土木工程材料第5章水泥
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
状态的变化，即水泥浆失去流动性而具有一定的强度。 水泥的硬化是指凝结的水泥浆体固化后所建立的网
状结构具有一定的机械强度，并不断发展的过程。 水泥的凝结硬化大致可划分为以下四个阶段：
P54图5-2为硅酸盐水泥凝结硬化过程示意图。
18
图5-2
19
❖水泥凝结硬化过程的各个阶段不是彼此截然分开， 而是交错进行的。
23
（4）环境温度和湿度 水泥水化反应速度随温度的升高而加快。当温
度低于00C时，水结冰，水泥石结构会破坏。 水的存在是水泥水化反应的必要条件。当环境
湿度十分干燥时，水泥中的水分将很快蒸发，以致 水泥不能充分水化，硬化也将停止；反之，水泥的 水化将得以充分进行，强度正常增长。
保持环境足够的温度和湿度，使水泥石强度不 断增长的措施，称为水泥的养护。
适量的石膏以及规定的混合材料制成的水硬性胶凝 材料。
2.分类及代号： P、P、PO、PP、PSA、PSB、PF、PC。
6
表5-1 通用硅酸盐水泥的品种、代号和组成 （P50）
品种
代号 熟料+石膏
矿渣
组分 火山灰
粉煤灰 石灰石
PI
100
—
—
——
硅酸盐水泥
≥95
≤5
PⅡ
≥95
—
—
——
—
— ≤5
普通水泥 PO ≥80且95
主要是石灰质原料和粘土质原料两类。 ➢ 石灰质原料：如石灰石、白垩等，主要提供CaO， ➢ 粘土质原料：如粘土、粘土质页岩等，主要提供
SiO2、 Al2O3、Fe2O3 。 有时两种原料化学组成不能满足要求，还要加
入少量校正原料(如铁矿粉等)调整。
8
生产工艺概述： 硅酸盐水泥的生产工艺可概括为三个阶段： ➢生料配制、磨细：以石灰石、粘土和铁矿粉为主要 原料，将其按一定比例配制、磨细，制得具有适当 化学成分、质量均匀的生料。 ➢熟料煅烧：将生料在水泥窑内经1450℃高温煅烧至 部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥 熟料。 ➢水泥制成：将熟料加适量石膏和0～5％的石灰石或 粒化高炉矿渣共同磨细得到硅酸盐水泥。
② 石膏掺量过多。 当石膏掺量过多时，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，从而导致水泥石开裂。
国标规定：通用硅酸盐水泥的体积安定性用“沸煮法” 检验必须合格。
34
⑶、强度与强度等级 强度是水泥技术要求中最基本的指标，它直接反映了水
泥的质量水平和使用价值。 水泥的强度越高，其胶结能力也越大。硅酸盐水泥的强
第5章 水 泥
1
主要内主容 要内容
5.1 通用硅酸盐水泥 1、硅酸盐水泥的组成、水化过程、 凝结硬化过程、技术性质特点及应用； 2、掺加混合料的硅酸盐水泥 5.2 特种水泥和专用水泥
2
学习目标 学习目标
熟悉硅酸盐水泥的组成； 了解其水化过程、凝结硬化过程； 掌握硅酸盐水泥的性能与特点及在 施工中正确选用水泥。
2 ( 3 C S 2 a ) 6 i H 2 O O O 3 C 2 S a 2 3 H i 2 O O 3 C ( O ) 2 a
硅酸三钙
（2）硅酸二钙水化
水化硅酸钙 氢氧化钙
2 ( 2 C S 2 a ) 4 i H 2 O O O 3 C 2 S a 2 3 H i 2 O O 3 C ( O ) 2 a
❖防治措施：首先，对大体积的混凝土工程宜选用低 水化热，即C3A和C3S的含量较低的水泥。其次，水 泥用量及水灰比也需适当控制。
28
29
5.1.3 硅酸盐水泥的技术性质
