《土木工程材料 第2版》 課件 第2-4章 氣硬性無機膠凝材料、水泥、混凝土

第二章

氣硬性膠凝材料

2氣硬性膠凝材料膠凝材料有機膠凝材料無機膠凝材料瀝青類合成樹脂類天然樹脂類水硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料石膏石灰水玻璃菱苦土硅酸鹽水泥鋁酸鹽水泥其他水泥鎂質(zhì)膠凝材料4水玻璃3石膏21石灰2氣硬性膠凝材料鎂質(zhì)膠凝材料4水玻璃3石膏21石灰2氣硬性膠凝材料

2.1石灰經(jīng)過了600多年的風風雨雨，這些殘墻巋然不倒，就是石灰膏耐久性的明證。

2.1.1石灰的生產(chǎn)石灰是一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無機膠凝材料石灰石的煅燒1“欠火石灰”、“過火石灰”2石灰原料常含碳酸鎂煅燒MgO≤5％鈣質(zhì)生石灰MgO＞5％鎂質(zhì)生石灰

2.1石灰中國石灰質(zhì)量差的原因

能耗高；年耗標煤2000多萬噸，是建材第三大耗煤大戶。（水泥、粘土磚）生產(chǎn)水平低；

多為立窯產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一。

多為塊狀產(chǎn)品石灰石塊進口CaCO3塊狀生石灰出口CaO1000-1100℃

2.1石灰

2.1.2石灰的消化石灰的消化（熟化）石灰熟化時放出大量的熱，其體積膨脹1～2.5倍消石灰漿法消石灰粉法工地陳伏

2.1.2石灰的消化

2.1.2石灰的消化

2.1.2石灰的消化化漿池過篩儲灰池石灰漿生石灰塊

石灰漿在儲灰池中需放置15天以上，消除過火石灰的危害，才能使用，這個過程叫陳伏。

2.1.3石灰的硬化石灰由塑性狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)化為具有一定強度的固體過程硬化干燥硬化碳化硬化石灰的硬化放出大量的水，其體積發(fā)生收縮游離水分蒸發(fā)，使Ca(OH)2結(jié)晶析出

2.1.4石灰的特性和技術(shù)指標保水性、可塑性好石灰的特性凝結(jié)硬化慢、強度低耐水性差硬化時體積收縮大

2.1.4石灰的特性和技術(shù)指標建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉建筑生石灰技術(shù)指標（JC/T479—2013）分類石灰的技術(shù)指標項

目鈣質(zhì)石灰鎂質(zhì)石灰鈣質(zhì)石灰90鈣質(zhì)石灰85鈣質(zhì)石灰75鎂質(zhì)石灰85鎂質(zhì)石灰80CaO+MgO含量不小于，（％）9085808580CO2含量不大于，（％）471277SO3含量不大于，（％）22222產(chǎn)漿量，不小于，（dm3/10kg）262626--

2.1.4石灰的特性和技術(shù)指標建筑生石灰粉技術(shù)指標（JC/T479—2013）石灰的技術(shù)指標項目鈣質(zhì)石灰粉鎂質(zhì)石灰粉鈣質(zhì)石灰粉90鈣質(zhì)石灰粉85鈣質(zhì)石灰粉75鎂質(zhì)石灰粉85鎂質(zhì)石灰粉80CaO+MgO含量不小于，（％）9085758580CO2含量不大于，（％）471277細度0.2mm篩余量不大于（％）2222790μm篩余量%不大于（％）77772

2.1.4石灰的特性和技術(shù)指標建筑消石灰粉技術(shù)指標（JC/T481—2013）石灰的技術(shù)指標項目鈣質(zhì)消石灰粉鎂質(zhì)消石灰粉HCL90HCL85HCL80HML85HML80CaO+MgO含量，

不小于（%）9085808580游離水，

不大于（%）22222體積安定性合格合格合格合格合格細度0.2mm篩余量，不大于（%）2222290μm篩余量，

不大于（%）77777

2.1.5石灰的應用石灰乳涂料和石灰砂漿1石灰和三合土2硅酸鹽混凝土及其制品3

2.1石灰的應用【工程案例分析】某單位宿舍樓的內(nèi)墻使用石灰砂漿抹面，數(shù)月后，墻面上出現(xiàn)了許多不規(guī)則的網(wǎng)狀裂紋，同時在個別部位還發(fā)現(xiàn)了部分凸出的放射狀裂紋，試分析上述現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。引發(fā)原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬化過程中，蒸發(fā)大量的游離水而引起體積收縮的結(jié)果。由于配制石灰砂漿時所用的石灰中存在沒有熟化的過火石灰，以致于在砂漿硬中，過火石灰吸收空氣中的水蒸汽繼續(xù)熟化，造成體積膨脹，從而出現(xiàn)上述現(xiàn)象。不規(guī)則網(wǎng)狀裂紋凸出放射狀裂紋鎂質(zhì)膠凝材料4水玻璃3石膏21石灰2氣硬性膠凝材料

2.2石膏石膏石膏是一種歷史悠久、應用廣泛的無機氣硬性膠凝材料，主要化學成分為硫酸鈣（CaSO4）。以半水石膏（CaSO4·1/2H2O）為主要成分的建筑石膏和高強石膏在建筑工程中應用較多，最常用的是建筑石膏。

2.2.1石膏的原料及生產(chǎn)天然二水石膏常壓107~170℃建筑石膏β型半水石膏磨細天然無水石膏兩者混合物0.13Mpa、124℃飽和水蒸汽α型半水石膏結(jié)晶顆粒粗大，微觀結(jié)構(gòu)致密，達到一定稠度所需的用水量小，只是建筑石膏的一半左右，因此這樣石膏硬化后結(jié)構(gòu)密實、強度較高，因此稱為高強石膏。高強石膏磨細

2.2.2建筑石膏的水化與硬化建筑石膏與適量水拌和后，可調(diào)制成可塑性漿體，但很快就失去塑性并產(chǎn)生強度，并逐漸發(fā)展成為堅硬的固體，這個過程就是石膏的水化和硬化。

2.2.2建筑石膏的水化與硬化(a)膠化(b)結(jié)晶開始(c)結(jié)晶長大與交錯(d)實際石膏制品顯微結(jié)構(gòu)半水石膏二水石膏膠體微粒二水石膏晶體交錯的晶體二水石膏交錯晶體

2.2.3建筑石膏的特性和技術(shù)指標凝結(jié)硬化快建筑石膏的特性硬化時體積微膨脹，裝飾性好硬化后孔隙率大、表觀密度和強度較低防火性能良好，但耐火性差隔熱保溫、隔聲吸聲性能良好，但耐水性較差具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性施工性能好

建筑石膏的技術(shù)指標2.2.3建筑石膏的特性和技術(shù)指標建筑石膏技術(shù)指標（GB/T9776—2022）等級細度（方孔篩篩余）/%凝結(jié)時間/min2h濕強度/MPa2h干強度/MPa初凝終凝抗折抗壓抗折抗壓4.0≤10≥3≤30≥4.0≥8.0≥7.0≥15.03.0≥3.0≥6.0≥5.0≥12.02.0≥2.0≥4.0≥4.0≥8.0

2.2.4建筑石膏的應用室內(nèi)抹灰和粉刷1石膏板2石膏裝飾品3石膏砌塊4

2.2.4建筑石膏的應用

2.2.4建筑石膏的應用空心石膏條板生產(chǎn)方法與普通混凝土空心板類似。常加入纖維材料和輕質(zhì)填料。這種板不用紙和粘結(jié)劑，也不用龍骨，施工方便，是發(fā)展較快的一種輕板。

