【導(dǎo)讀】性質(zhì)和有關(guān)參數(shù)。理解的含義在課堂上，即老師講的內(nèi)容→聽；培養(yǎng)獨立思考，獨立分析，獨立解決問題的能力；標(biāo)準(zhǔn)化考試以性能及應(yīng)用為主；中心內(nèi)容→性能及應(yīng)用。今：1、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)落后：研究、制造、應(yīng)用各自獨立→閉門造車；未：1、生態(tài)、環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展；本課程討論的對象是建筑材料。關(guān)部委頒發(fā)的技術(shù)要求統(tǒng)稱為標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范?；A(chǔ)，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)發(fā)布，作為共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)。需雙方對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行驗收的依據(jù)。批準(zhǔn)年份等組成。式中：ρ0——材料的表觀密度，kg/m3；從公式可以看出，表觀密度永遠(yuǎn)小于密度。表觀密度，須注明含水量。

　　

【正文】 增加內(nèi)部的孔隙含量，故這三種水泥的抗凍性均較差。 （ 6）、抗碳化性較差； 由于這三種水泥在水化硬化后，水泥石中 的氫氧化鈣的數(shù)量少，故抵抗碳化的能力差。因而 不適合用于二氧化碳濃度高的工業(yè)廠房 ，如鑄造、翻砂車間等。 2）、三種水泥的特性： 26 （ 1）、礦渣水泥： 由于粒化高爐礦渣玻璃體對水的吸附能力較差，即 保水性較差 。與水拌和時產(chǎn)生泌水造成較多的連通孔隙，因此，礦渣水泥的 抗?jié)B性差 ，且 干縮較大 。礦渣水泥本身 耐熱性好 ，且礦渣硅酸鹽水泥水化后氫氧化鈣的含量少，因此更表現(xiàn)出耐熱性好。 礦渣水泥適用于有耐熱要求的混凝土工程，不宜用于有抗?jié)B要求的混凝土工程。 （ 2）、火山灰水泥： 火山灰混合材料的內(nèi)部含有大量的細(xì)微孔隙，故 保水性好 。因其水化后形成較多的水化硅酸鈣凝膠使水泥石結(jié)構(gòu)致密，故 抗?jié)B性好 ?；鹕交宜?干縮大，水泥石易產(chǎn)生細(xì)微裂縫，且空氣中的二氧化碳能使水化硅酸鈣凝膠分解成為碳酸鈣和氧化硅的混合物，使水泥石 表面產(chǎn)生起粉現(xiàn)象 。因此其 耐磨性較差。 火山灰水泥適用于有抗?jié)B要求的混凝土工程，不宜用于干燥環(huán)境中的地上混凝土工程，也不宜用于有耐磨性要求的混凝土工程中。 （ 3）、粉煤灰水泥： 粉煤灰是表面致密的球形顆粒，其吸附水的能力較差，即 保水性差，泌水性大 。其在施工階段易使制品表面因大量泌水而產(chǎn)生收縮裂紋，因而 抗?jié)B性差，抗凍性差，耐磨性差 。因為 粉煤灰的比表面積小，拌合需水量小，故 干縮小。 粉煤灰水泥適用于承載較晚的混凝土工程，不宜用于有抗?jié)B性要求的混凝工程，且不宜用于干燥環(huán)境中的混凝土工程及有耐磨性要求的混凝土工程中。 復(fù)合硅酸鹽水泥： 由于摻入了兩種以上的混合材料，起到了互相取長補(bǔ)短的作用，其效果大大優(yōu)于只摻一種混合材料。其 早期強(qiáng)度高 于礦渣（或火山灰，粉煤灰）水泥，接近于普通硅酸鹽水泥，并且 水化熱低，耐腐蝕性、抗?jié)B性及抗凍性好 。因而復(fù)合水泥的用途較普通水泥、礦渣水泥等更為廣泛，是一種很有發(fā)展前途的水泥品種。 三、影響常用水泥性能的因素： 水泥組成成分的影響： C3S、 C2S、 C3A、 C4AF 的含量不同水泥的性質(zhì)變化很大。 C3S、 C3A含量提高，水泥的凝結(jié)硬化速度加快，早期強(qiáng)度高，同時水化熱也增大。 混合材料含量增高，熟料含量將降低，水泥的抗侵蝕性提高，水化熱及早期強(qiáng)度將降低。 水泥細(xì)度的影響： 水泥顆粒越細(xì)，其比表面積越大，水化反應(yīng)越快越充分，早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度都較高。但水泥太細(xì)，粉磨能耗大，水泥成本高，而且硬化時的干燥收縮大，易產(chǎn)生微細(xì)裂紋。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：硅酸鹽水泥的細(xì)度采用比表面積測定儀檢驗其比表面積應(yīng)大于300m2/kg。否則為不 合格。 