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1、第二章 石灰和水泥,石灰气硬性胶凝材料 根据化学成分的不同分为生石灰和熟石灰 只能在空气中硬化、保持或继续发展强度的无机胶凝材料称为气硬性无机胶凝材料。主要内容 石灰的矿物组成及其技术特性 石灰的技术性质,天然碳酸岩类岩石（石灰石、白云石）经高温煅烧，其主要成分CaCO3分解为以CaO为主要成分的生石灰，其化学反应可表示如下：生石灰（堆积密度为8001000 kg/m3)一般为白色或黄灰色块灰，块灰碾碎磨细即为生石灰粉。,2.1.1 石灰的矿物组成,2.1 石灰的矿物组成及其特性,2.1.1 石灰的矿物组成主要成分是氧化钙（CaO）和氧化镁（MgO）。根据化学成分的不同，可分为生石灰和熟石灰。
2、原料经过高温煅烧，可得到生石灰。,2.1.2 石灰的消化,生石灰遇水消化成“消石灰”，也即为“熟石灰”。工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之消解为消（熟）石灰氢氧化钙，这个过程称为石灰的“消化”，又称“熟化”：欠火石灰：生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸过大或窑中温度不均匀等原因，生石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为“欠火石灰”。,过火石灰：消化过程中的“过烧”现象：加水过慢，水量不够。由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，这种石灰称为“过火石灰”。过火石灰表面常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。当石灰已经硬
3、化后，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。采区措施：消化后，“陈伏”半月左右再使用。“陈伏”期间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。,2.1.3 石灰的硬化,包括干燥硬化和碳酸硬化两部分1.石灰浆的干燥硬化（结晶作用）2.硬化石灰浆的碳化（碳化作用）该反应主要发生在与空气接触的表面,2.1.3 石灰的硬化,包括干燥硬化和碳酸硬化两部分（）干燥硬化（结晶作用）：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。,（）碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发：该反应主要发生在与空气接触的表面，当浆体表面生成一层碳酸钙薄膜后，碳化进程减慢，
4、同时内部的水分不易蒸发，所以石灰的硬化速度随时间增长逐渐减慢。,2.1.3 石灰的硬化,2.1.4石灰的技术要求和技术标准,2.1.4.1 石灰的技术要求1.有效氧化钙和氧化镁含量2.生石灰产浆量和未消化残渣含量。3.二氧化碳含量。4.消石灰游离水含量5.细度6.体积安定性,2.1.4.1 石灰的技术要求,石灰按技术指标分为优等品、一等品和合格品三个等级。1.有效氧化钙和氧化镁含量 根据氧化镁的含量可分为：钙质生石灰 MgO5%；钙质消石灰粉 MgO4%镁质生石灰 MgO5%；镁质消石灰粉 MgO4%,2.1.4.1 石灰的技术要求,2.生石灰产浆量和未消化残渣含量。石灰产浆量越高，表示质量越
