【正文】 A1203含量高的水泥，在水化時(shí)放熱快，而且水泥的水化熱。 熟料中氧化鋁 (A1203)可以與 CaO、 Si0 Fe203發(fā)生反應(yīng)，生成鋁酸三鈣 (C4A)和鐵鋁酸四鈣(C4AF)。如果熟料中 SiO2含量低，生成的硅酸鹽礦物量就減少，從而影響水泥的強(qiáng)度。 二氧化硅 (Si02)也是硅酸鹽水泥熟料中最 主要化學(xué)成分之一。 氧化鈣 (CaO)是熟料中最主要的成分，它與熟料中其他氧化物如 Si0 A120 Fe203等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成熟料礦物如硅酸三鈣 (C3S)、硅酸二鈣 (C2S)、鋁酸三鈣 (C3A)和鐵鋁酸四鈣(C4AF)等。 例 下列（）屬于水泥按化學(xué)成分的分類 A、硅酸鹽水泥 B、鋁酸鹽水泥 C、硫鋁酸鹽水泥 D、礦渣水泥 答案： ABC 例 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)主要經(jīng)過（）階段 A、生料制備 B、熟料煅燒 C、水泥粉磨 D、水泥水化 答案： A 、 B 、 C 例 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間不得早于（）分鐘 A、 30 B、 45 C、 60 D、 90 答案： B 硅酸鹽水泥熟料的組成 化學(xué)組成 硅酸鹽水泥熟料主要由氧化鈣（ CaO,簡寫為 C）、二氧化硅（ SiO2簡寫為 S）、氧化鋁（ Al2O3簡寫 A）和氧化鐵（ Fe2O3簡寫為 F）四種氧化物組成。 (5) 堿含量 水泥中堿含量按照 Na20+ 計(jì)算值來表示。與硅酸鹽水泥相比，普通硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級為： 32． 32． 5R、 42． 42． 5R、 52． 5 和 52． 5R 六個(gè)強(qiáng)度等級。1℃ 的水中養(yǎng)護(hù)，分別測定其 3 天、 28 天的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。 （ 4）強(qiáng)度及強(qiáng)度等級 水泥的強(qiáng)度是評定其質(zhì)量的主要指標(biāo)。篩分析法以 80μm 方孔篩的篩余量來表示。硅酸鹽水泥的細(xì)度用比表面積表示，應(yīng)大于 300 ㎡／ kg；普通硅酸鹽水泥的細(xì)度用篩余量表示，其 80μm方孔篩的篩余量不得超過 10． 0％。 水泥凝結(jié)時(shí)間的測定，是以標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿，在規(guī)定的溫度和濕度下，用凝結(jié)時(shí)間測定 儀測定。 終凝：自加水時(shí)起至水泥漿完全失去塑性并開始有一定初始結(jié)構(gòu)強(qiáng)度所需的時(shí)間，稱為終凝時(shí)間。 （ 2）凝結(jié)時(shí)間 水泥的凝結(jié)時(shí)間有初凝與終凝之分。當(dāng)水泥中石膏摻量過多時(shí)，多余的石膏將與已固化的水化鋁酸鈣作用生成水化硫鋁酸鈣晶體，產(chǎn)生體積膨脹，造成硬化水泥漿體開裂。熟料中所含游離氧化鈣或游離氧化鎂都是在高溫下生成，屬于過燒氧化物，水化很慢，主要在水泥凝結(jié)硬化以后才慢慢開始水化，水化時(shí)產(chǎn)生體積膨脹，從而引起不均勻的體積變化，導(dǎo)致硬化水泥漿體開裂。 雷氏法：是測定水泥漿在雷氏夾中硬化沸煮后的膨脹值，當(dāng)兩個(gè)試件沸煮后的膨脹值平均值不大于 時(shí)，即判定該水泥體積安定性合格，反之，則為不合格 。在有爭議時(shí)，以雷氏法為準(zhǔn)。 （ 1）體積安定性 水泥的體積安定性：是指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。所謂水泥凈漿的標(biāo)準(zhǔn)稠度是以水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的稠度時(shí)所需拌合水 量占水泥質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)表示。 