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1、会计学1水泥水泥(shun)素材素材第一页，共82页。专业专业(zhuny)定义定义n水泥水泥(shun)：指加水拌和成塑性浆：指加水拌和成塑性浆后，能胶结砂、石等适当材料并能在后，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。料。n 土木建筑工程通常采用的水泥土木建筑工程通常采用的水泥(shun)主要有：硅酸盐水泥主要有：硅酸盐水泥(shun)、普通硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(shun)、矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥(shun)、火山灰质、火山灰质硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)、粉煤灰硅酸盐、粉煤灰硅酸盐水泥水泥(shun)等品种。等品种。
2、第2页/共82页第二页，共82页。n n水硬性：粉末状水泥与水泥混合后，水硬性：粉末状水泥与水泥混合后，经过一系列复杂的物理化学反应，经过一系列复杂的物理化学反应，可由可塑性浆体变成坚硬的石状体，可由可塑性浆体变成坚硬的石状体，将散粒材料胶结成整体，这一过程将散粒材料胶结成整体，这一过程是水化在水环境是水化在水环境(hunjng)(hunjng)下完成下完成的，同时可以在水中更好的保持石的，同时可以在水中更好的保持石状体的概念。状体的概念。n n所以，水泥是一种水硬性胶凝材料。所以，水泥是一种水硬性胶凝材料。第3页/共82页第三页，共82页。胶凝材料的发展史大致胶凝材料的发展史大致胶凝材料的发
3、展史大致胶凝材料的发展史大致(dzh)(dzh)(dzh)(dzh)可分为三个历可分为三个历可分为三个历可分为三个历史时期史时期史时期史时期n n石石石石膏膏膏膏石石石石灰灰灰灰时时时时期期期期：公公公公元元元元前前前前20003000200030002000300020003000年年年年，利利利利用用用用生生生生石石石石灰灰灰灰和和和和锻锻锻锻烧烧烧烧石石石石膏膏膏膏的砂浆，的砂浆，的砂浆，的砂浆，埃及金字塔和中国的万里长城。埃及金字塔和中国的万里长城。埃及金字塔和中国的万里长城。埃及金字塔和中国的万里长城。n n石石石石灰灰灰灰火火火火山山山山灰灰灰灰时时时时期期期期：公公公公元元元元初
4、初初初18181818世世世世纪纪纪纪，石石石石灰灰灰灰中中中中加加加加入入入入火火火火山山山山灰灰灰灰，其其其其强强强强度与抗水性都比石灰度与抗水性都比石灰度与抗水性都比石灰度与抗水性都比石灰石膏有所提高，石膏有所提高，石膏有所提高，石膏有所提高，古罗马圣庙建筑。古罗马圣庙建筑。古罗马圣庙建筑。古罗马圣庙建筑。n n水水水水泥泥泥泥时时时时期期期期：以以以以前前前前的的的的、都都都都是是是是气气气气硬硬硬硬性性性性胶胶胶胶凝凝凝凝材材材材料料料料，而而而而1796179617961796年年年年，利利利利用用用用天天天天然然然然水水水水泥泥泥泥岩岩岩岩（含含含含粘粘粘粘土土土土成成成成分分分
5、分的的的的石石石石灰灰灰灰石石石石）制制制制造造造造的的的的“罗罗罗罗马马马马水水水水泥泥泥泥”，开开开开始始始始有有有有水水水水硬硬硬硬性性性性胶胶胶胶凝凝凝凝材材材材料料料料，而而而而水水水水泥泥泥泥岩岩岩岩分分分分布布布布不不不不广广广广。所所所所以以以以，1824182418241824年年年年英英英英国国国国泥泥泥泥瓦瓦瓦瓦工工工工Jose-Jose-Jose-Jose-phAspdin phAspdin phAspdin phAspdin 发发发发明明明明(fmng)(fmng)(fmng)(fmng)泥泥泥泥特特特特兰兰兰兰水水水水泥泥泥泥，也也也也即即即即硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐
6、盐水水水水泥泥泥泥，而而而而1838183818381838年年年年约约约约翰逊首先将水泥的锻烧的关键：适当的配料和温度加以明确。翰逊首先将水泥的锻烧的关键：适当的配料和温度加以明确。翰逊首先将水泥的锻烧的关键：适当的配料和温度加以明确。翰逊首先将水泥的锻烧的关键：适当的配料和温度加以明确。n n1890189018901890年唐山水泥厂是第一个在中国建成的水泥厂。年唐山水泥厂是第一个在中国建成的水泥厂。年唐山水泥厂是第一个在中国建成的水泥厂。年唐山水泥厂是第一个在中国建成的水泥厂。第4页/共82页第四页，共82页。第一节第一节 硅酸盐水泥硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、凡由硅酸盐水泥熟料、
