1、于成龙于成龙建筑工程学院建筑工程学院2014.3气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料胶凝材料胶凝材料有机材料有机材料无机材料无机材料沥青沥青合成材料合成材料-胶粘剂胶粘剂石膏石灰和水玻璃石膏石灰和水玻璃水泥水泥气硬性气硬性胶凝材料胶凝材料水硬性水硬性胶凝材料胶凝材料1、分类、分类胶凝材料：胶凝材料：能通过物理化学作用将散粒材能通过物理化学作用将散粒材料或块状材料胶结成为一个整体，并产生料或块状材料胶结成为一个整体，并产生强度的材料。强度的材料。气硬性胶凝材料：气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，保只能在空气中硬化，保持并发展其强度的材料。持并发展其强度的材料。水硬性胶凝材料：水硬性胶凝材料：既能在空气中
2、硬化，又既能在空气中硬化，又能更好的在水中硬化，保持并发展其强度能更好的在水中硬化，保持并发展其强度的材料。的材料。无机胶凝材料无机胶凝材料 气硬性无机胶凝材料气硬性无机胶凝材料 硅酸盐水泥硅酸盐水泥 掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥 其他水泥其他水泥气硬性无机胶凝材料气硬性无机胶凝材料 石膏生产简介石膏生产简介 石膏的凝结与硬化石膏的凝结与硬化 石膏的技术要求和性质石膏的技术要求和性质 建筑石膏的应用建筑石膏的应用 OHCaSO2421OHOHCaSOOHCaSOC2241701072423212 由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大（约四倍），所
3、以二水石膏处于过饱和状（约四倍），所以二水石膏处于过饱和状态，不断从溶液中析晶，水解反应不断右态，不断从溶液中析晶，水解反应不断右移，直至半水石膏全部转变成二水石膏。移，直至半水石膏全部转变成二水石膏。OHCaSOOHOHCaSO2422422321 v石膏晶体数量增加，石膏晶体数量增加，晶体长大，彼此连生，晶体长大，彼此连生，相互交错，形成结晶相互交错，形成结晶网，产生强度。网，产生强度。v以上三个过程是相互以上三个过程是相互交错，连续进行的。交错，连续进行的。讨论讨论（1 1）建筑石膏粉的质量问题建筑石膏粉的质量问题 请观察建筑石膏粉，请观察建筑石膏粉，并分析是否宜用此石膏粉制并分析是否宜
4、用此石膏粉制作粘结制品或石膏制品作粘结制品或石膏制品。石膏粉吸潮结粒石膏粉吸潮结粒 讨论讨论（1 1）建筑石膏粉的质量问题建筑石膏粉的质量问题 从上图可见该建筑石膏粉已吸潮结粒从上图可见该建筑石膏粉已吸潮结粒，对凝结硬，对凝结硬化性能及强度均有影响，已不宜使用。化性能及强度均有影响，已不宜使用。由于建筑石膏粉易吸潮，影响其以后使用时的凝由于建筑石膏粉易吸潮，影响其以后使用时的凝结硬化性能和强度，长期储存也会降低强度，因此建结硬化性能和强度，长期储存也会降低强度，因此建筑石膏粉存贮时必须防潮，储存时间不得过长，一般筑石膏粉存贮时必须防潮，储存时间不得过长，一般不得超过三个月。不得超过三个月。讨论
5、讨论 请观察下图中硬化石膏的结构特点请观察下图中硬化石膏的结构特点，分析硬化，分析硬化石膏的结构与性能的关联。石膏的结构与性能的关联。建筑石膏制品建筑石膏制品(2)(2)硬化石膏的结构与性能硬化石膏的结构与性能讨论讨论(2)(2)硬化石膏的结构与性能硬化石膏的结构与性能 从上图可见建筑石膏制品的结构特点是多孔从上图可见建筑石膏制品的结构特点是多孔。隔热吸声性良好。因多封闭的细微孔，导热系隔热吸声性良好。因多封闭的细微孔，导热系数也就较低，数也就较低，且其大多是微孔且其大多是微孔，表面微孔会使声音反，表面微孔会使声音反射或传导的能力显著下降从而有好的吸声性能。射或传导的能力显著下降从而有好的吸声
