建筑材料與檢測第5章課件

建筑材料與檢測2023/1/1Page1建筑材料與檢測2022/12/28Page1第5章5.1硅酸鹽水泥5.2水泥技術(shù)指標(biāo)檢測2023/1/1Page2水泥5.3摻混和材料的硅酸鹽水泥5.4特性水泥和專用水泥第5章5.1硅酸鹽水泥5.2水泥技術(shù)指標(biāo)檢測2022在建筑材料中，凡能夠細(xì)磨成粉末狀，加入適量水后成為塑性漿體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化、并能將砂、石等散粒或纖維材料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料，通稱為水泥。水泥是重要的建筑材料和工程材料，它和鋼材、木材一起是國民經(jīng)濟(jì)各部門的基本建設(shè)的三大材料。隨著國民經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展，水泥得到了越來越廣泛的應(yīng)用。水泥不但大量地用于工業(yè)與民用建筑、農(nóng)業(yè)、水利、交通、國防等工程，還可以制成軌枕、坑木、水泥管、水泥船以及各種形式的混凝土、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件等，節(jié)省了大量的鋼材和木材。而且混凝土、鋼筋混凝土等結(jié)構(gòu)又是現(xiàn)代建筑的主要結(jié)構(gòu)形式之一。因此在工程中合理應(yīng)用水泥，對保證國家基本建設(shè)的順利進(jìn)行起著極其重要的作用。本章通過對硅酸鹽水泥較詳細(xì)的闡述，以了解水泥熟料的礦物組成及水泥漿凝結(jié)硬化過程對水泥硬化體的結(jié)構(gòu)、性能的影響。掌握常用水泥的技術(shù)性質(zhì)、質(zhì)量要求及如何合理選用水泥。簡要了解一些專用及特性水泥的組成和性能特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。2023/1/1Page3在建筑材料中，凡能夠細(xì)磨成粉末狀，加入適量水后成為塑性漿●熟悉硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥的定義，礦物組成及其特性。●熟悉摻混和料的硅酸鹽水泥的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍?！窳私飧咪X水泥及其他品種的特點(diǎn)。2023/1/1Page4學(xué)習(xí)目標(biāo)●熟悉硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥的定義，礦物組成及其特性。2023/1/1Page55.1.1硅酸鹽水泥的定義、類型及代號根據(jù)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）規(guī)定：凡由硅酸鹽水泥熟料、0～5%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，稱為硅酸鹽水泥（即國外通稱的波特蘭水泥）。硅酸鹽水泥分為Ⅰ型硅酸鹽水泥和Ⅱ型硅酸鹽水泥兩類。I型硅酸鹽水泥：不摻加混合材料的硅酸鹽水泥，代號P·I。II型硅酸鹽水泥：摻加不超過水泥質(zhì)量5%的石灰石或粒化高爐礦渣混合材料，代號P·II。2022/12/28Page55.1.1硅酸鹽水泥的定義2023/1/1Page65.1.2硅酸鹽水泥的生產(chǎn)石灰質(zhì)原料主要提供CaO，它可以采用石灰石、白堊、石灰質(zhì)凝灰?guī)r等。黏土質(zhì)原料主要提供SiO2、Al2O3及少量Fe2O3，它可以采用黏土、黃土等，還要配有適當(dāng)?shù)蔫F礦粉等。硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝（見圖5.1）概括起來為“兩磨一燒”，即：①生料的配制和磨細(xì)；②生料的煅燒，使之部分熔融而形成熟料；③將熟料與適量的石膏共同磨細(xì)而成硅酸鹽水泥成品。2022/12/28Page65.1.2硅酸鹽水泥的生產(chǎn)2023/1/1Page75.1.3硅酸鹽水泥熟料的礦物組成硅酸鹽水泥熟料主要由4種礦物組成，其名稱、分子式和含量如表5.1所示。2022/12/28Page75.1.3硅酸鹽水泥熟料的2023/1/1Page85.1.4硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化水泥加水拌和后，最初形成具有可塑性的漿體，然后逐漸變稠并失去塑性，但尚無強(qiáng)度，這一過程稱為凝結(jié)。此后，隨著時間的繼續(xù)增長產(chǎn)生強(qiáng)度并逐漸提高變成堅(jiān)固的石狀物體—水泥石，這一過程稱為硬化。水泥的凝結(jié)與硬化是一系列的復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)及物理化學(xué)過程。1．硅酸鹽水泥的水化2．硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程3．影響硅酸鹽水泥凝結(jié)硬化的主要因素2022/12/28Page85.1.4硅酸鹽水泥的凝結(jié)2023/1/1Page95.1.5硅酸鹽水泥的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）對硅酸鹽水泥品質(zhì)要求如下。1．細(xì)度2．標(biāo)準(zhǔn)稠度及其用水量3．凝結(jié)時間4．體積安定性5．強(qiáng)度及強(qiáng)度等級6．水化熱7．堿含量8．密度與堆積密度2022/12/28Page95.1.5硅酸鹽水泥的技術(shù)2023/1/1Page105.1.6硅酸鹽水泥石的腐蝕與防止1．水泥石的腐蝕在某些腐蝕性介質(zhì)的作用下，水泥石的結(jié)構(gòu)逐漸遭到破壞，強(qiáng)度下降以致全部崩潰的現(xiàn)象為水泥石的腐蝕。水泥石的抗腐蝕性用耐蝕系數(shù)表示，以同一齡期浸在侵蝕性溶液中的水泥試體強(qiáng)度與在淡水中養(yǎng)護(hù)的水泥試體強(qiáng)度之比表示。耐蝕系數(shù)越大，水泥的抗侵蝕性越好。2．防止水泥石腐蝕的方法針對水泥石腐蝕的原因，使用水泥時可采取下列防止措施。（1）根據(jù)環(huán)境特點(diǎn)，選擇合理的水泥品種或摻入活性混合料（2）減少水泥石的孔隙率，提高水泥石的緊密程度（3）設(shè)置隔離層或表面加保護(hù)層2022/12/28Page105.1.6硅酸鹽水泥石的2023/1/1Page11①取樣方法，以同一水泥廠、同品種、同強(qiáng)度等級、同期到達(dá)的水泥進(jìn)行取樣和編號。一般以不超過100t為一個取樣單位，取樣應(yīng)具有代表性，可連續(xù)取，也可在20個以上不同部位抽取等量的樣品，總量不少于12kg。②取的試樣應(yīng)充分拌勻，分成兩份，其中一份密封保存3個月，試驗(yàn)前，將水泥通過0.9mm的方孔篩，并記錄篩余百分率及篩余物情況。③試驗(yàn)用水必須是潔凈的淡水。④試驗(yàn)室溫度應(yīng)為（20±2）℃，相對濕度應(yīng)不低于50%；濕氣養(yǎng)護(hù)箱溫度為（20±1）℃，相對濕度應(yīng)不低于90%；養(yǎng)護(hù)池水溫為（20±1）℃。⑤水泥試樣、標(biāo)準(zhǔn)砂、拌和水及儀器用具的溫度應(yīng)與試驗(yàn)室溫度相同。5.2.1水泥試驗(yàn)的一般規(guī)定2022/12/28Page11①取樣方法，以同一水泥廠2023/1/1Page12水泥細(xì)度檢驗(yàn)分水篩法和負(fù)壓篩法，如對兩種方法檢驗(yàn)的結(jié)果有爭議時，以負(fù)壓篩法為準(zhǔn)。硅酸鹽水泥的細(xì)度用比表面積表示，采用透氣式比表面積儀測定。5.2.2水泥細(xì)度檢測1．負(fù)壓篩法2．水篩法（3）結(jié)果計算2022/12/28Page12水泥細(xì)度檢驗(yàn)分水篩法和負(fù)壓2023/1/1Page13水泥凈漿對標(biāo)準(zhǔn)試桿的沉入具有一定的阻力。通過試驗(yàn)不同含水量水泥漿的穿透性，以確定水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿中所需要加入的水量。1．主要儀器設(shè)備

