建筑材料第四章水泥

第四章 水 泥,水硬性胶凝材料：能在空气中硬化，其后又能在湿介质或水中继续硬化，并不断增进其强度的一类材料。如各类水泥等。水泥：凡细磨成粉状，加入适量的水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥 水泥是制造各种形式的混凝土、钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土构筑物的最基本组成材料，广泛用于建筑、道路、水利和国防工程中，素有“建筑业的粮食”之称。水泥的品种很多，按化学成分可分为：硅酸盐、铝酸盐、硫铝酸盐等多种系列水泥，其中应用最广的是硅酸盐系列水泥。硅酸盐系列水泥按其性能和用途，可作如下分类：,硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥,常用水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰硅酸盐水泥硅酸盐系列水泥 专用水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥 特性水泥,第四章 水 泥,4-1 硅酸盐类水泥4-2 掺混合材料的硅酸盐水泥 4-3 高铝水泥4-4 其他品种水泥,4-1 硅酸盐类水泥,.定义硅酸盐类水泥是硅酸盐类水泥熟料、05%石灰石或粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，即国外统称的波特兰水泥。.分类不掺混合材料的称型硅酸盐水泥；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥重量5%石灰石或矿渣混合材料的称为型硅酸盐水泥。,一、硅酸盐类水泥的生产及熟料矿物组成（一） 硅酸盐类水泥的生产 硅酸盐类水泥的生产过程是“两磨一烧”，即：（1）将原料按一定比例配料并磨细成符合成分要求的生料：（2）将生料煅烧使之部分熔融形成熟料；（3）将熟料与适量的石膏共同磨细成为硅酸盐类水泥。其主要过程如下图：硅酸盐水泥生产过程,硅酸盐水泥的生产过程,（二） 熟料矿物及其特性,（）硅酸三钙 硅酸三钙的化学成分为ai2，其简写为3S。它是硅酸盐水泥熟料中最主要的矿物成分，约占水泥熟料总量的7。硅酸三钙遇水后能够很快与水产生水化反应，并产生较多的水化热。它对促进水泥的凝结硬化，特别是对水泥天内的早期强度以及后期强度都起主要作用。,（）硅酸二钙 硅酸二钙的化学成分为2ai2，其简写为C2S，约占水泥熟料总量的1537。硅酸二钙遇水后反应较慢，水化热也较低。它不影响水泥的凝结，对水泥的后期强度起主要作用。,（）铝酸三钙 铝酸三钙的化学成分是CaOAl2O3，其简写为C3，约占水泥熟料总量的7 15。铝酸三钙遇水后反应极快，产生的热量大而且很集中。铝酸三钙对水泥的凝结起主导作用，但其水化产物强度较低，主要对水泥的早期强度有所贡献。,（）铁铝酸四钙 铁铝酸四钙的化学成分为:CaOAl2O3Fe2O3，其简写为4AF，约占水泥熟料总量的1018。铁铝酸四钙遇水时水化反应也很快，水化热较低，水化产物的强度不高，对水泥石的抗压强度贡献不大，主要对抗折强度贡献较大。,二、 硅酸盐类水泥的水化、凝结硬化（一）硅酸盐水泥的水化 硅酸盐水泥遇水后，水泥中的各种矿物成分会很快发生水化反应，生成各种水化物。