2.2.4建筑石膏的應用鎂質(zhì)膠凝材料4水玻璃3石膏21石灰2氣硬性膠凝材料

2.3水玻璃水玻璃堿金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成的一種可溶于水的透明的玻璃狀融合物泡花堿硅酸鉀水玻璃（K2O·nSiO2）鉀水玻璃硅酸鈉水玻璃（Na2O·nSiO2）鈉水玻璃工程常用俗稱水玻璃

2.3.1水玻璃的生產(chǎn)n稱為水玻璃的模數(shù)濕法干法水玻璃的生產(chǎn)水玻璃的模數(shù)一般在1.5~3.5之間，建筑上常用的水玻璃模數(shù)為2.6~2.8Na2CO3+nSiO2→Na2O·nSiO2+CO2

2.3.2水玻璃的硬化由于空氣中的二氧化碳含量極少，上述反應極其緩慢，因此水玻璃在使用時常加入促凝劑。Na2O·nSiO2+CO2+mH2O→Na2CO3+nSiO2·mH2O2(Na2O·nSiO2)+Na2SiF6+mH2O→6NaF+(2n+1)SiO2·mH2O

2.3.3水玻璃的特性和應用較強的耐酸腐蝕性1良好的耐熱性能2涂刷在建筑材料表面可提高抗風化能力3加固土壤和地基4配制速凝防水劑5鎂質(zhì)膠凝材料4水玻璃3石膏21石灰2氣硬性膠凝材料

2.4.1鎂質(zhì)膠凝材料的生產(chǎn)以MgO為主要成分的氣硬性膠凝材料菱苦土苛性白云石MgOMgO和CaCO3菱苦土天然菱鎂礦白云石苛性白云石CaCO3·MgCO3→CaCO3+MgCO3

2.4.2鎂質(zhì)膠凝材料的硬化鎂質(zhì)膠凝材料，與水拌和，生成Mg(OH)2在水中溶解度極小，立即沉淀析出，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散而無膠凝性，硬化后強度很低。采用氯化鎂溶液進行調(diào)和，生成的氧氯化鎂和氫氧化鎂xMgO+yMgCl2·6H2O→xMgO·yMgCl2·zH2O

2.4.3鎂質(zhì)膠凝材料的特性凝結(jié)硬化快強度高、粘結(jié)力大、耐磨耐水性差吸濕性強、高溶解度與植物纖維具有很好粘結(jié)性堿性弱鎂質(zhì)膠凝材料的特性

2.4.4鎂質(zhì)膠凝材料的應用菱苦土地面1刨花板2木屑板3泡沫菱苦土4玻璃纖維增強波形瓦5練習1、石灰不可以單獨應用是因為其硬化后__________大，而石膏可以單獨應用是因為其硬化過程中具有__________的特性。答案體積收縮、體積微膨脹2、按消防要求我們盡可能用石膏板代替木制板材，是因為石膏板具有__________好的特性。答案防火性3、試分析下列工程，哪些工程不適于選用石膏和石膏制品(

)。A.影劇院的穿孔貼面板B.冷庫內(nèi)的墻貼面C.非承重隔墻板B答案4、石灰的特性有：可塑性__________、硬化__________、硬化時體積__________及耐水性__________等。答案好緩慢收縮大差5、石灰的硬化包括__________和__________。答案結(jié)晶、碳化練習6、在維修古建筑時，發(fā)現(xiàn)古建筑中石灰砂漿堅硬，強度較高。有人認為是古代生產(chǎn)的石灰質(zhì)量優(yōu)于現(xiàn)代石灰。此觀點對否？為什么？

答案錯誤。因為石灰的硬化包括干燥結(jié)晶硬化過程及碳化過程。但由于碳化作用是一個很緩慢的過程。碳化時表層生成的CaCO3膜層阻礙空氣中CO2的滲入，此過程相當漫長。古建筑所用的石灰年代久遠，碳化非常充分，故其強度較高。練習

第三章水泥鋁酸鹽水泥4常用水泥的選用與儲存3摻混合材料的硅酸鹽水泥21硅酸鹽水泥3水泥其他品種水泥5鋁酸鹽水泥4常用水泥的選用與儲存3摻混合材料的硅酸鹽水泥21硅酸鹽水泥3水泥其他品種水泥5

3.1硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥熟料0~5％石灰石或粒化高爐礦渣適量石膏硅酸鹽水泥磨細不摻加混合材料的I型硅酸鹽水泥摻加不超過水泥質(zhì)量5％石灰石或?；郀t礦渣混合材料的Ⅱ型硅酸鹽水泥生產(chǎn)水泥時，需加入水泥質(zhì)量3％左右的石膏，其目的是延緩水泥的凝結(jié)。硅酸鹽水泥

3.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)與熟料的礦物組成石灰質(zhì)原料黏土質(zhì)原料鐵礦或硅質(zhì)校正原料按比例混合磨細生料硅酸鹽水泥熟料PI型硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥的生產(chǎn)石膏混合材料煅燒1450℃磨細兩磨一燒石灰石粘土鐵礦石生料磨熟料磨燒成設備水泥產(chǎn)品水泥煅燒設備生料進口熟料出口生料進口熟料出口立窯模型回轉(zhuǎn)窯模型3.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)與熟料的礦物組成2024/2/20522024/2/20532024/2/2054

3.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)與熟料的礦物組成硅酸三鈣水泥熟料的礦物組成及特性硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣C3SC2SC3AC4AF提高硅酸三鈣、鋁酸三鈣含量，硅酸鹽水泥凝結(jié)、硬化快，早期強度高，水化熱大。2024/2/2056四大礦物的特點C3S是熟料主要的強度礦物，水化速度快水化熱較高，水化產(chǎn)物的收縮率較大，水化會釋放出大量的Ca(OH)2。隨著C3S增加，水泥的抗壓強度比抗折強度更快地增長，水泥的脆性系數(shù)（壓折比）增大，抗裂性變差。3.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)與熟料的礦物組成2024/2/2057四大礦物的特點C2S的水化速度很慢，約為C3S的1/20，水化熱低，收縮率比C3S小，抗侵蝕性能好，強度發(fā)展慢，早期強度很低，約一年后與C3S持平。3.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)與熟料的礦物組成2024/2/2058四大礦物的特點C3A水化、凝結(jié)速度最快，，是水泥石產(chǎn)生早強的主要礦物，但C3A強度絕對值不高，而且后期產(chǎn)生強度倒縮現(xiàn)象。C3A水化熱大且集中，水化后因為層間水的蒸發(fā)以及形成的水化產(chǎn)物在轉(zhuǎn)型過程中體積縮小而產(chǎn)生較大的收縮，此外C3A需水量較大，對水泥拌合物的流動性不利，含量高對高效減水劑的相容性變差，水泥石的抗硫酸鹽侵蝕性變差。3.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)與熟料的礦物組成2024/2/2059四大礦物的特點與C3A相比，C4AF不僅有較高的早期強度，而且后期強度還能有所增長，C4AF對抗折強度的貢獻遠大于抗壓強度，即脆性系數(shù)低，抗裂性好。C4AF的另一個重要作用是生成凝膠狀鐵酸，使水泥石具有較大的變形能力。水泥中每增加1%的C4AF，磨損系數(shù)減少0.014-0.033%是C3S的7-17倍。在水泥石耐磨上所起的作用遠較C3S顯著。3.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)與熟料的礦物組成

