硅酸盐水泥技术性质

1、关于硅酸盐水泥的技术性质第一张，PPT共八十四页，创作于2022年6月第一节 硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料05%石灰石或粒化高炉矿渣适量石膏磨细硅酸盐水泥定义上节回顾第二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月生产工艺流程(简称为“两磨一烧”)一 硅酸盐水泥的生产及矿物组成上节回顾石灰石粘 土铁矿石生料磨熟料磨烧成设备水泥产品第三张，PPT共八十四页，创作于2022年6月硅酸三钙(C3S)硅酸二钙(C2S)铝酸三钙(C3A)铁铝酸四钙(C4AF) 主要矿物组成一 硅酸盐水泥的生产及矿物组成上节回顾第四张，PPT共八十四页，创作于2022年6月一 硅酸盐水泥的生产及矿物组成水泥熟料单矿物水化时特征

2、 上节回顾第五张，PPT共八十四页，创作于2022年6月二 硅酸盐水泥的水化与凝结硬化水化反应上节回顾第六张，PPT共八十四页，创作于2022年6月硬化后的水泥石是由胶体粒子、晶体粒子、凝胶孔、毛细孔及未水化的水泥颗粒所组成。其结构如图所示。 二 硅酸盐水泥的水化与凝结硬化A未水化水泥颗粒B胶体粒子C晶体粒子D毛细孔（毛细孔水）E凝胶孔上节回顾第七张，PPT共八十四页，创作于2022年6月影响水泥凝结硬化的因素水泥的熟料矿物组成及细度上节回顾 水泥熟料中各种矿物的凝结硬化特点不同，当水泥中个矿物的相对含量不同时，水泥的凝结硬化特点就不同。水泥磨得愈细，水泥颗粒平均粒径小，比表面积大，水化时与水

3、的接触面大，水化速度快，凝结硬化快，早期强度就高。第八张，PPT共八十四页，创作于2022年6月影响水泥凝结硬化的因素水泥浆的水灰比 上节回顾水泥浆的水灰比是指水泥浆中水与水泥的质量之比。当水泥浆中加水较多时，水灰比较大，此时水泥的初期水化反应得以充分进行；但是水泥颗粒间原来被水隔开的距离较远，颗粒间相互连接形成骨架结构所需的凝结时间长，所以水泥浆凝结较慢,且空隙多，降低水泥石的强度。 第九张，PPT共八十四页，创作于2022年6月影响水泥凝结硬化的因素石膏的掺量 上节回顾 硅酸盐水泥中加入适量的石膏会起到良好的缓凝效果，且由于钙矾石的生成，还能提高水泥石的强度。但是石膏掺量过多时，可能危害水

4、泥石的安定性。（一般掺量在2.0 % -5.0%左右） 第十张，PPT共八十四页，创作于2022年6月影响水泥凝结硬化的因素环境温度和湿度 上节回顾水泥水化反应的速度与环境的温度有关，只有处于适当温度下，水泥的水化、凝结和硬化才能进行。通常，温度较高时，水泥的水化、凝结和硬化速度就较快。当环境温度低于0时水泥水化趋于停止，就难以凝结硬化。 水泥水化是水泥与水之间的反应，必须在水泥颗粒表面保持有足够的水分，水泥的水化、凝结硬化才能充分进行。保持水泥浆温度和湿度的措施，称水泥的养护。第十一张，PPT共八十四页，创作于2022年6月影响水泥凝结硬化的因素龄期 上节回顾水泥浆随着时间的延长水化物增多，

5、内部结构就逐渐致密，一般来说，强度不断增长。 第十二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月三、硅酸盐水泥的技术性质体积安定性细度凝结时间水化热标准稠度用水量强度与强度等级第十三张，PPT共八十四页，创作于2022年6月（一）硅酸盐水泥的细度定义细度指水泥颗粒的粗细程度。同时规定凡细度不符合规定者为不合格品。讨论与分析缺点:水泥越细优点： ？硅酸盐水泥的比表面积应大于300m2/kg。GB规定 与水发生水化反应的速度越快，水泥石的早期强度越高。总表面积越大，硬化收缩越大；易受潮而降低活性；成本越高。返回第十四张，PPT共八十四页，创作于2022年6月（一）硅酸盐水泥的细度返回第十五张，PPT

