第2章-無機(jī)膠凝材料

第二章無機(jī)膠凝材料 土木工程材料中，凡是經(jīng)過一系列物理、化學(xué)作用，能將散粒或塊狀材料粘結(jié)成整體的材料，統(tǒng)稱為膠凝材料。 按化學(xué)組成分類：無機(jī)膠凝材料，有機(jī)膠凝材料。 按硬化條件：氣硬性膠凝材料，水硬性膠凝材料。2011-091 一、氣硬性膠凝材料 1.石灰 （1）石灰的生產(chǎn) 生成石灰的主要原料是以碳酸鈣為主要成分的天然巖石。石灰石等原材料在適當(dāng)溫度下煅燒，碳酸鈣分解，釋放出CO2，得到以CaO為主要成分的生石灰。即 CaCO3→CaO＋CO2↑(900-1000℃) 生石灰是一種白色或灰色塊狀物質(zhì)，若將塊狀生石灰磨細(xì)，則可得到生石灰粉。2011-092因石灰原料中常含有一些碳酸鎂成分，所以經(jīng)煅燒生成的生石灰中，也相應(yīng)含MgO的成分。鈣質(zhì)石灰(MgO含量≤5%)，鎂質(zhì)石灰(MgO含量>5%)。 欠火石灰。 過火石灰。2011-093（2）石灰的熟化 熟化是指生石灰（CaO）與水作用消解為熟石灰或消石灰（其主要成分為Ca(OH)2）的過程，這個(gè)過程又稱為石灰的消化。即 CaO＋H2O→Ca(OH)2＋64.9×103J 石灰熟化為放熱反應(yīng)，熟化時(shí)體積增大1-2.5倍。 為了消除過火石灰的危害，石灰漿應(yīng)在儲(chǔ)灰坑中“陳伏”兩星期以上。消石灰漿，消石灰粉。2011-094（3）石灰的硬化 ①結(jié)晶過程：游離水分蒸發(fā)，氫氧化鈣逐漸從飽和溶液中結(jié)晶。 ②碳化過程：氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳化作用，生成碳酸鈣晶體，釋放水分并蒸發(fā)。即Ca(OH)2+CO2+nH2O→CaCO3+（n+1）H2O2011-095（4）石灰的技術(shù)性質(zhì) ①保水性和可塑性好 ②硬化速度慢 ③硬化后強(qiáng)度低 ④耐水性差⑤硬化時(shí)體積收縮大2011-096 （5）石灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰鎂質(zhì)生石灰優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品CaO+MgO含量/%（不少于）908580858075CO2含量/%（不大于）5796810未消化殘?jiān)浚?mm圓孔篩余）/%（不大于）5101551015產(chǎn)漿量/（L/kg）（不少于）2.82.32.02.82.32.0表2.1建筑生石灰技術(shù)指標(biāo)2011-097表2.2建筑生石灰粉技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目鈣質(zhì)生石灰粉鎂質(zhì)生石灰粉優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品CaO+MgO含量/%（不少于）858075807570CO2含量/%（不大于）791181012細(xì)度0.90mm篩篩余/%（不大于）0.20.51.50.20.51.50.125mm篩篩余/%（不大于）7.012.018.07.012.018.02011-098表2.3建筑消石灰粉技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目鈣質(zhì)消石灰粉鎂質(zhì)消石灰粉白云石消石灰粉優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品優(yōu)等品一等品合格品CaO+MgO含量/%（不少于）706560656055656055游離水/%0.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～2體積安定性合格合格—合格合格—合格合格—細(xì)度0.90mm篩篩余/%（不大于）000.5000.5000.50.125mm篩篩余/%（不大于）310153101531015注：鈣質(zhì)消石灰粉——MgO含量<4%，鎂質(zhì)消石灰粉——MgO含量≥4%且<24%，白云石消石灰粉——MgO含量≥24%且<30%。2011-099（6）石灰的應(yīng)用 ①制作石灰乳涂料②配制砂漿 ③拌制石灰土和三合土 ④生成硅酸鹽制品（7）石灰的運(yùn)輸與貯存石灰在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中，要防止受潮，防止碳化，并注意周圍不要堆放易燃物，防止熟化時(shí)放熱釀成火災(zāi)。2011-09102.石膏 石膏是以硫酸鈣為主要成分的氣硬性膠凝材料。 （1）石膏的生產(chǎn) 生產(chǎn)石膏膠凝材料的原料主要是天然石膏和化工石膏。天然石膏有天然二水石膏（CaSO4·2H2O）和天然無水石膏（CaSO4），化工石膏是含CaSO4·2H2O或CaSO4·2H2O與CaSO4混合物的化工副產(chǎn)品。2011-0911 生產(chǎn)石膏的主要工藝流程是破碎、加熱與磨細(xì)。根據(jù)加熱方式和煅燒溫度不同，可生產(chǎn)出不同性質(zhì)的石膏產(chǎn)品。 加熱至107-170℃時(shí)，生成半水石膏(CaSO4·0.5H2O)，其反應(yīng)式為： CaSO4·2H2O→CaSO4·0.5H2O＋1.5H2O

