第三章無機(jī)膠凝材料土木工程系

學(xué)習(xí)要求：重點(diǎn)掌握無機(jī)膠凝材料的基本性能、技術(shù)指標(biāo)；熟悉石灰、石膏、水玻璃及水泥的選材及工程應(yīng)用；了解各類無機(jī)膠凝材料的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)及膠凝機(jī)理。

膠凝材料（結(jié)合料）

——在土木工程材料中，凡是經(jīng)過一系列物理、化學(xué)作用，能將散粒狀或塊狀材料粘結(jié)為整體的材料。第一節(jié)石灰一、

石灰的生產(chǎn)與品種

1.石灰的生產(chǎn)

——以CaCO3為主要成分的巖石(石灰石、白堊等)富含CaCO3

部分MgCO3塊狀生石灰的特點(diǎn)：

CaO質(zhì)量幾乎下降一半,但體積縮小很少,故優(yōu)質(zhì)生石灰應(yīng)為白色疏松結(jié)構(gòu)。欠火石灰：溫度過低/時(shí)間不夠/石灰石不能充分燒透過火石灰：溫度過高/時(shí)間過長/顏色深（褐、黑）/塊體致密塊狀生石灰1005644注意過火石灰可以使用，但應(yīng)陳伏半個(gè)月

2.石灰的品種根據(jù)成品加工方法不同，建筑石灰可分成五大類。（1）塊狀生石灰——煅燒直接獲得（2）磨細(xì)生石灰——塊狀生石灰破碎、磨細(xì)而成（3）消石灰粉——生石灰加適量水消解（4）石灰膏——生石灰+3-4倍水消化（膏狀可塑性漿體）（5）石灰乳——生石灰+過量水消化或石灰膏加水稀釋（乳狀液體）CaOCa(OH)2+H2OCa(OH)2二、石灰的熟化與硬化

1.石灰的熟化（消解或消化）

CaO+H2O=Ca(OH)2+64.9×103J注意：

消解安全措施：分層消解（熟石灰、消石灰）石灰的生產(chǎn)、消解、硬化小結(jié)過火石灰存在，陳伏半個(gè)月左右

——常見實(shí)例：陳伏時(shí)間不夠，引起房屋抹面層凸起開裂消解為石灰膏/乳的作用

——水層隔絕空氣，避免發(fā)生碳化消解安全

——分層消解，熱量較快散釋三、石灰的特性與技術(shù)要求1.石灰的特性(1)可塑性和保水性好(2)硬化速度慢,強(qiáng)度低(3)硬化時(shí)體積收縮大(4)耐水性差(5)吸濕性強(qiáng)（1）建筑生石灰和建筑生石灰粉

由于石灰生產(chǎn)原料中含有部分碳酸鎂(MgCO3)成分，因而生石灰中還含有次要的化學(xué)成分氧化鎂。根據(jù)我國建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T479—1992《建筑生石灰》與JC/T480—1992《建筑生石灰粉》的規(guī)定，按石灰中氧化鎂的含量，將生石灰分為：鈣質(zhì)生石灰(MgO含量≤5%)、鎂質(zhì)生石灰(MgO含量＞5%)兩類。鎂質(zhì)生石灰熟化較慢，但硬化后強(qiáng)度稍高。按技術(shù)指標(biāo)將建筑石灰又可分為：優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級。生石灰及生石灰粉的主要技術(shù)指標(biāo)見表3-l和表3-2。3.石灰的技術(shù)要求建筑工程中所用石灰通常分為三個(gè)品種：

建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉表3-1建筑生石灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品CaO+MgO含量/%≮908580858075CO2含量/%≯5796810未消化殘余含量（5mm圓孔篩余）/%≯5101551015產(chǎn)漿量/L·kg-1

≮2.82.32.02.82.32.0表3-2建筑生石灰粉技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰

鎂質(zhì)生石灰

優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品CaO+MgO含量/%≮858075807570

C02含量/%≯

791181012細(xì)度0.90mm篩篩余/%≯0.20.51.50.20.51.50.125mm篩篩余/%≯7.012.018.07.012.018.0表3-3消石灰粉的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目鈣質(zhì)消石灰粉鎂質(zhì)消石灰粉白云石消石灰粉優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品CaO+MgO含量/%≮706560656055656055游離水/%0.4～２體積安定性合格合格—合格合格—合格合格—細(xì)度0.90mm篩篩余/%≯000.5000.5000.50.125mm篩篩余%≯310153101531015表3-4路面基層用石灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰鈣質(zhì)消石灰鎂質(zhì)消石灰等級ⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢCaO+MgO含量/%≮858075807570656055605550未消化殘?jiān)?5mm圓孔篩余)%≯71117101420含水量/%≯444444細(xì)度0.71mm篩篩余/%≯—11—110.125mm篩篩余/%≯1320—1320—MgO含量/%≤5＞5≤4＞4四、石灰的工程應(yīng)用1.石灰乳涂料2.配制砂漿：石灰砂漿、水泥石灰混合砂漿3.石灰土和三合土按比例6%～12%拌和

石灰＋粘土——石灰土(灰土)：用于道路的底基層、基層

石灰＋粘土＋砂（爐渣/石屑）——三合土：應(yīng)用歷史悠久主要用于建筑物的地基、基礎(chǔ)，也用于道路的基層、墊層4.制作硅酸鹽制品：蒸壓灰砂磚、蒸壓加氣混凝土砌塊或板材等。

將二水石膏置于具有0.13MPa及124℃的過飽和蒸汽條件下蒸壓，或置于某些鹽溶液中沸煮，可獲得晶粒較粗、較致密的α型半水石膏。建筑石膏高強(qiáng)石膏

二、建筑石膏的水化與硬化

1.建筑石膏的水化特點(diǎn)：極快,全過程約7～12min。

2.建筑石膏的凝結(jié)硬化

自由水水化和蒸發(fā)，石膏漿體可塑性減小，漿體變稠——凝結(jié)晶體逐漸長大，漿體產(chǎn)生強(qiáng)度，直到干燥——硬化

三、建筑石膏的性質(zhì)與技術(shù)要求

1.建筑石膏的性質(zhì)

（1）凝結(jié)硬化快（2）凝結(jié)硬化時(shí)體積略膨脹（3）硬化后孔隙率高，強(qiáng)度低（4）防火性能好（5）耐水性和抗凍性差四、建筑石膏的應(yīng)用1.制備石膏砂漿和粉刷石膏——石膏表面堅(jiān)硬、光滑細(xì)膩、不起灰，便于再裝飾。

常用于室內(nèi)高級抹灰和粉刷。2.石膏板及裝飾件——石膏板質(zhì)輕、保溫隔熱、吸聲防火、尺寸穩(wěn)定、便于施工。

廣泛用于高層建筑和大跨度建筑隔墻。常用制品：紙面石膏板、纖維石膏板、空心石膏板、穿孔石膏板、裝飾石膏板、石膏角線等裝飾件。第三節(jié)

水玻璃一、水玻璃的組成俗稱泡花堿，是由不同比例的堿金屬和二氧化硅化合而成的一種可溶于水的硅酸鹽。建筑工程中最常用的水玻璃是硅酸鈉水玻璃（Na2O·nSiO2，簡稱鈉水玻璃）和硅酸鉀水玻璃（K2O·nSiO2，簡稱鉀水玻璃）。SiO2與Na2O（K2O）的分子比n,稱為水玻璃的模數(shù),決定品質(zhì)。第四節(jié)水泥水泥——呈粉末狀，即能在水中凝結(jié)，又能在空氣中凝結(jié)的膠凝材料。（水硬性膠凝材料）水泥分類: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（2）按用途和性能分類通用水泥(硅酸鹽水泥)專用水泥特性水泥（1）按化學(xué)成分??一、硅酸鹽水泥1.硅酸鹽水泥的生產(chǎn)及礦物組成2.硅酸鹽水泥的水化與凝結(jié)硬化3.硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)4.水泥石的腐蝕與防止5.硅酸鹽水泥的應(yīng)用與儲存▲▲▲1.硅酸鹽水泥的生產(chǎn)及礦物組成凡由硅酸鹽水泥熟料、不超過5%的石灰石或粒化高爐礦渣、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(Portlandcement)。兩種類型Ⅰ型硅酸鹽水泥(代號為P·Ⅰ)——不摻加混合材料Ⅱ型硅酸鹽水泥(代號為P·Ⅱ)——摻加不超過水泥質(zhì)量5%的石灰石或粒化高爐礦渣混合材料

