第四章-水泥课件.ppt

1.水泥是一种粉状矿物胶凝材料，它与水混合后形成浆体，经过一系列物理化学变化，由可塑性浆体变成坚硬的石状体，并能将散粒材料胶结成为整体。水泥浆体不仅能在空气中凝结硬化，更能在水中凝结硬化，是一种水硬性胶凝材料。2.硅酸盐水泥兴起于1919世纪。它已经成为现在最为重要的一种建筑材料。它的化学成成分复杂，但主要的胶结成分是水化硅酸钙。普通硅酸盐水泥强度高、能抗硫酸盐腐蚀、水化热，也可用于制备砂浆。为了建筑需要，水泥可做成白色、黑色或其他各种颜色。3.水泥具有以下优点，因此，在土木工程领域得到广泛的应用。多样性多样性低成本低成本可塑性可塑性工艺简单工艺简单耐久性耐久性与钢筋与钢筋粘结性好粘结性好水硬性水硬性水泥的优点水泥的优点BackBack4.水泥按用途可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。通用水泥通用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矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合水泥复合水泥专用水泥专用水泥砌筑水泥砌筑水泥油井水泥油井水泥特性水泥快硬水泥膨胀水泥抗硫酸盐水泥中热水泥5.水泥按化学成分可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和硫酸盐水泥。硅酸盐水泥硅酸盐水泥一般工程一般工程铝酸盐水泥铝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。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。BackBack6.掌握：通用水泥的技术性质和应用 熟悉：水泥的凝结硬化过程、运输、保管 了解：其他品种水泥的性质和应用 本章教学目标7.第一节 硅酸盐水泥第二节 掺混合材料的硅酸盐水泥第三节 特性水泥和专用水泥第四节 水泥的运输和保管8.定义凡由硅酸盐水泥熟料、凡由硅酸盐水泥熟料、0 0 0 05%5%5%5%石灰或熟化高炉石灰或熟化高炉矿渣、适量石膏共同磨细制的水硬性胶凝矿渣、适量石膏共同磨细制的水硬性胶凝材料。材料。硅酸盐水泥代号硅酸盐水泥代号PPPP、PPPPPPPP表示不掺混合材料的硅酸盐水泥表示不掺混合材料的硅酸盐水泥PPPP表示混合材料掺量不超过表示混合材料掺量不超过5%5%5%5%的硅酸盐水泥的硅酸盐水泥9.一、硅酸盐水泥的生产工艺石灰质原料CaO黏土质原料SiO2、Al2O3、Fe2O3校正原料生料熟料石膏石灰石或粒化矿渣按比例混合磨细煅烧1450水泥磨细“两磨一烧”10.11.12.13.二、硅酸盐水泥熟料矿物组成生料SiO2CaO化合反应8001450800左右分解反应Al2O3Fe2O32CaOSiO23CaOSiO23 CaO Al2O34 CaOAl2O3Fe2O314.硅酸盐水泥熟料矿物组成15.各种熟料矿物单独与水作用的性质 16.三、硅酸盐水泥的水化与凝结硬化p水化p水化机理p石膏调节凝结时间的原理p水化产物p凝结与硬化p何为凝结、硬化？p凝结硬化过程p影响因素BackBack17.水 化 机 理水泥颗粒与水接触时，其表面的熟料矿物立即与水发生水解或水化作用，生成新的水化产物并放出一定热量的过程。硅酸三钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。该水化反应的速度快，形成早期强度并生成早期水化热。2(3CaOSiO2)+6H2O3CaOSiO2)+6H2O 3CaO2SiO 3CaO2SiO2 23H3H2 2O+3Ca(OH)O+3Ca(OH)2 218.硅酸二钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。该水化反应的速度慢，对后期龄期混凝土强度的发展起关键作用。水化热释放缓慢。产物中氢氧化钙的含量减少时，可以生成更多的水化产物。2（2CaOSiO2)+6H2O 3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)219.铝酸三钙铝酸三钙水化生成水化生成水化铝酸钙晶体水化铝酸钙晶体。该水化反应速度该水化反应速度极快极快，并且释，并且释放出放出大量的热量。大量的热量。如果不控制铝酸三钙的反应速度，将产生闪凝现象，如果不控制铝酸三钙的反应速度，将产生闪凝现象，水泥将无法正常使用。水泥将无法正常使用。通常通过在水泥中掺有适通常通过在水泥中掺有适量石膏量石膏，可以避免上述问，可以避免上述问题的发生。