β型半水石膏稱為建筑石膏。2011-0912將二水石膏置于0.13MPa、125℃過飽和蒸汽條件下的蒸壓釜中蒸煉，得到的是α型半水石膏，稱為高強(qiáng)石膏。當(dāng)加熱溫度為170～200℃時(shí)，得到可溶性硬石膏。加熱溫度超過400℃時(shí)，得到不溶性硬石膏，或稱死燒石膏。當(dāng)溫度超過800℃時(shí)，得到煅燒石膏，或稱過燒石膏。2011-0913（2）建筑石膏的水化、凝結(jié)和硬化

建筑石膏加水拌和，與水發(fā)生如下水化反應(yīng)：CaSO4·0.5H2O＋1.5H2O→CaSO4·2H2O 隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，漿體中的游離水分逐漸減少，二水石膏膠體微粒不斷增加，漿體稠度逐漸增大，可塑性逐漸降低，此時(shí)稱之為“凝結(jié)”；水化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，漿體繼續(xù)變稠，膠體微粒逐漸凝聚成為晶體，晶體逐漸長(zhǎng)大、共生并相互交錯(cuò)，使?jié){體產(chǎn)生強(qiáng)度，并不斷增長(zhǎng)，這個(gè)過程稱為“硬化”。

2011-0914（3）建筑石膏的技術(shù)性質(zhì) ①凝結(jié)硬化快 ②硬化時(shí)體積微膨脹③硬化后孔隙率較大④有一定的調(diào)溫、調(diào)濕作用⑤防火性能良好⑥耐水性和抗凍性差 2011-0915 （4）建筑石膏的技術(shù)要求建筑石膏是白色粉末，密度為2.60～2.75g/cm3，堆積密度為800～1100kg/m3。表2.4建筑石膏的技術(shù)指標(biāo)等級(jí)細(xì)度（0.2mm方孔篩篩余）/%凝結(jié)時(shí)間/mm2h強(qiáng)度/MPa初凝終凝抗折強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度3.0≤10%≥3≤30≥3.0≥6.02.0≥2.0≥4.01.6≥1.6≥3.02011-0916（5）建筑石膏的應(yīng)用 ①制備粉刷石膏 ②制作各種石膏板材 ③裝飾制品（6）建筑石膏的運(yùn)輸與貯存建筑石膏在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中不得受潮和混入雜物；在正常運(yùn)輸與儲(chǔ)存條件下，儲(chǔ)存期為三個(gè)月，超過三個(gè)月以后，強(qiáng)度明顯降低。2011-0917 3.水玻璃 一種能溶于水的硅酸鹽，由不同比例的堿金屬和二氧化硅所組成。 水玻璃通式為R2O·nSiO2，R2O通常為Na2O或K2O，n為水玻璃模數(shù)。 2011-0918（1）水玻璃的生產(chǎn)

濕法生產(chǎn)硅酸鈉水玻璃時(shí)，將石英砂和苛性鈉溶液置于壓蒸釜內(nèi)用蒸汽加熱，并加以攪拌，使之直接生成液體水玻璃，其反應(yīng)是如下：2NaOH+nSiO2→Na2O·nSiO2+H2O

2011-0919

干法是將石英砂和碳酸鈉磨細(xì)，按一定比例混合均勻，在熔爐內(nèi)加熱熔化，冷卻后為固體水玻璃，其反應(yīng)式如下：Na2CO3+nSiO2→Na2O·nSiO2+CO2