（1）硅酸鹽水泥的生產(chǎn)

1）生產(chǎn)原料石灰質(zhì)原料——石灰石、白堊等粘土質(zhì)原料——粘土、頁巖等校正原料（少量）——鐵砂粉、黃鐵礦渣

——砂巖、粉砂巖CaOSiO2、Al2O3、Fe2O3Fe2O3SiO2磨細(xì)混合材料P·ⅡP·Ⅰ熟料生料煅燒1450℃適量石膏按比例混合、磨細(xì)校正原料

粘土質(zhì)原料石灰質(zhì)原料2）生產(chǎn)工藝兩磨一燒——生料制備、熟料煅燒和水泥粉磨三個(gè)過程。圖3-1硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝流程圖表3-6水泥熟料化學(xué)成分與礦物成分的簡寫形式氧化物簡寫礦物名稱礦物分子式簡寫含量/%CaOC硅酸三鈣3CaO·SiO2C3S37～60SiO2S硅酸二鈣2CaO·SiO2C2S15～37Al2O3A鋁酸三鈣3CaO·Al2O3C3A7～15Fe2O3F鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF10～18H2OH（2）硅酸鹽水泥熟料的礦物組成及特性注意

水泥熟料中的其他成分：

原因：

煅燒水泥中反應(yīng)：危害：影響水泥體積安定性石灰質(zhì)原料富含潛在危害非常嚴(yán)重表3-7硅酸鹽水泥熟料礦物組成的基本特性礦物組成強(qiáng)度水化熱水化速度耐化學(xué)侵蝕性干縮性早期后期C3S高高大快中中C2S低高小慢良小C3A高低最大最快差大C4AF低低中快優(yōu)小?2.硅酸鹽水泥的水化與凝結(jié)硬化

（1）硅酸鹽水泥的水化2（3Ca0·Si02）+6H20=3Ca0·2Si02·3H20+3Ca(OH)2硅酸三鈣水化硅酸三鈣

氫氧化鈣2（2Ca0·Si02）+4H20=3Ca0·2Si02·3H20+Ca(OH)2硅酸二鈣水化硅酸三鈣氫氧化鈣3CaO·Al2O3+6H20=3Ca0·Al203·6H20鋁酸三鈣水化鋁酸三鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H20=3Ca0·Al2O3·6H20+Ca0·Fe203·H20鐵鋁酸四鈣水化鋁酸三鈣水化鐵酸鈣3Ca0·Al203·6H20+Ca(OH)2+6H20=4Ca0·Al203·13H20

水化鋁酸四鈣3Ca0·Al203·6H20+3（CaSO4·2H2O）+19H2O=

3CaO·Al2O3·CaSO4·31H2O

三硫型水化硫鋁酸三鈣

硅酸鹽水泥水化后，生成的水化產(chǎn)物主要有水化硅酸鈣和水化鐵酸鈣凝膠及氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣晶體等。水泥充分水化后，水化硅酸鈣凝膠（C-S-H）約占70%，氫氧化鈣約占20%。（2）硅酸鹽水泥熟料礦物的水化特性

表3-7（3）硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化

水泥加水拌和最初形成可塑性的漿體，然后逐漸變稠失去塑性但尚不具備強(qiáng)度的過程，稱為水泥的“凝結(jié)”。隨后產(chǎn)生明顯的強(qiáng)度并逐漸發(fā)展而形成堅(jiān)硬的石狀固體—水泥石，這一過程稱為水泥的“硬化”。第一階段：大約在水泥拌水起至初凝時(shí)止，C3S迅速反應(yīng)生成Ca(OH)2。石膏和C3A反應(yīng)生成鈣礬石晶體。水泥漿呈塑性狀態(tài)。第二階段：大約從初凝起至24h止，水泥水化加速，生成較多的Ca(OH)2、鈣礬石晶體、水化硅酸鈣凝膠。水化產(chǎn)物大量生成，水泥凝結(jié)。第三階段：指24h以后直到水化結(jié)束。所有水化產(chǎn)物生成，數(shù)量不斷增加，結(jié)構(gòu)更加致密，強(qiáng)度不斷提高。（4）影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素

