水泥性能及用途.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2011.02,*,*,水 泥,第,4,章 水 泥,（教,P38,）,4.1,概 述,4.2,硅酸盐水泥,4.3,混合材料及掺混合材料的水泥,4.4,其他品种水泥,4.5,水泥的应用,4.1,概 述,一、水泥的定义与分类,二、水泥的发展简史,三、水泥的特性与应用,四、本章学习内容、要求、重点与难点,一、水泥的定义与分类,1.,定义,根据,GB/T4131-1997,水泥的命名、定义和术语,，水泥（,Cement,）是加水拌和成浆体，能胶结砂、石等适当材料，并能,在空气和水中硬化,的粉状水硬性胶凝材料。,2.,水泥的分类,.,按化学成分分类,硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥,及铁铝酸盐水泥,二、水泥的发展简史,1.,水泥的诞生与发展,水泥是人们在长期使用气硬性胶凝材料的基础上诞生和发展起了来的。,胶凝材料的发展经历为：,天然胶凝材料（如粘土）,石膏 石灰,火山灰 水硬性石灰、天然水泥 硅酸盐水泥 不同品种水泥的各个阶段。,英国瓦匠,Joseph.Aspdin,于,1824,年首先取得了该项产品的专利权，所以一般认为水泥是那时发明的。,2.,硅酸盐水泥（波特兰水泥）,1810,1825,年，用人工配合原料，再经煅烧，磨,细以制造水硬性胶凝材料已开始组织生产。因为这种,胶凝材料凝结后的外观颜色与当时建筑上常用的英国,波特兰岛出产的石灰石相似，故称之为,波特兰水泥,（,Portland Cement,）,我国称为硅酸盐水泥。,为满足建筑和军事工业的需要，逐渐发展,出,各种,不同特性、不同用途的水泥。目前水泥品种已达,100,余种。,三、水泥的特性与用途,1.,水泥的特性,（,5,点,）,水泥浆有很好的可塑性，与砂、石拌合后仍能,使混合物具有必要的和易性，可浇筑成各种形状尺寸,的构件，以满足设计上的不同要求；,适应性强，可用于海上，地下、深水或者严,寒、干热的地区，以及耐侵蚀、防辐射、核电站等特,殊要求的工程；,硬化后可以获得较高强度，通过改变其组成，,可以调节其性能，满足工程的不同需要；,四、本章学习内容、要求、重点与难点,（一）学习内容,以硅酸盐水泥为重点，阐述通用水泥的组成、特性、质量要求及适用范围；并概要介绍其它品种的水泥。,（二）学习要求,1.,掌握通用水泥的基本技术性质和质量要求；,2.,水泥矿物成分对水泥性质的影响；,3.,水泥的凝结硬化过程及其实际意义；,4.,硬化水泥浆结构对水泥石性质的影响；,5.,水泥石强度的发展及其影响因素；,6.,硅酸盐水泥石侵蚀的主要类型与预防。,7.,并能根据工程要求合理地选用水泥。同时应了解一般其它特种水泥的特性，具有这些特性的原因及应用范围。,（三）重点与难点,本章学习的重点是硅酸盐水泥的组成、特性、质量要求及适用范围。其中水泥组成与特性的关系是本章学习的难点,。,4.2.1,硅酸盐水泥,生,产及其矿物组成,1.,硅酸盐,水泥熟料,凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的物料，称为,熟料,。,2.,硅酸盐水泥的定义,根据,GB175-2007,通用硅酸盐水泥,的规定，凡由硅酸盐水泥熟料加适量的石膏,、或再掺加,0,5%,的石灰石或粒化高炉矿渣，磨细制成的水硬性胶凝材料,称为硅酸盐水泥。,3.,硅酸盐水泥的分类,型：不掺加混合材料的硅酸盐水泥，代号,P,；,型：掺加,5%,混合材料的,硅酸盐,水泥，代号,P.,4.2.1.1,硅酸盐水泥的生产,1.,生产硅酸盐水泥的原料,有：,石灰质原料,(,石灰石、白垩等,),主要提供,CaO,粘土质原料,(,粘土、黄土、页岩等,),主要提供,SiO,2,和,Al,2,O,3,及少量,Fe,2,O,3,。