第三章水泥1

1、1 武汉科技大学城市建设学院土木工程系 第三章 水泥（Cement） l水泥发明及发展水泥发明及发展 l我国水泥发展及现状我国水泥发展及现状 l水泥分类水泥分类 2 水泥的发明及发展 18241824年，年，Joseph Joseph AspdinAspdin，英国人，英国人， 利用石灰石和粘利用石灰石和粘 土烧制而成。土烧制而成。 硬化后呈浅黄色，与英国波特兰的小镇一种岩石的性硬化后呈浅黄色，与英国波特兰的小镇一种岩石的性 状相近。命名为状相近。命名为波特兰水泥波特兰水泥。并取得发明专利。并取得发明专利。 18501850年以后在欧洲大面积开始应用。年以后在欧洲大面积开始应用。 3 我国水泥

2、的发展 18891889年年 唐山细棉土厂唐山细棉土厂 19031903年年 改名为启新洋灰公司改名为启新洋灰公司 “ “马牌马牌”洋灰洋灰 19081908年年 19.519.5万吨万吨/ /年年 19491949年年 314.6314.6万吨万吨/ /年年 19781978年年 40004000万吨万吨/年年 1985年年 1.5亿吨亿吨 世界第一世界第一 1990年年 1.8亿吨亿吨/年年 1994年年 4亿吨亿吨/年年 2000年年 5.96亿吨亿吨/年年 15亿吨亿吨 2004年年 9.70亿吨亿吨/年年 32亿吨亿吨 2008年年 13.88亿吨亿吨/年年 印度印度1.75亿吨，美

3、国亿吨，美国8100万吨万吨 2010年年 18.68亿吨亿吨/年年 1 1亿吨水泥消耗：亿吨水泥消耗： 1.211.21亿吨石灰石亿吨石灰石 18001800万吨粘土万吨粘土 300300万吨标媒万吨标媒 1 1亿吨水泥产生：亿吨水泥产生： 1 1亿吨亿吨COCO2 2 6060万吨万吨SOSO2 2 2020万吨万吨NONOx x 8080万吨粉尘万吨粉尘 4 水泥的分类 性质和用途分：性质和用途分： u通用水泥通用水泥 u专用水泥专用水泥 u特种水泥特种水泥水泥的组分水泥的组分 u硅酸盐水泥硅酸盐水泥 u铝酸盐水泥铝酸盐水泥 u铁铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥 u硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥 通用水

4、泥包括：通用水泥包括： u硅酸盐水泥硅酸盐水泥 u普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 u矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥 u火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥 u粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥 u复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥 5 3.1 硅酸盐水泥 l水泥的生产及矿物组成水泥的生产及矿物组成 l水泥的凝结与硬化水泥的凝结与硬化 l水泥的技术性质水泥的技术性质 l水泥的腐蚀水泥的腐蚀 l水泥的保管、储存和应用水泥的保管、储存和应用 6 一、 水泥的生产及矿物组成 l水泥的生产水泥的生产 l水泥熟料的矿物组成及单矿物水化特性水泥熟料的矿物组成及单矿物水化特性 7 一、 水泥的生产及矿物组成 （一）水泥的

5、生产 u石灰石石灰石 u铁矿石铁矿石 u粘土粘土 1450 u0 0 5% 5%的石灰石或粒化高炉矿渣 的石灰石或粒化高炉矿渣 u 适量的石膏 适量的石膏 定义：凡由硅酸盐水泥熟料、石灰石或粒化高炉矿渣、定义：凡由硅酸盐水泥熟料、石灰石或粒化高炉矿渣、 适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。 分类：分类： u不掺混合材的称不掺混合材的称I I型硅酸盐水泥，其代号为型硅酸盐水泥，其代号为P.IP.I； u在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺入不超过水泥质量在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺入不超过水泥质量5%5%的石灰石或粒化高的石灰石或粒化高 炉矿渣混合

