硅酸盐水泥的性能.ppt

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1、硅酸盐水泥的性能现在学习的是第1页，共86页8.1 8.1 凝结时间凝结时间 复习相关知识复习相关知识水泥是一种什么材料？水泥是一种什么材料？无机水硬性胶凝材料无机水硬性胶凝材料水泥的水化、凝结和硬化？水泥的水化、凝结和硬化？水泥加水拌和水泥加水拌和,发生水化反应，浆体逐渐失去发生水化反应，浆体逐渐失去流动性和可塑性。流动性和可塑性。首先形成粘结砂石的可塑性浆体。首先形成粘结砂石的可塑性浆体。最终形成具有机械强度的石状体。最终形成具有机械强度的石状体。现在学习的是第2页，共86页8.1.1 8.1.1 基本概念基本概念凝结时间的定义凝结时间的定义凝结过程凝结过程 水泥加水拌和成水泥浆体，逐渐失

2、去流水泥加水拌和成水泥浆体，逐渐失去流动性、可塑性，形成具有一定强度的硬化浆动性、可塑性，形成具有一定强度的硬化浆体的过程。体的过程。现在学习的是第3页，共86页加水加水开始失去可塑性开始失去可塑性完全失去可塑性完全失去可塑性凝结过程凝结过程初初凝凝终终凝凝初初凝凝终终凝凝现在学习的是第4页，共86页 凝结时间凝结时间 水泥从拌水开始到失去流动性，即从可塑性状态发水泥从拌水开始到失去流动性，即从可塑性状态发展到固体状态所需要的时间。展到固体状态所需要的时间。初凝时间：初凝时间：从加水拌和起，到水泥浆体开始失去从加水拌和起，到水泥浆体开始失去可塑性所需时间。可塑性所需时间。终凝时间：终凝时间：从

3、加水拌和起，到水泥浆体完全失从加水拌和起，到水泥浆体完全失去可塑性并开始产生强度所需时间。去可塑性并开始产生强度所需时间。现在学习的是第5页，共86页凝结时间的测定凝结时间的测定 水泥加水制成标准稠度净浆水泥加水制成标准稠度净浆装模装模养护养护用符用符合合GB3350.6GB3350.6规定的仪器进行测定。规定的仪器进行测定。测定前的准备工作测定前的准备工作0点点试试模模试针试针净浆净浆 调整凝结时间测定仪的试针，当接触玻璃板时，指针调整凝结时间测定仪的试针，当接触玻璃板时，指针应对准标尺零点。应对准标尺零点。现在学习的是第6页，共86页凝结时间的测定凝结时间的测定23mm初凝状初凝状态态 由

4、开始加水至初凝状态时的时间为该水泥的初凝时由开始加水至初凝状态时的时间为该水泥的初凝时间，用小时（间，用小时（h h）或分（或分（minmin）来表示。来表示。现在学习的是第7页，共86页凝结时间的测定凝结时间的测定3939.5mm终终凝状凝状态态 由开始加水至终凝状态时的时间为该水泥的终凝时间，由开始加水至终凝状态时的时间为该水泥的终凝时间，用小时（用小时（h h）或分（或分（minmin）来表示。来表示。现在学习的是第8页，共86页凝结时间的重要意义凝结时间的重要意义 水泥浆体的凝结时间，对于建筑工程的施工具有十水泥浆体的凝结时间，对于建筑工程的施工具有十分重要的意义。分重要的意义。若初凝

5、时间太短，往往来不及进行施工，水泥浆体就已若初凝时间太短，往往来不及进行施工，水泥浆体就已变硬。变硬。若终凝时间太长，未产生足够大的强度，则影响若终凝时间太长，未产生足够大的强度，则影响施工的速度。施工的速度。因此，应有足够长的时间来保证混凝土的搅拌、输送、因此，应有足够长的时间来保证混凝土的搅拌、输送、浇注、成型等操作的顺利完成；同时还应尽可能短的时浇注、成型等操作的顺利完成；同时还应尽可能短的时间加快脱模及施工进度，以保证工程的进展。间加快脱模及施工进度，以保证工程的进展。现在学习的是第9页，共86页凝结时间的标准规定凝结时间的标准规定 我国硅酸盐水泥国家标准我国硅酸盐水泥国家标准GB17

6、5GB1759999规定：规定：初凝不得早于初凝不得早于45min45min（45min45min）终凝不的迟于终凝不的迟于390min390min（6.5h6.5h）现在学习的是第10页，共86页8.1.2 8.1.2 影响凝结时间的因素影响凝结时间的因素 水泥凝结时间的长短取决于其凝结速度的快水泥凝结时间的长短取决于其凝结速度的快慢，两者成反比关系。慢，两者成反比关系。凡是影响水化速度的各种因素，基本上也同样影响凡是影响水化速度的各种因素，基本上也同样影响水泥的凝结速度。但水化和凝结又有一定的差异。水泥的凝结速度。但水化和凝结又有一定的差异。影响水泥凝结速度的主要因素，有熟料矿物组成、影响

