土木工程材料第3章水泥PPT課件

1、按水泥的用途和性能 通用通用水泥水泥一般土木建筑工程通常采用的一般土木建筑工程通常采用的水泥水泥 專用專用水泥水泥專門用途的水泥，如油井水泥專門用途的水泥，如油井水泥，道路硅酸鹽水泥等，道路硅酸鹽水泥等 . 某種性能比較突出的水泥，如某種性能比較突出的水泥，如：快硬硅酸鹽水泥、低熱礦渣：快硬硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥等硅酸鹽水泥等 .第1頁/共194頁 土木建筑工程通常采用的水泥是土木建筑工程通常采用的水泥是通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥GB175-2007GB175-2007，包括：包括： 硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、 普通硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、 礦渣硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、 火山灰

2、質(zhì)硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、 粉煤灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、 復(fù)合硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥等六個(gè)品種。等六個(gè)品種。第2頁/共194頁 第一節(jié)第一節(jié) 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥 凡由凡由硅酸鹽水泥熟料硅酸鹽水泥熟料、石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制、石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。硅酸鹽水泥。 硅酸鹽水泥在分為兩種類型：硅酸鹽水泥在分為兩種類型： 不摻不摻混合材料混合材料的稱的稱I I型型硅酸鹽水泥，其代硅酸鹽水泥，其代號(hào)為號(hào)為P P. . I I； 在硅酸鹽水泥熟料粉磨時(shí)摻入不超過水泥在硅酸鹽水泥熟料粉磨時(shí)摻入不超過水泥

3、質(zhì)量質(zhì)量5%5%的石灰石或?；郀t礦渣混合材料的稱的石灰石或粒化高爐礦渣混合材料的稱IIII型型硅酸鹽水泥，其代號(hào)為硅酸鹽水泥，其代號(hào)為IIII。第3頁/共194頁熟料熟料0-5%0-5%混合材料混合材料-硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥石膏石膏 ( (磨細(xì)磨細(xì)) )第4頁/共194頁一一. . 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)硅酸鹽水泥的生產(chǎn) 生產(chǎn)硅酸鹽水泥的原料，主要是生產(chǎn)硅酸鹽水泥的原料，主要是石灰石石灰石和和粘土粘土兩類原料。為了補(bǔ)充鐵質(zhì)兩類原料。為了補(bǔ)充鐵質(zhì)及改善煅燒條件，還可加入適量及改善煅燒條件，還可加入適量鐵粉鐵粉、螢石等。、螢石等。第5頁/共194頁 石灰石 按比例混合 1450 石膏 粘土 -生料-熟

4、料 -水泥 鐵粉 磨細(xì) 煅燒 混合材料 磨細(xì) 硅酸鹽水泥基本生產(chǎn)過程“兩磨一燒” 生產(chǎn)水泥的基本工序可以概括為：生產(chǎn)水泥的基本工序可以概括為：“兩磨一兩磨一燒燒”：先將原材料破碎并按其化學(xué)成分配料后，：先將原材料破碎并按其化學(xué)成分配料后，在球磨機(jī)中研磨為生料。然后入窯鍛燒至部分熔在球磨機(jī)中研磨為生料。然后入窯鍛燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的水泥熟料，配以融，所得以硅酸鈣為主要成分的水泥熟料，配以適量的石膏及混合材料在球磨機(jī)中研磨至一定細(xì)適量的石膏及混合材料在球磨機(jī)中研磨至一定細(xì)度，即得到硅酸鹽水泥。度，即得到硅酸鹽水泥。第6頁/共194頁第7頁/共194頁第8頁/共194頁第9頁/共1

5、94頁第10頁/共194頁第11頁/共194頁水泥制造廠全貌水泥生料煅燒回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)窯尾14501500C第12頁/共194頁第13頁/共194頁球磨機(jī)第14頁/共194頁袋裝水泥第15頁/共194頁 二二. .硅酸鹽水泥熟料的礦物組成硅酸鹽水泥熟料的礦物組成 硅酸鹽水泥熟料的主要化學(xué)組成：硅酸鹽水泥熟料的主要化學(xué)組成：CaO 62-67%CaO 62-67%，SiOSiO2 2 19-24% 19-24%，AIAI2 2O O3 3 4-7%4-7%，F(xiàn)eFe2 2O O3 3 2-5%, 2-5%,且外還有少量且外還有少量K K2 2O,Mg0,NaO,Mg0,Na2 2O O等。等。 在高

6、溫下在高溫下CaOCaO與與SiOSiO2 2， AIAI2 2O O3 3和和FeFe2 2O O3 3相結(jié)合，形成了以硅酸鈣為主要成分相結(jié)合，形成了以硅酸鈣為主要成分的的熟料礦物熟料礦物。第16頁/共194頁 硅酸鹽水泥熟料的主要礦物組成為硅酸鹽水泥熟料的主要礦物組成為: : （）硅酸三鈣（）硅酸三鈣 硅酸三鈣的化學(xué)成分為硅酸三鈣的化學(xué)成分為a ai i2 2，其，其簡寫為簡寫為3 3S S。它是硅酸鹽水泥熟料中最主要的礦。它是硅酸鹽水泥熟料中最主要的礦物成分，約占水泥熟料總量的物成分，約占水泥熟料總量的7 7。 （）硅酸二鈣（）硅酸二鈣 硅酸二鈣的化學(xué)成分為硅酸二鈣的化學(xué)成分為2 2a

7、ai i2 2，其簡，其簡寫為寫為C C2 2S S，約占水泥熟料總量的，約占水泥熟料總量的15153737。第17頁/共194頁 （）鋁酸三鈣（）鋁酸三鈣 鋁酸三鈣的化學(xué)成分是鋁酸三鈣的化學(xué)成分是CaOCaOAlAl2 2O O3 3，其簡寫，其簡寫為為C C3 3，約占水泥熟料總量的，約占水泥熟料總量的7 71515。 （）鐵鋁酸四鈣（）鐵鋁酸四鈣 鐵鋁酸四鈣的化學(xué)成分為鐵鋁酸四鈣的化學(xué)成分為CaOCaOAlAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3，其簡寫為，其簡寫為4 4AFAF，約占水泥熟，約占水泥熟料總量的料總量的10101818。第18頁/共194頁礦物名稱縮寫礦 物 式硅

8、酸三鈣C3S3CaOSiO2硅酸二鈣C2S2CaOSiO2鋁酸三鈣C3A3CaOAl2O3鐵鋁酸四鈣C4AF4CaOAl2O3Fe2O3含 量(mass%)376015377151018v礦物組成：礦物組成： 硅酸鹽水泥熟料主要含有四種礦物：硅酸鹽水泥熟料主要含有四種礦物： 水泥熟料的礦物組成水泥熟料的礦物組成 除四種主要成分外，水泥中尚含有少量游離除四種主要成分外，水泥中尚含有少量游離CaO、MgO、SO3、及堿（、及堿（K2O、Na2O）這些均為有）這些均為有害成分，它們對(duì)水害成分，它們對(duì)水泥性能都有不利影響。國家標(biāo)準(zhǔn)中有嚴(yán)格限制。泥性能都有不利影響。國家標(biāo)準(zhǔn)中有嚴(yán)格限制。第19頁/共19