5.2.3水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量檢測2022/12/28Page13水泥凈漿對標(biāo)準(zhǔn)試桿的沉入具2023/1/1Page145.2.3水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量檢測2．試驗(yàn)步驟①調(diào)整維卡儀并檢查水泥凈漿攪拌機(jī)。使得維卡儀上的金屬棒能自由滑動，并調(diào)整至試桿（見圖5.6（c））接觸玻璃板時的指針對準(zhǔn)零點(diǎn)。攪拌機(jī)運(yùn)行正常，并用濕布將攪拌鍋和攪拌葉片擦濕。②稱取水泥試樣500g，拌和水量按經(jīng)驗(yàn)確定并用量筒量好。③將拌和水倒入攪拌鍋內(nèi)，然后在5～10s內(nèi)將水泥試樣加入水中。將攪拌鍋放在鍋?zhàn)希翑嚢栉唬瑔訑嚢铏C(jī)，先低速攪拌120s，停15s，再快速攪拌120s，然后停機(jī)。④拌和結(jié)束后，立即將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)次排出氣泡，刮去多余凈漿；抹平后迅速將試模和底板移到維卡儀上，調(diào)整試桿至與水泥凈漿表面接觸，擰緊螺絲，然后突然放松，試桿垂直自由地沉入水泥凈漿中。⑤在試桿停止沉入或釋放試桿30s時記錄試桿距底板之間的距離。整個操作應(yīng)在攪拌后1.5min內(nèi)完成。3．試驗(yàn)結(jié)果以試桿沉入凈漿并距底板6mm±1mm的水泥凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥凈漿。標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（P）以拌和標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥凈漿的水量除以水泥試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為結(jié)果。2022/12/28Page145.2.3水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用2023/1/1Page155.2.4水泥凈漿凝結(jié)時間檢測1．主要儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)法維卡儀（將試桿更換為試針，儀器主要由試針和試模兩部分組成（見圖5.6））；其他儀器設(shè)備同標(biāo)準(zhǔn)稠度測定。2．試驗(yàn)步驟3．試驗(yàn)結(jié)果①由水泥全部加入水中至初凝狀態(tài)的時間為水泥的初凝時間，以“min”為單位表示。②由水泥全部加入水中至終凝狀態(tài)的時間為水泥的終凝時間，以“min”為單位表示。2022/12/28Page155.2.4水泥凈漿凝結(jié)時2023/1/1Page165.2.5水泥體積安定性檢測1．主要儀器設(shè)備2．試驗(yàn)步驟3．試驗(yàn)結(jié)果2022/12/28Page165.2.5水泥體積安定性2023/1/1Page175.2.6水泥膠砂強(qiáng)度檢測根據(jù)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）和《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》（GB/T17671—1999）的規(guī)定，測定水泥的強(qiáng)度，應(yīng)按規(guī)定制作試件，養(yǎng)護(hù)，并測定其規(guī)定齡期的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度值。1．主要儀器設(shè)備

