1、建筑材料第三章1第1頁，共11頁，2022年，5月20日，8點43分，星期三 3.2 硅酸鹽水泥3.2.3 硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì) 2.凝結(jié)時間水泥的凝結(jié)時間分為初凝和終凝初凝：水泥加水拌和起至標準稠度凈漿開始失去可塑性所需的時間；終凝：水泥加水拌和起至標準稠度凈漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度所需的時間 根據(jù)國家標準硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥（GB175-1999）對硅酸鹽水泥技術(shù)要求有細度、凝結(jié)時間、安定性和強度等。硅酸鹽水泥標準規(guī)定，初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于6.5h工程意義：初凝不宜過快是為了保證有足夠的時間在初凝之前完成混凝土成型等各工序的操作；終凝不宜過遲是為了使混凝

2、土在澆搗完畢后能盡早完成凝結(jié)硬化，產(chǎn)生強度，以利于下道工序的及早進行。2第2頁，共11頁，2022年，5月20日，8點43分，星期三 3.2 硅酸鹽水泥3.2.3 硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì) 根據(jù)國家標準硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥（GB175-1999）對硅酸鹽水泥技術(shù)要求有細度、凝結(jié)時間、安定性和強度等。3.體積安定性水泥的體積安定性：水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。安定性不良的危害：水泥體積安定性不良會使水泥制品、混凝土構(gòu)件產(chǎn)生膨脹性裂縫，降低建筑物質(zhì)量 ，甚至引起嚴重工程事故。因此體積安定性不合格的水泥作廢品處理。安定性不良的原因：水泥熟料礦物組成中含有過多的游離氧化鈣或游離氧化鎂，以及

3、水泥粉磨時所摻石膏超量等所致。熟料中所含的游離氧化鈣或游離氧化鎂都是在高溫下生成的，屬過燒石灰，水化很慢，它要在水泥凝結(jié)硬化后才慢慢開始水化。水化時產(chǎn)生體積膨脹，從而引起不均勻的體積變化而使硬化水泥石開裂。3第3頁，共11頁，2022年，5月20日，8點43分，星期三 3.2 硅酸鹽水泥3.2.3 硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì) 根據(jù)國家標準硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥（GB175-1999）對硅酸鹽水泥技術(shù)要求有細度、凝結(jié)時間、安定性和強度等。4.強度及強度等級水泥的強度是評定其質(zhì)量的重要指標，也是劃分水泥強度等級的依據(jù)。強度測定方法：國家標準規(guī)定，將水泥和標準砂按1：3.0混合，加入規(guī)定數(shù)量的水(水灰

4、比0.50)，并按規(guī)定的方法制成40mm40mm160mm的試件，在標準溫度(20士1)的水中養(yǎng)護，分別測定其3d和28d的抗壓強度和抗折強度。強度等級：根據(jù)測定結(jié)果,將硅酸鹽水泥分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和62.5R等六個強度等級。水泥按3d強度又分為普通型和早強型兩種類型，其中有代號R者為早強型水泥。4第4頁，共11頁，2022年，5月20日，8點43分，星期三表3-7 硅酸鹽水泥各齡期的強度要求（GB175-1999） 3.2 硅酸鹽水泥3.2.3 硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì) 根據(jù)國家標準硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥（GB175-1999）對硅酸鹽水泥技術(shù)要求有細度

5、、凝結(jié)時間、安定性和強度等。強度等級抗壓強度（MPa）抗折強度（MPa）3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.05第5頁，共11頁，2022年，5月20日，8點43分，星期三 3.2 硅酸鹽水泥3.2.3 硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì) 根據(jù)國家標準硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥（GB175-1999）對硅酸鹽水泥技術(shù)要求有細度、凝結(jié)時間、安定性和強度等。5.堿含量：水泥中堿含量按Na2O0.653K2O計算

6、值來表示具體質(zhì)量規(guī)定：GB175-1999硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥6.水化熱定義：水泥在水化過程中放出的熱稱為水泥的水化熱測定方法：直接法和溶解熱法。水化熱對大體積混凝土是有害因素。在水利工程的大體積混凝土施工中，由于溫度應(yīng)力的存在，會引起水泥石的開裂。對工程施工有害，須采用中、低熱水泥。6第6頁，共11頁，2022年，5月20日，8點43分，星期三 3.2 硅酸鹽水泥3.2.4 水泥石的腐蝕與防止 1.軟水的侵蝕（溶出性侵蝕） 水泥石長期接觸軟水時，會使水泥石中的氫氧化鈣不斷被溶出，當水泥石中游離的氫氧化鈣減少到一定程度時，水泥石中的其它含鈣礦物也可能分解和溶出，從而導致水泥石結(jié)構(gòu)的強度降

