水電第03章 水泥

1、第第03章章 水泥水泥第第 2頁頁水泥的起源水泥的起源n最早采用具有水硬性膠凝材料制備混凝土的是中國人，而不最早采用具有水硬性膠凝材料制備混凝土的是中國人，而不是多少年來一直誤認為的古羅馬人。是多少年來一直誤認為的古羅馬人。n據(jù)甘肅省考古研究所于據(jù)甘肅省考古研究所于1980年和年和1983年考察，在該省秦安年考察，在該省秦安縣的大地灣（西安以西約縣的大地灣（西安以西約600公里處）先后發(fā)掘出兩個大公里處）先后發(fā)掘出兩個大型住宅遺址，該遺址的地坪系用混凝土建造，經(jīng)測算距今型住宅遺址，該遺址的地坪系用混凝土建造，經(jīng)測算距今已有已有5千年，相當于千年，相當于“新石器時代新石器時代”。從大地灣發(fā)掘出的

2、。從大地灣發(fā)掘出的混凝土是用水硬性的水泥所制成。這種水泥以礓石（一種混凝土是用水硬性的水泥所制成。這種水泥以礓石（一種富含碳酸鈣的粘土）為原料煅燒而成。富含碳酸鈣的粘土）為原料煅燒而成。n古羅馬水泥：古羅馬水泥：用含有一定比例粘土成分的石灰石煅燒而成，用含有一定比例粘土成分的石灰石煅燒而成，如古羅馬如古羅馬“龐貝龐貝”城遺址。城遺址。nPortland Cement：1824年，英國泥瓦工約瑟夫年，英國泥瓦工約瑟夫.阿斯普丁阿斯普?。↗oseph Aspdin）申報波特蘭水泥專利：把粘土和焙燒過的）申報波特蘭水泥專利：把粘土和焙燒過的石灰石混合，經(jīng)煅燒至二氧化碳釋放，將所得到的產(chǎn)物磨細石灰石混

3、合，經(jīng)煅燒至二氧化碳釋放，將所得到的產(chǎn)物磨細成粉末。由于它硬化后外觀象波特蘭的石頭，就起名為波特成粉末。由于它硬化后外觀象波特蘭的石頭，就起名為波特蘭水泥。蘭水泥。第第 3頁頁龐貝遺址龐貝遺址第第 4頁頁n目前，世界上水泥的品種已達目前，世界上水泥的品種已達200多種。解放多種。解放后，我國水泥產(chǎn)量快速上升，后，我國水泥產(chǎn)量快速上升，1985年我國水年我國水泥產(chǎn)量已躍居世界第一位，品種亦達泥產(chǎn)量已躍居世界第一位，品種亦達70多種。多種?，F(xiàn)在已有現(xiàn)在已有100余種。余種。n我國水泥品種雖然很多，但大量使用的是五我國水泥品種雖然很多，但大量使用的是五大品種水泥：大品種水泥：n硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥n

4、普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥n礦渣硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥n火山灰質硅酸鹽水泥火山灰質硅酸鹽水泥n粉煤灰硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥3.1 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥第第 6頁頁3.1.1 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)和基本組成硅酸鹽水泥的生產(chǎn)和基本組成n1.硅酸鹽水泥的定義與分類硅酸鹽水泥的定義與分類 n根據(jù)根據(jù)GB175- 2007，凡是由硅酸鹽水泥熟料、，凡是由硅酸鹽水泥熟料、05石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥（即國外通稱的波特蘭水泥）。（即國外通稱的波特蘭水泥）。n硅酸鹽水泥分兩種類型：硅酸鹽水泥

5、分兩種類型：nI型硅酸鹽水泥：不摻混合材料，代號型硅酸鹽水泥：不摻混合材料，代號PI。nII型硅酸鹽水泥：在硅酸鹽水泥粉磨時摻加不超型硅酸鹽水泥：在硅酸鹽水泥粉磨時摻加不超過水泥質量過水泥質量5的石灰石或?；郀t礦渣，代號的石灰石或?；郀t礦渣，代號PII。 第第 7頁頁 2.硅酸鹽水泥熟料礦物組成硅酸鹽水泥熟料礦物組成 n硅酸三鈣硅酸三鈣(簡稱簡稱C3S) 3CaOSiO2，含量，含量3660%。 n硅酸二鈣硅酸二鈣(簡稱簡稱C2S) 2CaOSiO2，含量，含量1537%。n鋁酸三鈣鋁酸三鈣(簡稱簡稱C3A) 3CaOAl2O3，含量，含量7%15%。n鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣(簡稱簡稱C4A

6、F) 4CaOAl2O3Fe2O3，含量含量10%18%。n前兩種礦物稱硅酸鹽礦物，占總量的前兩種礦物稱硅酸鹽礦物，占總量的7582%。后。后兩種礦物稱溶劑礦物，占總量的兩種礦物稱溶劑礦物，占總量的1825。n還含有少量的游離氧化鈣和游離氧化鎂及少量的堿還含有少量的游離氧化鈣和游離氧化鎂及少量的堿( (氧化鈉和氧化鉀氧化鈉和氧化鉀) )。 第第 8頁頁3.硅酸鹽水泥的生產(chǎn)概述硅酸鹽水泥的生產(chǎn)概述 n原料主要有：原料主要有：石灰質原料（如石灰石、白堊等，主石灰質原料（如石灰石、白堊等，主要提供氧化鈣）和粘土質原料（如粘土、頁巖等，要提供氧化鈣）和粘土質原料（如粘土、頁巖等，主要提供氧化硅及氧化鋁

7、與氧化鐵），還有少量輔主要提供氧化硅及氧化鋁與氧化鐵），還有少量輔助原料，如鐵礦石。助原料，如鐵礦石。第第 9頁頁n硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝概括起來就是硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝概括起來就是“二磨二磨一燒一燒”，如圖所示：，如圖所示： 第第 10頁頁(1)生料的制備生料的制備 n干法：干法：石灰石等大塊硬質原料，要破碎至小于石灰石等大塊硬質原料，要破碎至小于25mm的塊料。粘土等含水原料則應經(jīng)烘干再與石灰石、的塊料。粘土等含水原料則應經(jīng)烘干再與石灰石、鐵礦石等按比例送入磨機內，研磨成細的生料粉，鐵礦石等按比例送入磨機內，研磨成細的生料粉，輸入攪拌庫，在庫中用壓縮空氣攪拌輸入攪拌庫，在庫中用壓縮空氣攪拌,

8、并調整成分至并調整成分至合格的生料粉。合格的生料粉。n濕法：濕法：粘土是先用水淘洗成泥漿，與石灰石和鐵礦粘土是先用水淘洗成泥漿，與石灰石和鐵礦石共同研磨至含水分約為石共同研磨至含水分約為35的生料漿。的生料漿。n干法優(yōu)點是在煅燒水泥熟料時的熱耗比濕法低，每干法優(yōu)點是在煅燒水泥熟料時的熱耗比濕法低，每千克熟料的熱耗只需要千克熟料的熱耗只需要3.64.6MJ，而濕法需要，而濕法需要 5.26.3MJ。但濕法制備的生料成分較易均勻。但濕法制備的生料成分較易均勻。 n生料的細度要求：生料的細度要求：通過通過4900孔孔/cm2篩在篩在90以上。以上。 第第 11頁頁(2)生料的煅燒生料的煅燒 n一般生

