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1、会计学1水泥水泥(shun)副本副本第一页，共82页。砂浆砂浆(shjing)、混凝土、混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土（1850年）年）石棉水泥石棉水泥（1900年）年）预应力混凝土预应力混凝土（1929年）年）外加剂混凝土外加剂混凝土（1935年）年）高强混凝土高强混凝土（20世纪世纪70年代）年代）波特兰水泥波特兰水泥(1824年年)高性能混凝土高性能混凝土（20世纪世纪90年代）年代）聚合物水泥混凝土聚合物水泥混凝土（20世纪世纪50年代）年代）课外知识：水泥课外知识：水泥(shun)基材料的发展历程：基材料的发展历程：第2页/共82页第二页，共82页。目目 录录n n 基本要求基本要求基本
2、要求基本要求n n 简介简介简介简介n n 3.1 3.1 3.1 3.1 硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥n n 3.2 3.2 3.2 3.2 掺混合材的硅酸盐水泥掺混合材的硅酸盐水泥掺混合材的硅酸盐水泥掺混合材的硅酸盐水泥n n 3.3 3.3 3.3 3.3 其他其他其他其他(qt)(qt)(qt)(qt)品种水泥品种水泥品种水泥品种水泥第3页/共82页第三页，共82页。基本基本(jbn)要求要求n n内容内容内容内容 n n主要介绍水泥的分类、优点及生产。主要介绍水泥的分类、优点及生产。主要介绍水泥的分类、优点及生产。主要介绍水泥的分类、优点及生产。n n主要介绍硅酸盐水泥及
3、掺加混合料的硅酸盐水泥，包括：主要介绍硅酸盐水泥及掺加混合料的硅酸盐水泥，包括：主要介绍硅酸盐水泥及掺加混合料的硅酸盐水泥，包括：主要介绍硅酸盐水泥及掺加混合料的硅酸盐水泥，包括：定义定义定义定义(dngy)(dngy)、组成、水化、凝结与硬化、实验和技术性、组成、水化、凝结与硬化、实验和技术性、组成、水化、凝结与硬化、实验和技术性、组成、水化、凝结与硬化、实验和技术性质、腐蚀与防护、特性和应用。质、腐蚀与防护、特性和应用。质、腐蚀与防护、特性和应用。质、腐蚀与防护、特性和应用。n n简单介绍常用的其他品种水泥。简单介绍常用的其他品种水泥。简单介绍常用的其他品种水泥。简单介绍常用的其他品种水泥
4、。n n重点重点重点重点n n6 6种硅酸盐水泥的定义种硅酸盐水泥的定义种硅酸盐水泥的定义种硅酸盐水泥的定义(dngy)(dngy)n n硅酸盐水泥的矿物组成硅酸盐水泥的矿物组成硅酸盐水泥的矿物组成硅酸盐水泥的矿物组成n n水泥水化、凝结与硬化机理水泥水化、凝结与硬化机理水泥水化、凝结与硬化机理水泥水化、凝结与硬化机理n n技术性质及测试方法技术性质及测试方法技术性质及测试方法技术性质及测试方法第4页/共82页第四页，共82页。基本基本(jbn)要求要求n n重点重点重点重点n n水泥的腐蚀及防护水泥的腐蚀及防护水泥的腐蚀及防护水泥的腐蚀及防护n n特性特性特性特性n n应用应用应用应用(yn
5、gyng)(yngyng)n n难点难点难点难点n n水泥水化、凝结和硬化机理水泥水化、凝结和硬化机理水泥水化、凝结和硬化机理水泥水化、凝结和硬化机理n n各种水泥的异同点各种水泥的异同点各种水泥的异同点各种水泥的异同点n n注意事项注意事项注意事项注意事项n n本章是整个课程的重点本章是整个课程的重点本章是整个课程的重点本章是整个课程的重点n n联系各种水泥进行学习联系各种水泥进行学习联系各种水泥进行学习联系各种水泥进行学习 n n着重分析它们之间的差异及造成这些差异的原因着重分析它们之间的差异及造成这些差异的原因着重分析它们之间的差异及造成这些差异的原因着重分析它们之间的差异及造成这些差异
6、的原因第5页/共82页第五页，共82页。v水泥的定义：水泥的定义：v 水泥是一种水硬性的胶凝材料，呈粉水泥是一种水硬性的胶凝材料，呈粉末状，加水拌和后成浆体后，能胶结砂、石等末状，加水拌和后成浆体后，能胶结砂、石等散粒材料，并能在空气和水中硬化并保持散粒材料，并能在空气和水中硬化并保持(boch)、发展其强度。、发展其强度。v发展趋势：发展趋势：v1）在水泥品种方面，将加速发展快硬、高强、）在水泥品种方面，将加速发展快硬、高强、低热等特种和多用途的水泥；低热等特种和多用途的水泥；v2）大力发展水泥外加剂；）大力发展水泥外加剂；v3）大力发展高标号水泥；）大力发展高标号水泥；第6页/共82页第六
