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1、硅酸盐水泥 掺混合材料的硅酸盐水泥,第四章 水泥,水泥,硅酸盐类 铝酸盐类 硫铝酸盐类,硅酸盐水泥 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,硅酸盐水泥,生 产,特性应用,矿物组成和特性,技术标准,腐蚀与防止,4.1硅酸盐水泥,一、水泥的原料、生产,、原料：石灰石、粘土、铁矿粉。,、生产：两磨一烧,原料,按一定比例混合,磨细,生料,1450 ,熟料,适量石膏,磨细,水泥,、 型硅酸盐水泥及型硅酸盐水泥,型硅酸盐水泥（ P.）：硅酸盐水泥熟料、适量石膏 共同磨细。 型硅酸盐水泥（ P.）：硅酸盐水泥熟料、混合 材料、适量石膏共同磨细。,二、水泥主要熟料矿物,硅酸三钙C3
2、S 硅酸二钙C2S 铝酸三钙C3A 铁铝酸四钙C4AF,80%以上,20%,C3S及C2S,水泥XRD图谱,三、熟料矿物单独与水作用所表现的特性,水化速度 凝结硬化速度 水化放热量 强度发展：早期强度高、后期强度高C3S 早期强度高、后期强度低 C3A 早期强度低、后期强度高C2S,C3AC3S C4AF C2S,四、硅酸盐水泥的水化、凝结硬化,水化是凝结硬化的前题，凝结硬化是水化的结果。,（一）水化产物,水化产物,凝胶：水化硅酸钙凝胶、水化铁酸钙凝胶,晶体：Ca(OH)2、水化铝酸钙晶体、高硫 型水化硫铝酸钙晶体（钙矾石）。,（二）硅酸盐水泥的凝结硬化,硬化水泥石结构:凝胶、晶体、孔、未水化
3、水 泥颗粒内核,（三）影响凝结硬化的因素,、矿物成分 、细度 、拌合水量 、温、湿度 、石膏掺量 、龄期 、贮存期,养护：为使水泥正常水化、凝结硬化而提供的 适当温、湿度条件。,自然养护：自然气候条件下，采用浇水润湿、防风防干、 保温防冻等措施进行养护。 标准养护：温度202，相对湿度大于90%。 高温养护,蒸气养护：温度80100，相对湿度大于 90%。 蒸压养护：温度大于100，压力大于1atm， 相对湿度大于90%。,太阳能养护,五、硅酸盐水泥的技术性质与指标,（一）水泥细度 国家标准规定：硅酸盐水泥细度用比表积法测定。 比表面积300m2/kg。,细度不达标，为次品,（二）标准稠度用水
4、量,、定义：试杆插入水泥浆距底板61mm，该水泥浆为 标准稠度水泥浆，此时的用水量为标准稠度 用水量。,、测定目的：为检测水泥凝结时间和体积安定性提供 标准用水量。,、测定方法：,（三）凝结时间,、国家标准规定：硅酸盐水泥初凝时间不早于45min， 终凝时间不迟于6h30min。,初凝时间不合格，水泥作废品。 终凝时间不合格，水泥为次品。,、测定,（四）体积安定性,、体积安定性不良：水泥在硬化过程中出现不均匀的 体积变化（变形、开裂）。,、引起水泥体积安定性不良的原因：,）过火石灰 ）石膏掺量过多,3、体积安定性控制,沸煮法检测（检测CaO）必须合格； MgO含量不得超出5%； 三氧化硫含量不
