土木工程材料第3章水泥.ppt

Construction Materials第三章第三章 水水 泥泥 CementCement内容提要： 重点介绍硅酸盐水泥的矿物组成、水化硬化机理、影响水化因素；硅酸盐水泥主要技术性质；水泥石的腐蚀和防止；同时介绍了其它掺混合材的水泥、特种水泥；达到正确的选择和使用水泥Construction Materialsv水泥素有“建筑业的粮食”之称v土木工程基本建设的四大材料：v 水泥v 钢材v 木材v 塑料 Construction Materials 水泥是水硬性无机胶凝材料，是目前建筑工程中用量最大、最重要的建筑材料之一 1824年英国人约瑟夫·阿斯普丁（Joseph Aspdin）取得了波特兰水泥（即硅酸盐水泥）的发明专利硅酸盐水泥的首批大规模使用是在1825~1843年修建泰晤士河隧道我国第一个水泥厂是清政府在“洋务运动”中于1889年于开平矿务局创办的唐山细棉土厂 水泥的英文是cement但cement这个词在波特兰水泥发明之前就已存在，源于罗马语caementum，原指一种能在水中硬化的、消石灰与火山灰的混合物，文献中称为罗马水泥(Roman cement)。

Construction Materialsv 水泥的生产和使用在世界上已有180多年的历史目前，世界上水泥的品种已达200多种解放后，我国水泥产量快速上升，1985年我国水泥产量已跃居世界第一位，品种亦达70多种现在已有100余种v 目前我国水泥品种虽然很多，但大量使用的是六大品种水泥： 硅酸盐水泥：P.Ⅰ、P.Ⅱ；(portland cement) 普通硅酸盐水泥：P.O；(ordinary portland cement) 矿渣硅酸盐水泥：P.S.A、P.S.B；(slag portland cement) 粉煤灰硅酸盐水泥：P.F；(fly ash portland cement) 复合硅酸盐水泥：P.C；(composite portland cement) 火山灰质硅酸盐水泥：P.P；(pozzolanic portland cement)Construction Materials输水管内内径径 6.6m外外径径7.5mConstruction Materials巴西Itaipu坝Construction Materials正在建设中的三峡大坝正在建设中的三峡大坝三峡大坝Construction Materials美国加州引水渠Construction Materials挪威的海上石油钻井平台Construction Materials加拿大Montreal体育馆Construction Materials水泥分类 按组成，水泥分为：硅酸盐（又称波特兰水泥）、铝酸盐（又称高铝水泥、矾土水泥）、硫铝酸盐三大系列水泥，其中硅酸盐系列水泥应用最广。

按性能和用途，水泥分为：通用水泥（应用最多，产量最大，属硅酸盐系列水泥）、专用水泥（专门用于某些工程的水泥，如砌筑水泥(masonry cement)、道路水泥、油井水泥、防射线水泥等特种水泥(special cement)（某种性能较突出的水泥，如白色及彩色水泥、低热水泥、膨胀水泥、快硬水泥、抗硫酸盐水泥等Construction Materials3.1 硅酸盐水泥v 由硅酸盐水泥熟料、由硅酸盐水泥熟料、0％～％～5％％石灰石或粒化高炉矿石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥v分类：分类： ⅠⅠ型硅酸盐水泥型硅酸盐水泥( P.ⅠⅠ)－不掺混合材－不掺混合材 ⅡⅡ型硅酸盐水泥型硅酸盐水泥( P. ⅡⅡ)－掺小于－掺小于5％的混合材％的混合材v依依GB175-2007: 42.5、、42.5R、、52.5、、52.5R、、62.5、、62.5R六个等级六个等级Construction Materials一、硅酸盐水泥的生产Construction Materials 水泥生产可概括为“两磨一烧”：将钙质原料（石灰石、白垩、泥灰岩、贝壳等）和硅质原料（粘土、页岩等）按比例配合，在磨机中磨成生料(raw meal)（生料制备方法分为湿法、干法。

