pA硅酸盐水泥的性能.ppt

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1、pA硅酸盐水泥的性能 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。有生命必有希望第八章第八章 硅酸盐水泥的性能硅酸盐水泥的性能密度密度容积密度容积密度细度细度凝结时间凝结时间泌水性泌水性强度强度体积变化体积变化水化热水化热耐久性耐久性 建筑性能建筑性能 物理性能物理性能8.1 硅酸盐水泥的凝结时间硅酸盐水泥的凝结时间 初凝初凝:水泥浆体失去流水泥浆体失去流动性和部分可塑性动性和部分可塑性,开始凝开始凝结结.终凝终凝:水泥浆体逐渐硬水泥浆体逐渐硬化化,完全失去可塑性完全失去可塑

2、性,并具并具有一定的机械强度有一定的机械强度,能抵抗能抵抗一定的外来压力一定的外来压力.初凝时间初凝时间:从水泥加水从水泥加水拌和到水泥初凝所经历的拌和到水泥初凝所经历的时间时间.终凝时间终凝时间:从水泥加水从水泥加水拌和到终凝所经历的时间拌和到终凝所经历的时间.凝结凝结:凝结时间凝结时间:凝结时间有什么用？凝结时间有什么用？8.1 硅酸盐水泥的凝结时间硅酸盐水泥的凝结时间 凝结时间的重要意义凝结时间的重要意义 水泥浆体的凝结时间，对于建筑工程的施工具有十分重要的意义。水泥浆体的凝结时间，对于建筑工程的施工具有十分重要的意义。若初凝时间太短，往往来不及进行施工，水泥浆体就已变硬。若初凝时间太短

3、，往往来不及进行施工，水泥浆体就已变硬。若终凝时间太长，未产生足够大的强度，则影响施工的速度。若终凝时间太长，未产生足够大的强度，则影响施工的速度。因此，应有足够长的时间来保证混凝土的搅拌、输送、浇注、成型因此，应有足够长的时间来保证混凝土的搅拌、输送、浇注、成型等操作的顺利完成；同时还应尽可能短的时间加快脱模及施工进度，等操作的顺利完成；同时还应尽可能短的时间加快脱模及施工进度，以保证工程的进展。以保证工程的进展。凝结时间的标准规定凝结时间的标准规定 我国硅酸盐水泥国家标准我国硅酸盐水泥国家标准GB1752007GB1752007规定：规定：初凝不得早于初凝不得早于45min45min（45

4、min45min）终凝不的迟于终凝不的迟于390min390min（6.5h6.5h）8.1.1 影响凝结速度因素影响凝结速度因素水泥凝结时间的长短取决于其凝结速度的快慢，两者成反水泥凝结时间的长短取决于其凝结速度的快慢，两者成反比关系。比关系。凡是影响水化速度的各种因素，基本上也同样影响水泥的凡是影响水化速度的各种因素，基本上也同样影响水泥的凝结速度。但水化和凝结又有一定的差异。凝结速度。但水化和凝结又有一定的差异。8.1.1 影响凝结速度因素影响凝结速度因素 影响水泥凝结速度的主要因素，有熟料矿物组成、水泥细影响水泥凝结速度的主要因素，有熟料矿物组成、水泥细度、水灰比、温度和外加剂等。度、

5、水灰比、温度和外加剂等。矿物组成矿物组成 熟料矿物熟料矿物2828天的水化速度大小顺序为：天的水化速度大小顺序为：C C3 3A AC C3 3S SC C4 4AFAFC C2 2S S 水泥的凝结速度既与熟料矿物水化难易有关，又与各矿物水泥的凝结速度既与熟料矿物水化难易有关，又与各矿物的含量有关。的含量有关。决定凝结速度的主要矿物为决定凝结速度的主要矿物为C C3 3A A和和C C3 3S S，快凝是由，快凝是由C C3 3A A造成的，造成的，而正常凝结则是受而正常凝结则是受C C3 3S S制约的。制约的。8.1.1 影响凝结速度因素影响凝结速度因素 矿物组成矿物组成 水泥细度水泥细

6、度 水泥粉磨越细，其比表面积就越大，晶体产生扭曲、错位水泥粉磨越细，其比表面积就越大，晶体产生扭曲、错位等缺陷越多，水化速度越快，凝结越迅速；反之凝结越慢。等缺陷越多，水化速度越快，凝结越迅速；反之凝结越慢。硅酸盐水泥国家标准规定：硅酸盐水泥国家标准规定：比表面积不小于（比表面积不小于（）300m300m2 2/kg/kg8.1.1 影响凝结速度因素影响凝结速度因素 矿物组成矿物组成 水泥细度水泥细度 水灰比（水灰比（W/CW/C）水灰比越大，水化越快，凝结反而变慢。水灰比越大，水化越快，凝结反而变慢。这是因为加水量过多，颗粒间距增大，水泥浆体结构不易这是因为加水量过多，颗粒间距增大，水泥浆体

