建筑材料

第五章水泥水泥的定義和分類水泥是一種細(xì)磨成粉末狀，參與適量水后成為可塑性的漿體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能將砂、石等資料結(jié)實(shí)地膠結(jié)成具有一定強(qiáng)度的整體的水硬性膠凝資料。按用途和性能分類用于普通土木建筑工程中的水泥，如硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等具有專門用途水泥，如中、低熱水泥，道路水泥等具有某種性能比較突出的水泥，如快硬硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽水泥等按其化學(xué)成分類雖然水泥種類繁多，分類方法各異，但我國(guó)水泥產(chǎn)量的90%左右屬以硅酸鹽為主要水硬性礦物的硅酸鹽水泥。硅酸鹽水泥普通工程鋁酸鹽水泥硫酸鹽水泥快硬、早強(qiáng)。主要用于緊急搶修工程、早強(qiáng)工程、冬季施工、抗蝕、抗凍等工程。早強(qiáng)、膨脹。適用于搶修工程、錨固和地下工程等。我國(guó)水泥工業(yè)現(xiàn)狀近年來(lái)我國(guó)水泥工業(yè)開(kāi)展很快，無(wú)論是種類、產(chǎn)量、質(zhì)量都有很大的突破，尤其是產(chǎn)量居世界前列。但同時(shí)也存在著嚴(yán)重的缺乏，主要表現(xiàn)為：能耗大、污染嚴(yán)重。我們來(lái)看一組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：

如何降低水泥能耗、減少污染物的排放量，將是今后應(yīng)該研討的主要內(nèi)容，綠色產(chǎn)業(yè)化是水泥工業(yè)的開(kāi)展方向。水泥在土木工程中的重要作用水泥是當(dāng)今產(chǎn)量與用量最大的土木工程資料！水泥及其砂漿、混凝土與纖維水泥等水泥基資料普遍用于各種土木工程和鋼筋混凝土構(gòu)造！水泥的性能和正確選用對(duì)土木工程的功能與質(zhì)量至關(guān)重要！學(xué)習(xí)目的學(xué)習(xí)硅酸鹽水泥的礦物組成，及其與其他水泥的差別；水泥的消費(fèi)過(guò)程及其對(duì)性質(zhì)的影響。掌握水泥凝結(jié)硬化機(jī)理和凝結(jié)硬化過(guò)程的影響要素；運(yùn)用這些根本實(shí)際，闡明水泥和混凝土的性質(zhì)，指點(diǎn)合理選擇與運(yùn)用水泥，改善水泥基資料的性能。熟習(xí)水泥各種性質(zhì)的含義和工程意義；水泥性質(zhì)的影響要素及其規(guī)律；水泥性質(zhì)的檢驗(yàn)方法和評(píng)定規(guī)范。硅酸鹽水泥主要內(nèi)容什么是硅酸鹽水泥？硅酸鹽水泥是怎樣制造？硅酸鹽水泥的組成？水泥漿如何轉(zhuǎn)變成鞏固固體？水泥應(yīng)滿足哪些技術(shù)性質(zhì)？如何正確運(yùn)用水泥？重點(diǎn)論述了硅酸鹽系水泥的礦物組成、凝結(jié)硬化機(jī)理和根本性質(zhì)及其檢測(cè)方法，以及硅酸鹽水泥的運(yùn)用。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)制成的水硬性膠凝資料，稱為硅酸鹽水泥(即國(guó)外通稱的PortlandCement).硅酸鹽水泥的消費(fèi)及礦物組成現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范GB175-2007定義：凡由硅酸鹽水泥熟料、0～5％的石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料稱為硅酸鹽水泥〔國(guó)外統(tǒng)稱為波特蘭水泥〕。

硅酸鹽水泥是怎樣制造的？原料：硅質(zhì)：粘土，(SiO2、Al2O3)，占1/3鈣質(zhì)：石灰石、白堊等，(CaO)，占2/3調(diào)理原料：鐵礦與砂，調(diào)理與補(bǔ)充Fe2O3與SiO2制造工藝：原料經(jīng)粉磨混合后得到水泥生料生料經(jīng)窯內(nèi)煅燒得到水泥熟料水泥熟料＋石膏(或再＋混合材〕一同經(jīng)粉磨混合后得到水泥“兩磨一燒〞硅質(zhì)(粘土)鈣質(zhì)(石灰石)1450℃調(diào)理原料石膏石膏水泥生料熟料混合材水泥制造的“兩磨一燒〞工藝流程粉磨煅燒粉磨原料采掘原料磨細(xì)原料混合反響物＋產(chǎn)物＋中間產(chǎn)物預(yù)熱器＋回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)物熟料冷卻熟料儲(chǔ)存硅酸鹽水泥熟料制造工藝流程水泥制造廠全貌水泥的制造工藝全貌水泥生料煅燒回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)窯尾1450~1500C化學(xué)組成：主要成分：CaO(=C)，SiO2(=S)，Al2O3(=A)，F(xiàn)e2O3(=F)少量雜質(zhì)：MgO、K2O、Na2O、SO3、P2O5等。礦物組成：硅酸鹽水泥熟料主要含有四種礦物：硅酸鹽水泥熟料的組成礦物名稱化學(xué)成分縮寫(xiě)符號(hào)含量硅酸三鈣3CaO·SiO2

C3S42％～61％硅酸二鈣2CaO·SiO2

C2S15％～32％鋁酸三鈣3CaO·Al2O3

C3A4％～11％鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3

C4AF10％～18％硅酸鹽水泥熟料的礦物組成

生料SiO2CaO化合反響800～1450℃800℃左右分解反響Al2O3Fe2O32CaO·SiO23CaO·SiO23CaO·Al2O34CaO·Al2O3·Fe2O3硅酸鹽水泥的水化和凝結(jié)硬化水化水泥加水拌和后，水泥顆粒立刻分散于水中并與水發(fā)生化學(xué)反響，生成各種水化物。硅酸三鈣 水化硅酸鈣氫氧化鈣硅酸二鈣 水化硅酸鈣氫氧化鈣鋁酸三鈣水化鋁酸鈣鐵鋁酸四鈣水化鋁酸鈣 水化鐵酸鈣1.硅酸鹽水泥熟料礦物的水化(1)硅酸三鈣硅酸三鈣與水作用時(shí)，反響較快，水化放熱量大，生成水化硅酸鈣〔C-S-H凝膠〕及氫氧化鈣：2C3S+6H2O=C3S2H3+3CH水化硅酸鈣幾乎不溶于水，而立刻以膠體微粒析出，并逐漸凝聚而成為凝膠。氫氧化鈣呈六方板狀晶體析出。(2)硅酸二鈣硅酸二鈣與水作用時(shí)，反響極慢，水化放熱小，生成水化硅酸鈣，也有氫氧化鈣析出：2C2S+4H2O=C3S2H3+CH所構(gòu)成的水化硅酸鈣在C/S和形貌方面與C3S水化生成的都無(wú)大區(qū)別，故也稱為C-S-H凝膠。但CH生成量比C3S的少，結(jié)晶卻粗大些。(3)鋁酸三鈣鋁酸三鈣與水作用時(shí)，反響極快，水化放熱甚大，生成水化鋁酸三鈣〔水石榴石〕：

C3A+6H2O=C3AH6水化鋁酸三鈣為立方晶體，它易溶于水。(4)鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣為水作用時(shí)，反響也較快，水化放熱中等，生成水化鋁酸三鈣及水化鐵酸鈣：C4AF+7H2O=C3AH6+CFH為調(diào)理水泥凝結(jié)時(shí)間而摻入的少量石膏〔3%左右〕，與部分水化鋁酸鈣作用，生成難溶的水化硫鋁酸鈣，也稱鈣礬石，從而延緩了水泥的凝結(jié)時(shí)間。3CaO?Al2O3?6H2O+3(CaSO4?2H2O)+19H2O=3CaO?Al2O3?3CaSO4?+31H2O石膏的作用防止水泥漿的閃凝和假凝景象。調(diào)理水泥的凝結(jié)時(shí)間。導(dǎo)致鈣釩石和單硫型硫鋁酸鈣水化物的構(gòu)成。石膏摻量的影響石膏主要降低C3A的水化速度；摻量太少，凝結(jié)較快；摻量到達(dá)一定后，再添加，影響不大。過(guò)多，凝結(jié)硬化影響不大。硅酸鹽水泥主要水化產(chǎn)物有：水化硅酸鈣凝膠、水化鐵酸鈣凝膠、氫氧化鈣晶體、水化鋁酸鈣晶體、水化硫鋁酸鈣晶體。在完全水化的水泥中：水化硅酸鈣約占70%氫氧化鈣約占20%水化鋁酸鈣約占3％鈣礬石和單硫型水化硫鋁酸鈣約占7%

