土木工程材料水泥ppt课件

1、1824年10月21日，英国利兹Leeds城的泥水匠阿斯普丁J.Aspdin获得英国第5022号“波特兰水泥专利证书，从而一举成为流芳百世的水泥发明人。 强生确定了水泥制造的两个基本条件：第一是烧窑的温度必须高到足以使烧块含一定量玻璃体并呈墨绿色；第二是原料比例必须正确而固定，烧成物内部不能含过量石灰，水泥硬化后不能开裂。这些条件确保了“波特兰水泥质量，解决了阿普斯丁无法解决的质量不稳定问题。从此，现代水泥生产的基本参数已被发现。1824年，英国石匠阿斯浦丁偶然发现年，英国石匠阿斯浦丁偶然发现粘土粘土+石灰石灰+水水人造石波特兰水泥）人造石波特兰水泥）特点：强度高、耐久性好、防水、防火。特点：

2、强度高、耐久性好、防水、防火。n水泥：是一种多组分的人造矿物粉料，它与水水泥：是一种多组分的人造矿物粉料，它与水拌和后成为塑性胶体，既能在空气中硬化，又拌和后成为塑性胶体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂石等材料胶结成具有能在水中硬化，并能将砂石等材料胶结成具有一定强度的整体。（水泥是水硬性胶凝材料。）一定强度的整体。（水泥是水硬性胶凝材料。）n水泥水泥 硅酸盐水泥硅酸盐水泥n 铝酸盐水泥铝酸盐水泥 系列系列n 硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥 n 铁铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥n硅酸盐水泥系列硅酸盐水泥系列是以硅酸钙为主要成分的是以硅酸钙为主要成分的水泥熟料、一定量的混合材料和适量石膏，经水泥熟

3、料、一定量的混合材料和适量石膏，经共同磨细而成。共同磨细而成。我是建筑业的粮食！n 硅酸盐水泥05%）n 普通水泥6%15%）n 矿渣水泥（ 2070 %）n 火山灰水泥（ 2050 %）n 粉煤灰水泥（ 2040 %）n 复合水泥（ 1550 %）专用水泥专门用于某些工程的水泥,如道路水泥、中低热水泥、砌筑水泥等。特性水泥某种性能较突出的水泥，如快硬硅酸盐水泥、高铝水泥、彩色水泥、膨胀水泥等。水泥系列水泥系列通用水泥下述百分含量为混合材料的掺量下述百分含量为混合材料的掺量按水泥的用途分类 在土木建筑工程中大量使用的水泥按水泥的用途分类 类 别 简 称混合材掺量（%）通用水泥 硅酸盐水泥05

4、普通硅酸盐水泥 普通水泥615 矿渣硅酸盐水泥 矿渣水泥2070火山灰质硅酸盐泥 火山灰水泥2050粉煤灰硅酸盐水泥 粉煤灰水泥2040 复合硅酸盐水泥 复合水泥1550 专用水泥 专门用于某些工程的水泥特性水泥 某种性能较突出的水泥彩色水泥彩色水泥彩色水泥普通水泥1. 1.定义：凡由硅酸盐水泥熟料、定义：凡由硅酸盐水泥熟料、05%05%石灰石或粒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化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥材料，称为硅酸盐水泥 国外通称的波特兰水泥国外通称的波特兰水泥Portland cementPortland cement） 。2.2.

5、类型及代号类型及代号硅酸盐水泥硅酸盐水泥 型硅酸盐水泥：不掺混合材料的，型硅酸盐水泥：不掺混合材料的，代号代号PP。 型硅酸盐水泥：粉磨时掺加不超过型硅酸盐水泥：粉磨时掺加不超过水泥重量水泥重量5% 5% 的石灰石或粒化高炉矿渣混合材的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料，代号料，代号P P 。硅酸盐水泥分42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R 六个强度等级R代表早强型水泥）第一节第一节 硅酸盐水泥硅酸盐水泥 l生产工艺概述生产工艺概述l 硅酸盐水泥的生产工艺可概括为三个阶段：硅酸盐水泥的生产工艺可概括为三个阶段：l生料制备：以石灰石、粘土和铁矿粉为主要原料有时需生料制备：以

6、石灰石、粘土和铁矿粉为主要原料有时需加入校正原料），将其按一定比例配合、磨细，制得具有加入校正原料），将其按一定比例配合、磨细，制得具有适当化学成分、质量均匀的生料。适当化学成分、质量均匀的生料。l熟料煅烧：将生料在水泥窑内经熟料煅烧：将生料在水泥窑内经14501450高温煅烧至部分熔高温煅烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料。融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料。l水泥粉磨：将熟料加适量石膏和水泥粉磨：将熟料加适量石膏和0 05 5的石灰石或粒化高的石灰石或粒化高炉矿渣共同磨细得到硅酸盐水泥。炉矿渣共同磨细得到硅酸盐水泥。硅酸盐水泥的生产及主要矿物组成硅酸盐水泥的生产及

