土木工程材料（第3版）课件：水泥

水泥本章主要知识点：水泥的定义、原料及生产工艺流程；水泥熟料的矿物组成及其对水泥性质的影响；水泥的水化、凝结、硬化过程，影响水泥凝结硬化及强度发展的因素。重点：水泥的矿物组成及特性，影响水泥凝结与硬化的

因素。难点：水泥的凝结硬化及水化产物与水泥性能的关系。水泥

1824年10月21日，英国利兹（Leeds）城的水泥匠阿斯普丁（J.Aspdin）获得英国第5022号“波特兰水泥”专利证书，从而一举成为流芳百世的水泥发明人。

强生确定了水泥制造的两个基本条件：第一是烧窑的温度必须高到足以使烧块含一定量玻璃体并呈墨绿色；第二是原料比例必须正确而固定，烧成物内部不能含过量石灰，水泥硬化后不能开裂。这些条件确保了“波特兰水泥”质量，解决了阿普斯丁无法解决的质量不稳定问题。从此，现代水泥生产的基本参数已被发现。1824年，英国石匠阿斯普丁偶然发现粘土+石灰+水——人造石（波特兰水泥）特点：强度高、耐久性好、防水、防火。水泥，是一种无机、粉末状材料，与水拌合能形成具有流动性、可塑性的浆体——水泥浆，随着时间延长，水泥浆体经自身的物理和化学作用，由可塑性的浆体变成坚硬的固体，具有一定的强度，并能将块状或颗粒状材料胶结成整体。

水泥不仅能在空气中硬化，产生强度，还能在水中硬化，并能很好地保持和发展强度，是一种水硬性胶凝材料。水泥具有以下优点，因此，在土木工程领域得到广泛的应用。3.1硅酸盐水泥硅酸盐水泥的原材料与生产工艺硅酸盐水泥的组成硅酸盐水泥的水化和凝结硬化硅酸盐水泥的技术要求水泥石的腐蚀与防止硅酸盐水泥的特性、应用及储存

硅酸盐系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水泥专用水泥砌筑水泥油井水泥道路水泥特性水泥快硬水泥膨胀水泥抗硫酸盐水泥中热水泥硅酸盐系水泥的分类水泥按矿物成分可分为硅酸盐类水泥、铝酸盐类水泥和硫铝酸盐类水泥等。硅酸盐水泥一般工程铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥快硬、早强。主要用于紧急抢修工程、早强工程、冬季施工、抗蚀、抗冻等工程。早强、膨胀。适用于抢修工程、锚固和地下工程等。Back常用的彩色掺加颜料有氧化铁（红、黄、褐、黑），二氧化锰（褐、黑），氧化铬（绿），钴蓝（蓝），群青蓝（靛蓝），孔雀蓝（海蓝）、炭黑（黑）等3.1.1硅酸盐水泥的原材料及生产工艺1.原料（1）石灰质原料：主要提供CaO。采用石灰岩、凝灰岩和贝壳等。（2）粘土质原料：主要SiO2、Al2O3及Fe2O3。采用粘土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等。主要原料（3）校正原料（辅助原料）：为满足成分要求用。如：铁矿粉的铁质原料补充氧化铁的含量。砂岩的硅质原料增加二氧化硅的成分等。3.1.1硅酸盐水泥的原材料及生产工艺生产水泥的基本工序可以概括为“两磨一烧”：先将原材料破碎并按化学成分配料后，在球磨机中研磨成生料，然后入窑煅烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的水泥熟料，配以适量的石膏及混合料在球磨机中再研磨至一定细度，即得到硅酸盐水泥。3.1.1硅酸盐水泥的原材料及生产工艺图4.2硅酸盐水泥的生产工艺流程磨细PⅡPⅠ石灰石或粒化高炉矿渣石灰石黏土铁矿粉磨细均化1450℃生料熟料石灰两磨一烧：制备生料（一磨）