,硅酸三钙水水化硅酸钙 氢氧化钙,硅酸二钙 水 水化硅酸钙 氢氧化钙铝酸三钙 水水化铝酸三钙铁铝酸四钙 水 水化铝酸三钙 水化铁酸钙,水泥中的石膏也很快与水化铝酸钙反应生成难溶的水化硫铝酸钙针状结晶体，也称为钙矾石晶体： 水化硫铝酸钙（钙矾石）经过上述水化反应后，水泥浆中不断增加的水化产物主要有：水化硅酸钙(50%)、氢氧化钙(25%)、水化铝酸钙、水化铁酸钙及水化硫铝酸钙等新生矿物。,电镜下的水泥水化产物,幻灯片1,幻灯片2,幻灯片5,幻灯片6,（二）、 硅酸盐类水泥的凝结硬化水泥用适量的水调和后，最初形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠失去可塑性，这一过程称为凝结。然后逐渐产生强度不断提高，最后变成坚硬的石状物水泥石，这一过程称为硬化。水泥的凝结和硬化是人为划分的，实际上是一个连续、复杂的物理化学变化过程，这些变化决定了水泥石的某些性质，对水泥石的应用有着重要意义。,1、硅酸盐水泥的凝结水泥加水拌合后的剧烈水化反应，一方面使水泥浆中起润滑作用的自由水分逐渐减少；另一方面，水化产物在溶液中很快达饱和或过饱和状态而不断析出，水泥颗粒表面的新生物厚度逐渐增大，使水泥浆中固体颗粒间的间距逐渐减小，越来越多的颗粒相互连接形成了骨架结构。此时，水泥浆便开始慢慢失去可塑性，表现为水泥的初凝。由于铝酸三钙水化极快，会使水泥很快凝结，为使工程使用时有足够的操作时间，水泥中加入了适量的石膏。水泥加入石膏后，一旦铝酸三钙开始水化，石膏会与水化铝酸三钙反应生成针状的钙矾石。钙矾石很难溶解于水，可以形成一层保护膜覆盖在水泥颗粒的表面，从而阻碍了铝酸三钙的水化，阻止了水泥颗粒表面水化产物的向外扩散，降低了水泥的水化速度，使水泥的初凝时间得以延缓。,当掺入水泥的石膏消耗殆尽时，水泥颗粒表面的钙矾石覆盖层一旦被水泥水化物的积聚物所胀破，铝酸三钙等矿物的再次快速水化得以继续进行，水泥颗粒间逐渐相互靠近，直至连接形成骨架。水泥浆的塑性逐渐消失，直到终凝。,随着水化产物的不断增加，水泥颗粒之间的毛细孔不断被填实，加之水化产物中的氢氧化钙晶体、水化铝酸钙晶体不断贯穿于水化硅酸钙等凝胶体之中，逐渐形成了具有一定强度的水泥石，从而进入了硬化阶段。水化产物的进一步增加，水分的不断丧失，使水泥石的强度不断发展。随着水泥水化的不断进行，水泥浆结构内部孔隙不断被新生水化物填充和加固的过程，称为水泥的“凝结”。随后产生明显的强度并逐渐变成坚硬的人造石水泥石，这一过程称为水泥的“硬化”。 实际上，水泥的水化过程很慢，较粗水泥颗粒的内部很难完全水化。因此，硬化后的水泥石是由晶体、胶体、未完全水化颗粒、游离水及气孔等组成的不均质体。,2、硅酸盐水泥的硬化,3、影响水泥凝结硬化的主要因素（）矿物组成及细度不同矿物成分和水起反应时所表现出来的特点是不同的，如C3A水化速率最快，放热量最大而强度不高；C2S水化速率最慢，放热量最少，早期强度低，后期强度增长迅速等。因此，改变水泥的矿物组成，其凝结硬化情况将产生明显变化。水泥的矿物组成是影响水泥凝结硬化的最重要的因素.在矿物组成相同的条件下，水泥磨得愈细，水泥颗粒平均粒径小，比表面积大，水化时与水的接触面大，水化速度快，相应地水泥凝结硬化速度就快，早期强度就高。（）水泥浆的水灰比 水泥浆的水灰比是指水泥浆中水与水泥的质量之比。当水泥浆中加水较多时，水灰比较大，此时水泥的初期水化反应得以充分进行；但是水泥颗粒间原来被水隔开的距离较远，颗粒间相互连接形成骨架结构所需的凝结时间长，所以水泥浆凝结较慢。水泥浆的水灰比较大时，多余的水分蒸发后形成的孔隙较多, 造成水泥石的强度较低，因此水泥浆的水灰比过大时，会明显降低水泥石的强度。