硅酸鹽水泥的性能

硅酸鹽水泥的性能第一頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.1凝結(jié)時間

復(fù)習(xí)相關(guān)知識◆水泥是一種什么材料？無機(jī)水硬性膠凝材料◆水泥的水化、凝結(jié)和硬化？水泥加水拌和,發(fā)生水化反應(yīng)，漿體逐漸失去流動性和可塑性。

首先形成粘結(jié)砂石的可塑性漿體。

最終形成具有機(jī)械強(qiáng)度的石狀體。第二頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.1.1基本概念◆凝結(jié)時間的定義

凝結(jié)過程水泥加水拌和成水泥漿體，逐漸失去流動性、可塑性，形成具有一定強(qiáng)度的硬化漿體的過程。第三頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一加水開始失去可塑性完全失去可塑性凝結(jié)過程初凝終凝初凝終凝第四頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一

凝結(jié)時間

水泥從拌水開始到失去流動性，即從可塑性狀態(tài)發(fā)展到固體狀態(tài)所需要的時間。

●初凝時間：從加水拌和起，到水泥漿體開始失去可塑性所需時間。

●終凝時間：從加水拌和起，到水泥漿體完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需時間。第五頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一◆凝結(jié)時間的測定水泥加水制成標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿→裝?！B(yǎng)護(hù)→用符合GB3350.6規(guī)定的儀器進(jìn)行測定。

測定前的準(zhǔn)備工作0點試模試針凈漿調(diào)整凝結(jié)時間測定儀的試針，當(dāng)接觸玻璃板時，指針應(yīng)對準(zhǔn)標(biāo)尺零點。第六頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一

凝結(jié)時間的測定2～3mm初凝狀態(tài)由開始加水至初凝狀態(tài)時的時間為該水泥的初凝時間，用小時（h）或分（min）來表示。第七頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一

凝結(jié)時間的測定39～39.5mm終凝狀態(tài)由開始加水至終凝狀態(tài)時的時間為該水泥的終凝時間，用小時（h）或分（min）來表示。第八頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一◆凝結(jié)時間的重要意義水泥漿體的凝結(jié)時間，對于建筑工程的施工具有十分重要的意義。

若初凝時間太短，往往來不及進(jìn)行施工，水泥漿體就已變硬。

若終凝時間太長，未產(chǎn)生足夠大的強(qiáng)度，則影響施工的速度。因此，應(yīng)有足夠長的時間來保證混凝土的攪拌、輸送、澆注、成型等操作的順利完成；同時還應(yīng)盡可能短的時間加快脫模及施工進(jìn)度，以保證工程的進(jìn)展。第九頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一◆凝結(jié)時間的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

我國硅酸鹽水泥國家標(biāo)準(zhǔn)GB175—99規(guī)定：

初凝不得早于45min（≥45min）

終凝不的遲于390min（≤6.5h）第十頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.1.2影響凝結(jié)時間的因素水泥凝結(jié)時間的長短取決于其凝結(jié)速度的快慢，兩者成反比關(guān)系。凡是影響水化速度的各種因素，基本上也同樣影響水泥的凝結(jié)速度。但水化和凝結(jié)又有一定的差異。影響水泥凝結(jié)速度的主要因素，有熟料礦物組成、水泥細(xì)度、水灰比、溫度和外加劑等。第十一頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一◆礦物組成

熟料礦物28天的水化速度大小順序為：C3A＞C3S＞C4AF＞C2S

水泥的凝結(jié)速度既與熟料礦物水化難易有關(guān)，又與各礦物的含量有關(guān)。

決定凝結(jié)速度的主要礦物為C3A和C3S，快凝是由C3A造成的，而正常凝結(jié)則是受C3S制約的。第十二頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一◆水泥細(xì)度水泥粉磨越細(xì)，其比表面積就越大，晶體產(chǎn)生扭曲、錯位等缺陷越多，水化速度越快，凝結(jié)越迅速；反之凝結(jié)越慢。硅酸鹽水泥國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：