2022/12/28Page175.2.6水泥膠砂強(qiáng)度檢2023/1/1Page185.2.6水泥膠砂強(qiáng)度檢測2．試驗(yàn)步驟3．結(jié)果評定

2022/12/28Page185.2.6水泥膠砂強(qiáng)度檢2023/1/1Page19在生產(chǎn)水泥時，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥標(biāo)號而加到水泥中的人工和天然礦物材料，稱為水泥混合材料。摻混合材料的硅酸鹽水泥有普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥以及復(fù)合硅酸鹽水泥。水泥混合材料按化學(xué)活性通常可分為活性混合材料和非活性混合材料兩大類。5.3.1水泥混合料1．活性混合材料2．活性混合材料的作用3．非活性混合材料2022/12/28Page19在生產(chǎn)水泥時，為改善水泥性2023/1/1Page20凡由硅酸鹽水泥熟料、5%～20%的混合材料、適量石膏混合磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥，代號P·O。5.3.2普通硅酸鹽水泥2022/12/28Page20凡由硅酸鹽水泥熟料、5%2023/1/1Page21礦渣硅酸鹽水泥是我國產(chǎn)量最多和應(yīng)用廣泛的水泥品種，凡由硅酸鹽水泥熟料、粒化高爐礦渣和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為礦渣硅酸鹽水泥，簡稱礦渣水泥，代號為P·S（A或B）。水泥中?；郀t礦渣摻量大于20%且小于等于50%者，代號為P·S·A；水泥中粒化高爐礦渣摻量大于50%且小于等于70%者，代號為P·S·B。允許用火山灰質(zhì)混合材料、石灰石、窯灰中的一種來代替部分粒化高爐礦渣，代替數(shù)量不得超過水泥重量的8%。5.3.3礦渣硅酸鹽水泥2022/12/28Page21礦渣硅酸鹽水泥是我國產(chǎn)量最2023/1/1Page221．礦渣水泥的水化過程礦渣水泥的水化過程由兩步組成：首光是水泥熟料顆粒開始水化，這時所生成的水化產(chǎn)物與硅酸鹽水泥基本相同。2．礦渣水泥的性質(zhì)

由于礦渣水泥摻入了大量的混合材料，因此在水泥硬化過程中及表現(xiàn)的性能上，相對硅酸鹽水泥來說具有以下一些特點(diǎn)。

5.3.3礦渣硅酸鹽水泥2022/12/28Page221．礦渣水泥的水化過程5.2023/1/1Page23由硅酸鹽水泥熟料、火山灰質(zhì)混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥（簡稱火山灰水泥），代號為P·P。水泥中火山灰質(zhì)混合材料摻加量按質(zhì)量百分比計為大于20%且小于等于40%?；鹕交宜嗟膹?qiáng)度等級、類型及各齡期強(qiáng)度均與礦渣水泥相同，見表5.7?；鹕交宜嘀蠱gO含量不得超過50%，若經(jīng)壓蒸安定性檢驗(yàn)合格，則熟料中MgO含量允許放寬到60%。細(xì)度、凝結(jié)時間及安定性要求與礦渣水泥相同。火山灰水泥密度較小，一般為2.8～3.1g/cm3，裝填密度為900～1000kg/m3?；鹕交宜嗟哪Y(jié)硬化過程與礦渣水泥相似，首先是硅酸鹽水泥熟料水化，然后是水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣和水泥中的石膏與混合材料中的活性氧化硅、活性氧化鋁發(fā)生二次反應(yīng)，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、水化硫鋁酸鈣等水化產(chǎn)物。特別需要指出的是各種火山灰質(zhì)水泥的硬化過程雖然相似，但水化產(chǎn)物、水化速度常常由于具體的混合材料、熟料以及硬化環(huán)境的不同而有所變化，所以必須具體分析，不能一律看待。5.3.4火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥2022/12/28Page23由硅酸鹽水泥熟料、火山灰質(zhì)2023/1/1Page24凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為粉煤灰硅酸鹽水泥（簡稱粉煤灰水泥），代號為P·F。粉煤灰水泥的強(qiáng)度等級、類型及各齡期強(qiáng)度均與礦渣水泥相同，如表5.7所示。細(xì)度、凝結(jié)時間、體積安定性與普通水泥的要求一致，三氧化硫含量超過35%為廢品。5.3.5粉煤灰硅酸鹽水泥1．粉煤灰水泥的水化過程2．粉煤灰水泥的特點(diǎn)2022/12/28Page24凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰2023/1/1Page25復(fù)合硅酸鹽水泥是由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為復(fù)合硅酸鹽水泥（簡稱復(fù)合水泥），代號P·C。水泥中混合材料總摻加量按質(zhì)量百分比應(yīng)大于20%，不超過50%。復(fù)合硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級、類型及各齡期強(qiáng)度均與礦渣水泥相同，見表5.6。5.3.6復(fù)合硅酸鹽水泥2022/12/28Page25復(fù)合硅酸鹽水泥是由硅酸鹽水2023/1/1Page261．六種常用水泥的特性與應(yīng)用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、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)合硅酸鹽水泥是建筑工程中廣泛使用的6種水泥，它的選用如表5.8所示。2．水泥的驗(yàn)收

