道路建筑材料（第2版）課件 單元三 水硬性膠凝材料

道路建筑材料

單元三水硬性膠凝材料課程思政元素：

“誠實守信”價值引領(lǐng)：嚴格參照試驗規(guī)程和技術(shù)規(guī)范，保證原始記錄真實準確

不涂不改、不弄虛作假，養(yǎng)成良好的職業(yè)習(xí)慣和素養(yǎng)

做“有道德、有原則、有底線、有智慧”的全能型人才知識目標?了解硅酸鹽水泥熟料的礦物組成特性和凝結(jié)硬化機理?熟悉其他品種水泥的技術(shù)性質(zhì)及應(yīng)用?掌握通用硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)、技術(shù)標準及主要技術(shù)指標的測定方法能力目標?能夠依據(jù)《通用硅酸鹽水泥》對水泥的相《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》對所測定定技術(shù)指標關(guān)技術(shù)指標進行檢測，并依據(jù)進行正確評價并根據(jù)工程實際合理選用水泥品種?能夠規(guī)范填寫實驗原始記錄，并獨立出具相關(guān)試驗報告

通用硅酸鹽水泥模塊一

硅酸鹽水泥

鋁酸鹽水泥

1、按水泥水化物：

硫鋁酸鹽水泥

磷酸鹽水泥

2、按用途和性能：通用水泥、專用水泥、特種水泥三大類。

3、六大通用水泥：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、復(fù)合硅酸鹽水泥。水泥概述一般土木建筑工程常用的水泥硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥適應(yīng)專門用途的水泥道路水泥、砌筑水泥某種性能比較突出的水泥快硬硅酸鹽水泥低熱水泥膨脹水泥通用硅酸鹽水泥專用水泥特種水泥通用硅酸鹽水泥：以硅酸鹽水泥熟料和適量石膏，規(guī)定混合材料制成水硬性膠凝材料。通用硅酸鹽水泥分類——六大通用硅酸鹽水泥：硅酸鹽水泥（P·Ⅰ、P·Ⅱ）普通硅酸鹽水泥（P·O）礦渣硅酸鹽水泥（P·S·A、P·S·B）火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥（P·P）粉煤灰硅酸鹽水泥（P·F）復(fù)合硅酸鹽水泥（P·C）。通用硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥火山灰硅酸鹽水泥品種代號組分（質(zhì)量分數(shù)）熟料+石膏?；郀t礦渣/礦渣粉火山灰質(zhì)混合材料粉煤灰石灰石替代混合材料硅酸鹽水泥P·Ⅰ100————P·Ⅱ95~1000~5———≥95———0~5普通硅酸鹽水泥P·O80~946~20—0~5礦渣硅酸鹽水泥P·S·A50~7921~50———0~8P·S·B30~4951~70———火山灰質(zhì)硅酸鹽泥P·P60~79—21~40——0~5粉煤灰硅酸鹽水泥P·F60~79——21~40—復(fù)合硅酸鹽水泥P·C50~7921~50砂巖通用硅酸鹽水泥生產(chǎn)原料的化學(xué)組成硅酸鹽水泥（國外通稱波特蘭水泥）：凡由硅酸鹽水泥熟料、(0~5)%石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥(即國外統(tǒng)稱的波特蘭水泥)。一、

硅酸鹽水泥(一)硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝概述1、生產(chǎn)原料

生產(chǎn)硅酸鹽水泥的原料主要有石灰質(zhì)原料、黏土質(zhì)原料兩大類，石灰質(zhì)原料(如石灰石、白堊、石灰質(zhì)凝灰?guī)r等)主要提供氧化鈣(CaO)，黏土質(zhì)原料(如黏土、黏土質(zhì)頁巖、黃土等)主要提供二氧化硅(SiO2)、三氧化二鋁(Al2O3

)以及三氧化二鐵(Fe2O3)。有時僅兩種原料的化學(xué)組成不能滿足要求，還需加入少量鐵質(zhì)和硅質(zhì)校正原料(如黃鐵礦渣等)。2、生產(chǎn)工藝

硅酸鹽水泥生產(chǎn)過程是將原料按一定比例混合磨細，先制得具有適當化學(xué)成分的生料，再將生料在水泥窯(回轉(zhuǎn)窯或立窯)中經(jīng)過1400℃～1450℃的高溫煅燒至部分熔融，冷卻后而得硅酸鹽水泥熟料，最后再加適量石膏(不超過水泥質(zhì)量3%的石灰石或?；V渣)共同磨細至一定細度即得P·Ⅰ(P·Ⅱ)型硅酸鹽水泥。水泥的生產(chǎn)過程可概括為“兩磨一燒”，其生產(chǎn)工藝流程如圖所示。

活性混合材料：材料中具有化學(xué)活性成分SiO2、Al2O3，能與水泥中Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，且具有水硬性和一定的強度。

目的：提高產(chǎn)量、降低成本，減少有害的Ca(OH)2

含量，提高水泥抗腐蝕性，降低水化熱等改善水泥某些性能，擴大水泥使用范圍。

非活性混合材料：材料中不含有活性成分，不與水泥化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng)。

目的：主要起填充，增加產(chǎn)量、降低成本和調(diào)節(jié)水泥強度等級的作用。緩凝，防止過早凝結(jié)

硅酸鹽水泥熟料3、生產(chǎn)流程提供SiO2Al203提供CaO提供Fe2O3水泥生料原化學(xué)成分經(jīng)煅燒后形成熟料，礦物組成發(fā)生了變化，得到C3S、C2S、C3A、C4AF(二)硅酸鹽水泥熟料的礦物組成硅酸三鈣：3CaO·SiO2

（簡式為C3S）硅酸二鈣：2CaO·SiO2

（簡式為C2S）鋁酸三鈣：3CaO·Al2O3（簡式為C3A）鐵鋁酸四鈣：4CaO·Al2O3·Fe2O3（簡式為C4AF）1、硅酸鹽水泥熟料的礦物組分

2、硅酸鹽水泥熟料礦物成分及含量如下：

（1）硅酸三鈣3CaO·SiO2，簡寫為C3S，含量為37%～60%。

（2）硅酸二鈣2CaO·SiO2，簡寫為C2S，含量為15%～37%。

（3）鋁酸三鈣3CaO·Al2O3，簡寫為C3A，含量為7%～15%。

（4）鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3，簡寫為C4AF，含量為10%~18%。

在以上的礦物組成中，硅酸三鈣和硅酸二鈣的總含量占75%以上，而鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣的總含量僅占25%左右，硅酸鹽占絕大部分，故名硅酸鹽水泥。1)硅酸三鈣：3CaO·SiO2(C3S)

50%左右，水化速度較快，水化熱高；且早期強度高，28天強度可達一年強度的70%～80%。2)硅酸二鈣：2CaO·SiO2(C2S)

約15%～37%，水化反應(yīng)較慢，水化熱很低，早期強度較低而后期強度高。耐化學(xué)侵蝕性和干縮性較好。3)鋁酸三鈣：

3CaO·Al2O3(C3A)

15%以下，水化速度最快，水化熱最高。為調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)速度需摻加石膏。耐化學(xué)侵蝕性差，干縮性大。4)鐵鋁酸四鈣：4CaO·Al2O3·Fe2O3(C4AF)10%～18%。水化反應(yīng)較快，水化熱較高。強度較低，對水泥抗折強度起重要作用。耐化學(xué)侵蝕性好，干縮性小。3、硅酸鹽水泥熟料主要組成礦物的性質(zhì)礦物組成硅酸三鈣C3S硅酸二鈣C2S鋁酸三鈣C3A鐵鋁酸四鈣C4AF與水反應(yīng)速度中慢快中水化熱中低高中對強度的作用早期高低低中后期低高低低耐化學(xué)侵蝕中良差優(yōu)干縮性中小大小4、硅酸鹽水泥熟料的四種礦物成分特性一覽表

