【正文】 化熱和放熱速率與熟料礦物成分、混合材料品種和數(shù)量及水泥細(xì)度等有關(guān)。硅酸鹽水泥的水化熱＞普通水泥的水化熱＞復(fù)合水泥（或礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥）的水化熱。水化熱適當(dāng)大，對(duì)冬季施工有利。但對(duì)大體積混凝土施工不利，易產(chǎn)生冷縮和溫度裂縫。（6）通用硅酸鹽水泥的合格品與不合格品當(dāng)檢驗(yàn)結(jié)果符合①化學(xué)指標(biāo)（不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子）和②物理指標(biāo)（凝結(jié)時(shí)間、安定性、強(qiáng)度）的規(guī)定時(shí)為合格品。其中的任何一項(xiàng)技術(shù)要求不符合時(shí)為不合格品。（7）通用硅酸鹽水泥的主要特性和優(yōu)先選用通用硅酸鹽水泥的組成材料均為硅酸鹽水泥熟料、適量的石膏和規(guī)定的混合材料，但由于這六個(gè)品種水泥中混合材料品種及其數(shù)量的不同，表現(xiàn)出來的性能也有較大的差異。它們的主要特性見教材。根據(jù)通用硅酸鹽水泥的主要特性和混凝土工程的特點(diǎn)及所處環(huán)境，可優(yōu)先選用水泥，具體見教材。2. 通用硅酸鹽水泥的水化與耐腐蝕能力（1）水化的定義水化是指水泥或熟料礦物與水的化學(xué)反應(yīng)。水化過程包含有凝結(jié)與硬化二個(gè)過程。凝結(jié)是指可塑性的（水泥）漿體，失去可塑性的過程。硬化是指漿體完全失去可塑性，并具有強(qiáng)度，而且漿體內(nèi)部水化繼續(xù)進(jìn)行，強(qiáng)度繼續(xù)提高的過程。水泥的凝結(jié)和硬化是一個(gè)連續(xù)的、復(fù)雜的物理化學(xué)過程。硬化以后的水泥漿體稱為水泥石或水泥硬化漿體。（2）硅酸鹽水泥熟料的水化硅酸三鈣的水化速度快，放熱量大，在28d齡期已水化約80%～90%。水化產(chǎn)物為水化硅酸鈣和氫氧化鈣。水化硅酸鈣凝膠尺寸在1～100nm范圍，具有巨大的表面積，凝膠粒子間存在范德華力和化學(xué)結(jié)合鍵，由它構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有很高的強(qiáng)度，所以硅酸鹽水泥的強(qiáng)度主要是由CSH凝膠提供的。水化生成的Ca(OH)2，以六方板狀晶體析出，它對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)相對(duì)較弱；但它使水泥石的堿度升到pH12以上，能保護(hù)鋼筋不生銹，能提高抗碳化能力。 硅酸二鈣的水化速度慢，放熱量小，雖然水化產(chǎn)物與硅酸三鈣相同，但數(shù)量不同。因此硅酸二鈣早期強(qiáng)度低，但后期強(qiáng)度高。 鋁酸三鈣的水化迅速，放熱量很大，生成水化鋁酸三鈣，在3d內(nèi)已完成水化。因此，在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中，通常加入3％～5％的石膏，以調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間。 鐵鋁酸四鈣與水反應(yīng)，生成水化鋁酸三鈣晶體和水化鐵酸鈣凝膠。在28d內(nèi)基本完成水化。在有氫氧化鈣或石膏存在時(shí)，它將進(jìn)一步水化生成水化鋁酸鈣和水化鐵酸鈣的固溶體或水化硫鋁酸鈣和水化硫鐵酸鈣的固溶體。（3）硅酸鹽水泥、普通水泥的水化水泥顆粒與水接觸后，水泥熟料中的四種主要礦物和石膏立即或在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)均能與水發(fā)生水化作用，生成水化產(chǎn)物，并放出一定量的水化熱。硅酸鹽水泥與水作用后，生成的主要水化產(chǎn)物是：水化硅酸鈣凝膠和水化鐵酸鈣凝膠，氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣晶體。在完全水化的硅酸鹽水泥石中，水化硅酸鈣約占60％～70%，氫氧化鈣約占20%～25％。