土木工程材料第三章水泥.pptx

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1、第第三三章章 水水 泥泥第一页，共57页。3.水泥 水泥是一种良好的矿物胶凝材料，它与石灰、石膏、水玻璃等气硬性胶凝材料不同，不仅能在空气(kngq)中硬化，而且在水中能更好地硬化，并保持和发展其强度，因此，水泥是一种水硬性胶凝材料。水泥是制造各种形式的混凝土、钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土构筑物的最基本的组成材料，广泛用于 建筑、道路、水利和国防工程中，素有“建筑业的粮食”之称。第二页，共57页。水水泥泥的的品品种种很很多多，按按化化学学成成分分可可分分为为(fn(fn wi)wi)硅硅酸酸盐盐、铝铝酸酸盐盐、硫硫铝铝酸酸盐盐等等多多种种系系列列水水泥泥，本本章章主主要要介介绍绍应应用用最最广

2、广的的硅硅酸酸盐盐系系列列水水泥泥。硅硅酸酸盐盐系系列列水水泥泥按按其性能和用途其性能和用途.硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)(shun)普通水泥普通水泥(shun)(shun)矿渣水泥矿渣水泥(shun)(shun)常用水泥常用水泥(shun)(shun)火山灰水泥火山灰水泥(shun)(shun)粉煤灰水泥粉煤灰水泥(shun)(shun)硅酸盐系列水泥硅酸盐系列水泥(shun)(shun)复合水泥复合水泥(shun)(shun)特种水泥特种水泥(shun)(shun)第三页，共57页。3.1 常用水泥 3.1.1 常用水泥的生产(shngchn)3.1.1.1 水泥熟料的烧成 烧制硅酸盐

3、水泥熟料的原材料主要是提供CaO的石灰质原料，如石灰石、白垩等，及提供Si02、Al2O3和少量Fe2O3的粘土质原料，如粘土、页岩等。此外，有时还配入铁矿粉等辅助原料。将上述几种原材料按适当比例混合后在磨机中磨细，制成生料，再将生料入窑进行煅烧，便烧制成黑色球状的水泥熟料。第四页，共57页。硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料主主要要由由四四种种矿矿物物组组成成，其其名名称、含量范围称、含量范围(fnwi)(fnwi)如下：如下：硅硅酸酸三三钙钙(3CaOSi02(3CaOSi02，简简写写为为C3S)C3S)，含含量量36366060；硅硅酸酸二二钙钙(2CaOSi02(2CaOSi02，简简写写

4、为为C2S)C2S)，含含量量15153737；铝铝酸酸三三钙钙(3CaOAl2O3(3CaOAl2O3，简简写写为为C3A)C3A)，含含量量7 71515；铁铁铝铝酸酸四四钙钙(4CaOAl2O3Fe2O3(4CaOAl2O3Fe2O3，简简写写为为C4AF)C4AF)，含量，含量10101818。前前两两种种矿矿物物称称硅硅酸酸盐盐矿矿物物，一一般般占占总总量量的的75758282 。第五页，共57页。3.1.1.2 磨制水泥成品 磨制水泥成品时的原材料包括水泥熟料、石膏(shgo)和混合材料。用于水泥中的石膏(shgo)一般是二水石膏(shgo)或无水石膏(shgo)。用于水泥中的混合

5、材料分为活性混合材料和非活性混合材料两大类。第六页，共57页。活活性性混混合合材材料料是是指指那那些些与与石石灰灰、石石膏膏一一起起，加加水水拌拌和和后后能能形形成成水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料的的混混合合材材料料。活活性性混混合合材材料料中中的的主主要要(zhyo)(zhyo)活活性性成成分分是是活活性性氧氧化化硅硅和和活活性性氧氧化化铝铝。水水泥泥生生产产中中常常用用的的活活性性混混合合材材料料有有粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰等。粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰等。第七页，共57页。非非活活性性混混合合材材料料是是指指不不具具活活性性或或活活性性甚甚低低的的人人工工或或天天

6、然然的的矿矿物物质质，如如石石英英砂砂、石石灰灰石石、粘粘土土(zhn t)及及不不符符合合质质量量标标准准的的活活性性混混合合材材料料等等。它它们们掺掺入入水水泥泥中中仅仅起起调调节节水水泥泥性性质质，降降低低水水化化热热，降降低强度等级和增加产量的作用。低强度等级和增加产量的作用。第八页，共57页。把把水水泥泥熟熟料料、适适量量石石膏膏，分分别别和和不不同同种种类类、数数量量的的混混合合材材料料，混混合合在在一一起起磨磨细细，即即可可制制成成如如下六大种常用水泥：下六大种常用水泥：(1)(1)硅硅酸酸盐盐水水泥泥 由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料，0 05 5石石灰灰石石或或粒粒化化高高炉

7、炉(gol)(gol)矿矿渣渣及及适适量量石石膏膏组组成成。分分成成两两种种类类型型，不不掺掺混混合合材材料料的的为为I I型型(PI)(PI)，掺掺不不超超过过水水泥泥质质量量5 5石石灰灰石石或或粒粒化化高高炉炉(gol)(gol)矿渣混合材料的为矿渣混合材料的为型型(P)(P)。第九页，共57页。(2)(2)普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥 由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料，6 61515混混合合材材料料(活活性性混混合合材材料料的的最最大大掺掺量量不不得得超超过过15 15 9 95 5，其其中中允允许许用用不不超超过过水水泥泥质质量量5 5的的窑窑灰灰或或不不超超过过水水泥泥质质量量10