5、不同熟料礦物單獨與水作用的特性是不同的。（1）C3S的水化速度較快，早期強度高，28d強度可達一年強度的70%~80%；水化熱較大，且主要是早期放出，其含量也最高，是決定水泥早期強度的主要礦物。（2）C2S的水化速度最慢，水化熱最小，且主要是后期放出，是保證水泥后期強度的主要礦物，且耐化學(xué)侵蝕性好。（3）C3A的凝結(jié)硬化速度最快（故需摻入適量石膏作為緩凝劑），水化熱最大。其強度最低，但強度成形最快，3d幾乎接近最終強度。但其耐化學(xué)侵蝕性最差，且硬化時體積收縮最大。（4）C4AF的水化速度也較快，僅次于鋁酸三鈣，其水化熱中等，且有利于提高水泥抗拉（折）強度。高強度水泥：提高C3S含量低熱大壩水泥：降低C3S、C3A含量，提高C2S含量道路水泥：提高C4AF和C3S含量6、硅酸鹽水泥熟料四種礦物成分對水泥的影響工程案例分析某大體積混凝土工程，澆注兩周后拆模，發(fā)現(xiàn)擋墻有多道貫穿型的縱向裂縫。該工程使用某立窯水泥廠生產(chǎn)42.5Ⅱ型硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成如下：

C3S

61％；C2S

14％；

C3A

14％；

C4AF

11％。分析答案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，且在澆注混凝土中，混凝土的整體溫度高，以后混凝土溫度隨環(huán)境溫度下降，混凝土產(chǎn)生冷縮，造成混凝土貫穿型的縱向裂縫。

首先，對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控制。防治措施硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化

水泥與水拌和后成為可塑性的水泥漿，隨著水泥水化反應(yīng)的進行，水泥漿體逐失去流動性和可塑性，但尚不具有強度的過程，稱為水泥的“凝結(jié)”。隨后凝結(jié)了的水泥漿開始產(chǎn)生強度，并逐漸發(fā)展成為堅硬人造石的過程稱為水泥的“硬化”。凝結(jié)和硬化貫穿整個水化過程的始終，是一個連續(xù)而復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程，如下圖所示。(三)硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化

1、水泥水化反應(yīng)1)硅酸三鈣：3CaO·SiO2+mH2O→χCaO·SiO2·H2O+(3-χ)Ca(OH)22)硅酸二鈣：2CaO·SiO2+mH2O→χCaO·SiO2·γH2O+(2-χ)Ca(OH)23)鋁酸三鈣：3CaO·Al2O3+6H2O→3CaO·Al2O3·6H2O凝結(jié)硬化極快使水泥“閃凝”，來不及施工，加石膏調(diào)凝，減緩凝結(jié)硬化速度。3CaO·Al2O3·6H2O+3(CaSO4·2H2O)+19H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O含水鋁酸三鈣與石膏再反應(yīng)生成鈣礬石(水泥桿菌)3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O+2[3CaO·Al2O3]+4H2O→3[3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O]4)鐵鋁酸四鈣：4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O溶解階段初始反應(yīng)期

需幾十分鐘初凝階段誘導(dǎo)期潛伏期需約一小時開始失去可塑性終凝階段凝結(jié)期加速期需約六小時最終失去可塑性硬化階段硬化期

需若干年強度逐漸形成

硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程1—水泥顆粒；

2—自由水；3—凝膠；4—晶體[Ca(OH)2等]；5—毛細孔；6—氣孔

硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化階段2、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化過程（1）礦物組成（2）水泥細度（3）石膏摻量（4）用水量（5）濕度和溫度（6）養(yǎng)護時間影響硅酸鹽水泥凝結(jié)硬化的因素1．技術(shù)性質(zhì)1)化學(xué)性質(zhì)(6個有害指標)(1)氧化鎂含量(MgO)形成方鎂石(Mg(OH)2)，產(chǎn)生體積膨脹，裂縫，引起水泥安定性不良。

《通用硅酸鹽水泥》(GB175—2023)規(guī)定，水泥中氧化鎂的含量不宜超過5.0%~6.0%。如果水泥經(jīng)壓蒸安定性試驗合格，則水泥中氧化鎂的含量(質(zhì)量分數(shù))允許放寬到6.0%。如果水泥中氧化鎂含量大于6%，需進行水泥壓蒸安定性試驗并合格。(2)三氧化硫含量(SO3)水泥中的三氧化硫主要是在生產(chǎn)時為調(diào)節(jié)凝結(jié)時間加入石膏而產(chǎn)生的。當石膏超過一定限量后，水泥性能會變差,甚至引起硬化后水泥石體積膨脹，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物破壞。《通用硅酸鹽水泥》(GB175—2023)規(guī)定，水泥中三氧化硫的含量(質(zhì)量分數(shù))不得超過3.5%~4%。(四)通用硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標準(3)燒失量水泥煅燒不佳或受潮后，均會導(dǎo)致燒失量增加。將水泥試樣在950~1000℃下灼燒15~20min冷卻至室溫稱量，如此反復(fù)灼燒直至恒重，此時灼燒前后的質(zhì)量損失百分率即為燒失量。(受潮、煅燒不佳)《通用硅酸鹽水泥》(GB175—2023)規(guī)定：Ⅰ型硅酸鹽水泥中燒失量不得大于3.0%，Ⅱ型硅酸鹽水泥中燒失量(質(zhì)量分數(shù))應(yīng)不大于3.5%。普通水泥中燒失量(質(zhì)量分數(shù))應(yīng)不大于5.0%。(4)不溶物水泥中的不溶物是用鹽酸溶解濾去不溶殘渣,經(jīng)碳酸鈉處理再用鹽酸中和，高溫灼燒至恒重后稱量，灼燒后不溶物質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的比例為不溶物含量。《通用硅酸鹽水泥》(GB175—2023)規(guī)定：Ⅰ型硅酸鹽水泥中不溶物不大于0.75%；Ⅱ型硅酸鹽水泥中不溶物不大于1.50%。(5)氯離子當水泥中氯離子含量較高時,會引起混凝土中鋼筋銹蝕，導(dǎo)致混凝土開裂破壞。當使用鹽類早強劑時,容易造成水泥混凝土中氯離子含量較高,對混凝土質(zhì)量存在潛在影響。《通用硅酸鹽水泥》(GB175—2023)規(guī)定：水泥中允許加入≤0.5%助磨劑，氯離子含量不超過0.06%，當有更低要求時，該指標由買賣雙方協(xié)商確定。(6)堿含量(選擇性指標)。堿-集料反應(yīng)，水泥石脹裂?！锻ㄓ霉杷猁}水泥》(GB/T175—2023)規(guī)定：水泥中堿含量按照Na2O+0.658K2O計算值表示。若用戶要求提供低堿水泥時,水泥中堿含量由買賣雙方協(xié)商確定。2)物理性質(zhì)(1)細度(選擇性指標)定義：水泥顆粒的粗細程度。用規(guī)定篩網(wǎng)上所得篩余物的質(zhì)量占試樣原始質(zhì)量的百分率或用比表面積來表示水泥樣品的細度。意義：細度越細，水泥與水起反應(yīng)的面積越大、水化越充分、水化速度越快。所以相同礦物組成的水泥，細度越大，早期強度越高、凝結(jié)速度越快、析水量越少。實踐表明，細度提高，可使水泥混凝土的強度提高，工作性能得到改善。但是，水泥細度提高，在空氣中的硬化收縮也較大，使水泥發(fā)生裂縫的可能性增加;水泥細度越高，越易受潮，難于儲存；水泥顆粒越細，生產(chǎn)成本也越大。因此，對水泥細度必須予以合理控制。細度試驗方法：①篩析法——以45μm方孔篩上的篩余量百分率表示。

規(guī)定：篩析法有負壓篩法和水篩法兩種，有爭議時以負壓篩法為準。②比表面積法——以每千克水泥總表面積(m2/kg)表示，其測定采用勃氏法。

《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2023)規(guī)定：硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的細度以比表面積表示，不小于300m2/kg且不高于400m2/kg。普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥的細度以45μm方孔篩篩余表示，應(yīng)不低于5%。當有特殊要求時，由買賣雙方協(xié)定。參照試驗規(guī)范：新國標JTG3420T0502-2020規(guī)定適用范圍：普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥以及指定用本方法的其他品種水泥以篩余表示。試驗?zāi)康模和ㄟ^負壓篩源產(chǎn)生的恒定氣流，在規(guī)定篩析時間內(nèi)使試驗篩內(nèi)的水泥達到篩分目的從而獲得水泥細度指標F，評價水泥物理性質(zhì)。試驗設(shè)備：負壓篩析儀、天平（最大稱量100g，分度值不大于0.01g）細度試驗—負壓篩析法負壓篩析儀試驗步驟：

