模块二石灰水泥水泥陈艳琼课件

模块二石灰、水泥---水泥主讲老师：陈艳琼12水泥特点和适用范围2水泥分类3

硅酸盐水泥4其他水泥第二节水泥水泥的特点水泥是一种粉末状材料，加水后拌合均匀形成的浆体，不仅能够在干燥环境中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或发展其强度，形成具有堆聚结构的人造石材。水泥适用范围不仅适合用于干燥环境中的工程部位，而且也适合用于潮湿环境及水中的工程部位。水泥的特点和适用范围按性能和用途分水泥通用水泥专用水泥特性水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大坝水泥等如铝酸盐水泥、膨胀水泥、快凝快硬硅酸盐水泥等水泥的分类一、硅酸盐水泥1、什么是水泥”两磨一烧”工艺2、生产水泥时为什么要加入石膏?（一）硅酸盐水泥的原材料和生产工艺硅酸盐水泥的生产工艺——“两磨一烧”硅酸盐水泥分为：Ⅰ型硅酸盐水泥（不掺混合材料）和Ⅱ型硅酸盐水泥（掺不超过5%混合材料）。石灰石粘土铁矿粉生料石膏硅酸盐水泥混合材料熟料按比例混合磨细1350℃～1450℃煅烧磨细熟料的矿物组成水泥熟料矿物硅酸二钙铁铝酸四钙铝酸三钙硅酸三钙2CaO•SiO2，C2S4CaO•Al2O3•Fe2O3，C4AF3CaO•Al2O3，C3A3CaO•SiO2，C3S熟料的矿物组成有哪4个，哪个含量最大？（二）熟料的矿物组成及其特性化学式简写水泥熟料矿物的主要特性矿物名称硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙含量范围（质量％）35~6510~400～155～15水化反应速度快慢最快较快强度早期强度高，28天可达到一年的70%~80%早期低，后期高低低（含量多时对抗折强度有利）水化热高低最高较高侵蚀、干缩耐化学侵蚀，较好差，干缩较大好，干缩性小（二）熟料的矿物组成及其特性（三）技术性质三氧化硫02氧化镁含量01不溶物04烧失量03氯离子含量06碱含量05硅酸盐水泥的化学性质1、氧化镁含量《通用硅酸盐水泥》(GBl75—2020)规定水泥中氧化镁含量不宜超过6.0％。原因引起水泥安定性不良的原因之一，（氧化镁在水泥硬化以后才开始水化成氢氧化镁，产生体积膨胀，导致水泥石结构产生裂缝甚至破坏。)来缘水泥生产过程中高温时形成的方镁石《通用硅酸盐水泥》(GBl75—2020)规定水泥中三氧化硫含量不应超过3.5％,矿渣硅酸盐水泥I不得超过4.0%.来缘主要是在生产时为调节凝结时间加入石膏而产生的。石膏超过一定限量后，水泥的性能会变坏，甚至引起硬化后水泥石体积膨胀，导致结构物破坏。原因2、三氧化硫含量3、烧失量《通用硅酸盐水泥》(GBl75—2020)Ⅰ型硅酸盐水泥中不得大于3.0%;Ⅱ型硅酸盐水泥中不得大于3.5%;普通型硅酸盐水泥中不得大于5.0%测定烧失量测定是以水泥试样在950～1000℃下灼烧15～20min冷却至室温称量。如此反复灼烧，直至恒重。计算灼烧前后质量损失百分率。水泥煅烧不佳或受潮后，均会导致烧失量增加。原因4、不溶物指什么用盐酸溶解滤去不溶残渣，经碳酸钠处理再用盐酸中和，高温灼烧至恒重后称量，灼烧后不溶物质量占试样总质量比例为不溶物。相关规定P·Ⅰ型：不溶物不得超过0.75％；P·Ⅱ型：不溶物不得超过1.50％《通用硅酸盐水泥》(GBl75—2020)≦0.1％，当有更低的要求时，由双方确定来缘主要是掺了混合料或加了外加剂（如助磨剂、工业废渣）是钢筋锈蚀的主要原因氯离子对混凝土破坏原因5、氯离子含量海水氯离子对混凝土破坏6、碱含量（选择性指标）水泥中的少量碱性氧化物活性的集料碱集料反应水泥石胀裂碱的限制按Na2O+0.658K2O计算值计若采用活性集料，用户要求低碱水泥时，水泥是中碱含量不得大于0.6%或由供需双方商定。碱集料反应碱集料反应1、细度

