普通建筑材料之水泥培训课件20842.pptx

第三章第三章水水 泥泥目目 录录u基本要求基本要求u3.1 3.1 简介简介u3.2 3.2 硅酸盐水泥硅酸盐水泥u3.3 3.3 掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥基本要求基本要求u本章课时：课时本章课时：课时 5，实验，实验 2u内容内容 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。主要介绍硅酸盐水泥及掺加混合料的硅酸盐水主要介绍硅酸盐水泥及掺加混合料的硅酸盐水主要介绍硅酸盐水泥及掺加混合料的硅酸盐水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、组成、水化、凝结与硬化、泥，包括：定义、组成、水化、凝结与硬化、泥，包括：定义、组成、水化、凝结与硬化、泥，包括：定义、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。实验和技术性质、腐蚀与防护、特性和应用。实验和技术性质、腐蚀与防护、特性和应用。实验和技术性质、腐蚀与防护、特性和应用。u重点重点重点重点6 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基本要求基本要求u重点重点水泥的腐蚀及防护水泥的腐蚀及防护特性特性应用应用u难点难点水泥水化、凝结和硬化机理水泥水化、凝结和硬化机理各种水泥的异同点各种水泥的异同点u注意事项注意事项本章是整个课程的重点本章是整个课程的重点联系各种水泥进行学习联系各种水泥进行学习 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第三章第三章 水泥水泥3.1 3.1 简介简介BackBack硅酸盐水泥兴起于硅酸盐水泥兴起于1919世纪。世纪。它已经成为现在最为重要的一种建筑材料。它已经成为现在最为重要的一种建筑材料。u它的化学成分复杂，但主要的胶结成分是水它的化学成分复杂，但主要的胶结成分是水化硅酸钙。化硅酸钙。u普通硅酸盐水泥强度高、能抗硫酸盐腐蚀、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。水化热，也可用于制备砂浆。u为了建筑需要，水泥可做成白色、黑色或其为了建筑需要，水泥可做成白色、黑色或其他各种颜色。他各种颜色。水泥具有以下优点，因此，在土木工程领水泥具有以下优点，因此，在土木工程领域得到广泛的应用。域得到广泛的应用。多样性多样性多样性多样性低成本低成本低成本低成本可塑性可塑性可塑性可塑性工艺简单工艺简单工艺简单工艺简单耐久性耐久性耐久性耐久性与钢筋与钢筋与钢筋与钢筋粘结性好粘结性好粘结性好粘结性好水硬性水硬性水硬性水硬性水泥的优点水泥的优点水泥的优点水泥的优点BackBack水泥按用途可分为通用水泥、专用水泥和特水泥按用途可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。性水泥。uu通用水泥通用水泥通用水泥通用水泥硅酸盐水泥硅酸盐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粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合水泥复合水泥复合水泥复合水泥专用水泥专用水泥专用水泥专用水泥砌筑水泥砌筑水泥砌筑水泥砌筑水泥油井水泥油井水泥油井水泥油井水泥特性水泥特性水泥快硬水泥快硬水泥膨胀水泥膨胀水泥抗硫酸盐水泥抗硫酸盐水泥中热水泥中热水泥水泥按化学成分可分为硅酸盐水泥按化学成分可分为硅酸盐系系水泥、铝水泥、铝酸盐酸盐系系水泥和硫水泥和硫铝铝酸盐酸盐系系水泥水泥等等。硅酸盐硅酸盐硅酸盐硅酸盐系系系系水泥水泥水泥水泥一般工程一般工程一般工程一般工程铝酸盐铝酸盐铝酸盐铝酸盐系系系系水泥水泥水泥水泥硫硫硫硫铝铝铝铝酸盐酸盐酸盐酸盐系系系系水泥水泥水泥水泥快硬、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混合材料混合材料0-5%石膏石膏硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料熟料磨细磨细硅酸盐水泥硅酸盐水泥P.P.P.P.