硅酸鹽水泥熟料礦物的特性礦物名稱硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣與水反應(yīng)速度快慢最快快水化放熱量大小最大中強(qiáng)度高早期低后期高低低礦物組成對(duì)水泥性能的影響以上是單個(gè)礦物組成的性能，水泥是幾種熟料礦物的混合物，改動(dòng)熟料礦物成分間的比例，水泥的性質(zhì)即發(fā)生相應(yīng)的變化。硅酸三鈣↑——高強(qiáng)水泥鋁酸三鈣、硅酸三鈣↓硅酸二鈣↑鐵鋁酸四鈣↑——抗折強(qiáng)度↑——道路水泥

—水化熱↓——大壩水泥礦物組成對(duì)早期強(qiáng)度及水化熱的影響以下是A、B兩種硅酸鹽水泥熟料礦物組成百分比含量，請(qǐng)分析A、B兩種硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度及水化熱的差別。礦物組成C3S/％C2S/％C3A/％C4AF/％A水泥6015169B水泥47281015A水泥的C3S及C3A含量高，而C3S及C3A的早期強(qiáng)度及水化熱都較高，故A硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度與水化熱高于B水泥。擋墻開(kāi)裂與水泥的選用景象：某大體積的混凝土工程，澆注兩周后拆模，發(fā)現(xiàn)擋墻有多道貫穿型的縱向裂痕。該工程運(yùn)用某立窯水泥廠消費(fèi)42.5Ⅱ型硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成如下：C3S：61％；C2S：14％C3A：14％；C4AF：11％緣由分析：由于該工程所運(yùn)用的水泥C3A和C3S含量高，導(dǎo)致該水泥的水化熱高，且在澆注混凝土中，混凝土的整體溫度高，以后混凝土溫度隨環(huán)境溫度下降，混凝土產(chǎn)生冷縮，呵斥混凝土貫穿型的縱向裂痕。防治措施：首先，對(duì)大體積的混凝土工程宜選用低水化熱，即C3A和C3S的含量較低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也需適當(dāng)控制。水泥熟料礦物的水化是放熱反響，C3S和C3A放熱最大，最快；而C2S放熱最小，最慢。水泥熟料礦物的水化速度：C3A＞C3A＋CaSO42H2O＞C3S~C4AF＞C2S水泥的C3A和C3S含量越高，凝結(jié)硬化速度越快；水泥的C3A和C3S含量越低，凝結(jié)硬化速度越慢；三、水泥漿如何轉(zhuǎn)變成鞏固固體？水泥漿經(jīng)過(guò)水泥熟料礦物的水化反響、漿體的凝結(jié)硬化過(guò)程變成鞏固固體凝結(jié)——水泥與水混合構(gòu)成可塑漿體，隨著時(shí)間推移、可塑性下降，但還不具備強(qiáng)度，此過(guò)程即為“凝結(jié)〞；硬化——隨后漿體失去可塑性，強(qiáng)度逐漸增長(zhǎng)，構(gòu)成鞏固固體，這個(gè)過(guò)程即為“硬化〞。水泥漿體轉(zhuǎn)變成鞏固固體的過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)變化過(guò)程。水泥水溶解沉淀水泥漿的凝結(jié)硬化過(guò)程擴(kuò)散先在固－液界面發(fā)生，水化物圍繞每顆水泥顆粒未水化的內(nèi)核區(qū)域堆積；早期水化物在顆粒上構(gòu)成外表膜層，妨礙了進(jìn)一步反響——進(jìn)入埋伏期；因浸透壓或Ca(OH)2的結(jié)晶或二者，水化物膜層破裂，導(dǎo)致水化繼續(xù)迅速進(jìn)展——進(jìn)入水化的加速期；隨著水化的不斷進(jìn)展，水占據(jù)的空間越來(lái)越少，水化物越來(lái)越多，水化物顆粒逐漸接近，構(gòu)成較疏松的空間網(wǎng)狀構(gòu)造，水泥漿失去流動(dòng)性，可塑性降低——凝結(jié)；由于水泥內(nèi)核的繼續(xù)水化，水化物不斷填充構(gòu)造網(wǎng)中的毛細(xì)孔隙，使之越來(lái)越致密，空隙越來(lái)越少，水化物顆粒間作用加強(qiáng)，導(dǎo)致漿體完全失去可塑性，并產(chǎn)生強(qiáng)度——硬化。水泥漿凝結(jié)硬化的物理過(guò)程硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過(guò)程可分為：初始反響期、埋伏期、凝結(jié)期、硬化期4個(gè)階段。初凝：開(kāi)場(chǎng)失去流動(dòng)性和可塑性。不得早于45min。終凝：完全失去可塑性，使水泥具有一定的強(qiáng)度。不得遲于6.5h。a.分散在水中未水化的水泥顆粒；b.在水泥顆粒外表構(gòu)成水化物膜層；c.膜層長(zhǎng)大并相互銜接〔凝結(jié)〕；d.水化物進(jìn)一步開(kāi)展，填充毛細(xì)孔〔硬化〕；1－水泥顆粒；2－水份；3－凝膠；4－晶體；5－水泥顆粒的未水化內(nèi)核；6－毛細(xì)孔水泥凝結(jié)硬化過(guò)程的各個(gè)階段不是彼此截然分開(kāi)，而是交錯(cuò)進(jìn)展的。影響凝結(jié)硬化的主要要素(1)水泥的熟料礦物組成及細(xì)度水泥熟料中各種礦物的凝結(jié)硬化特點(diǎn)不同，當(dāng)水泥中個(gè)礦物的相對(duì)含量不同時(shí)，水泥的凝結(jié)硬化特點(diǎn)就不同。水泥磨得愈細(xì)，水化時(shí)與水的接觸面大，水化速度快，凝結(jié)硬化快，早期強(qiáng)度就高。(2)石膏的摻量水泥中摻入石膏，可調(diào)理水泥凝結(jié)硬化的速度。摻量約占水泥分量的3～5%，詳細(xì)摻量經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。(3)水泥漿的水灰比水泥漿的水灰比是指水泥漿中水與水泥的質(zhì)量之比。水灰比大，水泥的初期水化反響得以充分進(jìn)展，但水泥漿凝結(jié)較慢，水泥石的強(qiáng)度低。(4)齡期〔養(yǎng)護(hù)時(shí)間〕普通在28天內(nèi)強(qiáng)度開(kāi)展最快，28天后顯著減慢。(5)環(huán)境溫度和濕度提高溫度可加速硅酸鹽水泥的早期水化，使早期強(qiáng)度能較快開(kāi)展，但對(duì)后期強(qiáng)度反而能夠有所降低。環(huán)境濕度大，水泥的水化及凝結(jié)硬化就可以堅(jiān)持足夠的化學(xué)用水。假設(shè)環(huán)境枯燥，當(dāng)水份蒸發(fā)完后，水化作用將無(wú)法進(jìn)展，硬化即行停頓，還會(huì)在制品外表產(chǎn)生干縮裂痕。堅(jiān)持水泥漿溫度和濕度的措施，稱水泥的養(yǎng)護(hù)。運(yùn)用水泥凝結(jié)硬化機(jī)理分析與解答問(wèn)題水泥消費(fèi)中為什么摻加石膏？C3A在水中溶解度大，反響很快，引起水泥漿閃凝；水泥的凝結(jié)速度取決于水泥漿體中水化物凝膠微粒的聚集，Al3＋對(duì)凝膠微粒聚集有促進(jìn)作用；石膏與C3A反響構(gòu)成難溶的硫鋁酸鈣水化物，反響速度減緩，并減少了溶液中的Al3＋濃度，延緩了水泥漿的凝結(jié)速度。為什么水泥硬化后能產(chǎn)生強(qiáng)度？水泥漿體硬化后轉(zhuǎn)變?yōu)樵絹?lái)越致密的固體；在漿體硬化過(guò)程中，隨著水泥礦物的水化，比外表較大的水化物顆粒不斷增多，顆粒間相互作用力不斷加強(qiáng)，產(chǎn)生的強(qiáng)度越來(lái)越高。水泥漿體強(qiáng)度的增長(zhǎng)規(guī)律是什么？水泥漿體的強(qiáng)度隨齡期而逐漸增長(zhǎng)，早期增長(zhǎng)快，后期增長(zhǎng)較慢，但是只需維持一定的溫度和濕度，其強(qiáng)度可在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)增長(zhǎng)。這與水泥礦物的水化反響規(guī)律是一致的。為什么強(qiáng)度開(kāi)展與環(huán)境溫、濕度有關(guān)？水泥的水化需求水，假設(shè)沒(méi)有水，水泥的水化就將停頓；提高溫度可加快水泥的凝結(jié)硬化，而降低溫度就會(huì)減緩水泥的凝結(jié)硬化。為什么水泥的儲(chǔ)存與運(yùn)輸時(shí)應(yīng)防止受潮？水泥受潮，因外表水化結(jié)塊，喪失凝膠才干，強(qiáng)度大為降低。硅酸鹽水泥1.密度與堆積密度密度3.1~3.20，混凝土配合比計(jì)算時(shí)，普通取3.10。堆積密度松堆形狀為900～1300kg/m3嚴(yán)密時(shí)可達(dá)1400～1700kg/m3在工地計(jì)算水泥倉(cāng)庫(kù)時(shí)，普通取1300kg/m3。2.細(xì)度定義細(xì)度是指水泥粉體的粗細(xì)程度。細(xì)度決議了水泥與水接觸的外表積。從而影響水泥的水化和凝結(jié)速度和性質(zhì)。丈量方法篩分析法以80m方孔篩的篩余量表示；比外表積法以1kg水泥顆粒所具有的總外表積來(lái)表示。國(guó)標(biāo)要求硅酸鹽水泥的比外表積應(yīng)大于300m2/kg。普通水泥80m方孔篩的篩余量不得超越10.0%。細(xì)度不符合要求的水泥為不合格品！水泥顆粒細(xì)度的影響水泥顆粒越細(xì)，水化速度越快，為什么？答：水泥的水化反響是液－固異相反響，反響首先發(fā)生在液－固界面上；水泥顆粒越細(xì)，比外表積越大，界面區(qū)越大，反響點(diǎn)越多，因此水化速度越快。水泥細(xì)度FinenessofCement粒徑：<3μm水化非常迅速，需水量增大；<40μm水化較慢，內(nèi)芯難以水化。>90μm幾乎接近惰性。問(wèn)題：為什么需求規(guī)定水泥的細(xì)度？解答：水泥顆粒細(xì)度影響水化活性和凝結(jié)硬化速度，水泥顆粒太粗，水化活性越低，不利于凝結(jié)硬化；雖然水泥越細(xì)，凝結(jié)硬化越快，早期強(qiáng)度會(huì)越高，但是水化放熱速度也快，水泥收縮也越大，對(duì)水泥石性能不利；水泥越細(xì)，消費(fèi)能耗越高，本錢添加；水泥越細(xì)，對(duì)水泥的儲(chǔ)存也不利，容易受潮結(jié)塊，反而降低強(qiáng)度。3.規(guī)范稠度用水量規(guī)范稠度：按規(guī)定的方法拌制的水泥凈漿，在水泥規(guī)范稠度測(cè)定儀上，試錐下沉〔282〕mm時(shí)的水泥凈漿的稠度。規(guī)范稠度用水量：是指水泥凈漿到達(dá)規(guī)范稠度時(shí)所需求的水量，用水與水泥質(zhì)量的比來(lái)表示。硅酸鹽水泥的規(guī)范稠度用水泥量普通在23%~31%。試錐下降高度水泥漿試錐問(wèn)題：規(guī)范稠度用水量與什么要素有關(guān)？