由于混合材料摻量少，普通水泥的水化與硅酸鹽水泥的水化接近。水泥漿體由可塑態(tài)逐漸失去塑性，進(jìn)而硬化產(chǎn)生強(qiáng)度，這一凝結(jié)硬化過程，可以分為四個(gè)階段：①初始反應(yīng)期（約15分鐘內(nèi)結(jié)束），②誘導(dǎo)期（一般持續(xù)1~3小時(shí)），③凝結(jié)期（一般持續(xù)1～3小時(shí)），④硬化期。（4）活性混合材料在通用硅酸鹽水泥中的水化常用的活性混合材料有火山灰質(zhì)混合材料、粒化高爐礦渣和粉煤灰等，主要含有非晶態(tài)或玻璃態(tài)的活性SiO2和活性A12O3。常溫下能與氫氧化鈣和水發(fā)生水化反應(yīng)，生成水硬性的水化產(chǎn)物，并能夠逐漸凝結(jié)硬化產(chǎn)生強(qiáng)度?；钚曰旌喜牧显谑液褪嘧饔孟碌乃Ｄゼ?xì)的活性混合材料與水拌合后，本身并不硬化或硬化極其緩慢；但在氫氧化鈣飽和溶液中，在常溫下就會(huì)發(fā)生顯著的水化反應(yīng)，生成的水化產(chǎn)物是具有水硬性的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣。當(dāng)液相中有石膏存在時(shí)，水化鋁酸鈣與石膏反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣。 活性混合材料在通用硅酸鹽水泥中的水化。通用硅酸鹽水泥與水拌合后，首先是水泥中熟料的水化，放出大量的Ca(OH)2；然后是活性混合材料中的SiO2和Al2O3受到上述Ca(OH)2和水泥中石膏的激發(fā)而進(jìn)行的水化反應(yīng)（一般稱為二次水化反應(yīng)），即消耗大量的Ca(OH)2，生成更多的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣。（5）復(fù)合水泥、礦渣水泥、粉煤灰水泥和火山灰水泥的水化由于混合材料摻量多，復(fù)合水泥、礦渣水泥、粉煤灰水泥和火山灰水泥的水化分兩步進(jìn)行。首先是水泥中熟料的水化，然后是活性混合材料受到Ca(OH)2和石膏激發(fā)后的水化。與硅酸鹽水泥和普通水泥相比，摻活性混合材料多的水泥的水化速度和凝結(jié)硬化速度減慢，水化熱降低，早期強(qiáng)度降低而后期強(qiáng)度逐漸提高；水化產(chǎn)物中水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣量較多，氫氧化鈣量較少。（6）水泥石的結(jié)構(gòu)在常溫下水泥硬化漿體（水泥石）是一非均質(zhì)的多相體系，即由水泥水化產(chǎn)物、未水化的水泥顆粒內(nèi)核與孔隙等組成的多孔（大孔、毛細(xì)孔、凝膠孔）多相（固、液、氣）體系。它具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和孔隙率，外貌和性能與石材相似，故又稱之為水泥石。（7）影響通用水泥水化和凝結(jié)硬化的主要因素①水泥的組成，主要取決于熟料質(zhì)量、混合材料品種及其相對(duì)含量。②熟料礦物組成，主要取決于水泥熟料礦物組成及其相對(duì)含量。③水泥細(xì)度，因?yàn)樗怯深w粒表面開始逐漸深入到內(nèi)部的。水泥顆粒越細(xì)，與水接觸的表面積越大，整體水化越快，凝結(jié)硬化也快，早期強(qiáng)度較高。但水泥顆粒過細(xì)，磨細(xì)能耗增加，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量增加，硬化時(shí)干縮較大。④水泥漿的水灰比，通常硅酸鹽水泥完全水化時(shí)的水灰比（非蒸發(fā)水/水泥）。水灰比越大，拌合用水量越多，會(huì)導(dǎo)致水泥石中的毛細(xì)孔越多、孔隙率越大、強(qiáng)度越低、收縮越大、抗?jié)B性及耐化學(xué)侵蝕性能越差。⑤養(yǎng)護(hù)條件，養(yǎng)護(hù)三要素為溫度、濕度和時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的溫度為（20177。