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1、硅酸盐水泥的技术性质硅酸盐水泥的技术性质第1页，本讲稿共84页第一节 硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料0 05%5%石灰石或粒化高炉矿渣石灰石或粒化高炉矿渣适量石膏适量石膏磨细硅酸盐水泥硅酸盐水泥n n定义上节回顾上节回顾第2页，本讲稿共84页n n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3页，本讲稿共84页硅酸三钙(C3S)硅酸二钙(C2S)铝酸三钙(C3A)铁铝酸四钙(C4AF)n n主要矿物组成一 硅酸盐水泥的生产及矿物组成上节回顾上节回顾第4页，本讲稿共84页一 硅酸盐水泥的生产及矿物组成水泥
2、熟料单矿物水化时特征 名称名称硅酸硅酸三钙三钙硅酸二钙硅酸二钙铝酸铝酸三钙三钙铁铝酸铁铝酸四钙四钙凝结硬化速度凝结硬化速度28d28d水化放热量水化放热量强度强度 快快多多高高 慢慢少少早期低，后期高早期低，后期高 最快最快最多最多低低 快快中中低低 上节回顾上节回顾第5页，本讲稿共84页二 硅酸盐水泥的水化与凝结硬化n n水化反应上节回顾上节回顾第6页，本讲稿共84页n n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凝胶孔上节回顾上节回顾第7页，本讲稿共8
3、4页l影响水泥凝结硬化的因素水泥的熟料矿物组成及细度水泥的熟料矿物组成及细度水泥的熟料矿物组成及细度水泥的熟料矿物组成及细度上节回顾上节回顾 水泥熟料中各种矿物的凝结硬化特点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，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，水泥磨得愈细，水泥颗粒平均粒径小，比表面积大，水化时与水的接触面大，水比表面积大，水化时与水的接触面大，水化速度快，凝结硬化快，早期强度就高。化速度快，凝结硬化快，早期强度就高。第8页，本讲稿共84页l影响水泥凝结硬化的因素水泥浆的
4、水灰比水泥浆的水灰比水泥浆的水灰比水泥浆的水灰比 上节回顾上节回顾水泥浆的水灰比是指水泥浆中水与水泥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，所以水泥浆凝结较构所需的凝结时间长，所以水泥浆凝结较慢慢,且空隙多，降低水泥石的强度。且空隙多，降低水泥石的强度。第9页，本讲稿共84页l影响水泥凝结硬化的因
5、素石膏的掺量石膏的掺量石膏的掺量石膏的掺量 上节回顾上节回顾 硅酸盐水泥中加入适量的石膏会起到良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。但是能提高水泥石的强度。但是石膏掺量过多石膏掺量过多时，可能危害水泥石的安定性时，可能危害水泥石的安定性。（一般掺。（一般掺量在量在2.0%-5.0%左右）左右）第10页，本讲稿共84页l影响水泥凝结硬化的因素影响水泥凝结硬化的因素环境温度和湿度环境温度和湿度环境温度和湿度环境温度和湿度 上节回顾上节回顾水泥水化反应的速度与环境的温度有关，只有处于适当水泥水化反应的速度与环境
6、的温度有关，只有处于适当水泥水化反应的速度与环境的温度有关，只有处于适当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，温度温度下，水泥的水化、凝结和硬化才能进行。通常，温度温度下，水泥的水化、凝结和硬化才能进行。通常，温度温度下，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。当环境温较高时，水泥的水化、凝结和硬化速度就较快。当环境温较高时，水泥的水化、凝结和硬化速度就较快。当环境温较高时，水泥的水化、凝结和硬化速度就较快。当环境温度低于度低于度低于度低于0 0时水泥水化趋于停止，就难以凝结硬化。时水泥水化趋于
7、停止，就难以凝结硬化。时水泥水化趋于停止，就难以凝结硬化。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，必须在水泥颗粒表水泥水化是水泥与水之间的反应，必须在水泥颗粒表水泥水化是水泥与水之间的反应，必须在水泥颗粒表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面保持有足够的水分，水泥的水化、凝结硬化才能充分进面保持有足够的水分，水泥的水化、凝结硬化才能充分进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，称水泥的行。保持水泥浆温度和湿度的措施，称水泥的行。保持水泥浆温度和湿度的措施，称水泥的行
