水泥基础知识培训

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2011年9月1培训主要内容一、水泥的生产及组成简况二、通用硅酸盐水泥品种及主要性能三、水泥的主要物理性能及试验方法2一、水泥的生产及组成简况3一、水泥的生产及组成简况1、简况2、硅酸盐水泥生产的主要原料及主要生产工序3、硅酸盐水泥熟料的主要化学成分4、硅酸盐水泥熟料的矿物组成5、水泥中使用的混合材料41、简况1.1世界上最古老的混凝土将含僵石的粘土煅烧，压碎之后得到胶凝材料，其中有石灰、烧粘土及粘土。把砂石胶结起来，或把僵石胶结起来，做成房屋的地面，经长期碳化，表面坚硬，像石材。这就是5000年前中国最古老的混凝土。5000年前的混凝土我国甘肃大地湾发现的遗址中，有许多住宅群。这些住宅群地面是一种很坚硬的混凝土材料，颜色灰白。距今已有5000年的历史。51、简况1.1

古罗马的混凝土古罗马利用火山灰、石灰为胶凝材料，将火山渣或砂石胶结起来，得到了古罗马时代的混凝土，他们利用这种混凝土建造了教堂、斗兽场等建筑物。比较著名的有古罗马的万神庙。距今2000年前61.1

波特兰水泥的发明

1824年由英国建筑工人阿斯普丁发明,通过煅烧石灰石与粘土的混合料得出一种胶凝材料,它制成砖块很像由波特兰半岛采下来的波特兰石,由此将这种胶凝材料命名“波特兰水泥”。

自1824年波特兰水泥问世以来，水泥和水泥基材料已成为当今世界最大宗的人造材料。水泥是商品混凝土的最重要原材料之一，也是决定混凝土性能最重要的一部分。1、简况7波特兰水泥(1824年)1.2

水泥基材料的发展历程砂浆、混凝土钢筋混凝土（1850年）石棉水泥（1900年）预应力混凝土（1929年）外加剂混凝土（1935年）聚合物水泥混凝土（20世纪50年代）高强混凝土（20世纪70年代）高性能混凝土（20世纪90年代）81.3

水泥的定义及发展趋势气硬性胶凝材料加水后成为稠厚的粘浆，在空气中经一段时间逐渐变硬，并能承受一定的外力，即具有一定的强度，但将它们放入水中浸泡一些时间，就会失去强度，变得松软（石灰、石膏、水玻璃）水硬性胶凝材料加水后不但能在空气中变硬，而且还会在潮湿空气及水中继续增长它的强度（水泥）91.3

水泥的定义及发展趋势水泥的定义：凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，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，通称水泥。发展趋势：在水泥品种方面，将加速发展快硬、高强、低热等特种和多用途的水泥；大力发展水泥外加剂；大力发展高标号水泥。10硅酸盐系列水泥铝酸盐系列水泥1.4

水泥的分类硫铝酸盐系列水泥氟铝酸盐系列水泥铁铝酸盐系列水泥其他系列水泥通用水泥专用水泥特种水泥按

组成

分

类按性能和用途分类112.1主要原料2、硅酸盐水泥生产的主要原料及主要生产工序主要原料石灰石质材料（石灰石、白垩、泥灰岩）粘土质材料（粘土、黄土、页岩、砂岩）铁质、硅质、铝质校正材料石膏(天然石膏和工业副产石膏)混合材料12石灰质原料粘土质原料校正原料2.2

硅酸盐水泥的生产工艺配料、磨细、均化生料水泥煅烧磨细熟料适量石膏混合材料水泥的生产：“两磨一烧”13石灰粘土压碎机混合器窑磨粉机水泥粉末加入石膏14153、硅酸盐水泥熟料的主要化学组成3.1氧化钙CaO60~70%3.2氧化硅SiO219~24%3.3氧化铝Al2O34~7%3.4氧化铁Fe2O33~6%

四种氧化物含量根据不同情况，生产单位会有一定程度的变化或波动，但其范围较为狭小。163、硅酸盐水泥熟料的主要化学组成3.5氧化镁MgO

主要由石灰石、矿渣等带入。它与其它氧化物反应能力极低，绝大部分以游离状态存在，且比f-CaO更难水化。它需很长时间水化，MgO＋水→Mg(OH)2，产生体积膨胀，使砼受到破坏。在生料中少量的MgO有利于烧成，还可改善水泥的颜色，所以国家标准对水泥中MgO含量有明确规定，若经压蒸试验安定性合格，才可放宽MgO含量。173、硅酸盐水泥熟料的主要化学组成3.6三氧化硫SO3

主要由石膏（缓凝剂）及煤带入。适量的SO3可调节水泥的凝结硬化时间，并使水泥的强度得到一定增长，尤其可激发矿渣的活性。但SO3过量，反而会使水泥快凝，或使凝结的水泥石产生膨胀，影响水泥的强度发展，引起安定性不良。183、硅酸盐水泥熟料的主要化学组成3.7游离氧化钙f-CaO

一般呈死烧（过烧）状态，从理论上讲它的含量越低越好，但由于生产上种种原因（生料细度、均匀性、煅烧），会不可避免存在。它的水化较慢，水化产物氢氧化钙产生体积膨胀，引起水泥强度下降，甚至产生安定性不良，使水泥石结构涨裂。从以上化学成份可看出影响水泥安定性主要因素是MgO、SO3、f-CaO过量。19熟料的矿物组成：硅酸三钙3CaO·SiO2：44-62%；---C3S硅酸二钙2CaO·SiO2

：18-30%；---C2S铝酸三钙3CaO·Al2O3

：5-12%；---C3A铁铝酸四钙4CaO·Al2O3.Fe2O3

：10-18%;---C4AF其他还有少部分f-CaO、f-MgO及玻璃体等。矿物的比例对水泥性质的影响:提高C3S的含量，可得到高强硅酸盐水泥；提高C3S和C3A的含量，可制得快硬硅酸盐水泥；降低C3S和C3A的含量，提高C2S的含量可得低热或中热硅酸盐水泥。4.1

硅酸盐水泥熟料4、硅酸盐水泥熟料的矿物组成20硅酸盐水泥熟料率值和矿物组成计算:熟料的各率值——各氧化物之间的比例:1.硅率（N或SM）;2.铝率（铁率）（P或IM）;3.石灰饱和系数（KH）；4.碱度4.1

硅酸盐水泥熟料21硅酸盐水泥熟料率值和矿物组成计算:1.硅率（N或SM）;SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3)=(C3S+1.325C2S)/(1.434C3A+2.046C4AF)一般取值：1.5~3.5,预分解窑SM=2.4~2.7;SM值越高，表示硅酸盐矿物多，熔剂矿物少，对熟料强度有利。但SM值过高时，熟料较难烧成，煅烧时液相量较少，不易挂窑皮；随SM值的降低，液相量增加，对熟料的易烧性和操作有利，但SM值过低，熟料强度低，窑内易结圈，结大块，操作困难。4.1

硅酸盐水泥熟料22硅酸盐水泥熟料率值和矿物组成计算:2.铝率（铁率）（P或IM）;IM=Al2O3/Fe2O3;一般取值0.64~3.0。预分解窑P=1.4~1.7p值过大，C3A多，液相粘度大，不利于C3S的形成，易引起熟料快凝；p值过低，C4AF量相对较多，液相粘度小，对C3S的形成有利，但窑内烧结范围窄，易使窑内结大块，对煅烧不利，不易掌握煅烧操作。