將水泥樣品過0.9mm篩，稱取試樣m=25g，倒入負壓篩析儀的45μm篩中，負壓調(diào)至4kPa——6kPa，篩析時間2min(自動停止)，自篩座上取下45μm篩，稱量篩上質(zhì)量m45μm。

計算公式：特別注意：最終試驗結(jié)果取平均值F，作為測定值，精確至0.1%。

當兩次篩余結(jié)果相差大于0.3%時，試驗數(shù)據(jù)無效，需重新試驗。(2)水泥凈漿標準稠度(標準稠度用水量)

定義：簡稱稠度，指水泥凈漿達到規(guī)定稠度時的加水量，以水泥質(zhì)量百分率P表示。

①試桿法(標準法)：以標準維卡儀的試桿沉入凈漿距底板的距離為6±1mm時水泥漿的稠度作為標準稠度(%)。水泥凈漿達到標準稠度時所需的拌和水量稱為標準稠度用水量。

②試錐法(代用法)

a、調(diào)整水量法：拌合水量按經(jīng)驗確定。

b、不變水量法：拌和水量為142.5mL，精確至0.5mL。發(fā)生爭議時,以調(diào)整水量法為準。

注意：兩者有爭議時，以標準法為準。(3)水泥凝結(jié)時間定義：從加水開始，到水泥漿失去可塑性所需時間。分初凝時間和終凝時間。初凝時間:是從水泥加水至水泥漿開始失去可塑性所經(jīng)歷的時間(min)。試針沉入凈漿距底板的距離為4±1mm時。終凝時間:是從水泥加水至水泥漿完全失去可塑性所經(jīng)歷的時間(min)。試桿沉入試體0.5mm時即圓形附件不能夠在試件表面留下痕跡時。意義：水泥的初凝時間不宜過短，以便在施工過程中有足夠的時間對混凝土進行攪拌、運輸、澆筑和振搗等操作；終凝時間不宜過長，影響施工進度。硅酸鹽水泥初凝不得早45min，終凝不得遲于390min。普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥的初凝時間不小于45min，終凝時間不大于60min。(4)水泥體積安定性定義：是指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻程度。若膨脹裂縫，則體積安定性不良。表征水泥硬化后體積變化均勻性的物理指標。影響因素：熟料中游離MgO和CaO含量、水泥中SO3含量和水泥粉磨過程中的石膏摻量

測試方法：①試餅法(代用法)：直徑70~80mm、厚度10mm，濕養(yǎng)24h±2h小時、煮30±5min，恒沸3h±5min。②雷氏法(標準法)：濕養(yǎng)24h±2h小時、煮30±5min，恒沸3h±5min。兩試件針尖增加的距離平均值不大于5mm。

注意：兩者有爭議時，以標準法為準。

沸煮法只能通過CaO檢驗水泥的安定性，因為游離MgO只有在壓蒸條件下才加速熟化，而石膏的危害需長期在常溫水中才能發(fā)現(xiàn)。試驗?zāi)康模簻y定水泥的凝結(jié)時間和安定性時，為使其測定結(jié)果具有標準性，必須采用標準稠度的水泥凈漿進行測定。試驗儀器：水泥凈漿攪拌機、維卡儀、沸煮箱、雷氏夾測定儀、量水器、電子天平、標準養(yǎng)護箱等。試驗步驟A.準備工作1、檢查維卡儀金屬棒是否能夠自由滑動；

2、調(diào)整試桿接觸玻璃板時指針對準零;3、在玻璃板、雷氏夾上涂抹一薄層油；4、稱量500g水泥，量取水泥試樣標稠所需的水量，備用。標準稠度、凝結(jié)時間、安定性試驗水泥凈漿攪拌機水泥養(yǎng)護箱

B.標準稠度用水量測定1、用濕布擦水泥凈漿攪拌鍋和葉片后，依次倒入備用的水和水泥，開動攪拌機，按照規(guī)定要求開始攪拌；2、攪拌結(jié)束后，立即將水泥漿裝入試模中，用寬約25mm小灰刀輕拍漿體5次，刮去多余的凈漿，抹平表面；3、迅速將其移至維卡儀上，調(diào)節(jié)試桿與水泥漿表面接觸，讓試桿自由沉入水泥漿中，停止沉入或釋放試桿30s時記錄試桿距底板的距離；4、當試桿距底板6mm±1mm時，水泥漿達到標準稠度用水量的要求。

C.凝結(jié)時間測定1、將測定標準稠度用的試桿換成測定初凝用的試針，調(diào)整試針接觸底板時的零點；2、按照標準稠度水泥漿重新拌制水泥漿，記錄水泥全部加入水中的時間，作為凝結(jié)時間的起始時間；3、將攪拌好的凈漿裝入試模（小口朝上，大口朝下），插搗、刮平，放到標準養(yǎng)護箱中養(yǎng)護；4、養(yǎng)護30min后開始測試，臨近初凝時每隔5min測定當試桿距底板4±1mm時即達到初凝狀態(tài)，這時應(yīng)立即重復(fù)測定一次，記錄測定的時間。5、完成初凝時間測定后，立即將試模翻轉(zhuǎn)180o（大口朝上）繼續(xù)養(yǎng)護。臨近終凝每隔15min或更短試件測定一次，當終凝環(huán)形附件在試樣表面不留混跡時（試針沉如0.5mm），立即重復(fù)一次，當兩次結(jié)論相同時即為終凝狀態(tài)，記錄測試時間。維卡儀D.安定性測定方法：沸煮法——雷氏夾法(標準法)試餅法(代用法)

1、將兩片邊長或直徑80mm、厚度4~5mm的玻璃片和雷氏夾表面擦油；2、將攪拌好的凈漿裝滿雷氏夾，并用小刀插搗3次，然后抹平，蓋上玻璃片，立即放入標養(yǎng)箱中養(yǎng)護24h±2h；3、先測量雷氏夾沸煮前針尖距離，放到沸煮箱中在30min±5min內(nèi)恒沸，再持續(xù)沸煮180±5min(合計210±5min），冷卻后再測量雷氏夾沸煮后針尖距離；4、當二個試件的針尖距離差平均值≤5.0mm時，安定性合格。雷氏夾測定儀雷氏夾沸煮箱對某新出廠的普通水泥進行抽樣檢測，發(fā)現(xiàn)凝結(jié)時間較短，體積安定性也不合格，本應(yīng)作廢品處理。但存放一個多月后再次進行檢測，體積安定性變得合格，此時可以使用，請分析原因？

工程案例分析原因分析(1)當普通水泥f-CaO含量較高時，因部分CaO煅燒溫度較低。加水拌和后，水與CaO迅速反應(yīng)生成Ca(OH)2氫氧化鈣，并放出大量水化熱，加速了其他熟料礦物的水化速度，從而產(chǎn)生了較多的水化產(chǎn)物，短時間凝結(jié)。此外，還有可能是起調(diào)節(jié)凝結(jié)時間的石膏摻量太低，也會導(dǎo)致水泥的凝結(jié)時間變短。(2)有些體積安定性不合格的水泥是由f-CaO含量高造成的，這些水泥在空氣中存放一段時間后，大部分f-CaO會吸收空氣中的水分而進一步與空氣中的CO2反應(yīng)而熟化，使f-CaO含量減少，故此時加水拌和后，體積安定性變得合格而可以使用。

(1)控制水泥制品中的游離氧化鈣含量和石膏摻量，水泥進場前必須進行檢測，質(zhì)量不合格者不得入場；(2)新出廠的水泥不宜立即使用。預(yù)防措施

(5)強度

①水泥膠砂強度檢驗：

配合比為：m水泥:mISO標準砂=1:3、m水/m水泥=0.5；

標準試件尺寸：40mm×40mm×160mm；

規(guī)定齡期：3d、28d

檢測指標：抗折、抗壓強度

強度等級評定指標：28d抗壓強度值(MPa)。強度——水泥膠砂強度試驗(國際法ISO)試驗?zāi)康模褐谱饕唤M標準的水泥膠砂試件，測定規(guī)定齡期的強度值，（抗折Rf、抗壓RC），用以評價試樣的強度等級。試驗條件