题的发生。3CaOAl2O3+6H2O 3CaOAl2O36H2O硅酸二钙水化生成水化铝酸钙晶体和水化铁酸钙凝胶硅酸二钙水化生成水化铝酸钙晶体和水化铁酸钙凝胶该水化反应的速度和水化放热量均属中等。该水化反应的速度和水化放热量均属中等。4CaOAl2O3Fe2O3+7H2O 3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2O20.l石膏与水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙针状晶体水化硫铝酸钙针状晶体（钙矾石）。（钙矾石）。l该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护膜，阻碍水分进入水泥内部，使水化反应延缓下来，膜，阻碍水分进入水泥内部，使水化反应延缓下来，从而避免了纯水泥熟料水化产生闪凝现象。从而避免了纯水泥熟料水化产生闪凝现象。l所以，石膏在水泥中起调节凝结时间的作用。所以，石膏在水泥中起调节凝结时间的作用。l为什么石膏用量不能过多？这个问题将通过水泥石腐蚀的学习得到答案。3CaOAl2O36H2O+19H2O+3(CaSO42H2O)3CaOAl2O33CaSO431H2O 钙矾石钙矾石石膏调节凝结时间的原理21.石膏过量安定性不良22.uu水化硅酸钙(70%)(70%)uu氢氧化钙 (20%)(20%)uu水化铝酸钙uu水化铁酸钙uu水化硫铝酸钙水化产物水泥熟料水化后的主要水化产物有：图图3.2.2 3.2.2 水化程度与水泥石组成水化程度与水泥石组成23.p何为凝结？水泥加水拌和形成具有一定流动性和可塑性的浆体，经过自身的物理化学变化逐渐变 稠失去可塑性的过程。p何为硬化？失去可塑性的浆体随着时间的增长产生明显的强度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程。水泥的凝结与硬化过程由以下四个过程组成。凝结与硬化24.凝结硬化过程初始反应期初始的溶解和水化，约持续5-105-10分钟。潜伏期流动性可塑性好凝胶体膜层围绕水泥颗粒成长，1h1h 凝胶膜破裂、长大并连接、水泥颗粒进一步水化，6h6h。多孔的空间网络凝聚结构，失去可塑性凝结期凝胶体填充毛细管，6h-6h-若干年硬化石状体密实空间网硬化期25.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。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26.应用水泥凝结硬化机理分析与解答问题水泥生产中为什么掺加石膏？C3A在水中溶解度大，反应很快，引起水泥浆闪凝；水泥的凝结速度取决于水泥浆体中水化物凝胶微粒的聚集，Al3对凝胶微粒聚集有促进作用；石膏与C3A反应形成难溶的硫铝酸钙水化物，反应速度减缓，并减少了溶液中的Al3浓度，延缓了水泥浆的凝结速度。为什么水泥硬化后能产生强度？水泥浆体硬化后转变为越来越致密的固体；在浆体硬化过程中，随着水泥矿物的水化，比表面较大的水化物颗粒不断增多，颗粒间相互作用力不断增强，产生的强度越来越高。27.水泥浆体强度的增长规律是什么？水泥浆体的强度随龄期而逐渐增长，早期增长快，后期增长较慢，但是只要维持一定的温度和湿度，其强度可在相当长的时期内增长。这与水泥矿物的水化反应规律是一致的。为什么强度发展与环境温、湿度有关？水泥的水化需要水，如果没有水，水泥的水化就将停止；提高温度可加快水泥的凝结硬化，而降低温度就会减缓水泥的凝结硬化。为什么水泥的储存与运输时应防止受潮？水泥受潮，因表面水化结块，丧失凝胶能力，强度大为降低。28.四、影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素1 1、熟料矿物组成的影响 由于各矿物的组成比例不同、，对水泥性质的影响也不同。如硅酸钙占熟料的比例最大，它是水泥的主导矿物，其比例决定了水泥的基本性质；C3AC3A的水化和凝结硬化速率最快，是影响水泥凝结时间的主要因素，加入石膏可延缓水泥凝结，但石膏掺量不能过多，否则会引起安定性不良；当C3SC3S和C3AC3A含量较高时，水泥凝结硬化快、早期强度高，水化放热量大。熟料矿物对水泥性质的影响是各矿物的综合作用，不是简单叠加，其组成比例是影响水泥性质的根本因素，调整比例结构可以改善水泥性质和产品结构。29.2 2、水泥细度的影响 水泥的细度并不改变其根本性质，但却直接影响水泥的水化速率、凝结硬化、强度、干缩和水化放热等性质。