7、05石灰石或石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥在国际上分为硅酸盐水泥在国际上分为(fn wi)两两种类型：种类型：不掺混合材的称不掺混合材的称I型硅酸盐水泥，其代型硅酸盐水泥，其代号为号为P.I；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺入不超过水在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺入不超过水泥质量泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称料的称II型硅酸盐水泥，其代号为型硅酸盐水泥，其代号为.II。第5页/共82页第五页，共82页。一一.硅酸盐水泥的生产硅酸盐水泥的生产 生产硅酸盐
8、水泥的原料，主生产硅酸盐水泥的原料，主要是石灰质和粘土质两类原料。为要是石灰质和粘土质两类原料。为了补充铁质及改善煅烧条件，还可了补充铁质及改善煅烧条件，还可加入适量铁粉、萤石等。加入适量铁粉、萤石等。生产水泥的基本工序可以概生产水泥的基本工序可以概括为：括为：“两磨一烧两磨一烧”：先将原材料：先将原材料破碎破碎(p su)(p su)并按其化学成分配料并按其化学成分配料后，在球磨机中研磨为生料。后，在球磨机中研磨为生料。然后入窑锻烧至部分熔融，然后入窑锻烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的水泥熟所得以硅酸钙为主要成分的水泥熟料，配以适量的石膏及混合材料在料，配以适量的石膏及混合材料在球磨机
9、中研磨至一定细度，即得到球磨机中研磨至一定细度，即得到硅酸盐水泥。硅酸盐水泥。第6页/共82页第六页，共82页。第7页/共82页第七页，共82页。第8页/共82页第八页，共82页。第9页/共82页第九页，共82页。第10页/共82页第十页，共82页。立窑立窑旋窑旋窑水泥熟料水泥熟料生料生料水泥熟料水泥熟料生生料料第11页/共82页第十一页，共82页。二二.硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成为硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成为:（）硅酸三钙（）硅酸三钙 硅酸三钙的化学成分为硅酸三钙的化学成分为3ai2，其简写为，其简写为3S。它是硅酸。它是硅酸盐水泥熟料中
10、最主要的矿物成分，约占水泥盐水泥熟料中最主要的矿物成分，约占水泥熟料总量的熟料总量的3660。硅酸三钙遇水后能够很快与水产生水化反应，硅酸三钙遇水后能够很快与水产生水化反应，并产生较多的水化热。并产生较多的水化热。它对促进水泥的凝结硬化它对促进水泥的凝结硬化(ynghu)，特，特别是对水泥别是对水泥37天内的早期强度以及后期强天内的早期强度以及后期强度都起主要作用。度都起主要作用。第12页/共82页第十二页，共82页。）硅酸二钙）硅酸二钙 硅酸二钙的化学成分为硅酸二钙的化学成分为2ai2，其简写为，其简写为C2S，约占水泥熟料总量，约占水泥熟料总量的的1537。硅酸二钙遇水后反应较慢，水化热也
11、。硅酸二钙遇水后反应较慢，水化热也较低。它不影响水泥的凝结，对水泥的后期强度起主较低。它不影响水泥的凝结，对水泥的后期强度起主要作用。要作用。（）铝酸三钙（）铝酸三钙 铝酸三钙的化学成分是铝酸三钙的化学成分是3CaOAl2O3，其简写为，其简写为C3，约占水泥熟料总量的，约占水泥熟料总量的7 15。铝酸三钙遇水后反应极快，产生的热量铝酸三钙遇水后反应极快，产生的热量(rling)大而且很集中。铝酸三钙对水泥的凝结起主导作用，大而且很集中。铝酸三钙对水泥的凝结起主导作用，但其水化产物强度较低，主要对水泥的早期强度有所但其水化产物强度较低，主要对水泥的早期强度有所贡献。贡献。第13页/共82页第十
12、三页，共82页。（）铁铝酸四钙（）铁铝酸四钙铁铝酸四钙的化学成分为铁铝酸四钙的化学成分为:CaOAl2O3Fe2O3，其简写为，其简写为4AF，约占水泥熟料总量的，约占水泥熟料总量的1018。铁铝酸四钙遇水时水化反应也很快，水铁铝酸四钙遇水时水化反应也很快，水化热较低，水化产物的强度不高，化热较低，水化产物的强度不高，对水泥石的抗压强度贡献不大，主要对对水泥石的抗压强度贡献不大，主要对抗抗(dukng)折强度贡献较大。折强度贡献较大。第14页/共82页第十四页，共82页。3.3.硅酸盐水泥的水化硅酸盐水泥的水化 硅酸盐水泥遇水后，水泥中的各种矿硅酸盐水泥遇水后，水泥中的各种矿物成分会很快发生水