7、结构不易紧密，网络结构难以形成的缘故。紧密，网络结构难以形成的缘故。水灰比过大时，会使水泥石结构中孔隙太多，降低其强度，水灰比过大时，会使水泥石结构中孔隙太多，降低其强度，故水灰比不宜太大。故水灰比不宜太大。适宜的用水量应满足两方面的要求：适宜的用水量应满足两方面的要求：水泥水化反应水泥水化反应 水泥浆体稠度水泥浆体稠度8.1.1 影响凝结速度因素影响凝结速度因素 矿物组成矿物组成 水泥细度水泥细度 水灰比（水灰比（W/CW/C）养护温度：书养护温度：书P P172172 图图8.18.1 温度升高，水化加快，凝结时间缩短，反之则凝结时间会温度升高，水化加快，凝结时间缩短，反之则凝结时间会延长

8、。延长。夏季（高温）和冬季（低温）施工时，注意采取适当的措夏季（高温）和冬季（低温）施工时，注意采取适当的措施，以保证正常的凝结时间。施，以保证正常的凝结时间。保温保温 增湿增湿 8.1.1 影响凝结速度因素影响凝结速度因素 矿物组成矿物组成 水泥细度水泥细度 水灰比（水灰比（W/CW/C）养护温度养护温度 外加剂外加剂 缓凝剂：延长凝结时间缓凝剂：延长凝结时间 促凝剂：缩短凝结时间促凝剂：缩短凝结时间 影响水泥的凝结快慢因素是多方面的，最主要是影响水泥的凝结快慢因素是多方面的，最主要是C C3 3A A，因此，因此在水泥生产中通常是掺入适量外加剂来控制水泥的凝结时间。在水泥生产中通常是掺入适

9、量外加剂来控制水泥的凝结时间。石膏是常用的一种缓凝剂。有时，根据需要也掺入其他调石膏是常用的一种缓凝剂。有时，根据需要也掺入其他调凝外加剂。凝外加剂。8.1.2 石膏的缓凝机理石膏的缓凝机理1 1石膏的作用：调节凝结时间，同时还可提高早强，降低石膏的作用：调节凝结时间，同时还可提高早强，降低干缩变形，改善耐蚀性、抗冻性、抗渗性等。干缩变形，改善耐蚀性、抗冻性、抗渗性等。2 2石膏缓凝机理石膏缓凝机理(1)(1)一般认为一般认为C C3 3A+A+石膏石膏 AFt AFt，这些棱柱状小晶体长在水泥颗粒表面，这些棱柱状小晶体长在水泥颗粒表面上，形成一层薄膜，封闭水泥颗粒表面上，形成一层薄膜，封闭水

10、泥颗粒表面 阻滞水分子及离子阻滞水分子及离子的扩散的扩散 延缓了水泥颗粒特别是延缓了水泥颗粒特别是C C3 3A A的进一步水化。的进一步水化。随着扩散继续随着扩散继续8.1.2 石膏的缓凝机理石膏的缓凝机理2 2石膏缓凝机理石膏缓凝机理(1)(1)一般认为一般认为随扩散进行，随扩散进行，C C3 3A A表面又形成表面又形成AFtAFt，由固相体积增加所产，由固相体积增加所产生的结晶压力达到一定数值时，将生的结晶压力达到一定数值时，将AFtAFt膜局部胀裂，而使水化继膜局部胀裂，而使水化继续进行，续进行，新生成的新生成的AFtAFt又将破裂处重新封闭，再使水化缓解，又将破裂处重新封闭，再使水

11、化缓解，如此反复，直到溶液中如此反复，直到溶液中SOSO4-4-消耗到不足以形成消耗到不足以形成AFtAFt后，后，C C3 3A A即即进一步水化成进一步水化成AFmAFm、C C4 4AHAH1313或固溶体。所以作用是形成或固溶体。所以作用是形成AFtAFt膜，阻膜，阻碍水分等移动的结果。碍水分等移动的结果。再以后，再以后，AFtAFt增多，厚度足够时，增多，厚度足够时，SOSO4-4-扩散慢，内部扩散慢，内部C C3 3A A得不到足够的得不到足够的SOSO4-4-，C C3 3A CA C4 4AHAH1313 AFm AFm时，体积增加，时，体积增加，局局部胀裂，使水化继续进行。部

12、胀裂，使水化继续进行。8.1.2 石膏的缓凝机理石膏的缓凝机理2 2石膏缓凝机理石膏缓凝机理(1)(1)一般认为一般认为(2)(2)晶核受损学说：杨认为，水泥在水化过程中，由晶核受损学说：杨认为，水泥在水化过程中，由CHCH晶晶核表面吸附了缓凝剂，妨碍了它进一步生成和长大，使得核表面吸附了缓凝剂，妨碍了它进一步生成和长大，使得CHCH晶晶体不能及时析出，阻碍了硅酸盐的水化速度，从而导致费用缓体不能及时析出，阻碍了硅酸盐的水化速度，从而导致费用缓缓。缓。8.1.2 石膏的缓凝机理石膏的缓凝机理2 2石膏缓凝机理石膏缓凝机理(1)(1)一般认为一般认为 (2)(2)晶核受损学说晶核受损学说(3)(