7、页，共82页。水泥具有以下优点，因此水泥具有以下优点，因此(ync)，在土木工程领域得到，在土木工程领域得到广泛的应用。广泛的应用。BackBack第7页/共82页第七页，共82页。水泥水泥(shun)按用途可分为通用按用途可分为通用水泥水泥(shun)、专用水泥、专用水泥(shun)和特性水泥和特性水泥(shun)。通用水泥通用水泥(shun)硅酸盐水泥硅酸盐水泥(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)火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥(shun)粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥(shun)复合水泥复合水泥(shun)专用水泥专用水泥专用
8、水泥专用水泥(shun)(shun)砌筑水泥砌筑水泥砌筑水泥砌筑水泥(shun)(shun)油井水泥油井水泥油井水泥油井水泥(shun)(shun)特性水泥特性水泥v快硬水泥快硬水泥v膨胀水泥膨胀水泥v抗硫酸盐水抗硫酸盐水泥泥v中热水泥中热水泥第8页/共82页第八页，共82页。水泥水泥(shun)按化学成分可分按化学成分可分为硅酸盐水泥为硅酸盐水泥(shun)、铝酸、铝酸盐水泥盐水泥(shun)和硫酸盐水泥和硫酸盐水泥(shun)。硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shu(shun)n)一般一般一般一般(ybn)(ybn)工程工程工程工程铝酸盐水泥铝酸盐水泥铝酸盐水泥铝酸盐水泥硫酸盐水
9、泥硫酸盐水泥硫酸盐水泥硫酸盐水泥快硬、早强。主要用于紧急快硬、早强。主要用于紧急快硬、早强。主要用于紧急快硬、早强。主要用于紧急抢修工程、早强工程、冬季抢修工程、早强工程、冬季抢修工程、早强工程、冬季抢修工程、早强工程、冬季施工、抗蚀、抗冻等工程。施工、抗蚀、抗冻等工程。施工、抗蚀、抗冻等工程。施工、抗蚀、抗冻等工程。早强、膨胀。适用于抢修工早强、膨胀。适用于抢修工早强、膨胀。适用于抢修工早强、膨胀。适用于抢修工 程、锚固和地下工程等。程、锚固和地下工程等。程、锚固和地下工程等。程、锚固和地下工程等。BackBack第9页/共82页第九页，共82页。混合材料混合材料混合材料混合材料0-5%0-
10、5%石膏石膏石膏石膏(shgo)(shgo)熟熟 料料磨细磨细磨细磨细硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)(shun)P.P.P.P.第10页/共82页第十页，共82页。混合材料混合材料混合材料混合材料6-15%6-15%石膏石膏石膏石膏(shgo)(shgo)熟熟 料料磨细磨细磨细磨细普通普通普通普通(ptng)(ptng)硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥P.O第11页/共82页第十一页，共82页。粒化高炉粒化高炉粒化高炉粒化高炉(gol)(gol)矿渣矿渣矿渣矿渣石膏石膏石膏石膏(shgo)(shgo)熟熟 料料磨细磨细磨细磨细矿渣矿渣矿渣矿渣(kun zh)(ku
11、n zh)硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥P.SP.S第12页/共82页第十二页，共82页。火山灰质火山灰质火山灰质火山灰质混合材料混合材料混合材料混合材料石膏石膏石膏石膏(shgo)(shgo)熟熟 料料磨细磨细磨细磨细火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥(shun)(shun)P.P第13页/共82页第十三页，共82页。粉煤灰粉煤灰粉煤灰粉煤灰石膏石膏石膏石膏(shgo)(shgo)熟熟 料料磨细磨细磨细磨细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(shun)(shun)P.FP.F第14页/共82页第十四页，共82页。两
12、种以上两种以上两种以上两种以上(yshng)(yshng)混合材料混合材料混合材料混合材料石膏石膏石膏石膏(shgo)(shgo)熟熟 料料磨细磨细磨细磨细复合复合复合复合(fh)(fh)硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥P.CP.C第15页/共82页第十五页，共82页。尽管水泥的品种很多，但是，工程中尽管水泥的品种很多，但是，工程中尽管水泥的品种很多，但是，工程中尽管水泥的品种很多，但是，工程中90%90%90%90%以上使以上使以上使以上使用的是硅酸盐水泥。所以，在学习这一章的内容时，用的是硅酸盐水泥。所以，在学习这一章的内容时，用的是硅酸盐水泥。所以，在学习这一章的内容时，用的是硅