80μm方孔篩篩余不超過（≤）10%

比表面積不小于（≥）300m2/kg第十三頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一◆水灰比（W/C）水灰比越大，水化越快，凝結(jié)反而變慢。這是因為加水量過多，顆粒間距增大，水泥漿體結(jié)構(gòu)不易緊密，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)難以形成的緣故。水灰比過大時，會使水泥石結(jié)構(gòu)中孔隙太多，降低其強(qiáng)度，故水灰比不宜太大。適宜的用水量應(yīng)滿足兩方面的要求：

水泥水化反應(yīng)

水泥漿體稠度第十四頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一◆養(yǎng)護(hù)條件溫度升高，水化加快，凝結(jié)時間縮短，反之則凝結(jié)時間會延長。夏季（高溫）和冬季（低溫）施工時，注意采取適當(dāng)?shù)拇胧?，以保證正常的凝結(jié)時間。

保溫

增濕第十五頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一◆外加劑

緩凝劑：延長凝結(jié)時間

促凝劑：縮短凝結(jié)時間影響水泥的凝結(jié)快慢因素是多方面的，最主要是C3A，因此在水泥生產(chǎn)中通常是摻入適量外加劑來控制水泥的凝結(jié)時間。石膏是常用的一種緩凝劑。有時，根據(jù)需要也摻入其他調(diào)凝外加劑。第十六頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.1.3石膏的作用及其適宜摻量的確定◆石膏的作用

可以控制水泥的水化速度、調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間。

改善水泥的性能。如提高早期強(qiáng)度，降低干縮變形，改善耐久性等。主要作用是調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間第十七頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一●快凝現(xiàn)象在C3A含量較高，或石膏等緩凝劑摻量過少時，硅酸鹽水泥加水拌和后，C3A迅速反應(yīng)，很快生成大量片狀的水化鋁酸鈣（C4AH13），并相互連接形成松散的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)不可逆的固化現(xiàn)象，又稱為“速凝”或“閃凝”。產(chǎn)生這種不正?？炷龝r，漿體迅速放出大量熱，溫度急劇上升。第十八頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一●石膏的緩凝機(jī)理水泥中摻加適宜石膏時，Ｃ3Ａ在石膏--石灰的飽和溶液中，生成溶解度極低的三硫型水化硫鋁酸鈣（AFt），又稱鈣礬石。棱柱狀的小晶體生長在水泥顆粒表面，形成覆蓋層或薄膜，阻滯了水分子及離子的擴(kuò)散，降低了水化速度，延長了凝結(jié)時間，防止了快凝現(xiàn)象發(fā)生。由圖可知，石膏摻量過多或過少都會導(dǎo)致不正常凝結(jié)。石膏的適宜摻量？第十九頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一第二十頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一◆影響石膏摻量的因素

石膏的種類各種石膏的溶解度、溶解速度與緩凝作用石膏種類化學(xué)式溶解度(g/L)相對溶解速度相對緩凝作用半水石膏CaSO4·0.5H2O6快很強(qiáng)烈二水石膏CaSO4·2H2O2.4慢較強(qiáng)烈可溶性無水石膏CaSO4·0.001～0.5H2O6快很強(qiáng)烈天然無水石膏CaSO42.1最慢弱第二十一頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一

熟料中C3A含量快凝是由C3A造成的，C3A含量是石膏摻量最主要的影響因素。C3A含量高，石膏摻量應(yīng)相應(yīng)增加，反之則減少。

水泥中SO3含量當(dāng)水泥中SO3含量較高時，則要相應(yīng)減少石膏摻量。第二十二頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一

水泥細(xì)度相同C3A含量下，當(dāng)水泥粉磨得較細(xì)時，其比表面積增大，水化加快，則應(yīng)適當(dāng)增加石膏摻量。

混合材的品種和數(shù)量采用?；郀t礦渣，且含量較多時，應(yīng)適當(dāng)多摻入些石膏。石膏除了起緩凝劑作用外，還對礦渣活性起到硫酸鹽激發(fā)劑的作用。

水泥中堿含量堿含量較高時，其凝結(jié)速度加快，石膏摻量也應(yīng)適當(dāng)增加。第二十三頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一◆石膏最佳摻量的確定