5、得超出3.5%。,、体积安定性不合格的水泥作废品，不得用于工程中。,5、检测方法-沸煮法,试饼法,雷氏法,1）、仪器及设备,（1）雷氏夹膨胀值测定仪 （2）雷氏夹 （3）沸煮箱 （4）水泥净浆搅拌机,2）试验方法 （1）成型：每种方法每个试样需成型两个试件,试饼的成型方法：将制好的净浆取出一部分分成两 等份，使之成球形，放在准备好的玻片上，将其做 成直径70-80mm、中心厚约10mm，边缘渐薄、表 面光滑的试饼，将试饼放入养护箱内养护（242h)。 雷氏夹试件的制备方法：将制好的净浆装满试模， 装模时一只手轻轻扶持试模，另一只手用宽约10mm 的小刀插捣15次左右然后抹平，盖上涂油的玻璃板，
6、 移到养护箱内养护（242h）.,（2）沸煮 用试饼法时，先检查试饼是否完整（如已开裂翘曲要检 查原因、确证无外因时，试饼已属不合格品不必沸煮）， 在试饼无缺陷的情况下，将试饼放在沸煮箱的水中篦板 上，然后在(305）min内加热至沸，并恒沸3h5min。 用雷氏法时，先测量指针之间的距离（精确至0.5mm）， 将试件放在沸煮箱的水中篦板上，然后在(305）min 内加热至沸，并恒沸3h5min。,）试验结果 试饼法：沸煮后目测未发现裂缝，用直尺检查也没有 弯曲的试饼为安定性合格，反之为不合格。 当两个试饼判定有矛盾时，该水泥的安定性 为不合格。,雷氏法：测量试件指针尖端间的距离，准确至0.5
7、mm， 当两个试件煮后增加的距离的平均值不大于 5.0mm时，即认为水泥安定性合格。当两个 试件煮后增加的距离值相差超过4mm时，应 用同一样品立即重做一次试验。,（五）胶砂强度与强度等级,、胶砂强度：,水泥:标准砂1:3 水灰比0.5,成型两组试件,标准养护,测3天、28天抗压强度、抗折强度,定强度等级,称 料 和 加 砂,试体的成型,试件的养护,、强度等级,根据3天和28天龄期的抗压强度及抗折强度确定等级。,硅酸盐水泥强度等级、各龄期强度值MPa,注：为早强型。,强度评定,、抗折强度（一组三块） (每块强度值强度平均值)/强度平均值,如有一块强度值超过平均值10%，则舍去该值，用其余 两块
8、平均做为强度代表值 如有二块强度值超过平均值10%，则试验做废。 如都没超过，则取三块试件平均值。,f折2.3410-3,式中 f折抗折强度，MPa; P破坏荷载，。,、抗压强度（一组六块） (每块强度值强度平均值)/强度平均值,如有一块强度值超过平均值10%，则舍去该值，用其余 五块平均做为强度代表值 如有二块强度值超过平均值10%，则试验做废。 如都没超过，则取六块试件平均值。,f压6.2510-4,式中 f压抗压强度，MPa; P破坏荷载，。,（六）碱含量,Na2O0.658K2OR2O,R2O0.6%为高碱水泥 R2O0.6%为低碱水泥,碱骨料反应：水泥中的碱和骨料中的活性二氧化硅发生
9、 化学反应，体积膨胀，造成混凝土破坏。,碱骨料反应,高碱水泥 活性骨料 水,六、硅酸盐水泥的特性及应用,早期强度和后期强度高，可用于早期强度要求高的工程； 预应力混凝土工程；配制高强混凝土。 水化热大，抗冻性好，适用于冬季施工工程，但不宜用 于大体积混凝土工程。 干缩小，耐磨性好，可用于道路工程中。 抗碳化能力好，对钢筋的保护能力强。 耐腐蚀性能差，不宜用于软水、酸性水及硫酸盐腐蚀作 用的工程。 不耐高温。,4.2掺混合材料的硅酸盐水泥,一、混合材料,、定义：为改善水泥的性能，降低水泥强度等级，提 高水泥产量而加入水泥熟料中的某些天然或 人工矿物材料。 、分类： ）活性混合材料：在碱的激发作用