13、化反应物成分会很快发生水化反应(fnyng)(fnyng)，生成各种水化物。生成各种水化物。硅酸三钙硅酸三钙 水水 水化硅酸钙水化硅酸钙 氢氧化钙氢氧化钙 硅酸硅酸(u sun)二钙二钙 水水 水化硅酸水化硅酸(u sun)钙钙 氢氧化钙氢氧化钙 铝酸三钙铝酸三钙 水水水化铝酸三钙水化铝酸三钙 铁铝酸四钙铁铝酸四钙 水水 水化铝酸三钙水化铝酸三钙 水化水化铁酸钙铁酸钙第15页/共82页第十五页，共82页。硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)熟料矿物组熟料矿物组分分n n矿物名称矿物名称矿物名称矿物名称 化学成分化学成分化学成分化学成分 缩写缩写缩写缩写(suxi)(suxi)符号符号符号符号 含含
14、含含量量量量n n硅酸三钙硅酸三钙硅酸三钙硅酸三钙 3CaOSiO2 C3S 44 3CaOSiO2 C3S 446262n n硅酸二钙硅酸二钙硅酸二钙硅酸二钙 2CaOSiO2 C2S 18 2CaOSiO2 C2S 183030n n铝酸三钙铝酸三钙铝酸三钙铝酸三钙 3CaOAl2O3 C3A 5 3CaOAl2O3 C3A 51212n n铁铝酸四钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙 4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF 10 4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF 101818n n其中，硅酸三钙和硅酸二钙为强度组分，铝酸三钙和其中，硅酸三钙和硅酸二钙为强度组分，铝酸三钙和其中，硅酸三钙
15、和硅酸二钙为强度组分，铝酸三钙和其中，硅酸三钙和硅酸二钙为强度组分，铝酸三钙和铁铝酸四钙为熔剂组分。铁铝酸四钙为熔剂组分。铁铝酸四钙为熔剂组分。铁铝酸四钙为熔剂组分。n n其他还有少部分其他还有少部分其他还有少部分其他还有少部分f-CaOf-CaO、f-MgOf-MgO及玻璃体等及玻璃体等及玻璃体等及玻璃体等第16页/共82页第十六页，共82页。水泥中的石膏也很快与水化铝酸钙反应生成难水泥中的石膏也很快与水化铝酸钙反应生成难溶的水化硫铝酸钙针状结晶体，也称为钙矾石溶的水化硫铝酸钙针状结晶体，也称为钙矾石晶体：晶体：水化硫铝酸钙（钙矾石）水化硫铝酸钙（钙矾石）经过上述水化反应后，水泥浆中不断增加
16、的水经过上述水化反应后，水泥浆中不断增加的水化产物化产物(chnw)主要有：主要有：水化硅酸钙水化硅酸钙(50%)、氢氧化钙氢氧化钙(25%)、水化铝酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙及水化铁酸钙及水化硫铝酸钙等新生矿物。水化硫铝酸钙等新生矿物。第17页/共82页第十七页，共82页。4.4.硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结和硬化 水泥加水拌合后的剧烈水化反应，一方水泥加水拌合后的剧烈水化反应，一方面使水泥浆中起润滑作用的自由水分逐渐减面使水泥浆中起润滑作用的自由水分逐渐减少；少；同时，水化产物在溶液中很快达饱和或过饱同时，水化产物在溶液中很快达饱和或过饱和状态而不断析出，水泥颗粒表面的新生物和
17、状态而不断析出，水泥颗粒表面的新生物厚度逐渐增大，使水泥浆中固体颗粒间的间厚度逐渐增大，使水泥浆中固体颗粒间的间距逐渐减小，越来越多的颗粒相互连接形成距逐渐减小，越来越多的颗粒相互连接形成(xngchng)(xngchng)了骨架结构。了骨架结构。此时，水泥浆便开始慢慢失去可塑性，表现此时，水泥浆便开始慢慢失去可塑性，表现为水泥的初凝。为水泥的初凝。第18页/共82页第十八页，共82页。|由于铝酸三钙由于铝酸三钙(C3A)水化极快，会使水泥很快水化极快，会使水泥很快凝结，为减缓凝结，水泥中加入了适量的石膏。凝结，为减缓凝结，水泥中加入了适量的石膏。石膏的缓凝分析：石膏的缓凝分析：|1、水泥加入
18、石膏后，一旦铝酸三钙开始水化，、水泥加入石膏后，一旦铝酸三钙开始水化，石膏会与水化铝酸三钙反应生成针状的钙矾石。石膏会与水化铝酸三钙反应生成针状的钙矾石。|2、钙矾石很难溶解于水，可以、钙矾石很难溶解于水，可以(ky)形成形成一层保护膜覆盖在水泥颗粒的表面，从而阻碍一层保护膜覆盖在水泥颗粒的表面，从而阻碍了铝酸三钙的水化，阻止了水泥颗粒表面水化了铝酸三钙的水化，阻止了水泥颗粒表面水化产物的向外扩散，降低了水泥的水化速度，使产物的向外扩散，降低了水泥的水化速度，使水泥的初凝时间得以延缓。水泥的初凝时间得以延缓。第19页/共82页第十九页，共82页。|当掺入水泥的石膏消耗殆尽时，水泥颗粒表面的当掺
