【正文】 隙 水泥石結(jié)構(gòu)組成 （三） 影響水泥 凝結(jié)硬化 的主要因素 ? ? ? ? —— 溫度和濕度 ? ? (W/C) ? ? ： 熟料中 C3S、 C3A含量高，水泥快硬、早強。 幻燈片 3 圖 — 初凝： 凝聚結(jié)構(gòu)形成，開始失去塑性。 ? 【 硬化 】 隨著水化作用的深入，產(chǎn)生明顯的強度并逐漸發(fā)展成為堅強的 人造石 — 水泥石 ，這一過程稱為水泥的“ 硬化 ”。 ? 不同品種的水泥正是通過改變水泥熟料礦物組成的相對含量而制成的。 ? 硅酸鹽水泥熟料礦物的水化特性 表 2－ 9 礦物名稱 性 能 C3S C2S C3A C4AF 水化硬化 速 度 快 慢 最快 快 28d水化熱 多 少 最多 中 強 度 高 早期低 后期高 低 低 耐 化 學(xué) 侵 蝕 性 中 良 差 優(yōu) 干 縮 性 中 小 大 小 ? ? 水泥是幾種熟料礦物的混合物，且各種礦物成分各具特性，故改變熟料礦物組成的相對含量，水泥性質(zhì)即發(fā)生變化。 ? 如不摻入石膏或石膏摻量不足時，水泥會發(fā)生瞬凝。 ? 機理如下： ? 在有石膏存在時，水化鋁酸鈣與石膏反應(yīng)，生成 難溶于水的 高硫型水化硫鋁酸鈣 針狀晶體，也稱 鈣礬石。 ?（一） 硅酸鹽水泥的水化 ? 四種熟料礦物水化速度： ? C3A 水化速度 最快 ； ? C3S 和 C4AF的水化速度 較快 ； ? C2S水化速度 最慢 。 四、通用硅酸鹽水泥的水化硬化與性能 ? 水泥與水發(fā)生反應(yīng)（水化、水解）稱為 水泥的水化。 ? 硅酸鹽水泥的 密度 為 ～ 。 硅酸鹽水泥的水化熱較大， 對于大體積砼工程，不宜采用硅酸鹽水泥 ，而 應(yīng)采用水化熱低的水泥如礦渣水泥 等。 ? ⑤養(yǎng)護條件： ? 砼環(huán)境溫度高、濕度大，水化速度快，水化放熱量大。 ? ③混合材料品種及摻量： ? 混合材料能降低水泥水化熱，摻量多，水化熱小。 ? 影響水化熱大小及放熱速度的因素有 : ? ① 礦物成分： C3A、 C3S含量高，水化熱大。 以負(fù)壓法作為標(biāo)準(zhǔn)方法。 ? 要求 80um方孔篩篩余 ≯ 10% ? 或 45um方孔篩篩余 ≯ 30% 數(shù)顯勃氏透氣比表面積測定儀 電動勃氏透氣比表面積測定儀 3) 檢驗方法 —— 比表面積法 和 篩析法 比表面積法 ： 是根據(jù)一定量空氣通過一定空隙率和厚度的水泥層時，所受阻力不同而引起流速的變化來測定水泥的比表面積 （單位質(zhì)量的粉末所具有的總表面積）， 以m2/Kg表示。 ? 要求 比表面積 ≮ 300m2/Kg。 ? 2）細(xì)度指標(biāo) ： ? GB規(guī)定，通用水泥的細(xì)度用 比表面積 或 篩余 表示。 ? 顆粒過粗 則不利于水泥活性的發(fā)揮。 ? 顆粒過細(xì)， 在空氣中易吸收水分及 CO2而變質(zhì)，且在空氣中硬化時，收縮性較大，砼發(fā)生裂縫的可能性增加。 ? 水泥細(xì)度對水泥性質(zhì)有很大影響： ? 顆粒愈細(xì)， 與水接觸面積愈大，水化愈充分，水化速度愈快。 ? ⑤ 強度等級 相同時，混合材料摻量較少的水泥， 早期強度 較高；但 28d強度 標(biāo)準(zhǔn)值 相同。 ? ③混合材料摻量較多的四種通用水泥各齡期 強度 標(biāo)準(zhǔn)值 要求相同。 ? 由表 28分析知： ? ①表中強度標(biāo)準(zhǔn)值為下限值，水泥產(chǎn)品 實測強度值均應(yīng) ≥ 標(biāo)準(zhǔn)值 方為合格。 ? 普通硅酸鹽水泥分 4個強度等級： ? 、 、 、 。 ? 硅酸鹽水泥分 6個強度等級： ? 、 、 、 、 、 。 1℃ ）的水中養(yǎng)護，測定3d和 28d的強度 ,即為 水泥膠砂試件的強度 。是 用 標(biāo)準(zhǔn)試驗方法制作的，硬化至一定齡期的 水泥膠砂試件的強度 表示。故生產(chǎn)應(yīng)用一般不做此兩項試驗。 ? 由于 游離氧化鎂、石膏 對水泥體積安定性的影響均不便于快速檢驗。 ? 壓 蒸 法： 檢驗 游離氧化鎂 的危害。 ? 試餅法、雷氏法二者檢驗結(jié)果不一致時，以雷氏法為準(zhǔn)。 ? 雷氏夾法 ：指針膨脹值 ≯ 5mm，稱為安定性合格。 ? 具體方法有 試餅法（代用法）、雷氏夾法（標(biāo)準(zhǔn)法） 。 ? ③ 熟料中 石膏摻量 過多： ? 當(dāng)石膏摻量過多，水泥硬化后，在有水存在的情況下，石膏會繼續(xù)與固態(tài)的水化鋁酸鈣反應(yīng)生成高硫型水化硫鋁酸鈣，體積增大，使水泥石開裂。 ? 2) ? ① 熟料中 游離氧化鈣 過多 ： ? 水泥熟料中含有 游離氧化鈣 （呈過燒狀態(tài)組織致密 ），熟化速度很慢，當(dāng)水泥已經(jīng)硬化后才進行熟化，體積膨脹，使水泥石發(fā)生不均勻體積變化。 ? 水泥 安定性不良， 會使水泥制品、砼構(gòu)件產(chǎn)生膨脹性裂縫，影響工程質(zhì)量，甚至引起嚴(yán)重的工程事故。 ? 【 安定性合格 】 水泥在凝結(jié)硬化過程中，產(chǎn)生均勻的體積變化，則其 安定性合格 。 ? 4）影響因素： 水泥凝結(jié)時間的影響因素很多，如 ? ⑴ 礦物成分 ? 熟料中 C3A含量高，石膏摻量不足，使水泥快凝； ? ⑵ 細(xì)度 ? 水泥的細(xì)度愈細(xì)，水化作用愈快，凝結(jié)愈快； ? ⑶ 水灰比 ? 水灰比愈小，凝結(jié)時的溫度愈高，凝結(jié)愈快； ? ⑷ 混合材料摻量 ? 混合材料摻量大，水泥過粗等都會使水泥凝結(jié)緩慢。 終凝時間不能太長。 水泥凈漿攪拌機 維卡儀 ? 3） GB規(guī)定： 通用水泥 的凝結(jié)時間 —— ? 初凝時間 ≮ 45min 終凝時間 ≯ 390min 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 復(fù)合硅酸鹽水泥 初凝時間 ≮ 45min 終凝時間 ≯ 600min 硅 酸 鹽 水 泥 水泥凝結(jié)時間的 工程意義 ： 水泥初凝時間不能過短。 １ mm，稱 初凝 。 ? ② 用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿，測定凝結(jié)時間： ? 在規(guī)定實驗溫度及濕度環(huán)境條件下，測定凝結(jié)時間。 ? 2）檢驗方法：維卡儀法 ? 試驗設(shè)備： 水泥凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度與凝結(jié)時間測定儀（維卡儀） ? 