建筑材料课件水泥精.ppt

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1、建筑材料课件水泥第1页，本讲稿共115页目目 录录u基本要求基本要求uu1 1 简介简介uu2 2 硅酸盐水泥硅酸盐水泥uu3 3 掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥u4 4 特种水泥特种水泥uu5 5 石棉水泥制品石棉水泥制品第2页，本讲稿共115页基本要求基本要求u本章课时：课时本章课时：课时 5，实验，实验 2u内容内容 uu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。uu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、实验和技术性质、腐蚀与防护、

2、特性和应用。实验和技术性质、腐蚀与防护、特性和应用。uu重点重点重点重点6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第3页，本讲稿共115页基本要求基本要求u重点重点u水泥的腐蚀及防护水泥的腐蚀及防护u特性特性u应用应用u难点难点u水泥水化、凝结和硬化机理水泥水化、凝结和硬化机理u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

3、成这些差异的原因第4页，本讲稿共115页第三章第三章 水泥水泥1 1 简介简介BackBack第5页，本讲稿共115页硅酸硅酸盐盐水泥水泥兴兴起于起于1919世世纪纪。它已它已经经成成为现为现在最在最为为重要的一种建筑材料。重要的一种建筑材料。它的化学成成分复它的化学成成分复杂杂，但主要的胶，但主要的胶结结成分是成分是水化硅酸水化硅酸钙钙。普通硅酸普通硅酸盐盐水泥水泥强强度高、能抗硫酸度高、能抗硫酸盐盐腐腐蚀蚀、水化水化热热，也可用于制，也可用于制备备砂砂浆浆。为为了建筑需要，水泥可做成白色、黑色或其了建筑需要，水泥可做成白色、黑色或其他各种他各种颜颜色。色。第6页，本讲稿共115页水泥具有以

4、下水泥具有以下优优点，因此，在土木工程点，因此，在土木工程领领域得到域得到广泛的广泛的应应用。用。BackBack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第7页，本讲稿共115页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。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

5、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第8页，本讲稿共115页水泥按化学成分可分为硅酸盐水泥、铝酸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。盐水泥和硫酸盐水泥。硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥一般工程一

6、般工程一般工程一般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。主要用于紧急抢修快硬、早强。主要用于紧急抢修快硬、早强。主要用于紧急抢修快硬、早强。主要用于紧急抢修工程、早强工程、冬季施工、抗工程、早强工程、冬季施工、抗工程、早强工程、冬季施工、抗工程、早强工程、冬季施工、抗蚀、抗冻等工程。蚀、抗冻等工程。蚀、抗冻等工程。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、程、程、程、锚固和地下工程等。锚固和地下工程等。锚固和地下工程等。锚固和地下工程等。BackBack第9页，

7、本讲稿共115页混合材料混合材料0-5%石膏石膏熟熟 料料磨细磨细硅酸盐水泥硅酸盐水泥P.P.P.P.第10页，本讲稿共115页混合材料混合材料6-15%石膏石膏熟熟 料料磨细磨细普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥P.O第11页，本讲稿共115页粒化高炉粒化高炉矿渣矿渣石膏石膏熟熟 料料磨细磨细矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥P.S第12页，本讲稿共115页火山灰质火山灰质混合材料混合材料石膏石膏熟熟 料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第13页，本讲稿共115页粉煤灰粉煤灰石膏石膏熟熟 料料磨细磨细粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥P.F第14页，本讲稿共115页两种以上两种以上混合材

8、料混合材料石膏石膏熟熟 料料磨细磨细复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥P.C第15页，本讲稿共115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90%90%以以上使用的是硅酸盐水泥。所以，在学习这一章上使用的是硅酸盐水泥。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、技术性质及应用等知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，再学习其它掺混合材料的硅识。在此基础上，再学习其它掺混合材料的硅酸盐水泥等内容。酸盐水泥等内容。BackBack第16页，本讲稿共115页硅酸盐水泥的生产简述及其矿物