3.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)與熟料的礦物組成名稱硅酸三鈣3CaO.SiO2(C3S)硅酸二鈣2CaO.SiO2(C2S)鋁酸三鈣3CaO.Al2O3(C3A)鐵鋁酸三鈣4CaO.Al2O3.Fe2O3(C4AF)凝結(jié)硬化速度快慢最快快28d水化放熱量多少最多中強度高早期低、后期高低低各種熟料礦物單獨水化的特性硅酸鹽水泥中還有少量的游離氧化鈣、游離氧化鎂、含堿礦物以及玻璃體等，但其總量一般不超過10%。水泥熟料的礦物組成及特性

3.1.2硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)、硬化水泥加水拌和成為具有可塑性的水泥漿，水泥顆粒開始水化，水泥漿逐漸變稠失去可塑性，但尚未具有強度凝結(jié)隨后產(chǎn)生明顯的強度并逐漸發(fā)展而成為堅硬的水泥石硬化2(3CaO·SiO2)＋6H2O＝3CaO·2SiO2·3H2O＋3Ca(OH)22(2CaO·SiO2)＋4H2O＝3CaO·2SiO2·3H2O＋Ca(OH)23CaO·Al2O3＋6H2O＝3CaO·Al2O3·6H2O4CaO·Al2O3·Fe2O3＋7H2O＝3CaO·Al2O3·6H2O＋CaO·Fe2O3·H2O2024/2/2062C3A在水泥中的實際水化情況3CaO

Al2O3+Ca(OH)2+12H2O=4CaO

Al2O3

13H2O

水化極快，無強度，瞬時凝結(jié)。有石膏存在時：4CaO

Al2O3

13H2O+3(CaSO4

2H2O)+14H2O=3CaO

Al2O3

3CaSO4

32H2O+Ca(OH)2生成高硫型水化硫鋁酸鈣（Aft)，即鈣礬石，為針狀晶體，包圍熟料顆粒，形成“保護膜”，延緩水化。當石膏耗盡，而且3CaO

Al2O3量較多時：3CaO

Al2O3

3CaSO4

32H2O+2（3CaO

Al2O3）+4H2O=3（3CaO

Al2O3

CaSO4

12H2O）

單硫型水化硫鋁酸鈣(Afm)3.1.2硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)、硬化2024/2/20632024/2/20642024/2/2065

3.1.2硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)、硬化硅酸鹽水泥的水化作為晶體結(jié)晶沉積在水泥顆粒表面，構(gòu)成覆蓋水泥顆粒的保護膜，阻止水泥的過快反應，且不會引起眾多水泥顆粒之間的過早接觸，從而避免了閃凝，這以后隨著水泥水化的進行，水泥漿仍會發(fā)生正常的凝結(jié)，從而實現(xiàn)了石膏的緩凝作用。鐵鋁酸四鈣與水作用時，反應也較快，水化放熱量相對較少硅酸三鈣與水作用時，反應較快，水化放熱量大硅酸二鈣則反應較慢，水化放熱量小鋁酸三鈣與水的反應速度極快，水化放熱量很大鈣礬石2024/2/2067水泥水化產(chǎn)物C3S的水化產(chǎn)物：C-S-H+Ca(OH)2C2S的水化產(chǎn)物：C-S-H+Ca(OH)2C3A和C4AF的水化產(chǎn)物：C-F-H、C3AH6

Aft+Afm、在充分水化的水泥石中：

C-S-H約占70%；

Ca(OH)2約占20%；

Aft+Afm約7%。

3.1.2硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)、硬化圖3-35硅酸鹽水泥在一定溫度下水化時的放熱曲線

3.1.2硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)、硬化硬化后的水泥石硅酸鹽水泥的凝結(jié)、硬化水泥水化產(chǎn)物未水化完的水泥顆?？紫端毧讱饪啄z孔水泥凝結(jié)硬化過程示意圖

(a)(b)

(c)(d)

12345631—水泥顆粒；2—水分；3—凝膠；4—晶體；5—水泥顆粒的未水化內(nèi)核；6—毛細孔(a)分散在水中未水化的水泥顆粒；(b)在水泥顆粒表面形成水化物膜層；(c)膜層長大并互相連接（凝結(jié)）；(d)水化物進一步發(fā)展，填充毛細孔（硬化）3.1.2硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)、硬化2024/2/2071

3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)細度1標準稠度用水量2凝結(jié)時間3體積安定性4強度及強度等級5水化熱7堿8不溶物9燒失量10氯離子11密度和堆積密度12化學減縮6

3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)細度和標準稠度用水量熟料礦物中C3A需水性最大，C2S需水性最小。水泥越細，比表面積越大，需水量越大?？沽研圆?。一般認為，水泥顆粒小于40μm時，才具有較高的活性，大于100μm的活性就很小了硅酸鹽水泥的比表面積不小于300m2/kg,但不大于400m2/kg；細度以45μm方孔篩篩余表示，應不低于5%?！皹藴食矶取笔侨藶橐?guī)定的稠度

3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)細度和標準稠度用水量有研究指出水泥水化深度d與水化天數(shù)t的關系為:

顆粒粒徑，μm2351020304580全水化時間，天0.060.312.443962531641601860000不同粒徑的水泥顆粒完全水化時間如下:2024/2/2076比表面積與高效減水劑相容性

當水泥比表面積小于400m2/kg，隨比表面積增加，水泥凈漿初始流動度及30min、60min經(jīng)時流動度逐漸降低；當水泥比表面積大于400m2/kg，隨比表面積增加，水泥凈漿初始流動度及30min、60min經(jīng)時流動度迅速降低；3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)2024/2/2077

近年來混凝土早期裂縫增加，原因是多方面的，但是水泥比表面積增加，肯定是其中的原因之一。比表面積與體積收縮、抗裂性

3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)2024/2/2078

近幾年來，混凝土的普遍開裂應該說與水泥顆粒越來越細有直接關系。還有一個水泥中的粗顆粒問題，水泥界許多專家認為，水泥中>45μm的熟料顆粒對28d強度基本沒有作用，所以這種顆粒可有可無或可以盡量降低；而混凝土界許多專家研究后認為：增加水泥中未水化的熟料顆?？梢源蟠鬁p少混凝土的收縮。而現(xiàn)在水泥細度的增加，使水泥中的粗顆粒大大減少?；炷恋氖湛s量的增大，產(chǎn)生裂縫的可能性變大。3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)2024/2/2079高鐵混凝土限制水泥細度高速鐵路高性能混凝土開始對水泥細度進行限制，要求≤350m2/kg。3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)GB175-2023《通用硅酸鹽水泥》規(guī)定硅酸鹽水泥細度以比表面積表示，比表面積不小于300m2/kg,但不大于400m2/kg。普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥的細度以45μm方孔篩篩余表示，應不低于5%。水泥標準稠度用水量測定Φ10Φ550755Φ60試針支架試錐試模

凝結(jié)時間和體積安定性需要在標準稠度用水量下測定。試錐下降深度為28±2mm時的加水量即為標準稠度用水量。3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)

3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)凝結(jié)時間和體積安定性體積安定性不良的原因，一般是由于熟料中所含的游離氧化鈣（f-CaO）過多，也可能是由于熟料中所含的游離氧化鎂過多或水泥中摻入的石膏過多所致。硅酸鹽水泥的初凝不小于45min，終凝不大于390min。體積安定性水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性初凝終凝時間水泥全部加入水漿體開始失去可塑性漿體完全失去可塑性水泥漿體屈服值與凝結(jié)時間的關系

