔水毛细孔、毛细孔水 凝胶孔凝胶孔毛细孔未被水化产物毛细孔未被水化产物所填充的原充水空间所填充的原充水空间凝胶孔凝胶孔C-S-H内部的内部的结构孔结构孔水泥石是多相（固、液、水泥石是多相（固、液、气）多孔体系，水泥石气）多孔体系，水泥石的工程性质取决于水泥的工程性质取决于水泥石的结构组成，即决定石的结构组成，即决定于水化物的类型和相对于水化物的类型和相对含量、内部孔的大小、含量、内部孔的大小、形状和分布状态。形状和分布状态

13、。硬化前硬化前未水化水泥未水化水泥颗粒颗粒水水C-S-HC-S-H钙矾石钙矾石(fn sh)(fn sh)氢氧化钙氢氧化钙硬化后硬化后第18页/共66页第十八页，共66页。( (三三) ) 影响影响(yngxing)(yngxing)水泥水化水泥水化硬化的因素硬化的因素 u熟料矿物组成熟料矿物组成u石膏掺量石膏掺量u细度细度u温度和湿度温度和湿度(shd)u养护时间养护时间3 7 28 56 龄期龄期 d强度强度第19页/共66页第十九页，共66页。四、硅酸盐水泥的技术要求四、硅酸盐水泥的技术要求(一一) 细度细度 水泥的细度指水泥的粗细程度或分散度。细度决定了水水泥的细度指水泥的粗细程度或分

14、散度。细度决定了水泥与水接触泥与水接触(jich)的表面积。从而影响水泥的水化、凝结的表面积。从而影响水泥的水化、凝结速度和性质。速度和性质。细度细度与水接触的表面积与水接触的表面积凝结和硬化速度凝结和硬化速度性质性质100m小小低低低低水泥水泥(shun)的细度的细度和性质和性质第20页/共66页第二十页，共66页。 水泥的细度可用筛析法水泥的细度可用筛析法(80m或或45m方孔筛筛余方孔筛筛余)和和比表面积法比表面积法(勃氏法勃氏法)检验。检验。 比表面积法是通过测量一定量空气通过水泥时流速的比表面积法是通过测量一定量空气通过水泥时流速的变化来测定颗粒粒径分布变化来测定颗粒粒径分布(fnb

15、)情况。情况。GB 1752006规定：硅酸盐水泥规定：硅酸盐水泥(shun)的的比表面积应大于比表面积应大于300m2/kg，否则为不合格。，否则为不合格。比表面积测定仪比表面积测定仪第21页/共66页第二十一页，共66页。(二二) 凝结时间凝结时间凝结时间：水泥净浆从加水至失去流动性凝结时间：水泥净浆从加水至失去流动性所需要的时间。所需要的时间。国标规定：水泥的凝结时间必须采用标准国标规定：水泥的凝结时间必须采用标准稠度的水泥净浆，在标准温、湿条件下用稠度的水泥净浆，在标准温、湿条件下用水泥凝结时间测定仪测定。水泥凝结时间测定仪测定。 标准稠度：试锥下沉深度为标准稠度：试锥下沉深度为282

16、mm或或距底板距底板61mm时的稠度。时的稠度。标准稠度用水量：水泥浆达到标准稠度时标准稠度用水量：水泥浆达到标准稠度时的用水量，以水占水泥质量的用水量，以水占水泥质量(zhling)的百的百分数表示。分数表示。标准标准(biozhn)稠度测定仪稠度测定仪标准稠度用水量标准稠度用水量(shu lin)测试方法有固定水量测试方法有固定水量(shu lin)法和调整水量法和调整水量(shu lin)法两种。法两种。第22页/共66页第二十二页，共66页。u初凝：从水泥加水拌和初凝：从水泥加水拌和(bn hu)起至标准稠度净浆开始失去可塑性所起至标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间。需的时间。u国标

17、规定：初凝时间国标规定：初凝时间 45min，国产水泥一般为，国产水泥一般为1-3h。u实验：以试针距离底板实验：以试针距离底板61mm为准。为准。u工程意义：水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分的时间搅拌工程意义：水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分的时间搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作。、运输、浇捣和砌筑等操作。u终凝：从水泥加水拌和终凝：从水泥加水拌和(bn hu)起至标准稠度净浆完全失去可塑性并起至标准稠度净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。开始产生强度所需的时间。u国标规定：终凝时间国标规定：终凝时间 6.5h，国产水泥一般为，国产水泥一般为5-6h。u实验：以试针下沉实

