模塊2 《土木工程材料》教學(xué)課件

《土木工程材料》?精品課件合集CivilEngineeringMaterials土木工程材料—第二章第二章水泥目錄2.1硅酸鹽水泥2.2硅酸鹽水泥的水化反應(yīng)與凝結(jié)硬化2.3摻混合材硅酸鹽水泥的組成與水泥2.4通用硅酸鹽水泥2.5特種水泥2.1硅酸鹽水泥水泥是一種包含多種礦物成分的人造粉末狀材料，與水拌和后成為塑性膠體，既能在空氣中硬化，也能在水中硬化，并能將砂石等材料的結(jié)合成具有一定強(qiáng)度的整體，水泥是水硬性無機(jī)膠凝材料。水泥是建筑業(yè)的基本材料，使用廣，用量大，素有“建筑業(yè)的糧食”之稱。它具有高的強(qiáng)度及穩(wěn)定性、料源廣泛、經(jīng)濟(jì)性好工藝簡單的優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各部門的基本建設(shè)之中。同時(shí)它也具有自重大、剛度大，變形小、收縮及裂縫現(xiàn)象、污染環(huán)境（溫室效應(yīng)）的缺點(diǎn)。膠凝材料指能在物理、化學(xué)作用下，從具有流動性的漿體轉(zhuǎn)變成堅(jiān)固的石狀體，并能將砂、石子等散粒材料或磚、板等塊片狀材料粘結(jié)為一個(gè)整體的材料。氣硬性膠凝材料——只在空氣中硬化

（石灰、石膏）

無機(jī)膠凝材料（以無機(jī)化合物為基本成分）按凝結(jié)硬化條件分類水硬性膠凝材料——空氣、水中皆可硬化（水泥）

有機(jī)膠凝材料（天然的或合成的有機(jī)高分子化合物為基本成分）（瀝青、樹脂）2.1硅酸鹽水泥

水泥按化學(xué)成分分類：硅酸鹽類水泥、鋁酸鹽類水泥、硫鋁酸鹽類水泥、鐵鋁酸鹽類水泥、氟鋁酸鹽類水泥。按用途和性能分類：通用水泥、專用水泥、特種水泥。2.1硅酸鹽水泥水泥的生產(chǎn)和使用在世界上已有150多年的歷史。目前，世界上水泥的品種已達(dá)200多種。解放后，我國水泥產(chǎn)量快速上升，1985年我國水泥產(chǎn)量已躍居世界第一位，品種亦達(dá)70多種。同時(shí)在水泥生產(chǎn)中不斷發(fā)展新技術(shù)、新工藝，促進(jìn)了水泥工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。但也應(yīng)該看到，與世界先進(jìn)水平相比，我國水泥工業(yè)尚未存在不少問題，如生產(chǎn)技術(shù)落后，經(jīng)濟(jì)效益差，人均產(chǎn)量仍低，供需矛盾突出，不能滿足建設(shè)要求等。今后，要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上增加產(chǎn)量，提高質(zhì)量，減少能耗，降低成本。2.1硅酸鹽水泥

國家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）規(guī)定：凡是以適當(dāng)成分的生料，燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的水泥熟料，并摻入0～5％的石灰石或?；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。硅酸鹽水泥分兩種類型，不摻混合材料的稱I型硅酸鹽水泥，代號P?I。在硅酸鹽水泥粉磨時(shí)摻加不超過水泥質(zhì)量5％的石灰石或?；郀t礦渣混合材料的稱II型硅酸鹽水泥，代號P?II。2.1硅酸鹽水泥2.1.2硅酸鹽水泥熟料的礦物組成及特性2.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)2.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)硅酸鹽系水泥的生產(chǎn)有三大主要環(huán)節(jié)：即生料制備、熟料燒成和水泥制成，這三大環(huán)節(jié)的主要設(shè)備是生料粉磨機(jī)、水泥熟料煅燒窯和水泥粉磨機(jī)，其生產(chǎn)過程常形象地概括為“兩磨一燒”。2.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)1.生料的配置（1）石灰質(zhì)原料：主要提供CaO。采用石灰?guī)r、凝灰?guī)r和貝殼等。主要原料（3）校正原料（輔助原料）：為滿足成分要求用。如：鐵礦粉的鐵質(zhì)原料補(bǔ)充氧化鐵的含量。砂巖的硅質(zhì)原料增加二氧化硅的成分等。（2）粘土質(zhì)原料：主要SiO2、Al2O3及Fe2O3。采用粘土、黃土、頁巖、泥巖、粉砂巖及河泥等。2.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)2.水泥熟料的煅燒將配制好的生料在窯內(nèi)進(jìn)行煅燒。水泥窯型主要有立窯和回轉(zhuǎn)窯。一般立窯適合小型水泥廠，回轉(zhuǎn)窯適合于大型水泥廠。生料經(jīng)過煅燒后，通過一系列的物理、化學(xué)變化，生成水泥礦物，形成水泥熟料。煅燒的主要過程包括五個(gè)環(huán)節(jié)：生料在窯內(nèi)經(jīng)歷：干燥——預(yù)熱——分解——燒成——冷卻2.1.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)3.水泥熟料的粉磨將生產(chǎn)出來的水泥熟料配以適量的石膏，或根據(jù)水泥品種的要求摻入一定量的混合材料，進(jìn)入水泥粉磨機(jī)磨至適當(dāng)?shù)募?xì)度，即制成硅酸鹽水泥。φ3.8×13m水泥磨2.1.2硅酸鹽水泥熟料的礦物組成及特性1.水泥熟料的礦物組成組成礦物名稱分子式簡稱含量（%）硅酸鹽礦物硅酸三鈣3CaO·SiO2C3S37~60硅酸二鈣2CaO·SiO2C2S15~37

熔劑礦物鋁酸三鈣3CaO·Al2O3C3A7~15鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF10~18

次要成分游離氧化鈣CaO

游離氧化鎂MgO

含堿礦物及玻璃體

2.1.2硅酸鹽水泥熟料的礦物組成及特性2.水泥熟料礦物的特性硅酸鹽水泥中含有的4種熟料礦物與水作用時(shí)所表現(xiàn)的特性是不同的，表中列出了4種熟料礦物與水作用的特性。2.1.2硅酸鹽水泥熟料的礦物組成及特性2.水泥熟料礦物的特性水泥熟料是由種不同特性的礦物所組成的混合物。因此，改變熟料礦物成分之間的比例，水泥的性質(zhì)即發(fā)生相應(yīng)的變化。2.2.1硅酸鹽水泥加水后的水化產(chǎn)物2.2.2水泥的凝結(jié)硬化過程2.2.3影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止2.2硅酸鹽水泥的水化反應(yīng)與凝結(jié)硬化2.2.5硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)2.2.6硅酸鹽水泥的特性、應(yīng)用及儲存2.2.1硅酸鹽水泥加水后的水化產(chǎn)物1.硅酸三鈣，水泥熟料礦物中，硅酸三鈣含量最高。硅酸三鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)較快，水化放熱量大，生成水化硅酸鈣及氫氧化鈣：2(3CaO·SiO2)+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2

硅酸三鈣水化硅酸鈣氫氧化鈣2.硅酸二鈣，硅酸二鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)較慢，水化放熱小，生成水化硅酸鈣，也有氫氧化鈣析出：2(2CaO·SiO2)+4H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2

硅酸二鈣水化硅酸鈣氫氧化鈣2.2.1硅酸鹽水泥加水后的水化產(chǎn)物3.鋁酸三鈣鋁酸三鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)極快，水化放熱甚大，生成水化鋁酸三鈣：3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O

鋁酸三鈣水化鋁酸三鈣4.鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣與水作用時(shí)，反應(yīng)也較快，水化放熱中等，生成水化鋁酸三鈣及水化鐵酸鈣：4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O