（1）品種的驗(yàn)收

（2）數(shù)量驗(yàn)收

（3）質(zhì)量驗(yàn)收

（4）判定規(guī)則

3．水泥的保管

一般水泥存放3個月以上為過期水泥，強(qiáng)度將降低10%～20%，存放期越長，強(qiáng)度降低越大。過期水泥使用前必須重新檢驗(yàn)、標(biāo)定標(biāo)號，否則不得使用。

5.3.7水泥的選用、驗(yàn)收與保管2022/12/28Page261．六種常用水泥的特性與應(yīng)2023/1/1Page27白色和彩色硅酸鹽水泥主要用于建筑裝飾工程，可配制成彩色灰漿或制造各種彩色和白色混凝土。白色和彩色水泥與其他天然的和人造的裝飾材料相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)：價格較低廉，耐久性好，能使裝飾工程機(jī)械化等。5.4.1白色和彩色硅酸鹽水泥1．白色硅酸鹽水泥

2．彩色硅酸鹽水泥

2022/12/28Page27白色和彩色硅酸鹽水泥主要用2023/1/1Page28以硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏磨細(xì)制成的具有早期強(qiáng)度增進(jìn)率較高的水硬性膠凝材料，稱為快硬硅酸鹽水泥（簡稱快硬水泥）5.4.2快硬硅酸鹽水泥2022/12/28Page28以硅酸鹽水泥熟料，加入適量2023/1/1Page29高鋁水泥也稱礬土水泥。凡以鋁酸鈣為主、氧化鋁含量約50%的熟料所磨制的水硬性膠凝材料，稱為高鋁水泥。它是以礬土和石灰石作原料，按適當(dāng)比例配合后，經(jīng)燒結(jié)或熔融，再粉磨而成。5.4.3高鋁水泥1．礦物組成2．高鋁水泥的水化和硬化3．高鋁水泥的特點(diǎn)與應(yīng)用2022/12/28Page29高鋁水泥也稱礬土水泥。凡以2023/1/1Page30膨脹水泥是一種在水化過程中體積產(chǎn)生微量膨脹的水泥。它通常由膠凝材料和膨脹劑混合制成。膨脹劑使水泥在水化過程中形成膨脹性物質(zhì)（如水化硫鋁酸鈣），導(dǎo)致體積稍有膨脹。5.4.4膨脹水泥1．以硅酸鹽水泥熟料為主2．以高鋁水泥熟料為主3．以硫鋁酸鹽熟料為主2022/12/28Page30膨脹水泥是一種在水化過程中2023/1/1Page31簡稱抗硫酸鹽水泥，是以硅酸鈣為主的特定礦物組成的熟料，加入適量石膏，磨細(xì)制成的具有一定抗硫酸鹽侵蝕性能的水硬性膠凝材料。適當(dāng)降低C3A的含量，以C4AF代替C3A，可提高水泥的抗侵蝕性?？沽蛩猁}水泥具有較高的抗硫酸鹽侵蝕的性能，水化熱較低，適用于受硫酸鹽侵蝕的海港、水利、地下隧涵、引水、道路與橋梁基礎(chǔ)等工程。5.4.5抗硫酸鹽硅酸鹽水泥2022/12/28Page31簡稱抗硫酸鹽水泥，是以硅酸2023/1/1Page32道路水泥是由道路硅酸鹽水泥熟料、0～10%活性混合材料和適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。道路硅酸鹽水泥熟料中鋁酸三鈣的含量不得大于5.0%，鐵鋁酸四鈣的含量不得小于16.0%。道路水泥分為42.5、52.5和62.5三個強(qiáng)度等級，其早期強(qiáng)度較高，干縮值小，耐磨性好。適于修筑道路路面和飛機(jī)場地面，也可用于一般土建工程。5.4.6道路水泥2022/12/28Page32道路水泥是由道路硅酸鹽水泥2023/1/1Page33中熱硅酸鹽水泥，簡稱中熱水泥，是以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料，分42.5和52.5兩個強(qiáng)度等級。低熱礦渣硅酸鹽水泥簡稱低熱水泥，是以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，加入礦渣、適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的具有低水化熱的水硬性膠凝材料，分32.5和42.5兩個強(qiáng)度等級。中、低熱水泥適用于要求水化熱較低的大體積混凝土，如大壩、大體積建造物和厚大的基礎(chǔ)等工程中，可以克服因水化熱引起的溫度應(yīng)力而導(dǎo)致的混凝土破壞。5.4.7中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣硅酸鹽水泥2022/12/28Page33中熱硅酸鹽水泥，簡稱中熱水復(fù)習(xí)思考題2023/1/1Page341．硅酸鹽水泥熟料是由哪幾種礦物組成的？它們的水化產(chǎn)物是什么？2．硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程是怎樣進(jìn)行的？3．制造硅酸鹽水泥時為什么必須摻入適量的石膏？石膏摻量太少或過多時，將產(chǎn)生什么情況？4．何謂水泥的凝結(jié)時間？國家標(biāo)準(zhǔn)為什么要規(guī)定水泥的凝結(jié)時間？5．什么是水泥的體積安定性？產(chǎn)生安定性不良的原因是什么？6．為什么生產(chǎn)硅酸鹽水泥時摻適量石膏對水泥石不起破壞作用，而硬化水泥石在有硫酸鹽的環(huán)境介質(zhì)中生成石膏時就有破壞作用？7．硅酸鹽水泥腐蝕的類型有哪些？腐蝕后水泥石破壞的形式有哪幾種？8．什么是水泥的混合材料？在硅酸鹽水泥中摻混合材料起什么作用？9．活性混合材料產(chǎn)生水硬性的條件是什么？10．某工地材料倉庫存有白色膠凝材料3桶，原分別標(biāo)明為磨細(xì)生石灰、建筑石膏和白水泥，后因保管不善，標(biāo)簽脫落，問可用什么簡易方法來加以辨認(rèn)？復(fù)習(xí)思考題2022/12/28Page341．硅酸鹽水泥熟復(fù)習(xí)思考題2023/1/1Page3511．在下列混凝土工程中，試分別選用合適的水泥品種，并說明選用的理由？（1）早期強(qiáng)度要求高、抗凍性好的混凝土；（2）抗軟水和硫酸鹽腐蝕較強(qiáng)、耐熱的混凝土；（3）抗淡水侵蝕強(qiáng)、抗?jié)B性高的混凝土；（4）抗硫酸鹽腐蝕較高、干縮小、抗裂性較好的混凝土；（5）夏季現(xiàn)澆混凝土；（6）緊急軍事工程；（7）大體積混凝土；（8）水中、地下的建筑物；（9）在我國北方，冬季施工混凝土；（10）位于海水下的建筑物；（11）填塞建筑物接縫的混凝土。12．試述快硬硅酸鹽水泥、膨脹水泥、白色水泥的特性和用途。復(fù)習(xí)思考題2022/12/28Page3511．在下列混凝建筑材料與檢測2023/1/1Page36建筑材料與檢測2022/12/28Page1第5章5.1硅酸鹽水泥5.2水泥技術(shù)指標(biāo)檢測2023/1/1Page37水泥5.3摻混和材料的硅酸鹽水泥5.4特性水泥和專用水泥第5章5.1硅酸鹽水泥5.2水泥技術(shù)指標(biāo)檢測2022在建筑材料中，凡能夠細(xì)磨成粉末狀，加入適量水后成為塑性漿體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化、并能將砂、石等散?；蚶w維材料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料，通稱為水泥。水泥是重要的建筑材料和工程材料，它和鋼材、木材一起是國民經(jīng)濟(jì)各部門的基本建設(shè)的三大材料。隨著國民經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展，水泥得到了越來越廣泛的應(yīng)用。