1、第三章 水泥與石灰,學(xué)習(xí)要點(diǎn)：本章重點(diǎn)闡述了硅酸鹽水泥熟料的礦物組成、水化、凝結(jié)硬化機(jī)理、技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時簡要介紹了摻混合料的硅酸鹽水泥和其他品種水泥。對比介紹石灰的化學(xué)組成、消化、硬化機(jī)理。 通過學(xué)習(xí)，要求學(xué)生應(yīng)掌握石灰消化、硬化過程，質(zhì)量評定方法；重點(diǎn)掌握硅酸鹽水泥熟料各礦物成分特性、水化、凝結(jié)硬化的機(jī)理和技術(shù)性質(zhì)的檢驗(yàn)測定方法，以及其他水泥的特性和應(yīng)用。,無機(jī)膠凝材料,氣硬性膠凝材料,水硬性膠凝材料,只能在空氣中硬化， 如石灰、石膏。,既可以在空氣中，也可在水中硬化， 如水泥。,第一節(jié) 硅酸鹽水泥,一、概述 定義：水泥是一種多級分的人造礦物粉料，與水拌和后 成為塑性膠體，既能在空

2、氣中硬化，也能在水中硬化，并能 將砂石等材料的結(jié)合成具有一定強(qiáng)度的整體，水泥是水硬性 無機(jī)膠凝材料。,水泥,2. 分類：,按化學(xué)成分分類,按用途和性能分類,硅酸鹽類水泥 鋁酸鹽類水泥 硫鋁酸鹽類水泥 鐵鋁酸鹽類水泥 氟鋁酸鹽類水泥,通用水泥,專用水泥,特種水泥,3. 水泥的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu) 點(diǎn)： 高的強(qiáng)度及穩(wěn)定性 料源廣泛 經(jīng)濟(jì)性好 工藝簡單,1、自重大2、剛度大，變形小3、收縮及裂縫現(xiàn)象4、污染環(huán)境（溫室效應(yīng)）,缺 點(diǎn)：,4. 硅酸鹽水泥,硅酸鹽系水泥品種 硅酸鹽水泥（P） 普通硅酸鹽水泥（PO） 摻混合材的硅酸鹽水泥（ PS, PP, PF ） 特性硅酸鹽水泥,凡由硅酸鹽水泥熟料、05石灰石或粒

3、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(即國外通稱的Portland Cement)。 又根據(jù)混合料的摻量分為P和P兩類。,5. 硅酸鹽水泥的發(fā)展簡史,1824年，英國的磚瓦匠Jhon Aspdin發(fā)明了現(xiàn)代生產(chǎn)硅酸鹽水泥的專利技術(shù)； 1871年，美國賓夕法尼亞，發(fā)明世界上第一臺回轉(zhuǎn)窯，使水泥生產(chǎn)大規(guī)模化； 六大水泥：硅酸鹽水泥、普硅、礦渣、火山灰、粉煤灰、復(fù)合。,“兩磨一燒”,6. 硅酸鹽水泥的生產(chǎn),粘土質(zhì) (SiO2、Al2O3),石灰質(zhì) (CaO),1450,調(diào)節(jié)原料 （Fe2O3）,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

4、,煅 燒,粉 磨,1. 硅酸鹽水泥的原料與生料的化學(xué)組成 生料主要化學(xué)成分：，和。 2. 硅酸鹽水泥熟料的礦物組成 （1） 經(jīng)高溫煅燒后，以上四種化學(xué)成分化合為熟料中的主要礦物組成： 硅酸三鈣簡式為 硅酸二鈣簡式為 鋁酸三鈣簡式為 鐵鋁酸四鈣簡式為,二、硅酸鹽水泥的礦物組成和化學(xué)成分,（2）四種礦物的技術(shù)特性 水泥中主要礦物組成，含量通常為50左右，對硅酸鹽水泥影響大。 水化速度較快，水化熱高，早期強(qiáng)度高。 水化速度較慢，水化熱很低。 早期強(qiáng)度較低而后期強(qiáng)度較高。 耐化學(xué)侵蝕較高，干縮性較小。, 水化反應(yīng)速度最快，水化熱最高。 早期強(qiáng)度較高，但強(qiáng)度絕對值小。 耐化學(xué)腐蝕性差，干縮性大。 （注：