鐵鋁酸四鈣水化鐵酸一鈣2.2.1硅酸鹽水泥加水后的水化產(chǎn)物由于鋁酸三鈣水化極快，會使水泥很快凝結(jié)，為使工程使用時(shí)有足夠的操作時(shí)間，水泥中可以摻加適量的石膏，延緩水泥凝結(jié)。水泥加入石膏后，鋁酸三鈣水化時(shí)，石膏會與水化鋁酸三鈣反應(yīng)生成針狀的鈣礬石。鈣礬石很難溶解于水，覆蓋在水泥顆粒的表面形成一層保護(hù)膜，以此來阻礙鋁酸三鈣的水化，從而阻止水泥顆粒表面水化產(chǎn)物向外擴(kuò)散，降低了水泥的水化速度，使水泥的凝結(jié)時(shí)間得以延緩。3CaO·Al2O3·6H2O+CaSO4——3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O水化鋁酸鈣石膏或3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O

水化硫鋁酸鈣或單硫型水化硫鋁酸鈣2.2.1硅酸鹽水泥加水后的水化產(chǎn)物是水泥石形成強(qiáng)度的最主要化合物水化硅酸鈣70%（凝膠）氫氧化鈣

20%（晶體）水化鋁酸鈣（晶體）水化硫鋁酸鈣晶體（也稱鈣礬石）7%水化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其放出的熱量稱為水化熱。其水化熱大，放熱的周期也較長，但大部分（50%以上）熱量是在3天以內(nèi)。特別是在水泥漿發(fā)生凝結(jié)、硬化的初期放出。2.2.2水泥的凝結(jié)硬化過程硅酸鹽水泥加水拌合后，成為可塑性的漿體，隨著時(shí)間的推移，其塑性逐漸降低，最后失去塑性而成為水泥石，這個(gè)過程稱為水泥的凝結(jié)。（1）水泥加水拌合后，未水化的水泥顆粒分散在水中，成為水泥漿體。（2）水化開始時(shí)，由于水化物尚不多，包有凝膠體膜層的水泥顆粒之間還是分離著的，相互間引力較小，此時(shí)水泥漿具有良好的塑性。（3）隨著水泥顆粒不斷水化，凝膠體膜層不斷增厚而破裂，并繼續(xù)擴(kuò)展，在水泥顆粒之間形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水泥漿體逐漸變稠，粘度不斷增高，失去塑性，這就是水泥的凝結(jié)過程。（4）上過程不斷地進(jìn)行，水化產(chǎn)物不斷生成并填充顆粒之間空隙，毛細(xì)孔越來越少，使結(jié)構(gòu)更加緊密，水泥漿體逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度而進(jìn)入硬化階段。2.2.2水泥的凝結(jié)硬化過程水化中期，凝結(jié)水化后期，硬化初始反應(yīng)期（凝膠膜的生成期）2.2.2水泥的凝結(jié)硬化過程由上述可見，水泥的水化反應(yīng)是由顆粒表面逐漸深入到內(nèi)層的。當(dāng)水化物增多時(shí)，堆積在水泥顆粒周圍的水化物不斷增加，以致阻礙水分繼續(xù)透入，使水泥顆粒內(nèi)部的水化愈來愈困難，經(jīng)過長時(shí)間（幾個(gè)月，甚至幾年）的水化以后，多數(shù)顆粒仍剩余尚未水化的內(nèi)核。因此，硬化后的水泥石是由凝膠體（凝膠和晶體）、未水化水泥顆粒內(nèi)核和毛細(xì)孔組成的不勻質(zhì)結(jié)構(gòu)體。2.2.2水泥的凝結(jié)硬化過程關(guān)于熟料礦物在水泥石強(qiáng)度發(fā)展過程中所起的作用，可以認(rèn)為，硅酸三鈣在最初約四個(gè)星期（28d）以內(nèi)水泥石強(qiáng)度起決定性作用；硅酸二鈣在大約四個(gè)星期以后才發(fā)揮其強(qiáng)度作用，大約經(jīng)過一年，與硅酸三鈣對水泥石強(qiáng)度發(fā)揮相等的作用；鋁酸三鈣在1~3天或稍長的時(shí)間內(nèi)對水泥石強(qiáng)度起有益作用。目前對鐵鋁酸四鈣在水泥水化時(shí)所起的作用，認(rèn)識還存在分歧，各方面試驗(yàn)結(jié)果也有較大差異。多數(shù)人認(rèn)為鐵鋁酸四鈣水化速率不低，但到后期由于生成凝膠而阻止了進(jìn)一步的水化。2.2.3影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素基本因素本身礦物組成因素四溫度和濕度因素三養(yǎng)護(hù)時(shí)間（齡期）因素二石膏參量因素一細(xì)度2.2.3影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素因素一：細(xì)度細(xì)度即磨細(xì)程度，水泥顆粒越細(xì)，總表面積越大，與水接觸的面積也越大，則水化速度越快，凝結(jié)硬化也越快。因素二：石膏摻量當(dāng)摻入少量石膏后，石膏將與水化硅酸三鈣作用，生成難溶的水化硫鋁酸鈣晶體（鈣礬石），延緩了水泥漿體的凝結(jié)速度，但石膏摻量不能過多，因過多不僅緩凝作用不大，還會引起水泥安定性不良。2.2.3影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素因素三：養(yǎng)護(hù)時(shí)間（齡期）隨著時(shí)間的延續(xù)，水泥的水化程度在不斷增大，水化產(chǎn)物也不斷增加。因此，水泥石強(qiáng)度的發(fā)展是隨齡期而增長的。一般在28天內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展最快，28天后顯著減慢。但只要在溫暖與潮濕的環(huán)境中，水泥強(qiáng)度的增長可延續(xù)幾年，甚至幾十年。2.2.3影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素因素四：溫度和濕度溫度對水泥的凝結(jié)硬化有著明顯的影響。提高溫度可加速水化反應(yīng)，通常提高溫度可加速硅酸鹽水泥的早期水化，使早期強(qiáng)度能較快發(fā)展，但對后期強(qiáng)度反而可能有所降低。在較低溫度下硬化時(shí)，雖然硬化緩慢，但水化產(chǎn)物較致密，所以可獲得較高的最終強(qiáng)度。當(dāng)溫度降至負(fù)溫時(shí)，水化反應(yīng)停止，由于水分結(jié)冰，會導(dǎo)致水泥石凍裂，破壞其結(jié)構(gòu)。溫度的影響主要表現(xiàn)在水泥水化的早期階段，對后期影響不大。2.2.3影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素水泥的水化反應(yīng)及凝結(jié)硬化過程必須在水分充足的條件下進(jìn)行。環(huán)境濕度大，水分不易蒸發(fā)，水泥的水化及凝結(jié)硬化就能夠保持足夠的化學(xué)用水。如果環(huán)境干燥，水泥漿中的水份蒸發(fā)過快，當(dāng)水份蒸發(fā)完后，水化作用將無法進(jìn)行，硬化即行停止，強(qiáng)度不再增長，甚至還會在制品表面產(chǎn)生干縮裂縫。因此，使用水泥時(shí)必須注意養(yǎng)護(hù)，使水泥在適宜的溫度及濕度環(huán)境中進(jìn)行硬化，從而不斷增長其強(qiáng)度。2.2.3影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素覆蓋塑料膜養(yǎng)護(hù)蒸汽養(yǎng)護(hù)2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止4.水泥石腐蝕的防止3.水泥石腐蝕的原因2.水泥石的幾種主要侵蝕類型1.水泥石的結(jié)構(gòu)2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止1.水泥石的機(jī)構(gòu)水泥石主要由凝膠體、晶體、孔隙、水、空氣和未水化的水泥顆粒等組成，存在固相、液相和氣相。因此硬化后的水泥石是一種多相多孔介質(zhì)。A—凝膠體（C－S－H凝膠，水化硅酸鈣凝膠）B—晶體（氫氧化鈣、水化鋁酸鈣、水化硫鋁酸鈣）C—孔隙（毛細(xì)孔、凝膠孔、氣孔等）D—未水化的水泥顆粒。2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止2.水泥石的幾種主要侵蝕類型（1）軟水腐蝕水泥石長期接觸軟水時(shí)，會使水泥石中的氫氧化鈣不斷被溶出，當(dāng)水泥石中游離的氫氧化鈣減少到一定程度時(shí)，水泥石中的其它含鈣礦物也可能分解和溶出，從而導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低，甚至破壞。當(dāng)水泥石處于軟水環(huán)境時(shí)，特別是處于流動的軟水環(huán)境中時(shí)，水泥被軟水侵蝕的速度更快。2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止2.水泥石的幾種主要侵蝕類型（1）軟水腐蝕原因：Ca(OH)2易溶于水靜水及無壓力水：周圍的水易被Ca(OH)2飽和，使溶解停止。流水及壓力水：溶出的Ca(OH)2不斷被流水帶走，Ca(OH)2濃度降低，不斷溶解，引起水泥石的結(jié)構(gòu)破壞和強(qiáng)度下降2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止2.水泥石的幾種主要侵蝕類型（2）酸類腐蝕①碳酸腐蝕：在工業(yè)污水、地下水中常溶解有較多的二氧化碳二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)——生成碳酸鈣——繼續(xù)與含碳酸的水作用——變成易溶于水的碳酸氫鈣（Ca（HCO3）2），由于碳酸氫鈣的溶解使Ca（0H）2濃度降低，導(dǎo)致水泥石中其它產(chǎn)物的分解，而使水泥石結(jié)構(gòu)破壞。2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止2.水泥石的幾種主要侵蝕類型（2）酸類腐蝕①碳酸腐蝕：開始：Ca（0H）2十C02十H20→CaC03十2H20然后：CaC03十C02十H20→Ca（HCO3）2

