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1、水 泥,简介,水泥具有以下优点，因此，在土木工程领域得到广泛的应用。,水泥按用途可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。通用水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合水泥,简介,专用水泥砌筑水泥油井水泥,特性水泥快硬水泥膨胀水泥抗硫酸盐水泥中热水泥,我国常用水泥品种有：硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合水泥,常用水泥,石 膏,作用：缓凝剂 水泥熟料磨成细粉与水相遇会很快凝结，无法施工。加入适量的石膏会延缓凝结时间，同时还有利于提高水泥早期强度、降低干缩变形等性能。石膏品种：主要采用天然石膏、工业副产石膏。,何为凝结？水
2、泥加水拌和形成具有一定流动性和可塑性的浆体，经过自身的物理化学变化逐渐变稠失去可塑性的过程。何为硬化？失去可塑性的浆体随着时间的增长产生明显的强度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程。,凝结与硬化,凝结硬化过程,水泥的凝结与硬化过程由以下四个过程组成,硅酸盐水泥的技术标准,硅酸盐水泥的细度,细度指水泥颗粒的粗细程度。,一般认为颗粒100m时活性就很小了,国家标准中规定，水泥的细度可用筛析法和比表面积法检验。比表面积法：单位质量的粉末所具有的总表面积，以/表示。筛析法:采用边长为80m的方孔筛对水泥试样进行筛析试验，用晒余百分率表示。,硅酸盐水泥的细度,GB规定硅酸盐水泥的比表面积应大于300/。
3、同时规定凡细度不符合规定者为不合格品。,硅酸盐水泥采用,其他五类水泥采用,比表面积法,硅酸盐水泥的细度用比表面积表示按照国标规定硅酸盐水泥的比表面积 300 m/kg 比表面积可采用比表面积仪测定，测量一定量空气通过一定空隙率和厚度的水泥层时，所受阻力不同而引起流速的变化来测定水泥的比表面积,比表面积测定仪,硅酸盐水泥的细度,采用80m筛对水泥试样进行筛析试验，用筛网上所得筛余量的质量占试样原始质量的百分数来表示水泥样品的细度。细度检验方法主要有负压筛法、水筛法两种，当无条件时，也可以采用手工干筛法。当检验方法测试结果发生争议时，以负压筛法为准。,筛析试验方法,负压筛法测水泥细度,1.筛析试验
4、前：调节负压至 40006000Pa范围内。2.称取试样25g，置于负压筛，筛析2min。3.筛毕，称量筛余物ms。4.结果计算(1)水泥试样筛余百分数：,筛余结果的修正:,C修正系数，0.801.20,硅酸盐水泥的凝结时间,定义,讨论与分析,GB规定,试验方法,定义,水泥的凝结时间分初凝时间和终凝时间。,水泥全部加入水中,开始失去可塑性,完全失去可塑性,初凝,终凝,硅酸盐水泥的凝结时间,水泥的初凝和终凝时间对工程有重要意义。例如：混凝土的施工。,讨论与分析,结论1：水泥的初凝时间不能过短，否则在施工前即已失去流动性和可塑性而无法施工。,结论2：水泥的终凝时间不能过长，否则将延长施工进度和模板
5、周转期。,硅酸盐水泥的凝结时间,结论1：水泥的初凝时间不能过短，否则在施工前即已失去流动性和可塑性而无法施工。,初凝时间不得早于45min,结论2：水泥的终凝时间不能过长，否则将延长施工进度和模板周转期。,终凝时间不得迟于6.5h。,同时规定:初凝时间不符合规定者为废品，终凝时间不符合规定者为不合格品。,GB规定,硅酸盐水泥的凝结时间,a.定义：水泥加水拌和起至水泥浆失去可塑性所需的时间,称为凝结时间。,初凝状态：水泥加水起至水泥浆刚刚失去可塑性 所需的时间初凝时间。终凝状态：水泥加水起至水泥浆完全失去可塑性 所需的时间终凝时间。,c.凝结时间的测定：,b.两种状态,（1）采用凝结时间测定仪（