9、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2 2 硅酸盐水泥硅酸盐水泥BackBack第17页，本讲稿共115页何为硅酸盐水泥？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%石灰或熟化高炉石灰或熟化高炉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材矿渣、适量石膏共同磨细制的水硬性胶凝材矿渣、适量石膏共同磨细制的水硬性胶凝材矿渣

10、、适量石膏共同磨细制的水硬性胶凝材料。料。料。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PPPP、PPPPuuPPPP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uuPPPP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%的硅酸盐水的硅酸盐水的硅酸盐水的硅酸盐水泥泥泥泥BackBack第18页，本讲稿共115页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

11、水泥的生产过程硅酸盐水泥的生产过程GrindingP P Mixing materialsLimestoneClayIron ore powderBleedingGrinding1450Raw materialClinkerGypsum第19页，本讲稿共115页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：硅酸三硅酸三钙钙硅酸二硅酸二钙钙铝铝酸三酸三钙钙铁铝铁铝酸四酸四钙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第20页，本讲稿共115页表表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组成成化

12、学分子式化学分子式缩缩写写硅酸三硅酸三钙钙3CaOSiO2C3S硅酸二硅酸二钙钙2CaOSiO2C2S铝铝酸三酸三钙钙3CaOAl2O3C3A铁铝铁铝酸四酸四钙钙4CaOAl2O3Fe2O3C4AF第21页，本讲稿共115页表表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缩写写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水化热热多多少少最多最多较较多多强强度度高高早低后高早低后高低低低低抗腐抗腐蚀蚀性性好好好好差差极好极好收收缩缩

13、中中较较大大大大小小BackBack第22页，本讲稿共115页p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第23页，本讲稿共115页水水 化化 机机 理理水泥颗粒与水接触时，其表面的熟料矿物立即与水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。定热量的过程。硅酸三钙水化生

14、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早期该水化反应的速度快，形成早期强度并生成早期水化热。水化热。3CaOSiO2+H2O CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2第24页，本讲稿共115页硅酸二钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化硅酸二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，可以生成更多产物中氢氧化钙的含量减少时，可以生成更多的水化产物

15、。的水化产物。2CaOSiO2+H2O 3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2水水 化化 机机 理理第25页，本讲稿共115页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

16、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，可以避免上述问题通常通过在水泥中掺有适量石膏，可以避免上述问题通常通过在水泥中掺有适量石膏，可以避免上述问题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。的发生。的发生。的发生。3CaOAl2O3+H2O 3CaOAl2O36H2O水水 化化 机机 理理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

17、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+CaOFe2O3H2O第26页，本讲稿共115页l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（钙水化硫铝酸钙针状晶体（钙水化硫铝酸钙针状晶体（钙水化硫铝酸钙针状晶体（钙矾石）。矾石）。矾石）。矾石）。l l该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护膜，阻碍该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护膜，阻碍该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护膜，阻碍该晶体难溶，包裹在水泥熟料的

18、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，从而避免了纯水水分进入水泥内部，使水化反应延缓下来，从而避免了纯水水分进入水泥内部，使水化反应延缓下来，从而避免了纯水水分进入水泥内部，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。泥熟料水化产生闪凝现象。泥熟料水化产生闪凝现象。泥熟料水化产生闪凝现象。l 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腐蚀的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

19、得到答案。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BackBack第27页，本讲稿共115页uu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BackBac

20、k第28页，本讲稿共115页p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性的浆体，经过自身的物理化学变化逐渐变变 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显的强度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程。的过程。水泥的凝结与硬化过程由以下四个过程组水泥的凝结与硬化过程由以下四个过程组成。成。凝结与硬化凝结与硬化BackBack第29页，本讲稿共115页凝结硬化过程凝结硬化过程初始反应期初

21、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，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，6h6h。多孔的空间网。多孔的空间网络络凝聚结构，失去可塑性凝聚结构，失去可塑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第30页，本讲稿共115页凝结硬化过程凝结硬化过程BackBack第31页，本讲稿共115页影响水泥凝结硬化的因素影

