建筑材料课件通用硅酸盐水泥

各
具有良好的保水性，火山灰水泥的水泥石结
自 性
火山灰水泥
构密实，具有较高的抗渗性。干缩大、干燥 环境中表面易“起毛”，对于处在干热环境 中施工的工程，不宜使用火山灰水泥
质
粉煤灰水泥
比表面积小，吸附水的能力小，不易水化， 干缩性小，抗裂性高，保水性差，易泌水， 且活性主要在后期发挥。因此，粉煤灰水泥 早期强度、水化热比矿渣水泥和火山灰水泥 还要低，因此特别适用于大体积混凝土工程
以筛余量表示
80方孔筛筛余不得超过10%
细度 45方孔筛筛余不得超过30%
凝结时间
初凝时间不小于45min，终凝时间不大于
600min
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其他硅酸盐水泥
• 化学指标（见上表） • 三种硅酸盐水泥的性质与应用
早期强度低 后期强度高
水泥强度发展较快，后期强度可赶上甚至超 过同强度等级的普通硅酸盐水泥
共同 性质
目录
通用硅酸盐水泥 一般规定
2022/1/14
硅酸盐水泥
其他硅酸盐水泥
1
通用硅酸盐水泥的一般规定
水泥是建筑工程中 最为重要的建筑材料 之一，自问世以来对 工程建设起了巨大的 推动作用，目前世界 上水泥品种已达200余 种，几乎任何种类、 规模的工程都离不开 水泥
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一、分类及组成
通用水泥
硅
酸
盐
系
列 水
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硅酸盐水泥
强度
水泥的强度是评价和选用水泥的重要技术指标，也 是划分水泥强度等级的重要依据。国家标准规定采用胶砂 法来测定水泥3d和28天抗压强度和抗折强度，根据测定 结果来确定水泥强度等级。
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硅酸盐水泥
烧失量
水泥在一定温度，一定时间内加热后烧失的数量。水 泥煅烧不佳或受潮后均会导致烧失量增加。
2NaOH+ CO2+ H2O → Na2CO3 + 2H2O
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硅酸盐水泥
（7）腐蚀的防止措施 根据以上的腐蚀机理可见，水泥石的腐蚀是一个极为复杂的过程，往往
是几种腐蚀作用共同作用的结果。欲减轻或阻止水泥石的腐蚀可采取以下防 止措施： • 合理选择与环境条件相适宜的水泥品种。如采用含水化铝酸钙低的水泥，可 提高对硫酸盐腐蚀的抵抗能力。
（5）硫酸盐的腐蚀 • 腐蚀介质：
海水、地下水、湖水、某些工业废水，流经高炉矿渣的水等
• 腐蚀机理： 硫酸钠、硫酸钾等对水泥石的腐蚀同硫酸的腐蚀，而硫酸镁对水
泥石的腐蚀包括镁盐和硫酸盐的双重腐蚀作用。
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（6）强碱的腐蚀
硅酸盐水泥
• 腐蚀介质：制碱厂、铝厂等产生较高浓度碱液的地方。
• 腐蚀机理： 碱类溶液如浓度不大时一般无害。但铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到
为使混凝土、砂浆有足够的时间进行搅拌、运输、浇筑、砌筑，顺利完 成混凝土和砂浆的制备，并确保制备的质量，初当浇筑完毕，为了使混凝土尽快凝结、 硬化，产生强度，顺利地进入下一道工序，规定终凝时间不能太长，否则将 减缓施工进度，降低模板周转率。
不溶物
不溶物指水泥在浓盐酸中溶解保留下来的不溶性残 留物。不溶物越多，水泥活性下降。
碱含量
属于选择性指标，水泥中碱含量以Na2O+0.658K2O 计算值表示。水泥中的碱含量高时，如果配置混凝土 的骨料具有碱活性，可能产生碱骨料反应，导致混凝 土因不均匀膨胀而破坏。
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硅酸盐水泥
硅酸盐水泥的腐蚀与防止
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2、水泥的运输与储存
水泥的验收、包装
• 水泥在保管时，应按不同生产厂、不同品种、强度等级 和出厂日期分开堆放，严禁混杂；注意防潮和防止空气流 动，现存现用，不可储存过久。
料
料
石膏
粉 煤 灰
3
硅酸盐水泥 1、硅酸盐水泥的原料及生产
硅酸盐水泥
CaO
SiO2、Al2O3 少量Fe2O3
SiO2
Fe2O3
“两磨一烧”
4
硅酸盐水泥
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
8
硅酸盐水泥
水泥的水化反应
2（3CaO·SiO2） + 6H2O → 3CaO·2SiO2·3H2O + 3Ca(OH)2 2(2CaO·SiO2)+ 4H2O → 3CaO·2SiO2·3H2O + Ca(OH)2
3CaO·Al2O3 + 6H2O → 3CaO·Al2O3 ·6H2O
4CaO·Al2O3·Fe2O3+ 7H2O → 3CaO·Al2O3 ·6H2O + CaO·Fe2O3·H2O
对高水化热对大体积混凝土工程不利 适用于道路、地面等对耐磨性要求高的工程
