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1、四、硅酸盐水泥的主要技术性质,（一）细度 （1）定义:水泥颗粒的粗细程度。 （2）细度与性质关系：细度决定了水泥与水接触的表面积，从而影响水泥的凝结时间和性质。,水泥细度和性质关系,（3）指标（ GB175-2007）,比表面积：是指单位质量的水泥粉末所具有的表面积的总和（m2/kg，cm2/g） 勃氏法（适用于硅酸盐水泥比表面积300 m2/kg ） 筛 析 法: 通过0.08mm方孔筛的筛余量（%） 负压筛法（适用于其它水泥）,负压筛,勃氏透气仪,（1）定义 初凝时间：从水泥加水拌合起到水泥浆开始失去塑性所需的时间 终凝时间：从水泥加水拌合起到水泥浆完全失去塑性，并开始产生强度（但还没有强
2、度）的时间 （2）工程意义 水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分时间搅拌、运输、浇注和砌筑等操作；否则在施工前已失去流动性和塑性而无法施工。 水泥的终凝不宜过迟，以便施工完毕后尽快硬化，达到一定的强度，以利于下一步施工工艺的进行；否则将延长施工进度和模板的周转率。 （3）标准要求 初凝时间不得早于45min，终凝不得迟于390min,（二）凝结时间,（5）凝结时间测定,仪器：采用凝结时间测定仪（维卡仪） 水泥浆体：采用水泥标准稠度净浆。 初凝时间：试针距底板距离为4mm1mm。 终凝时间：当试针沉入试体0.5mm时，即 环形附件开始不能在试体上留下痕迹时。,请观察 凝结时间测定.swf,思
3、考：现有四种白色粉末，已知其为建筑石膏、生石灰粉、白色石灰石粉和白色硅酸盐水泥，请加以鉴别（化学分析除外）。,（1）定义： 安定性：水泥浆在硬化过程中，体积变化均匀的性能。 体积安定性不良：水泥硬化后产生不均匀的体积变化（裂缝后弯曲） （2）安定性不良的原因： 熟料中f-CaO过多 熟料中f-MgO 过多 石膏掺量过多 （3）测定方法（沸煮法加速实验法） 饼法：观察水泥净浆在煮沸后的外形变化 雷氏夹法：测量水泥石煮沸后的膨胀值,（三）体积安定性,雷氏夹法 雷氏夹试件的成型：标准稠度水泥净浆。 测量雷氏夹指针尖端间的距离A。 沸煮 沸煮后，冷却，取出试件测量雷氏夹指针尖端的距离C。 结果判定 当
4、两个试件煮后增加距离C-A平均值 5.0mm时，安定性合格； 当两个试件C-A值相差超过4.0mm时，应重做一次试验。再如此，则认为该水泥安定性不合格。,请观察 安定性动画.swf,上述方法仅适用于测出f-CaO 是否过量。 f-MgO 和石膏不能通过加速实验的方法检测。所以，它们必须在生产工艺中严格控制，避免过量 标准规定： f-MgO 5% SO33.5%,（4）限制,某些体积安定性不合格的水泥，在存放一段时间后变为合格，为什么？ 某些体积安定性轻度不合格的水泥，在空气中放置2-4周以上，水泥中的部分f-CaO可以吸收空气中的水蒸气而水化（消解），即在空气中存放一段时间后由于f-CaO的膨
5、胀作用被减小或消除，因而水泥的体积安定性可能由于轻度不合格变为合格。 必须注意的是，这样的水泥在重新检验并确认体积安定性合格后方可使用。若在放置一段时间后体积安定性仍不合格则仍然不得使用。安定性合格的水泥也必须重新标定水泥的标号，按标定的标号值使用。,(1)试验方法（ISO法） 水泥的强度是按照GB/T17961-1999水泥胶砂强度检验方法（ISO）法的方法制作的水泥胶砂试件，在标准养护条件下，养护到规定龄期时检测的强度值,抗压强度,C：S：W=1：3：0.5,标准试件 40mm40mm160mm,201C的水养护,养护3d、28d,抗折强度,（四）强度,JJ-55ISO行星式搅拌机,水泥胶
6、砂三联试模,水泥胶砂试体成型振实台,水泥电动抗折机,硅酸盐水泥各龄期的强度值(GB175-2007),定义:单位质量水泥水化放出的热量(J/g) 影响因素:(大部分的水化热在水化反应的初期释放出来） 水泥的化学组成 水泥细度 矿物掺合料 工程意义 水化热大，对冬季施工有利 水化热大，对大体积混凝土工程不利。,（五）水化热,？某大体积的混凝土工程，浇筑2周后拆模，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某水泥厂生产的42.5R型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成如下：,思考,分析续下页,【原因分析】由于该工程所使用的水泥C3A和C3S含量高，导致该水泥的水化热高。在浇注混凝土后，混凝土的内外温差高，造
