第4章

水泥返回總目錄硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥摻混合材料的硅酸鹽系水泥硅酸鹽系特種水泥鋁酸鹽水泥硫鋁酸鹽水泥思考題本章內(nèi)容水泥是一種粉狀礦物膠凝材料，它與水混合后形成漿體，經(jīng)過一系列物理化學(xué)變化，由可塑性漿體變成堅硬的石狀體，并能將散粒材料膠結(jié)成為整體。水泥漿體不僅能在空氣中凝結(jié)硬化，更能在水中凝結(jié)硬化，是一種水硬性膠凝材料。水泥是土木工程最重要的材料，也是用量最大的材料，水泥混凝土已經(jīng)成為了現(xiàn)代社會的基石，在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。土木工程中應(yīng)用的水泥品種眾多，按其化學(xué)組成可分為硅酸鹽系水泥、鋁酸鹽系水泥、硫鋁酸鹽系水泥、鐵鋁酸鹽系水泥、磷酸鹽系水泥、氟鋁酸鹽系水泥等系列。按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4131—1997《水泥的命名、定義和術(shù)語》規(guī)定，按水泥的性能及用途可分為三大類，即用于一般土木建筑工程的通用水泥，主要包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥等六大硅酸鹽系水泥；具有專門用途的專用水泥，如道路水泥、砌筑水泥和油井水泥等；具有某種比較突出性能的特性水泥，如快硬硅酸鹽水泥、白色硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥和膨脹水泥等。按國家標(biāo)準(zhǔn)GB175—1999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》規(guī)定，凡由硅酸鹽水泥熟料、0%～5%石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥(國外通稱波特蘭水泥)。硅酸鹽水泥分兩類：不摻加混合材料的稱Ⅰ型硅酸鹽水泥，代號P?Ⅰ；在水泥粉磨時摻入不超過水泥質(zhì)量5%的石灰石或?；郀t礦渣的稱Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號P?Ⅱ。凡由硅酸鹽水泥熟料、6%～15%混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥(簡稱普通水泥)，代號P?O。摻加活性混合材料時，最大摻量不得超過15%，其中允許用不超過水泥質(zhì)量5%的窯灰或不超過水泥質(zhì)量10%的非活性混合材料來代替。摻非活性混合材料時最大摻量不得超過水泥質(zhì)量的10%。一、硅酸鹽水泥的生產(chǎn)1.硅酸鹽水泥熟料的組成由水泥原料經(jīng)配比后煅燒得到的塊狀料即為水泥熟料，是水泥的主要組成部分。水泥熟料的組成成分可分為化學(xué)成分和礦物成分兩類。硅酸鹽水泥熟料的化學(xué)成分主要是氧化鈣(CaO)、氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鐵(Fe2O3)四種氧化物，占熟料質(zhì)量的94%左右。其中，CaO約占60%～67%，SiO2約占20%～24%，Al2O3約占4%～9%，F(xiàn)e2O3約占2.5%～6%。這幾種氧化物經(jīng)過高溫煅燒后，反應(yīng)生成多種具有水硬性的礦物，成為水泥熟料。硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥熟料的主要礦物成分是硅酸三鈣(3CaO?SiO2)，簡稱為C3S，約占50%～60%；硅酸二鈣(2CaO?SiO2)，簡稱為C2S，約占15%～37%；鋁酸三鈣(3CaO?Al2O3)，簡稱為C3A，約占7%～15%；鐵鋁酸四鈣(4CaO?Al2O3?Fe2O3)，簡稱為C4AF，約占10%～18%。2.硅酸鹽水泥的原料及生產(chǎn)工藝生產(chǎn)硅酸鹽水泥的原料主要是石灰石、粘土和鐵礦石粉，煅燒一般用煤作燃料。石灰石主要提供CaO，粘土主要提供SiO2、Al2O3和Fe2O3，鐵礦石粉主要是補充Fe2O3的不足。硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝流程可用圖4.1表示。圖4.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝流程硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥1450℃石灰石粘土鐵礦石粉按比例配料粉磨機(jī)，磨細(xì)生料水泥窯，煅燒熟料加適量石膏和

和混合材料粉磨機(jī)，磨細(xì)袋裝水泥泥散裝水泥硅酸鹽水泥的生產(chǎn)有三大主要環(huán)節(jié)，即生料制備、熟料燒成和水泥制成，這三大環(huán)節(jié)的主要設(shè)備是生料粉磨機(jī)、水泥熟料煅燒窯和水泥粉磨機(jī)，其生產(chǎn)過程常形象地概括為“兩磨一燒”。水泥生產(chǎn)工藝按生料制備時加水制成料漿的稱為濕法生產(chǎn)，干磨成粉料的稱為干法生產(chǎn)；由于生料煅燒成熟料是水泥生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，水泥的生產(chǎn)工藝也常以煅燒窯的類型來劃分。生料在煅燒過程中要經(jīng)過干燥、預(yù)熱、分解、燒成和冷卻五個環(huán)節(jié)，通過一系列物理、化學(xué)變化，生成水泥礦物，形成水泥熟料，為使生料能充分反應(yīng)，窯內(nèi)燒成溫度要達(dá)到1450℃。目前，我國水泥熟料的煅燒主要有以懸浮預(yù)熱和窯外分解技術(shù)為核心的新型干法生產(chǎn)工藝、回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)工藝和立窯生產(chǎn)工藝等幾種。由于新型干法生產(chǎn)工藝具有規(guī)模大、質(zhì)量好、消耗低、效率高的特點，已經(jīng)成為發(fā)展方向和主流，而傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯和立窯生產(chǎn)工藝由于技術(shù)落后、消耗高、效率低正逐漸被淘汰。硅酸鹽水泥生產(chǎn)中，須加入適量石膏和混合材料，加入石膏的作用是延緩水泥的凝結(jié)時間，以滿足使用的要求；加入混合材料則是為了改善其品種和性能，擴(kuò)大其使用范圍。硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥二、硅酸鹽水泥的水化與硬化1.硅酸鹽水泥熟料礦物的水化硅酸鹽水泥熟料由四種主要礦物組成，這些礦物的水化硬化性質(zhì)決定了水泥的性質(zhì)。因此，研究水泥的水化硬化，必須首先研究各種礦物的水化硬化。對水泥水化硬化的研究主要關(guān)注四個方面的性質(zhì)，即水化產(chǎn)物、水化速率、凝結(jié)硬化速率和硬化后強度。因水泥強度隨時間不斷發(fā)展，研究其強度時，一般劃分為早期強度和后期強度。1)硅酸三鈣的水化硅酸三鈣是水泥熟料的主要礦物，其水化作用、產(chǎn)物和凝結(jié)硬化對水泥的性能有重要影響。