7、主要矿物组成 1.原料 （1石灰质原料：主要提供CaO。采用石灰岩、凝灰岩和贝壳等。（2粘土质原料：主要SiO2、Al2O3及Fe2O3。采用粘土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等。主要原料主要原料（3校正原料辅助原料）：为满足成分要求用。校正原料辅助原料）：为满足成分要求用。如：铁矿粉的铁质原料补充氧化铁的含量。如：铁矿粉的铁质原料补充氧化铁的含量。 砂岩的硅质原料增加二氧化硅的成分等。砂岩的硅质原料增加二氧化硅的成分等。两磨一烧：两磨一烧： 制备生料一磨）制备生料一磨） 煅烧熟料一烧）煅烧熟料一烧） 粉磨水泥二磨）粉磨水泥二磨）2.生产过程石灰石石灰石粘土粘土 按比例混合按比例混合生料进窑

8、生料进窑熟料熟料 辅助原料辅助原料 煅烧煅烧磨细磨细磨细磨细石膏石膏1450水泥成品水泥成品3.3.生料生料 CaO CaO： 62% 67% 62% 67% SiO2 : 20% 24% SiO2 : 20% 24% Al2O3 : 4% 7% Al2O3 : 4% 7% Fe2O3 Fe2O3： 2.5%6.0% 2.5%6.0% 生料在窑内经历：生料在窑内经历： 枯燥枯燥预热预热分解分解烧成烧成冷却冷却 硅质(粘土)钙质(石灰石)1450调理原料石膏石膏石膏石膏水水 泥泥生生 料料熟熟 料料混合材混合材水泥制造的“两磨一烧工艺流程粉粉 磨磨煅煅 烧烧粉粉 磨磨 原料采掘原料采掘原料磨细原

9、料磨细原料混合原料混合反应物产物反应物产物中间产物中间产物预热器回转窑产产 物物熟料冷却熟料冷却熟料储存熟料储存硅酸盐水泥熟料制造工艺流程3.510m中卸烘干磨生料粉磨中卸烘干磨生料粉磨 ）生料粉磨工艺生料粉磨工艺 熟料煅烧工艺熟料煅烧工艺 五级旋风预热器五级旋风预热器CDC窑外分解系统窑外分解系统电收尘器电收尘器3.350m旋转窑水泥粉磨及包装水泥粉磨及包装 3.813m水泥磨水泥皮带输送机水泥皮带输送机八嘴回转式微机包装机八嘴回转式微机包装机水泥库组组 成成 矿矿 物物 名名 称称分子式分子式简称简称含量含量（%）硅酸盐硅酸盐矿矿 物物硅酸三钙硅酸三钙3CaOSiO2C3S3660硅酸二钙

10、硅酸二钙2CaOSiO2C2S1537熔剂矿物铝酸三钙铝酸三钙3CaOAl2O3C3A715铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3C4AF1018次要成分游离氧化钙游离氧化钙CaO游离氧化镁游离氧化镁MgO含碱矿物及玻璃体含碱矿物及玻璃体硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料的矿物组成1. 1.主要成分：主要由四种矿物化学组成主要成分：主要由四种矿物化学组成硅酸盐水泥熟料的矿物组成及在水泥中的相对含量硅酸盐水泥熟料的矿物组成及在水泥中的相对含量组成矿物名称组成矿物名称分子式分子式简称简称水泥中的含量（水泥中的含量（% %）普通普通水泥水泥低热低热水泥水泥早强早强水泥水泥超早超早强水强

11、水泥泥耐硫耐硫酸盐酸盐水泥水泥硅酸盐硅酸盐矿矿 物物硅酸三钙硅酸三钙3CaO3CaOSiOSiO2 2C C3 3S S52524141656568685757硅酸二钙硅酸二钙2CaO2CaOSiOSiO2 2C C2 2S S2424343410102323熔剂熔剂矿物矿物铝酸三钙铝酸三钙3CaO3CaOAlAl2 2O O3 3C C3 3A A9 96 68 89 92 2铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaO4CaOAlAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3C C4 4AFAF9 96 69 98 81313次要次要成分成分游离氧化钙游离氧化钙CaOCaO游离氧化镁游离氧化镁MgOMg

12、O含碱矿物及含碱矿物及玻璃体玻璃体2.2.其它成分其它成分: : 游离游离CaO CaO （=5%=5%） 、MgOMgO（=5%=5%）及及SO3 SO3 （1%-2%1%-2%） ，其含量过高将造成水泥安定性，其含量过高将造成水泥安定性不良。不良。 碱矿物及玻璃体等，其中的碱矿物及玻璃体等，其中的Na2ONa2O和和K2OK2O含量较高含量较高时，遇到活性骨料时，易产生碱时，遇到活性骨料时，易产生碱骨料反应，影响骨料反应，影响混凝土的质量。混凝土的质量。3.3.石膏石膏辅助作用辅助作用主要是缓凝作用，含量：主要是缓凝作用，含量：2%5%2%5%。 硅酸盐水泥的水化与凝结硬化硅酸盐水泥的水化

13、与凝结硬化（一硅酸盐水泥的水化（一硅酸盐水泥的水化水泥水泥+水水拌合拌合可塑性可塑性具具（水泥石）（水泥石）水化水化的水泥浆的水泥浆凝结凝结硬化硬化流动性流动性水化水化水泥和水拌合水泥和水拌合表面的熟料矿物立刻与水发生化学反应表面的熟料矿物立刻与水发生化学反应各组分开始逐渐溶解各组分开始逐渐溶解放出一定热量放出一定热量固相体积也逐固相体积也逐渐增加。其反应式如下：渐增加。其反应式如下：2(3CaOSiO2)+6H2O=3CaO2SiO23H2O+3Ca(OH)2 硅酸三钙硅酸三钙 水化硅酸钙水化硅酸钙 氢氧化钙氢氧化钙2(2CaOSiO2)+4H2O=3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2