10、下，能发生水化、 凝结硬化、产生强度的材料。 ）非活性混合材料：不与水泥成分发生化学反应的材料。,煤矸石,磨细矿渣颗粒,未燃尽的碳粒,二、掺混合材料的硅酸盐水泥,（一）普通硅酸盐水泥（普通水泥）,、定义及代号：硅酸盐水泥熟料、6%15%混合材料、 适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝 材料。（P.O）,、性能指标,）细度：国家标准规定，普通水泥细度为0.08mm方孔 筛筛余量不得超过10%.细度不达标，水泥为 次品,）标准稠度用水量：同硅酸盐水泥。,）凝结时间：初凝不早于45min，初凝不合格，水泥为 废品。终凝不迟于10h，终凝不合格，水 泥为次品,）体积安定性：同硅酸盐水泥。,）胶砂强度与强度
11、等级：测定方法同硅酸盐水泥,6) 碱含量：同硅酸盐水泥,根据3天和28天龄期的抗压强度及抗折强度确定等级,普通水泥强度等级、各龄期强度值MPa,注：为早强型。,、普通水泥的应用：基本同硅酸盐水泥。,（二）矿渣硅酸盐水泥（矿渣水泥）,、定义及代号：硅酸盐水泥熟料、20%70%粒化高炉 矿渣、适量石膏共同磨细制成的水硬性 胶凝材料。（P.S）,、性能指标： ）细度：同普通水泥. ）标准稠度用水量：同普通水泥。 ）凝结时间：同普通水泥。 ）体积安定性：沸煮法检测合格，MgO不得超出5%， 三氧化硫不得超出4%。,、特特性：耐高温性强。保水性差，抗渗性差。,）胶砂强度与强度等级：测定方法同普通水泥,）
12、碱含量：同普通水泥,、特性：二次水化，早期强度低，但后期强度可赶上同 等级普通水泥。水化放热小，耐腐蚀能力好。,、矿渣水泥应用,蒸气及蒸压养护预制构件。 一般地上、地下及水工建筑。 大体积混凝土工程。 耐腐蚀作用的工程。,、定义及代号：硅酸盐水泥熟料、20%50%火山灰、 适量石膏共同磨细制成的水硬性 胶凝材料。（P.P）,、性能指标：同普通水泥。,、特特性：保水性好，抗渗性好。在干燥环境中易起 粉、强度低。不宜用于干燥环境的工程。,、特性：同矿渣水泥。,（三）火山灰硅酸盐水泥（火山灰水泥）,、火山灰水泥应用：,蒸气及蒸压养护预制构件。 一般地下及水工建筑。 大体积混凝土工程。 耐腐蚀作用的工
13、程。 有抗渗要求的工程。,（四）粉煤灰硅酸盐水泥（粉煤灰水泥）,、定义及代号：硅酸盐水泥熟料、20%40%粉煤灰、 适量石膏共同磨细制成的水硬性 胶凝材料。（P.F）,、性能指标：同普通水泥。,、特特性：保水性好，干缩最小。不宜用于干燥环境 的工程,、应用：,蒸气及蒸压养护预制构件。 一般地下及水工建筑。 大体积混凝土工程。 耐腐蚀作用的工程。,、特性：同矿渣水泥。,矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥强度等级、 各龄期强度值MPa,1、52.5矿渣水泥贮存期超过3个月，取样重检，3天强度 符合原等级，28天抗折抗压破坏荷载如下： 抗折荷载：（N）2856、2890、2870。 抗压荷载：（KN）126、120、109、124、128、130。 问该水泥可否按原进场等级使用？,第四章：作业,2、42.5普通水泥贮存期超过3个月，取样重检，3天抗折 强度为3.8MPa，3天抗压强度为20MPa，又测得28天强度 破坏荷载如下： 抗折荷载:(KN) 2.91、3.80、3.67。 抗压荷载:(KN) 131、132.5、139、133.5、138、136。 问该水泥作何处理？,