在常溫下硅酸三鈣的水化反應(yīng)如下：3CaO?SiO2+nH2O=xCaO?SiO2?yH2O+(3-x)Ca(OH)2簡寫為C3S＋nH=C-S-H＋(3-x)CH其水化產(chǎn)物為水化硅酸鈣和氫氧化鈣。水化硅酸鈣為凝膠體，顯微結(jié)構(gòu)是纖維狀，稱為C-S-H凝膠，其組成的CaO/SiO2分子比(簡寫為C/S)和H2O/SiO2分子比(簡寫為H/S)都在較大范圍內(nèi)波動。氫氧化鈣為組成固定的晶體，易溶于水。硅酸三鈣水化速率很快，水化放熱量大。生成的C-S-H凝膠構(gòu)成具有很高強度的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是水泥強度的主要來源，其凝結(jié)時間正常，早期和后期強度都較高。2)硅酸二鈣的水化硅酸二鈣的水化與硅酸三鈣相似，但水化速率慢很多，其水化反應(yīng)如下：2CaO?SiO2+nH2O=xCaO?SiO2?yH2O+(2-x)Ca(OH)2硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥簡寫為C2S＋nH=C-S-H＋(2-x)CH其水化產(chǎn)物中水化硅酸鈣在C/S和形貌方面都與C3S的水化產(chǎn)物無大的區(qū)別，也稱為C-S-H凝膠。而氫氧化鈣的生成量較C3S的少，且結(jié)晶比較粗大。在硅酸鹽水泥熟料礦物質(zhì)中，硅酸二鈣水化速率最慢，但后期增長大，水化放熱量??；其早期強度低，后期強度增長，可接近甚至超過硅酸三鈣的強度，是保證水泥后期強度增長的主要因素。3)鋁酸三鈣的水化鋁酸三鈣水化產(chǎn)物通稱為水化鋁酸鈣，其組成和結(jié)構(gòu)受液相中CaO濃度和溫度的影響較大，在常溫下生成介穩(wěn)狀態(tài)的水化鋁酸鈣，常溫下典型的水化反應(yīng)為：2(3CaO?Al2O3)+27H2O=4CaO?Al2O3?19H2O+2CaO?Al2O3?8H2O簡寫為2C3A＋27H=C4AH19＋C2AH8這些水化鋁酸鈣為片狀晶體，最終會轉(zhuǎn)化為等軸晶的水化鋁酸三鈣3CaO?Al2O3?6H2O(簡寫為C3AH6)。當(dāng)溫度高于35℃時，C3A則會直接水化成C3AH6，因此，C3A的最終水化反應(yīng)可表示為：3CaO?Al2O3+6H2O=3CaO?Al2O3?6H2O簡寫為C3A＋6H=C3AH6在硅酸鹽水泥熟料礦物質(zhì)中，鋁酸三鈣水化速率最快，水化放熱量大且放熱速率快。其早期強度增長快，但強度值并不高，后期幾乎不再增長，對水泥的早期(3d以內(nèi))強度有一定的影響。由于C3AH6為立方體晶體，是水化鋁酸鈣中結(jié)合強度最低的產(chǎn)物，它甚至?xí)顾嗪笃趶姸认陆?。水化鋁酸鈣凝結(jié)速率快，會使水泥產(chǎn)生快凝現(xiàn)象。因此，在水泥生產(chǎn)時要加入緩凝劑——石膏，以使水泥凝結(jié)時間正常。硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥4)鐵鋁酸四鈣的水化鐵鋁酸四鈣是熟料中鐵相固溶體的代表，氧化鐵的作用與氧化鋁的作用相似，可看作C3A中一部分氧化鋁被氧化鐵所取代。其水化反應(yīng)及產(chǎn)物與C3A相似，生成水化鋁酸鈣與水化鐵酸鈣的固溶體，其反應(yīng)可表示為：4CaO?Al2O3?Fe2O3+7H2O=3CaO?Al2O3?6H2O+CaO?Fe2O3?H2O簡寫為C4AF＋7H=C3AH6＋CFH鐵鋁酸四鈣水化速率較快，僅次于C3A，水化熱不高，凝結(jié)正常，其強度值較低，但抗折強度相對較高。提高C4AF的含量，可降低水泥的脆性，有利于道路等有振動交變荷載作用的應(yīng)用場合。硅酸鹽水泥熟料礦物的水化硬化特性見表4-1，熟料礦物的強度增長情況比較如圖4.2所示。表4-1熟料礦物的水化硬化特性硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥礦物名稱水化速率28d水化熱凝結(jié)硬化速率強度耐化學(xué)侵蝕性早期后期C3S快多快高高中C2S慢少慢低高良C3A最快最多最快低低差C4AF快中快低低優(yōu)2.硅酸鹽水泥的水化硅酸鹽水泥由熟料礦物和石膏組成，是一個多礦物的集合體，其水化硬化受到各組分的共同影響。水泥加水拌合后，C3A、C4AF、C3S與水快速反應(yīng)，石膏也迅速溶解于水；在石膏存在的條件下，C3A不再生成水化鋁酸鈣，而是與石膏反應(yīng)生成為針狀晶體的三硫型水化硫鋁酸鈣(又稱鈣礬石)，其反應(yīng)式為：3CaO?Al2O3＋3(CaSO4?2H2O)＋24H2O～26H2O=3CaO?Al2O3?3CaSO4?30H2O～32H2O簡寫為圖4.2各礦物強度增長曲線硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥若石膏膏消耗耗完畢畢而還還有C3A時，，則鈣鈣礬石石會與與C3A繼繼續(xù)作作用轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為為單硫硫型水水化硫硫鋁酸酸鈣，，其反反應(yīng)式式為：：3CaO??Al2O3??3CaSO4?32H2O＋2(3CaO??Al2O3)＋4H2O=3(3CaO?Al2O3)??CaSO4??12H2O簡寫為為水化硫硫鋁酸酸鈣具具有正正常的的凝結(jié)結(jié)時間間，而而且其其強度度高于于水化化鋁酸酸鈣。。石膏膏也會會與C4AF反反應(yīng)生生成水水化硫硫鋁(鐵)酸鈣鈣，石石膏的的存在在還可可以加加速C3S和C2S水化化。硅酸鹽鹽水泥泥水化化的主主要產(chǎn)產(chǎn)物是是C-S-H凝凝膠和和水化化鐵酸酸鈣凝凝膠，，氫氧氧化鈣鈣、水水化鋁鋁酸鈣鈣和水水化硫硫鋁酸酸鈣等等晶體體。在在完全全水化化的水水泥石石中，，C-S-H凝凝膠約約占70%、氫氫氧化化鈣約約占20%、水水化硫硫鋁酸酸鈣(包括括鈣礬礬石和和單硫硫型水水化硫硫鋁酸酸鈣)約占占7%。3.硅硅酸酸鹽水水泥的的凝結(jié)結(jié)與硬硬化水泥的的凝結(jié)結(jié)指水水泥加加水后后從流流動狀狀態(tài)到到固體體狀態(tài)態(tài)的變變化，，即水水泥漿漿失去去流動動性而而具有有一定定的強強度。。凝結(jié)結(jié)時間間分為為“初初凝””和““終凝凝”，，它直直接影影響工工程的的施工工。硬硬化則則是指指水泥泥漿體體固化化后所所建立立的網(wǎng)網(wǎng)狀結(jié)結(jié)構(gòu)具具有一一定的的機(jī)械械強度度，并并不斷斷發(fā)展展的過過程。。水泥泥的水水化與與凝結(jié)結(jié)硬化化是一一個連連續(xù)的的過程程。水水化是是凝結(jié)結(jié)硬化化的前前提，，凝結(jié)結(jié)硬化化是水水化的的結(jié)果果。凝凝結(jié)與與硬化化是同同一過過程的的不同同階段段，但但凝結(jié)結(jié)硬化化的各各階段段是交交錯進(jìn)進(jìn)行的的，不不能截截然分分開。。硅酸鹽鹽水泥泥、普普通硅硅酸鹽鹽水泥泥關(guān)于水水泥凝凝結(jié)硬硬化機(jī)機(jī)理的的研究究，已已經(jīng)有有100多多年的的歷史史，并并有多多種理理論進(jìn)進(jìn)行解解釋，，隨著著現(xiàn)代代測試試技術(shù)術(shù)的發(fā)發(fā)展應(yīng)應(yīng)用，，其研研究還還在不不斷深深入。。