湿法是将原料加水在磨机中磨成生料浆干法是将原料先烘干、再入磨机磨成生料粉），生料入窑（煅烧窑分为立窑、回转窑）煅烧（煅烧温度1450℃）成熟料(clinker)，熟料配以适量石膏、混合材(blended material)磨细成为水泥成品Construction MaterialsConstruction Materials水泥厂照片水泥厂照片Construction MaterialsConstruction MaterialsConstruction MaterialsConstruction Materials二、硅酸盐水泥熟料的矿物组成二、硅酸盐水泥熟料的矿物组成v硅酸三钙（3CaO.SiO2）－C3S 37～60％v硅酸二钙（2CaO.SiO2）－C2S 15～37％v铝酸三钙（3CaO.AlO3）－C3A 7～15％v铁铝酸四钙（4CaO.AlO2.Fe2O3）－C4AF v 10～18％v 除四种主要成分外，水泥中尚含有少量游离少量游离CaOCaO、、MgOMgO、、SOSO3 3、及碱（、及碱（K K2 2O O、、NaNa2 2O O））这些均为有害成分，国家标准中有严格限制.Construction Materials三、水泥的水化、凝结、硬化三、水泥的水化、凝结、硬化v水化——物质由无水状态变为有水状态，由低含水变为高含水，统称为水化。

v凝结——水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠并失去可塑性的过程称为凝结v硬化——浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石状固体（水泥石），这一过程称为硬化 水泥＋水（流体）－可塑性浆体（塑性体）－固体水泥＋水（流体）－可塑性浆体（塑性体）－固体Construction Materials水泥水化反应水泥水化反应 2(3CaO·SiO2)+6H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+3Ca(OH)22(2CaO.SiO2)+4H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)2 3CaO.Al2O3+6H2O→3CaO. Al2O3.6H2O4CaO.AlO3.Fe2O3+7H2O—3CaO.Al2O3.6H2O+CaO.Fe2O3.H2O晶体晶体 胶体胶体Construction Materials 水泥加水后，石膏迅速溶解于水，C3A极快速（1~3天）水化生成水化铝酸三钙（C3AH6），C4AF快速水化生成水化铝酸三钙和水化铁酸一钙，C3S快速（4周）水化生成水化硅酸钙（C-S-H）和氢氧化钙，C2S缓慢（1年）水化生成水化硅酸钙和氢氧化钙。

