建筑材料3-1h技術(shù)性質(zhì)課件

2011年4月課程名稱四、硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì)（一）細(xì)度（1）定義:水泥顆粒的粗細(xì)程度。（2）細(xì)度與性質(zhì)關(guān)系：細(xì)度決定了水泥與水接觸的表面積，從而影響水泥的凝結(jié)時(shí)間和性質(zhì)。

水泥細(xì)度和性質(zhì)關(guān)系（3）指標(biāo)（GB175-2007）比表面積：是指單位質(zhì)量的水泥粉末所具有的表面積的總和（m2/kg，cm2/g）

——勃氏法（適用于硅酸鹽水泥比表面積＞300m2/kg）篩余量:

通過(guò)0.08mm方孔篩的篩余量（%）

——負(fù)壓篩法（適用于其它水泥）勃氏透氣儀（1）定義

初凝：從水泥加水拌合起到水泥漿開(kāi)始失去塑性所需的時(shí)間

終凝：從水泥加水拌合起到水泥漿完全失去塑性，并開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度（但還沒(méi)有強(qiáng)度）的時(shí)間（2）工程意義

水泥的初凝時(shí)間不宜過(guò)早，以便施工時(shí)有充分時(shí)間攪拌、運(yùn)輸、澆注和砌筑等操作；否則在施工前已失去流動(dòng)性和塑性而無(wú)法施工。

水泥的終凝不宜過(guò)遲，以便施工完畢后盡快硬化，達(dá)到一定的強(qiáng)度，以利于下一步施工工藝的進(jìn)行；否則將延長(zhǎng)施工進(jìn)度和模板的周轉(zhuǎn)率。（3）標(biāo)準(zhǔn)要求

初凝時(shí)間不得早于45min，終凝不得遲于390min（二）凝結(jié)時(shí)間（5）凝結(jié)時(shí)間測(cè)定

儀器：采用凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀（維卡儀）水泥漿體：采用水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿。

初凝時(shí)間：試針距底板距離為4mm±1mm。

終凝時(shí)間：當(dāng)試針沉入試體0.5mm時(shí)，即環(huán)形附件開(kāi)始不能在試體上留下痕跡時(shí)。注意請(qǐng)觀察凝結(jié)時(shí)間測(cè)定.swf（1）定義：安定性：水泥漿在硬化過(guò)程中，體積變化均勻的性能。

體積安定性不良：水泥硬化后產(chǎn)生不均勻的體積變化（裂縫后彎曲）（2）安定性不良的原因：

熟料中f-CaO過(guò)多熟料中f-MgO

過(guò)多石膏摻量過(guò)多：硬化后，仍有CaSO4存在，則CA、水化鋁酸鈣與之反應(yīng)，形成鈣礬石（水泥桿菌），體積膨脹1.5倍，引起水泥石開(kāi)裂。

（3）測(cè)定方法（沸煮法——加速實(shí)驗(yàn)法）餅法：觀察水泥凈漿在煮沸后的外形變化雷氏夾法：測(cè)量水泥石煮沸后的膨脹值（三）體積安定性雷氏夾法雷氏夾試件的成型：標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥凈漿。測(cè)量A：取下試件，測(cè)量雷氏夾指針尖端間的距離A。沸煮測(cè)量C沸煮后，冷卻，取出試件測(cè)量雷氏夾指針尖端的距離C。結(jié)果判定當(dāng)兩個(gè)試件煮后增加距離C-A平均值≯5.0mm時(shí)，安定性合格；當(dāng)兩個(gè)試件C-A值相差超過(guò)4.0mm時(shí)，應(yīng)重做一次試驗(yàn)。再如此，則認(rèn)為該水泥安定性不合格。A張開(kāi)后C上述方法僅適用于測(cè)出f-CaO

是否過(guò)量。f-MgO

和石膏不能通過(guò)加速實(shí)驗(yàn)的方法檢測(cè)。所以，它們必須在生產(chǎn)工藝中嚴(yán)格控制，避免過(guò)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：f-MgO≯5%SO3≯3.5%（4）限制（四）強(qiáng)度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T17671-1999）規(guī)定：水泥的強(qiáng)度用膠砂試件檢驗(yàn)。條件：