1、化学指标 （教材P56表5-4） ⑴不溶物：是指经酸、碱处理后所得的残渣，经高温灼烧所 剩余的物质。不溶物对水泥质量有不良影响。Ⅰ型硅酸盐水 泥不得超过0.75%，Ⅱ型不得超过1.5%。 ⑵烧失量：是指水泥在950-10000C温度下15-20 min的质量 减少率。Ⅰ型硅酸盐水泥不得超过3%，Ⅱ型不得超过3.5%； ⑶三氧化硫含量：三氧化硫是添加石膏时带入的成分，水泥 中过量的三氧化硫会与铝酸三钙形成较多的钙矾石，造成体 积膨胀，危害安定性。是不得超过3.5%； ⑷氧化镁含量：氧化镁水化速度慢，水化产物是氢氧化镁， 体积膨胀，如果过多，会造成水泥石的开裂。不宜超过5%； ⑸氯离子含量：氯离子会加速钢筋腐蚀，不宜超过0.06% 。
硅酸二钙
水化硅酸钙 氢氧化钙
14
（3）铝酸三钙水化
3 C A a 2 O 3 6 l O H 2 O 3 C A a 2 O 3 6 l O H 2 O
铝酸三钙
水化铝酸钙
（4）铁铝酸四钙水化
4 C A 2 O a 3 F 2 O l 3 O 7 H e 2 O 3 C A 2 O a 3 6 H 2 l O O C F 2 O a 3 H 2 O e
水泥的硬化期可以延续至很长时间，但28天基 本表现出大部分强度。 只要温度、湿度适合且无外 界腐蚀，水泥强度在几年、甚至几十年后还能继续 增长。
实际上，水泥的水化过程很慢，较粗水泥颗粒 的内部很难完全水化。因此，硬化后的水泥石是由 晶体、胶体、未完全水化颗粒、游离水及气孔等组 成的不均质体。
20
4、影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素 （１）矿物组成
铁铝酸四钙
水化铝酸钙
水化铁酸钙
15
各种熟料矿物的特性
性能指标
水化速率 凝结硬化速率
放热量 强度 干缩
熟料矿物
C3S
C2S
C3A
C4AF
快
慢
最快 快，仅次于C3A
快
慢
快
快
多
少
最多
中
高
早期低 后期高
低
较低
中
中
大
小
表中所列各种矿物的放热量和强度，是指全部放热量和最终强16度。
17
2、硅酸盐水泥的凝结硬化 水泥的凝结是指水泥加水拌合后从流动状态到固体
24
（5）龄期（养护时间）
水泥的凝结硬化是随时间延长而渐进的过程， 随着养护龄期增长，水化产ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ不断积累，水泥石结 构趋于致密，强度不断增长。所以水泥石养护时间 越长，强度越高。一般在28天内强度发展最快，28 天后显著减慢。
（6）石膏掺量 水泥中掺入石膏，可调节水泥凝结硬化的速
度。掺量约占水泥重量的3～5%，具体掺量通过试 验确定。
9
硅酸盐水泥生产工艺可概括为“两磨一烧”。
石灰质原料
粘土质原料 铁矿石
按比例配合 磨细
生料
1450℃ 煅烧
熟料
水泥
磨细
石膏和混合材料
图5-1 水泥生产流程图
加入石膏是为了延缓水泥的凝结时间，满足使用要求； 加入混合材料是为了改善其品种和性能，扩大使用范围。 10
石膏作用
加入石膏是为了延缓水泥的凝结时间，满足使用要求； 加入混合材料是为了改善其品种和性能，扩大使用范围。
28d
17.0
42.5
22.0
42.5
23.0
52.5
27.0
30
5.1.3 硅酸盐水泥的技术性质
1、物理指标 ⑴凝结时间： ⑵体积安定性： ⑶强度及强度等级 ⑷细度（选择性指标）
31
⑴凝结时间
水泥从加水时至水泥浆失去可塑性所需的时间。凝结 时间分初凝时间和终凝时间。 • 初凝时间：从水泥加水至水泥浆开始失去可塑性所经 历的时间； • 终凝时间：从水泥加水至水泥浆完全失去可塑性所经 历的时间。 水泥全部加入水中 开始失去可塑性 完全失去可塑性
和早强型（或称R型）两个型号。早强型水泥3d的抗压强度较