1）礦物成分2）細(xì)度3）水灰比4）養(yǎng)護(hù)時(shí)間5）溫度和濕度6）石膏摻量

——作用：緩凝劑水泥熟料磨成細(xì)粉與水相遇會很快凝結(jié)，無法施工。加入適量的石膏會延水泥緩凝結(jié)硬化時(shí)間，同時(shí)還有利于提高水泥早期強(qiáng)度、降低干縮變形等性能。

3.硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)(化學(xué)、物理、力學(xué)性質(zhì))（1）水泥的化學(xué)性質(zhì)

1）氧化鎂含量2）三氧化硫含量

3）燒失量——水泥煅燒不理想或者受潮后，會導(dǎo)致燒失量增加，故燒失量是檢驗(yàn)水泥質(zhì)量的一項(xiàng)指標(biāo)。

4）不溶物——主要指煅燒過程中存留的殘?jiān)?，不溶物的含量會影響水泥的粘結(jié)質(zhì)量。

5）堿含量——限制發(fā)生堿-集料反應(yīng),按(Na2O+0.658K2O)值計(jì),不得大于0.60%。

6）Cl-含量——引起鋼筋銹蝕。水化慢、體積膨脹,影響安定性

（2）物理力學(xué)性質(zhì)(細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、體積安定性和強(qiáng)度)

1）細(xì)度

——水泥顆粒粒徑在7-200um之間，小于40um時(shí)具有較好的活性，大于100um后活性很小。80um方孔篩篩余量：%45um方孔篩篩余量：%——負(fù)壓篩法（適用于其他硅酸鹽水泥）比表面積：m2/kg——勃氏法（適用于硅酸鹽水泥、普通水泥）①

指標(biāo)

②

試驗(yàn)方法

a.篩析試驗(yàn)前：調(diào)節(jié)負(fù)壓至4000～6000Pa范圍內(nèi)。

b.稱取試樣25g（m）置于負(fù)壓篩，篩析2min。

c.篩畢，稱量篩余物ms。

d.結(jié)果計(jì)算水泥試樣篩余百分?jǐn)?shù)：篩余結(jié)果的修正:C——修正系數(shù)，0.80～1.20

2）凝結(jié)時(shí)間

①

定義：水泥從開始加水拌合到失去流動性所需要的時(shí)間,稱為凝結(jié)時(shí)間，分為初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。初凝狀態(tài)：水泥加水起至水泥漿開始失去可塑性所需的時(shí)間——初凝時(shí)間。終凝狀態(tài)：水泥加水起至水泥漿完全失去可塑性

并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間——終凝時(shí)間。③

凝結(jié)時(shí)間的測定：②兩種狀態(tài)a.采用凝結(jié)時(shí)間測定儀（維卡儀）b.采用水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿。

④

標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量目的：為使測試結(jié)果具有可比性，測定水泥凝結(jié)時(shí)間和安定性必須采用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿。標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量：是指拌制水泥凈漿時(shí)為達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度所需的加水量，以水與水泥質(zhì)量之比的百分?jǐn)?shù)表示。測定方法：現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量采用標(biāo)準(zhǔn)法維卡儀測定。水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿：是指采用維卡儀測定，以規(guī)定的時(shí)間試桿沉入凈漿并距底板6mm±1mm的水泥凈漿，以此可以得到水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。影響因素：與水泥細(xì)度、礦物組成等有影響。水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測定方法：a.目的：試驗(yàn)結(jié)果具有可比性，用于測定凝結(jié)時(shí)間和安定性。

b.測定：試驗(yàn)儀器：維卡儀試驗(yàn)方法：標(biāo)準(zhǔn)法/調(diào)整水量法c.標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿標(biāo)準(zhǔn):

試桿距底板距離為6mm±1mm。d.標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（%）:達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿時(shí)的用水量。P=W/500（%）