13、酸盐水泥。所以，在学习这一章的内容时，以硅酸盐水泥的内容为基础，主要以硅酸盐水泥的内容为基础，主要以硅酸盐水泥的内容为基础，主要以硅酸盐水泥的内容为基础，主要(zhyo)(zhyo)(zhyo)(zhyo)学习硅学习硅学习硅学习硅酸盐水泥的组成、技术性质及应用等知识。在此基酸盐水泥的组成、技术性质及应用等知识。在此基酸盐水泥的组成、技术性质及应用等知识。在此基酸盐水泥的组成、技术性质及应用等知识。在此基础上，再学习其它掺混合材料的硅酸盐水泥等内容。础上，再学习其它掺混合材料的硅酸盐水泥等内容。础上，再学习其它掺混合材料的硅酸盐水泥等内容。础上，再学习其它掺混合材料的硅酸盐水泥等内容。BackB
14、ack第16页/共82页第十六页，共82页。17第一节第一节 硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)一、硅酸盐水泥生产工艺定义：凡由硅酸盐水泥熟料，石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥（国外通称(tngchng)波特兰水泥）。分类：不掺混合不掺混合(hnh)材材型硅酸盐水泥（型硅酸盐水泥（）掺掺5%混合材料混合材料型硅酸盐水泥（型硅酸盐水泥（）第17页/共82页第十七页，共82页。18n n两磨一烧，其中(qzhng)最关键是烧第18页/共82页第十八页，共82页。19新型干法新型干法第19页/共82页第十九页，共82页。20生料磨系统生料磨系统第20页/共82页第
15、二十页，共82页。21窑尾悬浮预热器及分解炉系统窑尾悬浮预热器及分解炉系统第21页/共82页第二十一页，共82页。22回转窑回转窑第22页/共82页第二十二页，共82页。23窑头窑头第23页/共82页第二十三页，共82页。24水泥磨水泥磨第24页/共82页第二十四页，共82页。25二、硅酸盐水泥基本二、硅酸盐水泥基本二、硅酸盐水泥基本二、硅酸盐水泥基本(jbn)(jbn)(jbn)(jbn)组成组成组成组成1.熟料矿物(kungw)组成、岩相结构水泥厂常用各种元素的氧化物来表示。熟料主要矿物(kungw)：硅酸三钙 3CaOSiO2，可简写为C3S；硅酸二钙 2CaOSiO2，可简写为C2S；
16、铝酸三钙 3Ca0AI2O3,可简写为C3A;铁相固溶体 通常以铁铝酸四钙4CaOAI2O3Fe2O3作为代表式，可简写成C4AF。第25页/共82页第二十五页，共82页。矿矿 物物含量含量/%强度强度水化热水化热耐化学侵耐化学侵蚀性蚀性干缩干缩C3S50早高后高早高后高中中中中中中C2S20早低后高早低后高小小良良小小C3A715早早较高较高后低后低大大差差大大C4AF1018早低后低早低后低小小优优小小熟料熟料(sh lio)矿物的基本特性矿物的基本特性第26页/共82页第二十六页，共82页。27 2.石膏作用：调节凝结时间，提高早强，降低干缩，改善(gishn)耐久性、抗渗性等；对掺混合
17、材的水泥，石膏还起激发剂的作用。种类：二水石膏或无水石膏（避免“假凝”现象）掺量：与C3A含量及混合材种类有关第27页/共82页第二十七页，共82页。水泥浆通过水泥熟料矿物的水化反应(fnyng)、浆体的凝结硬化过程变成坚硬固体。凝凝结结水水泥泥(shun)(shun)与与水水混混合合形形成成可可塑塑浆浆体体，随随着着时时间间推推移移、可可塑塑性性下下降降，但但还还不不具具备备强强度度，此此过过程即为程即为“凝结凝结”；硬硬化化随随后后浆浆体体失失去去可可塑塑性性，强强度度逐逐渐渐增增长长，形形成坚硬固体，这个过程即为成坚硬固体，这个过程即为“硬化硬化”。水泥浆体转变成坚硬固体的过程(guch
18、ng)是一个复杂的物理化学变化过程(guchng)。三、三、三、三、硅酸盐水泥的水化、凝结硬化硅酸盐水泥的水化、凝结硬化第28页/共82页第二十八页，共82页。29各熟料各熟料各熟料各熟料(sh lio)(sh lio)(sh lio)(sh lio)矿物的水化过程：矿物的水化过程：矿物的水化过程：矿物的水化过程：硅酸盐水泥生成硅酸盐水泥生成(shn chn)的主要水化产物有的主要水化产物有:C-H-S凝胶、氢氧化钙、水化铝（铁）酸钙和水化硫铝（铁）酸钙凝胶、氢氧化钙、水化铝（铁）酸钙和水化硫铝（铁）酸钙晶体。晶体。第29页/共82页第二十九页，共82页。30水化硅酸钙形貌水化硅酸钙形貌(xn