養(yǎng)護(hù)條件（溫、濕度）的影響： 水泥的水化反應(yīng)及凝結(jié)硬化必須在水分充足的條件下進(jìn)行，環(huán)境濕度大，水分不宜蒸發(fā)，水泥漿中保持有水化所需的足夠水分。如環(huán)境干燥，水分將很快蒸發(fā)，水化不能正常進(jìn)行，甚至停止水化，強(qiáng)度不再增長，同時還可能使水泥石制品表面產(chǎn)生干縮裂紋。 溫度升高，水泥水化反應(yīng)加速，其硬化速度及強(qiáng)度增長也快；溫度降低，則水化作用減慢，硬化速度及強(qiáng)度增長也緩慢，負(fù)溫下水化停止。上述影響主要表現(xiàn)在水化初期，對后期影響不大。 水泥的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件為：養(yǎng)護(hù)溫度為 20177。 3℃，相對濕度 RH＞ 90%的環(huán)境 中。 齡期的影響： 隨著養(yǎng)護(hù)時間的增加，水泥的水化程度增加，凝膠體數(shù)量增加，毛細(xì)孔減少，強(qiáng)度不斷增加。一般在 28天之內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展較快， 28 天后顯著減慢。 水灰比（ W/C）的影響： 拌和水泥漿時，水與水泥的質(zhì)量比，稱為 水灰比 。水灰比越大，水越多，水泥將越 27 稀，凝結(jié)硬化和強(qiáng)度發(fā)展越慢，且硬化后的水泥石中的毛細(xì)孔含量越多，強(qiáng)度越低。反之，凝結(jié)硬化和強(qiáng)度發(fā)展越快，且強(qiáng)度高。因此，在保證成型質(zhì)量的前提下，應(yīng)降低水灰比，以提高水泥石的硬化速度和強(qiáng)度。 貯存條件的影響： 水泥在運輸和貯存過程中應(yīng)做到 （ 1）、 按標(biāo) 明的標(biāo)號、類型及出廠日期分別進(jìn)行貯運。 （ 2）、 防潮、防水。 （ 3）、 散裝水泥應(yīng)分庫存放，袋裝水泥的堆放高度不得超過十袋 (50kg/袋 )。 （ 4）、 應(yīng)先貯先用。 （ 5）、 一般貯存不超過三個月，即使是良好的貯存條件（較為干燥），水泥也不宜久存。因水泥在存放的過程中會吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，使水泥喪失膠結(jié)能力，強(qiáng)度下降。超過三個月后的水泥，強(qiáng)度降低 10%～ 20%；六個月后降低 15%～ 30%；一年后降低 25%～ 40%；此時需重新試驗，確定其標(biāo)號。 四、常用水泥的選用： 根據(jù)上述六大常用水泥的特性 ,各類建 筑工程針對其工程性質(zhì)、結(jié)構(gòu)部位、施工要求和使用環(huán)境條件等，可按下表進(jìn)行選用。 常用水泥的選用 混凝土工程特點及所處環(huán)境條件 優(yōu)先選用 可以選用 不宜選用 普通混凝土 1 在一般氣候環(huán)境中的混凝土 普通水泥 礦渣水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥、火山灰水泥 2 在干燥環(huán)境中的混凝土 普通水泥 礦渣水泥 粉煤灰水泥、 火山灰水泥 3 在高溫環(huán)境中或長期處于水中的 混凝土 礦渣水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥 火山灰水泥 普通水泥 4 厚大體積的混凝土 礦渣水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥 火山灰水泥 硅酸鹽水 泥 有特殊要求的混凝土 1 要求快硬、高強(qiáng)（＞ C40）的混凝土 硅酸鹽水泥 普通水泥 礦渣水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥、火山灰水泥 2 嚴(yán)寒地區(qū)的露天混凝土、寒冷地區(qū)處于水位升降范圍內(nèi)的混凝土 普通水泥 礦渣水泥 （強(qiáng)度等級＞） 粉煤灰水泥、 火山灰水泥 3 嚴(yán)寒地區(qū)處于水位升降范圍內(nèi)的混凝土 普通水泥 （強(qiáng)度等級＞） 礦渣水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥、火山灰水泥 4 有抗?jié)B要求的混凝土 普通水泥 火山灰水泥 礦渣水泥 5 有耐磨性要求的混凝土 硅酸鹽水泥 普通水泥 礦 渣水泥 （強(qiáng)度等級＞） 粉煤灰水泥、 火山灰水泥 28 6 受侵蝕性介質(zhì)作用的混凝土 礦渣水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥 火山灰水泥 硅酸鹽水泥 五、常用水泥的技術(shù)要求： 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) GB175—1999,GB1344—1999和 GB12958—1999,對六大常用水泥的主要技術(shù)性質(zhì)要求如下。 