水利工程建筑材料4水泥.ppt

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1、n n4.1 4.1 通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥n n4.2 4.2 特性水泥和专业水泥特性水泥和专业水泥水泥概论水泥概论1、定义、定义 1824年年由由英英国国建建筑筑工工人人阿阿斯斯普普丁丁发发明明，通通过过煅煅烧烧石石灰灰石石与与粘粘土土的的混混合合料料得得出出一一种种胶胶凝凝材材料料，它它制制成成砖砖块块很很像像由由波波特特兰兰半半岛岛采采下下来来的的波波特特兰兰石石，由由此此将将这这种种胶胶凝凝材材料料命命名名“波波特特兰兰水水泥泥”，我国称为硅酸盐水泥。，我国称为硅酸盐水泥。自自1824年年波波特特兰兰水水泥泥问问世世以以来来，水水泥泥和和水水泥泥基基材材料料已已成成为为当当今今

2、世世界界最最大大宗宗的的人人造造材材料料。中中国国在在1889年年于于唐唐山山建建立立了了第第一一座座水水泥泥厂厂，从从1985年年起起我我国国水水泥泥产产量量已已连连续续21年年居居世世界界第第一一位位，2005年年，产产量量已已达达10.60亿亿吨吨，占占世世界界总产量的总产量的48左右。左右。水水泥泥是是一一种种水水硬硬性性的的胶胶凝凝材材料料，呈呈粉粉末末状状，加加水水拌拌和和后后成成浆浆体体后后，能能胶胶结结砂砂、石石等等散散粒粒材材料料，并并能能在在空空气气和和水水中中硬硬化化并保持、发展其强度。并保持、发展其强度。v发展趋势：发展趋势：1)在在水水泥泥品品种种方方面面，将将加加速

3、速发发展展快快硬硬、高强、低热高强、低热等特种和多用途的水泥；等特种和多用途的水泥；2)大力发展水泥大力发展水泥外加剂外加剂；3)大力发展大力发展高等级水泥高等级水泥；2.分类分类n n（1）按主要水硬性物质分）按主要水硬性物质分水泥种类水泥种类水泥种类水泥种类主要水硬性物质主要水硬性物质主要水硬性物质主要水硬性物质主主主主 要要要要 品品品品 种种种种硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸钙硅酸钙硅酸钙硅酸钙绝大多数通用水泥、专用水泥和特绝大多数通用水泥、专用水泥和特绝大多数通用水泥、专用水泥和特绝大多数通用水泥、专用水泥和特性水泥性水泥性水泥性水泥铝酸盐水泥铝酸盐水泥铝酸盐水泥铝酸盐

4、水泥铝酸钙铝酸钙铝酸钙铝酸钙高铝水泥、自应力铝酸盐水泥、快高铝水泥、自应力铝酸盐水泥、快高铝水泥、自应力铝酸盐水泥、快高铝水泥、自应力铝酸盐水泥、快硬高强铝酸盐水泥等。硬高强铝酸盐水泥等。硬高强铝酸盐水泥等。硬高强铝酸盐水泥等。硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥无水硫铝酸钙无水硫铝酸钙无水硫铝酸钙无水硫铝酸钙硅酸二钙硅酸二钙硅酸二钙硅酸二钙有自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫有自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫有自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫有自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥等铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥等铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥等铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥等铁铝

5、酸盐水泥铁铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥铁相、无水硫铝铁相、无水硫铝铁相、无水硫铝铁相、无水硫铝酸钙、硅酸二钙酸钙、硅酸二钙酸钙、硅酸二钙酸钙、硅酸二钙有自应力铁铝酸盐水泥、膨胀铁铝有自应力铁铝酸盐水泥、膨胀铁铝有自应力铁铝酸盐水泥、膨胀铁铝有自应力铁铝酸盐水泥、膨胀铁铝酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥等酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥等酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥等酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥等以火山灰或潜在水硬性以火山灰或潜在水硬性以火山灰或潜在水硬性以火山灰或潜在水硬性材料以及其他活性材料材料以及其他活性材料材料以及其他活性材料材料以及其他活性材料为主要组分的水泥为主要组分的水泥为主要组分的水泥为主

6、要组分的水泥活性二氧化硅活性二氧化硅活性二氧化硅活性二氧化硅活性氧化铝活性氧化铝活性氧化铝活性氧化铝石灰火山灰水泥、石膏矿渣水泥、石灰火山灰水泥、石膏矿渣水泥、石灰火山灰水泥、石膏矿渣水泥、石灰火山灰水泥、石膏矿渣水泥、低热钢渣矿渣水泥等低热钢渣矿渣水泥等低热钢渣矿渣水泥等低热钢渣矿渣水泥等（2）按性能和用途分）按性能和用途分水水水水 泥泥泥泥通用水泥通用水泥通用水泥通用水泥专用水泥专用水泥专用水泥专用水泥特性水泥特性水泥特性水泥特性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粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水