因为，水泥的水化是从颗粒表面逐步向内部发展颗粒越细小，其表面积越大，与水的接触面积就越大，水化作用就越迅速越充分，使凝结硬化速率加快，早期强度越高。但水泥颗粒过细时，在磨细时消耗的能量和成本会显著提高且水泥易与空气中的水分和二氧化碳反应，使之不易久存；另外，过细的水泥，达到相同稠度的用水量增加，硬化时体积会产生较大的收缩，同时水分蒸发产生较多的孔隙，会使水泥确定降低。因此，水泥细度应控制在一定范围。30.3 3、拌合用水量的影响 通常水泥水化时的理论需水量大约是水泥质量的23%23%左右，但为了使水泥浆体具有一定的流动性和可塑性，实际的加水量远高于理论需水量，如配制混凝土时的水灰比(水与水泥重量之比)一般在0.40.40.70.7之间。不参加水化的“多余”水分，使水泥颗粒间距增大，会延缓水泥浆的凝结时间，并在硬化的水泥石中蒸发形成毛细孔，拌合用水量越多，水泥石中的毛细孔越多，孔隙率就越高，水泥的强度越低，硬化收缩越大，抗渗性、抗侵蚀性能就越差。31.4 4、养护湿度、温度的影响 硅酸盐水泥是水硬性胶凝材料，水化反应是水泥凝结硬化的前提。因此，水泥加水拌合后，必须保持湿润状态，以保证水化进行和获得强度增长。若水分不足，会使水化停止，同时导致较大的早期收缩，甚至使水泥石开裂。提高养护温度，可加速水化反应，提高水泥的早期强度，但后期强度可能会有所下降。原因是在较低温度(20(20以下)下虽水化硬化较慢，但生成的水化产物更加致密，可获得更高的后期强度。当温度低于00时，由于水结冰而使水泥水化硬化停止，将影响其结构强度。一般水泥石结构的硬化温度不得低于-5-5。硅酸盐水泥的水化硬化较快，早期强度高，若采用较高温度养护，反而还会因水化产物生长过快，损坏其早期结构网络，造成强度下降。因此，硅酸盐水泥不宜采用蒸汽养护等湿热方法养护。32.5 5、养护龄期的影响 水泥的水化硬化是一个长期不断进行的过程。随着养护龄期的延长，水化产物不断积累，水泥石结构趋于致密，强度不断增长。由于熟料矿物中对强度起主导作用的C3SC3S早期强度发展快，使硅酸盐水泥强度在3d3d14d14d内增长较快，28d28d后增长变慢，长期强度还有增长。33.6 6、储存条件的影响 水泥应该储存在干燥的环境里。如果水泥受潮，其部分颗粒会因水化而结块，从而失去胶结能力，强度严重降低。即使是在良好的干燥条件下，也不宜储存过久。因为水泥会吸收空气中的水分和二氧化碳，发生缓慢水化和碳化现象，使强度下降。通常，储存三个月的水泥，强度约下降10%10%20%20%；储存六个月的水泥，强度下降约15%15%30%30%；储存一年后，强度下降约25%25%40%40%。所以，水泥的储存期一般规定不超过三个月。34.问题？水泥凝结硬化速度快，好吗？答：水化加快，放热速率加速，升温并膨胀，凝结硬化形成的微结构体积较疏松，且在随后的降温期间，或受干燥环境作用收缩变形时产生大量微裂缝，致使结构混凝土强度与渗透性（耐久性）受到严重影响。水泥宜在什么条件下凝结硬化？答：水泥宜在常温(2010 C)与相对湿度较高的条件下，凝结硬化。即水泥水化速度适宜的温度，水化 所需水分供应充足的条件。35.四、硅酸盐水泥的技术性质体积安定性细度凝结时间标准稠度用水量强度与强度等级水化热36.（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37.（一）硅酸盐水泥的细度返回38.问题：为什么需要规定水泥的细度？解答：水泥颗粒细度影响水化活性和凝结硬化速度，水泥颗粒太粗，水化活性越低，不利于凝结硬化；虽然水泥越细，凝结硬化越快，早期强度会越高，但是水化放热速度也快，水泥收缩也越大，对水泥石性能不利；水泥越细，生产能耗越高，成本增加；水泥越细，对水泥的储存也不利，容易受潮结块，反而降低强度。39.（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40.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41.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1：水泥的初凝时间不能过短，否则在施工前即已失去流动性和可塑性而无法施工。结论2：水泥的终凝时间不能过长，否则将延长施工进度和模板周转期。（二）硅酸盐水泥的凝结时间42.请观看凝结时间试验动画试验方法结论1：水泥的初凝时间不能过短，否则在施工前即已失去流动性和可塑性而无法施工。初凝时间不得早于45min45min结论2：水泥的终凝时间不能过长，否则将延长施工进度和模板周转期。终凝时间不得迟于6.5h6.5h。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43.