4.1

硅酸盐水泥熟料23水泥熟料中矿物组成:根据熟料中的化学成分含量，计算硅率、铝率、碱度和石灰饱和系数，可以计算出任何水泥熟料中C2S、C3S、C3A和C4AF的含量：C3S=3.8SiO2(N-2)=3.8SiO2(3KH-2)C2S=2.87SiO2(3-N)=8.61SiO2(1-KH)一般，P=0.9~1.7，所以C4AF=3.04Fe2O3C3A=2.65(Al2O3-0.64Fe2O3)CaSO4=1.70SO34.1

硅酸盐水泥熟料244.2

各矿物组成水化反应的特点硅酸三钙2C3S＋7H→C3S2H4+3CH△H＝－114kJ/mol

C3S水化较快，粒径40～45um的C3S颗粒加水28d后，可以水化70％左右，所以C3S强度发展比较快，早期强度较高，且强度增长率较大，28d强度可以达到它一年强度的70～80％，在四种矿物中最高。但C3S水化热较高，抗水性较差。

25C3S的组成C3S是硅酸盐水泥的主要矿物，其含量通常在50%左右。C3S在1250℃以上是稳定的，如果在此稳定下缓慢冷却时会分解。在水泥熟料中一般含有MgO、Al2O3以及其他少量氧化物，它们能进入C3S的晶格并形成固熔体，因此水泥中的C3S一般不是以纯的C3S形式存在的，而是含有MgO、Al2O3的固熔体。——Alite阿利特或简称A矿。26

[SiO4]4-四面体向一个方向排列，联系它们的Ca2+的配位数为6，少于正常的8~12，配位数低，因而不稳定；

[CaO6]10-八面体中O的分布也不规则，5个O集中在一边，另一边只有一个O，因而在结构中存在较大孔穴。

（a）C3S是在常温下存在的介稳的高温型矿物，因而其结构是热力学不稳定的。（b）在硅酸三钙结构中，进入了Al3+与Mg2+离子并形成固熔体，固熔程度越高，活性越大。（c）在硅酸三钙结构中，钙离子的配位数为6，比正常的配位数低，并且处于不规则状态，因而使钙离子具有较高的活性。C3S的结构特征274.2

各矿物组成水化反应的特点硅酸二钙3C2S＋5H→C3S2H4+CH△H＝－114kJ/mol

C2S水化较慢，至28d仅水化20％左右，凝结硬化缓慢，早期强度低，但28d后，强度仍能较快增长，在一年后，可以赶上C3S。28C2S的组成与结构C2S含量一般为20%左右，在水泥熟料烧成过程中形成的硅酸二钙，常常含有少量的杂质，如FeO、TiO2等——Belite（贝利特）或B矿。690℃当温度降低到500℃后，β-C2S转变为γ-C2S，晶格进行重排，比密度由β型的3.28转变为γ型的2.97，体积膨胀越10%，导致熟料粉化。如果冷却速度很快，晶格重排来不及完成，形成介稳的β-C2S。29C2S的结构特征（a）在常温下存在的介稳的高温型矿物，因此，其结构具有热力学的不稳定性。（b）钙离子具有不规则配位，使其具有较高的活性。（c）结构中的杂质和稳定剂的存在提高了其结构活性。30利用量热计来测量C3S加水后的水化放热反应用分析化学方法测定C3S浆体中液相内的[Ca2+]的浓度和pH值用电子显微镜观察水化产物的生成形态C3S的水化过程（1）、研究方法31（2）、C3S的水化过程诱导前期：加水后立即发生急剧化学反应，但持续时间较短，在15min.内结束。诱导期：反应速率极其缓慢，持续2~4h（水泥浆体保持塑性）。初凝时间基本相当于诱导期的结束。加速期：反应重新加快，反应速率随时间而增大，出现第二个放热峰。在达到峰顶时本阶段即告结束（4~8h），此时终凝时间已过，水泥石开始硬化。减速期：水化衰减期，反应速率随时间下降的阶段（12~24h），水化作用逐渐受扩散速率控制。稳定期：反应速率很低，反应过程基本趋于稳定，水化作用完全受扩散速率控制。32

硬化浆体的性能与水化早期浆体结构形成密切相关，诱导期的终止时间与浆体的初凝时间相关，而终凝大致发生在加速期的终止阶段。人们对于C3S早期水化进行的大量研究，主要是围绕着诱导期起迄的原因，即形成诱导期的本质这个关键问题进行的。（3）、C3S的水化诱导期产生机理33

C3S在水化初期形成的水化物的Ca/Si高，逐渐在未水化的C3S周围形成一个致密的保护膜层，从而阻碍了C3S的进一步水化，使放热速率变慢，Ca2+向液相中溶出的速率降低，并导致诱导期开始。当初始水化物由于相变等原因转化为渗透性较好的二次水化物时，致使保护层区的渗透率提高，因而水及溶出离子又逐渐通过膜层而使水化速率加快，导致诱导期结束而进入加速期。（a）保护膜假说（H.N.Stein等）34当初，这个理论假说曾被许多人支持或理解，但20世纪80年代，人们用电子光学能谱仪观察，发现C3S整个表面受水侵蚀的情况并不是均匀的，需要经过一段时间才发育出可以观察到的水化产物，致使保护膜理论受到怀疑。35（b）富硅双电层和Zeta电位理论(Skalny&Young)当C3S与水接触后在C3S表面有晶格缺陷的部位即发生水解，使Ca2+和OH-进入溶液，溶液中的Ca2+被该表面吸附而形成双电层，它导致C3S溶解受阻而出现诱导期。在C3S粒子表面形成一个缺钙的富硅层36

但由于C3S仍在缓慢水化而使溶液中CH浓度继续增高，当达到一定的过饱和度时，CH析晶，双电层作用减弱和消失，因而促进了C3S的溶解，这时诱导期结束，加速期开始。与此同时，还有C-S-H沉淀。由于硅酸根离子的迁移速度比Ca2+慢，所以C-S-H主要靠近颗粒表面区域析晶，而CH晶体可以在远离颗粒表面或浆体的原充水空间中形成。37

C3S的中期水化主要是减速期，后期水化主要是稳定期。这两个阶段对水泥的性能，如强度、体积稳定性、耐久性等的影响十分重要。主要集中讨论一个问题：浆体硬化后，C3S又将如何继续水化？（4）、C3S的中后期水化机理38最初生成的水化产物大部分生长在C3S粒子原始边界以外的原来的充水空间之中，它们称之为“外部水化物”。后期水化所形成的产物，大部分生长在C3S粒子的原始边界以内，称之为“内部水化产物”。随着内部水化物的形成和发展，C3S的水化由减速期向稳定期转变。内部水化产物与外部水化产物39H.F.W.Taylor教授认为：后期水化不是通过离子在溶液中扩散，而是通过离子在固体中的移动和重排来实现。

H+由液相进入内C-S-H，迁移至界面区，直至未水化的C3S表面，使硅酸盐离子质子化；界面区的Ca2+和Si4+向外迁移进入液相，参与沉淀反应，外产物继续形成。界面区获得H+，失去Ca2+和Si4＋，原子重新排列后形成C-S-H凝胶，界面不断内移。40414.2