1或2）℃，相對(duì)濕度為≥90%（或95%或水中），時(shí)間（齡期）為28d。水是水泥水化的必要條件。提高養(yǎng)護(hù)溫度，可以促進(jìn)水泥水化、加速凝結(jié)硬化、提高早期強(qiáng)度。硅酸鹽水泥強(qiáng)度在3d～14d內(nèi)增長(zhǎng)較快，28d后增長(zhǎng)變慢，長(zhǎng)期強(qiáng)度還有增長(zhǎng)。⑥儲(chǔ)存條件。水泥應(yīng)該儲(chǔ)存在干燥的環(huán)境里。水泥的有效期為三個(gè)月。⑦外加劑。一些糖類外加劑能顯著延緩水泥的凝結(jié)時(shí)間，一些無機(jī)鹽類外加劑能顯著加快水泥的凝結(jié)硬化并可提高水泥的早期強(qiáng)度。（8）硅酸鹽水泥硬化漿體的腐蝕與防止硅酸鹽水泥漿體硬化以后，其強(qiáng)度在幾年甚至幾十年中仍有提高，并且有較好的耐久性。但在某些腐蝕性介質(zhì)的作用下，強(qiáng)度下降，起層剝落，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起整個(gè)工程結(jié)構(gòu)的破壞。硅酸鹽水泥石受腐蝕的種類、受腐蝕的原因和防止腐蝕的措施，簡(jiǎn)述如下：腐蝕種類軟水腐蝕（溶出性侵蝕），鹽類（硫酸鹽、鎂鹽、鹽類循環(huán)結(jié)晶等）腐蝕，酸類（碳酸腐蝕、一般酸類腐蝕）腐蝕，強(qiáng)堿腐蝕和綜合腐蝕。受腐原因水泥石中含有氫氧化鈣、水化鋁酸鈣水泥石不夠密實(shí)有腐蝕介質(zhì)存在防腐措施合理選擇水泥品種提高水泥石密實(shí)度加保護(hù)層（9）通用硅酸鹽水泥的耐腐蝕能力 抗軟水腐蝕、鹽類（硫酸鹽、鎂鹽）腐蝕、酸類腐蝕能力的順序?yàn)椋旱V渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥、復(fù)合水泥＞普通水泥＞硅酸鹽水泥?？梗諝庵校┨蓟芰Φ捻樞?yàn)椋汗杷猁}水泥＞普通水泥＞礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥。二、例題例題41：實(shí)驗(yàn)測(cè)得某普通水泥28d齡期的膠砂破壞荷載見下表，請(qǐng)確定該水泥的強(qiáng)度等級(jí)。（注，） 解：28d抗 壓抗 折F/kNF/N320033003100f/MPaf/MPaf6平均 = ， (－)/=%=5% ＜10%(－)/=%=11% ＞10%f3平均=， ＞(－)/=%＜10%(－)/=%＜10%f5平均 = ＞(－)/=%=3% ＜10%(－)/=%=2% ＜10%fC=FC/A=FC/(4040)=1000/(4040)=， ff=(bh2)=100/(40402)=3200100/(40402)=，由誤差分析得：fC5平均抗壓強(qiáng)度=＞，ff2平均抗折強(qiáng)度=＞。例題42：通用硅酸鹽水泥的三大組分材料是什么？通用水泥的主要水化產(chǎn)物是什么？答：三大組分材料是水泥熟料、石膏和混合材料。通用水泥的主要水化產(chǎn)物是水化硅酸鈣凝膠和水化鐵酸鈣凝膠，氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣晶體。在完全水化的硅酸鹽水泥石中，水化硅酸鈣約占60％～70%，氫氧化鈣約占20%～25％。例題43：硅酸鹽水泥熟料的主要礦物是什么？各有什么水化產(chǎn)物和水化硬化特性？答：熟料的主要礦物是硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣。硅酸三鈣遇水，反應(yīng)速度較快，水化熱高，它的水化產(chǎn)物對(duì)水泥早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度均起主要作用。水化產(chǎn)物是水化硅酸鈣凝膠和氫氧化鈣。硅酸二鈣遇水，反應(yīng)速度較慢，水化熱較低，它的水化產(chǎn)物對(duì)水泥早期強(qiáng)度貢獻(xiàn)較小，但對(duì)水泥后期強(qiáng)度起重要作用。耐化學(xué)侵蝕性良好，干縮較小。水化產(chǎn)物是水化硅酸鈣凝膠和氫氧化鈣。