同强度等级的普通型强度提高10%～24%；早强型水泥的3d抗压
强度可达28d抗压强度的50%。
35
硅酸盐水泥强度标准（GB175－2007）（P58表5-5）
品种
强度等级
硅酸盐水泥
42.5 42.5R
52.5 52.5R
抗压强度(MPa)
3d
化学成分
缩写符号 含量
硅酸三钙
3CaO·SiO2
硅酸二钙
2CaO·SiO2
铝酸三钙
3CaO·Al2O3
铁铝酸四钙 4CaO·Al2O3·Fe2O3
C3S C2S C3A C4AF
50％～60％ 15％～37％ 7％～15％ 10％～18％
13
5.1.2硅酸盐水泥的水化与硬化 1、硅酸盐水泥熟料矿物的水化 （1）硅酸三钙水化
11
4.硅酸盐水泥熟料组成：
是以硅酸盐为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。其组成：
CaO
3CaO·SiO2
生料 800℃左右
分解反应
SiO2 Al2O3
800～ 1450℃
化合反应
Fe2O3
2CaO·SiO2 3 CaO ·Al2O3 4CaO·Al2O3·Fe2O3
12
硅酸盐水泥熟料的矿物组成
矿物名称
体积变化，则会在建筑物内部产生破坏应力，导致建筑物 的强度降低。
若破坏应力发展到超过建筑物的强度，则会引起建 筑物开裂、崩塌等严重质量事故，这种现象称为水泥的 体积安定性不良。
33
•引起水泥体积安定性不良的原因是： ① 水泥中含有过多的游离CaO 和 MgO。熟料中所含
游离CaO或MgO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(OH)2晶体，这时体积膨胀 97%以上，从而导致不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。
愈细，水泥颗粒平均粒径小，比表面积大， 水化时与水的接触面大，水化速度快，相 应地水泥凝结硬化速度就快，早期强度就 高。
22
（3）拌和用水量 水泥浆的水灰比是指水泥浆中水与水泥的质量
之比。当水泥浆中加水较多时，水灰比较大，此时 水泥的初期水化反应得以充分进行；但是水泥颗粒 间原来被水隔开的距离较远，颗粒间相互连接形成 骨架结构所需的凝结时间长，所以水泥浆凝结较慢。 ❖ 水泥浆的水灰比较大时，多余的水分蒸发后形 成的孔隙较多, 造成水泥石的强度较低，因此水泥 浆的水灰比过大时，会明显降低水泥石的强度。
初凝时间
终凝时间
标准规定：硅酸盐水泥初凝时间≥45min，终凝时间≤ 390min。32
⑵水泥的体积安定性
水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性，即水泥
硬化浆体能保持一定的形状，具有不开裂、不变形、不溃 散的性质。
如果这种体积变化是轻微的均匀的，则对建筑物的质 量没什么影响，但是如果混凝土硬化后，由于水泥中某些 有害成分的作用，在水泥石内部产生了剧烈的、不均匀的
不同矿物成分和水起反应时所表现出来的特点 是不同的，如C3A水化速率最快，放热量最大而强度 不高；C2S水化速率最慢，放热量最少，早期强度低， 后期强度增长迅速等。因此，改变水泥的矿物组成， 其凝结硬化情况将产生明显变化。水泥的矿物组成 是影响水泥凝结硬化的最重要的因素。
21
（2）水泥的细度 在矿物组成相同的条件下，水泥磨得
3
水泥的定义和分类
➢ 水泥是一种细磨成粉末状，加入适量水后成为可塑 性的浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化， 并能将砂、石等材料牢固地胶结成具有一定强度的 整体的水硬性胶凝材料。
➢ 按用途和性能分类