18、验：以试针下沉0.5mm为准。为准。u工程意义：终凝时间不宜过迟，以便施工完毕后更快硬化，达到一定工程意义：终凝时间不宜过迟，以便施工完毕后更快硬化，达到一定的强度，以利于下一步施工工艺的进行。的强度，以利于下一步施工工艺的进行。u影响水泥凝结时间的因素：熟料的矿物组成、石膏掺量、混合材的品影响水泥凝结时间的因素：熟料的矿物组成、石膏掺量、混合材的品种与掺量、水泥细度、温度、水灰比等。种与掺量、水泥细度、温度、水灰比等。第23页/共66页第二十三页，共66页。(三三) 体积安定性体积安定性 定义：是指水泥在凝结定义：是指水泥在凝结(nngji)硬化过程中体积变化的均硬化过程中体积变化的均匀程度

19、。匀程度。体积安定性不良：水泥在凝结体积安定性不良：水泥在凝结(nngji)硬化过程中产生不硬化过程中产生不均匀的体均匀的体 积变化。积变化。安定性不良的原因：安定性不良的原因： 熟料中含有过多的熟料中含有过多的f-CaO 熟料中含有过多的熟料中含有过多的f-MgO 石膏掺量过多石膏掺量过多 生成钙矾石生成钙矾石过烧过烧体积安定性不良的水泥应作废品处理，禁止用于任何体积安定性不良的水泥应作废品处理，禁止用于任何(rnh)工程中工程中第24页/共66页第二十四页，共66页。 GB1752006和和GB/T13462001规定：硅酸盐水泥的体积安定性用沸煮法规定：硅酸盐水泥的体积安定性用沸煮法3h

20、(分试饼法和雷氏夹法分试饼法和雷氏夹法)必须合格。必须合格。 试饼法是用标准稠度试饼法是用标准稠度(chu d)的水泥净浆按规定方法制成规定的试饼，经养护、沸煮后，观察饼的外形变化，如未发现翘曲和裂纹，即为安定性合格，反之则为安定性不良。的水泥净浆按规定方法制成规定的试饼，经养护、沸煮后，观察饼的外形变化，如未发现翘曲和裂纹，即为安定性合格，反之则为安定性不良。第25页/共66页第二十五页，共66页。 雷氏法是按规定方法制成圆柱雷氏法是按规定方法制成圆柱体试件，然后测定沸煮后试件的体试件，然后测定沸煮后试件的尺寸变化，即膨胀值，来评定体尺寸变化，即膨胀值，来评定体积安定性是否积安定性是否(sh

21、 fu)合格。合格。5.0mm，则不合格。，则不合格。u沸煮法只能检测沸煮法只能检测f-CaO所造成的体积安定性不良。对于所造成的体积安定性不良。对于(duy)f-MgO和石膏造成的体积安定性不良则需分别采用和石膏造成的体积安定性不良则需分别采用压蒸法、长时间在温水中浸泡法压蒸法、长时间在温水中浸泡法 。u标准规定：标准规定：f-MgO 5.0%，SO3 3.5%。第26页/共66页第二十六页，共66页。(四四) 强度强度(qingd)u胶砂强度胶砂强度uGB176711999规定：将水泥、标准砂及水按规定：将水泥、标准砂及水按1 : 3.0 : 0.5，用规定方法制成规格为用规定方法制成规格

22、为4040160mm的标准试件，在标准养的标准试件，在标准养护条件护条件(1d内为内为201、RH90%的空气中，的空气中，1d后放入后放入20 1的水中的水中)下养护，测定下养护，测定3d和和28d时的抗折强度和抗压强度。时的抗折强度和抗压强度。根据根据(gnj)水泥品种不同，分别测定水泥品种不同，分别测定3d、28d的抗折强度和抗的抗折强度和抗压强度，即为水泥的胶砂强度。压强度，即为水泥的胶砂强度。 第27页/共66页第二十七页，共66页。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）3d28d3d28d42.542.5R17.022.042.542.53.54.