13、3)洛赫尔认为，凝结取决于浆体内网状结构的形成。石洛赫尔认为，凝结取决于浆体内网状结构的形成。石膏膏+开始几分钟溶解的开始几分钟溶解的C C3 3A AFtA AFt，则不快凝，若石膏量不足，则不快凝，若石膏量不足，初期溶解的初期溶解的C C3 3A A得不到足够的得不到足够的SOSO4-4-，则生成，则生成AFmAFm、C C4 4AHAH1313，这些六，这些六方板状晶体，很快使水泥粒子互相接触，迅速搭接成网，快速方板状晶体，很快使水泥粒子互相接触，迅速搭接成网，快速凝结。凝结。见书见书P P173173 表表8.18.1石膏掺入量的确定石膏掺入量的确定由很多缓凝机理可知，影响石膏缓凝作用

14、的因素很多，适由很多缓凝机理可知，影响石膏缓凝作用的因素很多，适宜的石膏掺量就难以用化学计量精确计算。宜的石膏掺量就难以用化学计量精确计算。1 1石膏的适宜掺量：使水泥凝结正常，强度高、安定性良石膏的适宜掺量：使水泥凝结正常，强度高、安定性良好的掺量好的掺量2 2石膏对初、终凝的影响图。石膏对初、终凝的影响图。P173 P173 图图8.28.23 3很多学者认为适宜掺量：在很多学者认为适宜掺量：在24h24h左右能被耗尽的数量。左右能被耗尽的数量。图图8.2石石膏膏对对水水泥泥凝凝结结时时间间的的影响影响石膏掺入量的确定石膏掺入量的确定由很多缓凝机理可知，影响石膏缓凝作用的因素很多，适由很多

15、缓凝机理可知，影响石膏缓凝作用的因素很多，适宜的石膏掺量就难以用化学计量精确计算。宜的石膏掺量就难以用化学计量精确计算。4 4经验公式计算经验公式计算石膏掺量可以根据统计经验公式计算。考虑影响石膏掺量石膏掺量可以根据统计经验公式计算。考虑影响石膏掺量的主要因素为水泥中的主要因素为水泥中C C3 3A A，当水泥细度在，当水泥细度在5%5%7%7%，使用二水石，使用二水石膏作为缓凝剂时，水泥中最佳石膏（以膏作为缓凝剂时，水泥中最佳石膏（以SOSO3 3计）掺量计算公式：计）掺量计算公式：式中式中 Sc Sc水泥中最佳水泥中最佳SOSO3 3掺量，掺量，%；C C3 3AA水泥中水泥中C C3 3

16、A A含量，含量，%；R R2 2OO水泥中水泥中R R2 2O O，%。石膏掺入量的确定石膏掺入量的确定由很多缓凝机理可知，影响石膏缓凝作用的因素很多，适由很多缓凝机理可知，影响石膏缓凝作用的因素很多，适宜的石膏掺量就难以用化学计量精确计算。宜的石膏掺量就难以用化学计量精确计算。4 4经验公式计算经验公式计算石膏掺量可以根据统计经验公式计算。考虑影响石膏掺量石膏掺量可以根据统计经验公式计算。考虑影响石膏掺量的主要因素为水泥中的主要因素为水泥中C C3 3A A，当水泥细度在，当水泥细度在5%5%7%7%，使用二水石，使用二水石膏作为缓凝剂时，水泥中最佳石膏（以膏作为缓凝剂时，水泥中最佳石膏（

17、以SOSO3 3计）掺量计算公式：计）掺量计算公式：用公式计算最佳石膏（以用公式计算最佳石膏（以SOSO3 3计）掺量，方法简便、迅速，结果比较计）掺量，方法简便、迅速，结果比较可靠；但计算公式是仅考虑主要影响因素的统计经验公式，计算结果存可靠；但计算公式是仅考虑主要影响因素的统计经验公式，计算结果存在一定的误差；因此，在使用公式计算时，要注意公式的适用范围和条在一定的误差；因此，在使用公式计算时，要注意公式的适用范围和条件。件。石膏掺入量的确定石膏掺入量的确定由很多缓凝机理可知，影响石膏缓凝作用的因素很多，适由很多缓凝机理可知，影响石膏缓凝作用的因素很多，适宜的石膏掺量就难以用化学计量精确计

18、算。宜的石膏掺量就难以用化学计量精确计算。4 4实际生产中的石膏掺量实际生产中的石膏掺量实验确定法实验确定法具体步骤如下：具体步骤如下：取工厂熟料平均样若干，破碎至取工厂熟料平均样若干，破碎至1cm1cm，充分混合后分成，充分混合后分成4 46 6等份；等份；分别加入不等量的石膏，折合成分别加入不等量的石膏，折合成SOSO3 3为为1 13.5%3.5%，掺入等量，掺入等量混合材；混合材；把各组试样粉磨至同一细度，分组做凝结时间、抗压强度把各组试样粉磨至同一细度，分组做凝结时间、抗压强度等实验，绘制曲线。等实验，绘制曲线。-书书P P173173 图图8.38.3石膏掺入量的确定石膏掺入量的确