14、 硅酸二钙硅酸二钙 水化硅酸钙水化硅酸钙 氢氧化钙氢氧化钙3CaOAl2O3+6H2O=3CaOAl2O36H2O 铝酸三钙铝酸三钙 水化铝酸钙水化铝酸钙4CaOAl2O3Fe2O3+7H2O=3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2O 铁铝酸四钙铁铝酸四钙 水化铁酸一钙水化铁酸一钙3CaOAl2O36H2O + CaSO43CaOAl2O33CaSO431H2O水化铝酸钙水化铝酸钙 石膏石膏 或或3CaOAl2O3CaSO412H2O 水化硫铝酸钙或单硫型水化硫铝酸钙水化硫铝酸钙或单硫型水化硫铝酸钙主要水化产物在完全水化的水泥石中主要水化产物在完全水化的水泥石中 ）：）： 水化硅酸钙

15、水化硅酸钙 70%（凝胶）（凝胶） 氢氧化钙氢氧化钙 20%（晶体）（晶体） 水化铝酸钙晶体）水化铝酸钙晶体） 水化硫铝酸钙晶体也称钙矾石水化硫铝酸钙晶体也称钙矾石7%是水泥石形成是水泥石形成强度的最主要强度的最主要化合物化合物水化反应为放热反应，其放出的水化反应为放热反应，其放出的热量称为水化热。其水化热大，放热量称为水化热。其水化热大，放热的周期也较长，但大部分热的周期也较长，但大部分50%以上热量是在以上热量是在3天以内。特别是天以内。特别是在水泥浆发生凝结、硬化的初期放在水泥浆发生凝结、硬化的初期放出。出。 （二硅酸盐水泥的凝结硬化过程分为：早、中、晚 三个时期1.水化早期，初始反应期

16、凝胶膜的生成期）（诱导期） 20，3h3.水化后期，硬化水化后期，硬化更长时间更长时间水化反应减慢水化反应减慢水化产物水化产物填充由水占据的空间填充由水占据的空间晶晶体相互搭接体相互搭接整体整体水水泥石泥石硬化硬化硬化：浆体的强度逐渐提高硬化：浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石状固体并变成坚硬的石状固体水泥石水泥石2.水化中期，凝结水化中期，凝结 20 30h，30%的水泥已经的水泥已经水化水化 包裹膜包裹膜增厚增厚凝结：水泥加水拌和初期形凝结：水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体，然后成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠并失去可塑性的过逐渐变稠并失去可塑性的过程。程。水泥浆水化放热过程水泥浆水化放

17、热过程n水泥熟料矿物的水化是放热反应，水泥熟料矿物的水化是放热反应，C3S和和C3A放放热最大，最快；而热最大，最快；而C2S放热最小，最慢。放热最小，最慢。n水泥水化放热有明显的四个阶段：水泥水化放热有明显的四个阶段：n初始放热初始放热水泥与水一接触，立即放热，放热水泥与水一接触，立即放热，放热速度速度dQ/dt 很快，表明反应激烈。很快，表明反应激烈。n 放热停滞期放热停滞期 放热很慢，接近停滞，表明反应放热很慢，接近停滞，表明反应停顿。停顿。n放热加速期放热加速期 放热速度逐渐加快，达到放热峰放热速度逐渐加快，达到放热峰值，表明反应逐渐加快。值，表明反应逐渐加快。n放热减速期放热减速期

18、放热达到峰值后，放热速度逐渐放热达到峰值后，放热速度逐渐减慢，表明反应逐渐减速。减慢，表明反应逐渐减速。加水初凝终凝凝结硬化诱导期稠硬不流动浆体刚性固体随时间增强塑性流动浆体初凝时间终凝时间水泥凝结时间与水泥浆体状况的关系AAAAAAAADDBDCE 水泥石的结构A-未水化水泥颗粒；B-胶体粒子C-S-H等）；C-晶体粒子Ca(OH)2等）;D-毛细孔毛细孔水）；E-凝胶孔水泥石的组成：凝胶体水化硅酸钙凝胶和氢氧 化钙晶体）未水化的水泥颗粒内核毛细孔及凝胶孔 它们在不同时期相对数量的变化，使水泥石的性质随之而改变。水泥石的结构及影响其强度发展的因素水泥石的结构及影响其强度发展的因素水泥石的结构

19、水泥石的结构水泥石的工程性质(强度和耐久性)决定于水泥石的结构组成，即 水化物的类型 水化物的相对含量可用水化程度表示） 孔的大小、形状和分布水灰比即拌和时用水量与水泥用量之比表示水泥石的结构水泥石的结构00.20.40.60.81.00.200.40.60.81.0水化程度未水化水泥凝胶实体（含晶体水化物）（凝胶孔水）凝胶孔毛细孔（毛细孔水）体积率(a)(b)体积率（毛细孔水）毛细孔凝胶孔（凝胶孔水）（含晶体水化物）凝胶实体未水化水泥水化程度1.00.80.60.400.21.00.80.60.40.20 不同水化程度水泥石的组成 1.水灰比相同时，水化程度愈高，则水化物愈多，而毛细孔和未水