用于一般土木建筑工程中的水泥，如硅酸 盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等；
具有专门用途水泥 ，如道路水泥等、砌筑 水泥、大坝水泥等；
25
挡墙开裂与水泥的选用
❖ 现象：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： C2S： C3A： C4AF：
61％ ； 14％ 14％； 11％
26
27
❖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，且在浇注混凝土中， 混凝土的整体温度高，以后混凝土温度随环境温度 下降，混凝土产生冷缩，造成混凝土贯穿型的纵向 裂缝。
>5且≤20a
—
矿渣硅酸盐 PSA ≥50且80 >20且≤50b
—
水泥 PSB ≥30且50 >50且≤70b
—
—— ——
火山灰水泥 PP ≥60且80
—
>20且 ≤40c
——
粉煤灰水泥 PF ≥60且80
—
—
>20且 ≤40d
—
复合水泥 PC ≥50且80
>20且≤50e
7
3.硅酸盐水泥的生产 ➢ 生产原料
度主要取决于熟料的矿物组成和水泥的细度，此外还与水灰 比、试验方法、试验条件、养护龄期等因素有关。
水泥强度等级：
按规定龄期抗压强度和抗折强度来划分，分为42.5、
42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个强度等级。硅酸盐水
泥各龄期强度不低于下表。
为提高水泥早期强度，我国现行标准将水泥分为普通型
某种性能比较突出的水泥，如快硬硅酸盐
水泥、中、低热水泥，白色硅酸盐水泥、
膨胀水泥、抗硫酸盐水泥等。
4
➢按其化学成分类
虽然水泥品种繁多，分类方法各异，但我国水泥 产量的90%左右属以硅酸盐为主要水硬性硅酸盐水泥。
5
5.1 通用硅酸盐水泥
5.1.1通用硅酸盐水泥的生产与组成 1.通用硅酸盐水泥的定义：是以硅酸盐水泥熟料、
状结构具有一定的机械强度，并不断发展的过程。 水泥的凝结硬化大致可划分为以下四个阶段：
P54图5-2为硅酸盐水泥凝结硬化过程示意图。
18
图5-2
19
❖水泥凝结硬化过程的各个阶段不是彼此截然分开， 而是交错进行的。
23
（4）环境温度和湿度 水泥水化反应速度随温度的升高而加快。当温
度低于00C时，水结冰，水泥石结构会破坏。 水的存在是水泥水化反应的必要条件。当环境
湿度十分干燥时，水泥中的水分将很快蒸发，以致 水泥不能充分水化，硬化也将停止；反之，水泥的 水化将得以充分进行，强度正常增长。
保持环境足够的温度和湿度，使水泥石强度不 断增长的措施，称为水泥的养护。
适量的石膏以及规定的混合材料制成的水硬性胶凝 材料。
2.分类及代号： P、P、PO、PP、PSA、PSB、PF、PC。
6
表5-1 通用硅酸盐水泥的品种、代号和组成 （P50）
品种
代号 熟料+石膏
矿渣
组分 火山灰
粉煤灰 石灰石
PI
100
—
—
——
硅酸盐水泥
≥95
≤5
PⅡ
≥95
—
—
——
—
— ≤5
普通水泥 PO ≥80且95
主要是石灰质原料和粘土质原料两类。 ➢ 石灰质原料：如石灰石、白垩等，主要提供CaO， ➢ 粘土质原料：如粘土、粘土质页岩等，主要提供
SiO2、 Al2O3、Fe2O3 。 有时两种原料化学组成不能满足要求，还要加
入少量校正原料(如铁矿粉等)调整。
8
生产工艺概述： 硅酸盐水泥的生产工艺可概括为三个阶段： ➢生料配制、磨细：以石灰石、粘土和铁矿粉为主要 原料，将其按一定比例配制、磨细，制得具有适当 化学成分、质量均匀的生料。 ➢熟料煅烧：将生料在水泥窑内经1450℃高温煅烧至 部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥 熟料。 ➢水泥制成：将熟料加适量石膏和0～5％的石灰石或 粒化高炉矿渣共同磨细得到硅酸盐水泥。