各矿物组成水化反应的特点铝酸三钙C3A＋6H→C3AH6

△H＝－362kJ/mol

C3A水化迅速，放热多，凝结很快，如含量大的话，易使水泥急凝。C3A硬化也很快，它的强度3d内就大部分发挥出来，故早期强度较高，但绝对值不高，以后几乎不再增加，甚至倒缩。C3A干缩变形大，抗硫酸盐性能差。C3A+CSH2+10H→C4ASH12

42a、由许多四面体、八面体组成，中间由配位数为12的Ca2+松散地联结，其中含有0.147nm的大孔穴；b、四面体变形；c、内部大孔穴，OH-可以很容易进入晶格内部。结构特征434.2

各矿物组成水化反应的特点铁铝酸四钙C4AF+aH→3CaO·Al2O3·aH+CaO·Fe2O3·aH

C4AF的水化反应与C3A的相类似，但是水化速度慢。C4AF的水化速度在早期介于C3A和C3S之间，但随后的发展不如C3S。它的早期强度类似于C3A，而后期还能增长，类似于C2S。它的抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好，水化热较C3A低。44矿物名称C3SC2SC3AC4AF水化速度快慢最快快28d水化热多少最多中强度高早期低晚期高低低耐腐蚀性差好最差好四种矿物的水化特性比较454.2

各矿物组成水化反应的特点MgO游离CaO结构比较致密，水化很慢，通常在加水3d以后反应才比较明显。CaO水化生成CH时，体积膨胀97.9％，因此，随着CaO的增加，首先是抗拉、抗折强度降低，进而3d以后强度倒缩，为此，应严格控制游离CaO的含量不超过1％。

MgO的水化比游离氧化钙更为缓慢，水化生成Mg(OH)2时，体积膨胀148％，因此，硅酸盐水泥熟料中氧化镁含量应小于5％。

游离CaO464.2

各矿物组成水化反应的特点碱

水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算值来表示。水泥中碱含量过高，则在混凝土中遇到活性骨料，易产生碱－骨料反应，造成混凝土结构破坏；另外，水泥的碱含量越高，所形成的水泥石的干缩变形也越大。碱含量不得大于0.6％。SO3

SO3主要来至于石膏，在水泥中掺入石膏主要是为了调节凝结时间。

石膏可以与水泥熟料中铝酸盐发生反应，形成钙矾石，体积膨胀1.5倍，导致混凝土的自身体积变形性能，甚至开裂，因此，其含量不等超过3.5％。47水泥浆体溶液中的主要离子有：硅酸钙——Ca2+、OH-、[SiO4]4-铝酸钙——Ca2+、Al（OH）4-硫酸钙——Ca2+、SO42-钾、钠及硫酸根离子——K+、Na+、SO42-各种酸根离子分别由硅酸钙、铝酸钙、硫酸钙提供水化早期的钙离子主要为C3S水化提供，K+、N+主要为碱式硫酸盐提供。碱的存在将大大影响CaO的浓度以及CH的结晶过程。水化过程中液相组分与固相组分处于随时间而变的动态平衡中。4.3水泥水化（Hydration）48水泥水化不同于单矿水化的主要区别在于：（1）水泥水化环境不同（2）各种单矿物的水化互相影响、互相制约49①AFt形成阶段②C3S水化阶段③AFt——AFm④结构形成与发展阶段

图5-1水泥水化放热曲线几十分钟若干小时若干天诱导期终凝①②③④放热速率初凝50初始反应期潜伏期凝结期硬化期水泥加水拌和后，硅酸三钙水化生成的氢氧化钙开始结晶析出，同时铝酸三钙溶于水，并与石膏反应，生成钙矾石结晶析出，附着在水泥颗粒表面。这一阶段大约经过10Min，约有1％的水泥发生水化。

在初始反应期之后的1～2h的时间，由于水泥颗粒表面形成水化硅酸钙凝胶和钙矾石晶体构成的膜成阻止了颗粒与水的接触，使水化反应速度变慢，这一阶段水化产物增加不多，水泥浆体仍保持塑性。水缓慢穿透水泥颗粒表面包裹膜与矿物成分发生水化反应，而水化生成物穿透膜层的速度小于水分渗入膜层的速度，形成渗透压，导致水泥颗粒表面破裂，使暴露出来的矿物进一步水化，水泥水化产物体积约为水泥体积的2.2倍，生成的大量水化产物填充在水泥颗粒间的空隙，水的消耗与水化产物的填充使水泥浆逐渐变稠，失去可塑而凝结。水泥水化反应继续进行，使结构更加密实，但水化反应速度逐渐下降，一般认为以后的水化反应是以固相反应的形式进行的。4.3

硅酸盐水泥的凝结与硬化51石膏水化硅酸钙（微晶体）当石膏消耗完后还有铝酸三钙剩余当石膏消耗完后还有铁铝酸四钙剩余硅酸盐水泥的水化产物52矿物水化时间完全水化结合水量%3d7d28d6月C3S3646699613.40C2S11111309.85C3A8382849324.39C4AF7071749120.72

水化速率：C3A>C4AF>C3S>C2S表5-1不同熟料矿物在不同龄期的结合水量/水化程度%（1）水泥熟料粒子的矿物组成与结构4.3.1影响水泥水化速率的因素53（2）温度对反应速率的影响

提高t对C2S的水化影响最大，如t由20℃提高至50℃，其3天水化程度可由7%提高至25%，对C2S的影响也比较显著。矿物温度/℃水化时间1d3d7d28d3m6mC3S20313646699394504753618089—C2S20—710—293050202531558692C3A20—83828491935075838689——54（3）水泥细度细度越大、放热越显著、水化越快（混凝土结构的耐久性问题）（4）水灰比高水灰比有利于提高水化程度w/c硬化水泥浆体中结合水的量/%1d3d7d28d3m0.284.57.610.211.012.60.508.712.613.314.315.60.70—12.515.515.617.6554.3.2水泥浆体与水泥石结构形成过程一、水泥浆体结构形成过程的一般描述1、研究方法回转粘度计、塑性锥、超声脉冲法，研究水泥浆体的塑性强度随时间而变化的情况。2、结构形成过程（1）无结构的悬浮状态（2）凝聚结构状态（3）凝聚—结晶结构共存状态（4）结晶结构迅速发展状态3、影响因素水泥品种、水灰比、搅拌速度、养护条件、外加剂种类及掺量56t1：表征浆体结构所能承受的极限剪应力达到τ=τ0所需的时间。t2：II—III转变的时间。t>t2时间Pm值迅速增长，表明浆体已处于III状态。Pm：塑性强度，可用于表征浆体的极限剪应力。t3：III—IV，t2>t3时，Pm值急剧增加，呈直线发展趋势。表明浆体中的结晶结构网络已形成并迅速发展。浆体结构强度迅速提高。注意水泥与混凝土在生产过程中的各种工艺过程如搅拌、成型、振动都必须在时间t3之前完成，否则将破坏浆体中的结构网，留下永久的结构缺陷，最终导致硬化水泥浆体或混凝土强度。IIIIIIPm（1）Pm（2）t1t2t3浆体结构参数Pm（t）时间t图5-1水泥浆体结构形成过程57C3S富硅层5nmC-S-HC3S早期水化扩散层的形成H3SiO4-或H2SiO42-H-或H2OOH-Ca2+结论：新拌水泥浆体是带有表面双电层的固相颗粒的分散体系。58电势ψξ距离粒子表面的距离/r处于水泥浆体悬浮体中的固体粒子有两种彼此相反的相互作用：（1）排斥；（2）吸引。594、机理

