通用硅酸盐水泥--青岛理工大学.pptx

第一课第一课 简介及硅酸盐水泥简介及硅酸盐水泥u基本要求基本要求u简介简介u硅酸盐水泥硅酸盐水泥基本要求基本要求u本章课时：授课本章课时：授课4h,课堂讨论课堂讨论1h，实验，实验 2hu内容内容 简要介绍水泥的分类、优点及生产。简要介绍水泥的分类、优点及生产。简要介绍水泥的分类、优点及生产。简要介绍水泥的分类、优点及生产。重点重点重点重点介绍通用硅酸盐水泥的概念，矿物成分，硅酸盐介绍通用硅酸盐水泥的概念，矿物成分，硅酸盐介绍通用硅酸盐水泥的概念，矿物成分，硅酸盐介绍通用硅酸盐水泥的概念，矿物成分，硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化，技术性质及测试技术，水水泥的水化、凝结与硬化，技术性质及测试技术，水水泥的水化、凝结与硬化，技术性质及测试技术，水水泥的水化、凝结与硬化，技术性质及测试技术，水泥石的腐蚀与防护，通用水泥的特性和应用。泥石的腐蚀与防护，通用水泥的特性和应用。泥石的腐蚀与防护，通用水泥的特性和应用。泥石的腐蚀与防护，通用水泥的特性和应用。u难点难点通用硅酸盐水泥性能差异及机理，通用硅酸盐水泥性能差异及机理，通用硅酸盐水泥性能差异及机理，通用硅酸盐水泥性能差异及机理，以及根据工程及环以及根据工程及环境特点合理选用水泥境特点合理选用水泥目目 录录u基本要求u简介u硅酸盐水泥u概念概念u水泥（水泥（cement）是指加水拌和形成塑性浆体后，不仅能在空）是指加水拌和形成塑性浆体后，不仅能在空气中、而且能更好地在水中凝结硬化，胶结砂、石等材料，气中、而且能更好地在水中凝结硬化，胶结砂、石等材料，并且产生强度的并且产生强度的水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料。u基础原材料，广泛应用于土木工程领域。基础原材料，广泛应用于土木工程领域。u发展简史发展简史u水泥的历史最早可追溯到古罗马人在建筑中使用的石灰与火水泥的历史最早可追溯到古罗马人在建筑中使用的石灰与火山灰的混合物，用它胶结碎石制成混凝土。山灰的混合物，用它胶结碎石制成混凝土。u1824年，英国人年，英国人J.阿斯普丁申请专利：石灰石和粘土为原料，阿斯普丁申请专利：石灰石和粘土为原料，煅烧成熟料，再经磨细制成水泥。因颜色与波特兰石头相似，煅烧成熟料，再经磨细制成水泥。因颜色与波特兰石头相似，被命名为波特兰（被命名为波特兰（Portland）水泥，即硅酸盐水泥。）水泥，即硅酸盐水泥。简介简介u20世纪，人们在不断改进波特兰水泥性能的同时，世纪，人们在不断改进波特兰水泥性能的同时，研制成功了一批适用于特殊建筑工程的水泥，拓宽了研制成功了一批适用于特殊建筑工程的水泥，拓宽了水泥的品种及应用范围。水泥的品种及应用范围。u品种及用量品种及用量u全世界的水泥品种已发展到全世界的水泥品种已发展到100多种多种u2011年世界水泥年产量达到年世界水泥年产量达到34亿吨，其中我国水泥亿吨，其中我国水泥年产量超过年产量超过20亿吨，占世界水泥总产量的亿吨，占世界水泥总产量的59%。u2012年中国水泥年产量约年中国水泥年产量约22亿吨。亿吨。简介简介水泥具有以下优点，因此，在土木工程领水泥具有以下优点，因此，在土木工程领域得到广泛的应用。域得到广泛的应用。多样性多样性多样性多样性低成本低成本低成本低成本可塑性可塑性可塑性可塑性工艺简单工艺简单工艺简单工艺简单耐久性耐久性耐久性耐久性与钢筋与钢筋与钢筋与钢筋粘结性好粘结性好粘结性好粘结性好水硬性水硬性水硬性水硬性水泥的优点水泥的优点水泥的优点水泥的优点简介简介水泥按用途可分为通用水泥、专用水泥和特性水水泥按用途可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。泥。通用水泥通用水泥通用水泥通用水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥专用水泥专用水泥专用水泥专用水泥砌筑水泥砌筑水泥砌筑水泥砌筑水泥油井水泥油井水泥油井水泥油井水泥隧道水泥等隧道水泥等隧道水泥等隧道水泥等特性水泥特性水泥快硬水泥快硬水泥膨胀水泥膨胀水泥抗硫酸盐水泥抗硫酸盐水泥中热水泥中热水泥低热水泥等低热水泥等简介简介水泥按化学成分可分为硅酸盐水泥、铝酸水泥按化学成分可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和硫酸盐水泥。盐水泥和硫酸盐水泥。硅酸盐水泥硅酸盐水泥一般工程一般工程铝酸盐水泥铝酸盐水泥硫酸盐水泥硫酸盐水泥快硬、早强。主要用于紧急抢快硬、早强。主要用于紧急抢修工程、早强工程、冬季施工、修工程、早强工程、冬季施工、抗蚀、抗冻等工程。抗蚀、抗冻等工程。早强、膨胀。适用于抢修工早强、膨胀。适用于抢修工 程、锚固和地下工程等。程、锚固和地下工程等。