煅烧熟料（一烧）粉磨水泥（二磨）φ3.5×10m中卸烘干磨（生料粉磨）生料粉磨工艺熟料煅烧工艺五级旋风预热器CDC窑外分解系统电收尘器φ3.3×50m旋转窑篦式冷却机水泥粉磨及包装φ3.8×13m水泥磨水泥皮带输送机八嘴回转式微机包装机水泥库3.1.2硅酸盐水泥的组分硅酸盐水泥一般有硅酸盐水泥熟料、石膏调凝剂和混合材料三部分组成。1.熟料硅酸盐水泥的矿物组成主要包括：硅酸三钙：C3S硅酸二钙：C2S铝酸三钙：C3A铁铝酸四钙：C4AF矿物组成的技术特性见表4.1表3.1硅酸盐水泥的矿物组成组成化学分子式缩写硅酸三钙3CaO·SiO2C3S硅酸二钙2CaO·SiO2C2S铝酸三钙3CaO·Al2O3C3A铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF水泥熟料的显微影像C3S:黑色颗粒C2S:圆形的多彩颗粒C3AandC4AF:灰色部分(edgelength=0.21mm)表3.2水泥熟料的矿物特性矿物种类硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙缩写C3SC2SC3AC4AF含量（%）36-6015-377-1510-18水化速度快慢最快快水化热多少最多较多强度高早低后高低高抗腐蚀性差好最差中收缩中较大大小3.1.2硅酸盐水泥的组分硅酸盐水泥一般由硅酸盐水泥熟料、石膏调凝剂和混合材料三部分组成。2.石膏

延缓水泥的凝结硬化速度掺量较少：凝结硬化时间很快，但水化不充分；适量（水泥的3%~5%）：与C3A反应生成高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石），覆盖在水泥颗粒表面，延缓水泥进一步水化；超量：水泥安定性不良硅酸盐水泥一般有硅酸盐水泥熟料、石膏调凝剂和混合材料三部分组成。3.混合料

活性与非活性两类常用的活性类：粒化高炉矿渣、火山灰质材料及粉煤灰非活性类：石灰石、石英砂、黏土等3.1.2硅酸盐水泥的组分3.1硅酸盐水泥硅酸盐水泥的原材料与生产工艺硅酸盐水泥的组成硅酸盐水泥的水化和凝结硬化硅酸盐水泥的技术要求水泥石的腐蚀与防止硅酸盐水泥的特性、应用及储存凡由硅酸盐水泥熟料、0～5%石灰石或熟化高炉矿渣、适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥代号PⅠ、PⅡPⅠ表示不掺混合材料的硅酸盐水泥PⅡ表示混合材料掺量不超过5%的硅酸盐水泥熟料波特兰水泥掺合料石灰生料3.1.3硅酸盐水泥的水化和凝结硬化一、水化水化机理石膏调节凝结时间的原理水化产物二、凝结与硬化何为凝结、硬化？凝结硬化过程影响因素3.1.3硅酸盐水泥的水化与凝结硬化★水泥+水拌合可塑性具（水泥石）水化的水泥浆凝结硬化流动性水化（一）水化机理2(3CaO·SiO2)+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2

硅酸三钙

水化硅酸钙C-S-H

氢氧化钙CH2(2CaO·SiO2)+4H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2

硅酸二钙水化硅酸钙氢氧化钙3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O

铝酸三钙水化铝酸三钙4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O

铁铝酸四钙

水化铁酸钙3CaO·Al2O3·6H2O+CaSO4——3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O水化铝酸钙

石膏或3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O

水化硫铝酸钙或单硫型水化硫铝酸钙水化铝酸钙（一）水化机理

水泥颗粒与水接触时，其表面的熟料矿物立即与水发生水解或水化作用，生成新的水化产物并放出一定热量的过程。硅酸三钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。该水化反应的速度快，形成早期强度并生成早期水化热。

3CaO·SiO2+H2O3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2

C-S-HCHMicrolevel硬化水泥浆的微观形貌

硅酸二钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。该水化反应的速度慢，对后期龄期混凝土强度的发展起关键作用。水化热释放缓慢。产物中氢氧化钙的含量减少时，可以生成更多的水化产物。