返回44.国标 规定：凡初凝时间不符合规定的水泥为废品；终凝时间不符合规定的水泥为不合格品。为什么？答：水泥凝结时间的规定是为了有足够的时间进行施工操作和硬化的混凝土质量；初凝时间太短，来不及施工，水泥石结构疏松、性能差，水泥无使用价值，即为废品；终凝时间太长，强度增长缓慢，也会影响施工，即为不合格品。45.（三）硅酸盐水泥的标准稠度用水量讨论与分析定义试验方法46.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？为了使试验结果具有可比性（三）硅酸盐水泥的标准稠度用水量47.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48.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49.试验方法请观看标准稠度用水量试验动画。返回50.问题：标准稠度用水量与什么因素有关？为什么？解答：与水泥细度、水泥矿物组成、混合材掺量等有关。因为水泥颗粒越细，比表面越大，表面吸附水越多；水泥矿物组成和混合材掺量不同，颗粒的表面吸附特性不同，吸附水量不同。51.(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52.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：安定性不良的水泥为废品水泥，严禁在工程中使用。(四)硅酸盐水泥的体积安定性53.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MgOMgO;熟料中含有过多的游离CaO;CaO;石膏掺量过多。GB规定 用沸煮法检验必须合格；熟料中MgOMgO含量5%5%；熟料中SO3SO3含量3.5%3.5%；(四)硅酸盐水泥的体积安定性54.石膏过量安定性不良55.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56.返回57.(五)硅酸盐水泥的强度等级58.GB规定强度是水泥力学性质的一项重要指标，是确定水泥强度等级的依据。(五)硅酸盐水泥的强度等级59.检验方法软练胶砂法，分别测量抗压强度和抗折强度。试件尺寸：4040160mm 棱柱体；胶砂配比：水泥 :ISO标准砂 :水=1:3:=1:3:0.5振动成型：在频率为28003000次/min，振幅0.75mm的振实台上成型。振动时间120s。试件养护：在20 C 1C，相对湿度不低于90%的雾室或养护箱中24h，然后脱模在20C 1 C的水中养护至测试龄期；60.100mm160mmP抗折强度试验PP抗压强度试验强度测量：将试件从水中取出，先进行抗折强度试验，折断后每截再进行抗压强度试验。受压面积为40 40=1600mm2。结果计算：抗折强度以三个试件的平均值，抗压强度以六个试件的平均值。61.3d28d时间（d）强度（MPa）水泥强度发展规律早期增长快，随后逐渐减慢；28天，基本达到极限强度的80以上；在合适的温湿度条件下，强度增长可以持续几十天 乃至几十年。62.问题：为什么水泥强度检验方法要规定试件尺寸、试件配比、养护条件、养护时间等？解答：水泥胶砂试件的强度与水泥的组成、试件的水灰比和砂灰比、水泥的水化程度，以及试件的大小有关，而水泥的水化程度与养护条件和养护时间有关；水泥强度检验目的是检验具有确定组成的水泥的强度，因此，为排除其它因素的影响，将这些因素统一规定，以便相互比较。63.（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。64.问题？为什么水泥颗粒越细，水化放热越快？答:水泥矿物的水化反应是放热反应，水泥颗粒越细，水化反应速度越快。硅酸盐水泥熟料的四种矿物中，哪一种水化热最大？哪一种水化热最小？答：铝酸三钙C3A水化热最大；硅酸三钙C3S次之；硅酸二钙C2S水化热最小。65.(七）碱含量 水泥中含有较多的强碱物NaNa2 2O O或 K K2 2O O时，容易发生不良反应对结构造成危害。因而国家标准规定，水泥中的含碱量不得大于0.6%0.6%，或由供需双方商定。66.问题？试从应用的角度，分析水泥的技术性质及其要求？答：水泥是一种胶凝材料，是主要的结构材料之一，因此，它必须具有强度和体积安定性；细度和标准稠度用水量是相互关联的，用水量大将影响强度；为了浇注成型施工，应对凝结时间有所限制；水化热对水泥硬化过程和硬化后的水泥石体积稳定性有影响；影响水泥的品质；为了结构物自重的计算，必须知道水泥的密度。67.