經(jīng)驗公式計算石膏摻量可以根據(jù)統(tǒng)計經(jīng)驗公式計算?？紤]影響石膏摻量的主要因素為水泥中C3A，當(dāng)水泥細(xì)度在5%～7%，使用二水石膏作為緩凝劑時，水泥中最佳石膏（以SO3計）摻量計算公式：式中Sc——水泥中最佳SO3摻量，%；C3A——水泥中C3A含量，%；R2O——水泥中R2O，%。第二十四頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一

用公式計算最佳石膏（以SO3計）摻量，方法簡便、迅速，結(jié)果比較可靠；但計算公式是僅考慮主要影響因素的統(tǒng)計經(jīng)驗公式，計算結(jié)果存在一定的誤差；因此，在使用公式計算時，要注意公式的適用范圍和條件。例：已知某廠水泥中C3A含量11（%），R2O含量0.6（%），試計算水泥中最佳石膏（以SO3計）摻量？解：=2.20（%）第二十五頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一◆石膏最佳摻量的確定

實驗確定法公式計算法有時存在較大誤差，用實驗確定水泥中最佳石膏（以SO3計）摻量是工廠常用的方法。具體步驟如下：●取工廠熟料平均樣若干，破碎至≤1cm，充分混合后分成4～6等份；●分別加入不等量的石膏，折合成SO3為1～3.5%，摻入等量混合材；●把各組試樣粉磨至同一細(xì)度，分組做凝結(jié)時間、抗壓強(qiáng)度等實驗，繪制曲線。第二十六頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一正常區(qū)域第二十七頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一▲石膏摻量（SO3計）與凝結(jié)時間由圖可知：當(dāng)SO3摻量小于1.3%時，石膏摻量過小，水泥會產(chǎn)生快凝，進(jìn)一步增加SO3含量時，石膏才出現(xiàn)明顯的緩凝作用，但SO3摻量超過2.5%以后時，凝結(jié)時間增長很少。一般硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥中石膏摻量(以SO3計)在1.5%～2.5%之間，屬于凝結(jié)時間正常區(qū)域。第二十八頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一強(qiáng)度最高值第二十九頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一▲石膏摻量（SO3計）與抗壓強(qiáng)度由圖可知：最初，水泥各齡期的抗壓強(qiáng)度是隨著SO3摻量的增加而增長，早期強(qiáng)度（3天）最為明顯；當(dāng)SO3摻量超過2.5%以后，強(qiáng)度開始下降。石膏摻量（SO3計）并不與凝結(jié)時間、抗壓強(qiáng)度成線性關(guān)系，石膏摻量在適當(dāng)范圍內(nèi)時，具有顯著的緩凝效果，且存在抗壓強(qiáng)度最高值。

第三十頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一

實驗確定水泥中最佳石膏（SO3）摻量，結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，一般水泥廠都可采用；盡管方法稍復(fù)雜，但仍是一種行之有效的方法。應(yīng)注意幾點：★根據(jù)生產(chǎn)的水泥品種要求，做出石膏摻量與水泥其他性能之間的關(guān)系曲線?！锂?dāng)熟料礦物C3A、水泥細(xì)度、水灰比、混合材變化較大時，應(yīng)重新實驗。第三十一頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一◆石膏最佳摻量的確定水泥中最佳SO3摻量是指在凝結(jié)時間正常區(qū)域內(nèi)，各齡期抗壓強(qiáng)度為最高值，其他性能也為良好時的SO3摻量。水泥中最佳石膏摻量G（%）：（石膏配比）式中Sc——水泥中最佳SO3摻量，%；Sg——石膏中SO3含量，%。第三十二頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一

例：已知某廠水泥中最佳SO3摻量2.2（%），石膏中SO3含量48（%），試計算水泥中最佳石膏摻量？解：=4.6（%）第三十三頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.1.4假凝現(xiàn)象