水泥不但大量地用于工業(yè)與民用建筑、農(nóng)業(yè)、水利、交通、國防等工程，還可以制成軌枕、坑木、水泥管、水泥船以及各種形式的混凝土、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件等，節(jié)省了大量的鋼材和木材。而且混凝土、鋼筋混凝土等結(jié)構(gòu)又是現(xiàn)代建筑的主要結(jié)構(gòu)形式之一。因此在工程中合理應(yīng)用水泥，對保證國家基本建設(shè)的順利進(jìn)行起著極其重要的作用。本章通過對硅酸鹽水泥較詳細(xì)的闡述，以了解水泥熟料的礦物組成及水泥漿凝結(jié)硬化過程對水泥硬化體的結(jié)構(gòu)、性能的影響。掌握常用水泥的技術(shù)性質(zhì)、質(zhì)量要求及如何合理選用水泥。簡要了解一些專用及特性水泥的組成和性能特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。2023/1/1Page38在建筑材料中，凡能夠細(xì)磨成粉末狀，加入適量水后成為塑性漿●熟悉硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥的定義，礦物組成及其特性。●熟悉摻混和料的硅酸鹽水泥的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍?！窳私飧咪X水泥及其他品種的特點(diǎn)。2023/1/1Page39學(xué)習(xí)目標(biāo)●熟悉硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥的定義，礦物組成及其特性。2023/1/1Page405.1.1硅酸鹽水泥的定義、類型及代號根據(jù)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）規(guī)定：凡由硅酸鹽水泥熟料、0～5%石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細(xì)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）。硅酸鹽水泥分為Ⅰ型硅酸鹽水泥和Ⅱ型硅酸鹽水泥兩類。I型硅酸鹽水泥：不摻加混合材料的硅酸鹽水泥，代號P·I。II型硅酸鹽水泥：摻加不超過水泥質(zhì)量5%的石灰石或粒化高爐礦渣混合材料，代號P·II。2022/12/28Page55.1.1硅酸鹽水泥的定義2023/1/1Page415.1.2硅酸鹽水泥的生產(chǎn)石灰質(zhì)原料主要提供CaO，它可以采用石灰石、白堊、石灰質(zhì)凝灰?guī)r等。黏土質(zhì)原料主要提供SiO2、Al2O3及少量Fe2O3，它可以采用黏土、黃土等，還要配有適當(dāng)?shù)蔫F礦粉等。硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝（見圖5.1）概括起來為“兩磨一燒”，即：①生料的配制和磨細(xì)；②生料的煅燒，使之部分熔融而形成熟料；③將熟料與適量的石膏共同磨細(xì)而成硅酸鹽水泥成品。2022/12/28Page65.1.2硅酸鹽水泥的生產(chǎn)2023/1/1Page425.1.3硅酸鹽水泥熟料的礦物組成硅酸鹽水泥熟料主要由4種礦物組成，其名稱、分子式和含量如表5.1所示。2022/12/28Page75.1.3硅酸鹽水泥熟料的2023/1/1Page435.1.4硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化水泥加水拌和后，最初形成具有可塑性的漿體，然后逐漸變稠并失去塑性，但尚無強(qiáng)度，這一過程稱為凝結(jié)。此后，隨著時間的繼續(xù)增長產(chǎn)生強(qiáng)度并逐漸提高變成堅(jiān)固的石狀物體—水泥石，這一過程稱為硬化。水泥的凝結(jié)與硬化是一系列的復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)及物理化學(xué)過程。1．硅酸鹽水泥的水化2．硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程3．影響硅酸鹽水泥凝結(jié)硬化的主要因素2022/12/28Page85.1.4硅酸鹽水泥的凝結(jié)2023/1/1Page445.1.5硅酸鹽水泥的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）對硅酸鹽水泥品質(zhì)要求如下。1．細(xì)度2．標(biāo)準(zhǔn)稠度及其用水量3．凝結(jié)時間4．體積安定性5．強(qiáng)度及強(qiáng)度等級6．水化熱7．堿含量8．密度與堆積密度2022/12/28Page95.1.5硅酸鹽水泥的技術(shù)2023/1/1Page455.1.6硅酸鹽水泥石的腐蝕與防止1．水泥石的腐蝕在某些腐蝕性介質(zhì)的作用下，水泥石的結(jié)構(gòu)逐漸遭到破壞，強(qiáng)度下降以致全部崩潰的現(xiàn)象為水泥石的腐蝕。水泥石的抗腐蝕性用耐蝕系數(shù)表示，以同一齡期浸在侵蝕性溶液中的水泥試體強(qiáng)度與在淡水中養(yǎng)護(hù)的水泥試體強(qiáng)度之比表示。耐蝕系數(shù)越大，水泥的抗侵蝕性越好。2．防止水泥石腐蝕的方法針對水泥石腐蝕的原因，使用水泥時可采取下列防止措施。（1）根據(jù)環(huán)境特點(diǎn)，選擇合理的水泥品種或摻入活性混合料（2）減少水泥石的孔隙率，提高水泥石的緊密程度（3）設(shè)置隔離層或表面加保護(hù)層2022/12/28Page105.1.6硅酸鹽水泥石的2023/1/1Page46①取樣方法，以同一水泥廠、同品種、同強(qiáng)度等級、同期到達(dá)的水泥進(jìn)行取樣和編號。一般以不超過100t為一個取樣單位，取樣應(yīng)具有代表性，可連續(xù)取，也可在20個以上不同部位抽取等量的樣品，總量不少于12kg。②取的試樣應(yīng)充分拌勻，分成兩份，其中一份密封保存3個月，試驗(yàn)前，將水泥通過0.9mm的方孔篩，并記錄篩余百分率及篩余物情況。③試驗(yàn)用水必須是潔凈的淡水。④試驗(yàn)室溫度應(yīng)為（20±2）℃，相對濕度應(yīng)不低于50%；濕氣養(yǎng)護(hù)箱溫度為（20±1）℃，相對濕度應(yīng)不低于90%；養(yǎng)護(hù)池水溫為（20±1）℃。⑤水泥試樣、標(biāo)準(zhǔn)砂、拌和水及儀器用具的溫度應(yīng)與試驗(yàn)室溫度相同。5.2.1水泥試驗(yàn)的一般規(guī)定2022/12/28Page11①取樣方法，以同一水泥廠2023/1/1Page47水泥細(xì)度檢驗(yàn)分水篩法和負(fù)壓篩法，如對兩種方法檢驗(yàn)的結(jié)果有爭議時，以負(fù)壓篩法為準(zhǔn)。硅酸鹽水泥的細(xì)度用比表面積表示，采用透氣式比表面積儀測定。5.2.2水泥細(xì)度檢測1．負(fù)壓篩法2．水篩法（3）結(jié)果計算2022/12/28Page12水泥細(xì)度檢驗(yàn)分水篩法和負(fù)壓2023/1/1Page48水泥凈漿對標(biāo)準(zhǔn)試桿的沉入具有一定的阻力。通過試驗(yàn)不同含水量水泥漿的穿透性，以確定水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿中所需要加入的水量。1．主要儀器設(shè)備