1.試驗室：溫度為20±2℃，相對濕度≥50%；2.養(yǎng)護箱：溫度為20±1℃，相對濕度≥90%。試驗設(shè)備：水泥膠砂攪拌機、膠砂振動臺、養(yǎng)生箱、水泥膠砂抗折試驗機、壓力機、三聯(lián)試模2個。試驗步驟1、制作一組試件(6個)，標準尺寸40×40×160mm3；

?。?.9mm水泥450±2g，水225±1mL，標準砂1350±2g；

原材料比例關(guān)系C:S=1:3；W/C=0.5。2、試驗前先檢查攪拌鍋，用濕抹布擦拭攪拌鍋及攪拌葉片，在攪拌機的漏斗中裝入標準砂，攪拌鍋內(nèi)先加水再加水泥，先慢拌30s——自動加砂——慢拌30s——快拌30s——停拌90s——快拌60s(240s=4min)，拌合完畢后取下攪拌鍋，利用振動臺模套將膠砂試模固定，分兩層裝入水泥膠砂，并分別用長短撥料器來回撥平表面。開動振動臺振動60下/層。取下試模用直尺先沿試?？v向以近似90°的角度做鋸狀鋸平表面，再橫向刮平試件表面。3、成型好的試件去掉周邊的膠砂，做好標簽放入養(yǎng)護箱24h取出脫模，對每個試件編號立即水平或豎直放到不易腐爛的篦子上，水溫為20±1℃，試件彼此間保持一定的間距，整個養(yǎng)護過程中不允許全部換水，養(yǎng)護3d和28d。4、試件的試壓

試驗前應(yīng)在破型前15min將試件從水中取出，擦去表面沉積物，并用濕布覆蓋至試驗結(jié)束；5、按照試件的具體齡期（3d和28d）要求的時間內(nèi)進行試驗；

②水泥強度計算

(a)抗折強度測定[側(cè)面、以(50±10)N/s的速率、保持潮濕狀態(tài)]。

抗折強度Rf按式(3-7)計算，計算結(jié)果精確到0.1MPa：

式中：Rf—抗折強度，MPa；

F—折斷時施加于棱柱體中部的荷載，N；

L—支撐圓柱之間的距離，mm；b—棱柱體正方形截面的長度，mm。

抗折強度的評定：取3個試件平均值作為試驗結(jié)果，精確至0.1MPa。當3個強度值中有一個超出平均值±10%的，應(yīng)剔除后以剩余兩個的平均值作為試驗結(jié)果。若剩余兩個仍有超出平均值±10%的，此組結(jié)果作廢。當3個強度值中有兩個超出平均值±10%時，則以剩余一個作為抗折強度結(jié)果。(b)抗壓強度測定[側(cè)面、以(2400±200)N/s的速率]。

抗壓強度Rc按式(3-7)計算，計算結(jié)果精確到0.1MPa：

式中：Rc—抗壓強度，MPa；

Fc—試件破壞時的最大荷載，N；

A—試件受壓部分面積，40

mm×40

mm＝1600

mm2。

抗壓強度的評定：以一組6個斷塊試件抗壓強度測定值的算術(shù)平均值作為試驗結(jié)果，精確至0.1MPa。如果6個強度值中有一個超出平均值的±10%，應(yīng)剔除后以剩下5個值的算術(shù)平均值作為試驗結(jié)果。若剩余5個值中再有超過平均值±10%的，則此組試件無效。當六個測定值中同時有兩個或兩個以上超出它們平均值±10%的，則此組試驗結(jié)果作廢。(c)硅酸鹽水泥強度等級:

水泥的強度等級應(yīng)按規(guī)定齡期的抗壓強度和抗折強度來劃分。若不同齡期的抗壓強度和抗折強度均符合某一強度等級的最低強度值要求時，則以其28d抗壓強度值(MPa)作為強度等級。

硅酸鹽水泥分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個等級。某水泥混凝土道路使用不到半年，就發(fā)生了嚴重的工程質(zhì)量問題。

工程案例分析原因分析該工程經(jīng)核查存在以下問題：(1)水泥強度不足。經(jīng)復(fù)檢水泥強度，42.5號水泥的實際標號僅為22.5號；(2)袋裝水泥重量不足。袋裝水泥最重的為46kg，最輕的為42

kg左右；(3)錯用水泥或混用水泥。施工中同時使用大廠和小廠的水泥，各種水泥堆放時沒有清楚地分開，導(dǎo)致了錯用水泥和混用水泥；(4)水泥受潮或存放過期。該施工企業(yè)在使用受潮、結(jié)塊或過期水泥時，事先未測定水泥的實際強度。

(1)嚴把供應(yīng)商選擇關(guān)；(2)嚴把貨源渠道關(guān)；(3)嚴把現(xiàn)場驗收關(guān)；(4)嚴把科學(xué)儲備關(guān)。預(yù)防措施③水泥型號：

水泥28

d以前強度稱為早期強度，28

d及其以后強度稱為后期強度。

我國現(xiàn)行標準將水泥分為普通型和早強型(或稱R型)兩個型號。

早強型(R型)，3d抗壓強度提高10~24%，3d達28d抗壓強度50%。

生產(chǎn)廠在控制出廠水泥28d的抗壓強度時，均留有一定的富余強度。通常富余強度系數(shù)(γc)為1.00～1.13。通用硅酸鹽水泥的強度指標品種強度等級抗壓強度(MPa)抗折強度(MPa)3天28天3天28天硅酸鹽水泥32.5≥12.0≥32.5≥3.0

≥5.532.5R≥17.0≥4.042.5≥17.0≥42.5≥4.0

≥6.542.5R≥22.0≥4.552.5≥22.0≥52.5≥4.5

≥7.052.5R≥27.0≥5.062.5≥27.0≥62.5≥5.0

≥8.062.5R≥32.0≥5.52.技術(shù)標準

我國現(xiàn)行標準《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2023)規(guī)定：檢驗結(jié)果符合不溶物、燒失量、氧化鎂、三氧化硫、氯離子、初凝時間、終凝時間、安定性及強度的規(guī)定為合格品；檢驗結(jié)果不符合上述規(guī)定中的任何一項技術(shù)要求為不合格品?！锻ㄓ霉杷猁}水泥》(GB175—2023)規(guī)定，檢驗結(jié)果符合組分、不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子、初凝時間、終凝時間、安定性(沸煮法)、強度和細度的技術(shù)要求則判定為合格品，任何一項不符合上述技術(shù)要求的則判定為不合格品。習(xí)題1：現(xiàn)有一批52.5硅酸鹽水泥需測試強度等級，按要求制成膠砂試件一組，經(jīng)試驗抗折、抗壓荷載分別如下，請問該水泥強度等級是否合格？例題解析例題解析例題解析例題解析例題解析例題解析〔工程實例〕

某立窯水泥廠生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥游離氧化鈣含量較高，加水拌和后初凝時間僅40min，本屬于不合格品。但放置1個月后，凝結(jié)時間又恢復(fù)正常，而強度下降。〔原因分析〕

①該立窯水泥廠生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥游離氧化鈣含量較高，該氧化鈣相當部分的煅燒溫度較低。加水拌和后，水與氧化鈣迅速反應(yīng)生成氫氧化鈣，并放出水化熱，加速了其他熟料礦物的水化速度。從而產(chǎn)生了較多的水化產(chǎn)物，短時間凝結(jié)。

②水泥放置一段時間后，吸收了空氣中的水汽，大部分氧化鈣生成氫氧化鈣，或進一步與空氣中的二氧化碳反應(yīng)，生成碳酸鈣。故此時加入拌和水后，不會出現(xiàn)原來的水泥漿體溫度升高、水化速度過快、凝結(jié)時間過短的現(xiàn)象，但其他水泥熟料礦物也會與空氣中的水汽反應(yīng)，部分產(chǎn)生結(jié)團、結(jié)塊，使強度下降。案例分析

(1)