5、好。反之，未消化残渣含量越高，表明石灰质量越差。3.二氧化碳含量。二氧化碳含量越高，表示未分解完全的碳酸盐含量越高，则(CaO+MgO)含量相对降低，导致石灰的胶结性能的下降。,2.1.4.1 石灰的技术要求,4.消石灰游离水含量 游离水含量是指化学结合水以外的含水量。部分水被石灰消化过程中放出的热蒸发掉，多加的残余水分蒸发后，留下的空隙会加剧消石灰粉的碳化作用，影响石灰质量。6.体积安定性 消石灰粉体积安定性是指消石灰粉在消化、硬化过程中体积变化的均匀性。把试样烘干后饼块用肉眼检查无溃散、裂纹、鼓包称为体积安定性合格，三种现在有一者就为不合格。,2.1.4.2 石灰的技术标准1.生石灰技术标
6、准（优等品、一等品和合格品）2.生石灰粉技术标准（优等品、一等品和合格品）3.消石灰粉技术标准（优等品、一等品和合格品）,2.1.4 石灰的应用和储存,2.1.4.1.石灰的应用石灰砂浆加固软土地基石灰和黏土按一定比例拌合制成石灰土或与黏土、砂石、炉渣制成三合土，用于垫层。用于道路和桥梁工程中,2.1.4.1.石灰的应用,（1）石灰乳和石灰砂浆 将消石灰粉或熟化好的石灰膏加入多量的水搅拌稀释，成为石灰乳，是一种廉价的涂料，主要用于内墙和天棚刷白，增加室内美观和亮度。我国农村也用于外墙。石灰乳可加入各种耐碱颜料。调入少量水泥、粒化高炉矿渣或粉煤灰，可提高其耐水性，调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化
7、现象。石灰砂浆是将石灰膏、砂加水拌制而成，按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。,2.1.4.1.石灰的应用,（2）石灰土（灰土）和三合土 石灰与粘土或硅铝质工业废料混合使用，制成石灰土或石灰与工业废料的混合料，加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中使石灰与粘土或硅铝质工业废料表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，适于在潮湿环境中使用。如建筑物或道路基础中使用的石灰土，三合土，二灰土（石灰、粉煤灰或炉灰），二灰碎石（石灰、粉煤灰或炉灰、级配碎石）等。,2.1.4.1.石灰的应用,（3）灰砂砖和硅酸盐制品 石灰与天然砂或硅铝质工业废料混合均匀，加水搅拌,经压
8、振或压制，形成硅酸盐制品。为使其获早期强度，往往采用高温高压养护或蒸压，使石灰与硅铝质材料反应速度显著加快，使制品产生较高的早期强度。如灰砂砖、硅酸盐砖、硅酸盐混凝土制品等。2.石灰要储存在干燥的环境中,2.1.4.2 石灰的技术性质,（1）可塑性好 生石灰熟化为石灰浆时，能自动形成颗粒极细（直径约为1）的呈胶体分散状态的氢氧化钙，表面吸附一层厚的水膜。因此用石灰调成的石灰砂浆其突出的优点是具有良好可塑性。在水泥砂浆中掺入石灰浆，可使可塑性显著提高。,（2）硬化慢、强度低 从石灰浆体的硬化过程可以看出，由于空气中二氧化碳稀薄，碳化甚为缓慢。而且表面碳化后，形成紧密外壳，不利于碳化作用的深入，也
9、不利于内部水分的蒸发，因此石灰是硬化缓慢的材料。同时，石灰的硬化只能在空气中进行，硬化后的强度也不高。受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还会溃散。如石灰砂浆（1：3）28天强度仅为0.2-0.5MPa。所以，石灰不宜在潮湿的环境下作用，也不宜用于重要建筑物基础。,（3）硬化时体积收缩大 石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起显著的收缩，所以除调成石灰乳作薄层涂刷外，不宜单独使用。常在其中掺入砂、纸筋等以减少收缩和节约石灰。(4）耐水性差，不易贮存 块状类石灰放置太久，会吸收空气中的水分而自动熟化成消石灰粉，再与空气中二氧化碳作用而还原为碳酸钙，失去胶结能力。所以贮存生石灰，不但要防止受潮，而且