6、性能。防火性能好。防火性能好。具一定的阻湿阻温性。具一定的阻湿阻温性。耐水性及防冻性差。耐水性及防冻性差。加工性能好。加工性能好。工程工程实实例分析例分析（1 1）石膏饰条粘贴失效石膏饰条粘贴失效（2 2）石膏制品发霉变形石膏制品发霉变形 现象现象原因分析原因分析（1 1）石膏饰条粘贴失效石膏饰条粘贴失效 某工人用建筑石膏粉拌水，拌成一桶石膏浆，某工人用建筑石膏粉拌水，拌成一桶石膏浆，用以在光滑的天花板上直接粘贴石膏饰条，前后半用以在光滑的天花板上直接粘贴石膏饰条，前后半小时完工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠小时完工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落。落。原因分析原因分析（1 1）石
7、膏饰条粘贴失效石膏饰条粘贴失效 建筑石膏拌水后一般数分钟至半小时左右凝建筑石膏拌水后一般数分钟至半小时左右凝结，结，后来粘贴石膏饰条时石膏浆已初凝后来粘贴石膏饰条时石膏浆已初凝，粘结性能，粘结性能差。可掺入缓凝剂，延长凝结时间；或者分多次配差。可掺入缓凝剂，延长凝结时间；或者分多次配制石膏浆，即配即用。制石膏浆，即配即用。在光滑的天花板上直接贴石膏条，粘贴难以在光滑的天花板上直接贴石膏条，粘贴难以牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或者，在粘牢固，宜对表面予以打刮，以利粘贴。或者，在粘结的石膏浆中掺入部分粘结性强的粘结剂。结的石膏浆中掺入部分粘结性强的粘结剂。现象现象原因分析原因分析（2 2）石
8、膏制品发霉变形石膏制品发霉变形 某住户喜爱石膏制品，全宅均用普通石膏浮雕某住户喜爱石膏制品，全宅均用普通石膏浮雕板作装饰。使用一段时间后，客厅、卧室效果相当板作装饰。使用一段时间后，客厅、卧室效果相当好，但厨房、厕所、浴室的石膏制品出现发霉变形。好，但厨房、厕所、浴室的石膏制品出现发霉变形。原因分析原因分析（2 2）石膏制品发霉变形石膏制品发霉变形 厨房、厕所、浴室等处一般较潮湿，普通石膏制厨房、厕所、浴室等处一般较潮湿，普通石膏制品具有强的吸湿性和吸水性，在潮湿的环境中，晶体品具有强的吸湿性和吸水性，在潮湿的环境中，晶体间的粘结力削弱，强度下降、变形，且还会发霉。间的粘结力削弱，强度下降、变
9、形，且还会发霉。建筑石膏一般不宜在潮湿和温度过高的环境中使用。建筑石膏一般不宜在潮湿和温度过高的环境中使用。欲提高其耐水性，欲提高其耐水性，可于建筑石膏中掺入一定量的水泥可于建筑石膏中掺入一定量的水泥或其他含活性或其他含活性SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3及及CaOCaO的材料的材料，如粉煤灰、如粉煤灰、石灰。掺入有机防水剂亦可改善石膏制品的耐水性。石灰。掺入有机防水剂亦可改善石膏制品的耐水性。QOHCaOHCaO22)(熟石灰熟石灰 OHNCaCOOnHCOOHCa23222)1()(结晶结晶 观观察察与讨论与讨论讨论讨论石灰砂浆的裂纹石灰砂浆的裂纹 请观察下图请观察下图A A
10、、B B两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别，并讨论其成因。纹有何差别，并讨论其成因。石灰砂浆石灰砂浆A A 石灰砂浆石灰砂浆B B 讨论讨论 在煅烧过程中，若温度过低或煅烧时间不足，使得在煅烧过程中，若温度过低或煅烧时间不足，使得CaCOCaCO3 3不能完全分解，将会生成不能完全分解，将会生成“欠火石灰欠火石灰”。如果煅烧时间过长。如果煅烧时间过长或温度过高，将生成颜色较深、块体致密的或温度过高，将生成颜色较深、块体致密的“过火石灰过火石灰”。过火石灰水化极慢，当石灰变硬后才开始熟化，产生体积膨过火石灰水化极慢，当石灰变硬后才开始熟化，产生体积膨胀，引起已