20、化水泥的量相对减少。水泥石结构密实、强度高、耐久性好。 2.水化程度相同而水灰比不同的水泥石结构，水灰比越大，毛细孔所占比例相对增加，水泥石的强度和耐久性下降。n 影响水泥石强度发展的主要因素n1.熟料矿物组成的影响 n硅酸盐水泥熟料矿物组成，是影响水泥的水化速度、凝结硬化过程及产生强度等的主要因素。n硅酸三钙C3S）：Tricalcium sillicate；n硅酸二钙（ C2S）：Dicalcium sillicaten铝酸三钙（ C3A）： Tricalcium aluminate；n铁铝酸四钙 （C4AF ）：Tetriacalcium aluminoferrien 性 能 指 标 熟

21、 料 矿 物C3SC2SC3AC4AF水化速率快慢最快快凝结硬化速率中慢快中28d水化热大小最大中强度较高早期低后期高低较低耐化学腐蚀性中良差优干缩性中小大小硅酸盐水泥熟料矿物的水化、凝结硬化特性水化热大小比较水化热大小比较n硅酸盐和铝酸盐与水反应，硅酸盐和铝酸盐与水反应， 同时放出热量，其每同时放出热量，其每克的热量为：克的热量为：n 3 3 2 2 3 3 4 4n 120 60 320 100 120 60 320 100n阐明阐明: :放热出现裂缝内外温差高达放热出现裂缝内外温差高达5050）n运用运用: :水化热大，适于断面尺寸小的预应力砼。水化热大，适于断面尺寸小的预应力砼。（冬季

22、施工）（冬季施工）运用：n大坝水泥：大体积工程水化热小n 应选低热水泥2S含量多。n 冬季预应砼施工：水化热大C3S、3）n道路水泥抗折性好）：3、4硅酸盐水泥熟料的矿物组成及在水泥中的相对含量组成矿物名称分子式简称水泥中的含量（%）普通水泥低热水泥早强水泥超早强水泥耐硫酸盐水泥硅酸盐矿 物硅酸三钙3CaOSiO2C3S5241656857硅酸二钙2CaOSiO2C2S24341023熔剂矿物铝酸三钙3CaOAl2O3C3A96892铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3C4AF969813次要成分游离氧化钙CaO游离氧化镁MgO含碱矿物及玻璃体2. 水泥细度的影响水泥细度的影响 直接影响：水

23、化，凝结硬化，强度，干缩及水化热。直接影响：水化，凝结硬化，强度，干缩及水化热。 越细越细:凝结速度越快，早期强度越高。但过细凝结速度越快，早期强度越高。但过细易与空易与空气中的水分及二氧化碳反应，并且硬化时收缩也较大，且气中的水分及二氧化碳反应，并且硬化时收缩也较大，且成本高。成本高。3. 拌合加水量的影响拌合加水量的影响 影响硬化水泥石强度的主要因素。影响硬化水泥石强度的主要因素。拌合加入水量越大，硬化水泥石中毛细孔就越多。水泥石的拌合加入水量越大，硬化水泥石中毛细孔就越多。水泥石的强度随其毛细孔隙率的增加呈线性关系下降，从而强度低。强度随其毛细孔隙率的增加呈线性关系下降，从而强度低。 4

24、. 养护湿度和温度的影响养护湿度和温度的影响 （1湿度湿度应该保持潮湿状态应该保持潮湿状态 （2温度温度提高温度也可以加速水化反应。在提高温度也可以加速水化反应。在0以下，以下，当水结成冰时，水泥的水化、凝结硬化作用将停止，因此，当水结成冰时，水泥的水化、凝结硬化作用将停止，因此，在冬季施工时，需要采取保温等措施。在冬季施工时，需要采取保温等措施。5. 养护龄期的影响养护龄期的影响 水泥水化硬化是一个较长时期不断进行的过程。水泥水化硬化是一个较长时期不断进行的过程。随着龄期的增长随着龄期的增长水泥石的强度逐渐提高。水泥石的强度逐渐提高。水泥在水泥在314d内强度增长较快，内强度增长较快，28d

25、后增长缓慢。后增长缓慢。养护到养护到 28d 。6. 水泥受潮与久存的影响水泥受潮与久存的影响 水泥也不可储存过久水泥也不可储存过久三个月后其强度降低约三个月后其强度降低约10 20% 半年后降低约半年后降低约15 30% 一年后降低约一年后降低约25 40%受潮水泥颗粒受潮水泥颗粒重磨可使其暴露出新鲜表面而恢复部分重磨可使其暴露出新鲜表面而恢复部分活性。活性。对于微结块的水泥，强度约降低对于微结块的水泥，强度约降低1020%适当方式压适当方式压碎后用于次要工程。碎后用于次要工程。 普通，南方，水泥放不能过雨季普通，南方，水泥放不能过雨季应用水泥凝结硬化机理分析与解答问题应用水泥凝结硬化机理分