為什么？解答：與水泥細(xì)度、水泥礦物組成、混合材摻量等有關(guān)。由于水泥顆粒越細(xì)，比外表越大，外表吸附水越多；水泥礦物組成和混合材摻量不同，顆粒的外表吸附特性不同，吸附水量不同。4.凝結(jié)時(shí)間概念：凝結(jié)時(shí)間—水泥加水開(kāi)場(chǎng)到水泥漿失去流動(dòng)性，即從可塑性開(kāi)展到固體形狀所需求的時(shí)間。初凝時(shí)間從水泥加水拌和到水泥漿開(kāi)場(chǎng)失去可塑性所需的時(shí)間；終凝時(shí)間從水泥加水拌和到水泥漿完全失去可塑性，并開(kāi)場(chǎng)具有強(qiáng)度所需的時(shí)間。測(cè)定方法：用規(guī)范稠度的水泥凈漿，在規(guī)定的溫濕度下，用凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀來(lái)測(cè)定。國(guó)標(biāo)要求：硅酸鹽水泥初凝時(shí)間≥45min；終凝時(shí)間＜390min。

國(guó)標(biāo)規(guī)定：凡初凝時(shí)間不符合規(guī)定的水泥為廢品；終凝時(shí)間不符合規(guī)定的水泥為不合格品。為什么？答：水泥凝結(jié)時(shí)間的規(guī)定是為了有足夠的時(shí)間進(jìn)展施工操作和硬化的混凝土質(zhì)量；初凝時(shí)間太短，來(lái)不及施工，水泥石構(gòu)造疏松、性能差，水泥無(wú)運(yùn)用價(jià)值，即為廢品；終凝時(shí)間太長(zhǎng)，強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，也會(huì)影響施工，即為不合格品。5.體積安定性根本概念：水泥凝結(jié)硬化過(guò)程中，體積變化能否均勻適當(dāng)?shù)男再|(zhì)稱為體積安定性。假設(shè)水泥石的體積變化均勻適當(dāng)，那么水泥的體積安定性良好；假設(shè)水泥石發(fā)生不均勻體積變化：翹曲、開(kāi)裂等，那么水泥的體積安定性不良。體積安定性不良的水泥為廢品！為什么？水泥體積安定性不良的緣由：水泥熟料中含有過(guò)多的游離CaO、MgO和石膏。由于水泥熟料中的游離CaO、MgO都是過(guò)燒的。水化速度很慢。在已硬化的水化石中繼續(xù)與水反響，其固體體積增大1.98%和2.48倍。產(chǎn)生不均勻體積變化，呵斥水泥石開(kāi)裂、翹曲。石膏量過(guò)多，在水泥凝結(jié)硬化后，會(huì)有鈣釩石構(gòu)成，產(chǎn)生膨脹。6.強(qiáng)度檢驗(yàn)方法——軟練膠砂法，分別丈量抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。試件尺寸：4040160mm 棱柱體；膠砂配比：水泥:ISO規(guī)范砂:水=1:3:0.5；振動(dòng)成型：在頻率為2800~3000次/min，振幅0.75mm的振實(shí)臺(tái)上成型。振動(dòng)時(shí)間120s。試件養(yǎng)護(hù)：在20C1C，相對(duì)濕度不低于90%的霧室或養(yǎng)護(hù)箱中24h，然后脫模在20C1C的水中養(yǎng)護(hù)至測(cè)試齡期；100mm160mmP抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)PP抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度丈量：將試件從水中取出，先進(jìn)展抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，折斷后每截再進(jìn)展抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。受壓面積為4040=1600mm2。結(jié)果計(jì)算：抗折強(qiáng)度以三個(gè)試件的平均值，抗壓強(qiáng)度以六個(gè)試件的平均值。強(qiáng)度等級(jí)：根據(jù)3天和28天強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果，將水泥強(qiáng)度劃分假設(shè)干個(gè)強(qiáng)度等級(jí)3d28d時(shí)間〔d〕強(qiáng)度〔MPa〕水泥強(qiáng)度開(kāi)展規(guī)律早期增長(zhǎng)快，隨后逐漸減慢；28天，根本到達(dá)極限強(qiáng)度的80％以上；在適宜的溫濕度條件下，強(qiáng)度增長(zhǎng)可以繼續(xù)幾十天乃至幾十年。問(wèn)題：為什么水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)方法要規(guī)定試件尺寸、試件配比、養(yǎng)護(hù)條件、養(yǎng)護(hù)時(shí)間等？解答：水泥膠砂試件的強(qiáng)度與水泥的組成、試件的水灰比和砂灰比、水泥的水化程度，以及試件的大小有關(guān)，而水泥的水化程度與養(yǎng)護(hù)條件和養(yǎng)護(hù)時(shí)間有關(guān)；水泥強(qiáng)度檢驗(yàn)?zāi)康氖菣z驗(yàn)具有確定組成的水泥的強(qiáng)度，因此，為排除其它要素的影響，將這些要素一致規(guī)定，以便相互比較。7.水化熱概念：水泥的水化是放熱反響，放出的熱量就是水化熱。放熱特征：水泥放熱過(guò)程可繼續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，但大部分在3d內(nèi)釋放。水化熱的益處與危害：水化熱有利于水泥的快硬，尤其是在冬天施工，但假設(shè)水化熱發(fā)散不均勻，容易在混凝土中引起裂痕，尤其是大體積混凝土，更是如此。水化熱和放熱速度的影響要素：水泥礦物組成水泥細(xì)度問(wèn)題？為什么水泥顆粒越細(xì)，水化放熱越快？答:水泥礦物的水化反響是放熱反響，水泥顆粒越細(xì)，水化反響速度越快。硅酸鹽水泥熟料的四種礦物中，哪一種水化熱最大？哪一種水化熱最??？答：鋁酸三鈣C3A水化熱最大；硅酸三鈣C3S次之；硅酸二鈣C2S水化熱最小。