7、低，甚至破壞。當水泥石處于軟水環(huán)境時，特別是處于流動的軟水環(huán)境中時，水泥被軟水侵蝕的速度更快。2.鹽類腐蝕（1）硫酸鹽的腐蝕 當環(huán)境中含有硫酸鹽的水滲入到水泥石結(jié)構(gòu)中時，會與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣再與水泥石中的水化鋁酸鈣反應(yīng)生成高硫型水化硫鋁酸鈣（鈣礬石），產(chǎn)生1.5倍的體積膨脹，這種膨脹必然導致脆性水泥石結(jié)構(gòu)的開裂，甚至崩潰。由于鈣礬石為微觀針狀晶體，人們常稱其為水泥桿菌。（水泥桿菌）7第7頁，共11頁，2022年，5月20日，8點43分，星期三3.酸類腐蝕（1）碳酸腐蝕 雨水及地下水中常溶有較多的二氧化碳，形成了碳酸。碳酸水先與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)，中和后使水泥石碳化，

8、形成了碳酸鈣，碳酸鈣再與碳酸反應(yīng)生成可溶性的碳酸氫鈣，并隨水流失，從而破壞了水泥石的結(jié)構(gòu)。其腐蝕反應(yīng)過程為： 3.2 硅酸鹽水泥3.2.4 水泥石的腐蝕與防止 （2）鎂鹽的腐蝕 氯化鎂、硫酸鎂與氫氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鎂、溶于水的氯化鈣以及引起硫酸鹽的破壞作用的二水石膏。氫氧化鎂是一種松軟又無膠凝能力的物質(zhì)。因此，硫酸鎂對水泥石起鎂鹽和硫酸鹽的雙重腐蝕作用。MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO42H2O+Mg(OH)2 MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2 8第8頁，共11頁，2022年，5月20日，8點43分，星期三（2）一般酸的腐蝕 工程結(jié)構(gòu)處于各種酸性介質(zhì)中時，

9、酸性介質(zhì)易與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)，其反應(yīng)產(chǎn)物可能溶于水中而流失，或發(fā)生體積膨脹造成結(jié)構(gòu)物的局部被脹裂，破壞了水泥石的結(jié)構(gòu)。其基本化學反應(yīng)式為： 3.2 硅酸鹽水泥3.2.4 水泥石的腐蝕與防止 4.強堿的腐蝕（1）氫氧化鈉與水泥石中未水化的的鋁酸鈣作用生成易溶于水的的鋁酸鈉。3CaO Al2O3+6Na(OH)=3Na2O Al2O3+3Ca(OH)2（2）水泥石浸在氫氧化鈉溶液中與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉結(jié)晶，產(chǎn)生脹裂。 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 此外，有些其它物質(zhì)也能腐蝕水泥石，如糖類、脂肪等。9第9頁，共11頁，2022年，5月20日，8點43分，星期三 3.2

10、硅酸鹽水泥3.2.4 水泥石的腐蝕與防止 5.腐蝕的防止（1）根據(jù)侵蝕環(huán)境特點，合理選用水泥品種 ；（2）提高水泥石的密實度；（3）表面加保護層 當侵蝕作用較強時，可在混凝土或砂漿表面加做耐腐蝕性高且不透水的保護層。保護層的材料可為耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料、 瀝青等。對具有特殊要求的抗侵蝕混凝土，還可采用聚合物混凝土。10第10頁，共11頁，2022年，5月20日，8點43分，星期三 3.2 硅酸鹽水泥3.2.5硅酸鹽水泥的應(yīng)用與存放（1）強度等級高、強度發(fā)展快 硅酸鹽水泥強度等級比較高，主要用于地上、地下和水中重要結(jié)構(gòu)的高強度混疆土和頸應(yīng)力混凝土工程。由于這種水泥硬化較快，還適用于早期強度要求高和冬季施工的混凝土工程。這是由于決定水泥石28d以內(nèi)強度的C3S含量高以及凝結(jié)硬化速率高。（2）抗凍性好 水泥石的抗凍性主要取決于它的孔隙率和孔隙特征。硅酸鹽水泥如采用較小水灰比，并經(jīng)充分養(yǎng)護，可獲得密實的水泥石。因此適用于嚴寒地區(qū)遭受反復凍融的混凝土工程。 （3）耐腐蝕性差硅酸鹽水泥石中含有較多的氫氧化鈣和水化鋁酸鈣，所以不宜用于受流動及壓力水作用的混凝土工程，也不宜用于海水、礦物水等腐蝕作用的工程。（4）耐熱性較差 硅酸鹽水泥石的主要成分在高溫下發(fā)生脫水和分解，結(jié)