混合材料混合材料6-15%石膏石膏硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料熟料磨细磨细普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥P.O粒化高炉粒化高炉矿渣矿渣石膏石膏硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料熟料磨细磨细矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥P.S火山灰质火山灰质混合材料混合材料石膏石膏硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料熟料磨细磨细火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥P.P粉煤灰粉煤灰石膏石膏硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料熟料磨细磨细粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥P.F两种以上两种以上混合材料混合材料石膏石膏硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料熟料磨细磨细复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥P.C 尽管水泥的品种很多，但是尽管水泥的品种很多，但是,工程中工程中90%90%以上使用的是硅酸盐以上使用的是硅酸盐系系水泥。所以，在学习水泥。所以，在学习这一章的内容时，以硅酸盐水泥的内容为基这一章的内容时，以硅酸盐水泥的内容为基础，主要学习硅酸盐水泥的组成、技术性质础，主要学习硅酸盐水泥的组成、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。混合材料的硅酸盐水泥等内容。BackBack硅酸盐水泥的生产简述及其矿物组成硅酸盐水泥的生产简述及其矿物组成硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结和硬化 硅酸盐水泥的技术性质硅酸盐水泥的技术性质硅酸盐水泥的腐蚀与防护硅酸盐水泥的腐蚀与防护硅酸盐水泥的特性与应用硅酸盐水泥的特性与应用3.2 3.2 硅酸盐水泥硅酸盐水泥BackBack何为硅酸盐水泥？何为硅酸盐水泥？uu凡由硅酸盐水泥熟料、凡由硅酸盐水泥熟料、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%石灰石灰石灰石灰石石石石或或或或粒粒粒粒化高炉矿渣、适量石膏共同磨细制化高炉矿渣、适量石膏共同磨细制化高炉矿渣、适量石膏共同磨细制化高炉矿渣、适量石膏共同磨细制的水硬性胶凝材料。的水硬性胶凝材料。的水硬性胶凝材料。的水硬性胶凝材料。uu硅酸盐水泥代号硅酸盐水泥代号硅酸盐水泥代号硅酸盐水泥代号P P P P、P P P PuuP P P P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uuP P P P表示混合材料掺量不超过表示混合材料掺量不超过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%的硅的硅的硅的硅酸盐水泥酸盐水泥酸盐水泥酸盐水泥ClinkerPortland CementMixing Mixing materialsmaterialsGypsumGypsumRaw Raw materialsmaterialsBackBack硅酸盐水泥的生产简述及其矿物组成硅酸盐水泥的生产简述及其矿物组成图图图图3.2.1 3.2.1 硅酸盐水泥的生产过程硅酸盐水泥的生产过程硅酸盐水泥的生产过程硅酸盐水泥的生产过程GrindingPPMixing materialsLimestoneClayIron ore powderBleedingGrinding1450Raw materialClinkerGypsum硅酸盐水泥的矿物组成及特性硅酸盐水泥的矿物组成及特性硅酸盐水泥的主要矿物组成包括：硅酸盐水泥的主要矿物组成包括：硅酸三钙硅酸三钙硅酸二钙硅酸二钙铝酸三钙铝酸三钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙矿物组成的技术特性见表矿物组成的技术特性见表3.2.1表表3.2.1 3.2.1 硅酸盐水泥的矿物组成硅酸盐水泥的矿物组成组成组成化学分子式化学分子式缩写缩写硅酸三钙硅酸三钙3CaOSiO2C3S硅酸二钙硅酸二钙2CaOSiO2C2S铝酸三钙铝酸三钙3CaOAl2O3C3A铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3C4AF表表3.2.2 3.2.2 矿物组成性质矿物组成性质矿物种类矿物种类硅酸三钙硅酸三钙硅酸二钙硅酸二钙铝酸三钙铝酸三钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙缩写缩写C3SC2SC3AC4AF含量（含量（%）37-6015-377-1510-18水化速度水化速度快快慢慢最快最快快快水化热水化热多多少少最多最多较多较多强度强度高高早低后高早低后高低低低低抗腐蚀性抗腐蚀性好好好好差差极好极好收缩收缩中中较大较大大大小小BackBackp水化水化p水化水化机理机理pp石膏调节凝结时间的原理石膏调节凝结时间的原理p水化产物水化产物p凝结与硬化凝结与硬化pp何为凝结、硬化？