7、水泥凝结速度的主要因素，有熟料矿物组成、水泥细度、水灰比、温度和外加剂等。水泥细度、水灰比、温度和外加剂等。现在学习的是第11页，共86页矿物组成矿物组成熟料矿物熟料矿物2828天的水化速度大小顺序为：天的水化速度大小顺序为：C C3 3A AC C3 3S SC C4 4AFAFC C2 2S S水泥的凝结速度既与熟料矿物水化难易有关，又与各矿水泥的凝结速度既与熟料矿物水化难易有关，又与各矿物的含量有关。物的含量有关。决定凝结速度的主要矿物为决定凝结速度的主要矿物为C C3 3A A和和C C3 3S S，快凝是由，快凝是由C C3 3A A造成的，而正常凝结则是受造成的，而正常凝结则是受C

8、 C3 3S S制约的。制约的。现在学习的是第12页，共86页水泥细度水泥细度 水泥粉磨越细，其比表面积就越大，晶体产水泥粉磨越细，其比表面积就越大，晶体产生扭曲、错位等缺陷越多，水化速度越快，凝结生扭曲、错位等缺陷越多，水化速度越快，凝结越迅速；反之凝结越慢。越迅速；反之凝结越慢。硅酸盐水泥国家标准规定：硅酸盐水泥国家标准规定：80m80m方孔筛筛余不超过（方孔筛筛余不超过（）10%10%比表面积不小于（比表面积不小于（）300m300m2 2/kg/kg现在学习的是第13页，共86页水灰比（水灰比（W/CW/C）水灰比越大，水化越快，凝结反而变慢。水灰比越大，水化越快，凝结反而变慢。这是因

9、为加水量过多，颗粒间距增大，水泥浆体结这是因为加水量过多，颗粒间距增大，水泥浆体结构不易紧密，网络结构难以形成的缘故。构不易紧密，网络结构难以形成的缘故。水灰比过大时，会使水泥石结构中孔隙太多，降水灰比过大时，会使水泥石结构中孔隙太多，降低其强度，故水灰比不宜太大。低其强度，故水灰比不宜太大。适宜的用水量应满足两方面的要求：适宜的用水量应满足两方面的要求：水泥水化反应水泥水化反应水泥浆体稠度水泥浆体稠度现在学习的是第14页，共86页养护条件养护条件 温度升高，水化加快，凝结时间缩短，反之则温度升高，水化加快，凝结时间缩短，反之则凝结时间会延长。凝结时间会延长。夏季（高温）和冬季（低温）施工时，

10、注意采夏季（高温）和冬季（低温）施工时，注意采取适当的措施，以保证正常的凝结时间。取适当的措施，以保证正常的凝结时间。保温保温 增湿增湿 现在学习的是第15页，共86页外加剂外加剂 缓凝剂：延长凝结时间缓凝剂：延长凝结时间 促凝剂：缩短凝结时间促凝剂：缩短凝结时间 影响水泥的凝结快慢因素是多方面的，最主要影响水泥的凝结快慢因素是多方面的，最主要是是C C3 3A A，因此在水泥生产中通常是掺入适量外加剂，因此在水泥生产中通常是掺入适量外加剂来控制水泥的凝结时间。来控制水泥的凝结时间。石膏是常用的一种缓凝剂。有时，根据需要也石膏是常用的一种缓凝剂。有时，根据需要也掺入其他调凝外加剂。掺入其他调凝

11、外加剂。现在学习的是第16页，共86页8.1.3 8.1.3 石膏的作用及其适宜掺石膏的作用及其适宜掺量的确定量的确定 石膏的作用石膏的作用 可以控制水泥的水化速度、调节水泥的凝结可以控制水泥的水化速度、调节水泥的凝结时间。时间。改善水泥的性能。如提高早期强度，降低干改善水泥的性能。如提高早期强度，降低干缩变形，改善耐久性等。缩变形，改善耐久性等。主要作用是调节水泥的凝结时间主要作用是调节水泥的凝结时间现在学习的是第17页，共86页快凝现象快凝现象 在在C C3 3A A含量较高，或石膏等缓凝剂掺量过少时，含量较高，或石膏等缓凝剂掺量过少时，硅酸盐水泥加水拌和后，硅酸盐水泥加水拌和后，C C3

12、 3A A迅速反应，很快生成大迅速反应，很快生成大量片状的水化铝酸钙（量片状的水化铝酸钙（C C4 4AHAH1313），并相互连接形成），并相互连接形成松散的网状结构，出现不可逆的固化现象，又松散的网状结构，出现不可逆的固化现象，又称为称为“速凝速凝”或或“闪凝闪凝”。产生这种不正常快凝。产生这种不正常快凝时，浆体迅速放出大量热，温度急剧上升。时，浆体迅速放出大量热，温度急剧上升。现在学习的是第18页，共86页石膏的缓凝机理石膏的缓凝机理 水泥中掺加适宜石膏时，水泥中掺加适宜石膏时，3 3在石膏在石膏-石石灰的饱和溶液中，生成溶解度极低的三硫型水灰的饱和溶液中，生成溶解度极低的三硫型水化硫铝