固體水玻璃加水溶解，即可得到液體水玻璃。純凈的水玻璃應(yīng)為無色透明液體，因含雜質(zhì)而常呈青灰色、綠色或?yàn)辄S色。2011-0920 （2）水玻璃的硬化 液體水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，形成碳酸鈉和無定形硅酸，反應(yīng)式如下：Na2O·nSiO2+CO2+mH2O→Na2CO3+nSiO2·mH2O這一反應(yīng)在進(jìn)行過程中，水分逐漸被消耗和蒸發(fā)，硅酸逐漸凝聚成硅酸凝膠而析出，產(chǎn)生凝結(jié)和硬化。2011-0921水玻璃硬化過程進(jìn)行得很慢，為了加速硬化，可將水玻璃加熱或加入促硬劑，最常用的促硬劑為氟硅酸鈉（Na2SiF6），反應(yīng)是如下：2（Na2O·nSiO2）+

Na2SiF6+mH2O→（2n+1）SiO2·mH2O+6NaF2011-0922（3）水玻璃的技術(shù)性質(zhì) ①粘結(jié)能力強(qiáng) ②不燃燒，耐高溫 ③耐酸能力強(qiáng)④不耐水⑤不耐堿（4）水玻璃的應(yīng)用 ①涂刷材料表面 ②配制防水劑 ③用于土壤加固2011-0923 二、水泥 水泥呈粉末狀，與水混合后，經(jīng)過物理化學(xué)反應(yīng)過程能由可塑性漿體變?yōu)閳?jiān)硬的石狀體，它不僅能在空氣中硬化，而且能更好地在水中硬化，保持并繼續(xù)發(fā)展其強(qiáng)度，因此水泥屬于水硬性膠凝材料。 2011-0924按其組成分類，水泥可分為硅酸鹽類水泥、鋁酸鹽類水泥和硫鋁酸鹽類水泥等；按其性能及用途分類，水泥可分為通用水泥（大量用于一般土木工程的水泥）、專用水泥（具有專門用途的水泥，如道路水泥、砌筑水泥等）、特性水泥（具有獨(dú)特性能的水泥，如快硬水泥、膨脹水泥等）。2011-09251.通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥是以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏，以及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。通用硅酸鹽水泥按混合材料的品種和摻量分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥。2011-0926表2.5通用硅酸鹽水泥品種代號(hào)組分/%熟料+石膏?；郀t礦渣火山灰質(zhì)混合材料粉煤灰石灰石硅酸鹽水泥P·Ⅰ100————P·Ⅱ≥95≤5———≥95———≤5普通硅酸鹽水泥P·O≥80且<95>5且≤20①—礦渣硅酸鹽水泥P·S·A≥50且<80>20且≤50②———P·S·B≥30且<50>50且≤70②———火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥P·P≥60且<80—>20且≤40③——粉煤灰硅酸鹽水泥P·F≥60且<80——>20且≤40④—復(fù)合硅酸鹽水泥P·C≥50且<80>20且≤50⑤2011-0927整個(gè)水泥生產(chǎn)過程可以概括為“兩磨一燒”。水泥的主要成分是熟料，熟料燒成是水泥生產(chǎn)的關(guān)鍵。 2.通用硅酸鹽水泥的生產(chǎn)2011-09283.通用硅酸鹽水泥的組成（1）硅酸鹽水泥熟料表2.6硅酸鹽水泥孰料礦物組成名稱礦物成分簡(jiǎn)稱含量/%硅酸三鈣3CaO·SiO2C3S37～60硅酸二鈣2CaO·SiO2C2S15～37鋁酸三鈣3CaO·Al2O3C3A7～15鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3Fe2O3C4AF10～182011-0929表2.7硅酸鹽水泥熟料的基本特性水化反應(yīng)速率水化放熱量強(qiáng)度耐化學(xué)侵蝕性干縮硅酸三鈣C3S快大高中中硅酸二鈣C2S慢小早期低，后期高良小鋁酸三鈣C3A最快最大低差大鐵鋁酸四鈣C4AF快中低優(yōu)小2011-0930圖2.2水泥熟料硬化時(shí)的強(qiáng)度增長(zhǎng)曲線圖2.3水泥熟料硬化時(shí)的放熱曲線2011-0931（2）石膏天然石膏：符合GB/T5483中規(guī)定的G類或M類二級(jí)（含）以上的石膏或混合石膏；工業(yè)副產(chǎn)石膏：以硫酸鈣為主要成分的工業(yè)副產(chǎn)物，采用前應(yīng)經(jīng)過試驗(yàn)證明對(duì)水泥性能無害。2011-0932（3）混合材料①活性混合材料常用的活性混合材料有?；郀t礦渣、?；郀t礦渣粉、粉煤灰和火山灰質(zhì)混合材料。②非活性混合材料活性指標(biāo)分別低于標(biāo)準(zhǔn)要求的粒化高爐礦渣、?；郀t礦渣粉、粉煤灰和火山灰質(zhì)混合材料；石灰石和砂巖，其中石灰石中的三氧化二鋁含量應(yīng)不超過2.5%。③窯灰窯灰是從水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣中收集的粉塵。2011-0933 4.硅酸鹽水泥的水化