6、共八十四页，创作于2022年6月比表面积硅酸盐水泥的细度用比表面积表示按照 GB175-2007的规定硅酸盐水泥的比表面积 300 m/kg 比表面积可采用比表面积仪测定（右图）用比表面积测定仪测试颗粒粒径分布情况。测量一定量空气通过水泥石时，流速变化. 比表面积测定仪（一）硅酸盐水泥的细度第十六张，PPT共八十四页，创作于2022年6月Back第十七张，PPT共八十四页，创作于2022年6月（二）硅酸盐水泥的凝结时间定义讨论与分析GB规定试验方法第十八张，PPT共八十四页，创作于2022年6月定义水泥的凝结时间分初凝时间和终凝时间。水泥全部加入水中开始失去可塑性完全失去可塑性初凝终凝（二）硅

7、酸盐水泥的凝结时间第十九张，PPT共八十四页，创作于2022年6月水泥的初凝和终凝时间对工程有重要意义。例如：混凝土的施工。讨论与分析结论1：水泥的初凝时间不能过短，否则在施工前即已失去流动性和可塑性而无法施工。结论2：水泥的终凝时间不能过长，否则将延长施工进度和模板周转期。（二）硅酸盐水泥的凝结时间第二十张，PPT共八十四页，创作于2022年6月请观看凝结时间试验动画试验方法结论1：水泥的初凝时间不能过短，否则在施工前即已失去流动性和可塑性而无法施工。初凝时间不得早于45min结论2：水泥的终凝时间不能过长，否则将延长施工进度和模板周转期。终凝时间不得迟于6.5h。同时规定:初凝时间不符合规

8、定者为废品， 终凝时间不符合规定者为不合格品。GB规定（二）硅酸盐水泥的凝结时间第二十一张，PPT共八十四页，创作于2022年6月返回第二十二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月（三）硅酸盐水泥的标准稠度用水量讨论与分析定义试验方法第二十三张，PPT共八十四页，创作于2022年6月讨论与分析为什么在测定水泥的凝结时间、体积安定性时，要将水泥净浆拌到标准稠度，也就是一个规定的稠度呢？ ？为了使试验结果具有可比性（三）硅酸盐水泥的标准稠度用水量第二十四张，PPT共八十四页，创作于2022年6月定义不同的水泥品种，标准稠度用水量各不相同，一般在24%33%之间。例：A水泥的标准稠度用水量为27

9、%，B水泥的标准稠度用水量为30%。（三）硅酸盐水泥的标准稠度用水量第二十五张，PPT共八十四页，创作于2022年6月试验方法请观看标准稠度用水量试验动画（三）硅酸盐水泥的标准稠度用水量第二十六张，PPT共八十四页，创作于2022年6月试验方法请观看标准稠度用水量试验动画。返回第二十七张，PPT共八十四页，创作于2022年6月(四)硅酸盐水泥的体积安定性定义讨论与分析GB规定试验方法第二十八张，PPT共八十四页，创作于2022年6月定义水泥的体积安定性指水泥硬化后体积变化是否均匀的性质。水泥硬化后体积发生不均匀膨胀，导致水泥石开裂、翘曲等现象。否则，为良好。不良：良好：注意：安定性不良的水泥为

10、废品水泥，严禁在工程中使用。(四)硅酸盐水泥的体积安定性第二十九张，PPT共八十四页，创作于2022年6月讨论与分析引起安定性不良的原因有哪些 熟料中含有过多的游离MgO; 熟料中含有过多的游离CaO; 石膏掺量过多。 用沸煮法检验必须合格； 熟料中MgO含量5%； 熟料中SO3含量3.5%；(四)硅酸盐水泥的体积安定性 使过烧石灰充分熟化GB规定第三十张，PPT共八十四页，创作于2022年6月试验方法 请观看安定性（试饼法）试验沸煮法试饼法雷氏夹法(四)硅酸盐水泥的体积安定性第三十一张，PPT共八十四页，创作于2022年6月返回第三十二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月某机场道肩混凝

11、土破坏 【概况】某机场道肩混凝土于1995年7-11月施工，当年10月就发现网状裂缝，次年6月表面层开始剥落。该混凝土使用某立窑水泥厂生产的普通硅酸盐水泥。该厂当时生产的熟料呈暗红色，还有一些白色物质。钻取破坏与未破坏的混凝土各加工成试件，未被破坏混凝土强度可满足设计要求、密实、颜色为正常的青灰色。而已破坏的混凝土强度大大下降，低于设计值，劈开可见砂浆层与骨料之间粘结疏松。经X射线衍射分析可知，已破坏混凝土试样有大量Ca(OH)2和大量CaCO3。【原因分析】经有关单位研究认为，该混凝土破坏主要是由于水泥质量不稳定所致，水泥中有一定数量的游离氧化钙存在，以及大量生成的钙矾石造成泥土膨胀开裂。且