22、响水泥凝结硬化的因素 影响水泥凝结硬化的主要因素有：水泥的种类和细度、石影响水泥凝结硬化的主要因素有：水泥的种类和细度、石影响水泥凝结硬化的主要因素有：水泥的种类和细度、石影响水泥凝结硬化的主要因素有：水泥的种类和细度、石膏掺合料、龄期、温度和湿度等。膏掺合料、龄期、温度和湿度等。膏掺合料、龄期、温度和湿度等。膏掺合料、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BackBackAgeBlend of GypsumHumidityTemperatureTypesFinenes

23、sFactors第32页，本讲稿共115页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第33页，本讲稿共115页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。细度决定了水水泥的细度指水泥的磨细程度或分散度。细度决定了水水泥的细度指水泥的磨细程度或分散度。细度决定了水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

24、的表面积。从而影响水泥的水化和凝结速度泥与水接触的表面积。从而影响水泥的水化和凝结速度泥与水接触的表面积。从而影响水泥的水化和凝结速度泥与水接触的表面积。从而影响水泥的水化和凝结速度和性质。和性质。和性质。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 度度第34页，本讲稿共115页比表面积比表面积uu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uu按照按照按照按照 GB175-1999GB175-1999GB175-1999GB175-1999的规定的规定

25、的规定的规定uu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 uu比表面积可采用比表面积仪测定（图比表面积可采用比表面积仪测定（图比表面积可采用比表面积仪测定（图比表面积可采用比表面积仪测定（图3.2.43.2.43.2.43.2.4）uu用比表面积测定仪测试颗粒粒径分布情用比表面积测定仪测试颗粒粒径分布情用比表面积测定仪测试颗粒粒径分布情用比表面积测定仪测试颗粒粒径分布情况。况。况。况。uu测量一定量空气通过水泥石时，流速测量一定量空气通过水泥石时，流速测量一定量空气通过水泥石时，流速

26、测量一定量空气通过水泥石时，流速变化变化变化变化.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 度度第35页，本讲稿共115页BackBack第36页，本讲稿共115页凝结时间凝结时间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终凝时间终凝时间第37页，本讲稿共115页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282mm282mm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

27、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。P%=P%=水量水量ml/ml/水泥水泥1g1g。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)水量法和调整水水量法和调整水量法量法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第38页，本讲稿共115页不变不变(固定固定)水量法水量法u固定水量法采用以下固定水量法采用以下方法配制标准稠度净方法

28、配制标准稠度净浆浆uu称取称取500g500g水泥水泥uu加入加入500P%ml500P%ml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%第39页，本讲稿共115页不变不变(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第40页，本讲稿共115页 通过水泥净浆凝结时间测定仪测定标准稠度水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。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第41页，本讲稿共115页 水泥凝结

29、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第42页，本讲稿共115页u概念概念uu从水泥加水拌和起至标准稠度的水泥净浆开始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失去可塑性所需的时间u标准要求标准要求45min45minuu国产水泥一般为国产水泥一般为1-3h1-3hu实验实验uu测试时以试针距底板测试时以试针距底板41mm41mm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时间搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作。时间搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作。初始凝结时间初始凝结时间第43页，本讲稿共115页

30、终凝时间终凝时间u概念概念uu从水泥加水拌和起至水泥净浆完全失去可塑从水泥加水拌和起至水泥净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。性并开始产生强度所需的时间。u标准要求标准要求390min390minuu国产水泥一般为国产水泥一般为5-6h 5-6h u实验实验uu测试时以试针下沉测试时以试针下沉0.5mm0.5mm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，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。BackBack第44页，本讲稿共115页定义定义 指水泥硬化过程中体积变化

31、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。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泥硬化后产生不均匀的体积变化（裂纹后弯曲）。水泥硬化后产生不均匀的体积变化（裂纹后弯曲）。水泥硬化后产生不均匀的体积变化（裂纹后弯曲）。水泥硬化后产生不均匀的体积变化（裂纹后弯曲）。使建筑质量下降，甚至引起严重的建筑事故。使建筑质量下降，甚至引起严重的建筑事故。使建筑质量下降，甚至引起严重的建筑事故。使建筑质量下降，甚至引起严重的建筑事故。体积安定性不良的原因体积安定性不良的原因过量游离的过量游离的CaO过量游离的过量游离的MgO