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其他硅酸盐水泥
1、普通硅酸盐水泥 物理指标
安定性
用沸煮法检验合格
其他硅酸盐水泥
42.5,42.5R，52.5,52.5R四个级别
强度
细度
比表面积表示，不少于300m2/kg
凝结时间
初凝时间不小于45min，终凝时间不大于 600min
• 提高水泥的密实度，降低孔隙率。如降低水灰比、掺加外加剂、采取机械施 工等方法。
• 表面做加保护层。当侵蚀作用较强，上述措施不能奏效时，可用耐腐蚀的材 料，如石料、陶瓷、塑料、沥青等覆盖于水泥石的表面，防止侵蚀性介质与 水泥石直接接触，达到抗侵蚀的目的。
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硅酸盐水泥的性质与应用·
硅酸盐水泥
快硬高强
专用水泥
泥
特性水泥
通用硅酸盐水泥的一般规定 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 复合硅酸盐水泥
2
通用硅酸盐水泥的一般规定
2、组成
通用硅酸盐水泥是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。
粒
化
高
炉
矿
渣
熟料
活 性 材
火 山 灰
非 活 性 材
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（3）一般酸的腐蚀
硅酸盐水泥
• 腐蚀介质：无机酸和有机酸
• 腐蚀机理： 各种酸对水泥都有不同程度的腐蚀作用，它们与水泥
石而中导的致破Ca坏(O。H腐)2作蚀用作后用生最成快的的化是合无物机或酸溶中于的水盐或酸体、积氢膨氟胀酸、 硝酸、硫酸和有机酸中的醋酸、蚁酸和乳酸等。 水的氯例化如钙：，盐导酸致与溶水出泥性石化中学的侵Ca蚀(O：H)2作用生成极易溶于
HCl + Ca(OH)2 → CaCl3 + H2O 硫酸与水泥石中的Ca(OH)2作用：
H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 ·2H2O
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（4）镁盐的腐蚀 • 腐蚀介质：海水、地下水
硅酸盐水泥
• 腐蚀机理： 海水中含有氯化镁、硫酸镁等镁盐，它们与水泥石中的氢氧化钙
发生置换反应生成易溶于水的氯化钙和松软无胶结能力的氢氧化镁。 MgCl2 + Ca(OH)2 → CaCl2 + Mg(OH)2
结
论
硅酸盐水泥、普通水泥凡是细度、终凝时间、
不溶物和烧失量中的任何一项不符合标准规
不合格品
定者；矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥 和复合水泥凡是细度、终凝时间中的任何一
项不符合规定者或混合材料掺加量超过最大
限量和强度低于商品强度等级的指标时；水
泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者
名称和出厂编号不全的水泥
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硅酸盐水泥的凝结硬化
硅酸盐水泥
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硅酸盐水泥
影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素
熟料矿物组成
细度
影
响
石膏掺量
因
素
拌合用水量
温度和湿度
拌合用水量
1 1
硅酸盐水泥的技术要求
硅酸盐水泥
不
碱含量
溶
物
化学
指标
烧失量
安定性
强度
物理 指标
细度
凝结时间
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硅酸盐水泥
凝结时间
凝结时间分初凝和终凝。初凝为水泥加水拌和至水泥标准稠度的 净浆开始失去可塑性所需的时间；终凝为水泥加水拌和开始至标准稠度的净 浆完全失去可塑性所需的时间。
配料系统
球磨机 5
硅酸盐水泥
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。
悬浮预热器系统
回转窑 6
2、硅酸盐水泥熟料矿物组成及特性
硅酸盐水泥
水 泥 熟 料
7
硅酸盐水泥
3、硅酸盐水泥的硬化机理 水泥与适量的水拌合后，最初形成具有可塑性的浆体，随着水化反应的
进行，水泥浆体逐渐变稠失去可塑性，但尚不具有强度，这一过程称为水泥 的“凝结”。随后凝结了的水泥浆体开始产生强度，并逐渐发展成为坚硬的 水泥石，这一过程称为“硬化”。水泥的水化贯穿凝结、硬化过程的始终。
当水中含有较多钙离子（如重碳酸盐）时，它会与水泥石中的氢氧化 钙发生反应生成几乎不溶水的碳酸钙。
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2H2O 生成的碳酸钙沉积在水泥石孔隙中，提高水泥的密实度，阻止了外界 水分的侵入和内部氢氧化钙的析出。