何为凝结、硬化？pp凝结硬化过程凝结硬化过程pp影响因素影响因素硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化BackBack水水 化化 机机 理理水泥颗粒与水接触时，其表面的熟料矿物立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。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硅酸三钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。钙晶体。该水化反应的速度快，形成早期强度并生成该水化反应的速度快，形成早期强度并生成早期水化热。早期水化热。3CaOSiO2+H2O 3 3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2硅酸二钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧硅酸二钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。化钙晶体。该水化反应的速度慢，对后期龄期混凝土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。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，可以生成产物中氢氧化钙的含量减少时，可以生成更多的水化产物。更多的水化产物。2CaOSiO2+H2O 3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2水水 化化 机机 理理铝酸三钙水化生成水化铝酸钙晶体。铝酸三钙水化生成水化铝酸钙晶体。铝酸三钙水化生成水化铝酸钙晶体。铝酸三钙水化生成水化铝酸钙晶体。该水化反应速度极快，并且释放出大量的热量。该水化反应速度极快，并且释放出大量的热量。该水化反应速度极快，并且释放出大量的热量。该水化反应速度极快，并且释放出大量的热量。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，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。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量石膏，可以避免上述问通常通过在水泥中掺有适量石膏，可以避免上述问通常通过在水泥中掺有适量石膏，可以避免上述问通常通过在水泥中掺有适量石膏，可以避免上述问题的发生。题的发生。题的发生。题的发生。3CaOAl2O3+H2O 3CaOAl2O36H2O水水 化化 机机 理理铁铝铁铝铁铝铁铝酸酸酸酸四四四四钙水化生成水化铝酸钙晶体和水化铁酸钙凝钙水化生成水化铝酸钙晶体和水化铁酸钙凝钙水化生成水化铝酸钙晶体和水化铁酸钙凝钙水化生成水化铝酸钙晶体和水化铁酸钙凝胶胶胶胶。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。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+H2O 3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2Ol石膏与水化铝酸钙反应生成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）。（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，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。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。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。腐蚀的学习得到答案。