建筑材料與檢測(cè)BuildingMaterialsandTesting1通用硅酸鹽水泥

2硅酸鹽系其他水泥、其他系列水泥的特性及應(yīng)用建筑材料的發(fā)展3水泥的驗(yàn)收及檢驗(yàn)、貯運(yùn)與管理方法4水泥的檢測(cè)水硬性膠凝材料introduction01章節(jié)PART通用硅酸鹽水泥

水泥，建筑材料三大材之一，俗稱洋灰。1824年英國(guó)阿斯普丁申請(qǐng)波特蘭水泥專利顏色狀態(tài)？一般為灰綠色粉末，還有各種顏色：灰黑、淺紅、淡綠、黃褐色、白色、各種彩色水泥。性質(zhì)：加水拌和成塑性漿體后，能膠結(jié)砂、石等適當(dāng)材料并能在空氣和水中硬化的粉末狀水硬性膠凝材料。水泥的分類硅酸鹽系水泥,占95%以上鋁酸鹽系水泥鐵鋁酸鹽系水泥硫鋁酸鹽系水泥6硅酸鹽系水泥的分類通用水泥：硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥、石灰石硅酸鹽水泥專用水泥：砌筑水泥、道路水泥、油井水泥特性水泥：快硬、水化熱低、抗蝕、膨脹通用硅酸鹽水泥的種類、區(qū)別一通用硅酸鹽水泥的成分、凝結(jié)硬化的過(guò)程二通用硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用三分類、包裝成分、凝結(jié)硬化、性質(zhì)特性、應(yīng)用通用硅酸鹽水泥CLICKTOADDCAPTIONTEXT一、通用硅酸鹽水泥的種類、區(qū)別

通用硅酸鹽水泥（CommonPortlandCement）是以硅酸鹽水泥熟料、適量的石膏與規(guī)定的混合材料磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。按混合材料的品種和摻量分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥、石灰石硅酸鹽水泥。通用硅酸鹽水泥的組成見(jiàn)表。

注：硅酸鹽水泥在國(guó)際上分為兩種類型：不摻混合材的稱I型硅酸鹽水泥，代號(hào)為PI；在粉磨時(shí)摻入不超過(guò)水泥質(zhì)量5%的石灰石或粒化高爐礦渣混合材料的稱II型硅酸鹽水泥，其代號(hào)為P.Ⅱ。名稱代號(hào)組分熟料礦渣火山灰粉煤灰石灰石硅酸鹽水泥P.I100————P.Ⅱ≥95≤5——————≤5普通水泥P.O≥80且＜95＞5且≤20a—礦渣水泥P.S≥30且＜80＞20且≤70b———火山灰水泥P.P≥60且＜80—＞20且≤40c——粉煤灰水泥P.F≥60且＜80——＞20且≤40d—復(fù)合水泥P.C≥50且＜80＞20且≤50e

水泥的包裝

水泥有袋裝和散裝。袋裝水泥每袋凈含量50kg，且不得少于標(biāo)志質(zhì)量的99%。

袋裝水泥

散裝水泥罐車二、硅酸鹽系水泥的成分、凝結(jié)硬化過(guò)程1、組成材料（1）.硅酸鹽水泥熟料（2）.石膏（3）.混合材料鏟起一鍬水泥粉末，這里面都有什么成分啊？13

2.1.1了解資訊

通用硅酸鹽水泥的生產(chǎn)概述：“兩磨一燒”：14石灰質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料礦物名稱分子式簡(jiǎn)寫含量特性硅酸三鈣3CaO?SiO2C3S37%-60%其水化速度快,水化熱高，硅酸鹽水泥強(qiáng)度的主要來(lái)源干縮較大，抗蝕性差硅酸二鈣2CaO·SiO2

C2S15%-37%水化速度慢,早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高，水化熱低，干縮小，抗蝕性好。鋁酸三鈣3CaO?Al2O3

C3A7%-15%水化速度最快,早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度低，水化熱高，干縮大，抗蝕性最差。鐵鋁酸四鈣4CaO?Al2O3?Fe2O3

C4AF10%-18%水化速度較快，早期強(qiáng)度較高，水化熱較低，干縮小,耐蝕性較好硅酸鹽水泥熟料的主要礦物組成、簡(jiǎn)寫、含量及特性水泥熟料四種礦物成分分別與水反應(yīng)時(shí)特點(diǎn)礦物名稱符號(hào)水化產(chǎn)物含量反應(yīng)快慢水化熱強(qiáng)度發(fā)展后期強(qiáng)度收縮（裂）耐蝕性硅酸三鈣C3S水化硅酸鈣凝膠、氫氧化鈣晶體37%-60%快高快高中差硅酸二鈣C2S15%-37%慢低慢高小好鋁酸三鈣C3A水化鋁酸鈣晶體7%-15%最快高快

