建筑材料水泥-课件（演示）.ppt

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1、JIANZHUCAILIAO1/54水泥学习知识点：学习知识点：1 1、硅酸盐水泥：硅酸盐水泥的生产过程与硅酸盐水泥熟料的硅酸盐水泥：硅酸盐水泥的生产过程与硅酸盐水泥熟料的矿物组成。硅酸盐水泥的凝结与硬化。硅酸盐水泥的技术要求。矿物组成。硅酸盐水泥的凝结与硬化。硅酸盐水泥的技术要求。水泥石的腐蚀与防止。硅酸盐水泥的性质、应用与存放。水泥石的腐蚀与防止。硅酸盐水泥的性质、应用与存放。2 2、掺混合材料的硅酸盐水泥：混合材料。普通硅酸盐水泥。掺混合材料的硅酸盐水泥：混合材料。普通硅酸盐水泥。矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。复合矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。

2、复合硅酸盐水泥。硅酸盐水泥。3 3、高铝水泥：高铝水泥的主要矿物成分与水化产物。高铝水高铝水泥：高铝水泥的主要矿物成分与水化产物。高铝水泥的技术要求。高铝水泥的性质与应用。泥的技术要求。高铝水泥的性质与应用。4 4、其它品种水泥：快硬硅酸盐水泥。白色及彩色硅酸盐水泥。其它品种水泥：快硬硅酸盐水泥。白色及彩色硅酸盐水泥。膨胀水泥膨胀水泥。JIANZHUCAILIAO2/54水泥教学要求：教学要求：重点掌握硅酸盐水泥矿物组成与特性；了解水泥的水化、重点掌握硅酸盐水泥矿物组成与特性；了解水泥的水化、凝结及硬化过程；着重了解各水化产物特性、水泥石组成及影凝结及硬化过程；着重了解各水化产物特性、水泥石组

3、成及影响凝结硬化因素；重点了解水泥技术要求及其实用意义；重点响凝结硬化因素；重点了解水泥技术要求及其实用意义；重点了解各种介质对水泥石的腐蚀作用；掌握水泥石受腐蚀的基本了解各种介质对水泥石的腐蚀作用；掌握水泥石受腐蚀的基本原因。了解防止水泥石腐蚀的措施；掌握硅酸盐水泥的特性与原因。了解防止水泥石腐蚀的措施；掌握硅酸盐水泥的特性与应用。应用。重点了解活性混合材料常用品种、掺活性混合材料的硅酸盐重点了解活性混合材料常用品种、掺活性混合材料的硅酸盐水泥水化特点；掌握普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥及粉煤水泥水化特点；掌握普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥的性质与应用。灰水泥的性质与应用。了解其

4、他品种水泥的性质、应用。了解其他品种水泥的性质、应用。JIANZHUCAILIAO3/54水泥通用硅酸盐水泥CommonPortlandCementCommonPortlandCementGB175-2007GB175-200720082008年年6 6月月1 1日实施日实施本标准自实施之日起代替本标准自实施之日起代替GB175-1999GB175-1999硅酸盐水硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥泥、普通硅酸盐水泥、GB1344-1999GB1344-1999矿渣硅酸盐矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、GB12958-1999GB1295

5、8-1999复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥三个标准。三个标准。请各位同学根据新标准更改教材有关技术指标请各位同学根据新标准更改教材有关技术指标中中 华华 人人 民民 共共 和和 国国 国国 家家 标标 准准JIANZHUCAILIAO4/54硅酸盐水泥水泥呈粉末状，与水混合后，经物理化学作用，能由塑性浆水泥呈粉末状，与水混合后，经物理化学作用，能由塑性浆体逐渐凝结硬化，转变称为坚硬的固体，将散粒状的材料胶结称体逐渐凝结硬化，转变称为坚硬的固体，将散粒状的材料胶结称为整体。水泥不但可以在空气中凝结硬化，而且能在水中更好地为整体。水泥不但可以在空气中凝结硬化，而且能在水中更好地凝结和硬化，是广泛使用

6、的水硬性胶凝材料。凝结和硬化，是广泛使用的水硬性胶凝材料。水泥的生产和使用有水泥的生产和使用有50005000年低历史，自年低历史，自18241824年开始工业化年开始工业化生产，世界目前有生产，世界目前有200200多个水泥品种。我国水泥产量居世界第一，多个水泥品种。我国水泥产量居世界第一，水泥品种达水泥品种达8080余种。建筑工程中使用最多的水泥品种为硅酸盐余种。建筑工程中使用最多的水泥品种为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、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、粉煤灰硅酸盐水泥等粉煤灰硅酸盐水泥等5 5大水泥品种。在特殊工程中，还使用高铝

7、大水泥品种。在特殊工程中，还使用高铝水泥、膨胀水泥、快硬水泥、低热水泥、耐硫酸盐水泥等。水泥、膨胀水泥、快硬水泥、低热水泥、耐硫酸盐水泥等。在讨论水泥的性质和应用时，硅酸盐系列水泥是最基本的，在讨论水泥的性质和应用时，硅酸盐系列水泥是最基本的，应重点学习和掌握。应重点学习和掌握。JIANZHUCAILIAO5/54水泥的分类水泥的分类按性能和用途分按性能和用途分粉煤灰硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥水泥通用水泥专用水泥特性水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥石灰石硅酸盐水泥如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大坝水泥等如白色硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥等JIANZHUCAILIA