(1)硅酸鹽水泥的水化 水泥顆粒與水接觸后，水泥熟料中各礦物立即與水發(fā)生水化作用，生成新的水化物，并放出一定的熱量。2011-09342(3CaO·SiO2)＋6H2O= 3CaO·2SiO2·3H2O(水化硅酸鈣)＋3Ca(OH)2

(氫氧化鈣)

2(2CaO·SiO2)＋4H2O= 3CaO·2SiO2·3H2O(水化硅酸鈣)＋Ca(OH)2

(氫氧化鈣)

3CaO·Al2O3＋6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O(水化鋁酸鈣)4CaO·Al2O3·Fe2O3＋7H2O= 3CaO·Al2O3·6H2O＋CaO·Fe2O3·H2O(水化鐵酸鈣)2011-0935 在有石膏存時(shí)，水化鋁酸鈣會(huì)與石膏反應(yīng)，生成高硫型水化硫鋁酸鈣(鈣礬石,AFt)晶體：3CaO·Al2O3·6H2O＋3(CaSO4·2H2O)＋19H2O=3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O(高硫型水化硫鋁酸鈣) 當(dāng)石膏消耗完后，部分鈣礬石將轉(zhuǎn)變?yōu)閱瘟蛐退蜾X酸鈣(3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O,AFm)晶體。 2011-0936硅酸鹽水泥主要水化產(chǎn)物： 凝膠：水化硅酸鈣，水化鐵酸鈣。 晶體：水化鋁酸鈣，氫氧化鈣,高硫型水化硫鋁酸鈣，單硫型水化硫鋁酸鈣。充分水化的水泥石中，C-S-H凝膠約占70%，CH約占20%，AFt和AFm約占7%。2011-09375.硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化水泥加水拌和后，水泥顆粒表面的礦物溶解于水并與水發(fā)生水化反應(yīng)，形成具有可塑性的漿體，隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，水泥漿體逐漸變稠失去可塑性，但還不具有強(qiáng)度的過程，稱為水泥的凝結(jié)；隨著水泥水化的進(jìn)一步進(jìn)行，凝結(jié)的水泥漿體開始產(chǎn)生強(qiáng)度，并逐漸發(fā)展成為堅(jiān)硬的水泥石，這一過程稱為水泥的硬化。2011-0938表2.8水泥凝結(jié)硬化時(shí)的幾個(gè)劃分階段凝結(jié)硬化階段一般的放熱反應(yīng)速度一般的持續(xù)時(shí)間主要的物理化學(xué)變化初始反應(yīng)期168J/(g·h)5～10min初始溶解和水化潛伏期4.2J/(g·h)1h凝膠體膜層圍繞水泥顆粒成長(zhǎng)凝結(jié)期在6h內(nèi)逐漸增加到21J/(g·h)6h膜層增厚，水泥顆粒進(jìn)一步水化硬化期在24h內(nèi)逐漸降低到4.2J/(g·h)6h至若干年凝膠體填充毛細(xì)孔2011-0939（a）（b）（c）（d）圖2.4水泥凝結(jié)硬化過程示意（a）分散在水中未水化的水泥顆粒；（b）水泥顆粒表面形成水化物膜層；（c）膜層長(zhǎng)大并互相連接（凝結(jié)）；（d）水化物進(jìn)一步發(fā)展，填充毛細(xì)孔（硬化）1—水泥顆粒；2—水分；3—凝膠；4—晶體；5—水泥顆粒的未水化內(nèi)核；6—毛細(xì)孔硬化后的水泥石是由水化產(chǎn)物（凝膠體和晶體）、未水化的水泥顆粒內(nèi)核、水及孔隙（毛細(xì)孔和凝膠孔）組成的不勻質(zhì)結(jié)構(gòu)體。2011-09406.影響硅酸鹽水泥凝結(jié)硬化的主要因素（1）熟料礦物組成（2）石膏摻量（3）細(xì)度（4）溫度和濕度（5）養(yǎng)護(hù)時(shí)間（6）水灰比（a）（b）圖2.5不同水化程度水泥石的組成（a）水化程度（水灰比0.4）；（b）水化程度（水灰比0.7）2011-09417.通用硅酸鹽水泥的技術(shù)要求

