1、水泥与及水泥混凝土水泥与及水泥混凝土路基路面试验检测技术路基路面试验检测技术桥涵工程试验检测技术桥涵工程试验检测技术 自自1824年英国的阿斯普丁获得波特兰水泥专利以年英国的阿斯普丁获得波特兰水泥专利以来，以水硬性水泥作为胶结材料的素混凝土就与水泥来，以水硬性水泥作为胶结材料的素混凝土就与水泥共同发展。到共同发展。到19世纪中叶世纪中叶(1850年左右年左右)，法国首先获，法国首先获得了钢筋混凝土专利，混凝土技术获得了第一次突破；得了钢筋混凝土专利，混凝土技术获得了第一次突破；1928年，法国人年，法国人Freysslent首次设计了一种张拉钢筋的首次设计了一种张拉钢筋的锚具，开创了预应力钢筋
2、混凝土的应用，使混凝土技锚具，开创了预应力钢筋混凝土的应用，使混凝土技术获得了第二次突破；术获得了第二次突破；20世纪世纪60年代，日本、德国分年代，日本、德国分别研制成功了减水率达别研制成功了减水率达20的高效减水剂，混凝土的的高效减水剂，混凝土的性质和功能得到了很大的改善和提高，混凝土技术获性质和功能得到了很大的改善和提高，混凝土技术获得了第三次突破，一些工业发达国家把外加剂作为除得了第三次突破，一些工业发达国家把外加剂作为除水泥、砂、石和水之外的第五种必不可少的组分大量水泥、砂、石和水之外的第五种必不可少的组分大量应用于混凝土工程。为了提高混凝土的耐久性，又普应用于混凝土工程。为了提高混
3、凝土的耐久性，又普遍使用混凝土矿物外加剂，矿物外加剂成为混凝土的遍使用混凝土矿物外加剂，矿物外加剂成为混凝土的第六种组分。目前，全世界的混凝土用量大约在第六种组分。目前，全世界的混凝土用量大约在7080亿亿m3，我国混凝土的总用量也在，我国混凝土的总用量也在30亿亿m3。 重混凝土：其表观密度大于重混凝土：其表观密度大于2600kg/m3。它是采用了密度很大的。它是采用了密度很大的重骨料重骨料重晶石、铁矿石、钢屑等配制而成，也可以同时采用重重晶石、铁矿石、钢屑等配制而成，也可以同时采用重水泥一钡水泥、锶水泥进行配制。重混凝土具有防射线的性能，故水泥一钡水泥、锶水泥进行配制。重混凝土具有防射线的
4、性能，故又称防辐射混凝土，主要用作核能工程的屏蔽结构材料。又称防辐射混凝土，主要用作核能工程的屏蔽结构材料。 普通混凝土：其表观密度为普通混凝土：其表观密度为21002500kg/m3，一般多在，一般多在2400kg/m3左右。它是用普通的天然砂、石作骨料配制而成，为建左右。它是用普通的天然砂、石作骨料配制而成，为建筑工程中常用的混凝土，通常简称混凝土。主要用作各种建筑的承筑工程中常用的混凝土，通常简称混凝土。主要用作各种建筑的承重结构材料。重结构材料。 轻混凝土：其表观密度小于轻混凝土：其表观密度小于1950kg/m3。它是采用轻质多孔的骨。它是采用轻质多孔的骨料，或者不用骨料而掺入加气剂或
5、泡沫剂等，造成多孔结构的混凝料，或者不用骨料而掺入加气剂或泡沫剂等，造成多孔结构的混凝土。其用途可分为结构用、保温用和结构兼保温等几种。土。其用途可分为结构用、保温用和结构兼保温等几种。 第一节第一节 水泥材料的技术性质和技术标准水泥材料的技术性质和技术标准 水泥水泥即能在水中凝结，又即能在水中凝结，又 能在空气中凝结的胶凝材料。能在空气中凝结的胶凝材料。一、一、 水泥分类水泥分类v硅酸盐水泥硅酸盐水泥v铝酸盐水泥铝酸盐水泥v硫酸盐水泥硫酸盐水泥v铁铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥(2) (2) 按性能和用途分按性能和用途分类类v通用水泥通用水泥v专用水泥专用水泥v特性水泥特性水泥 按化学成分按化学成分
6、 1. 1. 硅酸盐水泥的生产工艺概述硅酸盐水泥的生产工艺概述 （1 1）生产工艺）生产工艺 两磨一烧两磨一烧生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程 （2 2）生产原料）生产原料石灰石质原料石灰石质原料石灰石、白垩等石灰石、白垩等粘土质原料粘土质原料粘土、页岩等粘土、页岩等校正原料（少量校正原料（少量）铁粉铁粉CaOCaOSiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3FeFe2 2O O3 32. 2. 硅酸盐水泥的组成材料硅酸盐水泥的组成材料 （1 1）硅酸盐水泥熟料）硅酸盐水泥熟料 （2 2）石膏）石膏 （3 3）混合材料）混合
7、材料（1 1）硅酸盐水泥熟料（）硅酸盐水泥熟料（简称为熟料简称为熟料） 1 1）硅酸盐水泥熟料的矿物组成）硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸三钙硅酸三钙主要矿物组成主要矿物组成分子式分子式分子简式分子简式 3 3CaOSiOCaOSiO2 2C C3 3S SC C2 2S SC C3 3A AC C4 4AFAF2 2CaOSiOCaOSiO2 23 3CaOAlCaOAl2 2O O3 34 4CaOAlCaOAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3硅酸二钙硅酸二钙铝酸三钙铝酸三钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙名名 称称注注 意意 水泥中的其它成分：水泥中的其它成分：v 原因：原因：MgOCaO和