5、的含量決定水泥的凝結(jié)速度和釋放熱量，通常為調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)速度，需摻加石膏或硅酸三鈣與石膏形成的水化產(chǎn)物）。 遇水反應(yīng)較快，水化熱較高。 強(qiáng)度較低，對水泥抗折強(qiáng)度和抗沖擊性能起重要作用。 耐化學(xué)腐蝕性好，干縮性小。,（3）水泥熟料主要礦物組成的性質(zhì)比較 ）水化反應(yīng)速度 ）水化熱 ）抗壓強(qiáng)度早期 后期 可見，和是水泥強(qiáng)度的主要來源。 ）對抗折強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度有利。 ）耐化學(xué)腐蝕性 ）干縮性,硅酸鹽水泥主要礦物組成與特性,3. 石膏 為調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)速度，需摻入適量的石膏，因此石膏也稱作水泥的緩凝劑，一般是二水石膏或無水石膏。 水泥中石膏摻量主要決定于 的含量，也與混合材料的種類和數(shù)量有關(guān)。 4. 水

6、泥中的有害成分及其危害 （1）游離態(tài)氧化鈣（f-CaO）、氧化鎂 MgO：體積安定性，結(jié)構(gòu)破壞； （2）三氧化硫 SO3 ： 體積不均勻變化； （3）堿含量 Na2O+K2O：與堿活性材料反應(yīng)，局部膨脹。,三、硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì) 新拌水泥漿體的凝結(jié)與硬化,水泥漿通過水泥熟料礦物的水化反應(yīng)、漿體的凝結(jié)硬化過程變成堅(jiān)硬固體。,水泥加入適量水調(diào)成水泥漿后，經(jīng)過一段時間因本身物理變化會逐漸變稠，失去塑性，這一過程稱為初凝，開始具有強(qiáng)度稱為終凝。 由初凝到終凝的過程稱為水泥的凝結(jié)，終凝以后強(qiáng)度逐漸提高，并形成人造石，這稱“硬化”。,（1）水泥熟料礦物的水化反應(yīng)及其水化生成物,硅酸三鈣 2（3CaOSi

7、O2）6H2O = 3CaO2SiO23H2O3Ca（OH）2 硅酸二鈣 2（2CaOSiO2）4H2O = 3CaO2SiO23H2OCa（OH）2 鋁酸三鈣 3CaOAl2O3H2O = 3CaOAl2O36H2O 這一反應(yīng)導(dǎo)致水泥漿閃凝或假凝，必須避免！ 3CaOAl2O36H2O3（CaSO42H2O）20H2O = 3CaOAl2O33CaSO432H2O 鐵鋁酸四鈣 4CaOAl2O3Fe2O37H2O = 3CaOAl2O36H2OCaOFe2O3H2O,水泥顆粒,水,水泥顆粒分散在水中形成水泥漿體,水泥水化物膜層,水泥顆粒的水化從表面開始，在表面形成水化物膜層誘導(dǎo)期,水化物膜層

8、隨水化時間向內(nèi)不斷增厚，進(jìn)入潛伏期。,水化物膜層隨水化時間向內(nèi)不斷增厚，水泥顆粒粒徑縮小,在滲透壓的作用下，膜層破裂、擴(kuò)展，占據(jù)原來被水占據(jù)的空間，進(jìn)入凝結(jié)期。,凝結(jié)期：水化物不斷填充被水占據(jù)的空間，成為連續(xù)相，拌和水不斷減少，并被水化物分割成非連續(xù)相。,隨著水泥顆粒的不斷水化，水化物不斷填充毛細(xì)孔和水所占據(jù)的空間，固體相成為連續(xù)相，并具有一定強(qiáng)度。進(jìn)入硬化期。,（2）水泥的凝結(jié)硬化過程,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)域沉積； 早期水化物在顆粒上形成表面膜層，阻礙了進(jìn)一步反應(yīng)進(jìn)入潛伏期； 因滲透壓或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)行進(jìn)入水化