為什么要限制水泥的不溶物含量和燒失量？答：不溶物是指水泥經(jīng)酸和堿處置后，不能被溶解的剩余物；燒失量是指水泥經(jīng)高溫灼燒后的質(zhì)量損失率。這兩項(xiàng)目的超標(biāo)表示水泥中不能水化的雜質(zhì)含量大，影響水泥硬化后的性能。問(wèn)題？試從運(yùn)用的角度，分析水泥的技術(shù)性質(zhì)及其要求？答：水泥是一種膠凝資料，是主要的構(gòu)造資料之一，因此，它必需具有強(qiáng)度和體積安定性；細(xì)度和規(guī)范稠度用水量是相互關(guān)聯(lián)的，用水量大將影響強(qiáng)度；為了澆注成型施工，應(yīng)對(duì)凝結(jié)時(shí)間有所限制；水化熱對(duì)水泥硬化過(guò)程和硬化后的水泥石體積穩(wěn)定性有影響；堿含量、不溶物和燒失量影響水泥的質(zhì)量；為了構(gòu)造物自重的計(jì)算，必需知道水泥的密度。水泥質(zhì)量的斷定技術(shù)性質(zhì)不符合要求細(xì)度不合格品凝結(jié)時(shí)間〔初凝〕廢品〔終凝〕不合格品體積安定性廢品強(qiáng)度不合格品或降低等級(jí)不溶物和燒失量不合格品溫度與濕度的影響溫度升高，水化反響加快，凝結(jié)硬化加速，為什么？溫度升高10C，速度加快一倍。溫度低于0C時(shí)，水化反響根本停頓。堅(jiān)持一定濕度，有利于水泥的水化。溫度升高，放熱速度加快，誘導(dǎo)期時(shí)間縮短問(wèn)題？水泥凝結(jié)硬化速度快，好嗎？答：水化加快，放熱速率加速，升溫并膨脹，凝結(jié)硬化構(gòu)成的微構(gòu)造體積較疏松，且在隨后的降溫期間，或受枯燥環(huán)境作用收縮變形時(shí)產(chǎn)生大量微裂痕，致使構(gòu)造混凝土強(qiáng)度與浸透性〔耐久性〕遭到嚴(yán)重影響。水泥宜在什么條件下凝結(jié)硬化？答：水泥宜在常溫(20±10C)與相對(duì)濕度較高的條件下，凝結(jié)硬化。即水泥水化速度適宜的溫度，水化所需水分供應(yīng)充足的條件。拌和用水量的影響重要概念：水灰比—水泥漿體中拌和水量與水泥質(zhì)量之比(W/C)；水灰比越大，需求水化物固相填充的孔隙越多，凝結(jié)硬化所需時(shí)間越長(zhǎng)；水灰比越大，水泥石中孔隙越多，強(qiáng)度越低。SummaryC3S、C3A含量多，凝結(jié)硬化快，反之亦然。摻加混合材，熟料減少，凝結(jié)硬化速度減慢。有些化合物可以使水泥漿體促凝或緩凝。細(xì)度越小，水化反響越快，凝結(jié)硬化越快。水灰比越大，漿體需填充的孔隙越多，凝結(jié)硬化速度越慢。提高溫度，加快水泥的凝結(jié)硬化；堅(jiān)持足夠的水分有利于水泥的凝結(jié)硬化8.水泥的耐腐蝕性根本概念：在運(yùn)用環(huán)境中，硅酸鹽水泥石受某些腐蝕性介質(zhì)的作用，其組成和構(gòu)造會(huì)逐漸發(fā)生變化或遭到損害，導(dǎo)致性能改動(dòng)、強(qiáng)度下降等。水泥石抵抗這種作用、而堅(jiān)持不變的才干稱為其耐腐蝕性。導(dǎo)致水泥石腐蝕性破壞的緣由外因：環(huán)境中的腐蝕性介質(zhì)，如：軟水；酸、堿、鹽的水溶液等。內(nèi)因：水泥石內(nèi)存在原始裂痕和孔隙，為腐蝕性介質(zhì)侵入提供了通道；水泥石內(nèi)有在某些腐蝕性介質(zhì)下不穩(wěn)定的組分，如：Ca(OH)2，水化鋁酸鈣等；腐蝕與毛細(xì)孔通道的共同作用加劇水泥石構(gòu)造的破壞。軟水侵蝕〔溶出性侵蝕〕機(jī)理：當(dāng)水泥石處在軟水中，軟水能使水泥石中的Ca(OH)2溶解，并溶出水泥石，留下孔隙；軟水：指的不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水。另一方面，水泥石中游離的鈣離子的減少，使鈣離子的濃度低于水化物的溶度積，導(dǎo)致水化物分解、溶失和轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生大量孔隙。尤其是處于壓力水或流水條件下，腐蝕越快。破壞方式：水化物的分解、溶失，呵斥水泥石密實(shí)度下降，孔縫增多、強(qiáng)度降低，直至整體破壞。鹽類腐蝕硫酸鹽的腐蝕腐蝕機(jī)理：硫酸鹽與水泥石中的氫氧化鈣反響，生成硫酸鈣。硫酸鈣再與水泥石中未水化的鋁酸鈣反響，生成鈣礬石，其體積添加2.22倍，引起水泥石的破壞。當(dāng)硫酸鈣濃度高時(shí)，他們可直接結(jié)晶，呵斥膨脹壓力，引起破壞。鎂鹽的腐蝕腐蝕機(jī)理：主要是硫酸鎂和氯化鎂，他們與氫氧化鈣反響，生成氫氧化鎂和硫酸鈣或氯化鈣，呵斥雙重腐蝕作用。鈣礬石酸類腐蝕腐蝕機(jī)理：水泥石中的水化物都是堿性化合物，與碳酸、鹽酸、硫酸、醋酸、蟻酸等酸反響生成可溶性鹽。另一方面，氫氧化鈣濃度的降低，會(huì)導(dǎo)致水泥石中其它水化物的分解，使腐蝕作用加劇。破壞方式：溶失性破壞，組成與構(gòu)造發(fā)生很大改動(dòng)。水泥石受酸腐蝕后，外表溶失、零落強(qiáng)堿腐蝕腐蝕機(jī)理：氫氧化鈉、氫氧化鉀等強(qiáng)堿可與水泥石中的鋁酸鈣礦物或水化物反響，生成可溶性鋁酸鹽。當(dāng)介質(zhì)中強(qiáng)堿濃度較高是，會(huì)呵斥水泥石的嚴(yán)重破壞。防止水泥石腐蝕的措施主要針對(duì)引起腐蝕破壞的內(nèi)因采取措施，根據(jù)運(yùn)用環(huán)境條件，選用水泥種類，降低水泥石中不穩(wěn)定組分的含量；提高水泥石的密實(shí)度，減少腐蝕性介質(zhì)的通道，如降低水灰比、摻加外加劑等；外表防護(hù)處置，堵塞通道如：防腐涂層。問(wèn)題？降低水泥石中Ca(OH)2的含量，對(duì)水泥的耐腐蝕性有什么作用？為什么？答：降低水泥石中Ca(OH)2的含量，可以提高水泥的抵抗化學(xué)腐蝕和軟水腐蝕的才干。由于，化學(xué)和軟水腐蝕與水泥石中的氫氧化鈣親密相關(guān)。Summary物理力學(xué)性能密度強(qiáng)度體積穩(wěn)定性細(xì)度水化熱耐久性能軟水腐蝕鹽類腐蝕酸類腐蝕強(qiáng)堿腐蝕為了滿足土木工程運(yùn)用的要求，水泥需具備三方面的性能施工性能凝結(jié)時(shí)間規(guī)范稠度用水量