11、变硬石灰体的隆起鼓包和开裂。胀，引起已变硬石灰体的隆起鼓包和开裂。石灰砂浆石灰砂浆A A为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时间不足，时间不足，致致使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成化，导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成Ca(OH)Ca(OH)2 2，产生体积，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。膨胀，从而形成膨胀性裂纹。石灰砂浆石灰砂浆B B为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。尤其是水灰比过大程中干燥收缩所致。尤其是水
12、灰比过大、石灰过多，易产生石灰过多，易产生此类裂纹。此类裂纹。现象现象原因分析原因分析(1)(1)内外墙粉刷层爆裂内外墙粉刷层爆裂 上海某新村四幢六层楼上海某新村四幢六层楼19891989年年9-119-11月进行内外墙粉刷，月进行内外墙粉刷，19199090年年4 4月交付甲方使用。此后陆续发现内外墙粉刷层发生爆裂。月交付甲方使用。此后陆续发现内外墙粉刷层发生爆裂。至至5 5月份阴雨天，爆裂点迅速增多，破坏范围上万平方米。爆月份阴雨天，爆裂点迅速增多，破坏范围上万平方米。爆裂源为微黄色粉粒或粉料。该内外墙粉刷用的裂源为微黄色粉粒或粉料。该内外墙粉刷用的“水灰水灰”，系宝，系宝山某厂自办的山某
13、厂自办的“三产三产”性质的部门供应，该部门由个人承包。性质的部门供应，该部门由个人承包。经了解，粉刷过程已发现经了解，粉刷过程已发现“水灰水灰”中有一些粗颗粒。对采中有一些粗颗粒。对采集的微黄色爆裂物作集的微黄色爆裂物作X X射线衍射分析，证实除含石英、长石、射线衍射分析，证实除含石英、长石、C CaOaO、Ca(OH)Ca(OH)2 2、CaCOCaCO3 3外，还含有较多的外，还含有较多的MgOMgO、Mg(OH)Mg(OH)2 2以及少量以及少量白云石。白云石。原因分析原因分析(1)(1)内外墙粉刷层爆裂内外墙粉刷层爆裂 该该“水灰水灰”含有相当数量的粗颗粒含有相当数量的粗颗粒，相当部分
14、，相当部分为为CaOCaO与与MgOMgO，这些未充分消解的，这些未充分消解的CaOCaO和和MgOMgO在潮湿的在潮湿的环境下缓慢水化，分别生成环境下缓慢水化，分别生成Ca(OH)Ca(OH)2 2和和Mg(OH)Mg(OH)2 2，固相，固相体积膨胀约体积膨胀约2 2倍，从而产生爆裂破坏。还需说明的是，倍，从而产生爆裂破坏。还需说明的是，MgOMgO的水化速度更慢，更易造成危害。的水化速度更慢，更易造成危害。使用劣质建材，就是给工程埋下定时炸弹，危使用劣质建材，就是给工程埋下定时炸弹，危害人民利益。害人民利益。现象现象原因分析原因分析(2)(2)石灰的选用石灰的选用 工地急需配制石灰砂工地
15、急需配制石灰砂浆。当时有消石灰粉、生浆。当时有消石灰粉、生石灰粉及生石灰三种材料石灰粉及生石灰三种材料可供选用。因生石灰价格可供选用。因生石灰价格相对较便宜，便选用，并相对较便宜，便选用，并马上加水配制石灰膏，再马上加水配制石灰膏，再配制石灰砂浆。使用数日配制石灰砂浆。使用数日后，石灰砂浆出现众多凸后，石灰砂浆出现众多凸出的膨胀性裂缝。出的膨胀性裂缝。石灰砂浆的膨胀性裂缝石灰砂浆的膨胀性裂缝 原因分析原因分析(2)(2)石灰的选用石灰的选用 该石灰的陈伏时间不够。数日后部分过火石灰在该石灰的陈伏时间不够。数日后部分过火石灰在已硬化的石灰砂浆中熟化，体积膨胀，以致产生膨胀已硬化的石灰砂浆中熟化，
16、体积膨胀，以致产生膨胀性裂纹。性裂纹。因工期紧，若无现成合格的石灰膏，可选用消石因工期紧，若无现成合格的石灰膏，可选用消石灰粉或生石灰粉。消石灰粉在磨细过程中，把过火石灰粉或生石灰粉。消石灰粉在磨细过程中，把过火石灰磨成细粉，克服了过火石灰在熟化时造成的体积安灰磨成细粉，克服了过火石灰在熟化时造成的体积安定性不良的危害。故可不必陈伏可直接使用，且生石定性不良的危害。故可不必陈伏可直接使用，且生石灰熟化时放出的热可大大加快砂浆的凝结硬化，加水灰熟化时放出的热可大大加快砂浆的凝结硬化，加水量亦较少，硬化后的砂浆强度亦较高。量亦较少，硬化后的砂浆强度亦较高。3.3.1 3.3.1 水玻璃水玻璃 1.