19、定由很多缓凝机理可知，影响石膏缓凝作用的因素很多，适由很多缓凝机理可知，影响石膏缓凝作用的因素很多，适宜的石膏掺量就难以用化学计量精确计算。宜的石膏掺量就难以用化学计量精确计算。4 4实际生产中的石膏掺量实际生产中的石膏掺量实验确定法实验确定法 强度最高值强度最高值石膏掺入量的确定石膏掺入量的确定由很多缓凝机理可知，影响石膏缓凝作用的因素很多，适由很多缓凝机理可知，影响石膏缓凝作用的因素很多，适宜的石膏掺量就难以用化学计量精确计算。宜的石膏掺量就难以用化学计量精确计算。4 4实际生产中的石膏掺量实际生产中的石膏掺量实验确定法实验确定法实验确定实验确定水泥中最佳石膏（水泥中最佳石膏（SOSO3

20、3）掺量，结果准确、可靠，）掺量，结果准确、可靠，一般水泥厂都可采用；尽管方法稍复杂，但仍是一种行之有效一般水泥厂都可采用；尽管方法稍复杂，但仍是一种行之有效的方法。应注意几点：的方法。应注意几点：根据生产的水泥品种要求，做出石膏掺量与水泥其他性能根据生产的水泥品种要求，做出石膏掺量与水泥其他性能之间的关系曲线。之间的关系曲线。当熟料矿物当熟料矿物C C3 3A A、水泥细度、水灰比、混合材变化较大时，、水泥细度、水灰比、混合材变化较大时，应重新应重新实验。实验。影响石膏掺量的因素影响石膏掺量的因素C C3 3A A含量：含量：；熟料中的熟料中的SOSO3 3量：量：；水泥细度：水泥细度：；越

21、细；越细C C3 3A A水化越快；水化越快；碱含量：碱含量：；以下两个反应均消耗石膏；以下两个反应均消耗石膏碱碱+CaSO4 R+CaSO4 R2 2SOSO4 4+CH+CHK K2 2SOSO4 4+CaSO+CaSO4 42H2H2 2O KO K2 2SOSO4 4CaSOCaSO4 4HH2 2O(O(钾石膏钾石膏)+H)+H混合材种类与掺量：如用矿渣，可多加，除调凝外，混合材种类与掺量：如用矿渣，可多加，除调凝外，还起硫酸盐激发剂作用；还起硫酸盐激发剂作用；石膏种类：见书石膏种类：见书P P174174 表表8.28.2。一般硅酸盐水泥、普通水一般硅酸盐水泥、普通水泥中石膏掺量以

22、泥中石膏掺量以SOSO3 3计，掺量为计，掺量为1.5%2.5%1.5%2.5%。8.1.3 假凝现象假凝现象1 1假凝：是指水泥加水调和几分钟后发生的一种不速的固假凝：是指水泥加水调和几分钟后发生的一种不速的固化或过早变硬现象，在外力剧烈作用下，结构破坏，恢复可塑化或过早变硬现象，在外力剧烈作用下，结构破坏，恢复可塑性，重新凝结。性，重新凝结。2 2假凝与快凝区别：假凝与快凝区别：水化热小；水化热小；经剧烈搅拌后，浆体可恢复塑性，达正常凝结。经剧烈搅拌后，浆体可恢复塑性，达正常凝结。3 3不正常凝结的典型特性曲线：见书不正常凝结的典型特性曲线：见书P P175175 图图8.48.4。8.1

23、.3 假凝现象假凝现象3 3不正常凝结的典型特性曲线：见书不正常凝结的典型特性曲线：见书P P175175 图图8.48.4。8.1.3 假凝现象假凝现象4 4假凝原因假凝原因水泥在粉磨时，使较多的二水石膏脱水成半水石膏水泥在粉磨时，使较多的二水石膏脱水成半水石膏(粉粉磨时温度比较高磨时温度比较高)。调水后，半水石膏迅速溶于水，溶解度亦大，。调水后，半水石膏迅速溶于水，溶解度亦大，部分重新水化为二水石膏析出部分重新水化为二水石膏析出(二水石膏溶解度小二水石膏溶解度小)，形成针状，形成针状结晶网状构造，从而引起浆体固化。结晶网状构造，从而引起浆体固化。对含碱高的水泥：对含碱高的水泥：K K2 2

24、SOSO4 4+CaSO+CaSO4 42H2H2 2O KO K2 2SOSO4 4CaSOCaSO4 4HH2 2O(O(钾石膏钾石膏)+H)+H所生成的钾石膏结晶迅速长大，造成假凝。所生成的钾石膏结晶迅速长大，造成假凝。8.1.3 假凝现象假凝现象5 5防假凝防假凝水泥磨体、磨内淋水水泥磨体、磨内淋水(工艺上要求熟料出窑后过一段时工艺上要求熟料出窑后过一段时间间)；控制碱含量；控制碱含量；使用无水硫酸钙含量较高的石膏，以避免粉磨时石膏使用无水硫酸钙含量较高的石膏，以避免粉磨时石膏脱水；脱水；在建筑施工中，可以延长搅拌时间来消除假凝现象的在建筑施工中，可以延长搅拌时间来消除假凝现象的产生。