強度等級高，發(fā)展快。適用于地上、地下和水中重要結(jié)構(gòu)的高強度混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土工程,以及早期強度要求較高和冬季施工的混凝土工程。

(2)水化熱高。不得應(yīng)用于大體積混凝土工程。

(3)耐腐蝕性差。不宜用于受流動的和有壓力的軟水作用的混凝土工程，也不宜用于受海水及其他腐蝕性介質(zhì)作用的混凝土工程。

(4)

抗凍性好。適用于嚴寒地區(qū)遭受凍融循環(huán)作用的混凝土工程。

(5)堿度高、抗碳化能力強。適用于空氣中CO2濃度較高的環(huán)境，如翻砂、鑄造車間。

(6)耐熱差。適用于在低溫下施工的工程和一般受熱(<250℃)的工程。

(7)干縮小?？捎糜诟稍锃h(huán)境下的混凝土工程。

(8)耐磨性好?？捎糜诘孛婧偷缆饭こ?。

（五）硅酸鹽水泥的性能特點及應(yīng)用道路工程中使用的水泥混凝土，裸露在大自然中，除了受自然界各種因素(風(fēng)、雨、雪、暴曬)還會遭受淡水(溶析性侵蝕)、硫酸鹽、鎂鹽、碳酸(溶解性侵蝕)、等對水泥石內(nèi)部的水化產(chǎn)物產(chǎn)生物理化學(xué)作用，使硬化后的水泥石結(jié)構(gòu)遭受破壞，強度降低，最后引起整個結(jié)構(gòu)物的破壞，這種引起水泥石破壞的現(xiàn)象稱為水泥石的腐蝕。水泥為什么會腐蝕？（六）

硅酸鹽水泥石的腐蝕與防治腐蝕種類水化物Ca(OH)2的溶失淡水溶析性腐蝕鎂鹽侵蝕碳酸侵蝕硫酸鹽侵蝕堿的腐蝕水泥石腐蝕的種類硅酸鹽水泥石腐蝕的防止321敷設(shè)耐蝕保護層提高水泥的密實度，降低孔隙率?？刂芖/C及單位用水量根據(jù)腐蝕環(huán)境特點,合理選用水泥品種（一）普通硅酸鹽水泥概述

凡由硅酸鹽水泥熟料、6%～15%混合材料、適量石膏磨細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。普通硅酸鹽水泥中絕大部分仍為硅酸鹽水泥熟料、適量石膏及較少的混合材料，故其性質(zhì)介于硅酸鹽水泥與摻混合材料水泥之間，更接近于硅酸鹽水泥。具體表現(xiàn)為：早期強度略低，水化熱略低，耐腐蝕性略有提高，耐熱性稍好，抗凍性、耐磨性、抗碳化性略有降低。二、普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥由于摻加混合材料的數(shù)量少，性質(zhì)與硅酸鹽水泥性能相近，也具有凝結(jié)時間短、快硬、早強、高強、抗凍、耐磨、耐熱、水化放熱集中、水化熱較大、抗硫酸鹽侵蝕能力較差的性能特點；相比硅酸鹽水泥，早期強度增進率稍有降低，抗凍性和耐磨性稍有下降，抗硫酸鹽侵蝕能力有所增強。

普通硅酸鹽水泥的強度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和62.5R六個強度等級。

（二）普通硅酸鹽水泥的性能特點

普通硅酸鹽水泥可用于任何無特殊要求的工程。一般不適用于受熱工程、道路、低溫下施工工程、大體積混凝土工程和地下工程，特別是有化學(xué)侵蝕的工程。（三）普通硅酸鹽水泥的工程應(yīng)用混合材料1、活性混合材料1)?；郀t礦渣及?；郀t礦渣粉2)火山灰質(zhì)混合材料3)粉煤灰2、非活性混合材料(填充性混合材料)

不符合技術(shù)要求的粒化高爐礦渣、?；郀t礦渣粉、粉煤灰及火山灰質(zhì)混合材料，以及石灰石和砂巖，其中石灰石中的Al2O3含量應(yīng)不大于2.5%。三、摻混合材料的硅酸鹽水泥活性混合材料的類型

（1）?；郀t礦渣（2）火山灰質(zhì)混合材料（3）粉煤灰摻入量20%以上活性混合材料非活性混合材料目的：調(diào)節(jié)水泥強度等級擴大使用范圍降低成本提高產(chǎn)量1．礦渣硅酸鹽水泥概述凡由硅酸鹽水泥熟料和?；郀t礦渣/礦渣粉，適量石膏磨細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·S?！锻ㄓ霉杷猁}水泥》(GB/T175—2023)規(guī)定，礦渣硅酸鹽水泥分兩種類型,一種熟料和石膏50%~79%，摻加21%~50%的粒化高爐礦渣/礦渣粉，其中允許用水泥質(zhì)量0~8%的粉煤灰或火山灰質(zhì)混合材料或石灰石中的任一種材料代替，代號為P·S·A；另一種熟料和石膏30%~49%，摻加51%~70%的?；郀t礦渣/礦渣粉，其中允許用水泥質(zhì)量0~8%的粉煤灰或火山灰質(zhì)混合材料或石灰石中的任一種材料代替，代號為P·S·B。

（一）礦渣硅酸鹽水泥2、礦渣硅酸鹽水泥的性能特點和應(yīng)用(1)抗軟水及硫酸鹽腐蝕的能力較強。適用于要求耐淡水腐蝕和耐硫酸鹽侵蝕的水工或海港工程。(2)水化熱低。宜用于大體積工程。(3)早期強度低，后期強度高。不宜用在溫度太低、養(yǎng)生條件差的工程。(4)耐熱性較強。適用于受熱（200℃以下）的混凝土工程。(5)干縮性較大。1、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥概述

凡由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質(zhì)混合材料，適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料稱為火山灰質(zhì)酸鹽水泥(簡稱火山灰水泥)，代號P·P?；鹕交宜嘀谢鹕交屹|(zhì)混合摻料量按質(zhì)量百分比計為20%~40%，允許用水泥質(zhì)量0~5%的石灰石代替。

（二）

火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥2、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥的性能特點和應(yīng)用

(1)凝結(jié)硬化緩慢，早期強度低，后期強度高。宜用蒸汽或壓蒸養(yǎng)護，不宜用于有早強要求及低溫工程中。(2)具有良好的抗?jié)B性、耐水性及一定的抗腐蝕能力。宜用于抗?jié)B性要求較高的工程。(3)保水性差，不宜用于干燥環(huán)境中的地上工程。(4)具有較低的水化熱，適用于大體積工程。

此外，這種水泥需水量大，收縮大，抗凍性差，使用時需引起注意。1、粉煤灰硅酸鹽水泥概述凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰,適量石膏磨細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。水泥中粉煤灰摻量按質(zhì)量百分比計為20%~40%允許用水泥質(zhì)量0~5%的石灰石代替。

（三）

粉煤灰硅酸鹽水泥2、粉煤灰硅酸鹽水泥性能特點和應(yīng)用(1)早期強度低，后期強度高。宜用于承受荷載較遲的工程。(2)干縮小，抗裂性較強。

(3)泌水較快，易引起失水裂縫。(4)水化熱小，抗硫酸鹽腐蝕能力強及抗凍性差等特點。適用于大體積水工混凝土以及水中結(jié)構(gòu)、海港工程等。

(5)水化產(chǎn)物的堿度低，不宜用于有抗碳化要求的工程。1)早強低、后強高

不宜用于早期強度高的工程。2)水化熱低不宜用于冬季施工。3)耐腐蝕性好抗軟水、酸類、鹽類侵蝕能力較強，適用于有一般侵蝕性要求的工程。4)蒸汽養(yǎng)護效果好在高溫高濕環(huán)境中，活性混合材料與氫氧化鈣反應(yīng)會加速，強度提高快，效果好。5)抗碳化能力差不宜用于重要鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土。6)抗凍性與耐磨性差不適用于承受反復(fù)凍融作用的工程和有耐磨要求的工程。礦渣、火山灰、粉煤灰水泥的共性礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥的性能與應(yīng)用硬化時對濕熱敏感性強,強度發(fā)展受溫度影響較大耐腐蝕性好,具有較強的抗溶出性侵蝕及抗硫酸鹽侵蝕的能力水化熱低早期強度低,后期強度增進率大抗碳化能力較差抗凍性及耐磨性較差1、復(fù)合硅酸鹽水泥概述