8、O6/54按主要水硬性物质分按主要水硬性物质分水泥种水泥种类类主要水硬性物主要水硬性物质质主主 要要 品品 种种硅酸硅酸盐盐水泥水泥硅酸硅酸钙钙绝绝大多数通用水泥、大多数通用水泥、专专用水泥和特性水泥用水泥和特性水泥铝铝酸酸盐盐水泥水泥铝铝酸酸钙钙高高铝铝水泥、自水泥、自应应力力铝铝酸酸盐盐水泥、快硬高水泥、快硬高强强铝铝酸酸盐盐水泥等。水泥等。硫硫铝铝酸酸盐盐水泥水泥无水硫无水硫铝铝酸酸钙钙硅酸二硅酸二钙钙有自有自应应力硫力硫铝铝酸酸盐盐水泥、低碱度硫水泥、低碱度硫铝铝酸酸盐盐水水泥、快硬硫泥、快硬硫铝铝酸酸盐盐水泥等水泥等铁铝铁铝酸酸盐盐水泥水泥铁铁相、无水硫相、无水硫铝铝酸酸钙钙、硅酸二

9、硅酸二钙钙有自有自应应力力铁铝铁铝酸酸盐盐水泥、膨水泥、膨胀铁铝胀铁铝酸酸盐盐水泥、水泥、快硬快硬铁铝铁铝酸酸盐盐水泥等水泥等氟氟铝铝酸酸盐盐水泥水泥氟氟铝铝酸酸钙钙、硅酸二、硅酸二钙钙氟氟铝铝酸酸盐盐水泥等水泥等以火山灰或潜在水硬性材以火山灰或潜在水硬性材料以及其他活性材料料以及其他活性材料为为主主要要组组分的水泥分的水泥活性二氧化硅活性二氧化硅活性氧化活性氧化铝铝石灰火山灰水泥、石膏石灰火山灰水泥、石膏矿矿渣水泥、低渣水泥、低热钢热钢渣渣矿矿渣水泥等渣水泥等JIANZHUCAILIAO7/54硅酸盐水泥一、通用硅酸盐水泥的概念及其矿物组成一、通用硅酸盐水泥的概念及其矿物组成1 1、定义：定

10、义：(GB175-2007)(GB175-2007)以硅酸盐水泥熟料和适量的以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏、及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。石膏、及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。2 2、硅酸盐水泥生产：硅酸盐水泥生产：通用硅酸盐水泥的原料通用硅酸盐水泥的原料主要是石灰质原料和粘主要是石灰质原料和粘土质原料。石灰质原料提供土质原料。石灰质原料提供CaOCaO，一般采用一般采用石灰石石灰石。粘。粘土质原料提供土质原料提供SiOSiO2 2、AlAl2 2OO3 3及少量的及少量的FeFe2 2OO3 3，多采用多采用粘土粘土、黄土等。如果选用的材料按一定比例配合后不能满足化黄土等。如果选

11、用的材料按一定比例配合后不能满足化学组成时，则要掺加相应的学组成时，则要掺加相应的校正原料校正原料，铁质校正原料补，铁质校正原料补充充FeFe2 2OO3 3，有有铁粉铁粉、铁矿石，硅质校正原料补充、铁矿石，硅质校正原料补充SiOSiO2 2,常常采用砂岩、采用砂岩、石英砂石英砂等。为改善煅烧条件，常常加入少量等。为改善煅烧条件，常常加入少量的矿化剂。将以上原料按一定比例混合后在磨机中磨成的矿化剂。将以上原料按一定比例混合后在磨机中磨成生料生料，将生料入窰煅烧即得，将生料入窰煅烧即得熟料熟料，熟料中加入适量的，熟料中加入适量的石石膏膏（和混合料）在磨机中磨成细粉，即得（和混合料）在磨机中磨成细

12、粉，即得水泥水泥。JIANZHUCAILIAO8/54水泥回转窑JIANZHUCAILIAO9/54JIANZHUCAILIAO10/54JIANZHUCAILIAO11/54JIANZHUCAILIAO12/54JIANZHUCAILIAO13/54JIANZHUCAILIAO14/54水泥颗粒显微外貌JIANZHUCAILIAO15/54水泥XRD图谱JIANZHUCAILIAO16/543、硅酸盐水泥熟料的矿物组成及其特性熟料的矿物组成熟料的矿物组成水泥熟料矿物硅酸二钙铁铝酸四钙游离氧化钙和氧化镁铝酸三钙硅酸三钙碱类及杂质2CaOSiO2，C2S4CaOAl2O3Fe2O3，C4AFfC

13、aO和fMgO3CaOAl2O3，C3A3CaOSiO2，C3S化学式及简写JIANZHUCAILIAO17/54硅酸盐水泥矿物名称矿物名称硅酸三钙硅酸三钙硅酸二钙硅酸二钙铝酸三钙铝酸三钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙矿物组成矿物组成3CaO.SiO3CaO.SiO2 22CaO.SiO2CaO.SiO2 23CaO.Al3CaO.Al2 2OO3 34CaO.Al4CaO.Al2 2OO3 3FeFe2 2OO3 3简写式简写式C C3 3S SC C2 2S SC C3 3A AC C4 4AFAF矿物含量矿物含量37%37%60%60%15%15%37%37%7%7%15%15%10%10%18%

