【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 現(xiàn)象，所以可不經(jīng)預(yù)先消化和陳伏而直接應(yīng)用。②將石灰的熟化過程與硬化過程合二為一，熟化過程中所放熱量又可加速硬化過程，從而改善石灰硬化緩慢的缺點(diǎn)，并可提高石灰漿體硬化后的密實(shí)度、強(qiáng)度和抗水性。③石灰中的過火石灰和欠火石灰被磨細(xì)，提高了石灰的質(zhì)量和利用率。石灰在運(yùn)輸儲(chǔ)存中，應(yīng)注意防潮、防爆。菱苦土、水玻璃三、菱苦土菱苦土是將天然菱筷礦（MgCO3）般燒、磨細(xì)而成的粉狀物質(zhì)。~ 3. 4g/cm3，堆積密度為800~900kg/m3。用水調(diào)制菱苦土?xí)r，生成Mg（OH）2，漿體凝結(jié)硬化慢，強(qiáng)度低。一般可用氯化鎂 （MgClz 6H2O）、硫酸鎂、氯化鐵、硫酸亞鐵等鹽類的溶液調(diào)拌，最常用的是氯化鎂。 菱苦土吸濕性大，抗水性差，易變形和在表面泛霜。菱苦士最突出的優(yōu)點(diǎn)是與植物纖維有良好的粘結(jié)力，且堿性較弱。建筑工程中常用來(lái)制造菱苦土木屑地面、木屑板和木絲板。四、水玻璃（一）水玻璃的化學(xué)組成和生產(chǎn)水玻璃俗稱泡花堿，是一種能溶于水的硅酸鹽，由不同比例的堿金屬和二氧化硅所組 成。最常用的是硅酸納水玻璃Na2OnSiO2 ，還有硅酸餌水玻璃K2OnSiO2等。水玻璃的主要原料是石英砂、純堿、燒堿。水玻璃是一種氣硬性膠凝材料，在水中溶解的難易隨水玻璃模數(shù)n（SiO2與Na2O分子數(shù)比）的大小而異。n大，水玻璃動(dòng)度大，較難溶于水，但較易硬化。建筑上常用的水玻璃的模數(shù)為2. 6~2. 8，密度為1. 36~ 1. 50g/ cm3。（二）水玻璃的硬化水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，形成硅酸凝膠，并逐漸干燥而硬化。為了加速硬化，常加入固化劑Naz SiF6 ，摻量為12%~15%。（二）水玻璃的硬化水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，形成硅酸凝膠，并逐漸干燥而硬化。為了加速硬化，常加入固化劑Naz SiF6 ，摻量為12%~15%。（三）水玻璃的性質(zhì)及應(yīng)用水玻璃的粘結(jié)性好，硬化后有較高的強(qiáng)度。水玻璃可配制如下材料：（1）耐酸材料。水玻璃硬化后主要成分是硅酸凝膠，除氫氟酸、過熱磷酸等少數(shù)酸外，幾乎在所有的酸性介質(zhì)中都有較高的穩(wěn)定性?？捎盟Ａ渲颇退崮z泥、砂漿及混凝土，廣泛用于防腐工程。（2）耐熱材料。水玻璃硬化后形成硅酸凝膠空間網(wǎng)狀骨架，因此具有良好的耐熱性。采用耐熱的砂、石，可配制成水玻璃耐熱混凝土，耐熱溫度達(dá)1200℃。 （3）涂料。用于涂刷建筑材料（天然石材、混凝土及硅酸鹽制品）表面，可提高材料的密實(shí)度、強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力。注意水玻璃不能涂刷石膏制品，因?yàn)楣杷峒{與硫酸鈣發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鍋，在制品孔隙中結(jié)晶，體積顯著膨脹，會(huì)導(dǎo)致制品破壞。 （4）灌漿材料。用水玻璃和氯化鈣水溶液交替灌入土壤中，兩種溶液反應(yīng)生成硅酸凝膠，為一種吸水膨脹的凍狀凝膠，可加固土壤，提高抗?jié)B性。（5）保溫絕熱材料。以水玻璃為膠結(jié)材料，膨脹珍珠巖或膨脹蛙石為骨料，加入一定赤泥或氟硅酸納，經(jīng)配料、攪拌、成型、干燥、熔燒而成的制品，具有良好的絕熱性能。 （6）配制防水劑。以水玻璃為基料，加入藍(lán)礬（硫酸銅）、明礬（鉀鋁礬）、紅礬（重鉻酸鉀餌）和紫礬（鉻礬）配制防水劑，適量與水泥漿調(diào)合，堵塞漏洞、縫隙等局部搶修工程。 由于凝結(jié)過速，不能用于屋面、地面防水砂漿。例：水玻璃不能用于涂刷：（ D ）。A．黏土磚 B．硅酸鹽制品 C．水泥混凝土 D．