一般般認(rèn)為為水泥泥漿體體凝結(jié)結(jié)硬化化過程程可分分為早早、中中、后后三個個時期期，分分別相相當(dāng)于于一般般水泥泥在20℃℃溫度度環(huán)境境中水水化3h、、20h～～30h以以及更更長時時間。。水泥泥凝結(jié)結(jié)硬化化過程程如圖圖4.3所所示。。水泥加水水后，水水泥顆粒粒迅速分分散于水水中(如如圖4.3(a))。。在水化化早期，，大約是是加水拌拌和到初初凝時止止，水泥泥顆粒表表面迅速速發(fā)生水水化反應(yīng)應(yīng)，幾分分鐘內(nèi)即即在表面面形成凝凝膠狀膜膜層，并并從中析析出六方方片狀的的氫氧化化鈣晶體體，大約約１h左左右即在在凝膠膜膜外及液液相中形形成粗短短的棒狀狀鈣礬石石晶體，，如圖4.3(b)所所示。這這一階段段，由于于晶體太太小不足足以在顆顆粒間搭搭接，使使之連結(jié)結(jié)成網(wǎng)狀狀結(jié)構(gòu)，，水泥漿漿既有可可塑性又又有流動動性。(a)分分散在在水中的的水泥顆顆粒(b)在水水泥顆粒粒表面(c)膜膜層長大大并互相相(d)水泥泥產(chǎn)物進(jìn)進(jìn)一步發(fā)發(fā)展，形成水化化物膜層層連連接(凝結(jié))填填充充毛細(xì)孔孔(硬化化)圖4.3水水泥凝結(jié)結(jié)硬化過過程示意意圖1.水水泥顆粒粒；2.水；；3.凝凝膠；；4.晶晶體；；5.未未水化化水泥內(nèi)內(nèi)核；6.毛毛細(xì)孔硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥在水化中中期，約約有30%的水水泥已經(jīng)經(jīng)水化，，以C-S-H、CH和鈣礬礬石的快快速形成成為特征征，由于于顆粒間間間隙較較大，C-S-H呈長長纖維狀狀。此時時水泥顆顆粒被C-S-H形成成的一層層包裹膜膜完全包包住，并并不斷向向外增厚厚，逐漸漸在膜內(nèi)內(nèi)沉積。。同時，，膜的外外側(cè)生長長出長針針狀鈣礬礬石晶體體，膜內(nèi)內(nèi)側(cè)則生生成低硫硫型水化化硫鋁酸酸鈣，CH晶體體在原先先充水的的空間形形成。這這期間膜膜層和長長針狀鈣鈣礬石晶晶體長大大，將各各顆粒連連接起來來，使水水泥凝結(jié)結(jié)。同時時，大量量形成的的C-S-H長長纖維狀狀晶體和和鈣礬石石晶體一一起，使使水泥石石網(wǎng)狀結(jié)結(jié)構(gòu)不斷斷致密，，逐步發(fā)發(fā)揮出強強度。水化后期期大約是是1d以以后直到到水化結(jié)結(jié)束，水水泥水化化反應(yīng)漸漸趨減緩緩，各種種水化產(chǎn)產(chǎn)物逐漸漸填滿原原來由水水占據(jù)的的空間，，由于顆顆粒間間間隙較小小，C-S-H呈短纖纖維狀。。水化產(chǎn)產(chǎn)物不斷斷填充水水泥石網(wǎng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)，使之之不斷致致密，滲滲透率降降低，強強度增加加。隨著著水化的的進(jìn)行，，凝膠體體膜層越越來越厚厚，水泥泥顆粒內(nèi)內(nèi)部的水水化越來來越困難難，經(jīng)過過幾個月月甚至若若干年的的長時間間水化后后，多數(shù)數(shù)顆粒仍仍剩余未未水化的的內(nèi)核。。所以，，硬化后后的水泥泥漿體是是由凝膠膠體、晶晶體、未未水化的的水泥顆顆粒內(nèi)核核、毛細(xì)細(xì)孔及孔孔隙中的的水與空空氣組成成，是固固－液－－氣三相相多孔體體系，具具有一定定的機(jī)械械強度和和孔隙率率，外觀觀和性能能與天然然石材相相似，因因而稱之之為水泥泥石。其其在不同同時期的的相對數(shù)數(shù)量變化化，影響響著水泥泥石性質(zhì)質(zhì)的變化化。水泥泥石中水水化產(chǎn)物物、強度度、孔隙隙的發(fā)展展情況如如圖4.4所示示。在水泥石石中，水水化硅酸酸鈣凝膠膠是組成成的主體體，對水水泥石的的強度、、凝結(jié)速速率、水水化熱及及其他主主要性質(zhì)質(zhì)起支配配作用。。水泥石石中凝膠膠之間、、晶體與與凝膠、、未水化化顆粒與與凝膠之之間產(chǎn)生生粘結(jié)力力是凝膠膠體具有有強度的的實質(zhì)，，至今尚尚無明確確的結(jié)論論。一般般認(rèn)為范范德華力力、氫鍵鍵、離子子引力和和表面能能是產(chǎn)生生粘結(jié)力力的主要要原因，，也有認(rèn)認(rèn)為存在在化學(xué)鍵鍵力的作作用。硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥水泥熟料料礦物的的水化是是放熱反反應(yīng)。水水化放熱熱量和放放熱速率率不僅影影響水泥泥的凝結(jié)結(jié)硬化速速率，還還會由于于熱量的的積蓄產(chǎn)產(chǎn)生較大大的內(nèi)外外溫差，，影響結(jié)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)穩(wěn)定性。。大體積積混凝土土工程如如大型基基礎(chǔ)、水水庫大壩壩和橋墩墩等，結(jié)結(jié)構(gòu)中的的水泥水水化熱不不易散發(fā)發(fā)，積蓄蓄在內(nèi)部部，可使使內(nèi)外溫溫差達(dá)到到60℃℃以上，，引起較較大的溫溫度應(yīng)力力，產(chǎn)生生溫度裂裂縫，導(dǎo)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)開裂，，甚至引引起嚴(yán)重重的破壞壞。所以以，大體體積混凝凝土宜采采用低熱熱水泥，，并采取取措施進(jìn)進(jìn)行降溫溫，以保保證結(jié)構(gòu)構(gòu)的穩(wěn)定定和安全全。在低低溫條件件和冬季季施工中中，采用用水化熱熱高的水水泥，則則可促進(jìn)進(jìn)水泥的的水化和和凝結(jié)硬硬化，提提高早期期強度。。圖4.4水水化產(chǎn)物物、強度度、孔隙隙發(fā)展示示意圖硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥4.影影響硅酸酸鹽水泥泥凝結(jié)硬硬化的主主要因素素1)熟熟料礦物物組成的的影響由于各礦礦物的組組成比例例不同、、性質(zhì)不不同(見見表4-1，如如圖4.2所示示)，對對水泥性性質(zhì)的影影響也不不同。如如硅酸鈣鈣占熟料料的比例例最大，，它是水水泥的主主導(dǎo)礦物物，其比比例決定定了水泥泥的基本本性質(zhì)；；C3A的水化化和凝結(jié)結(jié)硬化速速率最快快，是影影響水泥泥凝結(jié)時時間的主主要因素素，加入入石膏可可延緩水水泥凝結(jié)結(jié)，但石石膏摻量量不能過過多，否否則會引引起安定定性不良良；當(dāng)C3S和和C3A含量較較高時，，水泥凝凝結(jié)硬化化快、早早期強度度高，水水化放熱熱量大。。熟料礦礦物對水水泥性質(zhì)質(zhì)的影響響是各礦礦物的綜綜合作用用，不是是簡單疊疊加，其其組成比比例是影影響水泥泥性質(zhì)的的根本因因素，調(diào)調(diào)整比例例結(jié)構(gòu)可可以改善善水泥性性質(zhì)和產(chǎn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)。