土木工程材料课件第4章（水泥混合料）讲课讲稿.ppt

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1、土木工程材料课件第4章（水泥混合料）Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料 水泥水泥即能在水中凝结，又能在空气中即能在水中凝结，又能在空气中 凝结的胶凝材料。凝结的胶凝材料。2水泥分类水泥分类v硅酸盐水泥硅酸盐水泥v铝酸盐水泥铝酸盐水泥v硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥v铁铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥(2)(2)按性能和用途分类按性能和用途分类v通用水泥通用水泥v专用水泥专用水泥v特性水泥特性水泥 按化学成分按化学成分 3硅酸盐水泥硅酸盐水泥

2、v 1.1.硅酸盐水泥的生产工艺概述硅酸盐水泥的生产工艺概述v 2.2.硅酸盐水泥的组成材料硅酸盐水泥的组成材料v 3.3.硅酸盐水泥的水化和硬化硅酸盐水泥的水化和硬化v 4.4.硅酸盐水泥的技术性质硅酸盐水泥的技术性质v 5.5.硅酸盐水泥的技术标准硅酸盐水泥的技术标准v 6.6.硅酸盐水泥石的腐蚀与防止硅酸盐水泥石的腐蚀与防止4定义定义v硅酸盐水泥硅酸盐水泥:熟料熟料+石膏石膏+(0%-5%)石灰石或高石灰石或高炉矿渣炉矿渣I型,P.III型,P.II6%-15%混合材混合材活性活性非活性非活性(不超过不超过10%)窑灰窑灰(不超过不超过5%)普通水泥普通水泥5 1.1.硅酸盐水泥的生产工

3、艺概述硅酸盐水泥的生产工艺概述 （1 1）生产工艺）生产工艺 两磨一烧两磨一烧生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程 （2 2）生产原料）生产原料石灰石质原料石灰石质原料石灰石、白垩等石灰石、白垩等粘土质原料粘土质原料粘土、页岩等粘土、页岩等校正原料（少量校正原料（少量）铁粉铁粉CaOCaOSiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3FeFe2 2O O3 36石灰石石灰石粘粘 土土 生料生料 熟料熟料 水泥水泥铁矿石铁矿石 石膏石膏磨细煅烧1450C磨细调节凝结时间硅酸盐水泥的生产硅酸盐水泥的生产72.2.硅酸盐水泥的组成材料硅

4、酸盐水泥的组成材料v （1 1）硅酸盐水泥熟料）硅酸盐水泥熟料v （2 2）石膏）石膏v （3 3）混合材料）混合材料8（1 1）硅酸盐水泥熟料（）硅酸盐水泥熟料（简称为熟料简称为熟料）v 1 1）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三钙硅酸三钙主要矿物组成主要矿物组成分子式分子式分子简式分子简式 3 3CaOSiOCaOSiO2 2C C3 3S SC C2 2S SC C3 3A AC C4 4AFAF2 2CaOSiOCaOSiO2 23 3CaOAlCaOAl2 2O O3 34 4CaOAlCaOAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3硅酸二钙硅酸二钙铝酸三

5、钙铝酸三钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙名名 称称9注注 意意v 水泥中的其它成分：水泥中的其它成分：v 原因：原因：v 煅烧水泥中反应：煅烧水泥中反应：v危害：危害：影响水泥影响水泥体积安定性体积安定性石灰石质原料富含石灰石质原料富含潜在危害非常严重潜在危害非常严重10v 2 2）硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性）硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性矿物组成矿物组成 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 C3SC2SC3AC4AF含量含量/%/%37376060 最多最多15153737次之次之 7 715 15 少少 101018 18 少少 水化速度水化速度 较快较快

6、慢慢快快中中水化热水化热 中中低低高高中中强度强度 高高早期低后期高早期低后期高低低中中(抗折强度抗折强度)耐化学侵蚀耐化学侵蚀 中中良良差差优优干缩性干缩性 中中小小大大小小11实实 例例快硬水泥：快硬水泥：3 3d d抗压强度高，熟料中抗压强度高，熟料中C3A、C3S含量高。含量高。适用于适用于紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程。紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程。道路水泥：道路水泥：抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗硫酸性好、抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗硫酸性好、干缩性小。干缩性小。C4AF、C2S含量高。含量高。适用于适用于道路路面、机场道面、城市广场等工程。道路路面、机场道

