建筑與裝飾材料第三版課件 第六章 水泥（定稿）

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水泥

水泥漿體不僅能在空氣中凝結(jié)硬化，還能更好地在水中凝結(jié)硬化，保持并發(fā)展其強度，故水泥屬于典型的水硬性膠凝材料。分類：按礦物組成分硅酸鹽水泥鋁酸鹽水泥硫鋁酸鹽水泥鐵鋁酸鹽水泥氟鋁酸鹽水泥分類：按用途和特性通用水泥:硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥復(fù)合水泥專用水泥：砌筑水泥道路水泥等特性水泥：快硬水泥抗硫酸鹽水泥低熱水泥膨脹水泥等6.1

通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥：

是以硅酸鹽水泥熟料、適量石膏和規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。硅酸鹽水泥熟料（0～5%混合材料）適量石膏磨細(xì)硅酸鹽水泥PⅠ型（PⅡ型）定義6.1.1

硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝流程(簡稱為“兩磨一燒”)（1）硅酸鹽水泥的生產(chǎn)硅酸三鈣(C3S)

45%～60%硅酸二鈣(C2S)

15%～30%鋁酸三鈣(C3A)

6%～12%鐵鋁酸四鈣(C4AF)

6%～8%（2）熟料礦物組成及特性硅酸鹽水泥熟料礦物特性礦物名稱密度(g/cm3)水化反應(yīng)速率水化放熱量強度耐腐蝕性干縮性C3S3.25快大高差中C2S3.28慢小早期低后期高好小C3A3.04最快最大低最差大C4AF3.77快中低中?。?）硅酸鹽水泥的水化與凝結(jié)硬化1）水化反應(yīng)

純水泥熟料磨細(xì)后，凝結(jié)時間很短，不便使用。為了調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間，摻入適量石膏，與反應(yīng)最快的鋁酸三鈣作用生成難溶的水化硫鋁酸鈣，覆蓋于未水化的鋁酸三鈣周圍，阻止其繼續(xù)快速水化。適量石膏起緩凝作用。

硬化后的水泥石是由膠體粒子、晶體粒子、凝膠孔、毛細(xì)孔及未水化的水泥顆粒所組成。其結(jié)構(gòu)如圖所示。A－－未水化水泥顆粒B－－膠體粒子C－－晶體粒子D－－毛細(xì)孔（毛細(xì)孔水）E－－凝膠孔1）細(xì)度細(xì)度－－指水泥顆粒的粗細(xì)程度。(4)硅酸鹽水泥的技術(shù)要求討論與分析缺點:水泥越細(xì)優(yōu)點：

？

與水發(fā)生水化反應(yīng)的速度越快，水泥石的早期強度越高?？偙砻娣e越大，硬化收縮越大；易受潮而降低活性；成本越高。同時規(guī)定凡細(xì)度不符合規(guī)定者為不合格品。硅酸鹽水泥的比表面積應(yīng)大于300m2/kg。GB規(guī)定請觀看測定比表面積試驗錄像水泥的凝結(jié)時間分初凝時間和終凝時間。水泥全部加入水中開始失去可塑性完全失去可塑性初凝終凝2）凝結(jié)時間水泥的凝結(jié)時間對工程有重要意義。討論與分析結(jié)論1：水泥的初凝時間不能過短，否則在施工前即已失去流動性和可塑性而無法施工。結(jié)論2：水泥的終凝時間不能過長，否則將延長施工進(jìn)度和模板周轉(zhuǎn)期。初凝時間不得早于45min終凝時間不得遲于390min同時規(guī)定:凝結(jié)時間不符合規(guī)定者為不合格品。GB規(guī)定討論與分析為什么在測定水泥的凝結(jié)時間、體積安定性時，要將水泥凈漿拌到標(biāo)準(zhǔn)稠度，也就是一個規(guī)定的稠度呢？

？為了使試驗結(jié)果具有可比性3）標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時的用水量即為標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，以水占水泥質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)表示。不同的水泥品種，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量各不相同，一般在24%～33%之間。例：A水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為27%，B水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為30%。試驗方法請觀看標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗動畫。指水泥硬化后體積變化是否均勻的性質(zhì)。水泥硬化后體積發(fā)生不均勻膨脹，導(dǎo)致水泥石開裂、翹曲等現(xiàn)象。出廠水泥必須合格。不良：良好：注意：安定性不良的水泥為廢品水泥，嚴(yán)禁在工程中使用。4）體積安定性討論與分析引起安定性不良的原因有哪些