8、游离33MgCOCaCO 和23COCaOCaCOv 煅烧水泥中反应：煅烧水泥中反应：23COMgOMgCOv危害：危害：影响水泥影响水泥体积安定性体积安定性石灰石质原料富含石灰石质原料富含潜在危害非常严重潜在危害非常严重v 2 2）硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性）硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性矿物组成矿物组成 硅酸三钙硅酸三钙硅酸二钙硅酸二钙铝酸三钙铝酸三钙 铁铝酸四钙铁铝酸四钙 C3SC2SC3AC4AF含量含量 /% /% 37376060 最多最多15153737次之次之 7 715 15 少少 101018 18 少少 水化速度水化速度 较快较快慢慢快快中中水化热水化热 中中低低
9、高高中中强度强度 高高早期低后期高早期低后期高低低中中（抗折强度）（抗折强度）耐化学侵蚀耐化学侵蚀 中中良良差差优优干缩性干缩性 中中小小大大小小实实 例例快硬水泥：快硬水泥：3 3d d抗压强度高，熟料中抗压强度高，熟料中C3A、C3S含量高。含量高。 适用于适用于紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程。紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程。道路水泥：道路水泥：抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗硫酸性好、抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗硫酸性好、干缩性小。干缩性小。 C4AF、C2S含量高。含量高。 适用于适用于道路路面、机场道面、城市广场等工程。道路路面、机场道面、城市广场等工程。大坝水泥
10、：大坝水泥：简称中热水泥简称中热水泥低热矿渣水泥：低热矿渣水泥：加入矿渣加入矿渣适用于适用于大坝工程、大型构筑物、大型房屋的基础等大体积工程。大坝工程、大型构筑物、大型房屋的基础等大体积工程。水化放热较低，水化放热较低，C2S含量高，含量高， C3A含量低含量低 （2 2）石）石 膏膏 作用：缓凝剂作用：缓凝剂 水泥熟料磨成细粉与水相遇会很快凝结，无法水泥熟料磨成细粉与水相遇会很快凝结，无法施工。施工。加入适量的石膏会延缓凝结时间，同时还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
11、产石膏。石膏品种：主要采用天然石膏、工业副产石膏。（3 3）混合材料）混合材料 1 1）活性混合材料）活性混合材料 2 2）非活性混合材料）非活性混合材料1 1）活性混合材料）活性混合材料 系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合料。系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合料。炼钢厂冶炼生铁时的副产品。炼钢厂冶炼生铁时的副产品。主要成分：主要成分：CaOCaO、AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2。具有较高的化学潜能，但稳定性差。具有较高的化学潜能，但稳定性差。 粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣 山灰质混合材料山灰质混合材料 粉煤灰粉煤灰火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒废渣。火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒
12、废渣。主要成分：较多的主要成分：较多的SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3和少量的和少量的CaOCaO具有较高的活性。具有较高的活性。v天然的天然的v人工的人工的主要成分：主要成分：AlAl2 2O O3 3、SiOSiO2 2。本身不硬化，本身不硬化，+ +石灰石灰+ +水起胶凝作用。水起胶凝作用。 2 2）非活性混合材料）非活性混合材料 定义：定义： 在水泥中主要起填充作用，本身不具有在水泥中主要起填充作用，本身不具有 （或具有微弱的）潜在的水硬性或火山灰性。（或具有微弱的）潜在的水硬性或火山灰性。 目的：目的： 调节水泥强度，增加水泥产量，降低水化热。调节水泥强度，增加水泥产量