初凝時(shí)間測定：

試針距底板距離為4mm±1mm。

終凝時(shí)間測定：

當(dāng)試針沉入試體0.5mm時(shí)，即環(huán)形附件開始不能在試體上留下痕跡時(shí)。

3）安定性

（用沸煮法檢驗(yàn)）

①

定義：指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。

②安定性不良的因素：a.MgO過量；b.石膏摻量過多；c.水泥中游離過多CaO。

③試驗(yàn)方法試餅法雷氏法▲——發(fā)生爭議以雷氏法為主雷氏法試驗(yàn):a.雷氏夾試件成型:標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥凈漿。b.測量A:取下試件,測量雷氏夾指針尖端間的距離A。c.沸煮d.測量C:沸煮后,冷卻,取出試件測量雷氏夾指針尖端的距離C。e.結(jié)果判定當(dāng)兩個(gè)試件煮后增加距離C-A平均值≯5.0mm時(shí)，安定性合格；當(dāng)兩個(gè)試件C-A值相差超過4.0mm時(shí)，應(yīng)重做一次試驗(yàn)。再如此，則認(rèn)為該水泥安定性不合格。雷氏夾

4）強(qiáng)度與等級a.檢驗(yàn)方法（ISO法）（我國采用水泥膠砂法來測定強(qiáng)度）水泥:標(biāo)準(zhǔn)砂:水=1:3:0.5，制成40mm×40mm×160mm棱柱體試件,標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)3d、28d，分別測定抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度。

b.強(qiáng)度等級（fce,k）1)以水泥28d抗壓強(qiáng)度確定2)為強(qiáng)度范圍的下限3)水泥實(shí)際強(qiáng)度fce=γc·fce,kγc——水泥富裕系數(shù),1.0～1.5c.分類：普通型、早強(qiáng)型表3-8硅酸鹽水泥的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（GB175—2007）技術(shù)性質(zhì)細(xì)度比表面積/m2·kg-1凝結(jié)時(shí)間安定性(沸煮法)不溶物/%MgO含量/%SO3含量/%燒失量/%堿含量/%氯離子/%初凝/min終凝/hⅠ型Ⅱ型Ⅰ型Ⅱ型指標(biāo)＞300≥45≤6.5必須合格≤0.75≤1.50≤5.0≤3.5≤3.0≤3.5≤0.60≤0.06強(qiáng)度等級抗壓強(qiáng)度/MPa≥抗折強(qiáng)度/MPa≥3天28天3天28天42.517.042.53.56.5

42.5R22.04.052.523.052.54.07.0

52.5R27.05.062.528.062.55.08.062.5R32.05.5注：①如果水泥經(jīng)壓蒸試驗(yàn)安定性合格，則水泥中氧化鎂的含量允許放寬到6.0%；②水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計(jì)算值來表示。若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時(shí)，水泥中堿含量應(yīng)不大于0.60%或由供需雙方確定；③當(dāng)有更要求時(shí)，該指標(biāo)由供需雙方確定。我國現(xiàn)行國標(biāo)（GB175—2007）規(guī)定，水泥中凡不溶物、燒失量、氧化鎂、氧化硫、氯離子、凝結(jié)時(shí)間、安定性和強(qiáng)度中任何一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，為不合格品。

4.水泥石的腐蝕與防止（1）水泥石腐蝕的主要類型

1）軟水侵蝕：

溶出Ca(OH)2降低堿度

2）鹽類侵蝕:硫酸鹽腐蝕：鎂鹽腐蝕：雙重腐蝕3）酸類腐蝕:一般酸的腐蝕：碳酸腐蝕：

4）強(qiáng)堿腐蝕：（2）水泥石腐蝕的防止

1）根據(jù)侵蝕環(huán)境的特點(diǎn)，合理選用水泥品種。2）提高水泥石的密實(shí)度。3）加蓋保護(hù)層。

當(dāng)腐蝕作用較強(qiáng)時(shí)，可在混凝土表面敷設(shè)一層耐腐蝕不透水的保護(hù)層。通常采用耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料或?yàn)r青等。5.硅酸鹽水泥的應(yīng)用與儲存（1）硅酸鹽水泥的應(yīng)用

硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級較高，主要用于重要結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土工程，由于硅酸鹽水泥凝結(jié)硬化較快，抗凍性好，因而也適用于要求凝結(jié)快、早期強(qiáng)度高、冬季施工及嚴(yán)寒地區(qū)遭受反復(fù)凍融的工程。（2）儲存時(shí)應(yīng)注意的問題

水泥在儲存時(shí)應(yīng)按不同品種、不同強(qiáng)度等級及不同出廠日期分別存放，不得混雜，散裝水泥應(yīng)分庫存放。二、摻混合材料的硅酸鹽水泥

凡在硅酸鹽水泥熟料中，摻入一定量的混合材料和適量石膏共同磨細(xì)而制成的水硬性膠凝材料，均屬摻混合材料的硅酸鹽水泥。按摻加混合材料的品種和數(shù)量不同，摻混合材料的硅酸鹽水泥可分為：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。

1.水泥混合材料

（1）活性混合材料（2）非活性混合材料（1）活性混合材料

——磨細(xì)后，在常溫下，與石灰一起加水后能生成具有膠凝性

的水化產(chǎn)物，既能在空氣中又能在水中硬化的混合材料。煉鋼廠冶煉生鐵時(shí)的副產(chǎn)品。主要成分：CaO、Al2O3、SiO2。具有較高的化學(xué)潛能，但穩(wěn)定性差。1）粒化高爐礦渣2）火山灰質(zhì)混合材料3）粉煤灰(飛灰)火力發(fā)電廠煤粉燃料排出的細(xì)顆粒廢渣。主要成分：較多的SiO2、Al2O3和少量的CaO具有較高的活性。天然的、人工的主要成分：Al2O3、SiO2。本身不硬化，+石灰+水起膠凝作用。

激發(fā)劑

（2）非活性混合材料定義：在水泥中主要起填充作用，本身不具有或具有微弱的潛在水硬性或火山灰性。目的：調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度，增加水泥產(chǎn)量，降低水化熱。常用種類：磨細(xì)的石灰石、石英巖、慢冷礦渣、高硅質(zhì)爐灰等。2.普通硅酸鹽水泥（簡稱普通水泥，代號為P·O）

凡由硅酸鹽水泥熟料、6%～20%的活性混合材料（其中允許使用不超過水泥質(zhì)量8%的非活性混合材料或不超過水泥質(zhì)量5%的窯灰代替）、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。特點(diǎn)：混合材料摻量少，特性與硅酸鹽水泥相似。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表3-9。

表3-9普通水泥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（GB175—2007）技術(shù)性質(zhì)細(xì)度比表面積m2·kg-1凝結(jié)時(shí)間安定性(沸煮法)MgO含量/%SO3含量/%燒失量/%堿含量/%氯離子/%初凝/min終凝/h指標(biāo)＞300≥45≤10必須合格≤5.0≤3.5≤5.0≤0.60≤0.06強(qiáng)度等級抗壓強(qiáng)度/MPa≥抗折強(qiáng)度/MPa≥3天28天3天28天42.517.042.53.56.542.5R22.04.052.523.052.54.07.052.5R27.05.03.礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥（1）礦渣硅酸鹽水泥（簡稱礦渣水泥，代號為P·S）——凡由硅酸鹽水泥熟料和粒化高爐礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為礦渣硅酸鹽水泥，簡稱礦渣水泥。水泥中?；郀t礦渣摻加量應(yīng)大于20%，且不超過70%，其中允許使用不超過水泥質(zhì)量8%的非活性混合材料或窯灰代替。分類：礦渣水泥根據(jù)礦渣摻加量的不同分為A型和B型兩種，A型礦渣摻加量＞20%且≤50%，代號為P·S·A；B型礦渣摻加量＞50%且≤70%，代號為P·S·B。特點(diǎn)：