② 石膏掺量过多。 当石膏掺量过多时，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，从而导致水泥石开裂。
国标规定：通用硅酸盐水泥的体积安定性用“沸煮法” 检验必须合格。
34
⑶、强度与强度等级 强度是水泥技术要求中最基本的指标，它直接反映了水
泥的质量水平和使用价值。 水泥的强度越高，其胶结能力也越大。硅酸盐水泥的强
第5章 水 泥
1
主要内主容 要内容
5.1 通用硅酸盐水泥 1、硅酸盐水泥的组成、水化过程、 凝结硬化过程、技术性质特点及应用； 2、掺加混合料的硅酸盐水泥 5.2 特种水泥和专用水泥
2
学习目标 学习目标
熟悉硅酸盐水泥的组成； 了解其水化过程、凝结硬化过程； 掌握硅酸盐水泥的性能与特点及在 施工中正确选用水泥。
2 ( 3 C S 2 a ) 6 i H 2 O O O 3 C 2 S a 2 3 H i 2 O O 3 C ( O ) 2 a
硅酸三钙
（2）硅酸二钙水化
水化硅酸钙 氢氧化钙
2 ( 2 C S 2 a ) 4 i H 2 O O O 3 C 2 S a 2 3 H i 2 O O 3 C ( O ) 2 a
❖防治措施：首先，对大体积的混凝土工程宜选用低 水化热，即C3A和C3S的含量较低的水泥。其次，水 泥用量及水灰比也需适当控制。
28
29
5.1.3 硅酸盐水泥的技术性质
1、化学指标 （教材P56表5-4） ⑴不溶物：是指经酸、碱处理后所得的残渣，经高温灼烧所 剩余的物质。不溶物对水泥质量有不良影响。Ⅰ型硅酸盐水 泥不得超过0.75%，Ⅱ型不得超过1.5%。 ⑵烧失量：是指水泥在950-10000C温度下15-20 min的质量 减少率。Ⅰ型硅酸盐水泥不得超过3%，Ⅱ型不得超过3.5%； ⑶三氧化硫含量：三氧化硫是添加石膏时带入的成分，水泥 中过量的三氧化硫会与铝酸三钙形成较多的钙矾石，造成体 积膨胀，危害安定性。是不得超过3.5%； ⑷氧化镁含量：氧化镁水化速度慢，水化产物是氢氧化镁， 体积膨胀，如果过多，会造成水泥石的开裂。不宜超过5%； ⑸氯离子含量：氯离子会加速钢筋腐蚀，不宜超过0.06% 。
硅酸二钙
水化硅酸钙 氢氧化钙
14
（3）铝酸三钙水化
3 C A a 2 O 3 6 l O H 2 O 3 C A a 2 O 3 6 l O H 2 O
铝酸三钙
水化铝酸钙
（4）铁铝酸四钙水化
4 C A 2 O a 3 F 2 O l 3 O 7 H e 2 O 3 C A 2 O a 3 6 H 2 l O O C F 2 O a 3 H 2 O e
水泥的硬化期可以延续至很长时间，但28天基 本表现出大部分强度。 只要温度、湿度适合且无外 界腐蚀，水泥强度在几年、甚至几十年后还能继续 增长。
实际上，水泥的水化过程很慢，较粗水泥颗粒 的内部很难完全水化。因此，硬化后的水泥石是由 晶体、胶体、未完全水化颗粒、游离水及气孔等组 成的不均质体。
20
4、影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素 （１）矿物组成
铁铝酸四钙
水化铝酸钙
水化铁酸钙
15
各种熟料矿物的特性
性能指标
水化速率 凝结硬化速率
放热量 强度 干缩
熟料矿物
C3S
C2S
C3A
C4AF
快
慢
最快 快，仅次于C3A
快
慢
快
快
多
少
最多
中
高
早期低 后期高
低
较低
中
中
大
小
表中所列各种矿物的放热量和强度，是指全部放热量和最终强16度。
17
