【正文】 ? 3． 綜合理論：分為三個(gè)階段 ? ① 水解期：摻水 →初凝； ? ② 膠化期：初凝 →24h， 水化加速； ? 結(jié)晶期：大于 24h→ 水化結(jié)束，結(jié)構(gòu)致密，強(qiáng)度提高。 第三節(jié) 硬化水泥漿體結(jié)構(gòu) 一、水泥石組成 ? CSH 70% ? CH 20% ? 鈣礬石 +硫鋁酸鈣 7% ? 未水化熟料及其它 3%。 二、硬化水泥漿體結(jié)構(gòu) ? 由大小不等的晶體顆粒、孔（毛細(xì)孔和凝膠孔）組成，圖 7～ 3。 圖 7～ 3 水泥漿體結(jié)構(gòu)的形成與發(fā)展 三、水的存在形式 ? 結(jié)晶水 ? 結(jié)構(gòu)水 ? 吸附水 ? 第八章 硅酸鹽水泥的性能與化學(xué)侵蝕 第一節(jié) 硅酸鹽水泥的性能 水泥的性能包括： ? 一 、 凝結(jié)時(shí)間 ? 二 、 強(qiáng)度 ? 三 、 體積變化 ? 四 、 水化熱 一、凝結(jié)時(shí)間 ? 1． 要求：波特蘭水泥 初凝時(shí)間 45Min，終凝時(shí)間 。 ? 普通水泥 初凝時(shí)間 45Min，終凝時(shí)間 10h。 ? 2． 影響凝結(jié)速度的因素 ? ① 水泥熟料組成： C3A含量越高 ， 水泥凝結(jié)越快；石膏含量越高 ， 水泥凝結(jié)越慢 。 ? ② 熟料和水化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)：熟料礦物為玻璃體時(shí)水泥凝結(jié)快 ， 熟料礦物為結(jié)晶體時(shí)水泥凝結(jié)慢；水化產(chǎn)物為凝膠體時(shí)水泥凝結(jié)慢 ， 因其可以阻止水與礦物進(jìn)一步接觸 。 ? 3． 凝結(jié)時(shí)間的調(diào)節(jié)：為防止水泥出現(xiàn)快凝現(xiàn)象 ， 需要在熟料中加入緩凝劑 （ 石膏等 ） 。 凝結(jié)時(shí)間的調(diào)節(jié)可利用水泥熟料中石膏的含量來(lái)控制 。 ? 快凝現(xiàn)象：熟料與水很快凝結(jié)并放出熱量的現(xiàn)象。 ? 假凝現(xiàn)象 ：水泥沉淀固結(jié)但并非真的凝固 。 在水泥水化過(guò)程中因延長(zhǎng)攪拌時(shí)間以消除假凝現(xiàn)象 。 ? 石膏的緩凝機(jī)理 ：石膏 +C3A===鈣礬石，鈣礬石覆蓋于鋁酸三鈣的表面，阻止其進(jìn)一步快速水化。 ? 石膏的用量：取決于熟料中 C3A的含量 ，同時(shí)與熟料的細(xì)度和堿含量有關(guān) 。 熟料的細(xì)度越或和堿含量越高 ， 也應(yīng)加大石膏的摻入量 。 但一般要求水泥中 SO3的含量為： %～ %,我國(guó)國(guó)標(biāo)為： %～%. 二、強(qiáng)度 ? 影響水泥強(qiáng)度的因素： ? ① 熟料成分： C3SC4AF C3AC2S； C2S可增加水泥的晚期強(qiáng)度 。 游離氧化鈣含量高會(huì)降低水泥強(qiáng)度 。 ? ② 細(xì)度：水泥顆粒越細(xì)早期強(qiáng)度越強(qiáng) ， 但太細(xì)對(duì)后期強(qiáng)度不利 。 ? ③ 結(jié)構(gòu)：水化程度越高 ， 水泥強(qiáng)度越大 。 ? ④ 石膏和混合料的摻合量：石膏過(guò)多形成的鈣礬石體積膨脹 ， 造成水泥強(qiáng)度下降 。 混合料摻量太多 ， 水泥強(qiáng)度也會(huì)下降 。 但適量摻入可增加后期強(qiáng)度 。 三、體積變化 ? 由于 C3S水解形成水化硅酸鈣后體積會(huì)減小 ， 所以水泥 水總體積會(huì)減縮 ， 但固相體積會(huì)增大 。 即熟料水化后形成的水化硅酸鈣及氫氧化鈣的總體積與熟料礦物總體積相比會(huì)增大 。 ? 單礦物的體積減縮作用大?。?C 3 A C4AF C3SC2S 四、水化熱 ? 熟料礦物水化時(shí)產(chǎn)生的熱量及放熱速度大小： ? C3A C3S C4AFC2S ? 有人研究認(rèn)為 ， 不摻混合料的水泥的水化熱具有加和性 ， 可用下式計(jì)算： ? Q3d= 240C3S+50 C2S+ 880C3A+ 290C4AF ? Q28d= 377C3S+ 150C2S+ 1378C3A+ 494C4AF ? Q— 水泥水化熱 （ J/g） ? 可供在設(shè)計(jì)低熱水泥時(shí)參考 。 第二節(jié) 硅酸鹽水泥的化學(xué)侵蝕 包括： ? 一、淡水作用（溶析） ? 二 、 酸和酸水作用 （ 溶析和化學(xué)溶解 ） ? 三 、 硫酸鹽作用 ? 四 、 堿性溶液 ? 五 、 提高水泥的抗腐措施 ? 一、淡水作用（溶析） ? 水泥遇到水后硅酸鈣水化會(huì)形成 Ca（ OH）2。如果流水不斷， Ca（ OH） 2會(huì)不斷溶出，水泥就會(huì)形成孔隙，滲透加強(qiáng)，CaO首先溶出，其次是高堿性水化硅酸鹽溶出，水泥強(qiáng)度下降。一般地， CaO溶出 5%，水泥強(qiáng)度就會(huì)下降 7%。而 CaO溶出 24%，水泥強(qiáng)度就會(huì)下降 29%。 二、酸和酸水作用（溶析和化學(xué)溶解） ? 當(dāng)溶熱 PH6時(shí) ， 硬化水泥漿體就會(huì)受到侵蝕 ， 且酸度越大 ， 侵蝕越嚴(yán)重 。 因?yàn)樗峄蛩崴械?H+會(huì)與 Ca（ OH） 2的 OH發(fā)生中和反應(yīng) ， 大大提高了 Ca（ OH） 2的溶出速度 ， 水泥的侵蝕作用會(huì)加劇 。 三、硫酸鹽作用 ? 除 BaSO4外 ， 絕大多數(shù)硫酸鹽對(duì)于硬化水泥漿體都有顯著的侵蝕作用 。 其反應(yīng)機(jī)理為： ? Ca（ OH） 2+ Na2SO410H2O==Ca SO42 H2O(石膏 )+2NaOH+ 8H2O ? CAH+石膏 + H2O→鈣礬石 + Ca（ OH） 2 ? 石膏和鈣礬石的形成會(huì)導(dǎo)致體積膨脹 ， 分別為124%和 94%， 致使水泥裂開(kāi) 。 ? Ca（ OH） 2+ MgSO4+2H2O=== Ca SO42 H2O+Mg（ OH） 2↓ ? 氫氧化鎂的沉淀會(huì)使反應(yīng)不斷向右進(jìn)行，侵蝕作用會(huì)更大。 四、堿性溶液 ? 當(dāng)水泥長(zhǎng)期處于濃度大于 10%的堿性溶液中時(shí)則會(huì)受到侵蝕 。 ? CSiH+NaOH→Ca（ OH） 2+Na2SiO3+ H2O 五、提高水泥的抗腐措施 ? 1． 調(diào)整熟料的礦物組成：減少 C3S寒冷可以抗淡水；減少 C3A， 增加 C4AF可提高水泥的抗酸性 。 ? 2． 