第八章硅酸盐水泥的性能
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• 初凝:水泥浆体失去流动性和部分可塑性,开始凝 结.
• 终凝:水泥浆体逐渐硬化,完全失去可塑性,并具有 一定的机械强度,能抵抗一定的外来压力.
凝结过程
初凝 终凝
初凝
终凝
加水
源自文库开始失去可塑性
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。
一. 凝结速度
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。
◆影响凝结速度的因素
◇熟料矿物组成 ◇ 水泥细度 ◇水灰比 ◇养护条件（温度） ◇外加剂等。
凝结速度和水化速度？
◇矿物组成 （参考普硅78）
现 象
很快凝结，不可逆，浆体已产生一 定强度，重新搅拌也不能恢复塑性； 放热量多，温度急剧上升。
很快凝结，可逆，经剧烈搅拌后 浆体可重新恢复塑性，并达到正 常凝结；放热量很少； 对强度无影响，但增加施工难度。
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。
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。
二、石膏的作用及其适宜掺量的确定
1.石膏的作用：
调节凝结时间；（主要作用） 提高早期强度； 降低干缩变形； 改善水泥的性能。
2.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。
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。
◆凝结时间的标准规定（GB175—99规定）
初凝时间 硅酸盐水泥 ≥ 45min
终凝时间 ≤ 6.5h
普通水泥 ≥ 45min
≤ 10h
测定方法：凝结时间测定仪（维卡仪）
·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。
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
◇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。
用同一熟料掺加各种百分比的石膏（例如SO3总量1％～5 ％），分别磨到同一细度，进行凝结时间、不同龄期的强度 等性能试验。然后根据所得的强度和SO3含量的关系曲线，结 合各龄期情况综合考虑，选择在安定性合格、凝结时间正常 时能达到最高强度的SO3掺加量，即为最佳石膏掺量。
• 我国生产的普通水泥石膏掺量一般波动于
第八章 硅酸盐水泥的性能
本章主要内容
·凝结时间 ·强度 ·体积变化 ·水化热
硅酸盐水泥的性能包括:
物理性能
密度 容积密度 细度
建筑性能
强度 体积变化 耐久性 凝结时间 水化热 泌水性
§8.1 凝结时间
◆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。
4 ± 1mm
◇终凝时间的测定 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
0.5mm
◆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。
◇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。
SO3 = 1.5％～2.5％。
三、假凝现象
1.假凝及其特征
假凝：是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬 现象。水泥加水拌和后，在几分钟内即迅速凝结变 硬，经剧烈搅拌后，又重新恢复塑性的现象。
快凝：指熟料粉磨后与水混合瞬间凝结并放出热量的 现象。
2.产生原因
快凝原因：
·熟料煅烧时冷却速度慢、碱含量高； ·C3A含量高或石膏掺量不足；
◆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
石膏掺量过多或过少都会导致不正常凝结。 石膏的适宜掺量？
3.石膏掺量的确定
• 确定石膏的最佳掺量要同时考虑: 凝结时间； 强度；（图9.4） 安定性。
石膏最佳掺入量是指使水
泥凝结正常、强度高、安 定性良好的掺量。
图9.3石膏对水泥凝结时间的影响
图10-3 水泥强度与SO3掺入量的关系
• 确定最佳掺量的可靠方法 • 具体做法：
假凝原因：
·多造外成；假凝的主要原因除熟料C3A含量高或石膏掺量较 ·水泥在粉磨时受到高温，二水石膏脱水成半水石膏； ·高碱水泥生成钾石膏； ·水泥颗粒表面异性电荷的作用；
3.快凝、假凝比较
快凝现象
假凝现象
定 水泥加水拌和后，很快出现不可逆 义 的固化现象。（初凝时间太短）
水泥加水拌和后，在几分钟内既 迅速凝结变硬，经剧烈搅拌后， 又重新恢复塑性的现象。
• 终凝:水泥浆体逐渐硬化,完全失去可塑性,并具有 一定的机械强度,能抵抗一定的外来压力.
凝结过程
初凝 终凝
初凝
终凝
加水
源自文库开始失去可塑性
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。
一. 凝结速度
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。
◆影响凝结速度的因素
◇熟料矿物组成 ◇ 水泥细度 ◇水灰比 ◇养护条件（温度） ◇外加剂等。
凝结速度和水化速度？
◇矿物组成 （参考普硅78）
现 象
很快凝结，不可逆，浆体已产生一 定强度，重新搅拌也不能恢复塑性； 放热量多，温度急剧上升。
很快凝结，可逆，经剧烈搅拌后 浆体可重新恢复塑性，并达到正 常凝结；放热量很少； 对强度无影响，但增加施工难度。
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。
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。
二、石膏的作用及其适宜掺量的确定
1.石膏的作用：
调节凝结时间；（主要作用） 提高早期强度； 降低干缩变形； 改善水泥的性能。
2.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。
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。
◆凝结时间的标准规定（GB175—99规定）
初凝时间 硅酸盐水泥 ≥ 45min
终凝时间 ≤ 6.5h
普通水泥 ≥ 45min
≤ 10h
测定方法：凝结时间测定仪（维卡仪）
·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。
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
◇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。
用同一熟料掺加各种百分比的石膏（例如SO3总量1％～5 ％），分别磨到同一细度，进行凝结时间、不同龄期的强度 等性能试验。然后根据所得的强度和SO3含量的关系曲线，结 合各龄期情况综合考虑，选择在安定性合格、凝结时间正常 时能达到最高强度的SO3掺加量，即为最佳石膏掺量。
• 我国生产的普通水泥石膏掺量一般波动于
第八章 硅酸盐水泥的性能
本章主要内容
·凝结时间 ·强度 ·体积变化 ·水化热
硅酸盐水泥的性能包括:
物理性能
密度 容积密度 细度
建筑性能
强度 体积变化 耐久性 凝结时间 水化热 泌水性
§8.1 凝结时间
◆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。
4 ± 1mm
◇终凝时间的测定 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
0.5mm
◆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。
◇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。
SO3 = 1.5％～2.5％。
三、假凝现象
1.假凝及其特征
假凝：是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬 现象。水泥加水拌和后，在几分钟内即迅速凝结变 硬，经剧烈搅拌后，又重新恢复塑性的现象。
快凝：指熟料粉磨后与水混合瞬间凝结并放出热量的 现象。
2.产生原因
快凝原因：
·熟料煅烧时冷却速度慢、碱含量高； ·C3A含量高或石膏掺量不足；
◆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
石膏掺量过多或过少都会导致不正常凝结。 石膏的适宜掺量？
3.石膏掺量的确定
• 确定石膏的最佳掺量要同时考虑: 凝结时间； 强度；（图9.4） 安定性。
石膏最佳掺入量是指使水
泥凝结正常、强度高、安 定性良好的掺量。
图9.3石膏对水泥凝结时间的影响
图10-3 水泥强度与SO3掺入量的关系
• 确定最佳掺量的可靠方法 • 具体做法：
假凝原因：
·多造外成；假凝的主要原因除熟料C3A含量高或石膏掺量较 ·水泥在粉磨时受到高温，二水石膏脱水成半水石膏； ·高碱水泥生成钾石膏； ·水泥颗粒表面异性电荷的作用；
3.快凝、假凝比较
快凝现象
假凝现象
定 水泥加水拌和后，很快出现不可逆 义 的固化现象。（初凝时间太短）
水泥加水拌和后，在几分钟内既 迅速凝结变硬，经剧烈搅拌后， 又重新恢复塑性的现象。