7、面、城市广场等工程。大坝水泥：大坝水泥：简称中热水泥简称中热水泥低热矿渣水泥：低热矿渣水泥：加入矿渣加入矿渣适用于适用于大坝工程、大型构筑物、大型房屋的基础等大体积工程。大坝工程、大型构筑物、大型房屋的基础等大体积工程。水化放热较低，水化放热较低，C2S含量高，含量高，C3A含量低含量低12（2 2）石）石 膏膏v 作用：作用：缓凝剂缓凝剂 水泥熟料磨成细粉与水相遇会很快凝结，无法施工。水泥熟料磨成细粉与水相遇会很快凝结，无法施工。加入适量的石膏会延缓凝结时间，同时还有利于提高水泥加入适量的石膏会延缓凝结时间，同时还有利于提高水泥 早期强度、降低干缩变形等性能早期强度、降低干缩变形等性能。v

8、石膏品种：石膏品种：主要采用天然石膏、工业副产石膏。主要采用天然石膏、工业副产石膏。13 3.3.硅酸盐水泥的水化硬化硅酸盐水泥的水化硬化 （1）水）水 化化 水化速度快水化速度快 长纤维状长纤维状 短纤维状短纤维状六方板结晶六方板结晶缓凝机理：缓凝机理：同上同上针状结晶针状结晶 立方板状结晶立方板状结晶 14 第一阶段：第一阶段：大大约约在在水水泥泥拌拌水水起起至至初初凝凝时时止止，C C3 3S S迅迅速速反反应应生生成成Ca(OH)Ca(OH)2 2。石石膏膏和和C C3 3A A反反应应生成钙矾石晶体。生成钙矾石晶体。水泥浆呈塑性状态。水泥浆呈塑性状态。第二阶段：第二阶段：大大约约从从

9、初初凝凝起起至至2424h h止止，水水泥泥水水化化加加速速，生生成成较较多多的的Ca(OH)Ca(OH)2 2、钙钙矾矾石石晶晶体体、水化硅酸钙凝胶。水化硅酸钙凝胶。水化产物大量生成，水泥凝结。水化产物大量生成，水泥凝结。第三阶段：第三阶段：指指2424h h以以后后直直到到水水化化结结束束。所所有有水水化化产产物物生生成成，数数量量不不断断增增加加，结结构构更更加加致密，强度不断提高。致密，强度不断提高。（2 2）水泥的硬化）水泥的硬化15水泥硬化研究理论水泥硬化研究理论 水化过程在不同的情况下会有不同的水化机理；水化过程在不同的情况下会有不同的水化机理；不同的矿物在不同的阶段，水化机理也

10、会不完全相同。不同的矿物在不同的阶段，水化机理也会不完全相同。16影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素 1)熟料矿物组成的影响熟料矿物组成的影响 2)水泥细度的影响水泥细度的影响 3)拌合用水量的影响拌合用水量的影响 4)养护湿度、温度的影响养护湿度、温度的影响 5)养护龄期的影响养护龄期的影响 6)储存条件的影响储存条件的影响 17 4 4.硅酸盐水泥的技术性质硅酸盐水泥的技术性质（1）化学性质）化学性质 不溶物不溶物主要指煅烧过程中存留的残渣，不溶物的含量主要指煅烧过程中存留的残渣，不溶物的含量 会影响水泥的粘结质量。会影响水泥的粘结质量。烧失量烧失量水泥煅烧不

11、理想或者受潮后，会导致烧失量增水泥煅烧不理想或者受潮后，会导致烧失量增 加，故烧失量是检验水泥质量的一项指标。加，故烧失量是检验水泥质量的一项指标。氧化镁氧化镁水化慢、体积膨胀水化慢、体积膨胀,影响安定性影响安定性 三氧化硫三氧化硫 碱碱限制发生碱限制发生碱-集料反应，按（集料反应，按（NaNa2 2O+0.658 KO+0.658 K2 2O O）值计值计18硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的技术性质硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的技术性质 根据国家标准根据国家标准GB 1751999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的规定，的规定，硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的主要技术性质如下所述。

12、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的主要技术性质如下所述。1.1.不溶物不溶物 2.2.氧化镁氧化镁 3.3.三氧化硫三氧化硫 4.4.烧失量烧失量 5.5.碱碱 19（2 2）物理力学性质）物理力学性质 细度细度 0.080.08mmmm方孔筛筛余量方孔筛筛余量:%:%负压筛法负压筛法（适用于其它水泥（适用于其它水泥）比表面积：比表面积：m m2 2/kg/kg，cmcm2 2/g/g勃氏法勃氏法（适用于硅酸盐水泥（适用于硅酸盐水泥）a.a.指标指标细度是指水泥颗粒的粗细程度。硅酸盐水泥的细度用比细度是指水泥颗粒的粗细程度。硅酸盐水泥的细度用比表面积来衡量，要求比表面积大于表面积来衡量，要求比表面积

