《建筑材料》第二章

《建筑材料》第二章2024/3/12《建筑材料》第二章水泥质量评定及验收保管《建筑材料》第二章3

1824年10月21日，英国利兹（Leeds）城的泥水匠阿斯普丁（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。水泥：是一种多组分的人造矿物粉料，它与水拌和后成为塑性胶体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂石等材料胶结成具有一定强度的整体。（水泥是水硬性胶凝材料。）《建筑材料》第二章4《建筑材料》第二章5普通水泥彩色水泥彩色水泥彩色水泥《建筑材料》第二章62、检验项目（1）化学指标

不溶物：是指水泥经酸和碱处理，不能被溶解的残留物。其主要成分是结昌SiO2，其次是R2O3，它属于水泥中非活性组分之一。

烧失量：水泥烧失量是指水泥在950～1000℃高温下燃烧失去的质量百分数。

三氧化硫：强度下降，温胀率上升，硬化后水泥的体积膨胀，甚至结构破坏

氧化镁：水泥中氧化镁含量过高时，由于其缓慢的水化和体积膨胀效应可使水泥硬化体结构破坏。

氯离子：锈蚀《建筑材料》第二章7（2）凝结时间

定义：水泥从加水开始到失去流动性，即从可塑性状态发展到固体状态所需要的时间。分初终时间和终凝时间两种。

初凝时间：是指水泥加水拌和到标准稠度净浆开始失去塑性的时间。

终凝时间：是指水泥加水拌和起到标准稠度净浆完全失去塑性的时间。

《建筑材料》第二章8水泥净浆搅拌机水泥砂浆搅拌机《建筑材料》第二章9一、质量评定1、检验批确定（1）（2）散装袋装《建筑材料》第二章d.水泥标准稠度净浆1.目的：试验结果具有可比性，用于测定凝结时间和安定性。

2.测定：试验仪器：维卡仪试验方法：标准法/调整水量法3.标准稠度净浆标准:

试杆距底板距离为6mm±1mm。4.标准稠度用水量:达到标准稠度净浆时的用水量。《建筑材料》第二章测定水泥稠度滑动部分总质量为300g±1g标准稠度测定仪《建筑材料》第二章凝结时间测定仪圆模和试针《建筑材料》第二章

初凝时间：

试杆距底板距离为4mm±1mm。终凝时间：

当试针沉入试体0.5mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时。e.凝结时间测定《建筑材料》第二章14（3）安定性定义：水泥硬化后体积变化的均匀性称为水泥体积安定性，简称安定性。如果水泥中某些成分的化学反应发生在水泥水化过程中甚至硬化后，致使剧烈而不均匀的体积变化（体积膨胀）足以使建筑物强度明显降低，甚至溃裂，这种现象便是水泥安定性不良。引起水泥安定性不良的原因主要有三种:游离氧化钙、游离氧化镁及水泥中石膏掺加量过多。试验方法:试饼法雷氏法▲——发生争议以雷氏法为主《建筑材料》第二章雷氏法（1）雷氏夹试件的成型：标准稠度水泥净浆。（2）测量A取下试件，测量雷氏夹指针尖端间的距离A。（3）沸煮（4）测量C沸煮后，冷却，取出试件测量雷氏夹指针尖端的距离C。（5）结果判定当两个试件煮后增加距离C-A平均值≯5.0mm时，安定性合格；当两个试件C-A值相差超过4.0mm时，应重做一次试验。再如此，则认为该水泥安定性不合格。雷氏夹《建筑材料》第二章16（4）强度抗折强度、抗压强度

检验方法（ISO法）水泥:标准砂:水=1:3:0.5，制成40mm×40mm×160mm棱柱体试件,标准养护3d、28d。

《建筑材料》第二章17二、质量控制三、验收四、贮存1、期限2、散装贮存3、袋装贮存《建筑材料》第二章硅酸盐系水泥主要原料《建筑材料》第二章19硅酸盐水泥系列——是以硅酸钙为主要成分的水泥熟料、一定量的混合材料和适量石膏，经共同磨细而成。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。《建筑材料》第二章

1.硅酸盐水泥的生产工艺概述

（1）生产工艺

两磨一烧——生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程（2）生产原料石灰石质原料——石灰石、白垩等粘土质原料——粘土、页岩等校正原料（少量）——铁粉CaOSiO2、Al2O3、Fe2O3Fe2O3《建筑材料》第二章21两磨一烧：制备生料（一磨）