,辅助原料（砂岩和铁矿石），用以校正,SiO,2,和,Fe,2,O,3,的不足。,生产硅酸盐水泥的燃料一般为煤。,2.,硅酸盐水泥的生产工艺,硅酸盐水泥的生产可概括为,“,两磨一烧,”,（,见,P39,图,4-1,）,，,即：,.,生料的配合与,磨细,；,.,生料,煅烧,成熟料,;,.,熟料与适量石膏等共同,磨细,而成水泥。,原料破碎、配料与粉磨,石灰石、粘土、砂岩等水泥原料先需破碎（一般用颚式、反击式等破碎机），然后与其它原料（如粘土,、,铁粉）一起按配料计量入球磨机，粉磨成生料。,颚式破碎机,球磨机,配料系统,悬浮预热器系统,回转窑,水泥窑可分回转窑和立窑两大类。,新建大型水泥厂多用带预热及窑外,分解系统的回转窑。,机械化立窑,立窑曾经在我国水泥工业中占有一定比例的量。,3.,生料煅烧过程中的物理和化学变化,煅烧主要包括以下几个物理化学阶段,：,（,1,）生料的干燥与脱水,100 200,o,C:,生料被加热，自由水逐渐蒸发,而干燥；,500 800,o,C:,粘土质原料脱水并分解为无定形的,Al,2,O,3,和,SiO,2,。,（,2,）碳酸盐分解,600,1000,o,C,：,（,3,）固相反应阶段,在碳酸钙分解的同时，石灰质和粘土质组分之间，通过质点的相互扩散开始进行固相反应。,当温度从,1000,1300,时,，固相反应基本完成,，生成：,2CaOSiO,2,（,C,2,S,）、,3CaOAl,2,O,2,（,C,3,A,）,、,4CaOAl,2,O,3,Fe,2,O,3,（,C,4,AF,）,这时,物料中仍含有一部分未反应的,-,游离,CaO,4,、水泥粉磨,将水泥熟料和石膏、混合材料一起磨细即成水泥。水泥粉磨一般用管（球）磨机。,水泥磨,5,、装包,水泥一般用塑料编织袋或牛皮纸袋包装（,50kg/,袋），以便长途运输和保存。,散装水泥,为节省成本，也可用散装水泥车对近距离大用户（如混凝土搅拌站）供货。,2.,硅酸盐水泥熟料的主要矿物,矿物名称,矿物组成,缩写符号,含量,(%),硅酸三钙,3CaO,SiO,2,C,3,S,37,60,硅酸二钙,2CaO,SiO,2,C,2,S,15,37,铝酸三钙,3CaO,Al,2,O,3,C,3,A,7,15,铁铝酸四钙,4CaO,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,C,4,AF,10,18,3.,四种主要矿物的特性,特 性,C,3,S,C,2,S,C,3,A,C,4,AF,水化速度,较快,最慢,极快,较快,水化热,较大,（早期）,小,（后期）,最大,（早期）,中,强度,发展,早期,最高,不高,低,(,很快,),较低,后期,增长,增长较高,不增长,（较高）,作用,决 定,强度等级,保 证,后期强度,影 响,凝结时间,提 高,抗折强度,5.,水泥熟料中的有害成分,水泥熟料中还含有少量的其它矿物,其中对水泥性能影响,较大的有害成分为,:,(1).,氧化镁,(,MgO,),当其含量多（大于,5,）时，会引起,水泥安定性不良。,(2).,三氧化硫,(,SO,3,),它主要是掺入石膏带来的。当其含,量大于,3.5,时，会使水泥的性能变差。,(3).,游离氧化钙,(,f-CaO,),。,当其含量多（大于,2,）时，,会导致水泥安定性不良。,此外，碱分（,K,2,O,、,N,a,2,O,）的含量也应加以控制。,综合讨论：石膏掺量的问题？,1.,磨细水泥时加入石膏的目的是,（教,P39,备注）,：,调节水泥的凝结时间；,使水泥不致发生急凝现象。,2.,石膏掺量问题,？,如果不掺,（教,P41,备注）,：,C,3,A,急速水化,；,使水泥浆闪,凝；且为不稳定产物，反应迅速，水化热很高。