26、析与解答问题n水泥生产中为什么掺加石膏？nC3A在水中溶解度大，反应很快，引起水泥浆闪凝；n水泥的凝结速度取决于水泥浆体中水化物凝胶微粒的聚集，Al3对凝胶微粒聚集有促进作用；n石膏与C3A反应形成难溶的硫铝酸钙水化物，反应速度减缓，并减少了溶液中的Al3浓度，延缓了水泥浆的凝结速度。n为什么水泥硬化后能产生强度？n水泥浆体硬化后转变为越来越致密的固体；n在浆体硬化过程中，随着水泥矿物的水化，比表面较大的水化物颗粒不断增多，颗粒间相互作用力不断增强，产生的强度越来越高。 n水泥浆体强度的增长规律是什么？n 水泥浆体的强度随龄期而逐渐增长，早期增长快，后期增长较慢，但是只要维持一定的温度和湿度，

27、其强度可在相当长的时期内增长。这与水泥矿物的水化反应规律是一致的。n为什么强度发展与环境温、湿度有关？n 水泥的水化需要水，如果没有水，水泥的水化就将停止；提高温度可加快水泥的凝结硬化，而降低温度就会减缓水泥的凝结硬化。n为什么水泥的储存与运输时应防止受潮？n 水泥受潮，因表面水化结块，丧失凝胶能力，强度大为降低。 SummarynC3S、C3A含量多，凝结硬化快，反之亦然。含量多，凝结硬化快，反之亦然。n掺加混合材，熟料减少，凝结硬化速度减慢。掺加混合材，熟料减少，凝结硬化速度减慢。n有些化合物可以使水泥浆体促凝或缓凝。有些化合物可以使水泥浆体促凝或缓凝。 n细度越小，水化反应越快，凝结硬化

28、越快。细度越小，水化反应越快，凝结硬化越快。 n水灰比越大，浆体需填充的孔隙越多，凝结硬化水灰比越大，浆体需填充的孔隙越多，凝结硬化速度越慢。速度越慢。n提高温度，加快水泥的凝结硬化；保持足够的水提高温度，加快水泥的凝结硬化；保持足够的水分有利于水泥的凝结硬化分有利于水泥的凝结硬化 问题？问题？n水泥凝结硬化速度快，好吗？水泥凝结硬化速度快，好吗？ 答：水化加快，放热速率加速，升温并膨胀，凝结硬化形成的微结构体积较疏松，且在随后的降温期间，或受干燥环境作用收缩变形时产生大量微裂缝，致使结构混凝土强度与渗透性耐久性受到严重影响。v水泥宜在什么条件下凝结硬化？ 答：水泥宜在常温(2010C)与相对

29、湿度较高的条件下，凝结硬化。即水泥水化速度适宜的温度，水化 所需水分供应充足的条件。硅酸盐水泥的技术性质硅酸盐水泥的技术性质 国家标准国家标准GB17599，对硅酸盐水泥的主要技术，对硅酸盐水泥的主要技术性质如下要求。性质如下要求。 1 ） 细度细度Fineness） 细度是指水泥颗粒的粗细程度。细度是指水泥颗粒的粗细程度。影响水泥性能的重要指标影响水泥性能的重要指标鉴定水泥品质的主要项鉴定水泥品质的主要项目之一。目之一。水泥细度通常采用筛分法或比表面积法勃氏法测水泥细度通常采用筛分法或比表面积法勃氏法测定。定。（1筛分法是以筛分法是以80m方孔筛的筛余量表示。普通水方孔筛的筛余量表示。普通水

30、泥的细度用筛余量表示，其筛余量不得超过泥的细度用筛余量表示，其筛余量不得超过10.0%。（2比表面积法以比表面积法以1kg水泥所具有的比表面积水泥所具有的比表面积m2/kg表示。硅酸盐水泥的细度用比表面积表示，应大于表示。硅酸盐水泥的细度用比表面积表示，应大于300m2/kg。 凡水泥细度不符合规定者为不合格品。凡水泥细度不符合规定者为不合格品。 n测定方法：测定方法：n 筛析法：水筛法：筛析法：水筛法：n 负压筛法负压筛法(为准为准)n 比表面积法：比表面积法：n规定：硅酸盐水泥的细度：规定：硅酸盐水泥的细度：比表面积不小于比表面积不小于3000/n 其 余 四 品 种 水 泥 在 其 余

31、四 品 种 水 泥 在80m方孔筛上重筛余量不大方孔筛上重筛余量不大于于10%。 负压筛法 水泥试样筛余百分率按下式计算 式中：F 水泥试样筛余百分率，%； ms水泥试样在80m筛上筛余质量，g； m水泥试样的质量，g。 水泥负压筛析仪100%mmFs问题：为什么需要规定水泥的细度？问题：为什么需要规定水泥的细度？解答：解答：水泥颗粒细度影响水化活性和凝结硬化速度，水水泥颗粒细度影响水化活性和凝结硬化速度，水泥颗粒太粗，水化活性越低，不利于凝结硬化泥颗粒太粗，水化活性越低，不利于凝结硬化；虽然水泥越细，凝结硬化越快，早期强度会越高虽然水泥越细，凝结硬化越快，早期强度会越高，但是水化放热速度也快