14、18%矿矿物物特特性性硬化速度硬化速度快快慢慢最快最快快快早期强度早期强度高高低低低低中中后期强度后期强度高高高高低低低低水化热水化热大大小小最大最大中中耐耐腐蚀性腐蚀性差差好好最差最差中中 水泥中还有少量的游离氧化钙、游离氧化镁，总含量不超过水泥中还有少量的游离氧化钙、游离氧化镁，总含量不超过1010。改变水泥熟料中矿物成份间的比例，可以制得不同性质的水泥品种，如提高硅酸三钙含量，可以制得高强水泥和早强水泥，提高硅酸二钙含量并降低硅酸三钙与铝酸三钙的含量，可制得低热水泥或大坝水泥。特性特性JIANZHUCAILIAO18/54硅酸盐水泥二、硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化二、硅酸盐水泥的水化、凝

15、结与硬化二、硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化二、硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化1 1、水化：、水化：、水化：、水化：、硅酸三钙、硅酸三钙、硅酸三钙、硅酸三钙水泥熟料矿物中，硅酸三钙的含量最高。硅酸三钙与水泥熟料矿物中，硅酸三钙的含量最高。硅酸三钙与水泥熟料矿物中，硅酸三钙的含量最高。硅酸三钙与水泥熟料矿物中，硅酸三钙的含量最高。硅酸三钙与水作用时，反应较快，水化放热量大，生成水化硅酸钙及氢氧化钙。水作用时，反应较快，水化放热量大，生成水化硅酸钙及氢氧化钙。水作用时，反应较快，水化放热量大，生成水化硅酸钙及氢氧化钙。水作用时，反应较快，水化放热量大，生成水化硅酸钙及氢氧化钙。2 2（3CaO3CaOS

16、iOSiO2 2）6H6H2 2O3CaOO3CaO2SiO2SiO2 2.3H3H2 2OO3Ca3Ca（OH)OH)2 2硅酸三钙硅酸三钙硅酸三钙硅酸三钙（C C3 3S S）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(C C3 3S S2 2H H3 3)氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体 水化硅酸钙几乎不溶于水，立即以胶体微粒析出，并逐步凝聚称为凝胶。水化硅酸钙几乎不溶于水，立即以胶体微粒析出，并逐步凝聚称为凝胶。水化硅酸钙几乎不溶于水，立即以胶体微粒析出，并逐步凝聚称为凝胶。水化硅酸钙几乎不溶于水，立即以胶体微粒析出，并逐步凝聚称为凝胶。氢氧化钙呈六方晶体

17、，易溶于水。氢氧化钙呈六方晶体，易溶于水。氢氧化钙呈六方晶体，易溶于水。氢氧化钙呈六方晶体，易溶于水。、硅酸二钙、硅酸二钙、硅酸二钙、硅酸二钙硅酸二钙与水作用时，反应较慢，水化放热较小，生成硅酸二钙与水作用时，反应较慢，水化放热较小，生成硅酸二钙与水作用时，反应较慢，水化放热较小，生成硅酸二钙与水作用时，反应较慢，水化放热较小，生成水化硅酸钙和氢氧化钙。水化硅酸钙和氢氧化钙。水化硅酸钙和氢氧化钙。水化硅酸钙和氢氧化钙。2 2（2CaO2CaOSiOSiO2 2）4H4H2 2O3CaOO3CaO2SiO2SiO2 2.3H3H2 2OOCaCa（OH)OH)2 2硅酸二钙（硅酸二钙（硅酸二钙（

18、硅酸二钙（C C2 2S S)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(C C3 3S S2 2H H3 3)氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体 JIANZHUCAILIAO19/54硅酸盐水泥、铝酸三钙、铝酸三钙、铝酸三钙、铝酸三钙铝酸三钙与水作用时，反应极快，水化放热最大，铝酸三钙与水作用时，反应极快，水化放热最大，铝酸三钙与水作用时，反应极快，水化放热最大，铝酸三钙与水作用时，反应极快，水化放热最大，生成水化铝酸三钙，水化铝酸三钙为立方晶体，易溶于水。生成水化铝酸三钙，水化铝酸三钙为立方晶体，易溶于水。生成水化铝酸三钙，水化铝酸三钙为立方晶体，易溶于水。生成

19、水化铝酸三钙，水化铝酸三钙为立方晶体，易溶于水。3CaO3CaOAlAl2 2OO3 3 6H6H2 2O3CaOO3CaOAlAl2 2OO3 3.6H6H2 2OO铝酸三钙铝酸三钙铝酸三钙铝酸三钙(C C3 3A A)水化铝酸三钙晶体水化铝酸三钙晶体水化铝酸三钙晶体水化铝酸三钙晶体(C C3 3AHAH6 6)、铁铝酸四钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙与水作用时，反应也较快，水化放热铁铝酸四钙与水作用时，反应也较快，水化放热铁铝酸四钙与水作用时，反应也较快，水化放热铁铝酸四钙与水作用时，反应也较快，水化放热中等，生成水化铝酸三钙和水化铁酸钙，水化铁酸钙为凝胶。中等，生成水化铝酸三

