硅酸盐水泥的技术性质42页PPT
建筑材料：通用硅酸盐水泥PPT课件
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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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20 18
（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
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。
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一、分类及组成
通用水泥
硅
酸
盐
系
列 水
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
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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
硅酸盐水泥的性能PPT课件
B 促凝剂指减少水泥浆由塑性变为固态所需时间，提 高早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂。
促凝剂主要有三类： 氯盐类，如氯化钙、氯化钠等； 硫酸盐类，如硫酸钠、硫代硫酸钠等； 有机胺类，如三乙醇胺、三异丙醇胺等；
但CaCl2会使钢筋锈蚀。常与阻锈剂亚硝酸钠复合使用。 Na2S04与Ca(OH)2作用生成强碱NaOH，易于活性集
图10-7养护温度对水泥浆体强度增长的影响
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养护对水泥强度发展的影响
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§9-3 体积变化与水化热？
一、体积变化
水泥浆体在硬化过程中产生的体积变化有：
化学减缩 湿胀干缩 碳化收缩
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（一）化学减缩：
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定义：
2、减缩量：
水泥在水化硬化过 程中，无水的熟料矿物
矿物组成 A水泥 B水泥
C3S/％ 60
47
C2S/％ 15
28
C3A/％ 16
10
C4AF/％ 9
15
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挡墙开裂与水泥的选用 某大体积的混凝 土工程，浇注两周后拆模，发现挡墙有多道 贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水泥 厂生产42.5Ⅱ型硅酸盐水泥，其熟料矿物组 成如下：
C3S 61％；C2S 14％；C3A 14％；C4AF 11％。
图10-9水泥浆体干缩率随时间的变化 1－C3A含量4%；2－C3A含量6%； 3－C3A含量8%
图10－10水灰比对水泥浆体干缩的影响
图10－8湿胀干缩示意图
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（三）碳化收缩：
1、定义：在一定的相对湿度下，硬化水泥浆 体中的水化产物如Ca(OH)2、C-S-H等会与空气 中的CO2作用，生成CaCO3和H2O，造成硬化 浆体的体积减少，出现不可逆的收缩现象，称 为碳化收缩。
硅酸盐水泥的主要技术性质PPT课件
（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=CaSO4·2H2O+Mg(OH)2
➢易溶于水
➢结晶膨胀
➢无胶凝性
➢生成AFt
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。
思考
？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：
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，造成混凝土贯穿 型的纵向裂缝。
五、硅酸盐水泥的腐蚀
（一）软水腐蚀
• 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
水泥石长期接触软水
Ca(OH)2不断被溶出
PH 下 降
无胶凝性， 水泥石结构
破坏
➢Ca(OH)2 ➢ SiO2
其它含钙矿物可能分解 （C-S-H，C3AH6等）
• （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
雷氏夹法
雷氏夹试件的成型：标准稠度水泥 净浆。
测量 A：取下试件，测量雷氏夹指 针尖端间的距离A。
沸煮 测量 C 沸煮后，冷却，取出试件测量雷氏
新标准通用硅酸盐水泥PPT课件
品种
代号
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
粉煤灰硅酸盐水 泥
复合硅酸盐水泥
P·I P·Ⅱ P·O P·S·A P·S·B P·P