9、4頁水泥顆粒宏觀形貌水泥顆粒的結(jié)構(gòu)水泥熟料顆粒細(xì)觀形貌水泥熟料礦物微觀結(jié)構(gòu)第20頁/共194頁 3.3.硅酸鹽水泥的水化硅酸鹽水泥的水化 硅酸鹽水泥遇水后，水泥中的各種礦物成分會(huì)很快發(fā)生硅酸鹽水泥遇水后，水泥中的各種礦物成分會(huì)很快發(fā)生水化反應(yīng)水化反應(yīng)，生成各種水化，生成各種水化物。物。 硅酸三鈣硅酸三鈣水水水化硅酸鈣水化硅酸鈣 氫氧氫氧化鈣化鈣22222)(3336)3(2OHCaOHSiOCaOOHSiOCaO22222)(3234)2(2OHCaOHSiOCaOOHSiOCaO硅酸二鈣硅酸二鈣 水水 水化硅酸鈣水化硅酸鈣 氫氧化鈣氫氧化鈣|鋁酸三鈣鋁酸三鈣 水水水化鋁酸三鈣水化鋁酸三鈣|鐵

10、鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣 水水 水化鋁酸三鈣水化鋁酸三鈣 水化鐵酸鈣水化鐵酸鈣OHOAlCaOOHOAlCaO2322326363OHOFeCaOOHOAlCaOOHOFeOAlCaO232232232326374第21頁/共194頁 1 1、C C3 3S S硅酸三鈣遇水后能夠很快與水產(chǎn)生水化硅酸三鈣遇水后能夠很快與水產(chǎn)生水化反應(yīng)，并產(chǎn)生較多的水化熱。反應(yīng)，并產(chǎn)生較多的水化熱。水化硅酸鈣水化硅酸鈣幾乎幾乎不溶于水，而且以膠體微粒析出，并逐漸凝聚不溶于水，而且以膠體微粒析出，并逐漸凝聚為為凝膠凝膠。生成的。生成的氫氧化鈣氫氧化鈣較快地溶解于水中，較快地溶解于水中，達(dá)飽和后，便呈達(dá)飽和后，便呈六方晶體

11、六方晶體析出。強(qiáng)度高。析出。強(qiáng)度高。 2 2、C C2 2S S水化反應(yīng)的產(chǎn)物與水化反應(yīng)的產(chǎn)物與C C3 3S S相同，但它反應(yīng)極相同，但它反應(yīng)極慢，水化放熱少。早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高。慢，水化放熱少。早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高。 3 3、C C3 3A A遇水后反應(yīng)極快，水化放熱量大，放熱遇水后反應(yīng)極快，水化放熱量大，放熱速度快。生成速度快。生成水化鋁酸三鈣水化鋁酸三鈣為為立方晶體立方晶體。強(qiáng)度。強(qiáng)度低。低。 4 4、C C4 4AFAF水化反應(yīng)快，水化放熱量中等。生成的水化反應(yīng)快，水化放熱量中等。生成的水化產(chǎn)物為水化產(chǎn)物為水化鋁酸三鈣水化鋁酸三鈣（晶體晶體）和和水化鐵酸水化鐵酸鈣鈣（凝膠凝膠）

12、。強(qiáng)度中等。強(qiáng)度中等。 各熟料特性表：見下表各熟料特性表：見下表第22頁/共194頁 膠體粒子在一定條件下互相連接，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)空隙中充滿了作為膠體粒子在一定條件下互相連接，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)空隙中充滿了作為分散介質(zhì)的液體，這樣一種特殊的分散體系稱作分散介質(zhì)的液體，這樣一種特殊的分散體系稱作凝膠凝膠。第23頁/共194頁 各種熟料礦物單獨(dú)與水作用時(shí)表現(xiàn)出的特性各種熟料礦物單獨(dú)與水作用時(shí)表現(xiàn)出的特性名稱名稱硅酸三鈣硅酸三鈣 硅酸二鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣水化、凝水化、凝結(jié)硬化速結(jié)硬化速度度快快慢慢最快最快快快28d28d水化放水化放熱量熱量大大少少最大最大中中

13、強(qiáng)度強(qiáng)度高高早期低、早期低、后期高后期高低低中中耐化學(xué)侵耐化學(xué)侵蝕蝕中中良良差差優(yōu)優(yōu)第24頁/共194頁 改變各種熟料礦物的相對(duì)含量時(shí)改變各種熟料礦物的相對(duì)含量時(shí), ,水泥性質(zhì)即發(fā)生相應(yīng)的變化。水泥性質(zhì)即發(fā)生相應(yīng)的變化。 純熟料磨細(xì)后，凝結(jié)時(shí)間很短，不便使用，為了純熟料磨細(xì)后，凝結(jié)時(shí)間很短，不便使用，為了調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間，熟料磨細(xì)時(shí)要摻入適量的熟料磨細(xì)時(shí)要摻入適量的石膏石膏（約（約3%3%左右）。左右）。第25頁/共194頁 水泥中的石膏也很快與水化鋁酸鈣反應(yīng)生成難溶水泥中的石膏也很快與水化鋁酸鈣反應(yīng)生成難溶的的水化硫鋁酸鈣水化硫鋁酸鈣針狀結(jié)晶體，也稱為鈣礬石：針狀結(jié)晶體，

14、也稱為鈣礬石： 水化硫鋁酸鈣（鈣礬石） 這種產(chǎn)物長在水泥顆粒表面上這種產(chǎn)物長在水泥顆粒表面上形成一層薄形成一層薄膜膜，封閉了水泥組分的表面，從而阻滯了水分子，封閉了水泥組分的表面，從而阻滯了水分子向顆粒內(nèi)部擴(kuò)散，延緩了水泥顆粒特別是向顆粒內(nèi)部擴(kuò)散，延緩了水泥顆粒特別是C C3 3A A礦礦物的繼續(xù)水化，使水泥不至于產(chǎn)生快凝現(xiàn)象，以物的繼續(xù)水化，使水泥不至于產(chǎn)生快凝現(xiàn)象，以后水泥顆粒的繼續(xù)水化，是由于薄膜的破裂后水泥顆粒的繼續(xù)水化，是由于薄膜的破裂。OHCaSOOAlCaOOHOHOAlCaOOHCaSO243222322431331963)2(3第26頁/共194頁 經(jīng)過上述水化反應(yīng)后，水泥漿

15、中不斷增加的水化產(chǎn)物主要有：經(jīng)過上述水化反應(yīng)后，水泥漿中不斷增加的水化產(chǎn)物主要有：水化硅酸鈣水化硅酸鈣(70%)(70%)、氫氧化鈣、氫氧化鈣(20%)(20%)、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣及水化硫鋁酸鈣、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣及水化硫鋁酸鈣等新生礦物。等新生礦物。第27頁/共194頁水泥的主要水化產(chǎn)物膠體膠體晶體晶體水化硅酸鈣凝膠水化硅酸鈣凝膠 （70)水化鐵酸鈣水化鐵酸鈣Ca(OH)2 :六方片狀晶體（六方片狀晶體（20)水化鋁酸鈣水化鋁酸鈣:六方晶體六方晶體鈣釩石鈣釩石:針狀晶體（針狀晶體（7%)第28頁/共194頁 4. 4. 硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化 水泥加水成為水泥

16、加水成為可塑的可塑的水泥漿。水泥漿。 水泥漿變稠失去可塑性，這一過程稱為水泥漿變稠失去可塑性，這一過程稱為凝結(jié)凝結(jié)。 強(qiáng)度逐漸提高，并變成堅(jiān)硬石狀體強(qiáng)度逐漸提高，并變成堅(jiān)硬石狀體-水泥石水泥石，這個(gè)過程稱為，這個(gè)過程稱為硬化硬化。第29頁/共194頁（a）分散在水中未水化）分散在水中未水化 （b）在水泥顆粒表面）在水泥顆粒表面 （c）膜層長大并互相）膜層長大并互相 （d）水泥產(chǎn)物進(jìn)一步發(fā)展，）水泥產(chǎn)物進(jìn)一步發(fā)展， 的水泥顆粒的水泥顆粒 形成水化物膜層形成水化物膜層 連接（凝結(jié)）連接（凝結(jié)） 填充毛細(xì)孔（硬化）填充毛細(xì)孔（硬化）1水泥顆粒；水泥顆粒；2水分；水分；3凝膠；凝膠；4晶體；晶體；5水