8、10的的非非活活性性混混合合材材料料；掺掺非非活活性性混混合合材材料料时时，最最大大掺掺量量不不超超过过水水泥泥质质量量的的1010)，及及适量石膏组成适量石膏组成(z chn)(z chn)。(3)(3)矿矿渣渣硅硅酸酸盐盐水水泥泥 由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料，20207070的粒化高炉矿渣和适量石膏组成的粒化高炉矿渣和适量石膏组成(z chn)(z chn)。第十页，共57页。(4)(4)火火山山灰灰质质硅硅酸酸盐盐水水泥泥(shun)(shun)由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥(shun)(shun)熟熟料料，20205050火火山山灰灰质质混混合合材材料料和和适适量石膏组成。量石膏组成。

9、(5)(5)粉粉煤煤灰灰硅硅酸酸盐盐水水泥泥(shun)(shun)由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥(shun)(shun)熟料，熟料，20204040粉煤灰和适量石膏组成。粉煤灰和适量石膏组成。(6)(6)复复合合硅硅酸酸盐盐水水泥泥(shun)(shun)由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥(shun)(shun)熟熟料料，15155050的的两两种种或或两两种种以以上上混混合合材材料和适量石膏组成。料和适量石膏组成。第十一页，共57页。3.1.2 3.1.2 常用水泥的特性常用水泥的特性 硅硅酸酸盐盐水水泥泥中中即即使使有有混混合合材材料料，掺掺量量也也很很少少，因因此此硅酸盐水泥的特性基本上为水泥熟料所确

10、定硅酸盐水泥的特性基本上为水泥熟料所确定(qudng)(qudng)。(1)(1)水化凝结硬化快，强度高，尤其早期强度高水化凝结硬化快，强度高，尤其早期强度高第十二页，共57页。硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料中中各各矿矿物物单单独独(dnd)(dnd)与与水水作作用用，将发生如下水化反应：将发生如下水化反应：水化硅酸钙水化硅酸钙 氢氧化钙氢氧化钙 水化铝酸三钙水化铝酸三钙 水化铁酸钙水化铁酸钙 第十三页，共57页。水水泥泥(shun)(shun)加加水水拌拌和和后后，分分散散在在水水中中的的水水泥泥(shun)(shun)颗颗 粒粒 开开 始始 与与 水水 发发 生生 水水 化化 反反 应应，在

11、在 水水 泥泥(shun)(shun)颗颗粒粒表表面面逐逐渐渐形形成成水水化化物物膜膜层层，此此阶阶段段的的水水泥泥(shun)(shun)浆浆既既有有可可塑塑性性又又有有流流动动性性。随随着着水水化化反反应应的的发发展展，膜膜层层长长厚厚并并互互相相连连接接，浆浆体体逐逐渐渐失失去去流流动动性性，产产生生“初初凝凝”，继继 而而完完全全失失去去可可塑塑性性，并并开开始始产产生生结结构强度，即为构强度，即为“终凝终凝”。第十四页，共57页。水水化化反反应应的的进进一一步步发发展展，水水化化产产物物不不断断填填充充毛毛细细孔孔，水水泥泥浆浆体体逐逐渐渐转转变变为为具具有有一一定定强强度度的的水水

12、泥泥石石固固体体(gt)(gt)，即即为为“硬硬化化”。硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料四四种种主主要要矿矿物物中中，C3AC3A的的水水化化、凝凝结结和和硬硬化化很很快快。为为了了控控制制C3AC3A的的水水化化和和凝凝结结硬硬化化速速度度，就就必必须须在在水水泥泥中中掺掺入入适适量量石石膏膏。C3AC3A水水化化后后的的产产物物将将与与石石膏膏反反应应，在在 水水 泥泥 颗颗 粒粒 表表 面面 生生 成成 难难 溶溶 于于 水水 的的 钙钙 矾矾 石石(3CaOSiO23CAS0431H2O)(3CaOSiO23CAS0431H2O)，阻阻碍碍C3AC3A水水化化，从从而起到延缓水泥凝结的作用

13、。而起到延缓水泥凝结的作用。第十五页，共57页。不不过过，石石膏膏掺掺量量不不能能过过多多，否否则则会会使使水水泥泥浆浆在在硬硬化化后后继继续续生生成成过过氧氧钙钙矾矾石石而而造造成成的的水水泥泥的的体体积积安安定性不良。定性不良。硅硅酸酸盐盐水水泥泥中中C3SC3S的的含含量量高高，有有利利于于28d28d内内的的强强度度快快速速增增长长，同同时时较较多多的的C3AC3A也也有有益益于于水水泥泥石石1 13d3d或或稍稍长长时时间间内内的的强强度度增增长长。C2SC2S的的强强度度发发挥挥有有益益于于硅硅酸酸盐盐水水泥泥后后期期(huq)(huq)强强度度的的增增长长。因因此此，硅硅酸酸盐盐