7、泥粉煤灰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复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥如砌筑水泥、油井水泥、如砌筑水泥、油井水泥、如砌筑水泥、油井水泥、如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大坝水泥等道路水泥、大坝水泥等道路水泥、大坝水泥等道路水泥、大坝水泥等如白色硅酸盐水泥、快凝如白色硅酸盐水泥、快凝如白色硅酸盐水泥、快凝如白色硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥等快硬硅酸盐水泥等快硬硅酸盐水泥等快硬硅酸盐水泥等硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥六大通用水泥六大通用水泥n n硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥：型硅酸盐水泥，代号型硅

8、酸盐水泥，代号型硅酸盐水泥，代号型硅酸盐水泥，代号P.P.。型硅酸盐型硅酸盐型硅酸盐型硅酸盐水泥，代号水泥，代号水泥，代号水泥，代号P.P.。n n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：简称普通水泥，代号：简称普通水泥，代号：简称普通水泥，代号：简称普通水泥，代号P.OP.O。n n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：简称矿渣水泥，代号：简称矿渣水泥，代号：简称矿渣水泥，代号：简称矿渣水泥，代号P.S.AP.S.A和和和和 P.S.BP.S.B。n n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：简称火山灰水泥，代号：简称火

9、山灰水泥，代号：简称火山灰水泥，代号：简称火山灰水泥，代号P.PP.P。n n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：简称粉煤灰水泥，代号：简称粉煤灰水泥，代号：简称粉煤灰水泥，代号：简称粉煤灰水泥，代号P.FP.F。n n复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥：复合水泥，代号：复合水泥，代号：复合水泥，代号：复合水泥，代号P.CP.C。n n普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水

10、泥、复合硅酸盐水泥统称掺混合材泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥统称掺混合材泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥统称掺混合材泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥统称掺混合材料的硅酸盐水泥。料的硅酸盐水泥。料的硅酸盐水泥。料的硅酸盐水泥。4.1 4.1 通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥一、定义一、定义n n通通用用硅硅酸酸盐盐水水泥泥是是以以硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料和和适适量量石石膏膏及及规规定定的的混混合合材材料料制制成成的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料。按按混混合合材材料料的的品品种种和和掺掺量量，通通用用硅硅酸酸盐盐水水泥泥分分为为硅硅酸酸盐盐水水泥泥、普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥、矿矿

11、渣渣硅硅酸酸盐盐水水泥泥、火火山山灰灰质质硅硅酸酸盐盐水水泥泥、粉粉煤煤灰灰硅硅酸酸盐盐水水泥泥、复复合合硅硅酸酸盐盐水水泥。泥。4.1.1 4.1.1 硅酸盐水泥硅酸盐水泥n n硅硅酸酸盐盐水水泥泥定定义义：“凡凡由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料、05石石灰灰石石或或粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣、适适量量石石膏膏磨磨细细制制成成的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料，称称为为硅硅酸酸盐盐水水泥泥（即即国国外外通通称称的的波波特特兰兰水水泥泥）。硅硅酸酸盐盐水水泥泥分分两两种种类类型型，不不掺掺加加混混合合材材料料的的称称型型硅硅酸酸盐盐水水泥泥，代代号号P.。在在硅硅酸酸盐盐水水泥泥粉粉磨磨时时掺掺加

12、加不不超超过过水水泥泥质质量量5的的石石灰灰石石或或粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣混混合合材材料料的的称称型型硅硅酸盐水泥，代号酸盐水泥，代号P.。”（1 1）硅酸盐水泥的生产）硅酸盐水泥的生产n n1 1 1 1）生料的配制）生料的配制）生料的配制）生料的配制 石石石石灰灰灰灰质质质质原原原原料料料料（如如如如石石石石灰灰灰灰石石石石、贝贝贝贝壳壳壳壳等等等等，提提提提供供供供CaOCaO）。石石石石灰灰灰灰石石石石需需需需要要要要量量量量大大大大，建建建建水水水水泥泥泥泥厂厂厂厂时时时时一一一一般般般般建建建建在在在在石石石石灰灰灰灰石石石石产产产产地地地地旁旁旁旁，如如如如峨峨峨峨眉眉眉眉水水

13、水水泥泥泥泥厂。厂。厂。厂。粘粘粘粘土土土土质质质质原原原原料料料料（如如如如粘粘粘粘土土土土、页页页页岩岩岩岩等等等等，主主主主要要要要提提提提供供供供SiOSiO2 2、AlAl2 2OO3 3、FeFe2 2OO3 3）校校校校正正正正原原原原料料料料（如如如如铁铁铁铁矿矿矿矿粉粉粉粉、砂砂砂砂岩岩岩岩，前前前前者者者者是是是是补补补补充充充充原原原原料料料料中中中中不不不不足足足足的的的的氧氧氧氧化铁，后者是补充原料中不足的化铁，后者是补充原料中不足的化铁，后者是补充原料中不足的化铁，后者是补充原料中不足的SiOSiO2 2）n n原原原原料料料料在在在在球球球球磨磨磨磨机机机机内内内

