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第4章 水硬性胶凝材料 水泥——既能在水中凝结硬化，又能在空气中 凝结硬化的胶凝材料。 4.1 水泥分类 4.2 硅酸盐水泥 1. 硅酸盐水泥的生产工艺概述 2. 硅酸盐水泥的组成材料 3. 硅酸盐水泥的水化和硬化 4. 硅酸盐水泥的技术性质 5. 硅酸盐水泥的技术标准 6. 硅酸盐水泥石的腐蚀与防止 1. 硅酸盐水泥的生产工艺概述 （1）生产工艺 两磨一烧——生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程 （2）生产原料 2. 硅酸盐水泥的组成材料 （1）硅酸盐水泥熟料 （2）石膏 （3）混合材料 （1）硅酸盐水泥熟料（简称为熟料） 1）硅酸盐水泥熟料的矿物组成 注 意 水泥中的其它成分： 实 例 快硬水泥：3d抗压强度高，熟料中C3A、C3S含量高。 适用于紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程。 道路水泥：抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗硫酸性好、 　　　　　干缩性小。 C4AF、C2S含量高。 适用于道路路面、机场道面、城市广场等工程。 （2）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。 （3）混合材料 1）活性混合材料 2）非活性混合材料 1）活性混合材料 ——系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合料。 2）非活性混合材料 定义： 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。 目的： 调节水泥强度，增加水泥产量，降低水化热。 常用种类：磨细的石灰石、石英岩、粘土、慢冷矿渣、 高硅质炉灰等。 五大品种硅酸盐水泥 （1）水 化 第一阶段： 大约在水泥拌水起至初凝时止，C3S迅速反应生成Ca(OH)2。石膏和C3A反应生成钙矾石晶体。 水泥浆呈塑性状态。 第二阶段： 大约从初凝起至24h止，水泥水化加速，生成较多的Ca(OH)2、钙矾石晶体、水化硅酸钙凝胶。 水化产物大量生成，水泥凝结。 第三阶段： 指24h以后直到水化结束。所有水化产物生成，数量不断增加，结构更加致密，强度不断提高。 水泥硬化研究理论 水化过程在不同的情况下会有不同的水化机理； 不同的矿物在不同的阶段，水化机理也会不完全相同。 （1）化学性质 ① 不溶物——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。 ② 烧失量——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。 ③ 氧化镁 （2）物理力学性质 ① 细度? b.试验方法 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。 d.水泥标准稠度净浆 1.目的：试验结果具有可比性， 用于测定凝结时间和安定性。 2.测定： 试验仪器：维卡仪 试验方法：标准法/调整水量法 初凝时间： 试杆距底板距离为4mm±1mm。 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。 ③ 安定性 a.定义:指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。 b.安全性不良的因素： d.雷氏法 （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。 ④ 强度 a.检验方法（ISO法） 水泥:标准砂:水=1:3:0.5，制成40mm×40mm×160mm棱柱体试件, 标准养护3d、28d，分别测定抗折强度、抗压强度。 5. 硅酸盐水泥的技术标准 （2）废品水泥和不合格水泥 GB175-1999《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 本标准规定时，均为废品。 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 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