部分水化铝酸钙与石膏反应生成高硫型水化硫铝酸钙（AFt，称为钙矾石(ettringite)），石膏消耗完后，部分高硫型水化硫铝酸钙与C3A、C4AF反应生成低硫型水化硫铝酸钙（AFm）在充分水化的水泥石中，C-S-H凝胶约占70%，氢氧化钙约占20%，AFt和Afm约占7%Construction Materials 水泥的水化硬化会延续数年，但前3个月即完成约70%水泥石结构(structure of hardened cement paste)是由未水化的水泥颗粒、水化产物、水、孔隙组成示意如下Construction Materials水泥水化产物水泥水化产物v晶体－氢氧化钙 20～25％ 水化铝酸钙 水化硫铝酸钙（为了调节水泥的凝结时间，在 熟料粉磨时掺入适量3％～5％石膏在石膏作用下生成）v胶体－水化硅酸钙（C-S-H） 70％ 水化铁酸钙 C-S-H尺度为1.0～100nm,1nm=10-9mConstruction Materials 水泥浆扫描电镜照片（水泥浆扫描电镜照片（7d龄期龄期）C-S-H钙矾石钙矾石Construction MaterialsC-S-H 水化硅酸钙凝胶水化硅酸钙凝胶CH Crystal 氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体 电镜下的水泥水化产物图Construction Materials熟料矿物对水泥性质的影响矿物名称矿物名称特特 性性强强 度度 发发 展展水水 化化 热热耐耐 腐腐 蚀蚀 能力能力早早 期期后后 期期C3S大大大大中中中中C2S小小大大小小大大C3A大大小小大大小小C4AF小小中中小小大大Construction Materialsv现象：某大体积的混凝土工程，浇注两周后拆模，发现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42.5Ⅱ型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成如下： 　C3S 　　C2S　 C3A　　　C4AF　　 61％ 　　14％ 　　14％　　11％ v原因分析：由于该工程所使用的水泥C3A和C3S含量高，导致该水泥的水化热高，且在浇注混凝土中，混凝土的整体温度高，以后混凝土温度随环境温度下降，混凝土产生冷缩，造成混凝土贯穿型的纵向裂缝v防治措施：首先，对大体积的混凝土工程宜选用低水化热，即C3A和C3S的含量较低的水泥其次，水泥用量及水灰比也需适当控制 工程实例分析工程实例分析Construction Materials水泥石的结构v水泥石的组成： 未水化水泥颗粒 水化产物－晶体、胶体 毛细孔、毛细水v水泥石是多相（固相、液相、气相）多孔体系，水泥石的工程性质取决于水泥石的结构组成，即决定于水化物的类型和相对含量、内部孔的大小、形状和分布状态v毛细孔－未被水化产物所填充的原充水空间v凝胶孔－C-S-H内部的结构孔 28％Construction Materials 新拌水泥浆新拌水泥浆 硬化水泥浆硬化水泥浆硬化水泥浆结构图Construction Materials硬化水泥浆体空隙中水分存在形式硬化水泥浆体空隙中水分存在形式硬化水泥浆体空隙中水分存在形式Construction Materials四、硅酸盐水泥的技术性质1、、细度细度v密度：3.05～3.20g/cm3，一般取3.1 g/cm3v堆积密度：1.3 g/cm3v细度——指水泥颗粒的粗细程度，用筛余率或比筛余率或比筛余率或比筛余率或比表面积表面积表面积表面积表示，影响水泥的水化速度、收缩等性质粒径： < 3µm 水化非常迅速，需水量增大； >40 µm 水化非常缓慢，接近惰性。

GB175－2007规定，硅酸盐水泥以比表面积表示，不小于不小于 300m2/kgConstruction Materials2、凝结时间凝结时间v初凝时间（t初）——水泥开始加水拌和至水泥浆开始失去可塑性开始失去可塑性所需的时间v终凝时间（t终） ——水泥开始加水拌和至水泥浆完全失去可塑性完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间vGB175-2007规定： 硅酸盐水泥初凝不小于初凝不小于45min,终凝不大于终凝不大于390minConstruction Materials凝结时间的工程意义v　　水泥的初凝时间不宜过早，以便在施工时有足够的时间完成混凝土或砂浆的搅拌、运输、浇注和砌筑等工作v水泥的终凝时间不宜过迟，以免延误施工工期v异常情况－闪凝闪凝－无石膏 假凝假凝－温度过高、石膏少 缓凝缓凝－温度过低、有机质Construction Materials3、体积安定性v定义－是水泥硬化后因体积膨胀而产生不均匀变形的性质体积安定性不良的水泥为不合格品，不得在工程中使用v原因： 熟料中含游离氧化钙（f-CaO）过多 熟料中含游离氧化镁（f-MgO）过多 掺入石膏过多Construction Materials游离氧化钙、镁膨胀原因v熟料中f-CaO、f-MgO都是过烧的，结构致密，水化很慢；v水泥硬化后才吸收孔隙中水分熟化： CaO+H2O=Ca(OH)2 MgO+H2O=Mg(OH)2v体积膨胀97％以上，从而引起不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。

Construction Materials体积安定性不良的检验v国家标准（GB/T1346）规定采用： 雷氏法（平均膨胀值不大于5.0mm) 试饼沸煮法（合格） v压蒸法－ MgO引起的（不超过5.0％）v长期浸水法－石膏引起的(so3不超过3.5％）－f-CaO引起的Construction Materials4、强度、强度v水泥强度是表征水泥力学性能的重要指标影响强度的因素主要有水泥的矿物组成、水泥细度、水灰比、龄期、环境温度等v强度等级——依《水泥胶砂强度检验方法》 (Method of testing cement-Determination of strenght)（GB/T 17671-1999）规定，水泥强度用胶砂试件检验，将水泥和中国ISO标准砂试件（尺寸为40mm× 40mm × 160mm )，在标准条件下（20±1）℃的水中养护至3d和28d，测定两个龄期的抗折和抗压强度根据测定结果将硅酸盐水泥分为:42.542.5、、、、42.5R42.5R、、、、52.552.5、、、、52.5R52.5R、、、、62.562.5、、、、62.5R62.5R六个强度等级。