14、内研研研研磨磨磨磨到到到到规规规规定定定定的的的的细细细细度度度度并并并并均均均均匀匀匀匀混混混混合合合合。生生生生料配制有干法和湿法。料配制有干法和湿法。料配制有干法和湿法。料配制有干法和湿法。干法：是把原料烘干磨成生料粉。干法：是把原料烘干磨成生料粉。干法：是把原料烘干磨成生料粉。干法：是把原料烘干磨成生料粉。湿法湿法湿法湿法：是把生料加水磨成生料浆。：是把生料加水磨成生料浆。：是把生料加水磨成生料浆。：是把生料加水磨成生料浆。n n生产工艺流程(简称为“两磨一烧”)2 2）孰料的煅烧）孰料的煅烧n n窑型回转窑回转窑新型干法新型干法 n n煅烧过程水分蒸发水分蒸发生料预热生料预热生料分解

15、生料分解熟料煅烧熟料煅烧熟料冷却熟料冷却n n来自官方统计数字显示，来自官方统计数字显示，2006年，全国年，全国水泥产量达到水泥产量达到12.4亿吨，然而按新型干法亿吨，然而按新型干法生产的水泥只有生产的水泥只有6.24亿吨。亿吨。n n根据发改委根据发改委2007年年1月发布的月发布的关于做关于做好淘汰落后水泥生产能力有关工作的通知好淘汰落后水泥生产能力有关工作的通知（下称（下称通知通知），除新型干法外的），除新型干法外的6亿多吨水泥产能，都将以每年亿多吨水泥产能，都将以每年5000万吨万吨的速度逐步淘汰，的速度逐步淘汰，2020年完成对所有落年完成对所有落后产能的淘汰。后产能的淘汰。n

16、n1）熟料的矿物组成熟料的矿物组成水泥熟料矿物硅酸二钙铁铝酸四钙游离氧化钙和氧化镁铝酸三钙硅酸三钙碱类及杂质2CaOSiO2，C2S：1530%4CaOAl2O3Fe2O3，C4AF：1018%fCaO和fMgO3CaOAl2O3，C3A：715%3CaOSiO2，C3S：4565%（2）硅酸盐水泥的矿物组成及特性2 2）水泥熟料单矿物的水化特性）水泥熟料单矿物的水化特性熟料矿物磨细加水，均能单独与水发生化学反应，熟料矿物磨细加水，均能单独与水发生化学反应，其特点见下表。其特点见下表。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

17、性质的影响:(1)(1)提高提高C C3 3S S的含量，可得到高强硅酸盐水泥的含量，可得到高强硅酸盐水泥;(2)(2)提高提高C C3 3S S和和C C3 3A A的含量，可制得快硬硅酸盐水泥的含量，可制得快硬硅酸盐水泥;(3)(3)降低降低C C3 3S S和和C C3 3A A的含量、提高的含量、提高C C2 2S S的含量，可的低热或中热的含量，可的低热或中热硅酸盐水泥。硅酸盐水泥。矿物组成硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙反应速度快慢最快中28d水化放热量多少最多中早期强度高低低低后期强度较高高低低耐腐蚀性中良差优干缩性中小大小(3)硅酸盐水泥的水化硅酸盐水泥的水化1 1、硅酸三钙

18、、硅酸三钙、硅酸三钙、硅酸三钙2 2（3CaOSiO3CaOSiO2 2）6H6H2 2O=O=3CaO2SiO3CaO2SiO2 23H3H2 2O O3Ca3Ca（OHOH）2 2特点：速度快，水化热大，强度高，收缩一特点：速度快，水化热大，强度高，收缩一特点：速度快，水化热大，强度高，收缩一特点：速度快，水化热大，强度高，收缩一般。般。般。般。2、硅酸二钙、硅酸二钙2 2（2CaOSiO2CaOSiO2 2）4H4H2 2O=O=3CaO3CaO2 2SiOSiO2 23H3H2 2OOCaCa（OHOH）2 2 特点：速度特别慢，水化热小，强度早期低、特点：速度特别慢，水化热小，强度早

19、期低、特点：速度特别慢，水化热小，强度早期低、特点：速度特别慢，水化热小，强度早期低、后期高，收缩较大，水化产物中氢氧化钙后期高，收缩较大，水化产物中氢氧化钙后期高，收缩较大，水化产物中氢氧化钙后期高，收缩较大，水化产物中氢氧化钙比较少。比较少。比较少。比较少。C-S-HC-S-H结构：薄片或纤维颗粒的胶体，胶凝结构：薄片或纤维颗粒的胶体，胶凝结构：薄片或纤维颗粒的胶体，胶凝结构：薄片或纤维颗粒的胶体，胶凝性好、强度高、不溶于水；性好、强度高、不溶于水；性好、强度高、不溶于水；性好、强度高、不溶于水；CHCH结构：板状晶体，强度低，易溶于水。结构：板状晶体，强度低，易溶于水。结构：板状晶体，强