13、，降低水化热。 常用种类：常用种类：磨细的石灰石、石英岩、粘土、慢冷矿渣、磨细的石灰石、石英岩、粘土、慢冷矿渣、 高硅质炉灰等。高硅质炉灰等。五大品种硅酸盐水泥五大品种硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥 不掺混合材不掺混合材+少量混合材少量混合材（水泥量水泥量5%5%） 硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料+ + 适量石膏适量石膏+多量混合材多量混合材 PP PP +少量混合材少量混合材（水泥量（水泥量6%6%15%15%） PPO O 粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣 PPP P PPF F
14、PPS S 火山灰火山灰 粉煤灰粉煤灰 3. 3.硅酸盐水泥的水化硬化硅酸盐水泥的水化硬化 （1）水）水 化化 223)(OHCHSCOHSCa 6323AHCOHAC水化速度快水化速度快 t22463AFOHCaSOAHC 水化铁铝酸钙水化硫铝酸钙OHAFC24 长纤维状长纤维状 短纤维状短纤维状六方板结晶六方板结晶缓凝机理：缓凝机理：SC2同上同上针状结晶针状结晶 立方板状结晶立方板状结晶 Amt当石膏耗尽时，转化为 第一阶段：第一阶段： 大约在水泥拌水起至初凝时止，大约在水泥拌水起至初凝时止，C C3 3S S迅速反应生成迅速反应生成Ca(OH)Ca(OH)2 2。石膏和石膏和C C3
15、3A A反应反应生成钙矾石晶体。生成钙矾石晶体。 水泥浆呈塑性状态。水泥浆呈塑性状态。第二阶段：第二阶段： 大约从初凝起至大约从初凝起至2424h h止，水泥水化加止，水泥水化加速，生成较多的速，生成较多的Ca(OH)Ca(OH)2 2、钙矾石晶体、钙矾石晶体、水化硅酸钙凝胶。水化硅酸钙凝胶。 水化产物大量生成，水泥凝结。水化产物大量生成，水泥凝结。第三阶段：第三阶段： 指指2424h h以后直到水化结束。所有水化以后直到水化结束。所有水化产物生成，数量不断增加，结构更加产物生成，数量不断增加，结构更加致密，强度不断提高。致密，强度不断提高。（2 2）水泥的硬化）水泥的硬化水泥硬化研究理论水泥
16、硬化研究理论 水化过程在不同的情况下会有不同的水化机理；水化过程在不同的情况下会有不同的水化机理；不同的矿物在不同的阶段，水化机理也会不完全相同。不同的矿物在不同的阶段，水化机理也会不完全相同。 二、硅酸盐水泥的技术性质二、硅酸盐水泥的技术性质 （1）化学性质）化学性质 不溶物不溶物主要指煅烧过程中存留的残渣，不溶物的含量会主要指煅烧过程中存留的残渣，不溶物的含量会 影响水泥的粘结质量。影响水泥的粘结质量。 烧失量烧失量水泥煅烧不理想或者受潮后，会导致烧失量增加水泥煅烧不理想或者受潮后，会导致烧失量增加 因此，烧失量是检验水泥质量的一项指标。因此，烧失量是检验水泥质量的一项指标。 氧化镁氧化镁
17、22)(OHMgOHMgO水化慢、体积膨胀水化慢、体积膨胀,影响安定性影响安定性 三氧化硫三氧化硫 碱碱限制发生碱限制发生碱- -集料反应，按（集料反应，按（NaNa2 2O+0.658 KO+0.658 K2 2O O）值计。值计。 AFtAHCSO633碱含量：碱含量： 在水泥中含是引起混凝土产生碱在水泥中含是引起混凝土产生碱- -骨料反应骨料反应的条件的条件 ，为了避免碱，为了避免碱- -骨料反应的发生，国标骨料反应的发生，国标中规定若使用活性骨料，用户要求提供低碱水中规定若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量（按氧化钠泥时，水泥中碱含量（按氧化钠+0.658+0.658氧
18、化钾氧化钾计算）不得大于计算）不得大于0.60%0.60%。国标还规定：凡氧化镁、国标还规定：凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间三氧化硫、初凝时间 、安定性中的任何一项不、安定性中的任何一项不符合标准规定时，均为废品。符合标准规定时，均为废品。凡细度、终凝时凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任何一项不符合标准间、不溶物和烧失量中的任何一项不符合标准规定或混合材料掺加量超过最大限度和强度低规定或混合材料掺加量超过最大限度和强度低于商品标号规定的指标时称为不合格品。于商品标号规定的指标时称为不合格品。 废品水泥在工程中严禁使用。废品水泥在工程中严禁使用。 （2）物理力学性质）物理力学性质 细度细度 0
19、.080.08mmmm（0.08mm0.08mm方孔筛筛余量方孔筛筛余量: %: % 负压筛法负压筛法（适用于其它水泥（适用于其它水泥）比表面积：比表面积：m m2 2/kg/kg，cmcm2 2/g/g勃氏法勃氏法（适用于硅酸盐水泥（适用于硅酸盐水泥）a.a.指标指标 b.b.试验方法试验方法 1.筛析试验前：调节负压至 40006000Pa范围内。 2.称取试样m0=25g，置于负压筛，筛析2min。 3.筛毕，称量筛余物m1。 4.结果计算(1)水泥试样筛余百分数：10001mmF 凝结时间凝结时间 a.a.定义：水泥加水拌和起至水泥浆定义：水泥加水拌和起至水泥浆失去可塑性失去可塑性所需