3CaOAl2O36H2O+H2O+CaSO42H2O 3CaOAl2O33CaSO431H2O 钙矾石钙矾石钙矾石钙矾石石膏调节凝结时间的原理石膏调节凝结时间的原理BackBackuu水化硅酸钙水化硅酸钙(70%)(70%)uu氢氧化钙氢氧化钙(20%)(20%)uu水化铝酸钙水化铝酸钙uu水化铁酸钙水化铁酸钙uu水化硫铝酸钙水化硫铝酸钙(AFt(AFt、AFm)AFm)水化产物水化产物水泥熟料水化后的主要水化产物有：水泥熟料水化后的主要水化产物有：图图图图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水化程度与水泥石组成水化程度与水泥石组成BackBackp何为凝结？何为凝结？水泥加水拌和形成具有一定流动性和可塑性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。稠失去可塑性的过程。p何为硬化？何为硬化？失去可塑性的浆体随着时间的增长产生明显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的强度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程。过程。水泥的凝结与硬化过程由以下四个过程组成。水泥的凝结与硬化过程由以下四个过程组成。凝结与硬化凝结与硬化BackBack凝结硬化过程凝结硬化过程初始反应期初始反应期初始的溶解和水化，约持续初始的溶解和水化，约持续5-105-10分分钟。钟。潜伏期潜伏期流动性可塑性好凝胶体膜层围绕水流动性可塑性好凝胶体膜层围绕水泥颗粒成长，泥颗粒成长，持续持续1h 1h 凝胶膜破裂、长大并连接、水泥颗凝胶膜破裂、长大并连接、水泥颗粒进一步水化，粒进一步水化，持续持续6h6h。多孔的空。多孔的空间网络间网络凝聚结构凝聚结构形成形成，失去可塑，失去可塑性性凝结期凝结期凝胶体填充毛细管，凝胶体填充毛细管，6h-6h-若干年硬若干年硬化石状体密实空间网化石状体密实空间网硬化期硬化期凝结硬化过程凝结硬化过程BackBack影响水泥凝结硬化的因素影响水泥凝结硬化的因素AgeBlend of GypsumHumidityTemperatureTypesFinenessFactors 影响水泥凝结硬化的主要因素有：水泥的种类和影响水泥凝结硬化的主要因素有：水泥的种类和影响水泥凝结硬化的主要因素有：水泥的种类和影响水泥凝结硬化的主要因素有：水泥的种类和细度、石膏掺细度、石膏掺细度、石膏掺细度、石膏掺量量量量、龄期、温度和湿度等。、龄期、温度和湿度等。、龄期、温度和湿度等。、龄期、温度和湿度等。图图图图3.2.3 3.2.3 3.2.3 3.2.3 影响水泥凝结硬化的因素影响水泥凝结硬化的因素影响水泥凝结硬化的因素影响水泥凝结硬化的因素BackBack硅酸盐水泥的技术性质硅酸盐水泥的技术性质u细度细度u凝结时间凝结时间u体积安定性体积安定性u强度强度u其他性质其他性质BackBack细度细度细度细度与水接触的与水接触的与水接触的与水接触的表面积表面积表面积表面积凝结和硬化凝结和硬化凝结和硬化凝结和硬化速度速度速度速度性质性质性质性质 40 100100小小小小低低低低低低低低水泥的细度指水泥的磨细程度或分散度。细度决定水泥的细度指水泥的磨细程度或分散度。细度决定水泥的细度指水泥的磨细程度或分散度。细度决定水泥的细度指水泥的磨细程度或分散度。细度决定了水泥与水接触的表面积了水泥与水接触的表面积了水泥与水接触的表面积了水泥与水接触的表面积，从而影响水泥的水化和从而影响水泥的水化和从而影响水泥的水化和从而影响水泥的水化和凝结速度和性质。凝结速度和性质。凝结速度和性质。凝结速度和性质。表表表表3.2.3 3.2.3 水泥的细度和性质水泥的细度和性质水泥的细度和性质水泥的细度和性质细细 度度比表面积比表面积u硅酸盐水泥的细度用比表面积表示硅酸盐水泥的细度用比表面积表示硅酸盐水泥的细度用比表面积表示硅酸盐水泥的细度用比表面积表示u按照按照按照按照 GB175-GB175-GB175-GB175-2007200720072007的规定的规定的规定的规定u硅酸盐水泥的比表面积硅酸盐水泥的比表面积硅酸盐水泥的比表面积硅酸盐水泥的比表面积 300 m/kg 300 m/kg 300 m/kg 300 m/kg u比表面积可采用比表面积仪测定比表面积可采用比表面积仪测定比表面积可采用比表面积仪测定比表面积可采用比表面积仪测定（图（图（图（图3.2.43.2.43.2.43.2.4）u用比表面积测定仪测试颗粒粒径分用比表面积测定仪测试颗粒粒径分用比表面积测定仪测试颗粒粒径分用比表面积测定仪测试颗粒粒径分布情况。布情况。布情况。布情况。