20、度低，易溶于水。结构：板状晶体，强度低，易溶于水。3、铝酸三钙、铝酸三钙3CaOAl3CaOAl2 2OO3 3HH2 2O=3CaOAlO=3CaOAl2 2OO3 36H6H2 2OO特点：反应迅速，水化放热大，强度低，收缩大特点：反应迅速，水化放热大，强度低，收缩大特点：反应迅速，水化放热大，强度低，收缩大特点：反应迅速，水化放热大，强度低，收缩大在有石膏存在时，铝酸三钙开始水化生成高硫型水化硫在有石膏存在时，铝酸三钙开始水化生成高硫型水化硫在有石膏存在时，铝酸三钙开始水化生成高硫型水化硫在有石膏存在时，铝酸三钙开始水化生成高硫型水化硫铝酸钙铝酸钙铝酸钙铝酸钙(AFtAFt)，3CaOA

21、l2O36H2O3（CaSO42H2O）19H2O=3CaOAl2O33CaSO431H2O当石膏耗尽时，铝酸三钙还会与钙矾石反应生成单硫型当石膏耗尽时，铝酸三钙还会与钙矾石反应生成单硫型当石膏耗尽时，铝酸三钙还会与钙矾石反应生成单硫型当石膏耗尽时，铝酸三钙还会与钙矾石反应生成单硫型水化硫铝酸钙（水化硫铝酸钙（水化硫铝酸钙（水化硫铝酸钙（AFmAFm）：）：）：）：3CaOAl3CaOAl2 2OO3 33CaSO3CaSO4 431H31H2 2O+2(3CaOAlO+2(3CaOAl2 2OO3 3)+5H+5H2 2O=3(3CaOAlO=3(3CaOAl2 2OO3 3CaSOCaSO

22、4 412H12H2 2O)O)（低硫型水（低硫型水（低硫型水（低硫型水化硫铝酸钙）化硫铝酸钙）化硫铝酸钙）化硫铝酸钙）水化硫铝酸钙为针状晶体，难溶于水，主要为延缓水化水化硫铝酸钙为针状晶体，难溶于水，主要为延缓水化水化硫铝酸钙为针状晶体，难溶于水，主要为延缓水化水化硫铝酸钙为针状晶体，难溶于水，主要为延缓水化铝酸钙的凝结时间。铝酸钙的凝结时间。铝酸钙的凝结时间。铝酸钙的凝结时间。4、铁铝酸四钙、铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O37H2O=3CaOAl2O36H2OCaOFe2O3H2On n特点：反应速度一般，水化热较低，强度较特点：反应速度一般，水化热较低，强度较低，收缩小。低，收缩小

23、。n水水泥泥熟熟料料矿矿物物成成份份四四种种：C3S、C2S、C3A、C4AFn水水化化产产物物：水水化化硅硅酸酸钙钙（约约70%）、CH（约约20%），AFt、水水化化铝铝酸酸钙钙、水水化化铁酸钙等铁酸钙等（约（约7%）。）。C-S-H凝胶体形貌凝胶体形貌氢氧化钙形貌氢氧化钙形貌钙矾石形貌钙矾石形貌C-S-H凝胶体与骨料界面凝胶体与骨料界面（4）硅酸盐水泥的凝结和硬化）硅酸盐水泥的凝结和硬化n n凝结硬化的概念凝结硬化的概念凝结硬化的概念凝结硬化的概念凝结：水泥加水拌合而成的浆体，经过一凝结：水泥加水拌合而成的浆体，经过一凝结：水泥加水拌合而成的浆体，经过一凝结：水泥加水拌合而成的浆体，经过

24、一系列物理化学变化，浆体逐渐变稠失去可系列物理化学变化，浆体逐渐变稠失去可系列物理化学变化，浆体逐渐变稠失去可系列物理化学变化，浆体逐渐变稠失去可塑性而成为水泥石的过程；塑性而成为水泥石的过程；塑性而成为水泥石的过程；塑性而成为水泥石的过程；硬化：水泥石强度逐渐发展的过程称为硬硬化：水泥石强度逐渐发展的过程称为硬硬化：水泥石强度逐渐发展的过程称为硬硬化：水泥石强度逐渐发展的过程称为硬化。化。化。化。水泥的凝结过程和硬化过程是连续进行的。水泥的凝结过程和硬化过程是连续进行的。水泥的凝结过程和硬化过程是连续进行的。水泥的凝结过程和硬化过程是连续进行的。凝结过程较短暂，一般几个小时即可完成；凝结过程

25、较短暂，一般几个小时即可完成；凝结过程较短暂，一般几个小时即可完成；凝结过程较短暂，一般几个小时即可完成；硬化过程是一个长期的过程，在一定温度硬化过程是一个长期的过程，在一定温度硬化过程是一个长期的过程，在一定温度硬化过程是一个长期的过程，在一定温度和湿度下可持续几十年。和湿度下可持续几十年。和湿度下可持续几十年。和湿度下可持续几十年。硅酸盐水泥的凝结和硬化n n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。水泥石的结构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凝胶孔凝结硬化的特点凝结硬化的特点水泥的强度是随着硬化龄期的增加而逐水