,（3）石膏掺量石膏起缓凝作用的机理可解释为：水泥水化时，石膏能很快与铝酸三钙作用生成水化硫铝酸钙（钙矾石），钙矾石很难溶解于水，它沉淀在水泥颗粒表面上形成保护膜，从而阻碍了铝酸三钙的水化反应，控制了水泥的水化反应速度，延缓了凝结时间。（4）环境温度和湿度在适当温度条件下，水泥的水化、凝结和硬化速度较快。反应产物增长较快，凝结硬化加速，水化热较多。相反，温度降低，则水化反应减慢，强度增长变缓。但高温养护往往导致水泥后期强度增长缓慢，甚至下降。水的存在是水泥水化反应的必要条件。当环境湿度十分干燥时，水泥中的水分将很快蒸发，以致水泥不能充分水化，硬化也将停止；反之，水泥的水化将得以充分进行，强度正常增长。,（5）龄期（时间）水泥的凝结硬化是随时间延长而渐进的过程，只要温度、湿度适宜，水泥强度的增长可持续若干年。（6）外加剂的影响,1 密度、堆积密度,硅酸盐水泥的密度约为3.05-3.20g/cm3，常采用3.10g/cm3 ；其松散状态下的堆积密度为10001100kg/m3，紧密堆积密度达1600kg/m3，计算时采用1300kg/m3。,三、硅酸盐水泥的技术性质,细度是指水泥颗粒的粗细程度，是影响水泥性能的重要指标。 国家标准规定：硅酸盐水泥比表面积应大于300m2/kg。,2 细度,为了测定水泥的凝结时间及体积安定性等性能，应该使水泥净浆在一个规定的稠度下进行，这个规定的稠度称为标准稠度。达到标准稠度时的用水量称为标准稠度用水量，以水与水泥质量之比的百分数表示，按水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法(GB 13462001)规定的方法测定。硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般在21%-28%之间，主要与水泥的细度及矿物组成有关。,3 标准稠度用水量,凝结时间分初凝和终凝。初凝时间是指从水泥全部加入水中到水泥开始失去可塑性所需的时间；终凝时间是指从水泥全部加入水中到水泥完全失去可塑性开始产生强度所需的时间。（水泥凝结时间示意图 ）水泥的凝结时间是按水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法(GB 13462001)规定的方法测定的。国家标准规定：硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于390min。,4 凝结时间,图4.3 水泥凝结时间示意图,水泥体积安定性简称水泥安定性，是指水泥浆硬化后体积变化是否均匀的性质。当水泥浆体在硬化过程中或硬化后发生不均匀的体积膨胀，会导致水泥石开裂、翘曲等现象，称为体积安定性不良。引起水泥体积安定性不良的原因主要有熟料中含有过量的游离氧化钙(fCaO)、游离氧化镁(fMgO)或掺入的石膏过多等原因造成的。水泥安定性是按水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法(GB 13462001)规定的方法测定的。,5 体积安定性,安定性是水泥在施工中保证质量的一项重要的技术指标，国家标准规定，水泥的安定性用沸煮法检验必须合格。但沸煮法只能检验由于游离氧化钙所引起的安定性不良，所以，氧化镁及石膏的数量在水泥生产时加以控制。国标中规定，水泥中氧化镁含量不得超过5.0%。如果水泥经过压蒸喊定性实验合格，则水泥中氧化镁含量允许放宽到6.0%。水泥中的石膏含量常用三氧化硫含量控制，国标规定，水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5%。