Construction Materials硅酸盐水泥各龄期强度要求硅酸盐水泥各龄期强度要求(GB175-2007)(GB175-2007)强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d42.5≥17.0≥ 42.5≥ 3.5≥ 6.542.5R≥ 22.0≥ 42.5≥ 4.0≥ 6.552.5≥ 23.0≥ 52.5≥ 4.0≥ 7.052.5R≥ 27.0≥ 52.5≥ 5.0≥ 7.062.5≥ 28.0≥ 62.5≥ 5.0≥ 8.062.5R≥ 32.0≥ 62.5≥ 5.5≥ 8.0Construction Materials5、水化热、水化热v定义－水泥水化时放出的热量以J/kg示主要集中在水化初期（7d）主要考虑：放热总量与放热速度影响因素： 熟料的矿物组成－如C3A 水泥的细度－越细，放热速度越快 水泥的强度等级－越高，放热速度越快、越大 外加剂－掺加缓凝剂可降低早期水化热 Construction Materials水化热对工程的影响v对大体积混凝土（高层基础、大坝等），由于混凝土是热的不良导体，水化热在混凝土内的聚集造成内外温差过大（可达50～70℃），内胀外缩的结果在混凝土产生拉应拉应力力－使混凝土产生热裂缝；v冬季混凝土施工－水化热有利于水泥的水化和混凝土早期强度的发展。

Construction Materials洞洞庭庭湖湖大大桥桥Construction Materials大　坝Construction Materials五、水泥石的腐蚀v　　定义－水泥石在外界侵蚀性介质（软水、含酸、含盐、含碱等）的作用下结构受到破坏，强度降低的现象称为水泥石的腐蚀Construction Materials碱碱—骨料反应引起混凝土的自由变形产生网状裂缝骨料反应引起混凝土的自由变形产生网状裂缝Construction Materials膨胀裂缝膨胀裂缝Construction Materials膨胀开裂Construction MaterialsConstruction Materials水泥石腐蚀的原因v内因－水泥石存在不稳定的Ca(OH)2和介稳的水化硫铝 　　　酸钙；v外因－环境中有害介质（软水、酸、盐等）的存在；v联系－水泥石中的孔缝系统，产生有害介质的侵蚀、交 　　　换作用 　　　　长期性、后期加剧性Construction Materials1、软水的腐蚀软水－重碳酸盐含量比较低的水（如雨水、雪水、内陆河水、湖水） 腐蚀机理： 1、长期饱水－水泥石中Ca(OH)2晶体逐渐溶出；2、在静水、无水压下－溶液饱和－溶解作用停止；3、在有压、流动的软水下－ Ca(OH)2不断溶出并带走－并引起在一定碱度下稳定的C-S-H的分解溶出－水泥石崩溃；4、在硬水下－重碳酸盐与 Ca(OH)2反应生成不溶的碳酸钙－堵塞毛细孔－阻止腐蚀的进行。