石膏制品2012年一級(jí)注冊(cè)建筑師 建筑材料與構(gòu)造要點(diǎn)總結(jié)第3講講義硅酸鹽水泥的生產(chǎn)及礦物組成第三節(jié) 水泥本節(jié)重點(diǎn)介紹通用硅酸鹽水泥的生產(chǎn)、性質(zhì)與使用，簡(jiǎn)要介紹了其他品種水泥的性質(zhì)和應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)掌握通用硅酸鹽水泥的性質(zhì)、影響因素及應(yīng)用范圍，了解其他品種水泥的特性，以合理選用水泥。水泥是無(wú)機(jī)水硬性膠凝材料，是重要的建筑材料之一。水泥品種很多，按其組成主要分為：通用硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽系水泥四大類。按性能和用途可分為：通用水泥、專用水泥、特性水泥三大類。通用硅酸鹽水泥是土木工程中用量最大的水泥，包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥六個(gè)品種。一、通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥是以硅酸鹽水泥熟料和適量石膏及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。按混合材料的品種和摻量，通用硅酸鹽水泥分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥。 （一）硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥是通用硅酸鹽水泥的基本品種，分為兩個(gè)類型：未摻混合材料的為I型硅酸鹽水泥，代號(hào)p. I 。摻入不超過水泥質(zhì)量5%的混合材料（?；郀t礦渣或石灰石）的稱為II型硅酸鹽水泥，代號(hào)p. II 。生產(chǎn)水泥的原料主要是石灰質(zhì)原料和黏土質(zhì)原料，還有用來(lái)調(diào)節(jié)SiOAl2OFe2O3含量的輔助原料。此外，為了改善鍛燒條件，常常加入少量的礦化劑（如螢石 CaF2）、晶種等。生產(chǎn)水泥的原料按來(lái)源可分為：天然原料：石灰石、大理石、硅藻土、火山灰、鐵粉等。工業(yè)廢料：高爐礦渣、制堿廢渣、銅礦渣、鋁礦渣等。一般很難找到符合要求的單一原料，都是采用幾種原料進(jìn)行調(diào)配，使其化學(xué)成分符合如下要求： CaO 64% ~ 68%、SiO2 21% ~ 23%、Al2O3 5% ~ 7%、Fe2O3 3% ~ 5%、MgO5%。硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝流程概括起來(lái)稱為兩磨一燒，即生料的磨細(xì)、生料的鍛燒、熟料的磨細(xì)。硅酸鹽水泥熟料的主要礦物如下：硅酸三鈣3CaO SiO2 C3S 37%~60%硅酸二鈣2CaO SiO2 C2S 15%~37%鋁酸三鈣3CaO Al2O3 C3A 7%~15%鐵鋁酸四鈣4CaO Al2O3 Fe2O3 C4AF 10%~18%除所列主要礦物外，水泥中還存在少量的有害成分，如游離CaO、MgO、硫酸鹽（折合SO3計(jì)算）等。這些有害成分含量過多將會(huì)降低水泥的質(zhì)量。硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化（1）硅酸鹽水泥的水化硅酸鹽水泥熟料礦物水化特性見表17。硅酸鹽水泥熟料礦物水化、凝結(jié)硬化特性 表17性能指標(biāo)熟料礦物C3SC2SC3AC4AF凝結(jié)硬化速率快慢最 39?？熘?8d水化熱多少最 多中強(qiáng) 度早期高低低低后期高低高低幾種礦物的水化反應(yīng)如下：2（3CaO SiOz）十6HzO =3CaO 2SiOz 3HzO十3Ca（OH）z硅酸三鈣水化硅酸鈣氫氧化鈣2（2CaO SiOz）十4HzO=3CaO 2SiOz 3HzO十Ca（OH）z硅酸二鈣3CaO Alz03十6HzO=3CaO AlzO3 6HzO鋁酸三鈣 水化鋁酸三鈣4CaO Alz03 FeZ03十7HzO =3CaO Al zO3 6HzO+CaO Fe zO3 HzO 鐵鋁酸四鈣 水化鐵酸一鈣 C3S水化生成的水化硅酸鈣幾乎不溶于水，而立即以膠體微粒析出，并逐漸凝聚成凝 膠。用電鏡觀察，水化硅酸鈣是大小與膠體相同、結(jié)晶度較差的、薄片或纖維狀顆粒，稱 為CSH凝膠。