8、。保持水泥浆温度和湿度的措施，称水泥的养护养护养护养护。第11页，本讲稿共84页l影响水泥凝结硬化的因素龄期龄期龄期龄期 上节回顾上节回顾水泥浆随着时间的延长水化物增多，内水泥浆随着时间的延长水化物增多，内部结构就逐渐致密，一般来说，强度不断部结构就逐渐致密，一般来说，强度不断增长。增长。第12页，本讲稿共84页三、硅酸盐水泥三、硅酸盐水泥的技术性质的技术性质体体积积安安定定性性细细度度凝凝结结时时间间水水化化热热标准标准稠度稠度用用水量水量强度强度与与强度强度等级等级第13页，本讲稿共84页（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
9、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。返回返回第14页，本讲稿共84页（一）硅酸盐水泥的细度返回返回第15页，本讲稿共84页比表面积比表面积n n硅酸盐水泥的细度用比表面积表示硅酸盐水泥的细度用比表面积表示硅酸盐水泥的细度用比表面积表示硅酸盐水泥的细度用比表面积表示n n按照按照按照按照 GB175-2007GB175-2007的规定的规定的规定的规定n n硅酸盐水泥的比表面积硅酸盐水泥的比表面积硅酸盐水泥的比表面积硅酸盐水泥的比表面积 300 m/kg
10、 300 m/kg n n比表面积可采用比表面积仪测定（右图）比表面积可采用比表面积仪测定（右图）比表面积可采用比表面积仪测定（右图）比表面积可采用比表面积仪测定（右图）n n用比表面积测定仪测试颗粒粒径分布情用比表面积测定仪测试颗粒粒径分布情用比表面积测定仪测试颗粒粒径分布情用比表面积测定仪测试颗粒粒径分布情况。况。况。况。n n测量一定量空气通过水泥石时，流速变测量一定量空气通过水泥石时，流速变测量一定量空气通过水泥石时，流速变测量一定量空气通过水泥石时，流速变化化化化.比表面积测定仪比表面积测定仪比表面积测定仪比表面积测定仪（一）硅酸盐水泥的细度第16页，本讲稿共84页BackBack第
11、17页，本讲稿共84页（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18页，本讲稿共84页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）硅酸盐水泥的凝结时间第19页，本讲稿共84页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。讨论与分析结论结论1：水泥的：水泥的初凝时间不能过初凝时间不能过短，否则在施工短，否则在施工前即已失去流动前即已失去流动性和可塑性而无性和可塑性而无法施工。法施工。结论结论2：水泥的终凝：水泥的终凝时间不能过长，否时间不能过长，否则将延长施工进度则将延长施工进度和模板周转期。和模板周转期。（二）硅
12、酸盐水泥的凝结时间第20页，本讲稿共84页请观看凝结时间试验动画试验方法结论结论1：水泥的初：水泥的初凝时间不能过短，凝时间不能过短，否则在施工前即否则在施工前即已失去流动性和已失去流动性和可塑性而无法施可塑性而无法施工。工。初凝时间不得早初凝时间不得早于于45min结论结论2：水泥的终凝：水泥的终凝时间不能过长，否时间不能过长，否则将延长施工进度则将延长施工进度和模板周转期。和模板周转期。终凝时间不得终凝时间不得迟于迟于6.5h。同时规定:初凝时间不符合规定者为废品，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21页，本讲稿共84页返回返回第22页，本讲稿共84页（三
13、）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23页，本讲稿共84页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？为了使试验结果为了使试验结果具有可比性具有可比性（三）硅酸盐水泥的标准稠度用水量第24页，本讲稿共84页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%，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25页，本讲稿共84页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26页，本讲稿共84页试验方法试验方法请观看标准稠度用水量