19、 mo)第30页/共82页第三十页，共82页。31C-S-H凝胶体和凝胶体和C4AH13晶体晶体(jngt)第31页/共82页第三十一页，共82页。32氢氧化钙氢氧化钙(qn yn hu i)CH形貌形貌第32页/共82页第三十二页，共82页。钙矾石钙矾石(fn sh)(fn sh)显微形貌显微形貌 第33页/共82页第三十三页，共82页。34n n水泥石的组成：n n未水化水泥颗粒+水化产物(chnw)+孔隙水化产晶体共生和交错，形成结晶网络结构，水化产晶体共生和交错，形成结晶网络结构，在其中起骨架作用；在其中起骨架作用；C-S-H凝胶填充于其中。凝胶填充于其中。水泥石的强度主要水泥石的强度
20、主要(zhyo)取决于内部的孔隙取决于内部的孔隙率。率。第34页/共82页第三十四页，共82页。35四、硅酸盐水泥四、硅酸盐水泥(shun)(shun)品质要求品质要求1.凝结时间 初凝：开始失去塑性(sxng)45分 （13小时）终凝：完全失去塑性(sxng)，并开始产生强度 硅酸盐水泥6小时30min，普通水泥10小时(一般57小时)第35页/共82页第三十五页，共82页。36n n测定(cdng)：维卡仪实验实验(shyn)视视频频第36页/共82页第三十六页，共82页。372.强度国家标准(u ji bio zhn)（GB/T17671-1999）规定：水泥的胶砂强度。将水泥和中国IS
21、O标准砂按1:3，水灰比为0.5的比例，以规定的方法搅拌制成标准试件（尺寸为40mm40mm160mm），在标准条件下（20士1水中）养护至3d和28d，测定个龄期的抗折强度和抗压强度。强度等级：将硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、625、62.5R等6个强度等级，其中带R的为早强型水泥。第37页/共82页第三十七页，共82页。38水泥净浆搅拌机水泥净浆搅拌机水泥砂浆搅拌机水泥砂浆搅拌机第38页/共82页第三十八页，共82页。39水泥胶砂模具水泥胶砂模具水泥净浆模具水泥净浆模具振实台振实台第39页/共82页第三十九页，共82页。40标准养护箱标准养护箱电动抗折试验机电动
22、抗折试验机第40页/共82页第四十页，共82页。41SANS万能试验机万能试验机第41页/共82页第四十一页，共82页。n n对某一硅酸盐水泥进行强度检验，检验数据如下(rxi)，请评定该水泥的强度等级。抗折抗折/N抗压抗压/KN3d28d3d28d19203040418738892010309039933796185029204010139105第42页/共82页第四十二页，共82页。433.安定性定义(dngy)：水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。安定性不良原因：f-CaO 过量 f-MgO过量 石膏过量沸煮法：试饼法、雷氏夹法沸煮法：试饼法、雷氏夹法压蒸安定性试验压蒸安定性试验沸煮
23、箱沸煮箱第43页/共82页第四十三页，共82页。444.细度细度 定义：指粉体材料的粗细程度。定义：指粉体材料的粗细程度。国标规定：国标规定：硅酸盐水泥硅酸盐水泥：比表面积比表面积300m2/Kg。（比表面积仪）（比表面积仪）其他五类水泥：筛析法（水筛、干筛、负其他五类水泥：筛析法（水筛、干筛、负压筛）在压筛）在80m标准标准(biozhn)筛的筛余筛的筛余量不得超过量不得超过10%。第44页/共82页第四十四页，共82页。455.水化热 水泥矿物的水化热及放热速率比较(bjio)C3AC3SC4AFC2S 水泥水化放热量和放热速率还与水泥细度、混合材种类和数量有关.第45页/共82页第四十五
24、页，共82页。465.水泥化学(huxu)品质指标（1）不溶物 熟料中未参与矿物形成反应得粘土和结晶SiO2，国标规定：P0.75%P1.50%（2）烧失量 P3.0%P3.5%PO5.0%（3）氧化镁（4）SO3 （5）碱含量 Na2O+0.658K2O，碱集料反应（6）氯离子含量 各类硅酸盐水泥0.06%第46页/共82页第四十六页，共82页。476.产品质量评定(pngdng)凝结时间、安定性、强度不合格品：终凝时间不合格；细度不合格；强度低于商品等级规定的指标。废品：初凝时间不合格；安定性试验不合格（即f-CaO）；SO3含量超标；MgO含量超标。第47页/共82页第四十七页，共82页
25、。481.1.淡水（软水）淡水（软水）原因：水的流动、压力作用使原因：水的流动、压力作用使CHCH流失。流失。若静水：若静水：CHCH饱和则不再溶解。饱和则不再溶解。流动水：流动水：CHCH不断溶解、流失。不断溶解、流失。水泥中碱度水泥中碱度，其他水化物分解其他水化物分解C3SHnC2SHnCSHnC+S+nHC3SHnC2SHnCSHnC+S+nH各主要水化产物稳定存在时所必需的极限石灰浓度各主要水化产物稳定存在时所必需的极限石灰浓度(nngd)(nngd)如下：如下：氢氧化钙约为氢氧化钙约为1.3gCaO/L1.3gCaO/L；水化硅酸三钙稍大于水化硅酸三钙稍大于1.2gCaO/L1.2g