1、材料：水泥:ISO標(biāo)準(zhǔn)砂=1:3，W/C=0.5；

2、試件尺寸：40mm×40mm×160mm；

3、養(yǎng)護(hù)條件：20℃士1℃水中；

4、齡期：3d和28d；

5、強(qiáng)度種類：抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。

6、強(qiáng)度等級(jí)：6個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，其中帶R的為早強(qiáng)型水泥。(1)試驗(yàn)方法（ISO法）水泥的強(qiáng)度是按照GB/T17961-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO）法》的方法制作的水泥膠砂試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，養(yǎng)護(hù)到規(guī)定齡期時(shí)檢測(cè)的強(qiáng)度值抗壓強(qiáng)度C：S：W=1：3：0.5標(biāo)準(zhǔn)試件40mm×40mm×160mm20±1°C的水養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)3d、28d抗折強(qiáng)度（四）強(qiáng)度JJ-55ISO行星式攪拌機(jī)水泥膠砂三聯(lián)試模

水泥膠砂試體成型振實(shí)臺(tái)

水泥電動(dòng)抗折機(jī)

硅酸鹽水泥各齡期的強(qiáng)度值(GB175-2007)

水泥發(fā)生水化作用時(shí)放出的熱量，主要在硬化初期放出。水化熱大的水泥，能加速凝結(jié)硬化過(guò)程，有利于低溫環(huán)境中的施工。但對(duì)大體積混凝土工程（大型基礎(chǔ)、水壩、橋墩等）來(lái)說(shuō)，水化熱積聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易發(fā)散，使其內(nèi)部溫度升高，內(nèi)外溫差可達(dá)50~60℃以上，使混凝土產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而開(kāi)裂破壞。我國(guó)《JGJ55-2000普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》上，定義大體積混凝土為：混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸等于或大于1m，或預(yù)計(jì)會(huì)因水泥水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大而導(dǎo)致裂縫的混凝土。日本建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(JASS5)規(guī)定：“結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在80cm以上，同時(shí)水化熱引起混凝土內(nèi)部的最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計(jì)超過(guò)25℃的混凝土，稱為大體積混凝土”。

（五）水化熱

定義:單位質(zhì)量水泥水化放出的熱量(J/g)

影響因素:(大部分的水化熱在水化反應(yīng)的初期釋放出來(lái)）水泥的化學(xué)組成水泥細(xì)度礦物摻合料例如，C3S，C3A越多，顆粒越細(xì)，水化熱越大，反之亦然。工程意義水化熱大，對(duì)冬季施工有利水化熱大，對(duì)大體積混凝土工程不利。（五）水化熱【原因分析】由于該工程所使用的水泥C3A和C3S含量高，導(dǎo)致該水泥的水化熱高。在澆注混凝土后，混凝土的內(nèi)外溫差高，造成混凝土貫穿型的縱向裂縫?！痉乐未胧渴紫龋瑢?duì)大體積的混凝土工程宜選用低水化熱，即C3A和C3S的含量較低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也需適當(dāng)控制。再次，大體積混凝土工程施工時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的措施，如外部保溫、內(nèi)部降溫等。水泥的許多性質(zhì)與新拌水泥的稀稠有關(guān)。國(guó)家規(guī)定水泥凝結(jié)時(shí)間和體積安定性均應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥漿來(lái)驗(yàn)證。采用試錐下沉深度為28±2mm時(shí)的凈漿，這時(shí)的用水量即為標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。固定水量(142.5ml)調(diào)整水量標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量一般為水泥重量的21%～28%。（六）標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量

水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度試驗(yàn).swf（七）堿含量：按Na2O＋0.658K2O的計(jì)算值來(lái)表示。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時(shí)，水泥中堿含量不得大于0.6%或由供需雙方商定。（八）密度：ρ=3.0～3.15（四川加鐵粉偏重是3.15）表觀密度：ρ0=1.2～1.3（九）不溶物和燒失量不溶物是指水泥經(jīng)酸和堿處理后，不能被溶解的殘余物。燒失量是指水泥經(jīng)高溫灼燒處理后的質(zhì)量損失率。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：Ⅰ型硅酸鹽水泥中的不溶物≤0.75%Ⅱ型硅酸鹽水泥中的不溶物≤