9、料粉或生料漿在回轉窯內煅燒。但大多數(shù)小型水泥廠一般生料粉或生料漿在回轉窯內煅燒。但大多數(shù)小型水泥廠均采用立窯煅燒。用立窯煅燒時生料粉中混入需要的煤粉，均采用立窯煅燒。用立窯煅燒時生料粉中混入需要的煤粉，并加適量水混合制成直徑為并加適量水混合制成直徑為1030mm的生料球。立窯煅燒的生料球。立窯煅燒的水泥熟料質量略差，但煅燒溫度低，耗煤量較小。的水泥熟料質量略差，但煅燒溫度低，耗煤量較小。n回轉窯回轉窯是由厚鋼板制成的長圓筒，內壁襯以耐火磚，在支架是由厚鋼板制成的長圓筒，內壁襯以耐火磚，在支架上以每分鐘上以每分鐘12轉的速度不停地轉動。轉的速度不停地轉動。第第 12頁頁濕法回轉窯生產(chǎn)工藝濕法回轉

10、窯生產(chǎn)工藝n干燥帶：干燥帶：溫度范圍在溫度范圍在200以前，生料被加熱，水分以前，生料被加熱，水分逐漸蒸發(fā)而干燥，此過程是水分蒸發(fā)的物理變化，逐漸蒸發(fā)而干燥，此過程是水分蒸發(fā)的物理變化，化學反應還未開始?；瘜W反應還未開始。n預熱帶：預熱帶：溫度范圍在溫度范圍在200500，生料被預熱。，生料被預熱。n煅燒帶煅燒帶：溫度范圍在：溫度范圍在5001000之間，生料中的有之間，生料中的有機物燒盡，粘土質原料脫水并分解為無定形的機物燒盡，粘土質原料脫水并分解為無定形的Al2O3和和SiO2，MgCO3分解成分解成MgO及及CO2。在。在600以上，以上，石灰石也開始分解為石灰石也開始分解為CaO和和C

11、O2。在。在8001000時，時，石灰石加速分解。這一帶的最高溫度已達石灰石加速分解。這一帶的最高溫度已達1000，在這個溫度下，各種分解物之間開始了相互間的反在這個溫度下，各種分解物之間開始了相互間的反應形成應形成C3A、C4AF，也形成部分，也形成部分C2S。 第第 13頁頁n放熱反應帶：放熱反應帶：溫度在溫度在10001300之間，在之間，在1100以前，所有的以前，所有的CaCO3分解完畢，分解完畢，f-CaO達最大值。在達最大值。在11001200，大量形成，大量形成C3A、C4AF，C2S生成量達生成量達最大，在最大，在1300之前，水泥生料開始熔融，并出現(xiàn)之前，水泥生料開始熔融，

12、并出現(xiàn)液相，從而創(chuàng)造了液相，從而創(chuàng)造了C2S吸收吸收CaO生產(chǎn)生產(chǎn)C3S的條件。的條件。 n燒成帶：燒成帶：溫度范圍在溫度范圍在130014501300之間，之間，C3A和和C4AF呈熔融狀態(tài)，產(chǎn)生的液相把呈熔融狀態(tài)，產(chǎn)生的液相把CaO和部分和部分C2S溶解于其中，在此液相中，溶解于其中，在此液相中，C2S吸收吸收CaO形成形成C3S。這一過程是煅燒水泥的關鍵。這一過程是煅燒水泥的關鍵。n冷卻帶：冷卻帶：溫度范圍在溫度范圍在13001000之間。在這個階之間。在這個階段，一方面熟料進行殘余的化學反應，一方面冷卻段，一方面熟料進行殘余的化學反應，一方面冷卻成圓形顆粒，并離開窯爐，進行急速冷卻，即

13、為水成圓形顆粒，并離開窯爐，進行急速冷卻，即為水泥熟料塊。泥熟料塊。 第第 14頁頁快冷的目的快冷的目的 n增加熟料的易磨性：增加熟料的易磨性：急速冷卻時，由于熟料急速冷卻時，由于熟料產(chǎn)生應力，因而增加了熟料的易磨性；產(chǎn)生應力，因而增加了熟料的易磨性； n使礦物呈玻璃體：使礦物呈玻璃體：快冷時，可以防止煅燒所快冷時，可以防止煅燒所形成的礦物在冷卻時轉變?yōu)榫w而使它們變形成的礦物在冷卻時轉變?yōu)榫w而使它們變成玻璃體；成玻璃體； n使使MgO凝結于玻璃體：凝結于玻璃體：熟料慢冷時，熟料慢冷時，MgO結結晶，這種晶體很不容易水化，往往須經(jīng)過幾晶，這種晶體很不容易水化，往往須經(jīng)過幾年的時間才能水化完畢

14、，這樣會引起水泥體年的時間才能水化完畢，這樣會引起水泥體積安定性不良。當快冷時，積安定性不良。當快冷時，MgO凝結于玻璃凝結于玻璃體中，或者即使晶體析出，也非常細小，這體中，或者即使晶體析出，也非常細小，這樣會減少出現(xiàn)膨脹的可能性。樣會減少出現(xiàn)膨脹的可能性。 第第 15頁頁(3)水泥制成和包裝水泥制成和包裝 n從窯內出來的水泥熟料經(jīng)冷從窯內出來的水泥熟料經(jīng)冷卻后加入?yún)s后加入35石膏石膏 (控制控制水泥中水泥中SO33.5)，在磨機，在磨機內研細，制成硅酸鹽水泥。內研細，制成硅酸鹽水泥。n加入石膏的目的加入石膏的目的是調節(jié)水泥是調節(jié)水泥的凝結時間，使之不發(fā)生急的凝結時間，使之不發(fā)生急凝現(xiàn)象。凝現(xiàn)

15、象。n水泥粉常用紙袋包裝，但近水泥粉常用紙袋包裝，但近年來已大量改用散裝船、散年來已大量改用散裝船、散裝車輸送，提高了裝運效率，裝車輸送，提高了裝運效率，降低了成本。降低了成本。 第第 16頁頁3.1.2 硅酸鹽水泥的水化硬化硅酸鹽水泥的水化硬化 n1.硅酸鹽水泥熟料礦物的水化硅酸鹽水泥熟料礦物的水化 n(1)硅酸三鈣硅酸三鈣n硅酸三鈣與水作用時，反應較快，水化放熱量大，硅酸三鈣與水作用時，反應較快，水化放熱量大，生成水化硅酸鈣（生成水化硅酸鈣（C-S-H凝膠）及氫氧化鈣：凝膠）及氫氧化鈣： 2C3S+6H2O=C3S2H3+3CH n水化硅酸鈣幾乎不溶于水，而立即以膠體微粒析水化硅酸鈣幾乎不