13、酸钙（化硫铝酸钙（AFtAFt），又称钙矾石。棱柱状的小），又称钙矾石。棱柱状的小晶体生长在水泥颗粒表面，形成覆盖层或薄膜，晶体生长在水泥颗粒表面，形成覆盖层或薄膜，阻滞了水分子及离子的扩散，降低了水化速度，阻滞了水分子及离子的扩散，降低了水化速度，延长了凝结时间，防止了快凝现象发生。延长了凝结时间，防止了快凝现象发生。由图可知，石膏掺量过多或过少都会导致不正常由图可知，石膏掺量过多或过少都会导致不正常凝结。石膏的适宜掺量？凝结。石膏的适宜掺量？现在学习的是第19页，共86页现在学习的是第20页，共86页影响石膏掺量的因素影响石膏掺量的因素 石膏的种类石膏的种类 各种石膏的溶解度、溶解速度与缓

14、凝作用各种石膏的溶解度、溶解速度与缓凝作用 石膏种类石膏种类化学式化学式溶解度溶解度(g/L)g/L)相对溶相对溶解速度解速度相对缓相对缓凝作用凝作用半水石膏半水石膏CaSOCaSO4 40.5H0.5H2 2O O6 6快快很强烈很强烈二水石膏二水石膏CaSOCaSO4 42H2H2 2O O2.42.4慢慢较强烈较强烈可溶性无水石可溶性无水石膏膏CaSOCaSO4 4 0.0010.0010.5H0.5H2 2O O6 6快快很强烈很强烈天然无水石膏天然无水石膏CaSOCaSO4 42.12.1最慢最慢弱弱现在学习的是第21页，共86页熟料中熟料中C C3 3A A含量含量 快凝是由快凝是

15、由C C3 3A A造成的，造成的，C C3 3A A含量是石膏掺量最主要的含量是石膏掺量最主要的影响因素。影响因素。C C3 3A A含量高，石膏掺量应相应增加，反之含量高，石膏掺量应相应增加，反之则减少。则减少。水泥中水泥中SOSO3 3含量含量 当水泥中当水泥中SOSO3 3含量较高时，则要相应减少石膏掺量。含量较高时，则要相应减少石膏掺量。现在学习的是第22页，共86页水泥细度水泥细度 相同相同C C3 3A A含量下，当水泥粉磨得较细时，其比表面积增大，含量下，当水泥粉磨得较细时，其比表面积增大，水化加快，则应适当增加石膏掺量。水化加快，则应适当增加石膏掺量。混合材的品种和数量混合材

16、的品种和数量 采用粒化高炉矿渣，且含量较多时，应适当多掺入些采用粒化高炉矿渣，且含量较多时，应适当多掺入些石膏。石膏除了起缓凝剂作用外，还对矿渣活性起到硫石膏。石膏除了起缓凝剂作用外，还对矿渣活性起到硫酸盐激发剂的作用。酸盐激发剂的作用。水泥中碱含量水泥中碱含量 碱含量较高时，其凝结速度加快，石膏掺量也应适当增加。碱含量较高时，其凝结速度加快，石膏掺量也应适当增加。现在学习的是第23页，共86页石膏最佳掺量的确定石膏最佳掺量的确定 经验公式计算经验公式计算 石膏掺量可以根据统计经验公式计算。考虑影响石膏石膏掺量可以根据统计经验公式计算。考虑影响石膏掺量的主要因素为水泥中掺量的主要因素为水泥中C

17、 C3 3A A，当水泥细度在，当水泥细度在5%5%7%7%，使用二水石膏作为缓凝剂时，水泥中最佳石膏（以使用二水石膏作为缓凝剂时，水泥中最佳石膏（以SOSO3 3计）掺量计算公式：计）掺量计算公式：式中式中 S Sc c水泥中最佳水泥中最佳SOSO3 3掺量，掺量，%；C C3 3A A水泥中水泥中C C3 3A A含量，含量，%；R R2 2O O水泥中水泥中R R2 2O O，%。现在学习的是第24页，共86页 用公式计算最佳石膏（以用公式计算最佳石膏（以SOSO3 3计）掺量，方法简便、计）掺量，方法简便、迅速，结果比较可靠；但计算公式是仅考虑主要影响迅速，结果比较可靠；但计算公式是仅

18、考虑主要影响因素的统计经验公式，计算结果存在一定的误差；因因素的统计经验公式，计算结果存在一定的误差；因此，在使用公式计算时，要注意公式的适用范围和条此，在使用公式计算时，要注意公式的适用范围和条件。件。例：已知某厂水泥中例：已知某厂水泥中C C3 3A A含量含量1111（%），），R R2 2O O含量含量0.60.6（%），试计算水泥中最佳石膏（以），试计算水泥中最佳石膏（以SOSO3 3计）掺量？计）掺量？解：解：=2.20=2.20（%）现在学习的是第25页，共86页石膏最佳掺量的确定石膏最佳掺量的确定 实验确定法实验确定法 公式计算法有时存在较大误差，用实验确定水泥中最公式计算法有

19、时存在较大误差，用实验确定水泥中最佳石膏（以佳石膏（以SOSO3 3计）掺量是工厂常用的方法。计）掺量是工厂常用的方法。具体步骤如下：具体步骤如下：取工厂熟料平均样若干，破碎至取工厂熟料平均样若干，破碎至1cm1cm，充分混合，充分混合后分成后分成4 46 6等份；等份；分别加入不等量的石膏，折合成分别加入不等量的石膏，折合成SOSO3 3为为1 13.5%3.5%，掺入等量混合材；掺入等量混合材；把各组试样粉磨至同一细度，分组做凝结时间、抗压把各组试样粉磨至同一细度，分组做凝结时间、抗压强度等实验，绘制曲线。强度等实验，绘制曲线。现在学习的是第26页，共86页正常区域正常区域现在学习的是第2