23、06.56.552.552.5R23.027.052.552.54.05.07.07.062.562.5R28.032.062.562.55.05.58.08.0硅酸盐水泥强度硅酸盐水泥强度(qingd)等级等级u强度强度(qingd)等等级级 根据水泥的胶砂强度划分的级别根据水泥的胶砂强度划分的级别(jbi)称为强度等级。硅称为强度等级。硅酸盐水泥的强度等级划分为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。共六个等级。注：注：R型为早强型，主要是型为早强型，主要是3d强度较高。强度较高。第28页/共66页第二十八页，共66页。 水泥在出

24、厂和使用前必须检验的技术指标有四水泥在出厂和使用前必须检验的技术指标有四项：细度、凝结时间项：细度、凝结时间(shjin)(shjin)、强度和体积安、强度和体积安定性。这四项指标中，除强度外，其它任何一项定性。这四项指标中，除强度外，其它任何一项指标不合格，则水泥不能使用；反之，若仅强度指标不合格，则水泥不能使用；反之，若仅强度一项指标不合格，而其它三项指标合格，则水泥一项指标不合格，而其它三项指标合格，则水泥可降等级使用。可降等级使用。 第29页/共66页第二十九页，共66页。五、水泥石的腐蚀与防止五、水泥石的腐蚀与防止 (一一) 水泥石腐蚀的种类水泥石腐蚀的种类1. 软水侵蚀软水侵蚀(溶

25、出型侵蚀溶出型侵蚀) 当水泥石受到蒸馏水、天然的雨水、雪水以及含重碳当水泥石受到蒸馏水、天然的雨水、雪水以及含重碳酸盐很少的河水、湖水等软水作用时，水泥石中的氢氧化酸盐很少的河水、湖水等软水作用时，水泥石中的氢氧化钙钙(qn yn hu i)不断溶解流失，特别是处于流水或有不断溶解流失，特别是处于流水或有压力的水中时，氢氧化钙压力的水中时，氢氧化钙(qn yn hu i)的溶解使得水的溶解使得水泥石的密实度下降，强度和耐久性也降低；而且由于氢氧泥石的密实度下降，强度和耐久性也降低；而且由于氢氧化钙化钙(qn yn hu i)浓度的下降，还引起了水泥石中的浓度的下降，还引起了水泥石中的其它水化产

26、物的分解。其它水化产物的分解。Ca(OH)2+Ca(HCO3)2CaCO3 +H2O第30页/共66页第三十页，共66页。2. 盐类腐蚀盐类腐蚀硫酸盐腐蚀硫酸盐腐蚀 在海水、湖泊水、地下水及某些工业废水中，常含有不同在海水、湖泊水、地下水及某些工业废水中，常含有不同程度的钾、钠、氨的硫酸盐，硫酸盐侵蚀的特征是某些盐类的程度的钾、钠、氨的硫酸盐，硫酸盐侵蚀的特征是某些盐类的结晶体逐渐在水泥石的毛细管中积累并长大，水泥石由于内应结晶体逐渐在水泥石的毛细管中积累并长大，水泥石由于内应力而遭到严重破坏。力而遭到严重破坏。 当硫酸盐浓度不高时，生成含有大量结晶水的钙钒石，体当硫酸盐浓度不高时，生成含有大

27、量结晶水的钙钒石，体积增大积增大1.5倍以上，产生极大倍以上，产生极大(j d)的膨胀应力而破坏。当硫酸的膨胀应力而破坏。当硫酸盐浓度较高时，产生二水石膏结晶，也会导致水泥石开裂破坏。盐浓度较高时，产生二水石膏结晶，也会导致水泥石开裂破坏。 Na2SO4+ Ca(OH)2+2H2OCaSO42H2O +2NaOH第31页/共66页第三十一页，共66页。第32页/共66页第三十二页，共66页。 镁盐腐蚀镁盐腐蚀 海水和某些盐沼水、地下水中常含有大量的镁盐，主要海水和某些盐沼水、地下水中常含有大量的镁盐，主要(zhyo)是硫酸镁和氯化镁，它们与水泥石接触后，会发生如下是硫酸镁和氯化镁，它们与水泥石