14、试验动画。请观看标准稠度用水量试验动画。返回返回第27页，本讲稿共84页(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28页，本讲稿共84页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：安定性不良的注意：安定性不良的水泥为废品水泥，水泥为废品水泥，严禁在工程中使用。严禁在工程中使用。(四)硅酸盐水泥的体积安定性第29页，本讲稿共84页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%
15、；熟料中SO3含量3.5%；(四)硅酸盐水泥的体积安定性 使过烧石灰使过烧石灰充分熟化充分熟化GB规定第30页，本讲稿共84页试验方法 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31页，本讲稿共84页返回返回第32页，本讲稿共84页某机场道肩混凝土破坏某机场道肩混凝土破坏 【概况概况】某机场道肩混凝土于某机场道肩混凝土于19951995年年7-117-11月施工，当年月施工，当年1010月就发现网月就发现网状裂缝，次年状裂缝，次年6 6月表面层开始剥落。该混凝土使用某立窑水泥厂生产的月表面层开始剥落。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
16、熟料呈暗红色，还有一些白色物质。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。经降，低于设计值，劈开可见砂浆层与骨料之间粘结疏松。经X X射线衍射射线衍射分析可知，已破坏混凝土试样有大量分析可知，已破坏混凝土试样有大量Ca(OH)Ca(OH)2 2和大量和大量CaCOCaCO3 3。【
17、原因分析原因分析】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不稳定所致，水泥中有一定数量的游离氧化钙游离氧化钙存在，以及大量生成存在，以及大量生成的的钙矾石钙矾石造成泥土膨胀开裂。且由于水泥质量不稳定，给混凝土造成泥土膨胀开裂。且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。质量得不到保证。第33页，本讲稿共84页GB规定(五)硅酸盐水泥的强度等级第34页，本讲稿共84页GB规定强度是水泥力学性质的一项
18、重要指标，是确定水泥强度等级的依据。硅酸盐水泥各等级、各龄期的强度值硅酸盐水泥各等级、各龄期的强度值(GB1752007)(GB1752007)品种品种强度等级强度等级抗压强度抗压强度(MPa)(MPa)抗折强度抗折强度(MPa)(MPa)3d3d28d28d3d3d28d28d硅硅酸酸盐盐水水泥泥42.542.517.017.042.542.53.53.56.56.542.5R42.5R22.022.042.542.54.04.06.56.552.552.523.023.052.552.54.04.07.07.052.5R52.5R27.027.052.552.55.05.07.07.062
19、.562.528.028.062.562.55.05.08.08.062.5R62.5R32.032.062.562.55.55.58.08.0(五)硅酸盐水泥的强度等级第35页，本讲稿共84页试验方法返回返回(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36页，本讲稿共84页（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37页，本讲稿共84页挡墙开裂与水泥的选用挡墙
20、开裂与水泥的选用挡墙开裂与水泥的选用挡墙开裂与水泥的选用【概况概况概况概况】某大体积的混凝土工程，浇注两周后拆模，发现挡墙有多道某大体积的混凝土工程，浇注两周后拆模，发现挡墙有多道某大体积的混凝土工程，浇注两周后拆模，发现挡墙有多道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贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水泥厂生产的贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水泥厂生产的贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水泥厂生产的42.542.542.542.5型硅酸型硅酸型硅酸型硅酸盐水泥。盐水泥。盐水泥。盐水泥。【原因分析原因分析原因分析原因分析】由于该工