技術(shù)要求 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》 (GBl75 一 1999)對硅酸鹽水泥的體 積安定性、凝結(jié)時(shí)間、細(xì)度及膠砂強(qiáng)度、堿含量等提出了具體的技術(shù)要求。盡管水泥煅燒設(shè)備各異，但生料在室內(nèi)都要經(jīng)歷干燥、預(yù)熱、分解、燒成和冷卻五個(gè)階段，才能形成熟料。水 泥煅燒過程在窯內(nèi)進(jìn)行，水泥窯型有回轉(zhuǎn)窯、立窯兩種。 水泥的生產(chǎn)方法：按照生料制備方法的不同，有干法和濕法兩種。凡是以碳酸鈣為主要成分的原料統(tǒng)稱為石灰石質(zhì)原料。 生料制備：主要是將石灰質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料與少量校正原料經(jīng)破碎后，按一定比例混合、磨細(xì)，并調(diào)配為成分合適、質(zhì)量均勻的生料； 熟料煅燒：是將配制好的生料在水泥窯內(nèi)煅燒至部分熔融所得 到的以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料； 水泥粉磨：是將水泥熟料加適量石膏，有時(shí)還加適量混合材料等共同磨細(xì)，制成水泥。混合材料中允許用不超過水泥質(zhì)量 5％的窯灰或不超過水泥質(zhì)量 10％的非活性混合材料來代替。 普通硅酸鹽水泥：是指凡由硅酸鹽水泥熟料，再加入 (6～ 15)％混合材料及適量石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，代號為 PI ；在硅酸鹽水泥粉磨時(shí)摻加不超過水泥質(zhì)量 5％的石灰石或?；郀t礦渣混合材料的硅酸鹽水泥稱 Ⅱ 型硅酸 鹽水泥，代號為 P 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》 (GBl75— 1999)的規(guī)定： 硅酸鹽水泥：是指凡由硅酸鹽水泥熟料，再摻入 (0～ 5)％石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。P) 和復(fù)合硅酸鹽水泥 (簡稱復(fù)合水泥 )。S) 、粉煤灰硅酸鹽水泥 (簡稱粉煤灰水泥 P 硅酸鹽水泥：凡是以適當(dāng)成分的生料，經(jīng)過破碎、煅燒至部分熔融，形成以硅酸鈣為主要成分的熟料，加入一定量的混合材料和適量的石膏，磨細(xì)而成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。 三、 內(nèi)容講解： 概述： 水泥：呈粉末狀，與水拌和后，經(jīng)過物理化學(xué)過程能由可塑性漿體變成堅(jiān)硬的石狀體，并能將砂石等散狀材料膠結(jié)成整體，所以水泥是一種良好的礦物膠凝材料，就硬化條件而言，水泥漿體不但能在空 氣中硬化，還能更好地在水中硬化，保持并繼續(xù)增長其強(qiáng)度，故水泥屬于水硬性膠凝材料。 例 關(guān)于混凝土配合比的計(jì)算過程正確的是（） A、計(jì)算混凝土配制強(qiáng)度 — 確定水灰比 — 選取每立方米混凝土用水量 — 選取砂率 — 計(jì)算粗細(xì)骨料用量 — 寫出混凝土配合比 B、確定水灰比 — 計(jì)算混凝土配制強(qiáng)度 — 選取每立方米混凝土用水量 — 選取砂率 — 計(jì)算粗細(xì)骨料用量 — 寫出混凝土配合比 C、計(jì)算混凝土配制強(qiáng)度 — 選取每立方米混凝土用水量 — 確定水灰比 — 選取砂率 — 計(jì)算粗細(xì)骨料用量 — 寫出混凝土配合比 D、確定水灰比 — 選取每立方米混凝土用水量 — 計(jì)算混凝土配制強(qiáng)度 — 選取砂率 — 計(jì)算粗細(xì)骨料用量 — 寫出混凝土配合比 答案： A 例 混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度試件尺寸為（） A、 150mm150mm300mm B、 150mm150mm150mm C、 150mm150mm600mm D、 150mm150mm550mm 答案： B 第十二講水泥 一、內(nèi)容提要： 本講主要是講解硅酸鹽水泥的技術(shù)要求、硅酸鹽水泥熟料的組成，硅酸鹽水泥的水化和硬化，硅酸鹽水泥的性能，以及其它一些摻混合材的水泥和特種水泥。 