建筑材料 第三章
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§ 3.2 硅酸盐水泥
3.2.3 硅酸盐水泥的技术性质
根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）对硅酸盐水泥技 术要求有细度、凝结时间、安定性和强度等。
2.凝结时间
水泥的凝结时间分为初凝和终凝 初凝：水泥加水拌和起至标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间； 终凝：水泥加水拌和起至标准稠度净浆完全失去可塑性并开始产生强度所 需的时间 硅酸盐水泥标准规定，初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h 工程意义：初凝不宜过快是为了保证有足够的时间在初凝之前完成混凝土 成型等各工序的操作；终凝不宜过迟是为了使混凝土在浇捣完毕后能尽早 完成凝结硬化，产生强度，以利于下道工序的及早进行。
抗压强度（MPa） 3d 28d 17.0 42.5 22.0 42.5 23.0 52.5 27.0 52.5 28.0 62.5 32.0 62.5
抗折强度（MPa） 3d 28d 3.5 6.5 4.0 6.5 4.0 7.0 5.0 7.0 5.0 8.0 5.5 8.0
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§ 3.2 硅酸盐水泥
§ 3.2 硅酸盐水泥
3.2.3 硅酸盐水泥的技术性质
根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）对硅酸盐水泥技 术要求有细度、凝结时间、安定性和强度等。
4.强度及强度等级 水泥的强度是评定其质量的重要指标，也是划分水泥强度等级的依据。
强度测定方法：国家标准规定，将水泥和标准砂按1：3.0混合，加入规定数
4CaO Al 2 O3 12 H 2O 3CaSO 4 20 H 2O 3CaO Al 2 O3 3CaSO 4 31H 2O Ca (OH ) 2 3CaO Al 2 O3 3CaSO 4 31H 2O Ca (OH ) 2
（水泥杆菌） 6
§ 3.2 硅酸盐水泥
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§ 3.2 硅酸盐水泥
3.2.3 硅酸盐水泥的技术性质
根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）对硅酸盐水泥技 术要求有细度、凝结时间、安定性和强度等。
3.体积安定性
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。
安定性不良的危害：水泥体积安定性不良会使水泥制品、混凝土构件产 生膨胀性裂缝，降低建筑物质量 ，甚至引起严重工程事故。因此体积安定 性不合格的水泥作废品处理。 安定性不良的原因：水泥熟料矿物组成中含有过多的游离氧化钙或游离 氧化镁，以及水泥粉磨时所掺石膏超量等所致。熟料中所含的游离氧化钙 或游离氧化镁都是在高温下生成的，属过烧石灰，水化很慢，它要在水泥 凝结硬化后才慢慢开始水化。水化时产生体积膨胀，从而引起不均匀的体 2 积变化而使硬化水泥石开裂。
Ca(OH) 2 CO2 H 2 O CaCO 3 2H2 O
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§ 3.2 硅酸盐水泥
3.2.4 水泥石的腐蚀与防止
ຫໍສະໝຸດ Baidu
3.酸类腐蚀 （1）碳酸腐蚀
雨水及地下水中常溶有较多的二氧化碳，形成了碳酸。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：
CO2 H2 O CaCO3 Ca(HCO 3) 2
3.2.3 硅酸盐水泥的技术性质
根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）对硅酸盐水泥技 术要求有细度、凝结时间、安定性和强度等。
5.碱含量：水泥中碱含量按Na2O＋0.653K2O计算值来表示
具体质量规定：GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》
6.水化热
定义：水泥在水化过程中放出的热称为水泥的水化热
3.2.4 水泥石的腐蚀与防止
（2）镁盐的腐蚀
氯化镁、硫酸镁与氢氧化钙反应生成氢氧化镁、溶于水的氯化钙以及引起硫酸盐 的破坏作用的二水石膏。氢氧化镁是一种松软又无胶凝能力的物质。因此，硫酸镁对 水泥石起镁盐和硫酸盐的双重腐蚀作用。
MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO4· 2H2O+Mg(OH)2 MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2
量的水(水灰比0.50)，并按规定的方法制成40mm×40mm×160mm的试件，在标准温度 (20士1℃)的水中养护，分别测定其3d和28d的抗压强度和抗折强度。
强度等级：根据测定结果,将硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5
和62.5R等六个强度等级。水泥按3d强度又分为普通型和早强型两种类型，其中有代 号R者为早强型水泥。
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§ 3.2 硅酸盐水泥
3.2.3 硅酸盐水泥的技术性质
根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）对硅酸盐水泥技 术要求有细度、凝结时间、安定性和强度等。
表3-7 硅酸盐水泥各龄期的强度要求（GB175-1999）
强度 等级 42.5 42.5R 52.5 52.5R 62.5 62.5R
测定方法：直接法和溶解热法。
水化热对大体积混凝土是有害因素。在水利工程的大体积混凝土施工中，由于
温度应力的存在，会引起水泥石的开裂。对工程施工有害，须采用中、低热水泥。
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§ 3.2 硅酸盐水泥
3.2.4 水泥石的腐蚀与防止
1.软水的侵蚀（溶出性侵蚀）
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。
2.盐类腐蚀
（1）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中时，会与水泥石中的氢氧化钙 反应生成硫酸钙，硫酸钙再与水泥石中的水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸 钙（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 4CaO Al 2 O3 12 H 2O 3CaSO 4 20 H 2O 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。