13、大于300m2/kg300m2/kg；普通水泥；普通水泥的细度可用筛余量来衡量，要求的细度可用筛余量来衡量，要求80m80m方孔筛筛余不得超方孔筛筛余不得超过过10.0%10.0%。20 b.b.试验方法试验方法 1.1.筛析试验前：调节负压至筛析试验前：调节负压至 4000 400060006000PaPa范围内。范围内。2.2.称取试样称取试样2525g g，置于负压筛，置于负压筛，筛析筛析2 2minmin。3.3.筛毕，称量筛余物筛毕，称量筛余物m ms s。4.4.结果计算结果计算(1)(1)水泥试样筛余百分数：水泥试样筛余百分数：筛余结果的修正筛余结果的修正:CC修正系数，修正系数

14、，0.800.801.201.2021 凝结时间凝结时间 a.a.定义：水泥加水拌和起至水泥浆定义：水泥加水拌和起至水泥浆失去可塑性失去可塑性所需的时间所需的时间,称为凝结时间。称为凝结时间。初凝状态：初凝状态：水泥加水起至水泥浆水泥加水起至水泥浆刚刚失去可塑性刚刚失去可塑性 所需的时间所需的时间初凝时间初凝时间。终凝状态：水泥加水起至水泥浆终凝状态：水泥加水起至水泥浆完全失去可塑性完全失去可塑性 所需的时间所需的时间终凝时间终凝时间。c.c.凝结时间的测定凝结时间的测定：b.b.两种状态两种状态（1）采用凝结时间测定仪（）采用凝结时间测定仪（维卡仪维卡仪）（2）采用水泥标准稠度净浆。）采用水

15、泥标准稠度净浆。22d.d.水泥标准稠度净浆水泥标准稠度净浆1.1.目的：目的：试验结果具有可比性，试验结果具有可比性，用于测定凝结时间和安定性。用于测定凝结时间和安定性。2.2.测定：测定：试验仪器：维卡仪试验仪器：维卡仪 试验方法：标准法试验方法：标准法/调整水量法调整水量法3.3.标准稠度净浆标准标准稠度净浆标准:试杆距底板距离为试杆距底板距离为 6 6mmmm1mm1mm。4.4.标准稠度用水量（标准稠度用水量（%）:达到标准稠度净浆时的用水量。达到标准稠度净浆时的用水量。23 初凝时间：初凝时间：试针距底板距离为试针距底板距离为4 4mmmm1mm1mm。终凝时间：终凝时间：当试针沉

16、入试体当试针沉入试体0.50.5mmmm时，即时，即 环形附件开始不能在试体上环形附件开始不能在试体上 留下痕迹时留下痕迹时。e.e.凝结时间测定凝结时间测定24凝结时间凝结时间 硅酸盐水泥初凝时间不得早于硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min45min，终凝时间不得迟于，终凝时间不得迟于6h30min6h30min。普通水泥初凝不得早于。普通水泥初凝不得早于45min45min，终凝时间不得迟于，终凝时间不得迟于10h10h。初凝为水泥加水拌合时起至标准稠度净浆开始失去可塑性所初凝为水泥加水拌合时起至标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间；终凝为水泥加水拌和时起至标准稠度净浆完全失去需的时间；终

17、凝为水泥加水拌和时起至标准稠度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。为使水泥混凝土和砂浆有充分的时间进行搅拌、运输、浇为使水泥混凝土和砂浆有充分的时间进行搅拌、运输、浇捣和砌筑，水泥初凝时间不能过短。当施工完成，则要求尽快捣和砌筑，水泥初凝时间不能过短。当施工完成，则要求尽快硬化，具有强度，故终凝时间不能太长。硬化，具有强度，故终凝时间不能太长。25 安定性安定性 a.a.定义：指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。定义：指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。b.b.安全性不良的因素：安全性不良的因素：（1 1）MgOMgO过量；过量；（2 2）石膏掺

18、量过多；）石膏掺量过多；（3 3）水泥中游离过多）水泥中游离过多CaOCaO。c.c.试验方法试验方法:试饼法试饼法雷氏法雷氏法发生争议以雷氏法为主发生争议以雷氏法为主26d.d.雷氏法雷氏法（1 1）雷氏夹试件的成型：）雷氏夹试件的成型：v标准稠度水泥净浆。标准稠度水泥净浆。（2 2）测量）测量 A Av取下试件，测量雷氏夹指针尖端间的距离取下试件，测量雷氏夹指针尖端间的距离A A。（3 3）沸煮沸煮（4 4）测量）测量 C Cv沸沸煮煮后后，冷冷却却，取取出出试试件件测测量量雷雷氏氏夹夹指指针针尖尖端的距离端的距离C C。（5 5）结果判定）结果判定v当当两两个个试试件件煮煮后后增增加加距