28、接触后，会发生如下反应：反应： MgSO4+ Ca(OH)2+2H2OCaSO42H2O+Mg(OH)2MgCl2+ Ca(OH)2+H2OCaCl2+Mg(OH)2+H2O 生成的生成的Mg(OH)2松软而无胶结能力，松软而无胶结能力，CaCl2则易溶于水，会则易溶于水，会使使Ca(OH)2不断被消耗；二水石膏则会进一步引起硫酸盐腐蚀。不断被消耗；二水石膏则会进一步引起硫酸盐腐蚀。因此，镁盐对水泥石的腐蚀是双重腐蚀。因此，镁盐对水泥石的腐蚀是双重腐蚀。第33页/共66页第三十三页，共66页。3. 酸类腐蚀酸类腐蚀 一般酸腐蚀一般酸腐蚀 在一些工业废水、地下水和沼泽水中，经常含有各种不在一些工

29、业废水、地下水和沼泽水中，经常含有各种不同浓度的无机酸或有机酸，而水泥石由于含有同浓度的无机酸或有机酸，而水泥石由于含有Ca(OH)2呈碱呈碱性性(jin xn)，这些酸与碱会发生反应：，这些酸与碱会发生反应：H+OH H2O 酸的浓度越高，侵蚀越剧烈。酸的浓度越高，侵蚀越剧烈。碳酸水腐蚀碳酸水腐蚀 在某些工业废水和地下水中，常溶有一定量的在某些工业废水和地下水中，常溶有一定量的CO2及其及其盐类，天然水中也溶有盐类，天然水中也溶有CO2，它们会与水泥石中的，它们会与水泥石中的Ca(OH)2反应：反应： CO2+H2O+Ca(OH)2CaCO3+2H2O CO2+CaCO3+H2OCa(HCO

30、3)2第34页/共66页第三十四页，共66页。4. 强碱腐蚀强碱腐蚀 硅酸盐水泥基本是耐碱的，碱类溶液浓度不高对水泥石是无害的。但铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到硅酸盐水泥基本是耐碱的，碱类溶液浓度不高对水泥石是无害的。但铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到(y do)强碱强碱(NaOH、KOH) 时，强碱会与水泥进行如下反应：时，强碱会与水泥进行如下反应：3CaOAl2O3 +6NaOH3Na2OAl2O3+3Ca(OH)2 铝酸钠是易溶于水的，从而造成水泥石的腐蚀。铝酸钠是易溶于水的，从而造成水泥石的腐蚀。 当水泥石被当水泥石被NaOH浸透后又在空气中干燥，与空气中的浸透后又在空气中干燥，与空气中

31、的CO2作用生成碳酸钠，碳酸钠在毛细孔中结晶而使水泥石胀裂。作用生成碳酸钠，碳酸钠在毛细孔中结晶而使水泥石胀裂。2NaOH+CO2+9H2O Na2CO310H2O第35页/共66页第三十五页，共66页。(二二) 防止腐蚀防止腐蚀(fsh)的措施的措施 水泥石易受腐蚀水泥石易受腐蚀(fsh)的原因的原因水泥石内存在容易受腐蚀水泥石内存在容易受腐蚀(fsh)的成分的成分 水泥石本身存在孔隙水泥石本身存在孔隙 第36页/共66页第三十六页，共66页。2. 防止腐蚀(fsh)的措施 根据侵蚀环境特点，合理选择水泥品种提高水泥石的密实度，降低孔隙率 在水泥石表面设置保护层 当水泥石处于多种介质同时侵蚀

32、时，应分清对水泥石侵蚀最严重(ynzhng)的介质，采取相应的措施，提高水泥石的耐腐蚀性。第37页/共66页第三十七页，共66页。六、硅酸盐水泥的性质、应用及存放六、硅酸盐水泥的性质、应用及存放(一一) 性质与应用性质与应用1. 强度高强度高 适用于高强混凝土和预应力钢筋混凝土工程。适用于高强混凝土和预应力钢筋混凝土工程。2. 硬化快硬化快 适用于要求凝结快、早强高以及冬季施工等工程。适用于要求凝结快、早强高以及冬季施工等工程。3. 抗冻性好抗冻性好 适用于冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程适用于冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程4. 耐蚀性差耐蚀性差 不适用于与淡水及海水等腐蚀性介质接触

33、的工程。不适用于与淡水及海水等腐蚀性介质接触的工程。5. 耐热性差耐热性差 不适用于有耐热要求的混凝土工程。不适用于有耐热要求的混凝土工程。6. 水化热大水化热大 不适用于大体积混凝土工程，但有利于冬季施工。不适用于大体积混凝土工程，但有利于冬季施工。7. 耐磨性好耐磨性好 适用于公路、地面工程。适用于公路、地面工程。8. 抗碳化性好抗碳化性好 对钢筋的保护对钢筋的保护(boh)作用强，适合作用强，适合CO2浓度浓度高的环境。高的环境。第38页/共66页第三十八页，共66页。 (二二) 硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)的运输与储存的运输与储存 水泥水泥(shun)在储存和运输过程中，应按不同在