9、的加速期； 隨著水化的不斷進(jìn)行，水占據(jù)的空間越來越少，水化物越來越多，水化物顆粒逐漸接近，構(gòu)成較疏松的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水泥漿失去流動性，可塑性降低凝結(jié)； 由于水泥內(nèi)核的繼續(xù)水化，水化物不斷填充結(jié)構(gòu)網(wǎng)中的毛細(xì)孔隙，使之越來越致密，空隙越來越少，水化物顆粒間作用增強(qiáng)，導(dǎo)致漿體完全失去可塑性，并產(chǎn)生強(qiáng)度硬化。,（3）石膏的緩凝作用,避免水泥漿的閃凝和假凝現(xiàn)象。 調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間。 導(dǎo)致鈣釩石和單硫型硫鋁酸鈣水化物的形成。,2. 硬化水泥石的組成與結(jié)構(gòu),水泥石的組成 固相水泥水化物與未水化的水泥顆粒 膠體相：水化硅酸鈣C-S-H凝膠和鐵相凝膠等； 晶體相：硫鋁酸鈣水化物、水化鋁酸鈣與氫氧化鈣晶體等；

10、氣相各種尺寸的孔隙與空隙 凝膠孔 毛細(xì)孔 工藝空隙 液相水或孔溶液 自由水 吸附水 凝膠水 水泥石的組成隨水泥水化度而變,背散射掃描電鏡照片,未水化水泥顆粒,C-S-H,氫氧化鈣,單硫型硫鋁酸鹽,（1）水泥礦物組成 （2）水泥細(xì)度 （3）養(yǎng)護(hù)條件（溫度、濕度）與時間 （4）拌合用水量 （5）水泥中的混合材 （6）水泥外加劑,水泥凝結(jié)硬化的主要影響因素：1）水泥成分；2）細(xì)度；3）養(yǎng)護(hù)條件（溫度和濕度）；4）齡期；5）拌和用水量；6）貯存條件（時間、濕度、水化碳化）,水泥漿的凝結(jié)硬化取決于水泥的水化，水泥水化速度是礦物組成及其含量、粉磨細(xì)度、溫度和水灰比的函數(shù)： R(t) = f(C3S)f(細(xì)

11、度)f(T)f(W/C),C3S、C3A含量多，凝結(jié)硬化快，反之亦然。 細(xì)度越小，水化反應(yīng)越快，凝結(jié)硬化越快。 提高溫度，加快水泥的凝結(jié)硬化；保持足夠的水分有利于水泥的凝結(jié)硬化 。 水灰比越大，漿體需填充的孔隙越多，凝結(jié)硬化速度越慢。 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。,小結(jié),3. 硬化水泥石的腐蝕與防止,（1）水泥石的腐蝕類型 淡水侵蝕（溶析性侵蝕） 鹽類侵蝕 酸類侵蝕 堿類侵蝕 （2）水泥石腐蝕的原因 外因 內(nèi)因 （3）防止水泥石腐蝕的措施 根據(jù)工程的環(huán)境特點(diǎn)，合理選擇水泥品種 提高混凝土的密實(shí)度，降低孔隙率 在水泥石的表面設(shè)置保護(hù)層,（1）水泥

12、石的腐蝕類型 淡水侵蝕（溶析性侵蝕）,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； 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。 破壞形式： 水化物的分解、溶失，造成水泥石密實(shí)度下降，孔縫增多、強(qiáng)度降低，直至整體破壞。,鹽類侵蝕,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應(yīng)，生成硫酸鈣。硫酸鈣再與水泥石中未水化的鋁酸鈣反應(yīng)，生成鈣礬石，其體積增加2.22倍，引起水泥石的破壞。 當(dāng)硫酸鈣濃度高時，他們可直接結(jié)晶，造成膨脹壓力，引起

