建筑材料与检测 第2版 课件 3.1通用硅酸盐水泥

建筑材料与检测BuildingMaterialsandTesting1通用硅酸盐水泥

2硅酸盐系其他水泥、其他系列水泥的特性及应用建筑材料的发展3水泥的验收及检验、贮运与管理方法4水泥的检测水硬性胶凝材料introduction01章节PART通用硅酸盐水泥

水泥，建筑材料三大材之一，俗称洋灰。1824年英国阿斯普丁申请波特兰水泥专利颜色状态？一般为灰绿色粉末，还有各种颜色：灰黑、浅红、淡绿、黄褐色、白色、各种彩色水泥。性质：加水拌和成塑性浆体后，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉末状水硬性胶凝材料。水泥的分类硅酸盐系水泥,占95%以上铝酸盐系水泥铁铝酸盐系水泥硫铝酸盐系水泥6硅酸盐系水泥的分类通用水泥：硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合硅酸盐水泥、石灰石硅酸盐水泥专用水泥：砌筑水泥、道路水泥、油井水泥特性水泥：快硬、水化热低、抗蚀、膨胀通用硅酸盐水泥的种类、区别一通用硅酸盐水泥的成分、凝结硬化的过程二通用硅酸盐水泥的特性及应用三分类、包装成分、凝结硬化、性质特性、应用通用硅酸盐水泥CLICKTOADDCAPTIONTEXT一、通用硅酸盐水泥的种类、区别

通用硅酸盐水泥（CommonPortlandCement）是以硅酸盐水泥熟料、适量的石膏与规定的混合材料磨细制成的水硬性胶凝材料。按混合材料的品种和掺量分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥、石灰石硅酸盐水泥。通用硅酸盐水泥的组成见表。

注：硅酸盐水泥在国际上分为两种类型：不掺混合材的称I型硅酸盐水泥，代号为PI；在粉磨时掺入不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称II型硅酸盐水泥，其代号为P.Ⅱ。名称代号组分熟料矿渣火山灰粉煤灰石灰石硅酸盐水泥P.I100————P.Ⅱ≥95≤5——————≤5普通水泥P.O≥80且＜95＞5且≤20a—矿渣水泥P.S≥30且＜80＞20且≤70b———火山灰水泥P.P≥60且＜80—＞20且≤40c——粉煤灰水泥P.F≥60且＜80——＞20且≤40d—复合水泥P.C≥50且＜80＞20且≤50e

水泥的包装

水泥有袋装和散装。袋装水泥每袋净含量50kg，且不得少于标志质量的99%。

袋装水泥

散装水泥罐车二、硅酸盐系水泥的成分、凝结硬化过程1、组成材料（1）.硅酸盐水泥熟料（2）.石膏（3）.混合材料铲起一锹水泥粉末，这里面都有什么成分啊？13

2.1.1了解资讯

通用硅酸盐水泥的生产概述：“两磨一烧”：14石灰质原料、粘土质原料矿物名称分子式简写含量特性硅酸三钙3CaO•SiO2C3S37%-60%其水化速度快,水化热高，硅酸盐水泥强度的主要来源干缩较大，抗蚀性差硅酸二钙2CaO·SiO2

C2S15%-37%水化速度慢,早期强度低，后期强度高，水化热低，干缩小，抗蚀性好。铝酸三钙3CaO•Al2O3

C3A7%-15%水化速度最快,早期强度高，后期强度低，水化热高，干缩大，抗蚀性最差。铁铝酸四钙4CaO•Al2O3•Fe2O3

C4AF10%-18%水化速度较快，早期强度较高，水化热较低，干缩小,耐蚀性较好硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成、简写、含量及特性水泥熟料四种矿物成分分别与水反应时特点矿物名称符号水化产物含量反应快慢水化热强度发展后期强度收缩（裂）耐蚀性硅酸三钙C3S水化硅酸钙凝胶、氢氧化钙晶体37%-60%快高快高中差硅酸二钙C2S15%-37%慢低慢高小好铝酸三钙C3A水化铝酸钙晶体7%-15%最快高快

低大差铁铝酸四钙C4AF水化铝酸钙晶体、水化铁酸钙凝胶10%-18%较快中等

中中小较好强硬碱性石膏作用

有石膏的情况下，C3A水化的最终产物与石膏掺入量有关。最初形成的水化硫铝酸钙，简称钙矾石。石膏作用：缓凝。水泥中掺入适量石膏，与C3A起反应，调节凝结时间，如不掺入石膏或石膏掺量不足时，水泥会发生瞬凝现象。2.水泥的凝结硬化

随着水泥水化的不断进行，水泥颗粒表面的新生物厚度逐渐增大，直至连接形成骨架。水泥浆的塑性逐渐消失称为水泥的“凝结”。随后产生明显的强度并逐渐变成坚硬的人造石——水泥石，这一过程称为水泥的“硬化”。