10、不宜贮存过久。最好运到后即熟化成石灰浆，将贮存期变为陈伏期。由于生石灰受潮熟化时放出大量的热，体积膨胀，储存和运输生石灰时，要注意安全。,水泥,水泥水硬性胶凝材料 不仅能在空气中硬化，还能更好地在水中硬化，保持并继续增长其强度 主要内容 硅酸盐水泥的概念 硅酸盐水泥的生产工艺及矿物组成 硅酸盐水泥的凝结硬化 硅酸盐水泥的技术性质 硅酸盐水泥石的腐蚀与防治,2.2 水泥的矿物组成及其特性2.2.1 硅酸盐水泥熟料,硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料、05石灰石或粒化高炉矿渣，石膏 硅酸盐水泥类型：型硅酸盐水泥，代号P.I，不掺混合材料 型硅酸盐水泥，代号P.II，掺加不超过水泥质量5的混合材料,生产工艺
11、,主要原料：（1）石灰质原料：提供CaO，有石灰石、贝壳、石灰质凝灰岩。（2）粘土质原料：提供SiO2Al2O3，少量Fe2O3，有粘土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩、河泥等。（3）铁矿粉：提高Fe2O3的含量，有黄铁矿渣。另外还有少量的矿化剂（如萤石）改善煅烧条件,生产工艺流程图,石灰质材料,粘土质材料,铁质材料,水泥成品,熟 料,石 膏,生 料,煅烧,1450C,磨细,磨细,按比例混合,2.2.1.1 硅酸盐水泥的原料与熟料1)原料生料(主要化学成分)：CaOSiO2Al2O3Fe2O3 生产工艺二磨一烧 石灰石 磨细 1450 粘 土 生料 熟料 铁矿粉 石膏2）熟料（主要矿物）：硅酸三钙（
12、3CaOSiO2）简写C3S 硅酸二钙（2CaOSiO2）简写C2S 铝酸三钙（3CaOAl2O3）简写C3A 铁铝酸四钙（4CaOAl2O3Fe2O3）简写C4AF,磨细水泥成品,各种熟料矿物单独与水作用时表现出的特征,硅酸盐水泥石的凝结和硬化,水泥的水化产物,胶体,晶体,水化硅酸钙凝胶 70%,水化铁酸钙,Ca(OH)2 六方片状晶体水化铝酸钙 六方晶体钙钒石 针状晶体,硅酸盐水泥的凝结和硬化,凝结：水泥加水拌和后，成为可塑的浆体，逐渐变稠，失去塑性，但尚不具有强度的过程。硬化：随后产生明显的强度，并逐渐发展而成为坚硬的人造石。,2.2.1.2 硅酸盐水泥熟料中主要矿物组成的技术特性水化程
13、度：C3AC3SC4AFC2S 图2-1 几种矿物的水化程度释热量：C3AC3SC4AFC2S 图2-2 几种矿物的水化释热量 强度 早期强度：C3SC3AC4AFC2S 后期强度：C3SC2SC3AC4AF 图2-3 几种矿物强度发展特征,图2-1 几种矿物的水化速率C3AC3SC4AFC2S 24h：大约有65%的C3A水化，C3S水化50%左右；90d：四种矿物的水化程度已经接近,图2-2 几种矿物的水化释热量C3AC3SC4AFC2S,图2-3 几种矿物强度发展特征,2.2.1 硅酸盐水泥的技术性质,（1）技术性质 化学性质：氧化镁含量、三氧化硫含量、烧失量、不溶物 物理性质：细度、标
14、准稠度用水量、凝结时间、体积安定性、强度（2）技术标准 见课本,2.2.2 硅酸盐水泥石的腐蚀与防治（一）硅酸盐水泥石腐蚀的类型,软水腐蚀,亦称溶出性侵蚀，雨水、雪水、蒸馏水、工厂冷凝水及含重碳酸盐甚少的河水与湖水等都属于软水Ca(OH)2+Ca(HCO3)2=2CaCO3+2H2O 溶析 自动填实,盐类腐蚀,酸类腐蚀,强碱腐蚀,1、硫酸盐的腐蚀4CaOAl2O3 12H2O+3CaSO4+20H2O=3CaO Al2O3 3CaSO4 31H2O+Ca(OH)2 水泥杆菌2、镁盐的腐蚀MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO4 2H2O+Mg(OH)2MgCl2+Ca(OH)2=CaC