16、溶于水，而立即以膠體微粒析出，并逐漸凝聚而成為凝膠。氫氧化鈣呈六方板出，并逐漸凝聚而成為凝膠。氫氧化鈣呈六方板狀晶體析出。狀晶體析出。第第 17頁頁C-S-H凝膠：凝膠： nC-S-H的化學組成是不固定的，其的化學組成是不固定的，其Ca/Si比隨液相中比隨液相中Ca(OH)2濃度的提高而增加。濃度的提高而增加。n當氧化鈣濃度約為當氧化鈣濃度約為220mol/L時，生成時，生成Ca/Si比為比為0.81.5的水化硅酸鈣的水化硅酸鈣C-S-H()n當液相中氧化鈣濃度飽和時，則生成當液相中氧化鈣濃度飽和時，則生成Ca/Si比提高到比提高到1.52.0的水化硅酸鈣的水化硅酸鈣C-S-H()n在常溫正常

17、水化的條件下，在常溫正常水化的條件下，C-S-H的組成或可粗略的組成或可粗略地用地用CxSHx-0.5表示。表示。n多數(shù)研究者還認為多數(shù)研究者還認為C-S-H的組成隨著水化進程而改的組成隨著水化進程而改變，其變，其Ca/Si比隨齡期的增長而下降，例如從水化比隨齡期的增長而下降，例如從水化1 d的的1.9，到，到2、3年后可減少至年后可減少至1.41.6左右。左右。 nC-S-H呈無定形的膠體狀，直徑可能小于呈無定形的膠體狀，直徑可能小于10 m。其結晶程度極差。其結晶程度極差。 第第 18頁頁氫氧化鈣氫氧化鈣 n氫氧化鈣具有固定的化學組成，結晶良好，屬氫氧化鈣具有固定的化學組成，結晶良好，屬三

18、方三方晶系，具層狀結構晶系，具層狀結構，由彼此聯(lián)結的，由彼此聯(lián)結的Ca(OH)2八面體八面體組成。結構層內為離子鍵，結合較強；而結構層之組成。結構層內為離子鍵，結合較強；而結構層之間則為分子鍵，層間聯(lián)系較弱。間則為分子鍵，層間聯(lián)系較弱。n當水化過程到達加速期后，當水化過程到達加速期后，Ca(OH)2即在充水空間即在充水空間中成核結晶析出。中成核結晶析出。n在水化初期，在水化初期，Ca(OH)2常呈薄的六方板狀，寬約幾常呈薄的六方板狀，寬約幾十微米，用普通光學顯微鏡即可清晰分辨；在漿體十微米，用普通光學顯微鏡即可清晰分辨；在漿體孔隙內生長的孔隙內生長的Ca(OH)2晶體，有時長得很大，甚至晶體，

19、有時長得很大，甚至肉眼可見。隨后，長大變厚成疊片狀。肉眼可見。隨后，長大變厚成疊片狀。n在水灰比過低的條件下，在水灰比過低的條件下，Ca(OH)2的結晶程度相應的結晶程度相應有所降低。有所降低。 第第 19頁頁19Construction MaterialsC-S-H 水化硅酸鈣凝膠水化硅酸鈣凝膠CH Crystal 氫氧化鈣晶體氫氧化鈣晶體 電鏡下的水泥水化產(chǎn)物圖電鏡下的水泥水化產(chǎn)物圖第第 20頁頁(2)硅酸二鈣硅酸二鈣 n硅酸二鈣與水作用時，反應慢，水化放熱小，生成硅酸二鈣與水作用時，反應慢，水化放熱小，生成水化硅酸鈣，也有氫氧化鈣析出：水化硅酸鈣，也有氫氧化鈣析出：2C2S+4H2O=

20、C3S2H3 +CHn所形成的水化硅酸鈣在所形成的水化硅酸鈣在C/S和形貌方面與和形貌方面與C3S水化生水化生成的都無大區(qū)別，故也稱為成的都無大區(qū)別，故也稱為C-S-H凝膠。但凝膠。但CH生成生成量比量比C3S的少，結晶卻粗大些。的少，結晶卻粗大些。第第 21頁頁(3)鋁酸三鈣鋁酸三鈣 n鋁酸三鈣與水作用時，反應極快，水化放熱鋁酸三鈣與水作用時，反應極快，水化放熱甚大，生成水化鋁酸三鈣（水石榴石）：甚大，生成水化鋁酸三鈣（水石榴石）： C3A+6H2O=C3AH6n水化鋁酸三鈣為立方晶體，它易溶于水。水化鋁酸三鈣為立方晶體，它易溶于水。第第 22頁頁(4)鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣 n鐵鋁酸四鈣與水

21、作用時，反應也較快，水化放熱中鐵鋁酸四鈣與水作用時，反應也較快，水化放熱中等，生成水化鋁酸三鈣及水化鐵酸鈣：等，生成水化鋁酸三鈣及水化鐵酸鈣： C4AF+7H2O =C3AH6+CFHn為調節(jié)水泥凝結時間而摻入的少量石膏，與水化鋁為調節(jié)水泥凝結時間而摻入的少量石膏，與水化鋁酸鈣作用，生成水化硫鋁酸鈣：酸鈣作用，生成水化硫鋁酸鈣： 3CaOAl2O36H2O+3(CaSO42H2O)+19H2O =3CaOAl2O33CaSO431H2On在有石膏的情況下，在有石膏的情況下，C3A水化的最終產(chǎn)物與石膏摻水化的最終產(chǎn)物與石膏摻入量有關。最初形成的三硫型水化硫鋁酸鈣，簡稱入量有關。最初形成的三硫型水

22、化硫鋁酸鈣，簡稱鈣礬石鈣礬石，常用，常用AFt表示。若石膏在表示。若石膏在C3A完全水化前耗完全水化前耗盡，則鈣礬石與盡，則鈣礬石與C3A作用轉化為單硫型水化硫鋁酸作用轉化為單硫型水化硫鋁酸鈣鈣(AFm)。第第 23頁頁水泥漿掃描電鏡照片（水泥漿掃描電鏡照片（7d齡期齡期）C-S-H鈣礬石鈣礬石第第 24頁頁n硅酸鹽水泥主要水化產(chǎn)物有：硅酸鹽水泥主要水化產(chǎn)物有：水化硅酸鈣凝水化硅酸鈣凝膠、水化鐵酸鈣凝膠、氫氧化鈣晶體、水化膠、水化鐵酸鈣凝膠、氫氧化鈣晶體、水化鋁酸鈣晶體、水化硫鋁酸鈣晶體。鋁酸鈣晶體、水化硫鋁酸鈣晶體。n在完全水化的水泥中：在完全水化的水泥中：n水化硅酸鈣約占水化硅酸鈣約占70