水泥与水拌和后的早期阶段为水泥浆体悬浮体。硅酸盐水泥的凝结和硬化凝结硬化：水化进行，液相不断减少。固相不断增多，而逐渐失去可塑性，进而产生强度，结构不断紧密，强度提高。（1）初凝：C-S-Hgel互相连接CH、AFt互相交织，范德华力使颗粒相互靠近，Zeta电位使颗粒分开，形成均匀的网状絮凝结构，颗粒势能均一，浆体失去流动性。（2）终凝：水化继续进行，水分不断减少，新的水化产物不断增多。填充网络结构，使水泥石空隙率不断下降而紧密，失去塑性，并产生强度。（3）硬化：水泥石强度不断增加，水泥颗粒内部未水化部分的水化越来越困难。60二、水泥的凝结时间、泌水性和凝聚结构的关系1、加水量（1）保证水泥水化过程进行的水量（w1）（2）使混凝土具有满足施工要求的工作性需要的水（w2）w2的多少会影响，泌水、离析等问题。2、评价需水性的指标（1）标准稠度（达到标准稠度时的用水量）（2）达到施工要求的坍落度、扩展度等指标时的用水量。合理的用水量（170~185kg）3、泌水和离析（1）测定方法：目测，坍落度、扩展度实验，压力泌水值。（2）影响泌水性的主要因素a、水泥细度b、水泥的矿物组成（C3A含量）614、矛盾性（1）流动性与需水量的矛盾性（2）流动性与稳定性的矛盾5、影响水泥浆体流变性的因素（1）水化龄期（2）水灰比6、工艺特性（1）水泥浆体与新拌和混凝土的性能要求高流动性、可塑性、高稳定性、成型密实性流动性：在外力作用下克服水泥浆体内部粒子互相作用而产生变形的性能，可用屈服应力表示。可塑性：浆体克服屈服应力后，产生塑性变形而不断裂的性能。稳定性：在塑性变形后，固体粒子不产生互相接触或分离的现象。（2）技术措施

a、外加剂

b、工艺技术革新62水泥石——固液气三相多孔体系。水泥石包括（未水化水泥颗粒、水化水泥、水和少量空气以及由水和空气占有的孔隙网组成。4.3.3水泥水化物的组成与结构（1）、硅酸盐水泥水化产物组成按结晶程度可分为两类，一是结晶比较差，晶粒大小相当于胶体尺寸的水化硅酸钙凝胶。一是结晶态，晶粒比较大水化物，如CH、AFt等。63钙氧CH的晶体结构占浆体固体体积的20%~25%。层状结构、结构层内为离子键，结构层之间为氢键，片状晶体。由于CH的结构和形状，决定了它对水泥石的强度贡献很少。其层间较弱的联结，可能是水泥石受力时裂缝的发源地。（1）CH64水泥水化产物稳定存在的pH临界值C-S-HC-A-HAFt、AFmCH钢筋钝化膜10.411.410.712.2311.5A、CH的作用是水泥石的主要组成，是维持水泥石碱度的重要组成，是其他水泥水化产物稳定存在的重要前提。65属于层状结构，易于产生层状解理，大量存在于集料与水泥石的界面，影响混凝土的强度。骨料过渡区水泥石本体B、CH的不利影响66(2)AFt相、AFm相

在成熟的水泥浆体中硫铝酸钙含量比较少，只占体积的10%~15%。AFt结构水所占空间为AFt总体积的81.2%，如以质量计，达到45.9%。从AFt的结构式可见，其中的水处于不同结合状态，因此有不同的脱水温度。67280℃370℃脱出24H2O脱出27H2O脱出30H2O脱出2H2O68C-S-H水化产物的形态：无确定组成，无定形的材料，产物的生成形态多变。Diamond根据SEM观察产物的形态，把C-S-H分为四类：

结晶度很差，是由各维度上都非常细小的，属于胶体尺寸范围（小于1微米）的粒子组成。因此称为C-S-Hgel。（3）C-S-H凝胶69第一类：

纤维状或针状，水化早期由水泥颗粒向外辐射生长的细长物质，长约0.5~2微米、宽小于0.2微米，通常在尖端上有交叉现象。也可能呈现板条状或卷泊薄片，棒状、管状；第二类：

网络状或蜂窝状或似海绵，或像连结在一起的带子，它们分支并变成三维网络；第三类：

等大粒子状，形状接近扁平，约几百A;第四类：

内部水化产物（类似第三类，尺寸更小，或者是由极小的粒子构成的连续的多孔状物，粒子大小在100A以下）。70矿物密度/（g/cm3）结晶度在浆体中的形貌浆体中典型晶体的尺度分析方法C-S-H2.3~2.6很差薄片状，形态未加分析1μm×0.1μm（厚度小于0.01mm）SEM，TEMCH2.24很好无孔条纹状材料0.01~0.1μmOM，SEMAFt1.75好细长棱柱形针状晶体10μm×0.5μmOM，SEMAFm1.95尚好六角薄板状；不规则的玫瑰花形1μm×1μm×0.1μmSEM71（4）水泥石中的水及其形态根据水与固相组分的相互作用，可以分为吸附水、结晶水和化合水三类。（1）吸附水：以中性的水分子H2O的形态存在。不参与组成水化物的结晶结构，而是在分子力或表面张力的作用下被吸附于固体粒子的表面或孔隙之中。吸附水包括凝胶水和毛细管水。凝胶水：水泥石中凝胶体内所含的水，其数量大体上与凝胶体的数量成正比。毛细管水：凝胶体外部毛细孔内空间所含的水量，它在数量上取决于毛细孔的数量。72（2）结晶水：以中性水分子H2O的形态存在，但它参与水化物的晶格，有固定的配合位置。由于受到晶格的束缚，结合较牢固，要使它从水化物中脱去需要比较高的问题。（3）结合水（结构水）：以（OH）-离子的形式参与组成水化物的结晶结构，有固定的配位位置和确定的含量比。他在晶格中的结合强度比结晶水大，只有在较高的温度下当晶格破坏时才能释放出来。（4）水泥石中的水及其形态73水泥石的孔隙率P0：与水胶比、水化程度有关。孔的结构与养护制度、成型工艺、水泥矿物组成、外加剂等有关。水水可分为蒸发水和非蒸发水、蒸发水又可以分为凝胶水和毛细水。0.81.01.21.4水泥凝胶空隙毛细水未水化水泥水灰比体积/%水泥石组成成分的体积百分率（水化程度100%）w/c>0.42水泥石中含有毛细水w/c<0.38能够保证水泥石有足够密实度。74a高孔隙率/低渗透性b多孔/高渗透性c多孔/无渗透性d低孔隙率/高渗透性混凝土的结构与渗透性之间的关系