鋁酸三鈣是四種礦物組分中遇水反應(yīng)速度最快、水化熱最高的組分。耐化學(xué)侵蝕性差，干縮大。因此，為了調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)硬化速度必須摻加石膏，鋁酸三鈣與石膏形成的水化產(chǎn)物（鈣礬石），對(duì)水泥早期強(qiáng)度有一定的作用。水化產(chǎn)物是水化鋁酸鈣和三硫型或單硫型水化硫鋁酸鈣晶體。鐵鋁酸四鈣遇水反應(yīng)較快，水化熱較高?？箟簭?qiáng)度居中，對(duì)水泥抗折強(qiáng)度的貢獻(xiàn)較大。耐化學(xué)侵蝕性優(yōu)，干縮小。水化產(chǎn)物是水化鐵酸鈣凝膠，水化鋁酸鈣和水化硫鐵鋁酸鈣晶體（有石膏存在時(shí)）。例題44：什么是活性混合材料和非活性混合材料？它們加入通用水泥中各起什么作用？答：混合材料是為了改善通用硅酸鹽水泥性能、調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度、降低水化熱、降低生產(chǎn)成本、增加水泥產(chǎn)量和增加品種而經(jīng)常采用的組成材料?；钚曰旌喜牧现饕辛；郀t礦渣、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料，主要含有非晶態(tài)或玻璃態(tài)的活性SiO2和活性A12O3，能與水泥漿中的氫氧化鈣和石膏發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。非活性混合材料，摻入水泥中的主要作用是調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度、降低水化熱、降低生產(chǎn)成本、增加產(chǎn)量，在水泥漿中幾乎不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。主要有石灰石和砂巖等?；钚曰旌喜牧显谕ㄓ霉杷猁}水泥中的水化。通用硅酸鹽水泥與水拌合后，首先是水泥中熟料的水化，放出大量的Ca(OH)2；然后是活性混合材料中的SiO2和Al2O3受到上述Ca(OH)2和水泥中石膏的激發(fā)而進(jìn)行的水化反應(yīng)（一般稱為二次水化反應(yīng)），即消耗大量的Ca(OH)2，生成更多的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣。例題45：通用硅酸鹽水泥中加入石膏的作用是什么？膨脹水泥中加入石膏的作用是什么？答：硅酸鹽水泥中加入石膏的作用有三：起調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時(shí)間的作用、適量的增強(qiáng)作用（硫酸鹽激發(fā)劑）、產(chǎn)生適量鈣礬石后的微膨脹作用。加入過量時(shí)會(huì)產(chǎn)生體積安定性問題。通用硅酸鹽水泥中加入石膏的主要作用是起調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)時(shí)間的作用。由于鋁酸三鈣是四種礦物組分中遇水反應(yīng)速度最快、水化熱最高的組分，其水化產(chǎn)物水化鋁酸鈣的強(qiáng)度低，故為了調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)硬化速度必須摻加石膏，而且鋁酸三鈣與石膏形成的水化產(chǎn)物（水化硫鋁酸鈣晶體），對(duì)水泥早期強(qiáng)度有一定的作用。膨脹水泥中加入石膏的主要作用是產(chǎn)生適量鈣礬石后的微膨脹作用。水泥中的石膏與水化鋁酸鈣發(fā)生反應(yīng)，生成具有體積膨脹的、針狀的晶體三硫型水化硫鋁酸鈣（鈣礬石）。例題46：通用水泥有哪些品種，各有什么特性？答：通用硅酸鹽水泥的定義為以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏，及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。其分類按混合材料的品種和摻量分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥六個(gè)品種。