5.2.3水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量檢測2022/12/28Page13水泥凈漿對標(biāo)準(zhǔn)試桿的沉入具2023/1/1Page495.2.3水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量檢測2．試驗(yàn)步驟①調(diào)整維卡儀并檢查水泥凈漿攪拌機(jī)。使得維卡儀上的金屬棒能自由滑動，并調(diào)整至試桿（見圖5.6（c））接觸玻璃板時的指針對準(zhǔn)零點(diǎn)。攪拌機(jī)運(yùn)行正常，并用濕布將攪拌鍋和攪拌葉片擦濕。②稱取水泥試樣500g，拌和水量按經(jīng)驗(yàn)確定并用量筒量好。③將拌和水倒入攪拌鍋內(nèi)，然后在5～10s內(nèi)將水泥試樣加入水中。將攪拌鍋放在鍋?zhàn)?，升至攪拌位，啟動攪拌機(jī)，先低速攪拌120s，停15s，再快速攪拌120s，然后停機(jī)。④拌和結(jié)束后，立即將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)次排出氣泡，刮去多余凈漿；抹平后迅速將試模和底板移到維卡儀上，調(diào)整試桿至與水泥凈漿表面接觸，擰緊螺絲，然后突然放松，試桿垂直自由地沉入水泥凈漿中。⑤在試桿停止沉入或釋放試桿30s時記錄試桿距底板之間的距離。整個操作應(yīng)在攪拌后1.5min內(nèi)完成。3．試驗(yàn)結(jié)果以試桿沉入凈漿并距底板6mm±1mm的水泥凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥凈漿。標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（P）以拌和標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥凈漿的水量除以水泥試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為結(jié)果。2022/12/28Page145.2.3水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用2023/1/1Page505.2.4水泥凈漿凝結(jié)時間檢測1．主要儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)法維卡儀（將試桿更換為試針，儀器主要由試針和試模兩部分組成（見圖5.6））；其他儀器設(shè)備同標(biāo)準(zhǔn)稠度測定。2．試驗(yàn)步驟3．試驗(yàn)結(jié)果①由水泥全部加入水中至初凝狀態(tài)的時間為水泥的初凝時間，以“min”為單位表示。②由水泥全部加入水中至終凝狀態(tài)的時間為水泥的終凝時間，以“min”為單位表示。2022/12/28Page155.2.4水泥凈漿凝結(jié)時2023/1/1Page515.2.5水泥體積安定性檢測1．主要儀器設(shè)備2．試驗(yàn)步驟3．試驗(yàn)結(jié)果2022/12/28Page165.2.5水泥體積安定性2023/1/1Page525.2.6水泥膠砂強(qiáng)度檢測根據(jù)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）和《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》（GB/T17671—1999）的規(guī)定，測定水泥的強(qiáng)度，應(yīng)按規(guī)定制作試件，養(yǎng)護(hù)，并測定其規(guī)定齡期的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度值。1．主要儀器設(shè)備