屈服值鈣礬石形成（或二水石膏形成）初凝終凝C-S-H形成水化時間初凝時間取決于C3A、C4AF及C3S的水化；終凝時間主要受C3S水化控制。Ca2+、OH-Al(OH)4-SO42-C-S-HAftCSH23.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)凝結(jié)時間的測定——維卡儀試針支架試桿圓模試桿沉至底板3-5mm時，即為初凝狀態(tài)；當下沉0.5mm，沒有壓痕時即為終凝狀態(tài)。影響凝結(jié)時間的因素：①C3A含量；②水泥的細度；③水灰比；④混合材摻量。3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)安定性的檢驗方法f-CaO：沸煮法(餅法)或雷氏法檢驗；

MgO：216℃，20atm×3h，試體膨脹率不超過0.5%。因其檢測煩瑣，故規(guī)定f-MgO<5.0%。

SO3：冷餅試驗：將試餅置于潮濕環(huán)境或浸入水中經(jīng)過28d或更長時間觀察有無明顯變形。其檢測煩瑣，規(guī)定SO3<3.5%。3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)2024/2/2085

水泥在調(diào)水和凝結(jié)以后，必須不產(chǎn)生任何顯著的體積變化。體積安定性不良的水泥，有凝結(jié)硬化過程中產(chǎn)生不均勻的膨脹，從而導致硬化漿體的開裂。

f-CaO、f-MgO水化引起及石膏摻量過多時，石膏與硬化體中的水化鋁酸鈣作用生成鈣礬石，體積膨脹1.5倍造成破壞。3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)

3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)強度及強度等級強度等級抗壓強度/MPa抗折強度/MPa3d28d3d28d42.5≥17.0≥42.5≥4.0≥6.542.5R≥22.0≥4.552.5≥22.0≥52.5≥4.5≥7.052.5R≥27.0≥5.062.5≥27.0≥62.5≥5.0≥8.062.5R≥32.0≥5.5硅酸鹽水泥各齡期的強度要求（GB175—2023）水泥的強度主要取決于水泥的礦物組成和細度2024/2/2087

2C3S+6H2O=C3S2H3+3CH

密度3.141.002.442.23

分子量228.2318.02342.4874.10 Mol體積72.7118.02140.4033.23體系所占體積145.42108.12140.4099.69253.54cm3-240.09cm3=13.45cm3C3A＞C4AF＞C3S＞C2S一般硅酸鹽水泥，每100g減縮約7-9%。化學減縮3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)

3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)水化熱水泥在水化過程中放出的熱水泥礦物進行水化時，鋁酸三鈣放熱量最大，速度也快，硅酸三鈣放熱量稍低，硅酸二鈣放熱量最低，速度也慢。水化熱對大體積混凝土是有害因素，不宜采用水化熱較高或放熱較快的水泥。

3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)技術(shù)性質(zhì)

堿不溶物水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計算值來表示。堿含量高易發(fā)生堿骨料反應；抗裂性差；與外加劑相容性差燒失量是用來限制石膏和混合材料中雜質(zhì)的，以保證水泥質(zhì)量。指經(jīng)鹽酸處理后的殘渣，再以氫氧化鈉溶液處理，經(jīng)鹽酸中和過濾后所得的殘渣經(jīng)高溫灼燒所剩的物質(zhì)。不大于0.6%IP≤0.75％IIP≤1.50％PI≤3.0％PII≤3.5％水泥中氯離子含量高，會破壞混凝土中鋼筋表面的鈍化膜，加速鋼筋銹蝕。燒失量氯離子≤0.06％

3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)密度和堆積密度硅酸鹽水泥的密度一般在3.05g/cm3～3.15g/cm3，平均可取3.1g/cm3。堆積的緊密程度一般在1000kg/m3～1600kg/m3之間，通常取1300kg/m3。國家標準《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2023）規(guī)定：凝結(jié)時間、安定性、強度、不溶物、燒矢量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子不符合標準要求的為不合格品。

3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)【案例3-1】水泥成分和性質(zhì)引起的混凝土坍落度損失大。概述：四川某公路大橋試驗室配制C50混凝土，要求坍落度（200±20）mm，1h坍落度損失小于5%。該試驗室使用當?shù)啬硰S生產(chǎn)的普通水泥選擇多種外加劑進行混凝土試配，始終無法滿足設計要求。最后用特種熟料摻礦渣生產(chǎn)P.O52.5水泥試配成功。案例水泥熟料礦物組成、石膏調(diào)凝劑的含量及形態(tài)、水泥堿含量是影響混凝土坍落度經(jīng)時損失的主要因素。

3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)【案例3-2】水泥凝結(jié)時間前后變化。概述：某立窯水泥廠生產(chǎn)的普通水泥游離氧化鈣含量較高，加水拌和后初凝時間僅40min，本屬于不合格品。但放置1個月后，凝結(jié)時間又恢復正常，而強度下降，請分析原因。案例水與氧化鈣迅速反應生成氫氧化鈣，放出熱量，初凝時間偏短。放置一段時間后，氧化鈣與空氣中水反應。水泥熟料礦物也會和空氣中的水反應，結(jié)團、結(jié)塊，強度下降。

3.1.4硅酸鹽水泥的侵蝕與防止軟水腐蝕1鹽類腐蝕2酸類腐蝕3強堿腐蝕4

3.1.4硅酸鹽水泥的侵蝕與防止Ca(OH)2+Ca(HCO3)2→2CaCO3+2H2O軟水是不含或僅含少量鈣、鎂可溶性鹽的水軟水能使水化產(chǎn)物中的Ca(OH)2溶解，并促使水泥石中其他水化產(chǎn)物發(fā)生分解在大量水或流動水中，Ca(OH)2會不斷溶出，特別是當水泥石滲透性較大而又受壓力水作用時，水不僅能滲入內(nèi)部，而且還能產(chǎn)生滲流作用，將Ca(OH)2溶解并滲濾出來，因此不僅減小了水泥石的密實度，影響其強度，而且由于液相中Ca(OH)2的濃度降低，還會使一些高堿性水化產(chǎn)物向低堿性轉(zhuǎn)變或溶解。軟水腐蝕軟水侵蝕—在富水壓環(huán)境的溶蝕問題

在地下工程、隧道工程中，水泥混凝土在富水壓條件下的溶蝕現(xiàn)象是一種特殊的軟水侵蝕，應該引起我們的注意。3.1.4硅酸鹽水泥的侵蝕與防止

3.1.4硅酸鹽水泥的侵蝕與防止鹽類腐蝕硫酸鹽的腐蝕鎂鹽的腐蝕3CaO·A12O3·6H2O+3(CaSO4·2H2O)+19H2O＝CaO·A12O3·3CaSO4·31H2OMgSO4+Ca(OH)2+2H2O——CaSO4·2H2O+Mg(OH)2MgCl2+Ca(OH)2——CaCl2+Mg(OH)2生成的高硫型水化硫鋁酸鈣含有大量結(jié)晶水，固相體積增加到2.22倍，由于是在已經(jīng)硬化的水泥石中發(fā)生上述反應，因此對水泥石的破壞作用很大。生成的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的破壞作用。因此，硫酸鎂對水泥石起著鎂鹽和硫酸鹽雙重腐蝕的作用。

3.1.4硅酸鹽水泥的侵蝕與防止碳酸腐蝕一般腐蝕酸類腐蝕水泥石中的氫氧化鈣，通過轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹艿闹靥妓徕}而溶失。氫氧化鈣濃度的降低還會導致水泥石中其他水化產(chǎn)物的分解，使腐蝕作用進一步加劇。各種酸類對水泥石有不同程度的腐蝕作用，它們與水泥石中的堿(氫氧化鈣)起中和反應，生成的化合物或者易溶于水，或者體積膨脹，在水泥石中形成孔洞或膨脹壓力。