水泥质量的判定 技术性质 不符合要求 细 度 不合格品凝结时间 （初凝）废品 （终凝）不合格品体积安定性 废 品 强 度 不合格品或降低等级不溶物和烧失量 不合格品68.五、水泥石的腐蚀和防止简介腐蚀类型腐蚀原因防止措施69.简 介水泥石硬化后，在正常的使用条件下，即在潮湿环境中或水中，仍可以逐渐硬化并不断增长期强度。水泥石的腐蚀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，甚至完全破坏的现象。腐蚀类型软水侵蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐腐蚀，碳酸盐的腐蚀，酸的腐蚀，碱的腐蚀70.软水侵蚀特点介质软水（含HCO3HCO3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。过程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71.人工碳化人工碳化预防措施：将与软水接触的混凝土，事先在空气中碳化Ca(OH)Ca(OH)2 2+Ca(HCO+Ca(HCO3 3)2 2 CaCO CaCO3 3 +H +H2 2OO生成的碳酸钙几乎不溶于水，堆积在水泥石的空隙中，形成密实的保护层软水侵蚀72.硫酸盐腐蚀l特点l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，使水泥石破坏l腐蚀过程举例：结晶膨胀 钙矾石水泥石受硫酸盐侵蚀后，内部形成膨胀性结晶产物水泥石受硫酸盐侵蚀后，因膨胀性结晶产物引起的开裂73.MgCl2+Ca(OH)2 =Mg(OH)2+CaCl2MgSO4+Ca(OH)2+H2O=Mg(OH)2+CaSO42H2O 结晶膨胀易溶于水镁盐腐蚀 l特点l以镁盐为介质的海水、地下水等l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l腐蚀过程举例：74.碳酸盐腐蚀 Ca(OH)2+CO2+H2O CaCO3+2H2O CaCO3+H2O+CO2 Ca(HCO3)2 易溶于水特点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，生成易溶于水的产物，破坏水泥石腐蚀过程举例：75.酸的腐蚀易溶于水 结晶膨胀OHCaSOOHCaSOHOHCaClOHCaHCl242422222)(2)(2+特点以酸性介质为主的工业环境等酸与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结晶膨胀的产物，破坏水泥石腐蚀过程举例：76.酸类腐蚀 腐蚀机理：水泥石中的水化物都是碱性化合物，与碳酸、盐酸、硫酸、醋酸、蚁酸等酸反应生成可溶性盐。另一方面，氢氧化钙浓度的降低，会导致水泥石中其它水化物的分解，使腐蚀作用加剧。破坏形式：溶失性破坏，组成与结构发生很大改变。水泥石受酸腐蚀后，表面溶失、脱落77.碱的腐蚀 易溶于水干燥空气 结晶膨胀特点 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78.其他腐蚀 除了上述几种主要的腐蚀类型外，一些其他物质也对水泥石有腐蚀作用，如糖、氨盐、酒精、动物脂肪、含环烷酸的石油产品及碱骨料反应等。它们或是影响水泥的水化、或是影响水泥的凝结、或是体积变化引起开裂、或是影响水泥的强度，从不同的方面造成水泥石的性能下降甚至破坏。实际工程中水泥石的腐蚀是一个复杂的物理化学作用过程，腐蚀的作用往往不是单一的，而是几种同时存在，相互影响的。79.腐蚀原因内因水泥石中存在着易受腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙；水泥石本身不密实，使侵蚀性介质易于进入其内部；腐蚀与介质相互作用；外因腐蚀介质、温度、湿度、介质浓度 80.防止措施根据环境特点，合理选择水泥品种 提高水泥石的密实度在混凝土表面覆盖保护层，对有特殊要求的混凝土工程，还可以采用浸渍混凝土81.课堂练习1 1、水泥细度越细越好。2 2、国家标准规定，硅酸盐水泥的初凝时间迟于45min45min。3 3、安定性不良的水泥可以用于次要工程中。4 4、硅酸盐水泥的强度等级是根据3t3t、28t28t的抗压强度和抗折强度确定的。5 5不同的水泥品种的标准稠度用水量不同。82.问题？降低水泥石中Ca(OH)2的含量，对水泥的耐腐蚀性有什么作用？为什么？答：降低水泥石中Ca(OH)2的含量，可以提高水泥的抵抗化学腐蚀和软水腐蚀的能力。因为，化学和软水腐蚀与水泥石中的氢氧化钙密切相关。