14、水水泥泥适适宜宜配配制制高高强强混混凝凝土土及及适适用用于于要要求求早早期期强强度度高高的的混凝土。混凝土。第十六页，共57页。(2)水化热大 水泥(shun)的水化反应为放热反应，水化过程放出的热量称为水泥(shun)的水化热。硅酸盐水泥(shun)的C3S和C3A含量高，水化热大，放热周期长，一般水化3d的放热量约为总水化热的50，7d为75，3个月达90。硅酸盐水泥(shun)不宜在大体积工程中应用。第十七页，共57页。(3)耐腐蚀性差 硅酸盐水泥硬化后，在一般使用条件下有较高的耐久性。可是，在淡水、酸与酸性水和硫酸盐溶液等有害的环境介质中，则会发生各种物理化学作用，导致性能改变，强度降

15、低(jingd)，甚至破坏。引起整个工程结构的破坏。第十八页，共57页。如如果果水水泥泥石石长长期期处处于于流流水水或或压压力力流流水水作作用用下下，水水泥泥石石中中的的氢氢氧氧化化钙钙就就会会不不断断溶溶出出流流失失，氢氢氧氧化化钙钙减减少少到到一一定定程程度度，会会促促使使水水泥泥石石碱碱度度不不断断降降低低，其其他他水水化化产产物物将将分分解解或或被被溶溶解解，从从而而(cng(cng r)r)胶胶结结能能力力降降低低，强强度度不断下降，最终使水泥石发生破坏。不断下降，最终使水泥石发生破坏。第十九页，共57页。水水泥泥石石处处于于含含有有大大量量镁镁盐盐的的海海水水或或地地下下水水中中，

16、镁镁盐盐会会与与水水泥泥石石中中的的氢氢氧氧化化钙钙反反应应，生生成成松松软软无无胶胶凝凝力力的的氢氢氧氧化化镁镁，而而且且氢氢氧氧化化镁镁溶溶液液碱碱度度低低，导导致致水水化化产产物物不不稳稳定定而而离离解解，严严重重(ynzhng)(ynzhng)时时Mg2+Mg2+还还将将置置换换水水泥泥石石水水化化硅硅酸酸钙钙中中的的Ca2+Ca2+，使使之之胶胶凝凝性性能能极极大大地地降降低低。又又如如，工工业业废废水水或或地地下下水水中中的的各各类类无无机机酸酸或或有有机机酸酸，会会与与水水泥泥石石中中的的氢氢氧氧化化钙钙发发生生反反应应，生生成成物物溶溶于于水水使使钙离子流失，水化产物稳定性下降

17、。钙离子流失，水化产物稳定性下降。第二十页，共57页。水水泥泥石石受受侵侵蚀蚀破破坏坏(phui)(phui)的的另另一一种种典典型型现现象象，是是水水泥泥石石中中的的氢氢氧氧化化钙钙与与环环境境介介质质中中的的硫硫酸酸盐盐发发生生反反应应，生生成成硫硫酸酸钙钙，硫硫酸酸钙钙将将和和水水泥泥石石中中的的水水化化铝铝酸酸钙钙反反应应生生成成钙钙矾矾石石，钙钙矾矾石石比比原原体体积积增增加加1.51.5倍倍以以上上，因此会对水泥石造成极大的膨胀破坏因此会对水泥石造成极大的膨胀破坏(phui)(phui)作用。作用。第二十一页，共57页。产产生生水水泥泥石石腐腐蚀蚀的的根根本本原原因因：外外部部是是

18、存存在在侵侵蚀蚀介介质质；内内部部是是因因为为水水泥泥石石中中存存在在易易被被腐腐蚀蚀的的氢氢氧氧化化钙钙和和水水化化铝铝酸酸钙钙，以以及及水水泥泥石石本本身身不不密密实实(m(m shi)shi)，存存在在很很多多侵侵蚀蚀性性介介质质易易于于进进入入内内部部的的毛毛细细孔孔道道。从从而而使使Ca2+Ca2+流流失失，水水泥泥石石受受损损，胶胶结结力力降降低低；或或者者有膨胀性产物形成，引起胀裂破坏现象。有膨胀性产物形成，引起胀裂破坏现象。因因此此抗抗侵侵蚀蚀性性差差，不不宜宜在在有有腐腐蚀蚀性性介介质质的的环环境境中使用。中使用。第二十二页，共57页。(4)抗冻性好，干缩小 硅酸盐水泥中混合

19、材料的含量或为零或极少，同样强度(qingd)下所需水灰比较小，所以硅酸盐水泥硬化水泥石较致密，抗冻性优于其它常用水泥，干缩也较小。(5)耐热性差 硅酸盐水泥硬化水泥石的主要水化产物在高温下会发生脱水和分解，使结构遭到破坏。所以，其耐高温性较其它几种水泥差。第二十三页，共57页。3.1.2.2 3.1.2.2 普通水泥普通水泥 普普通通水水泥泥中中混混合合材材料料的的掺掺加加量量较较少少，其其矿矿物物组组成成(z(z chn)chn)的的比比例例仍仍与与硅硅酸酸盐盐水水泥泥相相似似，所所以以普普通通水水泥泥的的性性能能、应应用用范范围围与与同同强强度度等等级级的的硅硅酸酸盐盐水水泥泥相相近近。