2CaO·SiO2+H2O3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2（一）水化机理

C-S-HCH铝酸三钙水化生成水化铝酸钙晶体。该水化反应速度极快，并且释放出大量的热量。如果不控制铝酸三钙的反应速度，将产生闪凝现象，水泥将无法正常使用。通常通过在水泥中掺有适量石膏，可以避免上述问题的发生。3CaO·Al2O3+H2O3CaO·Al2O3·6H2O（一）水化机理铁铝酸四钙水化生成水化铝酸钙晶体和水化铁酸钙凝胶该水化反应的速度和水化放热量均属中等。4CaO·Al2O3·Fe2O3+H2O3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O（一）水化机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）。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，从而避免了水泥熟料水化产生闪凝现象。所以，石膏在水泥中起调节凝结时间的作用。

3CaO·Al2O3·6H2O+20H2O+3（CaSO4·2H2O）

3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O

钙矾石AFt（二）石膏调节凝结时间的原理水化硅酸钙(70%)氢氧化钙(20%)水化铝酸钙水化铁酸钙水化硫铝酸钙(7%)水泥熟料水化后的主要水化产物有：（三）水化产物是水泥石形成强度的最主要化合物水化反应为放热反应，其放出的热量称为水化热。其水化热大，放热的周期也较长，但大部分（50%以上）热量是在3天以内。特别是在水泥浆发生凝结、硬化的初期放出。

不同水化程度水泥石的组成（a）水灰比：0.4；（b）水灰比：0.71.水灰比相同时，水化程度愈高，则水化物愈多，而毛细孔和未水化水泥的量相对减少。水泥石结构密实、强度高、耐久性好。2.水化程度相同而水灰比不同的水泥石结构，水灰比越大，毛细孔所占比例相对增加，水泥石的强度和耐久性下降。凝结水泥加水拌和形成具有一定流动性和可塑性的浆体，经过自身的物理化学变化逐渐变稠失去可塑性的过程。硬化失去可塑性的浆体随着时间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。(四）凝结与硬化（五）凝结硬化过程初始反应期初始的溶解和水化，约持续5-10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凝胶膜破裂、长大并连接、水泥颗粒进一步水化，6h。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-若干年硬化石状体密实空间网硬化期加水初凝终凝凝结硬化诱导期稠硬不流动浆体刚性固体随时间增强塑性流动浆体初凝时间终凝时间水泥凝结时间与水泥浆体状况的关系

水泥石的结构A-未水化水泥颗粒；B-胶体粒子（C-S-H等）；C-晶体粒子（Ca(OH)2等）;D-毛细孔（毛细孔水）；E-凝胶孔水泥石的组成：凝胶体（水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体）未水化的水泥颗粒内核毛细孔及凝胶孔它们在不同时期相对数量的变化，使水泥石的性质随之而改变。（六）影响水泥凝结硬化的因素Factors细度类型温度湿度石膏掺量龄期

影响水泥凝结硬化的主要因素有：水泥的种类和细度、石膏掺合料、龄期、温度和湿度等。影响水泥凝结硬化的因素Back1.熟料矿物组成的影响

硅酸盐水泥熟料矿物组成，是影响水泥的水化速度、凝结硬化过程及产生强度等的主要因素。硅酸三钙（C3S）：Tricalciumsillicate；硅酸二钙（C2S）：Dicalciumsillicate铝酸三钙（C3A）：Tricalciumaluminate；铁铝酸四钙（C4AF）：Tetriacalciumaluminoferrie

（四种主要熟料矿物中，C3A是决定性因素。）2.水泥细度的影响

直接影响：水化，凝结硬化，强度，干缩及水化热。水泥越细:凝结速度越快，早期强度越高。但过细——易与空气中的水分及二氧化碳反应，并且硬化时收缩也较大，且成本高。3.拌合加水量的影响影响硬化水泥石强度的主要因素。拌合加入水量越大，硬化水泥石中毛细孔就越多。水泥石的强度随其毛细孔隙率的增加呈线性关系下降，从而强度低。4.养护湿度和温度的影响

（1）湿度——应该保持潮湿状态（2）温度——提高温度也可以加速水化反应。在0℃以下，当水结成冰时，水泥的水化、凝结硬化作用将停止，因而，在冬季施工时，需要采取保温等措施。5.养护龄期的影响