20、7页，共86页石膏掺量（石膏掺量（SOSO3 3计）与凝结时间计）与凝结时间 由图可知：当由图可知：当SOSO3 3掺量小于掺量小于1.3%1.3%时，石膏掺量过时，石膏掺量过小，水泥会产生快凝，进一步增加小，水泥会产生快凝，进一步增加SOSO3 3含量时，含量时，石膏才出现明显的缓凝作用，但石膏才出现明显的缓凝作用，但SOSO3 3掺量超过掺量超过2.5%2.5%以后时，凝结时间增长很少。以后时，凝结时间增长很少。一般硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥中石膏掺一般硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥中石膏掺量量(以以SOSO3 3计计)在在1.5%1.5%2.5%2.5%之间，属于凝结时间正之间，属于凝结时间

21、正常区域。常区域。现在学习的是第28页，共86页强度最高值强度最高值现在学习的是第29页，共86页石膏掺量（石膏掺量（SOSO3 3计）与抗压强度计）与抗压强度 由图可知：最初，水泥各龄期的抗压强度是随由图可知：最初，水泥各龄期的抗压强度是随着着SOSO3 3掺量的增加而增长，早期强度（掺量的增加而增长，早期强度（3 3天）最为明显；天）最为明显；当当SOSO3 3掺量超过掺量超过2.5%2.5%以后，强度开始下降。以后，强度开始下降。石膏掺量（石膏掺量（SOSO3 3计）并不与凝结时间、抗压强度成计）并不与凝结时间、抗压强度成线性关系，石膏掺量在适当范围内时，具有显著的线性关系，石膏掺量在适

22、当范围内时，具有显著的缓凝效果，且存在抗压强度最高值。缓凝效果，且存在抗压强度最高值。现在学习的是第30页，共86页 实验确定水泥中最佳石膏（实验确定水泥中最佳石膏（SOSO3 3）掺量，结果准确、）掺量，结果准确、可靠，一般水泥厂都可采用；尽管方法稍复杂，但仍可靠，一般水泥厂都可采用；尽管方法稍复杂，但仍是一种行之有效的方法。应注意几点：是一种行之有效的方法。应注意几点：根据生产的水泥品种要求，做出石膏掺量与水泥根据生产的水泥品种要求，做出石膏掺量与水泥其他性能之间的关系曲线。其他性能之间的关系曲线。当熟料矿物当熟料矿物C C3 3A A、水泥细度、水灰比、混合材变化、水泥细度、水灰比、混合

23、材变化较大时，应重新实验。较大时，应重新实验。现在学习的是第31页，共86页石膏最佳掺量的确定石膏最佳掺量的确定 水泥中最佳水泥中最佳SOSO3 3掺量是指在凝结时间正常区域内，掺量是指在凝结时间正常区域内，各龄期抗压强度为最高值，其他性能也为良好时的各龄期抗压强度为最高值，其他性能也为良好时的SOSO3 3掺量。掺量。水泥中最佳石膏掺量水泥中最佳石膏掺量G G（%）：）：（石膏配比石膏配比）式中式中 S Sc c水泥中最佳水泥中最佳SOSO3 3掺量，掺量，%；S Sg g石膏中石膏中SOSO3 3含量，含量，%。现在学习的是第32页，共86页 例：已知某厂水泥中最佳例：已知某厂水泥中最佳S

24、OSO3 3掺量掺量2.22.2（%），石膏中），石膏中SOSO3 3含量含量4848（%），试计算水泥中最佳石膏掺量？），试计算水泥中最佳石膏掺量？解：解：=4.6=4.6（%）现在学习的是第33页，共86页8.1.4 8.1.4 假凝假凝现现象象 假凝及其特征假凝及其特征 假凝是指水泥加水拌和后，在几分钟内即迅速凝结变硬，假凝是指水泥加水拌和后，在几分钟内即迅速凝结变硬，经剧烈搅拌后，又重新恢复塑性的现象。经剧烈搅拌后，又重新恢复塑性的现象。不正常的早期快速固化现象比较不正常的早期快速固化现象比较比较项目比较项目假凝假凝快凝快凝凝结时间凝结时间几分钟几分钟几分钟几分钟放热量放热量小小大大重

25、新搅拌重新搅拌正常凝结正常凝结不能恢复塑性不能恢复塑性强度大小强度大小没有不利影响没有不利影响产生一定强度产生一定强度施工操作施工操作难度增大难度增大不可逆固化不可逆固化现在学习的是第34页，共86页现在学习的是第35页，共86页假凝的原因及预防措施假凝的原因及预防措施造成假凝的主要原因是水泥在粉磨时受到高温，其中造成假凝的主要原因是水泥在粉磨时受到高温，其中二水石膏脱水形成半水石膏甚至可溶性无水石膏。二水石膏脱水形成半水石膏甚至可溶性无水石膏。在生产中，为了防止假凝，采用措施：在生产中，为了防止假凝，采用措施：使用无水硫酸钙含量较高的石膏，以避免粉磨时石膏脱水；使用无水硫酸钙含量较高的石膏，