7、成混凝土贯穿型的纵向裂缝。 【防治措施】首先，对大体积的混凝土工程宜选用低水化热，即C3A和C3S的含量较低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也需适当控制。再次，大体积混凝土工程施工时应采取相应的措施，如外部保温、内部降温等。,水泥的许多性质与新拌水泥的稀稠有关。 标准法：标准法维卡仪、试杆沉入净浆并距底板61mm 代用法：试锥下沉深度为282mm时的净浆这时的用水量即为标准稠度用水量。 固定水量 (142.5ml) 调整水量 标准稠度用水量一般为水泥重量的21%28%。,（六）标准稠度用水量,水泥标准稠度试验.swf,（七）碱含量：按Na2O0.658K2O的计算值来表示 。国家标准规定：若使用
8、活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于0.6%或由供需双方商定。 （八）密 度： =3.03.15 （四川加铁粉偏重是3.15） 表观密度： 0=1.21.3 （九）不溶物和烧失量 不溶物是指水泥经酸和碱处理后，不能被溶解的残余物。烧失量是指水泥经高温灼烧处理后的质量损失率。 国家标准规定： 型硅酸盐水泥中的不溶物0.75% 型硅酸盐水泥中的不溶物 1.5% 型硅酸盐水泥中的烧失量3.0% 型硅酸盐水泥中的烧失量 3.5%,国家标准规定：凡化学指标（不溶物、烧失量、SO3、氧化镁、氯离子）凝结时间、安定性、强度均合格，则为合格品，其中任意一项不合格的则为不合格品。,（一）软水腐
9、蚀,水泥石长期接触软水,Ca(OH)2不断被溶出,PH 下 降,其它含钙矿物可能分解 （C-S-H，C3AH6等）,Ca(OH)2,SiO2,无胶凝性，水泥石结构破坏,软水：雨水、雪水、蒸馏水、冷凝水及含重碳酸盐甚少的河水与湖水等 腐蚀机理： Ca(OH)2溶解流失 腐蚀条件：流水破坏性大；静止水破坏性不大,五、硅酸盐水泥的腐蚀,（二）膨胀型腐蚀（硫酸盐腐蚀）,腐蚀源：海水、地下水、工业污水 举例：Na2SO4 Ca(OH)2+Na2SO410H2O CaSO42H2O+2NaOH+8H2O 然后，C3AH6+3CSH2+19HC6AS3H31 C6AS3H31膨胀1.5倍，破坏很大。俗称 “
10、水泥杆菌”。硫酸盐浓度高时，硫酸钙会在毛 细孔中直接结晶，体积增大，引起水泥石的破坏。,硫酸盐对水泥石的腐蚀作用，是指水或环境中的硫酸盐与水泥石中水泥水化生成的氢氧化钙Ca(OH)2、水化铝酸钙C3AH6反应，生成水化硫铝酸钙，产生1.5倍的体积膨胀。由于这一反应是在变形能量很小的水泥石内产生的，因而造成水泥石破坏，对水泥石具有腐蚀作用。 生产水泥时掺入的适量石膏也会和水化产物水化铝酸钙C3AH6反应生成膨胀性产物水化硫铝酸钙，但该水化产物主要在水泥浆体凝结前产生，凝结后产生的较少。由于此时水泥浆还未凝结，尚具有流动性和可塑性，因而对水泥浆体的结构无破坏作用。并且硬化初期的水泥石中毛细孔的含量
11、较高，可以容纳少量膨胀的钙矾石，而不会使水泥石开裂，因而生产水泥时掺入的适量石膏对水泥石不产生腐蚀作用，只起到了缓凝的作用。,既然硫酸盐对水泥石具有腐蚀作用，那么为什么在生产水泥时掺入的适量石膏对水泥石不产生腐蚀作用？,（三）镁盐的腐蚀（松散无胶结型腐蚀）,腐蚀源：主要是硫酸镁和氯化镁。它们与水泥 石中的氢氧化钙发生如下反应： MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2 MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO42H2O+Mg(OH)2 破坏形式： 生成的氢氧化镁松软而无胶凝能 力，氯化钙易溶于水；生成的二水石 膏则引起硫酸盐腐蚀。,易溶于水,无胶凝性,结晶膨胀 生成AFt,
12、（四）碳酸腐蚀,腐蚀源：含有大量游离的CO2工业污水造成 腐蚀机理 Ca(OH)2 +CO2 +H2O = CaCO3+2H2O CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 重碳酸盐大量溶于水，使生成物大量被带走，消耗Ca(OH)2, Ca(OH)2 浓度的降低，还会导致水泥石中其他水泥水化物的分解，使腐蚀作用进一步加剧。,（五）一般酸的侵蚀,原因： 2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O 生成的钙盐易溶于水。 H2SO4+Ca(OH)2=CaSO42H2O 生成的二水石膏与水泥石中的水化铝酸钙作用，生成水化硫铝酸钙或直接在水泥石孔隙中结晶产生膨胀压力。 （六）盐类循环结晶腐蚀 主要是干湿循环下盐类循环结晶产生破坏。,（八）水泥石腐蚀的原因和防止措施,1、引起水泥石腐蚀的原因 （1）内因： a、CH、C3AH6等不耐腐蚀的水化产物。 b、水泥石不密实，腐蚀物渗入。 （2）外因： 腐蚀介质种类及浓度、水压、流速、水位、水温、干湿交替,2、防止水泥石腐蚀的措施,选择合适的水泥品种； 提高水泥石的密实程度；如降低水灰比、掺加减水剂、改进施工方法等。 表面防护处理。如贴瓷砖、加涂料等。,