硅酸盐水泥的性能及应用
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◇若初凝时间太短，往往来不及进行施工，水泥
浆体就已变硬。 ◇若终凝时间太长，未产生足够大的强度，则影 响施工的速度。
因此，应有足够长的时间来保证混凝土的搅拌、输送、 浇注、成型等操作的顺利完成；同时还应尽可能短的时间 加快脱模及施工进度，以保证工程的进展。
◆凝结时间的Βιβλιοθήκη Baidu准规定
我国硅酸盐水泥国家标准GB175—99规定：
◇混合材的品种和数量
采用粒化高炉矿渣，且含量较多时，应适当多 掺入些石膏。石膏除了起缓凝剂作用外，还对矿 渣活性起到硫酸盐激发剂的作用。
◇水泥中碱含量
碱含量较高时，其凝结速度加快，石膏掺量也 应适当增加。
◆石膏最佳掺量的确定
◇经验公式计算
石膏掺量可以根据统计经验公式计算。考虑影响石 膏7%掺，量使的用主二要水因石素膏为作水为泥缓中凝剂C3A时，，当水水泥泥中细最度佳在石5膏%～ （以SO3计）掺量计算公式：
●石膏的缓凝机理
水泥中掺加适宜石膏时，Ｃ3Ａ在石膏--石灰的 饱和溶液中，生成溶解度极低的三硫型水化硫铝酸 钙（AFt），又称钙矾石。棱柱状的小晶体生长在水 泥颗粒表面，形成覆盖层或薄膜，阻滞了水分子及 离子的扩散，降低了水化速度，延长了凝结时间， 防止了快凝现象发生。
由图可知，石膏掺量过多或过少都会导致不正
Sc 1.181 0.0925C3A 0.614R 2O
式中 Sc——水泥中最佳SO3掺量，%； C3A——水泥中C3A含量，%； R2O——水泥中R2O，%。
◆矿物组成
◇熟料矿物28天的水化速度大小顺序为：
C3A＞C3S＞C4AF＞C2S ◇水泥的凝结速度既与熟料矿物水化难易有关， 又与各矿物的含量有关。 ◇决定凝结速度的主要矿物为C3A和C3S，快凝 是由C3A造成的，而正常凝结则是受C3S制约的。
◆水泥细度
水泥粉磨越细，其比表面积就越大，晶体 产生扭曲、错位等缺陷越多，水化速度越快， 凝结越迅速；反之凝结越慢。
体开始失去可塑性所需时间。
●终凝时间：从加水拌和起，到水泥浆
体完全失去可塑性并开始产生强度所需时间。
◆凝结时间的测定
水泥加水制成标准稠度净浆→装模→养护→用
符合GB3350.6规定的仪器进行测定。 ◇测定前的准备工作
调整凝结时间测定仪的试针，当接触玻璃板时， 指针应对准标尺零点。 试针
净浆
试模
0点
◇初凝不得早于45min（≥45min）
◇终凝不的迟于390min（≤6.5h）
8.1.2 影响凝结时间的因素
水泥凝结时间的长短取决于其凝结速度的快 慢，两者成反比关系。
凡是影响水化速度的各种因素，基本上也同 样影响水泥的凝结速度。但水化和凝结又有一 定的差异。
影响水泥凝结速度的主要因素，有熟料矿物 组成、水泥细度、水灰比、温度和外加剂等。
8.1.3 石膏的作用及其适宜掺量的确定
◆石膏的作用
◇可以控制水泥的水化速度、调节水泥 的凝结时间。
◇改善水泥的性能。如提高早期强度， 降低干缩变形，改善耐久性等。
主要作用是调节水泥的凝结时间
●快凝现象
在C3A含量较高，或石膏等缓凝剂掺量过少 时，硅酸盐水泥加水拌和后，C3A迅速反应，很 快生成大量片状的水化铝酸钙（C4AH13），并相 互连接形成松散的网状结构，出现不可逆的固 化现象，又称为“速凝”或“闪凝” 。产生这 种不正常快凝时，浆体迅速放出大量热，温度 急剧上升。
硅酸盐水泥国家标准规定：
◇80μm方孔筛筛余不超过（≤）10%
◇比表面积不小于（≥）300m2/kg
◆水灰比（W/C）
水灰比越大，水化越快，凝结反而变慢。 这是因为加水量过多，颗粒间距增大，水泥浆 体结构不易紧密，网络结构难以形成的缘故。 水灰比过大时，会使水泥石结构中孔隙太多， 降低其强度，故水灰比不宜太大。 适宜的用水量应满足两方面的要求： ◇水泥水化反应 ◇水泥浆体稠度
常凝结。石膏的适宜掺量？
◆影响石膏掺量的因素
◇石膏的种类
各种石膏的溶解度、溶解速度与缓凝作用
石膏种类 化学式
半水石膏 CaSO4·0.5H2O
二水石膏 CaSO4·2H2O
可溶性无水 石膏
天然无水石 膏