20、钙和水化铁酸钙，水化铁酸钙为凝胶。中等，生成水化铝酸三钙和水化铁酸钙，水化铁酸钙为凝胶。中等，生成水化铝酸三钙和水化铁酸钙，水化铁酸钙为凝胶。4CaO4CaOAlAl2 2OO3 3FeFe2 2OO33 7H7H2 2OO铁铝酸钙铁铝酸钙铁铝酸钙铁铝酸钙(C C4 4AFAF)3CaO3CaOAlAl2 2OO3 3.6H6H2 2OO CaOCaO.FeFe2 2OO33.H H2 2OO水化铝酸三钙水化铝酸三钙水化铝酸三钙水化铝酸三钙(C C3 3AHAH6 6)水化铁酸钙水化铁酸钙水化铁酸钙水化铁酸钙(CFHCFH)在在在在氢氧化钙饱和溶液中，水化铝酸三钙和水化铁酸钙还会与氢氧氢氧化钙

21、饱和溶液中，水化铝酸三钙和水化铁酸钙还会与氢氧氢氧化钙饱和溶液中，水化铝酸三钙和水化铁酸钙还会与氢氧氢氧化钙饱和溶液中，水化铝酸三钙和水化铁酸钙还会与氢氧化钙发生二次反应，分别生成水化铝酸钙和水化铁酸四钙。化钙发生二次反应，分别生成水化铝酸钙和水化铁酸四钙。化钙发生二次反应，分别生成水化铝酸钙和水化铁酸四钙。化钙发生二次反应，分别生成水化铝酸钙和水化铁酸四钙。JIANZHUCAILIAO20/54矿物组成和特性矿物组成和特性三、矿物水化三、矿物水化 硅酸三钙水化硅酸三钙水化 硅酸三钙在常温下的水化反应生成水化硅酸钙硅酸三钙在常温下的水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H(C-S-H凝胶凝胶)和氢氧

22、化钙。和氢氧化钙。3CaO3CaOSiO2+SiO2+n nH2O=H2O=x xCaOCaOSiO2SiO2y yH2O+(3-H2O+(3-x x)Ca(OH)2)Ca(OH)2硅酸二钙的水化硅酸二钙的水化-C2S-C2S的水化与的水化与C3SC3S相似，只不过水化速度慢而已。相似，只不过水化速度慢而已。2CaO2CaOSiO2+SiO2+n nH2O=xCaOH2O=xCaOSiO2SiO2y yH2O+(2-H2O+(2-x x)Ca(OH)2)Ca(OH)2所形成的水化硅酸钙在所形成的水化硅酸钙在C/SC/S和形貌方面与和形貌方面与C3SC3S水化生成的都无大区别，故也水化生成的都无

23、大区别，故也称为称为C-S-HC-S-H凝胶。但凝胶。但CHCH生成量比生成量比C3SC3S的少，结晶却粗大些。的少，结晶却粗大些。铝酸三钙的水化铝酸三钙的水化 铝酸三钙的水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相铝酸三钙的水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相CaOCaO浓度和温浓度和温度的影响很大，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化为水石榴石（度的影响很大，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化为水石榴石（C3AH6C3AH6）。）。在有石膏的情况下，在有石膏的情况下，C3AC3A水化的最终产物与起石膏掺入量有关。最初形成的水化的最终产物与起石膏掺入量有关。最初形成的三硫型水化硫铝

24、酸钙，简称钙矾石，常用三硫型水化硫铝酸钙，简称钙矾石，常用AFtAFt表示。若石膏在表示。若石膏在C3AC3A完全水化前耗完全水化前耗尽，则钙矾石与尽，则钙矾石与C3AC3A作用转化为单硫型水化硫铝酸钙作用转化为单硫型水化硫铝酸钙(AFmAFm)。铁相固溶体的水化铁相固溶体的水化 水泥熟料中铁相固溶体可用水泥熟料中铁相固溶体可用C4AFC4AF作为代表。它的水化速率比作为代表。它的水化速率比C3AC3A略慢，水化略慢，水化热较低，即使单独水化也不会引起快凝。其水化反应及其产物与热较低，即使单独水化也不会引起快凝。其水化反应及其产物与C3AC3A很相似。很相似。JIANZHUCAILIAO21/

25、54孔隙JIANZHUCAILIAO22/54硅酸盐水泥、石膏、石膏、石膏、石膏水泥熟料在不加入石膏的情况下与水拌和后会立即产生水泥熟料在不加入石膏的情况下与水拌和后会立即产生水泥熟料在不加入石膏的情况下与水拌和后会立即产生水泥熟料在不加入石膏的情况下与水拌和后会立即产生凝结，为调节凝结时间，加入的石膏量太少，缓凝作用不明显，凝结，为调节凝结时间，加入的石膏量太少，缓凝作用不明显，凝结，为调节凝结时间，加入的石膏量太少，缓凝作用不明显，凝结，为调节凝结时间，加入的石膏量太少，缓凝作用不明显，加入过多，会引起水泥安定性不良，适宜的加入量为水泥质量的加入过多，会引起水泥安定性不良，适宜的加入量为水