,水泥强度是表示水泥力学性能的一项重要指标，是评定水泥强度等级的依据。 根据GB/T 17599规定，硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R等6个强度等级，各强度等级水泥在各龄期的强度值不得低于表4.1中的数值。,6 强度与强度等级,表4.1硅酸盐水泥的强度指标（依据GB1752007）,水化热是指水泥与水发生水化反应时放出的热量，通常用J/kg表示。水化热的大小主要与水泥的细度及矿物组成有关。颗粒愈细，水化热愈大；不同的矿物成分，其放热量不一样(见表4.2)，矿物中C3S、C3A含量愈多，水化热愈大。,7 水化热,表4.2 水泥熟料单矿物水化时特征,8. 不溶物和烧矢量 不溶物 不溶物是指水泥经酸和碱处理后，不能被溶解的残余物，它是水泥中非活性组分的反映，主要由生料、混合料和石膏中的杂质产生。 型硅酸盐水泥中不溶物不得超过0.75%；型硅酸盐水泥中不溶物不得超过1.50%。烧失量 烧失量是指水泥经高温灼烧以后的质量损失，主要由水泥中未煅烧组分产生。 型硅酸盐水泥中烧失量不得大于3.0%，型硅酸盐水泥中烧失量不得大于3.5%。,9 碱含量 在水泥中含是引起混凝土产生碱-骨料反应的条件 ，为了避免碱-骨料反应的发生，国标中规定若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量（按a2O+0.658K2O计算）不得大于0.60%。,国标规定：凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间 、安定性中的任何一项不符合标准规定时，均为废品。凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任何一项不符合标准规定或混合材料掺加量超过最大限度和强度低于商品标号规定的指标时称为不合格品。废品水泥在工程中严禁使用。,四、水泥石的腐蚀及防止方法已经硬化的水泥制品在一般条件下，具有良好的耐久性 ，但在某些腐蚀性液体和气体（统称侵蚀介质）的作用下，有时也会逐渐遭到破坏，引起强度降低甚至造成建筑物结构破坏，这样的现象叫做侵蚀对水泥石的腐蚀。主要有三种破坏形式：溶解侵析：介质将水泥石中的某些组成溶解带走，造成溶失性破坏；离子交换：侵蚀性介质与水泥石的组分发生离子交换翻译，生成易溶解或是没有胶结能力的产物，破坏了原有的结构；形成膨胀组分：在侵蚀性介质的作用下，所形成的盐类结晶长大时体积增加，产生有害的应力，导致膨胀性破坏。,1、软水侵蚀（溶出性侵蚀） 雨水、雪水及许多江河湖水都属于软水。长期作用，CH会不断溶出，当水泥石碱度降低到一定程度，会使其它水化产物发生溶蚀，导致水泥石破坏。在流水作用下，侵蚀加重；如果水中有较多的碳酸盐，它与CH反应生成难溶的CaCO3堵塞水泥石的毛细孔，阻止水分侵入和CH溶出。 2、 酸侵蚀（溶解性侵蚀） （1）碳酸侵蚀 碳酸与水泥石中的CH作用，生成难溶的CaCO3；碳酸进一步与碳酸钙作用，生成易溶于水的碳酸氢钙Ca(HCO3)2，使CH不断溶失，从而引起水泥石解体。 （2）一般酸的侵蚀 工业废水、地下水、沼泽水中常含有多种无机酸、有机酸，酸与水泥石中的CH反应，生成水和钙盐；pH值越小，侵蚀越强烈。,产生水泥石腐蚀的主要原因有以下几种：,（1）硫酸盐及氯盐腐蚀（膨胀型腐蚀） 硫酸盐都能与水泥石中的CH作用生成硫酸钙，再和水化铝酸钙C3AH6反应生成钙矾石，从而使固相体积增加很多，使水泥石膨胀开裂。 氯盐会对水泥石尤其是钢筋产生严重腐蚀。