25、产生。8.1.4 调凝外加剂调凝外加剂 除除石石膏膏外外，许许多多无无机机盐盐或或有有机机化化合合物物也也可可以以调调节节凝凝结结时时间间。通常分为缓凝剂和促凝剂通常分为缓凝剂和促凝剂(早强剂早强剂)两种。两种。缓缓凝凝剂剂：能能延延缓缓凝凝结结时时间间，并并对对后后期期强强度度发发展展无无不不利利影影响的外加剂。响的外加剂。缓凝剂主要有四类：缓凝剂主要有四类：糖类，如糖钙等；糖类，如糖钙等；木质素磺酸盐类，如木质素磺酸钙、木质素磺酸钠等；木质素磺酸盐类，如木质素磺酸钙、木质素磺酸钠等；羟基羟酸及其盐类，如柠檬酸、酒石酸钾钠等；羟基羟酸及其盐类，如柠檬酸、酒石酸钾钠等；无机盐类，如锌盐、硼酸盐

26、、磷酸盐等。无机盐类，如锌盐、硼酸盐、磷酸盐等。8.1.4 调凝外加剂调凝外加剂 缓缓凝凝剂剂：能能延延缓缓凝凝结结时时间间，并并对对后后期期强强度度发发展展无无不不利利影影响的外加剂。响的外加剂。适用范围：适用范围：主要适用于大体积的混凝土和炎热气候下施工，以及需长主要适用于大体积的混凝土和炎热气候下施工，以及需长时间停放或长距离运输的混凝土。时间停放或长距离运输的混凝土。缓凝剂不宜用于日最低气温缓凝剂不宜用于日最低气温55以下施工的混凝土，也不宜以下施工的混凝土，也不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。8.1.4 调凝外加剂调凝外加剂 促促凝凝

27、剂剂：指指减减少少水水泥泥浆浆由由塑塑性性变变为为固固态态所所需需时时间间，提提高高早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂。早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂。促凝剂主要有三类：促凝剂主要有三类：氯盐类，如氯化钙、氯化钠等；氯盐类，如氯化钙、氯化钠等；硫酸盐类，如硫酸钠、硫代硫酸钠等；硫酸盐类，如硫酸钠、硫代硫酸钠等；有机胺类，如三乙醇胺、三异丙醇胺等；有机胺类，如三乙醇胺、三异丙醇胺等；CaCl CaCl2 2会使钢筋锈蚀。常与阻锈剂亚硝酸钠复合使用。会使钢筋锈蚀。常与阻锈剂亚硝酸钠复合使用。NaNa2 2S0S04 4与与Ca(OH)Ca(OH)2 2作作用用生生成成强强碱碱NaO

28、HNaOH，易易于于活活性性集集料料中中发发生生碱集料反应。碱集料反应。三乙醇胺掺量过多反而会造成混凝土严重缓凝和强度下降。三乙醇胺掺量过多反而会造成混凝土严重缓凝和强度下降。8.1.4 调凝外加剂调凝外加剂 促促凝凝剂剂：指指减减少少水水泥泥浆浆由由塑塑性性变变为为固固态态所所需需时时间间，提提高高早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂。早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂。适用范围：适用范围：促凝剂可以在常温、低温、负温（不低于促凝剂可以在常温、低温、负温（不低于55）条件下加）条件下加速混凝土的硬化过程，多用于冬季施工和抢修工程。速混凝土的硬化过程，多用于冬季施工和抢修工程。8.1

29、.4 调凝外加剂调凝外加剂 注意事项：注意事项：在实际生产中，使用调凝剂时应注意其在实际生产中，使用调凝剂时应注意其掺量掺量及其对水泥及其对水泥性性能的影响能的影响等问题。等问题。在选择外加剂和其适宜的掺量时，应根据工程需要，现场在选择外加剂和其适宜的掺量时，应根据工程需要，现场的材料条件，参考有关资料，通过试验确定。的材料条件，参考有关资料，通过试验确定。8.2 硅酸盐水泥的强度硅酸盐水泥的强度按所受压力不同分：按所受压力不同分：按龄期不同分：按龄期不同分：抗压强度抗压强度抗折强度抗折强度早期强度：指早期强度：指28d以前以前的强度的强度后期强度：指后期强度：指28d及以后及以后的强度。的强

30、度。如如1d、3d、7d强度强度如：如：28d强度强度水泥胶砂强度检验方法（水泥胶砂强度检验方法（ISO法）法）（GB/T17671-1999）8.2.1 强度的产生和发展强度的产生和发展水泥加水拌和后，熟料矿物迅速水化，生成大量的水化产水泥加水拌和后，熟料矿物迅速水化，生成大量的水化产物物C-S-HC-S-H凝胶，并生成凝胶，并生成Ca(OH)Ca(OH)2 2 及钙钒石及钙钒石(AFt)(AFt)晶体；经过一定时晶体；经过一定时间以后，间以后，C-S-HC-S-H也以长纤维晶体从熟料颗粒上长出，同时钙钒石也以长纤维晶体从熟料颗粒上长出，同时钙钒石晶体逐渐长大，在水泥浆体中相互交织联结，形成