17、泥顆粒的未水化內(nèi)核；水泥顆粒的未水化內(nèi)核；6毛細(xì)孔毛細(xì)孔硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程水化 膜層長厚連接（初凝） 失去可塑性產(chǎn)生強(qiáng)度（終凝） 水化加深具有強(qiáng)度（硬化）。為了控制水泥水化速度摻入適量石膏。第30頁/共194頁 水泥加水拌合后，成為可塑水泥漿體。水泥顆粒跟水發(fā)生水化反應(yīng)，一水泥加水拌合后，成為可塑水泥漿體。水泥顆粒跟水發(fā)生水化反應(yīng)，一方面使水泥漿中起潤滑作用的方面使水泥漿中起潤滑作用的自由水分逐漸減少自由水分逐漸減少；另一方面，；另一方面，水化產(chǎn)物水化產(chǎn)物在溶液中在溶液中很快達(dá)飽和或過飽和狀態(tài)而很快達(dá)飽和或過飽和狀態(tài)而不斷析出不斷析出，水泥顆粒表面的新生物厚度逐漸增大，使，水泥顆粒表面的

18、新生物厚度逐漸增大，使水泥漿中固體顆粒間的間距逐漸減小，越來越多的顆粒相互連接形成了水泥漿中固體顆粒間的間距逐漸減小，越來越多的顆粒相互連接形成了骨架結(jié)構(gòu)骨架結(jié)構(gòu)。此時(shí)，水泥漿便此時(shí)，水泥漿便開始慢慢失去可塑性開始慢慢失去可塑性，表現(xiàn)為水泥的，表現(xiàn)為水泥的初凝初凝。第31頁/共194頁 由于鋁酸三鈣水化極快，會(huì)使水泥很快凝結(jié)，為使工程使用時(shí)有足夠的操由于鋁酸三鈣水化極快，會(huì)使水泥很快凝結(jié)，為使工程使用時(shí)有足夠的操作時(shí)間，水泥中加入了適量的石膏。水泥加入石膏后，一旦鋁酸三鈣開始水化，作時(shí)間，水泥中加入了適量的石膏。水泥加入石膏后，一旦鋁酸三鈣開始水化，石膏會(huì)與水化鋁酸三鈣反應(yīng)生成針狀的鈣礬石。鈣

19、礬石很難溶解于水，可以形石膏會(huì)與水化鋁酸三鈣反應(yīng)生成針狀的鈣礬石。鈣礬石很難溶解于水，可以形成一層保護(hù)膜覆蓋在水泥顆粒的表面，從而阻礙了鋁酸三鈣的水化，阻止了水成一層保護(hù)膜覆蓋在水泥顆粒的表面，從而阻礙了鋁酸三鈣的水化，阻止了水泥顆粒表面水化產(chǎn)物的向外擴(kuò)散，降低了水泥的水化速度，使水泥的初凝時(shí)間泥顆粒表面水化產(chǎn)物的向外擴(kuò)散，降低了水泥的水化速度，使水泥的初凝時(shí)間得以延緩。得以延緩。第32頁/共194頁 當(dāng)摻入水泥的石膏消耗殆盡時(shí)，水泥顆粒表面的當(dāng)摻入水泥的石膏消耗殆盡時(shí)，水泥顆粒表面的鈣礬石覆蓋層鈣礬石覆蓋層一旦一旦被被水泥水泥水化物的積聚物所水化物的積聚物所脹破脹破，鋁酸三鈣等鋁酸三鈣等礦物

20、的礦物的再次快速水化再次快速水化得以繼續(xù)進(jìn)行，水泥得以繼續(xù)進(jìn)行，水泥顆粒間逐漸相互靠近，直至連接顆粒間逐漸相互靠近，直至連接形成骨架形成骨架。水泥漿的。水泥漿的完全失去可塑性完全失去可塑性，稱為，稱為終終凝凝。第33頁/共194頁 隨著水化產(chǎn)物的不斷增加，水泥顆粒之間的毛細(xì)孔不斷被填實(shí)，加之水化隨著水化產(chǎn)物的不斷增加，水泥顆粒之間的毛細(xì)孔不斷被填實(shí)，加之水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣晶體、水化鋁酸鈣晶體不斷貫穿于水化硅酸鈣等凝膠體之中，產(chǎn)物中的氫氧化鈣晶體、水化鋁酸鈣晶體不斷貫穿于水化硅酸鈣等凝膠體之中，逐漸形成了具有一定強(qiáng)度的逐漸形成了具有一定強(qiáng)度的水泥石（水泥石（硬化的水泥漿體稱為水泥石硬化的水泥漿

21、體稱為水泥石），從而進(jìn)入，從而進(jìn)入了了硬化硬化階段。水化產(chǎn)物的進(jìn)一步增加，水分的不斷喪失，使水泥石的強(qiáng)度不斷階段。水化產(chǎn)物的進(jìn)一步增加，水分的不斷喪失，使水泥石的強(qiáng)度不斷發(fā)展。發(fā)展。第34頁/共194頁 實(shí)際上，水泥的水化過程很慢長，較粗水泥顆粒的內(nèi)部很難完全水實(shí)際上，水泥的水化過程很慢長，較粗水泥顆粒的內(nèi)部很難完全水化?；?。 因此，硬化后的因此，硬化后的水泥石的組成水泥石的組成是由：是由： 晶體、凝膠體、未完全水化顆粒、晶體、凝膠體、未完全水化顆粒、游離水及孔隙游離水及孔隙等組成的不均質(zhì)體。等組成的不均質(zhì)體。第35頁/共194頁 5.5.影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素

22、（）（）礦物組成礦物組成 不同礦物成分和水起反應(yīng)時(shí)所表現(xiàn)出來的特點(diǎn)是不同的，如不同礦物成分和水起反應(yīng)時(shí)所表現(xiàn)出來的特點(diǎn)是不同的，如C C3 3A A水化速率最水化速率最快，放熱量最大而強(qiáng)度不高；快，放熱量最大而強(qiáng)度不高；C C2 2S S水化速率最慢，放熱量最少，早期強(qiáng)度低，后水化速率最慢，放熱量最少，早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長迅速等。因此，改變水泥的礦物組成，其凝結(jié)硬化情況將產(chǎn)生明顯期強(qiáng)度增長迅速等。因此，改變水泥的礦物組成，其凝結(jié)硬化情況將產(chǎn)生明顯變化。水泥的礦物組成是影響水泥凝結(jié)硬化的最重要的因素。變化。水泥的礦物組成是影響水泥凝結(jié)硬化的最重要的因素。第36頁/共194頁（）水泥漿的水灰比

23、（拌合用水量）（）水泥漿的水灰比（拌合用水量） 水灰比（水灰比（W/CW/C）：指用水量與水泥的質(zhì)量指用水量與水泥的質(zhì)量之比之比 當(dāng)水泥漿中加水較多時(shí)，水灰比較大，此時(shí)當(dāng)水泥漿中加水較多時(shí)，水灰比較大，此時(shí)水泥的初期水化反應(yīng)得以充分進(jìn)行；但是水泥顆水泥的初期水化反應(yīng)得以充分進(jìn)行；但是水泥顆粒間原來被水隔開的距離較遠(yuǎn)，顆粒間相互連接粒間原來被水隔開的距離較遠(yuǎn)，顆粒間相互連接形成骨架結(jié)構(gòu)所需的凝結(jié)時(shí)間長，所以水泥漿凝形成骨架結(jié)構(gòu)所需的凝結(jié)時(shí)間長，所以水泥漿凝結(jié)較慢。結(jié)較慢。 水泥水化所需的結(jié)合水，一般約占重量的水泥水化所需的結(jié)合水，一般約占重量的25%25%左右。水泥漿的水灰比較大時(shí)，多余的水分左

