【文章內(nèi)容簡介】 (4)在生產(chǎn)硅酸鹽水泥時摻人石膏起什么作用 ?硬化后多余的石膏會引起什么現(xiàn)象發(fā)生 ? ? (5)如何檢驗水泥的安定性 ? ? (6)什么叫活性混合材料 ?其硬化的條件是什么 ? ? (7)高鋁水泥的熟料與硅酸鹽水泥的熟料有何區(qū)別 ?兩種水泥的性質(zhì)有何不同 ? 第 4章 水泥 ? (8)在下列混凝土工程中應分別選用那種水泥，并說明理由 ? 187。 ① 緊急搶修的工程或軍事工程； 187。 ②高爐基礎； 187。 ③大體積混凝土壩和大型設備基礎； 187。 ④水下混凝土工程； 187。 ⑤海港工程； 187。 ⑥蒸汽養(yǎng)護的混凝土預制構(gòu)件； 第 4章 水泥 187。⑦ 現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件； 187。⑧高強混凝土； 187。⑨混凝土地面和路面； 187。⑩冬季施工的混凝土； 187。⑾與流水接觸的混凝土； 187。⑿水位變化區(qū)的混凝土； 187。⒀耐熱混凝土； 187。⒁有抗?jié)B要求的混凝土。 END OF THIS CHAPTER 附 錄 六大通用水泥 ? 硅酸鹽水泥 ： Ⅰ 型 ， 代號 P.Ⅰ 。 Ⅱ 型 ， 代號 P.Ⅱ 。 ? 普通硅酸鹽水泥 ：簡稱普通水泥 ， 代號 。 ? 礦渣硅酸鹽水泥 ：簡稱礦渣水泥 ， 代號 ， 。 ? 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥 ：簡稱火山灰水泥 ， 代號 。 ? 粉煤灰硅酸鹽水泥 ：簡稱粉煤灰水泥 ， 代號 。 ? 復合硅酸鹽水泥 ：復合水泥 ， 代號 。 ? 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 、 復合硅酸鹽水泥統(tǒng)稱摻混合材料的硅酸鹽水泥 。 硅酸鹽水泥 生料的配制 ? 原料 – 石灰質(zhì)原料（如石灰石、貝殼等，提供 CaO） – 粘土質(zhì)原料（如粘土、頁巖等，主要提供 SiO Al2O Fe2O3） – 校正原料 （如鐵礦粉、砂巖，前者是補充原料中不足的氧化鐵，后者是補充原料中不足的 SiO2） – 礦化劑 (如螢石、石膏等） ? 工藝 – 干法 – 濕法 硅酸鹽水泥的煅燒 ? 窯型 – 立窯 – 回轉(zhuǎn)窯 ? 煅燒過程 水分蒸發(fā) 生料預熱 生料分解 熟料煅燒 熟料冷卻 水泥熟料的組成 礦物名稱 化學成分 縮寫符號 含量 ? 硅酸三鈣 3CaOSiO2 C3S 36％ ～ 60％ ? 硅酸二鈣 2CaOSiO2 C2S 15％ ～ 36％ ? 鋁酸三鈣 3CaOAl2O3 C3A 7％ ～ 15％ ? 鐵鋁酸四鈣 4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF 10％ ～ 18％ ? fCaO、 fMgO、 堿性氧化物 、 玻璃體等 強度組分 熔劑組分 水泥熟料礦物的特性 礦物組成 硅酸三鈣 硅酸二鈣 鋁酸三鈣 鐵鋁酸四鈣 反應速度 快 慢 最快 中 28d水化放熱量 多 少 最多 中 早期強度 高 低 低 低 后期強度 較高 高 低 低 耐腐蝕性 中 良 差 好 干縮性 中 小 大 小 常溫下水泥熟料單礦物的水化反應 （ CSH膠體 ） 水化 速率快 2C3 S + 6H C3S2H3+3CH (1) ΔH↑ 水化速率 慢 C3S2H3+CH (2) 2C2 S + 4H ΔH↑ 水化速率 最快 C3AH6 (3) C3 A+ 6H ΔH↑ 水化速率 中等 C3AH6 +CFH (4) C4 AF + 7H ΔH↑ 水泥的水化 ? 瞬凝 （ 閃凝 ） －石膏不足 ? 假凝 －粉磨溫度過高 ， 二水石膏轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨?；強力攪拌恢? ? 硅酸鹽水泥水化后的主要成分有： 各種水化硅酸鈣凝膠 CSH、 晶體(CH、 Aft、 Afm、 水化鋁酸鈣 )等 。 H12SCAC 3 ??單 硫型水化 硫鋁 酸 鈣 (Afm) 鈣礬 石 （ Aft) C3AH6+3CSH2+19H C3A?3CS ? 