21、程所使用的水泥由于该工程所使用的水泥由于该工程所使用的水泥由于该工程所使用的水泥C C C C3 3 3 3A A A A和和和和C C C C3 3 3 3S S S S含量高，导致该水泥的含量高，导致该水泥的含量高，导致该水泥的含量高，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。型的纵向裂缝。型的纵向裂缝。型的纵向裂缝。【防治措施防治措施防治措施防治措施】首先，对大体积的
22、混凝土工程宜选用首先，对大体积的混凝土工程宜选用首先，对大体积的混凝土工程宜选用首先，对大体积的混凝土工程宜选用低水化热低水化热低水化热低水化热，即，即，即，即C C C C3 3 3 3A A A A和和和和C C C C3 3 3 3S S S S的含量较低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也需适当控制。再次，的含量较低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也需适当控制。再次，的含量较低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也需适当控制。再次，的含量较低的水泥。其次，水泥用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。大体积混凝土工程施工时应采取相应的措施，如外
23、部保温、内部降温等。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。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38页，本讲稿共84页n n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n n简介n n腐蚀类型n n腐蚀原因n n防止措施第39页，本讲稿共84页简 介水泥石硬化后，在正常的使用条件下，即水泥石硬化后，在正常的使用条件下，即在潮湿环境中或水中，仍可以逐渐硬化并在潮湿环境中或水中，仍可以逐渐硬化并不断增长期强度。不断增长期强度。水
24、泥石的腐蚀水泥石的腐蚀在一些腐蚀性介质中，水泥石的结构会遭到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，甚至完全破坏的破坏，强度和耐久性降低，甚至完全破坏的现象。现象。腐蚀类型腐蚀类型软水侵蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐腐蚀，碳酸软水侵蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐腐蚀，碳酸盐的腐蚀，酸的腐蚀，碱的腐蚀盐的腐蚀，酸的腐蚀，碱的腐蚀BackBack四 水泥石的腐蚀和防止第40页，本讲稿共84页软水侵蚀特点特点 介质介质软水（含软水（含HCO3少的水，如雨水、雪水和蒸馏水）；氢少的水，如雨水、雪水和蒸馏水）；氢氧化钙溶解于水中引起的腐蚀。氧化钙溶解于水中引起的腐蚀。过程过程 当水泥石与软水接触时，最
25、先溶出的成分是氢氧化钙。当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。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41页，本讲稿共84页软水侵蚀四 水泥石的腐蚀和防止第42页，本讲稿共84页l l在硬水中会发生如下反应在硬水中会发生如下反应l l生成的氢氧化钙几乎不溶于水，堆积在水生成
26、的氢氧化钙几乎不溶于水，堆积在水泥石的空隙中，形成密实的保护层泥石的空隙中，形成密实的保护层l l预防措施预防措施l将与软水接触的混凝土，事先在空气中碳化将与软水接触的混凝土，事先在空气中碳化将与软水接触的混凝土，事先在空气中碳化将与软水接触的混凝土，事先在空气中碳化人工碳化人工碳化Ca(OH)Ca(OH)2 2+Ca(HCO+Ca(HCO3 3)2 2 CaCO CaCO3 3 +H +H2 2OO软水侵蚀四 水泥石的腐蚀和防止第43页，本讲稿共84页人工碳化人工碳化人工碳化人工碳化将与软水接触的混凝土，事先将与软水接触的混凝土，事先在空气中碳化在空气中碳化Ca(OH)Ca(OH)2 2+C