19、距离离C-AC-A平平均均值值 5.05.0mmmm时，安定性合格；时，安定性合格；v当当两两个个试试件件C-AC-A值值相相差差超超过过4.04.0mmmm时时，应应重重做做一一次次试试验验。再再如如此此，则则认认为为该该水水泥泥安安定定性性不不合格。合格。雷氏夹雷氏夹27 强度强度 a.a.检验方法检验方法（ISOISO法）法）水泥水泥:标准砂标准砂:水水=1:3:0.5=1:3:0.5，制成，制成4040mmmm40mm40mm160mm160mm棱柱体试件棱柱体试件,标准养护标准养护3 3d d、28d28d，分别测定抗折强度、抗压强度。分别测定抗折强度、抗压强度。b.b.强度等级强度

20、等级fce,kfce,k(1)(1)以水泥以水泥2828d d抗压强度确定抗压强度确定(2)(2)为强度范围的下限为强度范围的下限(3)(3)水泥实际强度水泥实际强度 fce=cfce=cfce,kfce,k c c水泥富裕系数，水泥富裕系数，1.01.01.51.5c.c.分类：普通型、早强型分类：普通型、早强型28强度强度 水泥强度是水泥的主要技术性质，是评定其质量的主要指标。水泥强水泥强度是水泥的主要技术性质，是评定其质量的主要指标。水泥强度测定按国家标准度测定按国家标准GB/T 176711999水泥胶砂强度检验方法水泥胶砂强度检验方法(ISO法法)进行进行(详见实验部分详见实验部分)

21、。强度等级按。强度等级按3d和和28d的抗压强度和抗折强度来的抗压强度和抗折强度来划分，分为划分，分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和和62.5R六个等级，有代号六个等级，有代号R的为早强型水泥。各等级的强度值不得低于国家标准的为早强型水泥。各等级的强度值不得低于国家标准GB 175的规定的规定(如表如表4-2所示所示)。表表4-2 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥各龄期的强度值硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥各龄期的强度值强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d硅酸盐水泥42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.

22、052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0普通水泥32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.552.522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.029 5.5.硅酸盐水泥的技术标准硅酸盐水泥的技术标准（1 1）技术标准）技术标准30（2 2）废品水泥和不合格水泥）废品水泥和不合格水泥 GB175-1999GB175-1999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥规定：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水

23、泥规定：凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合 本标准规定时，均为本标准规定时，均为废品废品。凡细度、终凝时间中任一项不符合本标准规定或混合材料掺凡细度、终凝时间中任一项不符合本标准规定或混合材料掺 加量超过最大限量和强度低于商品强度等级指标时为加量超过最大限量和强度低于商品强度等级指标时为不合格品不合格品。水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编 号不全的也属于号不全的也属于不合格品不合格品。311)软水（淡水）腐蚀软水（淡水）腐蚀(溶出性腐蚀溶出性腐蚀)2)盐类腐蚀

24、盐类腐蚀3)酸类腐蚀酸类腐蚀4)强碱的腐蚀强碱的腐蚀5)其他腐蚀其他腐蚀 除了上述四种主要的腐蚀类型外，除了上述四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，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。烷酸的石油产品及碱骨料反应等。水泥石的主要腐蚀类型水泥石的主要腐蚀类型水化硫铝酸钙晶体水化硫铝酸钙晶体水泥杆菌水泥杆菌32水泥石腐蚀的产生，主要有三个基本原因：一是水泥石中水泥石腐蚀的产生，主要有三个基本原因：一是水泥石中存在易被腐蚀的组分，主要是存在易被腐蚀的组分，主要是Ca(OH)2和水化铝酸钙；二

25、和水化铝酸钙；二是有能产生腐蚀的介质和环境条件；三是水泥石本身不密是有能产生腐蚀的介质和环境条件；三是水泥石本身不密实，有许多毛细孔，使侵蚀介质能进入其内部。防止水泥实，有许多毛细孔，使侵蚀介质能进入其内部。防止水泥石的腐蚀，一般可采取以下措施。石的腐蚀，一般可采取以下措施。(1)合理选用水泥品种。合理选用水泥品种。(2)提高水泥石的密实度，改善孔隙结构。提高水泥石的密实度，改善孔隙结构。(3)通过表面处理，形成保护层。通过表面处理，形成保护层。腐腐 蚀蚀 的的 防防 止止33 6.6.硅酸盐水泥石的腐蚀与防止硅酸盐水泥石的腐蚀与防止（1）腐蚀）腐蚀 1 1）软水侵蚀）软水侵蚀 溶出溶出Ca(