（1）化學(xué)指標(biāo)品種代號(hào)不溶物/%燒失量/%三氧化硫/%氧化鎂/%氯離子/%硅酸鹽水泥P·Ⅰ≤0.75≤3.0≤3.5≤5.0①≤6.0③P·Ⅱ≤1.50≤3.5普通硅酸鹽水泥P·O—≤5.0礦渣硅酸鹽水泥P·S·A——≤4.0≤6.0②P·S·B———火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥P·P——≤3.5≤6.0②粉煤灰硅酸鹽水泥P·F——復(fù)合硅酸鹽水泥P·C——表2.9通用硅酸鹽水泥的化學(xué)指標(biāo)2011-0942（2）含堿量水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計(jì)算值表示。若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時(shí)，水泥中的堿含量不大于0.60%或由買賣雙方協(xié)商確定。2011-0943（3）物理指標(biāo)①凝結(jié)時(shí)間初凝時(shí)間為水泥加水拌和時(shí)起至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿開始失去可塑性所需的時(shí)間；終凝時(shí)間為水泥加水拌和時(shí)起至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。硅酸鹽水泥初凝時(shí)間不小于45min，終凝時(shí)間不大于390min。普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥初凝時(shí)間不小于45min，終凝時(shí)間不大于600min。2011-0944②體積安定性體積安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。當(dāng)水泥漿體硬化過程發(fā)生了不均勻的體積變化，會(huì)導(dǎo)致水泥石膨脹開裂、翹曲，即安定性不良。2011-0945③強(qiáng)度表2.10通用硅酸鹽水泥各齡期的強(qiáng)度要求品種強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度抗折強(qiáng)度3d28d3d28d硅酸鹽水泥42.5≥17.042.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥4.052.5≥23.052.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥5.062.5≥28.062.5≥5.0≥8.062.5R≥32.0≥5.5普通硅酸鹽水泥42.5≥17.042.5≥3.5≥6.542.5R≥22.0≥4.052.5≥23.052.5≥4.0≥7.052.5R≥27.0≥5.0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復(fù)合硅酸鹽水泥32.5≥10.032.5≥2.5≥5.532.5R≥15.0≥3.542.5≥15.042.5≥3.5≥6.542.5R≥19.0≥4.052.5≥21.052.5≥4.0≥7.052.5R≥23.0≥4.52011-0946④細(xì)度硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的細(xì)度以比表面積表示，其比表面積不小于300m2/kg；礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥以篩余表示，其80μm方孔篩篩余不大于10%或45μm方孔篩篩余不大于30%。2011-09478.水泥混合材料生產(chǎn)水泥時(shí)，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級(jí)，而加到水泥中去的人工或天然的礦物材料，稱為水泥混合材料。水泥混合材料包括活性混合材料、非活性混合材料和窯灰。