32、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BackBack第45页，本讲稿共115页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速度慢，在水泥硬化后才开始水它们的水速度慢，在水泥硬化后才开始水化，使已经硬化的水泥石膨胀开裂。化，使已经硬化的水泥石膨胀开裂。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，水化开裂。此时，水化 硫铝酸钙被称为水泥杆硫铝酸钙被称

33、为水泥杆菌。菌。体积安定性不良的原因体积安定性不良的原因第46页，本讲稿共115页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饼法饼法观察水泥净试饼在沸煮后的外形变化观察水泥净试饼在沸煮后的外形变化uu雷氏夹法雷氏夹法测量水泥石饼沸煮后的膨胀值测量水泥石饼沸煮后的膨胀值 体积安定性的测定体积安定性的测定第47页，本讲稿共115页水泥安定性的测定水泥安定性的测定第48页，本讲稿共115页图图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

34、夹法体积安定性测定仪第49页，本讲稿共115页限制限制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BackBack第50页，本讲稿共115页C:S:W=1:3:0.5C:S:W=1:3:0.5Standard specimen Standard specime

35、n 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，制成标准尺的比例混合，制成标准尺寸的试件（寸的试件（4040160mm4040160mm），在标准条件下），在标准条件下养护，测试抗压强度和抗折强度。养护，测试抗压强度和抗折强度。强度试验强度试验BackBack第51

36、页，本讲稿共115页图图3.2.10 强度测定仪强度测定仪第52页，本讲稿共115页bending strength instrument图图3.2.10 强度测定仪强度测定仪Compressive strength instrument第53页，本讲稿共115页实验录像第54页，本讲稿共115页强度等级强度等级u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6 6个等级：个等级：42.542.5，42.5R,52.

37、542.5R,52.5，52.5R,52.5R,62.5,62.5R62.5,62.5Ru各龄期的强度不低于各龄期的强度不低于GB175-GB175-9999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型，早强型型，早强型(用用R R表示表示)和普通和普通型。型。62.5R62.552.5R52.542.5R42.5Strength Grade第55页，本讲稿共115页等级等级 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

38、.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（GB175-99）第56页，本讲稿共115页技术性质分析技术性质分析 水泥在出厂和使用前必须水泥在出厂和使用前必须水泥在出厂和使用前必须水泥在出厂和使用前必须检验的技术指标有四项：细检验的技术指标有四项：细检验的技术指标有四项：细检验的技术指标有四项：细度、凝结时间、强度和体积度、凝结时间、强度和体积度、凝结时间、强度和体积度、凝结时间、强度和体积安定性。这四项指标中，除安定性。这四项指标中，除安定性。

39、这四项指标中，除安定性。这四项指标中，除强度外，其它任何一项指标强度外，其它任何一项指标强度外，其它任何一项指标强度外，其它任何一项指标不合格，则水泥不能使用；不合格，则水泥不能使用；不合格，则水泥不能使用；不合格，则水泥不能使用；反之，若仅强度一项指标不反之，若仅强度一项指标不反之，若仅强度一项指标不反之，若仅强度一项指标不合格，而其它三项指标合格，合格，而其它三项指标合格，合格，而其它三项指标合格，合格，而其它三项指标合格，则水泥可降等级使用。则水泥可降等级使用。则水泥可降等级使用。则水泥可降等级使用。If only the strength is unqualifiedCement of

40、 the lower gradeBackBack第57页，本讲稿共115页其他性质其他性质密度密度密度密度:3.1-3.2g/cm3.1-3.2g/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:松散时松散时松散时松散时900900900900-1300kg/m-1300kg/m3 3 ，紧密，紧密，紧密，紧密1400-17001400-17001400-17001400-1700kg/mkg/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

41、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-骨料反应的发生。骨料反应的发生。骨料反应的发生。骨料反应的发生。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，它的数量决定于水泥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、矿物掺合料以

42、及酸的侵蚀。的化学成分和细度、矿物掺合料以及酸的侵蚀。的化学成分和细度、矿物掺合料以及酸的侵蚀。的化学成分和细度、矿物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，对冬季施工有利，但对大越高，颗粒越细，水化热越大，对冬季施工有利，但对大越高，颗粒越细，水化热越大，对冬季施工有利，但对大越高，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。体积混凝土工程有害。体积混凝土工程有害。体积混凝土工程有害。BackBack第58页，本讲稿共115页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