31H 石膏過量 石膏不足 體積膨脹 強度高 不溶于水 C3AH6 + CSH2+4H 硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化 ? 水泥的水化過程可分為五個階段 水泥水化過程的五個階段 階段 反應階段 反應動力學 化學過程 相關水泥及混凝土性質(zhì) 1 初始反應期 快速； 化學控制 初水解， 離子溶解 溫度上升 2 潛伏（誘導）期 緩慢； 成核控制 連續(xù) 離子溶解 決定初凝時間 3 加速期 快速； 化學控制 初期形成 水化物 決定終凝和 初期硬化速率 4 減速期 緩慢； 化學和擴散控制 連續(xù)形成 水化物 決定早期強度 增長速率 5 穩(wěn)定期 緩慢； 擴散控制 緩慢形成 水化物 決定后期強度 增長速率 水泥的水化過程的五個階段 ? （ 1） 水泥水化反應的激烈反應階段 (反應的初始期 )； ? （ 2） 水化反應速度很低的階段 (反應的誘導期 ) ； ? （ 3） 水化反應活潑階段 (反應加速期 )； ? （ 4） 水化反應速度下降的階段 (減速期 )； ? （ 5） 水化反應速度降低很顯著的階段 (穩(wěn)定期 )。 水泥水化齡期對強度的影響 水泥的密度和堆密度 ? 硅酸鹽水泥的密度為 ／ cm3。 ? 水泥的堆密度可分為松堆密度和緊堆密度兩種 。 ? 硅酸鹽水泥的松堆密度一般為 900~1300kg／ m3。 緊堆密度為 1400～ 1700kg／ m3。 一般情況下 ， 所說的堆密度是指緊堆密度 。 水泥的細度 ? 勃氏比表面積大于 300m2／ kg。 – 比表面積（硅酸鹽、普通硅酸鹽水泥） – 篩余量（其余水泥） ? ≤10%。 討論與分析 缺點： 水泥越細 優(yōu)點： 總表面積越大，與水發(fā)生水化反應的 速度越快，水泥石的早期強度越高。 用水多；硬化收縮越大；后期強度到縮；易受潮而降低活性；成本越高。 ?水泥的標準稠度需水量 ? 硅酸鹽水泥的標準稠度需水量一般為 25％～ 28％（為水泥質(zhì)量的百分數(shù)）。 水泥的凝結(jié)時間 硅酸鹽水泥的 初凝 時間不得小于 45min， 終凝 時間不得大于 390min。 初凝時間不合格的水泥為廢品水泥 ， 終凝時間不合格的水泥為不合格品 。 水泥熟料中含有過多的游離氧化鈣和游離氧化鎂 ? 由 游離氧化鈣 (f－ CaO)引起的水泥安定性不良，可用 沸煮法 檢測。沸煮法又分 試餅法 和 雷氏法 ，當兩者發(fā)生爭議時以雷氏法為準。水泥中的游離氧化鈣的含量不得超過 1％（立窯生產(chǎn)的水泥中 f－ CaO≯ ％）。 ? 游離氧化鎂 引起的安定性不良，用 壓蒸法 檢驗。水泥中的游離氧化鎂的含量不得超過 ％，當壓蒸試驗合格時可放寬到 ％。 石膏摻量過多 ? SO3引起的安定性不良，用化學分析法檢驗。 – Aft，體積膨脹 ～ ? 水泥中 SO3的含量不得超過 ％。 硅酸鹽水泥各強度等級、各齡期的強度值／ MPa 強度等級 抗壓強度 抗折強度 3d 28d 3d 28d 水泥的早期水化熱曲線 ?水化曲線峰 Ⅰ 是水泥開始的水化放熱 ?峰 Ⅱ 是當石膏摻量充足時 ， 石膏與 C3A作用生成鈣礬石的放熱峰 ?峰 Ⅲ 是在石膏摻量不足時 ， 由高硫型的硫鋁酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榈土蛐土蜾X酸鹽的放熱峰 。 水泥的堿含量 ? 活性 SiO2－－－ 堿骨料反應 －－地圖形膨脹破壞 ? 若使用活性骨料 ， 用戶要求提供低堿水泥時 ， 水泥中的堿含量按 Na2O+于 ％ 。 +堿 +水 軟水腐蝕 ? 雨水 、 雪水 、 蒸餾水 、 工廠冷凝水及含碳酸鹽甚少的河水與湖水等都屬于軟水 。 ? 水泥石長期接觸軟水時 ， 會使水泥石中的氫氧化鈣不斷被溶出 ， 當水泥石中游離的氫氧化鈣減少到一定程度時 ， 水泥石中的其它含鈣礦物也可能分解和溶出 ， 從而導致水泥石結(jié)構(gòu)的強度降低 ， 甚至破壞 。 當水泥石處于軟水環(huán)境時 ， 特別是處于流動的軟水環(huán)境中時 ，水泥被軟水侵蝕的速度更快 。 ? 水泥石中的水化產(chǎn)物須在一定濃度的氫氧