27、a(HCO+Ca(HCO3 3)2 2 CaCO CaCO3 3 +H +H2 2OO生成的氢氧化钙几乎不溶于水，堆积在水泥石的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44页，本讲稿共84页硫酸盐腐蚀l l特点特点特点特点l以硫酸盐为介质的海水、地下水等以硫酸盐为介质的海水、地下水等l硫酸盐与水泥石中的成分反应生成膨胀性晶体，硫酸盐与水泥石中的成分反应生成膨胀性晶体，硫酸盐与水泥石中的成分反应生成膨胀性晶体，硫酸盐与水泥石中的成分反应生成膨胀性晶体，使水泥石破坏使水泥石破坏使水泥石破坏使水泥石破坏l l腐蚀过程举
28、例：腐蚀过程举例：结晶膨胀结晶膨胀四 水泥石的腐蚀和防止第45页，本讲稿共84页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硫酸盐侵蚀后水泥石局部膨胀开裂胀开裂Sulfate-attack硫酸盐侵蚀硫酸盐侵蚀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状晶体，电镜照
29、片第46页，本讲稿共84页 MgCl2+Ca(OH)2 =Mg(OH)2+CaCl2MgSO4+Ca(OH)2+H2O=Mg(OH)2+CaSO42H2O 结晶膨胀结晶膨胀易溶于水易溶于水镁盐腐蚀 l l特点特点l l以镁盐为介质的海水、地下水等以镁盐为介质的海水、地下水等以镁盐为介质的海水、地下水等以镁盐为介质的海水、地下水等l l镁盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水镁盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水镁盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水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，破坏水泥石或松软无胶凝作用的产物，破坏水泥石或松软无胶凝作用的产物，破坏水泥石或松软无胶
30、凝作用的产物，破坏水泥石l l腐蚀过程举例：腐蚀过程举例：四 水泥石的腐蚀和防止第47页，本讲稿共84页碳酸盐腐蚀 Ca(OH)2+CO2+H2O CaCO3+2H2O CaCO3+H2O+CO2 Ca(HCO3)2 易溶于水易溶于水n n特点特点 以碳酸盐为介质的海水、地下水等以碳酸盐为介质的海水、地下水等以碳酸盐为介质的海水、地下水等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应，生成易溶于碳酸盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于碳酸盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于碳酸盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水的产物，破坏水泥石水的产物，破坏水泥石水的产物，破坏水泥石水的产物，破坏水
31、泥石n n腐蚀过程举例：腐蚀过程举例：四 水泥石的腐蚀和防止第48页，本讲稿共84页碱的腐蚀 易溶于水易溶于水干燥空气干燥空气 结晶膨胀结晶膨胀n n特点特点 碱与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、碱与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结晶膨胀的产物，破坏水泥石结晶膨胀的产物，破坏水泥石BackBack四 水泥石的腐蚀和防止第49页，本讲稿共84页腐蚀原因内因内因水泥石中存在着易受腐蚀的氢氧化钙和水化水泥石中存在着易受腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙；铝酸钙；水泥石本身不密实，使侵蚀性介质易于进水泥石本身不密实，使侵蚀性介质易于进入其内部；入其内部；腐蚀与介质相互作用；腐蚀与介质相互作用；外因外因腐