在硅酸鹽水泥中摻混合材：摻入火山灰可提高混凝土的致密度 ， 且阻止鈣礬石的形成 。 ? 3． 提高混凝土的致密度 。 ? 第九章 摻混合料的水泥 第一節(jié)水泥混合材料 一、定義 ? 在磨制水泥時(shí) ， 為改善水泥性能 、 調(diào)節(jié)水泥標(biāo)號(hào) 、 增加水泥產(chǎn)量 、 降低水泥成本而摻入水泥的人造的或天然礦物材料 ，稱為水泥混合材料 。 二、分類 ? 1．活性混合材料 ? 2．非活性混合材料 1．活性混合材料 ? 加水后本身不硬化 ， 但與激發(fā)劑混合加水可硬化 。 分為工業(yè)爐渣 、 火山灰 、 粉煤灰 。 ? 常用的激發(fā)劑有：堿性激發(fā)劑（水泥熟料、石灰）和硫酸鹽激發(fā)劑（石膏）。 2．非活性混合材料： ? 指活性指標(biāo)達(dá)不到要求的混合料（石灰石、砂巖、頁(yè)巖等）?？蓪?duì)水泥起到充填、穩(wěn)定、增強(qiáng)等作用。 三、?；郀t礦渣 ? 是冶煉生鐵的廢渣 。 化學(xué)成分與水泥相似 ， 以硅 、 鋁 、 鈣為主 ， 硅略高而鈣略低 。 礦物成分有鈣長(zhǎng)石 、 硅酸鈣 、 鎂橄欖石 、 方注石等 。 四、火山灰 ? 以硅 、 鋁為主成分的礦物原料 。 天然火山灰有火山灰 、 凝灰?guī)r 、 浮石 、 沸石 、硅藻土等 。 人工的有燒頁(yè)巖 、 煤矸石 、燒黏土 、 煤渣等 。 ? 缺點(diǎn)：活性低 。 五、粉煤灰 ? 電廠 、 鍋爐等電收塵器捕獲的微細(xì)粉塵 ，成分以硅 、 鋁為主 。 礦物成分以玻璃體為主 ， 含莫來(lái)石 、 石英等 。 ? 我國(guó)每年排放粉煤灰 7000萬(wàn)噸以上，目前利用律約 25%，急需解決。但過(guò)多的在水泥中摻入粉煤灰會(huì)降低水泥強(qiáng)度，并引起金屬材料腐蝕等。 第二節(jié) 摻混合材料的硅酸鹽水泥 一、分類及技術(shù)要求 ? 包括： ? 礦渣硅酸鹽水泥 （ ） ? 火山灰硅酸鹽水泥 () ? 粉煤灰硅酸鹽水泥 () ? 復(fù)合硅酸鹽水泥 ()。 要求：強(qiáng)度指標(biāo) ， 表 9～ 1；技術(shù)指標(biāo) ， 表9～ 2。 表 9～ 1 摻混合材料水泥強(qiáng)度指標(biāo) 標(biāo)號(hào) 礦渣、火山灰、粉煤灰水泥 復(fù)合水泥 各種水泥 3d 7d 3d 7d 28d 抗壓 抗折 抗壓 抗折 抗壓 抗折 抗壓 抗折 抗壓 抗折 275 325 425 425R 525 525R 625R 19 21 23 28 13 15 21 21 26 表 9～ 2 摻混合材料水泥技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目 水泥品種 初凝時(shí)間 (min) ≥45 終凝時(shí)間 (h) ≤10 ≤12 細(xì)度 , (%) ≤10 氧化鎂 (%) 熟料中 ≤,壓蒸合格 ≤ 三氧化硫 (%) ≤ ≤ 堿含量 (%) 協(xié)商 二、生產(chǎn)及性能 ? ：與普通硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝過(guò)程相同 ， 只是在熟料粉磨時(shí)加入摻和料 。 ? 2． 