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1、3.3.水水 泥泥1.水泥-是一种水硬性胶凝材料。2.水泥“建筑业的粮食：cement 第1页/共63页3.3.水泥的种类水泥的种类我国我国90%90%为硅酸盐水泥。为硅酸盐水泥。按其性能和用途，硅酸盐水泥有如下分类硅酸盐系列铝酸盐系列硫铝酸盐系列第2页/共63页硅酸盐系列水泥类型硅酸盐系列水泥类型第3页/共63页3.1.3.1.常用水泥常用水泥我国常用水泥的主要品种有1.硅酸盐水泥：P.IP2.2.普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 (简称普通水泥，代号简称普通水泥，代号)3.3.矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥 (矿渣水泥，代号矿渣水泥，代号)4.4.火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥 (火山灰水
2、泥火山灰水泥.).)5.5.粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥 (简称粉煤灰水泥简称粉煤灰水泥.).)6.6.复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥 (简称复合水泥，简称复合水泥，)第4页/共63页第5页/共63页第6页/共63页3.1.1.3.1.1.常用水泥的生产常用水泥的生产熟料烧成和磨制硅酸盐系列水泥成品。3.1.1.1.3.1.1.1.水泥熟料的烧成水泥熟料的烧成石灰石；粘土(粘土、页岩)；少量铁矿粉等；少量的石膏-掺合(1).原料：磨细-煅烧第7页/共63页硅酸盐水泥主要生产流程硅酸盐水泥主要生产流程第8页/共63页第9页/共63页磨细熟料：磨细熟料：熟料出窑后,应在仓库中存放10-15天，使
3、之完全冷却,然后然后将其与2%-5%的石膏及应掺的混合材料应掺的混合材料一起磨细，磨细的水泥熟料再储存一段时间后经检验，包装成成品。第10页/共63页(2).(2).硅酸盐水泥熟料主要矿物组成：硅酸盐水泥熟料主要矿物组成：硅酸三钙(3CaOSiO2)（C3S）硅酸二钙(2CaOSiO2)（C2S）铝酸三钙(3CaOAl2O3)（C2A）铁铝酸四钙(4CaOAl2O3Fe2O3)（C4AF）其中70%为硅酸三钙和硅酸二钙。第11页/共63页成分成分CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgO,SO3,TiO2,P2O5,K2O,Na2O含量含量62-67%20-24%4-7%5-6%5%(3).水泥
4、熟料的主要化学成分(一般以氧化物表示)第12页/共63页矿物名称矿物名称简写简写矿物特性矿物特性水泥中的含量水泥中的含量强度发展强度发展水水化化热热耐耐化化学学腐腐蚀蚀能能力力干干缩缩普普通通水水泥泥低热低热水泥水泥早早强强水水泥泥超超早早强强水水泥泥耐硫耐硫酸盐酸盐水泥水泥早期早期后期后期3CaOSiO 2C3S大大大大中中中中中中52416568572CaOSiO 2C2S小小大大小小稍稍大大小小2434105233CaOAi2O3 C3A大大小小大大小小大大968924CaOAi2O3Fe2O3C4AF小小中中小小大大小小969813熟料成分对水泥性能的影响第13页/共63页.C.C3
5、3S S含量,可得高强硅酸盐水泥；.C.C3 3S S和C C3 3A A含量,可得快硬硅酸盐水泥.C.C3 3S S和C C3 3A A含量、C C2 2S S,可得低热或中热硅酸盐水泥.(4).(4).四种矿物的比例对水泥性质的影响四种矿物的比例对水泥性质的影响第14页/共63页第15页/共63页水泥制品原材料类型1.水泥熟料由石灰石、粘土、铁矿粉煅烧而成.2.石膏（1）.二水石膏CaSO42HO2CaSO4（2）.无水石膏CaSO43.1.1.2.3.1.1.2.磨制水泥成品磨制水泥成品水泥熟料石膏混合材料C3SC2SC2AC4AF活性非活性第16页/共63页3.3.混合材料混合材料（1