細(xì)度： 指水泥顆粒的粗細(xì)程度。 水泥顆粒越細(xì)，與水起反應(yīng)的表面積愈大，水化作用的發(fā)展就越迅速而充分，使凝結(jié)硬化的速度加快，早期強(qiáng)度大。但顆粒過細(xì)的水泥硬化時產(chǎn)生的收縮亦越大，而且磨制水泥能耗多成本高，一般認(rèn) 為，水泥顆粒小于 40μ m才具有較高的活性，大于 100μm活性就很小了。 凝結(jié)時間： 六大常用水泥初凝時間不得早于 45min，硅酸鹽水泥的終凝時間不得遲于。其他五類水泥的終凝時間不得遲于 10h。 由于拌合水泥漿時的用水量多少，對凝結(jié)時間有影響，因此測試水泥凝結(jié)時間時必須采用標(biāo)準(zhǔn)綢度用水量。 體積安定性： 指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。 體積安定性不良： 指水泥硬化后產(chǎn)生不均勻的體積變化，使水泥混凝土構(gòu)筑物產(chǎn)生膨脹性裂縫，降低建筑工程質(zhì)量，甚至引起嚴(yán)重事故。 引起體積安定性不良的原因： 1） 、過多的游離氧化鈣、游離氧化鎂 ：它們是在高溫下生成的，處于過燒狀態(tài)，水化很慢，在水泥硬化后還在慢慢水化并產(chǎn)生體積膨脹，從而導(dǎo)致硬化水泥石開裂。 2）、過量石膏： 石膏的摻入可延緩水泥的凝結(jié)硬化速率，有試驗表明，當(dāng)水泥中石膏摻入量（以 SO3%計）小于 %時，并不能阻止水泥快凝，但在摻量（以 SO3%計）大于%以后，過量的石膏毀譽(yù)已經(jīng)硬化的水化鋁酸鈣反映生成大量的水化硫鋁酸鈣針狀晶體 ,體積膨脹造成硬化水泥石開裂。另外剩余的石膏迅速凝結(jié)硬化，致使水泥凝結(jié)時間加快。 強(qiáng)度及強(qiáng)度等級： 水泥石強(qiáng)度發(fā)展的一般規(guī) 律是： 3～ 7天內(nèi)強(qiáng)度增長最快， 28天內(nèi)強(qiáng)度增長較快，超過 28 天后強(qiáng)度將繼續(xù)發(fā)展但增長較慢。 水泥強(qiáng)度使選用水泥時的主要技術(shù)指標(biāo)，也是劃分水泥強(qiáng)度等級的依據(jù)。 國標(biāo)規(guī)定： 采用 軟練膠砂法 測定水泥強(qiáng)度。將水泥和標(biāo)準(zhǔn)砂按 1： 3 混合，用水灰比為 ，按規(guī)定制成 40 mm179。 40 mm179。 160mm 的標(biāo)準(zhǔn)試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù) 24h 后脫模，放在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)，分別測頂 3d 和 28d 的抗壓及抗折強(qiáng)度。根據(jù)測定結(jié)果確定該水泥的強(qiáng)度等級。 國標(biāo)規(guī)定： 硅酸鹽水泥分為 、 、 、 、 、 六個強(qiáng) 度等級；其他五種水泥分為 、 、 、 、 、 六個強(qiáng)度等級。其中有代號R 者為早強(qiáng)型水泥。各強(qiáng)度等級的六大水泥的 3d 和 28d 的強(qiáng)度不得低于規(guī)范規(guī)定的值。 堿含量： 是指水泥中 Na2O 和 K2O 的含量。若水泥中堿含量過高，遇到有活性的骨料，易產(chǎn)生堿 —骨料反應(yīng)，造成工程危害。 國標(biāo)規(guī)定：水泥中堿含量按 Na2O＋ 計算值來表示。若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時，水泥中堿含量不得大于 %或由供需雙方商定 . 對于以上五項水泥的主要技術(shù)質(zhì)量要求，國家標(biāo)準(zhǔn) 還規(guī)定，凡氧化鎂、三氧化硫、安定性、初凝時間中任一項不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，均為廢品。其他要求任一項不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定視為不合格品。 