17、1.水玻璃的组成和硬化水玻璃的组成和硬化 水玻璃俗称泡花碱，是由不同比例的碱金属氧化物和水玻璃俗称泡花碱，是由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐。建筑常用的二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐。建筑常用的为硅酸钠为硅酸钠(Na(Na2 2O On nSiOSiO2 2)水溶液，又称钠水玻璃。要求高时水溶液，又称钠水玻璃。要求高时也使用硅酸钾也使用硅酸钾(K(K2 2O On nSiOSiO2 2)的水溶液，又称钾水玻璃。液的水溶液，又称钾水玻璃。液体水玻璃是一种具有胶体特征，又具有溶液特征的胶体溶体水玻璃是一种具有胶体特征，又具有溶液特征的胶体溶液。液。2.2.水
18、玻璃的性质与应用水玻璃的性质与应用 水玻璃在凝结硬化后，水玻璃在凝结硬化后，粘粘结力强结力强,强度较高强度较高,耐酸性耐酸性好好,耐热性好耐热性好,耐碱性和耐水性差。利用水玻璃凝结硬化耐碱性和耐水性差。利用水玻璃凝结硬化后的性能，在建筑工程中主要有以下几方面用途：涂刷后的性能，在建筑工程中主要有以下几方面用途：涂刷材料表面，提高抗风化能力；加固土壤；配制速凝防水材料表面，提高抗风化能力；加固土壤；配制速凝防水剂；修补砖墙裂缝。剂；修补砖墙裂缝。水玻璃水玻璃硅酸盐水泥硅酸盐水泥 硅酸盐水泥的生产和矿物组成硅酸盐水泥的生产和矿物组成 硅酸盐水泥的水化及凝结硬化硅酸盐水泥的水化及凝结硬化 硅酸盐水泥
19、的技术性质硅酸盐水泥的技术性质 水泥石的腐蚀与防止水泥石的腐蚀与防止水泥具有以下优点，因此，在土木工程领水泥具有以下优点，因此，在土木工程领域得到广泛的应用。域得到广泛的应用。特性水泥特性水泥 快硬水泥快硬水泥 膨胀水泥膨胀水泥 抗硫酸盐水泥抗硫酸盐水泥 中热水泥中热水泥硅酸盐水泥的生产和矿物组成硅酸盐水泥的生产和矿物组成GrindingP P Mixing materialsLimestoneClayIron ore powderBleedingGrinding1450Raw materialClinkerGypsum名称名称代号代号组分组分熟料熟料矿渣矿渣火山灰质火山灰质混合材料混合材料粉
20、煤灰粉煤灰石灰石灰石石硅酸盐硅酸盐水泥水泥P.I100P.9555普通水泥普通水泥P.O80且且 955且且20a矿渣水泥矿渣水泥P.S30且且8020且且50b火山灰水火山灰水泥泥P.P60且且8020且且40c粉煤灰水粉煤灰水泥泥P.F60且且 8020且且40d复合水泥复合水泥P.C50且且8020且且50e 通用硅酸盐水泥的组成通用硅酸盐水泥的组成 /%/%a a、b b、c c、d d、e e见说明见说明组成组成化学分子式化学分子式缩写缩写硅酸三钙硅酸三钙3CaOSiO2C3S硅酸二钙硅酸二钙2CaOSiO2C2S铝酸三钙铝酸三钙3CaOAl2O3C3A铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaOA
21、l2O3Fe2O3C4AF 硅酸盐水泥的水化及凝结硬化硅酸盐水泥的水化及凝结硬化 2CaOSiO2+H2O 3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2 3CaOAl2O3+6H2O 3CaOAl2O36H2O4CaOAl2O3Fe2O3+7H2O 3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2Ol 石膏与水化铝酸钙反应生成石膏与水化铝酸钙反应生成 3CaOAl2O36H2O+H2O+CaSO42H2O 3CaOAl2O33CaSO431H2O 水泥熟料水化后的主要水化产物有：水泥熟料水化后的主要水化产物有：p何为凝结？何为凝结？p何为硬化？何为硬化？初始反应期初始反应期初始的溶解和水化，约持
22、续初始的溶解和水化，约持续5-105-10分分钟。钟。潜伏期潜伏期流动性可塑性好凝胶体膜层围绕水流动性可塑性好凝胶体膜层围绕水泥颗粒成长，泥颗粒成长，1h 1h 凝胶膜破裂、长大并连接、水泥颗凝胶膜破裂、长大并连接、水泥颗粒进一步水化，粒进一步水化，6h6h。多孔的空间网。多孔的空间网络络凝聚结构，失去可塑性凝聚结构，失去可塑性凝结期凝结期凝胶体填充毛细管，凝胶体填充毛细管，6h-6h-若干年硬若干年硬化石状体密实空间网化石状体密实空间网硬化期硬化期AgeBlend of GypsumHumidityTemperatureTypesFinenessFactors硅酸盐水泥的技术性质硅酸盐水泥的
23、技术性质 细度细度 凝结时间凝结时间 体积安定性体积安定性 强度强度 其他性质其他性质采用标准稠度测采用标准稠度测定仪定仪标准稠度测定仪标准稠度测定仪 水泥凝结时间测定录像水泥凝结时间测定录像 煮沸法测定仪煮沸法测定仪体积安定性不良体积安定性不良雷氏夹法体积安定性测定仪雷氏夹法体积安定性测定仪 强度测定仪强度测定仪bending strength instrument强度测定仪强度测定仪Compressive strengthinstrument实验录像62.5R62.552.5R52.542.5R42.5Strength Grade等级等级 抗压强度抗压强度(MPa)抗折强度（抗折强度（MP