23、%n氫氧化鈣約占氫氧化鈣約占20%n水化鋁酸鈣約占水化鋁酸鈣約占3n鈣礬石和單硫型水化硫鋁酸鈣約占鈣礬石和單硫型水化硫鋁酸鈣約占7%第第 25頁頁各種礦物的特性各種礦物的特性性能指標性能指標 熟料礦物熟料礦物 C3S C2S C3A C4AF 水化速率水化速率 快快 慢慢 最快最快 快，僅次于快，僅次于C3A 凝結硬化速率凝結硬化速率 快快 慢慢 快快 快快 放熱量放熱量 多多 少少 最多最多 中中 強度強度 早期早期 高高 低低 低低 低低 后期后期 高高 高高 低低 低低 表中所列各種礦物的放熱量和強度，是指全部放熱量和最終強度表中所列各種礦物的放熱量和強度，是指全部放熱量和最終強度第第

24、26頁頁第第 27頁頁 礦物組成對早期強度及水化熱的影響礦物組成對早期強度及水化熱的影響 n以下是以下是A、B兩種硅酸鹽水泥熟料礦物組成百分比含兩種硅酸鹽水泥熟料礦物組成百分比含量，請分析量，請分析A、B兩種硅酸鹽水泥的早期強度及水化兩種硅酸鹽水泥的早期強度及水化熱的差別。熱的差別。礦物組成礦物組成C3S/C2S/C3A/C4AF/A水泥水泥6015169B水泥水泥47281015nA水泥的水泥的C3S及及C3A含量高，而含量高，而C3S及及C3A的早期強度的早期強度及水化熱都較高，故及水化熱都較高，故A硅酸鹽水泥的早期強度與水化硅酸鹽水泥的早期強度與水化熱高于熱高于B水泥。水泥。 第第 28

25、頁頁擋墻開裂與水泥的選用擋墻開裂與水泥的選用 n現(xiàn)象：現(xiàn)象：某大體積的混凝土工程，澆注兩周后拆模，發(fā)現(xiàn)擋墻某大體積的混凝土工程，澆注兩周后拆模，發(fā)現(xiàn)擋墻有多道貫穿型的縱向裂縫。該工程使用某立窯水泥廠生產(chǎn)有多道貫穿型的縱向裂縫。該工程使用某立窯水泥廠生產(chǎn)42.5型硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成如下：型硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成如下： C3S： 61 ； C2S： 14C3A： 14；C4AF： 11 n原因分析：原因分析：由于該工程所使用的水泥由于該工程所使用的水泥C3A和和C3S含量高，導致含量高，導致該水泥的水化熱高，且在澆注混凝土中，混凝土的整體溫度該水泥的水化熱高，且在澆注混凝土中，混凝土的

26、整體溫度高，以后混凝土溫度隨環(huán)境溫度下降，混凝土產(chǎn)生冷縮，造高，以后混凝土溫度隨環(huán)境溫度下降，混凝土產(chǎn)生冷縮，造成混凝土貫穿型的縱向裂縫。成混凝土貫穿型的縱向裂縫。n防治措施：防治措施：首先，對大體積的混凝土工程宜選用低水化熱，首先，對大體積的混凝土工程宜選用低水化熱，即即C3A和和C3S的含量較低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也的含量較低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也需適當控制。需適當控制。第第 29頁頁2.硅酸鹽水泥的凝結硬化硅酸鹽水泥的凝結硬化n硅酸鹽水泥的凝結硬化過程可分為：硅酸鹽水泥的凝結硬化過程可分為：初始反初始反應期、潛伏期、凝結期、硬化期應期、潛伏期、凝結期、硬化期4個階段。

27、個階段。a.分散在水中未水化的水泥顆粒；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；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）；膜層長大并互相連接（凝結）；d.水化物進一步發(fā)展，填充毛細孔水化物進一步發(fā)展，填充毛細孔（硬化）；（硬化）；1水泥顆粒；水泥顆粒；2水份；水份；3凝膠；凝膠；4晶體；晶體；5水泥顆粒的未水化內核；水泥顆粒的未水化內核；6毛細孔毛細孔第第 30頁頁n水泥凝結硬化過程的各個階段不是彼此截然水泥凝結硬化過程的各個階段不是彼此截然分開，而是交錯進行的。分開，而是交錯進行的。 第第 31頁頁3.水泥石的結構水泥石的結構 n常溫下硬化的水泥石是

28、由水化產(chǎn)物、未水化的水泥常溫下硬化的水泥石是由水化產(chǎn)物、未水化的水泥顆粒內核、孔隙等組成的顆粒內核、孔隙等組成的固、液、氣三相多孔體固、液、氣三相多孔體。n水化產(chǎn)物水化產(chǎn)物按結晶程度可以分成兩大類：按結晶程度可以分成兩大類：n一類是結晶比較差，晶粒的大小相當于膠體尺寸的水化硅一類是結晶比較差，晶粒的大小相當于膠體尺寸的水化硅酸鈣凝膠，簡稱酸鈣凝膠，簡稱C-S-H凝膠；凝膠；n一類為結晶度比較完整、晶粒比較大的水化物，如一類為結晶度比較完整、晶粒比較大的水化物，如CH，水化鋁酸鈣以及水化硫鋁酸鈣等。水化鋁酸鈣以及水化硫鋁酸鈣等。 n孔隙孔隙可以分為凝膠孔、毛細孔和過渡孔?？梢苑譃槟z孔、毛細孔和

29、過渡孔。n凝膠孔：凝膠孔：水化硅酸鈣凝膠體內部的孔隙。其孔徑一般為水化硅酸鈣凝膠體內部的孔隙。其孔徑一般為1530。凝膠孔一般占有凝膠體本身體積的。凝膠孔一般占有凝膠體本身體積的28。n毛細孔：毛細孔：水泥水泥-水體系中沒有被水化物填充的原來充水的水體系中沒有被水化物填充的原來充水的空間，這類孔隙的尺寸比較大，其孔徑一般大于空間，這類孔隙的尺寸比較大，其孔徑一般大于2000。n過渡孔：過渡孔：C-S-H凝膠粒子之間以及其它水化物之間的孔隙，凝膠粒子之間以及其它水化物之間的孔隙，其孔徑尺寸波動很大，為其孔徑尺寸波動很大，為1001000。第第 32頁頁n水泥石中的水水泥石中的水一般分為蒸發(fā)水和非

30、蒸發(fā)水。一般分為蒸發(fā)水和非蒸發(fā)水。n在干冰在干冰-酒精的升華點酒精的升華點-79時的蒸氣壓下干燥（即時的蒸氣壓下干燥（即D-干燥，干燥，蒸氣壓為蒸氣壓為5104微米汞柱）時失去的水為蒸發(fā)水，殘留微米汞柱）時失去的水為蒸發(fā)水，殘留的水為非蒸發(fā)水。的水為非蒸發(fā)水。n蒸發(fā)水蒸發(fā)水又可分為凝膠水和毛細水。又可分為凝膠水和毛細水。n凝膠水凝膠水填充于凝膠孔中。凝膠水是凝膠中以范德華力結合填充于凝膠孔中。凝膠水是凝膠中以范德華力結合的吸附水。的吸附水。n毛細水毛細水填充于毛細孔中。毛細水在水泥水化過程中不斷向填充于毛細孔中。毛細水在水泥水化過程中不斷向水泥顆粒擴散，以保證水泥水化不斷進行。水泥顆粒擴散，以