6、材料的称炉矿渣混合材料的称IIII型硅酸盐水泥，其代号为型硅酸盐水泥，其代号为IIII。 8 一、 水泥的生产及矿物组成 （一）水泥的生产 水泥窑水泥窑 u立窑立窑 p 优点：占地少，投资小，资金回收快。优点：占地少，投资小，资金回收快。 p 缺点：质量不稳定，不能连续生产，缺点：质量不稳定，不能连续生产， 能耗高。能耗高。 立窑水泥又称立窑水泥又称“小水泥小水泥”, , u 旋窑（回转窑）旋窑（回转窑） p 优点：质量稳定，国家免检；能连续生产。优点：质量稳定，国家免检；能连续生产。 p 缺点：占地大，投资大，资金回收慢。缺点：占地大，投资大，资金回收慢。 9 一、 水泥的生产及矿物组成 （

7、二）矿物组成及单矿物水化特性 矿物组成矿物组成 矿物名称矿物名称代号代号含量含量 硅酸三钙硅酸三钙C3S（3CaO SiO2)3760 硅酸二钙硅酸二钙C2S （2CaO SiO2)1537 铝酸三钙铝酸三钙C3A （3CaO Al2O3)715 铁铝酸四钙铁铝酸四钙C4AF （4CaO Al2O3 Fe2O3)1018 单矿物水化特性单矿物水化特性 名称名称C3SC2SC3AC4AF 凝结硬化速度凝结硬化速度快快慢慢最快最快快快 28天水化热天水化热多多少少最多最多中中 强度强度 早期高早期高 后期高后期高 早期低早期低 后期高后期高 低低低低 速凝水泥速凝水泥 低热低热（大坝）（大坝）水泥

8、水泥 早强水泥早强水泥 10 二、 水泥的凝结与硬化 l定义定义 l水泥的水化水泥的水化 l水泥的硬化水泥的硬化 l水泥石的结构水泥石的结构 l影响水泥水化硬化的因素影响水泥水化硬化的因素 11 二、 水泥的凝结与硬化 （一）定义 凝结：凝结： 水泥加水后最初成为可塑性浆体，逐渐变稠失去塑性，并开始产生水泥加水后最初成为可塑性浆体，逐渐变稠失去塑性，并开始产生 强度的过程。强度的过程。 硬化：硬化： 凝结后产生明显强度，并变成坚硬的人造石。凝结后产生明显强度，并变成坚硬的人造石。 12 二、 水泥的凝结与硬化 （二）水泥的水化 22222 x)Ca(OH)(3OHySiOxCaOOnHSiOC

9、aO3 22222 x)Ca(OH)(2OHySiOxCaOOmHSiOCaO2 OH6OAlCaO3O6HOACaO3 232232 l OHOFeCaOO6HOAl3CaOO7HOFeOAl4CaO 23223223232 O31H3CaSOOAl3CaOO19H)O2HCaSO( 3O6HOAl3CaO 2432224232 O31H3CaSOOAl3CaOO19H)O2HCaSO( 3O6HOAl3CaO 2432224232 )12Al3CaO( 3O5HO31H3CaSOOAl3CaO)OAl2(3CaO 24322243232 OHCaSOO 水化硅酸钙水化硅酸钙 C-S-H C

10、-S-H 凝胶体凝胶体 氢氧化钙氢氧化钙 CH CH 晶体晶体 水化铝酸钙水化铝酸钙 C C3 3AHAH6 6 晶体晶体 水化铁酸钙水化铁酸钙 C-F-HC-F-H 凝胶体 凝胶体 钙矾石钙矾石 AFtAFt 晶体 晶体 单硫型水化硫铝酸钙单硫型水化硫铝酸钙 AFmAFm 晶体 晶体 13 二、 水泥的凝结与硬化 （三）水泥的硬化 几小时若干年 14 二、 水泥的凝结与硬化 （四）水泥石的结构 实体实体 u水化产物：C-S-H、CH、C3AH6、C-F-H、AFt、AFm u未水化的水泥颗粒 孔隙孔隙 u气泡 u毛细孔 u凝胶孔 15 二、 水泥的凝结与硬化 （五）影响水泥水化的因素 水泥熟