13、破壞。 鎂鹽的腐蝕 腐蝕機(jī)理： 主要是硫酸鎂和氯化鎂，他們與氫氧化鈣反應(yīng)，生成氫氧化鎂和硫酸鈣或氯化鈣，造成雙重腐蝕作用。,水泥石受硫酸鹽侵蝕后，內(nèi)部形成膨脹性結(jié)晶產(chǎn)物,水泥石受硫酸鹽侵蝕后，因膨脹性結(jié)晶產(chǎn)物引起的開裂,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、蟻酸等酸反應(yīng)生成可溶性鹽。 另一方面，氫氧化鈣濃度的降低，會導(dǎo)致水泥石中其它水化物的分解，使腐蝕作用加劇。 破壞形式： 溶失性破壞，組成與結(jié)構(gòu)發(fā)生很大改變。,水泥石受酸腐蝕后，表面溶失、脫落,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應(yīng)，生成可溶性鋁酸鹽。當(dāng)介質(zhì)中

14、強(qiáng)堿濃度較高時會造成水泥石的嚴(yán)重破壞。,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)存在原始裂縫和孔隙，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氫氧化鈣，水化鋁酸鈣等； 腐蝕與毛細(xì)孔通道的共同作用 加劇水泥石結(jié)構(gòu)的破壞。,（2）水泥石腐蝕的原因,（3）水泥石腐蝕的防止,主要針對引起腐蝕破壞的內(nèi)因采取措施： 根據(jù)環(huán)境特點(diǎn)，合理選擇水泥品種 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，降低孔隙率 如降低水灰比、摻加外加劑等。 在水泥石表面設(shè)置保護(hù)層 如：防腐涂層。,密度與堆積密度 細(xì)度 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 凝結(jié)時

15、間 體積安定性 強(qiáng)度 有害成分含量 不溶物和燒失量 堿含量,四、硅酸鹽水泥的技術(shù)要求,物理力學(xué) 性質(zhì)指標(biāo),水泥的化學(xué)品質(zhì)指標(biāo),1. 物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)（1）密度與堆積密度,密度 3.053.20，混凝土配合比計(jì)算時，一般取3.10。 堆積密度 10001600kg/m3，在工地計(jì)算水泥倉庫時，一般取1300 kg/m3 。 密度的測量方法 排液法，用煤油作為測量液體。,（2）細(xì)度,定義 細(xì)度是指水泥粉體的粗細(xì)程度或水泥分散度的指標(biāo)。 測量方法 篩析法以80m或45m方孔篩的篩余量表示； 有負(fù)壓篩法和水篩法兩種，當(dāng)有爭議時，以負(fù)壓篩法為準(zhǔn) 比表面積法 以1kg水泥顆粒所具有的總表面積來表示 國標(biāo)G

16、B 175-2007要求 硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥的比表面積應(yīng)不小于300m2/kg。 礦渣、火山灰質(zhì)、粉煤灰、復(fù)合硅酸鹽水泥的細(xì)度以篩余表示，其80m方孔篩的篩余不大于10.0%或45m方孔篩的篩余不大于30.0%。,（3） 標(biāo)準(zhǔn)稠度,標(biāo)準(zhǔn)稠度： 水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度是指水泥凈漿對標(biāo)準(zhǔn)試桿的沉入具有一定阻力時的稠度。,標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量： 是指水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時所需要的水量，用水與水泥質(zhì)量的比來表示。硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量一般在21%28%。,測試方法： 標(biāo)準(zhǔn)法：試桿法 以標(biāo)準(zhǔn)試桿沉入凈漿，并距離底板6 mm1mm時水泥凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿。 代用法：試錐法（調(diào)整用水量和不變用水量） 調(diào)整用水

17、量法 試錐下沉深度282mm時的水泥凈漿的稠度； 不變用水量法 根據(jù)實(shí)測試錐下沉深度，按公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。當(dāng)試錐下沉深度小于13mm時，應(yīng)入用調(diào)整水量法測定。 P=33.40.185S (S13mm) P水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，；S試錐下沉深度，mm。,試錐下降高度,水泥漿,試錐,（4） 凝結(jié)時間,概念： 凝結(jié)時間水泥加水開始到水泥漿失去流動性，即從可塑性發(fā)展到固體狀態(tài)所需要的時間。 初凝時間 從水泥加水拌和到水泥漿開始失去可塑性所需的時間； 終凝時間 從水泥加水拌和到水泥漿完全失去可塑性，并開始具有強(qiáng)度所需的時間。,測試方法： 用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿，在規(guī)定的溫濕度下，用凝結(jié)時間 測定儀來