19、入水泥的石膏消耗殆尽时，水泥颗粒表面的钙矾石覆盖层一旦被水泥水化物的积聚钙矾石覆盖层一旦被水泥水化物的积聚(jj)物物所胀破，铝酸三钙等矿物的再次快速水化得以继续所胀破，铝酸三钙等矿物的再次快速水化得以继续进行，水泥颗粒间逐渐相互靠近，直至连接形成骨进行，水泥颗粒间逐渐相互靠近，直至连接形成骨架。水泥浆的塑性逐渐消失，直到终凝。架。水泥浆的塑性逐渐消失，直到终凝。|随着水化产物的不断增加，水泥颗粒之间的毛细随着水化产物的不断增加，水泥颗粒之间的毛细孔不断被填实，加之水化产物中的氢氧化钙晶体、孔不断被填实，加之水化产物中的氢氧化钙晶体、水化铝酸钙晶体不断贯穿于水化硅酸钙等凝胶体之水化铝酸钙晶体不
20、断贯穿于水化硅酸钙等凝胶体之中，逐渐形成了具有一定强度的水泥石，从而进入中，逐渐形成了具有一定强度的水泥石，从而进入了硬化阶段。了硬化阶段。|水化产物的进一步增加，水分的不断丧失，使水水化产物的进一步增加，水分的不断丧失，使水泥石的强度不断发展。泥石的强度不断发展。第20页/共82页第二十页，共82页。随着水泥水化的不断进行，水泥浆结随着水泥水化的不断进行，水泥浆结构内部孔隙不断被新生水化物填充和加构内部孔隙不断被新生水化物填充和加固的过程，称为水泥的固的过程，称为水泥的“凝结凝结”。随后产生明显的强度随后产生明显的强度(qingd)并逐并逐渐变成坚硬的人造石渐变成坚硬的人造石水泥石，这一水泥
21、石，这一过程称为水泥的过程称为水泥的“硬化硬化”。实际上，水泥的水化过程很慢，较粗实际上，水泥的水化过程很慢，较粗水泥颗粒的内部很难完全水化。水泥颗粒的内部很难完全水化。因此，硬化后的水泥石是由晶体、胶体、因此，硬化后的水泥石是由晶体、胶体、未完全水化颗粒、游离水及气孔等组成未完全水化颗粒、游离水及气孔等组成的不均质体。的不均质体。第21页/共82页第二十一页，共82页。影响水泥影响水泥(shun)(shun)凝结硬化的主要因素凝结硬化的主要因素 （）矿物组成（）矿物组成 不同矿物成分和水起反应时所表现不同矿物成分和水起反应时所表现出来的特点是不同的，如出来的特点是不同的，如C3AC3A水化速
22、率最水化速率最快，放热量最大而强度不高；快，放热量最大而强度不高；C2S C2S水化速率最慢，放热量最少，早水化速率最慢，放热量最少，早期强度低，后期强度增长迅速等。期强度低，后期强度增长迅速等。因此，改变水泥因此，改变水泥(shun)(shun)的矿物组的矿物组成，其凝结硬化情况将产生明显变化。成，其凝结硬化情况将产生明显变化。水泥水泥(shun)(shun)的矿物组成是影响水泥的矿物组成是影响水泥(shun)(shun)凝结硬化的最重要的因素。凝结硬化的最重要的因素。第22页/共82页第二十二页，共82页。（）水泥浆的水灰比（）水泥浆的水灰比 水泥浆的水灰比是指水泥浆中水泥浆的水灰比是指水
23、泥浆中水与水泥的质量之比。水与水泥的质量之比。当水泥浆中加水较多时，水灰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比较大，此时水泥的初期水化反应得以充分进行；得以充分进行；但是水泥颗粒间原来被水隔开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，所以骨架结构所需的凝结时间长，所以水泥浆凝结较慢。水泥浆凝结较慢。水泥浆的水灰比较大时，多余水泥浆的水灰比较大时，多余(duy)(duy)的水分蒸发后形成的孔隙较的水分蒸发后形成的孔隙较多多,造成水泥石的强度较低，造成水泥石的强度较低，因此水泥浆的水灰比过大时，会因此水泥浆的
24、水灰比过大时，会明显降低水泥石的强度。明显降低水泥石的强度。第23页/共82页第二十三页，共82页。（3 3）石膏掺量）石膏掺量 石膏起缓凝作用的机理可解释为：石膏起缓凝作用的机理可解释为：水泥水泥(shun)(shun)水化时，石膏能很快与铝水化时，石膏能很快与铝酸三钙作用生成水化硫铝酸钙（钙矾石）酸三钙作用生成水化硫铝酸钙（钙矾石），钙矾石很难溶解于水，它沉淀在水泥，钙矾石很难溶解于水，它沉淀在水泥(shun)(shun)颗粒表面上形成保护膜，从而颗粒表面上形成保护膜，从而阻碍了铝酸三钙的水化反应，控制了水阻碍了铝酸三钙的水化反应，控制了水泥泥(shun)(shun)的水化反应速度，延缓了
25、凝的水化反应速度，延缓了凝结时间。结时间。（4 4）水泥）水泥(shun)(shun)的细度的细度 在矿物组成相同的条件下，水泥在矿物组成相同的条件下，水泥(shun)(shun)磨得愈细，水泥磨得愈细，水泥(shun)(shun)颗粒颗粒平均粒径小，比表面积大，水化时与水平均粒径小，比表面积大，水化时与水的接触面大，水化速度快，相应地水泥的接触面大，水化速度快，相应地水泥(shun)(shun)凝结硬化速度就快，早期强度凝结硬化速度就快，早期强度就高。就高。第24页/共82页第二十四页，共82页。（5 5）环境温度和湿度）环境温度和湿度在适当温度条件下，水泥的水化、凝结和硬化速在适当温度条件
