建筑材料3-1sjppt课件

1、四、硅酸盐水泥的主要技术性质四、硅酸盐水泥的主要技术性质（一细度（一细度（1 1定义定义: :水泥颗粒的粗细程度。水泥颗粒的粗细程度。（2 2细度与性质关系：细度决定了水泥与水接触细度与性质关系：细度决定了水泥与水接触的表面积，从而影响水泥的凝结时间和性质。的表面积，从而影响水泥的凝结时间和性质。 水泥细度和性质关系水泥细度和性质关系（3指标（指标（ GB175-2019）比表面积：是指单位质量的水泥粉末所具有的表面积的总比表面积：是指单位质量的水泥粉末所具有的表面积的总和和m2/kg，cm2/g） 勃氏法适用于硅酸盐水泥比表面积勃氏法适用于硅酸盐水泥比表面积300 m2/kg ）筛筛 析析

2、法法: 通过通过0.08mm方孔筛的筛余量（方孔筛的筛余量（%） 负压筛法适用于其它水泥）负压筛法适用于其它水泥）负压筛负压筛勃氏透气仪勃氏透气仪（1 1定义定义 初凝时间：从水泥加水拌合起到水泥浆开始失去塑性所需的初凝时间：从水泥加水拌合起到水泥浆开始失去塑性所需的时间时间 终凝时间：从水泥加水拌合起到水泥浆完全失去塑性，并开终凝时间：从水泥加水拌合起到水泥浆完全失去塑性，并开始产生强度但还没有强度的时间始产生强度但还没有强度的时间（2 2工程意义工程意义 水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分时间搅拌、运水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分时间搅拌、运输、浇注和砌筑等操作；否则在施工

3、前已失去流动性和塑性输、浇注和砌筑等操作；否则在施工前已失去流动性和塑性而无法施工。而无法施工。 水泥的终凝不宜过迟，以便施工完毕后尽快硬化，达到一定水泥的终凝不宜过迟，以便施工完毕后尽快硬化，达到一定的强度，以利于下一步施工工艺的进行；否则将延长施工进的强度，以利于下一步施工工艺的进行；否则将延长施工进度和模板的周转率。度和模板的周转率。（3 3标准要求标准要求 初凝时间不得早于初凝时间不得早于45min45min，终凝不得迟于，终凝不得迟于390min390min（二凝结时间（二凝结时间（5 5凝结时间测定凝结时间测定 仪器：采用凝结时间测定仪维卡仪）仪器：采用凝结时间测定仪维卡仪） 水泥

4、浆体：采用水泥标准稠度净浆。水泥浆体：采用水泥标准稠度净浆。 初凝时间：试针距底板距离为初凝时间：试针距底板距离为4mm4mm1mm1mm。 终凝时间：当试针沉入试体终凝时间：当试针沉入试体0.5mm0.5mm时，即时，即 环形附件开始不能在试体上留下痕迹时。环形附件开始不能在试体上留下痕迹时。请观察请观察凝结时间测定凝结时间测定.swf&考虑：现有四种白色粉末，已知其为建考虑：现有四种白色粉末，已知其为建筑石膏、生石灰粉、白色石灰石粉和白筑石膏、生石灰粉、白色石灰石粉和白色硅酸盐水泥，请加以鉴别化学分析色硅酸盐水泥，请加以鉴别化学分析除外）。除外）。（1 1定义：定义： 安定性：水泥浆在硬化

5、过程中，体积变化均匀的性能。安定性：水泥浆在硬化过程中，体积变化均匀的性能。 体积安定性不良：水泥硬化后产生不均匀的体积变化裂缝后体积安定性不良：水泥硬化后产生不均匀的体积变化裂缝后弯曲）弯曲）（2 2安定性不良的原因：安定性不良的原因： 熟料中熟料中f-CaOf-CaO过多过多 熟料中熟料中f-MgO f-MgO 过多过多 石膏掺量过多石膏掺量过多 （3 3测定方法沸煮法测定方法沸煮法加速实验法）加速实验法） 饼法：观察水泥净浆在煮沸后的外形变化饼法：观察水泥净浆在煮沸后的外形变化 雷氏夹法：测量水泥石煮沸后的膨胀值雷氏夹法：测量水泥石煮沸后的膨胀值（三体积安定性（三体积安定性雷氏夹法雷氏夹