26、CaO/L；水化铁铝酸四钙约为水化铁铝酸四钙约为1.06gCaO/L1.06gCaO/L；水化硫铝酸钙约为水化硫铝酸钙约为0.045gCaO/L0.045gCaO/L。当环境水的水质较硬，环境水中重碳酸盐能与水泥石中的当环境水的水质较硬，环境水中重碳酸盐能与水泥石中的Ca(OH)2Ca(OH)2起作用，生成几乎不溶于水的起作用，生成几乎不溶于水的CaCO3CaCO3。Ca(OH)2+Ca(HCO3)2=2CaCO3+2H2O Ca(OH)2+Ca(HCO3)2=2CaCO3+2H2O五、五、五、五、抗蚀性抗蚀性第48页/共82页第四十八页，共82页。492.酸与酸性水（碳酸腐蚀）在工业污水、地
27、下水中，常溶解有一定量的二氧化碳，它对水泥石的腐蚀作用如下：Ca(OH)2+CO2+H2O=CaCO3+2H2O CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 （可逆反应）生成的碳酸氢钙易溶于水。当水中含有较多的碳酸，并超过平衡浓度(nngd)时，反应向右进行。氢氧化钙浓度(nngd)的降低还会导致水泥石中其他水泥水化物的分解，使腐蚀作用进一步加剧。第49页/共82页第四十九页，共82页。503.3.硫酸盐硫酸盐海水、地下水、工业污水中常常含有硫酸盐。如：海水、地下水、工业污水中常常含有硫酸盐。如：Na2SO410H2ONa2SO410H2OCa(OH)2+Na2SO410H2OCaSO42
28、H2O+2NaOH+8H2OCa(OH)2+Na2SO410H2OCaSO42H2O+2NaOH+8H2O3CaOAl2O36H2O+3(CaSO42H2O)+19H2O3CaOAl2O36H2O+3(CaSO42H2O)+19H2O 3CaOAl2O33CaSO431H2O 3CaOAl2O33CaSO431H2O 简写：简写：C3AH6+3CSH2+19HC6AS3H31C3AH6+3CSH2+19HC6AS3H31生成的高硫型水化硫铝酸钙体积增加了生成的高硫型水化硫铝酸钙体积增加了1.501.50倍，对水泥石倍，对水泥石的破坏作用很大。俗称的破坏作用很大。俗称“水泥杆菌水泥杆菌”。当水中
29、硫酸盐浓度当水中硫酸盐浓度(nngd)(nngd)较高时，硫酸钙会在毛细孔较高时，硫酸钙会在毛细孔中直接结晶成二水石膏，体积增大，引起水泥石的破中直接结晶成二水石膏，体积增大，引起水泥石的破坏。坏。若为若为(ru wi)MgSO4，“镁盐侵蚀镁盐侵蚀”第50页/共82页第五十页，共82页。514.4.含碱溶液含碱溶液化学侵蚀反应、结晶侵蚀化学侵蚀反应、结晶侵蚀化学侵蚀反应：化学侵蚀反应：2CaOSiO2nH2O+2NaOH=2Ca(OH)2+Na2CaOSiO2nH2O+2NaOH=2Ca(OH)2+Na2SiO3+(n-1)H2O2SiO3+(n-1)H2O3CaOAl2O36H2O+2Na
30、OH=3Ca(OH)2+N3CaOAl2O36H2O+2NaOH=3Ca(OH)2+Na2OAl2O3+4H2Oa2OAl2O3+4H2O结晶侵蚀：碱液渗入浆体孔隙结晶侵蚀：碱液渗入浆体孔隙(k(k ngx)ngx)，然后蒸发结晶析出，产生结晶应力引起然后蒸发结晶析出，产生结晶应力引起的胀裂。的胀裂。第51页/共82页第五十一页，共82页。52小结小结(xioji)：n n水泥石易腐蚀的基本原因：（水泥石易腐蚀的基本原因：（1 1）硅酸盐水泥石中含有较）硅酸盐水泥石中含有较多易受腐蚀的成分，氢氧化钙、水化铝酸钙等；（多易受腐蚀的成分，氢氧化钙、水化铝酸钙等；（2 2）本）本身不密实身不密实(m
31、 shi)(m shi)，含有大量的毛细孔隙。，含有大量的毛细孔隙。n n防止腐蚀的措施：（防止腐蚀的措施：（1 1）根据工程所处的环境特点，选择）根据工程所处的环境特点，选择合适合适 的水泥品种；（的水泥品种；（2 2）提高水泥石的密实）提高水泥石的密实(m shi)(m shi)程度；程度；（3 3）表面防护处理。）表面防护处理。第52页/共82页第五十二页，共82页。53六、硅酸盐水泥六、硅酸盐水泥(shun)(shun)的应用特性的应用特性凝结硬化凝结硬化(ynghu)快、强度高快、强度高配制配制(pizh)高强砼、预应力砼、高强砼、预应力砼、要求早期强度高的砼，冬季施工要求早期强度高