简介简介u工程中工程中90%以上使用的是通用硅酸盐水泥。以上使用的是通用硅酸盐水泥。u通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥（CommonPortlandCement）以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏以及规定的以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏以及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。混合材料制成的水硬性胶凝材料。u六大水泥：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣六大水泥：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥盐水泥和复合硅酸盐水泥。简介简介通用硅酸盐水泥的组分通用硅酸盐水泥的组分品种品种代号代号组组 分分熟料熟料+石膏石膏粒化高炉粒化高炉矿渣矿渣火山灰质火山灰质混合材料混合材料粉煤灰粉煤灰石灰石灰石石硅酸盐水泥硅酸盐水泥PI100-P955-95-5普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥PO80且且5且且20a-矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥PSA50且且20且且50b-PSB30且且50且且70b-火山灰质硅酸盐火山灰质硅酸盐水泥水泥PP60且且20且且40c-粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥PF60且且20且且40d-复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥PC50且且20且且50e引自引自通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥GB175-2007硅酸盐水泥硅酸盐水泥uu基本要求uu简介uu硅酸盐水泥生产简介生产简介矿物组成矿物组成及其水化特性及其水化特性水化、凝结与硬化水化、凝结与硬化 技术性质技术性质水泥石腐蚀与防护水泥石腐蚀与防护特性与应用特性与应用硅酸盐水泥的生产简介硅酸盐水泥的生产简介图图图图4.2.1 4.2.1 硅酸盐水泥的生产流程硅酸盐水泥的生产流程硅酸盐水泥的生产流程硅酸盐水泥的生产流程GrindingP P Mixing materialsLimestoneClayIron ore powderBleedingGrinding1450Raw materialClinkerGypsum硅酸盐水泥的矿物组成及特性硅酸盐水泥的矿物组成及特性硅酸盐水泥的主要矿物组成包括：硅酸盐水泥的主要矿物组成包括：硅酸盐水泥的主要矿物组成包括：硅酸盐水泥的主要矿物组成包括：硅酸三钙硅酸三钙硅酸三钙硅酸三钙硅酸二钙硅酸二钙硅酸二钙硅酸二钙铝酸三钙铝酸三钙铝酸三钙铝酸三钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙矿物组成的技术特性见表矿物组成的技术特性见表矿物组成的技术特性见表矿物组成的技术特性见表4.2.14.2.1表表4.2.1 4.2.1 矿物组成及其特性矿物组成及其特性矿物成分矿物成分硅酸三钙硅酸三钙3CaOSiO2硅酸二钙硅酸二钙2CaOSiO2铝酸三钙铝酸三钙3CaOAl2O3铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3缩写缩写C3SC2SC3AC4AF含量（含量（%）37-6015-377-1510-18水化速度水化速度快快慢慢最快最快快快水化热水化热多多少少最多最多较多较多强度强度高高早低后高早低后高低低低低抗腐蚀性抗腐蚀性好好好好差差极好极好收缩收缩中中较大较大大大小小硅酸盐水泥硅酸盐水泥pp生产简介生产简介pp矿物矿物组成及其水化特性组成及其水化特性pp水化、凝结与硬化水化、凝结与硬化p水化水化p水化水化机理机理p石膏调节凝结时间的原理石膏调节凝结时间的原理p水化产物水化产物p凝结与硬化凝结与硬化p何为凝结、硬化？何为凝结、硬化？p凝结硬化过程凝结硬化过程p影响因素影响因素水水 化化 机机 理理水化水化水泥颗粒与水接触时，其表面的熟料矿物立即水泥颗粒与水接触时，其表面的熟料矿物立即水泥颗粒与水接触时，其表面的熟料矿物立即水泥颗粒与水接触时，其表面的熟料矿物立即与水发生水解或水化作用，生成新的水化产物与水发生水解或水化作用，生成新的水化产物与水发生水解或水化作用，生成新的水化产物与水发生水解或水化作用，生成新的水化产物并放出一定热量的过程。