u测量一定量空气通过水泥石时，流测量一定量空气通过水泥石时，流测量一定量空气通过水泥石时，流测量一定量空气通过水泥石时，流速变化速变化速变化速变化.图图图图3.2.4 3.2.4 3.2.4 3.2.4 比表面积测定仪比表面积测定仪比表面积测定仪比表面积测定仪细细 度度BackBack凝结时间凝结时间u标准稠度及标准稠度用水量标准稠度及标准稠度用水量u凝结时间测定凝结时间测定u初凝时间初凝时间u终凝时间终凝时间标准稠度标准稠度标准稠度标准稠度试锥下沉深度为试锥下沉深度为试锥下沉深度为试锥下沉深度为282mm282mm282mm282mm时的稠度时的稠度时的稠度时的稠度标准稠度用水量标准稠度用水量标准稠度用水量标准稠度用水量P(%)P(%)P(%)P(%)按一定的方法将水泥调制成具有标准稠度的净按一定的方法将水泥调制成具有标准稠度的净按一定的方法将水泥调制成具有标准稠度的净按一定的方法将水泥调制成具有标准稠度的净浆所需的水量。浆所需的水量。浆所需的水量。浆所需的水量。P%=P%=水量水量ml/ml/水泥水泥1g1g*100%*100%。标准稠度用水量测试方法有不变标准稠度用水量测试方法有不变(固定固定)水量法和调水量法和调整水量法整水量法2种。种。初学者多用前者，有争议时以后者为准。初学者多用前者，有争议时以后者为准。标准稠度及标准稠度用水量标准稠度及标准稠度用水量不变不变不变不变(固定固定固定固定)水量法水量法水量法水量法初学者采用初学者采用初学者采用初学者采用有争议时多采用此法有争议时多采用此法有争议时多采用此法有争议时多采用此法调整水量法调整水量法调整水量法调整水量法不变不变(固定固定)水量法水量法u固定水量法采用以固定水量法采用以下方法配制标准稠下方法配制标准稠度净浆度净浆uu称取称取500g500g水泥水泥uu加入加入142.5142.5mlml水水u采用标准稠度测采用标准稠度测定仪（图定仪（图3.2.5）uu测量测量 P%P%不变不变(固定固定)水量法水量法图图3.2.5 3.2.5 标准稠度测定仪标准稠度测定仪 通过水泥净浆凝结时间测定仪测定标准稠度通过水泥净浆凝结时间测定仪测定标准稠度水泥净浆的凝结时间。水泥净浆的凝结时间。测定方法测定方法图图图图3.2.6 3.2.6 3.2.6 3.2.6 凝结时间测定仪凝结时间测定仪凝结时间测定仪凝结时间测定仪 水泥凝结时间测定录像水泥凝结时间测定录像凝结时间测定凝结时间测定u概念概念从水泥加水拌和起至标准稠度的水泥净浆开始失从水泥加水拌和起至标准稠度的水泥净浆开始失从水泥加水拌和起至标准稠度的水泥净浆开始失从水泥加水拌和起至标准稠度的水泥净浆开始失去可塑性所需的时间去可塑性所需的时间去可塑性所需的时间去可塑性所需的时间u标准要求标准要求45min45min国产水泥一般为国产水泥一般为国产水泥一般为国产水泥一般为1-3h1-3h1-3h1-3hu实验实验测试时以试针距底板测试时以试针距底板测试时以试针距底板测试时以试针距底板41mm41mm41mm41mm为准。为准。为准。为准。u工程意义工程意义水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分的水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分的水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分的水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分的时间时间时间时间完成完成完成完成搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作。搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作。搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作。搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作。初始凝结时间初始凝结时间终凝时间终凝时间u概念概念从水泥加水拌和起至从水泥加水拌和起至从水泥加水拌和起至从水泥加水拌和起至标准稠度的标准稠度的标准稠度的标准稠度的水泥净浆完全水泥净浆完全水泥净浆完全水泥净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。失去可塑性并开始产生强度所需的时间。失去可塑性并开始产生强度所需的时间。失去可塑性并开始产生强度所需的时间。u标准要求标准要求390min390min国产水泥一般为国产水泥一般为国产水泥一般为国产水泥一般为5-6h 5-6h 5-6h 5-6h u实验实验测试时以试针下沉测试时以试针下沉测试时以试针下沉测试时以试针下沉0.5mm0.5mm0.5mm0.5mm为准。