1）水泥水化生成的Ca(OH)2與礦渣中的活性SiO2、Al2O3進(jìn)行二次反應(yīng)生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣。故礦渣水泥的凝結(jié)稍慢，早期強(qiáng)度較低。但在硬化后期，28d以后的強(qiáng)度發(fā)展將超過硅酸鹽水泥。2）耐硫酸鹽侵蝕性好，水化熱較低；3）易泌水，抗凍性差，抗?jié)B性差。（2）火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥(簡稱火山灰水泥，代號為P·P)——凡由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質(zhì)混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。水泥中火山灰質(zhì)混合材料摻量應(yīng)大于20%,且不超過40%。特點(diǎn):與礦渣水泥比較接近，抗?jié)B性、抗淡水及抗硫酸鹽侵蝕能力高；水化熱較低；干縮變形較大，耐磨性、抗凍性較差。（3）粉煤灰硅酸鹽水泥(簡稱粉煤灰水泥，代號為P·F)——凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為粉煤灰硅酸鹽水泥。水泥中粉煤灰摻量應(yīng)大于20%，且不超過40%。特點(diǎn)：與火山質(zhì)水泥特性相似。

表3-10礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)性質(zhì)細(xì)度篩余量/%凝結(jié)時(shí)間安定性沸煮法MgO含量/%SO3含量/%堿含量/%氯離子/%80μm45μm初凝/min終凝/h礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥指標(biāo)≤10≤30≥45≤10必須合格≤6.0≤4.0≤3.5≤0.60≤0.06強(qiáng)度等級抗壓強(qiáng)度/MPa≥抗折強(qiáng)度/MPa≥3天28天3天28天32.510.032.52.55.532.5R15.03.542.515.042.53.56.542.5R19.04.052.521.052.54.07.052.5R23.04.5注：如果水泥中氧化鎂含量大于6.0%時(shí)，需進(jìn)行壓蒸安定性試驗(yàn)并合格；B型礦渣水泥的氧化鎂含量不作要求。4.復(fù)合硅酸鹽水泥（簡稱復(fù)合水泥，代號為P·C）——凡由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料、適量的石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱為復(fù)合硅酸鹽水泥。水泥中混合材料總摻加量應(yīng)大于20%，且不超過50%。其中允許使用不超過水泥質(zhì)量8%的窯灰代替，摻礦渣時(shí)混合材料摻量不得與礦渣水泥重復(fù)。

特點(diǎn)：復(fù)合水泥的特性與礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥相似，并取決于混合材料的種類與摻量。六大品種硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥火山灰硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥

不摻混合材+少量混合材（≤5%）

硅酸鹽水泥熟料+適量石膏+多量混合材（≥20%）

P·Ⅰ

P·Ⅱ

+少量混合材（6%～20%）

P·O

?；郀t礦渣

P·P

P·F

P·S

火山灰

粉煤灰+兩種或兩種以上混合材（≥20%）

P·C5.摻混合材水泥的特性與硅酸鹽水泥或普通水泥相比：（1）凝結(jié)硬化速度較慢（2）水化放熱速度慢（3）對溫度較為敏感（4）抗侵蝕能力強(qiáng)（5）抗凍性和抗碳化能力較差三、常用水泥的工程應(yīng)用混凝土工程特點(diǎn)或所處環(huán)境條件優(yōu)先選用可以使用不宜使用普通混凝土1.在普通氣候環(huán)境中的混凝土普通水泥硅酸鹽水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥復(fù)合水泥2.在干燥環(huán)境中的混凝土普通水泥硅酸鹽水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥3.在高濕度環(huán)境中或永遠(yuǎn)處在水下的混凝土礦渣水泥硅酸鹽水泥普通水泥火山灰水泥粉煤灰水泥復(fù)合水泥4.厚大體積的混凝土粉煤灰水泥礦渣水泥火山灰水泥復(fù)合水泥普通水泥硅酸鹽水泥快硬硅酸鹽水泥表3-11常用水泥的選用參考表有特殊要求的混凝土1.要求快硬的混凝土快硬硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰質(zhì)水泥粉煤灰水泥復(fù)合水泥2.高強(qiáng)（大于C40級）混凝土硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥3.嚴(yán)寒地區(qū)的露天混凝土，寒冷地區(qū)的處在水位升降范圍內(nèi)的混凝土硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥4.嚴(yán)寒地區(qū)處在水位升降范圍內(nèi)的混凝土硅酸鹽水泥普通水泥火山灰水泥礦渣水泥粉煤灰水泥復(fù)合水泥5.有抗?jié)B性要求的混凝土硅酸鹽水泥普通水泥火山灰水泥粉煤灰水泥礦渣水泥6.有耐磨性要求的混凝土硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥表3-11常用水泥的選用參考表四、其他品種水泥1.快硬水泥快硬硅酸鹽水泥鋁酸鹽水泥快硬硫鋁酸鹽水泥2.膨脹型水泥硅酸鹽膨脹水泥和自應(yīng)力水泥鋁酸鹽膨脹水泥和自應(yīng)力水泥3.白色和彩色硅酸鹽水泥4.道路硅酸鹽水泥1.快硬水泥（1）快硬硅酸鹽水泥

