模塊二石灰、水泥---水泥主講老師：陳艷瓊12水泥特點和適用范圍2水泥分類3

硅酸鹽水泥4其他水泥第二節(jié)水泥水泥的特點水泥是一種粉末狀材料，加水后拌合均勻形成的漿體，不僅能夠在干燥環(huán)境中凝結(jié)硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或發(fā)展其強度，形成具有堆聚結(jié)構(gòu)的人造石材。水泥適用范圍不僅適合用于干燥環(huán)境中的工程部位，而且也適合用于潮濕環(huán)境及水中的工程部位。水泥的特點和適用范圍按性能和用途分水泥通用水泥專用水泥特性水泥硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大壩水泥等如鋁酸鹽水泥、膨脹水泥、快凝快硬硅酸鹽水泥等水泥的分類一、硅酸鹽水泥1、什么是水泥”兩磨一燒”工藝2、生產(chǎn)水泥時為什么要加入石膏?（一）硅酸鹽水泥的原材料和生產(chǎn)工藝硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝——“兩磨一燒”硅酸鹽水泥分為：Ⅰ型硅酸鹽水泥（不摻混合材料）和Ⅱ型硅酸鹽水泥（摻不超過5%混合材料）。石灰石粘土鐵礦粉生料石膏硅酸鹽水泥混合材料熟料按比例混合磨細1350℃～1450℃煅燒磨細熟料的礦物組成水泥熟料礦物硅酸二鈣鐵鋁酸四鈣鋁酸三鈣硅酸三鈣2CaO?SiO2，C2S4CaO?Al2O3?Fe2O3，C4AF3CaO?Al2O3，C3A3CaO?SiO2，C3S熟料的礦物組成有哪4個，哪個含量最大？（二）熟料的礦物組成及其特性化學(xué)式簡寫水泥熟料礦物的主要特性礦物名稱硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣含量范圍（質(zhì)量％）35~6510~400～155～15水化反應(yīng)速度快慢最快較快強度早期強度高，28天可達到一年的70%~80%早期低，后期高低低（含量多時對抗折強度有利）水化熱高低最高較高侵蝕、干縮耐化學(xué)侵蝕，較好差，干縮較大好，干縮性?。ǘ┦炝系牡V物組成及其特性（三）技術(shù)性質(zhì)三氧化硫02氧化鎂含量01不溶物04燒失量03氯離子含量06堿含量05硅酸鹽水泥的化學(xué)性質(zhì)1、氧化鎂含量《通用硅酸鹽水泥》(GBl75—2020)規(guī)定水泥中氧化鎂含量不宜超過6.0％。原因引起水泥安定性不良的原因之一，（氧化鎂在水泥硬化以后才開始水化成氫氧化鎂，產(chǎn)生體積膨脹，導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫甚至破壞。)來緣水泥生產(chǎn)過程中高溫時形成的方鎂石《通用硅酸鹽水泥》(GBl75—2020)規(guī)定水泥中三氧化硫含量不應(yīng)超過3.5％,礦渣硅酸鹽水泥I不得超過4.0%.來緣主要是在生產(chǎn)時為調(diào)節(jié)凝結(jié)時間加入石膏而產(chǎn)生的。石膏超過一定限量后，水泥的性能會變壞，甚至引起硬化后水泥石體積膨脹，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物破壞。原因2、三氧化硫含量3、燒失量《通用硅酸鹽水泥》(GBl75—2020)Ⅰ型硅酸鹽水泥中不得大于3.0%;Ⅱ型硅酸鹽水泥中不得大于3.5%;普通型硅酸鹽水泥中不得大于5.0%測定燒失量測定是以水泥試樣在950～1000℃下灼燒15～20min冷卻至室溫稱量。如此反復(fù)灼燒，直至恒重。計算灼燒前后質(zhì)量損失百分率。水泥煅燒不佳或受潮后，均會導(dǎo)致燒失量增加。原因4、不溶物指什么用鹽酸溶解濾去不溶殘渣，經(jīng)碳酸鈉處理再用鹽酸中和，高溫灼燒至恒重后稱量，灼燒后不溶物質(zhì)量占試樣總質(zhì)量比例為不溶物。相關(guān)規(guī)定P·Ⅰ型：不溶物不得超過0.75％；P·Ⅱ型：不溶物不得超過1.50％《通用硅酸鹽水泥》(GBl75—2020)≦0.1％，當有更低的要求時，由雙方確定來緣主要是摻了混合料或加了外加劑（如助磨劑、工業(yè)廢渣）是鋼筋銹蝕的主要原因氯離子對混凝土破壞原因5、氯離子含量海水氯離子對混凝土破壞6、堿含量（選擇性指標）水泥中的少量堿性氧化物活性的集料堿集料反應(yīng)水泥石脹裂堿的限制按Na2O+0.658K2O計算值計若采用活性集料，用戶要求低堿水泥時，水泥是中堿含量不得大于0.6%或由供需雙方商定。堿集料反應(yīng)堿集料反應(yīng)1、細度