43、蚀类型腐蚀原因腐蚀原因防止措施防止措施BackBack第59页，本讲稿共115页简简 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期强度。不断增长期强度。水泥石的腐蚀水泥石的腐蚀在一些腐蚀性介质中，水泥石的结构会遭到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，甚至完全破坏的破坏，强度和耐久性降低，甚至完全破坏的现象。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B

44、ackBack第60页，本讲稿共115页软水侵蚀和碳酸腐蚀软水侵蚀和碳酸腐蚀特点特点介质介质软水（含软水（含HCO3少的水，少的水，如雨水、雪水和蒸馏水）；氢氧如雨水、雪水和蒸馏水）；氢氧化钙溶解于水中引起的腐蚀。化钙溶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，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，由于氢氧化钙浓度降低；而且，由于氢氧化钙浓度的下降，还引起了

45、水泥石中的其的下降，还引起了水泥石中的其它水化产物的分解它水化产物的分解第61页，本讲稿共115页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、结晶酸与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结晶膨胀的产物，破坏水泥石膨胀的产物，破坏水泥石u腐蚀过程举例：腐蚀过程举例：第62页，本讲稿共115页碳酸腐蚀碳酸腐蚀 Ca(OH)2+CO2+H2O CaCO3+2H2O CaCO3+H2O+CO2 Ca(HCO3)2

46、 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，生成易溶于水的碳酸盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水的产物，破坏水泥石产物，破坏水泥石u腐蚀过程举例：腐蚀过程举例：第63页，本讲稿共115页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性晶体，硫酸盐与水泥石中的成分反应生成膨胀性晶体，硫酸盐与水泥石中的成分反应生成膨胀性晶体，硫酸盐与水泥石中的成分反应生成膨胀性晶体，钙矾石

47、钙矾石钙矾石钙矾石(水泥杆菌水泥杆菌水泥杆菌水泥杆菌)，使水泥石破坏，使水泥石破坏，使水泥石破坏，使水泥石破坏l腐蚀过程举例：腐蚀过程举例：结晶膨胀结晶膨胀第64页，本讲稿共115页 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，生成易溶于水或松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：松软且无胶

48、凝能力第65页，本讲稿共115页碱的腐蚀碱的腐蚀 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，生成易溶于水、碱与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结晶膨胀的产物，破坏水泥石结晶膨胀的产物，破坏水泥石BackBack第66页，本讲稿共115页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和水化水泥石中存在着易受腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙；铝酸钙；水泥石本身不密实，使侵蚀性介质易于进水泥石本身不密实，使侵蚀性介质易于进入其内部；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

49、BackBack第67页，本讲稿共115页防止措施防止措施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求的混凝土工程，还可以采用浸渍混凝土土BackBack第68页，本讲稿共115页硅酸盐水泥的特点和应用硅酸盐水泥的特点和应用l强度高强度高 适用于高强混凝土和预应力钢适用于高强混凝土和预应力钢筋混凝土工程筋混凝土工程 l硬化快硬化快 适用于要求凝结快、早强高的适用于要求凝结快、早强高的工程，冬季施工，预制、现浇等工程工程，冬季施工，预

50、制、现浇等工程l抗冻性好抗冻性好 适用于冬季施工及严寒地区适用于冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程遭受反复冻融的工程 l耐蚀性差耐蚀性差 不适用与淡水及海水等腐蚀不适用与淡水及海水等腐蚀性介质接触的工程性介质接触的工程 BackBack第69页，本讲稿共115页l耐热性差耐热性差 不适用于有耐热要求的混不适用于有耐热要求的混凝土工程凝土工程 l水化热大水化热大 不适用于大体积混凝土工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程，但有利于低温季节畜热法施工 l耐磨性好耐磨性好 适用于公路、地面工程适用于公路、地面工程l抗碳化性好抗碳化性好 对钢筋的保护作用强，对钢筋的保护作用强，适合