26、泥的强度是随着硬化龄期的增加而逐渐增大的。渐增大的。水泥强度的发展与环境湿度和温度条件水泥强度的发展与环境湿度和温度条件有关。有关。在掺入适量石膏可以调节水泥的凝结速在掺入适量石膏可以调节水泥的凝结速度。度。2）影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素）影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素水水水水泥矿物组成的影响泥矿物组成的影响泥矿物组成的影响泥矿物组成的影响水泥细度的影响水泥细度的影响水泥细度的影响水泥细度的影响水灰比水灰比水灰比水灰比 (W(W(W(WC)C)C)C)（拌和加水量）的影响：水灰（拌和加水量）的影响：水灰（拌和加水量）的影响：水灰（拌和加水量）的影响：水灰比越大，凝结硬化后水泥石中的毛细孔越多，

27、强比越大，凝结硬化后水泥石中的毛细孔越多，强比越大，凝结硬化后水泥石中的毛细孔越多，强比越大，凝结硬化后水泥石中的毛细孔越多，强度、抗冻性、抗渗性下降。度、抗冻性、抗渗性下降。度、抗冻性、抗渗性下降。度、抗冻性、抗渗性下降。养护温度和湿度养护温度和湿度养护温度和湿度养护温度和湿度温度低于温度低于温度低于温度低于5 5 时，水化速度大大减慢。当低于时，水化速度大大减慢。当低于时，水化速度大大减慢。当低于时，水化速度大大减慢。当低于0 0 时，水化反应、凝结硬化基本停止，也不会时，水化反应、凝结硬化基本停止，也不会时，水化反应、凝结硬化基本停止，也不会时，水化反应、凝结硬化基本停止，也不会产生强度

28、，同时水泥颗粒表面的水分结冰，破坏产生强度，同时水泥颗粒表面的水分结冰，破坏产生强度，同时水泥颗粒表面的水分结冰，破坏产生强度，同时水泥颗粒表面的水分结冰，破坏水泥石的结构。水泥石的结构。水泥石的结构。水泥石的结构。n n养护龄期养护龄期水泥加水拌和后起至性能实测时止的养护水泥加水拌和后起至性能实测时止的养护时间称为龄期。时间称为龄期。水泥水化、硬化过程中，水泥水化、硬化过程中，水泥石的强度随龄期的增加而增长。一般水泥石的强度随龄期的增加而增长。一般37天强度增长较快，天强度增长较快，28天后的强度增长天后的强度增长极为缓慢。极为缓慢。n n外加剂外加剂减水剂可延缓水泥的凝结硬化而影响早期强减

29、水剂可延缓水泥的凝结硬化而影响早期强度；早强剂可促进水泥的凝结硬化而提高度；早强剂可促进水泥的凝结硬化而提高早期强度。早期强度。石膏掺量石膏掺量 石膏在水泥硬化中起缓凝剂的作用。石膏在水泥硬化中起缓凝剂的作用。石膏在水泥硬化中起缓凝剂的作用。石膏在水泥硬化中起缓凝剂的作用。纯纯纯纯水水水水泥泥泥泥熟熟熟熟料料料料磨磨磨磨细细细细后后后后，与与与与水水水水拌拌拌拌和和和和，凝凝凝凝结结结结时时时时间间间间很很很很短短短短，因因因因此此此此不不不不便便便便使使使使用用用用，为为为为调调调调节节节节水水水水泥泥泥泥的的的的凝凝凝凝结结结结时时时时间间间间，掺掺掺掺入入入入适适适适量量量量（3%3%3

30、%3%左左左左右右右右）的的的的石石石石膏膏膏膏，石石石石膏膏膏膏与与与与铝铝铝铝酸酸酸酸三三三三钙钙钙钙的的的的水水水水化化化化产产产产物物物物水水水水化化化化铝铝铝铝酸酸酸酸三三三三钙钙钙钙作作作作用用用用，生生生生成成成成了了了了难难难难溶溶溶溶的的的的水水水水化化化化硫硫硫硫酸酸酸酸铝铝铝铝钙钙钙钙，覆覆覆覆盖盖盖盖在在在在铝铝铝铝酸酸酸酸三三三三钙钙钙钙的的的的周周周周围围围围，阻阻阻阻止止止止其其其其继继继继续续续续快快快快速速速速水水水水化化化化，因因因因而而而而延延延延缓缓缓缓了了了了水水水水泥泥泥泥的的的的凝凝凝凝结结结结时时时时间间间间。石石石石膏膏膏膏的的的的掺掺掺掺量量