反应先快后慢，较粗水泥颗粒的内部很难完全水化。温湿度合适完成反应需要几十年的时间，28天能完成基本过程。硬化后的水泥石是由晶体、胶体、未完全水化颗粒、游离水及气孔等组成的不均质体。内部因素影响水泥凝结硬化的主要因素（1）水泥熟料矿物成分（2）温、湿度的影响（3）养护龄期的影响（4）细度的影响

湿度水的存在是水泥水化反应的必要条件。所以，浇筑后要洒水养护，并覆膜。外部因素一温度温度升高，水化、凝结和硬化速度较快。温度降低，则水化反应减慢，强度增长变缓。所以，冬季施工要采取保温措施。外部因素二龄期（时间)增长---强度不断增长

先快后慢，3-7天内反应最快（与品种等有关）只要温度、湿度适宜，水泥强度的增长可持续若干年。28天完成基本过程，设计、施工都统一考察这个时间段的表现。外部因素三

(1)天然石膏：符合GB/T5483中规定的G类或M类二级（含）以上的石膏或混合石膏。G二水石膏A硬石膏M混合石膏

(2)工业副产石膏：以硫酸钙为主要成分的工业副产物。采用前应经过试验证明对水泥性能无害。2.石膏3、混合材料

改善水泥性能，调节水泥强度等级而加入的人工的和天然的矿物材料。包括三类：

活性混合材料：活性指标符合标准要求的粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、火山灰质混合材料。活性混合材具有火山灰性或潜在水硬性，或者兼有。

非活性混合材料：低于标准要求的粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、火山灰质混合材料；石灰石和砂岩。

窑灰：从水泥回转窑窑尾废气中收集的粉尘。27粒化高炉矿渣28粉煤灰29火山灰30常规检验项目:化学指标：氧化镁、三氧化硫、

不溶物、烧失量、氯离子凝结时间（需水量）体积安定性强度(抗压、抗折）

2.1.3

组织实施检测1.化学指标3.物理指标(3)凝结时间

包括：不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子

(4)安定性(5)强度（1）细度（选择性指标）2.选择性指标

碱含量3．水泥的性质（2）标准稠度用水量（6）水化热1.化学指标化学指标不溶物Ⅰ型≤0.75%Ⅱ型≤1.5%——烧失量Ⅰ型≤3%Ⅱ型≤3.5%≤5%——SO3<3.5%<3.5%<4%<3.5%<3.5%MgO≤5%≤6%氯离子≤0.6%对比项目硅酸盐水泥PⅠ、PⅡ普通水泥PO矿渣水泥PS火山灰水泥PP粉煤灰水泥PF如果压蒸试验合格，硅酸盐水泥和普通水泥的氧化镁含量允许放宽到6%。矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥如果氧化镁含量超过6%，需进行水泥压蒸安定性试验并合格对比项目硅酸盐水泥PⅠ、PⅡ普通水泥PO矿渣水泥PS火山灰水泥PP粉煤灰水泥PF混合材料掺量0—5%5%--20%20%--70%20%--40%20%--40%化学指标氧化镁MgO5%(压蒸试验通过，可放宽至6%）SO3一般%（矿渣放宽至4%）物理指标细度比表面积≥30080微米筛余≤10%

45微米筛余≤30%初凝时间≥45min终凝时间≤6.5小时≤10小时强度等级42.5（R）52.5（R）62.5（R）42.5（R）52.5（R）32.5（R）42.5（R）52.5（R）安定性沸煮法，必须合格（雷氏法为准）选择性碱含量用户要求低碱水泥时,按N2O+0.658K2O计算的碱含量不得大于0.06%,或商定。共同特点快硬高强、反应快、水化热集中、抗冻性好、抗蚀性差早期强度低、水化热放出少、抗蚀性好（适于海水工程）、适于蒸汽养护、抗冻性差个性价格高、应用在特殊工程“较”适用性更广耐热性好抗渗性好干缩小（抗裂）五大水泥比较（１）细度水泥颗粒的粗细程度对水泥的使用有重要影响。水泥颗粒粒径一般在7～200μm范围内。粗了，反应慢，28天强度低；过细，反应过快，放热多，容易开裂，粉磨能耗大，价格高。国家标准GB175-2007规定，PS、PP、PF水泥的细度可用80μm方孔筛筛余不大于10%或45μm方孔筛筛余不大于30%。P、PO用比表面积，是指单位质量的水泥粉末所具有的表面积的总和（cm2/g或m2/kg）。不小于300m2/kg，一般常为317～350m2/kg。负压筛析仪负压筛(3)凝结时间定义：初凝时间为水泥加水拌和时起至标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间；终凝时间为水泥加水拌和时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。要求：

初凝时间不能过短以便有充分的时间进行搅拌、运输、浇捣和砌筑。终凝时间不能太长，以免影响工程进度和工期。指标：硅酸盐系所有水泥初凝≥45min，硅酸盐水泥终凝≤6.5h；其他水泥终凝≤10h。水泥净浆搅拌机标准法维卡仪试