26、下，水泥的水化、凝结和硬化速度较快。反应产物增长较快，凝结硬化加速，水度较快。反应产物增长较快，凝结硬化加速，水化热较多。化热较多。相反，温度降低，则水化反应减慢，强度增长变相反，温度降低，则水化反应减慢，强度增长变缓。但高温养护往往导致缓。但高温养护往往导致(dozh)(dozh)水泥后期强度水泥后期强度增长缓慢，甚至下降。增长缓慢，甚至下降。水的存在是水泥水化反应的必要条件。当环境湿水的存在是水泥水化反应的必要条件。当环境湿度十分干燥时，水泥中的水分将很快蒸发，以致度十分干燥时，水泥中的水分将很快蒸发，以致水泥不能充分水化，硬化也将停止；反之，水泥水泥不能充分水化，硬化也将停止；反之，水泥
27、的水化将得以充分进行，强度正常增长。的水化将得以充分进行，强度正常增长。（6 6）龄期（时间）龄期（时间）水泥的凝结硬化是随时间延长而渐进的过程，只水泥的凝结硬化是随时间延长而渐进的过程，只要温度、湿度适宜，水泥强度的增长可持续若干要温度、湿度适宜，水泥强度的增长可持续若干年。年。第25页/共82页第二十五页，共82页。硅酸盐水泥的主要技硅酸盐水泥的主要技术术(jsh)性能性能n1 1密度：一般在密度：一般在3.053.23.053.2间，其测试注意间，其测试注意(zh y)(zh y)介质。与密度有关的因素：介质。与密度有关的因素：c3S=3.25,c2S=3.28,c3A=3.04,c3S
28、=3.25,c2S=3.28,c3A=3.04,C4M=3.71C4M=3.71n存放时间越长，密度下降，这是因为水泥中存放时间越长，密度下降，这是因为水泥中的的f-CaO(=3.34)f-CaO(=3.34)吸水及吸收吸水及吸收CO2CO2，变成，变成Ca(OH)2Ca(OH)2甚至甚至CaCO3(=2.23,=2.7)CaCO3(=2.23,=2.7)n水泥欠烧比重小，过烧比重大水泥欠烧比重小，过烧比重大n表现密度：表现密度：13001300左右，粉磨越细，表观密度左右，粉磨越细，表观密度越小。越小。第26页/共82页第二十六页，共82页。n n2 2细度（分散度）细度（分散度）n n水水
29、 泥泥 的的 细细 度度 是是 表表 示示 水水 泥泥 磨磨 细细 的的 程程 度度(chngd)(chngd)或分泥分散度的指标。或分泥分散度的指标。n n水泥细度的测试有两种方法：水泥细度的测试有两种方法：n n筛筛分分法法（水水筛筛法法或或干干筛筛法法），我我国国多多用用0.080(80nm)0.080(80nm)的的方方孔孔筛筛进进行行水水筛筛或或干干筛筛，以以其其筛筛余余百百分分数数表表征征细细度度，一一般般筛筛余余量量12%C3SC4AFC2SC3AC3SC4AFC2S第30页/共82页第三十页，共82页。（）标准稠度（）标准稠度(chu d)用水量用水量稠度稠度(chu d)是水
30、泥浆达到一定流动度是水泥浆达到一定流动度时的需水量。时的需水量。国家标准规定检验水泥的凝结时间和体国家标准规定检验水泥的凝结时间和体积安定性时需用积安定性时需用“标准稠度标准稠度(chu d)”的水泥净浆。的水泥净浆。“标准稠度标准稠度(chu d)”是人为规定的稠是人为规定的稠度度(chu d)，其用水量采用水泥标准稠，其用水量采用水泥标准稠度度(chu d)测定仪测定。测定仪测定。硅酸盐水泥的标准稠度硅酸盐水泥的标准稠度(chu d)用水量用水量一般在一般在2128之间。之间。第31页/共82页第三十一页，共82页。n n泌水性与保水性泌水性与保水性n n在在拌拌制制水水泥泥浆浆以以及及砂
31、砂浆浆、砼砼时时，为为保保证证必必要要的的和和易易性性，往往往往加加入入比比标标准准稠稠度度用用水水量量多的水。多的水。n n但但是是，水水泥泥由由于于自自重重的的原原因因，有有可可能能下下沉沉，而而余余水水则则向向上上移移动动被被析析出出，从从而而使使浆浆体体分分层层，从从而而影影响响强强度度及及耐耐久久性性等等。（这这一一现现象象即即称称为为泌水性）泌水性）n n与与之之有有关关(yugun)(yugun)的的是是保保水水性性：此此时时余余水水不不会会析析出出，但但当当在在真真空空抽抽吸吸时时能能析析出出，这种现象称为保水性。这种现象称为保水性。第32页/共82页第三十二页，共82页。n减
32、少泌水性的措施：减少泌水性的措施：n增加水泥细度。增加水泥细度。n增加增加C3A含量含量(hnling)。n掺入混合材。掺入混合材。n在工程中应杜绝的现象：在工程中应杜绝的现象：n砌砌筑筑砂砂浆浆要要求求保保水水性性好好，决决不不能能泌泌水水，否否则则砌砌体体很很快快吸吸收收浆浆体体中中的的水水分分，从从而而降降低低砂砂浆浆的的塑塑性性和粘结性，影响砌体的整体性。和粘结性，影响砌体的整体性。n离离心心法法生生产产砼砼制制品品时时，不不能能用用泌水性大的水泥。泌水性大的水泥。第33页/共82页第三十三页，共82页。（3）凝结时间）凝结时间水泥从加水开始到失去其流动性，即从液体状态发展水泥从加水开