,掺入适量,（教,P40,倒,3,行）,：,既可调节水泥的凝结时间，,又可提高水泥的性能,（,强度）。,如果多掺：会使水泥的性能变差,（教,P40,倒,2,行）,；,凝结,速度加快,；,影响体积安定性,（教,P44,倒,8,行）,。,如果少掺,？,4.2.2,硅酸盐水泥的水化与凝结硬化,1.,4.2.2.1,缩写,（教,P41,第,9,行）,4.2.2.2,硅酸盐水泥的水化,4.2.2.3,凝结硬化,4.2.2.2,硅酸盐水泥的水化,1.,四种主要矿物与水反应生成五种水化产物的过程,：,1.C,3,S+H,CSH,（胶体）,CH,（晶体）,（反应较快）,2.C,2,S+H,CSH,CH,（反应较慢）,3.C,3,A+H,CAH,（晶体）,（反应极快）,4,.,C,4,AF,H,CAH,CFH,（胶体）,（反应较快）,5.,CAH,石膏,Aft/AFm,（难溶于水的晶体）,（,五种水化产物见教材,P42,第,4,行,）,5.,硅酸盐水泥的主要水化产物,五种水化产物,C,3,S,C,2,S,C,3,A,C,4,AF,CAH+,石膏,水化硅酸钙,CSH,凝胶,氢氧化钙,CH,晶体,水化铝酸钙,CAH,晶体,水化铁酸钙,CFH,凝胶,水化硫铝酸钙 晶体,高硫型钙钒石,AFt,单硫型,AFm,4.2.2.3,凝结硬化,（见教材,P42,第,4,行）,1.,凝结硬化的慨念,水泥加水,（加水时刻）,形成的浆体,，,起初具有可塑性和流动性,，,随着水化反应的不断进行，,浆体逐渐失去流动性,（将开始失去塑性的时刻称为,初凝时刻,，完全失去塑性的时刻称为,终凝时刻,）,，转变成为具有一定强度的,固体。,通常把从加水到终凝的过程即为,凝结过程,，把终凝以后的过程极为,硬化过程,。,水泥的凝结和硬化过程是人为划分的,实际上这,是一个,连续的复杂的,物理化学变化过程,，是不能截然分开的。,2.,水化与凝结硬化的关系,水化是水泥产生凝结硬化的前提,而凝结硬化则是水化的结果。,从整体看：凝结与硬化是同一过程的不同阶段,凝结标志着水泥浆失去流动性而具有一定的塑性强度；硬化则表示水泥浆固化后所建立的结构，具有一定的机械强度。,分散在水中未水化的水泥颗粒,在水泥颗粒表面形成水化物膜层,膜层长大并互相连接）凝结,水化物进一步发展，填充毛细孔,3.,水泥浆体凝结硬化过程,4.,讨论,影响硅酸盐水泥水化与硬化的因素,？,（,1,）,内,因,：,水泥中各主要矿物的相对含量；,水泥的细度；,石膏掺量。,(2),外因：水泥浆的水灰比；,养护温度（冬季施工 注意防冻）；,养护湿度（夏季施工 注意洒水）；,养护龄期。,5.,水泥石的组成,（,W/C=0.4,）,（,W/C=0.7,）,4.2.3,硅酸盐水泥的主要技术性质,（,P43,）,1.,密度与堆积表观密度,2.,细度,3.,标准稠度用水量,4.,凝结时间,5.,体积安定性,6.,强度,7.,水化热,1.,密度与堆积表观密度,密度：,硅酸盐水泥,一般为,3.1,3.2g/cm,3,；,通用硅酸盐水泥的密度范围为,3.00.2,，其大,小,取决于掺入的,混合材料的品种和掺量,。,松散堆积表观密度：一般在,900,1300kg/m,3,之间,；,紧密堆积表观密度：可达,1400,1700kg/m,3,。,2.,细 度,（,1,）细度定义,是指水泥颗粒的粗细程度。,（,2,）水泥细度与性能关系,水泥的细度直接影响水泥的需水量、凝结硬化及强度,。,水泥颗粒越细,水化反应的发展就越迅速而充分,凝结硬化的速度加快,早期强度也就越高,。,但是水泥,细度并不是越细越好,，,因为,：,水泥磨得越细,消耗的粉磨能量就越多,成本越高,;,水泥颗粒越小,越易与空气中的水分及二氧化碳起反应,（,结块,）,因此不宜久置；,水泥越细,水泥石凝结硬化时的,体积收缩越大,。