32、，水泥收缩也越大，但是水化放热速度也快，水泥收缩也越大，对水泥石性能不利；对水泥石性能不利；水泥越细，生产能耗越高，成本增加；水泥越细，生产能耗越高，成本增加；水泥越细，对水泥的储存也不利，容易受潮结块水泥越细，对水泥的储存也不利，容易受潮结块，反而降低强度。，反而降低强度。2凝结时间Settingtime）凝结时间：是指水泥从开始加水到失去塑性，即从可塑状态发展到固体状态所需的时间。分为初凝和终凝。1.初凝时间Initialsettingtime）自开始加水拌和起，至水泥浆开始失去可塑性与流动性所需的时间，称为初凝时间。国家标准规定了硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min。2.终凝时间Fin

33、alsettingtime）自加水时起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间称为终凝时间。国家标准规定了硅酸盐水泥的终凝时间不得迟于6.5h。凡初凝时间不符合规定者为废品，终凝时间不符合规定者为不合格品。 国标国标 规定：凡初凝时间不符合规定的水泥为废品；规定：凡初凝时间不符合规定的水泥为废品；终凝时间不符合规定的水泥为不合格品。为什么？终凝时间不符合规定的水泥为不合格品。为什么？ 答：答：水泥凝结时间的规定是为了有足够的时间进行施工操水泥凝结时间的规定是为了有足够的时间进行施工操作和硬化的混凝土质量；作和硬化的混凝土质量；初凝时间太短，来不及施工，水泥石结构疏松、性能初凝时间太短，来

34、不及施工，水泥石结构疏松、性能差，水泥无使用价值，即为废品；差，水泥无使用价值，即为废品；终凝时间太长，强度增长缓慢，也会影响施工，即为终凝时间太长，强度增长缓慢，也会影响施工，即为不合格品。不合格品。水泥凝结时间的测定要按国家标准规定的方法水泥凝结时间的测定要按国家标准规定的方法水泥稠度用水水泥稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法（量、凝结时间、安定性检验方法（GB1346进展。进展。 它是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度和湿度下，它是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度和湿度下， 用凝结时间测定仪来测定。用凝结时间测定仪来测定。 水泥净浆：水泥水泥净浆：水泥+水水 3）.标准稠度用水量标准稠度

35、用水量标准稠度用水量：是指水泥净浆达到规定稠度时所需的拌合水标准稠度用水量：是指水泥净浆达到规定稠度时所需的拌合水量，以占水泥重量的百分率表示。量，以占水泥重量的百分率表示。硅酸盐水泥的标准稠度用水量，一般在硅酸盐水泥的标准稠度用水量，一般在24 % 30%之间。之间。水泥熟料矿物成分不同时，其标准稠度用水量亦有所差别，磨水泥熟料矿物成分不同时，其标准稠度用水量亦有所差别，磨得越细的水泥，标准稠度用水量越大。得越细的水泥，标准稠度用水量越大。 100%水泥用量用水量水泥的标准稠度用水量测测定定水水泥泥稠稠度度滑动部分总质量为滑动部分总质量为300g300g1g1g标准稠度测定仪标准稠度测定仪凝

36、结时间测定仪凝结时间测定仪圆模和试针圆模和试针水泥净浆搅拌机水泥净浆搅拌机水泥砂浆搅拌机水泥砂浆搅拌机标准稠度用水量的测定录像n硅酸盐水泥：初凝：不得早于硅酸盐水泥：初凝：不得早于45min；n 终凝：不得迟于终凝：不得迟于390min.n普通水泥：初凝：不得早于普通水泥：初凝：不得早于45min；n 终凝：不得迟于终凝：不得迟于10h。n测定条件：测定条件：n初凝时间：加水起至试针距底板为初凝时间：加水起至试针距底板为41.0mm.n终凝时间：终凝时间： 沉入水泥净浆不超过沉入水泥净浆不超过0.5mm。问题：标准稠度用水量与什么因素有关？问题：标准稠度用水量与什么因素有关？为什么？为什么？

37、n解答：解答：n 与水泥细度、水泥矿物组成、混合与水泥细度、水泥矿物组成、混合材掺量等有关。因为水泥颗粒越细，比材掺量等有关。因为水泥颗粒越细，比表面越大，表面吸附水越多；水泥矿物表面越大，表面吸附水越多；水泥矿物组成和混合材掺量不同，颗粒的表面吸组成和混合材掺量不同，颗粒的表面吸附特性不同，吸附水量不同。附特性不同，吸附水量不同。 n定义：水泥净浆在硬化过程中体积变化的均匀性。定义：水泥净浆在硬化过程中体积变化的均匀性。n 不安定现象：裂纹、翘曲。不安定现象：裂纹、翘曲。n 缘由：熟料中活性缘由：熟料中活性MgO，水泥中，水泥中SO3存在石膏）存在石膏）n检测方法：检测方法：n 沸煮法测：沸