6、维卡仪）（2）采用水泥标准稠度净浆。,硅酸盐水泥的凝结时间,影响水泥凝结时间的因素：熟料中C3A的含量高，石膏掺量不足，使水泥快凝；水泥的细度越细，水化作用越快，凝结越快；水灰比越小，凝结时的温度越高，凝结越快；混合材料掺量大，水泥过粗等都会时水泥凝结缓慢,硅酸盐水泥的凝结时间,注意：安定性不良的水泥为废品水泥，严禁在工程中使用。,硅酸盐水泥的体积安定性,定义 体积安定性指水泥硬化后体积变化是否均匀的性质。,讨论与分析,引起安定性不良的原因有哪些,熟料中含有过多的游离MgO;,熟料中含有过多的游离CaO;,石膏掺量过多。,GB规定,用沸煮法检验必须合格；,熟料中MgO含量5%；,熟料中SO3含
7、量3.5%；,硅酸盐水泥的体积安定性,Q：加入石膏的作用？,水泥中的游离氧化钙或游离氧化镁都是过烧的它们的水速度慢，在水泥硬化后才开始水化，使已经硬化的水泥石膨胀开裂。当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，它还能继续与水化铝酸钙反应，生成高硫型水化硫铝酸钙，体积增大1.5倍，引起水泥石开裂。此时，水化 硫铝酸钙被称为水泥杆菌。,体积安定性不良的原因,煮沸法加速实验法 测量体积安定性的两种方法：饼法 观察水泥净试饼在沸煮后的外形变化雷氏夹法 测量水泥石饼沸煮后的膨胀值,体积安定性的测定f-CaO,试验方法,请观看安定性（试饼法）试验,硅酸盐水泥的体积安定性,发生争议以雷氏法为主,煮沸法测定仪,体积安定
8、性不良,体积安定性的测定,雷氏夹法体积安定性测定仪,雷氏夹,雷氏夹法测体积安定性,（1）雷氏夹试件的成型标准稠度水泥净浆。（2）测量 A取下试件，测量雷氏夹指针尖端间的距离A。（3）沸煮（4）测量 C 沸煮后，冷却，取出试件测量雷氏夹指针尖端的距离C。（5）结果判定当两个试件煮后增加距离C-A平均值 5.0mm时，安定性合格；当两个试件C-A值相差超过4.0mm时，应重做一次试验。再如此，则认为该水泥安定性不合格。,雷氏夹,GB规定,硅酸盐水泥的强度等级,试验方法,GB规定,强度是水泥力学性质的一项重要指标，是确定其强度等级的依据。,硅酸盐水泥的强度等级,带R表示早期强度高,a.检验方法（IS
9、O法）水泥:标准砂:水=1:3:0.5，制成40mm40mm160mm棱柱体试，标准养护3d、28d，分别测定抗折强度、抗压强度。,b.强度等级fce,k(1)以水泥28d抗压强度确定(2)为强度范围的下限(3)水泥实际强度 fce=cfce,k c水泥富裕系数，1.01.5,c.分类：普通型、早强型,硅酸盐水泥的强度等级,强度等级,根据3天和28天抗压强度3天和28天抗折强度 硅酸盐水泥可分为6个等级：42.5，42.5R,52.5，52.5R,62.5,62.5R各龄期的强度不低于GB175-99表中的规定。按早期强度不同分为两种类型，早强型(用R表示)和普通型。,强度试验,强度测定仪,抗
10、压强度,强度试验,抗折强度,硅酸盐水泥的技术标准,硅酸盐水泥的特点和应用,强度高 适用于高强混凝土和预应力钢筋混凝土工程 硬化快 适用于要求凝结快、早强高的工程，冬季施工，预制、现浇等工程抗冻性好 适用于冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程 耐蚀性差 不适用与淡水及海水等腐蚀性介质接触的工程,耐热性差 不适用于有耐热要求的混凝土工程 水化热大 不适用于大体积混凝土工程，但有利于低温季节畜热法施工 耐磨性好 适用于公路、地面工程抗碳化性好 对钢筋的保护作用强，适合CO2 浓度高的环境,硅酸盐水泥的特点和应用,混合材料普通硅酸盐水泥(P.O)矿渣硅酸盐水泥(P.S)火山灰质硅酸盐水泥(P.P)粉煤
11、灰硅酸盐水泥(P.F)复合硅酸盐水泥(P.C),6-2 掺混合材料的硅酸盐水泥,掺混合材水泥的代号,水泥品种 组成特点 代号普通水泥 615的混合材 P O矿渣水泥 2070矿渣 P S火山灰水泥 2050火山灰 P P粉煤灰水泥 2040粉煤灰 P F复合水泥 1550两种混合材 P C石灰石水泥 1125的石灰石 P L,混合材料,生产水泥时加入的人工或天然矿物材料,改善水泥性能,调节水泥强度等级,降低成本,在生产水泥时，为了改善水泥性能，调节水泥强度等级，降低成本，而加入的人工或天然的矿物材料。,按性能分为两类:活性混合材料(水硬性混合材料)非活性混合材料（填充性混合材料）,混合材料,混