◆假凝及其特征假凝是指水泥加水拌和后，在幾分鐘內(nèi)即迅速凝結(jié)變硬，經(jīng)劇烈攪拌后，又重新恢復(fù)塑性的現(xiàn)象。不正常的早期快速固化現(xiàn)象比較比較項目假凝快凝凝結(jié)時間幾分鐘幾分鐘放熱量小大重新攪拌正常凝結(jié)不能恢復(fù)塑性強(qiáng)度大小沒有不利影響產(chǎn)生一定強(qiáng)度施工操作難度增大不可逆固化第三十四頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一第三十五頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一◆假凝的原因及預(yù)防措施

造成假凝的主要原因是水泥在粉磨時受到高溫，其中二水石膏脫水形成半水石膏甚至可溶性無水石膏。

在生產(chǎn)中，為了防止假凝，采用措施：●使用無水硫酸鈣含量較高的石膏，以避免粉磨時石膏脫水；●在水泥粉磨時采取一定的措施降溫，也可避免石膏脫水?！裨诮ㄖ┕ぶ校梢匝娱L攪拌時間來消除假凝現(xiàn)象的產(chǎn)生。第三十六頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.1.5其他調(diào)凝外加劑◆緩凝劑緩凝劑是用來延長凝結(jié)時間，使新拌混凝土漿體較長時間保持塑性，滿足較長時間運(yùn)輸?shù)男枰岣呤┕ば省?/p>

有機(jī)緩凝劑：木質(zhì)素磺酸鹽，羥基羥酸及其鹽，多元醇及其衍生物，糖類及碳水化合物，胺鹽和胺酸等。

無機(jī)緩凝劑：硼砂，氯化鋅，碳酸鋅，鐵、銅、鋅和鎘的硫酸鹽、磷酸鹽和偏磷酸鹽等。第三十七頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一幾種緩凝劑對水泥漿體凝結(jié)時間影響（1） 摻量空白水楊酸檸檬酸蔗糖00.050.050.100.050.10初凝（h：min）125170170295255465終凝（h：min）190218265475288520第三十八頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一幾種緩凝劑對水泥漿體凝結(jié)時間影響（2） 摻量空白三乙醇胺甲基纖維素磷酸00.050.050.100.050.10初凝（h：min）125205145170262350終凝（h：min）190260240350298430第三十九頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一◆促凝劑除氟化物、磷酸鹽及Zn、Sn、Pb鹽外，大多數(shù)可溶性無機(jī)鹽都能縮短水泥的凝結(jié)時間。其中，使用最多的是CaCl2。我國常用的是分別以鋁酸鈉（NaAlO2）、鋁酸鈣（C12A7,C11A7·CaF2）及硅酸鹽（Na2SiO3）為主要的速凝劑。第四十頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.2強(qiáng)度

水泥的強(qiáng)度是評比水泥質(zhì)量重要的指標(biāo)，是劃分強(qiáng)度等級的依據(jù)。通常按齡期將28d以前的強(qiáng)度稱為早期強(qiáng)度，如1d、3d強(qiáng)度，28d及以后的強(qiáng)度稱為后期強(qiáng)度。

第四十一頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.2.1強(qiáng)度的產(chǎn)生和發(fā)展

水泥加水拌和后，熟料礦物迅速水化，生成大量的水化產(chǎn)物C-S-H凝膠，并生成Ca(OH)2

及鈣釩石(AFt)晶體；經(jīng)過一定時間以后，C-S-H也以長纖維晶體從熟料顆粒上長出，同時鈣釩石晶體逐漸長大，在水泥漿體中相互交織聯(lián)結(jié)，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生強(qiáng)度。隨著水化進(jìn)行，水化產(chǎn)物數(shù)量不斷增加，晶體尺寸不斷長大，從而使硬化漿體結(jié)構(gòu)更為致密，強(qiáng)度逐漸提高。第四十二頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.2.2影響水泥強(qiáng)度的因素

◆熟料的礦物組成

礦物名稱3d7d28d90d180dC3S24.2230.9842.1657.6557.84C2S1.732.164.5119.0228.04C3A7.558.148.049.416.47C4AF15.1016.4718.2416.2719.22第四十三頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.2.2影響水泥強(qiáng)度的因素