34、储存和运输过程中，应按不同强度等级、品种及出厂日期分别储运，并注意防强度等级、品种及出厂日期分别储运，并注意防潮、防水。袋装水泥潮、防水。袋装水泥(shun)的堆放高度不得超过的堆放高度不得超过10袋。袋。 即使是良好的储存条件，水泥即使是良好的储存条件，水泥(shun)也不也不宜久存。在空气中水蒸气及宜久存。在空气中水蒸气及CO2作用下，水泥作用下，水泥(shun)会发生部分水化和碳化，使水泥会发生部分水化和碳化，使水泥(shun)的胶结能力及强度下降。一般储存的胶结能力及强度下降。一般储存3个月后，强个月后，强度降低约度降低约1020%，6个月后降低个月后降低1530%，1年年后降低后降低

35、2540%。因此水泥。因此水泥(shun)的有效储存期的有效储存期为为3个月。如果超过个月。如果超过6个月，使用时应重新检测，个月，使用时应重新检测，按实际强度使用。按实际强度使用。第39页/共66页第三十九页，共66页。3.2 掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥(shun)一、混合材料一、混合材料 在水泥生产过程在水泥生产过程(guchng)中，为改善水泥性能、中，为改善水泥性能、调节水泥强度等级、降低成本而加入的人工或天然的调节水泥强度等级、降低成本而加入的人工或天然的矿物材料称为水泥混合材料。矿物材料称为水泥混合材料。第40页/共66页第四十页，共66页。(一一)非活性混合材料

36、非活性混合材料 定义：凡与水泥不发生化学作用或化学作用甚微的人工的或定义：凡与水泥不发生化学作用或化学作用甚微的人工的或天然的磨细矿物质材料都属于非活性混合材料。天然的磨细矿物质材料都属于非活性混合材料。品种：品种： 磨细的石灰石、石英砂、粘土、慢冷矿渣及各种废渣。磨细的石灰石、石英砂、粘土、慢冷矿渣及各种废渣。(二二)活性混合材料活性混合材料定义：混合材料磨细与水拌和后，本身并不具有胶凝性质，或定义：混合材料磨细与水拌和后，本身并不具有胶凝性质，或胶结能力很小，但磨细的混合材料与石灰、石膏胶结能力很小，但磨细的混合材料与石灰、石膏(shgo)或硅或硅酸盐水泥一起加水拌和后，在常温下能生成具有

37、水硬性的水化酸盐水泥一起加水拌和后，在常温下能生成具有水硬性的水化产物，称为活性混合材料。产物，称为活性混合材料。品种：粉煤灰、粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料。品种：粉煤灰、粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料。第41页/共66页第四十一页，共66页。 1. 粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣 将炼铁高炉中的熔融矿渣经水淬等急冷方式而成的松将炼铁高炉中的熔融矿渣经水淬等急冷方式而成的松软颗粒称为粒化高炉矿渣，又称水淬矿渣。软颗粒称为粒化高炉矿渣，又称水淬矿渣。 活性成分为活性氧化硅和活性氧化铝。活性成分为活性氧化硅和活性氧化铝。 2. 火山灰质混合材料火山灰质混合材料 是火山喷发沉积物及其它具有是火山喷发沉积

38、物及其它具有(jyu)类似活性的材料类似活性的材料的统称。的统称。 按其化学成分可分为含水硅酸质（如硅藻土等）、铝按其化学成分可分为含水硅酸质（如硅藻土等）、铝硅玻璃质（如火山灰、浮石等）、烧粘土质（如烧粘土、硅玻璃质（如火山灰、浮石等）、烧粘土质（如烧粘土、煤渣等）。煤渣等）。 3. 粉煤灰粉煤灰 从燃煤发电厂的烟道气体中收集的粉末，又称飞灰。从燃煤发电厂的烟道气体中收集的粉末，又称飞灰。第42页/共66页第四十二页，共66页。(三三) 活性混合材料的水化硬化活性混合材料的水化硬化 活性混合材料的主要成分为活性活性混合材料的主要成分为活性SiO2和和Al2O3，即非，即非晶态的氧化硅和氧化铝