26、OH)Ca(OH)2 2降低碱度降低碱度 2 2）硫酸盐腐蚀）硫酸盐腐蚀3 3）镁盐腐蚀）镁盐腐蚀4 4）一般的腐蚀）一般的腐蚀 中和反应中和反应5 5）碳酸腐蚀）碳酸腐蚀6 6）强碱腐蚀）强碱腐蚀 34（2）防止）防止 1 1）根据腐蚀环境特点合理选用水泥品种根据腐蚀环境特点合理选用水泥品种 2 2）提高水泥石的密实度）提高水泥石的密实度 3 3）敷设耐蚀保护层）敷设耐蚀保护层 当腐蚀作用较强时，可在混凝土表面敷设一层耐腐蚀当腐蚀作用较强时，可在混凝土表面敷设一层耐腐蚀不透水的保护层。不透水的保护层。通常采用耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料或沥青等。通常采用耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料或沥青

27、等。351.1.特性特性 凝结硬化快，强度高，尤其是早期强度高，水泥强度等级高；抗凝结硬化快，强度高，尤其是早期强度高，水泥强度等级高；抗冻性好、耐磨性好，且硅酸盐水泥优于普通水泥；水泥放热大，放冻性好、耐磨性好，且硅酸盐水泥优于普通水泥；水泥放热大，放热速率快；耐软水、酸、碱、盐等腐蚀的能力较差；抗碳化性较好；热速率快；耐软水、酸、碱、盐等腐蚀的能力较差；抗碳化性较好；干缩值较小；不耐高温，干缩值较小；不耐高温，普通硅酸盐水泥相对于硅酸盐水泥，由普通硅酸盐水泥相对于硅酸盐水泥，由于掺入了少量混合材料，其早期强度、水化热、抗冻性、耐磨性和于掺入了少量混合材料，其早期强度、水化热、抗冻性、耐磨性

28、和抗碳化性略有降低，耐腐蚀性和耐热性略有提高。抗碳化性略有降低，耐腐蚀性和耐热性略有提高。2.应用应用 适用于配制重要结构用的高强度混凝土和预应力混凝土；适用于适用于配制重要结构用的高强度混凝土和预应力混凝土；适用于有高早期强度要求的工程及冬季施工的工程；适用于严寒地区遭受有高早期强度要求的工程及冬季施工的工程；适用于严寒地区遭受反复冻融的工程及干湿交替的部位；适用于一般地上工程和不受侵反复冻融的工程及干湿交替的部位；适用于一般地上工程和不受侵蚀的地下工程、无腐蚀性水中的受冻工程；不宜用于海水和有腐蚀蚀的地下工程、无腐蚀性水中的受冻工程；不宜用于海水和有腐蚀介质存在的工程、大体积工程和高温环境

29、工程。介质存在的工程、大体积工程和高温环境工程。硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的特性、应用与存储硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的特性、应用与存储363.3.存储存储 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、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、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。掺火山灰质混合材料的普通水泥还要执行标准和包装时间等。掺火山灰质混合材料的普通水泥还要标明标明“

30、掺火山灰掺火山灰”字样。包装袋两侧应印有水泥名称和强度等字样。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。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。袋装水泥的堆放日期分别贮运，不得混杂，并注意防水防潮。袋装水泥的堆放高度不得超过高度不得超过10袋。工地存储水泥应有专用仓库，库房要干燥。袋。工地存储水泥应有专用仓库，库房要干燥。存放袋装水泥时，地面垫板要离地存放袋装水泥时，地面垫板要离地30cm，四周离墙，四周离墙30cm。水。水泥的储存应

31、按照到货先后依次堆放，尽量作到先到先用，防止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。的水泥，必须重新检验其强度，否则不得使用。硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的特性、应用与存储硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的特性、应用与存储37掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥v混合材料混合材料v1 1）活性混合材料）活性混合材料v2 2）非活性混合材料）非活性混合材料381 1）活性混合材料）活性混合材料 系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合料。系

32、指具有火山灰性或潜在水硬性的混合料。炼钢厂冶炼生铁时的副产品。炼钢厂冶炼生铁时的副产品。主要成分：主要成分：CaOCaO、AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2。具有较高的化学潜能，但稳定性差。具有较高的化学潜能，但稳定性差。粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣山灰质混合材料山灰质混合材料粉煤灰粉煤灰火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒废渣。火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒废渣。主要成分：较多的主要成分：较多的SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3和少量的和少量的CaOCaO具有较高的活性。具有较高的活性。v天然的、人工的天然的、人工的主要成分：主要成分：AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2