20、的时间所需的时间, , 称为凝结时间。称为凝结时间。初凝状态：初凝状态：水泥加水起至水泥浆水泥加水起至水泥浆刚刚失去可塑性刚刚失去可塑性 所需的时间所需的时间初凝时间初凝时间。终凝状态：水泥加水起至水泥浆终凝状态：水泥加水起至水泥浆完全失去可塑性完全失去可塑性 所需的时间所需的时间终凝时间终凝时间。c.c.凝结时间的测定凝结时间的测定：b.b.两种状态两种状态（1）采用凝结时间测定仪（）采用凝结时间测定仪（维卡仪维卡仪）；）；（2）采用水泥标准稠度净浆。）采用水泥标准稠度净浆。d.d.水泥标准稠度净浆水泥标准稠度净浆1.1.目的：目的：试验结果具有可比性，试验结果具有可比性， 用于测定凝结时间
21、和安定性。用于测定凝结时间和安定性。 2.2.测定：测定： 试验仪器：维卡仪试验仪器：维卡仪 试验方法：标准法试验方法：标准法/ /调整水量法调整水量法3.3.标准稠度净浆标准标准稠度净浆标准: : 试杆距底板距离为试杆距底板距离为 6 6mmmm1mm1mm。4.4.标准稠度用水量标准稠度用水量: : 达到标准稠度净浆时的用水量。达到标准稠度净浆时的用水量。 初凝时间：初凝时间： 试杆距底板距离为试杆距底板距离为4 4mmmm1mm1mm。 终凝时间：终凝时间： 当试针沉入试体当试针沉入试体0.50.5mmmm时，即时，即 环形附件开始不能在试体上环形附件开始不能在试体上 留下痕迹时留下痕迹
22、时。e.e.凝结时间测定凝结时间测定 安定性安定性 a. a.定义定义: :指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。 b. b.安定性不良的因素：安定性不良的因素： （1 1）MgOMgO过量；过量；（2 2）石膏掺量过多；）石膏掺量过多；（3 3）水泥中游离过多）水泥中游离过多CaOCaO。 c.c.试验方法试验方法: :试饼法试饼法雷氏法雷氏法发生争议以雷氏法为主发生争议以雷氏法为主d.d.雷氏法雷氏法（1 1）雷氏夹试件的成型：）雷氏夹试件的成型： 标准稠度水泥净浆。标准稠度水泥净浆。（2 2）测量）测量 A A 取下试件，测量雷氏夹指针尖端间的距
23、取下试件，测量雷氏夹指针尖端间的距离离A A。（3 3）沸煮沸煮（4 4）测量）测量 C C 沸煮后，冷却，取出试件测量雷氏夹指沸煮后，冷却，取出试件测量雷氏夹指针尖端的距离针尖端的距离C C。（5 5）结果判定）结果判定 当两个试件煮后增加距离当两个试件煮后增加距离C-AC-A平均值平均值 5.05.0mmmm时，安定性合格；时，安定性合格； 当两个试件当两个试件C-AC-A值相差超过值相差超过4.04.0mmmm时，应时，应重做一次试验。再如此，则认为该水泥重做一次试验。再如此，则认为该水泥安定性不合格。安定性不合格。雷氏夹雷氏夹 （3 3）力学性质）力学性质 强度强度 a. a.检验方法
24、检验方法（ISOISO法）法） 水泥水泥: :标准砂标准砂: :水水=1:3:0.5=1:3:0.5，制成，制成4040mmmm40mm40mm160mm160mm棱柱体试件棱柱体试件, , 标准养护标准养护3 3d d、28d28d，分别测定抗折强度、抗压强度。分别测定抗折强度、抗压强度。 b.b.强度等级强度等级fce,kfce,k(1)(1)以水泥以水泥2828d d抗压强度确定抗压强度确定(2)(2)为强度范围的下限为强度范围的下限(3)(3)水泥实际强度水泥实际强度 fce=cfce=cfce,kfce,k c c水泥富裕系数，水泥富裕系数，1.01.01.51.5c.c.分类：普通
25、型、早强型分类：普通型、早强型试验过程中要注意的问题：1、龄期（路基：P235）2、养护条件和方式3、加载速度4、加载量程 5. 5. 硅酸盐水泥的技术标准硅酸盐水泥的技术标准凝凝结结时时间间/ /m mi in n 不不溶溶物物/ /% % 烧烧失失量量 / /% % 技技术术 性性质质 细细 度度 比比 表表 面面 积积 m m2 2 k kg g- -1 1 初初 凝凝 终终 凝凝 安安定定性性沸沸 煮煮法法 型型 型型 M Mg gO O含含量量/ /% % S SO O3 3 含含量量/ /% % 型型 型型 碱碱含含量量 / /% % 指指标标 3 30 00 0 4 45 5 3
26、 39 90 0 必必 须须 合合 格格 0 0. .7 75 5 1 1. .5 50 0 5 5. .0 0 3 3. .5 5 3 3. .0 0 3 3. .5 5 0 0. .6 60 0 抗抗 压压 强强 度度 / /M MP Pa a 抗抗 折折 强强 度度 / /M MP Pa a 强强度度 等等级级 3 3 天天 2 28 8 天天 3 3 天天 2 28 8 天天 4 42 2. .5 5 1 17 7. .0 0 4 42 2. .5 5 3 3. .5 5 6 6. .5 5 4 42 2. .5 5R R 2 22 2. .0 0 4 42 2. .5 5 4 4.