39、，不具有单独的水硬性，但在晶态的氧化硅和氧化铝，不具有单独的水硬性，但在Ca(OH)2或石膏激发下，会发生显著或石膏激发下，会发生显著(xinzh)的水化作用，的水化作用，生成具有水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙：生成具有水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙：xCa(OH)2+ SiO2+nH2OxCaOSiO2(x+n)H2O yCa(OH)2+Al2O3+mH2O yCaOAl2O3(y+m)H2O 当有石膏存在时，石膏可与上述当有石膏存在时，石膏可与上述(shngsh)反应生成的水反应生成的水化铝酸钙进一步反应生成水硬性的水化硫铝酸钙。化铝酸钙进一步反应生成水硬性的水化硫铝酸钙。碱性激发剂：石灰

40、和能在水化时析出氢氧化钙的水泥熟料碱性激发剂：石灰和能在水化时析出氢氧化钙的水泥熟料(sh lio)硫酸盐激发剂：各种石膏硫酸盐激发剂：各种石膏第43页/共66页第四十三页，共66页。(四四)掺活性混合材料的硅酸盐水泥掺活性混合材料的硅酸盐水泥(shun)的水化特点的水化特点 由上可知：掺活性混合材料的水泥较硅酸盐水泥的凝结硬由上可知：掺活性混合材料的水泥较硅酸盐水泥的凝结硬化速度慢、早期强度低。但高温下，水化速度明显加快、强度化速度慢、早期强度低。但高温下，水化速度明显加快、强度提高；而低温提高；而低温(dwn)下，水化速度很慢。故活性混合材料适合下，水化速度很慢。故活性混合材料适合高温养护

41、。高温养护。硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)中加入活中加入活性混合材料性混合材料硅酸盐水泥水化硅酸盐水泥水化一次水化一次水化二次水化二次水化第44页/共66页第四十四页，共66页。二、普通硅酸盐水泥二、普通硅酸盐水泥(一一) 定义与组成定义与组成 普通水泥硅酸盐水泥熟料普通水泥硅酸盐水泥熟料615%活性混合材料活性混合材料+适量适量石膏，代号石膏，代号PO。(二二)技术要求技术要求 与硅酸盐水泥不同的有：与硅酸盐水泥不同的有： 1. 凝结时间凝结时间 初凝不得初凝不得(bu de)早于早于45min，终凝不得，终凝不得(bu de)迟于迟于10h。 2. 强度等级强度等级 根据根据3d和和28

42、d的抗折和抗压强度，分为的抗折和抗压强度，分为32.5、32.5R、42.5、42.5R 、52.5、52.5R六个强度等级。六个强度等级。第45页/共66页第四十五页，共66页。(二二) 性质与应用性质与应用 由于混合材料的掺量较少，故与硅酸盐水泥的性质基由于混合材料的掺量较少，故与硅酸盐水泥的性质基本相同，略有差别。本相同，略有差别。 主要表现为：主要表现为：(1)早期强度低；早期强度低；(2)耐腐蚀性略有提高；耐腐蚀性略有提高；(3)耐热性稍好；耐热性稍好；(4)水化热略低；水化热略低；(5)抗冻性、耐磨性、抗抗冻性、耐磨性、抗碳化性略有降低。碳化性略有降低。 由于普通水泥的性质与硅酸盐

43、水泥差别不大。因此在由于普通水泥的性质与硅酸盐水泥差别不大。因此在应用方面两种水泥基本相同。但是应用方面两种水泥基本相同。但是(dnsh)有一些硅酸盐有一些硅酸盐水泥不能用的地方，普通水泥可以用，使得普通水泥成为水泥不能用的地方，普通水泥可以用，使得普通水泥成为建筑行业应用面最广、使用量最大的水泥品种。建筑行业应用面最广、使用量最大的水泥品种。第46页/共66页第四十六页，共66页。三、矿渣水泥三、矿渣水泥(shun)、火山灰水泥、火山灰水泥(shun)和粉煤灰和粉煤灰水泥水泥(shun)(一一) 定义及组成定义及组成 矿渣水泥矿渣水泥(shun)硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)熟料熟料207