24、a）3d 28d 3d 28d 42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R 32.0 62.5 5.5 8.0 硅酸盐水泥各龄期的强度要求硅酸盐水泥各龄期的强度要求（GB175-99）If only the strength is unqualifiedCement of the lower grade3.0-3.15g/cm3.0-3.15g/cm3 3,通常通常3.1g/cm3.1g/cm3 31000-1600kg/m1000-1600k
25、g/m3 3现象现象原因分析原因分析水泥凝结时间前后变化水泥凝结时间前后变化 某立窑水泥厂生产的普通水泥游离氧化钙含量某立窑水泥厂生产的普通水泥游离氧化钙含量较高，加水拌和后初凝时间仅较高，加水拌和后初凝时间仅40 min40 min，本属于废品。，本属于废品。但后来放置但后来放置1 1个月，凝结时间又恢复正常，而强度下个月，凝结时间又恢复正常，而强度下降。降。工程工程实实例分析例分析原因分析原因分析 该立窑水泥厂的普通硅酸盐水泥游离氧化钙含量该立窑水泥厂的普通硅酸盐水泥游离氧化钙含量较高，该氧化钙相当部分的煅烧温度较低。加水拌和后，较高，该氧化钙相当部分的煅烧温度较低。加水拌和后，水与氧化钙
26、迅速反应生成氢氧化钙，并放出水化热，使水与氧化钙迅速反应生成氢氧化钙，并放出水化热，使浆体的温度升高，浆体的温度升高，加速了其他熟料矿物的水化速度，加速了其他熟料矿物的水化速度，从从而产生了较多的水化产物，形成了凝聚结晶网结构，凝而产生了较多的水化产物，形成了凝聚结晶网结构，凝结时间较短。结时间较短。水泥放置一段时间后，吸收了空气中的水汽，大水泥放置一段时间后，吸收了空气中的水汽，大部分氧化钙生成氢氧化钙，或进一步与空气中的二氧化部分氧化钙生成氢氧化钙，或进一步与空气中的二氧化碳反应，生成碳酸钙。故此时加入拌和水后，不会再出碳反应，生成碳酸钙。故此时加入拌和水后，不会再出现原来的水泥浆体温度升
27、高、水化速度过快、凝结时间现原来的水泥浆体温度升高、水化速度过快、凝结时间过短的现象。过短的现象。但其他水泥熟料矿物也会和空气中的水汽但其他水泥熟料矿物也会和空气中的水汽反应反应，部分产生结团、结块，使强度下降。，部分产生结团、结块，使强度下降。水泥凝结时间前后变化水泥凝结时间前后变化 讨论讨论 以下是以下是A A、B B两种硅酸盐水泥熟料矿物组成百分两种硅酸盐水泥熟料矿物组成百分比含量，请分析比含量，请分析A A、B B两种硅酸盐水泥的早期强度及两种硅酸盐水泥的早期强度及水化热的差别。水化热的差别。现象现象工程工程实实例分析例分析讨论讨论 硅酸盐水泥熟料矿物各具特性。硅酸盐水泥熟料矿物各具特
28、性。C C3 3S S在最初四个星期内强度发展迅速，它实际上在最初四个星期内强度发展迅速，它实际上决定着硅酸盐水泥四个星期以内的强度决定着硅酸盐水泥四个星期以内的强度。C C3 3S S的水化的水化热较多，其含量也最多，故它放出的热量最多热较多，其含量也最多，故它放出的热量最多，但但其耐腐蚀性较差。其耐腐蚀性较差。C C3 3A A硬化速度最快，但强度低，其硬化速度最快，但强度低，其对硅酸盐水泥在对硅酸盐水泥在1 13 d3 d或稍长的时间内的强度起到或稍长的时间内的强度起到一定作用；一定作用；C C3 3A A的水化热多；耐腐蚀性最差。的水化热多；耐腐蚀性最差。A A水泥的水泥的C C3 3
29、S S及及C C3 3A A含量高，而含量高，而C C3 3S S及及C C3 3A A的早期强的早期强度及水化热都较高，故度及水化热都较高，故A A硅酸盐水泥的早期强度与水硅酸盐水泥的早期强度与水化热高于化热高于B B水泥。水泥。现象现象原因分析原因分析 某大体积的混凝土工程，某大体积的混凝土工程，浇筑两周后拆模浇筑两周后拆模，发现，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水泥厂生产泥厂生产的的42.542.5型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成如型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成如下：下：C C3 3S 61S 61；C C2 2S S1414；C
30、C3 3A A1414；C C4 4AFAF1111。工程工程实实例分析例分析原因分析原因分析 由于该工程所使用的水泥由于该工程所使用的水泥C C3 3A A和和C C3 3S S含量高，导致含量高，导致该水泥的水化热高，该水泥的水化热高，且在浇筑混凝土中且在浇筑混凝土中，混凝土的，混凝土的整体温度高，以后混凝土温度随环境温度下降，产整体温度高，以后混凝土温度随环境温度下降，产生冷缩，造成贯穿型的纵向裂缝。生冷缩，造成贯穿型的纵向裂缝。防治措施：防治措施：首先，对大体积的混凝土工程宜选用低水化热，首先，对大体积的混凝土工程宜选用低水化热，即即C C3 3A A和和C C3 3S S的含量较低的