755、水泥中使用的混合材料改善水泥性能，调节强度等级；节省熟料，节约能耗，利用废渣，增加水泥产量，降低成本。5.1使用混合材料的意义765、水泥中使用的混合材料5.2混合材料的种类黏土混合材料活性混合材料非活性混合材料粒化高炉矿渣火山灰质粉煤灰磨细石英砂石灰石工业废渣77活性混合材在水泥中的作用主要表现为以下几点：（1）二次反应（又叫火山灰反应）火山灰效应的好处：①由于消耗了大量的Ca(OH)2，提高了水泥石的强度和耐久性。②水泥水化物中，高碱性水化硅酸钙与低碱性（C/S<1.5）水化硅酸钙相比，低碱性CSH强度更高，耐久性更好，因此，火山灰反应使CSH由高碱性CSH转变为低碱性水化硅酸钙，增加了强度和耐久性。③降低了Aft生成的可能性。④对碱集料反应的抑制有利。5.3混合材料的作用78（2）经济效应与环保效应活性混合材一般都是工业废弃物，将它加入到水泥中，（在不改变水泥性能的前提下），取代了都分水泥，一来作到了废弃物的再利用，增加了水泥产量，提高了经济效应，再者废弃物利用，减少堆场占地面积，也有经济效应，同时废物利用，减少CO2排放，也具有环保效应。

（3）降低水化热。（4）改变水泥与集料间粘结力。

5.3混合材料的作用79活性混合材活性及评价：活性混合材种类不同，其活性原因也不同：1.具有潜在水硬性——矿渣（需要碱或硫酸盐激发其活性）2.具有火山灰反应（二次反应）能力——硅灰、粉煤灰及沸石等；3.同时具有以上两种能力——高钙粉煤灰、固硫渣等。5.3混合材料的作用80非活性混合材作用：（1）经济效应与环保效应（2）降低水化热（3）改变水泥与集料间粘结力。

5.3混合材料的作用81二、通用硅酸盐水泥品种及主要性能82二、通用硅酸盐水泥品种及主要性能1、硅酸盐水泥2、普通硅酸盐水泥3、矿渣硅酸盐水泥4、火山灰质硅酸盐水泥5、粉煤灰硅酸盐水泥6、复合硅酸盐水泥7、其他品种水泥831.1定义由100%熟料和石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅰ。由≥95%熟料和石膏且≤5%矿渣或5%石灰石磨细制成的水硬性胶凝材料，称Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅱ。强度等级：42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个强度等级。1、硅酸盐水泥841.2技术要求：不溶物：Ⅰ型≤0.75%；Ⅱ型≤1.50%烧失量：Ⅰ型≤3.0%；Ⅱ型≤3.5%氧化镁：含量≤5.0%。如果压蒸安定性合格，则氧化镁的含量允许放宽到6.0%三氧化硫：含量≤3.5%氯离子：≤0.06%更低要求可由买卖双方确定碱含量：（选择性指标）细度：比表面积≥

300m2/kg（选择性指标）凝结时间：初凝≥45min；终凝≤390min安定性：用沸煮法检验必须合格强度：满足相应等级要求。1、硅酸盐水泥851.3特点：强度等级高；快硬、早强（一般三天可达28天的50～75％）；抗冻性好，不透水性强；抗硫酸盐侵蚀能力与水化热主要取决于熟料的矿物组成，一般水化热较高，抗腐蚀性较差。1、硅酸盐水泥861.4用途： 一般适用于配制高标号砼、先张预应力制品、石棉制品、道路、低温下施工的工程、早强强度要求较高的工程。不宜用于大体积砼和地下工程。1、硅酸盐水泥872.1定义： 由≥80％且＜95%硅酸盐水泥熟料和石膏、＞5％且≤20％混合材料，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，代号P·O。 强度等级：分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个强度等级。2、普通硅酸盐水泥882.2技术要求：烧失量：≤5.0%氧化镁：含量≤5.0%。如果压蒸安定性合格，则氧化镁的含量允许放宽到6.0%三氧化硫：含量≤3.5%氯离子：≤0.06%更低要求可由买卖双方确定碱含量（选择性指标）细度：比表面积≥

300m2/kg（选择性指标）凝结时间：初凝≥45min；终凝≤600min

安定性：用沸煮法检验必须合格强度：满足相应强度等级要求。2、普通硅酸盐水泥892.3特点：与硅酸盐水泥相比：早期强度增进率略有减少抗冻性、耐磨性稍有下降，低温下凝结时间有所延长抗硫酸盐侵蚀能力有所增强2、普通硅酸盐水泥902.4用途：这种水泥的适应性较强 一般用于地上工程和不受侵蚀作用的地下工程及不受水压作用的工程，无腐蚀作用的受冻工程，早强要求较高的工程，在低温作用下需要强度发展较快的工程。2、普通硅酸盐水泥913.1定义：由≥50％且＜80%硅酸盐水泥熟料和石膏、＞20％且≤50％矿渣、磨细制成的水硬性胶凝材料，为矿渣硅酸盐水泥，代号P·S·A。由≥30％且＜50%硅酸盐水泥熟料和石膏、＞50％且≤70％矿渣、磨细制成的水硬性胶凝材料，为矿渣硅酸盐水泥，代号P·S·B。强度等级：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。3、矿渣硅酸盐水泥923.2技术要求：氧化镁：P·S·A中氧化镁含量≤6.0%。如果压蒸安定性试验合格，则氧化镁的含量允许＞6.0％。三氧化硫：含量≤4.0%氯离子：≤0.06%更低要求可由买卖双方确定碱含量（选择性指标）细度：80μm方孔筛筛余量≤10%或45μm方孔筛筛余量≤30%（选择性指标）凝结时间：初凝≥45min；终凝≤600min安定性：用沸煮法检验必须合格强度：满足相应强度要求。3、矿渣硅酸盐水泥933.3特点：早强低，后强增进大保水性差，易产生泌水（由于矿渣是一种致密的玻璃质材料，水化很慢，加水之后不能很快产生凝聚结构。由于重力作用，产生离析现象，拌和物中一部分水上升到表面形成水膜，这称为泌水）泌水越大，保水越差，它不仅影响施工和浆体与集料、钢筋的粘结力，同时给制品留下开口的毛细孔道，造成矿渣水泥制品耐久性降低，一般也有再加入其它混合材来改善性能。所以它不宜制作薄型构件3、矿渣硅酸盐水泥943.3特点：抗大气性和抗冻性差，过早干燥和干湿交替对它的强度发展不利；水化热低；抗硫酸盐侵蚀性能好；蒸气养护时有较好的效果；有较普通水泥还高的耐热性，适宜于高温车间的建造。3、矿渣硅酸盐水泥953.4用途： 用于地下、水中和海水中的工程，以及经常受水压作用的工程，大体积的砼工程；蒸气养护的工程；受热工程；以及代替普通硅酸盐水泥用于地上工程，但应加强养护；用于不常冻融循环和干湿交替作用的受冻工程，注意保温、保湿。3、矿渣硅酸盐水泥964.1定义：由≥60％且＜80%硅酸盐水泥熟料和石膏、＞20％且≤40％火山灰质混合材料、磨细制成的水硬性胶凝材料，为火山灰质硅酸盐水泥，代号P·P。强度等级：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。4、火山灰质硅酸盐水泥974.2技术要求：氧化镁：水泥中氧化镁含量≤6.0%。如果压蒸安定性合格，则氧化镁的含量允许＞6.0%

三氧化硫：含量≤3.5%氯离子：≤0.06%更低要求可由买卖双方确定碱含量（选择性指标）细度：80μm方孔筛筛余量≤10%或45μm方孔筛筛余量≤30%（选择性指标）凝结时间：初凝≥45min；终凝≤600min安定性：用沸煮法检验必须合格强度：满足对应强度要求。4、火山灰质硅酸盐水泥984.3特点： 由于火山灰质混合材料本身组成与结构差别，因此掺不同种类火山灰质混合材的水泥性能也有差别。需水量大，保水性好抗硫酸盐侵蚀能力强后期强度增长快收缩膨胀较大，抗冻性差水化热较低4、火山灰质硅酸盐水泥994.4用途：