——凡以硅酸鹽水泥熟料和適量石膏磨細(xì)制成的、以3d抗壓強(qiáng)度表示強(qiáng)度等級的水硬性膠凝材料，稱為快硬硅酸鹽水泥，簡稱快硬水泥。為提高水化硬化速度，采用措施：1）提高熟料中凝結(jié)硬化最快的兩種成分的總含量。通常硅酸三鈣為50%～60%，鋁酸三鈣為8%～14%，二者的總量不應(yīng)小于60%～65%；2）是增加石膏的摻量（達(dá)到8%），促使水泥快速硬化；3）提高水泥的助磨細(xì)度，使其比表面積達(dá)到330～450m2/kg。

適用范圍：適用于緊急搶修工程、軍事工程、冬季施工工程等。表3-12快硬硅酸鹽水泥各齡期強(qiáng)度要求（單位：MPa）強(qiáng)度等級抗壓強(qiáng)度抗折強(qiáng)度1d3d28d①1d3d28d①32.515.032.552.53.55.07.237.517.037.557.54.06.07.642.519.042.562.54.56.48.0①供需雙方參考指標(biāo)。（2）鋁酸鹽水泥——凡以鋁酸鈣為主、氧化鋁含量大于50%的熟料磨制的水硬性膠凝材料，稱為鋁酸鹽水泥，其代號為CA。1）鋁酸鹽水泥的礦物組成主要成分：鋁酸一鈣（CA）、二鋁酸一鈣（CA2）。CA是高鋁水泥的主要礦物，有很高的水硬活性，凝結(jié)時(shí)間正常，水化硬化迅速；CA2水化硬化慢，后期強(qiáng)度高，但早期強(qiáng)度卻較低，具有較好的耐高溫性能。特點(diǎn)：快凝早強(qiáng)，適用于工期緊急的工程，如國防、道路和特殊搶修工程等。水化熱大，不能用于大體積砼工程；可用于冬季施工。2）鋁酸鹽水泥的性質(zhì)鋁酸鹽水泥根據(jù)其A12O3含量不同分為四種類型：CA-50、CA-60、CA-70、CA-80，依據(jù)GB201—2000《鋁酸鹽水泥》要求，各類型水泥各齡期強(qiáng)度值不低于表3-13中的數(shù)值。

水泥類型抗壓強(qiáng)度抗折強(qiáng)度6h1d3d28d6h1d3d28dCA-50CA-60CA-70CA-8020①———4020302550454030—85——3.0①———5.52.55.04.06.55.06.05.0—10.0——表3-13鋁酸鹽水泥各齡期的強(qiáng)度要求①當(dāng)用戶需要時(shí)，生產(chǎn)廠應(yīng)提供結(jié)果。3）鋁酸鹽水泥的特性及應(yīng)用

耐磨性、耐蝕性好，適用于耐磨要求較高的工程和受軟水、海水和酸性水腐蝕及受硫酸鹽腐蝕的工程。

耐熱性好，可配制耐熱混凝土。

長期強(qiáng)度及其它性能有降低的趨勢，鋁酸鹽水泥不宜用于長期承重的結(jié)構(gòu)及處于高溫高濕環(huán)境的工程。注意：鋁酸鹽水泥不得與石灰和硅酸鹽水泥混和，也不得與尚未硬化的硅酸鹽水泥接觸使用。因與硅酸鹽水泥或石灰相混產(chǎn)生閃凝，且生成高堿性的水化鋁酸鈣，使混凝土開始破裂。

鋁酸鹽水泥耐堿性極差，不得用于接觸堿性溶液的工程。鋁酸鹽水泥混凝土不能進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)，也不宜在高溫季節(jié)施工。（3）快硬硫鋁酸鹽水