6、 1）.活性混合材料：活性混合材料：指那些与石灰、石膏指那些与石灰、石膏或硅酸盐水泥一起，加水拌，加水拌和后和后发生水化反应，能形成水硬性胶凝材料能形成水硬性胶凝材料的混合材的混合材料。料。常用的活性混合材料有常用的活性混合材料有高炉矿渣高炉矿渣、火山灰质混合火山灰质混合材料材料和和粉煤灰粉煤灰等。等。活性成分主要是活性Al2O3和活性SiO2，第17页/共63页（2 2）.非活性混合材料：非活性混合材料：是指不具活性或活性甚低不具活性或活性甚低或天然的矿物质，如石英砂、石灰石、粘土石英砂、石灰石、粘土及不符合质量标准的活性混合材料。它们掺入水泥中仅起调节水泥性质，降低水化热与强度等级仅起调节
7、水泥性质，降低水化热与强度等级和增加产量增加产量的作用。第18页/共63页混合料分类混混合合料料活性活性混合料混合料粉化高炉矿渣粉化高炉矿渣火山灰质混合材料火山灰质混合材料粉煤灰粉煤灰非活性非活性混合料混合料石灰石石灰石,石英石英,矿物材料矿物材料第19页/共63页六大常用水泥是如何配制的？六大常用水泥是如何配制的？(1).(1).硅酸盐水泥：硅酸盐水泥：portlandcement .I型，代号为PI-不掺混合料 .型，代号P.-掺混合料5%。第20页/共63页不同水泥成分比例水泥名称水泥名称字母代号字母代号水泥熟料水泥熟料()掺混合料掺混合料石膏石膏%硅酸盐水泥硅酸盐水泥P.I100025
8、P.955普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥PO9485615矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥P.S80302070火山灰硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥PP80502050粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥PF80602040复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥PC85501550第21页/共63页火山灰质材料小知识火山灰质材料小知识指天然的或人工的以SiOSiO、AlOAlO为主要成分的矿物材料，本身磨细加水拌和并不硬化，但与气硬性石灰混合后，再加水拌和，则不但能在空气中硬化，而且能在水中继续硬化的材料。如自然：沸石及凝灰岩、硅藻土及硅藻石、火山灰等。人工：煤矸石、烧页岩、烧粘土、煤渣、硅质渣等。第22页/共63页
9、3.1.2.1.3.1.2.1.硅酸盐水泥的特性硅酸盐水泥的特性 硅酸盐水泥的特性基本上为水泥熟料所确定。硅酸盐水泥的特性基本上为水泥熟料所确定。（1 1）水化凝结硬化快，强度高（尤其早期）水化凝结硬化快，强度高（尤其早期）原因原因？第23页/共63页(1).(1).水化凝结硬化快，强度高水化凝结硬化快，强度高(2(2）.水化热大水化热大(3).(3).耐腐蚀性差耐腐蚀性差(4).(4).抗冻性好，干缩小抗冻性好，干缩小(5).(5).耐热性差耐热性差硅酸盐水泥特点第24页/共63页硅酸盐水泥的水化、凝结、硬化硅酸盐水泥的水化、凝结、硬化水化水化无水有水，低含水高含水，统称为水化。凝结凝结初凝
10、终凝。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），这一过程称为硬化。第25页/共63页熟料中矿物与水作用均发生水化反应：熟料中矿物与水作用均发生水化反应：2 2（3CaO3CaOSiOSiO2）+6H+6H2O O 3CaO3CaO2SiO2SiO23H3H2O+3O+3Ca(OH)Ca(OH)2 2 2 2（2CaO2CaOSiOSiO2）+4H+4H2O O 3CaO3CaO2SiO2SiO23H3H2O+O+Ca(OH)Ca(OH)2 2 3CaOAl2O3+6H2O3CaOAl2O36H2OC3S水化硅酸钙C2SC3A水化铝酸钙氢氧化钙水化硅酸钙第26页/共63页硅酸三钙
11、硅酸二钙铝酸三钙铝酸四钙故硅酸盐水泥适宜配制高强混凝土及适用于早期强度高的混凝土。第27页/共63页（2 2）.水化热大水化热大原因原因-因C3S和C3A含量高，水化热大，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。故硅酸盐水泥不宜在大体积工程中应用。故硅酸盐水泥不宜在大体积工程中应用。第28页/共63页(3).(3).耐腐蚀性差耐腐蚀性差抗侵蚀性在六大常用水泥中是最差。原因原因-熟料含量高，水化产物中氢氧化钙氢氧化钙和水化水化铝酸钙铝酸钙的含量多，使水泥石处于一定的碱度碱度中，会随介质变化而变化，故抗侵蚀性差。不宜在有腐蚀性介质的环境中使用。不宜在有腐蚀性介质的环境中使