3.1.4硅酸鹽水泥的侵蝕與防止3CaO·A12O3+6Na(OH)=3Na2O·A12O3+3Ca(OH)2堿類溶液如濃度不大時一般是無害的。但鋁酸鹽含量較高的硅酸鹽水泥遇到強堿(如氫氧化鈉)作用后也會產(chǎn)生破壞。強堿腐蝕

3.1.4硅酸鹽水泥的侵蝕與防止防止措施根據(jù)工程所處的環(huán)境特點，選擇合適的水泥品種。減少拌合時的用水量，提高水泥石的密實程度。采取表面防護處理。

3.1.5硅酸鹽水泥的特性與應用耐熱性差凝結(jié)硬化快，強度高抗凍性好耐腐蝕性差耐磨性好堿度高抗碳化能力強水化熱大適用于早期強度要求較高的工程及冬季施工的工程適用于嚴寒地區(qū)遭受反復凍融的混凝土工程不適用于經(jīng)常與流動的淡水接觸及有水壓作用的工程不適用于有耐熱、高溫要求的混凝土工程適用于道路、地面等對耐磨性要求高的工程硅酸鹽水泥由于密實度高且堿度高，故碳化能力強不適用于大體積混凝土工程鋁酸鹽水泥4常用水泥的選用與儲存3摻混合材料的硅酸鹽水泥21硅酸鹽水泥3水泥其他品種水泥5

3.2.1水泥混合材料為了改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強度等級而加入到水泥中去的人工的和天然的礦物材料水泥混合材料活性混合材料非活性混合材料與水調(diào)和后，本身不會硬化或硬化極為緩慢。在Ca(OH)2或石膏等“激發(fā)劑”作用下，具有水硬性玻璃態(tài)物質(zhì)，主要成分為活性SiO2、Al2O3。與水泥成分不起化學作用為結(jié)晶態(tài)物質(zhì)，如磨細的石英砂、石灰石、粘土、白云石、砂巖、慢冷礦渣

3.2.1水泥混合材料活性混合材料?；郀t礦渣火山灰質(zhì)混合材料成粒的目的在于阻止結(jié)晶，使其絕大部分成為不穩(wěn)定的玻璃體，儲有較高的潛在化學能，而有較高的潛在活性。玻璃體是火山灰活性的主要來源，它的成分主要是活性氧化硅和活性氧化鋁。粉煤灰的活性主要取決于玻璃體的含量，粉煤灰的成分主要是活性氧化硅和活性氧化鋁。粉煤灰

3.2.2混合材料在硅酸鹽水泥中的水化磨細的活性混合材料與水調(diào)和后，本身不會硬化或硬化極為緩慢，強度很低。但在氫氧化鈣溶液中，就會發(fā)生顯著的水化。xCa(OH)2＋SiO2＋mH2O→xCaO·SiO2·(m+x)H2OyCa(OH)2＋Al2O3＋nH2O→yCaO·Al2O3·(n+x)H2O摻混合材料的硅酸鹽水泥包括普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥。氫氧化鈣和石膏的存在使活性混合材料的潛在活性得以發(fā)揮

3.2.1水泥混合材料凡與水泥不發(fā)生化學作用或化學作用甚微的人工的或天然的磨細礦物質(zhì)材料都屬于非活性混合材料。非活性混合材料它們摻入水泥中可以增加水泥產(chǎn)量和降低水泥強度等級、減少水化熱等作用。實際上，非活性混合材料在水泥中僅起惰性填料的作用，所以又稱為填充性混合材料。

3.2.3普通硅酸鹽水泥以硅酸鹽水泥熟料和適量石膏、及摻加量（質(zhì)量分數(shù)）為6％~20％的主要混合材料（由規(guī)定的?；郀t礦渣/礦渣粉、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料組成），以及摻加量為0%~5%的石灰石，磨細制成的水硬性膠凝材料稱為普通硅酸鹽水泥，簡稱普通水泥，代號P·O，強度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個等級。普通硅酸鹽水泥普通水泥的初凝不小于45min，終凝不大于600min。其性能與硅酸鹽水泥相近普通水泥各齡期的強度要求（GB175—2023）強度等級抗壓強度/MPa抗折強度/MPa3d28d3d28d42.5≥17.0≥42.5≥4.0≥6.542.5R≥22.0≥4.552.5≥22.0≥52.5≥4.5≥7.052.5R≥27.0≥5.062.5≥27.0≥62.5≥5.0≥8.062.5R≥32.0≥5.5

3.2.4礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)

硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥摻21％~70％?；郀t礦渣或?；郀t礦渣粉和0%~8%的粉煤灰或火山灰、石灰石摻21％~40％火山灰質(zhì)混合材料和0%~5%的石灰石摻21％~≤40％規(guī)定的粉煤灰和0%~5%的石灰石強度等級抗壓強度/MPa抗折強度/MPa3d28d3d28d32.5≥12.0≥32.5≥3.0≥5.532.5R≥17.0≥4.042.5≥17.0≥42.5≥4.0≥6.542.5R≥22.0≥4.552.5≥22.0≥52.5≥4.5≥7.052.5R≥27.0≥5.0礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥各齡期強度值

水化熱低凝結(jié)硬化慢，早期強度低，后期強度發(fā)展快耐腐蝕性好對溫度敏感，適合高溫養(yǎng)護抗碳化能力差抗凍性差、耐磨性差三種水泥的共性3.2.4礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)

硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥

礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥適用于高溫車間、高爐基礎及熱氣體通道等耐熱工程。適用于有一般抗?jié)B要求的工程，不宜用于干燥環(huán)境的地上工程，也不宜用于有耐磨性要求的混凝土工程。適用于大體積混凝土工程，適用于承載較晚的混凝土工程。3.2.4礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)

硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥三種水泥的共性

3.2.5復合硅酸鹽水泥復合硅酸鹽水泥由硅酸鹽水泥熟料和適量石膏，及摻加量（質(zhì)量分數(shù)）為21％~50％的混合材料（由粒化高爐礦渣/礦渣粉、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料、石灰石和砂巖中的三種及以上材料組成）磨細制成的水硬性膠凝材料稱為復合硅酸鹽水泥，簡稱復合水泥，代號P·C。復合水泥的特性取決于所摻兩種混合材的種類、摻量及相對比例強度等級抗壓強度/MPa抗折強度/MPa3d28d3d28d42.5≥17.0≥42.5≥4.0≥6.542.5R≥22.0≥4.552.5≥22.0≥52.5≥4.5≥7.052.5R≥27.0≥5.0復合硅酸鹽水泥各齡期強度值

3.1.3硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)【案例3-3】擋墻開裂與水泥的選用。概述：某大體積的混凝土工程，澆筑2周后拆模，發(fā)現(xiàn)擋墻有多道貫穿型的縱向裂縫。該工程使用某水泥廠生產(chǎn)的42.5R型硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成如下：案例該工程所使用的水泥C3A和C3S含量高——水泥的水化熱高——混凝土的整體溫度高——抗裂性差礦物名稱C3SC2SC3AC4AF質(zhì)量分數(shù)/%61141411思考當不得不采用普通硅酸鹽水泥進行大體積混凝土施工時，可采取哪些措施來保證工程質(zhì)量？鋁酸鹽水泥4常用水泥的選用與儲存3摻混合材料的硅酸鹽水泥21硅酸鹽水泥3水泥其他品種水泥5

3.3常用水泥的選用與存儲高強度混凝土、冬季施工及嚴寒地區(qū)遭受反復凍融工程。不宜用于：大體積混凝土工程、海水及化學腐蝕性環(huán)境工程。選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥大體積混凝土工程、海水及化學腐蝕性環(huán)境工程。高溫車間基礎。粉煤灰硅酸鹽水泥大體積混凝土工程、海水及化學腐蝕性環(huán)境工程?？沽鸦炷凉こ?。鋁酸鹽水泥4常用水泥的選用與儲存3摻混合材料的硅酸鹽水泥21硅酸鹽水泥3水泥其他品種水泥5