由于氯化钠和氯化钙等氯盐同水泥中的水化铝酸钙作用生成膨胀性的复盐，导致已硬化的水泥石破坏。 （2） 镁盐侵蚀 海水或地下水中的镁盐与水泥石中的CH反应，生成松软无胶凝能力的氢氧化镁。而且Mg(OH)2的碱度低，会导致其它水化产物不稳定而离解。,3、 盐类腐蚀,4 强碱侵蚀 水泥混凝土能够抵抗一般碱类的侵蚀，但会被强碱腐蚀。NaOH与水化铝酸钙反应生成氢氧化钙、铝酸钠（胶结力弱、易溶）和水。NaOH渗入浆体孔隙后又在空气中干燥，在空气中二氧化碳作用下形成含大量结晶水的碳酸钠(Na2CO310H2O)，在结晶时也会造成浆体结构胀裂。,水泥石腐蚀的原因与防止 水泥石易受腐蚀的基本原因： 硅酸盐水泥石中含有较多易受腐蚀的成分，即氢氧化钙和水化铝酸钙等； 水泥石本身不密实含有大量的毛细孔隙。 防止腐蚀的措施： 提高水泥石的密实度； 根据环境特点，选择适宜的水泥品种或掺入活性混合材； 对于强腐蚀介质，建议为混凝土加做保护层。,五、硅酸盐水泥的性能特点与应用 （）凝结硬化快，早期及后期强度均高。适用于有早强要求的工程，（如冬季施工、预制、现浇等工程），高强度混凝土工程（如预应力钢筋混凝土，大坝溢流面部位混凝土）。 （2）抗冻性好。适合水工混凝土和抗冻性要求高的工程。 （3）耐腐蚀性差。因为水化后氢氧化钙和水化铝酸钙的含量较多。 （4）水化热高。不宜用于大体积混凝土工程。但有利于低温季节蓄热法施工。,（5）碱度高，抗碳化性好。因水化后氢氧化钙含量较多，故水泥石的碱度不易降低，对钢筋的保护作用强。适用于空气中二氧化碳浓度高的环境。 （6）耐热性差。因水化后氢氧化钙含量高。不适用于承受高温作用的混凝土工程。 （7）耐磨性好。适用于高速公路、道路和地面工程。 （8）干缩小。硅酸盐水泥在硬化过程中，形成大量的水化硅酸钙凝胶体，使水泥石密实，游离水分少，不易产生干缩裂纹。 （9）湿热养护效果差。常规养护条件下硬化快，强度高。但经蒸汽养护后再经自然养护至28d测得的强度往往低于未经蒸养的28d强度。,六、 水泥的运输及保管 水泥很容易吸收空气中的水分，发生水化作用凝结成块状，从而失去胶结能力。因此水泥在运输和保管中应特别注意防水，防潮。 工地存储水泥应有专用仓库，库房要干燥。存放袋装水泥时，地面垫板要离地30cm，四周离墙 30cm，堆放高度一般以10袋为宜，水泥的储存应按照到货先后依次堆放，尽量作到先到先用，防止存放过久。不同品种不同标号的水泥要分别存放，不得混杂，并要防止其他杂务混入。 一般水泥的储存气为三个月，三个月后的强度降低约1020%，时间越长，强度降低越多，使用存放三个月以上的水泥，必须重新检验其强度，否则不得使用。对于受潮水泥可以进行处理，然后再使用。,返回键,4-2 掺混合材料的硅酸盐水泥,掺混合材料的硅酸盐水泥，是用硅酸盐熟料加入一定比例的混合材料和适量石膏，经过共同磨细而制成的。加入混合料后，可以改善水泥的性能，调节水泥的标号，增加品种，提高产量和成本，同时可以综合利用工业废料和地方材料。这类水泥根据掺入的混合材料的数量和品种的不同有：普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。,一、混合材料混合材料一般为天然矿物材料或工业废料，根据其性能分为活性混合材料和非活性混合材料。 1.活性混合材料 这类混合材料掺入硅酸盐水泥后，能与水泥水化产物氢氧化钙起化学反应，生成水硬性胶凝材料，凝结硬化后具有强度并能改善硅酸盐水泥的某些性质，常用的有粒化高炉矿渣，火山灰质混合材料和粉煤灰。其主要化学成分为活性氧化硅和活性氧化铝。