水泥的腐蚀精品PPT课件

要原因。
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例3-2.试说明生产硅酸盐水泥时为什么 必须掺入适量石膏？
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解:水泥熟料中的铝酸三钙遇水后，水化反应的 速度最快，会使水泥发生瞬凝或急凝。为了延 长凝结时间，方便施工，必须掺入适量石膏。
[评注]在有石膏存在的条件下，水泥水化时， 石膏能很快与铝酸三钙作用生成水化硫铝酸钙 （钙矾石），钙矾石很难溶解于水，它沉淀在 水泥颗粒表面上形成保护膜，从而阻碍了铝酸 三钙的水化反应，控制了水泥的水化反应速度， 延缓了凝结时间。
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解 硅酸盐水泥熟料的主要矿物成分有硅酸三钙Ｃ3S、 硅酸二钙C2S、铝酸三钙C3Ａ和铁铝酸四钙Ｃ4AF。这
些矿物成分对水泥性质产生的影响见下表：
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例3-2 何谓水泥的体积安定性？水泥的体积 安定性不良的原因是什么？安定性不良的水 泥应如何处理？
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解： 水泥浆体硬化后体积变化的均匀性称为水泥
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（2）一般酸的腐蚀 工程结构处于各种酸性介质中时，
酸性介质易与水泥石中的氢氧化钙反 应，其反应产物可能溶于水中而流失， 或发生体积膨胀造成结构物的局部被 胀裂，破坏了水泥石的结构。其腐蚀反
应过程为：
Ca(OH )2 2H Ca 2H2O
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（3）碳酸的腐蚀 雨水及地下水中常溶有较多的二氧化碳，形成了
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（２）提高混凝土的密实度，采取措施减 少水泥石结构的孔隙率，特别是提高表面 的密实度，阻塞腐蚀介质渗入水泥石的通 道。
（３）在水泥石结构的表面设置保护层， 隔绝腐蚀介质与水泥石的联系。如采用涂 料、贴面等致密的耐腐蚀层覆盖水泥石， 能够有效地保护水泥石不被腐蚀。
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3.1.7 硅酸盐水泥的性能特点与应用
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例3-3 为什么水泥必须具有一定的细度？
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在矿物组成相同的条件下，水泥磨得愈细，水泥颗粒平 均粒径愈小，比表面积越大，水泥水化时与水的接触面 越大，水化速度越快，水化反应越彻底。相应地水泥凝 结硬化速度就越快，早期强度和后期强度就越高。但其 28d水化热也越大，硬化后的干燥收缩值也越大。另外要 把水泥磨得更细，也需要消耗更多的能量，造成成本提 高。因此水泥应具有一定的细度。
此外，有些其它物质也能腐蚀水泥石，如镁盐、 强碱、糖类、脂肪等。
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2. 防止水泥石腐蚀的方法 （１）根据工程的环境特点，合理选择 水泥品种，或适当掺加混合材料，减少 可腐蚀物质的浓度，防止或延缓水泥的 腐蚀。如处于软水环境的工程，常选用 掺混合材料的矿渣水泥、火山灰水泥或 粉煤灰水泥，因为这些水泥的水泥石中 氢氧化钙含量低，对软水侵蚀的抵抗能 力强。
水泥石的腐蚀
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1.水泥的腐蚀： （1）软水侵蚀
水泥石长期接触软水时，会使水泥石中 的氢氧化钙不断被溶出，当水泥石中游离 的氢氧化钙减少到一定程度时，水泥石中 的其它含钙矿物也可能分解和溶出，从而 导致水泥石结构的强度降低，甚至破坏。 当水泥石处于软水环境时，特别是处于流 动的软水环境中时，水泥被软水侵蚀的速 度更快。