3.4.1鋁酸鹽水泥的礦物成分與水化產(chǎn)物主要礦物成分鋁酸一鈣二鋁酸一鈣硅酸二鈣鋁酸一鈣（CA）具有較高的水硬活性，凝結(jié)不快，但硬化迅速，是鋁酸鹽水泥強度的主要來源。鋁酸鹽水泥硬化初期強度增長較快，后期強度則增長不顯著。C3AH6使水泥石內(nèi)析出游離水，增大了孔隙率；同時本身強度低，所以水泥石強度將顯著下降。針狀、片狀的CAH10、C2AH8構(gòu)成骨架，AH3凝膠充填孔隙。熟料水化

CA+aqCAH10 2CA+aqC2AH8+AH3 3CA+aqC3AH6+2AH3 CA2+aqCAH10+AH3 2CA2+aqC2AH8+3AH3 3CA2+aqC3AH6+5AH3

﹤20℃﹤15-20℃20-30℃﹥30℃20-30℃﹥30℃C2AH8CAH10C2AH8C3AH6C3AH6

3.4.2鋁酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)鋁酸鹽水泥各齡期水泥膠砂強度及凝結(jié)時間（GB/T201—2015）類型Al2O3質(zhì)量分數(shù)%抗壓強度（MPa）抗折強度（MPa）初凝時間/min終凝時間/min1d3d28d1d3d28dCA50CA50-I50~604050—5.56.5—≥30≤360CA50-Ⅱ5060—6.57.5—CA50-Ⅲ6070—7.58.5—CA50-IV7080—8.59.5—CA60CA60-I60~686585—710—≥30≤360CA60-Ⅱ2045852.5510≥60≤1080CA7068~773040—56—≥30≥30CA80≥772530—45—≥30≥30

3.4.3鋁酸鹽水泥的特征與應用最適宜的硬化溫度為15℃左右，一般不宜超過25度長期強度有降低趨勢早期強度增長快1d強度可達最高強度的80%以上水化熱大ld內(nèi)即可放出水化熱總量的70％~80％耐熱性較高抗硫酸鹽侵蝕性強，耐酸性好，但抗堿性極差與硅酸鹽水泥或石灰相混產(chǎn)生閃凝，而且由于生成高堿性的水化鋁酸鈣，使混凝土開裂，甚至破壞鋁酸鹽水泥4常用水泥的選用與儲存3摻混合材料的硅酸鹽水泥21硅酸鹽水泥3水泥其他品種水泥5

3.5其他品種水泥白色與彩色硅酸鹽水泥快硬硅酸鹽水泥膨脹水泥與自應力水泥砌筑水泥1、在硅酸鹽水熟料礦物C3S、C2S、C3A、C4AF中，干縮性最大的是__________。C3A2、國家標準規(guī)定：硅酸鹽水泥的初凝時間不得早于______，終凝時間不遲于__________。45min

6.5h答案

練習答案3、水泥孰料中，水化速度最快，28天水化熱最大的是＿。答案C3A4、引起水泥安定性不合格的原因有（）。

A、熟料游離氧化鈣過多B、熟料中游離氧化鎂過多

C、二氧化硅含量過量D、加入的石膏過多

練習答案ABD5、以下工程適合用硅酸鹽水泥的是＿＿＿＿。A、大體積混凝土工程B、受海水及化學侵蝕的工程C、耐熱混凝土工程D、早期強度要求較高的工程答案D

6、生產(chǎn)硅酸鹽水泥時，一定要加入適量石膏，是為了對水泥起__________作用。緩凝7、判斷：國標規(guī)定，硅酸鹽水泥體積安定性不符合要求時應初視為廢品。（）錯誤

練習答案答案8、為何不是水泥細度越細，強度越高？答案一般來講，水泥顆粒細有利于提高水泥的水化速度及充分水化，有利于提高強度，特別是早期強度。但水泥顆粒過細，比表面積過大，水泥漿體達到標準稠度用水量過多，反面影響水泥的強度。9、與硅酸鹽水泥相比，礦渣水泥的早期強度__________，水化熱__________，抗凍性__________，耐腐蝕性_____。低、小、差、好答案

練習10、高鋁水泥制品為何不易蒸養(yǎng)？高鋁水泥的水化在環(huán)境溫度小于20℃時主要生成CAH10，在溫度20～30℃會轉(zhuǎn)變?yōu)镃2AH8及Al(OH)3，溫度大于30℃時再轉(zhuǎn)變?yōu)镃3AH6及Al(OH)3、凝膠CAH10

、C2AH8等為介穩(wěn)態(tài)水化產(chǎn)物，C3AH6是穩(wěn)定態(tài)的，但是強度低。當蒸養(yǎng)時直接生成C3AH6這類強度低的水化產(chǎn)物，故高鋁水泥制品不易蒸養(yǎng)。答案13、某些體積安定性不良的水泥，在存放一段時間后變?yōu)楹细?，為什么？某些體積安定性輕度不合格的水泥，在空氣中存放2～4周以上，水泥中的部分游離氧化鈣可吸收空氣中的水蒸氣而水化，即在空氣中存放一段時間后由于游離氧化鈣的膨脹作用被減小或消除，因而水泥的安定性可能由輕度不合格變?yōu)楹细瘛?/p>

練習答案11、生產(chǎn)水泥時常用的混合材料有____、_____和____。答案火山灰、粉煤灰、礦渣14、水泥石是由凝膠體

、

和毛細孔組成的。晶體、未水化的熟料內(nèi)核15、根據(jù)下列條件選擇適宜的水泥品種：早期強度要求高，抗凍性好的混凝土應選用__________水泥；抗淡水侵蝕強、抗?jié)B性高的混凝土應選用__________水泥；抗軟水及硫酸鹽腐蝕較強、耐熱性好的混凝土應選用__________水泥。普通硅酸鹽水泥(或硅酸鹽水泥)、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥

練習答案答案16、常用的活性混合材料為______、_______、_____，活性混合材料的主要化學成分是_______和_______，這些活性成分能引起水泥腐蝕的水化產(chǎn)物_____反應，生成______和_______而參與水泥凝結(jié)硬化。?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)混合材料、粉煤灰、二氧化硅、三氧化鋁、氫氧化鈣、水化硅酸鈣、水化硫鋁酸鈣17、引起水泥石腐蝕的內(nèi)因主要是由于水化產(chǎn)物中含有__________、__________及水泥石的__________不夠所造成的。氫氧化鈣、水化鋁酸鈣、密實度

練習答案答案18、為了加快模具的周轉(zhuǎn)，在生產(chǎn)混凝土預制構(gòu)件時，常用蒸汽養(yǎng)護的方法，在此條件下，選擇制成混凝土構(gòu)件時，應采用(