可逆的，當(dāng)碳酸超過平衡濃度（溶液中的pH＜7）時(shí)，則上式反應(yīng)向右進(jìn)行，形成碳酸腐蝕。2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止2.水泥石的幾種主要侵蝕類型（2）酸類腐蝕②一般酸的腐蝕：在工業(yè)廢水、地下水、沼澤水中常含無機(jī)酸和有機(jī)酸工業(yè)窯爐中的煙氣常含有二氧化硫，遇水后生成亞硫酸。各種酸類與水泥石中的氫氧化鈣作用——生成化合物——或者易溶于水，或者體積膨脹而導(dǎo)致水泥石破壞。一般說，有機(jī)酸的腐蝕作用較無機(jī)酸弱；酸的濃度越大，腐蝕作用越強(qiáng)。2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止2.水泥石的幾種主要侵蝕類型（3）鹽類腐蝕①硫酸鹽腐蝕(膨脹腐蝕)海水、湖水、鹽沼水、地下水、某些工業(yè)污水、流經(jīng)高爐礦渣或煤渣的水中，常含鉀、鈉和氨等的硫酸鹽。含硫酸鹽的水與水泥石中的Ca(OH)2發(fā)生置換反應(yīng)，生成硫酸鈣。硫酸鈣與水泥石中的水化鋁酸鈣作用生成高硫型水化硫鋁酸鈣(鈣礬石)，其反應(yīng)式為：2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止2.水泥石的幾種主要侵蝕類型（3）鹽類腐蝕①硫酸鹽腐蝕(膨脹腐蝕)生成的高硫型水化硫鋁酸鈣晶體(鈣礬石)比原有水化鋁酸鈣體積增大1～1.5倍。硫酸鹽濃度高時(shí)還會在孔隙中直接結(jié)晶成二水石膏，比Ca(OH)2的體積增大1.2倍以上。引起水泥石內(nèi)部膨脹，致使結(jié)構(gòu)脹裂、強(qiáng)度下降而遭到破壞。因?yàn)椋傻母吡蛐退蜾X酸鈣晶體呈針狀，又形象地稱為“水泥桿菌”。2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止2.水泥石的幾種主要侵蝕類型（3）鹽類腐蝕②鎂鹽腐蝕海水及地下水中，常含有大量的鎂鹽。主要是硫酸鎂和氯化鎂，它們可與水泥石中的Ca(0H)2發(fā)生如下反應(yīng)。所生成的Mg(0H)2松軟而無膠凝性，CaCl2易溶于水，會引起溶出性腐蝕，二水石膏又會引起膨脹腐蝕。所以硫酸鎂對水泥起硫酸鹽和鎂鹽的雙重腐蝕作用，危害更嚴(yán)重。生成的硫酸鹽會與水化鋁酸三鈣繼續(xù)反應(yīng)，生成水化硫鋁酸鈣，導(dǎo)致水泥石的破壞。2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止2.水泥石的幾種主要侵蝕類型（4）強(qiáng)堿腐蝕濃度不高的堿類溶液，一般對水泥石無害。但若長期處于較高濃度(大于10%)的含堿溶液中也能發(fā)性緩慢腐蝕，主要是化學(xué)腐蝕和結(jié)晶腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕：如氫氧化鈉與水化產(chǎn)物反應(yīng)，生成膠結(jié)力不強(qiáng)、易溶析產(chǎn)物。結(jié)晶腐蝕：如氫氧化鈉滲入水泥石后，與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成含結(jié)晶水的碳酸鈉，碳酸鈉在毛細(xì)孔中結(jié)晶體積膨脹，而使水泥石開裂破壞。2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止2.水泥石的幾種主要侵蝕類型（5）其他腐蝕除了上述四種主要的腐蝕類型外，一些其他物質(zhì)也對水泥石有腐蝕作用，如糖、氨鹽、酒精、動物脂肪、含環(huán)烷酸的石油產(chǎn)品及堿－骨料反應(yīng)等。它們或是影響水泥的水化、或是影響水泥的凝結(jié)、或是體積變化引起開裂、或是影響水泥的強(qiáng)度，從不同的方面造成水泥石的性能下降甚至破壞。實(shí)際工程中水泥石的腐蝕是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)作用過程，腐蝕的作用往往不是單一的，而是幾種同時(shí)存在，相互影響的。2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止3.水泥石腐蝕的原因外因：水泥石在使用環(huán)境中存在腐蝕性介質(zhì)，如軟水；酸、堿、鹽的水溶液等。內(nèi)因二：水泥石中存在容易被腐蝕的組分，如：