細度細度是指水泥顆粒的粗細程度。水泥顆粒越細，水泥的凝結(jié)硬化越迅速。水泥顆粒的粗細，直接影響其水化反應(yīng)速度、活性和強度。細度愈細，水泥與水起反應(yīng)的面積愈大，水化愈充分，水化速度愈快。所以相同礦物組成的水泥，細度愈大，早期強度愈高，凝結(jié)速度愈快，析水量減少。實踐表明，細度提高，可使水泥混凝土的強度提高，工作性得到改善。硅酸鹽水泥的物理性質(zhì)1、細度

水泥細度檢驗比表面積法:適合用于硅酸鹽水泥

以每千克水泥總表面積(m2)表示，其測定采用勃氏透氣法。篩析法:篩析法適合于其他各種水泥（45μm方孔）

負壓篩法水篩法手工法在檢驗工作中，如負壓篩法與水篩法測定結(jié)果發(fā)生爭議時，以負壓篩法為準

硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥細度比表面積不低于300m2／kg，但不大于400m2/kg，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)合硅酸鹽水泥以篩余表示，45μm方孔篩篩余不小于5%。《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》(JTG3420-2020）2、水泥凈漿標準稠度水泥凈漿標準稠度目的:為了使水泥凝結(jié)時間和安定性的測定結(jié)果具有可比性。什么是水泥凈漿標準稠度？試桿沉入凈漿并距底板6mm±1mm的水泥凈漿為標準稠度凈漿。其拌合水量為該水泥的標準稠度用水量（P）6mm±1mm2、水泥凈漿標準稠度注意各種水泥達到相同稠度時所需要的用水量是不相同的。試驗標準法：（試桿法）硅酸鹽水泥的物理性質(zhì)3、凝結(jié)時間凝結(jié)時間從加水到水泥漿失去可塑性所需時間。初凝時間:終凝時間水泥全加入水中至初凝狀態(tài)（指試針自由沉入標準稠度的水泥凈漿，試針沉至距底板4mm±1mm時的稠度狀態(tài)）所經(jīng)歷的時間。Min3、凝結(jié)時間凝結(jié)時間從加水到水泥漿失去可塑性所需時間。初凝時間:終凝時間4mm±1mm3、凝結(jié)時間凝結(jié)時間從加水到水泥漿失去可塑性所需時間。初凝時間:終凝時間水泥全加入水中至終凝狀態(tài)（指試針沉入試體0.5mm，即環(huán)形附件開始不能在試體上留下痕跡時的稠度狀態(tài)）所經(jīng)歷的時間。Min3、凝結(jié)時間時間規(guī)定硅酸鹽水泥：初凝不得早于45min終凝不得遲于390min

普通硅酸鹽水泥：

終凝不得遲于600min初凝不得早于45min初凝時間太短，將影響混凝土拌和料的運輸和澆灌；

終凝時間太長，則影響混凝土工程的施工進度。4、體積安定性體積安定性是指水泥漿在凝結(jié)、硬化過程中，體積變化的均勻程度。水泥在硬化過程中體積變化不均勻，即為體積安定性不良水泥安定性不良的原因標準方法:雷氏夾法(沸煮法)代用法:試餅法為檢驗方法熟料中含有過量的游離CaO，含有過量的游離MgO；生產(chǎn)水泥時摻入的石膏過量即SO3。

4、體積安定性注意沸煮法主要是檢驗水泥中是否含有過量的游離CaO，無法檢驗出過量的MgO和SO3。但當兩試驗結(jié)果有矛盾時以標準法（雷氏法）為準。體積安定性不良的水泥嚴禁用于工程中。雷氏夾水泥沸煮箱安定性是否合格判斷標準測量試件指針尖端間的距離（C），精確至0.5mm，當兩個試件煮后增加距離（C-A）的平均值不大于5.0mm時，即認為該水泥安定性合格；當兩個試件煮后增加距離（C-A）的平均值大于5.0mm時，應(yīng)用同一樣品重做一次試驗，以復(fù)檢結(jié)果為準。第一組試件：A:11.0mmC:17.0mm