31、保證水泥水化不斷進行。n非蒸發(fā)水非蒸發(fā)水主要是化合水（也稱結構水），它不是真主要是化合水（也稱結構水），它不是真正的水分子，而是以正的水分子，而是以(OH)離子的形式參與組成化離子的形式參與組成化合物的晶體結構，有固定的配位位置和確定的含量合物的晶體結構，有固定的配位位置和確定的含量比，它在晶格中的結合強度比結晶水大。比，它在晶格中的結合強度比結晶水大。第第 33頁頁第第 34頁頁4.凝結硬化的影響因素凝結硬化的影響因素 n(1)水泥的熟料礦物組成及細度水泥的熟料礦物組成及細度 n水泥熟料中各種礦物的凝結硬化特點不同，當水水泥熟料中各種礦物的凝結硬化特點不同，當水泥中各礦物的相對含量不同時，水

32、泥的凝結硬化泥中各礦物的相對含量不同時，水泥的凝結硬化特點就不同。特點就不同。 n水泥磨得愈細，水化時與水的接觸面大，水化速水泥磨得愈細，水化時與水的接觸面大，水化速度快，凝結硬化快，早期強度就高。度快，凝結硬化快，早期強度就高。n(2)水泥漿的水灰比水泥漿的水灰比 n水灰比水灰比是指水泥漿中水與水泥的質量之比。水灰是指水泥漿中水與水泥的質量之比。水灰比大，水泥的初期水化反應得以充分進行，但水比大，水泥的初期水化反應得以充分進行，但水泥漿凝結較慢，水泥石的強度低。泥漿凝結較慢，水泥石的強度低。 第第 35頁頁n(3)石膏的摻量石膏的摻量 n水泥中摻入石膏，可調節(jié)水泥凝結硬化的速度。水泥中摻入石

33、膏，可調節(jié)水泥凝結硬化的速度。n摻量約占水泥重量的摻量約占水泥重量的35%，具體摻量通過試驗確定。，具體摻量通過試驗確定。 n(4)環(huán)境溫度和濕度環(huán)境溫度和濕度 n提高溫度可加速硅酸鹽水泥的早期水化，使早期強度能較提高溫度可加速硅酸鹽水泥的早期水化，使早期強度能較快發(fā)展，但對后期強度反而可能有所降低?？彀l(fā)展，但對后期強度反而可能有所降低。n環(huán)境濕度大，水泥的水化及凝結硬化就能夠保持足夠的化環(huán)境濕度大，水泥的水化及凝結硬化就能夠保持足夠的化學用水。如果環(huán)境干燥，當水份蒸發(fā)完后，水化作用將無學用水。如果環(huán)境干燥，當水份蒸發(fā)完后，水化作用將無法進行，硬化即行停止，還會在制品表面產(chǎn)生干縮裂縫。法進行，

34、硬化即行停止，還會在制品表面產(chǎn)生干縮裂縫。n保持水泥漿溫度和濕度的措施，稱保持水泥漿溫度和濕度的措施，稱水泥的養(yǎng)護水泥的養(yǎng)護。 n(5)齡期齡期 n一般在一般在28天內強度發(fā)展最快，天內強度發(fā)展最快，28天后顯著減慢。天后顯著減慢。第第 36頁頁5.水泥石的收縮水泥石的收縮 n（1）水化收縮（化學收縮）水化收縮（化學收縮）n水泥漿體積在水化過程中不斷減少的現(xiàn)象，稱之為水泥漿體積在水化過程中不斷減少的現(xiàn)象，稱之為減縮作用減縮作用。發(fā)生減縮作用的原因，是由于水化前后。發(fā)生減縮作用的原因，是由于水化前后反應物和生成物的平均密度不同。反應物和生成物的平均密度不同。n對于硅酸鹽水泥來說，每對于硅酸鹽水泥

35、來說，每100g水泥的減縮總量約為水泥的減縮總量約為79ml。如果每如果每m3混凝土中水泥用量為混凝土中水泥用量為250kg，則體系中減縮量將，則體系中減縮量將達達20l/m3 ，占混凝土體積量的，占混凝土體積量的2%。n水泥熟料中四種礦物的減縮作用，無論是絕對值或水泥熟料中四種礦物的減縮作用，無論是絕對值或相對值，都按下列次序排列：相對值，都按下列次序排列： C3AC4AFC3SC2S第第 37頁頁（2） 水泥石的失水收縮水泥石的失水收縮 n環(huán)境濕度變化引起的水泥石收縮，稱為環(huán)境濕度變化引起的水泥石收縮，稱為干縮干縮。干縮。干縮是水泥石產(chǎn)生裂縫的主要原因。是水泥石產(chǎn)生裂縫的主要原因。n硅酸鹽

36、水泥石的干縮最高可達硅酸鹽水泥石的干縮最高可達0.75（體積），硬化（體積），硬化5年年后線干縮為后線干縮為3mm/m。n高溫時水泥石的水化物的結晶水被分離出來引起的高溫時水泥石的水化物的結晶水被分離出來引起的收縮，稱為收縮，稱為脫水收縮脫水收縮。脫水收縮較干縮大。脫水收縮較干縮大。n為了防止水泥石干縮裂縫，須將水泥與砂、石等集為了防止水泥石干縮裂縫，須將水泥與砂、石等集料配成砂漿或混凝土使用，并在硬化初期注意潮濕料配成砂漿或混凝土使用，并在硬化初期注意潮濕養(yǎng)護，不使其干燥過急。養(yǎng)護，不使其干燥過急。n為了防止水泥石脫水引起更大的裂縫，高溫條件下為了防止水泥石脫水引起更大的裂縫，高溫條件下的結

37、構物，不宜使用硅酸鹽水泥。的結構物，不宜使用硅酸鹽水泥。 第第 38頁頁（3） 水泥石的碳化收縮水泥石的碳化收縮 n當相對濕度為當相對濕度為100時，不時，不產(chǎn)生碳化收縮，隨著濕度的產(chǎn)生碳化收縮，隨著濕度的下降，碳化收縮值增大，當下降，碳化收縮值增大，當濕度為濕度為55時，碳化收縮達時，碳化收縮達最大值，之后碳化收縮又減最大值，之后碳化收縮又減小，當濕度大約低于小，當濕度大約低于25時，時，碳化收縮就不再存在。碳化收縮就不再存在。 n產(chǎn)生碳化收縮的原因，一般產(chǎn)生碳化收縮的原因，一般認為是由于空氣中的認為是由于空氣中的CO2與與水泥石中的水化物，特別是水泥石中的水化物，特別是與與Ca(OH)2的