27、.0 0 6 6. .5 5 5 52 2. .5 5 2 23 3. .0 0 5 52 2. .5 5 4 4. .0 0 7 7. .0 0 5 52 2. .5 5R R 2 27 7. .0 0 5 52 2. .5 5 5 5. .0 0 7 7. .0 0 6 62 2. .5 5 2 28 8. .0 0 6 62 2. .5 5 5 5. .0 0 8 8. .0 0 6 62 2. .5 5R R 3 32 2. .0 0 6 62 2. .5 5 5 5. .5 5 8 8. .0 0 （1 1）技术标准）技术标准（2 2）废品水泥和不合格水泥）废品水泥和不合格水泥 GB
28、175-1999GB175-1999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥规定：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥规定： 凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合 本标准规定时，均为本标准规定时，均为废品废品。 凡细度、终凝时间中任一项不符合本标准规定或混合材料掺加凡细度、终凝时间中任一项不符合本标准规定或混合材料掺加量超过最大限量和强度低于商品强度等级的指标时为量超过最大限量和强度低于商品强度等级的指标时为不合格品不合格品。 水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全的也属于不全的也
29、属于不合格品不合格品。 6. 6.硅酸盐水泥石的腐蚀与防止硅酸盐水泥石的腐蚀与防止（1）腐蚀）腐蚀 1 1）软水侵蚀）软水侵蚀 溶出溶出Ca(OH)Ca(OH)2 2降低碱度降低碱度 2 2）硫酸盐腐蚀）硫酸盐腐蚀OHCaSOOHCaSO242242)(3 3）镁盐腐蚀）镁盐腐蚀4 4）一般的腐蚀）一般的腐蚀 中和反应中和反应5 5）碳酸腐蚀）碳酸腐蚀2222)()(CaOHMgOHCaMg2322323222)(2)(HCOCaOHCOCaCOOHCaCOOHCOOHCa6 6）强碱腐蚀）强碱腐蚀 23223)(36OHCaOAlONaNaOHAC （2）防止）防止 1 1）根据腐蚀环境特点
30、合理选用水泥品种根据腐蚀环境特点合理选用水泥品种 2 2）提高水泥石的密实度）提高水泥石的密实度 3 3）敷设耐蚀保护层）敷设耐蚀保护层 当腐蚀作用较强时，可在混凝土表面敷设一层耐腐蚀当腐蚀作用较强时，可在混凝土表面敷设一层耐腐蚀 不透水的保护层。不透水的保护层。 通常可采用耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料或沥青等。通常可采用耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料或沥青等。2.2.技术标准技术标准（1 1）普通水泥的技术标准）普通水泥的技术标准凝凝结结时时间间 技技术术 性性质质 细细度度 8 80 0m m 方方孔孔筛筛筛筛余余量量 / /% % 初初凝凝 / /m mi in n 终终凝凝 / /h
31、 h 安安定定性性 ( (沸沸煮煮法法) ) M Mg gO O 含含量量/ /% % S SO O3 3 含含量量/ /% % 烧烧失失量量 / /% % 碱碱含含量量 / /% % 指指标标 1 10 0. .0 0 4 45 5 1 10 0 必必须须 合合格格 5 5. .0 0 3 3. .5 5 5 5. .0 0 0 0. .6 60 0 抗抗 压压 强强 度度 / /M MP Pa a 抗抗 折折 强强 度度 / /M MP Pa a 强强度度 等等级级 3 3 天天 2 28 8 天天 3 3 天天 2 28 8 天天 3 32 2. .5 5 1 11 1. .0 0 3
32、32 2. .5 5 2 2. .5 5 5 5. .5 5 3 32 2. .5 5R R 1 16 6. .0 0 3 32 2. .5 5 3 3. .5 5 5 5. .5 5 4 42 2. .5 5 1 16 6. .0 0 4 42 2. .5 5 3 3. .5 5 6 6. .5 5 4 42 2. .5 5R R 2 21 1. .0 0 4 42 2. .5 5 4 4. .0 0 6 6. .5 5 5 52 2. .5 5 2 22 2. .0 0 5 52 2. .5 5 4 4. .0 0 7 7. .0 0 5 52 2. .5 5R R 2 26 6. .0