)水泥拌制混凝土。A.普通水泥B.高鋁水泥C.粉煤灰水泥C19、在江河橋梁建設中，不宜采用(

)水泥拌制混凝土。A.普通水泥B.礦渣水泥C.火山灰水泥A

練習答案答案20、某工程中用普通水泥配制的混凝土，產(chǎn)生裂紋，試分析下列原因中哪個不正確(

)。A.混凝土因水化后體積膨脹開裂B.因干縮變形而開裂C.水泥體積安定性不良A21、硅酸鹽水泥的初凝時間不得早于()，終凝時間不得遲于()。A.30min

B.45min

C.12h

D.15h

E.6.5hBE

練習答案答案22、下列膠凝材料中，干燥收縮最大的是()。A.建筑石膏B.粉煤灰C.硅酸鹽水泥D.石灰D23、高層建筑基礎工程的混凝土宜優(yōu)先選用(

)。A.普通水泥B.礦渣水泥C.火山灰水泥B

練習答案答案24、現(xiàn)有四種白色粉末，已知其為建筑石膏、生石灰粉、白色石灰石粉和白色硅酸鹽水泥，請加以鑒別(化學分析法除外)。取相同質(zhì)量的四種粉末，分別加入適量的水拌合為同一稠度的漿體。放熱量最大且有大量的水蒸汽放出的為生石灰粉；在5～30min內(nèi)凝結(jié)并具有一定強度的為建筑石膏；在45min到12h內(nèi)凝結(jié)硬化的為白色水泥；加水后沒有任何反映和變化的白色石灰石粉。

練習答案25、為什么生產(chǎn)硅酸鹽水泥時摻加適量石膏對水泥不起破壞作用，而硬化水泥石在有硫酸鹽的的環(huán)境介質(zhì)中生成石膏時就有破壞作用？硫酸鹽對水泥石的腐蝕作用，是因為膨脹性產(chǎn)物高硫型水化硫鋁酸鈣是在變形能力很小的水泥石內(nèi)產(chǎn)生的故可以把水泥石脹裂。生產(chǎn)水泥時摻入適量的石膏也會和水化產(chǎn)物C3AH6反應生成，但該水化產(chǎn)物主要在水泥漿體凝結(jié)果前產(chǎn)生，凝結(jié)果后產(chǎn)生的很少。此時水泥漿還未凝結(jié)，具有流動性和可塑性，因而對水泥漿體無破壞作用。

練習答案26、下列混凝土工程中宜優(yōu)先選用哪種水泥？（1）處于干燥環(huán)境中的混凝土工程。（2）采用濕熱處理的混凝土構(gòu)件。（3）厚大體積混凝土工程。（4）水下混凝土工程。（5）高強度混凝土工程。（6）高溫爐或工業(yè)窯爐的混凝土基礎。（7）嚴寒地區(qū)受反復凍融的混凝土工程。（8）有抗?jié)B要求的混凝土工程。（9）混凝土地面或路面工程。（1）普通硅酸鹽水泥。（2）礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥。（3）礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。（4）礦渣硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥。（5）硅酸鹽水泥。（6）礦渣硅酸鹽水泥。（7）硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。（8）火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。（9）硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。

練習答案

1.某火山灰水泥試樣，測得的3d的抗折強度荷載平均值為1.73kN，3d抗壓荷載分別為3.50、3.58、3.60、3.79、3.80、4.30kN。試確定該水泥3d齡期的抗折、抗壓強度的平均值。(已知：標準壓板面積40mm×40mm，抗折跨距為100mm)2.已知某硅酸水泥28d抗折強度試件實測值分別為6.1，7.3，7.3MPa，試求其抗折強度值。該水泥抗實測值為51，52.5，53.5，53，53和54，試求其抗壓強度值。六、計算第四章

混凝土混凝土的力學性能4新拌混凝土的和易性3普通混凝土的組成材料21概述4混凝土變形5輕質(zhì)混凝土9混凝土配合比設計8混凝土質(zhì)量評定76混凝土的耐久性4混凝土高性能混凝土10混凝土的力學性能4新拌混凝土的和易性3普通混凝土的組成材料21概述4混凝土變形5

4.1概述適當比例配合、拌制、成型、硬化水泥水粗骨料細骨料外加劑摻合料人造石材（砼）混凝土

4.1概述〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝粗骨料細骨料水泥水化產(chǎn)物4.1概述

石灰-火山灰混凝土

硅酸鹽水泥混凝土摻和料水泥混凝土

高標號、早強混凝土

高性能混凝土（HighPerformanceConcrete)凝結(jié)快、強度高，但水化熱大凝結(jié)較快、強度高，但耐蝕性差耐蝕性好、水化熱低，但凝結(jié)較慢、早強低優(yōu)點：耐久，缺點：凝結(jié)緩慢建設速度要求地下、水下、大體積（斷面>80cm）工程要求強度要求耐久性、可持續(xù)發(fā)展要求以耐久性為首要的目標，滿足強度要求、施工性能要求

4.1.1混凝土的分類按表觀密度分類按所用膠凝材料分類按流動性分類按生產(chǎn)方式和施工方法分類按強度等級分類按用途分類4.1.1混凝土的分類按表觀密度分類類別干表觀密度kg/m3特點重混凝土﹥2800重晶石、鋼屑為重骨料普通混凝土1950-2800普通砂、石為骨料輕混凝土輕集料混凝土800-1950浮石、陶粒等輕骨料多孔混凝土300-1000泡沫砼、加氣砼普通大孔1500-1900輕骨料大孔500-15004.1.1混凝土的分類按所用膠凝材料分類1.水泥混凝土2.硅酸鹽混凝土3.石膏混凝土4.水玻璃混凝土5.瀝青混凝土6.聚合物混凝土7.樹脂混凝土8.……4.1.1混凝土的分類按流動性分類大流動性混凝土（坍落度大于160mm）流動性混凝土（坍落度100-150mm）塑性混凝土（坍落度10-90mm）干硬性混凝土（坍落度小于10mm）4.1.1混凝土的分類按用途分類防輻射混凝土膨脹混凝土耐熱混凝土防水混凝土大體積混凝土結(jié)構(gòu)混凝土4.1.1混凝土的分類按生產(chǎn)方式和施工方法分類離心成型混凝土普通澆筑混凝土泵送混凝土噴射混凝土……4.1.1混凝土的分類按強度等級分類超高強混凝土高強混凝土低強混凝土中強混凝土＜C30C30-C60C60-C100≥C1004.1.2混凝土的組成及結(jié)構(gòu)水泥粗細集料水傳統(tǒng)混凝土水泥漿在硬化前起潤滑作用砂漿又填充石子孔隙在混凝土硬化后，水泥漿則起膠結(jié)和填充作用粗細骨料主要起骨架作用比水泥漿具有更高體積穩(wěn)定性、更好的耐久性現(xiàn)代混凝土中，除了以上組分外，還多加入化學外加劑與礦物細粉摻和料。混凝土的結(jié)構(gòu)〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝〝粗骨料細骨料水泥水化產(chǎn)物水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2AftC-S-H4.1.2混凝土的組成及結(jié)構(gòu)普通混凝土的劣化或破壞4.1.2混凝土的組成及結(jié)構(gòu)宏觀粗觀細觀普通混凝土的劣化或破壞往往出現(xiàn)在界面處。在混凝土承受荷載作用以前，界面處就充滿微裂縫；受到荷載作用以后，隨著應力的增長，這些微裂縫的開展，最終將導致水泥石的斷裂?；炷潦怯伤嗍凸橇蟽上嘟M成的復合材料。水泥石又是各種水化物和未水化顆粒、水、氣等的多相復合體。各相之間的界面是混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)重要的組成部分。4.1.2混凝土的組成及結(jié)構(gòu)普通混凝土的界面劣化機理