这些活性材料本身不会发生水化反应，不产生胶凝性。但在氢氧化钙或石膏等溶液中，它们却能产生明显的水化反应，形成水化硅酸钙和水化铝酸钙：,掺混合材料的硅酸盐水泥水化时，水泥熟料首先水化产生氢氧化钙，氢氧化钙再与活性混合材料中的活性氧化硅和活性氧化铝反应，形成水化硅酸钙和水化铝酸钙。因而，这一反应也称为“二次反应”。水泥熟料水化产生氢氧化钙，熟料中也含有石膏，因此具备了使活性混合材料发挥活性的条件，常将氢氧化钙、石膏称为活性混合材料的“激发剂”。激发剂浓度越高，激发作用越大，混合材料活性发挥越充分。有人认为，在饱和氢氧化钙溶液中，石膏甚至可与水泥中的铝酸三钙形成水化硫铅酸钙。,2.非活性混合材料 这类混合材料又被称为填充材料，它不能与水泥起化学反应或化学作用很小，仅能起调节水泥标号，增加产量，降低水化热等作用，常用的有：磨细的石英砂，石灰石、黏土等。窑灰也是一种混合材料，它是从水泥的回转窑窑尾废气中收集的粉尘，其性能介于活性混合材料和非活性混合材料之间。,二、普通硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料、615%的混合材料，、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，都称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥，代号P.O。国标GB175-2007中规定：普通硅酸盐水泥中烧失量不得大于5.0%，细度用80m方筛，筛余量不得超过2.0%，初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于10h。其余技术要求与硅酸盐水泥相同。普通水泥的标号的范围比较宽，使用范围也比较广，其标号分为42.5、42.5R、52.5、52.5R（见表4.3 GB175-2007 ）。,表4.3 硅酸盐类水泥不同龄期的强度标准,三、矿渣硅酸盐水泥1.定义：由硅酸盐水泥熟料和2070%粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥，代号P.S。2.应用.大体积混凝土-水化热低.抗硫酸盐侵蚀混凝土-CH含量少.耐热混凝土-矿渣耐热.不适宜用于抗渗混凝土-矿渣亲水性较差,矿渣硅酸盐水泥的主要性能特点如下：（1）早期强度低，后期强度高。对温度敏感，适宜于高温养护。（2）水化热较低，放热速度慢。（3）具有较好的耐热性能。（4）具有较强的抗侵蚀、抗腐蚀能力（5）泌水性大，干缩较大。（6）抗渗性差，抗冻性较差，抗碳化能力差。,四、火山灰质硅酸盐水泥1.定义：由硅酸盐水泥熟料和2050%火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为火山灰质硅酸盐水泥，简称火山灰水泥，代号P.P。 2.应用.抗渗混凝土-泌水小.大体积混凝土-水化热低.干缩很大,需长时间保持潮湿,火山灰水泥的主要性能特点如下：（1）早期强度低，后期强度高。对温度敏感，适宜于高温养护。（2）水化热较低，放热速度慢。（3）具有较强的抗侵蚀、抗腐蚀能力（4）需水性大，干缩率较大。（5）抗渗性好，抗冻性较差，抗碳化能力差，耐磨性差。,五、粉煤灰硅酸盐水泥定义： 由硅酸盐水泥熟料和2040%粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥，简称为粉煤灰水泥，代号 P.F。,粉煤灰水泥的主要性能特点如下：（1）早期强度低，后期强度高。对温度敏感，适宜于高温养护。