Ca(OH)2，水化鋁酸鈣等。易腐蝕組分的存在與水泥石內(nèi)部的毛細(xì)孔通道共同作用，加劇水泥石結(jié)構(gòu)的破壞。內(nèi)因一：水泥石本身不密實(shí)，水泥石內(nèi)存在原始裂縫和孔隙，為腐蝕性介質(zhì)侵入提供了通道。2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止3.水泥石腐蝕的防止（1）根據(jù)工程的環(huán)境特點(diǎn)，合理選擇水泥品種，或適當(dāng)摻加混合材料，減少可腐蝕物質(zhì)的濃度，防止或延緩水泥的腐蝕。如處于軟水環(huán)境的工程，常選用摻混合材料的礦渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥，因?yàn)檫@些水泥的水泥石中氫氧化鈣含量低，對軟水侵蝕的抵抗能力強(qiáng)。2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止3.水泥石腐蝕的防止（2）提高混凝土的密實(shí)度，采取措施減少水泥石結(jié)構(gòu)的孔隙率，特別是提高表面的密實(shí)度，提高水泥石的密實(shí)度，減少孔隙，能有效地阻止或減少腐蝕介質(zhì)的侵入，提高耐腐蝕能力；改善水泥石的孔隙結(jié)構(gòu)，引入密閉孔隙，減少毛細(xì)孔連通孔，可提高抗?jié)B性，是提高耐腐蝕能力的有效措施。2.2.4硅酸鹽水泥的腐蝕與防止3.水泥石腐蝕的防止（3）在水泥石結(jié)構(gòu)的表面設(shè)置保護(hù)層，隔絕腐蝕介質(zhì)與水泥石的聯(lián)系。當(dāng)腐蝕作用較強(qiáng)時(shí)，可在水泥石表面加做不透水的保護(hù)層，隔斷腐蝕介質(zhì)的接觸。保護(hù)層可選用耐腐蝕性強(qiáng)的石料、陶瓷、玻璃、塑料、瀝青和涂料等。也可用化學(xué)方法處理形成保護(hù)層，如表面碳化形成致密的碳酸鈣、表面涂刷草酸形成不溶的草酸鈣等。對于特殊抗腐蝕的要求，則可采用抗蝕性強(qiáng)的聚合物混凝土。2.2.5硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)1.物理指標(biāo)（1）密度一般硅酸鹽水泥的密度為3.0～3.2g/cm3。在進(jìn)行混凝土或砂漿配合比設(shè)計(jì)時(shí)，通常密度取為3.10g/cm3。（2）細(xì)度水泥的細(xì)度可用比表面積或0.08mm（或0.045mm）方孔篩的篩余量（未通過部分占試樣總量的百分率）來表示。硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的細(xì)度用比表面積表示，其比表面積不小于300㎡/kg，否則為不合格品。礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰質(zhì)硅酸鹽水泥的細(xì)度用篩余量表示。2.2.5硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)1.物理指標(biāo)（3）標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是指，水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)，用水量與水泥質(zhì)量的百分比。硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量一般在21%～28%之間，普通硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量一般在27%—31%之間。（4）凝結(jié)時(shí)間水泥的凝結(jié)時(shí)間有初凝與終凝之分。自加水時(shí)起至水泥漿開始失去可塑性所需的時(shí)間，稱為初凝時(shí)間。自加水起至水泥漿完全失去可塑性，隨后開始產(chǎn)生強(qiáng)度的時(shí)間，稱為終凝時(shí)間。國家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）規(guī)定：硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間不得小于45min，終凝時(shí)間不得大于390min。2.2.5硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)1.物理指標(biāo)（5）體積安定性水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性為水泥的體積安定性。即水泥硬化漿體能保持一定形狀，不開裂，不變形，不潰散的性質(zhì)。體積安定性不良的水泥不得應(yīng)用于工程中，否則將導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

引起水泥安定性不良的原因有：①水泥熟料中含有過多的游離氧化鈣和游離氧化鎂，其中游離氧化鈣是一種最為常見，影響最為嚴(yán)重的因素。②石膏摻量過多。2.2.5硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)1.物理指標(biāo)（6）強(qiáng)度等級水泥的強(qiáng)度是評定其質(zhì)量的重要指標(biāo)。國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO）》（GB/T17671—1999）規(guī)定，水泥和標(biāo)準(zhǔn)砂按1:30，水灰比為0.5，用標(biāo)準(zhǔn)制作方法制成40mm×40mm×160mm的標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（溫度為20℃±1℃，相對濕度90%以上的空氣中帶模養(yǎng)護(hù)；1d以后拆模，放入20℃±1℃的水中養(yǎng)護(hù)）下，測定其達(dá)到規(guī)定齡期（3d，28d）的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，即為水泥的膠砂強(qiáng)度。2.2.5硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)1.物理指標(biāo)（6）強(qiáng)度等級用規(guī)定齡期的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度劃分水泥的強(qiáng)度等級。硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級劃分為：42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R；其中R表示水泥為早強(qiáng)型，主要特點(diǎn)是其3d強(qiáng)度比同強(qiáng)度等級水泥高。硅酸鹽水泥強(qiáng)度主要取決于熟料的礦物組成和細(xì)度。硅酸鹽水泥各齡期的強(qiáng)度不得低于下表所示。2.2.5硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)2.化學(xué)指標(biāo)（1）氧化鎂含量：水化為氫氧化鎂，體積膨脹，導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫或破壞。（2）三氧化硫含量：水化膨脹，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。（3）燒失量：水泥煅燒不理想或者受潮后，會導(dǎo)致燒失量增加。（4）不溶物含量：影響水泥粘結(jié)質(zhì)量（5）氯離子含量：促進(jìn)銹蝕反應(yīng)，導(dǎo)致鋼筋銹蝕（6）堿含量：會產(chǎn)生堿—集料反應(yīng)，從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生膨脹破壞。2.2.5硅酸鹽水泥的技術(shù)指標(biāo)3.合格品與不合格品的判定國家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007）中，取消了廢品判定，只規(guī)定了合格品和不合格品。合格品和不合格品的判定規(guī)則如下：檢驗(yàn)結(jié)果符合化學(xué)指標(biāo)、凝結(jié)時(shí)間、安定性和強(qiáng)度者為合格品。檢驗(yàn)結(jié)果不符合化學(xué)指標(biāo)、凝結(jié)時(shí)間、安定性和強(qiáng)度中的任何一項(xiàng)技術(shù)要求即為不合格品。2.2.6硅酸鹽水泥的特性、應(yīng)用及儲存1.硅酸鹽水泥的特性、應(yīng)用（1）凝結(jié)硬化快，早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度高（2）水化熱大、抗凍性好（3）干縮小、耐磨性較好（4）抗碳化性較好（5）耐腐蝕性差（6）耐高溫性差2.2.6硅酸鹽水泥的特性、應(yīng)用及儲存2.水泥的保管水泥進(jìn)入施工現(xiàn)場后，應(yīng)妥善保管，保管時(shí)有以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：（1）不同品種和不同強(qiáng)度等級的水泥要分別存放，并應(yīng)用標(biāo)牌加以明確標(biāo)示。（2）防水防潮，做到“上蓋下鋪”。（3）堆垛不能過高，一般不超過10袋，場地狹窄時(shí)最多不超過15袋，同時(shí)遵循先到場的水泥先用的原則。（4）貯存期不能過長。2.2.6硅酸鹽水泥的特性、應(yīng)用及儲存

袋裝水泥室內(nèi)存放撒裝水泥罐內(nèi)存放2.2.6硅酸鹽水泥的特性、應(yīng)用及儲存2.水泥的保管通用水泥貯存期不得超過三個(gè)月，貯存期超過三個(gè)月，水泥會受潮結(jié)塊，強(qiáng)度大幅度降低，從而會影響水泥的使用。過期水泥應(yīng)按照規(guī)定重新取樣復(fù)檢，按復(fù)檢結(jié)果使用，但不能用于重要工程或工程中的重要部位。2.3摻混合材料硅酸鹽水泥的組成與水泥2.3.1?；郀t礦渣2.3.2火山灰質(zhì)混合材料2.3.3粉煤灰2.3.4非活性混合材料為了調(diào)整水泥強(qiáng)度等級，擴(kuò)大使用范圍，改善水泥的某些性能，增加水泥的品種和產(chǎn)量，充分利用工業(yè)廢料，降低水泥成本，可以在硅酸鹽水泥中摻入一定量的混合材料。所謂混合材料就是天然或人工的礦物材料，一般多采用磨細(xì)的天然巖或工業(yè)廢渣?；旌喜牧习雌湫阅芸煞只钚曰旌喜牧虾头腔钚曰旌喜牧??；钚曰旌喜牧夏芎凸杷猁}水泥一起，加水拌和后能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成有一定膠凝性的物質(zhì)，且具有水硬性。2.3摻混合材料硅酸鹽水泥的組成與水泥2.3.1?；郀t礦渣高爐礦渣是冶煉生鐵時(shí)的副產(chǎn)品，每生產(chǎn)一噸生鐵，將排渣0.30~1.0噸，它已成為建材工業(yè)的重要原料之一，是水泥工業(yè)活性混合材料的主要來源。粒化高爐礦渣是將煉鐵高爐的熔融礦渣，經(jīng)急速冷卻處理而成的、質(zhì)地疏松、多孔的粒狀物。一般用水淬方法進(jìn)行急冷，故又稱水淬高爐礦渣。?；郀t礦渣的活性除取決于化學(xué)成分外，還取于它的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。?；郀t礦渣在驟冷過程中，熔融礦渣任其自然冷卻，就會凝固成塊，呈結(jié)晶狀態(tài)，活性極小，屬非活性混合材料。粒化高爐礦渣的化學(xué)成分有：CaO、MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3等氧化物和少量的硫化物。在一般礦渣中CaO、SiO2、Al2O3含量占90%以上，其化學(xué)成分與硅酸鹽水泥的化學(xué)成份相似，只不過CaO含量較低，而SiO2含量偏高。2.3.1粒化高爐礦渣2.3.2火山灰質(zhì)混合材料