水泥石和骨料的彈性模量不同當溫度、濕度發(fā)生變化時，水泥石和骨料變形不一致，致

使在界面處形成細微的裂縫。1

在混凝土硬化前，水泥漿體中的水分向親水的骨料表面遷

移，在骨料表面形成一層水膜，從而在硬化的混凝土中留下細

小的縫隙。2

漿體泌水也會在骨料下表面形成水囊。3骨料Ca(OH)2

AftC-S-H過渡層0-100

m4.1.2混凝土的組成及結(jié)構(gòu)混凝土界面過渡層模型①

W/C高（從骨料→水泥石，W/C↓）；②孔隙率大；③

Ca(OH)2和鈣礬石多，C-S-H的CaO/SiO2比大；④

Ca(OH)2和鈣礬石結(jié)晶顆粒大；⑤

Ca(OH)2取向生長。4.6混凝土的耐久性混凝土界面過渡層特點

4.1.3混凝土的性能特點與基本要求耐火性易塑性經(jīng)濟性安全性多用性耐久性抗拉強度低延展性不高自重大，比強度低體積不穩(wěn)定性經(jīng)濟性耐久性設計強度工作性生態(tài)性優(yōu)點缺點基本要求混凝土的力學性能4新拌混凝土的和易性3普通混凝土的組成材料21概述4混凝土變形5

4.2.1混凝土中各組分的作用水泥骨料外加劑摻合料水65vol.%外加劑、摻合料改善拌合物的和易性改善混凝土的物理力學性和耐久性硬化前硬化后

4.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求水泥品種的選擇水泥強度等級的選擇水泥

配制混凝土時，應根據(jù)工程性質(zhì)、部位、施工條件、環(huán)境狀況等，按各品種水泥的特性做出合理的選擇。1

“高細度、高C3S含量、高標號”所謂的“三高”水泥對混凝

土產(chǎn)生裂縫的不利影響應該說是越來越大了。2

高效減水劑的使用打破了這一傳統(tǒng)的常規(guī)：混凝土的水灰比可以減小到比檢測水泥的水灰比低得很多，老規(guī)范中“水泥強度應

是混凝土強度的1.5～2倍”的規(guī)定已成為歷史，現(xiàn)今的32.5水泥

配C60混凝土已是現(xiàn)實。3

案例火山灰水泥耐磨性差，鋪筑路面不能選用火山灰水泥4.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求【案例4-1】某施工隊使用以煤渣摻量為30％的火山灰水泥鋪筑路面，見圖。使用兩年后，表面耐磨性差，已出現(xiàn)露石，且表面有微裂縫。

案例所選用的水泥熟料礦物組成中C3A含量較高，當水泥中C3A含量較高，其干縮較大，選用水泥不當。4.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求【案例4-2】路面出現(xiàn)較多裂紋。從資料可見，混凝土選用普通硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成分別為C3S53％，C2S25％，C3A15％，C4AF7％。4.752.361.180.600.300.1590.075.063.053.037.531.526.519.016.09.504.75碎石卵石山砂河砂海砂粗骨料細骨料mmmm《建筑用卵石、碎石》GB/T14685-2022《建筑用砂》GB/T14684-2022骨料4.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求

4.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求細骨料普通混凝土中所用細骨料有天然砂和人工砂兩種泥顆粒極細----粘附在骨料表面----降低水泥石與骨料的膠結(jié)力；泥塊會在混凝土中形成薄弱部分----影響混凝土的質(zhì)量。云母、粘土等----粘附在砂的表面----削減水泥與砂的粘結(jié)----降低混凝土的強度；另外，增加混凝土的用水量-----加大混凝土的收縮----降低抗凍性和抗?jié)B性。有機雜質(zhì)、硫化物及硫酸鹽----對水泥有腐蝕作用。有害雜質(zhì)泥和泥塊含量

4.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求細骨料顆粒形狀和表面特征----影響其與水泥的粘結(jié)；顆粒形狀和表面特征----影響混凝土拌合物的流動性。I類機制砂的片狀顆粒含量不應大于10%。顆粒級配和粗細程度----砂的空隙率和總表面積；顆粒級配良好----所需的膠凝材料漿量較少，且能夠提高混凝土的密實度----改善混凝土的其他性能。砂的級配和粗細程度顆粒形狀和表面特征砂的粗細程度——細度模數(shù)Mx砂的粗細程度，指不同粒徑的顆?；煸谝黄鸬钠骄旨毘潭?。篩孔尺寸，mm分計篩余，%累計篩余，%4.752.361.180.600.300.15a1a2a3a4a5a6A1=a1A2=a1+a2A3=a1+a2+a3A4=a1+a2+a3+a4A5=a1+a2+a3+a4+a5A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1100-A1Mx=3.7-3.1粗砂3.0-2.3中砂2.2-1.6細砂1.5-0.7特細砂4.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求/%1區(qū)2區(qū)3區(qū)天然砂的級配曲線/%以天然砂為例：篩分曲線超過3區(qū)往左上偏時，表示砂過細，拌制混凝土時需要的水泥漿量多，易使混凝土強度降低，收縮增大；超過1區(qū)往右下偏時，表示砂過粗，配制的混凝土，其拌合物的和易性不易控制，而且內(nèi)摩擦大，不易振倒成型；處于2區(qū)級配的砂，其粗細適中，級配較好，是配制混凝土的最理想的級配區(qū)。4.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求【例4-1】某干砂500g的篩分結(jié)果如下表所列。試計算該砂的細度模數(shù)并評定其級配。4.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求篩孔尺寸（mm）4.752.361.180.600.300.15篩余量(ｇ)510015014580204.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求計算細度模數(shù)：

根據(jù)細度模數(shù)，該砂屬粗砂。在級配區(qū)內(nèi)畫出該砂的篩分曲線，見圖4-1。該曲線落在１區(qū)（粗砂區(qū)）內(nèi)，說明該砂為粗砂，級配合格。[注]Ｍx在3.7～3.1為粗砂，Ｍx在3.0～2.3為中砂，Ｍx在2.2～1.6為細砂，Ｍx在1.5～0.7為特細砂。

4.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求是指砂在外界物理化學因素作用下抵抗破壞的能力。砂的堅固性砂的堅固性指標類別Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類質(zhì)量損失率a/%≤8≤10細骨料a：采用硫酸鈉溶液法進行試驗時，砂的質(zhì)量損失應符合表中規(guī)定。

4.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求項

目指

標I類II類III類硫化物及硫酸鹽（按SO3質(zhì)量計，％，＜）0.51.01.0有機物合格合格合格粗骨料有害雜質(zhì)（GB/T14685－2022）粗骨料中常含有一些有害雜質(zhì)，如粘土、淤泥、細屑、硫酸鹽、硫化物和有機雜質(zhì)。它們的危害作用與在細骨料中的相同。有害雜質(zhì)粗骨料普通混凝土通常所用的粗骨料有碎石和卵石兩種

4.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求類別ⅠⅡⅢ針、片狀顆?？偤浚ò促|(zhì)量計）/%

≤5≤8≤15針、片狀顆粒含量顆粒形狀及表面特征----空隙率----影響與水泥的粘結(jié)----影響膠凝材料用量及拌合物的流動性。骨料質(zhì)量首先不是強度，重要的是使用級配和粒形良好的骨料可以得到最小用水量的拌和物。顆粒形狀及表面特征粗骨料骨料質(zhì)量好壞是不是“強度是關鍵”？重要的是，使用級配和粒形良好的骨料可以得到最小用水量的拌和物。

4.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求不同粒形骨料的對比

4.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求粗骨料中公稱粒級的上限，稱為該粒級的最大粒徑。最大粒徑粗骨料水泥用量和稠度骨料粒徑大拌合用水量少相同骨料粒徑小拌合用水量多但，粒徑大的骨料使界面過渡區(qū)有更多的微裂縫，從而更加薄弱。

4.2.2混凝土中各組分的技術(shù)要求石子品種泵送高度（m）粗骨料最大粒徑與輸送管徑比碎石＜50≤1：350～100≤1：4＞100≤1：5卵石＜50≤1：2.550