20、与与硅硅酸酸盐盐水水泥泥相相比比，普普通通水水泥泥的的早早期期凝凝结结硬硬化化速速度度略略微微慢慢些些，3d3d强强度度稍稍低低，其其它它如如抗抗冻冻性性及及耐耐磨磨性性等等也也稍稍差差些。些。第二十四页，共57页。3.1.2.2 3.1.2.2 矿渣水泥矿渣水泥 (1)(1)矿矿渣渣水水泥泥加加水水后后的的水水化化分分两两步步进进行行(jnxng)(jnxng)：首首先先是是水水泥泥熟熟料料颗颗粒粒水水化化，接接着着矿矿渣渣受受熟熟料料水水化化时时析析出出的的Ca(OH)2Ca(OH)2及及外外掺掺石石膏膏的的激激发发，其其玻玻璃璃体体中中的的活活性性氧氧化化硅硅和和活活性性氧氧化化铝铝进进

21、入入溶溶液液，与与Ca(OH)2Ca(OH)2反反应应生生成成新新的的水水化化硅硅酸酸钙钙和和水水化化铝铝酸酸钙钙，因因为为石石膏膏存存在在，还还生生成成水化硫铝酸钙。水化硫铝酸钙。第二十五页，共57页。由由于于矿矿渣渣水水泥泥中中熟熟料料的的含含量量相相对对减减少少，而而且且水水化化分分两两步步进进行行，因因此此凝凝结结硬硬化化慢慢，早早期期(3d(3d，7d)7d)强强度度低低。但但二二次次反反应应后后生生成成的的水水化化硅硅酸酸钙钙凝凝胶胶逐逐渐渐增增多多(zn(zn du)du)，所所以以其其后后期期(28d(28d后后)强强度度发发展展较较快快，将将赶赶上上甚甚至至超超过过硅硅酸酸盐

22、盐水水泥泥。该该水水泥泥不不宜宜用用于于早早期强度要求较高的工程。期强度要求较高的工程。第二十六页，共57页。(2)(2)水化热小水化热小 矿矿渣渣水水泥泥中中熟熟料料的的减减少少，使使水水化化时时发发热热量量高高的的C3SC3S和和C3AC3A含含量量相相对对减减少少，故故水水化化热热较较低低，可可在在大大体体积积混混凝凝土工程中优先选用。土工程中优先选用。(3)(3)抗碳化能力较差抗碳化能力较差 由由于于二二次次水水化化反反应应的的发发生生(fshng)(fshng)，使使水水泥泥石石中中氢氢氧氧化化物物含含量量少少，碱碱度度低低，抗抗碳碳化化能能力力较较差差。一一般般不不用于热处理车间的

23、修建。用于热处理车间的修建。第二十七页，共57页。(4)(4)抗渗性差抗渗性差 干缩性较大干缩性较大 矿矿渣渣颗颗粒粒亲亲水水性性较较小小，故故矿矿渣渣水水泥泥保保水水性性较较差差，泌泌水水性性较较大大，容容易易在在水水泥泥石石内内部部形形成成(xngchng)(xngchng)毛毛细细通通道道，增增加加水水分分蒸蒸发发。因因此此，矿矿渣渣水水泥泥干干缩缩性性较较大大，抗抗渗渗性性、抗抗冻冻性性和和抗抗干干湿湿交交替替作作用用的的性性能能均均较较差差，不不宜宜用用于于有有抗抗渗渗要要求求的的混混凝凝土土工工程程中中。不不宜宜用用于严寒地区，尤其是严寒地区水位经常变动的部位。于严寒地区，尤其是严

24、寒地区水位经常变动的部位。第二十八页，共57页。(5)(5)耐热性好耐热性好 矿矿渣渣水水泥泥的的水水化化产产物物中中氢氢氧氧化化钙钙含含量量低低，而而且且矿矿渣渣本本身身是是水水泥泥的的耐耐火火掺掺料料，因因此此其其耐耐热热性性较较好；可用于高温环境及耐热混凝土工程中。好；可用于高温环境及耐热混凝土工程中。(6)(6)对对环环境境的的温温度度、湿湿度度条条件件(tiojin)(tiojin)较较为为敏感敏感 矿矿渣渣水水泥泥水水化化硬硬化化过过程程中中，对对环环境境的的温温度度、湿湿度度条条件件(tiojin)(tiojin)较较为为敏敏感感。故故适适于于蒸蒸汽汽养养护护的混凝土预制构件。的

25、混凝土预制构件。第二十九页，共57页。3.1.2.4 3.1.2.4 火山灰水泥火山灰水泥(shun)(shun)由由于于火火山山灰灰水水泥泥(shun)(shun)在在硬硬化化过过程程中中的的干干缩缩较较矿矿渣渣水水泥泥(shun)(shun)更更为为显显著著，在在干干热热环环境境中中易易产产生生干干缩缩裂裂缝缝。因因此此，使使用用时时须须加加强强养养护护，使使其其在在较较长长时时间间内内保保持持潮潮湿湿状状态态。不不宜宜用用于于长长期期处处于于干燥环境和水位变化区的混凝土工程。干燥环境和水位变化区的混凝土工程。火火山山灰灰水水泥泥(shun)(shun)颗颗粒粒较较细细，泌泌水水性性小小，