并放出一定热量的过程。并放出一定热量的过程。并放出一定热量的过程。硅酸三钙水化硅酸三钙水化水化硅酸钙凝胶水化硅酸钙凝胶水化硅酸钙凝胶水化硅酸钙凝胶氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体水化反应特性：速度快，形成早期强度并生水化反应特性：速度快，形成早期强度并生成早期水化热。成早期水化热。3CaOSiO3CaOSiO2 2+H+H2 2O 3CaO2SiOO 3CaO2SiO2 23H3H2 2O+Ca(OH)O+Ca(OH)2 2硅酸二钙水化硅酸二钙水化水化反应特性：水化反应特性：速度慢，对后期龄期混凝土强度的发展起关键速度慢，对后期龄期混凝土强度的发展起关键速度慢，对后期龄期混凝土强度的发展起关键速度慢，对后期龄期混凝土强度的发展起关键作用作用作用作用水化热释放缓慢水化热释放缓慢水化热释放缓慢水化热释放缓慢产物中氢氧化钙的含量减少时，可以生成更多产物中氢氧化钙的含量减少时，可以生成更多产物中氢氧化钙的含量减少时，可以生成更多产物中氢氧化钙的含量减少时，可以生成更多的水化产物。的水化产物。的水化产物。的水化产物。2CaOSiO2+H2O 3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2水水 化化 机机 理理水化硅酸钙凝胶水化硅酸钙凝胶水化硅酸钙凝胶水化硅酸钙凝胶氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体铝酸三钙水化生成水化铝酸钙晶体。铝酸三钙水化生成水化铝酸钙晶体。铝酸三钙水化生成水化铝酸钙晶体。铝酸三钙水化生成水化铝酸钙晶体。水化反应特性：水化反应特性：水化反应特性：水化反应特性：速度极快，释放出大量的热量，并且产物强度低。速度极快，释放出大量的热量，并且产物强度低。速度极快，释放出大量的热量，并且产物强度低。速度极快，释放出大量的热量，并且产物强度低。如果不控制反应速度，将产生如果不控制反应速度，将产生如果不控制反应速度，将产生如果不控制反应速度，将产生闪凝现象闪凝现象闪凝现象闪凝现象，水泥，水泥，水泥，水泥将无法正常使用。将无法正常使用。将无法正常使用。将无法正常使用。3CaOAl2O3+H2O 3CaOAl2O36H2O水水 化化 机机 理理铁铝酸四钙水化：水化铝酸钙晶体和水化铁酸钙凝胶铁铝酸四钙水化：水化铝酸钙晶体和水化铁酸钙凝胶铁铝酸四钙水化：水化铝酸钙晶体和水化铁酸钙凝胶铁铝酸四钙水化：水化铝酸钙晶体和水化铁酸钙凝胶该水化反应的速度和水化放热量均属中等。该水化反应的速度和水化放热量均属中等。该水化反应的速度和水化放热量均属中等。该水化反应的速度和水化放热量均属中等。4CaOAl2O3Fe2O3+H2O 3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2Ol石膏与水化铝酸钙反应生成石膏与水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙针状晶体（钙水化硫铝酸钙针状晶体（钙水化硫铝酸钙针状晶体（钙水化硫铝酸钙针状晶体（钙矾石）。矾石）。矾石）。矾石）。l该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护膜，该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护膜，该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护膜，该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护膜，阻碍水分进入水泥内部，使水化反应延缓下来，从而避阻碍水分进入水泥内部，使水化反应延缓下来，从而避阻碍水分进入水泥内部，使水化反应延缓下来，从而避阻碍水分进入水泥内部，使水化反应延缓下来，从而避免了纯水泥熟料水化产生闪凝现象。免了纯水泥熟料水化产生闪凝现象。免了纯水泥熟料水化产生闪凝现象。免了纯水泥熟料水化产生闪凝现象。l所以，石膏在水泥中起调节凝结时间的作用。所以，石膏在水泥中起调节凝结时间的作用。所以，石膏在水泥中起调节凝结时间的作用。所以，石膏在水泥中起调节凝结时间的作用。l为什么石膏用量不能过多？为什么石膏用量不能过多？3CaOAl2O36H2O+H2O+CaSO42H2O 3CaOAl2O33CaSO431H2O 钙矾石钙矾石钙矾石钙矾石石膏调节凝结时间的原理石膏调节凝结时间的原理uu水化硅酸钙水化硅酸钙水化硅酸钙水化硅酸钙(70%)(70%)(70%)(70%)uu氢氧化钙氢氧化钙氢氧化钙氢氧化钙 (20%)(20%)(20%)(20%)uu水化铝酸钙水化铝酸钙水化铝酸钙水化铝酸钙uu水化铁酸钙水化铁酸钙水化铁酸钙水化铁酸钙uu水化硫铝酸钙水化硫铝酸钙水化硫铝酸钙水化硫铝酸钙水化产物及水泥石组成水化产物及水泥石组成水泥熟料水化产物水泥熟料水化产物图图图图4.2.2 4.2.2 水化程度对水泥石组成的影响水化程度对水泥石组成的影响水化程度对水泥石组成的影响水化程度对水泥石组成的影响水泥石组成水泥石组成水化产物水化产物-凝胶体凝胶体孔隙孔隙未水化水泥未水化水泥p何为凝结？