为准。为准。为准。u工程意义工程意义终凝时间不宜过迟，以便施工完毕后更快硬化，终凝时间不宜过迟，以便施工完毕后更快硬化，终凝时间不宜过迟，以便施工完毕后更快硬化，终凝时间不宜过迟，以便施工完毕后更快硬化，达到一定的强度，以利于下一步施工工艺的进达到一定的强度，以利于下一步施工工艺的进达到一定的强度，以利于下一步施工工艺的进达到一定的强度，以利于下一步施工工艺的进行行行行，加快施工进度，不拖延施工工期，加快施工进度，不拖延施工工期，加快施工进度，不拖延施工工期，加快施工进度，不拖延施工工期。BackBack定义定义 指水泥硬化过程中体积变化小且均匀的性能。指水泥硬化过程中体积变化小且均匀的性能。体积安定性不良体积安定性不良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（裂裂纹纹后后弯曲）。弯曲）。使建筑质量下降，甚至引起严重的使建筑质量下降，甚至引起严重的工程工程事故。事故。体积安定性不良的原因体积安定性不良的原因过量的游离过量的游离CaO过量的游离过量的游离MgO过量石膏过量石膏硅酸盐水泥的体积安定性硅酸盐水泥的体积安定性BackBacku水泥中的游离氧化钙或氧化镁都是过烧的水泥中的游离氧化钙或氧化镁都是过烧的它们的水它们的水化化速度慢，在水泥硬化后才开始速度慢，在水泥硬化后才开始水化，使已经硬化的水泥石膨胀开裂。水化，使已经硬化的水泥石膨胀开裂。u当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，它还当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，它还能继续与水化铝酸钙反应，生成高硫型水能继续与水化铝酸钙反应，生成高硫型水化硫铝酸钙，体积增大化硫铝酸钙，体积增大1.51.5倍，引起水泥石倍，引起水泥石开裂。此时，水化硫铝酸钙被称为开裂。此时，水化硫铝酸钙被称为“水泥水泥杆菌杆菌”。体积安定性不良的原因体积安定性不良的原因u煮沸法煮沸法-加速实验法加速实验法 u测量体积安定性的两种方法：测量体积安定性的两种方法：uu试试饼法饼法观察水泥净观察水泥净浆浆试饼在沸煮后的外形变试饼在沸煮后的外形变化化uu雷氏夹法雷氏夹法测量水泥测量水泥净浆试件净浆试件沸煮后的膨胀值沸煮后的膨胀值 体积体积安安定性的测定定性的测定水泥安定性的测定水泥安定性的测定图图3.2.8 煮沸法测定仪煮沸法测定仪图图3.2.7 体积安定性不良体积安定性不良体积安定性的测定体积安定性的测定图图3.2.9 雷氏夹法体积安定性测定仪雷氏夹法体积安定性测定仪限制限制l上述测试方法仅能测出游离上述测试方法仅能测出游离CaOCaO是否过量。是否过量。l游离游离MgOMgO和石膏不能通过加速实验的方法检和石膏不能通过加速实验的方法检测测l所以它们必须在生产工艺中严格控制，避所以它们必须在生产工艺中严格控制，避免过量。免过量。l标准规定：标准规定：l l MgO5%MgO5%、石膏、石膏SOSO3 33.5%3.5%。体积安定性的测定体积安定性的测定BackBackC:S:W=1:3:0.5C:S:W=1:3:0.5Standard specimen Standard specimen 40 4016040 40160CompressiveCompressive strength strengthCured underCured under the standard the standard conditionconditionBending strengthBending strength C:S:W=1:3:0.5 C:S:W=1:3:0.5的比例混合，制成标准的比例混合，制成标准尺寸的试件（尺寸的试件（4040160mm4040160mm），在标准），在标准条件下养护，测试抗压强度和抗折强度。条件下养护，测试抗压强度和抗折强度。强度试验强度试验BackBack图图3.2.10 强度测定仪强度测定仪bending strength instrument图图3.2.10 强度测定仪强度测定仪Compressive strength instrument实验录像强度等级强度等级u根据根据根据根据uu3 3 3 3天和天和天和天和28282828天抗压强度天抗压强度天抗压强度天抗压强度uu3 3 3 3天和天和天和天和28282828天抗折强度天抗折强度天抗折强度天抗折强度 u 硅酸盐水泥可分为硅酸盐水泥可分为硅酸盐水泥可分为硅酸盐水泥可分为6 6 6 6个等级：个等级：个等级：个等级：42.542.542.542.5，42.5R,52.542.5R,52.542.5R,52.542.5R,52.5，52.5R,52.5R,52.5R,52.5R,62.5,62.5R62.5,62.5R62.5,62.5R62.5,62.5Ru各龄期的强度不低于各龄期的强度不低于各龄期的强度不低于各龄期的强度不低于GB175-GB175-GB175-GB175-2007200720072007表中的规定。