,（,3,）,细度表示方法与要求,国家标准规定，硅酸盐水泥的细度用透气式比,表面积仪测定，要求其,比表面积,(Specific Surface,Area),大于,300m,2,/kg,。,硅酸盐系列其它五类水泥水泥的细度用筛析法,测定，要求在,80m,方孔筛上的,筛余量,(Residue on,sieve),不大于,10%,。,水泥的,细度不符合规定时,为不合格品,。,比表面积测定,水泥标准筛,(80m,方孔筛,),3.,标准稠度用水量,（,1,）,水泥净浆的标准稠度,由于加水量的多少对,水泥凝结时间和体积安定性的测定有很大影响，为了使其具有正确的可比性，就必须在一个规定的稠度下进行，这个规定的稠度就是水泥净浆的标准稠度。,（,2,）,标准稠度用水量,水泥净浆达到标准稠度时所需的拌和水量（占水泥质量,的百分率,）。,（,3,）,测定方法,水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法,GB/T 1346-2001,中：有标准法和代用法，,有矛盾时以标准法为准,。,（,4,）,硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般为,24,30%,。,水泥,净浆搅拌机,（,5,）,净浆,拌和步骤,：,量拌和水,120,150ml,；,称水泥,500g,；,先倒入拌和水,;,加水泥（,5-10s,内加完）,搅拌：,a.,低速搅拌：,120s,b.,中途停顿：,15s,c.,高速搅拌,:120s,（,6,）标准稠度用水量测定（标准法）,放下试杆到底板，指针对零；,装水泥净浆并抹平净浆表面；,放下试杆，使试杆顶面与净浆表面接触，释放时间,30s,时读数；,当试杆顶面距离底板,5,7mm,时，即为标准,稠度水泥净浆。这时的拌和水量即为,：,标准稠度用水量,（,7,）标准稠度用水量测定（代用法）,释放试锥,30 s,时读数：,1.,调整水量法：,S=26,30mm,2.,固定水量法：,P=33.4,-,0.185S,4.,凝结时间,水泥浆从加水开始到失去塑性,即从可塑状态发展到固体状态（完全失去塑性,）所需的时间叫凝结时间。,（,1,）初凝时间,从水泥加水拌合起至水泥浆开始失去可塑性所需的时间为水泥的初凝时间,。,（,2,）,终凝时间,从加水拌合至水泥浆完全失去塑性的时间为水泥的终凝时间,。,（,3,）,水泥的凝结时间对施工的影响,水泥的凝结时间不宜过早,以便在初凝之前有足够的时间来完成混凝土或砂浆的搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作；,水泥终凝时间不宜过迟,以便使混凝土能尽快地硬化,达到一定的强度,以利于下道工序的进行。,（,4,）,影响水泥凝结时间的因素,水泥熟料值各主要矿物组成的相对含量；,石膏掺量；,水泥的细度。,（,5,）对水泥凝结时间的要求,国家标准中规定,:,硅酸盐水泥的初凝时间不得早于,45min,终凝时间不得迟于,6.5h,。凡,初凝时间不符合规定的为,废 品；,终凝时间不符合规定的为,不合格品。,（,6,）,水泥凝结时间测定方法,按,GB/T 1346,2001,的规定进行。,初凝时间测定,a.,试针下到底板，指针对零；,b.,向模中装入标准稠度净浆，抹平表面；,c.,针顶面与净浆表面刚好接触，释放试针，,30S,时读数,；,当试针沉到距底板,3,5mm,时的时刻，即为水泥的初凝时刻。,初凝时间初凝时刻加水时刻,终凝时间测定,当试针沉入试体,0.5 mm,时，即为水泥达到终凝时刻（状态）。,终凝时间终凝时刻加水时刻,5.,体积安定性,体积安定性,是指水泥浆体在凝结硬化过程中,体积变化的均匀性。