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硅酸盐水泥
（2）碳酸的腐蚀 • 腐蚀介质：
袋装水泥每袋净含量为 50kg,且应不少于标志质 量的99%。随机抽取20 袋，总质量（含包装袋） 不得少于1000kg。 散装水泥平均堆积密度为 1450kg/m3,袋装压实的 水泥为1600kg/m3。
质量验收
①检查出厂合格证 出厂检验报告
②交货和验收 ③水泥复验
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水泥的验收、包装
废品
凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性 中的任何一项不符合标准规定者均为废品
强碱(如氢氧化钠)作用后会被腐蚀破坏。氢氧化钠与水泥熟料中未水化的铝酸 盐作用，生成易溶的铝酸钠，出现溶出性侵蚀：
3CaO·Al2O3 + 6NaOH → 3Na2O·Al2O3 + 3Ca(OH)2 另外，当水泥石被氢氧化钠溶液浸透后，又在空气中干燥，与空气中的
二氧化碳作用生成碳酸钠，碳酸钠在水泥石毛细孔中结晶沉积，可使水泥石 胀裂。
用于地上、地下和水中重要结构的高墙及高性能混 凝土工程中，也用于有早强要求的混凝土工程
抗冻性好
适用于冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程
性质 应用
抗腐蚀性差 抗碳化能力强 耐热性差
不宜用于水利工程、海水和矿物水作用的工程 适用于重要的钢筋混凝土结构工程中 不宜用于耐热混凝土工程及高温环境
水化热大 耐磨性好
抗腐蚀性强 抗碳化能力差
适宜用于水工、海港工程及受侵蚀性作用的工程 不宜用于二氧化碳浓度高的环境
湿热敏感性强
适用于蒸汽养护生产的预制构件
水化热低
适用于大体积混凝土工程
耐磨、抗冻差
不适用严寒地区
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其他硅酸盐水泥
矿渣水泥
耐热性好，适用于高温车间、高炉基础及热 气体通道等耐热工程。拌制混凝土时泌水性 大，易形成粗大孔隙，硬化时易产生较大干 缩，保水性差、泌水性及干缩性大
（1）软水腐蚀
• 腐蚀介质： 包括蒸馏水、冷凝水、雨水、雪水等水中钙离子浓度低的软水
• 腐蚀机理： 在水泥石的水化物中氢氧化钙的溶解度最大，当与软水接触时氢氧化
钙首先析出，在静水及无压水情况下，水中的氢氧化钙浓度很快达到饱和 浓度，溶出作用停止，危害不大。在流动水中溶解的氢氧化钙会不断溶解 流失。其结果是使水泥石变得疏松；碱度降低，而水泥水化产物只有在一 定碱度环境下才能稳定。
国家标准规定：硅酸盐水泥的初凝时间不小于45min，终凝时间不大于 390min。
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硅酸盐水泥
安定性 水泥的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。当水泥浆体硬化过程发生不均匀变化时，会导致膨胀开裂、翘 曲、甚至崩塌等现象，造成严重的工程事故。
引起水泥体积安定性不良的原因主要有： ①水泥中含有过多的游离氧化钙和游离氧化镁。 ②石膏掺量过多。
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其他硅酸盐水泥 29
水泥的验收、包装
水泥的验收、包装与标志、运输与储存
1、水泥的验收
数量验收
包装标志验收
核对水泥包装上所注明 的水泥品种、代号、净 含量、强度等级，生产 许可证标志（QS），出 厂编号，执行标准号， 包装年月日等。包装袋 两侧应印有水泥名称和 强度等级，硅酸盐水泥 和普通硅酸盐水泥为红 色，矿渣水泥为绿色， 火山灰质硅酸盐水泥、 粉煤灰硅酸盐水泥和复 合硅酸盐水泥为黑或蓝
雨水、泉水及某些工业废水 • 腐蚀机理：
一定浓雨度水时、，泉将水会及对某水些泥工石业产废生水破中坏常作溶用解，有其较反多应的式CO如2下，当含量超过 Ca(OH)2 + CO2 + H2O → CaCO3 + 2H2O CaCO3 + CO2 + H2O ⇋ Ca(HCO3)2
上述第二个反应式是可逆反应，若水中含有较多的碳酸，超过平 衡转使浓变水度为泥时石Ca，结(H上构CO式破3向坏)2而右；溶进 若解行 水，中，进的水而碳泥导酸石致含中其量的他不Ca水高(O泥，H水低)2经化于过产平上物衡述分浓两解度个和时反溶，应解则式，反 应进行到第一个反应式为止，对水泥石并不起破坏作用。
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• 化学指标
其他硅酸盐水泥
• 普通硅酸盐水泥的性质与应用
在早强、强度等级、水化热、抗冻性、抗碳化能力上略有降低， 耐热性和耐腐蚀性略有提高
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其他硅酸盐水泥
2、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥
物理指标
32.5,32.5R，42.5,42.5R、52.5,52.5R
六个级别
强度
安定性
用沸煮法检验合格