26、以避免粉磨时石膏脱水；在水泥粉磨时采取一定的措施降温，也可避免石膏脱水。在水泥粉磨时采取一定的措施降温，也可避免石膏脱水。在建筑施工中，可以延长搅拌时间来消除假凝现象在建筑施工中，可以延长搅拌时间来消除假凝现象的产生。的产生。现在学习的是第36页，共86页8.1.5 8.1.5 其他其他调调凝外加凝外加剂剂 缓凝剂缓凝剂 缓凝剂是用来延长凝结时间，使新拌混凝土浆体较长缓凝剂是用来延长凝结时间，使新拌混凝土浆体较长时间保持塑性，满足较长时间运输的需要，提高施工效时间保持塑性，满足较长时间运输的需要，提高施工效率。率。有机缓凝剂：木质素磺酸盐，羟基羟酸及其盐，有机缓凝剂：木质素磺酸盐，羟基羟酸及其

27、盐，多元醇及其衍生物，糖类及碳水化合物，胺盐和胺酸多元醇及其衍生物，糖类及碳水化合物，胺盐和胺酸等。等。无机缓凝剂：硼砂，氯化锌，碳酸锌，铁、铜、无机缓凝剂：硼砂，氯化锌，碳酸锌，铁、铜、锌和镉的硫酸盐、磷酸盐和偏磷酸盐等。锌和镉的硫酸盐、磷酸盐和偏磷酸盐等。现在学习的是第37页，共86页几种几种缓缓凝凝剂对剂对水泥水泥浆浆体凝体凝结时间结时间影响影响（1 1）掺量掺量空空白白水杨水杨酸酸柠檬酸柠檬酸蔗糖蔗糖0 00.050.050.050.050.100.100.050.050.100.10初凝（初凝（h h：minmin）1251251701701701702952952552554654

28、65终凝（终凝（h h：minmin）190190218218265265475475288288520520现在学习的是第38页，共86页几种几种缓缓凝凝剂对剂对水泥水泥浆浆体凝体凝结时间结时间影响影响（2 2）掺量掺量空空白白三乙醇胺三乙醇胺甲基纤维素甲基纤维素磷酸磷酸0 00.050.050.00.05 50.100.100.00.05 50.10.10 0初凝（初凝（h h：minmin）125125205205145145170170262262350350终凝（终凝（h h：minmin）190190260260240240350350298298430430现在学习的是第39页，

29、共86页促凝剂促凝剂 除除氟氟化化物物、磷磷酸酸盐盐及及ZnZn、SnSn、PbPb盐盐外外，大大多多数数可可溶溶性性无无机机盐盐都都能能缩缩短短水水泥泥的的凝凝结结时时间间。其其中中，使使用用最多的是最多的是CaClCaCl2 2。我国常用的是分别以铝酸钠（我国常用的是分别以铝酸钠（NaAlONaAlO2 2）、铝酸钙）、铝酸钙（C C1212A A7 7,C,C1111A A7 7CaFCaF2 2）及硅酸盐（）及硅酸盐（NaNa2 2SiOSiO3 3）为主要的速）为主要的速凝剂。凝剂。现在学习的是第40页，共86页8.2 8.2 强强度度 水泥的水泥的强强度是度是评评比水泥比水泥质质量

30、重要的指量重要的指标标，是划分，是划分强强度等度等级级的依据。通常按的依据。通常按龄龄期将期将28d28d以前的以前的强强度称度称为为早期早期强强度，如度，如1d1d、3d3d强强度，度，28d28d及以后的及以后的强强度称度称为为后期后期强强度。度。现在学习的是第41页，共86页8.2.1 8.2.1 强强度的度的产产生和生和发发展展 水泥加水拌和后，熟料矿物迅速水化，生成大量的水泥加水拌和后，熟料矿物迅速水化，生成大量的水化产物水化产物C-S-HC-S-H凝胶，并生成凝胶，并生成Ca(OH)Ca(OH)2 2 及钙钒石及钙钒石(AFt)(AFt)晶晶体；经过一定时间以后，体；经过一定时间以

31、后，C-S-HC-S-H也以长纤维晶体从熟也以长纤维晶体从熟料颗粒上长出，同时钙钒石晶体逐渐长大，在水泥浆体料颗粒上长出，同时钙钒石晶体逐渐长大，在水泥浆体中相互交织联结，形成网状结构，从而产生强度。随着中相互交织联结，形成网状结构，从而产生强度。随着水化进行，水化产物数量不断增加，晶体尺寸不断长大，水化进行，水化产物数量不断增加，晶体尺寸不断长大，从而使硬化浆体结构更为致密，强度逐渐提高。从而使硬化浆体结构更为致密，强度逐渐提高。现在学习的是第42页，共86页8.2.2 8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素 熟料的熟料的矿矿物物组组成成 矿物名矿物名称称3 3d d7 7d d2