,（,1,）,水泥安定性不良的危害,在已经硬化的水泥石中，产生不均匀的体积膨胀，从而破坏水泥石的结构，出现崩溃、龟裂、弯曲或松脆等现象。,（,2,）,安定性不良的原因,游离氧化钙,(f-CaO),含量过高（超过,1.0,2.0%,），,导致安定性不良。,(MgO),含量多（超过,5.0%,），会引起水泥的安定性,不良。,MgO,含量不符合规定者,为废品。,三氧化硫,(SO,3,),含量过高。硅酸盐水泥中,SO,3,的含量,不得超过,3.5%,SO,3,含量不符合规定者,为废品。,（,3,）安定性不合格水泥的处置,体积安定性不合格的水泥应作废品处理，,严禁用于工程中,。,通过掺混合材，降低,f-CaO,的相对含量；,通过存放一定的时间，使水泥中的,f-CaO,与空气中的水分及二氧化碳起反应，形成,结块。,当然，这是以降低水泥的强度为代价。,（,4,）,检验水泥安定性的方法,f,CaO,：用试饼法或雷氏夹法，有争议时以雷氏法为准,。,MgO,：用压蒸法,。,SO,3,：用水浸法,。,沸 煮 箱,30min,从室温加热到,100,o,C,，保温,3h,。,体积安定性检验（试饼法）,体积安定性检验（雷氏夹法）,C,A 5mm,(C,2,A,2,),(C,1,A,1,)4mm,6.,强 度,水泥的强度,是指水泥胶砂硬化一定龄期后其胶,结能力的大小。,检验方法,水泥胶砂强度检验方法,(ISO,法,),GB/T 17671-1999,标准砂,(ISO),:1.0,2.0mm,0.50,1.0mm 0.08,0.50mm,3,级，每级各占,1/3,。,规定配比：水泥：标准砂：水,（质量比）,1,：,3,：,0.50,4502g:1350 5g:2251 ml,标准,方法拌和：,标准,方法成型：标准振实台或振动台,标准试件尺寸：,40mm40mm160mm,标准养护温度,:,先湿养，后,20,1,o,C,水中,标准养护龄期：,3d,28d,强度试验：抗折、抗压,我国水泥胶砂配合比的变化情况,胶砂名称,标准砂,种 类,水泥等级,配合比（质量比）,水泥,标准砂,水,硬 练,平潭粗砂,400,1,3.0,0.30,软 练,平潭,细,砂,325/32.5,1,2.5,0.46,ISO,ISO,标准砂,32.5,1,3.0,0.50,试件成型,试件尺寸：,40mm 40mm 160mm,a.,先加拌和水：,225ml,；,b.,后加水泥：,450g,；,c.,搅拌：低速,30s,，在第,2,个,30s,开始时自动加砂后，高速搅拌,30,；停,90s,后再高速,60s,强度测定与计算,L=100mm,保留一位小数,a.,抗折试验,0.00234 F,(MPa),夹具施压面积,40mm 40mm,0.625 F,(MPa),保留一位小数,b.,抗压实验,（,5,）,强度试验结果与强度等级的确定,抗折强度：,以三条棱柱体试件抗折强度的算术平,值,（均末超出平均值的,10,时）,作为试验结果。,当三个强度值中仅有一个超出平均值的,10,，,应剔除这个结果，再以剩下的两个测定值的平均值作,试验结果；,如三个测定值中有两个超过平均值的,10,时，,则该组结果作废。,（教,P279,）,抗压强度：,以三条棱柱体试件得到,的六个抗压强度的算术平均值,（,六个强度值均末超出平均值的,10,时,）,作为试验结果；当六个值中有二个超出平均值的,10,时，该组结果,作废,；当六个强度值中仅有一个超出平均值的,10,时，应剔除这个结果，再以剩下的五个测定值的平均值作为试验结果；当五个测定值中再有一个值超过它们平均值的,10,时，该组结果,作废,。,强度等级：,根据抗折、抗压强度结果，按相应的强度指标确定其水泥强度等级。