83.物理力学性能密度强度体积稳定性细度水化热耐久性能软水腐蚀盐类腐蚀酸类腐蚀强碱腐蚀为了满足土木工程应用的要求，水泥需具备三方面的性能施工性能凝结时间标准稠度用水量84.六、硅酸盐水泥的特点和应用l强度高 适用于高强混凝土和预应力钢筋混凝土工程 l硬化快 适用于要求凝结快、早强高的工程，冬季施工，预制、现浇等工程l抗冻性好 适用于冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程 l耐蚀性差 不适用与淡水及海水等腐蚀性介质接触的工程 BackBack85.l耐热性差 不适用于有耐热要求的混凝土工程 l水化热大 不适用于大体积混凝土工程，但有利于低温季节畜热法施工 l耐磨性好 适用于公路、地面工程l抗碳化性好 对钢筋的保护作用强，适合CO2 浓度高的环境 硅酸盐水泥的特点和应用86.存储 为了便于识别，避免错用，国家标准对水泥的包装标识作了详细规定。包装水泥袋上应清楚标明产品名称、代号、净含量、强度等级、生产许可证编号、生产者名称、产地、出厂编号、执行标准和包装时间等。硅酸盐水泥和普通水泥用红色字样；矿渣水泥用绿色字样；火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥用黑色字样。包装袋两侧应印有水泥名称和强度等级。包装不合格的水泥是不合格水泥。水泥在运输和储存过程中，应按不同品种、强度等级及出厂日期分别贮运，不得混杂，并注意防水防潮。水泥的储存应按照到货先后依次堆放，尽量作到先到先用，防止存放过久。一般水泥的储存期为三个月，使用存放三个月以上的水泥，必须重新检验其强度，否则不得使用。87.问题：1、硅酸盐水泥的适用领域有哪些？不适合的领域有哪些？为什么？2、硅酸盐水泥的性质中哪几项不合格为废品？哪几项不合格为不合格品？废品和不合格品应如何处理？3、施工工地对水泥应如何保管和存放？为什么？88.第二节 掺混合材料的硅酸盐水泥凡在硅酸盐水泥熟料中，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。89.掺混合材的硅酸盐水泥品种硅酸盐水泥熟料石膏 615%混合材普通硅酸盐水泥2070%矿 渣矿渣硅酸盐水泥2050%火山灰火山灰硅酸盐水泥2040%粉煤灰粉煤灰硅酸盐水泥1650%两种混合材复合硅酸盐水泥 掺混合材硅酸盐水泥的凝结硬化和性能与所掺混合材的种类与掺量密切相关！90.掺混合材水泥的代号 水泥品种 组成特点 代号普通水泥 615的混合材 P O矿渣水泥 2070矿渣 P S火山灰水泥 2050火山灰 P P粉煤灰水泥 2040粉煤灰 P F复合水泥 1550两种混合材 P C91.一、混合材料l定义l分类l活性混合材料l 概述l 二次水化l 活性原理l非活性混合材料 BackBack92.混合材料在生产水泥时，为了改善水泥性能，调节水泥强在生产水泥时，为了改善水泥性能，调节水泥强度等级，降低成本，而加入的人工或天然的矿物度等级，降低成本，而加入的人工或天然的矿物材料。材料。93.分 类l按性能分为两类:活性混合材料 (水硬性混合材料)非活性混合材料（填充性混合材料）BackBack94.活性混合材料v磨细后加水不水化v但掺加石灰后发生二次水化反应 生成水硬性胶凝产物v火山灰活性BackBack95.SiOSiO2 2+mH+mH2 2O+xCa(OH)O+xCa(OH)2 2 xCaOSiO xCaOSiO2 2nHnH2 2OOAlAl2 2OO3 3+aH+aH2 2O+yCa(OH)O+yCa(OH)2 2 yCaOAlyCaOAl2 2OO3 3bHbH2 2O O 活性混合材料消耗 Ca(OH)2水硬性胶凝产物火山灰活性96.水化反应硅酸盐水泥中加入活性混合材料硅酸盐水泥中加入活性混合材料硅酸盐水泥水化硅酸盐水泥水化一次水化一次水化二次水化二次水化l虽然活性混合材料不是水泥的组成材料虽然活性混合材料不是水泥的组成材料.l但水泥中用一定比例的活性混合材料代替可以改但水泥中用一定比例的活性混合材料代替可以改变各种水泥的性能变各种水泥的性能活性混合材料二次水化反应的特性温度敏感性常温反应速度慢高温反应速度快消耗 Ca(OH)Ca(OH)2 2改善孔隙构造97.掺活性混合材料的作用提高产量降低成本降低成本改善水泥的性能 调整强度等级调整强度等级降低水化热降低水化热减少碱骨料反应的发生减少碱骨料反应的发生扩大应用范围扩大应用范围充分利用工业废渣保护环境保护环境98.常用活性混合材料粉煤灰粉煤灰是一种发电厂燃料废渣 粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣是熔融的矿渣水淬而得到。