38、煮法测：SO3 4体积安定性：体积安定性： 国家标准规定，水泥中游离氧化镁含量不得超过5.0%，三氧化硫含量不得超过3.5%。试饼法试饼法雷氏夹法雷氏夹法合格标准：5mm。肉眼观察表面肉眼观察表面有无裂纹有无裂纹用直尺检查有无弯曲用直尺检查有无弯曲合格标准：无裂纹、无弯曲。试饼法 用标准稠度的水泥净浆做成试饼，在水中经恒沸3h后，用肉眼观察没有裂纹，用直尺检查没有弯曲，则体积安定合格，反之，体积安定性不合格。雷氏夹法 测量雷氏夹中的水泥净浆，经沸煮3h后的膨胀值。该值不大于5.0mm时，则体积安定性合格，否则，为体积安定性不合格。5 5强度强度n（1水泥强度确定的条件及等级水泥强度确定的条件及

39、等级n在标准条件下的抗压强度和抗折强度来评在标准条件下的抗压强度和抗折强度来评定。定。n概述：概述：nGB规定规定用水泥胶砂试件测水泥强度用水泥胶砂试件测水泥强度n配合比：水泥：标准砂配合比：水泥：标准砂=1：3(平潭平潭)n阐明阐明:试验采用水泥试验采用水泥450g，标准砂，标准砂1350g，水水225g。国家标准15%，但不能超过，但不能超过50%。常用硅酸盐水泥的强度要求常用硅酸盐水泥的强度要求 水泥品种性能硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥复合水泥强度等级龄期抗压 抗折(MPa) （ MPa）抗压 抗折(MPa) （ MPa）抗压 抗折(MPa) （ MPa）抗压 抗折(M

40、Pa) （ MPa）32.53d 28d_ _11.0 2.532.5 5.510.032.511.032.532.5R3d 28d_ _16.0 3.532.5 5.515.032.516.032.542.53d 28d17.0 3.542.5 6.516.042.515.042.516.042.542.5R3d 28d22.0 4.042.5 6.521.042.519.042.521.042.552.53d 28d23.0 4.052.5 7.022.0 52.521.052.522.052.552.5R3d 28d27.0 5.052.5 7.026.052.523.052.526.0

41、52.562.53d 28d28.0 5.062.5 8.0_ _ _ _62.5R3d 28d32.0 5.562.5 8.0_ _ _ _活性混合材水泥的共性活性混合材水泥的共性n密度较小密度较小 2.703.10。n早期强度较低，后期强度增长率高。早期强度较低，后期强度增长率高。n对养护温湿度敏感，适合蒸汽养护。对养护温湿度敏感，适合蒸汽养护。n水化热较小。水化热较小。n耐腐蚀性较好。耐腐蚀性较好。n抗冻性、耐磨性不及硅酸盐水泥和普通硅抗冻性、耐磨性不及硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。酸盐水泥。活性混合材水泥的特性活性混合材水泥的特性n矿渣水泥：矿渣水泥：n 保水性差，泌水性大，干缩较大，耐

42、热性保水性差，泌水性大，干缩较大，耐热性较好。较好。n火山灰水泥：火山灰水泥：n 易吸水，易反应，结构较致密，抗渗性和耐易吸水，易反应，结构较致密，抗渗性和耐水性较好，体积收缩较大，抗硫酸盐能力较差水性较好，体积收缩较大，抗硫酸盐能力较差。n粉煤灰水泥：粉煤灰水泥：n 吸水能力弱，需水量较低，干缩性较小，吸水能力弱，需水量较低，干缩性较小，结构致密，抗裂性较好。结构致密，抗裂性较好。n复合水泥：复合水泥：n 取决于所掺的混合材种类。取决于所掺的混合材种类。七、水泥的包装标志及贮运 1.包装标志（1袋两侧应有水泥名称、标号、代号。（2硅酸盐水泥和普通水泥采用红色。（3矿渣水泥包装袋侧面印字采用绿

43、色印刷。（4火山灰水泥和粉煤灰水泥包装袋侧面印字采用黑色印刷。2.贮存与运输不同品种、不同标号，单独、分别贮存，不得混杂，应按序堆放。环境：枯燥、防潮、不晒，不直接放在地上。时间不宜太长。留意： 1不同的水泥品种绝对不能混用； 2同一品种水泥不同标号不能混用。一、道路硅酸盐水泥 n组成特点：组成特点：n水泥熟料主要矿物水泥熟料主要矿物硅酸钙和铁铝酸钙硅酸钙和铁铝酸钙n铁铝酸四钙高，铁铝酸四钙高，C4AF的含量的含量16.0。n性能特点：性能特点：n初凝时间较长，初凝时间较长，1h；n抗折强度高；抗折强度高；n耐磨性好，磨损率耐磨性好，磨损率3.60kg/m2；n抗裂性好，抗裂性好，28d干缩率

44、干缩率 0.10%；n使用特点：使用特点：n 主要用于混凝土路面工程。主要用于混凝土路面工程。第三节第三节 其他品种水泥其他品种水泥 二、白色硅酸盐水泥和彩色水泥二、白色硅酸盐水泥和彩色水泥 n组成特点：组成特点： n凡以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸凡以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分、氧化铁含量很少的白色硅酸盐水钙为主要成分、氧化铁含量很少的白色硅酸盐水泥熟料，再加入适量石膏，共同磨细制成的水硬泥熟料，再加入适量石膏，共同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。性胶凝材料称为白色硅酸盐水泥，简称白水泥。n性能特点：性能特点： 外观为白色，按白度分为