◆水泥細(xì)度水泥越細(xì)，顆粒分布范圍越窄越均勻，其水化速度越快，而且水化更為完全，水泥的強(qiáng)度，尤其是早強(qiáng)越高，適當(dāng)增大水泥細(xì)度，還能改善漿體泌水性，和易性和粘結(jié)力等。但是水泥太細(xì)，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量越大，增大了硬化漿體結(jié)構(gòu)的孔隙率，從而引起強(qiáng)度下降。第四十四頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.2.2影響水泥強(qiáng)度的因素

◆施工條件在施工過程中，水灰比，骨料級配，攪拌振搗的程度，養(yǎng)護(hù)溫度及是否采用外加劑等對強(qiáng)度有很大影響。

水灰比及密實程度

養(yǎng)護(hù)溫度

外加劑第四十五頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.3.1體積變化

硬化水泥漿體的體積變化也是一項非常重要的性能指標(biāo)。由于漿體中生成了各種水化產(chǎn)物以及反應(yīng)前后濕度，溫度等外界條件的改變，硬化水泥漿體必然會發(fā)生一系列的體積變化。如化學(xué)減縮，濕脹干縮和碳化收縮等。8.3體積變化與水化熱第四十六頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.3.1體積變化

◆化學(xué)減縮水泥在水化硬化過程中，無水的熟料礦物轉(zhuǎn)變?yōu)樗a(chǎn)物，固相體積大大增加，而水泥漿體的總體積卻在不斷縮小，由于這種體積減縮是化學(xué)反應(yīng)所致,故稱化學(xué)減縮。第四十七頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.3.1體積變化

◆濕脹干縮硬化水泥漿體的體積隨其含水量而變化。漿體結(jié)構(gòu)含水量增加時，其中凝膠粒子由于分子吸附作用而分開，導(dǎo)致體積膨脹，如果含水量減少，則會使體積收縮。濕脹和干縮大部分是可逆的。干燥與失水有關(guān)，但二者沒有線性關(guān)系。

第四十八頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.3.1體積變化

◆碳化收縮在一定的相對濕度下，硬化水泥漿體中的水化產(chǎn)物如Ca(OH)2、C-S-H等會與空氣中的CO2作用，生成CaCO3和H2O，造成硬化漿體的體積減少，出現(xiàn)不可塑的收縮現(xiàn)象，成為碳化收縮。

第四十九頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.3.2水化熱水泥的水化熱是由各種熟料礦物與水作用時產(chǎn)生的。在冬季施工中，水化放熱能提高水泥漿體的溫度，有利于水泥正常凝結(jié)。但在大體積混凝土工程中，水化放出的熱量聚集在混凝土內(nèi)部不易散失，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差較大而產(chǎn)生應(yīng)力，致使混凝土不均勻膨脹而產(chǎn)生裂縫，給工程帶來嚴(yán)重的危害。

第五十頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.3.2水化熱

大量實驗表明，水泥的水化熱與礦物組成有關(guān)。四種單礦物28d以前的水化速度為：C3A＞C4AF＞C3S＞C2S。因此，要降低水泥的水化熱，應(yīng)該增大熟料中C2S和C4AF，相應(yīng)降低C3A和C3S的含量。

第五十一頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.3.2水化熱名稱水化熱(J/g)名稱水化熱(J/g)C3S500f-MgO840C2S250普通硅酸鹽水泥375～525C3A1340抗硫酸鹽水泥與礦渣水泥355～440C4AF420火山灰水泥315～420f-CaO1150高鋁水泥545～585第五十二頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4硅酸鹽水泥的耐久性硬化水泥石結(jié)構(gòu)在一定環(huán)境條件下長期保持穩(wěn)定質(zhì)量和使用功能的性質(zhì)稱為耐久性。影響耐久性的因素有很多，主要有抗?jié)B性、抗凍性，以及對環(huán)境介質(zhì)的抗蝕性和堿集料反應(yīng)等。第五十三頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.1抗?jié)B性

抗?jié)B性是指硬化水泥石或混凝土抵抗各種有害介質(zhì)滲透的能力。硬化水泥漿體的抗?jié)B性一般用滲透系數(shù)k來表示。根據(jù)水對硬化水泥漿體的滲透試驗可知，當(dāng)水滲入水泥水泥石時，其滲水速率可用下式表示：

dq/dt=k·A⊿h/L第五十四頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.1抗?jié)B性式中：dq/dt——滲水速率（cm3/s）；