11、料矿物组成水泥熟料矿物组成 水泥的细度水泥的细度 环境的温度和湿度环境的温度和湿度 养护龄期养护龄期 水灰比的大小水灰比的大小 石膏的用量石膏的用量 uC3A和和C3S的含量含量较高时，水泥凝结硬化快、的含量含量较高时，水泥凝结硬化快、 早期强度高，水化放热量大。早期强度高，水化放热量大。 u颗粒越细小，水化作用就越迅速越充分，凝结颗粒越细小，水化作用就越迅速越充分，凝结 硬化速率加快，早期强度越高；硬化速率加快，早期强度越高； u过细，在磨细时消耗的能量和成本显著提高；过细，在磨细时消耗的能量和成本显著提高； u容易与空气中的二氧化碳和水分反应，不易久容易与空气中的二氧化碳和水分反应，不易久

12、 存；存； u过细的水泥达到相同稠度时用水量增加，硬化过细的水泥达到相同稠度时用水量增加，硬化 时体积收缩大，使水泥发生裂缝的可能性增加；时体积收缩大，使水泥发生裂缝的可能性增加； u但过粗，不利于水泥活性发挥，凝结缓慢。但过粗，不利于水泥活性发挥，凝结缓慢。 u温度温度 p温度越高，凝结硬化速度越快，早期强度高，温度越高，凝结硬化速度越快，早期强度高， 但后期强度可能会有所下降；但后期强度可能会有所下降； p温度较低时（低于温度较低时（低于5），凝结硬化速度非常缓），凝结硬化速度非常缓 慢；当温度低于慢；当温度低于0时，凝结硬化将完全停止；时，凝结硬化将完全停止； 冬冬 季施工一般采取保温措

13、施或添加防冻剂。季施工一般采取保温措施或添加防冻剂。 u湿度湿度 p水泥的强度必须在较高的湿度环境下才能得到充水泥的强度必须在较高的湿度环境下才能得到充 分发展；分发展； p在干燥环境或水分不足，浆体中水分蒸发完后，在干燥环境或水分不足，浆体中水分蒸发完后， 则水泥无法继续水化，出现则水泥无法继续水化，出现“烧水泥烧水泥”现象现象 u龄期越长，水泥水化月充分，硬化越好，强度龄期越长，水泥水化月充分，硬化越好，强度 越高。越高。 u水灰比越大，水化越充分，但硬化后多余的水水灰比越大，水化越充分，但硬化后多余的水 形成大量毛细孔，强度越低；形成大量毛细孔，强度越低； u水灰比越小，低于理论水灰比水

14、灰比越小，低于理论水灰比0.23，水泥无法，水泥无法 充分水化，强度亦越低。充分水化，强度亦越低。 u不掺或不足（不掺或不足（3%），起不到缓凝作用，发），起不到缓凝作用，发 生速凝或瞬凝；生速凝或瞬凝； u过多（过多（5%），出现假凝，同时在后期引起），出现假凝，同时在后期引起 水泥石的膨胀而开裂破坏水泥石的膨胀而开裂破坏 。 16 三、 水泥的技术性质 l细度细度 l标准稠度及标准稠度用水量标准稠度及标准稠度用水量 l凝结时间凝结时间 l（体积）安定性（体积）安定性 l水化热水化热 l强度强度 17 三、 水泥的技术性质 （一）细度 定义：水泥颗粒的平均粗细程度。定义：水泥颗粒的平均粗细程

15、度。 工程意义：影响水泥性能的重要指标工程意义：影响水泥性能的重要指标 。一般小于。一般小于40m时，才具有较时，才具有较 高活性，大于高活性，大于100m后活性就很小了。后活性就很小了。 u过粗，不利于水泥的活性。过粗，不利于水泥的活性。 u过细，水化快，凝结硬化快，施工中不易控制；硬化后水泥石收过细，水化快，凝结硬化快，施工中不易控制；硬化后水泥石收 缩大；增加生产成本。缩大；增加生产成本。 评定方法和指标评定方法和指标 u筛析法和比表面法筛析法和比表面法 取烘干水泥，过取烘干水泥，过0.9mm筛，称取水泥筛，称取水泥W=50g，过，过0.08mm（80m） 的方孔筛，称取筛上面的筛余的方