水化生成的Ca（OH）z在溶液中的濃度很快達(dá)到飽和，呈六方晶體析出。 水化鋁酸三鈣（C3AH6 ）為立方晶體，在Ca（OH）z飽和溶液中能與Ca（OH）z進(jìn)一步反應(yīng)， 生成六方晶體的C4AH13和C4AH190為了調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間，都要摻入石膏，石膏與水化鋁酸鈣發(fā)生反應(yīng)生成高硫型水 化硫鋁酸鈣（鈣磯石3CaO Al zO3 3CaS04 32HzO，代號(hào)Aft）。C4AH13+ CaSO4 2HzO十HzO一→3CaO Al zO3 3CaS O4 32HzO+Ca（OH）z C3AH6＋CaS O4 2HzO＋HzO一→3CaO Alz03 3CaS O4 31HzO+Ca（OH）z 鈣磯石是難溶于水的針狀晶體，它包圍在熟料顆粒周圍，形成保護(hù)膜，延緩水化。當(dāng)石膏耗盡時(shí)， C3A還會(huì)與鈣磯石反應(yīng)生成單硫型水化硫鋁酸鈣（3CaOAlz O3CaS O412HzO）。單硫型水化硫鋁酸鈣為六方板狀晶體。水泥漿在空氣中硬化時(shí)，表層水化形成的Ca（OH）z還會(huì)與空氣中的COz反應(yīng)生成 CaC03。綜上所述，水泥水化后主要水化產(chǎn)物有：水化硅酸鈣凝膠、水化鐵酸鈣凝膠、氫氧化 鈣晶體、水化鋁酸鈣晶體、水化硫鋁酸鈣晶體。在充分水化的水泥石中， CS H約占 70%， Ca（OH）z約占20% ，鈣磯石和單硫型水化硫鋁酸鈣約占7%。CSH對(duì)水泥石的 強(qiáng)度和其他主要性質(zhì)起著決定性作用。（2）硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化過程水泥的凝結(jié)硬化至今仍在繼續(xù)研究，基于反應(yīng)速度和物理化學(xué)的主要變化，可將水泥 的凝結(jié)硬化分為以下幾個(gè)階段1）初始反應(yīng)期水化初期，由于水化物尚不多，包有水化物膜層的水泥顆粒之間是分離著的，相互間引力較小，此時(shí)水泥漿具有良好的塑性。一般的放熱反應(yīng)速度為168J/ g h，持續(xù)時(shí)間為5 10min。 2）潛伏期凝膠體膜層圍繞水泥顆粒成長(zhǎng)，相互間形成點(diǎn)接觸，構(gòu)成疏松網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使水泥漿體 開始失去流動(dòng)性和部分可塑性，這時(shí)為初凝，但此時(shí)還不具有強(qiáng)度。放熱反應(yīng)速度為 4. 2J/g h，持續(xù)時(shí)間1h。3）凝結(jié)期凝膠體膜層破裂（由于水分滲入膜層內(nèi)部的速度大于水化物通過膜層向外擴(kuò)散的速度 而產(chǎn)生的滲透壓） ，水泥顆粒進(jìn)一步水化，而使反應(yīng)速度加快，直至新的凝膠體重新修補(bǔ) 好破裂的膜層為止。放熱反應(yīng)速度在6h內(nèi)逐漸增加到211/g h，持續(xù)時(shí)間為6h。 4）硬化期形成的凝膠體進(jìn)一步填充顆粒之間空隙，毛細(xì)孔越來(lái)越少，使結(jié)構(gòu)更加緊密，水泥漿 體逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度而進(jìn)入硬化階段。放熱反應(yīng)速度在24h內(nèi)逐漸降低到4. 2J/g h，持續(xù)時(shí) 間6h至若干年。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間（幾個(gè)月甚至幾年）的水化以后，多數(shù)顆粒仍剩余尚未水化的內(nèi)核。因此， 硬化后的水泥石是由凝膠體、未水化水泥顆粒和毛細(xì)孔組成的不均質(zhì)結(jié)構(gòu)體。 影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素有：水泥熟料礦物組成、水泥的細(xì)度、石膏摻量、拌合 加水量、調(diào)凝外加劑、養(yǎng)護(hù)時(shí)間（齡期）、溫度和濕度等。石膏摻量必須適當(dāng)，過少起不到 緩凝作用。