45、一级、二级外观为白色，按白度分为一级、二级和三级；技术要求与普通水泥同。和三级；技术要求与普通水泥同。 n应用特点：白水泥熟料与颜料、石膏共同磨细可应用特点：白水泥熟料与颜料、石膏共同磨细可制得彩色水泥；主要用于建筑室内外装饰等。制得彩色水泥；主要用于建筑室内外装饰等。将硅酸盐水泥熟料白水泥熟料或普通水泥熟料）、适量石膏和碱性颜料共同磨细而成。（即染色法）常用颜料:氧化铁黑、红、褐、黄色）、二氧化锰黑、褐色）、氧化铬绿色）、钴蓝蓝色）三、快硬硅酸盐水泥三、快硬硅酸盐水泥 n组成特点：组成特点：n 熟料中熟料中C3S、C3A的含量较高，石膏的掺量的含量较高，石膏的掺量略大其中略大其中SO34.0

46、%）。）。n性能特点：性能特点：n 水泥的细度较细，凝结硬化快，早期强度水泥的细度较细，凝结硬化快，早期强度增进率高。增进率高。n应用特点：应用特点：n 早期强度要求高、紧急抢修、低温施工工程早期强度要求高、紧急抢修、低温施工工程和高标号混凝土预制构件等。和高标号混凝土预制构件等。四、中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥四、中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥 n组成特点：组成特点：n 熟料中熟料中C3S、C3A的含量较低，后一种掺加的含量较低，后一种掺加2060%的粒化高炉矿渣的粒化高炉矿渣 。n性能特点：性能特点：n 水化热低，凝结时间较长，中热水泥抗冻性水化热低，凝结时间较长，中热水泥抗冻性

47、和耐磨性较好。和耐磨性较好。n应用特点：应用特点：n 适用于大体积混凝土，如大坝水利工程；和适用于大体积混凝土，如大坝水利工程；和要求低水化热、高抗冻性和耐磨性的工程。要求低水化热、高抗冻性和耐磨性的工程。五、抗硫酸盐水泥五、抗硫酸盐水泥 n组成特点：组成特点：n C3S、C3A的含量低，要求的含量低，要求C3S的含量低于的含量低于50.055.0%；C3A的含量低于的含量低于5.03.0%。 n性能特点：性能特点：n 具有抵抗较高浓度硫酸根离子侵蚀能力，具有抵抗较高浓度硫酸根离子侵蚀能力，抗蚀能力以抗硫酸盐腐蚀系数抗蚀能力以抗硫酸盐腐蚀系数F来评定。要求来评定。要求F0.8。n应用特点：应用

48、特点：n 主要用于受硫酸盐腐蚀的海港、水利、地主要用于受硫酸盐腐蚀的海港、水利、地下、隧道、引水、道路和桥梁基础等工程。下、隧道、引水、道路和桥梁基础等工程。 抗硫酸盐腐蚀系数抗硫酸盐腐蚀系数F： 将水泥试件在人工配制的硫酸根离子浓度分将水泥试件在人工配制的硫酸根离子浓度分别为别为2500mg/L和和8000mg/L的硫酸钠溶液中，的硫酸钠溶液中，浸泡浸泡6个月后的强度与同时浸泡在饮用水中的个月后的强度与同时浸泡在饮用水中的试件的强度之比。试件的强度之比。 六、膨胀水泥和自应力水泥六、膨胀水泥和自应力水泥 n组成特点：组成特点：n 含有在水泥的凝结硬化过程中能产生适量体含有在水泥的凝结硬化过程

49、中能产生适量体积膨胀的成分，如：氧化钙、氧化镁、硫铝酸钙积膨胀的成分，如：氧化钙、氧化镁、硫铝酸钙、明矾石、石膏等。、明矾石、石膏等。n种类：种类：n 硅酸盐型、铝酸盐型、硫铝酸盐型。硅酸盐型、铝酸盐型、硫铝酸盐型。n性能特点：性能特点：n 凝结硬化过程中体积不收缩，而略有膨胀，凝结硬化过程中体积不收缩，而略有膨胀，提高密实性和抗渗性。提高密实性和抗渗性。n应用特点：应用特点：n 可用于配制防水砂浆和防水混凝土、管道接可用于配制防水砂浆和防水混凝土、管道接头、堵缝和自应力钢筋混凝土结构工程和构件等头、堵缝和自应力钢筋混凝土结构工程和构件等。 七、高七、高 铝铝 水水 泥铝酸盐水泥）泥铝酸盐水泥） n高铝水泥的矿物组成n高铝水泥的水化n高铝水泥的技术性质n高铝水泥的特点与应用(一) 高铝水泥的矿物组成 n定义：定义：n 高铝水泥矾土水泥是以铝矾土和石灰高铝水泥矾土水泥是以铝矾土和石灰石为原料，按一定比例配合，经煅烧、磨细所制石为原料，按一定比例配合，经煅烧、磨细所制得的一种以铝酸钙为主要矿物成分的水硬性材料得的一种以铝酸钙为主要矿物成分的水硬性材料，又称铝酸盐水泥。，又称铝酸盐水泥。n主要矿物有：主要矿物有：n铝酸一钙铝酸一钙 CaOAl2O3 CA，50%70%；n硅酸二钙硅酸二钙 2CaOSiO2 C2S，n七铝