18、測定。 初凝時間：試針沉至距底板41mm時達(dá)到初凝狀態(tài)，由水泥 全部加入水中至初凝狀態(tài)的時間為初凝時間，用min表示。 終凝時間：試針沉入試體0.5mm時，環(huán)形附件開始不能在試體 上留下痕跡時，為水泥達(dá)到終凝狀態(tài)，由水泥全部加入水中至 終凝狀態(tài)的時間為水泥的終凝時間，用min表示。,國標(biāo)要求：硅酸鹽水泥 初凝時間45min； 終凝時間390min。,水泥凝結(jié)時間的測定,標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥漿,離底35mm為初凝,園弧形壓痕,終凝,（5） 體積安定性,基本概念： 水泥漿體硬化后，是否發(fā)生不均勻體積變化的性能指標(biāo)。 若水泥石的體積變化均勻適當(dāng)，則水泥的體積安定性良好； 若水泥石發(fā)生不均勻體積變化：翹曲、開

19、裂等，則水泥的體積安定性不良。,試餅法,肉眼觀察表面有無裂紋,用直尺檢查有無彎曲,合格標(biāo)準(zhǔn)：無裂紋、無彎曲。,試餅法 用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿做成試餅，在水中經(jīng)恒沸3h后，用肉眼觀察沒有裂紋，用直尺檢查沒有彎曲，則體積安定合格，反之，體積安定性不合格。,檢測方法：試餅法；雷氏夾法。 有矛盾時以標(biāo)準(zhǔn)法雷氏夾法為準(zhǔn)。,雷氏夾法標(biāo)準(zhǔn)法,合格標(biāo)準(zhǔn)：5mm。,雷氏夾法 測量雷氏夾中的水泥凈漿，經(jīng)沸煮3h后的膨脹值。該值不大于5.0mm時，則體積安定性合格，否則，為體積安定性不合格。,水泥體積安定性不良的原因： 水泥熟料中含有過多的游離CaO、MgO和石膏。 因?yàn)樗嗍炝现械挠坞xCaO、MgO都是過燒的。水化

20、速度很慢。在已硬化的水化石中繼續(xù)與水反應(yīng)，其固體體積增大1.98%和2.48倍。產(chǎn)生不均勻體積變化，造成水泥石開裂、翹曲。 石膏量過多，在水泥凝結(jié)硬化后，會有鈣釩石形成，產(chǎn)生膨脹 。,（6）強(qiáng)度,水泥強(qiáng)度是評價水泥質(zhì)量、確定水泥標(biāo)號的重要指標(biāo)，也是水泥混凝土和砂漿配合比設(shè)計(jì)的重要計(jì)算參數(shù)。 檢驗(yàn)方法膠砂法，分別測量抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。 試件尺寸 4040160mm棱柱體； 膠砂配比 水泥 : ISO標(biāo)準(zhǔn)砂 : 水= 1 : 3 : 0.5； 振動成型 在頻率為28003000次/min，振幅0.75mm的振實(shí)臺上成型。振動時間120s。 試件養(yǎng)護(hù) 在20 C 1C，相對濕度不低于90%的霧室或

21、養(yǎng)護(hù)箱中24h，然后脫模在20C 1 C的水中養(yǎng)護(hù)至測試齡期；,強(qiáng)度測量： 將試件從水中取出，先進(jìn)行抗折強(qiáng)度試驗(yàn)，折斷后每截再進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。受壓面積為4040=1600mm2。 結(jié)果計(jì)算： 抗折強(qiáng)度以三個試件的平均值，抗壓強(qiáng)度以六個試件的平均值。,100mm,160mm,抗折強(qiáng)度試驗(yàn),P,P,抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),1）強(qiáng)度等級 根據(jù)水泥膠砂的3天和28天強(qiáng)度測試結(jié)果劃分的級別稱為 強(qiáng)度等級。硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級劃分為42.5，42.5R，52.5， 52.5R，62.5，62.5R共六個等級。,2）水泥的型號 根據(jù)3天強(qiáng)度，水泥分為普通型和早強(qiáng)型（或稱R型）兩類。,硅酸鹽水泥各齡期強(qiáng)度值（GB 1