38、不斷作用，引的不斷作用，引起水泥石結構的解體所致。起水泥石結構的解體所致。 第第 39頁頁3.1.3硅酸鹽水泥的技術性質硅酸鹽水泥的技術性質 n1.細度細度 n細度可用篩析法和比表面積法檢驗。細度可用篩析法和比表面積法檢驗。n篩析法：篩析法：采用邊長為采用邊長為0.080mm或或0.045mm方孔篩對水泥試方孔篩對水泥試樣進行篩析試驗，用篩余百分數(shù)表示。篩析法有樣進行篩析試驗，用篩余百分數(shù)表示。篩析法有負壓篩法負壓篩法、水篩法、干篩法水篩法、干篩法。當試驗結果發(fā)生爭議時，以負壓篩法為。當試驗結果發(fā)生爭議時，以負壓篩法為準。準。 n比表面積法：比表面積法：按一定量空氣通過一定空隙率和厚度的水泥按

39、一定量空氣通過一定空隙率和厚度的水泥層時所受阻力不同而引起流速的變化測定水泥比表面積。層時所受阻力不同而引起流速的變化測定水泥比表面積。比表面積即單位重量水泥顆粒的總表面積（比表面積即單位重量水泥顆粒的總表面積（m2/kg）。比）。比表面積越大，表明水泥顆粒越細。表面積越大，表明水泥顆粒越細。 n硅酸鹽水泥細度以比表面積表示，其比表面積須不硅酸鹽水泥細度以比表面積表示，其比表面積須不小于小于300m2/kg。第第 40頁頁2.標準稠度用水量標準稠度用水量 n標準稠度用水量標準稠度用水量是指水泥拌制成特定的塑性狀態(tài)是指水泥拌制成特定的塑性狀態(tài)（標準稠度）時所需的用水量（以占水泥重量的百（標準稠度

40、）時所需的用水量（以占水泥重量的百分數(shù)表示），也稱需水量。分數(shù)表示），也稱需水量。n用水量多少對水泥的一些技術性質（如凝結時間）有很大用水量多少對水泥的一些技術性質（如凝結時間）有很大影響，所以測定這些性質必須采用標準稠度用水量，這樣影響，所以測定這些性質必須采用標準稠度用水量，這樣測定的結果才有可比性。測定的結果才有可比性。 n硅酸鹽水泥標準稠度用水量：硅酸鹽水泥標準稠度用水量：24%30%之間。之間。 n標準稠度用水量的標準稠度用水量的影響因素主要有：影響因素主要有：n水泥細度：水泥細度：水泥越細，則包裹水泥表面的水越多，因而水泥越細，則包裹水泥表面的水越多，因而需水量越大。需水量越大。n

41、水泥礦物組成：水泥礦物組成：C3A的需水量最大，的需水量最大，C2S的需水量最小。的需水量最小。第第 41頁頁水泥標準稠度用水量測定水泥標準稠度用水量測定n1)水泥凈漿拌制水泥凈漿拌制n用水泥凈漿拌機攪拌，攪拌鍋和攪拌葉片先用濕布擦用水泥凈漿拌機攪拌，攪拌鍋和攪拌葉片先用濕布擦過，將拌和水倒入攪拌鍋內，然后在過，將拌和水倒入攪拌鍋內，然后在5s -10s內小心將內小心將稱好的稱好的500g水泥加入水中，防止水和水泥濺出；拌和水泥加入水中，防止水和水泥濺出；拌和時，先鍋放在攪拌機的鍋座上，升至攪拌位置，啟動時，先鍋放在攪拌機的鍋座上，升至攪拌位置，啟動攪拌機，低速攪拌攪拌機，低速攪拌120s，停

42、，停15s，同時將葉片和鍋壁上，同時將葉片和鍋壁上的水泥漿刮入鍋中間，接著高速攪拌的水泥漿刮入鍋中間，接著高速攪拌120s停機。停機。 n2)標準稠度用水量的測定步驟標準稠度用水量的測定步驟 n拌和結束后，立即將拌制好的水泥凈漿裝入已置于玻拌和結束后，立即將拌制好的水泥凈漿裝入已置于玻璃底板上的試模中，用小刀插搗，輕輕振動數(shù)次，刮璃底板上的試模中，用小刀插搗，輕輕振動數(shù)次，刮去多余的凈漿；抹平后迅速將試模和底板移到維卡儀去多余的凈漿；抹平后迅速將試模和底板移到維卡儀上，并將其中心定在試桿上，降低試桿直至與水泥凈上，并將其中心定在試桿上，降低試桿直至與水泥凈漿表面接觸，擰緊螺線漿表面接觸，擰緊螺

43、線1s-2s后，突然放松，使試桿垂后，突然放松，使試桿垂直自由地沉入水泥凈漿中。試桿停止沉入或釋放試桿直自由地沉入水泥凈漿中。試桿停止沉入或釋放試桿30s 記錄試桿距底板之間的距離，升起試桿后，立即擦記錄試桿距底板之間的距離，升起試桿后，立即擦凈；整個操作應在攪拌后凈；整個操作應在攪拌后1.5min內完成。以試桿沉入內完成。以試桿沉入凈漿并距底板凈漿并距底板6mm1mm的水泥凈漿為標準稠度凈漿。的水泥凈漿為標準稠度凈漿。其拌和水量為該水泥的標準稠度用水量（其拌和水量為該水泥的標準稠度用水量（P），按水質），按水質量的百分比計。量的百分比計。 第第 42頁頁3.凝結時間凝結時間 n水泥的凝結時間

44、分初凝和終凝。水泥的凝結時間分初凝和終凝。n初凝時間初凝時間為自水泥加水拌合時起，到水泥漿（標為自水泥加水拌合時起，到水泥漿（標準稠度）開始失去可塑性為止所需的時間。準稠度）開始失去可塑性為止所需的時間。n終凝時間終凝時間為自水泥加水拌合時起，至水泥漿完全為自水泥加水拌合時起，至水泥漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度所需的時間。失去可塑性并開始產(chǎn)生強度所需的時間。 n初凝的時間不宜過快。終凝時間又不宜過遲。初凝的時間不宜過快。終凝時間又不宜過遲。 n水泥凝結時間的測定，是以標準稠度的水泥水泥凝結時間的測定，是以標準稠度的水泥凈漿，在規(guī)定溫度和溫度條件下，用凝結時凈漿，在規(guī)定溫度和溫度條件下，用凝結

45、時間測定儀進行。國家標準（間測定儀進行。國家標準（GB1752007）規(guī)定，硅酸鹽水泥的初凝時間不得早于規(guī)定，硅酸鹽水泥的初凝時間不得早于45分分鐘，終凝時間不得遲于鐘，終凝時間不得遲于6.5小時。小時。第第 43頁頁凝結時間的測試方法凝結時間的測試方法第第 44頁頁4.體積安定性體積安定性 n水泥的體積安定性水泥的體積安定性是指水泥在凝結硬化過程是指水泥在凝結硬化過程中體積變化的均勻性。中體積變化的均勻性。n當水泥漿體硬化過程發(fā)生了不均勻的體積變化，當水泥漿體硬化過程發(fā)生了不均勻的體積變化，會導致水泥石膨脹開裂、翹曲，即安定性不良。會導致水泥石膨脹開裂、翹曲，即安定性不良。安定性不良的水泥會