12、用。第29页/共63页(4).(4).抗冻性好，干缩小抗冻性好，干缩小 原因原因-混合材料的量没有或极少，所需水灰比较小，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).(5).耐热性差耐热性差第30页/共63页3.1.2.2.3.1.2.2.普通水泥普通水泥 Ordinaryportlandcement普通水泥的特点-与前相似1.混合材料的掺加量较少;2.强度等级比硅酸盐水泥有少量的差异3.早期硬化速度略微慢些第31页/共63页秦岭水泥-袋P.O32.5R 普通硅酸盐水泥品 种:普通硅酸盐水泥 标 号:袋 价 格:308元/吨产品简介：第32页/共63页普通水泥的技术性能与强度
13、要求普通水泥的技术性能与强度要求标号标号抗压强度抗压强度(Mpa)抗折强度抗折强度(Mpa)3d28d3d28d32512.032.52.55.5425425R16.021.042.542.53.54.06.56.5525525R21.026.052.552.54.05.07.07.0625625R27.031.062.562.55.05.58.08.0分325、425、425R、525、525R、625、625R七个标号 第33页/共63页3.1.2.3.3.1.2.3.矿渣水泥矿渣水泥Portlandblastfurnace-slagcement/portlandslagcement/简写
14、PBA什么是矿渣水泥？什么是矿渣水泥？定义：代号为PS，简称矿渣水泥，熟料含量比硅酸盐水泥少些，掺粒化高炉矿渣为20%70%第34页/共63页(1).(1).水化热低水化热低-大体积砼中可优先选大体积砼中可优先选用用(2).(2).抗侵蚀性及抗酸侵蚀性能力较强。(3).(3).保水性差，保水性差，泌水性较大，故抗渗性差。(4).(4).耐热性发好；耐热性发好；(5).(5).适用于蒸气养护；适用于蒸气养护；矿渣水泥特点第35页/共63页(2).熟料的减少，使水化时发热量高的C3S和C3A含量相对减少，故水化热较低，可在大体积混凝土工程中优先选用。(3).矿渣水泥水化产物中氢氧化钙含量少，碱度低
15、，抗碳化能力较差，但抗侵蚀性及抗硫酸盐侵蚀的能力较强。第36页/共63页(4).矿渣颗粒亲水性较小，故矿渣水泥保水性较差，泌水性较大，容易在水泥石内部形成毛细通道，增加水分蒸发。因此，矿渣水泥干缩性较大，抗渗性、抗冻性和抗干湿交替作用的性能均较差，不宜用于有抗渗要求的混凝土工程中。第37页/共63页(5).矿渣本身是耐火掺料故其耐热性较好，可用于耐热混凝土工程中。(6).矿渣水泥水化硬化过程中，对环境的温度、湿度条件较为敏感。在湿热条件下强度发展很快，故适于采用蒸汽养护。第38页/共63页适用工程类型：适用工程类型：除用于地面工程外，特别适用于地下和水中的一般砼和大体积砼结构以及蒸汽养护的砼构
16、件，也适用于一般抗硫酸盐侵蚀的工程。第39页/共63页3.1.2.4.3.1.2.4.火山灰水泥火山灰水泥掺火山灰质混合材料是水泥质量20%50%；火山灰和矿渣水泥在性能方面有许多共同点：1.1.水化反应分两步进行（同粉煤灰相似）；水化反应分两步进行（同粉煤灰相似）；2.2.早期强度低，早期强度低，后期强度增长率较大；后期强度增长率较大；3.3.水化热低，耐蚀性强，抗冻性差，易碳化水化热低，耐蚀性强，抗冻性差，易碳化等等.火山灰水泥颗粒较细，泌水性小，具有较高抗渗性，宜用于有抗渗要求的混凝土工宜用于有抗渗要求的混凝土工程中。程中。第40页/共63页3.1.2.5.3.1.2.5.粉煤灰水泥粉煤
17、灰水泥 flyashcement掺粉煤灰混合材料是水泥质量的20%40%；粉煤灰-火山灰质混合材料，其水化硬化过程及许多性能与火山灰水泥极为相似.粉煤灰水泥的主要特点：1.干缩性较小，因而抗裂性较好。2.粉煤灰颗粒较致密，故吸水少-需水量小配制成的混凝土和易性较好。第41页/共63页问题解答一、问答题1.为何粉煤灰水泥的干缩性小于火山灰水泥？解答：解答：粉煤灰多为表面致密的圆形颗粒，而火山灰是表面多孔形状不规则的颗粒。一般粉煤灰多为表面致密的圆形颗粒，而火山灰是表面多孔形状不规则的颗粒。一般来说，在水泥浆体达到相同的流动度时，后者的需水量较多，使硬化后的水泥石干缩较大。来说，在水泥浆体达到相同