12、由于水泥质量不稳定，给混凝土施工造成不便。水泥混凝土凝结时间或长或短，使混凝土施工质量得不到保证。 第三十三张，PPT共八十四页，创作于2022年6月GB规定(五)硅酸盐水泥的强度等级第三十四张，PPT共八十四页，创作于2022年6月GB规定强度是水泥力学性质的一项重要指标，是确定水泥强度等级的依据。(五)硅酸盐水泥的强度等级第三十五张，PPT共八十四页，创作于2022年6月试验方法返回(五)硅酸盐水泥的强度等级GB/T17671-1999，水泥胶砂强度检验方法（ISO）第三十六张，PPT共八十四页，创作于2022年6月（六）硅酸盐水泥的水化热定义水泥与水发生水化反应所放出的热量称为水化热。对

13、工程的影响 高水化热的水泥在大体积混凝土工程中是非常不利的，在大体积混凝土中应选择低热水泥。 在混凝土冬期施工时，水化热有利于水泥的凝结、硬化和防止混凝土受冻。第三十七张，PPT共八十四页，创作于2022年6月挡墙开裂与水泥的选用【概况】某大体积的混凝土工程，浇注两周后拆模，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水泥厂生产的42.5型硅酸盐水泥。【原因分析】由于该工程所使用的水泥C3A和C3S含量高，导致该水泥的水化热高。在浇注混凝土后，混凝土的内外温差高，造成混凝土贯穿型的纵向裂缝。【防治措施】首先，对大体积的混凝土工程宜选用低水化热，即C3A和C3S的含量较低的水泥。其次，水泥用

14、量及水灰比也需适当控制。再次，大体积混凝土工程施工时应采取相应的措施，如外部保温、内部降温等。第三十八张，PPT共八十四页，创作于2022年6月水泥石在正常使用条件下，具有较好的耐久性，但在某些腐蚀性介质作用下，水泥石的结构逐渐遭到破坏，强度下降以致全部溃裂，这种现象叫水泥石的腐蚀。四 水泥石的腐蚀和防止简介腐蚀类型腐蚀原因防止措施第三十九张，PPT共八十四页，创作于2022年6月简 介水泥石硬化后，在正常的使用条件下，即在潮湿环境中或水中，仍可以逐渐硬化并不断增长期强度。 水泥石的腐蚀在一些腐蚀性介质中，水泥石的结构会遭到破坏，强度和耐久性降低，甚至完全破坏的现象。腐蚀类型软水侵蚀，硫酸盐腐

15、蚀，镁盐腐蚀，碳酸盐的腐蚀，酸的腐蚀，碱的腐蚀Back四 水泥石的腐蚀和防止第四十张，PPT共八十四页，创作于2022年6月软水侵蚀特点 介质软水（含HCO3少的水，如雨水、雪水和蒸馏水）；氢氧化钙溶解于水中引起的腐蚀。 过程 当水泥石与软水接触时，最先溶出的成分是氢氧化钙。当水泥使处于流水或是有压力的水中时，氢氧化钙不断溶解流失，水泥石的密实度下降，强度和耐久性也降低；而且，由于氢氧化钙浓度的下降，还引起了水泥石中的其它水化产物的分解。四 水泥石的腐蚀和防止第四十一张，PPT共八十四页，创作于2022年6月软水侵蚀四 水泥石的腐蚀和防止第四十二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月在硬水

16、中会发生如下反应生成的氢氧化钙几乎不溶于水，堆积在水泥石的空隙中，形成密实的保护层预防措施将与软水接触的混凝土，事先在空气中碳化人工碳化Ca(OH)2 + Ca(HCO3) 2 CaCO3 + H2O软水侵蚀四 水泥石的腐蚀和防止第四十三张，PPT共八十四页，创作于2022年6月人工碳化将与软水接触的混凝土，事先在空气中碳化Ca(OH)2 + Ca(HCO3) 2 CaCO3 + H2O生成的氢氧化钙几乎不溶于水，堆积在水泥石的空隙中，形成密实的保护层四 水泥石的腐蚀和防止软水侵蚀第四十四张，PPT共八十四页，创作于2022年6月硫酸盐腐蚀特点以硫酸盐为介质的海水、地下水等硫酸盐与水泥石中的成