Ca(OH)2＋Ca(HCO3)2——2CaCO3+2H2OConstruction Materials2、盐类的腐蚀v硫酸盐腐蚀－膨胀腐蚀 水泥杆菌v镁盐腐蚀－双重腐蚀 MgSO4+Ca(OH)2——CaSO4.2H2O+Mg(OH)2 MgCl2+ Ca(OH)2——CaCl2+Mg(OH)2 Construction Materials3、酸类腐蚀v碳酸腐蚀－工业污水、地下水 Ca(OH)2+CO2+H2O——CaCO3+2H2O CaCO3+CO2+H2O→←Ca(HCO3)2v一般酸的腐蚀－工业建筑 HCl+ Ca(OH)2——CaCl2+2H2O H2SO4+ Ca(OH)2——CaSO4·2H2OConstruction Materials水泥石腐蚀的防止措施：v根据侵蚀环境特点，合理选用水泥品种；v提高水泥石的密实度；v加作保护层－石材、陶瓷、沥青Construction Materials六、硅酸盐水泥的特性v1.硬化快v2.耐冻性、耐磨性好v3.水化过程放热量大v4.耐腐蚀差v5.耐热性差v6.抗碳化性好，干缩小Construction Materials七、硅酸盐水泥的应用常用于常用于：：v重要结构的高强混凝土和预应力混凝土工程重要结构的高强混凝土和预应力混凝土工程v要求凝结快的现场浇注的混凝土工程要求凝结快的现场浇注的混凝土工程v冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程不宜用于不宜用于：：v受流动的软水和有水压作用的工程受流动的软水和有水压作用的工程v受海水和矿物水作用的工程受海水和矿物水作用的工程v大体积工程大体积工程v耐热、耐酸工程耐热、耐酸工程Construction Materials硅酸盐水泥的储存v存放地点：防潮、防水v堆放高度：袋装一般不超过10袋v存放时间： 一般不超过三个月 超过六个月必须进行检验 先到先用，后到后用Construction Materials3.2 掺混合材的硅酸盐水泥掺混合材的硅酸盐水泥v 凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量的混合材料和适量的石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料，均属掺混合材的硅酸盐水泥。

v掺入目的： 改善水泥的性能 增加品种 提高产量 节约熟料，降低成本Construction Materials掺混合材硅酸盐水泥的品种v普通硅酸盐水泥： 熟料＋(>5%且≤20％）混合材＋石膏v矿渣硅酸盐水泥： 熟料＋ (>20%且≤ 70%)矿渣＋石膏v火山灰硅酸盐水泥： 熟料＋ (>20且≤ 40%)火山灰＋石膏v粉煤灰硅酸盐水泥 熟料＋ (>20且≤ 40%)粉煤灰＋石膏v复合硅酸盐水泥 熟料＋ (>20且≤ 50%) 混合材料＋石膏 Construction Materials一、混合材料v定义－在水泥生产过程中，为改善水泥性能，调节水泥标号，扩大使用范围而掺入的天然或人工的矿质原料称为混合材v分类： 活性混合材－具有火山灰性或潜在水硬性的材料，如矿渣、粉煤灰等 非活性混合材－不具有潜在水硬性的材料，如石灰石粉、慢冷矿渣等Construction Materials1、粒化高炉矿渣v定义－是高炉炼铁时所排出的以硅酸钙和铝酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后的产品。

v主要化学成分：CaO、SiO2、Al2O3v活性来源： 玻璃体玻璃体——矿渣融体在淬冷成粒时，阻止了融体向结晶结构的转变而形成亚稳的玻璃体，因此具有潜在水硬性Construction Materials2、粉煤灰v定义－火力发电厂煤粉燃烧后从烟道中收集的粉状物，又称飞灰（Fly Ash）.v粒径1～50微米，呈玻璃质的空心或空心球状颗粒v化学成分：SiO2、Al2O3Construction Materials球状玻璃体Construction Materials3、火山灰混合材v定义－是具有火山灰性的天然的或人工的矿质物料v包括： 天然的火山灰、凝灰岩、浮石、硅藻土； 人工的烧粘土、烧矸石v主要化学成分： SiO2、Al2O3Construction Materials4、非活性混合材v这类材料本身不具有潜在的水硬性或火山灰性，与水泥矿物组成不起化学作用v掺入目的：扩展水泥标号、降低水化热扩展水泥标号、降低水化热v常用的有：磨细的石英砂、石灰石粉 磨细的高炉矿渣、尾矿粉Construction Materials二、掺混合材的硅酸盐水泥1、普通硅酸盐水泥－代号P·O ——Ordinary Portland Cement 硅酸盐水泥熟料＋ (>5%且≤20％）混合材＋石膏v强度等级（GB175-2007） 42.5、、42.5R、、52.5、、52.5Rv性质：同硅酸盐水泥相近Construction Materialsv技术要求：v（1）细度。