15、l2+Mg(OH)2,1、碳酸腐蚀Ca(OH)2+CO2+H2O=CaCO3+2H2OCaCO3+CO2+H2O=CaH(CO3)22、一般酸的腐蚀2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2OH2SO4+Ca(OH)2=CaSO42H2O,3CaOAl2O3+6NaOH=3NaO Al2O3+3Ca(OH)22NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,（二）硅酸盐水泥腐蚀的原因,1、水泥石内含有易引起腐蚀的成分2、水泥石本身不密实3、外界有腐蚀的介质存在,（三）硅酸盐水泥石腐蚀的防治,1、根据环境，合理选择水泥品种。2、提高水泥石的密实度。3、加做保护层，加不透水的沥青层。4、对具有特殊要求的
16、抗侵蚀混凝土，采用浸渍混凝土。,2.2.2 水泥混合材料及其特性,混合材料：改善水泥性质（降低水化热，提高防 腐性能）调节水泥标号 提高水泥产量（节约水泥原料）如：天然砂砾 火山灰或工业废渣（矿渣、炉渣、粉煤 灰）等,2.2.2.1 活性混合材料,活性：能与碱水溶液和硫酸盐溶液反应，生成水硬性化合物粒化高炉矿渣：CaO，SiO2，Al2O3，Fe2O3（含量90）火山灰质混合材料：活性SiO2和活性Al2O3粉煤灰：SiO2和Al2O3（含量60）,2.2.2.混合材料的类别,活性混合材料,非活性混合材料,混合材料磨成细粉，与石灰或与石灰和石膏拌合在一起，并加水后，在常温下，能生成具有胶凝性的
17、水化产物，既能在水中，又能在空气中硬化的，称为活性混合材料。,2.2.2.2 非活性混合材料,品种：磨细石英砂、石灰石、粘土、慢冷矿渣等掺加目的：调节水泥标号、提高产量、降低水化热,2.2.2.混合材料的类别,活性混合材料,非活性混合材料,非活性混合材料是指不与水泥成分起化学作用或作用很小的混合材料。主要起惰性填充作用，掺入的目的主要是为了提高水泥的产量，调整水泥的标号，减少水化热，故又被称为填充性混合材料。,2.2.2.2 普通硅酸盐水泥,凡是由硅酸盐水泥熟料、6%15%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料（简称普通水泥），代号P.O。掺非活性混合材料时，不得超过15%，其中允许用不超
18、过5%的窑灰或不超过10%的非活性混合材料来代替。,2.2.2.2 普通硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥与硅酸盐水泥的差异表现在：早期强度略低。耐腐蚀性略有提高。耐热性稍好。水化热略低。抗冻性、耐磨性、抗碳化性略有降低。,2.2.2.3 掺混合材料的水泥,（1）掺混合材料水泥的种类 矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥：凡是由硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥，代号P.S。水泥中粒化高炉矿渣掺加量按质量百分比计为20%70%。允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种代替矿渣，代替数量不得超过水泥