（2）水化热较低，放热速度慢。（3）具有较强的抗侵蚀、抗腐蚀能力（4）需水量低，干缩率较小，抗裂性好。（5）抗冻性较差，抗碳化能力差，耐磨性差。,矿渣水泥、火山灰质水泥、粉煤灰水泥分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R和625R个标号。水泥各龄期的强度应该符合表4.3的规定。,表4.3 硅酸盐类水泥不同龄期的强度标准,掺活性混合材的硅酸盐水泥的共性：密度较小、早期强度比较低，后期强度增长较快、对养护温度和湿度敏感，适合蒸汽养护、水化热低、耐腐蚀性较好、抗冻性和耐磨性不及硅酸盐水泥或普通水泥。 对矿渣水泥、粉煤灰水泥和火山灰水泥，除了矿渣水泥中三氧化硫含量不得超过4.0%外，其他技术要求均与普通水泥相同。以上五大品种水泥的的重要特性及适用范围见表4.4。,六、复合硅酸盐水泥定义：由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥），代号PC。 复合水泥因掺用两种或两种以上混合材料，相互之间能够取长补短，使水泥性能比掺单一混合材料的有所改善，其早期强度要求与同强度等级的普通水泥强度要求相同。,返回键,高铝水泥是以石灰岩和铝矾土为主要原料，配制成适当成分的生料，烧至全部或部分熔融所得以铝酸盐为主要矿物的熟料，经磨细而成的水硬性胶凝材料，又称铝酸盐水泥，代号。,4-3 高铝水泥,一、高铝水泥的主要矿物成分（1）铝酸一钙（CaOAl2O3简写 ）凝结正常，硬化迅速，为铝酸盐水泥强度的主要来源，其含量约占高铝水泥质量的70%。（2）二铝酸一钙（CaO2Al2O3简写 2），其特点是凝结硬化慢，早期强度较低，后期强度高。（3）少量的硅酸二钙（2S）。（3）少量水化极快、凝结迅速而强度不高的七铝酸十二钙（127）以及胶凝性极差的铝方柱石（硅铝酸二钙C2AS）、六铝酸一钙（CA6）等矿物。,二、铝酸盐水泥的水化与硬化铝酸一钙由于晶体结构中钙、铝的配位极不规则，水化极快。其水化过程及其产物与温度的关系极大，当温度在20-30时，水化生成水化铝酸钙（CAH10）、水化铝酸二钙（C2AH8）、氢氧化铝凝胶（AH3）。,当温度低于20时，其主要反应式为：,当温度高于30时，其主要反应式为：,铝酸盐水泥的硬化过程与硅酸盐水泥基本相似。CAH10、C2AH8都属六方晶系，其晶体呈片状或针状，互相交错攀附，重叠结合，可形成坚强的结晶共生体，使水泥获得很高的强度。氢氧化铝凝胶又填充于晶体骨架的空隙，所以能形成比较致密的结构。当温度高于30C时，水化生成立方晶系的水化铝酸三钙（C3AH6）、氢氧化铝凝胶（AH3）。此时形成的水泥石孔隙率很大，强度较低。因而铝酸盐水泥不宜在高于30的条件下养护。,三、铝酸盐水泥的技术要求（）细度 比表面积不小于300 m2/kg或0.045mm筛余不大于20%。（）凝结时间 按GB201-2000规定的标准稠度胶砂测得的凝结时间应符合如下要求：CA-50、CA-70、CA-80铝酸盐水泥的初凝时间不早于30min，终凝时间应不迟于6；CA-60铝酸盐水泥的初凝时间不早于60min，终凝时间应不迟于18。（）强度 铝酸盐水泥按照Al2O3含量分为四类。各类型铝酸盐水泥的不同龄期强度值不得低于表4.5的规定。,四、铝酸盐水泥的性能与应用（）快硬早强，早期强度增长快，故适用于工期紧急的工程。如国防、道路和紧急抢修工程。（）抗渗性、抗冻性好。铝酸盐水泥拌合需水量少，而水化需水量大，故硬化后水泥石的孔隙率很小。（）抗硫酸盐腐蚀性好。