33、0 5 52 2. .5 5 5 5. .0 0 7 7. .0 0 2.2.技术标准技术标准（1 1）矿查水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥的技术标准）矿查水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥的技术标准凝凝结结时时间间 S SO O3 3含含量量 / /% % 技技术术 性性质质 细细度度 8 80 0m m 方方孔孔筛筛筛筛余余量量 / /% % 初初凝凝 / /m mi in n 终终凝凝 / /h h 安安定定性性 ( (沸沸煮煮法法) ) M Mg gO O 含含量量 / /% % 火火山山灰灰水水泥泥粉粉煤煤灰灰水水泥泥 矿矿渣渣 水水泥泥 碱碱含含量量 % % 指指标标 1 10 0. .0
34、0 4 45 5 1 10 0 必必须须 合合格格 5 5. .0 0 3 3. .5 5 4 4. .0 0 供供需需双双方方商商定定 抗抗 压压 强强 度度 / /M MP Pa a 抗抗 折折 强强 度度 / /M MP Pa a 强强度度 等等级级 3 3 天天 2 28 8 天天 3 3 天天 2 28 8 天天 3 32 2. .5 5 1 10 0. .0 0 3 32 2. .5 5 2 2. .5 5 5 5. .5 5 3 32 2. .5 5R R 1 15 5. .0 0 3 32 2. .5 5 3 3. .5 5 5 5. .5 5 4 42 2. .5 5 1 1
35、5 5. .0 0 4 42 2. .5 5 3 3. .5 5 6 6. .5 5 4 42 2. .5 5R R 1 19 9. .0 0 4 42 2. .5 5 4 4. .0 0 6 6. .5 5 5 52 2. .5 5 2 21 1. .0 0 5 52 2. .5 5 4 4. .0 0 7 7. .0 0 5 52 2. .5 5R R 2 28 8. .0 0 5 52 2. .5 5 4 4. .5 5 7 7. .0 0 3.3.五大品种硅酸盐水泥的特性及应用五大品种硅酸盐水泥的特性及应用硅硅酸酸盐盐水水泥泥 名名称称 型型 型型 普普通通水水泥泥 矿矿渣渣水水泥泥
36、火火山山灰灰水水泥泥 粉粉煤煤灰灰水水泥泥 代代号号 P P P P P PO O P PS S P PP P P PF F 主主要要成成分分 硅硅酸酸盐盐熟熟料料，不不加加混混合合材材 硅硅酸酸盐盐熟熟料料，掺掺 加加 5 5% % 石石灰灰 石石 和和 粒粒 化化矿矿渣渣 硅硅 酸酸 盐盐 熟熟料料 ， 掺掺 加加6 6% % 1 15 5% % 混混合合材材料料 硅硅 酸酸 盐盐 熟熟料料 ， 掺掺 加加2 20 0% %7 70 0% %粒粒化化矿矿渣渣 硅硅酸酸盐盐熟熟料料，掺掺 2 20 0% % 5 50 0% %火火山山灰灰质质混混合合材材料料 硅硅 酸酸 盐盐 熟熟料料 ，
37、掺掺 加加2 20 0% %4 40 0% %粉粉煤煤灰灰 密密度度（g g/ /c cm m3 3） 3 3. .0 00 03 3. .1 15 5 3 3. .0 00 03 3. .1 15 5 2 2. .8 80 03 3. .1 10 0 2 2. .8 80 03 3. .1 10 0 2 2. .8 80 03 3. .1 10 0 堆堆积积密密度度 （k kg g/ /m m3 3） 1 10 00 00 01 16 60 00 0 1 10 00 00 01 16 60 00 0 1 10 00 00 01 12 20 00 0 9 90 00 01 10 00 00 0
38、 9 90 00 01 10 00 00 0 强强度度等等级级 4 42 2. .5 5、4 42 2. .5 5R R 5 52 2. .5 5、5 52 2. .5 5R R 6 62 2. .5 5、6 62 2. .5 5R R 3 32 2. .5 5、3 32 2. .5 5R R 4 42 2. .5 5、4 42 2. .5 5R R 5 52 2. .5 5、5 52 2. .5 5R R 3 32 2. .5 5、 3 32 2. .5 5R R 4 42 2. .5 5、 4 42 2. .5 5R R 5 52 2. .5 5、 5 52 2. .5 5R R 3 32