33、 2。本身不硬化，本身不硬化，+石灰石灰+水起胶凝作用。水起胶凝作用。392 2）非活性混合材料）非活性混合材料v 定义：定义：在水泥中主要起填充作用，本身不具有在水泥中主要起填充作用，本身不具有 （或具有微弱的）潜在的水硬性或火山灰性。（或具有微弱的）潜在的水硬性或火山灰性。v 目的：目的：调节水泥强度，增加水泥产量，降低水化热。调节水泥强度，增加水泥产量，降低水化热。v 常用种类：常用种类：磨细的石灰石、石英岩、粘土、慢冷矿渣、磨细的石灰石、石英岩、粘土、慢冷矿渣、高硅质炉灰等。高硅质炉灰等。40五大品种硅酸盐水泥五大品种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矿渣硅酸盐

34、水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥 不掺混合材不掺混合材+少量混合材少量混合材（水泥量水泥量5%5%）硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料+适量石膏适量石膏+多量混合材多量混合材（水泥量（水泥量2020%）P P P P +少量混合材少量混合材（水泥量（水泥量6%6%15%15%）P PO O 粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣 P PP P P PF F P PS S 火山灰火山灰 粉煤灰粉煤灰41掺混合材料硅酸盐水泥的水化硬化掺混合材料硅酸盐水泥的水化硬化 掺混合材料硅酸盐水泥加水拌合后，水泥熟料矿物首先与掺混合材料硅酸盐水泥加水拌合后，水泥熟料矿物首先与水作

35、用，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙和水作用，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙和Ca(OH)2等，其反应与硅酸盐水泥水化大致相同。然后，在等，其反应与硅酸盐水泥水化大致相同。然后，在溶液中溶液中Ca(OH)2 的激发下，混合材料中的活性成分开始水化的激发下，混合材料中的活性成分开始水化(也称为二次水化也称为二次水化)，生成以水化硅酸钙为主的水化产物。熟，生成以水化硅酸钙为主的水化产物。熟料与混合材料的水化相互影响，相互促进，二次水化消耗大料与混合材料的水化相互影响，相互促进，二次水化消耗大量量Ca(OH)2，水泥的碱度下降，促使熟料加速水化，又保证，水泥的碱度下降，促使熟料加速水化

36、，又保证了混合材料的继续水化。了混合材料的继续水化。掺混合材料硅酸盐水泥的早期强度主要由水泥熟料提供。掺混合材料硅酸盐水泥的早期强度主要由水泥熟料提供。随着二次水化的进行，混合材料的活性发挥，强度逐步提高，随着二次水化的进行，混合材料的活性发挥，强度逐步提高，后期强度增长可达到甚至超过同等级的硅酸盐水泥。掺混合后期强度增长可达到甚至超过同等级的硅酸盐水泥。掺混合材料的水泥的水化产物主要是水化硅酸钙凝胶、水化硫铝酸材料的水泥的水化产物主要是水化硅酸钙凝胶、水化硫铝酸钙和水化铝酸钙及其固溶体、氢氧化钙等。钙和水化铝酸钙及其固溶体、氢氧化钙等。42矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰水泥矿渣硅

37、酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰水泥1.定义与组成定义与组成 1)矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥(简称矿渣水泥简称矿渣水泥)，代号，代号PS。水泥中粒化。水泥中粒化高炉矿渣掺加量按质量百分比计为高炉矿渣掺加量按质量百分比计为20%70%。2)火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为火山灰质酸盐水泥

38、硬性胶凝材料称为火山灰质酸盐水泥(简称火山灰水泥简称火山灰水泥)，代号，代号P P。水泥中火山灰质混合材料掺加量按质量百分比计为水泥中火山灰质混合材料掺加量按质量百分比计为20%50%。3)粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰酸盐水泥料称为粉煤灰酸盐水泥(简称粉煤灰水泥简称粉煤灰水泥)，代号，代号PF。水泥中粉煤灰掺。水泥中粉煤灰掺加量按质量百分比计为加量按质量百分比计为20%40%。掺混合材料的硅酸盐系水泥掺混合材料的硅酸盐系水泥43矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥

39、和粉煤灰水泥矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰水泥v2.技术性质技术性质v 1)细度、凝结时间和体积安定性细度、凝结时间和体积安定性v 要求与普通硅酸盐水泥相同。要求与普通硅酸盐水泥相同。v 2)氧化镁氧化镁v 熟料中氧化镁的含量不宜超过熟料中氧化镁的含量不宜超过5.0%。如水泥经压。如水泥经压蒸安定性试验合格，则熟料中氧化镁的含量允许放蒸安定性试验合格，则熟料中氧化镁的含量允许放宽到宽到6.0%。熟料中氧化镁的含量为。熟料中氧化镁的含量为5.0%6.0%时，时，如矿渣水泥中混合材料总掺量大于如矿渣水泥中混合材料总掺量大于40%或火山灰水或火山灰水泥和粉煤灰水泥中混合材料掺加量大于泥和