2)水水泥細(xì)度度的影響響水泥的細(xì)細(xì)度并不不改變其其根本性性質(zhì)，但但卻直接接影響水水泥的水水化速率率、凝結(jié)結(jié)硬化、、強度、、干縮和和水化放放熱等性性質(zhì)。因因為，水水泥的水水化是從從顆粒表表面逐步步向內(nèi)部部發(fā)展的的，顆粒粒越細(xì)小小，其表表面積越越大，與與水的接接觸面積積就越大大，水化化作用就就越迅速速越充分分，使凝凝結(jié)硬化化速率加加快，早早期強度度越高。。但水泥泥顆粒過過細(xì)時，，在磨細(xì)細(xì)時消耗耗的能量量和成本本會顯著著提高且且水泥易易與空氣氣中的水水分和二二氧化碳碳反應(yīng)，，使之不不易久存存；另外外，過細(xì)細(xì)的水泥泥，達(dá)到到相同稠稠度時的的用水量量增加，，硬化時時會產(chǎn)生生較大的的體積收收縮，同同時水分分蒸發(fā)產(chǎn)產(chǎn)生較多多的孔隙隙，會使使水泥石石強度下下降。因因此，水水泥的細(xì)細(xì)度要控控制在一一個合理理的范圍圍。硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥3)拌拌合用水水量的影影響通常水水泥水水化時時的理理論需需水量量大約約是水水泥質(zhì)質(zhì)量的的23%左左右，，但為為了使使水泥泥漿體體具有有一定定的流流動性性和可可塑性性，實實際的的加水水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于于理論論需水水量，，如配配制混混凝土土?xí)r的的水灰灰比(水與與水泥泥重量量之比比)一一般在在0.4～～0.7之之間。。不參參加水水化的的“多多余””水分分，使使水泥泥顆粒粒間距距增大大，會會延緩緩水泥泥漿的的凝結(jié)結(jié)時間間，并并在硬硬化的的水泥泥石中中蒸發(fā)發(fā)形成成毛細(xì)細(xì)孔，，拌合合用水水量越越多，，水泥泥石中中的毛毛細(xì)孔孔越多多，孔孔隙率率就越越高，，水泥泥的強強度越越低，，硬化化收縮縮越大大，抗抗?jié)B性性、抗抗侵蝕蝕性能能就越越差。。4)養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)濕度度、溫溫度的的影響響硅酸鹽鹽水泥泥是水水硬性性膠凝凝材料料，水水化反反應(yīng)是是水泥泥凝結(jié)結(jié)硬化化的前前提。。因此此，水水泥加加水拌拌合后后，必必須保保持濕濕潤狀狀態(tài)，，以保保證水水化進(jìn)進(jìn)行和和獲得得強度度增長長。若若水分分不足足，會會使水水化停停止，，同時時導(dǎo)致致較大大的早早期收收縮，，甚至至使水水泥石石開裂裂。提提高養(yǎng)養(yǎng)護(hù)溫溫度，，可加加速水水化反反應(yīng)，，提高高水泥泥的早早期強強度，，但后后期強強度可可能會會有所所下降降。原原因是是在較較低溫溫度(20℃以以下)下雖雖水化化硬化化較慢慢，但但生成成的水水化產(chǎn)產(chǎn)物更更加致致密，，可獲獲得更更高的的后期期強度度。當(dāng)當(dāng)溫度度低于于0℃℃時，，由于于水結(jié)結(jié)冰而而使水水泥水水化硬硬化停停止，，將影影響其其結(jié)構(gòu)構(gòu)強度度。一一般水水泥石石結(jié)構(gòu)構(gòu)的硬硬化溫溫度不不得低低于-5℃℃。硅硅酸鹽鹽水泥泥的水水化硬硬化較較快，，早期期強度度高，，若采采用較較高溫溫度養(yǎng)養(yǎng)護(hù)，，反而而還會會因水水化產(chǎn)產(chǎn)物生生長過過快，，損壞壞其早早期結(jié)結(jié)構(gòu)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，，造成成強度度下降降。因因此，，硅酸酸鹽水水泥不不宜采采用蒸蒸汽養(yǎng)養(yǎng)護(hù)等等濕熱熱方法法養(yǎng)護(hù)護(hù)。5)養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)齡期期的影影響水泥的的水化化硬化化是一一個長長期不不斷進(jìn)進(jìn)行的的過程程。隨隨著養(yǎng)養(yǎng)護(hù)齡齡期的的延長長，水水化產(chǎn)產(chǎn)物不不斷積積累，，水泥泥石結(jié)結(jié)構(gòu)趨趨于致致密，，強度度不斷斷增長長。由由于熟熟料礦礦物中中對強強度起起主導(dǎo)導(dǎo)作用用的C3S早期期強度度發(fā)展展快，，使硅硅酸鹽鹽水泥泥強度度在3d～～14d內(nèi)內(nèi)增長長較快快，28d后增增長變變慢，，長期期強度度還有有增長長。硅酸鹽鹽水泥泥、普普通硅硅酸鹽鹽水泥泥6)儲儲存存條件件的影影響水泥應(yīng)應(yīng)該儲儲存在在干燥燥的環(huán)環(huán)境里里。如如果水水泥受受潮，，其部部分顆顆粒會會因水水化而而結(jié)塊塊，從從而失失去膠膠結(jié)能能力，，強度度嚴(yán)重重降低低。即即使是是在良良好的的干燥燥條件件下，，也不不宜儲儲存過過久。。因為為水泥泥會吸吸收空空氣中中的水水分和和二氧氧化碳碳，發(fā)發(fā)生緩緩慢水水化和和碳化化現(xiàn)象象，使使強度度下降降。通通常，，儲存存三個個月的的水泥泥，強強度約約下降降10%～～20%；；儲存存六個個月的的水泥泥，強強度下下降約約15%～～30%；；儲存存一年年后，，強度度下降降約25%～40%。所所以，，水泥泥的儲儲存期期一般般規(guī)定定不超超過三三個月月。三、硅硅酸酸鹽水水泥、、普通通硅酸酸鹽水水泥的的技術(shù)術(shù)性質(zhì)質(zhì)根據(jù)國國家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)GB175——1999《硅硅酸鹽鹽水泥泥、普普通硅硅酸鹽鹽水泥泥》的的規(guī)定定，硅硅酸鹽鹽水泥泥、普普通硅硅酸鹽鹽水泥泥的主主要技技術(shù)性性質(zhì)如如下所所述。。1.不不溶溶物Ⅰ型硅硅酸鹽鹽水泥泥中不不溶物物不得得超過過0.75%；；Ⅱ型型硅酸酸鹽水水泥中中不溶溶物不不得超超過1.50%。不溶物物是指指經(jīng)鹽鹽酸處處理后后的不不溶殘殘渣，，再以以氫氧氧化鈉鈉溶液液處理理，經(jīng)經(jīng)鹽酸酸中和和、過過濾后后所得得的殘殘渣，，再經(jīng)經(jīng)高溫溫灼燒燒所剩剩的物物質(zhì)。。不溶溶物含含量高高對水水泥質(zhì)質(zhì)量有有不良良影響響。2.氧氧化化鎂水泥中中氧化化鎂的的含量量不宜宜超過過5.0%。如如果水水泥經(jīng)經(jīng)壓蒸蒸安定定性試試驗合合格，，則水水泥中中氧化化鎂的的含量量允許許放寬寬到6.0%。。硅酸鹽鹽水泥泥、普普通硅硅酸鹽鹽水泥泥氧化鎂鎂結(jié)晶晶粗大大，水水化緩緩慢，，且水水化生生成的的Mg(OH)2體體積膨膨脹達(dá)達(dá)1.5倍倍，過過量會會引起起水泥泥安定定性不不良。。需以以壓蒸蒸的方方法加加快其其水化化，方方可判判斷其其安定定性。。3.三三氧氧化硫硫水泥中中三氧氧化硫硫的含含量不不得超超過3.5%。。三氧氧化硫硫過量量會與與鋁酸酸鈣礦礦物生生成較較多的的鈣礬礬石，，產(chǎn)生生較大大的體體積膨膨脹，，引起起水泥泥安定定性不不良。。4.燒燒失量Ⅰ型硅酸酸鹽水泥泥中燒失失量不得得超過3.0%，Ⅱ型型硅酸鹽鹽水泥中中燒失量量不得超超過3.5%。。