16、孔筛，称取筛上面的筛余RS ，计算筛余百分数，计算筛余百分数F。 u表示指标：表示指标： %100 W Rs F 18 三、 水泥的技术性质 （二）标准稠度及标准稠度用水量 定义：定义： u标准稠度：水泥加水后达到国家标准规定的水泥净浆时所需稠度。标准稠度：水泥加水后达到国家标准规定的水泥净浆时所需稠度。 u标准稠度用水量：达到标准稠度所需的加水量。标准稠度用水量：达到标准稠度所需的加水量。 工程意义：工程意义：在测定水泥的安定性和凝结时间时，水泥净浆中用水量的多少直在测定水泥的安定性和凝结时间时，水泥净浆中用水量的多少直 接关系到其测定结果，因此对水泥净浆的稠度应有所规定。接关系到其测定结果

17、，因此对水泥净浆的稠度应有所规定。 评定指标：评定指标： 评定方法及计算评定方法及计算 u固定水量法（不变水量法）固定水量法（不变水量法） p取烘干水泥，过取烘干水泥，过0.9mm筛，称取水泥筛，称取水泥W=500g，水，水W=142.5ml，通过，通过 净浆搅拌机，得到水泥净浆，利用水泥标准稠度仪（维卡仪）测定试锥净浆搅拌机，得到水泥净浆，利用水泥标准稠度仪（维卡仪）测定试锥 下沉深度下沉深度S（mm）。 p代入公式：代入公式： CWP/% (%)185. 04 .33(%)SPmmS13 19 三、 水泥的技术性质 （二）标准稠度及标准稠度用水量 实例：实例： S=38mm P33.40.

18、1853826.4 W/CP%26.4 标稠用水量标稠用水量26.4500=132ml142.5ml 20 三、 水泥的技术性质 （二）标准稠度及标准稠度用水量 评定方法及计算评定方法及计算 u调整水量法调整水量法 取烘干水泥，过取烘干水泥，过 0.9mm 筛，称取水泥筛，称取水泥 W=500g ，水，水 W= ? ml ，通过净浆，通过净浆 搅拌机，得到水泥净浆，利用水泥标准稠度仪测定试锥下沉深度搅拌机，得到水泥净浆，利用水泥标准稠度仪测定试锥下沉深度 S（mm）。 p S值值 26 mm 在原有用水量的基础上加水重新测定；在原有用水量的基础上加水重新测定； p S值值 30 mm 在原有用

19、水量的基础上水重新测定；在原有用水量的基础上水重新测定； p S值在值在2630之间，则说明经验值准，一次就能找到。之间，则说明经验值准，一次就能找到。 21 三、 水泥的技术性质 （三）凝结时间 定义定义 u初凝时间：从水泥加水拌合起，至水泥浆开始失去可塑性所需的时间初凝时间：从水泥加水拌合起，至水泥浆开始失去可塑性所需的时间 u终凝时间：水泥加水拌合起，至水泥浆完全失去可塑性，并产生强度所需时间终凝时间：水泥加水拌合起，至水泥浆完全失去可塑性，并产生强度所需时间。 测定方法：测定方法：用用“min”表示。表示。 称取称取C=500g，按测定水泥标准稠度用水量制备净浆的方法制成标准稠度净浆。

20、，按测定水泥标准稠度用水量制备净浆的方法制成标准稠度净浆。 u初凝时间的测定：加水后初凝时间的测定：加水后30min时进行第一次测定。当试针下沉至距底板时进行第一次测定。当试针下沉至距底板 （41）mm时，即为水泥达到初凝状态。临近初凝，每隔时，即为水泥达到初凝状态。临近初凝，每隔5min测定一次。测定一次。 u终凝时间的测定：在终凝针上安装一个环形附件。在完成初凝时间测定后终凝时间的测定：在终凝针上安装一个环形附件。在完成初凝时间测定后,立即立即 将试模连同浆体以平移方式从玻璃板取下，翻转将试模连同浆体以平移方式从玻璃板取下，翻转180，临近终凝时间每隔，临近终凝时间每隔 15min测定一次