40、粉煤灰水泥中混合材料掺加量大于30%，制成，制成的水泥可不做压蒸试验。的水泥可不做压蒸试验。443)三氧化硫三氧化硫 矿渣水泥中三氧化硫的含量不得超过矿渣水泥中三氧化硫的含量不得超过4.0%；火山灰水泥和粉；火山灰水泥和粉煤灰水泥中三氧化硫的含煤灰水泥中三氧化硫的含 量不得超过量不得超过3.5%。4)强度强度 水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分，分水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分，分为为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。各强度等级水泥的。各强度等级水泥的各龄期强度不得低于表各龄期强度不得低于表4-3的数值。的数值。表表4-3 矿渣硅

41、酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥各龄期的强度值矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥各龄期的强度值掺混合材料的硅酸盐系水泥掺混合材料的硅酸盐系水泥强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.045 5)碱碱 水泥中碱含量按水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算值来表示。若使用活性计算值来表示。若使用活性骨料要限制水泥中的碱含

42、量时，由供需双方商定。骨料要限制水泥中的碱含量时，由供需双方商定。3.3.特性与应用特性与应用 1)三种水泥的共性特点与应用三种水泥的共性特点与应用 (1)凝结硬化慢、早期强度低和后期强度增长快。凝结硬化慢、早期强度低和后期强度增长快。因为水泥中因为水泥中熟料比例较低，而混合材料的二次水化较慢，所以其早期强度熟料比例较低，而混合材料的二次水化较慢，所以其早期强度低，后期二次水化的产物不断增多，水泥强度发展较快，达到低，后期二次水化的产物不断增多，水泥强度发展较快，达到甚至超过同等级的硅酸盐水泥。甚至超过同等级的硅酸盐水泥。不同品种水泥强度发展对比不同品种水泥强度发展对比1.硅酸盐水泥；硅酸盐水

43、泥；2.矿渣水泥矿渣水泥18掺混合材料的硅酸盐系水泥掺混合材料的硅酸盐系水泥46 (2)2)温度敏感性高，适宜高温湿热养护。温度敏感性高，适宜高温湿热养护。这三种水泥在低这三种水泥在低温下水化速率和强度发展较慢，而在高温养护时水化速率温下水化速率和强度发展较慢，而在高温养护时水化速率大大提高，强度发展加快，可得到较高的早期强度和后期大大提高，强度发展加快，可得到较高的早期强度和后期强度。因此，适合采用高温湿热养护，如蒸汽养护和蒸压强度。因此，适合采用高温湿热养护，如蒸汽养护和蒸压养护。养护温度对掺混合材料水泥和硅酸盐水泥的强度增养护。养护温度对掺混合材料水泥和硅酸盐水泥的强度增长比较如图所示。

44、长比较如图所示。掺混合材料的硅酸盐系水泥掺混合材料的硅酸盐系水泥 (a)硅酸盐水泥硅酸盐水泥 (b)矿渣水泥矿渣水泥 养护温度对掺混合材料水泥和硅酸盐水泥的强度增长比较养护温度对掺混合材料水泥和硅酸盐水泥的强度增长比较47 (3)(3)水化热低，适合大体积混凝土工程。水化热低，适合大体积混凝土工程。由于熟料用量少，由于熟料用量少，水化放热量大的矿物水化放热量大的矿物C3S和和C3A较少，水泥的水化热大大降低，适较少，水泥的水化热大大降低，适合用于大体积混凝土工程。适当调整组成比例就可生产出大坝专合用于大体积混凝土工程。适当调整组成比例就可生产出大坝专用的低热水泥品种。用的低热水泥品种。(4)(

45、4)耐腐蚀性能强。耐腐蚀性能强。由于熟料用量少，水化生成的由于熟料用量少，水化生成的Ca(OH)2少，少，且二次水化还要消耗大量且二次水化还要消耗大量Ca(OH)2，使水泥石中易腐蚀的成分减，使水泥石中易腐蚀的成分减少，水泥石的耐软水腐蚀、耐硫酸盐腐蚀、耐酸性腐蚀等能力大少，水泥石的耐软水腐蚀、耐硫酸盐腐蚀、耐酸性腐蚀等能力大大提高，可用于有耐腐蚀要求的工程中。大提高，可用于有耐腐蚀要求的工程中。(5)(5)抗冻性差，耐磨性差。抗冻性差，耐磨性差。由于加入较多的混合材料，水泥的由于加入较多的混合材料，水泥的需水性增加，用水量较多，易形成较多的毛细孔或粗大孔隙，且需水性增加，用水量较多，易形成较