24、右。水泥漿的水灰比較大時(shí)，多余的水分蒸發(fā)后形成的孔隙較多蒸發(fā)后形成的孔隙較多, , 造成水泥石的強(qiáng)度較低，造成水泥石的強(qiáng)度較低，因此因此水泥漿的水灰比過大時(shí)，會(huì)明顯降低水泥石水泥漿的水灰比過大時(shí)，會(huì)明顯降低水泥石的強(qiáng)度。的強(qiáng)度。 因此水灰比較大因此水灰比較大：水泥漿凝結(jié)較慢；水泥漿凝結(jié)較慢；水泥石的強(qiáng)度低。水泥石的強(qiáng)度低。第37頁/共194頁 （3 3）石膏摻量）石膏摻量 石膏起緩凝作用的機(jī)理可解釋為：水泥水化時(shí)，石膏能很快與鋁酸三鈣作用石膏起緩凝作用的機(jī)理可解釋為：水泥水化時(shí)，石膏能很快與鋁酸三鈣作用生成水化硫鋁酸鈣（鈣礬石），鈣礬石很難溶解于水，它沉淀在水泥顆粒表面上生成水化硫鋁酸鈣（鈣礬

25、石），鈣礬石很難溶解于水，它沉淀在水泥顆粒表面上形成保護(hù)膜，從而阻礙了鋁酸三鈣的水化反應(yīng)，控制了水泥的水化反應(yīng)速度，延形成保護(hù)膜，從而阻礙了鋁酸三鈣的水化反應(yīng)，控制了水泥的水化反應(yīng)速度，延緩了凝結(jié)時(shí)間。緩了凝結(jié)時(shí)間。 石膏摻量要適量，過多或過少都不利石膏摻量要適量，過多或過少都不利。第38頁/共194頁 （4 4）水泥的細(xì)度水泥的細(xì)度 在礦物組成相同的條件下，水泥磨得愈細(xì)，水泥顆粒平均粒徑小，比表在礦物組成相同的條件下，水泥磨得愈細(xì)，水泥顆粒平均粒徑小，比表面積大，水化時(shí)與水的接觸面大，水化速度快，相應(yīng)地水泥凝結(jié)硬化速度就面積大，水化時(shí)與水的接觸面大，水化速度快，相應(yīng)地水泥凝結(jié)硬化速度就快，早

26、期強(qiáng)度就高?？?，早期強(qiáng)度就高。第39頁/共194頁 （5 5）環(huán)境溫度和濕度）環(huán)境溫度和濕度 在適當(dāng)溫度條件下，水泥的水化、凝結(jié)和硬在適當(dāng)溫度條件下，水泥的水化、凝結(jié)和硬化速度較快。反應(yīng)產(chǎn)物增長較快，凝結(jié)硬化加速，化速度較快。反應(yīng)產(chǎn)物增長較快，凝結(jié)硬化加速，水化熱較多。相反，溫度降低，則水化反應(yīng)減慢，水化熱較多。相反，溫度降低，則水化反應(yīng)減慢，強(qiáng)度增長變緩。當(dāng)溫度低于強(qiáng)度增長變緩。當(dāng)溫度低于00時(shí)，水化反應(yīng)基時(shí)，水化反應(yīng)基本停止。但高溫養(yǎng)護(hù)往往導(dǎo)致水泥后期強(qiáng)度增長本停止。但高溫養(yǎng)護(hù)往往導(dǎo)致水泥后期強(qiáng)度增長緩慢，甚至下降。緩慢，甚至下降。 水的存在是水泥水化反應(yīng)的必要條件水的存在是水泥水化反應(yīng)的

27、必要條件。當(dāng)。當(dāng)環(huán)境濕度十分干燥時(shí)，水泥中的水分將很快蒸發(fā)，環(huán)境濕度十分干燥時(shí)，水泥中的水分將很快蒸發(fā)，以致水泥不能充分水化，硬化也將停止；反之，以致水泥不能充分水化，硬化也將停止；反之，水泥的水化將得以充分進(jìn)行，強(qiáng)度正常增長。水泥的水化將得以充分進(jìn)行，強(qiáng)度正常增長。 養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)包括：溫度和濕度。包括：溫度和濕度。第40頁/共194頁第41頁/共194頁第42頁/共194頁 （6 6）齡期（時(shí)間）齡期（時(shí)間） 水泥的凝結(jié)硬化是隨時(shí)間延長而漸進(jìn)的過水泥的凝結(jié)硬化是隨時(shí)間延長而漸進(jìn)的過程，水泥加水拌合后的程，水泥加水拌合后的前前4 4周周的水化速度較快，的水化速度較快，強(qiáng)度發(fā)展也快，強(qiáng)度發(fā)展也快，4

28、 4周之后顯著減慢。只要溫度、周之后顯著減慢。只要溫度、濕度適宜，水泥強(qiáng)度的增長可持續(xù)若干年。濕度適宜，水泥強(qiáng)度的增長可持續(xù)若干年。第43頁/共194頁思考題：思考題： 1 1、硅酸鹽水泥熟料有幾種礦物組成？水化產(chǎn)物是什么？硅酸鹽水泥熟料和硅酸鹽水硅酸鹽水泥熟料有幾種礦物組成？水化產(chǎn)物是什么？硅酸鹽水泥熟料和硅酸鹽水泥水泥水化產(chǎn)物一樣嗎？泥水泥水化產(chǎn)物一樣嗎？ 2 2、生產(chǎn)硅酸鹽水泥為什么要加入石膏？生產(chǎn)硅酸鹽水泥為什么要加入石膏？ 3 3、什么是水泥石？由什么組成？什么是水泥石？由什么組成？第44頁/共194頁 6. 6. 硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì) （）細(xì)度（）細(xì)度 細(xì)度細(xì)度

29、：水泥顆粒的粗細(xì)程度。：水泥顆粒的粗細(xì)程度。 細(xì)度對(duì)水泥的使用有重要影響。水泥顆粒細(xì)度對(duì)水泥的使用有重要影響。水泥顆粒粒徑一般在粒徑一般在7 7200 m200 m范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 顆粒小于顆粒小于40 m40 m時(shí)活性較高，大于時(shí)活性較高，大于100 100 mm的顆粒近乎惰性。水泥磨得越細(xì)，水化越快，的顆粒近乎惰性。水泥磨得越細(xì)，水化越快，強(qiáng)度越高。但需水量大，干縮大，成本高。強(qiáng)度越高。但需水量大，干縮大，成本高。第45頁/共194頁 水泥的細(xì)度指標(biāo)：水泥的細(xì)度指標(biāo)： 1 1、比表面積表示比表面積表示 比表面積比表面積是指單位質(zhì)量的水泥粉末所具有的表是指單位質(zhì)量的水泥粉末所具有的表面積的總