水泥水化硬化是一个较长时期不断进行的过程。随着龄期的增长——水泥石的强度逐渐提高。水泥在3~14d内强度增长较快，28d后增长缓慢。养护到28d。6.水泥受潮与久存的影响

水泥也不可储存过久三个月后其强度降低约10~20%

半年后降低约15~30%

一年后降低约25~40%受潮水泥颗粒——重磨可使其暴露出新鲜表面而恢复部分活性。对于微结块的水泥，强度约降低10~20%——适当方式压碎后用于次要工程。一般，南方，水泥放不能过雨季3.1.4硅酸盐水泥的技术要求《通用硅酸盐水泥GB175-2007》对水泥的主要技术性质要求如下：细度凝结时间体积安定性强度水化热细度与水接触的表面积凝结和硬化速度性质<40μm大高强度高过细很大很高成本高D

>100μm小低低水泥的细度是指水泥的磨细程度或分散度。

细度决定了水泥与水接触的表面积。从而影响水泥的水化和凝结速度和性质。

水泥的细度和性质(一)细度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>300m²/kg比表面积可采用比表面积仪测定

比表面积测定仪(一)细度（二）凝结时间标准稠度及标准稠度用水量凝结时间测定初凝时间终凝时间标准稠度试锥下沉深度为28±2mm时的稠度标准稠度用水量P(%)按一定的方法将水泥调制成具有标准稠度的净浆所需的水量。P%=水量ml/水泥1g。标准稠度用水量测试方法有不变(固定)水量法和调整水量法2种。初学者多用前者，有争议时以后者为准。标准稠度及标准稠度用水量不变(固定)水量法初学者采用有争议时多采用此法调整水量法不变(固定)水量法固定水量法采用以下方法配制标准稠度净浆称取500g水泥加入500×P%ml水采用标准稠度测定仪测量P%P=33.4-0.185S标准稠度测定仪

通过水泥净浆凝结时间测定仪测定标准稠度水泥净浆的凝结时间。测定方法

凝结时间测定仪概念从水泥加水拌和起至标准稠度的水泥净浆开始失去可塑性所需的时间，加水起至试针距底板为4±1.0mm.标准要求≮45min国产水泥一般为1-3h实验测试时以试针距底板2-3mm为准。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。初凝时间终凝时间概念从水泥加水拌和起至水泥净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。加水起至试针沉入水泥净浆不超过0.5mm。标准要求≯390min国产水泥一般为5-6h实验测试时以试针下沉不超过0.5-1mm为准。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。定义：指水泥硬化过程中体积变化小且均匀的性能。体积安定性不良水泥硬化后产生不均匀的体积变化（裂纹后弯曲）。使建筑质量下降，甚至引起严重的建筑事故。体积安定性不良的原因过量游离的CaO过量游离的MgO过量石膏（三）体积安定性体积安定性不良的原因水泥中的游离氧化钙或氧化镁都是过烧的，它们的水化速度慢，在水泥硬化后才开始水化，使已经硬化的水泥石膨胀开裂。当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，它还能继续与水化铝酸钙反应，生成高硫型水化硫铝酸钙，体积增大1.5倍，引起水泥石开裂。此时，水化硫铝酸钙被称为水泥杆菌。

国标规定，水泥中氧化镁含量不得超过6.0%，三氧化硫含量不得超过3.5%。煮沸法-加速实验法测量体积安定性的两种方法：饼法：观察水泥净试饼在沸煮后的外形变化将标准稠度的水泥净浆做成试饼经煮沸3h后，用肉眼观察未发现裂纹，用直尺检查没有弯曲现象，则称为安定性合格，反之为不合格。采用——试饼尺寸：直径：70～80mm，高10mm养护24h,加热至沸腾30min——恒温3h。规定：不合格不能使用。

体积稳定性的测定煮沸法-加速实验法测量体积安定性的两种方法：雷氏夹法测量水泥石饼沸煮后的膨胀值

体积稳定性的测定煮沸法测定仪体积安定性不良体积安定性的测定雷氏夹法体积安定性测定仪限制上述测试方法仅能测出游离CaO是否过量。游离MgO和石膏不能通过加速实验的方法检测所以它们必须在生产工艺中严格控制，避免过量。