復(fù)合硅酸鹽水泥(簡稱復(fù)合水泥)，代號P·C。我國現(xiàn)行標準《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2023)規(guī)定：復(fù)合硅酸鹽水泥中熟料和石膏≥50%且＜80%，摻加兩種或兩種以上的活性或非活性混合材料，摻加量＞20%且≤50%，其中允許用不超過水泥質(zhì)量8%的窯灰代替，摻礦渣時混合材料摻量不得與礦渣硅酸鹽水泥重復(fù)。

（四）

復(fù)合硅酸鹽水泥2、復(fù)合硅酸鹽水泥性能特點和應(yīng)用

硅酸鹽水泥的特性主要取決于其所摻的兩種或兩種以上混合材料的種類、摻量及相對比例。其特性與礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥有不同程度的相似之處，其適用范圍可根據(jù)其摻入的混合材料的種類，參照上述三種水泥的適用范圍進行選用。

我國《通用硅酸鹽水泥》(GB/T175—2023)規(guī)定：礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥的強度等級分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5和52.5R六個等級，復(fù)合硅酸鹽水泥的強度等級分為42.5、42.5R、52.5和52.5R四個等級。模塊二

其他品種水泥

以適當成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分和較多量的鐵鋁酸鈣的硅酸鹽水泥熟料稱為道路硅酸鹽水泥熟料，由道路硅酸鹽水泥熟料，(0～10)%混合材料和適量石膏磨細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)。一、道路硅酸鹽水泥1、定義

各交通等級路面所使用水泥的化學(xué)成分和物理性能等要求應(yīng)符合《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細則》(JTGF30-2014)的相關(guān)規(guī)定。2、技術(shù)標準道路水泥特性強度高,特別是抗折強度高耐磨性好抗硫酸性比較好干縮性小抗凍性抗沖擊性好

適用于道路路面、機場跑道道面、城市廣場等工程。由于道路水泥具有干縮性小、耐磨、抗沖擊等特性，可減少水泥混凝土路面的裂縫和磨耗等病害，減少維修、延長路面使用年限。3、工程應(yīng)用

凡以硅酸鹽水泥熟料和適量石膏磨細制成，以3d抗壓強度表示強度等級的水硬性膠凝材料稱為快硬硅酸鹽水泥(簡稱快硬水泥)?？煊补杷猁}水泥中的主要礦物成分為硅酸三鈣、鋁酸三鈣。通常C3S為(50～60)%，C3A為(8～14.9)%，C3S和C3A的總量應(yīng)不少于(60～65)%。為加快硬化速度，可適量增加石膏的摻量和提高水泥的粉磨細度。二、快硬硅酸鹽水泥1、定義

快硬水泥具有早期強度增長率高的特點，其3

d抗壓強度可達到強度等級，后期強度仍有一定增長，因此適用于緊急搶修工程、冬季施工工程。用于制造預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土或混凝土預(yù)制構(gòu)件，可提高早期強度，縮短養(yǎng)護期，加快周轉(zhuǎn)。不宜用于大體積工程。快硬水泥的缺點是干縮率較大，容易吸濕降低強度，儲存期超過一個月，須重新檢驗。2、快硬水泥的性能特點及應(yīng)用

膨脹水泥是硬化過程中不產(chǎn)生收縮而具有一定膨脹性能的水泥。它通常由膠凝材料和膨脹劑混合而成。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。由于這一過程是在未硬化漿體中進行，所以不致引起破壞和有害的應(yīng)力。三、膨脹水泥1、定義膨脹水泥按膠結(jié)材料硅酸鹽型膨脹水泥鋁酸鹽型膨脹水泥硫鋁酸鹽型膨脹水泥按膨脹值收縮補償水泥自應(yīng)力水泥2、膨脹水泥的分類

以適當成分的生料，燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主的特定礦物組成的熟料，加入適量石膏磨細制成的具有一定抗硫酸鹽侵蝕性能的水硬性膠凝材料，稱為抗硫酸鹽硅酸鹽水泥(簡稱抗硫酸鹽水泥)。四、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥1、定義

根據(jù)《抗硫酸鹽硅酸鹽水泥》(GB/T748—2023)的相關(guān)規(guī)定：抗硫酸鹽水泥要求熟料中硅酸三鈣不超過55%，鋁酸三鈣不超過5%；高抗硫酸鹽水泥要求熟料中硅酸三鈣不超過50%，鋁酸三鈣不超過3.0%。

抗硫酸鹽水泥因具有抗硫酸鹽侵蝕的特點，且水化熱低，故適用于一般受硫酸鹽侵蝕的海港、水利、地下、隧道、引水、道路和橋涵基礎(chǔ)等工程。2、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥的性能特點及應(yīng)用

高標號硅酸鹽水泥的主要生產(chǎn)工藝措施是燒制高強度硅酸鹽水泥熟料，提高水泥粉磨細度以及適當增加石膏摻量。我國選用優(yōu)質(zhì)硅酸鹽水泥熟料，加入適量高活性材料，采用超細磨及加入適量超塑化劑等多項技術(shù)措施，使水泥標號超過了1100號。其標準稠度為22.5%，初凝時間為1h+22min，終凝時間為2h+30min。五、新型水泥1、高標號水泥特種高強水泥熱壓高強水泥熱壓成型水泥石強度高達652MPa宏觀無缺陷水泥擠壓或其他成型技術(shù)力學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)和低溫工程應(yīng)用性能高密超細勻質(zhì)水泥水泥石的抗壓強度達到(200～270)MPa2、特種高強水泥道路建筑材料

單元三水硬性膠凝材料課程思政元素：

“誠實守信”價值引領(lǐng)：嚴格參照試驗規(guī)程和技術(shù)規(guī)范，保證原始記錄真實準確

不涂不改、不弄虛作假，養(yǎng)成良好的職業(yè)習(xí)慣和素養(yǎng)

做“有道德、有原則、有底線、有智慧”的全能型人才知識目標?了解硅酸鹽水泥熟料的礦物組成特性和凝結(jié)硬化機理?熟悉其他品種水泥的技術(shù)性質(zhì)及應(yīng)用?掌握通用硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)、技術(shù)標準及主要技術(shù)指標的測定方法能力目標?能夠依據(jù)《通用硅酸鹽水泥》對水泥的相關(guān)技術(shù)指標進行檢測，并依據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》對所測定定技術(shù)指標進行正確評價并根據(jù)工程實際合理選用水泥品種?能夠規(guī)范填寫實驗原始記錄，并獨立出具相關(guān)試驗報告模塊三

水泥性能檢測3.1水泥細度試驗(45μm篩篩析法)(JTG3420T0502-2005)水泥細度試驗(45μm篩篩析法)

(一)目的與適用范圍

水泥的細度影響水泥的技術(shù)性質(zhì)，相同礦物成分的熟料，水泥越細強度越高(特別是早期強度)凝結(jié)時間越快，安定性越好；但水泥過細，提高了生產(chǎn)成本，且儲運過程易受潮。

適用于普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥以及指定采用本方法的其他品種水泥。(二)儀器設(shè)備1．負壓篩負壓篩由圓形框和篩網(wǎng)組成，篩網(wǎng)為金屬絲編織方孔簡，負壓篩為45μm方篩，負壓篩應(yīng)附有透明篩蓋，篩蓋與篩上口應(yīng)有良好的密封性。2.負壓篩析儀篩析儀負壓可調(diào)范圍為(4000～6000)Pa。3.水篩架和噴頭：應(yīng)符合《水泥標準篩和篩析儀》(JC/T728)的規(guī)定,但其中水篩架上篩座內(nèi)徑為mm。4．標準45μm方孔篩；篩框有效直徑125mm;高80mm。篩布應(yīng)緊繃在框上,接縫處應(yīng)用防水膠密封。5.其他：天平量程不小于100g，感量不大于0.01g；0.9mm標準方孔篩。負壓篩析儀篩標準負壓篩電子天平0.9mm標準方孔篩(三)試驗準備