2022/12/28Page175.2.6水泥膠砂強(qiáng)度檢2023/1/1Page535.2.6水泥膠砂強(qiáng)度檢測2．試驗(yàn)步驟3．結(jié)果評定

2022/12/28Page185.2.6水泥膠砂強(qiáng)度檢2023/1/1Page54在生產(chǎn)水泥時，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥標(biāo)號而加到水泥中的人工和天然礦物材料，稱為水泥混合材料。摻混合材料的硅酸鹽水泥有普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥以及復(fù)合硅酸鹽水泥。水泥混合材料按化學(xué)活性通?？煞譃榛钚曰旌喜牧虾头腔钚曰旌喜牧蟽纱箢?。5.3.1水泥混合料1．活性混合材料2．活性混合材料的作用3．非活性混合材料2022/12/28Page19在生產(chǎn)水泥時，為改善水泥性2023/1/1Page55凡由硅酸鹽水泥熟料、5%～20%的混合材料、適量石膏混合磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥，代號P·O。5.3.2普通硅酸鹽水泥2022/12/28Page20凡由硅酸鹽水泥熟料、5%2023/1/1Page56礦渣硅酸鹽水泥是我國產(chǎn)量最多和應(yīng)用廣泛的水泥品種，凡由硅酸鹽水泥熟料、?；郀t礦渣和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為礦渣硅酸鹽水泥，簡稱礦渣水泥，代號為P·S（A或B）。水泥中?；郀t礦渣摻量大于20%且小于等于50%者，代號為P·S·A；水泥中?；郀t礦渣摻量大于50%且小于等于70%者，代號為P·S·B。允許用火山灰質(zhì)混合材料、石灰石、窯灰中的一種來代替部分粒化高爐礦渣，代替數(shù)量不得超過水泥重量的8%。5.3.3礦渣硅酸鹽水泥2022/12/28Page21礦渣硅酸鹽水泥是我國產(chǎn)量最2023/1/1Page571．礦渣水泥的水化過程礦渣水泥的水化過程由兩步組成：首光是水泥熟料顆粒開始水化，這時所生成的水化產(chǎn)物與硅酸鹽水泥基本相同。2．礦渣水泥的性質(zhì)