19、质量的8%，代替后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20%。,火山灰硅酸盐水泥：凡是由硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为火山灰质硅酸盐水泥，代号P.P。水泥中火山灰质混合材料掺加量按质量百分比计为20%50%。按照国家标准矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥与粉煤灰硅酸盐水泥（GB134492）规定：对于火山灰水泥熟料中氧化镁的含量不得超过5.0%，如果水泥经压蒸安定性试验合格，则熟料中氧化镁的含量允许放宽到6.0%。火山灰水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5%。,粉煤灰硅酸盐水泥：凡是由硅酸盐水泥熟料、粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥，代
20、号P.F。水泥中粉煤灰掺加量按质量百分比计为20%40%。按照国家标准矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥与粉煤灰硅酸盐水泥（GB134492）规定：对于火山灰水泥熟料中氧化镁的含量不得超过5.0%，如果水泥经压蒸安定性试验合格，则熟料中氧化镁的含量允许放宽到6.0%。火山灰水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5%。,复合硅酸盐水泥：凡是由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥）。水泥中混合材料总掺加量按质量百分比应大于15%，不超过 50%。允许用不超过8%的窑灰代替部分混合材料；掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥重复。
21、按照国家标准复合硅酸盐水泥（GB1295891）规定：对于复合硅酸盐水泥熟料中氧化镁的含量不得超过5.0%，如果水泥经压蒸安定性试验合格，则熟料中氧化镁的含量允许放宽到6.0%。火山灰水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5%。,掺混合材料水泥性质比较：1、强度发展：凝结硬化速度较慢，早期 强度发展慢，后期发展较快。2、耐腐蚀性较强 3、水化热低 4、适于蒸汽养护 5、抗裂性差 6、抗冻性、抗渗性差 7、抗碳化能力差 8、矿渣硅酸盐水泥耐热性好,2.2.3 石膏（CaSO42H2O）,掺量：35作用：缓凝、调节凝结速度2.2.4 水泥中的有害物质游离氧化钙 f-CaO、氧化镁 f-MgO三氧化硫 S
22、O3碱含量“碱集料反应”,2.2.5 常用硅酸盐水泥品种,硅酸盐水泥P I、P II：硅酸盐水泥熟料05%混合材石膏普通硅酸盐水泥PO：硅酸盐水泥熟料615%混合材石膏矿渣硅酸盐水泥PS：水泥熟料2070%粒化高炉矿渣石膏火山灰质硅酸盐水泥PP：水泥熟料2050%火山灰质材料石膏粉煤灰硅酸盐水泥PF：水泥熟料20%40%粉煤灰石膏道路硅酸盐水泥：道路硅酸盐水泥熟料010%活性混合材石膏,2.3 水泥的技术性质2.3.1 新拌水泥浆体的凝结硬化过程2.3.1.1 硅酸盐水泥的凝结硬化过程,1）初始反应期：水泥熟料颗粒初始水解和水化（约510min，放热7J/g.h)水泥水化过程2）潜伏期：水化物
23、薄膜围绕水泥颗粒成长变厚（约12h，放热 4J/g.h)3）凝结期：膜层破裂，水泥颗粒进一步水化（约6h，放热20J/g.h）4）硬化期：水化物进一步发展，填充毛细孔（约6 h若干年）图2-4 水泥的凝结硬化过程示意图 凝结硬化机理小结 水泥熟料水化生成紧密、相互交结的水化物体系而凝聚产生强度 硬化水泥石由水化物、未水化水泥熟料颗粒、水及孔隙所组成,凝结硬化过程,水泥熟料颗粒初始水解和水化,硅酸三钙：C3SH2O 3CaO2SiO23H2OCa(OH)2 水化硅酸钙 硅酸二钙：C2SH2O 水化硅酸钙Ca(OH)2 铝酸三钙:在纯水中：C3AH2O(C4AH13、C4AH19、C3AH6)（水