何为凝结？水泥加水拌和形成具有一定流动性和可塑性的浆水泥加水拌和形成具有一定流动性和可塑性的浆水泥加水拌和形成具有一定流动性和可塑性的浆水泥加水拌和形成具有一定流动性和可塑性的浆体，经过自身的物理化学变化逐渐变稠失去可塑体，经过自身的物理化学变化逐渐变稠失去可塑体，经过自身的物理化学变化逐渐变稠失去可塑体，经过自身的物理化学变化逐渐变稠失去可塑性的过程。性的过程。性的过程。性的过程。p何为硬化？何为硬化？失去可塑性的浆体随着时间的增长产生明显的强失去可塑性的浆体随着时间的增长产生明显的强失去可塑性的浆体随着时间的增长产生明显的强失去可塑性的浆体随着时间的增长产生明显的强度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程。度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程。度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程。度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程。水泥的凝结与硬化过程由以下四个过程组成。水泥的凝结与硬化过程由以下四个过程组成。水泥的凝结与硬化过程由以下四个过程组成。水泥的凝结与硬化过程由以下四个过程组成。凝结与硬化凝结与硬化凝结硬化过程凝结硬化过程初始反应期初始反应期初始的溶解和水化，约持续初始的溶解和水化，约持续5-105-10分分钟。钟。潜伏期潜伏期流动性可塑性好凝胶体膜层围绕水流动性可塑性好凝胶体膜层围绕水泥颗粒成长，泥颗粒成长，1h 1h 凝胶膜破裂、长大并连接、水泥颗凝胶膜破裂、长大并连接、水泥颗粒进一步水化，粒进一步水化，6h6h。多孔的空间网。多孔的空间网络络凝聚结构，失去可塑性凝聚结构，失去可塑性凝结期凝结期凝胶体填充毛细管，凝胶体填充毛细管，6h-6h-若干年硬若干年硬化石状体密实空间网化石状体密实空间网硬化期硬化期水泥的凝结硬化过程示意详见本课教学课件相关内容水泥的凝结硬化过程示意详见本课教学课件相关内容影响水泥凝结硬化的因素影响水泥凝结硬化的因素FinenessBlendofGypsumAgeTemperatureHumidityTypesFactors 影响水泥凝结硬化的主要因素有：水泥的种类和影响水泥凝结硬化的主要因素有：水泥的种类和影响水泥凝结硬化的主要因素有：水泥的种类和影响水泥凝结硬化的主要因素有：水泥的种类和细度、石膏掺合料、龄期、温度和湿度等。细度、石膏掺合料、龄期、温度和湿度等。细度、石膏掺合料、龄期、温度和湿度等。细度、石膏掺合料、龄期、温度和湿度等。图图图图4.2.3 4.2.3 4.2.3 4.2.3 影响水泥凝结硬化的因素影响水泥凝结硬化的因素影响水泥凝结硬化的因素影响水泥凝结硬化的因素硅酸盐水泥硅酸盐水泥uu基本要求基本要求基本要求基本要求uu简介简介简介简介uu硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥uu生产简介生产简介生产简介生产简介uu矿物组成矿物组成矿物组成矿物组成及其水化特性及其水化特性及其水化特性及其水化特性uu水化、凝结与硬化水化、凝结与硬化水化、凝结与硬化水化、凝结与硬化 uu技术性质技术性质技术性质技术性质uu水泥石腐蚀与防护水泥石腐蚀与防护水泥石腐蚀与防护水泥石腐蚀与防护uu特性与应用特性与应用特性与应用特性与应用细度细度细度细度与水接触的表与水接触的表与水接触的表与水接触的表面积面积面积面积凝结和硬化速度凝结和硬化速度凝结和硬化速度凝结和硬化速度性质性质性质性质 45 8080小小小小低低低低低低低低水泥的细度指水泥的磨细程度或分散度。水泥的细度指水泥的磨细程度或分散度。水泥的细度指水泥的磨细程度或分散度。水泥的细度指水泥的磨细程度或分散度。细度决定了水泥与水接触的表面积细度决定了水泥与水接触的表面积细度决定了水泥与水接触的表面积细度决定了水泥与水接触的表面积,从而影响水泥从而影响水泥从而影响水泥从而影响水泥的水化和凝结速度和性质。的水化和凝结速度和性质。的水化和凝结速度和性质。的水化和凝结速度和性质。