因水化产物中不含有氢氧化钙，并且氢氧化铝凝胶包裹其它水化产物起到保护作用以及水泥石的孔隙率很小，故适合抗硫酸盐腐蚀工程。 （）水化放热极快且放热量大，不得应用于大体积混凝土工程。（）耐热性好。高温下产生烧结作用，具有良好的耐高温性能，较高的强度，故适合耐热工程。（）耐碱性、差长期强度降低较大，不适合长期承载结构。（）高温、高湿度条件下强度显著降低。不宜在高温、高湿环境中施工、使用。,用于土建工程上的注意事项1、在施工过程中：一般不得与硅酸盐水泥、石灰等能析出氢氧化钙的胶凝物质混合，使用前拌和设备等必须冲洗干净。2、不得用于接触大碱性溶液的工程。3、铝酸盐水泥水化热集中于早期释放，从硬化开始应立即浇水养护。一般不宜浇注大体积混凝土。4、铝酸盐水泥混凝土后期强度下降较大，应按最低稳定设计。5、若用蒸汽养护加速混凝土硬化时，养护温度不高于50。6、用于钢筋混凝土时，钢筋保护层的厚度不得小3cm。7、未经试验，不得加入任何外加物。8、不得与未硬化的硅酸盐水泥混凝土接触使用；可以与具有脱模强度的硅酸盐水泥混凝土接触使用，但接茬处不应长期处于潮湿状态,返回键,4-4 其它品种水泥,在实际建筑施工中，往往会遇到一些有特殊要求的工程，如紧急抢修工程、具有鲜艳色彩的工程，耐热耐酸工程，新旧混凝土搭接工程等，前面介绍的几种水泥已不能满足这些工程的要求，这就需要采用其他品种的水泥，如快硬硅酸盐水泥，白色硅酸盐水泥等。,一、快硬硅酸盐水泥凡以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏磨细而成的，以3d抗压强度表示标号的水硬性胶凝材料称为快硬硅酸盐水泥。 根据快硬硅酸盐水泥GB199-90规定，初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于10h，并以3d抗压强度表示标号。分为325、375、425三个标号。这种水泥可用来配制早强、高标号混凝土，适用于紧急抢修工程，低温施工工程和高标号混凝土预制件等，在存储和运输中要特别注意防潮。,二、白色硅酸盐水泥和彩色硅酸盐水泥由白色硅酸盐水泥熟料加入适量石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料称为白色硅酸盐水泥，简称白水泥。白水泥的基本性质与普通水泥相同，根据标准划分为325、425、525、625四个标号。白色硅酸盐水泥的组成、性质与硅酸盐水泥基本相同，所不同的是在配料和生产过程中严格控制着色氧化物（Fe2O3、MnO、Cr2O3、TiO2等）的含量，因而具有白色。白水泥的一个重要指标是白度，我国的白水泥的白度分为四个等级。白水泥产品分为优等品、一等品和合格品，主要用于建筑物内外表面的装饰，制作具有一定装潢效果的水磨石、水刷石、人造大理石、斩假石和砂浆等各种装饰制品。,彩色硅酸盐水泥简称彩色水泥。它是用白水泥熟料，适量石膏和耐碱矿物颜料共同磨细而制成的。也可以在白水泥生料中加入适当金属氧化物作着色剂，在一定燃烧气氛中直接烧成彩色水泥熟料。常用的有氧化铁（红、黄、褐、黑色）、氧化锰（褐、黑色）、氧化铬（绿色）、钴蓝（蓝色）、赭石（赭色）等。深色调的彩色水泥可在普通硅酸盐水泥中掺入适当颜料而制得。彩色水泥广泛地应用于建筑装修中。如制作彩色水磨石、饰面砖、锦砖、玻璃马赛克以及制作水刷石、斩假石、水泥花砖等。,三、膨胀水泥和自应力水泥在水泥硬化过程中产生体积膨胀的水泥，属膨胀类水泥。一般硅酸盐水泥在空气中硬化时，体积会发生收缩，从而导致产生微裂纹，影响结构的抗渗、抗冻等性能。膨胀水泥可以解决由于收缩带来的不利后果。当钢筋和混凝土因为某种