46、降低建筑物質量，甚至引起安定性不良的水泥會降低建筑物質量，甚至引起嚴重事故。嚴重事故。n水泥安定性不良的原因有三個：水泥安定性不良的原因有三個：n熟料中游離氧化鈣過多。熟料中游離氧化鈣過多。 n熟料中游離氧化鎂過多。熟料中游離氧化鎂過多。 n石膏摻量過多。石膏摻量過多。第第 45頁頁安定性的測定方法安定性的測定方法n安定性的測定方法可以用安定性的測定方法可以用雷氏法雷氏法和和試餅法試餅法。當試餅。當試餅法與雷氏法有爭議時以雷氏法為準。法與雷氏法有爭議時以雷氏法為準。第第 46頁頁n游離氧化鈣引起的安定性不良，必須采用沸游離氧化鈣引起的安定性不良，必須采用沸煮法檢驗。游離氧化鎂引起的安定性不良，

47、煮法檢驗。游離氧化鎂引起的安定性不良，必須采用壓蒸法才能檢驗出來，因為游離氧必須采用壓蒸法才能檢驗出來，因為游離氧化鎂的水化比游離氧化鈣更緩慢。三氧化硫化鎂的水化比游離氧化鈣更緩慢。三氧化硫造成的安定性不良，則需長期浸在常溫水中造成的安定性不良，則需長期浸在常溫水中才能發(fā)現(xiàn)。才能發(fā)現(xiàn)。 n國家標準規(guī)定：國家標準規(guī)定：n水泥中氧化鎂含量不得超過水泥中氧化鎂含量不得超過5.5.0%，如果水泥經(jīng)壓，如果水泥經(jīng)壓蒸安定性試驗合格，則水泥中氧化鎂的含量允許蒸安定性試驗合格，則水泥中氧化鎂的含量允許放寬到放寬到6.0%。n三氧化硫含量不得超過三氧化硫含量不得超過3.5%。第第 47頁頁5.強度強度 n將水

48、泥、標準砂及水按規(guī)定比例拌制成塑性水泥膠將水泥、標準砂及水按規(guī)定比例拌制成塑性水泥膠砂，并按規(guī)定方法制成砂，并按規(guī)定方法制成4416cm的試件的試件，在標準，在標準溫度（溫度（201）的水中養(yǎng)護，測定其）的水中養(yǎng)護，測定其抗折及抗壓抗折及抗壓強度強度。第第 48頁頁硅酸鹽水泥各齡期的強度要求硅酸鹽水泥各齡期的強度要求n各強度等級、各類型水泥的各齡期強度不得低于表各強度等級、各類型水泥的各齡期強度不得低于表中的數(shù)值，如有一項指標低于表中數(shù)值，則應降低中的數(shù)值，如有一項指標低于表中數(shù)值，則應降低強度等級使用。強度等級使用。強度等級強度等級抗壓強度抗壓強度MPa抗折強度抗折強度MPa3d3d28d2

49、8d3d3d28d28d42.542.517.017.042.542.53.53.56.56.542.5R42.5R22.022.042.542.54.04.06.56.552.552.523.023.052.552.54.04.07.07.052.5R52.5R27.027.052.552.55.05.07.07.062.562.528.028.062.562.55.05.08.08.062.5R62.5R32.032.062.562.55.55.58.08.0第第 49頁頁6.水化熱水化熱 n每克硅酸鹽水泥能放出達大約每克硅酸鹽水泥能放出達大約500J的熱量。的熱量。n為了選擇適于特定的目

50、的最適宜的水泥，就為了選擇適于特定的目的最適宜的水泥，就需知道水泥的放熱性能。需知道水泥的放熱性能。n對大體積混凝土工程，如大型基礎、大壩、橋墩對大體積混凝土工程，如大型基礎、大壩、橋墩等，水化熱大是不利的，常使內部溫度高達等，水化熱大是不利的，常使內部溫度高達5060。 n冬季施工時，水化熱有利于水泥的正常凝結硬化。冬季施工時，水化熱有利于水泥的正常凝結硬化。第第 50頁頁洞庭湖大橋洞庭湖大橋第第 51頁頁洞庭湖大橋洞庭湖大橋橋梁的熱裂縫橋梁的熱裂縫第第 52頁頁n水泥水化熱幾乎等于每種化合物分別水化時水泥水化熱幾乎等于每種化合物分別水化時水化熱的總量。伍茨（水化熱的總量。伍茨（Woods）

51、等提出，水）等提出，水化放熱量可用下式大致估算：化放熱量可用下式大致估算： 1克水泥的水化熱量（卡）克水泥的水化熱量（卡） 136（C3S）+62(C2S) +200(C3A)+30(C4AF) 式中括號內系指礦物含量的百分率。式中括號內系指礦物含量的百分率。n博格（博格（Bogue）研究得出，對于硅酸鹽水泥，）研究得出，對于硅酸鹽水泥，13d齡期內水化放熱量為總放熱量的齡期內水化放熱量為總放熱量的50，7d為為75，6個月為個月為8391。第第 53頁頁7.密度與堆積密度密度與堆積密度 n密度：密度：3.03.15g/cm3，通常采用，通常采用3.1g/cm3。n堆積密度：堆積密度：n松堆狀

52、態(tài)為松堆狀態(tài)為10001100kg/m3n緊密時可達緊密時可達1600kg/m3n在配制混凝土和砂漿時，堆積密度可取在配制混凝土和砂漿時，堆積密度可取12001300kg/m3。 第第 54頁頁n8.不溶物不溶物 n不溶物是指經(jīng)鹽酸處理后的殘渣，再以氫氧化鈉溶液處理，不溶物是指經(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。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。 n在國外，控制水泥中的不溶物，是防止水泥摻假的一個重要指標。在國外，控制水泥中的不溶物，是防止水泥摻假的一個重要指標。另外石膏不好帶進的不溶物也是很高的。通過限制不溶物的量來另外石膏

53、不好帶進的不溶物也是很高的。通過限制不溶物的量來控制硅酸鹽水泥要使用質量比較好的材料來生產(chǎn)，以保證水泥的控制硅酸鹽水泥要使用質量比較好的材料來生產(chǎn)，以保證水泥的質量。質量。 n型硅酸鹽水泥中不溶物不得超過型硅酸鹽水泥中不溶物不得超過0.75%；型硅酸鹽水型硅酸鹽水泥中不溶物不得超過泥中不溶物不得超過1.50%。n9.燒失量燒失量 n燒失量：水泥在一定煅燒溫度和時間內，燒失的量占原質燒失量：水泥在一定煅燒溫度和時間內，燒失的量占原質量的百分數(shù)。量的百分數(shù)。 n型硅酸鹽水泥中燒失量不得超過型硅酸鹽水泥中燒失量不得超過3.0%，型硅酸鹽水泥型硅酸鹽水泥中燒失量不得超過中燒失量不得超過3.5%。第第