CaSO4 ·0.001～ 0.5H2O CaSO4
溶解 相对 度 溶解 (g/L) 速度 6快
8.1.1 基本概念
◆凝结时间的定义 ◇凝结过程
水泥加水拌和成水泥浆体，逐渐失 去流动性、可塑性，形成具有一定强度 的硬化浆体的过程。
凝结过程 初凝
初凝 终凝
终凝
加水
开始失去可塑性
完全失去可塑性
◇凝结时间
水泥从拌水开始到失去流动性，即从可塑性 状态发展到固体状态所需要的时间。
●初凝时间：从加水拌和起，到水泥浆
◇凝结时间的测定
由开始加水至初凝状态时的时间为该水泥的 初凝时间，用小时（h）或分（min）来表示。
初凝状态
2～3mm
◇凝结时间的测定
由开始加水至终凝状态时的时间为该水泥的 终凝时间，用小时（h）或分（min）来表示。
终凝状态
39～39.5mm
◆凝结时间的重要意义
水泥浆体的凝结时间，对于建筑工程的施工具 有十分重要的意义。
◆养护条件
温度升高，水化加快，凝结时间缩 短，反之则凝结时间会延长。
夏季（高温）和冬季（低温）施工时 ，注意采取适当的措施，以保证正常的 凝结时间。
◇保温 ◇增湿
◆外加剂
◇缓凝剂：延长凝结时间 ◇促凝剂：缩短凝结时间 影响水泥的凝结快慢因素是多方面的，最主 要是C3A，因此在水泥生产中通常是掺入适量外 加剂来控制水泥的凝结时间。 石膏是常用的一种缓凝剂。有时，根据需要 也掺入其他调凝外加剂。
2.4 慢
6快
2.1 最慢
相对缓凝 作用
很强烈 较强烈 很强烈
弱
◇熟料中C3A含量
快凝是由C3A造成的，C3A含量是石膏 掺量最主要的影响因素。C3A含量高，石 膏掺量应相应增加，反之则减少。
◇水泥中SO3含量
当水泥中SO3含量较高时，则要相应减 少石膏掺量。
◇水泥细度
相同C3A含量下，当水泥粉磨得较细时，其比 表面积增大，水化加快，则应适当增加石膏掺量。
第8章 硅酸盐水泥的性能
本章学习要点
◆凝结时间 ◆强度 ◆体积变化及水化热 ◆耐久性
8.1 凝结时间
复习相关知识 ◆水泥是一种什么材料？
无机水硬性胶凝材料 ◆水泥的水化、凝结和硬化？
水泥加水拌和, 发生水化反应，浆体逐渐失 去流动性和可塑性。
◇首先形成粘结砂石的可塑性浆体。 ◇最终形成具有机械强度的石状体。
浆体就已变硬。 ◇若终凝时间太长，未产生足够大的强度，则影 响施工的速度。
因此，应有足够长的时间来保证混凝土的搅拌、输送、 浇注、成型等操作的顺利完成；同时还应尽可能短的时间 加快脱模及施工进度，以保证工程的进展。
◆凝结时间的Βιβλιοθήκη Baidu准规定
我国硅酸盐水泥国家标准GB175—99规定：
◇混合材的品种和数量
采用粒化高炉矿渣，且含量较多时，应适当多 掺入些石膏。石膏除了起缓凝剂作用外，还对矿 渣活性起到硫酸盐激发剂的作用。
◇水泥中碱含量
碱含量较高时，其凝结速度加快，石膏掺量也 应适当增加。
◆石膏最佳掺量的确定
◇经验公式计算
石膏掺量可以根据统计经验公式计算。考虑影响石 膏7%掺，量使的用主二要水因石素膏为作水为泥缓中凝剂C3A时，，当水水泥泥中细最度佳在石5膏%～ （以SO3计）掺量计算公式：
●石膏的缓凝机理
水泥中掺加适宜石膏时，Ｃ3Ａ在石膏--石灰的 饱和溶液中，生成溶解度极低的三硫型水化硫铝酸 钙（AFt），又称钙矾石。棱柱状的小晶体生长在水 泥颗粒表面，形成覆盖层或薄膜，阻滞了水分子及 离子的扩散，降低了水化速度，延长了凝结时间， 防止了快凝现象发生。
由图可知，石膏掺量过多或过少都会导致不正
Sc 1.181 0.0925C3A 0.614R 2O
式中 Sc——水泥中最佳SO3掺量，%； C3A——水泥中C3A含量，%； R2O——水泥中R2O，%。
◆矿物组成
◇熟料矿物28天的水化速度大小顺序为：
C3A＞C3S＞C4AF＞C2S ◇水泥的凝结速度既与熟料矿物水化难易有关， 又与各矿物的含量有关。 ◇决定凝结速度的主要矿物为C3A和C3S，快凝 是由C3A造成的，而正常凝结则是受C3S制约的。
◆水泥细度
水泥粉磨越细，其比表面积就越大，晶体 产生扭曲、错位等缺陷越多，水化速度越快， 凝结越迅速；反之凝结越慢。
体开始失去可塑性所需时间。
●终凝时间：从加水拌和起，到水泥浆
体完全失去可塑性并开始产生强度所需时间。