17、分反应生成膨胀性晶体，使水泥石破坏腐蚀过程举例：结晶膨胀四 水泥石的腐蚀和防止第四十五张，PPT共八十四页，创作于2022年6月Fig. 1 - Deleterious expansion due to sulfate components in grout set within concrete 硫酸盐侵蚀后水泥石局部膨胀开裂Sulfate-attack硫酸盐侵蚀Micrograph of concrete in Wharf 105 showing secondary ettringitein the paste aggregate interface.硫酸盐侵蚀后产生的三硫型水化硫铝酸钙针

18、状晶体，电镜照片第四十六张，PPT共八十四页，创作于2022年6月 MgCl2+Ca(OH)2 = Mg(OH)2+CaCl2MgSO4+ Ca(OH)2+H2O = Mg(OH)2+CaSO42H2O 结晶膨胀易溶于水镁盐腐蚀 特点以镁盐为介质的海水、地下水等镁盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水或松软无胶凝作用的产物，破坏水泥石腐蚀过程举例：四 水泥石的腐蚀和防止第四十七张，PPT共八十四页，创作于2022年6月碳酸盐腐蚀 Ca(OH)2+CO2+H2O CaCO3+2H2O CaCO3+H2O+CO2 Ca(HCO3)2 易溶于水特点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

19、应，生成易溶于水的产物，破坏水泥石腐蚀过程举例：四 水泥石的腐蚀和防止第四十八张，PPT共八十四页，创作于2022年6月碱的腐蚀 易溶于水干燥空气 结晶膨胀特点 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Back四 水泥石的腐蚀和防止第四十九张，PPT共八十四页，创作于2022年6月腐蚀原因内因水泥石中存在着易受腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙；水泥石本身不密实，使侵蚀性介质易于进入其内部；腐蚀与介质相互作用； 外因腐蚀介质、温度、湿度、介质浓度 Back第五十张，PPT共八十四页，创作于2022年6月防止措施：侵蚀的防止根据水泥石侵蚀的原因及侵蚀的类型，工程中可采取下列防止侵

20、蚀的措施。（1）根据环境介质的侵蚀特性，合理选择水泥品种。如掺混合材料的硅酸盐水泥具有较强的抗溶出性侵蚀能力，抗硫酸盐硅酸盐水泥抵抗硫酸盐侵蚀的能力较强。（2）提高水泥石的密实度。通过合理的材料配比设计，提高施工质量，均可以获得均匀密实的水泥石结构，避免或减缓水泥石的侵蚀。（3）设置保护层。必要时可在建筑物表面设置保护层，隔绝侵蚀性介质，保护原有建筑结构，使之不遭受侵蚀。如设置沥青防水层、不透水的水泥喷浆层及塑料薄膜防水层等，均能起到保护作用。第五十一张，PPT共八十四页，创作于2022年6月第二节 掺混合材料的硅酸盐水泥凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量的混合材料和适量石膏共同磨细制成的水硬性

21、胶凝材料，均属掺混合材料的硅酸盐水泥。混合材料是指在粉磨水泥时与熟料、石膏一起加入磨内用以改善水泥性能、调节水泥标号、提高水泥产量的矿物质材料。第五十二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月混合材料指在生产水泥时，常掺入的天然或人工的矿物材料。按照其参与水化的程度，分为活性混合材料和非活性混合材料。（一）活性混合材料粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰硅酸盐水泥熟料的水化反应称为一次水化反应。含有活性氧化硅和活性氧化铝二次水化反应一 混合材料第五十三张，PPT共八十四页，创作于2022年6月活性混合材料一 混合材料第五十四张，PPT共八十四页，创作于2022年6月（二）非活性混合材料不与水泥

22、发生化学反应，主要起填充作用，又称为填充性混合材料。掺入的目的：提高水泥产量；调节水泥强度等级；减小水化热等。常用的非活性混合材料：磨细的石英砂、石灰石、粘土、慢冷矿渣及多种废渣等。一 混合材料第五十五张，PPT共八十四页，创作于2022年6月一 混合材料第五十六张，PPT共八十四页，创作于2022年6月定义：GB175-2007规定，由硅酸盐水泥熟料，6%-20%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。代号P.O在应用范围方面，普通水泥与硅酸盐水泥基本相同，甚至在一些不能用硅酸盐水泥的地方也可采用普通水泥，使得普通水泥成为建筑待业应用面最广、使用量最大的水泥品种。 二 普通硅酸盐水泥第五