摻量過多時(shí)，過量的硫酸鈣所電離的Ca2+產(chǎn)生強(qiáng)烈的凝聚作用，造成促凝效 果，而且摻量過多，后期生成的鈣磯石將引起水泥石的膨脹破壞。硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)（GB 1752007）（1）細(xì)度水泥顆粒粒徑一般在7200μm，水泥顆粒的粗細(xì)程度采用篩析法或比表面積法測(cè) 定。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定比表面積應(yīng)不小于300m2/kg。（2）標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量指水泥加水調(diào)制到某一規(guī)定稠度時(shí)的凈漿所需拌合用水量占水泥質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。 （3）凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間分為初凝和終凝。從水泥加水拌合起，至水泥漿開始失去可塑性所需的時(shí)間 為初凝。水泥加水拌合起，至水泥漿完全失去可塑性，并產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間為終凝。國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間不得小于45min，終凝時(shí)間不得大于390min。凝結(jié)時(shí) 間不滿足要求的水泥為不合格品。（4）體積安定性指水泥在硬化過程中，體積變化是否均勻的性能。如果體積變化不均勻，就稱為體積 安定性不良。體積安定性不良一般是由游離氧化鈣、游離氧化續(xù)或石膏過多造成的。 游離氧化鈣、游離氧化續(xù)在高溫下生成，水化很慢，在水泥已經(jīng)凝結(jié)硬化后才進(jìn)行水 化，這時(shí)產(chǎn)生體積膨脹，水泥石出現(xiàn)龜裂、彎曲、松脆、崩潰等現(xiàn)象。當(dāng)水泥熟料中石膏 摻量過多時(shí)，在水泥硬化后，其SO3離子還會(huì)與固態(tài)的水化鋁酸鈣反應(yīng)生成水化硫鋁酸 鈣，體積膨脹引起水泥石開裂。國(guó)標(biāo)規(guī)定，用試餅法和雷氏法測(cè)定游離氧化鈣引起的體積安定性不良。 游離氧化續(xù)引起的體積安定性不良須用壓蒸法才能檢驗(yàn)出來(lái)。由SO3造成的不良， 則需長(zhǎng)期在常溫水中才能發(fā)現(xiàn)。由于游離氧化鎮(zhèn)及SO3造成的不良不便于檢驗(yàn)，所以國(guó) 標(biāo)規(guī)定MgO≤5. 0%， SO3≤3. 5%。體積安定性不符合要求的為不合格品。但某些體積安定性不合格的水泥存放一段時(shí)間 后，由于水泥中的游離氧化鈣吸收空氣中的水而熟化，會(huì)變?yōu)楹细?。?）強(qiáng)度水泥的強(qiáng)度是指膠砂的強(qiáng)度，而不是凈漿的強(qiáng)度，是評(píng)定水泥強(qiáng)度等級(jí)的依據(jù)。按 GB/T 176711999 水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》測(cè)定。水泥和標(biāo)準(zhǔn)砂按1 ： 3混合，加入規(guī)定數(shù)量的水（，制成40mmX40mmX 160mm的試件，在20士1176。C水中養(yǎng)護(hù)，經(jīng)一定齡期（3d、28d） ，測(cè)得試件的抗折和抗壓強(qiáng) 度來(lái)劃分強(qiáng)度等級(jí)。、52. 62. 級(jí)，見表18。硅酸鹽水泥各齡期的強(qiáng)度值CCB 1752007） 表18品種強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度（MPa）抗折強(qiáng)度（MPa）3d28d3d28d硅酸鹽水泥42. 542. 53. 56. 542. 54. 06. 552. 552. 54. 07. 052. 55. 07. 062. 562. 55. 08. 062. 55. 5（6）氯離子含量水泥混凝土是堿性的（） ，鋼筋在堿性環(huán)境下由于 其表面氧化保護(hù)膜的作用，一般不致銹蝕。但