◆凝结时间的测定
水泥加水制成标准稠度净浆→装模→养护→用
符合GB3350.6规定的仪器进行测定。 ◇测定前的准备工作
调整凝结时间测定仪的试针，当接触玻璃板时， 指针应对准标尺零点。 试针
净浆
试模
0点
◇初凝不得早于45min（≥45min）
◇终凝不的迟于390min（≤6.5h）
8.1.2 影响凝结时间的因素
水泥凝结时间的长短取决于其凝结速度的快 慢，两者成反比关系。
凡是影响水化速度的各种因素，基本上也同 样影响水泥的凝结速度。但水化和凝结又有一 定的差异。
影响水泥凝结速度的主要因素，有熟料矿物 组成、水泥细度、水灰比、温度和外加剂等。
8.1.3 石膏的作用及其适宜掺量的确定
◆石膏的作用
◇可以控制水泥的水化速度、调节水泥 的凝结时间。
◇改善水泥的性能。如提高早期强度， 降低干缩变形，改善耐久性等。
主要作用是调节水泥的凝结时间
●快凝现象
在C3A含量较高，或石膏等缓凝剂掺量过少 时，硅酸盐水泥加水拌和后，C3A迅速反应，很 快生成大量片状的水化铝酸钙（C4AH13），并相 互连接形成松散的网状结构，出现不可逆的固 化现象，又称为“速凝”或“闪凝” 。产生这 种不正常快凝时，浆体迅速放出大量热，温度 急剧上升。
硅酸盐水泥国家标准规定：
◇80μm方孔筛筛余不超过（≤）10%
◇比表面积不小于（≥）300m2/kg
◆水灰比（W/C）
水灰比越大，水化越快，凝结反而变慢。 这是因为加水量过多，颗粒间距增大，水泥浆 体结构不易紧密，网络结构难以形成的缘故。 水灰比过大时，会使水泥石结构中孔隙太多， 降低其强度，故水灰比不宜太大。 适宜的用水量应满足两方面的要求： ◇水泥水化反应 ◇水泥浆体稠度
常凝结。石膏的适宜掺量？
◆影响石膏掺量的因素
◇石膏的种类
各种石膏的溶解度、溶解速度与缓凝作用
石膏种类 化学式
半水石膏 CaSO4·0.5H2O
二水石膏 CaSO4·2H2O
可溶性无水 石膏
天然无水石 膏
CaSO4 ·0.001～ 0.5H2O CaSO4
溶解 相对 度 溶解 (g/L) 速度 6快
8.1.1 基本概念
◆凝结时间的定义 ◇凝结过程
水泥加水拌和成水泥浆体，逐渐失 去流动性、可塑性，形成具有一定强度 的硬化浆体的过程。
凝结过程 初凝
初凝 终凝
终凝
加水
开始失去可塑性
完全失去可塑性
◇凝结时间
水泥从拌水开始到失去流动性，即从可塑性 状态发展到固体状态所需要的时间。
●初凝时间：从加水拌和起，到水泥浆
◇凝结时间的测定
由开始加水至初凝状态时的时间为该水泥的 初凝时间，用小时（h）或分（min）来表示。
初凝状态
2～3mm
◇凝结时间的测定
由开始加水至终凝状态时的时间为该水泥的 终凝时间，用小时（h）或分（min）来表示。
终凝状态
39～39.5mm
◆凝结时间的重要意义
水泥浆体的凝结时间，对于建筑工程的施工具 有十分重要的意义。
◆养护条件
温度升高，水化加快，凝结时间缩 短，反之则凝结时间会延长。
夏季（高温）和冬季（低温）施工时 ，注意采取适当的措施，以保证正常的 凝结时间。
◇保温 ◇增湿
◆外加剂
◇缓凝剂：延长凝结时间 ◇促凝剂：缩短凝结时间 影响水泥的凝结快慢因素是多方面的，最主 要是C3A，因此在水泥生产中通常是掺入适量外 加剂来控制水泥的凝结时间。 石膏是常用的一种缓凝剂。有时，根据需要 也掺入其他调凝外加剂。
2.4 慢
6快
2.1 最慢
相对缓凝 作用
很强烈 较强烈 很强烈
弱
◇熟料中C3A含量
快凝是由C3A造成的，C3A含量是石膏 掺量最主要的影响因素。C3A含量高，石 膏掺量应相应增加，反之则减少。
◇水泥中SO3含量
当水泥中SO3含量较高时，则要相应减 少石膏掺量。
◇水泥细度
相同C3A含量下，当水泥粉磨得较细时，其比 表面积增大，水化加快，则应适当增加石膏掺量。
第8章 硅酸盐水泥的性能
本章学习要点
◆凝结时间 ◆强度 ◆体积变化及水化热 ◆耐久性
8.1 凝结时间
复习相关知识 ◆水泥是一种什么材料？
无机水硬性胶凝材料 ◆水泥的水化、凝结和硬化？
水泥加水拌和, 发生水化反应，浆体逐渐失 去流动性和可塑性。
◇首先形成粘结砂石的可塑性浆体。 ◇最终形成具有机械强度的石状体。