比表面积不小于300m2/kgv（2）凝结时间初凝时间不得早于45min，终凝时间不大于600minv（3）强度强度等级按照3d和28d龄期的抗压强度和抗折强度来划分，共分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个强度等级v（4）体积安定性沸煮法合格氧化镁含量、三氧化硫含量、碱含量要求等同硅酸盐水泥，烧失量不得大于5.0％Construction Materials2、矿渣硅酸盐水泥 —Portland blast-furnace slag（代号P·S）v组成： 水泥熟料＋ (>20%且≤ 70%)矿渣＋石膏 分P·S·A型（矿渣掺量>20%且≤ 50%) P·S·B型（矿渣掺量>50%且≤ 70%)v强度等级（GB175-2007） ： 32.5、、 32.5R、、42.5、、42.5R、、52.5、、52.5RConstruction Materials3、火山灰质硅酸盐水泥 －Portland pozzolan cement（代号P·P）v由硅酸盐水泥熟料，火山灰质混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。

熟料＋ (>20且≤ 40%)火山灰＋石膏v强度等级（GB175-2007） ： 32.5、、 32.5R、、42.5、、42.5R、、52.5、、52.5RConstruction Materials4、粉煤灰硅酸盐水泥 －Portland fly-ash cement（代号P·F） 熟料＋ (>20且≤ 40%)粉煤灰＋石膏v强度等级（GB175-2007） ： 32.5、、 32.5R、、42.5、、42.5R、、52.5、、52.5RConstruction Materials5、复合硅酸盐水泥v熟料＋ (>20且≤ 50%) 两种或两种以上混合材料＋石膏（代号P·C）v强度等级（GB175-2007） ： 32.5、、 32.5R、、42.5、、42.5R、、52.5、、52.5RConstruction Materialsv技术要求技术要求 v（1）氧化镁熟料中的氧化镁的含量<6.0％(P·S·B型无要求）如果水泥中氧化镁的含量>6.0％时，需进行水泥压蒸安定性试验并合格v（2）三氧化硫。

矿渣水泥的三氧化硫的含量不得超过4.0％；火山灰水泥和粉煤灰水泥的三氧化硫的含量不得超过3.5％v（3）细度80μm方孔筛筛余不得超过10％或45μm方孔筛筛余不大于30％ v（4）凝结时间、体积安定性、碱含量要求等同普通硅酸盐水泥v（4）强度强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分，共分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级Construction Materials掺混合材水泥的技术特点v凝结硬化速度慢，早期强度低，后期强度高；v水化放热速度慢，放热量低；v对温度敏感性高，温度低时影响强度发展；v抗软水、SO42+的腐蚀性好；矿渣水泥耐热性好v适于水下、大体积混凝土结构和蒸养的混凝土构件；v不适于抗冻、干燥地区的混凝土工程Construction Materials普通硅酸盐水泥各龄期强度要求(GB175－2007)强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d42.5≥ 17.0≥ 42.5≥ 3.5≥ 6.542.5R≥ 22.0≥ 42.5≥ 4.0≥ 6.552.5≥ 23.0≥ 52.5≥ 4.0≥ 7.0 52.5R≥ 27.0≥ 52.5≥ 5.0≥ 7.0Construction Materials其他掺混合材水泥各龄期强度要求(GB175－2007)强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d32.5≥10.0≥ 32.5≥ 2.5≥ 5.532.5R≥ 15.0≥ 32.5≥ 3.5≥ 5.542.5≥ 15.0≥ 42.5≥ 3.5≥ 6.542.5R≥ 19.0≥ 42.5≥ 4.0≥ 6.552.5≥ 21.0≥ 52.5≥ 4.0≥ 7.0 52.5R≥ 23.0≥ 52.5≥ 4.5≥ 7.0Construction Materials五种常用水泥的主要性能特性 品种P·ⅠP· ⅡP·OP·SP·PP·F水化热高低凝结时间快较快较慢，低温下尤甚强度发展早期强度高早期强度较高早期强度低，但后期强度可等于同标号硅酸盐水泥抗硫酸腐蚀较差较强当SiO2多时，抗硫酸盐腐蚀性好当AlO3多时，抗硫酸盐腐蚀性差抗冻性好较差干缩性小较大大较小保水性较好差好差蒸养适应性不宜高于60～80℃好Construction Materials3.3 特性水泥及专用水泥v特性水泥－为了满足紧急抢修工程、冬季施工、加固结构、建筑装饰、海工和地下工程的特殊要求，所生产的具有某种比较突出性能的水泥，称特性水泥。