标准规定：

MgO≯6.0%、石膏SO3≯3.5%。体积安定性的测定Back品种代号不溶物（质量分数）烧失量（质量分数）三氧化硫（质量分数）氧化镁（质量分数）氯离子（质量分数）硅酸盐水泥P·I≤0.75≤3.0≤3.5≤5.0a

≤0.06cP·Ⅱ≤1.50≤3.5普通硅酸盐水泥P·O-≤5.0矿渣硅酸盐水泥P·S·A--≤4.0≤6.0bP·S·B---火山灰质硅酸盐水泥P·P--≤3.5

≤6.0b粉煤灰硅酸盐水泥P·F--复合硅酸盐水泥P·C--a如果水泥压蒸试验合格，则水泥中氧化镁的含量（质量分数）允许放宽至6.0%。b如果水泥中氧化镁的含量（质量分数）大于6.0%时，需进行水泥压蒸安定性试验并合格。c当有更低要求时，该指标由买卖双方协商确定。C:S:W=1:3:0.5标准试件40×40×160mm3抗压强度标准条件下养护抗弯强度

C:S:W=1:3:0.5的比例混合，制成标准尺寸的试件（40×40×160mm），在标准条件下养护，测试3d、28d抗压强度和抗折强度。(四)强度试验

强度测定仪bendingstrength

instrument

强度测定仪Compressivestrength

instrument强度等级根据3天和28天抗压强度3天和28天抗折强度硅酸盐水泥可分为6个等级：42.5，42.5R,52.5，52.5R,62.5,62.5R各龄期的强度不低于GB175-2007表中的规定。按早期强度不同分为两种类型，早强型(用R表示)和普通型。硅酸盐水泥各龄期的强度要求

（GB175-2007）等级

抗压强度(MPa)抗折强度（MPa）

3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0技术性质分析

水泥在出厂和使用前必须检验的技术指标有四项：化学指标、凝结时间、强度和体积安定性。这四项指标中，任何一项指标不合格，则水泥为不合格品。

Back其他性质密度：3.0-3.15g/cm3,通常3.1g/cm3堆积密度：1000-1600kg/m3碱含量以Na2O+0.658K2O计算值表示，以防止碱-骨料反应的发生。低碱水泥含碱量≯0.6%，或由供需双方商定。水化热大部分的水化热在水化反应的初期释放出来，它的数量决定于水泥的化学成分和细度、矿物掺合料以及酸的侵蚀。C3S，C3A越高，颗粒越细，水化热越大，对冬季施工有利，但对大体积混凝土工程有害。3.1.5水泥石的腐蚀和防止腐蚀的类型腐蚀的原因防止腐蚀的措施（一）水泥石的腐蚀（二）腐蚀类型

3.1.5水泥石的腐蚀和防止（三）腐蚀的原因（四）腐蚀的防止(一）水泥石的腐蚀在某些环境条件（如受到某些侵蚀性液体或气体的作用）下，引起水泥石的结构逐渐破坏，强度降低，以致全部溃裂的现象称为水泥石的腐蚀。（二）腐蚀类型软水侵蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐腐蚀，碳酸盐的腐蚀，酸的腐蚀，碱的腐蚀3.1.5水泥石的腐蚀和防止1.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。当水泥石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生成的碳酸钙几乎不溶于水，堆积在水泥石的空隙中，形成密实的保护层1.软水侵蚀2.硫酸盐腐蚀特点含硫酸盐的海水、地下水等硫酸盐与水泥石中的成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2.硫酸盐腐蚀反应是在固相中进行的——高硫型水化硫铝酸钙结合着大量结晶水——其体积膨胀为原来的水化铝酸钙体积的2.5倍——水泥石产生很大的内应力——水泥石开裂、强度降低和造成破坏。结晶膨胀海水、地下水中常含有大量镁盐硫酸镁(MgSO4)

氯化镁(MgCl2)反应的结果：氢氧化镁（Mg(OH)2）松软而无胶凝能力镁盐二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)引起硫酸盐的破坏作用硫酸盐氯化钙（CaC12）易溶解于水均能使水泥石强度降低或破坏。硫酸镁对水泥石起着和的双重腐蚀作用。侵蚀

MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2MgSO4+Ca(OH)2+H2O=Mg(OH)2+CaSO4·2H2O

结晶膨胀易溶于水3.镁盐腐蚀4.碳酸盐腐蚀

Ca(OH)2+CO2+H2OCaCO3+2H2OCaCO3+H2O+CO2Ca(HCO3)2

易溶于水特点含碳酸盐的工业污水、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，破坏水泥石腐蚀过程举例：5.酸的腐蚀易溶于水

结晶膨胀OHCaSOOHCaSOHOHCaClOHCaHCl242422222)(2)(2®++®+特点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，破坏水泥石腐蚀过程举例：6.碱的腐蚀

易溶于水干燥空气

结晶沉淀，使水泥石胀裂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（一）水泥石的腐蚀（二）腐蚀类型

3.1.5水泥石的腐蚀和防止（三）腐蚀的原因（四）腐蚀的防止（三）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，使侵蚀性物质易于进入其内部；腐蚀与介质相互作用；外因腐蚀介质、温度、湿度、介质浓度（一）水泥石的腐蚀（二）腐蚀类型

3.1.5水泥石的腐蚀和防止（三）腐蚀的原因（四）腐蚀的防止（四）防止措施根据环境特点，合理选择水泥品种提高水泥石的密实度在混凝土表面覆盖保护层，对有特殊要求的混凝土工程，还可以采用浸渍混凝土硅酸盐水泥的特点和应用强度高

适用于高强混凝土和预应力钢筋混凝土工程硬化快

适用于要求凝结快、早强高的工程，冬季施工，预制、现浇等工程抗冻性好

适用于冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程耐腐蚀性差

不适用于与淡水及海水等腐蚀性介质接触的工程耐热性差

不适用于有耐热要求的混凝土工程水化热大

不适用于大体积混凝土工程，但有利于低温季节蓄热法施工耐磨性好

适用于公路、地面工程抗碳化性好

对钢筋的保护作用强，适合CO2

浓度高的环境硅酸盐水泥的特点和应用3.2掺混合材料的硅酸盐水泥混合材料普通硅酸盐水泥(P.O)矿渣硅酸盐水泥(P.S)火山灰质硅酸盐水泥(P.P)粉煤灰硅酸盐水泥(P.F)复合硅酸盐水泥(P.C)本节知识点：混合材料、掺活性混合材料的水泥种类及其技术性质重点和难点：活性混合材料的“二次水化”

掺活性混合材料水泥的技术性质及其与硅酸盐水泥的差异3.2.1混合材料定义及分类活性混合材料概述二次水化活性原理非活性混合材料定义及分类生产水泥时加入的人工或天然矿物材料改善水泥性能调节水泥强度等级降低成本在生产水泥时，为了改善水泥性能，调节水泥强度等级，降低成本，而加入的人工或天然的矿物材料。3.2.1混合材料按性能分非活性混合材料(填充性混合材料)活性混合材料(水硬性混合材料)按性能分为两类:活性混合材料(水硬性混合材料)非活性混合材料（填充性混合材料）3.2.1混合材料一、活性混合材料自身磨细加水不水化但掺入石灰或硅酸盐水泥后发生二次水化反应生成水硬性胶凝产物火山灰活性特点活性混合料是指在常温下，能在CH溶液中发生显著的水化反应并生成相应的具有水硬性水化产物的混合材料。1.常用活性混合材料粉煤灰：粉煤灰是一种发电厂燃料废渣；主要成分为活性氧化硅和活性氧化铝。粒化高炉矿渣：是熔融的矿渣水淬后得到的颗粒状物料；主要成分为活性氧化硅和活性氧化铝。火山灰质混合材料：火山喷发沉积物及其它具有类似活性的材料统称。分为含水硅酸质（如硅藻土等）、铝硅玻璃质（如火山灰等）、粘土质（烧粘土等）。SiO2+mH2O+xCa(OH)2xCaO·SiO2·nH2OAl2O3+aH2O+yCa(OH)2yCaO·Al2O3·bH2O活性混合材料消耗