32、蚀介质、温度、湿度、介质浓度腐蚀介质、温度、湿度、介质浓度 BackBack第50页，本讲稿共84页n n防止措施：侵蚀的防止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蚀的措施。止侵蚀的措施。（1）根据环境介质的侵蚀特性根据环境介质的侵蚀特性，合理选择水泥品种。如掺混合材，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。抵抗硫酸盐侵蚀的能力较强。（2）提高水泥石的密实度提高水泥石的密实度。通过合
33、理的材料配比设计，提高施。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。蚀。（3）设置保护层设置保护层。必要时可在建筑物表面设置保护层，隔绝。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。到保护作用。第51页，本讲稿共84页第二节 掺混合材料的硅酸盐水泥n n凡在硅酸盐水泥
34、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胶凝材料，均属掺混合材料的硅酸盐水泥。n n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52页，本讲稿共84页n n混合材料混合材料混合材料混合材料指在生产水泥时，常掺入的天然或人工的矿指在生产水泥时，常掺入的天然或人工的矿指在生产水泥时，常掺入的天然或人工的矿指在生产水泥时，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物材料。按照其参与水化的程度，分为活性混合材料和非物材料。按照其参与水化的程度，分为活性混合材料和非物材料。按照其参与水化的程度
35、，分为活性混合材料和非活性混合材料。活性混合材料。活性混合材料。活性混合材料。（一）活性混合材料（一）活性混合材料（一）活性混合材料（一）活性混合材料1.1.粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣2.2.火山灰质混合材料火山灰质混合材料火山灰质混合材料火山灰质混合材料3.3.粉煤灰粉煤灰粉煤灰粉煤灰硅酸盐水泥熟料的水化反应称为一次水化反应。硅酸盐水泥熟料的水化反应称为一次水化反应。硅酸盐水泥熟料的水化反应称为一次水化反应。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含有活性氧化硅和活性氧化铝二次水化二次水化反应反应一 混合材料第53页，本讲稿共84页活性混合材
36、料一 混合材料第54页，本讲稿共84页（二）非活性混合材料（二）非活性混合材料（二）非活性混合材料（二）非活性混合材料n n不与水泥发生化学反应，主要起填充作用，又称为填充不与水泥发生化学反应，主要起填充作用，又称为填充不与水泥发生化学反应，主要起填充作用，又称为填充不与水泥发生化学反应，主要起填充作用，又称为填充性混合材料。性混合材料。性混合材料。性混合材料。n n掺入的目的：提高水泥产量；调节水泥强度等级；减小水掺入的目的：提高水泥产量；调节水泥强度等级；减小水掺入的目的：提高水泥产量；调节水泥强度等级；减小水掺入的目的：提高水泥产量；调节水泥强度等级；减小水化热等。化热等。化热等。化热等
37、。n n常用的非活性混合材料：磨细的石英砂、石灰石、粘土、常用的非活性混合材料：磨细的石英砂、石灰石、粘土、常用的非活性混合材料：磨细的石英砂、石灰石、粘土、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。慢冷矿渣及多种废渣等。慢冷矿渣及多种废渣等。慢冷矿渣及多种废渣等。一 混合材料第55页，本讲稿共84页一 混合材料第56页，本讲稿共84页n n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.On n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
38、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57页，本讲稿共84页强度等级强度等级 抗压强度抗压强度(MPa)(MPa)抗折强度抗折强度(MPa)(MPa)3d3d28d28d3d3d28d28d42.542.5161642.542.53.53.56.56.542.5R42.5R212142.542.54.04.06.56.552.552.5222252.552.54.04.07.07.052.5R52.5R262652.552.55.05.07.07.0普通硅酸盐水泥的强度要求(GB1752007)第58页，本讲稿共84页n nGB1752007规定：矿渣硅酸盐水泥