33、始到失去其流动性，即从液体状态发展到较致密的固体状态的过程称为水泥的凝结过程。这到较致密的固体状态的过程称为水泥的凝结过程。这个过程所需要的时间称为凝结时间。个过程所需要的时间称为凝结时间。凝结时间分初凝时间和终凝时间。凝结时间分初凝时间和终凝时间。初凝时间为水泥加水拌和至标准稠度的净浆完全失去初凝时间为水泥加水拌和至标准稠度的净浆完全失去可塑性所需的时间。可塑性所需的时间。终凝时间为水泥加水拌和至标准稠度的净浆完全失去终凝时间为水泥加水拌和至标准稠度的净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。可塑性并开始产生强度所需的时间。国家标准规定，水泥的凝结时间是以标准稠度的水泥国家标准规定，水泥的
34、凝结时间是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度净浆，在规定温度(wnd)及湿度环境下用水泥净浆及湿度环境下用水泥净浆凝结时间测定仪测定。凝结时间测定仪测定。第34页/共82页第三十四页，共82页。n n硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐水水水水泥泥泥泥标标标标准准准准规规规规定定定定，初初初初凝凝凝凝不不不不得得得得早早早早于于于于45min45min，终终终终凝凝凝凝不不不不迟迟迟迟于于于于6h30min6h30min。其它水泥不同。其它水泥不同。其它水泥不同。其它水泥不同n n影响水泥凝结的因素：影响水泥凝结的因素：影响水泥凝结的因素：影响水泥凝结的因素：n n矿物矿物矿物矿物(kungw)(kungw
35、)组分，组分，组分，组分，C3AC3A越高，凝结越快。越高，凝结越快。越高，凝结越快。越高，凝结越快。n n水泥细度。水泥细度。水泥细度。水泥细度。n n环境温、湿度。环境温、湿度。环境温、湿度。环境温、湿度。n n缓凝组分：缓凝组分：缓凝组分：缓凝组分：n na.a.石膏。石膏。石膏。石膏。n nb.b.缓凝剂及促凝剂。缓凝剂及促凝剂。缓凝剂及促凝剂。缓凝剂及促凝剂。n nC.C.矿物矿物矿物矿物(kungw)(kungw)掺合料。（特别是掺合料。（特别是掺合料。（特别是掺合料。（特别是FAFA）第35页/共82页第三十五页，共82页。（）体积安定性（）体积安定性水泥浆体硬化后体积变化的均匀
36、性称为水泥浆体硬化后体积变化的均匀性称为水泥的体积安定性。即水泥硬化浆体能水泥的体积安定性。即水泥硬化浆体能保持一定形状，不开裂，不变形，不溃保持一定形状，不开裂，不变形，不溃散的性质。散的性质。体积安定性不良的水泥应作废品处理，体积安定性不良的水泥应作废品处理，不得应用于工程不得应用于工程(gngchng)中，否中，否则将导致严重后果。则将导致严重后果。第36页/共82页第三十六页，共82页。n n体积体积(tj)(tj)安定性不良原因：安定性不良原因：n n熟熟料料中中的的f-CaOf-CaO太太多多控控制制方方法：沸煮法测定。法：沸煮法测定。n n熟料中的熟料中的f-MgOf-MgO太多
37、太多5.0%5.0%。n n掺入的石膏太多掺入的石膏太多3.5%3.5%。第37页/共82页第三十七页，共82页。体积体积(tj)(tj)安定性安定性n n、：一一一一般般般般是是是是由由由由于于于于熟熟熟熟料料料料烧烧烧烧结结结结时时时时温温温温度度度度高高高高于于于于石石石石灰灰灰灰烧烧烧烧结结结结时时时时的的的的温温温温度度度度，熟熟熟熟料料料料中中中中的的的的f-CaOf-CaOf-CaOf-CaO和和和和f-MgOf-MgOf-MgOf-MgO成成成成死死死死烧烧烧烧状状状状态态态态，而而而而过过过过熟熟熟熟的的的的f-Caf-Caf-Caf-Ca与与与与f-Mgf-Mgf-Mgf-
38、Mg熟熟熟熟化化化化慢慢慢慢，待待待待水水水水泥泥泥泥凝凝凝凝结结结结酸酸酸酸化化化化后后后后还还还还在在在在熟熟熟熟化化化化，导导导导致致致致水水水水泥泥泥泥石石石石体体体体积积积积(tj)(tj)(tj)(tj)安安安安定定定定性性性性不不不不良良良良。（熟化后体积（熟化后体积（熟化后体积（熟化后体积(tj)(tj)(tj)(tj)膨胀，水泥石开裂）膨胀，水泥石开裂）膨胀，水泥石开裂）膨胀，水泥石开裂）n n：主主主主要要要要是是是是由由由由于于于于过过过过量量量量的的的的石石石石膏膏膏膏与与与与C3AC3AC3AC3A的的的的水水水水化化化化物物物物水水水水化化化化铝铝铝铝酸酸酸酸钙钙钙