30、和（面積的總和（m m2 2/kg/kg）。）。 一般常為一般常為317317350m350m2 2/kg/kg。 2 2、篩余量表示篩余量表示 8080m m（或（或4545m m）方孔篩的）方孔篩的篩余量篩余量（未通過部（未通過部分占試樣總量的百分率）來表示。分占試樣總量的百分率）來表示。 篩余量篩余量不得超過規(guī)定的限值。不得超過規(guī)定的限值。第46頁/共194頁第47頁/共194頁第48頁/共194頁 國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)GB175-2007GB175-2007規(guī)定規(guī)定： 硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的細(xì)度以比的細(xì)度以比表面積表示，其表面積表示，其比表面積不小于比表面積

31、不小于300 m2/kg300 m2/kg； 礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥的細(xì)度以篩的細(xì)度以篩余表示，其余表示，其8080m m方孔篩余不大于方孔篩余不大于10%10%或或4545m m方孔篩余不大于方孔篩余不大于30%30%。第49頁/共194頁 （）標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（）標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 稠度是水泥漿達(dá)到一定流動(dòng)度時(shí)的需水量。稠度是水泥漿達(dá)到一定流動(dòng)度時(shí)的需水量。 拌合水拌合水 W/C W/C 水泥漿水泥漿 多多 大大 稀稀 少少 小小 稠稠 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢驗(yàn)水泥的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢驗(yàn)水泥的凝結(jié)時(shí)

32、間凝結(jié)時(shí)間和和體積體積安定性安定性時(shí)需用時(shí)需用“標(biāo)準(zhǔn)稠度標(biāo)準(zhǔn)稠度”的水泥凈漿。的水泥凈漿。 “標(biāo)準(zhǔn)稠度標(biāo)準(zhǔn)稠度”是人為規(guī)定的稠度，其用水是人為規(guī)定的稠度，其用水量采用水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度測定儀測定。硅酸鹽水泥量采用水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度測定儀測定。硅酸鹽水泥的的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量一般在之間。一般在之間。第50頁/共194頁 以試桿沉入凈漿并距離底板以試桿沉入凈漿并距離底板(6(61 1）mmmm的水泥凈漿為的水泥凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，其拌合水，其拌合水量為該水泥的量為該水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。第51頁/共194頁第52頁/共194頁第53頁/共194頁 （3 3）凝結(jié)時(shí)間）凝結(jié)時(shí)

33、間 水泥從開始加水到失去可塑性，這個(gè)過程所水泥從開始加水到失去可塑性，這個(gè)過程所需要的時(shí)間稱為凝結(jié)時(shí)間。需要的時(shí)間稱為凝結(jié)時(shí)間。 凝結(jié)時(shí)間分初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。凝結(jié)時(shí)間分初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。 初凝時(shí)間初凝時(shí)間為水泥凈漿加水拌和至開始失去可為水泥凈漿加水拌和至開始失去可塑性所需的時(shí)間。塑性所需的時(shí)間。 終凝時(shí)間終凝時(shí)間為水泥凈漿加水拌和至完全失去可為水泥凈漿加水拌和至完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。 初凝不宜過早初凝不宜過早，以便施工時(shí)有足夠的時(shí)間完以便施工時(shí)有足夠的時(shí)間完成混凝土和砂漿的攪拌、運(yùn)輸、澆筑和砌筑等；成混凝土和砂漿的攪拌、運(yùn)輸、澆筑和砌筑等；

34、終凝不宜過遲終凝不宜過遲，以免影響下一道工序的施工。以免影響下一道工序的施工。第54頁/共194頁 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥的凝結(jié)時(shí)間是以標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿，在規(guī)定溫度及濕度國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥的凝結(jié)時(shí)間是以標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿，在規(guī)定溫度及濕度環(huán)境下用環(huán)境下用水泥凈漿凝結(jié)時(shí)間測定儀水泥凈漿凝結(jié)時(shí)間測定儀測定。測定。 硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間不早于硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間不早于45min45min，終凝時(shí)間不遲于，終凝時(shí)間不遲于390min390min。第55頁/共194頁第56頁/共194頁第57頁/共194頁第58頁/共194頁試模玻璃板（1）維卡儀及其附件稠度用附圖 11.3 標(biāo)準(zhǔn)法維卡儀及其附件試針（2

35、）標(biāo)準(zhǔn)法用試桿初凝用終凝用（3）代用法測定稠度試模水泥漿體試錐第59頁/共194頁附圖 11.4 水泥凝結(jié)時(shí)間測定示意圖00.5mm35mm玻璃板試針凈漿面（1）測定開始時(shí)（2）水泥初凝狀態(tài)（3）終凝狀態(tài)第60頁/共194頁 （）體積安定性（）體積安定性 水泥在凝結(jié)硬化過程中，水泥在凝結(jié)硬化過程中，體積變化的均勻性體積變化的均勻性稱為水泥的稱為水泥的體積安定性體積安定性。 即水泥硬化漿體能保持一定形狀，不開裂，不變形，不潰散的性質(zhì)。即水泥硬化漿體能保持一定形狀，不開裂，不變形，不潰散的性質(zhì)。 體積變化體積變化均勻均勻， 體積安定性體積安定性良好良好 體積變化體積變化不均勻不均勻， 體積安定性體

36、積安定性不良不良 產(chǎn)生不均勻的體積變化即為產(chǎn)生不均勻的體積變化即為體積安定性不良體積安定性不良，體積安定性不良的水泥用于，體積安定性不良的水泥用于工程會(huì)影響工程質(zhì)量工程會(huì)影響工程質(zhì)量。第61頁/共194頁 導(dǎo)致水泥安定性不良的原因有三：導(dǎo)致水泥安定性不良的原因有三：（1 1）熟料中的游離氧化鈣過多、（）熟料中的游離氧化鈣過多、（2 2）游離氧化鎂過多或（游離氧化鎂過多或（3 3）摻入石膏過多）摻入石膏過多。 其中游離氧化鈣是一種最為常見，影響也是最嚴(yán)重的因素。熟料中所含其中游離氧化鈣是一種最為常見，影響也是最嚴(yán)重的因素。熟料中所含游離氧化鈣或氧化鎂都是過燒的，結(jié)構(gòu)致密，水化很慢。加之被熟料中其

37、它游離氧化鈣或氧化鎂都是過燒的，結(jié)構(gòu)致密，水化很慢。加之被熟料中其它成分所包裹，使得其在水泥已經(jīng)硬化后才進(jìn)行熟化，生成六方板狀的成分所包裹，使得其在水泥已經(jīng)硬化后才進(jìn)行熟化，生成六方板狀的CaCa（OHOH）2 2晶體，這時(shí)體積膨脹以上，從而導(dǎo)致不均勻體積膨脹，使水泥石開裂。晶體，這時(shí)體積膨脹以上，從而導(dǎo)致不均勻體積膨脹，使水泥石開裂。第62頁/共194頁 當(dāng)石膏摻量過多時(shí)，在水泥硬化后，殘余石膏與水化鋁酸鈣繼續(xù)反應(yīng)生成鈣當(dāng)石膏摻量過多時(shí)，在水泥硬化后，殘余石膏與水化鋁酸鈣繼續(xù)反應(yīng)生成鈣礬石，體積增大約礬石，體積增大約1.51.5倍，從而導(dǎo)致水泥石開裂。倍，從而導(dǎo)致水泥石開裂。 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定國

38、家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 游離氧化鈣：游離氧化鈣： 水泥的體積安定性用（雷氏法或試餅）沸煮法檢驗(yàn)。水泥的體積安定性用（雷氏法或試餅）沸煮法檢驗(yàn)。-此法檢驗(yàn)此法檢驗(yàn)游離氧化鈣游離氧化鈣引引起的安定性不良。起的安定性不良。第63頁/共194頁第64頁/共194頁第65頁/共194頁水泥安定性檢驗(yàn)：水泥安定性檢驗(yàn)：試餅法試餅法合格合格不合格不合格第66頁/共194頁試餅法試餅法 第67頁/共194頁雷氏夾第68頁/共194頁水泥安定性檢驗(yàn)：雷氏夾法水泥安定性檢驗(yàn)：雷氏夾法初值初值 A養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)24h后后終值終值 C沸煮沸煮3h后后安定性評(píng)定：安定性評(píng)定：CA5.0mm 合格合格 CA 5.0mm 不合格不合格第6