模量水器

初凝试针

终凝试针

(4)安定性

安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。当水泥浆体硬化过程发生了不均匀的体积变化，会导致水泥石膨胀开裂、翘曲，即安定性不良。安定性不良的水泥会降低建筑物质量，甚至引起严重事故作为废品处理。用沸煮法检验（包括试饼法和雷氏法）。沸煮法检验的是游离氧化钙的危害，游离氧化镁、过量石膏的危害由化学成分控制。雷氏夹雷氏夹膨胀测定仪沸煮箱（5）强度

硅酸盐水泥的强度等级划分为6个：42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R；普通硅酸盐水泥的强度等级划分为4个42.5、42.5R、52.5、52.5R；其他4种水泥的强度等级划分为6个：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。R代表早强型。品种强度等级抗压强度/MPa抗折强度/MPa3d28d3d28d硅酸盐水泥42.517.0≥42.53.56.542.5R22.04.06.552.523.0≥52.54.07.052.5R27.05.07.062.528.0≥62.55.08.062.5R32.05.58.0普通水泥42.516.0≥42.53.56.542.5R21.04.06.552.522.0≥52.54.07.052.5R26.05.07.0矿渣水泥，火山灰水泥，粉煤灰水泥，复合水泥32.510.0≥32.52.55.532.5R15.03.55.542.515.0≥42.53.56.542.5R19.04.06.552.521.0≥52.54.07.052.5R23.04.57.0水泥胶砂搅拌机试模胶砂振实台抗压试验机抗折试验机五大通用水泥物理性质对比表对比项目硅酸盐水泥PⅠ、PⅡ普通水泥PO矿渣水泥PS火山灰水泥PP粉煤灰水泥PF混合材料掺量0—5%5%--20%20%--70%20%--40%20%--40%化学指标SO3≤3.5%<3.5%≤4%≤3.5%≤3.5%MgO≤5%≤6%物理指标强度等级42.5（R）52.5（R）62.5（R）42.5（R）52.5（R）32.5（R）42.5（R）52.5（R）细度比表面积≥30080微米筛余≤10%

45微米筛余≤30%安定性必须合格初凝时间≥45min终凝时间≤6.5小时≤10小时共同特点快硬高强、反应快、水化热集中、抗冻性好、抗蚀性差早期强度低、水化热放出少、抗蚀性好（适于海水工程）、适于蒸汽养护、抗冻性差个性价格高、应用在特殊工程“较”适用性更广耐热性好抗渗性好干缩小（抗裂）（6）水化热

水泥与水发生水化反应时放出的热量称为水化热。水化所放热量的大小及速度，取决于水泥熟料的矿物组成和细度，越细，与水接触越大，反应越快，水化越彻底，放出热量越快。一般在水化初期（7天内）放出，以后则逐步减少。水化热大，对冬季施工有利，对水泥的正常凝结硬化和强度的发展有利；对大体积混凝土工程不利，易使混凝土产生裂缝。(2)标准稠度用水量

是水泥浆达到规定的稀稠程度时的需水量。国家标准规定检验水泥的凝结时间和体积安定性时需用“标准稠度”的水泥净浆，采用水泥净浆搅拌机搅拌及试模成型。“标准稠度”是人为规定的稠度，其用水量采用维卡仪测定。

调整水量法是调整水的用量达到标准稠度，即试杆沉入水泥净浆并距离底板6mm±1mm。不变水量法所用水量为142.5ml直接在标尺上读数。两者有矛盾时以前者为准。硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般在21%-28%之间。标准法维卡仪三、通用硅酸盐水泥的特性及应用1.水泥的特性（1）硅酸盐水泥和普通水泥

早期强度高，水化热较大，抗冻性较好，耐蚀性差，耐热性差，干缩较小。适用于一般土建工程混凝土、高强混凝土、预应力钢筋混凝土，以及受反复冰冻作用的结构。（2）矿渣水泥早期强度较低，后期强度增长较快，水化热较低，耐热性好，耐蚀性较强，抗冻性差，干缩性较大，泌水较多。适用于高温车间和有耐热耐火要求的混凝土结构，大体积混凝土结构，蒸汽养护的构件，有抗硫酸盐侵蚀要求的工程。3.火山灰水泥和粉煤灰水泥

早期强度较低，后期强度增长较快，水化热较低，耐蚀性较强，抗渗性好，抗冻性差。火山灰水泥干缩性大。粉煤灰水泥干缩性较小，抗裂性较高。它们适用于大体积混凝土结构和有抗渗要求的混凝土结构，蒸汽养护的构件和有杭硫酸盐侵蚀要求的工程。火山灰水泥不适用处在干燥环境中的混凝土工程。2.水泥的应用混凝土所处环境条件或工程特点优先选用可以使用不得使用环境条件

在普通气候环境中的混凝土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

在干燥环境中的混凝土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

在高湿度环境中或永远处在水下的混凝土矿渣硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥

严寒地区的露天混凝土、寒冷地区的处在水位升降范围内的混凝土普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥严寒地区处在水位升降范围内的混凝土普通硅酸盐水泥

火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥受侵蚀性环境水或