32、828d d9090d d180180d dC C3 3S S24.2224.2230.9830.9842.1642.1657.6557.6557.8457.84C C2 2S S1.731.732.162.164.514.5119.0219.0228.0428.04C C3 3A A7.557.558.148.148.048.049.419.416.476.47C C4 4AFAF15.1015.1016.4716.4718.2418.2416.2716.2719.2219.22现在学习的是第43页，共86页8.2.2 8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素 水泥水泥细细度度 水泥

33、越水泥越细细，颗颗粒分布范粒分布范围围越窄越均匀，其水越窄越均匀，其水化速度越快，而且水化更化速度越快，而且水化更为为完全，水泥的完全，水泥的强强度，度，尤其是早尤其是早强强越高，适当增大水泥越高，适当增大水泥细细度，度，还还能改善能改善浆浆体泌水性，和易性和粘体泌水性，和易性和粘结结力等。力等。但是水泥太但是水泥太细细，标标准稠度需水量越大，增大了硬准稠度需水量越大，增大了硬化化浆浆体体结结构的孔隙率，从而引起构的孔隙率，从而引起强强度下降。度下降。现在学习的是第44页，共86页8.2.2 8.2.2 影响水泥强度的因素影响水泥强度的因素 施工条件施工条件 在施工过程中，水灰比，骨料级配，搅

34、拌振捣在施工过程中，水灰比，骨料级配，搅拌振捣的程度，养护温度及是否采用外加剂等的程度，养护温度及是否采用外加剂等对对强强度有很大影响。度有很大影响。水灰比及密水灰比及密实实程度程度养养护护温度温度 外加外加剂剂 现在学习的是第45页，共86页8.3.1 8.3.1 体体积变积变化化 硬化水泥硬化水泥浆浆体的体体的体积变积变化也是一化也是一项项非常重要的性能指非常重要的性能指标标。由于。由于浆浆体中生成了各种水化体中生成了各种水化产产物以及反物以及反应应前后湿度，前后湿度，温度等外界条件的改温度等外界条件的改变变，硬化水泥，硬化水泥浆浆体必然会体必然会发发生一系列生一系列的体的体积变积变化。如

35、化学减化。如化学减缩缩，湿，湿胀胀干干缩缩和碳化收和碳化收缩缩等。等。8.3 8.3 体体积变积变化与水化化与水化热热 现在学习的是第46页，共86页8.3.1 8.3.1 体体积变积变化化 化学减缩化学减缩水泥在水化硬化水泥在水化硬化过过程中，无水的熟料程中，无水的熟料矿矿物物转变为转变为水化水化产产物，固相体物，固相体积积大大增加，而水泥大大增加，而水泥浆浆体的体的总总体体积积却在不断却在不断缩缩小，由于小，由于这这种体种体积积减减缩缩是化学反是化学反应应所致所致,故称化学减故称化学减缩缩。现在学习的是第47页，共86页8.3.1 8.3.1 体体积变积变化化 湿胀干缩湿胀干缩硬化水泥硬化

36、水泥浆浆体的体体的体积积随其含水量而随其含水量而变变化。化。浆浆体体结结构含构含水量增加水量增加时时，其中凝胶粒子由于分子吸附作用而分开，其中凝胶粒子由于分子吸附作用而分开，导导致体致体积积膨膨胀胀，如果含水量减少，如果含水量减少，则则会使体会使体积积收收缩。湿胀缩。湿胀和干缩大部分是可逆的。干燥与失水有关，但二者没和干缩大部分是可逆的。干燥与失水有关，但二者没有线性关系。有线性关系。现在学习的是第48页，共86页8.3.1 8.3.1 体体积变积变化化 碳化收缩碳化收缩 在一定的相在一定的相对对湿度下，硬化水泥湿度下，硬化水泥浆浆体中的水体中的水化化产产物如物如Ca(OH)Ca(OH)2 2

37、、C-S-HC-S-H等会与空气中的等会与空气中的COCO2 2作用，作用，生成生成CaCOCaCO3 3和和H H2 2O O，造成硬化，造成硬化浆浆体的体体的体积积减少，出减少，出现现不可塑的收不可塑的收缩现缩现象，成象，成为为碳化收碳化收缩缩。现在学习的是第49页，共86页8.3.2 8.3.2 水化水化热热 水泥的水化水泥的水化热热是由各种熟料是由各种熟料矿矿物与水作用物与水作用时产时产生的生的。在冬季施工中，水化放在冬季施工中，水化放热热能提高水泥能提高水泥浆浆体的温体的温度，有利于水泥正常凝度，有利于水泥正常凝结结。但在大体。但在大体积积混凝土工程中，混凝土工程中，水化放出的水化放

38、出的热热量聚集在混凝土内部不易散失，量聚集在混凝土内部不易散失，导导致混凝致混凝土土结结构内外温差构内外温差较较大而大而产产生生应应力，致使混凝土不均匀膨力，致使混凝土不均匀膨胀胀而而产产生裂生裂缝缝，给给工程工程带带来来严严重的危害。重的危害。现在学习的是第50页，共86页8.3.2 8.3.2 水化水化热热 大量实验表明，水泥的水化热与矿物组成有关。大量实验表明，水泥的水化热与矿物组成有关。四种单矿物四种单矿物28d28d以前的水化速度为：以前的水化速度为：C C3 3A AC C4 4AFAFC C3 3S SC C2 2S S。因此，要降低水泥的水化热，应该增。因此，要降低水泥的水化热