31、水泥。其次，水泥用量及水的含量较低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也需适当控制。灰比也需适当控制。简介简介腐蚀类型腐蚀类型腐蚀原因腐蚀原因防止措施防止措施简简 介介水泥石硬化后，在正常的使用条件下，即水泥石硬化后，在正常的使用条件下，即在潮湿环境中或水中，仍可以逐渐硬化并在潮湿环境中或水中，仍可以逐渐硬化并不断增长期强度。不断增长期强度。水泥石的腐蚀水泥石的腐蚀在一些腐蚀性介质中，水泥石的结构会在一些腐蚀性介质中，水泥石的结构会遭到破坏，强度和耐久性降低，甚至完遭到破坏，强度和耐久性降低，甚至完全破坏的现象。全破坏的现象。腐蚀类型腐蚀类型软水侵蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐腐蚀，碳软水侵蚀，硫酸盐腐蚀，镁
32、盐腐蚀，碳酸盐的腐蚀，酸的腐蚀，碱的腐蚀酸盐的腐蚀，酸的腐蚀，碱的腐蚀特点特点介质介质软水（含软水（含HCO3少的水，如少的水，如雨水、雪水和蒸馏水）；氢氧化钙溶雨水、雪水和蒸馏水）；氢氧化钙溶解于水中引起的腐蚀。解于水中引起的腐蚀。过程过程当水泥石与软水接触时，最先溶出的当水泥石与软水接触时，最先溶出的成分是氢氧化钙。当水泥使处于流水成分是氢氧化钙。当水泥使处于流水或是有压力的水中时，氢氧化钙不断或是有压力的水中时，氢氧化钙不断溶解流失，水泥石的密实度下降，强溶解流失，水泥石的密实度下降，强度和耐久性也降低；而且，由于氢氧度和耐久性也降低；而且，由于氢氧化钙浓度的下降，还引起了水泥石中化钙浓
33、度的下降，还引起了水泥石中的其它水化产物的分解的其它水化产物的分解 22432242323133203124OHCaOHCaSOOAlCaOOHCaSOOHOAlCaO 结晶膨胀结晶膨胀 MgCl2+Ca(OH)2 =Mg(OH)2+CaCl2MgSO4+Ca(OH)2+H2O=Mg(OH)2+CaSO42H2O 结晶膨胀结晶膨胀易溶于水易溶于水 l特点特点l以镁盐为介质的海水、地下水等以镁盐为介质的海水、地下水等l镁盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水镁盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水或松软无胶凝作用的产物，破坏水泥石或松软无胶凝作用的产物，破坏水泥石l腐蚀过程举例：腐蚀过程举例：Ca(
34、OH)2+CO2+H2O CaCO3+2H2O CaCO3+H2O+CO2 Ca(HCO3)2 易溶于水易溶于水 特点特点 以碳酸盐为介质的海水、地下水等以碳酸盐为介质的海水、地下水等 碳酸盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于碳酸盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水的产物，破坏水泥石水的产物，破坏水泥石 腐蚀过程举例：腐蚀过程举例：易溶于水易溶于水 结晶膨胀结晶膨胀OHCaSOOHCaSOHOHCaClOHCaHCl242422222)(2)(2 特点特点 以酸性介质为主的工业环境等以酸性介质为主的工业环境等 酸与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、酸与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结晶膨胀的
35、产物，破坏水泥石结晶膨胀的产物，破坏水泥石 腐蚀过程举例：腐蚀过程举例：碱的腐蚀碱的腐蚀CHAlONaNaOHA3223COHCONaCONaOH2322 易溶于水易溶于水干燥空气干燥空气 结晶膨胀结晶膨胀腐蚀原因腐蚀原因内因内因水泥石中存在着易受腐蚀的氢氧化钙水泥石中存在着易受腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙；和水化铝酸钙；水泥石本身不密实，使侵蚀性介质易水泥石本身不密实，使侵蚀性介质易于进入其内部；于进入其内部；腐蚀与介质相互作用；腐蚀与介质相互作用；外因外因腐蚀介质、温度、湿度、介质浓度腐蚀介质、温度、湿度、介质浓度 防止措施防止措施硅酸盐水泥的应用与存放硅酸盐水泥的应用与存放 硅酸盐水泥硬化
36、较快、耐冻性好，适用于硅酸盐水泥硬化较快、耐冻性好，适用于要求凝结快、早期强度高，冬季施工及严要求凝结快、早期强度高，冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程寒地区遭受反复冻融的工程 一般贮存条件下，经一般贮存条件下，经3个月后，水泥强度约个月后，水泥强度约降低降低10%20%；经；经6个月后，降低个月后，降低15%30%；一年后，降低；一年后，降低25%40%；掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥 水泥混合材料水泥混合材料 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 火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥混合材