如快硬水泥、抗硫酸盐水泥、膨胀水泥、高铝水泥等v专用水泥－适应专门用途的水泥，如道路水泥、低热大坝水泥、油井水泥、砌筑水泥等Construction Materials一、快硬硅酸盐水泥Rapid-hardening Portland Cement v定义－凡以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏磨细制成的，以3d抗压强度表示标号的水硬性胶凝材料称为－快硬水泥各标号强度指标（GB199-90） 水泥标号抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）1d3d28d1d3d28d32515.032.552.53.55.07.237517.037.557.54.06.07.642519.042.562.54.56.48.0Construction Materials快硬硅酸盐水泥v特点： 凝结硬化快，早期强度增进较快－通过增加熟料中C3S、C3A的含量v适于： 要求早期强度高的工程、紧急抢修工程、冬季施工的工程等v注意： 快硬水泥易受潮变质，运输和储存中特别注意防潮从出厂起应在一个月内使用Construction Materials二、快凝快硬硅酸盐水泥 Repid-seatimeing and Repid-hardening Portland Cementv定义－以硅酸三钙、氟铝酸钙为主的熟料，加入适量的硬石膏、粒化高炉矿渣、无水硫酸钠，经过磨细制成的一种凝结快、小时强度增长快的水硬性胶凝材料。

双快水泥各龄期的强度（JC314-82）水泥标号抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）4h1d28d4h1d28d双快－15014.718.631.92.753.435.39双快－20019.624.541.73.334.516.27Construction Materialsv凝结时间： t初≮10min t终≯60minv特点；凝结很快，常温下只需几分钟v应用： 军事工程、机场跑道、桥梁、隧道和涵洞等紧急抢修工程，以及冬季施工、堵漏等工程Construction Materials三、铝酸盐水泥(GB201-2000)Aluminate cementv定义－凡以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料，磨制的水硬性胶凝材料，称为铝酸盐水泥代号CAv分类（铝酸盐水泥按Al2O3含量百分数分为四类）： CA-50 50%≤ Al2O3 ＜60% CA-60 60%≤ Al2O3 ＜68% CA-70 68%≤ Al2O3 ＜77% CA-80 77%≤ Al2O3 Construction Materialsv熟料矿物组成： 铝酸一钙(CaO.Al2O3－简写为CA)70％ 二铝酸一钙（ CaO.2Al2O3－简写为CA2 ） 硅酸二钙C2S-少量Construction Materials高铝水泥强度的产生v水化产物CAH10 、C2AH8为针状或板状晶体，能相互交织成坚固的结晶合生体，使水泥石获得很高的强度；v析出的氢氧化铝凝胶难溶于水，填充于晶体骨架的空隙中，形成致密的结构。

v经5～7d后，水化产物基本反应完毕，因此，高铝水泥的早期强度增长很快，强度很高，但后期强度增加不明显Construction Materials晶体的转化vCAH10 、C2AH8 ————C3AH6 v转化过程随着温度的升高而加速转化结果使水泥石内析出游离水，增大了孔隙体积，同时由于C3AH6晶体本身缺陷多、强度较低、晶体间的结合较差，因而明显降低水泥石的强度v 结晶水含量的比较 CAH10 1CaO 10H2O C2AH8 2CaO 8H2O C3AH6 3CaO 6H2OConstruction Materials高铝水泥各龄期的强度v依据国家标准《铝酸盐水泥》（GB201－2000）规定水泥类型抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)6h1d3d28d6h1d3d28dCA-50204050－3.05.56.5－CA-60－204585－2.55.010.0CA-70－3040－－5.06.0－CA-80－2530－－4.05.0－Construction Materials高铝水泥的应用适于：v紧急抢修的工程，临时军事工事；v冬季施工的工程－水化放热量大且集中；v有抗硫酸盐腐蚀要求的工程－f-CaO极少v耐高温（1300～1400℃）的工程－高温时，烧结结合代替了水化结合。