A——試件的橫截面面積（cm2）；⊿h——作用于試件兩側(cè)的水壓差（cm水柱）；

L——試件厚度（cm）；

k——滲透系數(shù)（cm/s）。由上式可知，當(dāng)試件尺寸和兩側(cè)水壓差一定時，滲水速率和滲透系數(shù)成正比，所以，常用滲透系數(shù)k表示抗?jié)B性的高低。第五十五頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.2抗凍性抗凍性也是硬化水泥漿體的一項重要使用性能。硅酸鹽水泥在寒冷的地區(qū)使用時，其耐久性主要取決于抵抗凍融循環(huán)的能力。據(jù)研究，寒冷地區(qū)的凍融循環(huán)對混凝土尤其是港口混凝土的破壞作用是相當(dāng)嚴(yán)重的。水泥的抗凍性一般是以試塊能經(jīng)受-15℃和20的循環(huán)凍融而抗壓強(qiáng)度損失率小于25%時的最高凍融循環(huán)次數(shù)來表示，如200次或300次凍融循環(huán)等。次數(shù)越多說明抗凍性越好。第五十六頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.3環(huán)境介質(zhì)的侵蝕

硬化的水泥漿體與環(huán)境接觸時，通常會受到環(huán)境介質(zhì)的影響。對于水泥耐久性有害的環(huán)境介質(zhì)主要有淡水、酸和酸性水、硫酸鹽溶液和堿溶液等。在環(huán)境介質(zhì)的侵蝕作用下，硬化的水泥石結(jié)構(gòu)會發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，降低強(qiáng)度，甚至潰裂破壞。第五十七頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.3環(huán)境介質(zhì)的侵蝕

環(huán)境介質(zhì)對水泥石的侵蝕作用可分為以下三類：◆

淡水侵蝕又稱溶出侵蝕，它是指硬化水泥漿體受淡水浸析時，其組成逐漸被水溶解并在水流動時被帶走，最終導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)破壞的現(xiàn)象。第五十八頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一

在各種水化產(chǎn)物中，Ca(OH)2溶解度最大，因而最先被溶解。由于水泥中的水化產(chǎn)物都必須在一定濃度的Ca(OH)2溶液中才能穩(wěn)定存在，當(dāng)Ca(OH)2被溶出后，若水量不多，且處于靜止?fàn)顟B(tài)，則溶液會很快飽和，溶出即停止。但在流動水中，水流就會將Ca(OH)2不斷溶出并帶走，從而促使其他水化產(chǎn)物分解，特別在有水壓作用而混凝土的滲透性又較好的情況下，將會進(jìn)一步增大孔隙率，使水更易滲透，使溶出侵蝕加快。第五十九頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.3環(huán)境介質(zhì)的侵蝕

◆酸和酸性水侵蝕

又稱溶析和化學(xué)溶解雙重侵蝕。這是指硬化水泥漿體與酸性溶液接觸時，其化學(xué)組分就會直接溶析或與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成易溶物質(zhì)被水帶走，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的現(xiàn)象。第六十頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.3環(huán)境介質(zhì)的侵蝕

◆酸和酸性水侵蝕

酸和酸性水對水泥結(jié)構(gòu)的侵蝕反應(yīng)式如下：

H+＋OH-=H2OCa2++＋2R-=CaR2

第六十一頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.3環(huán)境介質(zhì)的侵蝕

◆硫酸鹽侵蝕

又稱膨脹侵蝕。它是指介質(zhì)溶液中的硫酸鹽與水泥石組分反應(yīng)形成鈣礬石而產(chǎn)生結(jié)晶壓力，造成膨脹開裂，破壞硬化漿體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。

第六十二頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.3環(huán)境介質(zhì)的侵蝕

◆硫酸鹽侵蝕

硫酸鹽對水泥石結(jié)構(gòu)的侵蝕主要是由于硫酸鈉、硫酸鉀等能與硬化漿體中的Ca(OH)2反應(yīng)生成CaSO4·2H2O，使固相體積增大了114%，在水泥石內(nèi)產(chǎn)生很大的結(jié)晶壓力，從而引起水泥石開裂以至毀壞。第六十三頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.4堿集料反應(yīng)