31、网状结构，晶体逐渐长大，在水泥浆体中相互交织联结，形成网状结构，从而产生强度。从而产生强度。随着水化进行，水化产物数量不断增加，晶体尺寸不断长随着水化进行，水化产物数量不断增加，晶体尺寸不断长大，从而使硬化浆体结构更为致密，强度逐渐提高。大，从而使硬化浆体结构更为致密，强度逐渐提高。8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素1 1浆体组成浆体组成硬化浆体强度产生原因的两种观点硬化浆体强度产生原因的两种观点水化产物，特别是水化产物，特别是C-S-HC-S-H凝胶具有巨大的表面能所致。凝胶具有巨大的表面能所致。颗粒表面有从外界吸引其它离子以达平衡的倾向，因此能相互颗粒表面有从外界吸引其它离子

32、以达平衡的倾向，因此能相互吸引，构成空间网架，从而具有强度。其本质属范德华力。吸引，构成空间网架，从而具有强度。其本质属范德华力。硬化浆体的强度归结于晶体的连生，由化学键产生强硬化浆体的强度归结于晶体的连生，由化学键产生强度。度。8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素1 1浆体组成浆体组成由于由于C-S-HC-S-H比表面积大，比例多，所以是强度重要因素。另比表面积大，比例多，所以是强度重要因素。另外，还可能有各种形式的化学胶结，如外，还可能有各种形式的化学胶结，如Ca-O-CaCa-O-Ca、Si-O-SiSi-O-Si键等。键等。因此可合理地认为，因此可合理地认为，在硬化水泥浆体

33、中既有范德华力，又有化在硬化水泥浆体中既有范德华力，又有化学键，两者对强度都有作用，各自作用尚难确定学键，两者对强度都有作用，各自作用尚难确定。因此影响因素较多，如产物形貌，一般容易相互交叉的，因此影响因素较多，如产物形貌，一般容易相互交叉的，如纤维状、针状等所构成的浆体强度较高，而立方体、球形的如纤维状、针状等所构成的浆体强度较高，而立方体、球形的低；再如孔隙率等。低；再如孔隙率等。而且产物产生胶结作用的真正机理，还缺乏确切的结论。而且产物产生胶结作用的真正机理，还缺乏确切的结论。8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素1 1浆体组成浆体组成2 2熟料矿物组成熟料矿物组成不同矿物组成

34、的熟料决定了水泥的水化速度，水化产物本不同矿物组成的熟料决定了水泥的水化速度，水化产物本身的强度、形态与尺寸，以及彼此构成网状结构时各种键的比身的强度、形态与尺寸，以及彼此构成网状结构时各种键的比例，所以，对水泥强度的增长起着最为重要的作用。例，所以，对水泥强度的增长起着最为重要的作用。书书P P177177 表表8.4 8.58.4 8.5。为不同人所测单矿物净浆抗压强度的一。为不同人所测单矿物净浆抗压强度的一些数据。些数据。C C3 3S S：28d28d强度基本上依赖于强度基本上依赖于C C3 3S S，其早期强度、后期均，其早期强度、后期均较高，较高，C C3 3S S到到28d28d

35、后发挥绝大部分。后发挥绝大部分。8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素1 1浆体组成浆体组成2 2熟料矿物组成熟料矿物组成C C2 2S S：28d28d以前，对强度影响不大，但却是决定后期强度以前，对强度影响不大，但却是决定后期强度的主要因素。的主要因素。C C3 3A A：对水泥强度的影响，各方面的看法不尽一致。：对水泥强度的影响，各方面的看法不尽一致。a)a)从单矿物上看，从单矿物上看，C C3 3A A主要对极早期的强度有利，但到后期主要对极早期的强度有利，但到后期作用逐渐减小，甚至作用逐渐减小，甚至1-21-2年后反而有消极影响。年后反而有消极影响。b)b)有试验表明，有试

36、验表明，C C3 3A A含量低时，水泥强度随含量低时，水泥强度随C C3 3A A增加而增加而；但但C C3 3A A超过某一最佳值后，强度反而降低。超过某一最佳值后，强度反而降低。8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素1 1浆体组成浆体组成2 2熟料矿物组成熟料矿物组成C C4 4AFAF：观点不一致：观点不一致a)a)从表从表9-19-1中看，其中看，其7d7d、28d28d、180d180d比比C C3 3A A、C C2 2S S高，高，1 1年后超年后超C3SC3S，可见不仅有利早期，还有利于后期；，可见不仅有利早期，还有利于后期；b)b)泰勒等人观点：泰勒等人观点：C

37、C4 4AFAF是四个基本矿物中强度最差的一种，是四个基本矿物中强度最差的一种，对水泥强度不会有较大作用；对水泥强度不会有较大作用；c)c)一些金属离子进入铁相晶格，形成转换固溶体，可提高一些金属离子进入铁相晶格，形成转换固溶体，可提高C C4 4AFAF水硬活性。水硬活性。8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素1 1浆体组成浆体组成2 2熟料矿物组成熟料矿物组成石膏：影响石膏：影响C C3 3S S极早期水化，且极早期水化，且SOSO4-4-还可能进入还可能进入C-S-HC-S-H凝凝胶，另外与胶，另外与C C3 3A A、C C4 4AFAF量，量，C C3 3A/CA/C4 4