39、钙反反反反应应应应，生生生生成成成成高高高高硫硫硫硫型型型型水水水水化化化化硫硫硫硫酸酸酸酸钙钙钙钙，体体体体积积积积(tj)(tj)(tj)(tj)膨胀膨胀膨胀膨胀1.51.51.51.5倍，也引起水泥石开裂。倍，也引起水泥石开裂。倍，也引起水泥石开裂。倍，也引起水泥石开裂。n n安安安安定定定定性性性性测测测测试试试试：饼饼饼饼法法法法雷雷雷雷化化化化法法法法。主主主主要要要要是是是是促促促促使使使使f-f-f-f-CaOCaOCaOCaO熟化）熟化）熟化）熟化）第38页/共82页第三十八页，共82页。熟料中所含游离氧化钙或氧化镁都是过烧的，结构熟料中所含游离氧化钙或氧化镁都是过烧的，结构
40、致密，水化很慢。加之被熟料中其它成分所包裹，致密，水化很慢。加之被熟料中其它成分所包裹，使得其在水泥已经硬化后才进行熟化，生成六方板使得其在水泥已经硬化后才进行熟化，生成六方板状的状的Ca(OH)2晶体，这时体积膨胀晶体，这时体积膨胀97以上，从而以上，从而导致不均匀体积膨胀，使水泥石开裂导致不均匀体积膨胀，使水泥石开裂(ki li)。当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，残余石膏与水当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，残余石膏与水化铝酸钙继续反应生成钙矾石，体积增大约化铝酸钙继续反应生成钙矾石，体积增大约1.5倍，倍，从而导致水泥石开裂从而导致水泥石开裂(ki li)。游离游离(yul)氧化钙、游离氧
41、化钙、游离(yul)氧化镁或掺入石膏过多氧化镁或掺入石膏过多等原因的因素等原因的因素第39页/共82页第三十九页，共82页。（5 5）强度）强度强度是评价硅酸盐水泥质量的又一个重要强度是评价硅酸盐水泥质量的又一个重要指标。水泥的强度是按照指标。水泥的强度是按照GB/T17961-GB/T17961-19991999水泥胶砂强度检验方法（水泥胶砂强度检验方法（ISOISO）法）法的标准方法制作的水泥胶砂试件，在的标准方法制作的水泥胶砂试件，在201201温度的水中，养护到规定龄期时检温度的水中，养护到规定龄期时检测的强度值。测的强度值。其中标准试件尺寸为其中标准试件尺寸为4cm4cm16cm4c
42、m4cm16cm，胶，胶砂中水泥与标准砂之比为砂中水泥与标准砂之比为 1 1：3 3（W/C=0.5W/C=0.5），标准试验龄期分别为），标准试验龄期分别为 d d和和28d28d分别检验其抗压强度和抗折强度。分别检验其抗压强度和抗折强度。按照测定结果，将硅酸盐水泥分为按照测定结果，将硅酸盐水泥分为42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R、62.562.5、62.5R62.5R六个强六个强度等级度等级(dngj)(dngj)。各等级各等级(dngj)(dngj)硅酸盐水泥在不同龄期的硅酸盐水泥在不同龄期的强度要求。强度要求。第40页/共82页第四十页，共
43、82页。n7.7.强度与水泥标号强度与水泥标号n强强度度是是材材料料在在外外力力荷荷载载作作用用下下，材材料料抵抵抗抗破破坏坏的的能能力力。（水水泥泥硬硬化化以以后石的强度）后石的强度）n水水泥泥强强度度与与矿矿物物组组分分和和水水泥泥细细度度关关系明显系明显(mngxin)(mngxin)。n水泥细度。水泥细度。n水灰比。水灰比。n矿矿物物组组分分：C3SC3S早早强强与与后后期期强强度度都都高高，而而C2SC2S早早期期强强度度较较低低，后后期期增增长长快快，一一年年后后可可能能超超过过C3SC3S，C4AFC4AF和和C3AC3A早早强强都都较较高高，但但后后期期无无增长。增长。n环境条
44、件。环境条件。第41页/共82页第四十一页，共82页。n8 8水化热水化热n产产生生的的原原因因：水水化化放放热热反反应应(fn r fn yng)(fn r fn yng)。n矿矿物物组组分分放放热热速速度度不不同同：C3AC3SC4AFC2SC3AC3SC4AFC2S。n影影响响水水化化热热的的因因素素：总总的的放放热热量量一一样样，但但可可以以控控制制放放热速度。热速度。n大大体体积积禁禁用用硅硅酸酸盐盐水水泥泥，普硅也应控制使用。普硅也应控制使用。n水水化化热热利利用用自自养养护护温温度：度：第42页/共82页第四十二页，共82页。n消除水化热不利影响措施：消除水化热不利影响措施：n低
45、热水泥、低热水泥、n冷却导流浇注温度冷却导流浇注温度(wnd)(wnd)、n养护等。养护等。第43页/共82页第四十三页，共82页。水泥水泥(shun)(shun)的碱含量的碱含量n n若使用活性骨料，用户要求若使用活性骨料，用户要求(yoqi)提供低碱水泥。提供低碱水泥。n n水泥中含有较多的强碱物水泥中含有较多的强碱物Na2O或或 K2O时，时，容易发生不良反应对结构容易发生不良反应对结构造成危害。因而国家标准规定，水造成危害。因而国家标准规定，水泥中的碱含量按泥中的碱含量按Na2O+0.658K2O计计算值表示不得大于算值表示不得大于0.6%。第44页/共82页第四十四页，共82页。1.