31、量量主要取决于铝酸三钙和主要取决于铝酸三钙和主要取决于铝酸三钙和主要取决于铝酸三钙和SOSOSOSO3 3 3 3的含量。的含量。的含量。的含量。石膏过量安定性不良石膏过量安定性不良石膏的掺量一定要适量，如果掺量过多，在水泥硬化后石膏的掺量一定要适量，如果掺量过多，在水泥硬化后石膏的掺量一定要适量，如果掺量过多，在水泥硬化后石膏的掺量一定要适量，如果掺量过多，在水泥硬化后还会继续生成水化硫铝酸钙，因水化硫铝酸钙自身含有还会继续生成水化硫铝酸钙，因水化硫铝酸钙自身含有还会继续生成水化硫铝酸钙，因水化硫铝酸钙自身含有还会继续生成水化硫铝酸钙，因水化硫铝酸钙自身含有大量的结晶水，生成时体积膨胀约大量

32、的结晶水，生成时体积膨胀约大量的结晶水，生成时体积膨胀约大量的结晶水，生成时体积膨胀约2.52.52.52.5倍，会导致硬化后倍，会导致硬化后倍，会导致硬化后倍，会导致硬化后的水泥石开裂而破坏。的水泥石开裂而破坏。的水泥石开裂而破坏。的水泥石开裂而破坏。（5）硅酸盐水泥的技术性质）硅酸盐水泥的技术性质1）细度细度定义细度指水泥颗粒的粗细程度。通常水泥颗粒的粒径为7200um。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：水泥的细度用筛析法和比表面积法来测定。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

33、，硬化收缩越大；易受潮而降低活性；成本越高。返回返回2）硅酸盐水泥的标准稠度用水量讨论与分析定义试验方法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？为了使试验结果为了使试验结果具有可比性具有可比性2）硅酸盐水泥的标准稠度用水量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。2）硅酸盐水泥的标准稠度用水量标准稠度用水量指水泥浆达到规定的标准稠度时，所需要的用水量，是对水泥性质检验的准备性指标。由于用水量的多少，能直接影响凝结时间和体积安定性等性质的测定，因此，必须在规定的稠度下进行试验。按国家标准GB/T1346-20

34、01的规定试验。3）硅酸盐水泥的凝结时间定义讨论与分析GB规定测定方法定义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3）硅酸盐水泥的凝结时间凝结时间凝结时间：是指水泥从加水开始到失去流动性所用的时间，即从可塑状态到固体状态所需要的时间：初凝时间：初凝时间：是指水泥从加水到水泥浆开始失去流动性所用的时间；终凝时间终凝时间；是指水泥从加水到水泥浆完全失去流动性所用的时间；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。讨论与分析结论结论1：水泥的：水泥的初凝时间不能过初凝时间不能过短，否则在施工短，否则在施工前即已失去流动前即已失去流动性和可塑性而无性和可塑性而无法施工。法施工

35、。结论结论2：水泥的：水泥的终凝时间不能过终凝时间不能过长，否则将延长长，否则将延长施工进度和模板施工进度和模板周转期。周转期。3）硅酸盐水泥的凝结时间初凝时间不得初凝时间不得早于早于45min45min终凝时间不得终凝时间不得迟于迟于6.5h6.5h。同时规定:凝结时间不符合规定者为不合格品。GB规定3）硅酸盐水泥的凝结时间试验方法试验方法水泥的凝结时间的测定，是以标准稠度用水量拌制的水泥净浆，在规定的温度和湿度条件下，用凝结时间测定仪来测定。3）硅酸盐水泥的凝结时间4)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

36、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：安定性不良的注意：安定性不良的水泥为废品水泥，水泥为废品水泥，严禁在工程中使用。严禁在工程中使用。4)硅酸盐水泥的体积安定性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MgO;熟料中含有过多的游离CaO;石膏掺量过多。GB规定 用沸煮法检验必须合格；熟料中MgO含量5%；熟料中SO3含量3.5%；4)硅酸盐水泥的体积安定性试验方法 沸煮法试饼法雷氏夹法5)硅酸盐水泥的体积安定性GB规定5)硅酸盐水泥的强度等级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。硅酸盐水泥各等级、各龄期的强度

37、值硅酸盐水泥各等级、各龄期的强度值(GB175(GB1752007)2007)品种品种强度等级强度等级抗压强度抗压强度(MPaMPa)抗折强度抗折强度(MPaMPa)3d3d28d28d3d3d28d28d硅硅酸酸盐盐水水泥泥42.542.517.017.042.542.53.53.56.56.542.5R42.5R22.022.042.542.54.04.06.56.552.552.523.023.052.552.54.04.07.07.052.5R52.5R27.027.052.552.55.05.07.07.062.562.528.028.062.562.55.05.08.08.062.