熟料中含有過多的游離MgO;

熟料中含有過多的游離CaO;

石膏摻量過多。GB規(guī)定

用沸煮法檢驗必須合格；

熟料中MgO含量≯5%；

熟料中SO3含量≯3.5%；試驗方法沸煮法試餅法雷氏夾法（標(biāo)準(zhǔn)法）

請觀看標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性試驗錄像5）強度等級

強度是水泥力學(xué)性質(zhì)的一項重要指標(biāo)，是確定水泥強度等級的依據(jù)。硅酸鹽水泥根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)試件3d、28d的抗壓強度、抗折強度劃分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個強度等級。試驗儀器水泥膠砂試件制備水泥膠砂強度試驗GB規(guī)定水泥各等級、各齡期的強度值(GB175—2007)品種強度等級抗壓強度(MPa)≥抗折強度(MPa)≥3d28d3d28d硅酸鹽水泥42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.06）水化熱水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)所放出的熱量稱為水化熱。對工程的影響

高水化熱的水泥在大體積混凝土工程中是非常不利的，在大體積混凝土工程中應(yīng)選擇低熱水泥。在混凝土冬期施工時，水化熱有利于水泥的凝結(jié)、硬化和防止混凝土受凍。7）堿含量若水泥中堿含量過高，而混凝土使用了活性骨料，活性骨料會與水泥所含的堿性氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有膨脹性的堿硅酸凝膠物質(zhì)，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生膨脹破壞。若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時，水泥中堿含量不得大于0.60%或由供需雙方商定。8）不溶物、燒失量

Ⅰ型硅酸鹽水泥不溶物不得超過0.75%；Ⅱ型硅酸鹽水泥不溶物不得超過1.50%。

Ⅰ型硅酸鹽水泥燒失量不得超過3.0%；Ⅱ型硅酸鹽水泥燒失量不得超過3.5%。9）氯離子含量硅酸鹽水泥氯離子含量應(yīng)不大于0.06%，氯離子含量不滿足要求的為不合格品。水泥石在正常使用條件下，具有較好的耐久性，但在某些腐蝕性介質(zhì)作用下，水泥石的結(jié)構(gòu)逐漸遭到破壞，強度下降以致全部潰裂，這種現(xiàn)象叫水泥石的腐蝕。（5）水泥石的腐蝕與防止

軟水腐蝕（溶出性侵蝕）酸性腐蝕鹽類的腐蝕強堿腐蝕水泥石腐蝕的防止措施：根據(jù)工程所處環(huán)境，選用適當(dāng)品種的水泥；增加水泥制品的密實度，減少侵蝕介質(zhì)的滲透；設(shè)置保護(hù)層。(6)硅酸鹽水泥的性質(zhì)與應(yīng)用

快凝快硬高強抗凍性好抗腐蝕性差堿度高、抗碳化能力強耐熱性差耐磨性好水化熱大6.1.2其他通用硅酸鹽水泥

凡在硅酸鹽水泥熟料中，摻入一定量的混合材料和適量石膏共同磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，均屬摻混合材料的硅酸鹽水泥。（1）混合材料

摻混合材料是為了調(diào)整水泥強度等級，擴大使用范圍，改善水泥的某些性能，增加品種和產(chǎn)量，降低成本并充分利用工業(yè)廢料，減輕對環(huán)境的負(fù)擔(dān)。①?；郀t礦渣

煉鐵高爐中的熔融礦渣經(jīng)水淬等急冷方式而成的顆粒，又稱水淬礦渣，一般CaO和和Al2O3含量較高者，活性較大，質(zhì)量較好，在有染激發(fā)劑的情況下，具有水硬性。1)活性混合材料②火山灰質(zhì)混合材料