32、的砼，冬季施工抗冻性好，干缩较小抗冻性好，干缩较小严寒地区遭受反复冻融的砼工程严寒地区遭受反复冻融的砼工程抗碳化能力强抗碳化能力强CO2浓度高的区域浓度高的区域耐磨性好耐磨性好道路、地面工程道路、地面工程耐蚀性差耐蚀性差有腐蚀介质的环境有腐蚀介质的环境水化热大水化热大大体积砼工程大体积砼工程长期受高温的环境（如工业窑炉）长期受高温的环境（如工业窑炉）耐热性差耐热性差第53页/共82页第五十三页，共82页。第二节第二节 掺混合掺混合(hnh)材的硅酸材的硅酸盐水泥盐水泥n n定义：是指由硅酸盐熟料，掺入适量的混合材料和石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料。n n品种：主要有普通硅酸盐水泥、矿渣(ku
33、n zh)硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等。第54页/共82页第五十四页，共82页。一、水泥一、水泥(shun)混合材料混合材料n n定义：在水泥生产过程中，掺入的天然或人工矿物材料，称为水泥混定义：在水泥生产过程中，掺入的天然或人工矿物材料，称为水泥混合材料。合材料。n n作用：在水泥生产过程中节约能源，利用废料，降低成本，改善水泥作用：在水泥生产过程中节约能源，利用废料，降低成本，改善水泥的性能，减少污染的性能，减少污染(wr(wr n)n)。n n分类：活性混合材料、非活性混合材料分类：活性混合材料、非活性混合材料第55页/共82页第五十五页，共82页。
34、1.非活性混合材料定义(dngy)：常温下不能与氢氧化钙和水发生水化反应或反应很弱，也不能产生凝结硬化的混合材料称为非活性混合材料。常用：磨细石英砂、石灰石、慢冷矿渣等作用：主要起填充作用，掺入硅酸盐水泥中主要起调节水泥强度等级、增加产量、降低水化热等作用。第56页/共82页第五十六页，共82页。2.2.活性混合材料活性混合材料活性混合材料活性混合材料n n定义：常温下能与氢氧化钙和水发生水化反应，生成水硬性的水化物，并能够逐渐凝结硬化产生强度的混合材料称为活性混合材料。n n常用(chn yn)的活性混合材：粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、粉煤灰等。n n活性来源：可反应的SiO2、Al2O
35、3第57页/共82页第五十七页，共82页。3.3.活性混合活性混合活性混合活性混合(hnh)(hnh)材的水化材的水化材的水化材的水化n n碱性环境中：碱性环境中：n n SiO2+nCa(OH)2+mH2OCnSH(m+n)SiO2+nCa(OH)2+mH2OCnSH(m+n)n n Al2O3+nCa(OH)2+mH2OCnAH(m+n)Al2O3+nCa(OH)2+mH2OCnAH(m+n)n n硫酸盐激发剂（石膏硫酸盐激发剂（石膏(shgo)(shgo)）：）：n nAl2O3+3Ca(OH)2+3CaSO42H2O+22H2OAl2O3+3Ca(OH)2+3CaSO42H2O+22H
36、2On n3CaOAl2O33CaSO431H2O3CaOAl2O33CaSO431H2On n水化产物特点：发生二次水化，水化产物特点：发生二次水化，Ca(OH)2 Ca(OH)2少，低少，低碱性。碱性。第58页/共82页第五十八页，共82页。二、普通二、普通(ptng)硅酸盐水泥硅酸盐水泥n n定义：凡由硅酸盐水泥熟料，定义：凡由硅酸盐水泥熟料，6%-15%6%-15%混合材料，混合材料，适量石膏适量石膏(shgo)(shgo)磨细制成的水硬性胶凝材料，称磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥POPO）。）。n n组成：组成：85%85%熟
37、料熟料+石膏石膏(shgo)(shgo)94%94%n n 6%6%活性混合材活性混合材15%15%n n强度等级及其他品质要求：表强度等级及其他品质要求：表3-83-859第59页/共82页第五十九页，共82页。三、矿渣三、矿渣三、矿渣三、矿渣(kun(kun zh)zh)水泥、火山灰水泥及粉水泥、火山灰水泥及粉水泥、火山灰水泥及粉水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥煤灰水泥煤灰水泥煤灰水泥1.组成 2070%粒化高炉矿渣-矿渣水泥熟料+石膏(shgo)+2050%火山灰质混合材-火山灰水泥 2040%粉煤灰-粉煤灰水泥2.强度等级及其他品质要求见表3-9、3-8。60第60页/共82页第六十页，共