水泥樣品應(yīng)充分拌勻，通過0.9mm標準方孔篩，記錄篩余物情況,要防止過篩時混進其他粉體。(四)試驗步驟

1、負壓篩析法(1)篩析試驗前，應(yīng)把負壓篩放在篩座上，蓋上篩蓋，接通電源，檢查控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)負壓至4000～6000Pa范圍內(nèi)。(2)稱取試樣10g，精確至0.01g。置于潔凈的負壓篩中，蓋上篩蓋，放在篩座上，開動篩析儀連續(xù)篩析2min。在此期間如有試樣附著在篩蓋上,可輕輕地敲擊篩蓋,使試樣落下。篩畢，用天平稱取篩余物。(3)當工作負壓小于4000Pa時，應(yīng)清理吸塵器內(nèi)水泥，使負壓恢復(fù)正常。2、水篩法(1)篩析試驗前,應(yīng)檢查水中有無泥沙，調(diào)整好水壓及水篩架的位置，使其能正常運轉(zhuǎn)，噴頭底面和篩網(wǎng)之間距離為35~75mm。(2)水泥樣品應(yīng)充分拌勻，通過0.9mm方孔篩。稱取試樣50g，置于潔凈的水篩中，立即用淡水沖洗至大部分細粉通過后，放在水篩架上，用水壓為0.05MPa±0.02MPa的噴頭連續(xù)沖洗3min。篩畢，用少量水把篩余物沖至蒸發(fā)皿中，等水泥顆粒全部沉淀后，小心倒出清水，烘干并用天平稱量篩余物質(zhì)量，精確至0.01g。(五)結(jié)果整理

水泥試樣篩余百分數(shù)F按下式計算，計算結(jié)果精確0.1%：

式中：F——水泥試樣的篩余百分數(shù)，%；

mS——水泥篩余物的質(zhì)量，g；

m——水泥試樣的質(zhì)量，g。(六)結(jié)果整理以兩次平行試驗結(jié)果(經(jīng)修正系數(shù)修正)的算術(shù)平均值為測定值，結(jié)果精確至0.1%。當兩次篩余結(jié)果相差大于0.3%時，試驗數(shù)據(jù)無效，需重新試驗。

負壓篩法與水篩法發(fā)生爭議時，以負壓篩為準。3.2-3.3水泥標準稠度用水量凝結(jié)時間與體積安定性試驗(JTG3420T0505-2020)水泥標準稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗方法(一)目的與適用范圍

檢驗水泥的凝結(jié)時間與體積安定性時，水泥凈漿的稠度影響試驗結(jié)果，為便于比較，規(guī)定用標準稠度的水泥凈漿試驗。所以，測凝結(jié)時間與安定性之前，先要測定水泥標準稠度用水量。本方法適用于通用硅酸鹽水泥、道路硅酸鹽水泥及指定采用本方法的其他品種水泥。(二)儀器設(shè)備1、水泥凈漿攪拌機：符合《水泥凈漿攪拌機》(JC/T729)的要求。3、沸煮箱：有效容積約為410mm×240mm×310mm，篦板與加熱器之間的距離大于50mm。箱的內(nèi)層由不易銹蝕的金屬材料制成，能在30±5min內(nèi)將箱內(nèi)的試驗用水由室溫升至沸騰并可保持沸騰狀態(tài)3h以上，整個過程中不需補充水量。

4、雷氏夾：由銅質(zhì)材料制成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。

5、雷氏夾膨脹值測定儀：標尺最小刻度為0.5

mm。6、量筒或滴定管：精度0.5mL。7、天平：最大稱量不小于1000g，感量不大于1g。2、標準法維卡儀：應(yīng)符合《水泥凈漿標準稠度與凝結(jié)時間測定儀》(JC/T727)的規(guī)定。標準稠度測定用的試桿有效長度為50mm±1mm，由直徑為10mm±0.05mm的圓柱形耐腐蝕金屬制成。測定凝結(jié)時間用試針由鋼制成。初凝針有效長度為50mm±1mm，終凝用試針有效長度為30±1mm，圓柱體直徑為1.13mm±0.05mm。滑動部分的總質(zhì)量為300±1g，與試桿、試針連接的滑動桿表面應(yīng)光滑，能靠重力自由下落，不得有緊澀和曠動現(xiàn)象。盛裝水泥凈漿的試模應(yīng)由耐腐蝕的、有足夠硬度的金屬制成，試模為深40mm±0.2mm、頂內(nèi)徑65mm±0.5mm、底內(nèi)徑75mm±0.5mm的截頂圓錐體，每只試模應(yīng)配備一個邊長或直徑約為100mm、厚度為4~5mm的平板玻璃或金屬底板。雷氏夾雷氏夾膨脹值測定儀沸煮箱標準維卡儀水泥凈漿攪拌機標準濕氣養(yǎng)護箱(三)試驗準備(1)水泥樣品應(yīng)充分拌勻,通過0.9mm標準方孔篩，記錄篩余物情況,要防止過篩時混進其他粉體。(2)試驗用水宜為潔凈的飲用水,有爭議時可用蒸餾水。(四)試驗環(huán)境(1)實驗室環(huán)境溫度為20℃±2℃,相對濕度大于50%。(2)水泥試樣、拌和水、儀器和用具的溫度應(yīng)與實驗室內(nèi)室溫一致。(五)試驗步驟

1、標準稠度用水量測定(1)測定前的準備工作。檢查維卡儀的金屬棒能否自由滑動，調(diào)整至試桿接觸玻璃板時指針對準零點，試模和玻璃底板用濕布擦拭(但不允許有明水)，將試模放在底板上，水泥凈漿攪拌機運行正常。(2)水泥凈漿拌制。水泥凈漿用水泥凈漿攪拌機攪拌，攪拌鍋和攪拌葉片先用濕棉布擦過，將拌和水倒入攪拌鍋內(nèi)，然后在5～10s內(nèi)小心將稱好的500g水泥加入水中；拌和時，先將鍋放在攪拌機的鍋座上，升至攪拌位置，啟動攪拌機，低速攪拌120s，停拌15s，同時將葉片和鍋壁上的水泥漿刮入鍋中，接著高速攪拌120s停機。(3)標準稠度用水量的測定——標準法

拌和結(jié)束后，立即取適量水泥凈漿一次性將其裝入已置于玻璃板上的試模中，漿體超過試模上端，用寬約25mm的直邊刀輕輕拍打超出試模部分的漿體5次以排除漿體中的孔隙，然后在試模上表面約1/3處，略傾斜于試模分別向外輕輕鋸掉多余凈漿，再從試模邊沿輕抹頂部一次，使凈漿表面光滑。在鋸掉多余凈漿和抹平的操作過程中，注意不要壓實凈漿；抹平后迅速將試模和底板移到維卡儀上，將其中心定在試桿下，降低試桿直至與水泥凈漿表面接觸，擰緊螺絲1～2s后突然放松，使試桿垂直自由地沉入水泥凈漿中。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。提起試桿后，立刻擦凈；整個操作應(yīng)在攪拌后90s內(nèi)完成。以試桿沉入凈漿并距底板6±1mm的水泥凈漿為標準稠度凈漿，其拌和水量為該水泥的標準稠度用水量(P)，按水泥質(zhì)量的百分比計，結(jié)果精確至1%。當試桿距玻璃板小于5mm時，應(yīng)適當減水，重復(fù)水泥漿的拌制和上述過程；若距離大于7mm，則應(yīng)適當加水，并重復(fù)水泥漿的拌制和上述過程。(3)標準稠度用水量的測定——代用法