A:12.5mmC:16.0mm第二組試件：A:10.0mmC:15.5mmA:11.5mmC:15.0mm第三組試件：A:12.0mmC:15.0mmA:13.5mmC:16.5mm

強度及強度等級是水泥技術(shù)要求中最基本的指標，也是水泥的重要技術(shù)性質(zhì)之一檢驗方法標準方法:水泥膠砂強度法《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》（GB/T17671-2021）1：3水泥與中國ISO標準砂水灰比0.5標準試件40*40*160標準制作法

養(yǎng)護時間3d、28d齡期

測定抗壓強度和抗折強度（三）技術(shù)性質(zhì)水泥膠砂攪拌機水泥膠砂振實臺水泥膠砂試模標準養(yǎng)護箱在標準條件（溫度為20±1℃，相對濕度90％以上養(yǎng)護；1d以后拆模，放入20±1℃的水中養(yǎng)護）下養(yǎng)護水泥膠砂抗折試驗數(shù)據(jù)處理④抗折強度按下式計算。（計算值精確到0.1MPa）式中:—抗折強度(MPa)

一破壞荷載(N);L—支撐圓柱中心距(mm);b—試件斷面正方形的邊長，為40mm。⑤抗折強度結(jié)果取三個試件平均值，精確至0.1MPa。當三個強度值中有超過平均值±10%的，應(yīng)剔除后再平均，以平均值作為抗折強度試驗結(jié)果。當三個強度值中有兩個均超平均值±10%時，則以剩余值作為抗折強度結(jié)果。示例:水泥膠砂強度試驗三個試件3d抗折強度分別為：A樣品：3.5MPa,4.5MPa，4.0MPaB樣品：3.5MPa,4.5MPa，4.3MPaC樣品：3.5MPa,3.7MPa，4.0MPa試計算各樣品的3d抗折強度值A(chǔ)樣品：：(3.5+4.5+4.0)/3=4.0MPa由于3.5，4.5與平均值的差值均超10%，因此3d抗折強度值為4.0MPaB樣品：：(3.5+4.5+4.3)/3=4.1MPa由于3.5與平均值的差值超過10%，應(yīng)剔除(4.5+4.3)/2=4.4MPa因此3d抗折強度值為4.4MPac樣品：：(3.5+3.7+4.0)/3=3.7MPa由于三試件與平均值的差值均不超過10%，因此3d抗折強度值為3.7MPa水泥膠砂抗壓試驗數(shù)據(jù)處理③抗壓強度按式計算:（計算值精確到0.1MPa）;RC=FC/A式中;RC—抗壓強度(MPa);FC—破壞荷載(N);A—受壓面積，40mmx40mm=1600mm2④抗壓強度結(jié)果為一組6個斷塊試件抗壓強度的算術(shù)平均值，精確至0.1MPa。如果6個強度值中有一個值超過平均值土10%的，應(yīng)剔除后以剩下的5個值的算術(shù)平均值作為最后結(jié)果。如果5個值中再有超過平均值士10%的，則此組試件無效。42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R共六個等級水泥強度等級按規(guī)定齡期抗壓強度和抗折強度劃分，在規(guī)定各齡期的抗壓強度和抗折強度均符合某一強度等級的最低強度值要求時，以28天的抗壓強度值作為強度等級。（三）技術(shù)性質(zhì)

5、強度等級某水泥膠砂強度試驗結(jié)果如下:抗壓強度:3d18.9MPa;28d48.9MPa抗折強度:3d4.9MPa;28d6.6MPa試判斷水泥的強度等級品種強度等級抗壓強度(MPa)抗折強度(MPa)3d28d3d28d

通用硅酸鹽水泥32.5≥12．0≥32.5≥3．0≥5．532.5R≥17．0≥4．042.5≥17．0≥42.5≥4．0≥6．542.5R≥22．0≥4．552.5≥22．0≥52.5≥4．5≥7．052.5R≥27．0≥5．062.5≥27．0≥62.5≥5．0≥8．062.5R≥32．0≥5．5R型為早強型，主要是3d強度較高。6技術(shù)標準不合格：水泥的組分、不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子、凝結(jié)時間、安定性（沸煮法）、強度、細度指標中任一條結(jié)果不符合《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2020）標準要求則為不合格品。水泥出廠前按同品種、同強度等級編號和取樣。袋裝水泥和散裝水泥應(yīng)分別進行編號和取樣。每一編號為取樣單位。水泥出廠編號按年生產(chǎn)能力規(guī)定為:200×104t以上，不超過4000t為一編號；120×104t～200×104t，不超過2400t為一