39、 2. .5 5、3 32 2. .5 5R R 4 42 2. .5 5、4 42 2. .5 5R R 5 52 2. .5 5、5 52 2. .5 5R R 3 32 2. .5 5、 3 32 2. .5 5R R 4 42 2. .5 5、 4 42 2. .5 5R R 5 52 2. .5 5、 5 52 2. .5 5R R 1 1. .硬硬化化 快快 较较快快 慢慢 慢慢 慢慢 2 2. .早早期期强强度度 高高 较较高高 低低 低低 低低 3 3. .水水化化热热 高高 高高 低低 低低 低低 4 4. .抗抗冻冻性性 好好 较较好好 差差 差差 差差 5 5. .耐耐热
40、热性性 差差 较较差差 好好 较较差差 较较差差 6 6. .干干缩缩性性 较较小小 较较小小 较较大大 较较大大 较较小小 7 7. .抗抗渗渗性性 较较好好 较较好好 差差 较较好好 较较好好 特特 性性 8 8. .耐耐蚀蚀性性 差差 较较差差 好好 好好 好好 第三节第三节 水泥混凝土的技术性质水泥混凝土的技术性质混凝土是由胶凝材料，水和粗细集料混凝土是由胶凝材料，水和粗细集料按适当比例配合、拌制成拌和物，经一定按适当比例配合、拌制成拌和物，经一定时间硬化而成的人造石材。时间硬化而成的人造石材。一、新拌混凝土的工作性混凝土拌和物的性能混凝土拌和物的性能 混凝土拌合物混凝土拌合物混凝土在
41、未凝结硬化以混凝土在未凝结硬化以前，称作新拌混凝土，或混凝土拌合物。前，称作新拌混凝土，或混凝土拌合物。 混凝土拌合物必须具有良好的和易性，以便混凝土拌合物必须具有良好的和易性，以便于施工，保证能获得良好的浇灌质量于施工，保证能获得良好的浇灌质量。1.1.和易性的概念和易性的概念 和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并能获致质量均匀、成型密实的运输、浇灌、捣实）并能获致质量均匀、成型密实的性能。性能。 和易性是一项综合的技术性质和易性是一项综合的技术性质，包括三方面的含义。包括三方面的含义。（书上（书上P235P235：四个方面
42、，即：流动性、可塑性、稳定：四个方面，即：流动性、可塑性、稳定性、易密性）性、易密性）流动性流动性粘聚性粘聚性保水性保水性和易性的三个方面和易性的三个方面2.和易性测定方法和易性测定方法 目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。在工地和试验室，物和易性的测定方法。在工地和试验室，通常采用测定拌合物的流动性，并辅以直通常采用测定拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性三方面结合的观经验评定粘聚性和保水性三方面结合的方法。方法。 主要的试验方法有：主要的试验方法有：（）坍落度与坍落扩展度法（）坍落度与坍落扩展度法（）维勃稠度法（）维勃稠度法（
43、1）坍落度）坍落度如图，混凝土拌和物分三层装如图，混凝土拌和物分三层装入坍落度筒；入坍落度筒；坍落度：坍落度：筒高与坍落后试体筒高与坍落后试体 最高点之间的高差。最高点之间的高差。 单位：单位：mm(mm(精确至精确至5 5mm)mm)。 观察：粘聚性、保水性。观察：粘聚性、保水性。全面地评价混凝土拌和物的工全面地评价混凝土拌和物的工作性。作性。 注意注意：1.1.当混凝土拌和物的坍落度大于当混凝土拌和物的坍落度大于220220mmmm时时 用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在二者之差小于在二者之差小于5050mmmm的条件下，用其
44、算术平均值作为的条件下，用其算术平均值作为坍落坍落扩展度值扩展度值；否则，此次试验无效。；否则，此次试验无效。 2. 2.适用于骨料最大粒径不大于适用于骨料最大粒径不大于4040mmmm、坍落度不小于坍落度不小于 10 10mmmm的混凝土。的混凝土。混凝土按坍落度的分类混凝土按坍落度的分类 根据坍落度不同，可将混凝土分为：根据坍落度不同，可将混凝土分为： 1. 1.大流动性混凝土：大流动性混凝土： 坍落度大于坍落度大于160160mmmm； 2. 2.流动性混凝土：流动性混凝土： 坍落度为坍落度为100100150150mmmm； 3. 3.塑性混凝土：塑性混凝土： 坍落度为坍落度为1010