表中的规定。表中的规定。表中的规定。u按早期强度不同分为两种类按早期强度不同分为两种类按早期强度不同分为两种类按早期强度不同分为两种类型，早强型型，早强型型，早强型型，早强型(用用用用R R R R表示表示表示表示)和普通和普通和普通和普通型。型。型。型。62.5R62.552.5R52.542.5R42.5Strength Grade等级等级 抗压强度抗压强度(MPa)抗折强度（抗折强度（MPa）3d 28d 3d 28d 42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R 32.0 62.5 5.5 8.0 表表3.2.4硅酸盐水泥各龄期的强度要求硅酸盐水泥各龄期的强度要求（GB175-2007）技术性质分析技术性质分析 水泥在出厂和使用前必水泥在出厂和使用前必水泥在出厂和使用前必水泥在出厂和使用前必须检验的技术指标有四项：须检验的技术指标有四项：须检验的技术指标有四项：须检验的技术指标有四项：细度、凝结时间、强度和细度、凝结时间、强度和细度、凝结时间、强度和细度、凝结时间、强度和体积安定性。这四项指标体积安定性。这四项指标体积安定性。这四项指标体积安定性。这四项指标中，除强度外，其它任何中，除强度外，其它任何中，除强度外，其它任何中，除强度外，其它任何一项指标不合格，则水泥一项指标不合格，则水泥一项指标不合格，则水泥一项指标不合格，则水泥不能使用；反之，若仅强不能使用；反之，若仅强不能使用；反之，若仅强不能使用；反之，若仅强度一项指标不合格，而其度一项指标不合格，而其度一项指标不合格，而其度一项指标不合格，而其它三项指标合格，则水泥它三项指标合格，则水泥它三项指标合格，则水泥它三项指标合格，则水泥可降等级使用。可降等级使用。可降等级使用。可降等级使用。If only the strength is unqualifiedCement of the lower gradeBackBack其他性质其他性质密度密度密度密度:3.0-3.15g/cm3.0-3.15g/cm3 3,通常通常3.1g/cm3.1g/cm3 3堆积密度堆积密度堆积密度堆积密度:1000-1600kg/m1000-1600kg/m3 3碱含量碱含量碱含量碱含量以以以以NaNaNaNa2 2 2 2O+0.658KO+0.658KO+0.658KO+0.658K2 2 2 2O O O O计算值表示，以防止碱计算值表示，以防止碱计算值表示，以防止碱计算值表示，以防止碱-骨料反骨料反骨料反骨料反应的发生。应的发生。应的发生。应的发生。低碱水泥含碱量低碱水泥含碱量低碱水泥含碱量低碱水泥含碱量0.6%0.6%0.6%0.6%，或由供需双方商定。，或由供需双方商定。，或由供需双方商定。，或由供需双方商定。水化热水化热水化热水化热大部分的水化热在水化反应的初期释放出来，大部分的水化热在水化反应的初期释放出来，大部分的水化热在水化反应的初期释放出来，大部分的水化热在水化反应的初期释放出来，它的数量决定于水泥的化学成分和细度、矿物它的数量决定于水泥的化学成分和细度、矿物它的数量决定于水泥的化学成分和细度、矿物它的数量决定于水泥的化学成分和细度、矿物掺合料以及酸的侵蚀。掺合料以及酸的侵蚀。掺合料以及酸的侵蚀。掺合料以及酸的侵蚀。C C C C3 3 3 3S S S S，C C C C3 3 3 3A A A A越高，颗粒越细，水化热越大，对冬季越高，颗粒越细，水化热越大，对冬季越高，颗粒越细，水化热越大，对冬季越高，颗粒越细，水化热越大，对冬季施工有利，但对大体积混凝土工程有害。施工有利，但对大体积混凝土工程有害。施工有利，但对大体积混凝土工程有害。施工有利，但对大体积混凝土工程有害。BackBack水泥石的腐蚀和防止水泥石的腐蚀和防止简介简介腐蚀类型腐蚀类型腐蚀原因腐蚀原因防止措施防止措施BackBack简简 介介水泥石硬化后，在正常的使用条件下，即水泥石硬化后，在正常的使用条件下，即在潮湿环境中或水中，仍可以逐渐硬化并在潮湿环境中或水中，仍可以逐渐硬化并不断增长不断增长后后期强度。期强度。水泥石的腐蚀水泥石的腐蚀在一些腐蚀性介质中，水泥石的结构会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，甚至完遭到破坏，强度和耐久性降低，甚至完全破坏的现象。全破坏的现象。