P·F P·C
熟料+石膏
100 ≥95 ≥95 ≥80且<95 ≥50且<80 ≥30且<50
≥60且<80
粒化高炉矿渣 -
≤5 -
>20且≤50 >50且≤70
普通水泥
普通水泥(强度等级 大于42.5) 普通水泥、火山灰 水泥 硅酸盐、普通水泥 矿渣、火山灰、粉 煤灰、复合水泥
矿渣、火山灰、粉 煤灰、复合水泥 矿渣水泥 普通水泥 普通水泥 普通水泥 矿渣水泥(强度等级 大于32.5)
矿渣水泥(强度等级 大于32.5)
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不宜选用
火山灰、粉煤灰水 泥
厚大体积混凝土
要求快硬、高强(大于C40) 的混凝土
有 特 殊
严寒地区的露天混凝土，寒 冷地区处于水位升降范围内 的混凝土
要 严寒地区处于水位升降范围
求 内的混凝土
的 混
有抗渗要求的混凝土
凝
土 有耐磨性要求的混凝土
受侵蚀性介质作用的混凝土
普通水泥
普通水泥 矿渣、火山灰、粉 煤灰、复合水泥 矿渣、火山灰、粉 煤灰、复合水泥 硅酸盐水泥
新标准《通用硅酸盐水泥》介绍
• 本标准2007-11-09发布，2008-06-01实施 • 本标准自实施之日起代替GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅
酸盐水泥》、GB1344-1999《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅 酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥》、GB12958-1999《复合硅酸 盐水泥》三个标准。
硅酸盐水泥的技术性质资料
凡以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料，5%以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，统称为硅酸盐水泥（Portland cement），国际上统称为波特兰水泥。
硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅰ；掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅱ。
硅酸盐水泥的相关技术性质：1.密度、细度密度：3.05~3.20g/cm3，一般取 3.10。
堆积密度：1000~1600kg/m3。
细度：指水泥颗粒的粗细程度，用筛余率或比表面积表示。
国标规定：硅酸盐水泥比表面积应大于300m2/kg；其它五种水泥0.080mm 方孔筛的筛余量不超过10%。
细度影响到水泥的水化速度、收缩等性质。
粒径：< 3μm，水化非常迅速，需水量增大；>40μm，水化非常缓慢，接近惰性。
2.凝结时间初凝时间：水泥开始加水拌合起至标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间。
终凝时间：水泥开始加水拌合起至标准稠度净浆完全失去可塑性。
水泥凝结时间的测定，是以标准稠度净浆，在规定的温度和湿度条件下，用标准稠度测定仪来测定。
国标规定：水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于6.5h。
检验水泥的凝结时间和体检定性时，需用“标准稠度”的水泥净浆。
标准稠度用水量：不同水泥达到标准稠度时所需的加水量。
用水泥标准稠度仪测定。
一般在21~28%。
凝结时间的工程意义：水泥的初凝时间不宜过早，以便在施工时有足够的时间完成混凝土或砂浆的搅拌、运输、浇筑和砌筑等工作。
水泥的终凝时间也不宜过迟，以便混凝土尽快硬化，具有强度。
异常情况：闪凝——未掺石膏（水泥可继续使用）假凝——温度过高、石膏少（影响水泥正常使用）3.体积安定性定义——水泥在凝结硬化过程中提及变化是否均匀。
为什么会出现体积不安定？①熟料中含游离氧化钙过多；②熟料中含游离氧化镁过多。
水泥硬化后因体积膨胀而产生不均匀变形，即为安定性不良。
矿渣硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥PPT课件
不大于 0.6 %
•氧化镁
不大于 5.0 %
•三氧化硫
不大于 3.5 %
•不溶物
不大于 0.75 %、1.5 %
•烧失量
不大于 3 %、 3.5 %
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四、硅酸盐水泥石的腐蚀与防 治
（一）硅酸盐水泥石腐蚀的类型
（二）硅酸盐水泥石腐蚀的原因
（三）硅酸盐水泥石腐蚀的防止
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，有粘土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩、河泥等、
（3）铁矿粉：提高Fe2O3的含量，有黄铁矿渣。
另外还有少量的矿化剂（如萤石）改善煅烧条件。
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1、生产工艺
石灰质材料 粘土质材料
石膏
按比例
混合
煅烧
磨细
生
料
熟
1450°C
料
磨细
水泥成品
铁质材料
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2、矿物组成