21、，当试针沉入试体测定一次，当试针沉入试体0.5mm时，即环形附件开始不能在试体上时，即环形附件开始不能在试体上 留下痕迹时，为水泥达到终凝状态。留下痕迹时，为水泥达到终凝状态。 注注 意意 p在整个试验过程中试针沉入的位置至少要距离试在整个试验过程中试针沉入的位置至少要距离试 模内壁模内壁10mm。 p到达初凝或终凝时应立即重复测定一次，当两次到达初凝或终凝时应立即重复测定一次，当两次 结果相同时才能确定。结果相同时才能确定。 p每次测定不能让试针落入原针孔。每次测定不能让试针落入原针孔。 p每次测试完毕后须将试针擦净并将试模放回湿气每次测试完毕后须将试针擦净并将试模放回湿气 养护箱内，整个测

22、试过程要防止试模受振。养护箱内，整个测试过程要防止试模受振。 22 三、 水泥的技术性质 （四）（体积）安定性 CaOf MgOf 定义定义 反映水泥硬化后体积变化的均匀性称为水泥体积安定性，是评定水泥质量反映水泥硬化后体积变化的均匀性称为水泥体积安定性，是评定水泥质量 的重要指标之一，是保证混凝土工程质量的必要条件。的重要指标之一，是保证混凝土工程质量的必要条件。 u凝结硬化过程中凝结硬化过程中 ：对建筑物的质量并没有什么影响。体积扩大反而会使混凝土增加：对建筑物的质量并没有什么影响。体积扩大反而会使混凝土增加 密实度，对强度增长和耐久性有利。密实度，对强度增长和耐久性有利。 u基本硬化后基

23、本硬化后 ：使混凝土产生膨胀裂缝，降低水泥石或混凝土的强度，甚至引起开裂：使混凝土产生膨胀裂缝，降低水泥石或混凝土的强度，甚至引起开裂 和崩溃等严重质量事故。和崩溃等严重质量事故。 引起安定性不良的原因引起安定性不良的原因 u游离氧化钙（游离氧化钙（ ） u游离氧化镁（游离氧化镁（ ） u石膏石膏 （ ） 3 SO 23 三、 水泥的技术性质 （四）（体积）安定性 测定方法：沸煮法测定方法：沸煮法 称取称取C=500g，按测定水泥标准稠度用水量制备净浆的方法制成标准稠度净浆。，按测定水泥标准稠度用水量制备净浆的方法制成标准稠度净浆。 u试饼法：试饼法： p制备好的净浆放在准备好的玻璃板上，做成

24、直径制备好的净浆放在准备好的玻璃板上，做成直径7080mm、中心厚、中心厚 约约10mm、边缘渐薄、表面光滑的试饼，接着将试饼放入养护箱内养、边缘渐薄、表面光滑的试饼，接着将试饼放入养护箱内养 护（护（242）h。在试饼无缺陷的情况下将其放置在沸煮箱水中的蓖板。在试饼无缺陷的情况下将其放置在沸煮箱水中的蓖板 上，然后在（上，然后在（305）min内加热至沸腾，并恒沸内加热至沸腾，并恒沸3h5min。 p目测：未发现裂纹，用直尺检查也没有弯曲（使钢尺和试饼底部紧靠，目测：未发现裂纹，用直尺检查也没有弯曲（使钢尺和试饼底部紧靠， 以两者间不透光为无弯曲）的试饼为安定性合格，反之为不合格。以两者间不