39、，应该增大熟料中大熟料中C C2 2S S和和C C4 4AFAF，相应降低，相应降低C C3 3A A和和C C3 3S S的含量的含量。现在学习的是第51页，共86页8.3.2 8.3.2 水化水化热热 名名 称称水化热水化热(J/g)J/g)名名 称称水化热水化热(J/g)J/g)C C3 3S S500500f-MgOf-MgO840840C C2 2S S250250普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥375375525525C C3 3A A13401340抗硫酸盐水泥与抗硫酸盐水泥与矿渣水泥矿渣水泥355355440440C C4 4AFAF420420火山灰水泥火山灰水泥3153154

40、20420f-CaOf-CaO11501150高铝水泥高铝水泥545545585585现在学习的是第52页，共86页8.4 8.4 硅酸硅酸盐盐水泥的耐久性水泥的耐久性 硬化水泥石结构在一定环境条件下长期保持稳定硬化水泥石结构在一定环境条件下长期保持稳定质量和使用功能的性质称为耐久性。质量和使用功能的性质称为耐久性。影响耐久性的因素有很多，主要有抗渗性、抗影响耐久性的因素有很多，主要有抗渗性、抗冻性，以及对环境介质的抗蚀性和碱集料反应等。冻性，以及对环境介质的抗蚀性和碱集料反应等。现在学习的是第53页，共86页8.4.1 8.4.1 抗渗性抗渗性 抗抗渗渗性性是是指指硬硬化化水水泥泥石石或或混

41、混凝凝土土抵抵抗抗各各种种有有害害介质渗透的能力。介质渗透的能力。硬硬化化水水泥泥浆浆体体的的抗抗渗渗性性一一般般用用渗渗透透系系数数k k来来表表示示。根根据据水水对对硬硬化化水水泥泥浆浆体体的的渗渗透透试试验验可可知知，当当水水渗渗入水泥水泥石时，其渗水速率可用下式表示：入水泥水泥石时，其渗水速率可用下式表示：dq/dt=kdq/dt=kAh/L Ah/L 现在学习的是第54页，共86页8.4.1 8.4.1 抗渗性抗渗性 式中：式中：dq/dtdq/dt渗水速率（渗水速率（cmcm3 3/s/s）；）；A A试件的横截面面积（试件的横截面面积（cmcm2 2）；）；h h作用于试件两侧的

42、水压差（作用于试件两侧的水压差（cmcm水柱）；水柱）；L L试件厚度（试件厚度（cmcm）；）；k k渗透系数（渗透系数（cm/scm/s）。）。由上式可知，当试件尺寸和两侧水压差一定时，渗水由上式可知，当试件尺寸和两侧水压差一定时，渗水速率和渗透系数成正比，所以，常用渗透系数速率和渗透系数成正比，所以，常用渗透系数k k表示抗表示抗渗性的高低。渗性的高低。现在学习的是第55页，共86页8.4.2 8.4.2 抗抗冻冻性性 抗抗冻冻性性也也是是硬硬化化水水泥泥浆浆体体的的一一项项重重要要使使用用性性能能。硅硅酸酸盐盐水水泥泥在在寒寒冷冷的的地地区区使使用用时时，其其耐耐久久性性主主要要取取决

43、决于于抵抵抗抗冻冻融融循循环环的的能能力力。据据研研究究，寒寒冷冷地地区区的的冻冻融融循循环环对对混混凝土尤其是港口混凝土的破坏作用是相当严重的。凝土尤其是港口混凝土的破坏作用是相当严重的。水水泥泥的的抗抗冻冻性性一一般般是是以以试试块块能能经经受受-15-15和和2020的的循循环环冻冻融融而而抗抗压压强强度度损损失失率率小小于于25%25%时时的的最最高高冻冻融融循循环环次次数数来来表表示示，如如200200次次或或300300次次冻冻融融循循环环等等。次次数数越越多多说说明抗冻性越好。明抗冻性越好。现在学习的是第56页，共86页8.4.3 8.4.3 环境介质的侵蚀环境介质的侵蚀 硬硬化

44、化的的水水泥泥浆浆体体与与环环境境接接触触时时，通通常常会会受受到到环环境境介介质质的的影影响响。对对于于水水泥泥耐耐久久性性有有害害的的环环境境介介质质主主要要有有淡淡水水、酸酸和和酸酸性性水水、硫硫酸酸盐盐溶溶液液和和碱碱溶溶液液等等。在在环环境境介介质质的的侵侵蚀蚀作作用用下下，硬硬化化的的水水泥泥石石结结构构会会发发生生一一系系列列物物理理化化学学变变化化，降降低强度，甚至溃裂破坏。低强度，甚至溃裂破坏。现在学习的是第57页，共86页8.4.3 8.4.3 环境介质的侵蚀环境介质的侵蚀 环境介质对水泥石的侵蚀作用可分为以下三类：环境介质对水泥石的侵蚀作用可分为以下三类：淡水侵蚀淡水侵蚀