26、故故具具有有较较高高抗抗渗渗性性，宜宜用用于于有有抗渗要求的混凝土工程中。抗渗要求的混凝土工程中。第三十页，共57页。3.1.2.5 3.1.2.5 粉煤灰水泥粉煤灰水泥 粉粉煤煤灰灰水水泥泥的的主主要要特特点点是是干干缩缩性性较较小小，甚甚至至比比硅硅酸酸盐盐水水泥泥和和普普通通(ptng)(ptng)水水泥泥还还小小，因因而而抗抗裂裂性性较较好好。尤尤其其适适用用于于大大体体积积水水工工混混凝凝土土以以及及地地下下和和海海港港工工程程。另另外外，粉粉煤煤灰灰颗颗粒粒较较致致密密，故故吸吸水水少少，且且呈呈球球形形，所所以以粉粉媒媒灰灰水水泥泥的的需需水水量量小小，配制成的混凝土和易性较好。

27、配制成的混凝土和易性较好。第三十一页，共57页。3.1.2.6 3.1.2.6 复合水泥复合水泥 复复合合水水泥泥中中含含有有两两种种或或两两种种以以上上规规定定的的混混合合材材料料，因因此此复复合合水水泥泥的的特特性性与与其其所所掺掺混混合合材材料料的的种种类类、掺掺量量及及相相对对比比例例(bl)(bl)有有密密切切关关系系。总总体体上上其其特特性性与与矿矿渣渣水水泥泥、火火山山灰灰水水泥泥、粉粉煤煤灰灰水水泥泥有不同程度的相似之处。有不同程度的相似之处。第三十二页，共57页。3.1.3 3.1.3 影响常用水泥性能的因素影响常用水泥性能的因素 (1)(1)水泥组成成分的影响水泥组成成分的

28、影响 水水泥泥的的组组成成成成分分及及各各组组分分的的比比例例是是影影响响六六大大常常用用水水泥泥性性能能的的最最主主要要因因素素。例例如如，水水泥泥中中增增加加混混合合材材料料含含量量，减减少少熟熟料料含含量量，将将使使水水泥泥的的抗抗侵侵蚀蚀性性提提高高，水水化化热热降降低低(jingd)(jingd)，早早期期强强度度降降低低(jingd)(jingd)；水水泥泥中中提提高高C3SC3S、C3AC3A的的含含量量，将将使使水水泥泥的的凝凝结结硬硬化化加加快快，早早期期强强度度高高，同同时时水化热也大。水化热也大。第三十三页，共57页。(2)(2)水泥细度的影响水泥细度的影响 水水泥泥颗颗

29、粒粒越越细细，总总表表面面积积越越大大，与与水水的的接接触触面面积积也也大大，因因此此水水化化迅迅速速，凝凝结结硬硬化化也也相相应应增增快快，早早期期强强度度也也高高。但但水水泥泥颗颗粒粒过过细细，会会增增加加磨磨细细的的能能耗耗和和提提高高成成本本，且且不不宜宜久久存存，过过细细水水泥泥硬硬化化时时还会产生还会产生(chnshng)(chnshng)较大收缩。较大收缩。第三十四页，共57页。(3)(3)养护条件养护条件(温度、湿度温度、湿度)的影响的影响 水水泥泥是是水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料，所所以以其其水水化化、凝凝结结硬硬化化过过程程中中必必须须有有足足够够的的水水分分，养养护护期期

30、间间注注意意保保持持潮潮湿湿状状态，有利其早期强度的发展。态，有利其早期强度的发展。养养护护时时温温度度升升高高，水水泥泥的的水水化化加加快快，早早期期强强度度发发展展也也快快。当当环环境境温温度度接接近近或或低低于于OO，水水结结成成冰冰后后，会会导致水泥石冻裂导致水泥石冻裂(dn li)(dn li)，水泥的水化停止。，水泥的水化停止。第三十五页，共57页。(4)龄期的影响 水泥的强度是随龄期增长而增加的，实践证明，一般28d内强度发展较快，28d后显著减慢。(5)拌和用水量的影响 水泥用量不变的情况下，增加拌和用水量，会增加硬化水泥石中的毛细孔，使之强度下降。另外(ln wi)，增加拌和

31、用水量，会增加水泥的凝结时间。第三十六页，共57页。(6)(6)贮存条件的影响贮存条件的影响 贮贮存存不不当当，会会使使水水泥泥受受潮潮，颗颗粒粒表表面面发发生生水水化化而而结结块块，严严重重降降低低强强度度(qingd)(qingd)。即即使使良良好好的的贮贮存存，在在空空气气中中的的水水分分和和CO2CO2的的作作用用下下，也也会会发发生生缓缓慢慢水水化化和碳化。所以水泥的有效贮存期为和碳化。所以水泥的有效贮存期为3 3个月，不宜久存。个月，不宜久存。第三十七页，共57页。3.1.4 3.1.4 常用水泥的选用常用水泥的选用 根根据据上上述述六六大大常常用用水水泥泥的的特特性性(txng)