（教,P279,）,硅酸盐,水泥的强度指标,品种,强度等级,抗压强度,抗折强度,3d,28d,3d,28d,硅,酸,盐,水,泥,42.5,17.0,42.5,3.5,6.5,42.5R,22.0,4.0,52.5,23.0,52.5,4.0,7.0,52.5R,27.0,5.0,62.5,28.0,62.5,5.0,8.0,62.5R,32.0,5.5,（,6,）例题,某硅酸盐水泥（,P,）胶砂强度的试验结果,如下，试评定该水泥的强度等级。,龄期,试件编号,抗折破坏荷载,(N),抗压破坏荷载,(kN),1,1910 /4.5,39.0,42.0,3d,2,1960 /4.6,40.0,41.0,3,2000 /4.7,42.0,43.0,1,3010 /7.0,84.0,83.0,28d,2,3400 /8.0,82.0,80.0,3,3600 /8.4,95.0,87.0,（,1,）,求,3d,强度,3d,抗折强度（,f,折,0.00234P,）,f,折,1,=4.5,、,f,折,2,=4.6,、,f,折,3,=4.7,f,3,折,（,4.5,4.6,4.7,）,/3,4.6(MPa),误差判断：,4.6,（,110,）,5.1,4.1,三个抗折破坏荷载均未超出,10,的范围，,3,天的抗折强度平均值为：,4.6 MPa,3d,抗压强度（,f,压,0.625,P,）,f,3,=,（,24.4+26.2+25.0+25.6+26.2+26.9,）,/6,=25.7(MPa),误差判断：,25.7,（,110,）,=23.1,28.3,，,六个读数均未超出,10,的误差范围，,3d,抗压强度平均值为：,25.7(MPa),（,2,）,求,28d,强度：,28d,抗折强度,f,3,折,（,6.9,8.0,8.4)/3=7.8(MPa),误差判断：,7.8,（,110,）,=8.6,7.0,f,折,1,=6.9,7.0,（仅有一个超出误差范围）,f,2,折,（,8.0,8.4,）,/2,8.2(MPa),（如,2,个,超,误差范围，则该水泥的试验结果无效）,28d,抗压强度,f,28,=,（52.5,+51.9+51.2+50.0+,59.4,+54.4,）,/6=53.2,第一次误差判断：,53.2,（,110,）,=58.5,47.9,59.4,58.5,（个中仅有,1,个超出误差范围）,其余,5,个读数的平均值为：,52.0(MPa),第二次误差判断：,52.0,（,1 10,）,57.2,46.8,其余,5,个读数均在,46.8,57.2,的范围内,28d,抗压强度平均值为,52.0(MPa),（,如果,6,个中有,2,个、或,5,个中仍有,1,个超过误差范围，则该水泥的抗压强度试验结果无效）,（,3,）,强度等级评定,（,MPa,）,龄,期,强度等级及强度指标,测定值,42.5R,52.5,抗折,抗压,抗折,抗压,抗折,抗压,3d,4.0,22.0,4.0,23.0,4.8,25.7,28d,6.5,42.5,7.0,52.5,8.2,52.0,f,折,3,4.8,4.0,（,达到,52.5,水泥要求,）,f,压,3,25.7,23.0,（,达到,52.5,水泥要求,）,f,折,28,8.2,7.0,（,达到,52.5,水泥要求,）,f,压,28,42.5,52.0,52.5,（,只达到,42.5R,水泥要求）,该水泥强度等级评定为,42.5R,。,7.,水化热,水泥在水化过程中放出的热量称为水化热。,（,1,）,水泥水化放热特点,水泥的水化热,大部分是在水化初期,(7d),内放出的,以后逐渐减少。其发热量的大小和放热速度因水泥的种类、矿物组成、水灰比、细度和养护条件等而不同。,（,2,）,水泥水化热过大的危害,大型基础、水坝、桥墩等,大体积混凝土,建筑物,由于水化热积聚在内部不易散发出去,内部温度常升高到,50,60,（,70,）,以上,内部和外部的,温度差,所引起的应力,可使混凝土,产生裂缝,因此水化热对大体积混凝土是有害因素。