用于地下、水中工程以及经常受较高水压的工程，受海水及含硫酸盐类溶液侵蚀的工程、大体积砼工程；不宜用于冻融循环和干湿交替部位；比较适于制作蒸汽养护的构件、运用在运输的砂浆及砼。4、火山灰质硅酸盐水泥1005.1定义：由≥60％且＜80%硅酸盐水泥熟料和石膏、＞20％且≤40％粉煤灰磨细制成的水硬性胶凝材料，为粉煤灰硅酸盐水泥，代号P·F。强度等级：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。5、粉煤灰硅酸盐水泥1015.2技术要求：氧化镁：水泥中氧化镁含量≤6.0%。如果压蒸安定性合格，则氧化镁的含量允许＞6.0%

三氧化硫：含量≤3.5%氯离子：≤0.06%更低要求可由买卖双方确定碱含量（选择性指标）细度：80μm方孔筛筛余量≤10%或45μm方孔筛筛余量≤30%（选择性指标）凝结时间：初凝≥45min；终凝≤600min安定性：用沸煮法检验必须合格强度:满足对应的强度要求。5、粉煤灰硅酸盐水泥1025.3特点：早强低，后强发展高水化热低抗硫酸盐侵蚀性能好保水性好，干缩小施工性较好，易拌易混合5、粉煤灰硅酸盐水泥1035.4用途： 可用于一般的民用与工业建筑工程；水上大体积砼和地下及水中结构砼；蒸汽养护的构件；现代高层泵送砼。5、粉煤灰硅酸盐水泥1046.1定义：由≥50％且＜80%硅酸盐水泥熟料和石膏、＞20％且≤50％混合材料磨细制成的水硬性胶凝材料，为复合硅酸盐水泥，代号P·C。强度等级：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。6、复合硅酸盐水泥1056.2技术要求：氧化镁：水泥中氧化镁含量≤6.0%。如果压蒸安定性合格，则氧化镁的含量允许＞6.0%

三氧化硫：含量≤3.5%氯离子：≤0.06%更低要求可由买卖双方确定碱含量（选择性指标）细度：80μm方孔筛筛余量≤10%或45μm方孔筛筛余量≤30%（选择性指标）凝结时间：初凝≥45min；终凝≤600min安定性：用沸煮法检验必须合格强度:满足相应强度要求。6、复合硅酸盐水泥1066.3特点：它比矿渣水泥等有较高的早期强度比普通水泥具有较好的和易性，但需水量一般较大，配制的砼耐久性不及普通水泥配制的砼，但生产成本低于普通水泥。6、复合硅酸盐水泥107特种水泥：具有特种用途的水泥。高铝水泥：水化热大，适合冬季施工；快硬硅酸盐水泥：适合紧急工程的抢修；抗硫酸盐水泥：适合水利、港口、地下隧道等工程；膨胀水泥：大口径输水管、输油、输气管；白色或彩色水泥：装饰工程中的雕塑艺术和各种装饰部件，如配置各类混凝土、水泥砂浆等。7、其他品种水泥1087.1高铝水泥高铝水泥是铝酸盐水泥的一种，其主要矿物组成主要为CA（铝酸—钙），CA2（二铝酸一钙等铝酸盐矿物以及少量的C2S等。高铝水泥是以铝矾土和石灰石为原料，按适当的比例配合后进行烧结或熔融，冷却后经粉磨而成。生产工艺与硅酸盐基本相同。但相对熟料难磨。

1097.1.1高铝水泥矿物组分矿物名称矿物成分简写铝酸一钙(主要

)CaO·A12O3CA二铝酸一钙

CaO·2A12O3CA2硅铝酸二钙

2CaO·A12O3·SiO2C2AS七铝酸十二钙

12CaO·7A12O3C12A7

高铝水泥矿物组分中CA和CA2是主要的，其次是C12A7,这些矿物组分在不同的温度下水化产物不同。

1107.1.2在实践中，保证高铝水泥砼工程质量的关键环节在于:①施工和养护降低砼温度（不要阳光照对，要洒水养护等），砼体积不宜过大，（不超过45cm为宜，但非国家规定）。②合理控制好W/C，应尽量采用较低的W/C，一般为0.4，W/C=0.4时水份并不能保证水泥的完全水化，但可以保证出现晶型转化时（CAH10和C2AH8→C3AH6）,游离出的水又使水泥开始水化，新形成的水化物填充密实孔隙。③在高铝水泥中掺加石膏或无水石膏。CAH10和C2AH8可与石膏反应生成水化硫铝酸钙，从而解决晶型转化。④掺加粒化高炉矿渣1117.1.3高铝水泥的性能及应用①施工与养护避免高温、温热，适于冬季施工，不适于大体积砼。②不得与石灰，硅酸盐水泥混合存放或使用，因会出现闪凝，且生成高碱性水化铝酸钙另有膨胀，因为Ca(OH)2对高铝水泥起加速凝结作用。③适于抢修工程。 ④有很高的抗硫酸盐浸蚀性能。112⑤有较高的耐热性，在900℃下，强度损失至原来的70%,1300℃时为50%左右。⑥对Cl-渗透性强，所以对钢筋锈的防护不利。⑦可用于生产人造大理石，成型快，脱模快，但不宜追求过高的后期强度。⑧抗碱、抗酸性极差。⑨与石膏配合可以配制膨胀水泥。1137.2快硬硅酸盐水泥以适当的生料烧至部分熔融，所得的以硅酸钙为主要成分的熟料，加入适量的石膏，磨细制成的具有早期强度增长率快的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥，简称快硬水泥。快硬水泥的生产同硅酸盐水泥基本一致，只是在生产时提高了硅酸三钙(50％-60％)、铝酸三钙(8％-15％)的含量，两者的总量不少于65％。同时增加了石膏的掺量(8％)，提高了粉磨细度(比表面积达450m2／kg)。

1147.3抗硫酸盐水泥以适当的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的熟料，加入石膏，共同磨细制成的具有一定抗硫酸盐侵蚀性能的水硬性胶凝材料，称为抗硫酸盐硅酸盐水泥，简称抗硫酸盐水泥。在抗硫酸水泥中，C3S的含量小于50％；C3A含量小于5％，C3A和C4AF的总含量小于22％。1157.4膨胀水泥膨胀水泥主要用于收缩补偿混凝土工程，防渗混凝土(屋顶防渗、水池等)，防渗砂浆，结构的加固，构件接缝、接头的灌浆，固定设备的机座及地脚螺栓等。膨胀水泥有硅酸盐膨胀水泥、高铝膨胀水泥、硫铝酸盐膨胀水泥、铁铝酸盐膨胀水泥等。1167.5白色水泥白色硅酸盐水泥的主要成分还是主要以硅酸盐为主，其中少了着色物质（氧化铁、氧化锰、氧化钛及氧化铬等）。它们生产工艺与硅酸盐水泥熟料基本相同，有一些区别：①原料：原料锻烧后应少着色物质，如纯的石英砂、纯的石灰石等。②粉磨：用白色陶瓷作为衬板及研磨体，不能用钢、铁做研磨体，装置电磁装置。③熟料磨细时可加入5%以内的石灰石。④燃料用气体或液体燃料，或限制煤中的Fe2O3。其他要求，如凝结时间、标号、安定性问题与硅酸盐水泥类似。1177.6彩色水泥①彩色硅酸盐水泥：以白色硅酸盐水泥熟料、石膏及耐碱矿物颜料共同磨细而成。（但红、赫色、黑色等水泥可不用白色硅酸盐水泥），其他要求及性能类似与硅酸盐水泥。②彩色铝酸盐水泥：铝酸盐水泥生料中加入着色剂而烧结而成。