摻混合材的硅酸鹽水泥混合資料混合資料：在消費(fèi)水泥時(shí)，為改善水泥性能，調(diào)理水泥強(qiáng)度等級(jí)，而加到水泥中的人工的和天然的礦物資料?；旌腺Y料按其性能可分活性混合資料和非活性混合資料。1.非活性混合資料起填充作用2.活性混合資料活性氧化硅和氧化鋁與氫氧化鈣反響〔二次反響〕作用：在水泥中主要其填充作用，調(diào)理強(qiáng)度等級(jí)、節(jié)省能源、降低本錢、添加產(chǎn)量、降低水化熱等。1.非活性混合材定義：與水泥礦物成分或水化產(chǎn)物不發(fā)生化學(xué)反響或化學(xué)反響很弱的混合材，不能或很少生具有膠凝性的水化物，在水泥中僅起填充作用，為非活性混合材。常見(jiàn)的有：石英砂石灰?guī)r粘土2.活性混合材定義——具有水化活性的混合材。加水后本身并不硬化，與石灰加水拌和后，在常溫下能生成具有膠凝性的水化物，既能在空氣中硬化，又能在水中繼續(xù)硬化?；钚越M分：SiO2、Al2O3常用種類：?；郀t礦渣—煉鋼鐵的廢料火山灰質(zhì)粉末—天然巖石和人工煅燒物粉煤灰—火電廠的廢料活性混合資料的作用活性混合資料都含有大量的活性氧化硅和活性氧化鋁，它們只需在氫氧化鈣飽和溶液中，才會(huì)發(fā)生明顯的水化反響，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣：xCa(OH)2+SiO2+m1H2O=xCaO?SiO2?n1H2OyCa(OH)2+Al2O3+m1H2O=yCaO?Al2O3?n1H2O溶液中的石膏還能與水化鋁酸鈣反響，生成水化硫鋁酸鈣，具有一定的強(qiáng)度。作用：1、提高水泥產(chǎn)量，降低水泥本錢2、改善水泥的某些性能，調(diào)理水泥強(qiáng)度等級(jí)，擴(kuò)展運(yùn)用范圍3、充分利用工業(yè)廢渣，有利于環(huán)境維護(hù)摻混合材的硅酸鹽水泥種類硅酸鹽水泥熟料＋石膏＋＋＋＋＋6~15%混合材普通硅酸鹽水泥20~70%礦渣礦渣硅酸鹽水泥20~50%火山灰火山灰硅酸鹽水泥20~40%粉煤灰粉煤灰硅酸鹽水泥16~50%兩種混合材復(fù)合硅酸鹽水泥摻混合材硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化和性能與所摻混合材的種類與摻量親密相關(guān)！摻混合材水泥的代號(hào)水泥種類組成特點(diǎn)代號(hào)普通水泥6％～15％的混合材P·O礦渣水泥20～70％礦渣P·S火山灰水泥20～50％火山灰P·P粉煤灰水泥20～40％粉煤灰P·F復(fù)合水泥15～50％兩種混合材P·C普通硅酸鹽水泥根據(jù)國(guó)家規(guī)范〔GB175—1999〕，普通硅酸鹽水泥〔ordinaryportlandcement〕的定義是：凡由硅酸鹽水泥熟料、6％～15％混合資料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱為普通硅酸鹽水泥〔簡(jiǎn)稱普通水泥〕，代號(hào)P?O。摻活性混合資料時(shí)，不得超越15％，其中允許用不超越水泥質(zhì)量5％的窯灰〔水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣中搜集下的粉塵〕或不超越水泥質(zhì)量10％的非活性混合資料來(lái)替代；摻非活性混合資料時(shí)，最大摻量不得超越水泥質(zhì)量10％。普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5和52.5R等三個(gè)等級(jí)兩種類型〔普通型和早強(qiáng)型〕。普通水泥的強(qiáng)度要求種類強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度〔MPa〕抗折強(qiáng)度〔MPa〕3d28d3d28d普通水泥32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.552.522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.0礦渣硅酸鹽等水泥根據(jù)國(guó)家規(guī)范〔GB1344—1999〕，凡由硅酸鹽水泥熟料和?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料稱為礦渣硅酸鹽水泥〔簡(jiǎn)稱礦渣水泥〕〔Portlandblastfurnace-slagcement〕，代號(hào)P·S。對(duì)于細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間和體積安定性的技術(shù)要求與普通硅酸鹽水泥一樣。礦渣水泥是我國(guó)產(chǎn)量最大的水泥種類，共分六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。礦渣水泥的特點(diǎn)〔1〕早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高由于礦渣水泥中含有?；郀t礦渣，相應(yīng)熟料含量較少，因此凝結(jié)稍慢，早期〔3天、7天〕強(qiáng)度較低。但在硬化后期，28天以后的強(qiáng)度開(kāi)展將超越硅酸鹽水泥。采用蒸汽養(yǎng)護(hù)等濕熱處置方法，能加快硬化速度，并且影響后期強(qiáng)度的開(kāi)展。適用于采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的預(yù)制構(gòu)件，不宜用于早期強(qiáng)度要求高的工程。〔2〕具有較強(qiáng)的抗溶出性侵蝕及抗硫酸鹽侵蝕的才干由于水泥熟料中的氫氧化鈣與礦渣中的活性氧化硅和活性氧化鋁發(fā)生二次反響，使水泥中易受腐蝕的氫氧化鈣大為減少。同時(shí)因摻入礦渣而使水泥中易受硫酸鹽侵蝕的鋁酸三鈣含量也相對(duì)降低。因此礦渣水泥抗溶出性侵蝕才干及抗硫酸鹽侵蝕才干較強(qiáng)；可用于受溶出性侵蝕，以及受硫酸鹽侵蝕的水工及海工混凝土。〔3〕水化熱低礦渣水泥中硅酸三鈣和鋁酸三鈣的含量相對(duì)減少，水化速度較慢，故水化熱也相應(yīng)較低。此種水泥適用于大體積混凝土工程?！?〕抗碳化性較差由于水泥石中的氫氧化鈣的數(shù)量少，故抵抗碳化的才干差。因此不適宜用于二氧化碳濃度含量高的工業(yè)廠房，如鑄造、翻砂車間等?！?〕保水性差，抗?jié)B性差，干縮大由于?；郀t礦渣玻璃體對(duì)水的吸附才干差，即對(duì)水分的堅(jiān)持才干差〔保水性差〕，與水拌合時(shí)易產(chǎn)生泌水呵斥較多的連通孔隙，因此，礦渣硅酸鹽水泥的抗?jié)B性差，且干縮較大。礦渣水泥不適宜用于有抗?jié)B要求的混凝土工程?！?〕耐熱性好礦渣本身耐熱性好，且礦渣硅酸鹽水泥水化后氫氧化鈣的含量少，故礦渣硅酸鹽水泥的耐熱性較好，適宜用于有耐熱要求的混凝土工程?；鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥根據(jù)國(guó)家規(guī)范〔GB1344—1999〕，凡由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質(zhì)混合資料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥〔簡(jiǎn)稱火山灰水泥〕，〔Portlandpozzolanacement〕代號(hào)P·P。水泥中火山灰質(zhì)混合資料摻加量按質(zhì)量百分比計(jì)為20～50％?；鹕交宜喔鼾g期的強(qiáng)度要求，細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間及體積安定性的要求與礦渣水泥一樣?；鹕交宜嗉铀?，其水化反響和礦渣水泥一樣，也是分兩步進(jìn)展的?；鹕交宜嗪偷V渣水泥在性能方面有許多共同點(diǎn)，如早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)率較大，水化熱低，耐蝕性較強(qiáng)，抗凍性差等?；鹕交宜嗟奶攸c(diǎn)〔1〕保水性，抗?jié)B性及耐水性高火山灰質(zhì)混合資料顆粒較細(xì)，內(nèi)部含有大量的微細(xì)孔隙，故火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥的保水性高，泌水性??；當(dāng)處在酸潮濕環(huán)境中或在水中養(yǎng)護(hù)時(shí)，火山灰質(zhì)混合資料和氫氧化鈣作用，生成較多的水化硅酸鈣膠體，使水泥石構(gòu)造致密，因此具有較高的抗?jié)B性和耐水性?！?〕在枯燥環(huán)境中易產(chǎn)生裂痕火山灰水泥在硬化過(guò)程中干縮景象較礦渣水泥更顯著，當(dāng)處在枯燥空氣中時(shí)，構(gòu)成的水化硅酸鈣膠領(lǐng)會(huì)逐漸枯燥，產(chǎn)生干縮裂痕。水泥石外表易產(chǎn)生“起粉〞景象。因此，在施工時(shí)，應(yīng)特別留意加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)?！?〕耐蝕性較強(qiáng)火山灰水泥耐蝕性較強(qiáng)的原理與礦渣水泥一樣。但假設(shè)摻燒粘土，那么抗硫酸鹽侵蝕才干差。粉煤灰硅酸鹽水泥凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料稱為粉煤灰硅酸鹽水泥〔簡(jiǎn)稱粉煤灰水泥〕〔portlandfly-ashcement〕，代號(hào)P?F。粉煤灰摻加量按質(zhì)量百分比計(jì)為20％～40％。粉煤灰水泥各齡期的強(qiáng)度要求，細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、體積安定性的要求與礦渣水泥和火山灰水泥一樣。粉煤灰水泥的特點(diǎn)〔1〕早期強(qiáng)度低這種水泥早期強(qiáng)度開(kāi)展速率比礦渣水泥和火山灰水泥更低，但后期可明顯地超越硅酸鹽水泥。〔2〕干減少，抗裂性高與其它摻混合材水泥比較，規(guī)范稠度需水量較小，干縮性也小，因此抗裂性較高。但其吸附水的才干較差，即保水性差，泌水較快，假設(shè)處置不當(dāng)易引起混凝土產(chǎn)生失水裂痕。粉煤灰水泥適用于大體積混凝土工程及地下和海港工程。對(duì)接受荷載較遲的工程更為有利。礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥的強(qiáng)度要求強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度MPa抗折強(qiáng)度MPa3d28d3d28d32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0復(fù)合硅酸鹽水泥凡由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合資料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱為復(fù)合硅酸鹽水泥〔簡(jiǎn)稱復(fù)合水泥，P·C水泥〕。水泥中混合資料總摻加量按質(zhì)量百分比應(yīng)大于15%，不超越50%。共分六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。對(duì)于細(xì)度、初凝時(shí)間和體積安定性的技術(shù)要求與普通硅酸鹽水泥一樣，終凝時(shí)間不得遲于12h。三、活性混合材水泥的特性礦渣水泥：保水性差，泌水性大，干縮較大，耐熱性較好。火山灰水泥：易吸水，易反響，構(gòu)造較致密，抗?jié)B性和耐水性較好，體積收縮較大，抗硫酸鹽才干較差。粉煤灰水泥：吸水才干弱，需水量較低，干縮性較小，構(gòu)造致密，抗裂性較好。復(fù)合水泥：取決于所摻的混合材種類。活性混合材水泥的共性1、凝結(jié)硬化速度慢；2、早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)率高；3、水化熱較??；4、對(duì)養(yǎng)護(hù)溫濕度敏感；5、耐腐蝕性較好；6、抗凍性、耐磨性不及硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥；7、特別運(yùn)用于地下和水中的普通混凝土和大體積混凝土構(gòu)造。五種通用水泥的性能特點(diǎn)及運(yùn)用

硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥成分水泥熟料及少量石膏在硅酸鹽水泥中摻活性混合資料15％以下或非活性混合資料10％以下在硅酸鹽水泥中摻入20～70％的粒化高爐礦渣在硅酸鹽水泥中摻入20～50％火山灰質(zhì)混合資料在硅酸鹽水泥中摻入20～40％粉煤灰特性早期強(qiáng)度高；水化熱較大；抗凍性較好；耐蝕性差；干縮較小與硅酸鹽水泥根本一樣早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，水化熱較低；耐蝕性較強(qiáng)；抗凍性差；干縮性較大早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快；水化熱較低；耐蝕性較強(qiáng)；抗?jié)B性好；抗凍性差；干縮性大早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快；水化熱較低；耐蝕性較強(qiáng)；干縮性??；抗裂性較高；抗凍性差適用范圍普通土建工程中鋼筋混凝土構(gòu)造；受反復(fù)冰凍作用的構(gòu)造；配制高強(qiáng)混凝土與硅酸鹽水泥根本一樣高溫車間和有耐熱耐熱耐火要求的混凝土構(gòu)造；大體積混凝土構(gòu)造；蒸氣養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件；有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程地下、水中大體積混凝土構(gòu)造和有抗?jié)B要求的混凝土構(gòu)造；蒸汽養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件；有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程地上、地下及水中大體積混凝土構(gòu)造件；抗裂性要求較高的構(gòu)件；有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程不適用范圍大體積混凝土構(gòu)造；受化學(xué)及海水侵蝕的工程與硅酸鹽水泥根本一樣早期強(qiáng)度要求高的工程；有抗凍要求的混凝土工程處在枯燥環(huán)境中的混凝土工程；其它同礦渣水泥有抗碳化要求的工程；其它同礦渣水泥