38、AFAF比例不同影响不一样，因而要比例不同影响不一样，因而要依据实验确定最佳石膏掺量。依据实验确定最佳石膏掺量。8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素1 1浆体组成浆体组成2 2熟料矿物组成熟料矿物组成3 3水泥细度水泥细度太粗：活性小细：活性大太粗：活性小细：活性大太细：需水量增加，导致孔隙率增大太细：需水量增加，导致孔隙率增大小于小于10um10um颗粒颗粒50-60%50-60%时，时，7d7d、28d28d强度开始下降强度开始下降所以存在最佳细度。所以存在最佳细度。不同细度对强度的影响不同细度对强度的影响8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素不同细度的水泥对强度的影

39、响具体如下：不同细度的水泥对强度的影响具体如下：1 1mm以下颗粒由于在搅拌过程中就完全水化，对强度没有贡献。其含以下颗粒由于在搅拌过程中就完全水化，对强度没有贡献。其含量增加，说明存在过粉磨，浇筑时会显著增加需水量，降低浇筑性能。量增加，说明存在过粉磨，浇筑时会显著增加需水量，降低浇筑性能。因此，该组分颗粒是有害的，应尽可能降低。因此，该组分颗粒是有害的，应尽可能降低。1 13m3m颗粒含量高，颗粒含量高，3 3天强度就高，同时需水量会增加，浇筑性能下天强度就高，同时需水量会增加，浇筑性能下降。因此，该组分颗粒在降。因此，该组分颗粒在3 3天强度能满足要求的前提下，应尽可能低。天强度能满足要

40、求的前提下，应尽可能低。1 132m32m颗粒含量，决定了颗粒含量，决定了2828天强度。由于天强度。由于1 13 3mm颗粒含量不宜太高，颗粒含量不宜太高，因此因此3 33232mm颗粒含量应越高越好。如果强度指标有较大幅度的富余，可颗粒含量应越高越好。如果强度指标有较大幅度的富余，可以增加混合材添加量。以增加混合材添加量。32 3265m65m颗粒含量对强度有贡献，但贡献率较低。颗粒含量对强度有贡献，但贡献率较低。65m 65m以上颗粒基本上只起骨架作用。大于以上颗粒基本上只起骨架作用。大于65m65m颗粒含量增加，水泥泌颗粒含量增加，水泥泌水性会增大，应保持适度。水性会增大，应保持适度。

41、8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素1 1浆体组成浆体组成2 2熟料矿物组成熟料矿物组成3 3水泥细度水泥细度4 4施工条件施工条件 在施工过程中，水灰比，骨料级配，搅拌振捣的程度，养在施工过程中，水灰比，骨料级配，搅拌振捣的程度，养护温度及是否采用外加剂等。护温度及是否采用外加剂等。水灰比及密实程度水灰比及密实程度 书书P P179179 图图8.68.6 W/C W/C 用水量用水量 浆体内产生的毛细孔隙浆体内产生的毛细孔隙(孔径大，孔径大，影响强度影响强度)如如W/C=0.4W/C=0.4时，完全水化时的总孔隙率为时，完全水化时的总孔隙率为29.6%29.6%，毛细孔，毛细孔

42、2.2%(2.2%(占总孔，占总孔，97.8%97.8%为凝胶孔为凝胶孔)；而而W/C=0.7W/C=0.7时，完全水化时的总孔隙率为时，完全水化时的总孔隙率为50.3%50.3%，毛细孔，毛细孔31.0%31.0%。8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素1 1浆体组成浆体组成2 2熟料矿物组成熟料矿物组成3 3水泥细度水泥细度4 4施工条件施工条件 水灰比及密实程度水灰比及密实程度 温度及压力温度及压力T T 加速水化，早期强度加速水化，早期强度 但对后期强度的发展可但对后期强度的发展可能能，原因说法不一：，原因说法不一：后期阻碍后期阻碍C-S-HC-S-H的生长，使的生长，使C-

43、S-HC-S-H纤维短，因而空间网纤维短，因而空间网架结构较差。架结构较差。(正常水化，长纤维较多正常水化，长纤维较多)；高温下形成的凝胶等水化产物分布很不均匀，结构中高温下形成的凝胶等水化产物分布很不均匀，结构中产生弱点，是造成强度下降的原因；产生弱点，是造成强度下降的原因；高温下各组成热膨胀系数存在差别，损害浆体结构。高温下各组成热膨胀系数存在差别，损害浆体结构。也可能是各种因素的综合。也可能是各种因素的综合。8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素1 1浆体组成浆体组成2 2熟料矿物组成熟料矿物组成3 3水泥细度水泥细度4 4施工条件施工条件 水灰比及密实程度水灰比及密实程度 温