例 混凝土按表觀密度可分為（） A、 普通混凝土 B、輕混凝土 C、重混凝土 D、商品混凝土 答案： ABC 例 對于混凝土中水泥強(qiáng)度等級的選擇，正確的是（） A、 水泥強(qiáng)度等級的選擇應(yīng)該與混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級相適應(yīng) B、 原則上低強(qiáng)度等級混凝土選用低強(qiáng)度等級的水泥 C、 高強(qiáng)度混凝土應(yīng)選用強(qiáng)度等級高的水泥 D、 高強(qiáng)度混凝土亦可選 用強(qiáng)度等級低的水泥 答案： ABC 例 下列不屬于普通混凝土用細(xì)骨料的質(zhì)量要求應(yīng)控制的指標(biāo)是（） A、 顆粒級配 B、含泥量 C、泥塊含量 D、強(qiáng)度和堅(jiān)固性 答案： D 普通混凝土用細(xì)骨料的質(zhì)量要求主要應(yīng)控制的指標(biāo)有：顆粒級配、含泥量、泥塊含量、堿活性、有害物質(zhì)含量。 混凝土摻合料 在配制混凝土?xí)r加入一定量的摻合料，可以改善新拌混凝土的工作性，降低混凝土內(nèi)部的溫度升高，提高后期強(qiáng)度，并可以優(yōu)化混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高抗腐蝕能 摻合料的分類： （ 1）膠凝性摻合料如水硬性石灰等 （ 2）火山灰性 摻合料如粉煤灰等 （ 3）同時(shí)具有膠凝性和火山灰性的摻合料如高鈣灰等 （ 4）其他，比如石英砂等，本身具有一定化學(xué)反應(yīng)性的材料。 外加劑和混凝土摻合料 混凝土外加劑 定義：混凝土外加劑是指在混凝土拌制過程中摻入的，用以改善混凝土性能的物質(zhì)，其摻量不大于水泥質(zhì)量的 5%（特殊情況除外）。 混凝土的耐久性：混凝土耐久性是指混凝土在長期外界因素作用下，抵抗外部和內(nèi)部不利影響的能力。 （ 3）徐變：混凝土在長期荷載作用下會發(fā)生徐變現(xiàn)象。 （ 2）收縮：混凝土收縮主要有以下五種：化學(xué)收縮，溫度收縮，干燥收縮，自收縮和碳化收縮。 （ 1）彈性變形：混凝土是一種多相復(fù)合材料，是彈塑性體，而不是真實(shí)的彈性材料。 影響混凝土的因素： 分為四類：混凝土的組成材料，制 備方法，養(yǎng)護(hù)過程及試驗(yàn)條件。一般情況下，混凝土抗折強(qiáng)度約為其立方體抗壓強(qiáng)度的 1/5~1/10，為劈裂抗拉強(qiáng)度的 ~倍。 混凝土抗拉強(qiáng)度：混凝土的抗拉強(qiáng)度只 有抗壓強(qiáng)度的 1/10~1/20，而且隨著混凝土強(qiáng)度等級的提高而降低。是以150mm150mm300mm 的棱柱體作為標(biāo)準(zhǔn)試件。普通混凝土按立方體強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 “ 劃分為 、 C C1 C C2 C C3 C C4 C50、 C5 C60共 12個(gè)強(qiáng)度等級。 混凝土強(qiáng)度等級采用符號 “C” 與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 (以 N／ mm2計(jì) )表示。制作邊長為150mm 的立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（溫度 20177。 硬化混凝土的強(qiáng)度 混凝土強(qiáng)度包括立方 體抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度等，其中以立方體抗壓強(qiáng)度值為最大。按《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》 (GB50164— 92)規(guī)定，混凝土拌合物的流動性以坍落度或維勃稠度作為指標(biāo)。隨著環(huán)境溫度的升高，混凝土的工作性降低很快，因?yàn)檫@時(shí)的水分蒸發(fā)及水泥的化學(xué)反應(yīng)將進(jìn)行得更快。 （ 3） 拌和物存放時(shí)間和環(huán)境溫度的影響 混凝土拌合物隨著時(shí)間的延長會變得越來越干稠，這是由于拌合物中的水分一部分被蒸發(fā)，另一部分則是水泥水化所消耗，因此拌合物逐漸失去可塑 性而凝結(jié)硬化。這是因?yàn)榍罢吖橇媳砻婀饣ψ枇π?，而后者骨料摩阻力相對較大；骨料級配的好壞也影響著混凝土拌合物的工作性。 (3) 骨料 骨料對新拌混凝土工作性的影響較大。 （ 2）水泥 混凝土拌合物在自重或外界振動力的作用下要產(chǎn)生流動，必須克服其內(nèi)部的阻力。保水性好的新拌混凝土，在混凝土振實(shí)后，一部分水容易從內(nèi)部析出 至表面，在滲流之處留下許多毛細(xì)管孔道，成為混凝土內(nèi)部的透水通道。 粘聚性則是指混凝土拌合物內(nèi)部組分之間具有一 定的粘聚力，在運(yùn)輸和澆注過程中不會發(fā)生分層離析現(xiàn)象，能使混凝土保持整體均勻性。 流動性是指混凝土拌合物在自重或機(jī)械振搗力的作用下，能產(chǎn)生流動并均勻密實(shí)地充滿模型的性能。當(dāng)二者之差超過 2%時(shí)，應(yīng)將配合比中每項(xiàng)材料用量均乘以校正系數(shù) δ ，即為確定的設(shè)計(jì)配合比。 （ 2）混凝土配合比的確定： （ i）配合比的確定：根據(jù)試驗(yàn)得出的混凝土強(qiáng)度與其相對應(yīng)的灰水比 (C／ w)關(guān)系，用作圖法或計(jì)算法求出與混凝土配制強(qiáng)度 (fcu,0)相對應(yīng)的灰水比，并應(yīng)按下列原則確定每立方米混凝土的材料用量： 用水量 (mw)應(yīng)在基準(zhǔn)配合比用水量的基礎(chǔ)上，根據(jù)制作強(qiáng)度試件時(shí)測得的坍落度或維勃稠度進(jìn)行調(diào)整確定； 水泥用量 (mc )應(yīng)以用水量乘以選定出來的灰水比計(jì)算確定；粗、細(xì)骨料用量 (以 mg 和 ms 表示 )應(yīng)在基準(zhǔn) 配合比的粗骨料和細(xì)骨料用量的基礎(chǔ) 上 按選定的灰水比進(jìn)行調(diào)整后確定。當(dāng)選用三個(gè)不同配合比時(shí)，其中一個(gè)應(yīng)是基準(zhǔn)配合比，另外兩個(gè)配合比的水灰比，宜較基準(zhǔn)配合比分別增加和減少 ，用水量應(yīng)與基準(zhǔn)配合比相同，砂率可分別增加和減少 1%。然后提出供混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)用的基準(zhǔn)配合比。 第三步：混凝土配合比的試配、調(diào)整與確定 （ 1） 試配與調(diào)整：進(jìn)行混凝土配合比 試配時(shí)應(yīng)用工程實(shí)際使用的原材料，混凝土的攪拌方法，宜與生產(chǎn)時(shí)使用的方法相同。 fcu,0= fcu,k+ （ 2）確定水灰比，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級小于 C60 時(shí)，混凝土水灰比宜按下式計(jì)算 （ 3） 選取每立方米混凝土用水量，并計(jì)算出每立方米混凝土的水泥用量，如果計(jì)算所得水泥用量小于規(guī)范所規(guī)定的最小水泥用量時(shí)，應(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量。 （ iii）坍落度小于 10mm 的混凝土，其砂率應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。 mw0—— 未摻外加劑混凝土的用水量（ kg/m3）； β —— 外加劑的減水率（ %） （ 3）凝土砂率的確定 （ i） 坍落度為 10~60mm 的混凝土砂率，可根據(jù)粗骨料品種，最大粒徑及水灰比按下表選用。 （ ii）流動性和大流動性混凝土的用水量宜按下列步驟確定： 以塑性混凝土用水量表中坍落度為 90mm的混凝土用水量為基礎(chǔ)，按照坍落度每增大 20mm，混凝土用水量增加 5kg，計(jì)算出未摻加外加劑時(shí)混凝土用水量。 （ 2）混凝土用水量的確定 混凝土用水量的確定，應(yīng)符合下列規(guī)定： (i)干硬性和塑性混凝土用水量的確定： 水灰比在 ～ 范圍時(shí)，根據(jù)粗骨料的品種、粒徑及施工要求的混凝土拌合物稠度，其用水量可按下表選取。 第一步：確定混凝土配合比設(shè)計(jì)中的基本參數(shù) （ 1）混凝土配制強(qiáng)度的確定 混凝土配制強(qiáng)度按下式計(jì)算： fcu,0≥f cu,k+ fcu,0—— 混凝土配制強(qiáng)度（ Mpa）； fcu,k—— 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（ Mpa）； σ —— 混