118三、水泥的主要物理性能及试验方法119三、水泥的主要物理性能及试验方法1、取样及样品处理2、试验条件3、水泥主要技术指标检测方法1201.1

水泥取样方法依据标准：

GB/T12573-2008《水泥取样方法》。1、取样及样品处理1211.2

取样主要步骤手工取样散装水泥袋装水泥自动取样当所取水泥深度不超过2m时，每个编号内采用散装水泥取样器随机取样，每次抽取的单样量应尽量一致。每一编号内随机抽取不少于20袋水泥，采用袋装水泥取样器取样，每次抽取的单样量应尽量一致。采用自动取样器取样，从流动的水泥流中取出样品。1221.3

取样量混合样：取样量应符合相关水泥标准要求。如通用硅酸盐水泥一次取样量应不少于12kg，中热低热水泥不少于14kg。分割样的取样量：应符合：a）袋装水泥：每1/10编号从一袋中取至少6kg；b）散装水泥：每1/10编号在5min内至少取6kg。1231.4

样品制备与试验混合样：每一编号所取水泥样通过0.9mm方孔筛后均匀混合，一次或多次将样品缩分到相关标准要求的定量，均分为试验样和封存样，样品不得混入杂物和结块。分割样：每个编号所取10个分割样应分别通过0.9mm方孔筛，不得混杂样品不得混入杂物和结块。1241.5

包装与贮存样品取得后应贮存在密闭的容器中,封样要加封条。容器应洁净、干燥、防潮、密闭、不易破损并且不影响水泥性能。存放封存样的容器应至少在一处加盖清晰、不易擦掉的标有编号、取样时间、取样地点和取样人的密封印，如只有一处标志应在密封外壁上。封存样应密封贮存，贮存期应符合相应水泥标准的规定，试验样与分割样亦应妥善贮存。封存样应贮存于干燥通风的环境中。1251.6

取样单样品取得后，应有负责取样人填写取样单，至少应包括以下内容：水泥编号；水泥品种；强度等级；取样日期；取样地点；取样人。126试验室温度（20±2）℃相对湿度≥50%养护箱温度（20±1）℃相对湿度≥90%试验用水温度（20±1）℃试验须用饮用水，重要试验用蒸馏水，各种试验材料、设备必须与试验室同温。2、试验条件1273、水泥主要技术指标检测方法依据标准：GB175-2007《通用硅酸盐水泥》CCGF303-2008《产品质量监督抽查实施规范—水泥》GB1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》GB/T17671《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》1283.1

水泥检验项目及重要程度分类1293.1

水泥质量综合判定原则及异议处理

1303.2、水泥密度测试方法定义：表示水泥单位体积的质量，单位是g/cm3意义对于一些特殊工程、油井堵塞工程等是很重要的物理性能，这些工程希望水泥较快从浆体中下沉，生成致密的水泥石，所以要求密度大一些在测定水泥的比表面积、颗粒级配等性质时，必须先测定水泥的密度131水泥密度＝水泥质量/排开的体积试验结果取两次测定结果的算术平均值，两次测定结果之差不得超过0.02g/cm33.2、水泥密度测试方法1323.2、水泥密度测试方法133定义：细度是指物料颗粒粗细的程度由于水泥熟料质量水平及生产技术的提高，细度的作用由产品质量保证向产品质量控制转变。所以现行国标中对细度改为推荐性指标。细度有三种表示方法：筛余百分数、比表面积和颗粒级配。筛析法（用筛余百分数表示）负压筛法水筛法手工干筛法筛网孔径为0.080mm或0.045mm方孔筛有争议时以负压筛法为准3.3、水泥细度测试方法1343.3、水泥细度测试方法试验方法135试验方法3.3、水泥细度测试方法136试验方法3.3、水泥细度测试方法1373.3、水泥细度测试方法138水泥试样筛余百分数按（1）式计算：

……………..(1)

式中：

F—水泥试样的筛余百分数，（%）

Rt—水泥筛余物的质量，（g）

W—水泥试样的质量，（g）结果计算至0.1%3.3、水泥细度测试方法139试验筛的筛网会在试验中磨损，因此筛析结果应进行修正。修正的方法是将（1）式的结果乘以该试验筛按“水泥试验筛的标定方法”标定后得到的有效修正系数，即为最终结果。合格评定时，每个样品应称取二个试样分别筛析，取筛余平均值为筛析结果。若两次筛余结果绝对误差大于0.5%时（筛余值大于5.0%时可放至1.0%）应再做一次试验，取两次相近结果的算术平均值，作为最终结果。3.3、水泥细度测试方法1403.3、水泥细度测试方法141例题已知：一号(80um)试验筛对某水泥样的二次筛余值分别为1.35g和1.65g，一号试验筛的修正系数为1.02，计算该水泥样的细度。解：1.35×4=5.4%

5.4×1.02=5.5%1.65×4=6.6%

6.6×1.02=6.7%

计算两次结果绝对误差：6.6-5.4=1.2%两次筛余结果绝对误差为1.2%大于1.0%，应再做一次试验。重新试验后一号试验筛的筛余值为1.45g。

1.45×4=5.8%

5.8×1.02=5.9%

取两次相近结果的算术平均值(5.5+5.9)/2=5.7%

该水泥样的80um筛余百分数细度为5.7%。3.3、水泥细度测试方法142比表面积筛析法简单方便，但只表示大于0.080mm颗粒所占重量百分比，对于小于0.080mm的颗粒的尺寸分布情况不能反映。比表面积则比筛析法优越，它能较全面反映水泥细度状况。定义：它以单位质量水泥颗粒所具有的总表面积来表示。m2/kg

水泥越细颗粒数越多，暴露的表面积越大。测试方法:勃氏法3.3、水泥细度测试方法143方法原理:

本方法主要是根据一定量的空气通过具有一定空隙率和固定厚度的水泥层时，所受阻力不同而引起流速的变化来测定水泥的比表面积。在一定空隙率的水泥层中，空隙的大小和数量是颗粒尺寸的函数，同时也决定了通过料层的气流速度。3.3、水泥细度测试方法144透气仪本方法采用的勃氏比表面积透气仪，分手动和自动两，均应符合JC/T956的要求。3.3、水泥细度测试方法145测试步骤1、测试水泥密度2、漏气检查3、空隙率确定4、确定试样量5、试样料层制备6、透气试验3.3、水泥细度测试方法146结果处理水泥比表面积应由二次透气试验结果的平均值确定。如二次试验结果相差2%以上时，应重新试验。计算结果保留至10cm2/g。当同一水泥用手动勃氏透气仪测定的结果与自动勃氏透气仪测定的结果有争议时，以手动勃氏透气仪测定结果为准。3.3、水泥细度测试方法147颗粒级配方法是沉积天平法，利用水泥颗粒在液体（无水煤油）介质中自由沉降速度与颗粒大小的关系，用直接称量的方法来测定各颗粒范围所占的重量百分数。通常测＜10μ10~20μ20~30μ30~60μ