分兩步試驗： ? ① 測定水泥凈漿的“標(biāo)準(zhǔn)稠度”： ? 采用 維卡儀 （試桿法），以試桿沉入凈漿距底板6177。 ? 所謂 標(biāo)準(zhǔn)稠度 ，是人為規(guī)定的水泥漿達(dá)到的某一稀稠程度。分 初凝時間 和 終凝時間 。 ?（三）物理指標(biāo) ： 凝結(jié)時間、安定性、強度、細(xì)度。 ? 若使用 活性骨料、高堿水泥 就有可能引起 堿骨料反應(yīng) ，影響工程質(zhì)量。 ? 以 Na2O+。 ? 【 氯 離 子 】 氯離子腐蝕鋼筋， 故需加以限制。 ? 【 三氧化硫 】 水泥中三氧化硫過量， 危害安定性。 ? 不溶物 對水泥質(zhì)量有不良影響。 ? 包括 不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子含量 。 ? （二）堿 含 量： （選擇性指標(biāo) ） ? （三）物理指標(biāo) ： ? 凝結(jié)時間、安定性、強度、細(xì)度 。 ? 助磨劑作用機理： ? 降低 顆粒表面能， 減小 顆粒硬度及顆粒之間的黏附性， 提高 易磨性。 ?國標(biāo)規(guī)定： ? 水泥熟料粉磨時允許加入助磨劑， ? 但 加入量應(yīng)不超過水泥質(zhì)量的 %。 ? 窯灰 的 主要組成： ? 碳酸鈣、脫水粘土、玻璃態(tài)物質(zhì)、氧化鈣，另外還有少量的熟料礦物、堿金屬硫酸鹽、石膏等。 ? 3. 窯 灰 ? 窯灰 是從水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣中收集的粉塵，應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 ? 摻加非活性混合材料的 目的 ： ? 起填充作用、增加水泥產(chǎn)量、降低水泥強度等級、降低水泥成本、減少水化熱、調(diào)節(jié)水泥的某些性質(zhì)等。 ? 人工的 火山灰質(zhì)混合材料： 燒粘土、煤矸石、粉煤灰、煤渣等。 ? ③火山灰質(zhì)混合材料： ? 凡天然或人工的以 氧化硅、氧化鋁 為主要成分的物質(zhì)，本身磨細(xì)加水并不硬化，但與氣硬性的 石灰 混合后，再加水拌和，則不但能在空氣中硬化，而且能在水中繼續(xù)硬化，統(tǒng)稱為 火山灰質(zhì)混合材料。 ? 主要成分： 活性 SiO Al2O3。 ? ②粉煤灰： ? 是 火力 發(fā)電廠鍋爐以煤粉做燃料，由收塵器從其煙氣中收集下來的灰粉，又稱 飛灰 。 ? 主要成分： 活性 SiO2 、 Al2O3。 ? 常用的活性混合材料 有： ? ?；郀t礦渣 ? 粉 煤 灰 ? 火山灰質(zhì)混合材料 ? ① ?；郀t礦渣： ? 是煉鐵高爐的熔融礦渣，經(jīng)急速冷卻而成的松軟顆粒，粒徑一般為 ～ 5mm。 ? 【 摻混合材料的目的 】 ? 改善水泥的某些性能、調(diào)節(jié)水泥強度等級、節(jié)約水泥熟料、提高水泥產(chǎn)量、降低水泥成本、利用工業(yè)廢渣等。 ?（三）混合材料 ? 【 定義 】 ? 在生產(chǎn)水泥時，摻入的天然或人工的礦物質(zhì)材料，稱為水泥 混合材料 。 含量過多，均導(dǎo)致 水泥體積安定性不良。 ? （一）硅酸鹽 水泥熟