45、9090mmmm； 4. 4.干硬性混凝土：干硬性混凝土： 坍落度小于坍落度小于1010mmmm。（2 2）维勃稠度试验）维勃稠度试验 如图，将新拌混凝土装入坍落如图，将新拌混凝土装入坍落度筒内后再拔去坍落度筒，并度筒内后再拔去坍落度筒，并在新拌混凝土顶上置一透明圆在新拌混凝土顶上置一透明圆盘。开动振动台并记录时间。盘。开动振动台并记录时间。 维勃稠度值：从开始振动至透维勃稠度值：从开始振动至透明圆盘底面被水泥浆布满瞬间明圆盘底面被水泥浆布满瞬间止，所经历的时间。止，所经历的时间。 单位：以单位：以s s计，计，( ( 精确至精确至1 1s )s ) 注意：适用于骨料注意：适用于骨料D D不大
46、于不大于4040mmmm，维勃稠度在维勃稠度在5 53030s s之间之间。3.3.影响和易性的因素影响和易性的因素（1 1）水泥品种）水泥品种（2 2）集料的性质）集料的性质（3 3）水泥浆的数量）水泥浆的数量（4 4）水泥浆的稠度）水泥浆的稠度（5 5）砂率）砂率（6 6）外加剂）外加剂（7 7）时间和温度）时间和温度（外因外因）二、硬化后混凝土的性能二、硬化后混凝土的性能（一）混凝土的强度（一）混凝土的强度1.1.混凝土立方体抗压强度和强度等级混凝土立方体抗压强度和强度等级（1 1）立方体抗压强度（）立方体抗压强度（fcufcu） 按照标准的制作方法制成边长为按照标准的制作方法制成边长为
47、150150的正的正立方体试件，在标准养护条件（温度立方体试件，在标准养护条件（温度2020士士2 2，相，相对湿度对湿度9595以上）下，养护至以上）下，养护至2828龄期，按照标龄期，按照标准的测定方法测定其抗压强度值，称为混凝土立准的测定方法测定其抗压强度值，称为混凝土立方体抗压强度。方体抗压强度。（2 2）立方体试件抗压强度标准值（）立方体试件抗压强度标准值（f fcu,kcu,k） 立方体抗压强度只是一组混凝土试件抗压强立方体抗压强度只是一组混凝土试件抗压强度的算术平均值，并未涉及数理统计和保证率的度的算术平均值，并未涉及数理统计和保证率的概念。概念。 而立方体抗压强度标准值是按数理
48、统计方而立方体抗压强度标准值是按数理统计方法确定，具有不低于法确定，具有不低于9595保证率的立方体抗压强保证率的立方体抗压强度度。（3 3）强度等级）强度等级 凝土的凝土的“强度等级强度等级”是根据是根据“立方体抗压强立方体抗压强度标准值度标准值”来确定的。来确定的。 如：如：C30C30，表示混凝土立方体抗压强度标准表示混凝土立方体抗压强度标准值值, ,f fcu,kcu,k=30MPa=30MPa。 我国现行我国现行GB50010-2002GB50010-2002混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范规定规定, ,普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分
49、为：C15C15、C20C20、C25C25、C30C30、C35C35、C40C40、C45C45、C50C50、C55C55、C60C60、C65C65、C70C70、C75C75、C80C80等等1414个强度等级。个强度等级。2.2.轴心抗压强度轴心抗压强度 为了使测得的混凝土强度接近于混凝土结构为了使测得的混凝土强度接近于混凝土结构的实际情况，在钢筋混凝土结构计算中，计算轴的实际情况，在钢筋混凝土结构计算中，计算轴心受压构件（例如柱子、衍架的腹杆等）时，都心受压构件（例如柱子、衍架的腹杆等）时，都是采用混凝土的轴心抗压强度作为依据。是采用混凝土的轴心抗压强度作为依据。 测定其轴心抗压
50、强度，采用测定其轴心抗压强度，采用150150mmmm150m150m300mm300mm棱柱体作为标准试件，轴心棱柱体作为标准试件，轴心抗压强度以抗压强度以f fcpcp表示，以表示，以MPaMPa计。计。3.3.劈裂抗拉强度劈裂抗拉强度我国现行标准规定，采用标准试件我国现行标准规定，采用标准试件150mm150mm立方体，立方体，按规定的劈裂抗拉试验装置测得的强度为劈裂抗按规定的劈裂抗拉试验装置测得的强度为劈裂抗拉强度，简称劈拉强度拉强度，简称劈拉强度f ftsts 计算公式：计算公式：AFAFf637. 02ts4.4.混凝土抗折强度混凝土抗折强度( ( f fcf cf ) )道路路面