低大差鐵鋁酸四鈣C4AF水化鋁酸鈣晶體、水化鐵酸鈣凝膠10%-18%較快中等

中中小較好強(qiáng)硬堿性石膏作用

有石膏的情況下，C3A水化的最終產(chǎn)物與石膏摻入量有關(guān)。最初形成的水化硫鋁酸鈣，簡(jiǎn)稱鈣礬石。石膏作用：緩凝。水泥中摻入適量石膏，與C3A起反應(yīng)，調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間，如不摻入石膏或石膏摻量不足時(shí)，水泥會(huì)發(fā)生瞬凝現(xiàn)象。2.水泥的凝結(jié)硬化

隨著水泥水化的不斷進(jìn)行，水泥顆粒表面的新生物厚度逐漸增大，直至連接形成骨架。水泥漿的塑性逐漸消失稱為水泥的“凝結(jié)”。隨后產(chǎn)生明顯的強(qiáng)度并逐漸變成堅(jiān)硬的人造石——水泥石，這一過(guò)程稱為水泥的“硬化”。

反應(yīng)先快后慢，較粗水泥顆粒的內(nèi)部很難完全水化。溫濕度合適完成反應(yīng)需要幾十年的時(shí)間，28天能完成基本過(guò)程。硬化后的水泥石是由晶體、膠體、未完全水化顆粒、游離水及氣孔等組成的不均質(zhì)體。內(nèi)部因素影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素（1）水泥熟料礦物成分（2）溫、濕度的影響（3）養(yǎng)護(hù)齡期的影響（4）細(xì)度的影響

濕度水的存在是水泥水化反應(yīng)的必要條件。所以，澆筑后要灑水養(yǎng)護(hù)，并覆膜。外部因素一溫度溫度升高，水化、凝結(jié)和硬化速度較快。溫度降低，則水化反應(yīng)減慢，強(qiáng)度增長(zhǎng)變緩。所以，冬季施工要采取保溫措施。外部因素二齡期（時(shí)間)增長(zhǎng)---強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)

先快后慢，3-7天內(nèi)反應(yīng)最快（與品種等有關(guān)）只要溫度、濕度適宜，水泥強(qiáng)度的增長(zhǎng)可持續(xù)若干年。28天完成基本過(guò)程，設(shè)計(jì)、施工都統(tǒng)一考察這個(gè)時(shí)間段的表現(xiàn)。外部因素三

(1)天然石膏：符合GB/T5483中規(guī)定的G類或M類二級(jí)（含）以上的石膏或混合石膏。G二水石膏A硬石膏M混合石膏

(2)工業(yè)副產(chǎn)石膏：以硫酸鈣為主要成分的工業(yè)副產(chǎn)物。采用前應(yīng)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明對(duì)水泥性能無(wú)害。2.石膏3、混合材料

改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級(jí)而加入的人工的和天然的礦物材料。包括三類：

活性混合材料：活性指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求的粒化高爐礦渣粉、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料。活性混合材具有火山灰性或潛在水硬性，或者兼有。

非活性混合材料：低于標(biāo)準(zhǔn)要求的粒化高爐礦渣、粒化高爐礦渣粉、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料；石灰石和砂巖。

窯灰：從水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣中收集的粉塵。27粒化高爐礦渣28粉煤灰29火山灰30常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目:化學(xué)指標(biāo)：氧化鎂、三氧化硫、

不溶物、燒失量、氯離子凝結(jié)時(shí)間（需水量）體積安定性強(qiáng)度(抗壓、抗折）

2.1.3

組織實(shí)施檢測(cè)1.化學(xué)指標(biāo)3.物理指標(biāo)(3)凝結(jié)時(shí)間

包括：不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子

(4)安定性(5)強(qiáng)度（1）細(xì)度（選擇性指標(biāo)）2.選擇性指標(biāo)

堿含量3．水泥的性質(zhì)（2）標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量（6）水化熱1.化學(xué)指標(biāo)化學(xué)指標(biāo)不溶物Ⅰ型≤0.75%Ⅱ型≤1.5%——燒失量Ⅰ型≤3%Ⅱ型≤3.5%≤5%——SO3<3.5%<3.5%<4%<3.5%<3.5%MgO≤5%≤6%氯離子≤0.6%對(duì)比項(xiàng)目硅酸鹽水泥PⅠ、PⅡ普通水泥PO礦渣水泥PS火山灰水泥PP粉煤灰水泥PF如果壓蒸試驗(yàn)合格，硅酸鹽水泥和普通水泥的氧化鎂含量允許放寬到6%。礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥如果氧化鎂含量超過(guò)6%，需進(jìn)行水泥壓蒸安定性試驗(yàn)并合格對(duì)比項(xiàng)目硅酸鹽水泥PⅠ、PⅡ普通水泥PO礦渣水泥PS火山灰水泥PP粉煤灰水泥PF混合材料摻量0—5%5%--20%20%--70%20%--40%20%--40%化學(xué)指標(biāo)氧化鎂MgO5%(壓蒸試驗(yàn)通過(guò)，可放寬至6%）SO3一般%（礦渣放寬至4%）物理指標(biāo)細(xì)度比表面積≥30080微米篩余≤10%