硅酸盐水泥的主要熟料矿物的名称和含量范围如下： 硅酸三钙 3CaOSiO2 ，简写为C3S，含量37% 60% 硅酸二钙 2CaOSiO2 ，简写为C2S，含量15% 37% 铝酸三钙 3CaOAl2O3，简写为C3A，含量7% 15% 铁铝酸四钙 4CaOAl2O3Fe2O3 ，简写为C4AF， 含量10% 18%
溶析 自动填实
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（一）硅酸盐水泥石腐蚀的类型
2、酸类腐蚀 1）碳酸腐蚀： CO2含量高时
Ca(OH)2 +CO2 +H2O = CaCO3+2H2O CaCO3 + CO2 + H2O == CaH(CO3)2
2）一般酸的腐蚀
2HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4•2H2O
硅酸盐水泥的技术性质
硅酸盐水泥的技术性质国标GB175-1999，对硅酸盐水泥的主要技术性质作出下列规定：细度：细度是指水泥颗粒的粗细程度，是鉴定水泥品质的主要项目之一。
水泥细度通常采用筛析法或比表面积法测定，硅酸盐水泥的比表面积不小于300m2/kg。
凝结时间：凝结时间是指水泥从加水开始，到水泥浆失去塑性的时间。
分初凝时间和终凝时间，初凝时间是指从水泥加水到水泥浆开始失去塑性的时间，终凝时间是指从水泥加水到水泥浆完全失去塑性的时间。
硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min终凝时间不得迟于6.5h。
凡初凝时间不符合规定者为废品，终凝时间不符合规定者为不合格品。
水泥凝结时间的测定，是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度和湿度条件下，用凝结时间测定仪测定。
所谓标准稠度用水量是指水泥净浆达到规定稠度时所需的拌合用水量，以占水泥重量的百分率表示。
水泥的凝结时间对水泥混凝土和砂浆的施工有重要的意义。
初凝时间不宜过短，以便有足够的时间来完成混凝土和砂浆的运输、浇捣或砌筑等操作；终凝时间不宜过长，使混凝土和砂浆在浇捣或砌筑完毕后能尽快凝结硬化，以利于下一道工序的及早进行。
安定性：指水泥浆体硬化后体积变化的均匀性。
若水泥硬化后体积变化不稳定、均匀，会导致混凝土产生膨胀破坏，造成严重的工程质量事故。
因此，国标水泥安定性不合格应作废品处理，不得用于任何工程中。
水泥中由于熟料煅烧不完全而存在游离CaO与MgO，由于是高温生成因此水化活性小在水泥硬化后水化，产生体积膨胀；生产水泥时加入过多的石膏，在水泥硬化后还会继续与固态的水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙，产生体积膨胀。
这三种物质使得硬化水泥石产生弯曲、裂缝甚至粉碎性破坏。
国家标准规定通用水泥用沸煮法检验游离CaO安定性；游离MgO的水化比游离CaO更缓慢，沸煮法已不能检验，国家标准规定通用水泥MgO含量不得超过5%；由石膏造成的安定性不良需经长期浸在常温水中才能发现，所以国标规定硅酸盐水泥中的SO3含量不得超过3.5%。
硅酸盐水泥的技术性质
一、细度
二、凝结时间 三、体积安定性 四、强度 五、碱含量 六、水化热
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一、细 度
1、定义：指水泥颗粒的粗细程度。
2 、工程意义：水泥颗粒越细，凝结硬化越快，
早期强度越高；但是，硬化收缩也较大，易使混凝
土产生裂缝，而且成本较高，储存期较短。 负压筛法：筛余百分数<10％ 3、测定方法
（3）掺入石膏过多。
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4、检验方法 试饼法 f-CaO引起的——沸煮法 雷氏法▲ f-MgO引起的——压蒸法 石膏引起的——长期浸水法 GB规定：MgO≤5.0％，若经压蒸安定性试验合 格， 允许放宽到6.0%； SO3 ≤3.5％。
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两者均不便于快速检验
雷氏法
（1）雷氏夹试件的成型： 采用标准稠度水泥净浆制成试件，放入湿气养护箱内养护24小时。
定配制水泥胶砂试件，经一定龄期的标准养护后
所测得的强度。
2 、工程意义：表示水泥力学性能的一种量度，
直接反映了水泥的质量水平和使用价值，是评价
和选用水泥的重要质量指标。
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3、检验方法（胶砂法）
水泥:标准砂:水=1:3:0.5，制成40mm×40mm×160mm棱柱体试件
，标准养护3d、28d，分别测定抗折强度、抗压强度。
GB规定：t初>45min；t终<6.5h 3、测定方法： （1）测定标准稠度用水量 维卡仪 （2）测定凝结时间
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（1）测定标准稠度用水量
1.试验目的：拌制标准稠度的水泥
净浆，使试验结果具有可比性。
2.试验前： ①拌制水泥净浆；
②将水泥净浆一次装满试模。
3.试验步骤
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