25、透光为无弯曲）的试饼为安定性合格，反之为不合格。 u雷氏夹法：雷氏夹法： p制备好的标准稠度净浆装满雷氏夹抹平，盖上稍涂过油的玻璃板，接制备好的标准稠度净浆装满雷氏夹抹平，盖上稍涂过油的玻璃板，接 着立即将试件移至湿气养护箱内养护（着立即将试件移至湿气养护箱内养护（242）h。从养护箱中取出，。从养护箱中取出， 先测量试件指针尖端距离（先测量试件指针尖端距离（A），精确到），精确到0.5mm，接着将试件放入沸，接着将试件放入沸 煮箱水中的蓖板上，指针朝上，试件间互不交叉，然后在（煮箱水中的蓖板上，指针朝上，试件间互不交叉，然后在（305） min内加热至沸腾，并恒沸内加热至沸腾，并恒沸3h5m

26、in。 p测试：测量试件指针尖的距离测试：测量试件指针尖的距离(C), 精确到精确到0.5mm。当两个试件沸煮后。当两个试件沸煮后 增加距离（增加距离（C-A）的平均值不大于）的平均值不大于5.0mm时，即认为该水泥的安定性时，即认为该水泥的安定性 合格。否则认为安定性不合格。当两个试件的（合格。否则认为安定性不合格。当两个试件的（C-A）值相差超过）值相差超过 4mm时，应用同一样品立即重做一次试验。时，应用同一样品立即重做一次试验。 24 三、 水泥的技术性质 （四）（体积）安定性 注意注意 u安定性不合格的水泥为废品；安定性不合格的水泥为废品； u两方法出现矛盾时以雷氏夹法为准；两方法出

27、现矛盾时以雷氏夹法为准； u沸煮法只能检测游离氧化钙的危害。沸煮法只能检测游离氧化钙的危害。 p游离氧化镁：用压蒸法游离氧化镁：用压蒸法 p三氧化硫：常温水长期浸泡三氧化硫：常温水长期浸泡 25 三、 水泥的技术性质 （五）水化热 定义定义 水泥在凝结硬化过程中因水化反应所放出的热量，称为水泥的水化热。水泥在凝结硬化过程中因水化反应所放出的热量，称为水泥的水化热。 影响水化热大小和释放速率的因素影响水化热大小和释放速率的因素 u水泥熟料的矿物组成；水泥熟料的矿物组成； u混合材料的品种与数量；混合材料的品种与数量； u水泥的细度及养护条件；水泥的细度及养护条件； u加入外加剂加入外加剂。 水化

28、热的利弊水化热的利弊 u有利于冬季施工；有利于冬季施工； u不利于不利于大体积混凝土大体积混凝土施工。施工。 26 三、 水泥的技术性质 （六）强度 水泥的强度是水泥的重要力学性质，是水泥技术要求中最基本的指标，水泥的强度是水泥的重要力学性质，是水泥技术要求中最基本的指标， 是是 评定水泥强度等级（标号）的依据。评定水泥强度等级（标号）的依据。 测定方法测定方法 水泥水泥 ：标准砂：水：标准砂：水450g ：1350g ： 225ml水泥砂浆（水泥胶砂搅拌水泥砂浆（水泥胶砂搅拌 机）机）振动成型（水泥胶砂振动台）为标准尺寸的试件振动成型（水泥胶砂振动台）为标准尺寸的试件2组组 （4040160

29、mm）标准养护（标准养护（201，95%）经一定龄期经一定龄期 （3d、28d），测得试件的抗折和抗压强度来划分强度等级。），测得试件的抗折和抗压强度来划分强度等级。 27 三、 水泥的技术性质 （六）强度 22 33 1000100 0.0234 22 40 40 PLP fP MPa bh 折 （） )( 3 MPa f f 折 折 强度计算及评定强度计算及评定 u抗折强度抗折强度 p计算：计算： p评定评定 折 折折 f ff i 2 f f 折 3 f f 折均小于均小于10% 有一个大于有一个大于10%，舍去，舍去 有两个大于有两个大于10%，作废重做。，作废重做。 28 三、 水泥