2011-0948①非活性混合材料非活性混合材料與水泥成分不起化學(xué)作用（無化學(xué)活性）或化學(xué)作用很小，摻入硅酸鹽水泥中僅起提高水泥產(chǎn)量、降低水泥強(qiáng)度等級(jí)和減少水化熱等作用。2011-0949②活性混合材料磨細(xì)的活性混合材料與石灰或石膏拌和，加水后在常溫下能生成具有水硬性的水化產(chǎn)物。活性混合材料具有潛在的水硬性，或稱火山灰活性。常用的活性混合材料通常有?；郀t礦渣、粉煤灰和火山灰質(zhì)混合材料等。2011-0950?；郀t礦渣：在高爐冶煉生鐵時(shí)，所得以硅酸鹽和硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，經(jīng)淬冷成粒后，即為?；郀t礦渣，簡(jiǎn)稱礦渣。粉煤灰：電廠煤粉爐煙道氣體中收集的粉末稱為粉煤灰?；鹕交屹|(zhì)混合材料：火山灰是火山噴發(fā)的細(xì)粒碎屑的疏松沉積物。具有火山灰性的天然或人工礦物質(zhì)材料為火山灰質(zhì)混合材料。2011-0951③活性混合材料的活性在氫氧化鈣溶液中，會(huì)發(fā)生顯著的水化，而在飽和的氫氧化鈣溶液中水化更快。反應(yīng)是如下：xCa(OH)2+SiO2+mH2O=xCaO·SiO2·（m+x）H2OyCa(OH)2+Al2O3+nH2O=yCaO·Al2O3·（n+y）H2O式中，x和y值決定于混合材料的種類、石灰和活性氧化物的比例、環(huán)境溫度及反應(yīng)延續(xù)的時(shí)間等，一般為1或稍大；n和m值一般為1～2.5。2011-0952當(dāng)液相中有石膏存在時(shí)，與水化鋁酸鈣反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣。水化硫鋁酸鈣具有相當(dāng)高的強(qiáng)度。氫氧化鈣和石膏的存在使活性混合材料潛在活性得以發(fā)揮，即氫氧化鈣和石膏起著激發(fā)水化，促進(jìn)凝結(jié)硬化的作用，故稱為激發(fā)劑。通常將水泥中活性混合材料參與的水化反應(yīng)稱為二次水化反應(yīng)，或二次反應(yīng)。2011-09539.通用硅酸鹽水泥石的腐蝕與防止（1）軟水侵蝕（溶出性侵蝕）雨水、雪水、蒸餾水、工廠冷凝水及含重碳酸鹽很少的河水與湖水等都屬于軟水。在流水及壓力水作用下，氫氧化鈣會(huì)不斷溶解流失。而且，由于水泥石中氫氧化鈣不斷減少，還會(huì)引起其他水化物的分解，使水泥石結(jié)構(gòu)遭受進(jìn)一步的破壞。當(dāng)環(huán)境水的水質(zhì)較硬，即水中重碳酸鹽含量較高時(shí)，重碳酸鹽與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)：Ca(OH)2+Ca(HCO3)2→2CaCO3+2H2O2011-0954硫酸鹽與水泥石中的氫氧化鈣起置換作用，生成硫酸鈣：SO42-+Ca(OH)2→CaSO4+2OH－反應(yīng)生成的硫酸鈣再與水泥石中固態(tài)水化鋁酸鈣作用生成高硫型水化硫鋁酸鈣（Aft）：4CaO·Al2O3·12H2O＋3CaSO4＋20H2O=3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O+Ca(OH)2