18、的流动度时，后者的需水量较多，使硬化后的水泥石干缩较大。第42页/共63页扬子石化粉煤灰开发有限公司第43页/共63页3.1.2.6.3.1.2.6.复合水泥复合水泥掺有两种或两种以上规定的混合材，掺量在15%、而50%复合水泥中含有两种或两种以上规定的混合材料，因此复合水泥的特性与其所掺混合材料的种类、掺量及相对比例有密切关系。总体上其特性与矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥有不同程度的相似之处。第44页/共63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水泥组成成分水泥组成成分水泥的细度水泥的细度养护条件养护条件(温度、湿度温度、湿度)龄期龄期用水量用水量贮存条件贮
19、存条件影响水泥性能的因素第45页/共63页水泥的主要技术指标水泥的主要技术指标.细度:方孔筛筛余量不得超过15%.标准稠度用水量:一般在24%-30%之间.凝结时间:初凝45min,终凝6.5h.强度和标号:分别测3天,7天,28天的抗折和抗压强度值确定水泥标号.体积安定性:限定 f-CaO,f-MgO 和 SO3的含量以确保水泥安定性良好.密度3，一般取3.1,堆积密度：1.3 g/cm3第46页/共63页3.1.4.3.1.4.常用水泥的选用常用水泥的选用3.1.5 3.1.5 常用水泥的技术要求常用水泥的技术要求3.1.5.1细度细度是指水泥颗粒的粗细程度；3.1.5.2凝结时间（1）.
20、标准规定：初凝时间不得早于45min；硅酸盐水泥终凝时间不得迟于；其它水泥不得迟于10h。第47页/共63页例如：某施工队使用以煤渣掺量为例如：某施工队使用以煤渣掺量为例如：某施工队使用以煤渣掺量为例如：某施工队使用以煤渣掺量为30303030的火山灰水的火山灰水的火山灰水的火山灰水泥铺筑路面，见图泥铺筑路面，见图泥铺筑路面，见图泥铺筑路面，见图4-14-14-14-1。使用两年后，表面耐磨性差，。使用两年后，表面耐磨性差，。使用两年后，表面耐磨性差，。使用两年后，表面耐磨性差，已出现露石，且表面有微裂缝。按已出现露石，且表面有微裂缝。按已出现露石，且表面有微裂缝。按已出现露石，且表面有微裂缝
21、。按JTJ 012JTJ 012JTJ 012JTJ 01294949494公路公路公路公路混凝土路面设计规范混凝土路面设计规范混凝土路面设计规范混凝土路面设计规范，对于水泥混凝土路面，对于水泥混凝土路面，对于水泥混凝土路面，对于水泥混凝土路面，“水水水水泥可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐泥可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐泥可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐泥可采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和道路硅酸盐水泥。中等及轻交通的路面，也可以采用矿渣硅酸盐水泥。中等及轻交通的路面，也可以采用矿渣硅酸盐水泥。中等及轻交通的路面，也可以采用矿渣硅酸盐水泥。中等及轻交通的路
22、面，也可以采用矿渣硅酸盐水泥。水泥。水泥。水泥。”火山灰水泥铺筑路面是选用水泥不当。火山灰水泥铺筑路面是选用水泥不当。火山灰水泥铺筑路面是选用水泥不当。火山灰水泥铺筑路面是选用水泥不当。第48页/共63页（2 2）.水泥凝结时间的影响因素：水泥凝结时间的影响因素：.熟料矿物中的铝酸三钙含量，石膏含量；.水泥细度；.水灰比；.凝结时的温度；.混合材的掺量，外加剂；第49页/共63页3.1.5.3.3.1.5.3.体积安定性体积安定性1.体积安定性？体积安定性？水泥水泥硬化后硬化后因体因体积膨膨胀而而产生生不均匀不均匀变形形 的性的性质。是体是体积安定性不良的水泥安定性不良的水泥应作作废品品处理理