火山灰質(zhì)混合材料是用于水泥中以活性氧化硅、活性氧化鋁為主要成分的礦物材料。按成因可分為天然的和人工兩大類。③粉煤灰

是火力發(fā)電石廠燃煤鍋爐排出的煙道灰，其活性主要取決于玻璃體的含量，主要成分是活性氧化硅和活性氧化鋁?；钚曰旌喜牧现幸话憔谢钚匝趸X，它們只有在氫氧化鈣和石膏存在的條件下活性才能激發(fā)出來，通常將石灰與石膏稱為活性混合材料的“激發(fā)劑”氫氧化鈣稱為堿性激發(fā)劑；石膏為硫酸鹽激發(fā)劑。

摻入的目的主要是為了提高水泥產(chǎn)量，調(diào)節(jié)水泥強度等級，減小水化熱等。

磨細(xì)的石英砂、石灰石、黏土、慢冷礦渣及多種廢渣等都屬于非活性材料。2)非活性混合材料

是由硅酸鹽水泥熟料、大于5%且不超過20%的活性混合材料（允許用不超過水泥質(zhì)量8%的非活性混合材料或不超過水泥質(zhì)量5%的窯灰代替）及適量石膏共同磨細(xì)制成，簡稱普通水泥，代號P·O。（2）普通硅酸鹽水泥普通水泥的細(xì)度、體積安定性、氧化鎂含量、三氧化硫含量、氯離子含量要求同硅酸鹽水泥。普通水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于600min。強度等級

抗壓強度(MPa)≥抗折強度(MPa)≥3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.0普通硅酸鹽水泥的強度要求(GB175—2007)在應(yīng)用范圍方面，普通水泥與硅酸鹽水泥基本相同，甚至在一些不能用硅酸鹽水泥的地方也可采用普通水泥，使得普通水泥成為建筑行業(yè)應(yīng)用面最廣、使用量最大的水泥品種。（3）礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥

①礦渣水泥是由硅酸鹽水泥熟料和?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，簡稱礦渣水泥，代號P·S，分為兩個類型。

②火山灰水泥是由硅酸鹽水泥熟料，加入大于20%且不超過40%的火山灰質(zhì)混合材料及適量石膏磨細(xì)制成的，簡稱火山灰水泥，代號P·P。

③粉煤灰水泥

是由硅酸鹽水泥熟料，加入大于20%且不超過40%的粉煤灰混合材料及適量石膏磨細(xì)制成，簡稱粉煤灰水泥，代號P·F。1)三種水泥的技術(shù)指標(biāo)細(xì)度要求80方孔篩篩余不大于10%或45方孔篩篩余不大于30%。請觀看負(fù)壓篩析法測定水泥細(xì)度試驗錄像凝結(jié)時間、體積安定性要求與普通水泥相同。

礦渣水泥三氧化硫含量不大于4.0%，火山灰水泥、粉煤灰水泥三氧化硫含量含量不大于3.5%。強度等級抗壓強度(MPa)≥抗折強度(MPa)≥3d28d3d28d32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥的強度要求(GB175—2007)

三種水泥的共性包括：早期強度發(fā)展慢，后期強度增長快；水化熱低；耐腐蝕性好；溫濕度敏感性強；抗碳化能力差；抗凍性差等。2)三種水泥的性能及應(yīng)用三種水泥的特性：

礦渣水泥耐熱性強

火山灰水泥抗?jié)B性好粉煤灰水泥干縮較小，抗裂性高是由硅酸鹽水泥熟料，加入兩種以上大于20%且不超過50%的活性混合材料（允許用不超過水泥質(zhì)量8%的窯灰代替部分混合材料）及石膏磨細(xì)制成，簡稱復(fù)合水泥，代號P·C。（4）復(fù)合水泥6.2

裝飾水泥6.2.1

白色硅酸鹽水泥由氧化鐵含量少的酸鹽水泥熟料，適量石膏及規(guī)定的混合材料，磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，簡稱白水泥。代號P·W。（1）白水泥生產(chǎn)原理與普通水泥的生產(chǎn)方法基本相同，主要區(qū)別在于著色的鐵含量少，因而色白。（2）白色水泥技術(shù)性質(zhì)白水泥分32.5、42.5、52.5、三個強度等級。細(xì)度要求為80um的方孔篩篩余量不得超過10%；初凝時間不早于45min，終凝時間不遲于10h；

體