39、9頁/共194頁 游離氧化鎂：游離氧化鎂：由于由于游離氧化鎂游離氧化鎂的水化作用比游離氧的水化作用比游離氧化鈣更加緩慢，必須在化鈣更加緩慢，必須在壓蒸條件壓蒸條件下才加速熟化。下才加速熟化。 石膏：石膏：的危害則需長時(shí)間在常溫中才能發(fā)現(xiàn)，兩者均不便于的危害則需長時(shí)間在常溫中才能發(fā)現(xiàn)，兩者均不便于快速檢驗(yàn)?？焖贆z驗(yàn)。 為保證水泥的體積安定性合格，為保證水泥的體積安定性合格，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：水泥中的：水泥中的氧化鎂含量不得超過氧化鎂含量不得超過5%5%，若經(jīng)壓蒸安定性試驗(yàn)合格，允許放寬到，若經(jīng)壓蒸安定性試驗(yàn)合格，允許放寬到6.0%6.0%；三氧化；三氧化硫含量不得超過硫含量不得超過3.5

40、%3.5%。第70頁/共194頁總結(jié)： 1、游離氧化鈣游離氧化鈣 沸煮法檢驗(yàn)沸煮法檢驗(yàn) 簡單簡單 2 2、游離氧化鎂、游離氧化鎂 壓蒸試驗(yàn)壓蒸試驗(yàn) 難、限量難、限量MgO5.0%MgO5.0% 3 3、石膏、石膏 沒有快速法沒有快速法 限量限量SO33.5%SO33.5%不不安安定定原原因因檢檢驗(yàn)驗(yàn)方方法法控控制制方方法法f f- -C Ca aO O沸沸煮煮沸沸煮煮膨膨脹脹值值5 5 m m m mf f- -M Mg gO O壓壓蒸蒸含含量量5 5 . . 0 0 S SO O3 3長長期期浸浸水水含含量量3 3 . . 5 5 第71頁/共194頁（5 5）強(qiáng)度及強(qiáng)度等級(jí)）強(qiáng)度及強(qiáng)度等級(jí)

41、 強(qiáng)度強(qiáng)度是評(píng)價(jià)硅酸鹽水泥質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。是評(píng)價(jià)硅酸鹽水泥質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。 水泥的強(qiáng)度是按照水泥的強(qiáng)度是按照GB/T17671-1999GB/T17671-1999水泥水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISOISO）法）法的標(biāo)準(zhǔn)方法制作的標(biāo)準(zhǔn)方法制作的水泥膠砂試件，在的水泥膠砂試件，在20201 1C C溫度的水中，養(yǎng)護(hù)溫度的水中，養(yǎng)護(hù)到規(guī)定到規(guī)定齡期齡期時(shí)檢測的強(qiáng)度值。時(shí)檢測的強(qiáng)度值。第72頁/共194頁 材料：材料：水泥、標(biāo)準(zhǔn)砂和水水泥、標(biāo)準(zhǔn)砂和水。 其中標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為其中標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為4cm4cm4cm4cm16cm16cm，膠砂中，膠砂中水泥水泥與與標(biāo)準(zhǔn)砂標(biāo)準(zhǔn)砂之比為之比

42、為 1 1：3 3 （W/C=0.5W/C=0.5），標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)齡期分別為），標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)齡期分別為 d d和和28d28d分別檢驗(yàn)其分別檢驗(yàn)其抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。 稱料稱料攪拌攪拌振實(shí)振實(shí)刮平刮平養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)1 1天天脫模脫模水中養(yǎng)護(hù)水中養(yǎng)護(hù)3 3天抗折、抗壓強(qiáng)度天抗折、抗壓強(qiáng)度2828天抗折、抗壓強(qiáng)度天抗折、抗壓強(qiáng)度第73頁/共194頁 根據(jù)水泥根據(jù)水泥3d3d和和28d28d的的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。將硅酸鹽水泥分為。將硅酸鹽水泥分為42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R、62.562.5、62.5R62.5R六

43、個(gè)六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)。有符號(hào)。有符號(hào)“R R”表示表示早強(qiáng)型早強(qiáng)型。否則為。否則為普通型普通型。 各等級(jí)硅酸鹽水泥在不同齡期的強(qiáng)度要求見表各等級(jí)硅酸鹽水泥在不同齡期的強(qiáng)度要求見表3-13-1。第74頁/共194頁表3-1硅酸鹽水泥在不同齡期的強(qiáng)度要求 (GB175-2007)強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度（MPa）抗折強(qiáng)度（MPa）3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0注：表中表示早強(qiáng)型，其它為普通型。

44、第75頁/共194頁水泥強(qiáng)度試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)砂水泥強(qiáng)度試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)砂第76頁/共194頁第77頁/共194頁第78頁/共194頁第79頁/共194頁第80頁/共194頁第81頁/共194頁第82頁/共194頁第83頁/共194頁水泥試件養(yǎng)護(hù)水泥試件養(yǎng)護(hù)第84頁/共194頁第85頁/共194頁第86頁/共194頁第87頁/共194頁 （6 6）水化熱）水化熱 水泥在水化過程中放出的熱量稱為水泥在水化過程中放出的熱量稱為水化熱水化熱。 水泥水化熱大部分在早期（水泥水化熱大部分在早期（3-73-7天）放出，天）放出，以后逐漸減少。（放熱量和放熱速度）以后逐漸減少。（放熱量和放熱速度） 影響因素：影響因素：

45、（1 1）礦物組成（）礦物組成（2 2）細(xì)度（）細(xì)度（3 3）混合材料摻量）混合材料摻量（4 4）外加劑品種、數(shù)量。）外加劑品種、數(shù)量。 水化熱大對(duì)冬季施工有水化熱大對(duì)冬季施工有利利，對(duì)大體積工程有，對(duì)大體積工程有害害。第88頁/共194頁 (7) (7) 化學(xué)品質(zhì)指標(biāo)化學(xué)品質(zhì)指標(biāo) 1 1、堿含量堿含量（選擇性指標(biāo)）（選擇性指標(biāo)） 堿含量堿含量指水泥中堿金屬氧化物的含量，以指水泥中堿金屬氧化物的含量，以NaNa2 2O + 0.658KO + 0.658K2 2O O計(jì)算值來表示。計(jì)算值來表示。 堿含量大時(shí)容易發(fā)生（堿含量大時(shí)容易發(fā)生（1 1）堿骨料反應(yīng)；）堿骨料反應(yīng)；（2 2）外加劑的適應(yīng)性

46、。對(duì)結(jié)構(gòu)造成危害。）外加劑的適應(yīng)性。對(duì)結(jié)構(gòu)造成危害。 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥中的含堿量不得大于，水泥中的含堿量不得大于0.60%0.60%或由買賣雙方協(xié)商確定?；蛴少I賣雙方協(xié)商確定。 第89頁/共194頁 2 2、不溶物不溶物 水泥鍛燒過程中存留的殘?jiān)?，主要來自原料中的粘土和結(jié)晶水泥鍛燒過程中存留的殘?jiān)?，主要來自原料中的粘土和結(jié)晶SiOSiO2 2，因鍛燒不良、化因鍛燒不良、化學(xué)反應(yīng)不充分而未能形成熟料礦物。不溶物含量高會(huì)影響水泥的粘結(jié)質(zhì)量。學(xué)反應(yīng)不充分而未能形成熟料礦物。不溶物含量高會(huì)影響水泥的粘結(jié)質(zhì)量。 3 3、燒失量燒失量 水泥鍛燒不佳或受潮使得水泥在規(guī)定溫度加熱時(shí)產(chǎn)生的質(zhì)量損失

