试验员培训课件__水泥

3、火山灰质硅酸盐水泥
• Portland pozzolan cement（代号P.P） • 由硅酸盐水泥熟料，火山灰质混合材料和
适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
熟料＋ (20~40)%火山灰＋石膏 • 标号：
32.5、 32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R
性质：
Construction Materials
3、火山灰质硅酸盐水泥
性质： • 抗软水腐蚀能力强 • 早期强度低后期强度增进率大 • 水化放热少 • 干缩大易裂，不宜用于干燥环境 • 抗渗性好
Construction Materials
4、粉煤灰硅酸盐水泥
• Portland fly-ash cement（代号P.F） 熟料＋ (20~40)%粉煤灰＋石膏 • 性质 结构致密水化慢 吸水性小，干缩小，抗裂性好
2、矿渣硅酸盐水泥
• 组成：
•
—Portland blast-furnace slag（代号P.S） 水泥熟料＋ (20~70)%矿渣＋石膏 A型（ (20~50)% ）代号P.S . A 、B型 （ (50~70)% ）代号P.S . B
• 标号
• 细度：以筛余表示，80μm方孔筛筛余不大于
•
10％或45μm方孔筛筛余不大于30％ 凝结时间：初凝不小于45min，终凝不大于 600min Construction
试验员培训课件 水泥 Cement
内容提要：
重点介绍硅酸盐水泥的矿物组成、影 响水化因素；硅酸盐水泥主要技术性质； 水泥石的腐蚀和防止；同时介绍了其它掺 混合材的水泥、高铝水泥；以及水泥细度， 标准稠度用水量、凝结时间、体积安定性、 强度的检验方法，达到正确的选择和使用 水泥的目的。
Construction Materials
为高含水，统称为水化。
• 凝结－水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体，
然后逐渐变稠并失去可塑性的过程称为凝结。
• 硬化－此后，浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石
状固体（水泥石），这一过程称为硬化。
水泥＋水（流体）－可塑性浆体（塑性体）－固体
Construction Materials
水泥水化反应
2(3CaO.SiO2)+6H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+3Ca(OH)2 2(2CaO.SiO2)+4H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)2
影响水泥凝结硬化的因素
• 矿物组成 • 石膏
• 细度
• 环境温度、湿度
• 时间（龄期）
Construction Materials
养护对水泥强度发展的影响
Construction Materials
3.2.5水泥石腐蚀的原因
• 内因－水泥石存在不稳定的Ca(OH)2和介稳
的水化硫铝酸钙；
• 外因－环境中有害介质（软水、酸、盐等）
量的混合材料和适量的石膏共同磨细制成 的水硬性胶凝材料，均属掺混合材的硅酸 盐水泥。 掺入目的： 改善水泥的性能 增加品种 提高产量 节约熟料，降低成本
Construction Materials
•
掺混合材硅酸盐水泥的品种
• 普通硅酸盐水泥：p.o
熟料＋(6~20)%混合材＋石膏
• 矿渣硅酸盐水泥p.s：
Construction Materials
熟料矿物对水泥性质的影响
特
矿物名称 强度发展
性
水化热
耐腐蚀 能力 中 大 小
早 期 C3S C2S C3A 大 小 大
后 期 大 大 小 中 小 大
C4AF
小
中
小
大
Construction Materials
水泥的水化、凝结、硬化
• 水化－物质由无水状态变为有水状态，由低含水变
Construction Materials
掺混合材水泥的技术特点
• • • • •
凝结硬化速度慢，早期强度低，后期强度高； 水化放热速度慢，放热量低； 对温度敏感性高，温度低时影响强度发展； 抗软水、SO42-的腐蚀性好；矿渣水泥耐热性 好 适于水下、大体积混凝土结构和蒸养的混凝 土构件； 不适于抗冻、干燥地区的混凝土工程。
3.1概述
• 水泥属于水硬性无机胶凝材料。 • 水泥品种很多。
依矿物组成： 硅酸盐水泥 铝酸盐水泥 硫铝酸盐水泥 铁铝酸盐水泥
依用途： 通用水泥－六大品种 专用水泥－油井水泥、大坝水泥 特种水泥－膨胀水泥、快硬水泥 水泥具有很多优点。 不怕水、可塑、来源广价格低、工艺简单、品种丰富、耐 久性好、与钢筋有良好的黏结力等 Construction
的存在；
• 联系－水泥石中的孔缝系统，产生有害介质
的侵蚀、交换作用。
长期性、后期加剧性