3.2.3 硅酸盐水泥的技术性质
根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）对硅酸盐水泥技 术要求有细度、凝结时间、安定性和强度等。
2.凝结时间
水泥的凝结时间分为初凝和终凝 初凝：水泥加水拌和起至标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间； 终凝：水泥加水拌和起至标准稠度净浆完全失去可塑性并开始产生强度所 需的时间 硅酸盐水泥标准规定，初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h 工程意义：初凝不宜过快是为了保证有足够的时间在初凝之前完成混凝土 成型等各工序的操作；终凝不宜过迟是为了使混凝土在浇捣完毕后能尽早 完成凝结硬化，产生强度，以利于下道工序的及早进行。
抗压强度（MPa） 3d 28d 17.0 42.5 22.0 42.5 23.0 52.5 27.0 52.5 28.0 62.5 32.0 62.5
抗折强度（MPa） 3d 28d 3.5 6.5 4.0 6.5 4.0 7.0 5.0 7.0 5.0 8.0 5.5 8.0
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§ 3.2 硅酸盐水泥
§ 3.2 硅酸盐水泥
3.2.3 硅酸盐水泥的技术性质
根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）对硅酸盐水泥技 术要求有细度、凝结时间、安定性和强度等。
4.强度及强度等级 水泥的强度是评定其质量的重要指标，也是划分水泥强度等级的依据。
强度测定方法：国家标准规定，将水泥和标准砂按1：3.0混合，加入规定数
4CaO Al 2 O3 12 H 2O 3CaSO 4 20 H 2O 3CaO Al 2 O3 3CaSO 4 31H 2O Ca (OH ) 2 3CaO Al 2 O3 3CaSO 4 31H 2O Ca (OH ) 2
（水泥杆菌） 6
§ 3.2 硅酸盐水泥
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§ 3.2 硅酸盐水泥
3.2.3 硅酸盐水泥的技术性质
根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）对硅酸盐水泥技 术要求有细度、凝结时间、安定性和强度等。
3.体积安定性
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。
安定性不良的危害：水泥体积安定性不良会使水泥制品、混凝土构件产 生膨胀性裂缝，降低建筑物质量 ，甚至引起严重工程事故。因此体积安定 性不合格的水泥作废品处理。 安定性不良的原因：水泥熟料矿物组成中含有过多的游离氧化钙或游离 氧化镁，以及水泥粉磨时所掺石膏超量等所致。熟料中所含的游离氧化钙 或游离氧化镁都是在高温下生成的，属过烧石灰，水化很慢，它要在水泥 凝结硬化后才慢慢开始水化。水化时产生体积膨胀，从而引起不均匀的体 2 积变化而使硬化水泥石开裂。
Ca(OH) 2 CO2 H 2 O CaCO 3 2H2 O
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§ 3.2 硅酸盐水泥
3.2.4 水泥石的腐蚀与防止
ຫໍສະໝຸດ Baidu
3.酸类腐蚀 （1）碳酸腐蚀
雨水及地下水中常溶有较多的二氧化碳，形成了碳酸。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：
CO2 H2 O CaCO3 Ca(HCO 3) 2
3.2.3 硅酸盐水泥的技术性质
根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）对硅酸盐水泥技 术要求有细度、凝结时间、安定性和强度等。
5.碱含量：水泥中碱含量按Na2O＋0.653K2O计算值来表示
具体质量规定：GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》
6.水化热
定义：水泥在水化过程中放出的热称为水泥的水化热
3.2.4 水泥石的腐蚀与防止
（2）镁盐的腐蚀
氯化镁、硫酸镁与氢氧化钙反应生成氢氧化镁、溶于水的氯化钙以及引起硫酸盐 的破坏作用的二水石膏。氢氧化镁是一种松软又无胶凝能力的物质。因此，硫酸镁对 水泥石起镁盐和硫酸盐的双重腐蚀作用。
MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO4· 2H2O+Mg(OH)2 MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2
量的水(水灰比0.50)，并按规定的方法制成40mm×40mm×160mm的试件，在标准温度 (20士1℃)的水中养护，分别测定其3d和28d的抗压强度和抗折强度。
强度等级：根据测定结果,将硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5
和62.5R等六个强度等级。水泥按3d强度又分为普通型和早强型两种类型，其中有代 号R者为早强型水泥。
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§ 3.2 硅酸盐水泥
3.2.3 硅酸盐水泥的技术性质
根据国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）对硅酸盐水泥技 术要求有细度、凝结时间、安定性和强度等。
表3-7 硅酸盐水泥各龄期的强度要求（GB175-1999）
强度 等级 42.5 42.5R 52.5 52.5R 62.5 62.5R
测定方法：直接法和溶解热法。
水化热对大体积混凝土是有害因素。在水利工程的大体积混凝土施工中，由于
温度应力的存在，会引起水泥石的开裂。对工程施工有害，须采用中、低热水泥。
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§ 3.2 硅酸盐水泥
3.2.4 水泥石的腐蚀与防止
1.软水的侵蚀（溶出性侵蚀）
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。
2.盐类腐蚀
（1）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中时，会与水泥石中的氢氧化钙 反应生成硫酸钙，硫酸钙再与水泥石中的水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸 钙（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 4CaO Al 2 O3 12 H 2O 3CaSO 4 20 H 2O 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。