37、料混合材料分分 类类按性能分按性能分非活性混合材料非活性混合材料(填充性混合材料填充性混合材料)活性混合材料活性混合材料(水硬性混合材料水硬性混合材料)活性混合材料活性混合材料v磨细后加水不水化磨细后加水不水化v但掺加石灰后但掺加石灰后发生二次水化反应发生二次水化反应 生成水硬性胶凝产物生成水硬性胶凝产物v火山灰活性火山灰活性活性混合材料活性混合材料消耗 Ca(OH)2水硬性胶凝产物水硬性胶凝产物火山灰活性火山灰活性水化反应水化反应活性混合材料活性混合材料二次水化反应的特二次水化反应的特性性温度敏感性温度敏感性常温反应速度慢常温反应速度慢高温反应速度快高温反应速度快消耗消耗 Ca(OH)Ca(
38、OH)2 2改善孔隙构造改善孔隙构造掺活性混合材料的作用掺活性混合材料的作用常用活性混合材料常用活性混合材料 粉煤灰粉煤灰是一种是一种发电厂燃料废渣发电厂燃料废渣是熔融的矿渣水淬而得到。活性成分为活性是熔融的矿渣水淬而得到。活性成分为活性氧化硅和活性氧化铝。氧化硅和活性氧化铝。火山灰质混合材料是火山喷发沉积物及其它具有类似活性火山灰质混合材料是火山喷发沉积物及其它具有类似活性的材料的统称。分为含水硅酸质（如硅藻土等）、铝硅玻的材料的统称。分为含水硅酸质（如硅藻土等）、铝硅玻璃质（如火山灰等）、粘土质（烧粘土等）。璃质（如火山灰等）、粘土质（烧粘土等）。特点特点磨成细粉与石灰加水拌和后，不能或磨
39、成细粉与石灰加水拌和后，不能或很少生成具有胶凝性质的水化产物很少生成具有胶凝性质的水化产物常用品种常用品种石英石英粘土粘土慢冷矿渣慢冷矿渣l 什么是普通硅酸盐水泥？什么是普通硅酸盐水泥？普通硅酸盐水泥是一种水硬性胶凝材料普通硅酸盐水泥是一种水硬性胶凝材料 掺加少量混合材料和适量的石膏掺加少量混合材料和适量的石膏 混合材料的最大掺量不超过混合材料的最大掺量不超过 20%v特点特点与硅酸盐水泥相近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酸盐水泥的范围之内v不同点不同点强度等级强度等级v强度应符合表强度应符合表3-8的要求的要求v
40、共有六个强度等级共有六个强度等级:42.5R,42.5,52.5,52.5R最终凝结时间不超过最终凝结时间不超过 10h强度等级强度等级抗压强度抗压强度 (MPa)抗折强度抗折强度（MPa）3天天28天天3天天28天天32.532.5R42.542.5R52.552.5R11.016.016.021.022.026.032.532.542.542.552.552.52.53.53.54.04.05.05.55.56.56.57.07.0表表3-8 普通硅酸盐水泥强度要求普通硅酸盐水泥强度要求n是通用的水泥主要品种，广泛应用于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。各种混凝土
41、和钢筋混凝土工程。n应用范围与硅酸盐水泥相同。应用范围与硅酸盐水泥相同。凡有硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣凡有硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣水泥。凝材料称为矿渣水泥。粒化矿渣掺量为粒化矿渣掺量为2070%。粒化高炉粒化高炉矿渣矿渣技技 术术 性性 质质l 技术性质技术性质:分为分为6个强度等级个强度等级:32.5,32.5R,42.5,42.5R,52.5,52.5R（表（表3-9）l 其它技术性质与普通水泥相同其它技术性质与普通水泥相同强度强度等级等级抗压强度抗压强度(MPa)抗折强度抗折强度（MPa）3天天28天天3
42、天天28天天32.532.5R42.542.5R52.552.5R10.015.015.019.021.023.032.532.542.542.552.552.52.53.53.54.04.04.55.55.56.56.57.07.0表表3-9 P.S、P.P、P.F的强度要求的强度要求P.S的特点与应用的特点与应用 抗蚀性强，抗碳化能力差。抗蚀性强，抗碳化能力差。因为氢氧化钙含量低因为氢氧化钙含量低适用于水工或海港混凝土工程适用于水工或海港混凝土工程不适用于不适用于COCO2 2浓度高的工业厂房（如铸造翻砂浓度高的工业厂房（如铸造翻砂车间）车间）水化热低。水化热低。适用大体积混凝土工程适用大
43、体积混凝土工程 温度敏感性大温度敏感性大适合高温养护适合高温养护 抗冻性差：早期强度低，且火山灰需水量大。抗冻性差：早期强度低，且火山灰需水量大。耐热性好耐热性好适用于有耐热要求的混凝土工程。适用于有耐热要求的混凝土工程。干缩大，抗渗性差。干缩大，抗渗性差。由于混合材料掺量大，而且高炉矿渣有尖锐棱由于混合材料掺量大，而且高炉矿渣有尖锐棱角，拌和用水量大，保水性差，易产生泌水通角，拌和用水量大，保水性差，易产生泌水通道。道。说明：说明：为为P.SP.S特性，其它为特性，其它为PSPS、PPPP、PFPF水泥共水泥共性性 P.S的特点与应用的特点与应用l 凡有硅酸盐水泥熟料、火山灰质凡有硅酸盐水泥