24、泥瞬凝的原因)水化铝酸钙在石膏溶液中：C3ACa(OH)2H2O C4AH13 C4AH13CaSO42H2O H2O 3CaOAl2O33CaSO432H2O 三硫型水化铝酸钙(钙矾石)当石膏耗尽后：C4AH13钙矾石 3CaOAl2O3CaSO412H2O 单硫型水化硫铝酸钙,水泥熟料颗粒初始水解和水化,铁铝酸四钙:在纯水中：C4AFH2O C4AH13C4FH13 水化铝酸四钙 水化铁酸四钙缩写C4(A、F)H13在石膏溶液中：C4AFCa(OH)2H2O C4(A、F)H13 C4(A、F)H13CaSO42H2OH2O3CaO(Al2O3Fe2O3)3CaSO432H2O 三硫型水化
25、铁铝酸钙当石膏耗尽后：同铝酸三钙，生成单硫型水化硫铁铝酸钙,水泥水化小结,图2-4 水泥的凝结硬化过程示意图,硅酸盐水泥的凝结和硬化,硬化后的水泥石包含有凝胶体、结晶体、未水化的水泥内核、水和孔隙。硅酸盐水泥凝结硬化的特点：（1）是由表及里进行的。（2）水分和温度是硅酸盐水泥的凝结硬化的必要条件。,2.3.1.2 掺混合材料水泥的凝结硬化过程,1）反应条件 具有活性物质：活性SiO2和活性Al2O 具有活性激发剂：激发活性材料潜在活性的物质 Ca(OH)2溶液（碱性激发剂）CaSO42H2O溶液（硫酸盐激发剂）2）反应机理（二次反应，又称火山灰反应）SiO2 Ca(OH)2H2O CaO Si
26、O2mH2O 不定型水化硅酸钙（凝胶）Al2O3 Ca(OH)2H2O CaO Al2O3nH2O 不定型水化铝酸钙（凝胶）Al2O3 CaSO42H2O 水化硫铝酸钙（钙矾石）,2.3.1.2 掺混合材料水泥的凝结硬化过程,3）对水泥性质的影响 水化速度慢：早期强度低，后期强度发展 化学稳定性较高：抗腐蚀（淡水、硫酸盐）水化热低：适应大体积工程,2.3.2 硬化水泥石的腐蚀,腐蚀原因 水泥石中存在着引起腐蚀的成分 Ca(OH)2（约20)水化铝酸钙 有侵蚀性介质存在：各种盐类、硫酸盐类及酸类物质 水泥石本身不密实,2.3.2.1 水化物Ca(OH)2的溶失与置换,1）溶析性侵蚀（淡水腐蚀）C
27、a(OH)2在动水或有压力水中直接溶失2）盐类腐蚀 MgCl2Ca(OH)2 CaCl2（易溶）Mg(OH)2 3）酸类腐蚀 碳酸腐蚀：CO2H2O Ca(OH)2 CaCO3H2O CO2H2O CaCO3 Ca(HCO3)2 盐酸腐蚀：HClCa(OH)2 CaCl2（易溶）H2O,2.3.2.2 硫酸盐腐蚀（在Ca(OH)2存在的情况下）,水化铝酸钙C4AH13 钙矾石（体积比水化铝酸钙增加1.5倍）Ca(OH)2 Na2SO4 CaSO42H2ONaOHH2O 水中Ca(OH)2 Mg SO4 CaSO42H2OMg(OH)2 水中Ca(OH)2 H2SO4 CaSO42H2OH2O
28、水中CaSO42H2OC4AH13 Ca(OH)23C3A3CaSO432H2O 水泥石中 钙矾石,腐蚀的危害 水泥石密度下降、强度降低 混凝土开裂与崩解2.3.2.3 水泥腐蚀的防止1）合理选择水泥品种（根据侵蚀环境特点选择）2）提高水泥石的密实程度 合理降低水灰比 使用减水剂3）加作保护层,2.3.3 水泥的技术指标,主要指标：细、凝、安、强，以强为主2.3.3.1 细度意义：细度愈大，早期强度愈高、凝结速度愈块、析水量减少 过细：生产成本高、在空气中硬化收缩大、不宜保存 图2-5 水泥细度与干缩率指标：比表面积法（m2/kg）筛析法（80m方孔筛上的筛余量百分率）,2.3.3.2 凝结时