水泥屬堿性物質(zhì),一般能夠抵抗堿類的侵蝕，但當(dāng)水泥結(jié)構(gòu)中堿含量較高，而配制混凝土的集料中含有活性物質(zhì)時，水泥結(jié)構(gòu)經(jīng)過一定時間后會出現(xiàn)明顯的膨脹開裂，甚至剝落潰散等現(xiàn)象，稱為堿集料反應(yīng)。第六十四頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.4堿集料反應(yīng)

堿集料反應(yīng)主要是由于水泥中堿含量較高（R2O>0.6%），而同時集料中由含有活性SiO2時，堿就會與集料中的活性SiO2反應(yīng)，形成堿性硅酸鹽凝膠。反應(yīng)式如下：活性SiO2+2mNaOH→mNaO·SiO·nH2O

上式反應(yīng)生成的堿性硅酸鹽凝膠有相當(dāng)強(qiáng)的吸水性能，在積聚水分的過程中產(chǎn)生膨脹而將硬化漿體結(jié)構(gòu)脹裂破壞。第六十五頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.4堿集料反應(yīng)

一般情況下，堿集料反應(yīng)通常很慢，要經(jīng)過相當(dāng)長的時間后才會明顯出現(xiàn)。據(jù)斯坦頓研究，影響堿集料反應(yīng)因素很多，主要與水泥中堿含量、活性集料含量及粒徑、水含量等有關(guān)。要提高混凝土質(zhì)量，防止堿集料反應(yīng)，可采取如下措施：盡量降低水泥中堿含量，采取適當(dāng)粒徑的集料、降低活性集料含量、或根據(jù)實際摻加適量活性氧化硅或火山灰、粉煤灰等。第六十六頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.5耐久性的改善途徑

影響水泥混凝土耐久性的因素有很多方面，為了提高混凝土的耐久性，在使用水泥時，首先要考慮使用的環(huán)境條件，采用適當(dāng)組成的水泥，量材為用，從根本上提高混凝土的耐久性，配制混凝土?xí)r，要精心設(shè)計，采取合理的配比，盡量降低水灰比，并考慮適宜的施工方案，加強(qiáng)攪拌、振搗、養(yǎng)護(hù)等，提高混凝土的致密度，以提高其強(qiáng)度尤其是早強(qiáng)。改善混凝土的性能，在特殊情況下，還可利用其他材料，進(jìn)行表面處理以彌補(bǔ)水泥混凝土本身的不足。第六十七頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.5耐久性的改善途徑

◆選擇適當(dāng)組成的水泥水泥質(zhì)量的好壞，是關(guān)系硬化水泥漿體耐久性的首要問題。只有提高水泥質(zhì)量，才能從根本上提高其耐久性。在使用水泥時，就根據(jù)環(huán)境的不同來選擇不同熟料礦物組成部分的水泥。第六十八頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.5耐久性的改善途徑

◆摻適量混合材料一般說來，硅酸鹽水泥中摻加火山灰質(zhì)混合材料和?；郀t礦渣可以提高其抗蝕能力。另外，摻加混合材料后，熟料所占的比例減少，C3A和C3S的含量相應(yīng)降低，也會改善其抗蝕性，而且由于生成較多的凝膠，提高了硬化水泥漿體的密實性，阻止侵蝕介質(zhì)的溶入，從而增強(qiáng)了其抗蝕能力。所以說，火山灰水泥和礦渣水泥的抗蝕性又與其礦渣摻量、Al2O3含量有關(guān)。第六十九頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.5耐久性的改善途徑

◆提高施工質(zhì)量施工質(zhì)量的好壞，也是關(guān)系到混凝土耐久性的關(guān)鍵。在施工中，應(yīng)加強(qiáng)攪拌，防止各組分產(chǎn)生離析分層現(xiàn)象，提高混凝土的均勻性和流動性，使拌合物很好地充滿模板，減少其內(nèi)部空隙，并且強(qiáng)化振搗，增大混凝土的密實度，盡可能排出其內(nèi)部氣泡，減少顯孔、大孔，尤其是連通孔，提高其強(qiáng)度，從而提高其抗?jié)B能力，最終達(dá)到改善其耐久性的目的。第七十頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.4.5耐久性的改善途徑