表表表表4.2.3 4.2.3 水泥的细度和性质水泥的细度和性质水泥的细度和性质水泥的细度和性质细细 度度比表面积比表面积u硅酸盐水泥的细度用比表面积表示硅酸盐水泥的细度用比表面积表示u按照按照 通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥GB175-2007GB175-2007u硅酸盐水泥的比表面积硅酸盐水泥的比表面积 300 m/kg 300 m/kg u比表面积可采用比表面积仪测定（图比表面积可采用比表面积仪测定（图4.2.44.2.4）u用比表面积测定仪测试颗粒粒径分布情况。用比表面积测定仪测试颗粒粒径分布情况。u测量一定量空气通过水泥石时，流速变化。测量一定量空气通过水泥石时，流速变化。图图图图4.2.4 4.2.4 4.2.4 4.2.4 比表面积测定仪比表面积测定仪比表面积测定仪比表面积测定仪细细 度度比表面积测定方法示意详见本课教学课件相关内容比表面积测定方法示意详见本课教学课件相关内容标准稠度用水量、凝结时间标准稠度用水量、凝结时间u标准稠度及标准稠度用水量u凝结时间测定u初凝时间u终凝时间GB/T1346-2011标准稠度及标标准稠度及标准稠度用水量、安定性及凝结时准稠度用水量、安定性及凝结时间测定方法间测定方法标准稠度标准稠度试锥下沉深度为试锥下沉深度为301mm301mm时的稠度时的稠度标准稠度用水量标准稠度用水量P(%)P(%)按一定的方法将水泥调制成具有标准稠度的净浆所需的水按一定的方法将水泥调制成具有标准稠度的净浆所需的水量。量。P%=水量ml/水泥1g。标准稠度用水量测试方法有不变(固定)水量法和调整水量法2种。初学者多用前者，有争议时以后者为准。标准稠度及标准稠度用水量标准稠度及标准稠度用水量不变不变不变不变(固定固定固定固定)水量法水量法水量法水量法初学者采用初学者采用初学者采用初学者采用有争议时多采用此法有争议时多采用此法有争议时多采用此法有争议时多采用此法调整水量法调整水量法调整水量法调整水量法不变不变(固定固定)水量法水量法u固定水量法采用以下固定水量法采用以下方法配制标准稠度净方法配制标准稠度净浆浆u称取称取500g500g水泥水泥u加入加入500P%ml500P%ml水水u采用标准稠度测定采用标准稠度测定仪（图仪（图4.2.5）u测量测量 P%P%标准稠度用水量测定示意详见本标准稠度用水量测定示意详见本课教学课件想过内容课教学课件想过内容不变不变(固定固定)水量法水量法图图4.2.5 4.2.5 标准稠度测定仪标准稠度测定仪 通过水泥净浆凝结时间测定仪测定标准稠度通过水泥净浆凝结时间测定仪测定标准稠度水泥净浆的凝结时间。水泥净浆的凝结时间。测定方法测定方法图图图图4.2.6 4.2.6 4.2.6 4.2.6 凝结时间测定仪凝结时间测定仪凝结时间测定仪凝结时间测定仪 水泥凝结时间测定示意详见本课教学相关内容水泥凝结时间测定示意详见本课教学相关内容凝结时间测定凝结时间测定u概念从水泥加水拌和起至标准稠度的水泥净浆开始失从水泥加水拌和起至标准稠度的水泥净浆开始失去可塑性所需的时间去可塑性所需的时间u标准要求45min国产水泥一般为国产水泥一般为1-3h1-3hu实验测试时以试针距底板测试时以试针距底板41mm41mm为准。为准。u工程意义水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分的水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分的时间搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作。时间搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作。初始凝结时间初始凝结时间终凝时间终凝时间u概念概念从水泥加水拌和起至水泥净浆完全失去可塑性并从水泥加水拌和起至水泥净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。开始产生强度所需的时间。u标准要求标准要求390min390min国产水泥一般为国产水泥一般为5-6h 5-6h u实验实验测试时以试针下沉测试时以试针下沉0.5mm0.5mm为准。为准。u工程意义工程意义终凝时间不宜过迟，以便施工完毕后更快硬化，终凝时间不宜过迟，以便施工完毕后更快硬化，达到一定的强度，以利于下一步施工工艺的进行。达到一定的强度，以利于下一步施工工艺的进行。定义定义指水泥硬化过程中体积变化小且均匀的性能。指水泥硬化过程中体积变化小且均匀的性能。体积安定性不良体积安定性不良水泥硬化后产生不均匀的体积变化（裂纹后弯曲）。水泥硬化后产生不均匀的体积变化（裂纹后弯曲）。使建筑质量下降，甚至引起严重的建筑事故。使建筑质量下降，甚至引起严重的建筑事故。体积安定性不良的原因体积安定性不良的原因过量游离的过量游离的CaO过量游离的过量游离的MgO过量石膏过量石膏硅酸盐水泥的体积安定性硅酸盐水泥的体积安定性水泥中的游离氧化钙或氧化镁都是过烧的它们的水泥中的游离氧化钙或氧化镁都是过烧的它们的水速度慢，在水泥硬化后才开始水化，使已经硬水速度慢，在水泥硬化后才开始水化，使已经硬化的水泥石膨胀开裂。