47、。燒失量常用來控水泥鍛燒不佳或受潮使得水泥在規(guī)定溫度加熱時(shí)產(chǎn)生的質(zhì)量損失。燒失量常用來控制石膏和混合材中的雜質(zhì)，以保證水泥質(zhì)量。制石膏和混合材中的雜質(zhì)，以保證水泥質(zhì)量。第90頁/共194頁 4 4、氯離子氯離子 水泥中的水泥中的CICI- -是引起混凝土中鋼筋銹蝕的因素之一，要求限制其含量在是引起混凝土中鋼筋銹蝕的因素之一，要求限制其含量在0.06%0.06%以內(nèi)。以內(nèi)。 5 5、Mg0Mg0，SOSO3 3含量。含量。第91頁/共194頁國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)GB175-2007GB175-2007規(guī)定規(guī)定： 化學(xué)指標(biāo)（不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子）、凝結(jié)時(shí)間、化學(xué)指標(biāo)（不溶物、燒失量

48、、三氧化硫、氧化鎂、氯離子）、凝結(jié)時(shí)間、安定性、強(qiáng)度符合規(guī)定為安定性、強(qiáng)度符合規(guī)定為合格品合格品。 化學(xué)指標(biāo)（不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子）、凝結(jié)時(shí)間、化學(xué)指標(biāo)（不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子）、凝結(jié)時(shí)間、安定性、強(qiáng)度中的任何一項(xiàng)不符合規(guī)定為安定性、強(qiáng)度中的任何一項(xiàng)不符合規(guī)定為不合格品。不合格品。第92頁/共194頁化學(xué)指標(biāo)化學(xué)指標(biāo)：不溶物、燒失量、二氧化：不溶物、燒失量、二氧化硫、氧化鎂、氯離子硫、氧化鎂、氯離子物理指標(biāo)物理指標(biāo)：細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性、：細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性、強(qiáng)度強(qiáng)度第93頁/共194頁思考題：思考題： 1 1、水泥細(xì)度用什么指標(biāo)表示？水泥細(xì)度對(duì)水泥

49、性能有何影響？水泥細(xì)度用什么指標(biāo)表示？水泥細(xì)度對(duì)水泥性能有何影響？ 2 2、何謂水泥體積安定性？引起水泥體積安定性不良的原因是什么？如何測定？何謂水泥體積安定性？引起水泥體積安定性不良的原因是什么？如何測定？ 3 3、確定硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)的齡期是幾天？硅酸鹽水泥有哪幾個(gè)強(qiáng)度等級(jí)？早強(qiáng)確定硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)的齡期是幾天？硅酸鹽水泥有哪幾個(gè)強(qiáng)度等級(jí)？早強(qiáng)型和普通型有何區(qū)別？型和普通型有何區(qū)別？第94頁/共194頁 7. 7. 水泥石的腐蝕水泥石的腐蝕 硅酸鹽水泥硬化而成的水泥石，在通常情硅酸鹽水泥硬化而成的水泥石，在通常情況下是耐久的。但在某些侵蝕性液體或氣體況下是耐久的。但在某些侵蝕性液體或氣

50、體的作用下，水泥石的結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸遭到破壞，的作用下，水泥石的結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸遭到破壞，促使強(qiáng)度降低，以致全部潰裂。這種現(xiàn)象稱促使強(qiáng)度降低，以致全部潰裂。這種現(xiàn)象稱為為水泥的腐蝕水泥的腐蝕。第95頁/共194頁 17.1 7.1 水泥石腐蝕的方式水泥石腐蝕的方式 （）軟水侵蝕（溶出性腐蝕）（）軟水侵蝕（溶出性腐蝕） 水 的 硬 度水 的 硬 度 ： 以 每 升 水 中 重 碳 酸 鹽 （： 以 每 升 水 中 重 碳 酸 鹽 （ M H CO3） 含 量 來 計(jì) 算 ， 當(dāng) 含 量 為含 量 來 計(jì) 算 ， 當(dāng) 含 量 為10mg/1L10mg/1L（按（按CaOCaO計(jì)）時(shí)，稱為計(jì)）時(shí)，稱為1 1度。

51、度。M-M-鈣、鎂較多。鈣、鎂較多。 軟水：軟水：只含少量可溶性鈣鹽和鎂鹽的水，如雨水、雪水、工廠冷凝水及重碳只含少量可溶性鈣鹽和鎂鹽的水，如雨水、雪水、工廠冷凝水及重碳酸鹽含量少的河水和湖水等。酸鹽含量少的河水和湖水等。第96頁/共194頁 水泥石受軟水溶析：水泥石受軟水溶析： 各種水化物中各種水化物中CaCa（OHOH）2 2的溶解度最大而首先被溶出。水泥石中游離的氫氧化的溶解度最大而首先被溶出。水泥石中游離的氫氧化鈣減少到一定程度時(shí)，水泥石中的其它含鈣礦物也可會(huì)分解和溶出，從而導(dǎo)致水泥鈣減少到一定程度時(shí)，水泥石中的其它含鈣礦物也可會(huì)分解和溶出，從而導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低，甚至破壞。石結(jié)

52、構(gòu)的強(qiáng)度降低，甚至破壞。第97頁/共194頁 軟水：軟水： 靜水及無水壓時(shí)靜水及無水壓時(shí)，氫氧化鈣溶解并很快達(dá)飽和，氫氧化鈣溶解并很快達(dá)飽和，溶解作用很快中止。溶解作用很快中止。 處于流動(dòng)及有水壓處于流動(dòng)及有水壓軟水環(huán)境中時(shí)，水泥石中軟水環(huán)境中時(shí)，水泥石中的氫氧化鈣不斷被溶出并流走，氫氧化鈣濃度降的氫氧化鈣不斷被溶出并流走，氫氧化鈣濃度降低，水泥石中游離的氫氧化鈣減少到一定程度時(shí)，低，水泥石中游離的氫氧化鈣減少到一定程度時(shí)，水泥石中的其它含鈣礦物也可會(huì)分解和溶出，從水泥石中的其它含鈣礦物也可會(huì)分解和溶出，從而導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低，甚至破壞。而導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低，甚至破壞。第98頁/共

53、194頁 硬水：硬水： 水質(zhì)較硬時(shí)水中重碳酸鹽含量較高時(shí)：水質(zhì)較硬時(shí)水中重碳酸鹽含量較高時(shí)： 生成的碳酸鈣幾乎不溶于水，堆積在水泥石生成的碳酸鈣幾乎不溶于水，堆積在水泥石的孔隙內(nèi)中，形成致密的保護(hù)層。的孔隙內(nèi)中，形成致密的保護(hù)層。OHCaCO）HCOCaOHCa232322()(第99頁/共194頁 （2 2）硫酸鹽的腐蝕）硫酸鹽的腐蝕 當(dāng)環(huán)境中含有硫酸鹽的水滲入到水泥石結(jié)構(gòu)中時(shí)，當(dāng)環(huán)境中含有硫酸鹽的水滲入到水泥石結(jié)構(gòu)中時(shí)，(1)(1)硫酸鹽會(huì)與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)生成石硫酸鹽會(huì)與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)生成石膏；膏； (2)(2)然后石膏再與水泥石中的水化鋁酸鈣反應(yīng)生然后石膏再與水泥石中的水