32、(txng)，针针对对各各类类建建筑筑工工程程的的工工程程性性质质、结结构构部部位位、施施工工要要求求和和使用环境条件等，可按照表使用环境条件等，可按照表3 33 3进行水泥的选用。进行水泥的选用。3.1.5 3.1.5 常用水泥的技术要求常用水泥的技术要求 根根据据国国家家标标准准GBl751999GBl751999，GBl3441999GBl3441999和和GBl29581999GBl29581999，对对六六大大常常用用水水泥泥的的主主要要技技术术性性质质要求如下要求如下:第三十八页，共57页。3.1.5.1 细度 细度是指水泥颗粒的粗细程度，它对水泥的性质有较大影响。国家标准规定(g

33、udng)：硅酸盐水泥的细度用透气式比表面积仪测定，要求其比表面积大于300m2kg；其它五类水泥的细度用筛析法，要求在O080mm方孔筛上的筛余不得超过10。第三十九页，共57页。3.1.5.2 3.1.5.2 凝结时间凝结时间 国国家家标标准准规规定定：六六大大常常用用水水泥泥的的初初凝凝时时间间均均不不得得(bu(bu de)de)早早于于45min45min；硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的终终凝凝时时间间不不得得(bu(bu de)de)迟迟于于6.5h6.5h；其它五类水泥的终凝时间不得；其它五类水泥的终凝时间不得(bu de)(bu de)迟于迟于10h10h。由由于于拌拌和和水水泥泥浆

34、浆时时的的用用水水量量多多少少，对对凝凝结结时时间间有有影影响响，测测试试水水泥泥凝凝结结时时间间时时必必须须采采用用标标准准稠稠度度用用水水量量，即即水水泥泥拌拌制成特定的塑性状态制成特定的塑性状态(标准稠度标准稠度)时所需的水量。时所需的水量。第四十页，共57页。3.1.5.3 3.1.5.3 体积安定性体积安定性 水水泥泥的的体体积积安安定定性性是是指指水水泥泥在在凝凝结结硬硬化化过过程程(guchng)(guchng)中中，体体积积变变化化的的均均匀匀性性。如如果果水水泥泥硬硬化化后后产产生生不不均均匀匀的的体体积积变变化化，会会使使水水泥泥混混凝凝土土构构筑筑物物产产生生膨膨胀胀性性

35、裂裂缝缝，降降低低建建筑筑工工程程质质量量，甚甚至至引引起起严严重重事事故故，即体积安定性不良。即体积安定性不良。第四十一页，共57页。引引起起水水泥泥体体积积安安定定性性不不良良的的原原因因，是是由由于于水水泥泥熟熟料料矿矿物物组组成成中中含含有有过过多多游游离离氧氧化化钙钙(f-CaO)(f-CaO)、游游离离氧氧化化镁镁(f-MgO)(f-MgO)，或或者者水水泥泥粉粉磨磨时时石石膏膏掺掺量量过过多多。f-CaOf-CaO和和f-MgOf-MgO是是在在高高温温下下生生成成的的，处处于于过过烧烧状状态态，水水化化很很慢慢，它它们们在在水水泥泥凝凝结结硬硬化化(ynghu)(ynghu)后

36、后还还在在慢慢慢慢水水化化并并产产生生体体积积膨膨胀胀，从从而而导导致致硬硬化化(ynghu)(ynghu)水水泥泥石石开开裂裂，而而过过量量的的石石膏膏会会与与已已固固化化的的水水化化铝铝酸酸钙钙作作用用，生生成成水水化化硫硫铝铝酸酸钙钙晶晶体体，产产生生体体积积膨膨胀胀，造造成成硬硬化化(ynghu)(ynghu)水泥石开裂。水泥石开裂。第四十二页，共57页。国国家家标标准准规规定定：由由游游离离氧氧化化钙钙引引起起的的水水泥泥体体积积(tj)(tj)安安定定性性不不良良可可采采用用沸沸煮煮法法检检验验。所所谓谓沸沸煮煮法法包包括括试试饼饼法法和和雷雷氏氏法法两两种种。当当试试饼饼法法和和

37、雷雷氏氏法法两两者者结论有矛盾时，以雷氏法为准。结论有矛盾时，以雷氏法为准。第四十三页，共57页。由由于于氧氧化化镁镁和和石石膏膏所所导导致致的的体体积积安安定定性性不不良良不不便便于于快快速速检检验验，水水泥泥出出厂厂时时，通通常常(tngchng)(tngchng)在在水水泥泥生生产产中中要要严严格格控控制制。国国家家标标准准规规定定：水水泥泥中中游游离离氧氧化化镁镁含含量量不不得得超超过过5.05.0，三三氧氧化化硫硫含含量量矿矿渣渣水水泥泥不不得得超超过过4.04.0，其它水泥不得超过其它水泥不得超过3.53.5。第四十四页，共57页。3.1.5.4 3.1.5.4 强度及强度等级强度