26、泥质量的加入过多，会引起水泥安定性不良，适宜的加入量为水泥质量的加入过多，会引起水泥安定性不良，适宜的加入量为水泥质量的3 35 5。加入的石膏与水化铝酸三钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙，加入的石膏与水化铝酸三钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙，加入的石膏与水化铝酸三钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙，加入的石膏与水化铝酸三钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙，水化硫铝酸钙呈针状晶体，难溶于水。水化硫铝酸钙呈针状晶体，难溶于水。水化硫铝酸钙呈针状晶体，难溶于水。水化硫铝酸钙呈针状晶体，难溶于水。3(CaSO3(CaSO4 42H2H2 2O)O)3CaO3CaOAlAl2 2OO3 3 25H25H2 2OO二水石

27、膏二水石膏二水石膏二水石膏铝酸三钙（铝酸三钙（铝酸三钙（铝酸三钙（C C3 3S S）3CaO3CaOAlAl2 2OO3 3.3CaSO3CaSO4 4.31H31H2 2OO高硫型水化硫铝酸钙高硫型水化硫铝酸钙高硫型水化硫铝酸钙高硫型水化硫铝酸钙(C C3 3ASAS3 3H H3131)忽略次要的和少量的成份，水泥完全水化后，水化硅酸钙占忽略次要的和少量的成份，水泥完全水化后，水化硅酸钙占忽略次要的和少量的成份，水泥完全水化后，水化硅酸钙占忽略次要的和少量的成份，水泥完全水化后，水化硅酸钙占7070，氢氧化钙占，氢氧化钙占，氢氧化钙占，氢氧化钙占2020，其余占，其余占，其余占，其余占1

28、010。JIANZHUCAILIAO23/54硅酸盐水泥硅酸盐水泥的各种熟料矿物强度增长曲线抗压强度/MPa龄期/d07 289018036027020406080C C3 3S SC C2 2S SC C3 3A AC C4 4AFAFJIANZHUCAILIAO24/54硅酸盐水泥硅酸盐水泥的各种熟料矿物水化热曲线水化热/J.g-1龄期/d07 28901803602702505007501000C C3 3A AC C3 3S SC C2 2S SC C4 4AFAF3JIANZHUCAILIAO25/54硅酸盐水泥2 2、凝结硬化、凝结硬化分散在水中未水化的水泥颗粒在水泥表面形成的水合

29、物膜层 水化开始时，水合物不多，水泥颗粒之间未相互粘连，水泥浆具水化开始时，水合物不多，水泥颗粒之间未相互粘连，水泥浆具水化开始时，水合物不多，水泥颗粒之间未相互粘连，水泥浆具水化开始时，水合物不多，水泥颗粒之间未相互粘连，水泥浆具有良好的塑性。随着水泥颗粒的不断水化，凝胶体膜层厚度不断增厚，有良好的塑性。随着水泥颗粒的不断水化，凝胶体膜层厚度不断增厚，有良好的塑性。随着水泥颗粒的不断水化，凝胶体膜层厚度不断增厚，有良好的塑性。随着水泥颗粒的不断水化，凝胶体膜层厚度不断增厚，水泥颗粒之间形成网状结构，水泥浆体逐渐失去塑性，水泥颗粒之间形成网状结构，水泥浆体逐渐失去塑性，水泥颗粒之间形成网状结构

30、，水泥浆体逐渐失去塑性，水泥颗粒之间形成网状结构，水泥浆体逐渐失去塑性，开始凝结开始凝结开始凝结开始凝结。随。随。随。随着水化反应不断进行，水化产物不断生产并填充颗粒间的空隙，使结着水化反应不断进行，水化产物不断生产并填充颗粒间的空隙，使结着水化反应不断进行，水化产物不断生产并填充颗粒间的空隙，使结着水化反应不断进行，水化产物不断生产并填充颗粒间的空隙，使结构更加紧密，水泥浆体逐渐构更加紧密，水泥浆体逐渐构更加紧密，水泥浆体逐渐构更加紧密，水泥浆体逐渐产生强度产生强度产生强度产生强度。水泥水化反应是由颗粒表面逐。水泥水化反应是由颗粒表面逐。水泥水化反应是由颗粒表面逐。水泥水化反应是由颗粒表面逐

31、步深入到颗粒内部，当水合物增多时，阻止了水分的进一步深入，水步深入到颗粒内部，当水合物增多时，阻止了水分的进一步深入，水步深入到颗粒内部，当水合物增多时，阻止了水分的进一步深入，水步深入到颗粒内部，当水合物增多时，阻止了水分的进一步深入，水化反应愈来愈困难，经过长时间的水化后，仍有部分水泥颗粒未完全化反应愈来愈困难，经过长时间的水化后，仍有部分水泥颗粒未完全化反应愈来愈困难，经过长时间的水化后，仍有部分水泥颗粒未完全化反应愈来愈困难，经过长时间的水化后，仍有部分水泥颗粒未完全水化。水化。水化。水化。膜层长大并相互连接（凝结）水合物进一步发展，填充毛细孔（硬化）JIANZHUCAILIAO26/