用燒失失量來限限制石膏膏和混合合材料中中雜質(zhì)含含量，以以保證水水泥質(zhì)量量。5.細(xì)細(xì)度細(xì)度是指指水泥顆顆粒的粗粗細(xì)程度度。硅酸酸鹽水泥泥的細(xì)度度用比表表面積來來衡量，，要求比比表面積積大于300m2/kg；普普通水泥泥的細(xì)度度可用篩篩余量來來衡量，，要求80μm方孔篩篩篩余不不得超過過10.0%。。6.凝凝結(jié)時間間硅酸鹽水水泥初凝凝時間不不得早于于45min，，終凝時時間不得得遲于6h30min。普通通水泥初初凝不得得早于45min，終終凝時間間不得遲遲于10h。初凝為水水泥加水水拌合時時起至標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)稠度度凈漿開開始失去去可塑性性所需的的時間；；終凝為為水泥加加水拌和和時起至至標(biāo)準(zhǔn)稠稠度凈漿漿完全失失去可塑塑性并開開始產(chǎn)生生強度所所需的時時間。水水泥的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)稠度度用水量量和凝結(jié)結(jié)時間的的測定按按國家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)GB1346——2001《水水泥標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)稠度用用水量、、凝結(jié)時時間、安安定性檢檢驗方法法》進(jìn)行行(詳見見實驗部部分)。。為使水泥泥混凝土土和砂漿漿有充分分的時間間進(jìn)行攪攪拌、運運輸、澆澆搗和砌砌筑，水水泥初凝凝時間不不能過短短。當(dāng)施施工完成成，則要要求盡快快硬化，，具有強強度，故故終凝時時間不能能太長。。硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥7.安安定性用沸煮法法檢驗必必須合格格。測試試方法按按國家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)GB1346——2001《水水泥標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)稠度用用水量、、凝結(jié)時時間、安安定性檢檢驗方法法》進(jìn)行行。可以以用試餅餅法也可可用雷氏氏法，有有爭議時時以雷氏氏法為準(zhǔn)準(zhǔn)(詳見實實驗部分分)。安定性是是指水泥泥在凝結(jié)結(jié)硬化過過程中體體積變化化的均勻勻性。當(dāng)當(dāng)水泥漿漿體硬化化過程發(fā)發(fā)生不均均勻的體體積變化化，就會會導(dǎo)致水水泥石膨膨脹開裂裂、翹曲曲，甚至至失去強強度，這這即是安安定性不不良。安安定性不不良的水水泥會降降低建筑筑物質(zhì)量量，甚至至引起嚴(yán)嚴(yán)重事故故。引起起水泥安安定性不不良主要要是由于于水泥熟熟料中游游離氧化化鈣、游游離氧化化鎂過多多或是石石膏摻量量過多等等因素造造成的三三氧化硫硫過多造造成的，，其原因因如下：：水泥熟料料中的氧氧化鈣是是在約900℃℃時石灰灰石分解解產(chǎn)生，，大部分分結(jié)合成成熟料礦礦物，未未形成熟熟料礦物物的游離離部分成成為過燒燒的CaO，在在水泥凝凝結(jié)硬化化后，會會緩慢與與水生成成Ca(OH)2。該該反應(yīng)體體積膨脹脹可達(dá)1.5倍倍～2倍倍左右，，使水泥泥石發(fā)生生不均勻勻體積變變化。游游離氧化化鈣對安安定性的的影響不不僅與其其含量有有關(guān)，還還與水泥泥的煅燒燒溫度有有關(guān)，故故難以定定量。沸沸煮可加加速氧化化鈣的水水化，故故需用沸沸煮法檢檢驗水泥泥的體積積安定性性。水泥中的的氧化鎂鎂(MgO)呈呈過燒狀狀態(tài)，結(jié)結(jié)晶粗大大，在水水泥凝結(jié)結(jié)硬化后后，會與與水生成成Mg(OH)2。該該反應(yīng)比比過燒的的氧化鈣鈣與水的的反應(yīng)更更加緩慢慢，且體體積膨脹脹，會在在水泥硬硬化幾個個月后導(dǎo)導(dǎo)致水泥泥石開裂裂。當(dāng)石石膏摻量量過多或或水泥中中SO3過多時時，水泥泥硬化后后，在有有水存在在的情況況下，它它還會繼繼續(xù)與固固態(tài)的水水化鋁酸酸鈣反應(yīng)應(yīng)生成高高硫型水水化硫鋁鋁酸鈣(鈣礬石石)，體體積約增增大1.5倍，，引起水水泥石開開裂。氧氧化鎂和和三氧化化硫已在在國家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中作作了定量量限制，，以保證證水泥安安定性良良好。硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥8.強強度水泥強度度是水泥泥的主要要技術(shù)性性質(zhì)，是是評定其其質(zhì)量的的主要指指標(biāo)。水水泥強度度測定按按國家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)GB/T17671——1999《水水泥膠砂砂強度檢檢驗方法法(ISO法)》進(jìn)行行(詳見見實驗部部分)。。強度等等級按3d和28d的的抗壓強強度和抗抗折強度度來劃分分，分為為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和和62.5R六六個等級級，有代代號R的的為早強強型水泥泥。各等等級的強強度值不不得低于于國家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)GB175的規(guī)規(guī)定(如如表4-2所示示)。表4-2硅硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥各齡期期的強度度值硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥強度等級抗壓強度(MPa)抗折強度(MPa)3d28d3d28d硅酸鹽水泥42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0普通水泥32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.552.522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.09.堿堿水泥中堿堿含量按按Na2O＋0.658K2O計算算值來表表示。若若使用活活性骨料料，要求求提供低低堿水泥泥時，水水泥中堿堿含量不不得大于于0.60%或或由供需需雙方商商定。當(dāng)混凝土土骨料中中含有活活性二氧氧化硅時時，會與與水泥中中的堿相相互作用用形成堿堿的硅酸酸鹽凝膠膠，由于于后者體體積膨脹脹可引起起混凝土土開裂，，造成結(jié)結(jié)構(gòu)的破破壞，這這種現(xiàn)象象稱為““堿－骨骨料反應(yīng)應(yīng)”(詳詳見第5.5.5節(jié))。它是是影響混混凝土耐耐久性的的一個重重要因素素。堿－－骨料反反應(yīng)與混混凝土中中的總堿堿量、骨骨料及使使用環(huán)境境等有關(guān)關(guān)。