38、及强度等级 国国家家标标准准(biozhn)(biozhn)规规定定，采采用用软软练练胶胶砂砂法法测测定定水水泥泥强强度度。该该法法是是将将水水泥泥和和标标准准(biozhn)(biozhn)砂砂按按1:31:3混混合合，用用 水水 灰灰 比比 为为 0.50.5，按按 规规 定定 方方 法法 制制 成成 40mm40mm160mm40mm40mm160mm的的试试件件，带带模模在在湿湿气气中中养养护护24h24h后后，再再脱脱模模放放在在标标准准(biozhn)(biozhn)温温度度(201)(201)的的水水中中养养护护，分分别别测测定定3d3d和和28d28d抗抗压压强强度度和和抗抗折

39、折强强度度。根根据据测测定定结果可确定该水泥的强度等级。结果可确定该水泥的强度等级。第四十五页，共57页。国国家家标标准准规规定定：硅硅酸酸盐盐水水泥泥分分为为42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R、62.562.5、62.5R62.5R六六个个强强度度等等级级；其其它它五五种种水水泥泥分分为为32.532.5、32.5R32.5R、42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R六六个个强强度度等等级级。其其中中有有代代号号R R者者为为早早强强型型水水泥泥。各各强强度度等等级级的的六六大大(li(li d)d)常常用用水

40、水泥泥的的3d3d、28d28d强度均不得低于表强度均不得低于表3.43.4中的规定值。中的规定值。第四十六页，共57页。3.1.5.5 3.1.5.5 碱含量碱含量 碱碱含含量量是是指指水水泥泥中中Na2ONa2O和和K2OK2O的的含含量量。若若水水泥泥中中碱碱含含量量过过高高，遇遇到到有有活活性性的的骨骨料料，易易产产生生有有害害的的碱碱一一骨骨料料反反应应，造成工程造成工程(gngchng)(gngchng)危害。危害。国国家家标标准准规规定定：水水泥泥中中碱碱含含量量按按Na22ONa22O计计算算值值来来表表示示。若若使使用用活活性性骨骨料料，用用户户要要求求提提供供低低碱碱水水泥

41、泥时时，水水泥泥中中碱碱含含量不得大于量不得大于O.60O.60或由供需双方商定。或由供需双方商定。第四十七页，共57页。3.2 3.2 其它品种水泥其它品种水泥 3.2.1 3.2.1 高铝水泥高铝水泥 高高铝铝水水泥泥又又称称矾矾土土水水泥泥，是是以以铝铝矾矾土土和和石石灰灰石石为为原原料料，经经高高温温煅煅烧烧得得到到以以铝铝酸酸钙钙为为主主要要成成分分的的熟熟料料，经经磨磨细而成的水硬性胶凝材料，属于铝酸盐系列的水泥。细而成的水硬性胶凝材料，属于铝酸盐系列的水泥。高高铝铝水水泥泥的的主主要要矿矿物物成成分分为为铝铝酸酸一一钙钙(CaOAl203(CaOAl203，简简写写为为CA)CA

42、)和和二二铝铝酸酸一一钙钙(CaO2Al2(CaO2Al2 0303，简简写写为为CA2)CA2)，此外此外(cwi)(cwi)尚有少量硅酸二钙和其它铝酸盐。尚有少量硅酸二钙和其它铝酸盐。第四十八页，共57页。高高铝铝水水泥泥拌拌水水水水化化后后获获得得的的主主要要水水化化产产物物为为：CAH10 CAH10，C2AH8C2AH8和和铝铝胶胶(AH3)(AH3)，能能形形成成(xngchng)(xngchng)较为密实的水泥石。较为密实的水泥石。国国家家标标准准GB201-8lGB201-8l规规定定，高高铝铝水水泥泥的的细细度度要要求求为为0.080mm0.080mm方方孔孔筛筛筛筛余余不不

43、得得超超过过lOlO，其其初初凝凝不不得得早早于于40min40min，终终凝凝不不得得迟迟于于10h10h。高高铝铝水水泥泥的的强强度度要要求求见表见表3.53.5。第四十九页，共57页。高铝水泥的主要特性如下：高铝水泥的主要特性如下：(1)(1)快快凝凝早早强强，1d1d强强度度可可达达最最高高强强度度的的8080以上，后期强度增长以上，后期强度增长(zngzhng)(zngzhng)不显著。不显著。(2)(2)水水化化热热大大，且且放放热热量量集集中中，ldld内内即即可可放放出水化热总量的出水化热总量的70708080。(3)(3)抗硫酸盐性能很强，但抗碱性极差。抗硫酸盐性能很强，但抗

44、碱性极差。(4)(4)耐耐热热性性好好，高高铝铝水水泥泥混混凝凝土土在在13001300还还能保持约能保持约5353的强度。的强度。(5)(5)长期强度略有降低的趋势。长期强度略有降低的趋势。第五十页，共57页。高高铝铝水水泥泥主主要要用用于于紧紧急急军军事事工工程程、抢抢修修工工程程等等；也也可可用用于于配配制制耐耐热热混混凝凝土土，如如高高温温窑窑炉炉炉炉衬衬等等和和用用于于寒寒冷冷地地区区冬冬季季施施工工的的混混凝凝土土工工程程。高高铝铝水水泥泥不不宜宜用用于于大大体体积积混混凝凝土土工工程程，也也不不能能用用于于长长期期(chngq)(chngq)承承重重结结构构及及高高温温高高湿湿环