6、法雷氏夹试件的成型：标准稠度水泥净浆。雷氏夹试件的成型：标准稠度水泥净浆。测量雷氏夹指针尖端间的距离测量雷氏夹指针尖端间的距离A A。沸煮沸煮沸煮后，冷却，取出试件测量雷氏夹指沸煮后，冷却，取出试件测量雷氏夹指针尖端的距离针尖端的距离C C。结果判定结果判定当两个试件煮后增加距离当两个试件煮后增加距离C-AC-A平均值平均值 5.0mm5.0mm时，安定性合格；时，安定性合格；当两个试件当两个试件C-AC-A值相差超过值相差超过4.0mm4.0mm时，应时，应重做一次试验。再如此，则认为该水重做一次试验。再如此，则认为该水泥安定性不合格。泥安定性不合格。 请观察安定性动画.swf| 上述方法仅

7、适用于测出上述方法仅适用于测出f-CaO f-CaO 是否过量。是否过量。| f-MgO f-MgO 和石膏不能通过加速实验的方法检测。所以，它和石膏不能通过加速实验的方法检测。所以，它们必须在生产工艺中严格控制，避免过量们必须在生产工艺中严格控制，避免过量| 标准规定：标准规定：| f-MgO 5%f-MgO 5%| SO33.5%SO33.5%（4 4限制限制&某些体积安定性不合格的水泥，在存放一段某些体积安定性不合格的水泥，在存放一段时间后变为合格，为什么？时间后变为合格，为什么？&某些体积安定性轻度不合格的水泥，在空气某些体积安定性轻度不合格的水泥，在空气中放置中放置2-4周以上，水泥

8、中的部分周以上，水泥中的部分f-CaO可以吸可以吸收空气中的水蒸气而水化消解），即在空气收空气中的水蒸气而水化消解），即在空气中存放一段时间后由于中存放一段时间后由于f-CaO的膨胀作用被减的膨胀作用被减小或消除，因而水泥的体积安定性可能由于轻小或消除，因而水泥的体积安定性可能由于轻度不合格变为合格。度不合格变为合格。&必须注意的是，这样的水泥在重新检验并确必须注意的是，这样的水泥在重新检验并确认体积安定性合格后方可使用。若在放置一段认体积安定性合格后方可使用。若在放置一段时间后体积安定性仍不合格则仍然不得使用。时间后体积安定性仍不合格则仍然不得使用。安定性合格的水泥也必须重新标定水泥的标号，

9、安定性合格的水泥也必须重新标定水泥的标号，按标定的标号值使用。按标定的标号值使用。(1)(1)试验方法试验方法ISOISO法）法）水泥的强度是按照水泥的强度是按照GB/T17961-2019GB/T17961-2019 的方法的方法制作的水泥胶砂试件，在标准养护条件下，养护到规定龄期时检测的强度值制作的水泥胶砂试件，在标准养护条件下，养护到规定龄期时检测的强度值抗压强度抗压强度C：S：W=1：3：0.5标准试件标准试件40mm40mm40mm40mm160mm160mm20201 1C C的水养护的水养护养护养护3d、28d抗折强度抗折强度（四强度（四强度JJ-55ISO行星式搅拌机水泥胶砂三

10、联试模 水泥胶砂试体成型振实台 水泥电动抗折机 硅酸盐水泥各龄期的强度值硅酸盐水泥各龄期的强度值(GB175-2019) 定义定义: :单位质量水泥水化放出的热量单位质量水泥水化放出的热量(J/g)(J/g) 影响因素影响因素:(:(大部分的水化热在水化反应的初期释放出来）大部分的水化热在水化反应的初期释放出来）水泥的化学组成水泥的化学组成水泥细度水泥细度矿物掺合料矿物掺合料 工程意义工程意义水化热大，对冬季施工有利水化热大，对冬季施工有利水化热大，对大体积混凝土工程不利。水化热大，对大体积混凝土工程不利。（五水化热（五水化热？某大体积的混凝土工程，浇筑2周后拆模，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂

11、缝。该工程使用某水泥厂生产的42.5R型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成如下： &考虑考虑分析续下页分析续下页【原因分析】由于该工程所使用的水泥【原因分析】由于该工程所使用的水泥C3AC3A和和C3SC3S含量高，导致该水泥的水化热高。在浇注混凝含量高，导致该水泥的水化热高。在浇注混凝土后，混凝土的内外温差高，造成混凝土贯穿土后，混凝土的内外温差高，造成混凝土贯穿型的纵向裂缝。型的纵向裂缝。【防治措施】首先，对大体积的混凝土工程宜选【防治措施】首先，对大体积的混凝土工程宜选用低水化热，即用低水化热，即C3AC3A和和C3SC3S的含量较低的水泥。的含量较低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也需适当控制。

12、再次，其次，水泥用量及水灰比也需适当控制。再次，大体积混凝土工程施工时应采取相应的措施，大体积混凝土工程施工时应采取相应的措施，如外部保温、内部降温等。如外部保温、内部降温等。l水泥的许多性质与新拌水泥的稀稠有关。水泥的许多性质与新拌水泥的稀稠有关。l标准法：标准法维卡仪、试杆沉入净浆并距底标准法：标准法维卡仪、试杆沉入净浆并距底板板61mml代用法：试锥下沉深度为代用法：试锥下沉深度为282mm时的净浆时的净浆这时的用水量即为标准稠度用水量。这时的用水量即为标准稠度用水量。l 固定水量固定水量 (142.5ml)l 调整水量调整水量l标准稠度用水量一般为水泥重量的标准稠度用水量一般为水泥重量

13、的21%28%。（六标准稠度用水量（六标准稠度用水量 水泥标准稠度试验.swf（七碱含量：按（七碱含量：按Na2O0.658K2O的计算值来表示的计算值来表示 。国家标准规定：若使用活性骨料，用户要求提供低碱水国家标准规定：若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于泥时，水泥中碱含量不得大于0.6%或由供需双方商定。或由供需双方商定。（八密（八密 度：度： =3.03.15 （四川加铁粉偏重是（四川加铁粉偏重是3.15） 表观密度：表观密度： 0=1.21.3（九不溶物和烧失量（九不溶物和烧失量 不溶物是指水泥经酸和碱处理后，不能被溶解的残余物。不溶物是指水泥经酸和碱处理后，

14、不能被溶解的残余物。烧失量是指水泥经高温灼烧处理后的质量损失率。烧失量是指水泥经高温灼烧处理后的质量损失率。 国家标准规定：国家标准规定：型硅酸盐水泥中的不溶物型硅酸盐水泥中的不溶物0.75%型硅酸盐水泥中的不溶物型硅酸盐水泥中的不溶物 1.5%型硅酸盐水泥中的烧失量型硅酸盐水泥中的烧失量3.0%型硅酸盐水泥中的烧失量型硅酸盐水泥中的烧失量 3.5% 国家标准规定：凡化学指标不溶国家标准规定：凡化学指标不溶物、烧失量、物、烧失量、SO3、氧化镁、氯离子、氧化镁、氯离子凝结时间、安定性、强度均合格，则为凝结时间、安定性、强度均合格，则为合格品，其中任意一项不合格的则为不合格品，其中任意一项不合格

15、的则为不合格品。合格品。注意注意（一软水腐蚀（一软水腐蚀水泥石长期接触软水水泥石长期接触软水Ca(OH)2不断被溶出不断被溶出PH 下下 降降其它含钙矿物可能分解其它含钙矿物可能分解（C-S-H，C3AH6等）等）Ca(OH)2 SiO2 无胶凝性，无胶凝性，水泥石结构水泥石结构破坏破坏 软水：雨水、雪水、蒸馏水、冷凝水及含重碳酸盐甚少的河软水：雨水、雪水、蒸馏水、冷凝水及含重碳酸盐甚少的河水与湖水等水与湖水等 腐蚀机理：腐蚀机理： Ca(OH)2溶解流失溶解流失腐蚀条件：流水破坏性大；静止水破坏性不大腐蚀条件：流水破坏性大；静止水破坏性不大五、硅酸盐水泥的腐蚀五、硅酸盐水泥的腐蚀（二膨胀型腐