為防防止堿－－骨料反反應(yīng)，標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)對堿堿含量做做出了相相應(yīng)規(guī)定定。國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)GB175—1999《《硅酸鹽鹽水泥、、普通硅硅酸鹽水水泥》還還規(guī)定：：凡氧化鎂鎂、三氧氧化硫、、初凝時時間、安安定性中中任一項項不符合合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)規(guī)定時，，均為廢廢品。凡細(xì)度和和終凝時時間中的的任一項項不符合合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)規(guī)定或混混合材料料摻加量量超過最最大限量量和強度度低于商商品強度度等級的的指標(biāo)時時為不合合格品。。水泥包包裝標(biāo)志志中水泥泥品種、、強度等等級、生生產(chǎn)者名名稱和出出廠編號號不全的的也屬于于不合格格品。四、水泥泥石的腐腐蝕與防防止硬化水泥泥石在通通常條件件下具有有較好的的耐久性性，但在在流動的的淡水和和某些侵侵蝕介質(zhì)質(zhì)存在的的環(huán)境中中，其結(jié)結(jié)構(gòu)會受受到侵蝕蝕，直至至破壞，，這種現(xiàn)現(xiàn)象稱為為水泥石石的腐蝕蝕。它對對水泥耐耐久性影影響較大大，必須須采取有有效措施施予以防防止。硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥1.水水泥石的的主要腐腐蝕類型型1)軟軟水腐蝕蝕(溶出出性腐蝕蝕)Ca(OH)2晶體是是水泥的的主要水水化產(chǎn)物物之一，，水泥的的其他水水化產(chǎn)物物也須在在一定濃濃度的Ca(OH)2溶液中中才能穩(wěn)穩(wěn)定存在在，而Ca(OH)2又是易易溶于水水的。若若水泥石石中的Ca(OH)2被溶解解流失，，其濃度度低于水水化產(chǎn)物物所需要要的最低低要求時時，水泥泥的水化化產(chǎn)物就就會被溶溶解或分分解，從從而造成成水泥石石的破壞壞。所以以軟水腐腐蝕是一一種溶出出性的腐腐蝕。雨水、雪雪水、蒸蒸餾水、、冷凝水水、含碳碳酸鹽較較少的河河水和湖湖水等都都是軟水水，當(dāng)水水泥石長長期與這這些水接接觸時，，Ca(OH)2會被被溶出，，每升水水中可溶溶解Ca(OH)21.3克克以上。。在靜水水無壓或或水量不不多情況況下，由由于Ca(OH)2的的溶解度度較小，，溶液易易達(dá)到飽飽和，故故溶出作作用僅限限于表面面，并很很快停止止，其影影響不大大。但在在流水、、壓力水水或大量量水的情情況下，，Ca(OH)2會不不斷地被被溶解流流失。一一方面使使水泥石石孔隙率率增大，，密實度度和強度度下降，，水更易易向內(nèi)部部滲透；；另一方方面，水水泥石的的堿度不不斷降低低，引起起水化產(chǎn)產(chǎn)物分解解，最終終變成膠膠結(jié)能力力很差的的產(chǎn)物，，使水泥泥石結(jié)構(gòu)構(gòu)受到破破壞。軟水腐蝕蝕的程度度與水的的暫時硬硬度(水水中重碳碳酸鹽即即碳酸氫氫鈣和碳碳酸氫鎂鎂的含量量)有關(guān)關(guān)，碳酸酸氫鈣和和碳酸氫氫鎂能與與水泥石石中的Ca(OH)2反應(yīng)生生成不溶溶于水的的碳酸鈣鈣，其反反應(yīng)式如如下：Ca(OH)2＋Ca(HCO3)2=2CaCO3↓↓＋2H2O生成的碳碳酸鈣沉沉淀在水水泥石的的孔隙內(nèi)內(nèi)而提高高其密實實度，并并在水泥泥石表面面形成緊緊密不透透水層，，從而可可以阻止止外界水水的侵入入和內(nèi)部部Ca(OH)2的擴(kuò)擴(kuò)散析出出。所以以，水的的暫時硬硬度越高高，腐蝕蝕作用越越小。應(yīng)應(yīng)用這一一性質(zhì)，，對須與與軟水接接觸的混混凝土制制品或構(gòu)構(gòu)件，可可先在空空氣中硬硬化，再再進(jìn)行表表面碳化化，形成成碳酸鈣鈣外殼，，可起到到一定的的保護(hù)作作用。硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥2)鹽鹽類腐蝕蝕(1)硫硫酸鹽鹽腐蝕(膨脹腐腐蝕)是是指在海海水、湖湖水、鹽鹽沼水、、地下水水、某些些工業(yè)污污水、流流經(jīng)高爐爐礦渣或或煤渣的的水中，，常含鉀鉀、鈉和和氨等的的硫酸鹽鹽。它們們與水泥泥石中的的Ca(OH)2發(fā)生生置換反反應(yīng)，生生成硫酸酸鈣。硫硫酸鈣與與水泥石石中的水水化鋁酸酸鈣作用用會生成成高硫型型水化硫硫鋁酸鈣鈣(鈣礬礬石)，，其反應(yīng)應(yīng)式為：：Ca(OH)2＋Na2SO4＋2H2O=CaSO4?2H2O＋＋2NaOH4CaO?Al2O3?19H2O＋3(CaSO4??2H2O)＋＋7H2O=3CaO??Al2O3??3CaSO4?31H2O＋Ca(OH)23CaO?Al2O3?6H2O＋＋3(CaSO4?2H2O)＋19H2O=3CaO?Al2O3?3CaSO4?31H2O生成的高高硫型水水化硫鋁鋁酸鈣晶晶體比原原有水化化鋁酸鈣鈣體積增增大1倍倍～1.5倍，，硫酸鹽鹽濃度高高時還會會在孔隙隙中直接接結(jié)晶成成二水石石膏，比比Ca(OH)2的體體積增大大1.2倍以上上。由此此引起水水泥石內(nèi)內(nèi)部膨脹脹，致使使結(jié)構(gòu)脹脹裂、強強度下降降而遭到到破壞。。因為，，生成的的高硫型型水化硫硫鋁酸鈣鈣晶體呈呈針狀，，又形象象地稱為為“水泥泥桿菌””，如圖圖4.5所示。。圖4.5水水化硫鋁鋁酸鈣晶晶體——水泥泥桿菌硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥(2)鎂鎂鹽腐腐蝕是指指在海水水及地下下水中，，常含有有大量的的鎂鹽。。主要是是硫酸鎂鎂和氯化化鎂，它它們可與與水泥石石中的Ca(OH)2發(fā)生如如下反應(yīng)應(yīng)。MgSO4＋Ca(OH)2＋2H2O=CaSO4??2H2O＋Mg(OH)2MgCl2＋Ca(OH)2=CaCl2＋Mg(OH)2所生成的Mg(OH)2松軟軟而無膠凝凝性，CaCl2易易溶于水，，會引起溶溶出性腐蝕蝕，二水石石膏又會引引起膨脹腐腐蝕。所以以硫酸鎂對對水泥起硫硫酸鹽和鎂鎂鹽的雙重重腐蝕作用用，危害更更嚴(yán)重。3)酸類類腐蝕(1)碳碳酸腐蝕是是指在工業(yè)業(yè)污水、地地下水中常常溶解有較較多的二氧氧化碳，形形成碳酸水水，這種水水對水泥石石有較強的的腐蝕作用用。首先，二氧氧化碳與水水泥石中的的Ca(OH)2反反應(yīng)，生成成碳酸鈣。。Ca(OH)2＋CO2＋H2O=CaCO3＋2H2O生成的碳酸酸鈣是固體體，但它在在含碳酸的的水中是不不穩(wěn)定的，，會發(fā)生可可逆反應(yīng)，，轉(zhuǎn)變成重重碳酸鈣，，反應(yīng)式如如下：CaCO3＋CO2＋H2OCa(HCO3)2所生成的重重碳酸鈣易易溶于水。。當(dāng)水中含含有較多的的碳酸，且且超過平衡衡濃度時，，上式反應(yīng)應(yīng)就向右進(jìn)進(jìn)行，將導(dǎo)導(dǎo)致水泥石石中的Ca(OH)2轉(zhuǎn)變成成為重碳酸酸鹽而溶失失，發(fā)生溶溶出性的腐腐蝕。當(dāng)水水的暫時硬硬度較大時時，所含重重碳酸鹽較較多，上式式平衡所需需的碳酸就就要越多，，因而，可可以減輕腐腐蝕的影響響。