通用硅酸鹽水泥的主要特性（詳見教材）。例題47：什么是水泥的體積安定性？引起安定性不良的主要原因是什么？如何檢驗(yàn)安定性？答：水泥漿體在硬化過程中體積變化的均勻性稱為水泥體積安定性。引起安定性不良的主要原因是由于熟料或水泥中含有過多的游離氧化鈣和游離氧化鎂，及磨制水泥時(shí)加入了過多的石膏等所造成的?，F(xiàn)行國(guó)標(biāo)規(guī)定用沸煮法檢驗(yàn)由游離CaO引起的水泥體積安定性。采用壓蒸方法才能檢驗(yàn)由游離MgO引起的水泥體積安定性。石膏的危害則需要水泥漿體長(zhǎng)期浸在常溫水中才能檢驗(yàn)。由于MgO和石膏的危害作用不便于快速檢驗(yàn)，故用化學(xué)成分控制，％，如經(jīng)壓蒸安定性檢驗(yàn)合格，％；％。例題48：簡(jiǎn)述硅酸鹽水泥凝結(jié)硬化的機(jī)理。影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素是什么？答：凝結(jié)硬化的機(jī)理：水泥顆粒與水接觸后，水泥熟料中的四種主要礦物和石膏立即或在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)均能與水發(fā)生水化作用，生成水化產(chǎn)物，并放出一定量的水化熱。隨著水化的進(jìn)行，水泥漿體進(jìn)入凝結(jié)階段，由可塑態(tài)逐漸失去塑性，進(jìn)而硬化產(chǎn)生強(qiáng)度。這一凝結(jié)硬化過程，可以分為四個(gè)階段，①初始反應(yīng)期（約15分鐘內(nèi)結(jié)束），②誘導(dǎo)期（一般持續(xù)1~3小時(shí)），③凝結(jié)期（一般持續(xù)1～3小時(shí)），④硬化期。（詳見教材）影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素：①水泥的組成，②熟料礦物組成，③水泥細(xì)度，④水泥漿的水灰比，⑤養(yǎng)護(hù)條件，⑥儲(chǔ)存條件，⑦外加劑，等。（詳見教材）例題49：通用硅酸鹽水泥的強(qiáng)度如何測(cè)定，其強(qiáng)度等級(jí)如何評(píng)定？答：現(xiàn)行國(guó)標(biāo)規(guī)定：水泥的強(qiáng)度用膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)。將水泥、水和中國(guó)ISO標(biāo)準(zhǔn)砂按1: : ，以規(guī)定的方法攪拌制成標(biāo)準(zhǔn)試件（尺寸為40mm40mm160mm），在標(biāo)準(zhǔn)條件下在（20177。1）℃的水中養(yǎng)護(hù)至3d和28d，測(cè)定這兩個(gè)齡期的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。根據(jù)測(cè)定結(jié)果，判定水泥的強(qiáng)度等級(jí)。、、。、。礦渣水泥、火山灰水泥、、?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)將水泥分為普通型和早強(qiáng)型（或稱R型）兩個(gè)型號(hào)。例題410：什么樣的水泥產(chǎn)品是合格品和不合格品？答：當(dāng)水泥產(chǎn)品的檢驗(yàn)結(jié)果符合①化學(xué)指標(biāo)（不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子）和②物理指標(biāo)（凝結(jié)時(shí)間、安定性、強(qiáng)度）的規(guī)定時(shí)為合格品，其中的任何一項(xiàng)技術(shù)要求不符合時(shí)為不合格品。例題411：硅酸鹽水泥的腐蝕有哪些類型？如何防止水泥石的腐蝕？答：腐蝕類型：軟水腐蝕（溶出性侵蝕），鹽類（硫酸鹽、鎂鹽、鹽類循環(huán)結(jié)晶等）腐蝕，酸類（碳酸腐蝕、一般酸類腐蝕）腐蝕，強(qiáng)堿腐蝕和綜合腐蝕。防止水泥石腐蝕的措施：合理選擇水泥品種、提高水泥石密實(shí)度、加保護(hù)層例題412：白色硅酸