38、82页。613.3.三种水泥三种水泥(shu(shu n)n)的特点的特点（1 1）三种水泥）三种水泥(shu(shu n)n)的共性的共性 早期强度低、后期强度发展高。早期强度低、后期强度发展高。对温度敏感，适合高温养护。对温度敏感，适合高温养护。耐腐蚀性好。耐腐蚀性好。水化热小。水化热小。抗冻性较差。抗冻性较差。抗碳化性较差抗碳化性较差 第61页/共82页第六十一页，共82页。62（2）三种水泥的特性(txng)矿渣硅酸盐水泥：保水性差，且干缩较大；抗渗性差；耐热性较好（300400）。矿渣在矿渣在3.0K下的下的SEM照片照片应用应用(yngyng)：可用于耐热工程；：可用于耐热工程；不
39、宜用于抗渗工程。不宜用于抗渗工程。第62页/共82页第六十二页，共82页。63n n火山灰质硅酸盐水泥(shun)：n n 保水性好；抗渗性较好；干缩大，易干缩开裂。应用：宜用于有抗渗性要求的混凝土工程；应用：宜用于有抗渗性要求的混凝土工程；不宜用于干燥地区不宜用于干燥地区(dq)和受冻部位。和受冻部位。第63页/共82页第六十三页，共82页。64n n粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥(shu(shu n)n)：n n 水化更慢，早强低；水化更慢，早强低；需水量小，可增加混凝土需水量小，可增加混凝土流动性；流动性；干缩较小，抗裂干缩较小，抗裂性好；性好；抗渗性较差；抗渗性较差；耐耐磨性差。磨性
40、差。粉煤灰在粉煤灰在3.0K下的下的SEM照片照片 应用应用(yngyng)：适合用于承载较晚的混凝土工程；不：适合用于承载较晚的混凝土工程；不宜用于有抗渗性要求的以及有耐磨性要求的混凝土工程。宜用于有抗渗性要求的以及有耐磨性要求的混凝土工程。第64页/共82页第六十四页，共82页。四、复合四、复合(fh)硅酸盐水泥硅酸盐水泥n n定义：是由硅酸盐水泥、两种或两种以上混合材定义：是由硅酸盐水泥、两种或两种以上混合材料和适量石膏料和适量石膏(shgo)(shgo)组成。组成。n n特性：取决于其所掺混合材料的种类、掺量及相特性：取决于其所掺混合材料的种类、掺量及相对比例。对比例。n n适用范围：
41、可根据其掺入的混合材料种类，参照适用范围：可根据其掺入的混合材料种类，参照其他混合材水泥适用范围选用。其他混合材水泥适用范围选用。65第65页/共82页第六十五页，共82页。66 第三节第三节 其它品种其它品种(pnzhng)水泥水泥一、铝酸盐水泥定义：以矾土和石灰石作原料，按适当(shdng)的比例配合进行烧结或熔融，再经粉磨而制成，称为铝酸盐水泥（CA）。分类：按Al2O3含量分为 耐高温工程耐高温工程(gngchng)CA-80 77%Al2O3CA-50 50%Al2O360%抢修、早强要求高的工程抢修、早强要求高的工程CA-60 60%Al2O368%早强要求高的及耐热工程早强要求高
42、的及耐热工程CA-70 68%Al2O377%耐热工程耐热工程第66页/共82页第六十六页，共82页。674.4.铝酸盐水泥的主要铝酸盐水泥的主要铝酸盐水泥的主要铝酸盐水泥的主要(zh(zh yo)yo)特性及相应的应用特性及相应的应用特性及相应的应用特性及相应的应用（1 1）快硬早强。）快硬早强。1d1d强度高，适用于紧急抢修工程。强度高，适用于紧急抢修工程。（2 2）水化热大。）水化热大。放热量主要集中在早期，不宜用于大体积混凝土工程；但适放热量主要集中在早期，不宜用于大体积混凝土工程；但适用于寒冷地区冬季施工的混凝土工程。用于寒冷地区冬季施工的混凝土工程。（3 3）抗硫酸盐侵蚀性好。适用
43、于抗硫酸盐及海水侵蚀的工程。）抗硫酸盐侵蚀性好。适用于抗硫酸盐及海水侵蚀的工程。（4 4）耐热性好。可作为耐热砂浆或耐热混凝土的胶结材料，能耐）耐热性好。可作为耐热砂浆或耐热混凝土的胶结材料，能耐1300130014001400高温。高温。（5 5）3030以上潮湿环境导致转晶反应，强度显著降低。不宜蒸汽养护、高温季以上潮湿环境导致转晶反应，强度显著降低。不宜蒸汽养护、高温季节施工，不宜用于温湿环境；适宜的硬化温度为节施工，不宜用于温湿环境；适宜的硬化温度为1515，因此，因此(ync(ync)也不宜也不宜用于长期承载结构。用于长期承载结构。（6 6）与硅酸盐水泥或石灰相混会闪凝，且产生膨胀开
44、裂，施工时应避免。）与硅酸盐水泥或石灰相混会闪凝，且产生膨胀开裂，施工时应避免。（7 7）抗碱性极差。）抗碱性极差。第67页/共82页第六十七页，共82页。5.5.应用过程需要应用过程需要应用过程需要应用过程需要(xyo)(xyo)注意的问题注意的问题注意的问题注意的问题（1 1）不得与硅酸盐水泥、石灰等能析出氢氧化钙的物质）不得与硅酸盐水泥、石灰等能析出氢氧化钙的物质混合，否则将产生闪凝，且强度降低。混合，否则将产生闪凝，且强度降低。（2 2）铝酸盐水泥混凝土后期强度下降较大，应以最低稳）铝酸盐水泥混凝土后期强度下降较大，应以最低稳定强度设计定强度设计(shj)(shj)。最低稳定强度值以试