Construction Materials
1、软的腐蚀
软水－重碳酸盐含量比较低的水（如雨水、雪水、内陆河水、湖水） 腐蚀机理： 1.3g/L 1、长期饱水－水泥石中Ca(OH)2晶体逐渐溶出； 2、在静水、无水压下－溶液饱和－溶解作用停止； 3、在有压、流动的软水下－ Ca(OH)2不断溶出并带 走－并引起在一定碱度下稳定的C-S-H的分解溶出 －水泥石崩溃； 4、在硬水下－重碳酸盐与 Ca(OH)2反应生成不溶的 碳酸钙－堵塞毛细孔－阻止腐蚀的进行。 Ca(OH)2＋Ca(HCO3)2——2CaCO3+2H2O
C-S-H尺度为1.0～100nm,1nm=10-6
Construction Materials
• 硅酸盐水泥的凝结硬化过程 • 水化——膜层长厚连接（初凝）——失去可
塑性产生强度（终凝）——水化加深具有强 度（硬化）。为了控制水泥水化速度掺入适 量石膏。
Construction Materials
3.3.2 掺混合材的硅酸盐水泥
1、普通硅酸盐水泥－代号P.O ——Ordinary Portland Cement 硅酸盐水泥熟料＋(6~20)%混合材＋石膏
• 标号
42.5、42.5R、52.5、52.5R
• 凝结时间：初凝不小于45min，终凝
不大于600min • 性质：与硅酸盐水泥相近
Construction Materials
MgCl2+ Ca(OH)2——CaCl2+Mg(OH)2
Construction Materials
3、酸类腐蚀
• 碳酸腐蚀－工业污水、地下水 • 一般酸的腐蚀－工业建筑
Ca(OH)2+CO2+H2O——CaCO3+2H2O CaCO3+CO2+H2O→←Ca(HCO3)2
HCl+ Ca(OH)2——CaCl2+2H2O
H2SO4+ Ca(OH)2——CaSO4.2H2O
Construction Materials
水泥石腐蚀的防止
措施： • 根据侵蚀环境特点，合理选用水泥品种； • 提高水泥石的密实度； • 加作保护层－石材、陶瓷、沥青
Construction Materials
3.3 掺混合材的硅酸盐水泥
• 定义－凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定
• • • • •
硅酸三钙（3CaO.SiO2）－C3S 37～60％ 硅酸二钙（2CaO.SiO2）－C2S 15～37％ 铝酸三钙（3CaO.Al2O3）－C3A 7～15％ 铁铝酸四钙（4CaO.Al2O3.Fe2O3）－C4AF 10～18％ 除四种主要成分外，水泥中尚含有少量游离CaO、 MgO、SO3、及碱（K2O、Na2O）这些均为有害 成分，国家标准中有严格限止
Materials
•
3.2 硅酸盐水泥
• 定义－由硅酸盐水泥熟料、0％～5％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， 称为Portland Cement。 • 分类： Ⅰ型硅酸盐水泥(P.Ⅰ)－不掺混合材 Ⅱ型硅酸盐水泥(P. Ⅱ)－掺小于5％的混合材 • 依GB175: 42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个 标号 • 硅酸盐水泥初凝时间不小于45min，终凝时间不大 于390min；细度以比表面积表示，其比表面积不小 于300m2/kg。
• 火山灰水泥：p.p
熟料＋ (20~70)%矿渣＋石膏 熟料＋ (20~40)%火山灰＋石膏 熟料＋ (20~40)%粉煤灰＋石膏
Construction Materials
• 粉煤灰硅酸盐水泥 p.F
一、混合材料
• 定义－在水泥生产过程中，为改善水泥性能，调节水
泥标号，扩大使用范围而掺入的天然或人工的矿质原料 称为混合材。
较差
干缩性
保水性 蒸养适应性
小
较好 不宜高于60～80℃
较大
差
大
好
较小
差
Materials
好 Construction
3.5其他水泥品种 快硬硅酸盐水泥*
Rapid-hardening Portland Cement • 定义－凡以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏磨细制 成的，以3d抗压强度表示标号的水硬性胶凝材料 称为－
Construction Materials
3.2.1、硅酸盐水泥的生产
石膏 石灰石
粘 土
配料、
磨细、匀化
生 料
煅烧 1450℃
熟料
磨细
水泥
铁矿粉
硅酸盐水泥生产工艺示意图
Construction Materials
3.2.2 硅酸盐水泥熟料的矿物组 成及矿物成分的水化反应 • 硅酸盐水泥的熟料成分
快硬水泥各标号强度指标（GB199-90）
水泥标 号 325 375 425
抗压强度（MPa） 1d 15.0 17.0 19.0 3d 32.5 37.5 42.5 28d 52.5 57.5 62.5