38、5R62.5R32.032.062.562.55.55.58.08.05)硅酸盐水泥的强度等级6）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。7）碱含量）碱含量n n是指水泥中碱性氧化物（是指水泥中碱性氧化物（NaNa2 2O O和和K K2 2O O）的含量，的含量，用碱含量占水泥质量的百分数表示。用碱含量占水泥质量的百分数表示。n n当水泥中的碱含量较高时，骨料中又含有活当水泥中的碱含量较高时，骨料中又含有活性

39、二氧化硅，就会发生碱骨料反应，生成复性二氧化硅，就会发生碱骨料反应，生成复杂的碱杂的碱硅酸凝胶具有无限膨胀性（此物质硅酸凝胶具有无限膨胀性（此物质在潮湿环境或水中会不断的吸水，不断的肿在潮湿环境或水中会不断的吸水，不断的肿胀），导致水泥石胀裂。按国家标准的规定，胀），导致水泥石胀裂。按国家标准的规定，水泥中的（水泥中的（NaNa2 2O+0.658KO+0.658K2 2O O）的含量不超过的含量不超过0.6%0.6%则不会发生碱骨料反应。但水泥用量较则不会发生碱骨料反应。但水泥用量较大时仍要注意碱骨料反应。大时仍要注意碱骨料反应。8)氯离子含量氯离子含量n n含一定量的氯离子会腐蚀钢筋，故需

40、加以限制。n nGB175-2007中规定各类硅酸盐水泥中氯离子含量不得超过水泥质量的0.06%。n n氯离子含量不满足要求的为不合格品。9）密度、堆积密度和各成分含量技术性质技术性质技术性质技术性质质质质质量量量量标标标标准准准准密度，密度，密度，密度，kg/mkg/m3 33100310032003200堆积密度，堆积密度，堆积密度，堆积密度，kg/mkg/m3 31300130016001600不溶物不溶物不溶物不溶物型：不溶物不得超过型：不溶物不得超过型：不溶物不得超过型：不溶物不得超过0.750.75；型：不溶物不得超过型：不溶物不得超过型：不溶物不得超过型：不溶物不得超过1.501

41、.50烧失量烧失量烧失量烧失量型：烧失量不得大于型：烧失量不得大于型：烧失量不得大于型：烧失量不得大于3.03.0；型：烧失量不得大于型：烧失量不得大于型：烧失量不得大于型：烧失量不得大于3.53.5氧化镁氧化镁氧化镁氧化镁水泥中氧化镁含量不宜超过水泥中氧化镁含量不宜超过水泥中氧化镁含量不宜超过水泥中氧化镁含量不宜超过5.05.0。如果水泥经压蒸法检。如果水泥经压蒸法检。如果水泥经压蒸法检。如果水泥经压蒸法检验安定性合格，则水泥中氧化镁含量可放宽至验安定性合格，则水泥中氧化镁含量可放宽至验安定性合格，则水泥中氧化镁含量可放宽至验安定性合格，则水泥中氧化镁含量可放宽至6.06.0三氧化硫三氧化硫

42、三氧化硫三氧化硫3.53.5碱含量碱含量碱含量碱含量水泥中碱含量按水泥中碱含量按水泥中碱含量按水泥中碱含量按NaNa2 2OO0.658K0.658K2 2OO计算值来表示。若使计算值来表示。若使计算值来表示。若使计算值来表示。若使用活性集料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量用活性集料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量用活性集料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量用活性集料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于不得大于不得大于不得大于0.600.60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注：表中百分数均为质量百分数。n n水泥石在正常使用条件下，具有

43、较好的耐久性，但在某些腐蚀性介质作用下，水泥石的结构逐渐遭到破坏，强度下降以致全部溃裂，这种现象叫水泥石的腐蚀。（6）硅酸盐水泥石的腐蚀1）腐蚀的类型及原因软水腐蚀(溶出性腐蚀)：软水是指暂时硬度软水是指暂时硬度较小的水。暂时硬度是以每较小的水。暂时硬度是以每L L水中重碳酸盐含水中重碳酸盐含量来计算，当含量为量来计算，当含量为10mg10mg（按（按CaOCaO计）时，称计）时，称为为1 1度。低于度。低于8 8度的水称为软水，高于度的水称为软水，高于1717度的度的称为硬水，介于称为硬水，介于8 81717度之间的称为中度硬水。度之间的称为中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是软水，泉水、雨

44、、雪水、江、河、湖水都是软水，泉水、深井水、海水都是硬水。深井水、海水都是硬水。水泥石在静水及无水压的情况下，溶出的水泥石在静水及无水压的情况下，溶出的氢氧化钙在水中很快饱和，溶解作用终止，氢氧化钙在水中很快饱和，溶解作用终止，溶出仅限于表面，对水泥石影响不大。如果溶出仅限于表面，对水泥石影响不大。如果有流水及压力水作用，氢氧化钙不断地溶解有流水及压力水作用，氢氧化钙不断地溶解流失，碱度降低，促使水泥石中其它水化物流失，碱度降低，促使水泥石中其它水化物分解，使水泥石密实度、强度下降或破坏。分解，使水泥石密实度、强度下降或破坏。盐类腐蚀盐类腐蚀A、硫酸盐、硫酸盐对水泥石对水泥石的的腐蚀腐蚀含含硫