在大体积混凝土工程中,不宜采用硅酸盐水泥,应采用低热水泥。若使用水化热较高的水泥施工时,应采取必要的降温措施。,4.2.4,环境水对水泥石的侵蚀,（教,P45,）,水泥混凝土或砂浆有时会受到环境水的物理化学作用，使已硬化的水泥石结构遭到破坏，强度降低，最终甚至造成建筑物的破坏，这种现象,称为环境水对水泥石的侵蚀。,一,.,水泥石被环境水侵蚀的原因,氢氧化钙及其它成分,能一定程度地,溶解,与水；,（溶出性,侵蚀,）,(2),水泥的水化产物时碱性物质，若环境水中有酸类,或某些盐类，能与其发生反应，若新生成的化合物，,或易溶于水，或无胶结力，或因结晶膨胀而引起内,应力，都将导致水泥石结构的破坏,；,（化学,侵蚀,）,(3),水泥石本身不密实,有很多毛细孔通道,侵蚀,性介质易于进入其内部。,二,.,水泥石被环境水侵蚀机理,1.,溶出性侵蚀（软水侵蚀）,由于水的浸析作用，将已硬化了的水泥石中的固相组分逐渐溶解带走，使水泥石结构遭到破坏。,各水化产物稳定存在所需的极限石灰浓度,：,Ca(OH),2,1.3 gCaO/L,C-S-H 1.2 g CaO/L,Aft,Afm 0.045 g CaO/L,重碳酸盐的作用：,Ca(OH),2,Ca(HCO,3,),2,2CaCO,3,2H,2,O,2.,碳酸性侵蚀,Ca(OH),2,CO,2,H,2,O,CaCO,3,H,2,O,CaCO,3,CO,2,H,2,O,Ca(HCO,3,),2,（溶于水）,3.,一般酸性侵蚀,Ca(OH),2,2HCl,CaC1,2,（溶于水）,2H,2,O,Ca(OH),2,H,2,SO,4,CaSO,4,2H,2,O,CaSO,4,2H,2,O,结晶，体积膨胀，使结构破坏，同时又会引起硫酸盐侵蚀。,SO,4,2-,+,Ca(OH),2,CaSO,4,2H,2,O,3CaOAl,2,O,3,6H,2,O+3(CaSO,4,2H,2,O)+19H,2,O,3CaOAl,2,O,3,3CaSO,4,31H,2,O,生成的钙矾石中含有大量结晶水,比原有体积增加,1.5,倍以上,由于是在已经硬化的水泥石中产生上述反应,，,因此对水泥石起极大的破坏作用,。,钙矾石呈针状晶体,所以通常把这种侵蚀作用称为,水泥杆菌,。,当水中硫酸盐浓度较高时,硫酸钙将在孔隙中直接结晶成二水石膏,使体积膨胀,从而导致水泥石破坏,.,4.,硫酸盐侵蚀,5.,镁盐侵蚀,在海水及地下水中,常含大量的镁盐,主要是硫酸镁和氯化镁,.,它们与水泥石中的氢氧化钙起反应,生成的氢氧化镁松软而无胶结能力,氯化钙易溶于水,二水石膏则引起硫酸盐的破坏作用,.,因此,硫酸镁对水泥石起镁盐和硫酸盐的双重腐蚀作用,.,Ca(OH),2,MgSO,4,H,2,O,CaSO,4,2H,2,O,Mg(OH),2,Ca(OH),2,MgCl,2,CaCl,2,Mg(OH),2,硫酸镁对水泥石起镁盐和硫酸盐的双重侵蚀作用。,三,.,降低环境水对水泥石侵蚀的措施,（,1,）根据环境介质侵蚀的特性,选择合适的水泥品,种,。,（,2,）,尽量,提高,混凝土的,密实性,减少水的渗透作,用,则可减轻环境介质的侵蚀破坏作用,;,（,3,）必要时可在混凝土,表面,设置,防护,层,如沥青防,水层和塑料防水层及合成树脂涂料等,.,讨论,：,硅酸盐水泥的特点及其应用,（,1,）,凝结硬化快，抗冻性和耐磨性好。适用于早强要求高，,冬季施工和严寒地带施工。,（,2,）,强度高，主要用于重要工程的高强度混凝土和预应力,混凝土工程。,（,3,）,耐侵蚀性差。水化产物中含有较多氢氧化钙，抗软水侵,蚀和抗化学侵蚀性差。,（,4,）,耐热性差，不能用于耐热要求很高的工程。,（,5,）,水化热大，不能用于大体积工程。,