54、55頁頁n10.堿堿n水泥中堿含量按水泥中堿含量按Na2O0.653K2O計算值來表示。當用戶計算值來表示。當用戶要求時，由供需雙方協(xié)商，但指定低堿水泥時，標準規(guī)定要求時，由供需雙方協(xié)商，但指定低堿水泥時，標準規(guī)定堿含量不得大于堿含量不得大于0.6。n國家標準國家標準GB 175-2007通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥規(guī)定：規(guī)定：n凡凡化學要求化學要求（氧化鎂、三氧化硫、不溶物、燒失量、氯離氧化鎂、三氧化硫、不溶物、燒失量、氯離子）子）的任一項的任一項不符合本標準規(guī)定時，均為不符合本標準規(guī)定時，均為不合格品不合格品。n凡凡物理要求物理要求（終凝時間、安定性、強度）中的任一項不符終凝時間、安定性、

55、強度）中的任一項不符合本標準規(guī)定時為不合格品。合本標準規(guī)定時為不合格品。n水泥包裝標志中水泥品種、強度等級、生產(chǎn)者名稱和出廠水泥包裝標志中水泥品種、強度等級、生產(chǎn)者名稱和出廠編號不全的也屬于不合格品。編號不全的也屬于不合格品。n不合格品判定中取消了細度和混合材料摻加量的規(guī)定。不合格品判定中取消了細度和混合材料摻加量的規(guī)定。n本標準取消了廢品判定。本標準取消了廢品判定。第第 56頁頁3.1.4硅酸鹽水泥的腐蝕硅酸鹽水泥的腐蝕 n1.水泥石腐蝕的原因水泥石腐蝕的原因 n硅酸鹽水泥硬化后，在通常的使用條件下有較高硅酸鹽水泥硬化后，在通常的使用條件下有較高的耐久性。的耐久性。n但是，在某些介質中，水泥

56、石中的各種水化產(chǎn)物但是，在某些介質中，水泥石中的各種水化產(chǎn)物會與介質發(fā)生各種物理化學作用，導致混凝土強會與介質發(fā)生各種物理化學作用，導致混凝土強度降低，甚至遭到破壞。度降低，甚至遭到破壞。 n水泥石腐蝕的原因很多，下面僅就幾種典型介質水泥石腐蝕的原因很多，下面僅就幾種典型介質對水泥石的腐蝕加以介紹。對水泥石的腐蝕加以介紹。 第第 57頁頁(1)軟水侵蝕（溶出性侵蝕）軟水侵蝕（溶出性侵蝕） n軟水軟水是指暫時硬度較小的水。暫時硬度是以每是指暫時硬度較小的水。暫時硬度是以每L水中水中重碳酸鹽含量來計算，當含量為重碳酸鹽含量來計算，當含量為10mg（按（按CaO計）計）時，稱為時，稱為1度。度。暫時

57、硬度可用加熱方法消除。暫時硬度可用加熱方法消除。硬度在硬度在8以下的為軟水。以下的為軟水。n在各種水化物中，氫氧化鈣的溶解度最大（在各種水化物中，氫氧化鈣的溶解度最大（25時時約為約為1.2g/L），所以首先被溶解。），所以首先被溶解。n在靜水及無水壓的情況下，由于周圍的水迅速被溶出的氫在靜水及無水壓的情況下，由于周圍的水迅速被溶出的氫氧化鈣所飽和，溶出作用很快終止。溶出僅限于表面，影氧化鈣所飽和，溶出作用很快終止。溶出僅限于表面，影響不大。響不大。n在流動水中，特別是在有水壓作用的情況下，水流不斷將在流動水中，特別是在有水壓作用的情況下，水流不斷將氫氧化鈣溶出并帶走，降低了周圍氫氫氧化鈣的濃

58、度。隨氫氧化鈣溶出并帶走，降低了周圍氫氫氧化鈣的濃度。隨氫氧化鈣濃度的降低，其它水化產(chǎn)物，如水化硅酸鈣、水氫氧化鈣濃度的降低，其它水化產(chǎn)物，如水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等，亦將發(fā)生分解，使水泥石結構遭到破壞?；X酸鈣等，亦將發(fā)生分解，使水泥石結構遭到破壞。n當氫氧化鈣溶出當氫氧化鈣溶出5時，強度下降時，強度下降7，溶出，溶出24時，強度時，強度下降下降29。 第第 58頁頁n當環(huán)境水的水質較硬，即水中重碳酸鹽含量較高時，當環(huán)境水的水質較硬，即水中重碳酸鹽含量較高時，可與水泥石中的氫氧化鈣起作用，生成幾乎不溶于可與水泥石中的氫氧化鈣起作用，生成幾乎不溶于水的碳酸鈣：水的碳酸鈣： Ca（OH）2+Ca

59、（HCO3）2=2CaCO3+2H2O 重碳酸鈣重碳酸鈣n生成的碳酸鈣積聚在水泥石的孔隙內，形成密實的生成的碳酸鈣積聚在水泥石的孔隙內，形成密實的保護層，阻止介質水的滲入。保護層，阻止介質水的滲入。第第 59頁頁(2)硫酸鹽腐蝕硫酸鹽腐蝕 n硫酸鹽對水泥石有侵蝕作用。以硫酸鈉為例，硫酸硫酸鹽對水泥石有侵蝕作用。以硫酸鈉為例，硫酸鈉與水泥石中的氫氧化鈣作用，生成硫酸鈣：鈉與水泥石中的氫氧化鈣作用，生成硫酸鈣： Ca（OH）2+Na2SO410H2O=CaSO42H2O+NaOH+8H2On所生成的硫酸鈣與水化鋁酸鈣作用，生成水化硫鋁所生成的硫酸鈣與水化鋁酸鈣作用，生成水化硫鋁酸鈣：酸鈣：3CaO

60、Al2O36H2O+3(CaSO42H2O)+19H2O=3CaOAl2O33CaSO431H2On生成的水化硫鋁酸鈣體積比原有體積增加生成的水化硫鋁酸鈣體積比原有體積增加1.5倍。水倍。水化硫鋁酸鈣呈針狀結晶，故常稱為化硫鋁酸鈣呈針狀結晶，故常稱為“水泥桿菌水泥桿菌”。n水中硫酸鹽濃度較高時，生成的硫酸鈣會在水泥石水中硫酸鹽濃度較高時，生成的硫酸鈣會在水泥石的孔隙中直接結晶成二水石膏，導致水泥石破壞。的孔隙中直接結晶成二水石膏，導致水泥石破壞。 第第 60頁頁鈣釩石晶體鈣釩石晶體第第 61頁頁(3)鎂鹽腐蝕鎂鹽腐蝕 n在海水及地下水中常含有大量鎂鹽，主要是硫酸鎂在海水及地下水中常含有大量鎂鹽