39、、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59页，本讲稿共84页强度等级强度等级 抗压强度抗压强度(MPa)(MPa)抗折强度抗折强度(MPa)(MPa)3d3d28d28d3d3d28d28d32.532.510.010.032.532.52.52.55.55.532.5R32.5R15.015.032.532.53.53.55.55.542.542.515.015.042.542.53.53.56.56.542.5R42.5R19.019.042.54
40、2.54.04.06.56.552.552.521.021.052.552.54.04.07.07.052.5R52.5R23.023.052.552.54.54.57.07.0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60页，本讲稿共84页一次水化反应一次水化反应 四种水泥的水化特点 二次水化反应 首先是水泥熟料水化，生成较多的水化硅酸钙、氢氧化钙等水化产物 第61页，本讲稿共84页四种水泥的共同性质四种水泥的共同性质n n凝结硬化慢，早期强度低，后期强度发展较快n n抗软水、抗腐蚀能力强n n水化热低、放热速度慢n n抗碳化能力差抗冻性差、耐磨性差n
41、 n湿热敏感性强，适合蒸汽养护 第62页，本讲稿共84页四种水泥各自的特性四种水泥各自的特性n n矿渣水泥耐热性强、干缩性较大、保水性差n n火山灰水泥保水性发、抗渗性好、硬化干缩性显著n n粉煤灰水泥干缩性小、抗裂性好n n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63页，本讲稿共84页名称名称名称名称代号代号代号代号水泥熟水泥熟水泥熟水泥熟料料料料掺加混合料品掺加混合料品掺加混合料品掺加混合料品种及掺量种及掺量种及掺量种及掺量适量石适量石适量石适量石膏膏膏膏掺掺掺掺少少少少量量量量混混混混合合合合料料料料水水水
42、水泥泥泥泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥P.P.水泥熟料水泥熟料水泥熟料水泥熟料未掺加混合料未掺加混合料未掺加混合料未掺加混合料适量石膏适量石膏适量石膏适量石膏P.P.水泥熟料水泥熟料水泥熟料水泥熟料掺加混合料掺加混合料掺加混合料掺加混合料05%05%适量石膏适量石膏适量石膏适量石膏普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥P.OP.O水泥熟料水泥熟料水泥熟料水泥熟料掺加混合料掺加混合料掺加混合料掺加混合料6%20%6%20%适量石膏适量石膏适量石膏适量石膏掺掺掺掺大大大大量量量量混混混混合合合合料料料料水水水水泥泥泥泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸
43、盐水泥P.SP.S水泥熟料水泥熟料水泥熟料水泥熟料掺粒化高炉矿渣掺粒化高炉矿渣掺粒化高炉矿渣掺粒化高炉矿渣20%70%20%70%适量石膏适量石膏适量石膏适量石膏粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥P.FP.F水泥熟料水泥熟料水泥熟料水泥熟料掺粉煤灰掺粉煤灰掺粉煤灰掺粉煤灰20%40%20%40%适量石膏适量石膏适量石膏适量石膏火山灰质硅酸盐水火山灰质硅酸盐水火山灰质硅酸盐水火山灰质硅酸盐水泥泥泥泥P.PP.P水泥熟料水泥熟料水泥熟料水泥熟料掺火山灰质混合料掺火山灰质混合料掺火山灰质混合料掺火山灰质混合料20%40%20%40%适量石膏适量石膏适量石膏适量石膏复合硅
44、酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥P.CP.C水泥熟料水泥熟料水泥熟料水泥熟料掺两种或两种以上掺两种或两种以上掺两种或两种以上掺两种或两种以上混合料，混合料，混合料，混合料，20%50%20%50%适量石膏适量石膏适量石膏适量石膏通用硅酸盐水泥的组成与代号通用硅酸盐水泥的组成与代号通用硅酸盐水泥的组成与代号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64页，本讲稿共84页四 通用硅酸盐水泥技术要求比较品种品种品种品种三氧化硫三氧化硫三氧化硫三氧化硫氧化氧化氧化氧化镁镁镁镁氯氯氯氯离子离子离子离子硅酸硅酸硅酸硅酸盐盐盐盐水泥水泥水泥水泥3.53.55.0 5.0 0