细度细度是指水泥颗粒的粗细程度。水泥颗粒越细，水泥的凝结硬化越迅速。水泥颗粒的粗细，直接影响其水化反应速度、活性和强度。细度愈细，水泥与水起反应的面积愈大，水化愈充分，水化速度愈快。所以相同矿物组成的水泥，细度愈大，早期强度愈高，凝结速度愈快，析水量减少。实践表明，细度提高，可使水泥混凝土的强度提高，工作性得到改善。硅酸盐水泥的物理性质1、细度

水泥细度检验比表面积法:适合用于硅酸盐水泥

以每千克水泥总表面积(m2)表示，其测定采用勃氏透气法。筛析法:筛析法适合于其他各种水泥（45μm方孔）

负压筛法水筛法手工法在检验工作中，如负压筛法与水筛法测定结果发生争议时，以负压筛法为准

硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥细度比表面积不低于300m2／kg，但不大于400m2/kg，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以筛余表示，45μm方孔筛筛余不小于5%。《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG3420-2020）2、水泥净浆标准稠度水泥净浆标准稠度目的:为了使水泥凝结时间和安定性的测定结果具有可比性。什么是水泥净浆标准稠度？试杆沉入净浆并距底板6mm±1mm的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌合水量为该水泥的标准稠度用水量（P）6mm±1mm2、水泥净浆标准稠度注意各种水泥达到相同稠度时所需要的用水量是不相同的。试验标准法：（试杆法）硅酸盐水泥的物理性质3、凝结时间凝结时间从加水到水泥浆失去可塑性所需时间。初凝时间:终凝时间水泥全加入水中至初凝状态（指试针自由沉入标准稠度的水泥净浆，试针沉至距底板4mm±1mm时的稠度状态）所经历的时间。Min3、凝结时间凝结时间从加水到水泥浆失去可塑性所需时间。初凝时间:终凝时间4mm±1mm3、凝结时间凝结时间从加水到水泥浆失去可塑性所需时间。初凝时间:终凝时间水泥全加入水中至终凝状态（指试针沉入试体0.5mm，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时的稠度状态）所经历的时间。Min3、凝结时间时间规定硅酸盐水泥：初凝不得早于45min终凝不得迟于390min

普通硅酸盐水泥：

终凝不得迟于600min初凝不得早于45min初凝时间太短，将影响混凝土拌和料的运输和浇灌；

终凝时间太长，则影响混凝土工程的施工进度。4、体积安定性体积安定性是指水泥浆在凝结、硬化过程中，体积变化的均匀程度。水泥在硬化过程中体积变化不均匀，即为体积安定性不良水泥安定性不良的原因标准方法:雷氏夹法(沸煮法)代用法:试饼法为检验方法熟料中含有过量的游离CaO，含有过量的游离MgO；生产水泥时掺入的石膏过量即SO3。

4、体积安定性注意沸煮法主要是检验水泥中是否含有过量的游离CaO，无法检验出过量的MgO和SO3。但当两试验结果有矛盾时以标准法（雷氏法）为准。体积安定性不良的水泥严禁用于工程中。雷氏夹水泥沸煮箱安定性是否合格判断标准测量试件指针尖端间的距离（C），精确至0.5mm，当两个试件煮后增加距离（C-A）的平均值不大于5.0mm时，即认为该水泥安定性合格；当两个试件煮后增加距离（C-A）的平均值大于5.0mm时，应用同一样品重做一次试验，以复检结果为准。第一组试件：A:11.0mmC:17.0mm