32、54A凝胶体凝胶体（CSH凝胶，水化硅酸钙凝胶）；凝胶，水化硅酸钙凝胶）；B晶体晶体（氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙）；（氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙）；C孔隙孔隙（毛细孔、凝胶孔、气孔等）；（毛细孔、凝胶孔、气孔等）；D未水化的水泥颗粒未水化的水泥颗粒水泥石的结构水泥石的结构1、水泥石主要由凝胶体、晶体、水泥石主要由凝胶体、晶体、孔孔 隙、水、空气和未水化的水泥颗粒隙、水、空气和未水化的水泥颗粒 等组成，存在固相、液相等组成，存在固相、液相 和气相。和气相。2、硬化后的水泥石是一种多相多孔、硬化后的水泥石是一种多相多孔 体系。体系。3、水泥石的结构（水化产物的种类、水泥石的结构（水

33、化产物的种类 及相对含量、孔的结构）对其性及相对含量、孔的结构）对其性 能影响最大能影响最大。JIANZHUCAILIAO27/54硅酸盐水泥硅酸盐水泥的强度发展曲线抗压强度（）龄期/d07142860206010018034080120160JIANZHUCAILIAO28/54硅酸盐水泥三、影响水泥凝结硬化的因素三、影响水泥凝结硬化的因素1 1、细度、细度：细度是指水泥颗粒的粗细程度。：细度是指水泥颗粒的粗细程度。水泥颗粒的粗细，直接影响其水化反应速度、活性和强度。水水泥颗粒的粗细，直接影响其水化反应速度、活性和强度。水泥颗粒越细，总表面积越大，与水接触的面积也越大，水化速泥颗粒越细，总表

34、面积越大，与水接触的面积也越大，水化速度快，凝结硬化速度快。反之则慢。度快，凝结硬化速度快。反之则慢。2 2、石膏掺入量、石膏掺入量一般由生产厂家根据水泥中铝酸三钙的含量和一般由生产厂家根据水泥中铝酸三钙的含量和石膏中三氧化硫的含量，通过试验调整。石膏中三氧化硫的含量，通过试验调整。33、养护时间、养护时间水泥中所有颗粒全部水化反应所需时间较长，一般在水泥中所有颗粒全部水化反应所需时间较长，一般在2828天内强度发展较快，以后强度增长缓慢。但只要保持一定的温天内强度发展较快，以后强度增长缓慢。但只要保持一定的温度、湿度环境，水泥强度的增长可以延续几十年。度、湿度环境，水泥强度的增长可以延续几十

35、年。JIANZHUCAILIAO29/544 4、温度、湿度、温度、湿度温度对水泥的凝结硬化有显著影响，提高温度可温度对水泥的凝结硬化有显著影响，提高温度可加速水化反应，使早期强度较快发展，但后期强度可能加速水化反应，使早期强度较快发展，但后期强度可能有所降低。当温度降至负温时，水化反应停止，由于水有所降低。当温度降至负温时，水化反应停止，由于水分冻结，导致水泥石冻裂，结构产生破坏。分冻结，导致水泥石冻裂，结构产生破坏。水泥的水化反应及凝结硬化均应在水分充足的条水泥的水化反应及凝结硬化均应在水分充足的条件下进行。环境湿度大，水分不易蒸发，如果环境干燥，件下进行。环境湿度大，水分不易蒸发，如果环

36、境干燥，水分蒸发过快，当水分蒸发完后，水化反应无法进行，水分蒸发过快，当水分蒸发完后，水化反应无法进行，凝结硬化停止，还会在构件表面产生干缩裂纹。凝结硬化停止，还会在构件表面产生干缩裂纹。JIANZHUCAILIAO30/54硅酸盐水泥的技术标准硅酸盐水泥的技术标准硅酸盐水泥的技术标准硅酸盐水泥的技术标准细细 度度凝结凝结凝结凝结时间时间时间时间 体积安体积安体积安体积安定性定性定性定性 强度、强强度、强强度、强强度、强度等级度等级度等级度等级 碱碱含含量量 JIANZHUCAILIAO31/54硅酸盐水泥 四、通用硅酸盐水泥的四、通用硅酸盐水泥的技术性质技术性质（GB175-2007)GB1

37、75-2007)1、细度（选择性指标）水泥颗粒的粗细程度。水泥颗粒的粗细程度。细度大，凝结硬化速度快，细度大，凝结硬化速度快，强度增长快。但生产过程强度增长快。但生产过程消耗的能量高，成本大，消耗的能量高，成本大，且在空气中硬化时收缩大。且在空气中硬化时收缩大。标准规定：硅酸盐水标准规定：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥细度泥、普通硅酸盐水泥细度用比表面积表示，比表面用比表面积表示，比表面积积300m300m2 2/kg/kg。其他水泥。其他水泥用筛析法测定，用筛析法测定，80m80m方孔方孔筛筛余量筛筛余量1010，或，或45m 45m 方孔筛筛余量方孔筛筛余量3030。DBT-127电动勃氏电动