44、熟料、火山灰质混合材料和适量石膏其同磨细制混合材料和适量石膏其同磨细制成的水硬性胶凝材料。成的水硬性胶凝材料。l 其中混合材料的掺量为其中混合材料的掺量为202050%50%。火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料熟料熟料火山灰质混合火山灰质混合材料材料石膏石膏磨细磨细P.PP.P特点与应用特点与应用早期强度低，后期强度高早期强度低，后期强度高耐腐蚀性强，抗碳化性差耐腐蚀性强，抗碳化性差抗冻性差抗冻性差水化热低水化热低温度敏感性大温度敏感性大l 凡有硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和凡有硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和适量石膏共同磨细制成的水硬性适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为
45、粉煤灰水泥。胶凝材料称为粉煤灰水泥。l 粉煤灰掺量为粉煤灰掺量为2040%。什么是什么是粉煤灰硅酸盐水泥？粉煤灰硅酸盐水泥？水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料熟料熟料粉煤灰粉煤灰石膏石膏磨细磨细P.FP.F特点与应用特点与应用特点与应用特点与应用复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥 P.CTab.3.3.3 复合水泥的强度要求复合水泥的强度要求强度强度等级等级 fc(MPa)fm(MPa)3d 28d 3d 28d 32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.55.2522.052.54.07.052.5R
46、 26.0 52.5 5.0 7.0 快硬水泥：快硬水泥：3d3d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：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
47、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含量低含量低铝酸盐水泥铝酸盐水泥 铝酸盐水泥是以石灰石和铝矾为主要原料，经煅烧至全铝酸盐水泥是以石灰石和铝矾为主要原料，经煅烧至全部或部分熔融，得到以铝酸钙为主要矿物的熟料，经磨细而部或部分熔融，得到以铝酸钙为主要矿物的熟料，经磨细而成的水硬性胶凝材料，代号为成的水硬性胶凝材料，代号为CACA。其主要矿物组成为：。其主要矿物组成为：CACA、C CA A2 2，还有少量，还有少量C C1212A A7 7、C C2 2ASAS和微量的尖晶石和钙钛石以及铁相，和微量的尖晶石和钙
48、钛石以及铁相，可能为可能为C C2 2F F，也可能为，也可能为CFCF2 2、FeFe2 20 03 3、Fe0Fe0等。等。铝酸盐水泥的早期铝酸盐水泥的早期强度发展迅速，适用于工期紧急的工程，如国防、道路和特强度发展迅速，适用于工期紧急的工程，如国防、道路和特殊抢修工程等。殊抢修工程等。铝酸盐水泥最适宜的硬化温度为铝酸盐水泥最适宜的硬化温度为1515左右，一般不得超左右，一般不得超过过2525。如温度过高，水化铝酸一钙和水化铝酸二钙会转变。如温度过高，水化铝酸一钙和水化铝酸二钙会转变成水化铝酸三钙，固相体积减少，孔隙率大大增加，强度显成水化铝酸三钙，固相体积减少，孔隙率大大增加，强度显著降
49、低。因此，铝酸盐水泥混凝土不能进行蒸汽养护，也不著降低。因此，铝酸盐水泥混凝土不能进行蒸汽养护，也不宜在高温季节施工。宜在高温季节施工。常见问题及解答常见问题及解答 3-1 3-1 为何矿渣水泥、火山灰水泥的耐腐蚀性优于为何矿渣水泥、火山灰水泥的耐腐蚀性优于硅酸盐水泥？硅酸盐水泥？3-2 3-2 为何粉煤灰水泥的干缩性小于火山灰水泥？为何粉煤灰水泥的干缩性小于火山灰水泥？3-3 3-3 为何高铝水泥不宜在高于为何高铝水泥不宜在高于3030的温度条件下养的温度条件下养护？护？3-1 3-1 解答解答3-2 3-2 解答解答3-3 3-3 解答解答常见问题及解答 3-1 3-1 为何矿渣水泥、火山
50、灰水泥的耐腐蚀性优于硅为何矿渣水泥、火山灰水泥的耐腐蚀性优于硅酸盐水泥？酸盐水泥？解答：因为矿渣和火山灰与硅酸盐水泥熟料的水化解答：因为矿渣和火山灰与硅酸盐水泥熟料的水化产物氢氧化钙反应，生成水化硅酸钙等水化产物，使水产物氢氧化钙反应，生成水化硅酸钙等水化产物，使水泥石中的氢氧化钙含量大为降低，而氢氧化钙的耐腐蚀泥石中的氢氧化钙含量大为降低，而氢氧化钙的耐腐蚀性较差。另一方面，形成较多的水化产物使水泥石结构性较差。另一方面，形成较多的水化产物使水泥石结构更为致密，亦提高了水泥石的抗腐蚀能力。更为致密，亦提高了水泥石的抗腐蚀能力。常见问题及解答常见问题及解答 3-2 3-2 为何粉煤灰水泥的干缩