火山灰質(zhì)混合材料是以活性氧化硅和活性氧化鋁為主要成分的礦物材料。火山灰質(zhì)混合材料的品種很多，天然的有火山灰、凝灰?guī)r、浮石、沸石巖、硅藻上等；人工的有煤矸石、燒頁巖、燒粘土、煤渣、硅質(zhì)渣等。2.3.3粉煤灰

粉煤灰是火力發(fā)電廠用煤粉做為發(fā)電的烯料所排出的廢渣，是從煤粉爐煙道氣體中收集的粉末。2.3.3粉煤灰粉煤灰中含有較多的SiO2和Al2O3，兩者總含量可達(dá)60%以上。由于它是由煤粉懸浮態(tài)燃燒后急冷而成，所以多呈1～50μ的實(shí)心或空心的玻璃態(tài)球粒狀。就其化學(xué)成分和具有火山灰性來看，也屬于火山灰質(zhì)混合材料不同的特點(diǎn)，因此我國水泥標(biāo)準(zhǔn)中將其單獨(dú)列出。2.3.3粉煤灰

上述的活性混合材料都含有大量的活性氧化硅和活性氧化鋁，它們只有在氫氧化鈣飽和溶液中，才會發(fā)生明顯的水化反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣：xCa(OH)2+SiO2+m1H2O=xCaO?SiO2?n1H2OyCa(OH)2+Al2O3+m1H2O=yCaO?Al2O3?n1H2O可見溶液中的石灰是激發(fā)活性混合材料活性的物質(zhì)，所以稱為激發(fā)劑。激發(fā)劑分堿性激發(fā)劑和硫酸鹽激發(fā)劑。上述的氫氧化鈣即為堿性激發(fā)劑；石膏為硫酸鹽激發(fā)劑，它的作用是進(jìn)一步與水化鋁酸鈣化合而生成水化硫鋁酸鈣。2.3.4非活性混合材料凡不具有活性或活性甚低的人工或天然的礦物質(zhì)材料稱為非活性混合材料。這類材料與水泥成分不起化學(xué)反應(yīng)，或者化學(xué)反應(yīng)甚微。它的摻入僅能起調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級、增加水泥產(chǎn)量、降低水化熱等作用。實(shí)質(zhì)上非活性混合材料在水泥中僅起填充料的作用，所以又稱為填充性混合材料。石英砂、石灰石、粘土、慢冷礦渣以及不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的活性混合材料均可加以磨細(xì)作為非活性混合材料應(yīng)用。對于非活性混合材料的質(zhì)量要求，主要應(yīng)具有足夠的細(xì)度，不含或極少含對水泥有害的雜質(zhì)。2.4通用硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥2.4.1礦渣硅酸鹽水泥2.4.2火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥2.4.3粉煤灰硅酸鹽水泥2.4.4五種常用水泥對比2.4.5普通硅酸鹽水泥2.4.1根據(jù)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007），普通硅酸鹽水泥的定義是：凡由硅酸鹽水泥熟料、5％～20％混合材料、適量石膏磨細(xì)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。普通硅酸鹽水泥2.4.1

普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5和52.5R等三個(gè)等級兩種類型（普通型和早強(qiáng)型）。對各種強(qiáng)度等級水泥在不同齡期的強(qiáng)度要求均不得低于下表所列數(shù)值。普通水泥細(xì)度用篩析法檢驗(yàn)，要求在0.080毫米方孔篩余量不得超過10.0%。普通水泥初凝不得早于45分鐘，終凝不得遲于10小時(shí)。對體積安定性要求與硅酸鹽水泥相同。普通硅酸鹽水泥2.4.1普通硅酸鹽水泥中摻入少量混合材料的作用，主要是調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級，因此它的強(qiáng)度等級比硅酸鹽水泥多兩個(gè)等級，有利于合理選用。由于混合材料摻加量較少，其礦物組成的比例仍在硅酸鹽水泥范圍內(nèi)，所以其性能、應(yīng)用范圍與同強(qiáng)度等級硅酸鹽水泥相近。但普通硅酸鹽水泥早期硬化速度稍慢，其3天強(qiáng)度較硅酸鹽水泥稍低，抗凍性及耐磨性也較硅酸鹽水泥稍差。普通硅酸鹽水泥被廣泛應(yīng)用于各種混凝土工程中，是我國主要水泥品種之一。礦渣硅酸鹽水泥2.4.2凡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稱為礦渣硅酸鹽水泥（簡稱礦渣水泥），代號P?O?A或P?O?B。根據(jù)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007），礦渣硅酸鹽水泥中?；郀t礦渣摻加量按質(zhì)量百分比計(jì)為20％~70%。礦渣硅酸鹽水泥中?；郀t礦渣摻加量按質(zhì)量百分比為20％~50%，代號為P?O?A；礦渣硅酸鹽水泥中?；郀t礦渣摻加量按質(zhì)量百分比為50％~70%，代號為P?O?B。礦渣硅酸鹽水泥2.4.2第一步

水泥熟料礦物與水作用，生成氫氧化鈣、水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等水化產(chǎn)物這一過程與硅酸鹽水泥水化時(shí)基本相同。第二步

氫氧化鈣與礦渣中的活性氧化硅和活性氧化鋁進(jìn)行二次反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣礦渣硅酸鹽水泥2.4.2礦渣水泥中加入的石膏，一方面可調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間，另一方面又是激發(fā)礦渣活性的激發(fā)劑。因此，石膏的摻加量可比硅酸鹽水泥稍多一些。礦渣水泥中的SO3的含量不得超過4%。礦渣水泥的密度一般在3.0~3.1之間，對于細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間和體積安定性的技術(shù)要求與硅酸鹽水泥相同。礦渣水泥是我國產(chǎn)量最大的水泥品種，共分三個(gè)強(qiáng)度等級：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。各強(qiáng)度等級水泥不同齡期的強(qiáng)度要求不得低于表中所列數(shù)值。礦渣硅酸鹽水泥2.4.2與硅酸鹽水泥相比，礦渣水泥有如下特點(diǎn)：特點(diǎn)3.水化熱低1.早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高2.具有較強(qiáng)的抗溶出性侵蝕及抗硫酸鹽侵蝕的能力礦渣硅酸鹽水泥2.4.21.早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高

礦渣水泥的水化首先是熟料礦物水化，然后生成的氫氧化鈣才與礦渣中的活性氧化硅和活性氧化鋁發(fā)生反應(yīng)。同時(shí)，由于礦渣水泥中含有?；郀t礦渣，相應(yīng)熟料含量較少，因此凝結(jié)稍慢，早期（3天、7天）強(qiáng)度較低。但在硬化后期，28天以后的強(qiáng)度發(fā)展將超過硅酸鹽水泥一般礦渣摻入量越多，早期強(qiáng)度越低，但后期強(qiáng)度增長率越大。為了保證其強(qiáng)度不斷增長，應(yīng)長時(shí)間在潮濕環(huán)境下養(yǎng)護(hù)。此外，礦渣水泥受溫度影響的敏感性較硅酸鹽水泥大。在低溫下硬化很慢，顯著降低早期強(qiáng)度；而采用蒸氣養(yǎng)護(hù)等濕熱處理方法，則能加快硬化速度，并且不影響后期強(qiáng)度的發(fā)展。礦渣水泥適用于采用蒸氣養(yǎng)護(hù)的預(yù)制構(gòu)件，而不宜用于早期強(qiáng)度要求高的混凝土工程。礦渣硅酸鹽水泥2.4.22.具有較強(qiáng)的抗溶出性侵蝕及抗硫酸鹽侵蝕的能力