45、环境境中中的的工工程程。高高铝铝水水泥泥制制品品不不能能用用蒸蒸汽汽养养护护。此此外外，不不经经过过试试验验，高高铝铝水水泥泥不不得得与与硅硅酸酸盐水泥或石灰相混，以免引起闪凝和强度下降。盐水泥或石灰相混，以免引起闪凝和强度下降。第五十一页，共57页。3.2.2 3.2.2 膨胀水泥膨胀水泥(shun)(shun)通通常常，硅硅酸酸盐盐水水泥泥(shun)(shun)在在空空气气中中硬硬化化时时会会产产生生不不同同程程度度的的收收缩缩，从从而而导导致致水水泥泥(shun)(shun)混混凝凝土土构构件件内内部部产产生生微微裂裂缝缝，有有损损混混凝凝土土的的整整体体性性，同同时时使使混混凝凝土土

46、的的一一系系列列性性能能变变坏坏。然然而而，膨膨胀胀水水泥泥(shun)(shun)在在硬硬化化过过程程中中不不仅仅不不收收缩缩反反而而有有一一定定数数量量的的膨膨胀胀，可可以以克服或改善普通水泥克服或改善普通水泥(shun)(shun)混凝土的上述缺点。混凝土的上述缺点。第五十二页，共57页。根根据据膨膨胀胀水水泥泥的的基基本本组组成成，可可分分为为以以下下四四个个品种品种(pnzhng)(pnzhng)：(1)(1)硅硅酸酸盐盐膨膨胀胀水水泥泥 以以硅硅酸酸盐盐水水泥泥为为主主，外外加高铝水泥和石膏配制而成。加高铝水泥和石膏配制而成。(2)(2)铝铝酸酸盐盐膨膨胀胀水水泥泥 以以高高铝铝水

47、水泥泥为为主主，外外加加石膏配制而成。石膏配制而成。(3)(3)硫硫铝铝酸酸盐盐膨膨胀胀水水泥泥 以以无无水水硫硫铝铝酸酸钙钙和和硅硅酸二钙为主要成分，外加石膏配制而成。酸二钙为主要成分，外加石膏配制而成。(4)(4)铁铁铝铝酸酸钙钙膨膨胀胀水水泥泥 以以铁铁相相、无无水水硫硫铝铝酸酸钙和硅酸二钙为主要成分，外加石膏配制而成。钙和硅酸二钙为主要成分，外加石膏配制而成。第五十三页，共57页。以以上上四四种种膨膨胀胀水水泥泥的的膨膨胀胀都都源源于于水水泥泥石石中中所所形形成成的的钙钙矾矾石石的的膨膨胀胀。通通过过(tnggu)(tnggu)调调整整各各种种组组成成的的配配合合比例，就可得到不同膨胀

48、值的膨胀水泥。比例，就可得到不同膨胀值的膨胀水泥。膨膨胀胀水水泥泥适适用用于于配配制制收收缩缩补补偿偿混混凝凝土土，用用于于构构件件的的接接缝缝及及管管道道接接头头，混混凝凝土土结结构构的的加加固固和和修修补补，防防渗渗堵漏工程，机器底座及地脚螺丝的固定等。堵漏工程，机器底座及地脚螺丝的固定等。第五十四页，共57页。由由于于膨膨胀胀水水泥泥的的膨膨胀胀，会会在在限限制制(xinzh)(xinzh)条条件件下下使使水水泥泥混混凝凝土土受受到到压压应应力力，即即所所谓谓的的自自应应力力。因因此此，按按自自应应力力大大小小，膨膨胀胀水水泥泥可可分分为为两两类类：自自应应力力值值大大于于或或等等于于2

49、.0MPa2.0MPa时时，称称为为自自应应力力水水泥泥；自自应应力力值值小小于于2.0MPa2.0MPa，则则为为膨膨胀胀水水泥泥。自自应应力力水水泥泥适适用用于制造自应力钢筋混凝土压力管及其配件。于制造自应力钢筋混凝土压力管及其配件。第五十五页，共57页。3.2.3 3.2.3 白色和彩色硅酸盐水泥白色和彩色硅酸盐水泥 3.2.3.1 3.2.3.1 白色硅酸盐水泥白色硅酸盐水泥 白白色色水水泥泥的的主主要要矿矿物物组组成成仍仍是是硅硅酸酸盐盐，只只是是水水泥泥中着色物质的含量极少。中着色物质的含量极少。白白色色水水泥泥的的性性能能与与硅硅酸酸盐盐水水泥泥基基本本相相同同。根根据据国国家家

50、标标准准GB20159 GB20159 1 1规规定定：白白色色水水泥泥的的细细度度要要求求为为O.080mmO.080mm方方孔孔筛筛筛筛余余量量不不得得超超过过1010；其其初初凝凝时时间间(shjin)(shjin)不不得得早早于于45min45min，终终凝凝时时间间(shjin)(shjin)不不得得迟于迟于12h12h；强度符合表；强度符合表3.63.6要求。要求。第五十六页，共57页。3.2.3.2 3.2.3.2 彩色彩色(cis)(cis)硅酸盐水泥硅酸盐水泥 生生产产彩彩色色(cis)(cis)硅硅酸酸盐盐水水泥泥有有三三种种方方法法：一一是是在在水水泥泥生生料料中中混混入