23、十七张，PPT共八十四页，创作于2022年6月普通硅酸盐水泥的强度要求(GB1752007) 第五十八张，PPT共八十四页，创作于2022年6月GB1752007规定：矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥以及复合硅酸盐水泥分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R等6个强度等级。三 矿渣、火山灰、粉煤灰及复合硅酸盐水泥第五十九张，PPT共八十四页，创作于2022年6月矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥及复合硅酸盐水泥的强度要求(GB1752007) 第六十张，PPT共八十四页，创作于2022年6月一次水化反应 四种水泥的水化特点 二次水化反应 首先是水泥

24、熟料水化，生成较多的水化硅酸钙、氢氧化钙等水化产物 第六十一张，PPT共八十四页，创作于2022年6月四种水泥的共同性质凝结硬化慢，早期强度低，后期强度发展较快抗软水、抗腐蚀能力强水化热低、放热速度慢抗碳化能力差抗冻性差、耐磨性差湿热敏感性强，适合蒸汽养护 第六十二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月四种水泥各自的特性矿渣水泥耐热性强、干缩性较大、保水性差火山灰水泥保水性发、抗渗性好、硬化干缩性显著粉煤灰水泥干缩性小、抗裂性好复合硅酸盐水泥特性取决于所掺混合材料的种类、掺量及相对比例。其使用应参照其他掺混合材料水泥的适用范围按工程实践经验选用。第六十三张，PPT共八十四页，创作于2022

25、年6月通用硅酸盐水泥的组成与代号四 通用硅酸盐水泥技术要求比较第六十四张，PPT共八十四页，创作于2022年6月四 通用硅酸盐水泥技术要求比较1. 化学指标第六十五张，PPT共八十四页，创作于2022年6月2. 物理指标四 通用硅酸盐水泥技术要求比较第六十六张，PPT共八十四页，创作于2022年6月四 通用硅酸盐水泥技术性能比较第六十七张，PPT共八十四页，创作于2022年6月四 通用硅酸盐水泥技术性能比较第六十八张，PPT共八十四页，创作于2022年6月五 通用硅酸盐水泥的选用第六十九张，PPT共八十四页，创作于2022年6月一 铝酸盐水泥第三节 其他品种水泥凡以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料，

26、磨细制成的水硬性胶凝材料称为铝酸盐水泥，代号为CA。 第七十张，PPT共八十四页，创作于2022年6月 快硬早强，后期强度下降 耐热性强 水化热高，放热快 抗渗性及耐腐蚀性强 铝酸盐水泥的特性第七十一张，PPT共八十四页，创作于2022年6月二 砌筑水泥 适用于砖、石、砌块等砌体的砌筑砂浆和内墙抹面砂浆，但不得用于钢筋混凝土，作其他用途必须通过试验来确定。第七十二张，PPT共八十四页，创作于2022年6月道路水泥早期强度高，特别是抗折强度高、干缩率小、耐磨性好、抗冲击性好，主要用于道路路面、飞机场跑道、广场、车站以及对耐磨性、抗干缩性要求较高的混凝土工程。三 道路硅酸盐水泥第七十三张，PPT共

27、八十四页，创作于2022年6月四 中热硅酸盐水泥和低热硅酸盐水泥中热水泥适用于要求水化热较低的大体积混凝土，如大坝、大体积建筑物和厚大基础等工程中，可以克服可意克服因水化热引起的温差应力而导致混凝土的破坏；低热矿渣水泥主要适用于大坝或大体积混凝土及水下等要求低水化热的工程。 第七十四张，PPT共八十四页，创作于2022年6月适用于要求早期强度高的工程，紧急抢修工程，冬期施工的以及制作预应力钢筋混凝土或高强混凝土预制构件。不适用地大体积混凝土工程及与腐蚀介质接触的混凝土工程。 五 快硬硅酸盐水泥第七十五张，PPT共八十四页，创作于2022年6月六 膨胀水泥第七十六张，PPT共八十四页，创作于2022年6月按环境条件选择水泥品种按工程特点选择水泥品种第四节 水泥的选用、验收和保管一 水泥的选用第七十七张，PPT共八十四页，创作于2022年6月二 水泥的验收标志验收数量验收质量验收结论第七十八张，PPT共八十四页，创作于2022年6月 2.1 包装标志验收 水泥的包装方法有袋装和散装两种。散装水泥一般采用散装输送车运输至施工现场，采用气动输送至散装水泥贮仓中贮存。散装水泥与袋装水泥相比，免去了包装，可减少纸或塑料的使用，符合绿色环保，且能节约包装费用，降低成本。 袋装水泥采用多层纸袋或多层塑料编织袋进行包装。水泥包装袋上应清楚标明：生产者名称、生产许可证编号、水泥名称、代号、强度