活性成分为活性氧化硅和活性氧化铝。火山灰质混合材料是火山喷发沉积物及其它具有类似活性的材料的统称。分为含水硅酸质（如硅藻土等）、铝硅玻璃质（如火山灰等）、粘土质（烧粘土等）。99.非活性混合材料BackBack特点磨成细粉与石灰加水拌和后，不能或很少生成具有胶凝性质的水化产物常用品种石英粘土慢冷矿渣100.厚厚的火山灰101.火山爆发102.火山爆发103.粉煤灰微珠104.二、普通硅酸盐水泥（P.OP.O）l 什么是普通硅酸盐水泥l 技术性质l 强度要求l 应用BackBack105.什么是普通硅酸盐水泥？普通硅酸盐水泥是一种水硬性胶凝材料掺加少量混合材料和适量的石膏混合材料的最大掺量不超过 15%混合材料石膏磨细P.OBackBack106.技术性质v特点与硅酸盐水泥相近因为混合材料的掺量少，其矿物组成仍在硅酸盐水泥的范围之内v不同点细度采用筛余量表示v测量通过0.08mm0.08mm的方孔筛的筛余量10%10%强度等级v强度应符合表下表的要求v共有三个强度等级 :32.5,32.5R,:32.5,32.5R,42.5R,42.5,52.5,52.5R42.5R,42.5,52.5,52.5R终凝结时间不超过 10h10h107.普通硅酸盐水泥的强度要求(GB175(GB17599)99)108.普通硅酸盐水泥的应用n是通用的水泥主要品种，广泛应用于各种混凝土和钢筋混凝土工程。n应用范围与硅酸盐水泥相同。BackBack109.110.矿渣水泥（P.S）、火山灰水泥（P.P）、粉煤灰水泥（P.F）分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R等3个强度等级。三 矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥111.凡有硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣水泥。粒化矿渣掺量为2070%。粒化高炉矿渣石膏磨细磨细P.S什么是矿渣硅酸盐水泥？112.技 术 性 质l技术性质:分为3 3个强度等级 :32.5,32.5R,:32.5,32.5R,42.5,42.5R,52.5,52.5R42.5,42.5R,52.5,52.5Rl其它技术性质与普通水泥相同强度等级抗压强度(MPa)抗折强度（MPa）3天28天3天28天32.532.5R42.542.5R52.552.5R10.015.015.019.021.023.032.532.542.542.552.552.52.53.53.54.04.04.55.55.56.56.57.07.0 P.S、P.P、P.F的强度要求113.P.SP.S（矿渣水泥）的特点与应用l性能与硅酸盐水泥和普通水泥有以下区别l原因：水泥中混合材料掺量多，熟料成分少，故其性能与硅酸盐水泥有一定的差别。l早期强度低，后期强度高矿渣水泥的水化分两步:水泥熟料的水化;二次水化二次水化早期速度慢，生成的水化产物少，因而强度低后期二次水化速度增长，生成产物数量增加，强度也随之提高。矿渣水泥适用于蒸汽养护的预制构件以及承重迟缓的工程,不适用于早强要求高的工程。与与硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥相比硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥相比114.P.SP.S的特点与应用抗蚀性强，抗碳化能力差。因为氢氧化钙含量低适用于水工或海港混凝土工程不适用于COCO2 2浓度高的工业厂房（如铸造翻砂车间）水化热低。适用大体积混凝土工程温度敏感性大适合高温养护115.抗冻性差：早期强度低，且矿渣需水量大。耐热性好 适用于有耐热要求的混凝土工程。干缩大，抗渗性差。由于混合材料掺量大，而且高炉矿渣有尖锐棱角，拌和用水量大，保水性差，易产生泌水通道。说明：为P.SP.S特性，其它为PSPS、PPPP、PFPF水泥共性 P.SP.S的特点与应用BackBack116.117.l凡有硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合材料和适量石膏其同磨细制成的水硬性胶凝材料。l其中混合材料的掺量为202050%50%。火山灰质硅酸盐水泥火山灰质混合材料石膏磨细P.PP.P118.特点与应用早期强度低，后期强度高耐腐蚀性强，抗碳化性差抗冻性差水化热低温度敏感性大与P.S的相同点119.与P.S的不同点特点与应用在潮湿环境或水中养护时抗渗性好。在潮湿环境或水中养护时抗渗性好。