38、勃氏透气比表面积仪透气比表面积仪：用作测定水泥及其它粉状材料的比表面积与细度。FSY-150型水泥细型水泥细度负压筛析仪：度负压筛析仪：用来测定各种水泥颗粒细度等专用仪器。JIANZHUCAILIAO32/54硅酸盐水泥 2、标准稠度用水量 水泥净浆达到标准稠度时的用水量。水泥净浆的浠稠对凝结时间影响较大，标准规定，水泥的凝结时间测定必须采用标准稠度的水泥净浆，在标准温度、湿度下用水泥凝结时间测定仪测定。硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般在2430之间。3、凝结时间 水泥净浆从加水至失去流动性所需的时间。（1）、初凝时间：水泥浆开始失去塑性所需的时间，45min。（2）、终凝时间：水泥浆完全失去塑

39、性所需的时间，6.5h。水泥标准稠度及凝结时间测定仪水泥标准稠度及凝结时间测定仪用于测定水泥净浆的标准稠度用水量及凝结时间。JIANZHUCAILIAO33/54硅酸盐水泥4、蒸压安定性水泥凝结硬化过程中，体积变化的均匀程度。如水泥硬化后产生不均匀的体积变化，即为安定性不良。安定性不良会使混凝土构件产生裂缝，降低工程质量。产生安定性不良的因素是水泥中含有过多的游离氧化钙和游离氧化镁以及石膏掺入量过高。安定性测定方法沸煮法。FZ-31A型全不锈钢沸煮箱：型全不锈钢沸煮箱：对水泥安定性能进行雷氏法及试饼法两种测定，对升温与保温仪器均可实行自动控制。JIANZHUCAILIAO34/54硅酸盐水泥5

40、 5、强度与标号、强度与标号硅酸盐水泥的强度取决于水泥熟料的矿物成份和细度。水泥强硅酸盐水泥的强度取决于水泥熟料的矿物成份和细度。水泥强度测定按度测定按水泥胶砂强度检验方法水泥胶砂强度检验方法（GB177/T17671GB177/T176711999)1999)测测定，将水泥、标准砂、水，按定，将水泥、标准砂、水，按1 1：3 3：0.50.5，用规定方法制成规格为，用规定方法制成规格为4040160mm4040160mm的标准试件，在标准条件下养护，测定其的标准试件，在标准条件下养护，测定其3d3d、28d28d，根据根据3d3d，28d28d抗折强度和抗压强度将水泥分为抗折强度和抗压强度将

41、水泥分为42.542.5、52.552.5、62.562.5三个强度等级。三个强度等级。水泥胶砂水泥胶砂搅拌机搅拌机三联试模三联试模水泥胶砂振实台水泥胶砂振实台JIANZHUCAILIAO35/54硅酸盐水泥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)GB175-2007)强度强度等级等级抗压强度抗压强度/MPaMPa抗抗折强度折强度/MPaMPa3d3d28d28d3d3d28d28d42.542.517.017.042.542.53.53.56.56.542.5R42.5R22.022.042.542.54.04.06.56.552.552.523.023.

42、052.552.54.04.07.07.052.5R52.5R27.027.052.552.55.05.07.07.062.562.528.028.062.562.55.05.08.08.062.5R62.5R32.032.062.562.55.55.58.08.0注：硅酸盐水泥分为普通型和增强型，早强型水泥标注“R”。抗压夹具抗压夹具抗折试验机抗折试验机抗折试验机万能试验机万能试验机JIANZHUCAILIAO36/54硅酸盐水泥六、碱含量（选择性指标）六、碱含量（选择性指标）指水泥中指水泥中NaNa2 2OO。K K2 2OO的含量。的含量。19401940年，美国首先发现并提出碱年，美国

43、首先发现并提出碱集料集料反应（反应（AlkaliAggregateReactionAlkaliAggregateReaction，简称，简称AARAAR）。）。当水泥中的碱含量超过当水泥中的碱含量超过0.6%0.6%后，与混凝土中的活性集料砂石发生反应，后，与混凝土中的活性集料砂石发生反应，生成物体积膨胀，造成混凝土开裂破坏。生成物体积膨胀，造成混凝土开裂破坏。水泥中碱含量按水泥中碱含量按NaNa2 2O+0.658KO+0.658K2 2OO计算值表示。若使用活性骨料，计算值表示。若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中的碱含量应不大于用户要求提供低碱水泥时，水泥中的碱含量应不大于0.

44、60%0.60%或由买或由买卖双方协商确定。卖双方协商确定。七、水化热七、水化热水泥在水化过程中放出的热量。大部分水化热是在水水泥在水化过程中放出的热量。大部分水化热是在水化初期（化初期（7d7d内）放出的，以后逐渐减少。水泥水化热的大小和放热速度取内）放出的，以后逐渐减少。水泥水化热的大小和放热速度取决于水泥熟料的矿物组成和水泥细度。冬季施工时，水化热有利于水泥的决于水泥熟料的矿物组成和水泥细度。冬季施工时，水化热有利于水泥的凝结硬化。对于大体积混凝土结构，水化热大是不利的，由于混凝土内部凝结硬化。对于大体积混凝土结构，水化热大是不利的，由于混凝土内部的水化热不易散出，造成内外温差较大，引起