第二節(jié)：其他品種水泥 29 一、高鋁水泥： 高鋁水泥又稱礬土水泥，是以鋁礬土和石灰石為原料，經(jīng)高溫煅燒得到以鋁酸鈣為主要成分的熟料，經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，屬于鋁酸鹽系列水泥。 主要特性： 快凝早強(qiáng)， 1d 強(qiáng)度可達(dá)最高強(qiáng)度的 80%以上，后期強(qiáng)度增長不顯著。 水化熱大，且放熱集中， 1d 內(nèi)即可放出水化熱總量的 70%80%。 抗硫酸鹽性能很強(qiáng)，但抗堿性很差。 耐熱性好，高鋁水泥 混凝土在 1300‵還能保持約 53%的強(qiáng)度。 長期強(qiáng)度略有降低的趨勢。 應(yīng)用范圍： 主要用于緊急軍事工程（如筑路、橋）、搶修工程（如堵漏） 用于配制耐熱混凝土，如高溫窯爐爐襯等和用于寒冷地區(qū)冬季施工的混凝土工程。 不宜用于大體積混凝土工程。 不能用于長期承重結(jié)構(gòu)及高溫高濕環(huán)境中的工程。 不能用于蒸汽養(yǎng)護(hù)。 不經(jīng)過實驗，高鋁水泥不得與硅酸鹽水泥或石灰相混，以免引起閃凝和強(qiáng)度下降。 二、膨脹水泥： 通常硅酸鹽水泥在空氣中硬化時會產(chǎn)生不同程度的收縮，從而導(dǎo)致水泥混凝土構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生為裂縫， 有損混凝土的整體性，同時使混凝土混凝土的一系列性能變壞。然而，膨脹水泥在硬化過程中不僅不收縮反而有一定數(shù)量的膨脹，可以克服或改善普通混凝土的上述缺點。 （一）、類型： 根據(jù)膨脹水泥的基本組成，可分為以下四個品種： 硅酸鹽膨脹水泥：以硅酸鹽水泥為主，外加高鋁水泥和石膏配制而成。 鋁酸鹽膨脹水泥：以高鋁水泥為主，外加石膏配制而成。 硫鋁酸鹽膨脹水泥：以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要成分，外加石膏配制而成。 鐵鋁酸鈣膨脹水泥：以鐵相、無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要成分，外加石膏配制而成。 以上四種水泥 的膨脹都源于水泥石中的鈣礬石的膨脹。通過調(diào)整各種組成的配合比例，就可得到不同膨脹值得膨脹水泥。 （二）、用途： 適用于配制收縮補(bǔ)償混凝土。 用于構(gòu)件的接縫和管道接頭，混凝土結(jié)構(gòu)的加固和修補(bǔ)。 用于防滲堵漏工程。 用于機(jī)器底座及地腳螺栓的固定 另外，由于膨脹水泥的膨脹，會在限制條件下使水泥混凝土受到壓應(yīng)力，即所謂的自應(yīng)力。因此，按自應(yīng)力的大小，膨脹水泥可分為兩類：自應(yīng)力值大于或等于 時，稱為 自應(yīng)力水泥 。自應(yīng)力值小于 時（通常約為 ），則為 膨脹水泥 。自應(yīng)力水泥用于 制造自應(yīng)力鋼筋混凝土壓力管及其配件。 三、白色和彩色硅酸鹽水泥 （一）、白色硅酸鹽水泥： 凡以適當(dāng)成分的生料燒至部分溶融，所得以硅酸鈣為主要成分、氧化鐵含量很少的白色硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為白色硅酸鹽水泥（簡稱白水泥）。 白水泥的性能與硅酸鹽水泥基本相同，所不同的是嚴(yán)格控制水泥原料的鐵含量，并 30 嚴(yán)防在生產(chǎn)過程中混入鐵質(zhì)。白水泥中的 Fe2O3含量一般小于 %，并盡可能除掉其他著色氧化物（ MnO、 TiO2等）。 白水泥的技術(shù)性質(zhì)應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)《白色硅酸鹽水泥》（ GB202091）的規(guī)定，細(xì)度為 方孔篩篩余不大 10%； 初凝不得早于 45min，終凝不得遲于 12h； 安定性（沸煮法）合格；水泥中 SO3含量不得超過 %。白水泥各標(biāo)號、各齡期的強(qiáng)度均不得低于表311 的數(shù)值。白水泥按白度分為 特級、一級、二級和三級 四個等級，各等級白度不得低于表 312 的規(guī)定。白水泥按白度級別與標(biāo)號劃分產(chǎn)品等級，各等級應(yīng)滿足表 313的要求。 （二）、彩色硅酸鹽水泥： 生產(chǎn)彩色硅酸鹽水泥有三種方法：一是在水泥生料中混入著色物質(zhì)，燒成彩色熟料在磨成彩色水泥；二是將白水泥熟料或硅酸鹽水泥熟料 、適量石膏和堿性著色物質(zhì)共同磨細(xì)制成彩色水泥；三是將干燥狀態(tài)的著色物質(zhì)摻入白水泥或硅酸鹽水泥中。 白色和彩色硅酸鹽水泥在裝飾工程中，常用于配制各類彩色水泥漿、砂漿和混凝土，用于制造各種水磨石、水刷石、斬假石等飾面及雕塑和裝飾部件等制品。 表 31