2011-0955高硫型水化硫鋁酸鈣含有大量結(jié)晶水，比原有體積增加1.5倍以上，對(duì)水泥石產(chǎn)生極大的膨脹破壞作用。高硫型水化硫鋁酸鈣通常被稱為“水泥桿菌”。當(dāng)水中硫酸鹽濃度較高時(shí)，硫酸鈣將在水泥石孔隙中直接結(jié)晶成二水石膏，體積膨脹，導(dǎo)致水泥石破壞。2011-0956②鎂鹽的腐蝕海水和地下水中，常含有大量鎂鹽，主要是硫酸鎂和氯化鎂。它們與水泥石中的氫氧化鈣起復(fù)分解反應(yīng)：MgSO4+Ca(OH)2+2H2O→CaSO4·2H2O+Mg(OH)2MgCl2+Ca(OH)2→CaCl2+Mg(OH)2生成的氫氧化鎂松軟無膠凝能力，氯化鈣易溶于水，二水石膏則引起硫酸鹽破壞。因此，硫酸鎂對(duì)水泥石起鎂鹽和硫酸鹽的雙重腐蝕作用。2011-0957（3）酸類腐蝕①碳酸腐蝕二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用，生成碳酸鈣：Ca(OH)2+CO2+H2O→CaCO3+2H2O生成的碳酸鈣再與含碳酸的水作用，轉(zhuǎn)變成碳酸氫鈣：CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2生成的碳酸氫鈣易溶于水。2011-0958②一般酸腐蝕例如，鹽酸與水泥石中的氫氧化鈣作用：2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+H2O生成的氯化鈣易溶于水。再如，硫酸與水泥石中的氫氧化鈣作用：H2SO4+Ca(OH)2→CaSO4·2H2O生成的二水石膏或者直接在水泥石孔隙中結(jié)晶產(chǎn)生膨脹，或者與水泥石中的水化鋁酸鈣作用，生成高硫型水化硫鋁酸鈣，其破壞性更大。2011-0959（4）強(qiáng)堿的腐蝕氫氧化鈉與水泥熟料中未水化的鋁酸鹽作用，生成易溶的鋁酸鈉：3CaO·Al2O3+6NaOH→3Na2O·Al2O3+3Ca(OH)2當(dāng)水泥石被氫氧化鈉浸透后又在空氣中干燥，氫氧化鈉會(huì)殘留在水泥石孔隙中，與空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈉：2NaOH+CO2+H2O→Na2CO3+2H2O碳酸鈉在水泥石毛細(xì)孔中結(jié)晶沉淀，使水泥石脹裂。2011-0960（5）水泥石腐蝕的防止引起水泥石腐蝕的基本原因有兩個(gè)方面：一是，水泥石中存在著易腐蝕的組分，如氫氧化鈣和水化鋁酸鈣；二是，水泥石本身不密實(shí)，有很多毛細(xì)孔通道，侵蝕性介質(zhì)易進(jìn)入其內(nèi)部。根據(jù)對(duì)水泥石腐蝕原因的分析，可采取以下措施防止水泥石腐蝕。①根據(jù)腐蝕環(huán)境特點(diǎn)，合理選用水泥品種。②提高水泥石的密實(shí)程度。③加保護(hù)層。2011-096110.通用硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)及應(yīng)用（1）硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥。普通硅酸鹽水泥中混合材料摻量少，性能與應(yīng)用與硅酸鹽水泥相近。①凝結(jié)硬化快，早期強(qiáng)度高。②抗凍性好。③水化熱大。2011-0962④耐腐蝕性差。⑤耐熱性差。⑥干縮小。⑦耐磨性好。⑧抗碳化性能好。2011-0963（2）礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥共性：①早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度發(fā)展較快。圖2.6不同品種水泥強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律1—硅酸鹽水泥；2—摻混合材料硅酸鹽水泥；3—混合材料2011-0964②水化熱低。③耐腐蝕性較好。④抗碳化性能差。⑤適合高溫養(yǎng)護(hù)。⑥抗凍性差，耐磨性差。2011-0965個(gè)性：礦渣硅酸鹽水泥：抗?jié)B性差，干縮較大，耐熱性好?；鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥：抗?jié)B性好，干縮大。粉煤灰硅酸鹽水泥：流動(dòng)性較好，干縮較小，保水性差，泌水性大。復(fù)合硅酸鹽水泥：復(fù)合硅酸鹽水泥的特性取決于所摻各種混合材料的種類、摻量及相對(duì)比例，與礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥有不同程度的相似。2011-096611.通用硅酸鹽水泥的運(yùn)輸與貯存水泥在運(yùn)輸與貯存時(shí)不得受潮和混入雜物，不同品種和強(qiáng)度等級(jí)的水泥在貯運(yùn)中避免混雜。一般水泥的貯存期為三個(gè)月，超過三個(gè)月以后，水泥的強(qiáng)度會(huì)有不同程度的下降。使用存放三個(gè)月以上的水泥，必須重新檢驗(yàn)其強(qiáng)度，否則不得使用。2011-0967 三、其他品種水泥 1.白色硅酸鹽水泥與彩色硅酸鹽水泥

（1）白色硅酸鹽水泥白色硅酸鹽水泥是由氧化鐵含量少的硅酸鹽水泥熟料、適量石膏及符合標(biāo)準(zhǔn)要求的混合材料，磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為白色硅酸鹽水泥（簡(jiǎn)稱“白水泥”），代號(hào)P·W。

白色硅酸鹽水泥分為32.5，42.5和52.5三個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。 2011-0968（2）彩色硅酸鹽水泥凡由硅酸鹽水泥熟料及適量石膏（白色硅酸鹽水泥）、混合材料及著色劑磨細(xì)或混合制成的帶有色彩的水硬性膠凝材料稱為彩色硅酸鹽水泥。彩色硅酸鹽水泥分為27.5，32.5和42.5三個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。