30、的技术性质 （六）强度 (MPa) 000625. 0 4040 压压 P P A P f 6 i f f 压 压 强度计算及评定强度计算及评定 u抗压强度抗压强度 p计算：计算： p评定评定 均小于均小于10% 有一个大于有一个大于10%，舍去，舍去 有两个大于有两个大于10%，作废重做。，作废重做。 压 压压 f ff i 6 i压 压 f f 5 i压 压 f f 29 三、 水泥的技术性质 （六）强度 强度等级（标号）强度等级（标号） u测得试件的抗折和抗压强度来划分强度等级。硅酸盐水泥强度等级分测得试件的抗折和抗压强度来划分强度等级。硅酸盐水泥强度等级分 为为42.5、42.5R、5

31、2.5、52.5R、62.5、62.5R六个强度等级。六个强度等级。 强度等级强度等级 抗压强度（抗压强度（MPaMPa）抗折强度（抗折强度（MPaMPa） 3d3d28d28d3d3d28d28d 42. 542. 517.017.042. 542. 53. 53. 56. 56. 5 42.5R42.5R22.022.042. 542. 54. 04. 06. 56. 5 52. 552. 523.023.052. 552. 54. 04. 07. 07. 0 52.5R52.5R27.027.052. 552. 55. 05. 07. 07. 0 62. 562. 528.028.062

32、. 562. 55. 05. 08. 08. 0 62.5R62.5R32.032.062. 562. 55. 55. 58.08.0 p 3d和和28d的抗折和抗压强度；的抗折和抗压强度； p R代表早强型水泥（代表早强型水泥（rapid）。）。 u 影响因素：见影响因素：见“影响水化、硬化的因素影响水化、硬化的因素”。 30 三、水泥技术性质（小 结） l 废品废品 u 初凝时间初凝时间 u 安定性安定性 l 不合格品不合格品 u 细度细度 u 终凝时间终凝时间 u 强度强度 31 四、水泥的腐蚀与防止 l 软水腐蚀软水腐蚀 l盐类腐蚀盐类腐蚀 l酸类腐蚀酸类腐蚀 l强碱腐蚀强碱腐蚀 32

33、 四、 水泥的腐蚀与防止 （一）软水腐蚀 定义定义 水泥石长期接触软水时，会使水泥石中的氢氧化钙不断被溶出，当水泥石中水泥石长期接触软水时，会使水泥石中的氢氧化钙不断被溶出，当水泥石中 游离的氢游离的氢 氧化钙减少到一定程度时，水泥石中的其它氧化钙减少到一定程度时，水泥石中的其它含钙矿物含钙矿物(C-S-H、C3AH6、AFt等）也可等）也可 能分解和溶出，从而导致水泥石结构的强度降低，甚至破坏。能分解和溶出，从而导致水泥石结构的强度降低，甚至破坏。 分类分类 u静水及无压水静水及无压水 影响不大影响不大 u流水及有压水流水及有压水 水泥石密实度和强度下降水泥石密实度和强度下降 CH溶出百分数

34、溶出百分数强度下降强度下降 5%7% 24%29% 40%50% 33 四、 水泥的腐蚀与防止 （二）盐类腐蚀（膨胀性腐蚀） 硫酸盐腐蚀硫酸盐腐蚀 含硫酸盐的海水、地下水、盐沼水、某些工业污水及流经高炉矿渣或煤渣的含硫酸盐的海水、地下水、盐沼水、某些工业污水及流经高炉矿渣或煤渣的 水，长期与水泥石接触时，其中的硫酸盐会与水泥石中的氢氧化钙发生反应，水，长期与水泥石接触时，其中的硫酸盐会与水泥石中的氢氧化钙发生反应， 生成硫酸钙。硫酸钙与水泥石中的水化铝酸钙反应生成高铝型水化硫铝酸钙生成硫酸钙。硫酸钙与水泥石中的水化铝酸钙反应生成高铝型水化硫铝酸钙 （钙矾石（钙矾石AFt），产生），产生1.5倍