54、化鋁酸鈣反應(yīng)生成鈣礬石，產(chǎn)生成鈣礬石，產(chǎn)生1.51.5倍的體積膨脹倍的體積膨脹，這種，這種膨脹是在固化膨脹是在固化的水泥石中的水泥石中進(jìn)行進(jìn)行, ,必然導(dǎo)致脆性水泥石結(jié)構(gòu)的開必然導(dǎo)致脆性水泥石結(jié)構(gòu)的開裂，甚至崩潰。由于鈣礬石為針狀晶體，人們常裂，甚至崩潰。由于鈣礬石為針狀晶體，人們常稱其為水泥桿菌。稱其為水泥桿菌。OHCaSOOAlCaOOHOHCaSOOHOAlCaO2432224232313319)(363NaOHOHCaSOOHSONaOHCa24242222)(第100頁/共194頁 當(dāng)水中硫酸鹽濃度較高時(shí)當(dāng)水中硫酸鹽濃度較高時(shí), ,生成的硫酸鈣也會(huì)在水泥石孔隙中生成的硫酸鈣也會(huì)在水泥

55、石孔隙中直接結(jié)晶成二水石直接結(jié)晶成二水石膏產(chǎn)生體積膨脹膏產(chǎn)生體積膨脹, ,導(dǎo)致水泥石破壞。導(dǎo)致水泥石破壞。思考題思考題： 生產(chǎn)水泥加入石膏沒有破壞作用，而水泥石遇到硫酸鹽生成石膏卻有破壞作用，生產(chǎn)水泥加入石膏沒有破壞作用，而水泥石遇到硫酸鹽生成石膏卻有破壞作用，為什么？為什么？第101頁/共194頁 （3 3）一般酸的腐蝕）一般酸的腐蝕 工程結(jié)構(gòu)處于各種酸性介質(zhì)中時(shí)，酸性介質(zhì)易與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)，工程結(jié)構(gòu)處于各種酸性介質(zhì)中時(shí)，酸性介質(zhì)易與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)，其反應(yīng)產(chǎn)物可能溶于水中而流失，或發(fā)生體積膨脹造成結(jié)構(gòu)物的局部被脹裂，破其反應(yīng)產(chǎn)物可能溶于水中而流失，或發(fā)生體積膨脹造成結(jié)構(gòu)物的局

56、部被脹裂，破壞了水泥石的結(jié)構(gòu)。其基本化學(xué)反應(yīng)式為：壞了水泥石的結(jié)構(gòu)。其基本化學(xué)反應(yīng)式為： 例如鹽酸例如鹽酸 例如硫酸例如硫酸OHCaHOHCa2222)(OHCaCIHCIOHCa22222)(OHCaSOSOHOHCa244222)(第102頁/共194頁（4 4）碳酸的腐蝕）碳酸的腐蝕 雨水及地下水中常溶有較多的二氧化碳，形成了碳酸。碳酸水先與水泥石中雨水及地下水中常溶有較多的二氧化碳，形成了碳酸。碳酸水先與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸鈣，碳酸鈣再與碳酸反應(yīng)生的氫氧化鈣反應(yīng)，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸鈣，碳酸鈣再與碳酸反應(yīng)生成可溶性的碳酸氫鈣，并隨水流失，從而

57、破壞了水泥石的結(jié)構(gòu)。其腐蝕反應(yīng)過程成可溶性的碳酸氫鈣，并隨水流失，從而破壞了水泥石的結(jié)構(gòu)。其腐蝕反應(yīng)過程為：為：OHCaCOOHCOOHCa232222)(23322)(HCOCaCaCOOHCO第103頁/共194頁 第二個(gè)反應(yīng)為可逆反應(yīng)，當(dāng)?shù)诙€(gè)反應(yīng)為可逆反應(yīng)，當(dāng)水中碳酸量大且水為流動(dòng)水水中碳酸量大且水為流動(dòng)水時(shí)，反應(yīng)向右進(jìn)行，時(shí)，反應(yīng)向右進(jìn)行，這樣這樣氫氧化鈣將不斷反應(yīng)流失，促使水泥石結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。氫氧化鈣將不斷反應(yīng)流失，促使水泥石結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。第104頁/共194頁 （5 5）鎂鹽的腐蝕）鎂鹽的腐蝕 在海水及地下水中常含有大量的鎂鹽在海水及地下水中常含有大量的鎂鹽, ,主主要是硫酸鎂和

58、氯化鎂要是硫酸鎂和氯化鎂. .它們與水泥石中的氫氧它們與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)如下：化鈣反應(yīng)如下： 生成的生成的氫氧化鎂松軟而無膠凝能力氫氧化鎂松軟而無膠凝能力，氯化鈣易溶于水，二水石膏則引起硫酸鹽腐蝕。氯化鈣易溶于水，二水石膏則引起硫酸鹽腐蝕。因此硫酸鎂對(duì)水泥石起鎂鹽和硫酸鹽的雙重腐因此硫酸鎂對(duì)水泥石起鎂鹽和硫酸鹽的雙重腐蝕作用。蝕作用。224224)(22)(OHMgOHCaSOOHOHCaMgSO2222)()(OHMgCaCIMgCIOHCa第105頁/共194頁 （6 6）強(qiáng)堿的腐蝕）強(qiáng)堿的腐蝕 堿一般對(duì)水泥石是無害的。但鋁酸鹽含量堿一般對(duì)水泥石是無害的。但鋁酸鹽含量高的硅酸鹽水泥遇

59、到強(qiáng)堿（如氫氧化鈉）作用高的硅酸鹽水泥遇到強(qiáng)堿（如氫氧化鈉）作用后也會(huì)發(fā)生腐蝕。后也會(huì)發(fā)生腐蝕。 生成易溶的鋁酸鈉。生成易溶的鋁酸鈉。 水泥石浸在氫氧化鈉溶液中又在空氣中干水泥石浸在氫氧化鈉溶液中又在空氣中干燥時(shí)，與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉結(jié)燥時(shí)，與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉結(jié)晶，產(chǎn)生脹裂。晶，產(chǎn)生脹裂。23232)(363OHCaOAlNaONaOHOAlCaO222322NaOH+CO +H ONa CO2H O 第106頁/共194頁 7.2 7.2 引起水泥石腐蝕的基本原因引起水泥石腐蝕的基本原因 引起水泥石腐蝕的基本原因是：引起水泥石腐蝕的基本原因是： （1 1）水泥石中有

60、引起腐蝕的組成成分）水泥石中有引起腐蝕的組成成分氫氧化鈣氫氧化鈣和水化鋁酸鈣和水化鋁酸鈣； （2 2）水泥石本身不密實(shí)，有很多毛細(xì)孔通道，）水泥石本身不密實(shí)，有很多毛細(xì)孔通道，侵蝕性介質(zhì)易進(jìn)入其內(nèi)部；侵蝕性介質(zhì)易進(jìn)入其內(nèi)部； （3 3）外界存在腐蝕性介質(zhì)和條件。）外界存在腐蝕性介質(zhì)和條件。第107頁/共194頁 7.3 7.3 防止水泥石腐蝕的方法防止水泥石腐蝕的方法 （）根據(jù)工程的環(huán)境特點(diǎn)，合理選擇水泥品種。（）根據(jù)工程的環(huán)境特點(diǎn)，合理選擇水泥品種。 合理選擇水泥品種，或適當(dāng)摻加混合材料，合理選擇水泥品種，或適當(dāng)摻加混合材料，減少可腐蝕物質(zhì)的濃度，防止或延緩水泥的腐減少可腐蝕物質(zhì)的濃度，防止