16、蚀硫酸盐腐蚀）（二膨胀型腐蚀硫酸盐腐蚀） 腐蚀源：海水、地下水、工业污水腐蚀源：海水、地下水、工业污水 举例：举例：Na2SO4 Ca(OH)2+Na2SO410H2O CaSO42H2O+2NaOH+8H2O 然后，然后，C3AH6+3CSH2+19HC6AS3H31 C6AS3H31膨胀膨胀1.5倍，破坏很大。俗倍，破坏很大。俗称称“水泥杆菌水泥杆菌”。硫酸盐浓度高时，硫酸钙。硫酸盐浓度高时，硫酸钙会在毛会在毛细孔中直接结晶，体积增大，引起水泥石细孔中直接结晶，体积增大，引起水泥石的破坏。的破坏。!硫酸盐对水泥石的腐蚀作用，是指水或环境中的硫酸盐与硫酸盐对水泥石的腐蚀作用，是指水或环境中的

17、硫酸盐与水泥石中水泥水化生成的氢氧化钙水泥石中水泥水化生成的氢氧化钙Ca(OH)2Ca(OH)2、水化铝酸钙、水化铝酸钙C3AH6C3AH6反应，生成水化硫铝酸钙，产生反应，生成水化硫铝酸钙，产生1.51.5倍的体积膨胀。倍的体积膨胀。由于这一反应是在变形能量很小的水泥石内产生的，因而由于这一反应是在变形能量很小的水泥石内产生的，因而造成水泥石破坏，对水泥石具有腐蚀作用。造成水泥石破坏，对水泥石具有腐蚀作用。! 生产水泥时掺入的适量石膏也会和水化产物水化铝酸生产水泥时掺入的适量石膏也会和水化产物水化铝酸钙钙C3AH6C3AH6反应生成膨胀性产物水化硫铝酸钙，但该水化产反应生成膨胀性产物水化硫铝

18、酸钙，但该水化产物主要在水泥浆体凝结前产生，凝结后产生的较少。由于物主要在水泥浆体凝结前产生，凝结后产生的较少。由于此时水泥浆还未凝结，尚具有流动性和可塑性，因而对水此时水泥浆还未凝结，尚具有流动性和可塑性，因而对水泥浆体的结构无破坏作用。并且硬化初期的水泥石中毛细泥浆体的结构无破坏作用。并且硬化初期的水泥石中毛细孔的含量较高，可以容纳少量膨胀的钙矾石，而不会使水孔的含量较高，可以容纳少量膨胀的钙矾石，而不会使水泥石开裂，因而生产水泥时掺入的适量石膏对水泥石不产泥石开裂，因而生产水泥时掺入的适量石膏对水泥石不产生腐蚀作用，只起到了缓凝的作用。生腐蚀作用，只起到了缓凝的作用。&既然硫酸盐对水泥石

19、具有腐蚀作用，那么为什么在生既然硫酸盐对水泥石具有腐蚀作用，那么为什么在生产水泥时掺入的适量石膏对水泥石不产生腐蚀作用？产水泥时掺入的适量石膏对水泥石不产生腐蚀作用？（三镁盐的腐蚀松散无胶结型腐蚀）（三镁盐的腐蚀松散无胶结型腐蚀） u 腐蚀源：主要是硫酸镁和氯化镁。它们与腐蚀源：主要是硫酸镁和氯化镁。它们与水泥水泥u 石中的氢氧化钙发生如下反应：石中的氢氧化钙发生如下反应：u MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2u MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO42H2O+Mg(OH)2u u 破坏形式：破坏形式： 生成的氢氧化镁松软而无胶凝能生成的氢氧化镁松软而无胶凝能u

20、力，氯化钙易溶于水；生成的二水力，氯化钙易溶于水；生成的二水石石u 膏则引起硫酸盐腐蚀。膏则引起硫酸盐腐蚀。易溶于水易溶于水无胶凝性无胶凝性结晶膨胀结晶膨胀生成生成AFtAFt（四碳酸腐蚀（四碳酸腐蚀 腐蚀源：含有大量游离的腐蚀源：含有大量游离的CO2CO2工业污水造成工业污水造成腐蚀机理腐蚀机理 Ca(OH)2 +CO2 +H2O = CaCO3+2H2OCa(OH)2 +CO2 +H2O = CaCO3+2H2O CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 重碳酸盐大量溶于水，使生成物大量被带走，消耗重碳酸盐大量溶于水，使生成物大量被带走，消耗Ca(OH)2, Ca(OH)2 Ca(OH)2, Ca(OH)2 浓度的降低，还会导致水泥石中浓度的降低，还会导致水泥石中其他水泥水化物的分解，