29、间,定义：初凝：水泥加水拌和起至水泥浆开始失去塑性所需时间 终凝：水泥加水拌和时起至水泥浆完全失去塑性所需时间 测定方法：图2-6 水泥凝结时间测试示意图 2.3.3.3 体积安定性意义：水泥浆在硬化后因体积膨胀不均匀而变形的情况测定方法：沸煮法 压蒸法图2-7 压蒸法测试示意图,图2-5 水泥细度与干缩率的关系,图2-6 水泥凝结时间测试示意图,图2-7 压蒸法模具示意图,2.3.3.4 强度等级和标号,意义：强度是水泥的重要技术性质之一 也是划分水泥强度等级的主要依据 强度等级 强度试验条件：水泥:标准砂1:3、水灰比0.5，试件4416，标准养护、测定3d与28d抗压强度与抗折强度 型号
30、：早强型R和普通型（根据3d强度）强度等级：硅酸盐水泥42.5、42.5R、52.5、52.6R、62.5、62.5R 普通水泥32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.6R 表1硅酸盐水泥各龄期强度值 影响强度等级因素：熟料矿物 C3S、C2S，强度 细度大，水化反应快并充分，强度高,硅酸盐水泥各龄期强度值（GB175-1999）,2.3.3.5 干缩率和磨损量,1）干缩性（抗裂、抗渗、抗冻、抗腐蚀）矿物组成：C3A干缩性 C4AF收缩量（抗裂性最好）细度干缩性2)耐磨性 熟料矿物：C4AFC3SC3A,耐磨性（抗冲击性及各类强度）抗压强度、耐磨性,2.4 常用硅酸盐水泥2
31、.4.1和2.4.2五大品种水泥,硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥,2.4.3 道路硅酸盐水泥,1）作用和使用要求 用途：供道路面层和机场道面结构专用 主要技术要求：抗折强度高 干缩性小 耐磨性好,2.4.3 道路硅酸盐水泥,2）矿物组成对技术性能的影响 抗折强度高：C3S、C4AF、C3A、f-CaO。干缩性小（抗渗、抗冻）：C3A，C4AF 耐磨性好：C4AF，C3S，C3A，强度高,2.4.3 道路硅酸盐水泥,3）化学品质要求（高铁低铝）C3S：5160%，以提高早期强度，尽早放开交通；C2S：不宜过多，其早期强度过低 C3A5%，考虑到其水
32、化生成物耐腐蚀性较差 C4AF16%，提高水泥的抗折强度 控制碱含量,2.4.4 其他品种水泥,一、道路硅酸盐水泥 道路硅酸盐水泥是指道路硅酸盐水泥熟料、o%10%活性混合材料与适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。技术要求：工程利用：强度高、耐磨性好、干缩小、抗冲击性好、抗冻性好、抗硫酸盐腐蚀性能好。,二、快硬硅酸盐水泥,凡是以硅酸盐水泥熟料、适量的石膏磨细制成的以3天抗压强度表示的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥 特点是水化热高、细度大、抗冻性抗渗性好，早期收缩较大，易风化,二、快硬硅酸盐水泥,三、白水泥与彩色水泥,凡是以白色硅酸盐水泥熟料加适量石膏磨细制成的水硬性的胶凝材料，称为白水泥。白
33、色硅酸盐水泥熟料是指一适当成分的生料烧到部分熔融，得到的以硅酸钙为主要成分氧化铁含量少的熟料。彩色水泥是白水泥、石膏加颜料制得的。,彩色硅酸盐水泥又称彩色水泥。其生产方法有间接法和妆接法。间接法是用白色硅酸盐水泥熟料、石膏和颜料共同磨细而成。颜料有有机和无机两类。有机颜料如孔雀蓝、天津绿，无机颜料有氧化铁、二氧化锰、氧化铬、钴蓝、群青蓝、炭黑等。一般有机颜料着色性强、色彩鲜艳，无机颜料则耐久性好。对颜料的性能要求为着色性强，不溶于水，耐碱和耐大气稳定性好，不破坏水泥的组成和性能。直接法是在白水泥生料中加入少量金属氧化物作为着色剂，直接烧成彩色熟料后再磨成水泥。彩色水泥主要用作建筑装饰材料。,三、膨胀水泥及自应力水泥,定义：膨胀水泥是硬化过程中不产生收缩，而具有一定膨胀性能的水泥。其常用的膨胀组分是在水化后能形成膨胀性产物水花硫铝酸钙的材料。分类：补偿收缩水泥和自应力水泥。应用：此种水泥常用于水泥混凝土路面、机场道面或桥梁结构中修补混凝土。,