23、。(1).(1).熟料中含熟料中含游离氧化游离氧化钙(f-CaO)过多；多；2.原因原因:(2).(2).熟料中含游离氧化熟料中含游离氧化镁(f-MaO)过多多；(3).(3).石膏石膏过多；多；第50页/共63页3.3.安定性的测定方法安定性的测定方法-沸煮法：沸煮法：（1 1）.试饼法试饼法将标准稠度水泥净浆做成试饼，沸煮3h后，若用肉眼观察未发现裂纹，用直尺检查没有弯曲现象，则称为安定性合格。（2 2）.雷氏法雷氏法标准还规定，当试饼法和雷氏法两者结论有矛盾时，以雷氏法为准。第51页/共63页3.1.5.4.3.1.5.4.强度及强度等级强度及强度等级水泥强度测定方法：水泥强度测定方法：
24、将水泥和标准砂按1：3混合用水灰比为，按规定方法制成40mm40mm160mm的试件，带模在湿气中养护24h后，再脱模放在标准温度(20土1)的水中养护。分别测定3d和28d抗压强度和抗折强度。第52页/共63页第53页/共63页第54页/共63页第55页/共63页国家标准规定：硅酸盐水泥分为、六个强度等级；其它五种水泥分为：、六个等级。代号代号R R为早强型水泥为早强型水泥。第56页/共63页标号标号抗压强度抗压强度(Mpa)抗折强度抗折强度(Mpa)3d28d3d28d425R22.042.54.06.5525525R23.027.052.552.54.05.07.07.0625625R2
25、8.032.062.562.55.05.58.08.0725R37.072.56.08.5水泥的强度与标号第57页/共63页3.1.5.5.3.1.5.5.含碱量含碱量 碱含量-指水泥中Na2O和K2O的含量。国标规定：国标规定：水泥中碱含量按Na2O十2O计算值来表示。水泥中碱的含碱量0.6%国标还规定：国标还规定：以上五项水泥的主要技术质量要求中，凡以上五项水泥的主要技术质量要求中，凡氧化镁、氧化镁、三氧化硫、安定性三氧化硫、安定性(即即fCaO)fCaO)、初凝时间、初凝时间中任一项不中任一项不符合标准规定时，均为符合标准规定时，均为废品废品。其它要求任一项不符合标准规定时为其它要求任一
26、项不符合标准规定时为不合格品不合格品。第58页/共63页32其它品种水泥(自学)3.2.1.高铝水泥3.2.2.膨胀水泥3.2.3.白色和彩色硅酸盐水泥第59页/共63页问答题问答题2测定水泥凝结时间和安定性前为何必须作水泥标准稠度用水量？解答：水泥的凝结时间安定性与水泥浆的水灰比有关。水泥的凝结时间安定性与水泥浆的水灰比有关。用水量过多，凝结时间反而延长。用水量过多，凝结时间反而延长。而当水泥安定性界于合格与不合格之间时，加大而当水泥安定性界于合格与不合格之间时，加大水灰比，则水泥的安定性表现为合格。故先测定水泥水灰比，则水泥的安定性表现为合格。故先测定水泥标准稠度用水量，以相同的条件来测定
27、水泥的凝结时标准稠度用水量，以相同的条件来测定水泥的凝结时间与安定性。间与安定性。第60页/共63页3某住宅工程工期较短，现有强度等级同为硅酸盐水泥和矿渣水泥可选用。从有利于完成工期的角度来看，选用哪种水泥更为有利。答：相同强度等级的硅酸盐水泥与矿渣水泥其相同强度等级的硅酸盐水泥与矿渣水泥其28 d28 d强强度指标是相同的，但度指标是相同的，但3d3d的强度指标是不同的。的强度指标是不同的。矿渣水泥的矿渣水泥的3 3天抗压强度、抗折强度低于同强度等天抗压强度、抗折强度低于同强度等级的硅酸盐水泥，硅酸盐水泥早期强度高，若其它性级的硅酸盐水泥，硅酸盐水泥早期强度高，若其它性能均可满足需要，从缩短
28、工程工期来看选用硅酸盐水能均可满足需要，从缩短工程工期来看选用硅酸盐水泥更为有利。泥更为有利。第61页/共63页4.某工地需使用微膨胀水泥，但刚好缺此产品,请问可以采用哪些方法予以解决？答：若有石膏，可多掺石膏粉于普通硅酸盐水泥中，若有石膏，可多掺石膏粉于普通硅酸盐水泥中，水化可形成较多的钙矾石而产生微膨胀，加入量应作水化可形成较多的钙矾石而产生微膨胀，加入量应作试验，且必须搅拌均匀。试验，且必须搅拌均匀。二、选择题1水泥熟料中水化速度最快，28d水化热最大的是。AC3SBC2SCC3ADC4AF2以下水泥熟料矿物中早期强度及后期强度都比较高的是。AC3SBC2SCC3ADC4AF3下列属于活性混合材料。A粉煤灰B石灰石粉C烧粘土答案:1C2A3A第62页/共63页感谢您的观看！第63页/共63页