其它種類水泥一、道路硅酸鹽水泥組成特點(diǎn)：水泥熟料主要礦物——硅酸鈣和鐵鋁酸鈣鐵鋁酸四鈣高，C4AF的含量≥16.0％。性能特點(diǎn)：初凝時(shí)間較長(zhǎng)，≥1h；抗折強(qiáng)度高；耐磨性好，磨損率≤3.60kg/m2；抗裂性好，28d干縮率≤0.10%；運(yùn)用特點(diǎn)：主要用于混凝土路面工程。道路硅酸鹽水泥二、白色硅酸鹽水泥組成特點(diǎn)：水泥中的氧化鐵的含量低于水泥質(zhì)量的0.5%。性能特點(diǎn)：外觀為白色，按白度分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)；技術(shù)要求與普通水泥同。強(qiáng)度等級(jí)：32.5、42.5、52.5、62.5四種運(yùn)用特點(diǎn)：白水泥熟料與顏料、石膏共同磨細(xì)可制得彩色水泥；主要用于建筑室內(nèi)外裝飾等。硅酸鹽水泥的顏色主要由氧化鐵引起。當(dāng)氧化鐵含量在3％～4％時(shí)，熟料呈暗灰色；在0.45％～0.7％時(shí)，帶淡綠色；而降低到0.35％～0.40％后，接近白色。白色硅酸鹽水泥〔簡(jiǎn)稱白水泥〕的消費(fèi)主要是降低氧化鐵含量。此外，氧化錳、氧化鈷和氧化鈦也對(duì)白水泥的白度有顯著影響，故其含量也應(yīng)盡量減少。石灰質(zhì)原料應(yīng)選用純的石灰石或方解石，粘土可選用高嶺土。燃料最好用無(wú)灰分的天然氣或重油。白水泥主要礦物為C3S、C2S和C3A，C4AF含量極少。白水泥的物理性能要求主要的是白度〔Whiteness〕。白度是以白水泥與MgO規(guī)范白板的反射率的比值來(lái)表示的。采用鐵含量很低的鋁酸鹽或硫鋁酸鹽水泥生料也可消費(fèi)出白色鋁酸鹽或硫鋁酸鹽水泥。彩色水泥用白色水泥熟料與石膏以及顏料共同磨細(xì)可制得彩色水泥。所用顏料要求對(duì)光和大氣能耐久，能耐堿而又不對(duì)水泥性能起破壞作用。常用的顏料有氧化鐵〔紅、黃、褐紅〕、二氧化錳〔黑、褐色〕、氧化鉻〔綠色〕、赭石〔赭色〕、群青〔藍(lán)色〕和炭黑〔黑色〕。但制造紅、褐、黑等較深顏顏色色水泥時(shí)，也可用普通硅酸鹽水泥熟料來(lái)磨制。在水泥生料中參與少量金屬氧化物著色劑直接燒成彩色熟料，也可制得彩色水泥。三、快硬硅酸鹽水泥組成特點(diǎn)：熟料中C3S、C3A的含量較高，石膏的摻量略大〔其中SO3≤4.0%〕。強(qiáng)度等級(jí)：32.5、37.5、42.5三種性能特點(diǎn)：水泥的細(xì)度較細(xì)，凝結(jié)硬化快，早期強(qiáng)度增進(jìn)率高。運(yùn)用特點(diǎn)：早期強(qiáng)度要求高、緊急搶修、低溫施工工程和高標(biāo)號(hào)混凝土預(yù)制構(gòu)件等。四、中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣硅酸鹽水泥組成特點(diǎn)：熟料中C3S、C3A的含量較低，后一種摻加20~60%的?；郀t礦渣。性能特點(diǎn)：水化熱低，凝結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，中熱水泥抗凍性和耐磨性較好。運(yùn)用特點(diǎn)：適用于大體積混凝土，如大壩水利工程；和要求低水化熱、高抗凍性和耐磨性的工程。五、抗硫酸鹽水泥組成特點(diǎn)：C3S、C3A的含量低，要求C3S的含量低于50.0~55.0%；C3A的含量低于5.0~3.0%?！矠槭裁?？〕性能特點(diǎn)：具有抵抗較高濃度硫酸根離子侵蝕才干，抗蝕才干以抗硫酸鹽腐蝕系數(shù)F來(lái)評(píng)定。要求F≥0.8。運(yùn)用特點(diǎn)：主要用于受硫酸鹽腐蝕的海港、水利、地下、隧道、引水、道路和橋梁根底等工程?？沽蛩猁}腐蝕系數(shù)F：將水泥試件在人工配制的硫酸根離子濃度分別為2500mg/L和8000mg/L的硫酸鈉溶液中，浸泡6個(gè)月后的強(qiáng)度與同時(shí)浸泡在飲用水中的試件的強(qiáng)度之比。六、膨脹水泥和自應(yīng)力水泥組成特點(diǎn)：含有在水泥的凝結(jié)硬化過(guò)程中能產(chǎn)生適量體積膨脹的成分，如：氧化鈣、氧化鎂、硫鋁酸鈣、明礬石、石膏等。種類：硅酸鹽型、鋁酸鹽型、硫鋁酸鹽型。性能特點(diǎn)：凝結(jié)硬化過(guò)程中體積不收縮，而略有膨脹，提高密實(shí)性和抗?jié)B性。運(yùn)用特點(diǎn)：可用于配制防水砂漿和防水混凝土、管道接頭、堵縫和自應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)造工程和構(gòu)件等。七、高鋁水泥鋁酸鹽水泥，aluminatecement，代號(hào)CA，也稱高鋁水泥、礬土水泥，是以鋁礬土和石灰石為原料，經(jīng)高溫煅燒得到以鋁酸鈣為主要成分的熟料，經(jīng)磨細(xì)而成的水硬性膠凝資料。它是一種快硬、早強(qiáng)、耐腐蝕、耐熱的水泥。(一)高鋁水泥的礦物組成定義：高鋁水泥〔礬土水泥〕是以鋁礬土和石灰石為原料，按一定比例配合，經(jīng)煅燒、磨細(xì)所制得的一種以鋁酸鈣為主要礦物成分的水硬性資料，又稱鋁酸鹽水泥。主要礦物有：鋁酸一鈣CaOAl2O3CA，50%~70%；硅酸二鈣2CaOSiO2C2S，七鋁酸十二鈣12CaO7Al2O3，C12A7二鋁酸一鈣CaO2Al2O3，CA2硅鋁酸二鈣2CaOAl2O3SiO2C2AS水化活性很低水化活性很高(二)高鋁水泥的水化和硬化特點(diǎn)：1.高鋁水泥的水化主要是鋁酸一鈣的水化和水化物的結(jié)晶；2.鋁酸一鈣的水化物組成與溫度有關(guān)：T≤20CCA+10H2O—CAH1020C≤T≤30C2CA+11H2O—C2AH830C≤T3CA+12H2O—C3AH6+2(Al2O33H2O)3.水化反響集中在早期，而且，反響速度較快，因此，早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快；4.水化物都是晶體，而且，穩(wěn)定性較差，容易發(fā)生相互間的轉(zhuǎn)化，因此引起強(qiáng)度降低。(三)高鋁水泥的技術(shù)性質(zhì)1.外觀：黃色或黃褐色或灰色；2.密度與堆積密度：與硅酸鹽水泥相近；3.細(xì)度：80m篩余不得超越10%；4.凝結(jié)時(shí)間：初凝≥40min，終凝≤10h；5.強(qiáng)度：見(jiàn)表2-20。①早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快這種水泥的1天強(qiáng)度即可達(dá)3天強(qiáng)度的80％以上，適用于緊急搶修工程和早期強(qiáng)度要求高的特殊工程。但必需思索到這種水泥后期強(qiáng)度的降低。運(yùn)用鋁酸鹽水泥時(shí)，要控制其硬化溫度。最適宜的硬化溫度為15℃左右，普通不得超越25℃。②水化熱大鋁酸鹽水泥硬化時(shí)放熱量較大，面且集中在早期放出，1天內(nèi)即可放出水化熱總量的70～80％，而硅酸鹽水泥僅放出水化熱總量的25～50％。因此，這種水泥不宜用于大體積混凝土工程，但適用于冰冷地域冬季施工的混凝土工程。(四)高鋁水泥的特點(diǎn)與運(yùn)用③抗硫酸鹽侵蝕性強(qiáng)鋁酸鹽水泥具有較好的抗硫酸鹽及抗海水腐蝕的性能。同時(shí)，對(duì)碳酸水、稀鹽酸等侵蝕性溶液也有很好的穩(wěn)定性。但晶體轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的水化鋁酸三鈣后，孔隙率添加，耐蝕性也相應(yīng)降低。④耐堿性差鋁酸鹽水泥不得用于接觸堿性溶液的工程。主要緣由是堿金屬的碳酸鹽會(huì)與CAH10或C2AH8反響：K2CO3+CAH10=CaCO3+K2O·Al2O3+10H2O2K2CO3+C2AH8=2CaCO3+K2O·Al2O3+2KOH+7H2O2KOH+Al2O3=K2O·Al2O3+H2OK2O·Al2O3+CO2=K2CO3+Al2O3⑤耐熱性高鋁酸鹽水泥在高溫下仍堅(jiān)持較高強(qiáng)度。如用這種水泥配制的混凝土在900℃溫度下，還具有原強(qiáng)度的70％，當(dāng)?shù)竭_(dá)1300℃時(shí)髦有50％左右的強(qiáng)度。因此，鋁酸鹽水泥可作為耐熱混凝土的膠結(jié)資料。八、快硬硫鋁酸鹽水泥硫鋁酸鹽水泥主要是以無(wú)水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物組成的新型水泥。強(qiáng)度等級(jí)：42.5、52.5、62.5、72.5四種初凝時(shí)間不得早于25min,終凝時(shí)間不得遲于3h。特點(diǎn)：不僅具有快凝、快硬、早強(qiáng)的性能，而且能迅速到達(dá)最終要求的強(qiáng)度，具有無(wú)收縮性及可調(diào)整的膨脹性。又稱“超早強(qiáng)水泥〞Summary本節(jié)中的特性水泥是經(jīng)過(guò)改動(dòng)水泥熟料礦物組成或水化物組成，獲得不同的特定性質(zhì)。道路水泥，C4AF含量高，抗折強(qiáng)度與耐磨性好；白色水泥，鐵相含量很低，外觀為白色；快硬水泥，C3A和C3S含量高，凝結(jié)硬化快，早強(qiáng)；中、低熱水泥，C3A和C3S含量較低，水化熱較?。豢沽蛩猁}水泥，C3A和C3S含量較低，抗蝕系數(shù)較大；膨脹、自應(yīng)力水泥，消費(fèi)體積可膨脹的水化物；高鋁水泥，熟料礦物主要為鋁酸鈣，快硬，耐高溫等。