45、 又又称称溶溶出出侵侵蚀蚀，它它是是指指硬硬化化水水泥泥浆浆体体受受淡淡水水浸浸析析时时，其其组组成成逐逐渐渐被被水水溶溶解解并并在在水水流流动动时时被被带带走走，最最终终导导致致水水泥石结构破坏的现象。泥石结构破坏的现象。现在学习的是第58页，共86页 在在各各种种水水化化产产物物中中，Ca(OH)Ca(OH)2 2溶溶解解度度最最大大，因因而而最最先先被被溶溶解解。由由于于水水泥泥中中的的水水化化产产物物都都必必须须在在一一定定浓浓度度的的Ca(OH)Ca(OH)2 2溶溶液液中中才才能能稳稳定定存存在在，当当Ca(OH)Ca(OH)2 2被被溶溶出出后后，若若水水量量不不多多，且且处处于

46、于静静止止状状态态，则则溶溶液液会会很很快快饱饱和和，溶溶出出即即停停止止。但但在在流流动动水水中中，水水流流就就会会将将Ca(OH)Ca(OH)2 2不不断断溶溶出出并并带带走走，从从而而促促使使其其他他水水化化产产物物分分解解，特特别别在在有有水水压压作作用用而而混混凝凝土土的的渗渗透透性性又又较较好好的的情情况况下下，将将会会进进一步增大孔隙率，使水更易渗透，使溶出侵蚀加快。一步增大孔隙率，使水更易渗透，使溶出侵蚀加快。现在学习的是第59页，共86页8.4.3 8.4.3 环境介质的侵蚀环境介质的侵蚀 酸和酸性水侵蚀酸和酸性水侵蚀 又又称称溶溶析析和和化化学学溶溶解解双双重重侵侵蚀蚀。这

47、这是是指指硬硬化化水水泥泥浆浆体体与与酸酸性性溶溶液液接接触触时时，其其化化学学组组分分就就会会直直接接溶溶析析或或与与酸酸发发生生化化学学反反应应形形成成易易溶溶物物质质被被水水带带走走，从从而而导导致致结结构破坏的现象。构破坏的现象。现在学习的是第60页，共86页8.4.3 8.4.3 环境介质的侵蚀环境介质的侵蚀 酸和酸性水侵蚀酸和酸性水侵蚀 酸和酸性水对水泥结构的侵蚀反应式如下：酸和酸性水对水泥结构的侵蚀反应式如下：H H+OHOH-=H=H2 2O O Ca Ca2+2+2R2R-=CaR=CaR2 2 现在学习的是第61页，共86页8.4.3 8.4.3 环境介质的侵蚀环境介质的侵

48、蚀 硫酸硫酸盐盐侵侵蚀蚀 又又称称膨膨胀胀侵侵蚀蚀。它它是是指指介介质质溶溶液液中中的的硫硫酸酸盐盐与与水水泥泥石石组组分分反反应应形形成成钙钙矾矾石石而而产产生生结结晶晶压压力力，造造成成膨膨胀胀开裂，破坏硬化开裂，破坏硬化浆浆体体结结构的构的现现象。象。现在学习的是第62页，共86页8.4.3 8.4.3 环境介质的侵蚀环境介质的侵蚀 硫酸硫酸盐盐侵侵蚀蚀 硫硫酸酸盐盐对对水水泥泥石石结结构构的的侵侵蚀蚀主主要要是是由由于于硫硫酸酸钠钠、硫硫酸酸钾钾等等能能与与硬硬化化浆浆体体中中的的Ca(OH)Ca(OH)2 2反反应应生生成成CaSOCaSO4 42H2H2 2O O，使使固固相相体体

49、积积增增大大了了114%114%，在在水水泥泥石石内内产产生生很很大大的的结结晶晶压压力力，从从而而引引起起水水泥泥石石开裂以至毁坏。开裂以至毁坏。现在学习的是第63页，共86页8.4.4 8.4.4 碱集料反碱集料反应应 水水泥泥属属碱碱性性物物质质,一一般般能能够够抵抵抗抗碱碱类类的的侵侵蚀蚀，但但当当水水泥泥结结构构中中碱碱含含量量较较高高，而而配配制制混混凝凝土土的的集集料料中中含含有有活活性性物物质质时时，水水泥泥结结构构经经过过一一定定时时间间后后会会出出现现明明显显的的膨胀开裂，甚至剥落溃散等现象，称为碱集料反应。膨胀开裂，甚至剥落溃散等现象，称为碱集料反应。现在学习的是第64页

50、，共86页8.4.4 8.4.4 碱集料反碱集料反应应 碱集料反应主要是由于水泥中碱含量较高碱集料反应主要是由于水泥中碱含量较高（R R2 2O0.6%O0.6%），而同时集料中由含有活性），而同时集料中由含有活性SiOSiO2 2时，时，碱就会与集料中的活性碱就会与集料中的活性SiOSiO2 2反应，形成碱性硅酸盐反应，形成碱性硅酸盐凝胶。反应式如下：凝胶。反应式如下：活性活性SiO SiO 2 2+2mNaOH mNaO+2mNaOH mNaOSiOSiOnHnH2 2O O 上上式式反反应应生生成成的的碱碱性性硅硅酸酸盐盐凝凝胶胶有有相相当当强强的的吸吸水水性性能能，在在积积聚聚水水分分