46、1.水泥石体积水泥石体积(tj)(tj)的变化的变化n化化学学收收缩缩：水水泥泥在在水水化化过过程程，由由水水泥泥熟熟料料水水化化成成水水化产物，由于这一过程产生的收缩叫化学收缩。化产物，由于这一过程产生的收缩叫化学收缩。n原原因因：水水泥泥水水化化后后的的固固相相体体体体积积比比水水化化前前大大，虽虽然然如如此此，就就整整个个水水泥泥-水水体体系系来来讲讲，体体积积反反而而有有的的减减少少，其其原原因因是是主主要要原原因因是是水水化化前前体体系系体体积积包包括括固固、液相，虽然反应生成物固相增大，但总体积减小。液相，虽然反应生成物固相增大，但总体积减小。n对于硅酸盐水泥来讲，每对于硅酸盐水泥
47、来讲，每100g100g的缩减总量为的缩减总量为79ml79ml。n矿矿 物物 组组 分分(zfn)(zfn)化化 学学 缩缩 减减 不不 同同：C3AC4AFC3SC2SC3AC4AFC3SC2S。第45页/共82页第四十五页，共82页。n n2干缩（失水收缩）干缩（失水收缩）n n3碳碳化化收收缩缩：当当空空气气中中有有适适当当的的湿湿度度时时，CO2+H2O会会引引起起水水泥泥石石收收缩缩CO2+H2O与与Ca(OH)2不不断断(bdun)作作用用。CO2与与水水化化物物发发生置换反应，而发生碳化收缩。生置换反应，而发生碳化收缩。n n4.自干燥收缩自干燥收缩低水胶比下低水胶比下 第46
48、页/共82页第四十六页，共82页。7.7.水泥石的腐蚀水泥石的腐蚀7.1 7.1 水泥石腐蚀的方式水泥石腐蚀的方式（）软水侵蚀（）软水侵蚀 水泥石长期接触软水时，会使水泥石水泥石长期接触软水时，会使水泥石中的氢氧化钙不断被溶出，当水泥石中游中的氢氧化钙不断被溶出，当水泥石中游离的氢氧化钙减少到一定程度时，水泥石离的氢氧化钙减少到一定程度时，水泥石中的其它含钙矿物也可能分解和溶出，从中的其它含钙矿物也可能分解和溶出，从而导致水泥石结构的强度降低，甚至破坏。而导致水泥石结构的强度降低，甚至破坏。当水泥石处于软水环境时，特别当水泥石处于软水环境时，特别(tbi)(tbi)是处于流动的软水环境中时，水
49、泥被软水是处于流动的软水环境中时，水泥被软水侵蚀的速度更快。侵蚀的速度更快。第47页/共82页第四十七页，共82页。（）一般酸的腐蚀（）一般酸的腐蚀 工程结构处于工程结构处于(chy)各种酸性介各种酸性介质中时，酸性介质易与水泥石中的氢氧质中时，酸性介质易与水泥石中的氢氧化钙反应，其反应产物可能溶于水中而化钙反应，其反应产物可能溶于水中而流失，流失，或发生体积膨胀造成结构物的局部被胀或发生体积膨胀造成结构物的局部被胀裂，破坏了水泥石的结构。裂，破坏了水泥石的结构。其基本化学反应式为：其基本化学反应式为：第48页/共82页第四十八页，共82页。）碳酸的腐蚀）碳酸的腐蚀(fsh)雨水及地下水中常溶
50、有较多的二氧化碳，形雨水及地下水中常溶有较多的二氧化碳，形成了碳酸。碳酸水先与水泥石中的氢氧化钙成了碳酸。碳酸水先与水泥石中的氢氧化钙反应，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸钙，反应，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸钙，碳酸钙再与碳酸反应生成可溶性的碳酸氢钙，碳酸钙再与碳酸反应生成可溶性的碳酸氢钙，并随水流失，从而破坏了水泥石的结构。其并随水流失，从而破坏了水泥石的结构。其腐蚀腐蚀(fsh)反应过程为：反应过程为：第49页/共82页第四十九页，共82页。（）硫酸盐的腐蚀（）硫酸盐的腐蚀当环境中含有硫酸盐的水渗入到水泥石结构中时，当环境中含有硫酸盐的水渗入到水泥石结构中时，会与水泥石中的氢氧化钙反应生