45、体脱模后放入。最低稳定强度值以试体脱模后放入502502水中养护，取龄期为水中养护，取龄期为7d7d和和14d14d强度值的低着来确定。强度值的低着来确定。（3 3）若采用蒸汽养护，养护温度不高于）若采用蒸汽养护，养护温度不高于5050。（4 4）不能与未硬化的硅酸盐水泥混凝土接触使用。）不能与未硬化的硅酸盐水泥混凝土接触使用。（5 5）铝酸盐水泥最适宜的硬化温度为）铝酸盐水泥最适宜的硬化温度为1515左右，一般不左右，一般不得超过得超过2525。第68页/共82页第六十八页，共82页。69二、硫铝酸盐水泥二、硫铝酸盐水泥二、硫铝酸盐水泥二、硫铝酸盐水泥(shu(shu n)n)n n定义：将
46、铝质原料（如矾土）、石灰质原料（如石灰石）和石膏适当配合，煅烧成以无水硫酸钙矿物为熟料(sh lio)，该熟料(sh lio)掺适量石膏共同磨细，即可制得硫铝酸盐水泥。第69页/共82页第六十九页，共82页。3.硫铝酸盐水泥特性及应用（1）凝结速度较快；早期强度高，后期强度发展缓慢，但不倒缩。因此可用于抢修工程(gngchng)、冬季施工工程(gngchng)、地下工程(gngchng)、配制膨胀水泥和自应力水泥。（2）空气中收缩小，抗冻和抗渗性能良好，抗硫酸盐性能很强。（3）水泥液相碱度低，可用于配制玻璃纤维砂浆。70第70页/共82页第七十页，共82页。71三、氟铝酸盐水泥三、氟铝酸盐水泥
47、三、氟铝酸盐水泥三、氟铝酸盐水泥(shu(shu n)n)n n定义：以铝质原料、石灰质原料、萤石（或再定义：以铝质原料、石灰质原料、萤石（或再加石膏）适当配合加石膏）适当配合(pih)(pih)，煅烧成以氟铝酸钙，煅烧成以氟铝酸钙（C11A7CaF2C11A7CaF2）起主导作用的熟料，再与石膏）起主导作用的熟料，再与石膏共同磨细，即可制得氟铝酸盐水泥。共同磨细，即可制得氟铝酸盐水泥。n n矿物组成：矿物组成：C3SC3S、早强矿物、早强矿物C11A7CaF2C11A7CaF2，C2SC2S、C4AFC4AF、游离石灰和游离石膏。、游离石灰和游离石膏。第71页/共82页第七十一页，共82页。
48、2.氟铝酸盐水泥的特性及应用技术特性：凝结快具有小时强度良好的抗化学侵蚀(qnsh)性能应用：适用于煤矿井下的锚喷支护，抢修和快速施工，雨天快速施工、堵漏和水中工程，也可用于制作钢筋混凝土预制件等。72第72页/共82页第七十二页，共82页。四、膨胀水泥四、膨胀水泥四、膨胀水泥四、膨胀水泥(pn(pn zhn zhn shu shu n)n)组成：膨胀(png zhng)组分+强度组分73用途：用途：配制收缩补偿配制收缩补偿(bchng)砼，用于构件接砼，用于构件接逢及管道接头、砼结构的加固和修补、防渗逢及管道接头、砼结构的加固和修补、防渗堵漏工程、机器底座和地脚螺丝固定。堵漏工程、机器底座和
49、地脚螺丝固定。配制自应力砼，主要用于制造需要低应力配制自应力砼，主要用于制造需要低应力值的构件，如：管子、墙板、楼板、屋面板值的构件，如：管子、墙板、楼板、屋面板等。等。第73页/共82页第七十三页，共82页。五、白色五、白色五、白色五、白色(bis)(bis)硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥n n定义：凡以适当定义：凡以适当(shdng)(shdng)成分的生料烧至部分熔融，所成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分、氧化铁含量很少的白色硅酸盐得以硅酸钙为主要成分、氧化铁含量很少的白色硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料，水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的水硬
50、性胶凝材料，称为白色硅酸盐水泥（简称白水泥）。称为白色硅酸盐水泥（简称白水泥）。n n性能：与硅酸盐水泥基本相同，所不同的是严格控制水性能：与硅酸盐水泥基本相同，所不同的是严格控制水泥原料的铁含量，并严防在生产过程中混入铁质。泥原料的铁含量，并严防在生产过程中混入铁质。Fe2O3Fe2O3含量一般小于含量一般小于0.5%0.5%，尽可能除掉其他着色氧化物，尽可能除掉其他着色氧化物（MnOMnO、TiO2TiO2等）。等）。74第74页/共82页第七十四页，共82页。六、彩色六、彩色六、彩色六、彩色(c(c is)is)硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥n n定义定义(dngy)(dngy