由于水泥熟料中的氫氧化鈣與礦渣中的活性氧化硅和活性氧化鋁發(fā)生二次反應(yīng)，使水泥中易受腐蝕的氫氧化鈣大為減少。同時(shí)因摻入礦渣而使水泥中易受硫酸鹽侵蝕的鋁酸三鈣含量也相對降低。因而礦渣水泥抗溶出性侵蝕能力及抗硫酸鹽侵蝕能力較強(qiáng)。礦渣水泥可用于受溶出性侵蝕，以及受硫酸鹽侵蝕的水工及海工混凝土。3.水化熱低礦渣水泥中硅酸三鈣和鋁酸三鈣的含量相對減少，水化速度較慢，故水化熱也相應(yīng)較低。此種水泥適用于大體積混凝土工程。火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥2.4.3

凡由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質(zhì)混合材料、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P?P。根據(jù)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007），水泥中火山灰質(zhì)混合材料摻加量按質(zhì)量百分比計(jì)為20～40%?；鹕交宜喔鼾g期的強(qiáng)度要求與礦渣水泥相同。細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間及體積安定性的要求與硅酸鹽水泥相同。火山灰水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量較大。火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥2.4.3火山灰水泥加水后，其水化反應(yīng)和礦渣水泥一樣，也是分兩步進(jìn)行的?；鹕交宜嗪偷V渣水泥在性能方面有許多共同點(diǎn)，如早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度增長率較大，水化熱低，耐蝕性較強(qiáng)，抗凍性差等。火山灰水泥常因所摻混合材料的品種、質(zhì)量及硬化環(huán)境的不同而有其本身的特點(diǎn)。1、抗?jié)B性及耐水性高2、在干燥環(huán)境中易產(chǎn)生裂縫3、耐蝕性較強(qiáng)火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥2.4.31、抗?jié)B性及耐水性高火山灰水泥顆粒較細(xì)，泌水性小，當(dāng)處在酸潮濕環(huán)境中或在水中養(yǎng)護(hù)時(shí)，火山灰質(zhì)混合材料和氫氧化鈣作用，生成較多的水化硅酸鈣膠體，使水泥石結(jié)構(gòu)致密，因而具有較高的抗?jié)B性和耐水性。2、在干燥環(huán)境中易產(chǎn)生裂縫火山灰水泥在硬化過程中干縮現(xiàn)象較礦渣水泥更顯著當(dāng)處在干燥空氣中時(shí)，形成的水化硅酸鈣膠體會逐漸干燥，產(chǎn)生干縮裂縫。在水泥石的表面上，由于空氣中的二氧化碳能使水化硅酸鈣疑膠分解成碳酸鈣和氧化硅的粉狀混合物，使已經(jīng)硬化的水泥石表面產(chǎn)生“起粉”現(xiàn)象。因此，在施工時(shí)，應(yīng)特別注意加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，需要較長時(shí)間保持潮濕狀態(tài)，以免產(chǎn)生干縮裂縫和起粉?；鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥2.4.33、耐蝕性較強(qiáng)火山灰水泥耐蝕性較強(qiáng)的原理與礦渣水泥相同。但如果混合材料中活性氧化鋁含量較高時(shí)，在硬化過程中氫氧化鈣與氧化鋁相互作用生成水化鋁酸鈣在此種情況下則不能很好地抵抗硫酸鹽侵蝕?；鹕交宜喑m用于蒸氣養(yǎng)護(hù)的混凝土構(gòu)件、大體積工程、抗軟水和硫酸鹽侵蝕的工程外，特別適用于有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu)。不宜用于干燥地區(qū)及高溫車間，亦不宜用于有抗凍要求的工程。由于火山灰水泥中所摻的混合材料種類很多，所以必須區(qū)別出不同混合材料所產(chǎn)生的不同性能，使用時(shí)加以具體分析。粉煤灰硅酸鹽水泥2.4.4

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P?F。根據(jù)《通用硅酸鹽水泥》（GB175—2007），水泥中粉煤灰摻加量按質(zhì)量百分比計(jì)為20％～40%。粉煤灰硅酸鹽水泥2.4.4粉煤灰水泥各齡期的強(qiáng)度要求與礦渣水泥和火山灰水泥相同。細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、體積安定性的要求與硅酸鹽水泥相同。粉煤灰本身就是一種火山灰質(zhì)混合材料，因此實(shí)質(zhì)上粉煤灰水泥就是一種火山灰水泥。粉煤灰水泥凝結(jié)硬化過程及性質(zhì)與火山灰水泥極為相似，但由于粉煤灰的化學(xué)組成和礦物結(jié)構(gòu)與其它火山灰質(zhì)混合材料有所差異，因而構(gòu)成了婁煤灰水泥的特點(diǎn)。粉煤灰硅酸鹽水泥2.4.4粉煤灰水泥各齡期的強(qiáng)度要求與礦渣水泥和火山灰水泥相同。細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、體積安定性的要求與硅酸鹽水泥相同。粉煤灰本身就是一種火山灰質(zhì)混合材料，因此實(shí)質(zhì)上粉煤灰水泥就是一種火山灰水泥。粉煤灰水泥凝結(jié)硬化過程及性質(zhì)與火山灰水泥極為相似，但由于粉煤灰的化學(xué)組成和礦物結(jié)構(gòu)與其它火山灰質(zhì)混合材料有所差異，因而構(gòu)成了粉煤灰水泥的特點(diǎn)。粉煤灰硅酸鹽水泥2.4.41、早期強(qiáng)度低粉煤灰呈球形顆粒，表面致密，內(nèi)比表面積小，不易水化。粉煤灰活性的發(fā)揮訂在后期，所以這種水泥早期強(qiáng)度發(fā)展速率比礦渣水泥和火山灰水泥更低，但后期可明顯地超過硅酸鹽水泥。圖2-8為粉煤灰水泥強(qiáng)度增長和齡期關(guān)系的一例。粉煤灰硅酸鹽水泥2.4.4粉煤灰硅酸鹽水泥2.4.42、干縮小，抗裂性高由于粉煤灰表面呈致密球形，吸水能力弱，與其它摻混合材水泥比較，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量較小，干縮性也小，因而抗裂性較高。但球形顆粒的保水性差，泌水較快，若處理不當(dāng)易引起混凝土產(chǎn)生失水裂縫。由上述可知，粉煤灰水泥適用于大體積水工混凝土工程及地下和海港工程。對承受荷載較遲的工程更為有利。粉煤灰硅酸鹽水泥2.4.4五種常用水泥對比2.4.5

硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥成分水泥熟料及少量石膏在硅酸鹽水泥中摻活性混合材料15%以下或非活性混合材料10%以下在硅酸鹽水泥中摻入20～70%的?；郀t礦渣在硅酸鹽水泥中摻入20～50%火山灰質(zhì)混合材料在硅酸鹽水泥中摻入20～40%粉煤灰

硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥特性早期強(qiáng)度高；水化熱較大；抗凍性較好；耐蝕性差；干縮較小與硅酸鹽水泥基本相同早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長較快，水化熱較低；耐蝕性較強(qiáng)；抗凍性差；干縮性較大早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長較快；水化熱較低；耐蝕性較強(qiáng)；抗?jié)B性好；抗凍性差；干縮性大早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長較快；水化熱較低；耐蝕性較強(qiáng)；干縮性小；抗裂性較高；抗凍性差五種常用水泥對比2.4.5

硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥適用范圍一般土建工程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；受反復(fù)冰凍作用的結(jié)構(gòu)；配制高強(qiáng)混凝土與硅酸鹽水泥基本相同高溫車間和有耐熱耐熱耐火要求的混凝土結(jié)構(gòu)；大體積混凝土結(jié)構(gòu)；蒸氣養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件；有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程地下、水中大體積混凝土結(jié)構(gòu)和有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu)；蒸汽養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件；有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程地上、地下及水中大體積混凝土結(jié)構(gòu)件；抗裂性要求較高的構(gòu)件；有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程五種常用水泥對比2.4.5

硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥不適用范圍大體積混凝土結(jié)構(gòu)；受化學(xué)及海水侵蝕的工程與硅酸鹽水泥基本相同早期強(qiáng)度要求高的工程；有抗凍要求的混凝土工程處在干燥環(huán)境中的混凝土工程；其它同礦渣水泥有抗碳化要求的工程；其它同礦渣水泥五種常用水泥對比2.4.52.5特種水泥

2.5.8抗硫酸鹽硅酸鹽水泥

2.5.7低水化熱硅酸鹽水泥

2.5.6道路硅酸鹽水泥

2.5.9砌筑水泥

2.5.10硫鋁酸鹽水泥

2.5.2快硬硅酸鹽水泥

2.5.3膨脹水泥

2.5.4白色硅酸鹽水泥

2.5.5彩色硅酸鹽水泥

2.5.1高鋁水泥高鋁水泥也稱礬土水泥，是以鋁礬土和石灰石為原料，經(jīng)高溫煅燒得到以鋁酸鈣為主要成分的熟料，經(jīng)磨細(xì)而成的水硬性膠凝材料。這種水泥與上述的硅酸鹽水泥不同，屬于鋁酸鹽系列的水泥。它是一種快硬、早強(qiáng)、耐腐蝕、耐熱的水泥。

2.5.1高鋁水泥

高鋁水泥的主要礦物成分是鋁酸一鈣（CaO?Al2O3,簡寫為CA）和二鋁酸一鈣（CaO?2Al2O3，簡寫為CA2），此外尚有少量硅酸二鈣及其它鋁酸鹽。鋁酸一鈣（CA）具有很高的水硬活性，其特點(diǎn)是凝結(jié)正常，硬化迅速，是高鋁水泥強(qiáng)度的主要來源。二鋁酸一鈣（CA2）的早期強(qiáng)度低，但后期強(qiáng)度能不斷增高。高鋁水泥中增加CA2含量，水泥的耐熱性提高，但含量過多，將影響其快硬性能。

2.5.1高鋁水泥

高鋁水泥的水化過程，主要是鋁酸一鈣的水化過程。一般認(rèn)為其水化反應(yīng)隨溫度不同而不同。當(dāng)溫度小于20℃時(shí)，主要水化產(chǎn)物為水化鋁酸一鈣（CaO?Al2O3?10H2O,簡寫為CAH10）。溫度在20～30℃時(shí)主要水化產(chǎn)物為水化鋁酸二鈣（2CaO?Al2O3?8H2O,簡寫為C2AH8）。當(dāng)溫度大于30℃時(shí)，主要水化產(chǎn)物為水化鋁酸三鈣（3CaO?Al2O3?6H2O，簡寫為C3AH6）。此外，尚有氫氧化鋁凝膠（Al2O3?3H2O）二鋁酸一鈣（CA2）的水化反應(yīng)與鋁酸一鈣相似，但水化速度極慢。硅酸二鈣則生成水化硅酸鈣凝膠。

2.5.1高鋁水泥高鋁水泥的技術(shù)性質(zhì)1、密度與堆積密度高鋁水泥的密度為3.20～3.25g/cm3，堆積密度為1000～1300kg/m3。2、細(xì)度根據(jù)鋁酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)（GB201—2000），高鋁水泥的細(xì)度在0.080毫米方孔篩上的篩余量不得超過10%。實(shí)際生產(chǎn)中，篩余一般在5%左右。3、凝結(jié)時(shí)間初凝時(shí)間不得早于40分鐘，終凝時(shí)間不得遲于10小時(shí)。

2.5.1高鋁水泥高鋁水泥的技術(shù)性質(zhì)4、強(qiáng)度高鋁水泥的強(qiáng)度發(fā)展很快，以1、3天抗壓、抗折強(qiáng)度確定其強(qiáng)度等級（表2-7）。高鋁水泥劃分為四個(gè)強(qiáng)度等級，各齡期的強(qiáng)度值不得低于3天強(qiáng)度的指標(biāo)。在自然條件下，高鋁水泥長期強(qiáng)度下降，并達(dá)到最低值。應(yīng)用時(shí)，應(yīng)以高鋁水泥配制的混凝土最低穩(wěn)定強(qiáng)度值為準(zhǔn)。按國家標(biāo)準(zhǔn)（GB201—81），混凝土最低穩(wěn)定強(qiáng)度以試件脫模后放入50±2℃水中養(yǎng)護(hù)，按齡期為7天和14天強(qiáng)度值中低的來確定。

2.5.1高鋁水泥高鋁水泥的特性與應(yīng)用早期強(qiáng)度增長快（道路搶修）水化熱大（寒冷地區(qū)施工）抗硫酸鹽侵蝕強(qiáng)耐熱性高高鋁水泥的特性與應(yīng)用1、早期強(qiáng)度增長快這種水泥的1天強(qiáng)度即可達(dá)3天強(qiáng)度的80%以上，屬快硬型水泥，適用于緊急搶修工程和早期強(qiáng)度要求高的特殊工程但必須考慮到這種水泥后期強(qiáng)度的降低。使用高鋁水泥時(shí)，要控制其硬化溫度。最適宜的硬化溫度為15℃左右，一般不得超過25℃。如果溫度過高，水化鋁酸二鈣會轉(zhuǎn)化為水化鋁酸三鈣，使強(qiáng)度降低。若在濕熱條件下，強(qiáng)度下降更為劇烈。所以高鋁水泥不適合用于蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土制品，也不適用于在高溫季節(jié)施工的工程中。

2.5.1高鋁水泥高鋁水泥的特性與應(yīng)用2、水化熱大高鋁水泥硬化時(shí)放熱量較大，面且集中在早期放出，1天內(nèi)即可放出水化熱總量的70～80%，而硅酸鹽水泥僅放出水化熱總量的25～50%。因此，這種水泥不宜用于大體積混凝土工程，但適用于寒冷地區(qū)冬季施工的混凝土工程。

2.5.1高鋁水泥高鋁水泥的特性與應(yīng)用3、抗硫酸鹽侵蝕性強(qiáng)高鋁水泥水化時(shí)不析出氫氧化鈣，而且硬化后結(jié)構(gòu)致密，因此它具有較好的抗硫酸鹽及抗海水腐蝕的性能。同時(shí)，對碳酸水、稀鹽酸等侵蝕性溶液也有很好的穩(wěn)定性。但晶體轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的水化鋁酸三鈣后，孔隙率增加，耐蝕性也相應(yīng)降低。高鋁水泥對堿液侵蝕無抵抗能力，故應(yīng)注意避免堿性腐蝕。

2.5.1高鋁水泥高鋁水泥的特性與應(yīng)用4、耐熱性高高鋁水泥在高溫下仍保持較高強(qiáng)度。如用這種水泥配制的混凝土在900℃溫度下，還具有原強(qiáng)度的70%，當(dāng)達(dá)到1300℃時(shí)尚有50%左右的強(qiáng)度。這些尚存的強(qiáng)度是由于水泥石中各組分之間產(chǎn)生固相反應(yīng)，形成陶瓷坯體所致。因此，高鋁水泥可作為耐熱混凝土的膠結(jié)材料。