22、75-2007）,2. 水泥的化學(xué)品質(zhì)指標(biāo),（1）有害成分含量 水泥中有害成分：氧化鎂、三氧化硫、堿含量及氯離子含量。 （2）不溶物 不溶物來自原料中的粘土和二氧化硅，由于燃燒不佳、化學(xué)反應(yīng)不充分而未參與形成熟料礦物。 （3）燒失量 水泥中燒失量的大小，一定程度上反映水泥熟料燃燒質(zhì)量，同時也反映混合材料摻量是否適當(dāng)，以及水泥受潮情況。,3. 硅酸鹽水泥的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),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,為了滿足土木工程應(yīng)用的要求，水泥需具備三方面的性能,施工性能 凝結(jié)時間 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量,技術(shù)性質(zhì) 不符合要求 凝結(jié)時間 （初凝、終凝

23、）不合格品 體積安定性 不合格品 強(qiáng) 度 不合格品或降低等級 不溶物和燒失量 不合格品 三氧化硫、氧化鎂含量 不合格品,水泥質(zhì)量的判定,4. 硅酸鹽水泥的特性及適用性,凝結(jié)硬化快，早期及后期強(qiáng)度均高，適用于有早強(qiáng)要求的工程。 抗凍性好，適合水工混凝土和抗凍性要求高的工程。 耐腐蝕性差，因水化后氫氧化鈣和水化鋁酸鈣的含量較多。 水化熱高，不宜用于大體積混凝土工程。但有利于低溫季節(jié)蓄熱法施工。 抗碳化性好。因水化后氫氧化鈣含量較多，故水泥石的堿度不易降低，對鋼筋的保護(hù)作用強(qiáng)。適用于空氣中二氧化碳濃度高的環(huán)境。 耐熱性差。因溫度高時水化物易脫水。不適用于承受高溫作用的混凝土工程。 干縮小。硬化時干縮

24、小，不易產(chǎn)生干縮裂紋，可用于干燥環(huán)境下的混凝土工程。 耐磨性好，適用于高速公路、道路和地面工程。,定義 硅酸鹽水泥熟料520的混合材料適量 石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。其活性混合 材料摻加量為5且20%，其中允許用不超 過水泥質(zhì)量8的非活性材料或不超過水泥質(zhì)量 5的窯灰代替。,5. 普通硅酸鹽水泥（代號PO）,技術(shù)性質(zhì)要求（與硅酸鹽水泥相比） 相同點(diǎn) 細(xì)度、MgO含量、SO3含量、初凝時間、安定性的技術(shù)要求相同。 不同點(diǎn) 終凝時間：不遲于10h； 燒失量：不得大于5.0%；,強(qiáng)度等級：普通硅酸鹽水泥分為42.5、42.5R、52.5、52.5R四個強(qiáng)度等級。各齡期的強(qiáng)度不低于下表的規(guī)定。,P

25、O水泥各強(qiáng)度等級各齡期的強(qiáng)度值（MPa）,主要特性 （1）早期強(qiáng)度略低，后期強(qiáng)度高。 （2）水化熱略低。 （3）抗?jié)B性好，抗凍性好，抗碳化能力強(qiáng)。 （4）抗侵蝕、抗腐蝕能力稍好。 （5）耐磨性較好；耐熱性能較好。 應(yīng)用 普通硅酸鹽水泥的應(yīng)用范圍和硅酸鹽水泥相同。,四、道路硅酸鹽水泥,定義：由道路硅酸鹽水泥熟料、010活性混合材料與適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料簡稱道路水泥。 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，C3A 5.0% 。 性能特點(diǎn)： 初凝時間較長，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.