化的水泥石膨胀开裂。当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，它还能继续当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，它还能继续与水化铝酸钙反应，生成高硫型水化硫铝酸钙，与水化铝酸钙反应，生成高硫型水化硫铝酸钙，体积增大体积增大1.51.5倍，引起水泥石开裂。此时，水化倍，引起水泥石开裂。此时，水化 硫铝酸钙被称为水泥杆菌。硫铝酸钙被称为水泥杆菌。体积安定性不良的原因体积安定性不良的原因u煮沸法煮沸法-加速实验法加速实验法 u测量体积安定性的两种方法：测量体积安定性的两种方法：uu饼法饼法观察水泥净试饼在沸煮后的外形变化观察水泥净试饼在沸煮后的外形变化uu雷氏夹法雷氏夹法测量水泥石饼沸煮后的膨胀值测量水泥石饼沸煮后的膨胀值 体积稳定性的测定体积稳定性的测定水泥安定性的测定方法见本课教学录像相关内容水泥安定性的测定方法见本课教学录像相关内容水泥安定性的测定方法见本课教学录像相关内容水泥安定性的测定方法见本课教学录像相关内容图图4.2.8 煮沸法测定仪煮沸法测定仪图图4.2.7 体积安定性不良体积安定性不良体积安定性的测定体积安定性的测定图图4.2.9 雷氏夹法体积安定性测定仪雷氏夹法体积安定性测定仪限制限制l上述测试方法仅能测出游离CaO是否过量。l游离MgO和石膏不能通过加速实验的方法检测l所以它们必须在生产工艺中严格控制，避免过量。l标准规定：l l MgO5%、石膏SO33.5%。体积安定性的测定体积安定性的测定C:S:W=1:3:0.5C:S:W=1:3:0.5Standard specimen Standard specimen 40 4016040 40160CompressiveCompressive strength strengthCured underCured under the standard the standard conditionconditionBending strengthBending strength 按照按照GB/T17671：C:S:W=1:3:0.5C:S:W=1:3:0.5的比例的比例混合，制成标准尺寸的试件混合，制成标准尺寸的试件（4040160mm4040160mm），在标准条件下养护，），在标准条件下养护，测试抗压强度和抗折强度。测试抗压强度和抗折强度。强度试验强度试验图图4.2.10 强度测定仪强度测定仪bending strength instrument图图4.2.10 强度测定仪强度测定仪Compressive strength instrument水泥胶砂强度的测定方法见本课教学录像相关内容水泥胶砂强度的测定方法见本课教学录像相关内容强度等级强度等级uu根据根据uu3 3天和天和2828天抗压强度天抗压强度uu3 3天和天和2828天抗折强度天抗折强度 uu 硅酸盐水泥可分为硅酸盐水泥可分为6 6个等级：个等级：42.542.5，42.5R,52.542.5R,52.5，52.5R,52.5R,62.5,62.5R62.5,62.5Ruu各龄期的强度不低于各龄期的强度不低于GB175-2007GB175-2007表中的规定。表中的规定。uu按早期强度不同分为两种类型，按早期强度不同分为两种类型，早强型早强型(用用R R表示表示)和普通型。和普通型。62.5R62.552.5R52.542.5R42.5StrengthGrade等级抗压强度(MPa)抗折强度（MPa）3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0表表4.2.4硅酸盐水泥各龄期的强度要求硅酸盐水泥各龄期的强度要求（GB175-2007）其他性质其他性质密度密度密度密度:3.0-3.15g/cm3.0-3.15g/cm3 3,通常通常3.1g/cm3.1g/cm3 3堆积密度堆积密度堆积密度堆积密度:1000-1600kg/m1000-1600kg/m3 3碱含量碱含量碱含量碱含量以以以以NaNaNaNa2 2 2 2O+0.658KO+0.658KO+0.658KO+0.658K2 2 2 2O O O O计算值表示，以防止碱计算值表示，以防止碱计算值表示，以防止碱计算值表示，以防止碱-骨料反应的发骨料反应的发骨料反应的发骨料反应的发生。生。生。生。低碱水泥含碱量低碱水泥含碱量低碱水泥含碱量低碱水泥含碱量0.6%0.6%0.6%0.6%，或由供需双方商定。，或由供需双方商定。，或由供需双方商定。，或由供需双方商定。