2、硅酸盐水泥的凝结硬化 水泥的凝结是指水泥加水拌合后从流动状态到固体
24
（5）龄期（养护时间）
水泥的凝结硬化是随时间延长而渐进的过程， 随着养护龄期增长，水化产ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ不断积累，水泥石结 构趋于致密，强度不断增长。所以水泥石养护时间 越长，强度越高。一般在28天内强度发展最快，28 天后显著减慢。
（6）石膏掺量 水泥中掺入石膏，可调节水泥凝结硬化的速
度。掺量约占水泥重量的3～5%，具体掺量通过试 验确定。
9
硅酸盐水泥生产工艺可概括为“两磨一烧”。
石灰质原料
粘土质原料 铁矿石
按比例配合 磨细
生料
1450℃ 煅烧
熟料
水泥
磨细
石膏和混合材料
图5-1 水泥生产流程图
加入石膏是为了延缓水泥的凝结时间，满足使用要求； 加入混合材料是为了改善其品种和性能，扩大使用范围。 10
石膏作用
加入石膏是为了延缓水泥的凝结时间，满足使用要求； 加入混合材料是为了改善其品种和性能，扩大使用范围。
28d
17.0
42.5
22.0
42.5
23.0
52.5
27.0
30
5.1.3 硅酸盐水泥的技术性质
1、物理指标 ⑴凝结时间： ⑵体积安定性： ⑶强度及强度等级 ⑷细度（选择性指标）
31
⑴凝结时间
水泥从加水时至水泥浆失去可塑性所需的时间。凝结 时间分初凝时间和终凝时间。 • 初凝时间：从水泥加水至水泥浆开始失去可塑性所经 历的时间； • 终凝时间：从水泥加水至水泥浆完全失去可塑性所经 历的时间。 水泥全部加入水中 开始失去可塑性 完全失去可塑性
和早强型（或称R型）两个型号。早强型水泥3d的抗压强度较
同强度等级的普通型强度提高10%～24%；早强型水泥的3d抗压
强度可达28d抗压强度的50%。
35
硅酸盐水泥强度标准（GB175－2007）（P58表5-5）
品种
强度等级
硅酸盐水泥
42.5 42.5R
52.5 52.5R
抗压强度(MPa)
3d
化学成分
缩写符号 含量
硅酸三钙
3CaO·SiO2
硅酸二钙
2CaO·SiO2
铝酸三钙
3CaO·Al2O3
铁铝酸四钙 4CaO·Al2O3·Fe2O3
C3S C2S C3A C4AF
50％～60％ 15％～37％ 7％～15％ 10％～18％
13
5.1.2硅酸盐水泥的水化与硬化 1、硅酸盐水泥熟料矿物的水化 （1）硅酸三钙水化
11
4.硅酸盐水泥熟料组成：
是以硅酸盐为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。其组成：
CaO
3CaO·SiO2
生料 800℃左右
分解反应
SiO2 Al2O3
800～ 1450℃
化合反应
Fe2O3
2CaO·SiO2 3 CaO ·Al2O3 4CaO·Al2O3·Fe2O3
12
硅酸盐水泥熟料的矿物组成
矿物名称
体积变化，则会在建筑物内部产生破坏应力，导致建筑物 的强度降低。
若破坏应力发展到超过建筑物的强度，则会引起建 筑物开裂、崩塌等严重质量事故，这种现象称为水泥的 体积安定性不良。
33
•引起水泥体积安定性不良的原因是： ① 水泥中含有过多的游离CaO 和 MgO。熟料中所含
游离CaO或MgO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(OH)2晶体，这时体积膨胀 97%以上，从而导致不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。
愈细，水泥颗粒平均粒径小，比表面积大， 水化时与水的接触面大，水化速度快，相 应地水泥凝结硬化速度就快，早期强度就 高。
22