44、0%粒化高炉矿渣适量石膏，代号粒化高炉矿渣适量石膏，代号PS。 火山灰水泥火山灰水泥(shun)硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)熟料熟料+2050%火山灰质混合材料火山灰质混合材料+适量石膏，代号适量石膏，代号PP。 粉煤灰水泥粉煤灰水泥(shun)硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)熟料熟料+2040%粉煤灰粉煤灰+适量石膏，代号适量石膏，代号PF。第47页/共66页第四十七页，共66页。(二二) 技术要求技术要求 1. 细度（选择性指标）、凝结时间、体积安定性细度（选择性指标）、凝结时间、体积安定性 80筛余筛余 10%或或45 30%，另外两个与普通水泥，另外两个与普通水泥(shun)相相同

45、。同。 2. 强度等级强度等级 根据根据3d与与28d的抗折和抗压强度划分，分别有的抗折和抗压强度划分，分别有32.5、42.5、52.5和和32.5R、42.5R、52.5R六个强度等级。六个强度等级。 3. MgO、SO3 MgO 5%，若压蒸体积安定性合格，则可，若压蒸体积安定性合格，则可6%；PS中中SO3 4%，PP与与PF则则 3.5%。第48页/共66页第四十八页，共66页。(三三) 性质与应用性质与应用1. 三种三种(sn zhn)水泥的共性水泥的共性 凝结硬化慢、早期强度低，后期强度发展凝结硬化慢、早期强度低，后期强度发展较快较快对温度敏感，适合高温养护对温度敏感，适合高温养

46、护 耐腐蚀性好耐腐蚀性好水化热小水化热小抗冻性差、耐磨性差抗冻性差、耐磨性差抗碳化能力差抗碳化能力差第49页/共66页第四十九页，共66页。28dtRPO或或P或或PPS或或PP或或PF28dtRPS或或PP或或PF低温低温常温常温高温高温PO或或P或或P28dtR低温低温常温常温高温高温第50页/共66页第五十页，共66页。2. 三种水泥的特性 矿渣(kun zh)水泥 矿渣(kun zh)水泥的抗渗性较差，不宜用于有抗渗性要求的混凝土工程；但耐热性好，可用于温度不高于200的混凝土工程中。火山灰水泥 火山灰水泥的抗渗性好，可用于有抗渗要求的混凝土工程；但干缩较大，不适用于长期处于干燥环境中

47、的混凝土工程。粉煤灰水泥 粉煤灰水泥的干缩小、抗裂性好；且早期强度和水化热最低，特别适用于大体积混凝土工程。第51页/共66页第五十一页，共66页。四、复合硅酸盐水泥四、复合硅酸盐水泥 硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料+1550%的两种或两种以上规定的混的两种或两种以上规定的混合材料合材料+适量石膏磨细，代号适量石膏磨细，代号PC。水泥中允许用不超过。水泥中允许用不超过8%的窑灰代替部分混合材料；掺矿渣时，混合材料掺量不得的窑灰代替部分混合材料；掺矿渣时，混合材料掺量不得与矿渣水泥重复。与矿渣水泥重复。 复合水泥的水化、凝结硬化复合水泥的水化、凝结硬化(ynghu)过程基本上与掺混过程基本上与掺混

48、合材料的硅酸盐水泥相同。氧化镁和三氧化硫含量、细度、合材料的硅酸盐水泥相同。氧化镁和三氧化硫含量、细度、凝结时间、体积安定性、强度等级要求与普通水泥相同。凝结时间、体积安定性、强度等级要求与普通水泥相同。 由于在复合水泥中掺入了两种或两种以上由于在复合水泥中掺入了两种或两种以上(yshng)的混合材料，可以的混合材料，可以相互取长补短，克服了掺单一混合材料水泥的一些弊病。其早期强度接近相互取长补短，克服了掺单一混合材料水泥的一些弊病。其早期强度接近于普通水泥，而其它性能优于矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥，因而于普通水泥，而其它性能优于矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥，因而适用范围广。适用范围

49、广。第52页/共66页第五十二页，共66页。石膏石膏(shgo)混合材料混合材料 05%熟料熟料(sh lio)硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)P P磨细磨细第53页/共66页第五十三页，共66页。石膏石膏(shgo)混合材料混合材料 615%熟料熟料(sh lio)普通普通(ptng)硅硅酸盐水泥酸盐水泥PO磨细磨细第54页/共66页第五十四页，共66页。石膏石膏(shgo)粒化高炉粒化高炉(gol)矿渣矿渣 2070%熟料熟料(sh lio)矿渣水泥矿渣水泥PS磨细磨细第55页/共66页第五十五页，共66页。石膏石膏(shgo)火山灰质混合火山灰质混合(hnh)材料材料2050%熟料熟料(