12、合材料,活性混合材料,磨细后加水不水化但掺加石灰后发生二次水化反应 生成水硬性胶凝产物,水化反应,硅酸盐水泥中加入活性混合材料,硅酸盐水泥水化,一次水化,二次水化,虽然活性混合材料不是水泥的组成材料.但水泥中用一定比例的活性混合材料代替可以改变各种水泥的性能,活性混合材料,二次水化反应的特性温度敏感性常温反应速度慢高温反应速度快消耗 Ca(OH)2改善孔隙构造,活性混合材水泥的共性,密度较小 2.703.10。早期强度较低，后期强度增长率高。对养护温湿度敏感，适合蒸汽养护。水化热较小。耐腐蚀性较好。抗冻性、耐磨性不及硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。,活性混合材水泥的特性,矿渣水泥：保水性差，泌水性
13、大，干缩较大，耐热性较好。火山灰水泥：易吸水，易反应，结构较致密，抗渗性和耐水性较好，体积收缩较大，抗硫酸盐能力较差。粉煤灰水泥：吸水能力弱，需水量较低，干缩性较小，结构致密，抗裂性较好。复合水泥：取决于所掺的混合材种类。,45,普通水泥的技术标准,46,矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰质水泥的技术标准,技术性质,特点与硅酸盐水泥相近因为混合材料的掺量少，其矿物组成仍在硅酸盐水泥的范围之内不同点细度采用筛余量表示测量通过0.08mm的方孔筛的筛余量10%强度等级强度应符合表3.3.1的要求共有六个强度等级:32.5,32.5R,42.5R,42.5,52.5,52.5R最终凝结时间不超过 10h,
14、普通硅酸盐水泥的应用,是通用的水泥主要品种，广泛应用于各种混凝土和钢筋混凝土工程。应用范围与硅酸盐水泥相同。在应用范围方面，普通水泥与硅酸盐水泥基本相同，甚至在一些不能用硅酸盐水泥的地方也可采用普通水泥，使得普通水泥成为建筑待业应用面最广、使用量最大的水泥品种。,复合硅酸盐水泥 P.C,在硅酸盐水泥熟料中掺入2种或2种以上的混合材料制备而成的硅酸盐水泥。性质 32.552.5R 6 个强度等级。其它性质与P.O相同。强度要求下表（GB12958-1999）,复合水泥的强度要求,硅酸盐水泥的标准稠度用水量,讨论与分析,定义,试验方法,定义按一定的方法将水泥调制成具有标准稠度的净浆所需的水量。,不
15、同的水泥品种，标准稠度用水量各不相同，一般在24%33%之间。,例：A水泥的标准稠度用水量为27%，B水泥的标准稠度用水量为30%。,硅酸盐水泥的标准稠度用水量,试验方法原理 水泥标准稠度的净浆对标准试杆（或试锥）的沉入具有一定阻力。通过试验不同的含水量水泥净浆的穿透性，以确定水泥标准稠度净浆中所需加入的水量。水泥标准稠度用水量的测定有两种方法：标准法 和 代用法,硅酸盐水泥的标准稠度用水量,主要仪器1）水泥净浆搅拌机2）代用法维卡仪 3）标准法维卡仪 基本同代用法维卡仪，用试杆取代试锥，用圆锥模取代锥模。4）量水器 最小刻度为0.1mL，精度1%5）天平分度值不大于1g，最大称量不小于100
16、0g,硅酸盐水泥的标准稠度用水量,标准稠度测定仪,标准法维卡仪,代用法维卡仪,标准稠度用水量测试方法有不变(固定)水量法和调整水量法两种。,代用法测水泥标准稠度用水量,调整用水量法：500g水泥+一定量的水试锥下沉深度为282mm时的稠度固定用水量法：500g水泥+142.5ml的水标准稠度用水量P（%）可从维卡仪对应标尺上读出，或按下式计算,代用法测水泥标准稠度用水量,调整用水量法：500g水泥+一定量的水试锥下沉深度为282mm时的稠度,代用法测水泥标准稠度用水量,标准稠度净浆标准:试杆距底板距离为 6mm1mm。,标准法测水泥标准稠度用水量,通过水泥净浆凝结时间测定仪(维卡仪)测定标准稠度水泥净浆的凝结时间。,凝结时间测定仪,硅酸盐水泥的凝结时间,初凝时间：试针距底板距离为41mm。终凝时间：当试针沉入试体0.5mm时，即环形附件开始不能在试体上留下痕迹时。,凝结时间测定,硅酸盐水泥的凝结时间,