性能：與普通硅酸鹽水泥相比 ， 優(yōu)點(diǎn)：密度小 、 顏色淡 、 凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng) 、 水化熱低 、 耐酸性好 。 缺點(diǎn)：抗凍性差 、 穩(wěn)定性差 、 干燥收縮大 、 早期強(qiáng)度低 。 三、提高早期強(qiáng)度的措施 ? 1． 提高熟料中的 C3S和 C3A； ? 2． 控制混合料的質(zhì)量和摻入量； ? 3． 提高水泥的粉磨細(xì)度； ? 4． 適當(dāng)增加石膏的摻入量； ? 5． 加入早強(qiáng)劑和減水劑 （ CaO、 CaCl、NaNO3） 。 第十章 特性水泥和專用水泥 第一節(jié) 快硬和特快硬水泥 一、特點(diǎn)： ? 早期強(qiáng)度高，用于搶修工程。以三天的抗壓強(qiáng)度為水泥標(biāo)號(hào)。有 32 3755和425三個(gè)標(biāo)號(hào)。 二、要求及措施 ? 1． C3S和 C3A含量高 ， C3S： 50%～ 60%，C3A： 8%～ 14%。 ? 2． 原料中加入鋁礬土和石膏形成含硬石膏的水泥 ， 稱為快硬硫鋁酸鹽水泥 。 ? 3 ． 原 料 中 加 入 螢 石 形 成 氟 鋁 酸 鈣（ C11A7CaF2） 稱為快硬氟鋁酸鹽水泥 。 ? 4． 原料中加入螢石 、 石膏 、 TiO BaO、P2O MnO、 Cr2O3等形成特快硬水泥 。水泥標(biāo)號(hào)以 2h抗壓強(qiáng)度表示 ， 有 225。 ? 初凝時(shí)間 2min， 終凝時(shí)間 10min。 第二節(jié) 抗硫酸鹽、中低熱、道路水泥 一、抗硫酸鹽水泥 ? 以 C2S和 C3S受限制的熟料，加入適量石膏磨制成的有一定抗硫酸鹽侵蝕的水硬性膠凝材料。由于 Ca（ OH） 2是造成硫酸鹽侵蝕水泥的主要因素，而 C4AF的耐腐性較強(qiáng)。所以在熟料中可提高 C4AF的含量。 二、中低熱水泥 ? 水化熱低的水泥 ， 適用于大壩和大體積混凝土工程 。 熟料中應(yīng)減少 C3S和 C3A的含量 ， 但考慮強(qiáng)度要求 ， C3S不能太少 。 三、道路水泥 ? 1． 抗折強(qiáng)度高 ， C3S含量高； ? 2． 耐磨性好 ， C4AF較高； ? 3．脹縮性小，減少 C3A的含量。 第三節(jié) 鋁酸鹽水泥 ? 高鋁水泥或礬土水泥 ， 是一種快硬水泥 。 ? 一 、 組成 ? CA、 CA C12A C2AS、 微量尖晶石和鈣鈦礦 。 ? 二 、 原料 ? 鋁礬土 、 石灰石 。 ? 三 、 生產(chǎn) ? 燒結(jié)法 、 熔融法 。 ? 四 、 性能 ? 快凝 ， 以 3d的抗壓強(qiáng)度表示 。 標(biāo)號(hào)有： 42 5262 725， 水化放熱大 ， 不能用于大壩 。 第四節(jié) 膨脹和自應(yīng)力水泥 ? 以水化時(shí)形成鈣礬石為主的水泥 。 用于澆注裝配件或建筑物封接 。 由硫鋁酸鹽水泥熟料加入較多的石膏細(xì)磨而成 。 ? 凝結(jié)時(shí)間 1h～ 2h。 第五節(jié) 油井水泥 ? 又稱堵塞水泥 。 ? 要求：水泥漿在注井過(guò)程中有一定的流動(dòng)性和合適的密度 。 凝結(jié)較快 ， 硬化后水泥漿穩(wěn)定 ， 抗?jié)B 、 抗腐 。 第六節(jié) 裝飾水泥 一、白色水泥 ? Fe2O3： 3%～ 4%， 水泥呈暗灰色； ?