石棉水泥制品石棉水泥制品是天然纖維狀的硅質(zhì)礦物的泛稱，是一種被廣泛運(yùn)用于建材防火板的硅酸鹽類礦物纖維，也是獨(dú)一的天然礦物纖維，它具有良好的抗拉強(qiáng)度和良好的隔熱性與防腐蝕性，不易熄滅，故被廣泛運(yùn)用。石棉水泥制品的的種類很多，最常見(jiàn)的石棉水泥波瓦、石棉水泥平板、石棉水泥管等。另一方面，極其微小的石棉纖維飛散到空中，被吸入到人體的肺后，經(jīng)過(guò)20到40年的埋伏期，很容易誘發(fā)肺癌等肺部疾病。這就是在世界各國(guó)遭到不同程度關(guān)注的石棉公害問(wèn)題。在歐洲，據(jù)預(yù)測(cè)到2020年因石棉公害引發(fā)的肺癌而致死的患者將到達(dá)50萬(wàn)人。而在日本，預(yù)測(cè)到2040年將有10萬(wàn)人因此死亡。本章小結(jié)根底實(shí)際：石膏、石灰和水玻璃的凝結(jié)硬化過(guò)程及其影響要素。硅酸鹽水泥的水化反響及其產(chǎn)物，凝結(jié)硬化過(guò)程及其影響要素；水泥組成對(duì)其性能的影響。根本知識(shí)：膠凝資料的概念；氣硬性與水硬性膠凝資料的區(qū)別；石膏的消費(fèi)與種類；建筑石膏的特性、質(zhì)量要求與運(yùn)用。石灰的原料與消費(fèi)；石灰的熟化；過(guò)火石灰的危害與消除；石灰的特性、質(zhì)量要求與運(yùn)用。水玻璃的組成、性質(zhì)與運(yùn)用。根本知識(shí)：硅酸鹽水泥的組成、技術(shù)性質(zhì)、運(yùn)用及儲(chǔ)運(yùn)知識(shí)；水泥漿體在侵蝕性介質(zhì)下的腐蝕及其防止的措施；水泥石的構(gòu)造；活性混合材的組成、性質(zhì)及作用；普通硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和高鋁水泥等其它水泥的組成、性能的特點(diǎn)及運(yùn)用。根本技藝：氣硬性膠凝資料的正確運(yùn)用水泥主要技術(shù)性質(zhì)的測(cè)試，各種水泥的正確選用。習(xí)題例3-1現(xiàn)有甲、乙兩廠消費(fèi)的硅酸鹽水泥熟料，其礦物成分如下表，試估計(jì)和比較這兩廠所消費(fèi)的硅酸鹽水泥的性能有何差別？解由甲廠硅酸鹽水泥熟料配制的硅酸鹽水泥的強(qiáng)度開(kāi)展速度、水化熱、２８d時(shí)的強(qiáng)度均高于由乙廠硅酸鹽水泥熟料配制的硅酸鹽水泥．但耐腐蝕性那么低于由乙廠硅酸鹽水泥熟料配制的硅酸鹽水泥。[評(píng)注]甲廠硅酸鹽水泥熟料中的硅酸三鈣Ｃ3S、鋁酸三鈣C3Ａ的含量均高于乙廠硅酸鹽水泥熟料，而乙廠硅酸鹽水泥熟料中硅酸二鈣C2S含量高于甲廠硅酸鹽水泥熟料。熟料礦物成分含量的不同是呵斥上述差別的主要緣由。例3-2.試闡明消費(fèi)硅酸鹽水泥時(shí)為什么必需摻入適量石膏？解水泥熟料中的鋁酸三鈣遇水后，水化反響的速度最快，會(huì)使水泥發(fā)生瞬凝或急凝。為了延伸凝結(jié)時(shí)間，方便施工，必需摻入適量石膏。[評(píng)注]在有石膏存在的條件下，水泥水化時(shí)，石膏能很快與鋁酸三鈣作用生成水化硫鋁酸鈣〔鈣礬石〕，鈣礬石很難溶解于水，它沉淀在水泥顆粒外表上構(gòu)成維護(hù)膜，從而妨礙了鋁酸三鈣的水化反響，控制了水泥的水化反響速度，延緩了凝結(jié)時(shí)間。例3-4.何謂水泥的體積安定性？水泥的體積安定性不良的緣由是什么？安定性不良的水泥應(yīng)如何處置？解：水泥漿體硬化后體積變化的均勻性稱為水泥的體積安定性。即水泥硬化漿體能堅(jiān)持一定外形，不開(kāi)裂，不變形，不潰散的性質(zhì)。導(dǎo)致水泥安定性不良的主要緣由是：〔1〕由于熟料中含有的的游離氧化鈣、游離氧化鎂過(guò)多；〔2〕摻入石膏過(guò)多；其中游離氧化鈣是一種最為常見(jiàn)，影響也是最嚴(yán)重的要素。熟料中所含游離氧化鈣或氧化鎂都是過(guò)燒的，構(gòu)造致密，水化很慢。加之被熟料中其它成分所包裹，使得其在水泥曾經(jīng)硬化后才進(jìn)展熟化，生成六方板狀的Ca〔OH〕2晶體，這時(shí)體積膨脹９７％以上，從而導(dǎo)致不均勻體積膨脹，使水泥石開(kāi)裂。當(dāng)石膏摻量過(guò)多時(shí)，在水泥硬化后，剩余石膏與水化鋁酸鈣繼續(xù)反響生成鈣礬石，體積增大約1.5倍，也導(dǎo)致水泥石開(kāi)裂。體積安定性不良的水泥，會(huì)發(fā)生膨脹性裂紋使水泥制品或混凝土開(kāi)裂、呵斥構(gòu)造破壞。因此體積安定性不良的水泥，應(yīng)判為廢品，不得在工程中運(yùn)用。例3-5.某些體積安定性不合格的水泥，在存放一段時(shí)間后變?yōu)楹细?，為什么？解某些體積安定性輕度不合格水泥，在空氣中放置２~4周以上，水泥中的部分游離氧化鈣可吸收空氣中的水蒸汽而水化〔或消解〕，即在空氣中存放一段時(shí)間后由于游離氧化鈣的膨脹作用被減小或消除，因此水泥的體積安定性能夠由輕度不合格變?yōu)楹细?。[評(píng)注]必需留意的是，這樣的水泥在重新檢驗(yàn)并確認(rèn)體積安定性合格后方可運(yùn)用。假設(shè)在放置上段時(shí)間后體積安定性仍不合格那么依然不得運(yùn)用。安定性合格的水泥也必需重新標(biāo)定水泥的標(biāo)號(hào)，按標(biāo)定的標(biāo)號(hào)值運(yùn)用。例3-6.影響硅酸鹽水泥水化熱的要素有那些？水化熱的大小對(duì)水泥的運(yùn)用有何影響？解影響硅酸鹽水泥水化熱的要素主要有硅酸三鈣Ｃ3S、鋁酸三鈣C3Ａ的含量及水泥的細(xì)度。硅酸三鈣Ｃ3S、鋁酸三鈣C3Ａ的含量越高，水泥的水化熱越高；水泥的細(xì)度越細(xì)，水化放熱速度越快。水化熱大的水泥不得在大體積混凝土工程中運(yùn)用。在大體積混凝土工程中由于水化熱積聚在內(nèi)部不易分發(fā)而使混凝土的內(nèi)部溫度急劇升高，混凝土內(nèi)