硅酸鹽水泥泥、普通硅硅酸鹽水泥泥(2)一一般酸的腐腐蝕是指水水泥水化生生成大量Ca(OH)2，因因而呈堿性性，一般酸酸都會對它它有不同的的腐蝕作用用。主要原原因是一般般酸都會與與Ca(OH)2發(fā)發(fā)生中和反反應(yīng)，其反反應(yīng)的產(chǎn)物物或者易溶溶于水，或或者體積膨膨脹，使水水泥石性能能下降，甚甚至導(dǎo)致破破壞；無機(jī)機(jī)強酸還會會與水泥石石中的水化化硅酸鈣、、水化鋁酸酸鈣等水化化產(chǎn)物反應(yīng)應(yīng)，使之分分解，而導(dǎo)導(dǎo)致腐蝕破破壞。一般般來說，有有機(jī)酸的腐腐蝕作用較較無機(jī)酸弱弱；酸的濃濃度越大，，腐蝕作用用越強。例例如：Ca(OH)2＋2HCl=CaCl2＋2H2OCa(OH)2＋2H2SO4=CaSO4??2H2O2CaO??SiO2＋4HCl=2CaCl2＋SiO2?2H2O3CaO??Al2O3＋6HCl=3CaCl2＋Al2O3??3H2O腐蝕作用較較強的是無無機(jī)酸中的的鹽酸(HCl)、、氫氟酸(HF)、、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)和有有機(jī)酸中的的醋酸(即即乙酸CH3COOH)、蟻蟻酸(即甲甲酸HCOOH)和和乳酸［CH3CH(OH)COOH］等。氫氫氟酸能侵侵蝕水泥石石中的硅酸酸鹽和硅質(zhì)質(zhì)骨料，腐腐蝕作用非非常強烈；；而草酸(即乙二酸酸HOOCCOOH?2H2O)與Ca(OH)2反應(yīng)應(yīng)生成的草草酸鈣為不不溶性鹽，，可在水泥泥石表面形形成保護(hù)層層，所以腐腐蝕作用很很小。3)強堿堿的腐蝕濃度不高的的堿類溶液液，一般對對水泥石無無害。但若若長期處于于較高濃度度(大于10%)的的含堿溶液液中也能發(fā)發(fā)性緩慢腐腐蝕，主要要是化學(xué)腐腐蝕和結(jié)晶晶腐蝕。硅酸鹽水泥泥、普通硅硅酸鹽水泥泥化學(xué)腐蝕：：如氫氧化化鈉與水化化產(chǎn)物反應(yīng)應(yīng)，生成膠膠結(jié)力不強強，易溶析析的產(chǎn)物。。2CaO??SiO2?nH2O＋2NaOH=2Ca(OH)2＋Na2O?SiO2＋(n―1)H2O3CaO??Al2O3??6H2O＋＋2NaOH=3Ca(OH)2＋＋Na2O??Al2O3＋＋4H2O結(jié)晶晶腐腐蝕蝕：：如如氫氫氧氧化化鈉鈉滲滲入入水水泥泥石石后后，，與與空空氣氣中中的的二二氧氧化化碳碳反反應(yīng)應(yīng)生生成成含含結(jié)結(jié)晶晶水水的的碳碳酸酸鈉鈉，，碳碳酸酸鈉鈉在在毛毛細(xì)細(xì)孔孔中中結(jié)結(jié)晶晶體體積積膨膨脹脹，，而而使使水水泥泥石石開開裂裂破破壞壞。。4)其其他他腐腐蝕蝕除了了上上述述四四種種主主要要的的腐腐蝕蝕類類型型外外，，一一些些其其他他物物質(zhì)質(zhì)也也對對水水泥泥石石有有腐腐蝕蝕作作用用，，如如糖糖、、氨氨鹽鹽、、酒酒精精、、動動物物脂脂肪肪、、含含環(huán)環(huán)烷烷酸酸的的石石油油產(chǎn)產(chǎn)品品及及堿堿－－骨骨料料反反應(yīng)應(yīng)等等。。它它們們或或是是影影響響水水泥泥的的水水化化、、或或是是影影響響水水泥泥的的凝凝結(jié)結(jié)、、或或是是體體積積變變化化引引起起開開裂裂、、或或是是影影響響水水泥泥的的強強度度，，從從不不同同的的方方面面造造成成水水泥泥石石的的性性能能下下降降甚甚至至破破壞壞。。實際際工工程程中中水水泥泥石石的的腐腐蝕蝕是是一一個個復(fù)復(fù)雜雜的的物物理理化化學(xué)學(xué)作作用用過過程程，，腐腐蝕蝕的的作作用用往往往往不不是是單單一一的的，，而而是是幾幾種種同同時時存存在在，，相相互互影影響響的的。。2.腐腐蝕蝕的的防防止止水泥泥石石腐腐蝕蝕的的產(chǎn)產(chǎn)生生，，主主要要有有三三個個基基本本原原因因：：一一是是水水泥泥石石中中存存在在易易被被腐腐蝕蝕的的組組分分，，主主要要是是Ca(OH)2和和水水化化鋁鋁酸酸鈣鈣；；二二是是有有能能產(chǎn)產(chǎn)生生腐腐蝕蝕的的介介質(zhì)質(zhì)和和環(huán)環(huán)境境條條件件；；三三是是水水泥泥石石本本身身不不密密實實，，有有許許多多毛毛細(xì)細(xì)孔孔，，使使侵侵蝕蝕介介質(zhì)質(zhì)能能進(jìn)進(jìn)入入其其內(nèi)內(nèi)部部。。防防止止水水泥泥石石的的腐腐蝕蝕，，一一般般可可采采取取以以下下措措施施。。硅酸酸鹽鹽水水泥泥、、普普通通硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥(1)合合理理選選用用水水泥泥品品種種。。水水泥泥品品種種不不同同，，其其礦礦物物組組成成也也不不同同，，對對腐腐蝕蝕的的抵抵抗抗能能力力不不同同。。水水泥泥生生產(chǎn)產(chǎn)時時，，調(diào)調(diào)整整礦礦物物的的組組成成，，摻摻加加相相應(yīng)應(yīng)耐耐腐腐蝕蝕性性強強的的混混合合材材料料，，就就可可制制成成具具有有相相應(yīng)應(yīng)耐耐腐腐蝕蝕性性能能的的特特性性水水泥泥。。水水泥泥使使用用時時必必須須根根據(jù)據(jù)腐腐蝕蝕環(huán)環(huán)境境的的特特點點，，合合理理地地選選擇擇品品種種。。如如硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥水水化化時時產(chǎn)產(chǎn)生生大大量量Ca(OH)2，，易易受受各各種種腐腐蝕蝕的的作作用用，，抵抵抗抗腐腐蝕蝕能能力力較較差差；；而而摻摻加加活活性性混混合合材材料料的的水水泥泥，，其其熟熟料料比比例例降降低低，，水水化化時時Ca(OH)2較較少少，，抵抵抗抗各各種種腐腐蝕蝕的的能能力力較較強強；；鋁鋁酸酸鈣鈣含含量量低低的的水水泥泥，，其其抗抗硫硫酸酸鹽鹽、、抗抗堿堿腐腐蝕蝕性性能能較較強強。。(2)提提高高水水泥泥石石的的密密實實度度，，改改善善孔孔隙隙結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。水水泥泥石石的的構(gòu)構(gòu)造造是是一一個個多多孔孔體體系系，，因因多多余余水水分分蒸蒸發(fā)發(fā)形形成成的的毛毛細(xì)細(xì)孔孔隙隙，，是是連連通通的的孔孔隙隙，，介介質(zhì)質(zhì)能能滲滲入入其其內(nèi)內(nèi)部部，，造造成成腐腐蝕蝕。。提提高高水水泥泥石石的的密密實實度度，，減減少少孔孔隙隙，，能能有有效效地地阻阻止止或或減減少少腐腐蝕蝕介介質(zhì)質(zhì)的的侵侵入入，，提提高高耐耐腐腐蝕蝕能能力力；；改改善善水水泥泥石石的的孔孔隙隙結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，引引入入密密閉閉孔孔隙隙，，減減少少毛毛細(xì)細(xì)孔孔連連通通孔孔，，可可提提高高抗抗?jié)B滲性性，，是是提提高高耐耐腐腐蝕蝕能能力力的的有有效效措措施施。。(3)通通過表表面處理理，形成成保護(hù)層層。當(dāng)腐腐蝕作用用較強時時，應(yīng)在在水泥石石表面加加做不透透水的保保護(hù)層，，隔斷腐腐蝕介質(zhì)質(zhì)的接觸觸，保護(hù)護(hù)層材料料選用耐耐腐蝕性性強的石石料、陶陶瓷、玻玻璃、塑塑料、瀝瀝青和涂涂料等。。