【正文】 第二章 水泥第一節(jié) 硅酸鹽水泥l(xiāng) 在中國(guó)硅酸鹽辭典中，將水泥的概念定義為：凡以適當(dāng)?shù)纳?，燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主的硅酸鹽水泥熟料，加入適量的石膏磨細(xì)制得的水硬性膠凝材料，稱之為硅酸鹽水泥。l 水硬性：粉末狀水泥與水泥混合后，經(jīng)過一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，可由可塑性漿體變成堅(jiān)硬的石狀體，將散粒材料膠結(jié)成整體，這一過程是水化在水環(huán)境下完成的，同時(shí)可以在水中更好的保持石狀體的概念。所以，水泥是一種水硬性膠凝材料。膠凝材料的發(fā)展史大致可分為三個(gè)歷史時(shí)期l ① 石膏 —— 石灰時(shí)期：公元前 2023—3000 年，利用生石灰和鍛燒石膏的砂漿， —— 埃及金字塔和中國(guó)的萬里長(zhǎng)城。l ② 石灰 —— 火山灰時(shí)期：公元初 —18 世紀(jì)，石灰中加入火山灰，其強(qiáng)度與抗水性都比石灰 — 石膏有所提高， —— 古羅馬圣廟建筑。l ③ 水泥時(shí)期：以前的 ① 、 ② 都是氣硬性膠凝材料，而 1796年，利用天然水泥巖（含粘土成分的石灰石）制造的 “ 羅馬水泥 ” ，開始有水硬性膠凝材料，而水泥巖分布不廣。所以， 1824年英國(guó)泥瓦工 JosephAspdin 發(fā)明泥特蘭水泥，也即硅酸鹽水泥，而1838年約翰遜首先將水泥的鍛燒的關(guān)鍵：適當(dāng)?shù)呐淞虾蜏囟燃右悦鞔_。l 1890年唐山水泥廠是第一個(gè)在中國(guó)建成的水泥廠。l 硅酸鹽水泥： Ⅰ 型硅酸鹽水泥，代號(hào) P.Ⅰ 。 Ⅱ 型硅酸鹽水泥，代號(hào) P.Ⅱ 。l 普通硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱普通水泥，代號(hào) 。l 礦渣硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱礦渣水泥，代號(hào) 。l 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱火山灰水泥，代號(hào) 。l 粉煤灰硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱粉煤灰水泥，代號(hào) 。l 復(fù)合硅酸鹽水泥 ：復(fù)合水泥，代號(hào) 。l 還有其他水泥：如快硬水泥、油井水泥、彩色水泥等普通硅酸鹽水泥 、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥統(tǒng)稱摻混合材料的硅酸鹽水泥水泥的分類 —— 六大通用水泥l(xiāng)(1)生料的配制與粉磨l(2)硅酸鹽水泥的煅燒l(3)水泥熟料的粉磨一、硅酸鹽水泥的生產(chǎn) —— (兩磨一燒) 二、硅酸鹽水泥熟料礦物組分l 礦物名稱 化學(xué)成分 縮寫符號(hào) 含量l 硅酸三鈣 3CaOSiO2 C3S 44％～ 62％l 硅酸二鈣 2CaOSiO2 C2S 18％～ 30％l 鋁酸三鈣 3CaOAl2O3 C3A 5％～ 12％l 鐵鋁酸四鈣 4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF 10％～ 18％l 其中，硅酸三鈣和硅酸二鈣為強(qiáng)度組分，鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣為熔劑組分。l 其他還有少部分 fCaO、 fMgO及玻璃體等三、硅酸鹽水泥熟料率值和礦物組成計(jì)算l （一）熟料的各率值 —— 各氧化物之間的比例。 l 1. 硅率 。l 2. 鋁率（鐵率）l 3. 石灰飽和系數(shù) ；l 4. 堿度（二）水泥熟料中礦物組成l 根據(jù)熟料中的化學(xué)成分含量，計(jì)算硅率、鋁率、堿度和石灰飽和系數(shù)，可以計(jì)算出任何水泥熟料中 C2S、 C3S、 C3A和 C4AF的含量：l C3S=(N2)=(3KH2)l C2S=(3N)=(1KH)l 一般， P=~，所以 C4AF=l C3A=()l CaSO4=四、硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性能l1．密度：一般在 ~，其測(cè)試注意介質(zhì)。與密度有關(guān)的因素： ①ρ c3S=, ρ c2S=, ρ c3A=, ρ C4M=l存放時(shí)間越長(zhǎng)，密度下降，這是因?yàn)樗嘀械?fCaO(ρ=) 吸水及吸收 CO2，變成 Ca(OA)2甚至CaCO3(ρ=, ρ=)l水泥欠燒比重小，過燒比重大l表現(xiàn)密度： 1300左右，粉磨越細(xì)，表觀密度越小。l2．細(xì)度（分散度）l水泥的細(xì)度是表示水泥磨細(xì)的程度或分泥分散度的指標(biāo)。