水化热水化热水化热水化热大部分的水化热在水化反应的初期释放出来，它的数量大部分的水化热在水化反应的初期释放出来，它的数量大部分的水化热在水化反应的初期释放出来，它的数量大部分的水化热在水化反应的初期释放出来，它的数量决定于水泥的化学成分和细度、矿物掺合料以及酸的侵决定于水泥的化学成分和细度、矿物掺合料以及酸的侵决定于水泥的化学成分和细度、矿物掺合料以及酸的侵决定于水泥的化学成分和细度、矿物掺合料以及酸的侵蚀。蚀。蚀。蚀。C C C C3 3 3 3S S S S，C C C C3 3 3 3A A A A越高，颗粒越细，水化热越大，对冬季施工有越高，颗粒越细，水化热越大，对冬季施工有越高，颗粒越细，水化热越大，对冬季施工有越高，颗粒越细，水化热越大，对冬季施工有利，但对大体积混凝土工程有害。利，但对大体积混凝土工程有害。利，但对大体积混凝土工程有害。利，但对大体积混凝土工程有害。硅酸盐水泥硅酸盐水泥u基本要求基本要求u简介简介u硅酸盐水泥硅酸盐水泥u生产简介生产简介生产简介生产简介u矿物组成矿物组成矿物组成矿物组成及其水化特性及其水化特性及其水化特性及其水化特性u水化、凝结与硬化水化、凝结与硬化水化、凝结与硬化水化、凝结与硬化 u技术性质技术性质技术性质技术性质u水泥石腐蚀水泥石腐蚀水泥石腐蚀水泥石腐蚀与防止与防止与防止与防止u特性与应用特性与应用特性与应用特性与应用水泥石的腐蚀和防止水泥石的腐蚀和防止简介简介腐蚀类型腐蚀类型腐蚀原因腐蚀原因防止措施防止措施一、简一、简介介水泥石硬化后，在正常的使用条件下，即在水泥石硬化后，在正常的使用条件下，即在潮湿环境中或水中，仍可以逐渐硬化并不断潮湿环境中或水中，仍可以逐渐硬化并不断增长期强度增长期强度水泥石的腐蚀水泥石的腐蚀在一些腐蚀性介质中，水泥石的结构会遭到破坏，在一些腐蚀性介质中，水泥石的结构会遭到破坏，强度和耐久性降低，甚至完全破坏的现象。强度和耐久性降低，甚至完全破坏的现象。腐蚀类型腐蚀类型软水侵蚀、硫酸盐腐蚀、镁盐腐蚀、碳酸盐的腐软水侵蚀、硫酸盐腐蚀、镁盐腐蚀、碳酸盐的腐蚀、酸的腐蚀、碱的腐蚀蚀、酸的腐蚀、碱的腐蚀软水侵蚀软水侵蚀硫酸盐侵蚀硫酸盐侵蚀镁盐侵蚀镁盐侵蚀碳酸盐侵蚀碳酸盐侵蚀酸的侵蚀酸的侵蚀碱的侵蚀碱的侵蚀二、腐蚀类型二、腐蚀类型n 特点特点 介质软水（含HCO3-少的水，如雨水、雪水和蒸馏水）；氢氧化钙溶解于水中引起的腐蚀。n 过程过程 当水泥石与软水接触时，最先溶出的成分是氢氧化钙。当水泥使处于流水或是有压力的水中时，氢氧化钙不断溶解流失，水泥石的密实度下降，强度和耐久性也降低；而且，由于氢氧化钙浓度的下降，还引起了水泥石中的其它水化产物的分解。软水侵蚀软水侵蚀软水侵蚀相关动画见第四章第一软水侵蚀相关动画见第四章第一课课堂授课动画课课堂授课动画人工碳化人工碳化将与软水接触的混凝土，事先在空气中碳化Ca(OH)2+Ca(HCO3)2CaCO3+H2O生成的氢氧化钙几乎不溶于水，堆积在水泥石的空隙中，形成密实的保护层软水侵蚀软水侵蚀防止措施防止措施n特点l以硫酸盐为介质的海水、地下水等以硫酸盐为介质的海水、地下水等l硫酸盐与水泥石中的成分反应生成膨胀硫酸盐与水泥石中的成分反应生成膨胀性晶体，使水泥石破坏性晶体，使水泥石破坏n腐蚀过程举例：硫酸盐腐蚀硫酸盐腐蚀结晶膨胀结晶膨胀n 特点l以镁盐为介质的海水、地下水等以镁盐为介质的海水、地下水等l镁盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于镁盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水或松软无胶凝作用的产物，破坏水泥石水或松软无胶凝作用的产物，破坏水泥石n腐蚀过程举例：镁盐腐蚀镁盐腐蚀 MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2MgSO4+Ca(OH)2+H2O=Mg(OH)2+CaSO42H2O结晶膨胀结晶膨胀易溶于水易溶于水 Ca(OH)2+CO2+H2OCaCO3+2H2OCaCO3+H2O+CO2Ca(HCO3)2易溶于水易溶于水n特点特点u以碳酸盐为介质的海水、地下水等u碳酸盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水的产物，破坏水泥石n腐蚀过程举例：腐蚀过程举例：碳酸盐腐蚀碳酸盐腐蚀u特点特点u以酸性介质为主的工业环境等以酸性介质为主的工业环境等u酸与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结酸与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结晶膨胀的产物，破坏水泥石晶膨胀的产物，破坏水泥石u腐蚀过程举例：腐蚀过程举例：酸的腐蚀酸的腐蚀2HCl+Ca(OH)2CaCl2+2H2OH2SO4+Ca(OH)2CaSO4+2H2O易溶于水易溶于水结晶膨胀结晶膨胀 易溶于水易溶于水 结晶膨胀结晶膨胀u特点特点 