不适于于：v长期承重的结构工程－晶体转变引起的强度倒缩；v大体积工程－温度过高引起强度倒缩v于硅酸盐水泥混用Construction Materials四、白色及彩色硅酸盐水泥White and Colored Portland Cementv白色硅酸盐水泥－由白色硅酸盐水泥熟料加入适量的石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料称为－v水泥颜色的来源： Fe2O3、MnO、CrO2、TiO2v如当水泥中Fe2O3的含量从3％～4％降低为0.35-0.4%时，硅酸盐水泥的颜色将从灰色变为白色或淡绿色Construction Materials提高水泥白度的工艺措施v原料－更纯净的原料，限用铁粉；v煅烧－采用重油或天然气；v粉磨－不采用钢质衬板或研磨体；v漂白－将煅烧好的熟料进行洒水漂白或加入CaCl2还原剂，将熟料中Fe2O3还原为颜色较浅的Fe3O4或FeOv磨细－适当提高粉磨细度可以提高白度Construction Materials白水泥的技术标准v依据GB2015-91： t初≮45min t终≯12h 筛余<10％ 32.5、 42.5 、52.5 、62.5四个标号白水泥白度等级等级特级一级二级三级白度（％）86848075Construction Materials白水泥的应用v主要用作装饰材料v配制彩色灰浆或白色和彩色混凝土v人造大理石、花岗岩v水磨石、水刷石、斩假石饰面v雕塑品Construction Materials彩色硅酸盐水泥v彩色硅酸盐水泥简称－彩色水泥v生产方式：Ⅰ、彩色硅酸盐熟料＋适量石膏磨细制成Ⅱ、白水泥熟料＋颜料＋石膏磨细制成v对颜料的要求： 耐碱颜料Construction Materials水泥品种的选择原则v承受高温作用的混凝土工程（工业窑炉及基础）应选用矿渣或高铝水泥；v快速施工、紧急抢修等特殊工程应选用快硬硅酸盐水泥；v修补、堵漏、防水及自应力钢筋混凝土（压力管）工程应选用膨胀水泥或自应力水泥。

Construction Materials水泥品种的选择原则3、按混凝土所处部位选择水泥品种v经常遭受水冲刷的混凝土、水位变化区的外部混凝土、构筑物的溢流面部位混凝土等，应优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，避免采用火山灰水泥v位于水中和地下部位的混凝土、采用蒸气养护等湿热处理的混凝土应优先采用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥Construction Materials二、水泥的验收v水泥出厂前按同品种、同编号为一取样单位，总量不少于12kg，所取水泥样充分拌匀后分为两等份，一份由水泥厂按国家标准测定其品质指标并填写水泥品质报告；另一份从水泥出厂日起密封保存3个月，以备水泥质量检验机关仲裁时使用v水泥供货分散装和袋装两种，散装水泥用专用车辆运输，以“吨”为计量单位；袋装水泥以“吨”或“袋”为计量单位，每袋水泥质量应为50±1.0kgConstruction Materials三、水泥的运输和储存v水泥的运输和储存，主要是防潮，不同品种、标号和出厂日期的水泥应分别储运，不得混杂；v坚持先存先用，不可储存过久；v通用水泥不宜超过3个月；高铝水泥不宜超过2个月；快硬、双快水泥不宜超过1个月。

否则重新测定标号，按实测强度使用v水泥标号越高，越细吸湿受潮越严重，在正常储存条件下，经3个月后，水泥强度约降低10％～25％；储存6个月降低25％～40％。