Ca(OH)2水硬性胶凝产物2.火山灰活性3.掺活性混合材料的作用提高产量、降低成本改善水泥的性能调整强度等级降低水化热减少碱骨料反应的发生扩大应用范围充分利用工业废渣保护环境二、非活性混合材料特点磨成细粉与石灰加水拌和后，不能或很少生成具有胶凝性质的水化产物常用品种石英粘土慢冷矿渣作用：调节水泥标号、减少水化放热3.2.2掺大量混合材料的硅酸盐水泥

掺活性混合材料的硅酸盐水泥在与水拌和后，首先是水泥熟料水化，水化生成的CH作为碱性激发剂，与活性混合材料中的活性氧化硅和活性氧化铝反应，即“二次水化”，生成具有水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙。因此，与硅酸盐水泥的性能存在较大差异。3.2.2掺大量混合材料的硅酸盐水泥

普通硅酸盐水泥(P.O)

矿渣硅酸盐水泥(P.S)

火山灰质硅酸盐水泥(P.P)

粉煤灰硅酸盐水泥(P.F)

复合硅酸盐水泥(P.C)一、普通硅酸盐水泥P•O定义技术性质强度等级工程应用什么是普通硅酸盐水泥？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20%注意：与硅酸盐水泥的区别！熟料混合材料石膏磨细水硬性胶凝材料P.O技术性质与硅酸盐水泥性质相近混合材料的掺量少，其矿物组成仍在硅酸盐水泥的范围之内不同点：强度等级各龄期强度应符合表4.3的要求强度等级为4个：42.5,42.5R,52.5,52.5R终凝时间不超过10h早期强度略低，后期强度高；水化热略低，不宜用于大体积混凝土工程；抗冻性好，抗碳化能力、耐磨性较好；抗渗性好；抗侵蚀、抗腐蚀能力、耐热性稍好。

P•O水泥的主要性能二、矿硅P•S、火山灰硅P•P、粉硅P•F

定义技术性质性能（共性、特性）粒化高炉矿渣（>20%且≤70%）石膏熟料磨细矿渣硅酸盐水泥P.S火山灰质混合材料（>20%且≤40%）石膏熟料磨细火山灰质硅酸盐水泥P.P粉煤灰（>20%且≤40%）石膏熟料磨细粉煤灰硅酸盐水泥P.F硅酸盐水泥的组分品种代号组分熟料+石膏粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰石灰石硅酸盐水泥P·I100----P·Ⅱ≥95≤5---≥95---≤5普通硅酸盐水泥P·O≥80且<95>5且≤20a-矿渣硅酸盐水泥P·S·A≥50且<80>20且≤50b---P·S·B≥30且<50>50且≤70b---火山灰质硅酸盐水泥P·P≥60且<80->20且≤40c--粉煤灰硅酸盐水泥P·F≥60且<80-->20且≤40d-复合硅酸盐水泥P·C≥50且<80>20且≤50ea本组分材料为符合本标准5.2.3的活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量8%且符合本标准5.2.4的非活性混合材料或不超过水泥质量5%且符合本标准5.2.5的窑灰代替。b本组分材料为符合GB/T203或GB/T18046的活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量8%且符合本标准第5.2.3条的活性混合材料或符合本标准第5.2.4条的非活性混合材料或符合本标准第5.2.5条的窑灰中的任一种材料代替。c本组分材料为符合GB/T2847的活性混合材料。d本组分材料为符合GB/T1596的活性混合材料。e本组分材料为由两种（含）以上符合本标准第5.2.3条的活性混合材料或/和符合本标准第5.2.4条的非活性混合材料组成，其中允许用不超过水泥质量8%且符合本标准第5.2.5条的窑灰代替。掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥重复。细度：80μm方孔筛的筛余量不大于10%或45μm方孔筛的筛余量不大于30%为准；体积安定性：沸煮合格凝结时间：初凝不早于45min,终凝不迟于600min强度：分为6个强度等级:32.5,32.5R,42.5,42.5R,52.5,52.5R，各龄期强度符合表4.6要求。技术性质共性：凝结硬化慢，早期强度低，后期强度高

矿硅P•S