35、的体积膨胀，这种膨胀必然导致脆性水泥石结构的倍的体积膨胀，这种膨胀必然导致脆性水泥石结构的 开裂，甚至崩溃。由于钙矾石为微观针状晶体，人们常称其为水泥杆菌。开裂，甚至崩溃。由于钙矾石为微观针状晶体，人们常称其为水泥杆菌。 镁盐腐蚀（双重腐蚀）镁盐腐蚀（双重腐蚀） 在海水及地下水中，常含有大量的镁盐，主要是硫酸镁和氯化镁。它们与水在海水及地下水中，常含有大量的镁盐，主要是硫酸镁和氯化镁。它们与水 泥石中的氢氧化钙发生反应泥石中的氢氧化钙发生反应。 AFtAHCCaSO CaSOSOOHCa 634 4 2 42 )( AFtAHCCaSO OHMgCaSOMgSOOHCa 634 2442 )(

36、)( 2222 )()(OHMgCaClOHCaMgCl 34 四、 水泥的腐蚀与防止 （三）酸类腐蚀 碳酸腐蚀碳酸腐蚀 雨水及地下水中常溶有较多的二氧化碳，形成了碳酸。碳酸水先与水泥石雨水及地下水中常溶有较多的二氧化碳，形成了碳酸。碳酸水先与水泥石 中的氢氧化钙反应，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸钙中的氢氧化钙反应，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸钙（早期碳化）；（早期碳化）；碳酸碳酸 钙再与碳酸反应生成可溶性的碳酸氢钙，并随水流失，从而破坏了水泥石的结钙再与碳酸反应生成可溶性的碳酸氢钙，并随水流失，从而破坏了水泥石的结 构构（后期碳化）。（后期碳化）。其腐蚀反应过程为：其腐蚀反应过程为： 一

37、般酸类腐蚀一般酸类腐蚀 水泥的水化产物呈碱性，因此酸类对水泥石一般都会有不同程度的侵蚀作用，水泥的水化产物呈碱性，因此酸类对水泥石一般都会有不同程度的侵蚀作用， 其中侵蚀作用最强的是无机酸中的盐酸、氢氟酸、硝酸、硫酸及有机酸中的醋其中侵蚀作用最强的是无机酸中的盐酸、氢氟酸、硝酸、硫酸及有机酸中的醋 酸、蚁酸和乳酸等反应酸、蚁酸和乳酸等反应 。 23223 322 )( )( HCOCaOHCOCaCO CaCOCOOHCa OHCaHOHCa 2 2 2 2)( 35 四、 水泥的腐蚀与防止 （四）强碱腐蚀 定义定义 水泥石本身具有相当高的碱度，因此弱碱溶液一般不会侵蚀水泥石，但是水泥石本身具

38、有相当高的碱度，因此弱碱溶液一般不会侵蚀水泥石，但是 若长期处于浓度较高（大于若长期处于浓度较高（大于10%）的含碱溶液中也能发生缓慢腐蚀，主要是化）的含碱溶液中也能发生缓慢腐蚀，主要是化 学腐蚀和结晶腐蚀。学腐蚀和结晶腐蚀。 u化学腐蚀化学腐蚀 u结晶腐蚀结晶腐蚀 当水泥石被氢氧化钠浸润后又在空气中干燥，氢氧化钠渗入水泥石，与空当水泥石被氢氧化钠浸润后又在空气中干燥，氢氧化钠渗入水泥石，与空 气中的二氧化碳反应生成含结晶水的碳酸钠，碳酸钠在毛细孔中结晶体积膨胀气中的二氧化碳反应生成含结晶水的碳酸钠，碳酸钠在毛细孔中结晶体积膨胀 而使水泥石开裂破坏。而使水泥石开裂破坏。 23232 )(3363OHCaAlOONaNaOHOAlCaO 36 四、 水泥的腐蚀与防止 （五）防腐蚀措施 根据侵蚀环境特点，合理选用水泥品种。根据侵蚀环境特点，合理选用水泥品种。 u 水化产物中水化产物中Ca（OH）2含量较少含量较少 u 铝酸三钙含量低于铝酸三钙含量低于5%的水泥的水泥 提高水泥石的密实度，改善孔隙结构。提高水泥石的密实度，