碱与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结碱与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结碱与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结碱与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结晶膨胀的产物，破坏水泥石晶膨胀的产物，破坏水泥石晶膨胀的产物，破坏水泥石晶膨胀的产物，破坏水泥石碱的腐蚀干燥空气干燥空气三、腐蚀原因三、腐蚀原因p内因内因水泥石中存在着易受腐蚀的氢氧化钙水泥石中存在着易受腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙；和水化铝酸钙；水泥石本身不密实，使侵蚀性介质易水泥石本身不密实，使侵蚀性介质易于进入其内部；于进入其内部；腐蚀与介质相互作用；腐蚀与介质相互作用；p外因外因腐蚀介质、温度、湿度、介质浓度腐蚀介质、温度、湿度、介质浓度 四、防止措施四、防止措施uu根据环境特点，合理选择水泥品种根据环境特点，合理选择水泥品种根据环境特点，合理选择水泥品种根据环境特点，合理选择水泥品种 uu提高水泥石的密实度提高水泥石的密实度提高水泥石的密实度提高水泥石的密实度uu当侵蚀作用较强时，在混凝土表面加上耐腐蚀的保当侵蚀作用较强时，在混凝土表面加上耐腐蚀的保当侵蚀作用较强时，在混凝土表面加上耐腐蚀的保当侵蚀作用较强时，在混凝土表面加上耐腐蚀的保护层，如耐酸石料、陶瓷、玻璃、塑料等；对有特护层，如耐酸石料、陶瓷、玻璃、塑料等；对有特护层，如耐酸石料、陶瓷、玻璃、塑料等；对有特护层，如耐酸石料、陶瓷、玻璃、塑料等；对有特殊要求的混凝土工程，还可以采用浸渍混凝土。殊要求的混凝土工程，还可以采用浸渍混凝土。殊要求的混凝土工程，还可以采用浸渍混凝土。殊要求的混凝土工程，还可以采用浸渍混凝土。聚脲保护聚脲保护硅酸盐水泥硅酸盐水泥u基本要求基本要求u简介简介u硅酸盐水泥硅酸盐水泥u生产简介生产简介生产简介生产简介u矿物组成矿物组成矿物组成矿物组成及其水化特性及其水化特性及其水化特性及其水化特性u水化、凝结与硬化水化、凝结与硬化水化、凝结与硬化水化、凝结与硬化 u技术性质技术性质技术性质技术性质u水泥石腐蚀与防止水泥石腐蚀与防止水泥石腐蚀与防止水泥石腐蚀与防止u特性与应用特性与应用特性与应用特性与应用硅酸盐水泥的特点和应用硅酸盐水泥的特点和应用l强度高强度高 适用于高强混凝土和预应力钢筋适用于高强混凝土和预应力钢筋 混凝土工程混凝土工程 l硬化快硬化快适用于要求凝结快、早强高的工适用于要求凝结快、早强高的工 程，冬季施工，预制、现浇等工程程，冬季施工，预制、现浇等工程l抗冻性好抗冻性好适用于冬季施工及严寒地区遭适用于冬季施工及严寒地区遭 受反复冻融的工程受反复冻融的工程 l耐蚀性差耐蚀性差 不适用与淡水及海水等腐蚀性介不适用与淡水及海水等腐蚀性介 质接触的工程质接触的工程 l耐热性差耐热性差不适用于有耐热要求的混凝土不适用于有耐热要求的混凝土 工程工程 l水化热大水化热大 不适用于大体积混凝土工程，不适用于大体积混凝土工程，但有利于低温季节畜热法施工但有利于低温季节畜热法施工 l耐磨性好耐磨性好 适用于公路、地面工程适用于公路、地面工程l抗碳化性好抗碳化性好 对钢筋的保护作用强，适合对钢筋的保护作用强，适合 CO CO2 2 浓度高的环境浓度高的环境 硅酸盐水泥的特点和应用硅酸盐水泥的特点和应用WordsandPhasesofChapterFour4.1Portlandcement:硅酸盐水泥，波特兰水泥calciumsilicatehydrate:水化硅酸钙ordinaryPortlandcement:普通硅酸盐水泥strength:强度sulfate:硫酸盐masonry:砌筑architectural:建筑的high-aluminacement:高铝水泥magnesium-oxy-chloridecement:氯氧镁水泥WordsandPhasesofChapterFour4.1hydraulicity:水硬性plasticity:可塑性durability:耐久性aggregates:骨料steel:钢筋generalcement:通用水泥specialcement:专用水泥characteristiccement:特性水泥aluminouscement:铝酸盐水泥WordsandPhasesofChapterFour4.1sulfoaluminatecement:硫铝酸盐水泥silicate:硅酸盐anti-corrosion:抗腐蚀freezingresistance:抗冻anchor:锚固clay:粘土limestone:石灰石carbondioxide:二氧化碳（CO2）calciumoxide:氧化钙（CaO