>60μ

筛余、比表面积、颗粒级配之间没有一定关系，它们从不同的侧面反映水泥颗粒粗细，不能互相推算。3.3、水泥细度测试方法148

水泥使用时须加入一定量的水，加入的水有两方面的作用：使水泥颗粒起水化和水泥的化学反应，使水泥净浆、砂浆、砼迅速硬化，产生强度。使净浆、砂浆和砼具有一定的流动性，便于试验和施工操作。

3.4

水泥标准稠度用水量测定方法水泥的需水性通常有两种表示方法水泥标准稠度用水量水泥胶砂流动度影响水泥需水性的因素有熟料成分，水泥的细度，混合材料种类及掺加量等。149

3.4

水泥标准稠度用水量测定方法主要设备净浆搅拌机维卡仪1503.4

水泥标准稠度用水量测定方法主要步骤水泥净浆的拌制：用水泥净浆搅拌机搅拌，搅拌锅和搅拌叶片先用湿布擦过，将拌和水倒人搅拌锅内，然后在5s-10s内小心将称好的500g水泥加人水中，防止水和水泥溅出；拌和时，先将锅放在搅拌机的锅座上，升至搅拌位置，启动搅拌机，低速搅拌120s，停15s，同时将叶片和锅壁上的水泥浆刮人锅中间，接着高速搅拌120s停机。1513.4

水泥标准稠度用水量测定方法主要步骤标准稠度用水量的测定：拌和结束后，立即将拌制好的水泥净浆装入已置于璃底板上的试模中，用小刀插捣，轻轻振动数次，刮去多余的净浆；抹平后迅速将试模和底板移到维卡仪上，并将其中心定在试杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，拧紧螺丝1s-2s后，突然放松，使试杆垂直自由地沉人水泥净浆中。在试杆停沉入或释放试杆30s时记录试杆距底板之间的距离，升起试杆后，立即擦净；整个操作应在搅拌后1.5min内完成。以试杆沉入净浆并距底板6mm士1mm的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和水量该水泥的标准稠度用水量(P)，按水泥质量的百分比计。1523.4

水泥标准稠度用水量测定方法注意事项1.水泥标准稠度用水量试验前须保证维卡仪金属棒能自由滑动、调整指针至试杆接触玻璃板时指针对准零点、搅拌机运行正常。2.标准稠度用水量测定方法有代用法用调整水量方法测定时，以试锥下沉深度28mm士2mm时的净浆为标准稠度净浆，其拌合水量为该水泥的标准稠度用水量（P），按水泥质量的百分比计。用不变水量法测定时，拌和用水量不分水泥品种一律固定为142.5毫升。精确至0.5毫升。根据测得的试锥下沉深度S(mm)按下式计算得到标准稠度用水量P(%)P=33.4－0.185S当试锥下沉深度小于13mm时，应改用调整水量法测定。153定义：水泥加水拌和制成标准稠度净浆，随着时间的推迟，水泥浆逐渐失去塑性，形成具有一定强度的硬化体，这个过程称为水泥的凝结过程，这个过程所需的时间称为凝结时间。从水泥加水拌和起，到标准稠度净浆开始失去塑性的时间称为初凝时间。从水泥加水拌和起，到标准稠度净浆完全失去塑性的时间称为终凝时间。水泥的凝结速度直接影响着砂浆和砼的凝结硬化速度，所以国标对凝结时间明确规定。3.5

凝结时间测定方法154假凝：它发生在水泥和水后几分钟内很快就发生凝固，是一种不正常的凝结现象。假凝水泥浆放热量不大，经过重新搅拌水泥浆便可恢复塑性，并仍可进行浇筑施工，对强度影响不大。主要原因：水泥磨内温度过高，引起二水石膏脱水变成半水石膏或可溶性硬石膏，它们遇水后即转化为二水石膏，使水泥凝固。3.5

凝结时间测定方法155快凝：也是水泥浆不正常凝结现象。它的特征是水泥和水后，水泥浆很快凝结，并放出大量的热量。主要原因：熟料中C3A含量高，水泥中未掺石膏或石膏掺加量不足。熟料中碱含量过高，熟料生烧和游离钙过高有时也会引起水泥快凝。3.5

凝结时间测定方法1563.5

凝结时间测定方法主要设备净浆搅拌机标养箱维卡仪1573.5

凝结时间测定方法主要步骤测定前准备工作：调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时，指针对准零点。试件的制备：以标准稠度用水量制成标准稠度净浆一次装满试模，振动数次刮平，立即放入标准养护箱中。记录水泥全部加入水中的时间作为凝结时间的起始时间。1583.5

凝结时间测定方法主要步骤初凝时间的测定：试件在养护箱中养护至加水后30min时进行第一次测定。测定时，从养护箱中取出试模放到试针下，降低试针与水泥净浆表面接触。拧紧螺丝1s-2s后，突然放松，试针垂直自由地沉人水泥净浆。观察试针停止下沉或释放试针30s时指针的读数。当试针沉至距底板4mm±1mm时，为水泥达到初凝状态；由水泥全部加入水中至初凝状态的时间为水泥的初凝时间，用“min”表示。1593.5

凝结时间测定方法主要步骤终凝时间的测定：为了准确观测试针沉入的状况，在终凝针上安装了一个环形附件。在完成初凝时间测定后，立即将试模连同浆体以平移的方式从玻璃板取下，翻转180°，直径大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放入养护箱中继续养护，临近终凝时间时每隔15min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留下痕迹时，为水泥达到终凝状态，由水泥全部加入水中至终凝状态的时间为水泥的终凝时间，用“min”表示。1603.5

凝结时间测定方法注意事项：在最初测定的操作时应轻轻扶持金属柱，使其徐徐下降，以防试针撞弯，但结果以自由下落为准；在整个测试过程中试针沉人的位置至少要距试模内壁10mm。临近初凝时，每隔5min测定一次，临近终凝时每隔15min测定一次，到达初凝或终凝时应立即重复测一次，当两次结论相同时才能定为到达初凝或终凝状态。每次测定不能让试针落人原针孔，每次测试完毕须将试针擦净并将试模放回养护箱内，整个测试过程要防止试模受振。161定义：反映水泥硬化以后体积变化的物理性质就是水泥的体积安定性。由于它的硬化以后体积变化，严重会引起结构开裂、崩溃等质量事故，所以它是水泥中一个重要质量指标。引起安定性不良的主要原因：f-CaO，MgO，SO3过量。3.6

水泥安定性（标准法）测定方法1623.6

水泥安定性（标准法）测定方法主要设备沸煮箱雷氏夹1633.6

水泥安定性（标准法）测定方法主要步骤测定前的准备工作：每个试样需成型两个试件，每个雷氏夹需配备质量约75g-85g的玻璃板两块，凡与水泥净浆接触的玻璃板和雷氏夹内表面都要稍稍涂上一层油。雷氏夹试件的成型：将预先准备好的雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上，并立即将已制好的标准稠度净浆一次装满雷氏夹，装浆时一只手轻轻扶持雷氏夹，另一只手用宽约10mm的小刀插捣数次，然后抹平，盖上稍涂油的玻璃板，接着立即将试件移至湿气养护箱内养护24h±2h。1643.6

水泥安定性（标准法）测定方法主要步骤沸煮：调整好沸煮箱内的水位，