由于礦渣水泥摻入了大量的混合材料，因此在水泥硬化過程中及表現(xiàn)的性能上，相對硅酸鹽水泥來說具有以下一些特點(diǎn)。

5.3.3礦渣硅酸鹽水泥2022/12/28Page221．礦渣水泥的水化過程5.2023/1/1Page58由硅酸鹽水泥熟料、火山灰質(zhì)混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥（簡稱火山灰水泥），代號為P·P。水泥中火山灰質(zhì)混合材料摻加量按質(zhì)量百分比計為大于20%且小于等于40%。火山灰水泥的強(qiáng)度等級、類型及各齡期強(qiáng)度均與礦渣水泥相同，見表5.7?；鹕交宜嘀蠱gO含量不得超過50%，若經(jīng)壓蒸安定性檢驗(yàn)合格，則熟料中MgO含量允許放寬到60%。細(xì)度、凝結(jié)時間及安定性要求與礦渣水泥相同?；鹕交宜嗝芏容^小，一般為2.8～3.1g/cm3，裝填密度為900～1000kg/m3。火山灰水泥的凝結(jié)硬化過程與礦渣水泥相似，首先是硅酸鹽水泥熟料水化，然后是水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣和水泥中的石膏與混合材料中的活性氧化硅、活性氧化鋁發(fā)生二次反應(yīng)，生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、水化硫鋁酸鈣等水化產(chǎn)物。特別需要指出的是各種火山灰質(zhì)水泥的硬化過程雖然相似，但水化產(chǎn)物、水化速度常常由于具體的混合材料、熟料以及硬化環(huán)境的不同而有所變化，所以必須具體分析，不能一律看待。5.3.4火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥2022/12/28Page23由硅酸鹽水泥熟料、火山灰質(zhì)2023/1/1Page59凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為粉煤灰硅酸鹽水泥（簡稱粉煤灰水泥），代號為P·F。粉煤灰水泥的強(qiáng)度等級、類型及各齡期強(qiáng)度均與礦渣水泥相同，如表5.7所示。細(xì)度、凝結(jié)時間、體積安定性與普通水泥的要求一致，三氧化硫含量超過35%為廢品。5.3.5粉煤灰硅酸鹽水泥1．粉煤灰水泥的水化過程2．粉煤灰水泥的特點(diǎn)2022/12/28Page24凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰2023/1/1Page60復(fù)合硅酸鹽水泥是由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為復(fù)合硅酸鹽水泥（簡稱復(fù)合水泥），代號P·C。水泥中混合材料總摻加量按質(zhì)量百分比應(yīng)大于20%，不超過50%。復(fù)合硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級、類型及各齡期強(qiáng)度均與礦渣水泥相同，見表5.6。5.3.6復(fù)合硅酸鹽水泥2022/12/28Page25復(fù)合硅酸鹽水泥是由硅酸鹽水2023/1/1Page611．六種常用水泥的特性與應(yīng)用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、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)合硅酸鹽水泥是建筑工程中廣泛使用的6種水泥，它的選用如表5.8所示。2．水泥的驗(yàn)收

（1）品種的驗(yàn)收

（2）數(shù)量驗(yàn)收

（3）質(zhì)量驗(yàn)收

（4）判定規(guī)則

3．水泥的保管

一般水泥存放3個月以上為過期水泥，強(qiáng)度將降低10%～20%，存放期越長，強(qiáng)度降低越大。過期水泥使用前必須重新檢驗(yàn)、標(biāo)定標(biāo)號，否則不得使用。

5.3.7水泥的選用、驗(yàn)收與保管2022/12/28Page261．六種常用水泥的特性與應(yīng)2023/1/1Page62白色和彩色硅酸鹽水泥主要用于建筑裝飾工程，可配制成彩色灰漿或制造各種彩色和白色混凝土。白色和彩色水泥與其他天然的和人造的裝飾材料相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)：價格較低廉，耐久性好，能使裝飾工程機(jī)械化等。5.4.1白色和彩色硅酸鹽水泥1．白色硅酸鹽水泥

2．彩色硅酸鹽水泥

2022/12/28Page27白色和彩色硅酸鹽水泥主要用2023/1/1Page63以硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏磨細(xì)制成的具有早期強(qiáng)度增進(jìn)率較高的水硬性膠凝材料，稱為快硬硅酸鹽水泥（簡稱快硬水泥）5.4.2快硬硅酸鹽水泥2022/12/28Page28以硅酸鹽水泥熟料，加入適量2023/1/1Page64高鋁水泥也稱礬土水泥。凡以鋁酸鈣為主、氧化鋁含量約50%的熟料所磨制的水硬性膠凝材料，稱為高鋁水泥。它是以礬土和石灰石作原料，按適當(dāng)比例配合后，經(jīng)燒結(jié)或熔融，再粉磨而成。5.4.3高鋁水泥1．礦物組成2．高鋁水泥的水化和硬化3．高鋁水泥的特點(diǎn)與應(yīng)用2022/12/28Page29高鋁水泥也稱礬土水泥。凡以2023/1/1Page65膨脹水泥是一種在水化過程中體積產(chǎn)生微量膨脹的水泥。它通常由膠凝材料和膨脹劑混合制成。膨脹劑使水泥在