代用法可用調(diào)整水量和不變水量兩種方法中的任一種測定，如有爭議時以調(diào)整水量方法為準。采用調(diào)整水量法測定標準稠度用水量時，拌合水量應(yīng)按經(jīng)驗找水，采用不變水量法測定時拌合水量為142.5

mL，水量精確到0.5mL。

(1)拌和結(jié)束后，立即將拌好的凈漿裝入錐模中，用寬約25

mm的直邊刀在漿體表面輕輕插搗5次，再輕振5次，刮去多余凈漿，抹平后迅速放到試錐下面固定位置上，將試錐降至凈漿表面擰緊螺絲1～2

s，然后突然放松，讓試錐垂直自由沉入凈漿中，到試錐停止下沉?xí)r記錄試錐下沉深度。整個操作應(yīng)在攪拌后90s內(nèi)完成。(2)用調(diào)整水量法測定時，以試錐下沉深度30±1

mm時的凈漿為標準稠度凈漿。其拌和水量為該水泥的標準稠度用水量(P)，按水泥質(zhì)量的百分比計。如下沉深度超出范圍，須另稱試樣，調(diào)整水量，重新試驗，直到達到30±1

mm時為止。(3)用不變水量法測定時，根據(jù)下式(或儀器上對應(yīng)標尺)計算得到標準稠度用水量P。結(jié)果計算精確至1%。

式中：P——標準稠度用水量，%；

S——試錐下沉深度，mm。

將其代入下式，可計算出達到標準稠度所需要的拌和用水量。式中:mw——達到標準稠度所需要的拌和用水量，g；

mc——水泥用量，500g。

注：當試錐下沉深度小于13

mm時，應(yīng)改用調(diào)整水量法測定。試驗用水必須是潔凈的淡水，如有爭議時，也可用蒸餾水。2、凝結(jié)時間的測定

(1)測定前準備工作。調(diào)整凝結(jié)時間測定儀的試針接觸玻璃板時,指針對準零點。(2)試件制備。以標準稠度用水量制成的標準稠度凈漿一次裝滿試模，振動數(shù)次后刮平，立即放入濕汽養(yǎng)護箱內(nèi)。記錄水泥全部加入水中的時間作為凝結(jié)時間的起始時間。(3)初凝時間的測定。試件在濕汽養(yǎng)護箱中養(yǎng)護至加水后30min時進行第一次測定。測定時，從濕汽養(yǎng)護箱中取出試模放到試針下，降低試針與水泥凈漿表面接觸，擰緊螺絲，1～2s后突然放松，試針垂直自由沉入水泥凈漿，觀察試針停止下沉或釋放試針30s時指針讀數(shù)。臨近初凝時，每隔5min(或更短時間)測定一次。當試針沉至距底板4±1mm時，為水泥達到初凝狀態(tài)，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，用“min”表示。當達到初凝時應(yīng)立即重復(fù)測一次,當兩次結(jié)論相同時才能定為達到初凝狀態(tài)。(3)終凝時間的測定。為了準確觀測試針沉入的狀況，在終凝針上安裝了一個環(huán)形附件。在完成初凝時間測定后，立即將試模連同漿體以平移的方式從玻璃板取下，翻轉(zhuǎn)180°，直徑大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放入濕氣養(yǎng)護箱中繼續(xù)養(yǎng)護。臨近終凝時間每隔15min(或更短時間)測定一次，當試針沉入試體0.5mm時，即環(huán)形附件開始不能在試體上留下痕跡時，為水泥達到終凝狀態(tài)，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，用“min”表示。達到終凝時需要在試體另外兩個不同點測試,結(jié)論相同時才能確定達到終凝狀態(tài)。測定時應(yīng)注意，在最初測定的操作時應(yīng)輕輕扶持金屬柱，使其徐徐下降，以防止試針撞彎，但結(jié)果以自由下落為準；在整個測試過程中試針沉入的位置至少要距試模內(nèi)壁10mm。臨近初凝時，每隔5min(或更短時間)測定一次，臨近終凝時間每隔15min(或更短時間)測定一次。到達到初凝時應(yīng)立即重復(fù)測一次，當兩次結(jié)論相同時才能定為到達初凝狀態(tài)，到達到終凝時，需要在試體另外兩個不同點測試，確認結(jié)論相同才能確定到達終凝狀態(tài)。每次測定不能讓試針落入原針孔，每次測試完畢須將試針擦凈放回濕氣養(yǎng)護箱內(nèi)，整個測試過程要防止試模振動。

注：可以使用能得出與標準中規(guī)定方法相同結(jié)果的凝結(jié)時間自動測定儀，有矛盾時以標準規(guī)定方法為準。3、安定性的測定

測定前的準備工作。每個試件需要準備兩個試件，每個雷氏夾需配兩個邊長或直徑約80mm、厚度4~5mm的玻璃板；若采用試餅法測定,需配備兩塊約100mm×100mm的玻璃板。凡與水泥凈漿接觸的玻璃板和雷氏夾表面都要稍稍涂上一層油。注：有些油會影響凝結(jié)時間，礦物油比較合適。1)雷氏法——標準法(1)雷氏夾試件的成型。將預(yù)先準備好的雷氏夾放在已稍擦油的玻璃上，并立即將已制好的標準稠度凈漿一次裝滿雷氏夾，裝漿時一只手輕扶雷氏夾，另一只手用寬約25mm的直邊刀在漿體表面輕輕插搗3次，然后抹平，蓋上稍涂油的玻璃板，接著立刻將雷氏夾移至濕汽養(yǎng)護箱內(nèi)養(yǎng)護24±2h。(2)沸煮。調(diào)整好沸煮箱內(nèi)的水位，使之在整個沸煮過程中都能沒過試件，不需中途添補試驗用水，同時又能保證在30±5min內(nèi)升至沸騰，并恒沸180±5min。

脫去玻璃板取下試件，先測量試件指針尖端間的距離(A)，精確到0.5mm，接著將試件放入沸煮箱水中的試件架上，針尖朝上，試件之間互不交叉，然后在30±5min內(nèi)加熱水至沸騰，并恒沸180±5min。(3)結(jié)果判別。沸煮結(jié)束后，立即放掉沸煮箱內(nèi)的熱水，打開箱蓋，待箱體冷卻至室溫，取出試件進行判別。測量雷氏夾指針尖端間的距離(C)，精確至0.5mm，當兩個試件煮后增加距離(C－A)的平均值不大于5.0mm時，即認為該水泥安定性合格；當兩個試件煮后增加距離(C－A)的平均值大于5.0mm時，應(yīng)用同一樣品立即重做一次試驗，以復(fù)檢結(jié)果為準。2)試餅法——代用法試驗前的準備工作。每個樣品需準備兩塊邊長約100mm的玻璃板，凡與水泥凈漿接觸的玻璃板都要稍稍涂上一層油。(1)試餅成型方法。將制好的凈漿取出一部分，分成兩等份，使之呈球形，放在預(yù)先準備好的玻璃板上，輕輕振動玻璃板并用濕布擦過的小刀由邊緣向中央抹，做成直徑70～80mm、中心厚約10mm、邊緣漸薄、表面光滑的試餅，接著將試餅放入濕氣養(yǎng)護箱內(nèi)養(yǎng)護24±2h。(2)沸煮。調(diào)整好沸煮箱內(nèi)的水位，使之在整個沸煮過程中都能沒過試件，不需中途添補試驗用水，同時又能保證在30±5min內(nèi)升至沸騰。脫去玻璃板取下試餅，在試餅無缺陷的情況下將試餅放在沸煮箱水中的篦板上，在30±5min內(nèi)加熱至沸并恒沸180±5min。(3)結(jié)果評定。沸煮結(jié)束后，立即放掉沸煮箱內(nèi)的熱水，打開箱蓋，待箱體冷卻至室溫，取出試件進行判別。目測試餅未發(fā)現(xiàn)裂縫，用鋼直尺檢查也沒有彎曲(使鋼直尺和試餅底部緊靠，以兩者間不透光為不彎曲)的試餅為安定性合格；反之為不合格。當兩個試餅判別結(jié)果有矛盾時，該水泥的安定性為不合格。3.4水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)(GB/T17671-2021)水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）(一)目的與適用范圍

水泥膠砂強度檢驗(ISO法)是為了確定水泥的強度等。

本方法適用于本標準適用于通用硅酸鹽水泥、石灰石硅酸鹽水泥、道路硅酸鹽水泥，對于其他水泥和材料可借用此方法。本方法可能對一些品種水泥不適用，例如初凝時間很短的水泥。(二)儀器設(shè)備

1．膠砂攪拌機：由膠砂攪拌鍋和攪拌葉片及相應(yīng)的機構(gòu)組成，攪拌鍋和攪拌葉片作相反運動。2．膠砂振實臺：由可以跳動的臺盤和凸輪等組成。臺盤上有固定試模用的卡具，與模套連成一體。