2.5.1高鋁水泥高鋁水泥的特性與應(yīng)用高鋁水泥一般不得與硅酸鹽水泥、石灰等能析出氫氧化鈣的膠凝材料混合作用，在拌合澆灌過程中也必須避免互相混雜，并不得與尚未硬化的硅酸鹽水泥接觸，否則會引起強(qiáng)度降低并縮短凝結(jié)時(shí)間，甚至還會出現(xiàn)“閃凝”現(xiàn)象。所謂閃凝，即漿體迅速失去流動性，以至無法施工，但可以與已經(jīng)硬化的硅酸鹽水泥接觸。

2.5.1高鋁水泥

2.5.2快硬硅酸鹽水泥1、定義：凡以適當(dāng)成分的生料，燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，磨細(xì)制成具有早期強(qiáng)度增長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。

2.5.2快硬硅酸鹽水泥2、生產(chǎn)方法生產(chǎn)快硬硅酸鹽水泥的方法與生產(chǎn)硅酸鹽水泥的方法基本相同，只是要求較嚴(yán)格地控制生產(chǎn)工藝條件，要求原料中含有害雜質(zhì)較少。應(yīng)提高熟料中硬化最快的礦物成分含量，即希望C3S和C3A的含量高些。C3S含量為50～60%，C3A含量可達(dá)8～14%，再適當(dāng)增加石膏摻量（可達(dá)8%）和粉磨細(xì)度，即可制得快硬硅酸鹽水泥。

2.5.2快硬硅酸鹽水泥1、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)快硬硅酸鹽水泥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與硅酸鹽水泥略有差別，根據(jù)GB199—79的規(guī)定，細(xì)度要求在0.080毫米方孔篩上的篩余量不得超過10%。凝結(jié)時(shí)間初凝規(guī)定不得早于45分鐘，終凝不得遲于10小時(shí)。由于這種水泥強(qiáng)度發(fā)展較快，所以規(guī)定以三天抗壓、抗折強(qiáng)度確定其強(qiáng)度等級。共分325、375和425三個(gè)強(qiáng)度等級。

2.5.2快硬硅酸鹽水泥4、特點(diǎn)快硬水泥的水化熱較高，這是由于水泥細(xì)度高，水化活性大，硅酸三鈣和鋁酸三鈣的含量較高之故。快硬水泥的早期干縮率較大。由于水泥石比較致密，不透水性和抗凍性往往優(yōu)于硅酸鹽水泥。

2.5.2快硬硅酸鹽水泥5、應(yīng)用由于快硬水泥凝結(jié)硬化快，早期強(qiáng)度增長率較快，故適用于緊急搶修工程，軍事工程，冬季施工的工程及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件。

2.5.2快硬硅酸鹽水泥6、存儲快硬水泥在運(yùn)輸及儲存過程中容易風(fēng)化、受潮，因此須特別注意防潮。一般保存期不應(yīng)超過一個(gè)月，否則應(yīng)重新進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后方可使用。

2.5.3膨脹水泥一般硅酸鹽水泥在空氣中硬化時(shí)，通常都表現(xiàn)為收縮，收縮的數(shù)值隨水泥的品種、熟料的礦物組成、水泥的細(xì)度、石膏的加入量及用水量的多少而定。由于收縮，水泥混凝土制品內(nèi)部會產(chǎn)生微裂縫，這樣，不但使水泥混凝土的整體性破壞，而且會使混凝土的一系列性能變壞。例如，抗?jié)B性和抗凍性下降，使外部侵蝕性介質(zhì)（腐蝕性氣體、水汽）透入，直接接觸鋼了銹蝕。在澆注構(gòu)件的接頭或建筑物之間的連接處以及填塞孔洞、修縫隙時(shí)，由于水泥石的干縮，也不通達(dá)到預(yù)期的效果。當(dāng)用膨脹水泥配制混凝土?xí)r，在硬化過程中產(chǎn)生一定數(shù)值的膨脹，就可以克服或改善上述缺點(diǎn)。

2.5.3膨脹水泥

2.5.3膨脹水泥按基本組成，膨脹水泥可以分為以下幾種：1．硅酸鹽膨脹水泥以硅酸鹽水泥為主，外加高鋁水泥和石膏組成。2．鋁酸鹽膨脹水泥以高鋁水泥為主，外加石膏組成。3．硫鋁酸鹽膨脹水泥以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物，外加石膏組成。4．鐵鋁酸鈣膨脹水泥以鐵相、無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物，加石膏制成。

2.5.3膨脹水泥調(diào)整各種組成的配合比例，可以得到不同膨脹值的水泥。根據(jù)膨脹值的大小不同，可分為膨脹水泥和自應(yīng)力水泥。膨脹水泥的線膨脹率一般在1%以下，相當(dāng)于或稍大于普通水泥的收縮率。它可用來被償水泥的收縮（所以有時(shí)又具有更大的膨脹能。自應(yīng)力水泥的線膨脹率一般為1—3%，所以膨脹結(jié)果不僅使水泥避免收縮，而且尚有一定的最后線膨脹值，在限制的條件下，則可使水泥混凝土受到壓應(yīng)力，從而達(dá)到了預(yù)應(yīng)力的目的。自應(yīng)力水泥適用于制造自應(yīng)力鋼筋混凝土壓力管及其配件。

2.5.4白色硅酸鹽水泥以鐵含量少的硅酸鹽水泥熟料、適量石膏及混合材料磨細(xì)所得的水硬性膠凝材料。簡稱白水泥，代號P·W。生產(chǎn)方法基本同普通水泥，但原料不同，采用白堊、高嶺土、瓷石、白泥等。生產(chǎn)過程需注意嚴(yán)格控制著色氧化物（Fe2O3、MnO、Cr2O3、TiO2等）的含量。

2.5.4白色硅酸鹽水泥

硅酸鹽水泥的顏色主要是由氧化鐵引起。當(dāng)氧化鐵含量在3%~4%時(shí)，熟料呈暗灰色；在0.45%~0.7%時(shí)，帶淡綠色；而降低到0.35%~0.40%后，接近白色。性能特點(diǎn)：外觀為白色，按白度分為一級、二級和三級；按強(qiáng)度分為32.5、42.5、52.5三個(gè)等級。技術(shù)要求與普通水泥相同。

2.5.4白色硅酸鹽水泥白水泥的國家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T2015-2005《白色硅酸鹽水泥》。白水泥的細(xì)度要求為80um，方孔篩篩余不得超過10.0%；凝結(jié)時(shí)間初凝不早于45min，終凝不遲于10h，體積安定性用沸煮法檢驗(yàn)必須合格；水泥中三氧化硫含量不得超過3.5%

主要用于各種裝飾砂漿及裝飾砼工程，如制作：水刷石、水磨石及人造大理石等。

2.5.5彩色硅酸鹽水泥

將硅酸鹽水泥熟料（白水泥熟料或普通水泥熟料）、適量石膏和堿性顏料共同磨細(xì)而成。（即染色法）將著色劑加入水泥生料中，經(jīng)過煅燒使熟料具有所需的顏色，再與石膏混合磨細(xì)。（燒成法）常用顏料（無機(jī)礦物顏料）:氧化鐵（黑、紅、褐、黃色）、二氧化錳（黑、褐色）、氧化鉻（綠色）、鈷藍(lán)（藍(lán)）應(yīng)用特點(diǎn)：配置彩色砂漿或混凝土，用于制造人工石材和裝飾工程。

2.5.5彩色硅酸鹽水泥

2.5.6道路硅酸鹽水泥以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得到的以硅酸鈣為主要成分和較多量的鐵鋁酸四鈣C4AF的硅酸鹽水泥熟料稱為道路硅酸鹽水泥熟料。以道路硅酸鹽水泥熟料，０～１０％活性混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為道路硅酸鹽水泥，簡稱道路水泥。主要化學(xué)成分與硅酸鹽水泥完全相同，只是C3A含量降低(＜5.0％),C4AF含量提高(≥16.0％).道路硅酸鹽水泥強(qiáng)度較