l 水泥細(xì)度的測(cè)試有兩種方法： ① 篩分法（水篩法或干篩法），我國(guó)多用 (80nm)的方孔篩進(jìn)行水篩或干篩，以其篩余百分?jǐn)?shù)表征細(xì)度，一般篩余量 12%。 ② 比表面積法：測(cè)試單位每克的水泥粉的總外表面積，一般沒動(dòng)在 2500~3500cm2/g之間。l 硅酸鹽水泥多用比表面積法。l 水泥細(xì)度對(duì)水泥性能影響很大。（在一般情況下） ① 水泥細(xì)度越大，強(qiáng)度越高，但太細(xì)時(shí)早期強(qiáng)度增長(zhǎng)雖快，但后期可能要下降，且對(duì)耐久性不利，分析 ——a 、水化速度加快。 b、水化范圍變大。 ② 需水性影響。 ③ 收縮影響。 ④ 經(jīng)濟(jì)性分析。l 3．需水量：將水泥與水拌成標(biāo)準(zhǔn)稠度狀態(tài)下的加水量為水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量。（水泥重量百分?jǐn)?shù)） 25~28% 之間。l 影響因素： ① 細(xì)度；l ② 礦物組分： C3AC3SC4AFC2Sl4．泌水性與保水性l 在拌制水泥漿以及砂漿、砼時(shí)，為保證必要的和易性，往往加入比標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量多的水。但是，水泥由于自重的原因，有可能下沉，而余水則向上移動(dòng)被析出，從而使?jié){體分層，從而影響強(qiáng)度及耐久性等。（這一現(xiàn)象即稱為泌水性）– 與之有關(guān)的是保水性：此時(shí)余水不會(huì)析出，但當(dāng)在真空抽吸時(shí)能析出，這種現(xiàn)象稱為保水性。l 減少泌水性的措施：l ① 增加水泥細(xì)度。 ② 增加 C3A含量。 ③ 摻入混合材。l 在工程中應(yīng)杜絕的現(xiàn)象：l ① 砌筑砂漿要求保水性好，決不能泌水，否則砌體很快吸收漿體中的水分，從而降低砂漿的塑性和粘結(jié)性，影響砌體的整體性。l ② 離心法生產(chǎn)砼制品時(shí)，不能用泌水性大的水泥。l 5．凝結(jié)時(shí)間l 凝結(jié)分為初凝和終凝。l 初凝：水泥加水拌合時(shí)，到標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿開始推動(dòng)可塑性所需的時(shí)間。l 終凝：水泥加水拌合至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿完全推動(dòng)可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。l 硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，初凝不得早于 45min，終凝不遲于 6h30min。l 影響水泥凝結(jié)的因素： ① 礦物組分， C3A越高，凝結(jié)越快。 ② 水泥細(xì)度。 ③ 環(huán)境溫、濕度。 ④ 緩凝組分： 膏。 。 。（特別是 FA）l 6．體積安定性l 水泥石硬化后，產(chǎn)生不均勻的體積變化，即體積安定性不良。l 體積穩(wěn)定性的危害：引起建筑物的破壞、構(gòu)件崩潰。l 原因： ① 熟料中的 fCaO太多 —— 控制方法：沸煮法測(cè)定。l ② 熟料中的 fMgO太多 ——≯% 。l ③ 摻入的石膏太多 ≯% 。l ① 、 ② ：一般是由于熟料燒結(jié)時(shí)溫度高于石灰燒結(jié)時(shí)的溫度，熟料中的 fCaO和 fMgO成死燒狀態(tài)，而過熟的 fCa與 fMg熟化慢，待水泥凝結(jié)酸化后還在熟化，導(dǎo)致水泥石體積安定性不良。（熟化后體積膨脹，水泥石開裂）l ③ ：主要是由于過量的石膏與 C3A的水化物水化鋁酸鈣反應(yīng)，生成高硫型水化硫酸鈣，體積膨脹 ，也引起水泥石開裂。l 安定性測(cè)試： ① 餅法 ② 雷化法。主要是促使 fCaO熟化）l 7．強(qiáng)度與水泥標(biāo)號(hào)l 強(qiáng)度是材料在外力荷載作用下，材料抵抗破壞的能力。（水泥硬化以后石的強(qiáng)度）l 水泥強(qiáng)度與礦物組分和水泥細(xì)度關(guān)系明顯。l ① 水泥細(xì)度。 ② 水灰比。 ③ 礦物組分： C3S早強(qiáng)與后期強(qiáng)度都高，而 C2S早期強(qiáng)度較低，后期增長(zhǎng)快，一年后可能超過 C3S， C4AF和 C3A早強(qiáng)都較高，但后期無增長(zhǎng)。 ④ 環(huán)境條件。l 8．水化熱l ① 產(chǎn)生的原因：水化放熱反應(yīng)。l ② 礦物組分放熱速度不同： C3AC3SC4AFC2S。l ③ 影響水化熱的因素：總的放熱量一樣，但可以控制放熱速度。l ④ 大體積禁用硅酸鹽水泥，普硅也應(yīng)控制使用。l ⑤ 水化熱利用 —— 自養(yǎng)護(hù)溫度：l 消除水化熱不利影響措施：低熱水泥、冷卻導(dǎo)流澆注溫度、養(yǎng)護(hù)等。9. 水泥的 堿含量l 若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時(shí)