A:12.5mmC:16.0mm第二组试件：A:10.0mmC:15.5mmA:11.5mmC:15.0mm第三组试件：A:12.0mmC:15.0mmA:13.5mmC:16.5mm

强度及强度等级是水泥技术要求中最基本的指标，也是水泥的重要技术性质之一检验方法标准方法:水泥胶砂强度法《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（GB/T17671-2021）1：3水泥与中国ISO标准砂水灰比0.5标准试件40*40*160标准制作法

养护时间3d、28d龄期

测定抗压强度和抗折强度（三）技术性质水泥胶砂搅拌机水泥胶砂振实台水泥胶砂试模标准养护箱在标准条件（温度为20±1℃，相对湿度90％以上养护；1d以后拆模，放入20±1℃的水中养护）下养护水泥胶砂抗折试验数据处理④抗折强度按下式计算。（计算值精确到0.1MPa）式中:—抗折强度(MPa)

一破坏荷载(N);L—支撑圆柱中心距(mm);b—试件断面正方形的边长，为40mm。⑤抗折强度结果取三个试件平均值，精确至0.1MPa。当三个强度值中有超过平均值±10%的，应剔除后再平均，以平均值作为抗折强度试验结果。当三个强度值中有两个均超平均值±10%时，则以剩余值作为抗折强度结果。示例:水泥胶砂强度试验三个试件3d抗折强度分别为：A样品：3.5MPa,4.5MPa，4.0MPaB样品：3.5MPa,4.5MPa，4.3MPaC样品：3.5MPa,3.7MPa，4.0MPa试计算各样品的3d抗折强度值A样品：：(3.5+4.5+4.0)/3=4.0MPa由于3.5，4.5与平均值的差值均超10%，因此3d抗折强度值为4.0MPaB样品：：(3.5+4.5+4.3)/3=4.1MPa由于3.5与平均值的差值超过10%，应剔除(4.5+4.3)/2=4.4MPa因此3d抗折强度值为4.4MPac样品：：(3.5+3.7+4.0)/3=3.7MPa由于三试件与平均值的差值均不超过10%，因此3d抗折强度值为3.7MPa水泥胶砂抗压试验数据处理③抗压强度按式计算:（计算值精确到0.1MPa）;RC=FC/A式中;RC—抗压强度(MPa);FC—破坏荷载(N);A—受压面积，40mmx40mm=1600mm2④抗压强度结果为一组6个断块试件抗压强度的算术平均值，精确至0.1MPa。如果6个强度值中有一个值超过平均值土10%的，应剔除后以剩下的5个值的算术平均值作为最后结果。如果5个值中再有超过平均值士10%的，则此组试件无效。42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R共六个等级水泥强度等级按规定龄期抗压强度和抗折强度划分，在规定各龄期的抗压强度和抗折强度均符合某一强度等级的最低强度值要求时，以28天的抗压强度值作为强度等级。（三）技术性质

5、强度等级某水泥胶砂强度试验结果如下:抗压强度:3d18.9MPa;28d48.9MPa抗折强度:3d4.9MPa;28d6.6MPa试判断水泥的强度等级品种强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d

通用硅酸盐水泥32.5≥12．0≥32.5≥3．0≥5．532.5R≥17．0≥4．042.5≥17．0≥42.5≥4．0≥6．542.5R≥22．0≥4．552.5≥22．0≥52.5≥4．5≥7．052.5R≥27．0≥5．062.5≥27．0≥62.5≥5．0≥8．062.5R≥32．0≥5．5R型为早强型，主要是3d强度较高。6技术标准不合格：水泥的组分、不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子、凝结时间、安定性（沸煮法）、强度、细度指标中任一条结果不符合《通用硅酸盐水泥》（GB175—2020）标准要求则为不合格品。水泥出厂前按同品种、同强度等级编号和取样。袋装水泥和散装水泥应分别进行编号和取样。每一编号为取样单位。水泥出厂编号按年生产能力规定为:200×104t以上，不超过4000t为一编号；120×104t～200×104t，不超过2400t为一