50、sh lio)火山灰水泥火山灰水泥PP磨细磨细第56页/共66页第五十六页，共66页。石膏石膏(shgo) 粉煤灰粉煤灰 2040%熟料熟料(sh lio)粉煤灰水泥粉煤灰水泥(shun)PF磨细磨细第57页/共66页第五十七页，共66页。石膏石膏(shgo)两种或两种两种或两种以上以上(yshng)混合材料混合材料 1550%熟料熟料(sh lio)复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥PC磨细磨细第58页/共66页第五十八页，共66页。 3.3 其它品种其它品种(pnzhng)的硅酸盐水泥的硅酸盐水泥一、特性水泥（具有比较突出的某种性能的水一、特性水泥（具有比较突出的某种性能的水泥）泥）(一一) 白

51、色与彩色硅酸盐水泥白色与彩色硅酸盐水泥 由白色硅酸盐水泥熟料由白色硅酸盐水泥熟料+010%混合材料混合材料(石灰石或窑灰石灰石或窑灰)及适量石膏磨细及适量石膏磨细白水泥，代号白水泥，代号(diho)PW。主要措施是限制原料中。主要措施是限制原料中Fe2O3的的含量，控制熟料中含量，控制熟料中Fe2O3含量在含量在0.52.0%。 彩色水泥就是在白水泥粉磨时加入适量的颜彩色水泥就是在白水泥粉磨时加入适量的颜料。常用颜料有：氧化铁料。常用颜料有：氧化铁(红或黑、褐、黄红或黑、褐、黄)、MnO2(黑褐色黑褐色)、Cr2O3(绿色绿色)、钴蓝、钴蓝(蓝色蓝色)等等。 白水泥和彩色水泥适用于装饰工程。如

52、制白水泥和彩色水泥适用于装饰工程。如制作彩色水磨石、饰面砖、水刷石等。作彩色水磨石、饰面砖、水刷石等。 第59页/共66页第五十九页，共66页。（二）（二） 中热水泥和低热矿渣水泥中热水泥和低热矿渣水泥 中热水泥和低热矿渣水泥主要是通过限制水化热中热水泥和低热矿渣水泥主要是通过限制水化热较高的较高的C3A和和C3S的含量得以实现的。的含量得以实现的。 适用于港口、码头、大坝等厚重体积且需要连续适用于港口、码头、大坝等厚重体积且需要连续浇注的混凝土工程。浇注的混凝土工程。（三）（三） 抗硫酸盐硅酸盐水泥抗硫酸盐硅酸盐水泥 与通用水泥相比，主要是限制了这种水泥熟料矿物与通用水泥相比，主要是限制了这

53、种水泥熟料矿物组成中组成中C3A和和C3S的含量，使侵入的含量，使侵入(qnr)水泥石结构水泥石结构的硫酸盐难以生成破坏性的钙矾石（的硫酸盐难以生成破坏性的钙矾石（“水泥杆菌水泥杆菌”）。 适用于一般受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下、隧适用于一般受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下、隧涵、道路和桥梁基础等工程设施。涵、道路和桥梁基础等工程设施。第60页/共66页第六十页，共66页。（四）（四） 快硬硅酸盐水泥快硬硅酸盐水泥 快硬硫铝酸盐水泥是以无水硫铝酸钙和快硬硫铝酸盐水泥是以无水硫铝酸钙和C2S为主要矿为主要矿物的水泥熟料和物的水泥熟料和10%石灰石、适量石膏磨细而成。石灰石、适量石膏磨细而成。 快硬铁铝酸盐水泥：无水硫铝酸钙、铁相和快硬铁铝酸盐水泥：无水硫铝酸钙、铁相和C2S为主为主矿物的熟料矿物的熟料+15%石灰石石灰石+适量石膏。适量石膏。 1d、3d强度高，属于快硬早强。强度高，属于快硬早强。 （五）（五） 膨胀水泥膨胀水泥 水化后能形成膨胀性产物水化后能形成膨胀性产物水化硫铝酸钙。分为膨胀水化硫铝酸钙。分为膨胀水泥水泥(膨胀值小膨胀值小)和自应力水泥和自应力水泥(膨胀