45微米篩余≤30%初凝時(shí)間≥45min終凝時(shí)間≤6.5小時(shí)≤10小時(shí)強(qiáng)度等級(jí)42.5（R）52.5（R）62.5（R）42.5（R）52.5（R）32.5（R）42.5（R）52.5（R）安定性沸煮法，必須合格（雷氏法為準(zhǔn)）選擇性堿含量用戶要求低堿水泥時(shí),按N2O+0.658K2O計(jì)算的堿含量不得大于0.06%,或商定。共同特點(diǎn)快硬高強(qiáng)、反應(yīng)快、水化熱集中、抗凍性好、抗蝕性差早期強(qiáng)度低、水化熱放出少、抗蝕性好（適于海水工程）、適于蒸汽養(yǎng)護(hù)、抗凍性差個(gè)性價(jià)格高、應(yīng)用在特殊工程“較”適用性更廣耐熱性好抗?jié)B性好干縮小（抗裂）五大水泥比較（１）細(xì)度水泥顆粒的粗細(xì)程度對(duì)水泥的使用有重要影響。水泥顆粒粒徑一般在7～200μm范圍內(nèi)。粗了，反應(yīng)慢，28天強(qiáng)度低；過(guò)細(xì)，反應(yīng)過(guò)快，放熱多，容易開(kāi)裂，粉磨能耗大，價(jià)格高。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB175-2007規(guī)定，PS、PP、PF水泥的細(xì)度可用80μm方孔篩篩余不大于10%或45μm方孔篩篩余不大于30%。P、PO用比表面積，是指單位質(zhì)量的水泥粉末所具有的表面積的總和（cm2/g或m2/kg）。不小于300m2/kg，一般常為317～350m2/kg。負(fù)壓篩析儀負(fù)壓篩(3)凝結(jié)時(shí)間定義：初凝時(shí)間為水泥加水拌和時(shí)起至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿開(kāi)始失去可塑性所需的時(shí)間；終凝時(shí)間為水泥加水拌和時(shí)起至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿完全失去可塑性并開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。要求：

初凝時(shí)間不能過(guò)短以便有充分的時(shí)間進(jìn)行攪拌、運(yùn)輸、澆搗和砌筑。終凝時(shí)間不能太長(zhǎng)，以免影響工程進(jìn)度和工期。指標(biāo)：硅酸鹽系所有水泥初凝≥45min，硅酸鹽水泥終凝≤6.5h；其他水泥終凝≤10h。水泥凈漿攪拌機(jī)標(biāo)準(zhǔn)法維卡儀試

模量水器

初凝試針

終凝試針

(4)安定性

安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過(guò)程中體積變化的均勻性。當(dāng)水泥漿體硬化過(guò)程發(fā)生了不均勻的體積變化，會(huì)導(dǎo)致水泥石膨脹開(kāi)裂、翹曲，即安定性不良。安定性不良的水泥會(huì)降低建筑物質(zhì)量，甚至引起嚴(yán)重事故作為廢品處理。用沸煮法檢驗(yàn)（包括試餅法和雷氏法）。沸煮法檢驗(yàn)的是游離氧化鈣的危害，游離氧化鎂、過(guò)量石膏的危害由化學(xué)成分控制。雷氏夾雷氏夾膨脹測(cè)定儀沸煮箱（5）強(qiáng)度

硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級(jí)劃分為6個(gè)：42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R；普通硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級(jí)劃分為4個(gè)42.5、42.5R、52.5、52.5R；其他4種水泥的強(qiáng)度等級(jí)劃分為6個(gè)：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。R代表早強(qiáng)型。品種強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度/MPa抗折強(qiáng)度/MPa3d28d3d28d硅酸鹽水泥42.517.0≥42.53.56.542.5R22.04.06.552.523.0≥52.54.07.052.5R27.05.07.062.528.0≥62.55.08.062.5R32.05.58.0普通水泥42.516.0≥42.53.56.542.5R21.04.06.552.522.0≥52.54.07.052.5R26.05.07.0礦渣水泥，火山灰水泥，粉煤灰水泥，復(fù)合水泥32.510.0≥32.52.55.532.5R15.03.55.542.515.0≥42.53.56.542.5R19.04.06.552.521.0≥52.54.07.052.5R23.04.57.0水泥膠砂攪拌機(jī)試模膠砂振實(shí)臺(tái)抗壓試驗(yàn)機(jī)抗折試驗(yàn)機(jī)五大通用水泥物理性質(zhì)對(duì)比表對(duì)比項(xiàng)目硅酸鹽水泥PⅠ、PⅡ普通水泥PO礦渣水泥PS火山灰水泥PP粉煤灰水泥PF混合材料摻量0—5%5%--20%20%--70%20%--40%20%--40%化學(xué)指標(biāo)SO3≤3.5%<3.5%≤4%≤3.5%≤3.5%MgO≤5%≤6%物理指標(biāo)強(qiáng)度等級(jí)42.5（R）52.5（R）62.5（R）42.5（R）52.5（R）32.5（R）42.5（R）52.5（R）細(xì)度比表面積≥30080微米篩余≤10%

45微米篩余≤30%安定性必須合格初凝時(shí)間≥45min終凝時(shí)間≤6.5小時(shí)≤10小時(shí)共同特點(diǎn)快硬高強(qiáng)、反應(yīng)快、水化熱集中、抗凍性好、抗蝕性差早期強(qiáng)度低、水化熱放出少、抗蝕性好（適于海水工程）、適于蒸汽養(yǎng)護(hù)、抗凍性差個(gè)性價(jià)格高、應(yīng)用在特殊工程“較”適用性更廣耐熱性好抗?jié)B性好干縮小（抗裂）（6）水化熱

水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)時(shí)放出的熱量稱為水化熱。水化所放熱量的大小及速度，取決于水泥熟料的礦物組成和細(xì)度，越細(xì)，與水接觸越大，反應(yīng)越快，水化越徹底，放出熱量越快。一般在水化初期（7天內(nèi)）放出，以后則逐步減少。水化熱大，對(duì)冬季施工有利，對(duì)水泥的正常凝結(jié)硬化和強(qiáng)度的發(fā)展有利；對(duì)大體積混凝土工程不利，易使混凝土產(chǎn)生裂縫。(2)標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量

是水泥漿達(dá)到規(guī)定的稀稠程度時(shí)的需水量。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢驗(yàn)水泥的凝結(jié)時(shí)間和體積安定性時(shí)需用“標(biāo)準(zhǔn)稠度”的水泥凈漿，采用水泥凈漿攪拌機(jī)攪拌及試模成型。“標(biāo)準(zhǔn)稠度”是人為規(guī)定的稠度，其用水量采用維卡儀測(cè)定。

調(diào)整水量法是調(diào)整水的用量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度，即試桿沉入水泥凈漿并距離底板6mm±1mm。不變水量法所用水量為142.5ml直接在標(biāo)尺上讀數(shù)。兩者有矛盾時(shí)以前者為準(zhǔn)。硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量一般在21%-28%之間。標(biāo)準(zhǔn)法維卡儀三、通用硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用1.水泥的特性（1）硅酸鹽水泥和普通水泥

早期強(qiáng)度高，水化熱較大，抗凍性較好，耐蝕性差，耐熱性差，干縮較小。適用于一般土建工程混凝土、高強(qiáng)混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土，以及受反復(fù)冰凍作用的結(jié)構(gòu)。（2）礦渣水泥早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，水化熱較低，耐熱性好，耐蝕性較強(qiáng)，抗凍性差，干縮性較大，泌水較多。適用于高溫車間和有耐熱耐火要求的混凝土結(jié)構(gòu)，大體積混凝土結(jié)構(gòu)，蒸汽養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件，有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程。3.火山灰水泥和粉煤灰水泥

早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，水化熱較低，耐蝕性較強(qiáng)，抗?jié)B性好，抗凍性差。火山灰水泥干縮性大。粉煤灰水泥干縮性較小，抗裂性較高。它們適用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)和有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu)，蒸汽養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件和有杭硫酸鹽侵蝕要求的工程。火山灰水泥不適用處在干燥環(huán)境中的混凝土工程。2.水泥的應(yīng)用混凝土所處環(huán)境條件或工程特點(diǎn)優(yōu)先選用可以使用不得使用環(huán)境條件

在普通氣候環(huán)境中的混凝土普通硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥

在干燥環(huán)境中的混凝土普通硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥

在高濕度環(huán)境中或永遠(yuǎn)處在水下的混凝土礦渣硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥

嚴(yán)寒地區(qū)的露天混凝土、寒冷地區(qū)的處在水位升降范圍內(nèi)的混凝土普通硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥嚴(yán)寒地區(qū)處在水位升降范圍內(nèi)的混凝土普通硅酸鹽水泥

火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥受侵蝕性環(huán)境水或