44、度及压力温度及压力拌水成型后，立即经高温，对强度损害更大，因而在砼等拌水成型后，立即经高温，对强度损害更大，因而在砼等制品厂的生产实践中一般是在蒸汽养护之前，先在常温下制品厂的生产实践中一般是在蒸汽养护之前，先在常温下“静静停停”数小时，可减轻温度的不利影响。数小时，可减轻温度的不利影响。8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素1 1浆体组成浆体组成2 2熟料矿物组成熟料矿物组成3 3水泥细度水泥细度4 4施工条件施工条件 水灰比及密实程度水灰比及密实程度 温度及压力温度及压力从孔隙率与强度的关系考虑，减少孔隙率、提高密实度是从孔隙率与强度的关系考虑，减少孔隙率、提高密实度是提高强度的

45、一种主要措施。提高强度的一种主要措施。如：在尽量减少水灰比的重要依据下，应用粉末冶金的成如：在尽量减少水灰比的重要依据下，应用粉末冶金的成型方法，提高成型压力，使固相颗粒在水化前即能紧密接触。型方法，提高成型压力，使固相颗粒在水化前即能紧密接触。若同时再提高成型时的温度，即所谓若同时再提高成型时的温度，即所谓“热压处理热压处理”，可获得更，可获得更高强度。高强度。8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素1 1浆体组成浆体组成2 2熟料矿物组成熟料矿物组成3 3水泥细度水泥细度4 4施工条件施工条件 水灰比及密实程度水灰比及密实程度 温度及压力温度及压力从孔隙率与强度的关系考虑，减少孔隙

46、率、提高密实度是从孔隙率与强度的关系考虑，减少孔隙率、提高密实度是提高强度的一种主要措施。提高强度的一种主要措施。热压成型：热压成型：W/CW/C0.1 1000.1 100345MPa 150-250345MPa 150-250条件下：条件下：浆体密度：浆体密度：2.82.83.0g/cm3.0g/cm3 3抗压强度：抗压强度：350350500MPa500MPa抗拆强度：为普通成型的抗拆强度：为普通成型的1/101/10，属脆性材料，属脆性材料总孔隙率：总孔隙率：1 12%2%8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素1 1浆体组成浆体组成2 2熟料矿物组成熟料矿物组成3 3水泥细度

47、水泥细度4 4施工条件施工条件 水灰比及密实程度水灰比及密实程度 温度及压力温度及压力 外加剂外加剂 减水剂、引气剂、膨胀剂、速凝剂、早强剂等。减水剂、引气剂、膨胀剂、速凝剂、早强剂等。8.3 体积变化与水化热体积变化与水化热硬化水泥浆体的体积变化和水化热是水泥硬化过程中重要硬化水泥浆体的体积变化和水化热是水泥硬化过程中重要的性能指标。的性能指标。1 1水泥硬化过程中产生剧烈而不均匀的体积变化，安定性水泥硬化过程中产生剧烈而不均匀的体积变化，安定性不良，就为不良，就为不合格品不合格品，不得出厂使用；，不得出厂使用；2 2水泥水化前后体系总体积的变化，温度、湿度等的影响，水泥水化前后体系总体积的

48、变化，温度、湿度等的影响，必然导致硬化浆体有一定的体积变化，如化学减缩、湿涨干缩、必然导致硬化浆体有一定的体积变化，如化学减缩、湿涨干缩、碳化收缩等。这些问题远小于安定性问题，但也会不同程度地碳化收缩等。这些问题远小于安定性问题，但也会不同程度地影响砼的物理、力学和耐久性能。影响砼的物理、力学和耐久性能。所以，对体积变化要特别重视其体积变化的均匀性。所以，对体积变化要特别重视其体积变化的均匀性。8.3 体积变化与水化热体积变化与水化热一、体积安定性一、体积安定性二、化学减缩二、化学减缩水泥水化过程中，无水熟料矿物水泥水化过程中，无水熟料矿物 水化物水化物-固相体固相体积增加；但水泥积增加；但水

49、泥-水体系的总体积减小。这种体积减缩是因化学水体系的总体积减小。这种体积减缩是因化学反应所致，故称反应所致，故称化学减缩化学减缩。水水泥泥的的化化学学减减缩缩量量的的大大小小，常常与与C C3 3A A含含量量成成线线性性关关系系，一一般般100g100g水泥水化的减缩量为水泥水化的减缩量为7 79cm9cm3 3。若若每每m m3 3混混凝凝土土用用水水泥泥300kg300kg，则则减减缩缩量量将将达达到到（21212727）10103 3cmcm3 3。8.3 体积变化与水化热体积变化与水化热一、体积安定性一、体积安定性二、化学减缩二、化学减缩以以C C3 3S S的水化反应为例：书的水化

50、反应为例：书P P180180反应式。反应式。1 1固相体积固相体积 占据原先充水空间占据原先充水空间 使水泥石强度、使水泥石强度、致密度与抗渗性致密度与抗渗性；2 2总体积总体积 外表体积收缩，以及产生气孔外表体积收缩，以及产生气孔(空气中硬空气中硬化化)化学减缩量：化学减缩量：不同矿物不同：见书不同矿物不同：见书P P180180 表表8.68.6。C C3 3A CA C4 4AF CAF C3 3S CS C2 2S S水泥的化学减缩使砼致密度下降，孔隙率增加，不利耐久性、水泥的化学减缩使砼致密度下降，孔隙率增加，不利耐久性、抗渗性。抗渗性。8.3 体积变化与水化热体积变化与水化热一、