45、.060.06普通硅酸普通硅酸普通硅酸普通硅酸盐盐盐盐水泥水泥水泥水泥矿矿矿矿渣硅酸渣硅酸渣硅酸渣硅酸盐盐盐盐水泥水泥水泥水泥（A A）4.04.06.06.0矿矿矿矿渣硅酸渣硅酸渣硅酸渣硅酸盐盐盐盐水泥水泥水泥水泥（B B）-火山灰火山灰火山灰火山灰质质质质硅酸硅酸硅酸硅酸盐盐盐盐水泥水泥水泥水泥3.53.5 6.06.0粉煤灰硅酸粉煤灰硅酸粉煤灰硅酸粉煤灰硅酸盐盐盐盐水水水水泥泥泥泥复合硅酸复合硅酸复合硅酸复合硅酸盐盐盐盐水泥水泥水泥水泥1.1.化学指标化学指标化学指标化学指标第65页，本讲稿共84页品种品种品种品种凝凝凝凝结时间结时间结时间结时间强强强强度等度等度等度等级级级级细细细细度
46、（度（度（度（选择选择选择选择性性性性指指指指标标标标）安定安定安定安定性性性性硅酸硅酸硅酸硅酸盐盐盐盐水泥水泥水泥水泥初凝不初凝不初凝不初凝不小于小于小于小于45min45min，终终终终凝不大凝不大凝不大凝不大于于于于6.5h6.5h42.5 42.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R52.5 52.5R62.5 62.5R62.5 62.5R以比表面积表示，以比表面积表示，以比表面积表示，以比表面积表示，不小于不小于不小于不小于300m300m2 2/kg/kg沸煮沸煮沸煮沸煮法法法法合格合格合格合格普通硅酸普通硅酸普通硅酸普通硅酸盐盐盐盐水泥水泥水泥水泥初凝不初凝不初凝不初
47、凝不小于小于小于小于45min45min，终终终终凝不大凝不大凝不大凝不大于于于于10h10h42.5 42.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R52.5 52.5R矿矿矿矿渣硅酸渣硅酸渣硅酸渣硅酸盐盐盐盐水泥水泥水泥水泥32.5 32.5R 32.5 32.5R 42.5 42.5R42.5 42.5R52.5 52.5R52.5 52.5R以以以以筛筛筛筛余表示，余表示，余表示，余表示，80m80m方孔方孔方孔方孔筛筛筛筛筛筛筛筛余不大于余不大于余不大于余不大于10%10%或或或或45m45m方孔方孔方孔方孔筛筛筛筛筛筛筛筛余不大于余不大于余不大于余不大于30%30%。火山灰火
48、山灰火山灰火山灰质质质质硅酸硅酸硅酸硅酸盐盐盐盐水泥水泥水泥水泥粉煤灰硅酸粉煤灰硅酸粉煤灰硅酸粉煤灰硅酸盐盐盐盐水水水水泥泥泥泥复合硅酸复合硅酸复合硅酸复合硅酸盐盐盐盐水泥水泥水泥水泥2.2.物理指标物理指标物理指标物理指标四 通用硅酸盐水泥技术要求比较第66页，本讲稿共84页四 通用硅酸盐水泥技术性能比较水水水水泥泥泥泥品品品品种种种种硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅矿渣硅矿渣硅矿渣硅酸盐水酸盐水酸盐水酸盐水泥泥泥泥火山灰火山灰火山灰火山灰硅酸盐硅酸盐硅酸盐硅酸盐水泥水泥水泥水泥粉煤灰粉煤灰粉煤灰粉煤灰硅酸盐硅酸盐硅酸盐硅
49、酸盐水泥水泥水泥水泥复合硅复合硅复合硅复合硅酸盐水酸盐水酸盐水酸盐水泥泥泥泥技技技技术术术术性性性性能能能能1.1.1.1.早期、后期早期、后期早期、后期早期、后期强度高强度高强度高强度高2.2.2.2.水化热高水化热高水化热高水化热高3.3.3.3.耐腐蚀性差耐腐蚀性差耐腐蚀性差耐腐蚀性差4.4.4.4.抗碳化性好抗碳化性好抗碳化性好抗碳化性好5.5.5.5.抗冻性好抗冻性好抗冻性好抗冻性好6.6.6.6.耐磨性好耐磨性好耐磨性好耐磨性好7.7.7.7.耐热性差耐热性差耐热性差耐热性差1.1.1.1.早期强度稍低，早期强度稍低，早期强度稍低，早期强度稍低，后期强度高后期强度高后期强度高后期强
50、度高2.2.2.2.水化热略低水化热略低水化热略低水化热略低3.3.3.3.耐腐蚀性稍差耐腐蚀性稍差耐腐蚀性稍差耐腐蚀性稍差4.4.4.4.抗碳化性好抗碳化性好抗碳化性好抗碳化性好5.5.5.5.抗冻性好抗冻性好抗冻性好抗冻性好6.6.6.6.耐磨性较好耐磨性较好耐磨性较好耐磨性较好7.7.7.7.抗渗性好抗渗性好抗渗性好抗渗性好1.1.1.1.早期强度低，后期强度发展快早期强度低，后期强度发展快早期强度低，后期强度发展快早期强度低，后期强度发展快2.2.2.2.水化热低水化热低水化热低水化热低3.3.3.3.耐腐蚀性好耐腐蚀性好耐腐蚀性好耐腐蚀性好4.4.4.4.抗碳化性较差抗碳化性较差抗碳