45、温度应力，使混凝土产生裂的水化热不易散出，造成内外温差较大，引起温度应力，使混凝土产生裂缝。大体积混凝土应采用水化热较低的水泥。缝。大体积混凝土应采用水化热较低的水泥。八、密度和堆积密度八、密度和堆积密度硅酸盐水泥的密度为硅酸盐水泥的密度为3.03.03.15g/cm3.15g/cm3 3，通常采通常采用用3.1g/cm3.1g/cm3 3。堆积密度通常采用堆积密度通常采用1300kg/m1300kg/m3 3。JIANZHUCAILIAO37/54硅酸盐水泥五、硅酸盐水泥的腐蚀与防止五、硅酸盐水泥的腐蚀与防止五、硅酸盐水泥的腐蚀与防止五、硅酸盐水泥的腐蚀与防止1 1、水泥石腐蚀的原因、水泥石

46、腐蚀的原因、水泥石腐蚀的原因、水泥石腐蚀的原因（1 1）、软水腐蚀（溶出性腐蚀）、软水腐蚀（溶出性腐蚀）、软水腐蚀（溶出性腐蚀）、软水腐蚀（溶出性腐蚀）水泥石长期在流水环境下（江水泥石长期在流水环境下（江水泥石长期在流水环境下（江水泥石长期在流水环境下（江河水、雨水），氢氧化钙不断地被溶出并由流水带走，水泥石中氢氧河水、雨水），氢氧化钙不断地被溶出并由流水带走，水泥石中氢氧河水、雨水），氢氧化钙不断地被溶出并由流水带走，水泥石中氢氧河水、雨水），氢氧化钙不断地被溶出并由流水带走，水泥石中氢氧化钙的浓度逐步降低，引起其他水化物的进一步分解，水泥石的强度化钙的浓度逐步降低，引起其他水化物的进一步分

47、解，水泥石的强度化钙的浓度逐步降低，引起其他水化物的进一步分解，水泥石的强度化钙的浓度逐步降低，引起其他水化物的进一步分解，水泥石的强度不断降低。经研究，氢氧化钙溶出不断降低。经研究，氢氧化钙溶出不断降低。经研究，氢氧化钙溶出不断降低。经研究，氢氧化钙溶出5 5时，强度下降时，强度下降时，强度下降时，强度下降7 7，溶出，溶出，溶出，溶出2424时，时，时，时，强度下降强度下降强度下降强度下降2929。（2 2）、盐类腐蚀）、盐类腐蚀）、盐类腐蚀）、盐类腐蚀海水、地下水及某些工业废水中，含有镁盐、海水、地下水及某些工业废水中，含有镁盐、海水、地下水及某些工业废水中，含有镁盐、海水、地下水及某些

48、工业废水中，含有镁盐、硫酸盐、氯盐、钾盐、钠盐，对水泥石有不同程度的腐蚀，尤其以硫硫酸盐、氯盐、钾盐、钠盐，对水泥石有不同程度的腐蚀，尤其以硫硫酸盐、氯盐、钾盐、钠盐，对水泥石有不同程度的腐蚀，尤其以硫硫酸盐、氯盐、钾盐、钠盐，对水泥石有不同程度的腐蚀，尤其以硫酸盐、镁盐较为严重，其反应如下：酸盐、镁盐较为严重，其反应如下：酸盐、镁盐较为严重，其反应如下：酸盐、镁盐较为严重，其反应如下：NaNa2 2SOSO4 4 CaCa（OH)OH)22 2H2H2 2OO CaSOCaSO4 4OO 2H2H2 2OO Na(OH)Na(OH)MgSOMgSO4 4 CaCa（OH)OH)22 2H2H

49、2 2OO CaSOCaSO4 4OO 2H2H2 2OO Mg(OH)Mg(OH)MgClMgCl2 2 CaCa（OH)OH)22 H H2 2OO CaClCaCl2 2 Mg(OH)Mg(OH)2 2 2H2H2 2OO生成的硫酸钙与水泥石中固态的水化铝酸钙作用，生成高硫型水生成的硫酸钙与水泥石中固态的水化铝酸钙作用，生成高硫型水生成的硫酸钙与水泥石中固态的水化铝酸钙作用，生成高硫型水生成的硫酸钙与水泥石中固态的水化铝酸钙作用，生成高硫型水化硫铝酸钙，体积比原体积增加化硫铝酸钙，体积比原体积增加化硫铝酸钙，体积比原体积增加化硫铝酸钙，体积比原体积增加1 1。5 5倍以上，产生膨胀破坏，

50、通常称倍以上，产生膨胀破坏，通常称倍以上，产生膨胀破坏，通常称倍以上，产生膨胀破坏，通常称为水泥杆菌。氢氧化钠、氢氧化镁松软而无胶结力，氯化钙易溶于水。为水泥杆菌。氢氧化钠、氢氧化镁松软而无胶结力，氯化钙易溶于水。为水泥杆菌。氢氧化钠、氢氧化镁松软而无胶结力，氯化钙易溶于水。为水泥杆菌。氢氧化钠、氢氧化镁松软而无胶结力，氯化钙易溶于水。JIANZHUCAILIAO38/54硅酸盐水泥（3 3）、碳酸性腐蚀）、碳酸性腐蚀）、碳酸性腐蚀）、碳酸性腐蚀水中溶解的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙水中溶解的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙水中溶解的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙水中溶解的二氧化碳与水泥石中的氢氧化