◆進(jìn)行表面處理在特殊情況下，對水泥結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面處理，可以避免水泥結(jié)構(gòu)與侵蝕介質(zhì)直接接觸，從而保障其耐久性。表面處理通常有表面化學(xué)處理和涂覆貼面處理兩種。第七十一頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.5.1普通混凝土

通常所稱的混凝土(即普通混凝土)是指由水泥，砂(細(xì)集料)，石子(粗集料)和水按一定的配比拌和均勻，經(jīng)成形和硬化而成的人造石材。硬化前的混凝土常被稱為混凝土拌和物；如果在混凝土中配有鋼筋，則稱之為鋼筋混凝土；如果混凝土組成中沒有粗集料則為砂漿；而由水泥和水拌和所得到的是水泥漿。

8.5硅酸鹽水泥的應(yīng)用第七十二頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.5.1普通混凝土

◆混凝土的組成材料混凝土的主要組成材料為水泥、砂、石、水以及改變混凝土性能的外加劑。

水泥在混凝土中，水和水泥拌成的水泥漿是起膠結(jié)作用的組成部分。在硬化前的混凝土即混凝土拌和物中，水泥漿填充砂石空隙，包裹砂，石表面并起潤滑作用，使混凝土獲得必要的和易性；在硬化后，則將砂、石牢固地膠結(jié)成整體。

第七十三頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.5.1普通混凝土

集料砂、石是混凝土中起骨架及填充作用的粒狀材料，稱之為集料或骨料。集料有粗細(xì)之分。常用的粗細(xì)集料有卵石與碎石兩種；細(xì)集料是天然砂，按產(chǎn)地不同有河砂，山砂和海砂，通常多采用河砂。第七十四頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.5.1普通混凝土

水凡是可以飲用的水，無論自來水或潔凈的天然水，都可以用來拌制混凝土。水的pH值要求不低于4，硫酸鹽含量按SO2-離子計算不得超過水量的1%。含有油類、糖、酸或其他污濁物質(zhì)的水，會影響水泥的正常凝結(jié)與硬化，甚至造成質(zhì)量事故，均不得使用。海水對鋼筋有促進(jìn)銹蝕作用，不能用來拌制配筋結(jié)構(gòu)的混凝土。

第七十五頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一

混凝土外加劑

①改善新拌混凝土流變性的外加劑，如各種減水劑、流化劑、泵送劑、引氣劑等。②調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間及硬化時間的外加劑，如外加劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑、速凝劑等。③調(diào)節(jié)混凝土空氣含量的外加劑，如引氣劑、消泡劑、發(fā)泡劑等。④改善混凝土力學(xué)性能和耐久性的外加劑，如引氣劑、減水劑、防凍劑、減縮劑、阻銹劑等。⑤賦予混凝土特殊性能的外加劑，如著色劑、泡沫劑、膨脹劑等。

第七十六頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.5.2高強(qiáng)混凝土及其應(yīng)用配制出滿足工作性和強(qiáng)度發(fā)展要求的高強(qiáng)混凝土，其材料的選擇要比普通混凝土嚴(yán)格。要求高質(zhì)量材料及更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。在試拌的基礎(chǔ)上，應(yīng)用廣泛的高質(zhì)量材料配制出高強(qiáng)混凝土。第七十七頁，共八十六頁，編輯于2023年，星期一8.5.3高性能混凝土在性能上，按混凝土齡期發(fā)展三階段而具有這樣一些特點：◆新版混凝土有良好的流變學(xué)特性—不泌水，不離析甚至能達(dá)到自流密實?！粲不^程中水化熱低、體積穩(wěn)定，無裂縫或者少裂縫。◆硬化后結(jié)構(gòu)致密，抗?jié)B性優(yōu)良，滲透系數(shù)可比普通混凝土低1～2個數(shù)量級，抗?jié)B