26、10%； 使用特點(diǎn)： 主要用于混凝土路面工程。,第二節(jié) 摻混合材料的硅酸鹽水泥,定義： 在水泥生產(chǎn)過程中，為改善性能、調(diào)節(jié)強(qiáng)度等級所加入的天然或人工礦物材料，均稱為水泥混合材料。 種類： 活性 非活性兩類 作用： 在水泥中主要其填充作用，調(diào)節(jié)強(qiáng)度等級、節(jié)省能源、降低成本、增加產(chǎn)量、降低水化熱等。,一、水泥混合料及其特性,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)反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)很弱的混合材，為非活性混合材。 常見的有： 磨細(xì)石英砂 石灰石粉 粘土 慢冷礦渣,2. 活性混合材,定義具有水化活性的混合材。 活性組分：SiO2、Al2O3 常用品種： 粒化高爐礦渣煉鋼鐵的廢料 火山灰

27、質(zhì)粉末天然巖石和人工煅燒物 粉煤灰火電廠的廢料,摻混合材料的硅酸鹽水泥品種,硅酸鹽水泥熟料石膏, ,5且20% 混合材,普通硅酸鹽水泥,20且70% 礦 渣,礦渣硅酸鹽水泥,20且40% 火山灰,火山灰硅酸鹽水泥,2040%粉煤灰,粉煤灰硅酸鹽水泥,20且40% 2種混合材,復(fù)合硅酸鹽水泥,二、摻混合材料水泥品種及其技術(shù)性質(zhì),定義 技術(shù)性質(zhì)要求（與普通水泥相比） 相同點(diǎn)： MgO含量、細(xì)度、凝結(jié)時間、安定性的技術(shù)要求相同。,熟料,適量石膏,20%70%?；郀t礦渣,20%50%火山灰質(zhì)混合材料,20%40% 粉煤灰,礦渣水泥 （PS）,火山灰水泥 （PP）,粉煤灰水泥 （PF）,磨細(xì),磨細(xì),磨

28、細(xì),礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥,1. 定義,熟料,適量石膏,20且70%粒化高爐礦渣,20且40%火山灰質(zhì)材料,20%40% 粉煤灰,礦渣水泥 （PS）,火山灰水泥 （PP）,粉煤灰水泥 （PF）,磨細(xì),磨細(xì),磨細(xì),其中礦渣硅酸鹽水泥根據(jù)摻量不同又分A型和B型， A型礦渣摻量20且50%，代號為PSA； B型礦渣摻量50且70%，代號為PSB。,礦渣水泥P.S、火山灰水泥P.P、粉煤灰水泥P.F,2. 技術(shù)性質(zhì)要求（與普通水泥相比） 相同點(diǎn)： MgO含量、凝結(jié)時間、安定性的技術(shù)要求相同。 對于PSA、PP、PF水泥中MgO含量不大 于6.0，如水泥中MgO含量大于6.0，應(yīng)進(jìn)行壓蒸試驗(yàn)并

29、合格，對PSB水泥無要求。,細(xì)度：以篩余表示，其80m方孔篩的篩余不大于10.0%或45m方孔篩的篩余不大于30.0%。 三氧化硫含量：礦渣水泥不超過4.0；火山灰質(zhì)水泥、粉煤灰水泥不得超過3.5。 密度：水泥的密度為28003000kg/m3。 強(qiáng)度等級：強(qiáng)度等級劃分為32.5，32.5R，42.5，42.5R，52.5，52.5R共六個等級。各齡期的強(qiáng)度要求見下表。,不同點(diǎn)：,PS、PP、PF、PC水泥各強(qiáng)度等級各齡期的強(qiáng)度值（MPa）,3. 主要特性（與硅酸鹽水泥、普通水泥相比） 三種水泥的共同特性 凝結(jié)硬化較慢，早強(qiáng)強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度增長較快； 水化熱較低，放熱速度慢； 抗硫酸鹽腐蝕和抗水性較好； 蒸汽養(yǎng)護(hù)適應(yīng)性好； 抗凍性、耐磨性及抗碳化性能較差。,三種水泥各自特性 礦渣水泥的抗?jié)B性較差，但耐熱性好，可用于溫度不高于200的混凝土工程中。 火山灰水泥的抗?jié)B性好，但干縮較大，不適用于長期處于干燥環(huán)境中的混凝土工程。 粉煤灰水泥干縮小，抗裂性好。,第三節(jié) 石灰,石灰是一種氣硬性膠凝材料，它是將碳酸鈣為主要成分的材料（主要為石灰石）經(jīng)過900130