也可用用化學(xué)方方法進(jìn)行行表面處處理，形形成保護(hù)護(hù)層，如如表面碳碳化形成成致密的的碳酸鈣鈣、表面面涂刷草草酸形成成不溶的的草酸鈣鈣等。對對于特殊殊抗腐蝕蝕的要求求，則可可采用抗抗蝕性強強的聚合合物混凝凝土。硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥五、硅硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥的特性性、應(yīng)用用與存儲儲硅酸鹽水水泥和普普通水泥泥是混合合材料不不摻或摻摻量較少少的水泥泥品種，，熟料占占主要部部分。它它們的主主要性質(zhì)質(zhì)和應(yīng)用用特點是是相同或或相似的的。1.特特性凝結(jié)硬化化快，強強度高，，尤其是是早期強強度高，，水泥強強度等級級高；抗抗凍性好好、耐磨磨性好，，且硅酸酸鹽水泥泥優(yōu)于普普通水泥泥；所含含C3S和C3A較高高，其水水泥放熱熱大，放放熱速率率快；水水泥水化化產(chǎn)生較較多Ca(OH)2和和水化鋁鋁酸鈣，，其耐軟軟水、酸酸、堿、、鹽等腐腐蝕的能能力較差差；由于于含有較較多的Ca(OH)2，使其其碳化后后內(nèi)部堿堿度下降降不明顯顯，故其其抗碳化化性較好好；由于于水化中中形成較較多的C-S-H凝膠膠體，使使水泥石石密實，，游離水水分較少少，硬化化時不易易產(chǎn)生干干縮裂紋紋，其干干縮值較較小；不不耐高溫溫，雖然然水泥石石在短時時受熱時時不會破破壞，但但在高溫溫或長時時受熱情情況下，，水泥石石中的一一些重要要組分，，在高溫溫下發(fā)生生脫水或或分解，，使強度度下降甚甚至破壞壞。一般般當(dāng)受熱熱達(dá)到300℃℃時，水水化產(chǎn)物物開始脫脫水，體體積收縮縮強度下下降，溫溫度達(dá)700℃℃～1000℃時，，強度下下降很大大，甚至至完全破破壞。普通硅酸酸鹽水泥泥相對于于硅酸鹽鹽水泥，，由于摻摻入了少少量混合合材料，，其早期期強度、、水化熱熱、抗凍凍性、耐耐磨性和和抗碳化化性略有有降低，，耐腐蝕蝕性和耐耐熱性略略有提高高。硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥2.應(yīng)應(yīng)用適用于配配制重要要結(jié)構(gòu)用用的高強強度混凝凝土和預(yù)預(yù)應(yīng)力混混凝土；；適用于于有高早早期強度度要求的的工程及及冬季施施工的工工程；適適用于嚴(yán)嚴(yán)寒地區(qū)區(qū)遭受反反復(fù)凍融融的工程程及干濕濕交替的的部位；；適用于于一般地地上工程程和不受受侵蝕的的地下工工程、無無腐蝕性性水中的的受凍工工程；不不宜用于于海水和和有腐蝕蝕介質(zhì)存存在的工工程、大大體積工工程和高高溫環(huán)境境工程。。3.存存儲為了便于于識別，，避免錯錯用，國國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)對水泥泥的包裝裝標(biāo)識作作了詳細(xì)細(xì)規(guī)定。。包裝水水泥袋上上應(yīng)清楚楚標(biāo)明產(chǎn)產(chǎn)品名稱稱、代號號、凈含含量、強強度等級級、生產(chǎn)產(chǎn)許可證證編號、、生產(chǎn)者者名稱、、產(chǎn)地、、出廠編編號、執(zhí)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)和包裝裝時間等等。摻火火山灰質(zhì)質(zhì)混合材材料的普普通水泥泥還要標(biāo)標(biāo)明“摻摻火山灰灰”字樣樣。包裝裝袋兩側(cè)側(cè)應(yīng)印有有水泥名名稱和強強度等級級。包裝裝不合格格的水泥泥是不合合格水泥泥。水泥在運運輸和儲儲存過程程中，應(yīng)應(yīng)按不同同品種、、強度等等級及出出廠日期期分別貯貯運，不不得混雜雜，并注注意防水水防潮。。袋裝水水泥的堆堆放高度度不得超超過10袋。工工地存儲儲水泥應(yīng)應(yīng)有專用用倉庫，，庫房要要干燥。。存放袋袋裝水泥泥時，地地面墊板板要離地地30cm，四四周離墻墻30cm。水水泥的儲儲存應(yīng)按按照到貨貨先后依依次堆放放，盡量量作到先先到先用用，防止止存放過過久。一一般水泥泥的儲存存期為三三個月，，使用存存放三個個月以上上的水泥泥，必須須重新檢檢驗其強強度，否否則不得得使用。。硅酸鹽水水泥、普普通硅酸酸鹽水泥泥一、混合合材料在磨制水水泥時加加入的天天然或人人工礦物物材料稱稱為混合合材料。?；旌喜牟牧系募蛹尤肟梢砸愿纳扑嗟哪衬承┬阅苣?，拓寬寬水泥強強度等級級，擴(kuò)大大應(yīng)用范范圍，并并能降低低水泥生生產(chǎn)成本本；摻加加工業(yè)廢廢料作為為混合材材料，能能有效減減少污染染，有利利于環(huán)境境保護(hù)和和可持續(xù)續(xù)發(fā)展。。水泥混混合材料料包括非非活性混混合材料料、活性性混合材材料和窯窯灰，其其中活性性混合材材料的應(yīng)應(yīng)用量最最大。為為確保工工程質(zhì)量量，凡國國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)中沒有有規(guī)定的的混合材材料品種種，嚴(yán)格格禁止使使用。1.非非活性混混合材料料在常溫下下，加水水拌合后后不能與與水泥、、石灰或或石膏發(fā)發(fā)生化學(xué)學(xué)反應(yīng)的的混合材材料稱為為非活性性混合材材料，又又稱填充充性混合合材料。。非活性性混合材材料加入入水泥中中的作用用是提高高水泥產(chǎn)產(chǎn)量，降降低生產(chǎn)產(chǎn)成本，，降低強強度等級級，減少少水化熱熱，改善善耐腐蝕蝕性和和和易性等等。這類類材料有有磨細(xì)的的石灰石石、石英英砂、慢慢冷礦渣渣、粘土土和各種種符合要要求的工工業(yè)廢渣渣等。由由于非活活性混合合材料加加入會降降低水泥泥強度，，其加入入量一般般較少。。2.活性混混合材料在常溫下，加加水拌合后能能與水泥、石石灰或石膏發(fā)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)應(yīng)，生成具有有一定水硬性性的膠凝產(chǎn)物物的混合材料料稱為活性混混合材料。活活性混合材料料的加入可起起同非活性混混合材料相同同的作用。因因活性混合材材料的摻加量量較大，改善善水泥性質(zhì)的的作用更加顯顯著，而且當(dāng)當(dāng)其活性激發(fā)發(fā)后可使水泥泥后期強度大大大提高，甚甚至趕上同等等級的硅酸鹽鹽水泥。常用用的活性混合合材料有粒化化高爐礦渣、、火山灰質(zhì)材材料和粉煤灰灰等。摻混合材料的的硅酸鹽系水水泥1)粒化高高爐礦渣?；郀t礦渣渣是高爐冶煉煉生鐵時，將將浮在鐵水表表面的熔融物物經(jīng)水淬等急急冷處理而成成的松散顆粒粒，又稱為水水淬礦渣。粒?；郀t礦渣渣的主要化學(xué)學(xué)成分是CaO、SiO2、Al2O3和少量量MgO、Fe2O3。。急冷的礦渣渣結(jié)構(gòu)為不穩(wěn)穩(wěn)定的玻璃體體，具有較大大的化學(xué)潛能能，其主要活活性成分是活活性SiO2和活性Al2O3。常常溫下能與Ca(OH)2反應(yīng)，生生成水化硅酸酸鈣、水化鋁鋁酸鈣等具有有水硬性的產(chǎn)產(chǎn)物，從而產(chǎn)產(chǎn)生強度。在在用石灰石