腐蚀类型腐蚀类型软水侵蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐腐蚀，碳软水侵蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐腐蚀，碳酸盐的腐蚀，酸的腐蚀，碱的腐蚀酸盐的腐蚀，酸的腐蚀，碱的腐蚀BackBack软水侵蚀软水侵蚀特点特点介质介质软水（含软水（含HCO3少的水，如少的水，如雨水、雪水和蒸馏水）；氢氧化钙溶雨水、雪水和蒸馏水）；氢氧化钙溶解于水中引起的腐蚀。解于水中引起的腐蚀。过程过程当水泥石与软水接触时，最先溶出的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的其它水化产物的分解l在硬水中会发生如下反应在硬水中会发生如下反应l生成的生成的碳酸碳酸钙几乎不溶于水，堆积在水泥钙几乎不溶于水，堆积在水泥石的空隙中，形成密实的保护层石的空隙中，形成密实的保护层l预防措施预防措施l将与软水接触的混凝土，事先在空气中将与软水接触的混凝土，事先在空气中碳化碳化人工碳化人工碳化Ca(OH)Ca(OH)2 2+Ca(HCO+Ca(HCO3 3)2 2 CaCO CaCO3 3 +H +H2 2OO软水侵蚀软水侵蚀人工碳化人工碳化人工碳化人工碳化将与软水接触的混凝土，事将与软水接触的混凝土，事先在空气中碳化先在空气中碳化Ca(OH)Ca(OH)2 2+Ca(HCO+Ca(HCO3 3)2 2 CaCO CaCO3 3 +H +H2 2OO生成的氢氧化钙几乎不溶于水，堆积在水泥石生成的氢氧化钙几乎不溶于水，堆积在水泥石的空隙中，形成密实的保护层的空隙中，形成密实的保护层软水侵蚀软水侵蚀硫酸盐腐蚀硫酸盐腐蚀l特点特点l l以硫酸盐为介质的海水、地下水等以硫酸盐为介质的海水、地下水等l l硫酸盐与水泥石中的成分反应生成膨胀硫酸盐与水泥石中的成分反应生成膨胀性晶体，使水泥石破坏性晶体，使水泥石破坏l腐蚀过程举例：腐蚀过程举例：结晶膨胀结晶膨胀 MgCl2+Ca(OH)2 =Mg(OH)2+CaCl2MgSO4+Ca(OH)2+H2O=Mg(OH)2+CaSO42H2O 结晶膨胀结晶膨胀易溶于水易溶于水镁盐腐蚀镁盐腐蚀 l特点特点l以镁盐为介质的海水、地下水等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，破坏水泥石或松软无胶凝作用的产物，破坏水泥石l腐蚀过程举例：腐蚀过程举例：碳酸盐腐蚀碳酸盐腐蚀 Ca(OH)2+CO2+H2O CaCO3+2H2O CaCO3+H2O+CO2 Ca(HCO3)2 易溶于水易溶于水u特点特点u以碳酸盐为介质的海水、地下水等以碳酸盐为介质的海水、地下水等u碳酸盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于碳酸盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水的产物，破坏水泥石水的产物，破坏水泥石u腐蚀过程举例：腐蚀过程举例：酸的腐蚀酸的腐蚀易溶于水易溶于水 结晶膨胀结晶膨胀OHCaSOOHCaSOHOHCaClOHCaHCl242422222)(2)(2+u特点特点u以酸性介质为主的工业环境等以酸性介质为主的工业环境等u酸与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、酸与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结晶膨胀的产物，破坏水泥石结晶膨胀的产物，破坏水泥石u腐蚀过程举例：腐蚀过程举例：碱的腐蚀碱的腐蚀 易溶于水易溶于水干燥空气干燥空气 结晶膨胀结晶膨胀u特点特点 碱与水泥石中的成分反应，生成易溶于碱与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结晶膨胀的产物，破坏水泥石水、结晶膨胀的产物，破坏水泥石BackBack腐蚀原因腐蚀原因内因内因水泥石中存在着易受腐蚀的氢氧化钙水泥石中存在着易受腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙；和水化铝酸钙；水泥石本身不密实，使侵蚀性介质易水泥石本身不密实，使侵蚀性介质易于进入其内部；于进入其内部；腐蚀与介质相互作用；腐蚀与介质相互作用；外因外因腐蚀介质、温度、湿度、介质浓度腐蚀介质、温度、湿度、介质浓度 BackBack防止措施防止措施u根据环境特点，合理选择水泥品种根据环境特点，合理选择水泥品种 u提高水泥石的密实度提高水泥石的密实度u在混凝土表面覆盖保护层，对有特殊要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