煅烧熟料（一烧）粉磨水泥（二磨）石灰石粘土按比例混合—生料进窑————熟料辅助原料

煅烧1450℃磨细磨细石膏水泥成品生料CaO：62%~67%SiO2:20%~24%Al2O3:4%~7%Fe2O3：2.5%~6.0%

生料在窑内经历：干燥——预热——分解——烧成——冷却

《建筑材料》第二章《建筑材料》第二章φ3.5×10m中卸烘干磨（生料粉磨）生料粉磨工艺

《建筑材料》第二章熟料煅烧工艺

《建筑材料》第二章φ3.3×50m旋转窑《建筑材料》第二章篦式冷却机《建筑材料》第二章水泥粉磨及包装

φ3.8×13m水泥磨《建筑材料》第二章水泥皮带输送机八嘴回转式微机包装机《建筑材料》第二章水泥库《建筑材料》第二章30硅酸三钙（C3S）硅酸二钙（C2S）铝酸三钙（C3A）铁铝酸四钙（C4AF）（四种主要熟料矿物中，C3A是决定性因素。）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。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《建筑材料》第二章（1）硅酸盐水泥熟料（简称为熟料）1）硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸三钙主要矿物组成分子式分子简式

3CaO·SiO2C3SC2SC3AC4AF2CaO·SiO23CaO·Al2O34CaO·Al2O3·Fe2O3硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙名称《建筑材料》第二章注意水泥中的其它成分：原因：煅烧水泥中反应：危害：影响水泥体积安定性石灰石质原料富含潜在危害非常严重《建筑材料》第二章2）硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性《建筑材料》第二章实例快硬水泥：3d抗压强度高，熟料中C3A、C3S含量高。

适用于紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程。道路水泥：抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗硫酸性好、干缩性小。C4AF、C2S含量高。

适用于道路路面、机场道面、城市广场等工程。大坝水泥：简称中热水泥低热矿渣水泥：加入矿渣适用于大坝工程、大型构筑物、大型房屋的基础等大体积工程。水化放热较低，C2S含量高，C3A含量低《建筑材料》第二章（二）硅酸盐水泥的凝结硬化过程分为：早、中、晚三个时期1.水化早期，初始反应期（凝胶膜的生成期）（诱导期）20℃，3h《建筑材料》第二章3.水化后期，硬化更长时间水化反应减慢——水化产物填充由水占据的空间——晶体相互搭接——整体——水泥石——硬化硬化：浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石状固体——水泥石2.水化中期，凝结

20~30h，30%的水泥已经水化——包裹膜——增厚凝结：水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠并失去可塑性的过程。《建筑材料》第二章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加水初凝《建筑材料》第二章第一阶段：大约在水泥拌水起至初凝时止，C3S迅速反应生成Ca(OH)2。石膏和C3A反应生成钙矾石晶体。水泥浆呈塑性状态。第二阶段：大约从初凝起至24h止，水泥水化加速，生成较多的Ca(OH)2、钙矾石晶体、水化硅酸钙凝胶。水化产物大量生成，水泥凝结。第三阶段：指24h以后直到水化结束。所有水化产物生成，数量不断增加，结构更加致密，强度不断提高。（2）水泥的硬化《建筑材料》第二章水泥硬化研究理论水化过程在不同的情况下会有不同的水化机理；不同的矿物在不同的阶段，水化机理也会不完全相同。《建筑材料》第二章

（2）石膏作用：缓凝剂水泥熟料磨成细粉与水相遇会很快凝结，无法施工。加入适量的石膏会延缓凝结时间，同时还有利于提高水泥早期强度、降低干缩变形等性能。石膏品种：主要采用天然石膏、工业副产石膏。《建筑材料》第二章（3）混合材料1）活性混合材料2）非活性混合材料《建筑材料》第二章1）活性混合材料

——系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合料。炼钢厂冶炼生铁时的副产品。主要成分：CaO、Al2O3、SiO2。具有较高的化学潜能，但稳定性差。粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒废渣。主要成分：较多的SiO2、Al2O3和少量的CaO具有较高的活性。天然的人工的主要成分：Al2O3、SiO2。本身不硬化，+石灰+水起胶凝作用。《建筑材料》第二章2）非活性混合材料

定义：在水泥中主要起填充作用，本身不具有（或具有微弱的）潜在的水硬性或火山灰性。

目的：调节水泥强度，增加水泥产量，降低水化热。

常用种类：磨细的石灰石、石英岩、粘土、慢冷矿渣、高硅质炉灰等。《建筑材料》第二章通用硅酸盐水泥《建筑材料》第二章六大品种硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥

不掺混合材+少量混合材（≤水泥量5%）硅酸盐水泥熟料+适量石膏+多量混合材

P·Ⅰ

P·Ⅱ

+少量混合材（水泥量6%～15%）

P·O

粒化高炉矿渣

P·P

P·F

P·S·A/

P·S·B

火山灰

粉煤灰

P·C两种混合材《建筑材料》第二章（2）物理力学性质

①细度

0.08mm方孔筛筛余量:%——负压筛法（适用于其它水泥）比表面积：m2/kg，cm2/g——勃氏法（适用于硅酸盐水泥）a.指标《建筑材料》第二章

b.试验方法1.筛析试验前：调节负压至4000～6000Pa范围内。2.称取试样25g，置于负压筛，筛析2min。3.筛毕，称量筛余物ms。4.结果计算(1)水泥试样筛余百分数：筛余结果