因为细而多孔的火山灰材料适用于有抗渗要求工程发因为细而多孔的火山灰材料适用于有抗渗要求工程发生膨胀胶化作用，生成较多的水化硅酸钙，使水泥石生膨胀胶化作用，生成较多的水化硅酸钙，使水泥石的结构密实的结构密实 在干燥环境中使用易裂纹、起粉。在干燥环境中使用易裂纹、起粉。因为上述水化反应在干燥的环境中不能进行，强度不因为上述水化反应在干燥的环境中不能进行，强度不发展；且以生成的水化硅酸钙凝胶也会使水收缩，产发展；且以生成的水化硅酸钙凝胶也会使水收缩，产生裂纹，所以不适用于干热地区的地上建筑。生裂纹，所以不适用于干热地区的地上建筑。有硫酸盐腐蚀的混凝土工程有硫酸盐腐蚀的混凝土工程不能使用含烧粘土的不能使用含烧粘土的火山灰水泥。火山灰水泥。120.l凡有硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰水泥。l粉煤灰掺量为2040%。什么是粉煤灰硅酸盐水泥？粉煤灰石膏磨细P.FP.F121.特点与应用早期强度低，后期强度高耐腐蚀性强，抗碳化性差抗冻性差水化热低温度敏感性大与P.S的相同点122.与P.S的不同点特点与应用早强低，因为粉煤灰球形玻璃体表面密实，1 13 3个月后表面活性物质才发生二次水化作用，适应于承重迟缓的工程。干缩小，抗裂性好：表面结构密实，吸水量少。泌水性大（快）易产生失水裂纹，抗渗性差。123.一次水化反应 三种水泥的水化特点 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 124.三种水泥的共同性质凝结硬化慢，早期强度低，后期强度发展较快抗软水、抗腐蚀能力强水化热低、放热速度慢抗碳化能力差抗冻性差、耐磨性差湿热敏感性强，适合蒸汽养护 125.三种水泥各自的特性矿渣水泥耐热性强、干缩性较大、保水性差、泌水性大火山灰水泥易吸水，易反应，结构较致密，抗渗性和耐水性较好，体积收缩较大，抗硫酸盐能力较差。粉煤灰水泥吸水能力弱，需水量较低，干缩性较小，结构致密，抗裂性较好。126.复合硅酸盐水泥 P.C在硅酸盐水泥熟料中掺入2 2种或2 2种以上的混合材料制备而成的硅酸盐水泥。性质 32.532.552.5R 3 52.5R 3 个强度等级。其它性质与P.OP.O相同。强度要求见下表（GB12958-1999GB12958-1999）127.复合水泥的强度要求128.129.问题？各种掺混合材硅酸盐水泥的代号、组成区别、特性及使用范围是什么？：130.一、高铝水泥 第三节 特性水泥和专用水泥高铝水泥的矿物组成高铝水泥的水化高铝水泥的技术性质高铝水泥的特点与应用131.(一)高铝水泥的矿物组成 定义：高铝水泥（矾土水泥）是以铝矾土和石灰石为原料，按一定比例配合，经煅烧、磨细所制得的一种以铝酸钙为主要矿物成分的水硬性材料，又称铝酸盐水泥。主要矿物有：铝酸一钙 CaO Al2O3 CA，50%70%；铝酸二钙 2CaO Al2O3 C2S，七铝酸十二钙 12CaO 7Al2O3，C12A7 二铝酸一钙 CaO 2Al2O3，CA2 硅铝酸二钙 2CaO Al2O3 SiO2 C2AS水化活性很低水化活性很高132.(二)高铝水泥的水化和硬化 特点：1.高铝水泥的水化主要是铝酸一钙的水化和水化物的结晶；2.铝酸一钙的水化物组成与温度有关：T20C CA+10 H2O CAH10 20CT30C 2CA+11 H2O C2AH8 30CT 3CA+12 H2O C3AH6+2(Al2O3 3H2O)3.水化反应集中在早期，而且，反应速度较快，因此，早期强度增长快；4.水化物都是晶体，而且，稳定性较差，容易发生相互间的转化，因而引起强度降低。133.不同温度下铝酸盐水泥的水化物5 C20 C40 C60 C5C下铝酸盐水泥稳定水化物CAH10(六方片状晶体）65C下铝酸盐水泥稳定水化物C3AH6(立方晶体）134.(三)高铝水泥的技术性质 1.外观：黄色或黄褐色或灰色；2.密度与堆积密度：与硅酸盐水泥相近；3.细度：80 m筛余不得超过10%；4.凝结时间：初凝40min，终凝10h；5.强度：见教材P54表4-11。135.(四)高铝水泥的特点与应用 1.耐高温性能好，配制耐高温混凝土或砌筑砂浆；2.耐硫酸盐腐蚀性能较好，适用于有抗硫酸盐侵蚀要求的工程；3.耐碱性较差，不能用于接触碱溶液的工程；4.水化热较大，适用于冬季施工，不适用于大体积混凝土；5.快硬早强，宜用于紧急抢修工程。6.高铝水泥有强度倒缩现象，如需用于工程中，应按最低稳定强度设计。136.二、砌筑水泥 适用于砖、石、砌块等砌体的砌筑砂浆和内墙抹面砂浆，但不得用于钢筋混凝土，作其他用途必须通过试验来确定。137.