1.5%Ⅰ型硅酸鹽水泥中的燒失量≤3.0%Ⅱ型硅酸鹽水泥中的燒失量≤

3.5%五、硅酸鹽水泥的腐蝕（一）溶出性侵蝕（軟水侵蝕）軟水是指不含或僅含少量鈣、鎂可溶性鹽的水，如雨水、雪水、蒸餾水以及含重碳酸鹽很少的河水和湖水等。原因：CH溶解流失。若靜水：CH飽和則不再溶解。流動(dòng)水：CH不斷溶解、流失，減小了水泥漿的密實(shí)度影響強(qiáng)度。并由于CH濃度降低使水化物中高堿性向低堿性水化物分解，發(fā)生晶型轉(zhuǎn)換，孔隙增大，強(qiáng)度降低。若水中含重碳酸水（硬水），則：Ca(OH)2+Ca(HCO3)2===2CaCO3+2H2O生成的CaCO3是難溶的，沉聚在硬化水泥漿體的孔隙內(nèi)，可阻止外界水的侵入和Ca(OH)2的流失，這種自動(dòng)填實(shí)作用可制止淡水侵蝕的進(jìn)行。（一）軟水腐蝕水泥石長(zhǎng)期接觸軟水Ca(OH)2不斷被溶出PH下降其它含鈣礦物可能分解（C-S-H，C3AH6等）Ca(OH)2SiO2

無(wú)膠凝性，水泥石結(jié)構(gòu)破壞軟水：雨水、雪水、蒸餾水、冷凝水及含重碳酸鹽甚少的河水與湖水等腐蝕機(jī)理：Ca(OH)2溶解流失腐蝕條件：流水破壞性大；靜止水破壞性不大五、硅酸鹽水泥的腐蝕（三）鎂鹽的腐蝕（松散無(wú)膠結(jié)型腐蝕）

腐蝕源：主要是硫酸鎂和氯化鎂。它們與水泥石中的氫氧化鈣發(fā)生如下反應(yīng)：

MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2

MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO4·2H2O+Mg(OH)2

破壞形式：

生成的氫氧化鎂松軟而無(wú)膠凝能力，氯化鈣易溶于水；生成的二水石膏則引起硫酸鹽腐蝕。易溶于水無(wú)膠凝性結(jié)晶膨脹生成AFt（四）碳酸腐蝕

腐蝕源：含有大量游離的CO2工業(yè)污水造成腐蝕機(jī)理

Ca(OH)2+CO2+H2O=CaCO3+2H2OCaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2

重碳酸鹽大量溶于水，使生成物大量被帶走，消耗Ca(OH)2,Ca(OH)2濃度的降低，還會(huì)導(dǎo)致水泥石中其他水泥水化物的分解，使腐蝕作用進(jìn)一步加劇。（五）一般酸的侵蝕原因：2HCl+Ca(OH)2===CaCl2+2H2O生成的鈣鹽易溶于水。

H2SO4+Ca(OH)2===CaSO4·2H2O生成的二水石膏與水泥石中的水化鋁酸鈣作用，生成水化硫鋁酸鈣或直接在水泥石孔隙中結(jié)晶產(chǎn)生膨脹壓力。（六）鹽類循環(huán)結(jié)晶腐蝕主要是干濕循環(huán)下鹽類循環(huán)結(jié)晶產(chǎn)生破壞。（八）水泥石腐蝕的原因和防止措施1、引起水泥石腐蝕的原因（1）內(nèi)因：

a、CH、C3AH6等不耐腐蝕的水化產(chǎn)物。b、水泥石不密實(shí)，腐蝕物滲入。（2）外因：腐蝕介質(zhì)種類及濃度、水壓、流速、水位、水溫、干濕交替2、防止水泥石腐蝕的措施

選擇合適的水泥品種；

提高水泥石的密實(shí)程度；如降低水灰比、摻加減水劑、改進(jìn)施工方法等。表面防護(hù)處理。如貼瓷磚、加涂料等。

六、硅酸鹽水泥的特性和應(yīng)用特性：

1、凝結(jié)硬化快，早期強(qiáng)度與后期強(qiáng)度均高。適用于早期強(qiáng)度有較高要求的工程，如現(xiàn)澆混凝土梁、板、柱和預(yù)制構(gòu)件，也適用于重要結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土工程。

2、耐凍性、耐磨性好。適用于冬季施工以及嚴(yán)寒地區(qū)遭受反復(fù)凍融的工程，如大壩溢流面。

3、水化過(guò)程放熱量大。不宜用于大體積混凝土工程。

4、耐腐蝕差。不適用于經(jīng)常與流動(dòng)的淡水接觸及有水壓作用的工程；也不適用于受海水、礦物水、硫酸鹽等作用的工程。5、耐熱性差。當(dāng)受熱溫度超