45、酸盐的海水、湖水、地下水及某些工业污水，硫酸盐的海水、湖水、地下水及某些工业污水，MgSOMgSO4 4+Ca(OH)+Ca(OH)2 2+2H+2H2 2O OMg(OH)Mg(OH)2 2(絮凝状的、无胶絮凝状的、无胶结结力力)+CaSO)+CaSO4 4 2H2H2 2O O3(CaSO3(CaSO4 4 2H2H2 2O)+3CaOO)+3CaO A1A12 2O O3 3 6H6H2 2O+19HO+19H2 2O O3CaOAl3CaOAl2 2O O3 3 3CaSO3CaSO4 4 31H31H2 2O O (水水化化硫硫铝铝酸酸钙钙)()(结结晶晶膨膨胀胀)B B、镁盐、镁盐

46、对水泥石对水泥石的腐蚀的腐蚀海水、地下水、某些工业废水中，常含有大量的镁盐MgCl2+Ca(OH)2CaCl2(易溶)+Mg(OH)2(絮凝状、无胶结力)酸类腐蚀酸类腐蚀A、碳酸对水泥石的腐蚀、碳酸对水泥石的腐蚀n n工业污水、地下水中溶解较多的二氧化碳n nCa(OH)2+CO2+H2OCaCO3+2H2On nCaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2n n反应生成的碳酸氢钙易溶于水，溶解流失B B、一般酸、一般酸对水泥石对水泥石的腐蚀的腐蚀工业废水、地下水中常含有各种酸2HCl+Ca(OH)2CaCl2(易溶)+2H2O硫酸对水泥石的腐蚀硫酸对水泥石的腐蚀H2SO4+Ca(OH)2Ca

47、SO42H2O+H2O3(CaSO3(CaSO4 4 2H2H2 2O)+3CaOO)+3CaO A1A12 2O O3 3 6H6H2 2O+19HO+19H2 2O O3CaOAl3CaOAl2 2O O3 3 3CaSO3CaSO4 4 31H31H2 2O O (水水化化硫硫铝铝酸酸钙钙)()(结结晶晶膨膨胀胀)碱对水泥石的腐蚀碱对水泥石的腐蚀3CaOA12O3+6NaOH3Na2OAl2O3+3Ca(OH)2(易溶于水)此外，水泥石被NaOH浸透后又在空气中干燥2NaOH+CO2+9H2ONa2CO310H2O (结晶膨胀)2）防止腐蚀的措施）防止腐蚀的措施当当当当存存存存在在在在腐

48、腐腐腐蚀蚀蚀蚀性性性性介介介介质质质质时时时时，选选选选择择择择合合合合适适适适的的的的水水水水泥泥泥泥品品品品种种种种，减减减减少少少少水水水水泥泥泥泥中中中中易易易易被被被被腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀的的的的物物物物质质质质(即即即即Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)Ca(OH)2 2 2 2、3CaO3CaO3CaO3CaO A1A1A1A12 2 2 2O O O O3 3 3 3 6H6H6H6H2 2 2 2O)O)O)O)。提提提提高高高高水水水水泥泥泥泥石石石石的的的的致致致致密密密密度度度度，降降降降低低低低水水水水泥泥泥泥石石石石的的的的孔孔孔孔隙隙隙隙率率率率。通通通通过过过过减

49、减减减小小小小水水水水灰灰灰灰比比比比，掺掺掺掺加加加加外外外外加加加加剂剂剂剂，采采采采用用用用机机机机械械械械搅搅搅搅拌和机械振捣，可以提高水泥石的密实度。拌和机械振捣，可以提高水泥石的密实度。拌和机械振捣，可以提高水泥石的密实度。拌和机械振捣，可以提高水泥石的密实度。在在在在水水水水泥泥泥泥石石石石的的的的表表表表面面面面涂涂涂涂抹抹抹抹或或或或铺铺铺铺设设设设保保保保护护护护层层层层，隔隔隔隔断断断断水水水水泥泥泥泥石石石石和和和和外外外外界界界界的的的的腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀性性性性介介介介质质质质的的的的接接接接触触触触。例例例例如如如如，可可可可在在在在水水水水泥泥泥泥石石石石表表表表

50、面面面面涂涂涂涂抹抹抹抹耐耐耐耐腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀的的的的涂涂涂涂料料料料，如如如如：水水水水玻玻玻玻璃璃璃璃、沥沥沥沥青青青青、环环环环氧氧氧氧树树树树脂脂脂脂等等等等；或或或或在在在在水水水水泥泥泥泥石石石石的的的的表表表表面面面面铺建筑陶瓷、致密的天然石材等。铺建筑陶瓷、致密的天然石材等。铺建筑陶瓷、致密的天然石材等。铺建筑陶瓷、致密的天然石材等。（7）硅酸盐水泥的性能及应用）硅酸盐水泥的性能及应用 凝结硬化快，早期及后期强度均高，适用于重要结构中的高凝结硬化快，早期及后期强度均高，适用于重要结构中的高凝结硬化快，早期及后期强度均高，适用于重要结构中的高凝结硬化快，早期及后期强度均高，适用