46、多的毛细孔或粗大孔隙，且水泥早期强度较低，使抗冻性和耐磨性下降。因此，不宜用于严水泥早期强度较低，使抗冻性和耐磨性下降。因此，不宜用于严寒地区水位升降范围内的混凝土工程和有耐磨性要求的工程。寒地区水位升降范围内的混凝土工程和有耐磨性要求的工程。(6)(6)抗碳化能力差。抗碳化能力差。由于水化产物中由于水化产物中Ca(OH)2少，水泥石的碱少，水泥石的碱度较低，遇有碳化的环境时，表面碳化较快，碳化深度较深，对度较低，遇有碳化的环境时，表面碳化较快，碳化深度较深，对钢筋的保护不利。若碳化深度达到钢筋表面，会导致钢筋锈蚀，钢筋的保护不利。若碳化深度达到钢筋表面，会导致钢筋锈蚀，使钢筋混凝土产生顺筋裂

47、缝，降低耐久性。不过，在一般环境中，使钢筋混凝土产生顺筋裂缝，降低耐久性。不过，在一般环境中，这三种水泥对钢筋都具有良好的保护作用。这三种水泥对钢筋都具有良好的保护作用。482)2)三种水泥的个别特性三种水泥的个别特性 (1)(1)矿渣硅酸盐水泥。矿渣硅酸盐水泥。由于矿渣是在高温下形成的材料，所以矿渣水由于矿渣是在高温下形成的材料，所以矿渣水泥具有较强的耐热性。可用于温度不高于泥具有较强的耐热性。可用于温度不高于200的混凝土工程；也可用于温度达的混凝土工程；也可用于温度达300400的热气体通道等耐热工程。粒化高炉矿的热气体通道等耐热工程。粒化高炉矿渣玻璃体对水的吸附力差，导致矿渣水泥的保渣

48、玻璃体对水的吸附力差，导致矿渣水泥的保水性差，易泌水产生较多的连通孔隙，水分的水性差，易泌水产生较多的连通孔隙，水分的蒸发增加，使矿渣水泥的抗渗性差，干燥收缩蒸发增加，使矿渣水泥的抗渗性差，干燥收缩较大，易在表面产生较多的细微裂缝，影响其较大，易在表面产生较多的细微裂缝，影响其强度和耐久性。强度和耐久性。掺混合材料的硅酸盐系水泥掺混合材料的硅酸盐系水泥49v(2)(2)火山灰质硅酸盐水泥。火山灰质硅酸盐水泥。火山灰水泥具有火山灰水泥具有较好的抗渗性和耐水性。因为，火山灰质混较好的抗渗性和耐水性。因为，火山灰质混合材料的颗粒有大量的细微孔隙，保水性良合材料的颗粒有大量的细微孔隙，保水性良好，泌水

49、性低，并且水化中形成的水化硅酸好，泌水性低，并且水化中形成的水化硅酸钙凝胶较多，水泥石结构比较致密，具有较钙凝胶较多，水泥石结构比较致密，具有较好的抗渗性和抗淡水溶淅的能力，可优先用好的抗渗性和抗淡水溶淅的能力，可优先用于有抗渗性要求的工程。于有抗渗性要求的工程。v 火山灰水泥的干燥收缩比矿渣水泥更加火山灰水泥的干燥收缩比矿渣水泥更加显著，在长期干燥的环境中，其水化反应会显著，在长期干燥的环境中，其水化反应会停止，已经形成的凝胶还会脱水收缩，形成停止，已经形成的凝胶还会脱水收缩，形成细微裂缝，影响水泥石的强度和耐久性。因细微裂缝，影响水泥石的强度和耐久性。因此，火山灰水泥施工时要加强养护，较长

50、时此，火山灰水泥施工时要加强养护，较长时间保持潮湿状态，且不宜用于干热环境中。间保持潮湿状态，且不宜用于干热环境中。50v(3)(3)粉煤灰水泥。粉煤灰水泥。v粉煤灰水泥的干缩性较小，甚至优于硅酸盐粉煤灰水泥的干缩性较小，甚至优于硅酸盐水泥和普通水泥，具有较好的抗裂性。因为，水泥和普通水泥，具有较好的抗裂性。因为，粉煤灰颗粒呈球形，较为致密，吸水性差，粉煤灰颗粒呈球形，较为致密，吸水性差，加水拌合时的内摩擦阻力小，需水性小，所加水拌合时的内摩擦阻力小，需水性小，所以其干缩小，抗裂性好，同时配制的混凝土、以其干缩小，抗裂性好，同时配制的混凝土、砂浆和易性好。砂浆和易性好。v由于粉煤灰吸水性差，水