体积安定性不良的水泥，会发生膨胀性裂纹 使水泥制品或混凝土开裂、造成结构破坏。 因此体积安定性不良的水泥，应判为废品， 不得在工程中使用。
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例3-1 现有甲、乙两厂生产的硅酸盐水泥熟 料，其矿物成分如下表，试估计和比较这两 厂所生产的硅酸盐水泥的性能有何差异？
生产 厂
甲
乙
熟料矿物成分，% Ｃ3S C2S C3Ａ Ｃ4AF 56 17 12 15
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5.抗碳化性好。因水化后氢氧化钙含量 较多，故水泥石的碱度不易降低，对钢 筋的保护作用强。适用于空气中二氧化 碳浓度高的环境。
6.耐热性差。因水化后氢氧化钙含量高。 不适用于承受高温作用的混凝土工程。
7.耐磨性好，适用于高速公路、道路和 地面工程。
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例3-1 硅酸盐水泥熟料由那些矿物成分所 组成？这些矿物成分对水泥的性质有何 影响？
碳酸。碳酸水先与水泥石中的氢氧化钙反应，中 和后使水泥石碳化，形成了碳酸钙，碳酸钙再与 碳酸反应生成可溶性的碳酸氢钙，并随水流失， 从而破坏了水泥石的结构。其腐蚀反应过程为：
Ca(OH )2 CO2 H2O CaCO3 2H2O
CO2 H2O CaCO3 Ca(HCO3 )2
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（4）硫酸盐的腐蚀 当环境中含有硫酸盐的水渗入到水泥石结构
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解:由甲厂硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐 水泥的强度发展速度、水化热、２８d时 的强度均高于由乙厂硅酸盐水泥熟料配 制的硅酸盐水泥．但耐腐蚀性则低于由 乙厂硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥。
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|[评注] 甲厂硅酸盐水泥熟料中的硅酸三钙Ｃ3S 、铝酸 三钙C3Ａ 的含量均高于乙厂硅酸盐水泥熟料，而乙厂 硅酸盐水泥熟料中硅酸二钙C2S含量高于甲厂硅酸盐水 泥熟料。熟料矿物成分含量的不同是造成上述差异的主
中时，会与水泥石中的氢氧化钙反应生成石膏， 石膏再与水泥石中的水化铝酸钙反应生成钙矾石， 产生1.5倍的体积膨胀，这种膨胀必然导致脆性 水泥石结构的开裂，甚至崩溃。由于钙矾石为微 观针状晶体，人们常称其为水泥杆菌。
4CaO Al2O3 12H2O 3CaSO4 20H2O
3CaO Al2O3 3CaSO4 31H2O Ca(OH )2
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1.凝结硬化快，早期及后期强度均高， 适用于有早强要求的工程，（如冬季施工、 预制、现浇等工程），高强度混凝土工程 （如预应力钢筋混凝土，大坝溢流面部位 混凝土）。
2.抗冻性好，适合水工混凝土和抗冻性要 求高的工程。
3.耐腐蚀性差，因水化后氢氧化钙和水化 铝酸钙的含量较多。
4.水化热高，不宜用于大体积混凝土工程。 但有利于低温季节蓄热法施工。
的体积安定性。即水泥硬化浆体能保持一定 形状，不开裂，不变形，不溃散的性质。导 致水泥安定性不良的主要原因是： （1） 由于熟料中含有的的游离氧化钙、游 离氧化镁过多； （2） 掺入石膏过多；
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其中游离氧化钙是一种最为常见，影响也是 最严重的因素。熟料中所含游离氧化钙或氧 化镁都是过烧的，结构致密，水化很慢。加 之被熟料中其它成分所包裹，使得其在水泥 已经硬化后才进行熟化，生成六方板状的Ca （ 导O致H）不2均晶匀体体，积这膨时胀体，积使膨水胀泥97石％开以裂上。，当从石而 膏掺量过多时，在水泥硬化后，残余石膏与 水化铝酸钙继续反应生成钙矾石，体积增大 约1.5倍，也导致水泥石开裂。