（3）拌和用水量 水泥浆的水灰比是指水泥浆中水与水泥的质量
之比。当水泥浆中加水较多时，水灰比较大，此时 水泥的初期水化反应得以充分进行；但是水泥颗粒 间原来被水隔开的距离较远，颗粒间相互连接形成 骨架结构所需的凝结时间长，所以水泥浆凝结较慢。 ❖ 水泥浆的水灰比较大时，多余的水分蒸发后形 成的孔隙较多, 造成水泥石的强度较低，因此水泥 浆的水灰比过大时，会明显降低水泥石的强度。
初凝时间
终凝时间
标准规定：硅酸盐水泥初凝时间≥45min，终凝时间≤ 390min。32
⑵水泥的体积安定性
水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性，即水泥
硬化浆体能保持一定的形状，具有不开裂、不变形、不溃 散的性质。
如果这种体积变化是轻微的均匀的，则对建筑物的质 量没什么影响，但是如果混凝土硬化后，由于水泥中某些 有害成分的作用，在水泥石内部产生了剧烈的、不均匀的
不同矿物成分和水起反应时所表现出来的特点 是不同的，如C3A水化速率最快，放热量最大而强度 不高；C2S水化速率最慢，放热量最少，早期强度低， 后期强度增长迅速等。因此，改变水泥的矿物组成， 其凝结硬化情况将产生明显变化。水泥的矿物组成 是影响水泥凝结硬化的最重要的因素。
21
（2）水泥的细度 在矿物组成相同的条件下，水泥磨得
3
水泥的定义和分类
➢ 水泥是一种细磨成粉末状，加入适量水后成为可塑 性的浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化， 并能将砂、石等材料牢固地胶结成具有一定强度的 整体的水硬性胶凝材料。
➢ 按用途和性能分类
用于一般土木建筑工程中的水泥，如硅酸 盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等；
具有专门用途水泥 ，如道路水泥等、砌筑 水泥、大坝水泥等；
25
挡墙开裂与水泥的选用
❖ 现象：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： C2S： C3A： C4AF：
61％ ； 14％ 14％； 11％
26
27
❖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，且在浇注混凝土中， 混凝土的整体温度高，以后混凝土温度随环境温度 下降，混凝土产生冷缩，造成混凝土贯穿型的纵向 裂缝。
>5且≤20a
—
矿渣硅酸盐 PSA ≥50且80 >20且≤50b
—
水泥 PSB ≥30且50 >50且≤70b
—
—— ——
火山灰水泥 PP ≥60且80
—
>20且 ≤40c
——
粉煤灰水泥 PF ≥60且80
—
—
>20且 ≤40d
—
复合水泥 PC ≥50且80
>20且≤50e
7
3.硅酸盐水泥的生产 ➢ 生产原料
度主要取决于熟料的矿物组成和水泥的细度，此外还与水灰 比、试验方法、试验条件、养护龄期等因素有关。
水泥强度等级：
按规定龄期抗压强度和抗折强度来划分，分为42.5、
42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个强度等级。硅酸盐水
泥各龄期强度不低于下表。
为提高水泥早期强度，我国现行标准将水泥分为普通型
某种性能比较突出的水泥，如快硬硅酸盐
水泥、中、低热水泥，白色硅酸盐水泥、
膨胀水泥、抗硫酸盐水泥等。
4
➢按其化学成分类
虽然水泥品种繁多，分类方法各异，但我国水泥 产量的90%左右属以硅酸盐为主要水硬性硅酸盐水泥。
5
5.1 通用硅酸盐水泥
5.1.1通用硅酸盐水泥的生产与组成 1.通用硅酸盐水泥的定义：是以硅酸盐水泥熟料、