白色水泥和彩色水泥與通用硅酸鹽水泥的性質(zhì)基本相同。2011-09692.抗硫酸鹽硅酸鹽水泥抗硫酸鹽硅酸鹽水泥按其抗硫酸鹽性能分為中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥和高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥兩類?？沽蛩猁}硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)有32.5和42.5兩個(gè)等級(jí)。表2.14抗硫酸鹽硅酸鹽水泥中硅酸三鈣和鋁酸三鈣含量分類硅酸三鈣含量/%鋁酸三鈣含量/%中抗硫酸鹽水泥≤55.0≤5.0高抗硫酸鹽水泥≤50.0≤3.02011-09703.中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥及低熱礦渣硅酸鹽水泥中熱硅酸鹽水泥是指以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，磨細(xì)制成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料，簡(jiǎn)稱中熱水泥，代號(hào)P·MH。中熱水泥熟料中，硅酸三鈣（3CaO·SiO2）的含量應(yīng)不超過55%，鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）的含量應(yīng)不超過6%，游離氧化鈣的含量應(yīng)不超過1.0%。2011-0971低熱硅酸鹽水泥是指以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，磨細(xì)制成的具有低水化熱的水硬性膠凝材料，簡(jiǎn)稱低熱水泥，代號(hào)P·LH。低熱水泥熟料中，硅酸二鈣（2CaO·SiO2）的含量應(yīng)不小于40%，鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）的含量應(yīng)不超過6%，游離氧化鈣的含量應(yīng)不超過1.0%。2011-0972低熱礦渣硅酸鹽水泥是指以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，加入?；郀t礦渣、適量石膏，磨細(xì)制成的具有低水化熱的水硬性膠凝材料，簡(jiǎn)稱低熱礦渣水泥，代號(hào)P·SLH。水泥中?；郀t礦渣摻加量按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為20%～60%，允許用不超過混合材料總量50%的?；姞t磷渣或粉煤灰代替部分?；郀t礦渣。2011-0973低熱礦渣水泥熟料中，鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）的含量應(yīng)不超過8%，游離氧化鈣含量應(yīng)不超過1.2%，氧化鎂的含量不宜超過5.0%；如果水泥壓蒸安定性試驗(yàn)合格，在熟料中氧化鎂的含量允許放寬到6.0%。2011-0974中熱水泥和低熱水泥強(qiáng)度等級(jí)為42.5，低熱礦渣硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)為32.5。表2.17中熱水泥、低熱水泥、低熱礦渣水泥的水化熱要求品種強(qiáng)度等級(jí)水化熱/(kJ·kg-1)3d7d28d中熱水泥42.5251293—低熱水泥42.5230260310低熱礦渣水泥32.5197230—2011-09754.道路硅酸鹽水泥道路硅酸鹽水泥是指由道路硅酸鹽水泥熟料、適量石膏、符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的混合材料，磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，簡(jiǎn)稱道路水泥，代號(hào)P·R。道路水泥熟料中鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）的含量應(yīng)不超過5.0%，鐵鋁酸四鈣（4CaO·Al2O3·Fe2O3）的含量應(yīng)不低于16.0%，游離氧化鈣的含量，旋窯生產(chǎn)應(yīng)不大于1.0%，立窯生產(chǎn)應(yīng)不大于1.8%。道路水泥中活性混合材料的摻加量按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為0～10%。2011-0976道路水泥分為32.5，42.5和52.5三個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。道路水泥的技術(shù)要求與通用硅酸鹽水泥基本相同。但是，對(duì)于道路硅酸鹽水泥，提出了干縮率和耐磨性要求。

2011-09775.鋁酸鹽水泥凡以鋁酸鈣為主的鋁酸鹽水泥熟料，磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為鋁酸鹽水泥，代號(hào)CA。鋁酸鹽水泥的主要礦物成分為鋁酸一鈣（CaO·Al2O3，簡(jiǎn)寫CA），另外還含有其他鋁酸鹽，如CaO·2Al2O3（簡(jiǎn)寫CA2）、2CaO·Al2O3·SiO2(簡(jiǎn)寫C2AS)、12CaO·7Al2O3（簡(jiǎn)寫C12A7）等，有時(shí)還含有很少量的2CaO·SiO2等。2011-0978（1）鋁酸鹽水泥的水化鋁酸鹽水泥的水化和硬化，主要是鋁酸一鈣的水化及其水化物的結(jié)晶。當(dāng)溫度小于20℃時(shí)，其反應(yīng)如下：CaO·Al2O3+10H2O→CaO·Al2O3·10H2O