第二章

石灰和水泥

學(xué)習(xí)要點(diǎn)：本章介紹了石灰的化學(xué)組成、消化、硬化機(jī)理及技術(shù)性質(zhì)。重點(diǎn)闡述了硅酸鹽水泥熟料的礦物組成、水化特性、技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)簡要介紹了摻混合料的硅酸鹽水泥和其他品種水泥。通過學(xué)習(xí)，要求學(xué)生應(yīng)掌握石灰消化、硬化過程，質(zhì)量評定方法；重點(diǎn)掌握硅酸鹽水泥熟料各礦物成分特性、水化、凝結(jié)硬化的機(jī)理和技術(shù)性質(zhì)的檢驗(yàn)測定方法，以及其他水泥的特性和應(yīng)用。膠凝材料定義——能以自身的物理化學(xué)作用，從漿體變?yōu)閳?jiān)固的石狀體，并能將松散材料（如碎石、砂等）膠結(jié)成為具有一定強(qiáng)度的整體結(jié)構(gòu)的材料。分類——按化學(xué)成分不同分：無機(jī)膠凝材料如石膏、石灰、水泥有機(jī)膠凝材料如瀝青、天然（合成）樹脂

無機(jī)膠凝材料氣硬性膠凝材料水硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，如石灰、石膏。既可以在空氣中，也可在水中硬化，如水泥。2.1石灰

石灰是一種氣硬性膠凝材料，它是將碳酸鈣為主要成分的材料（主要為石灰石）經(jīng)過900~1200℃的高溫煅燒，盡可能的分解與排出CO2，得到以CaO主要成份的生石灰，它是一種多孔結(jié)構(gòu)材料。一、石灰的原料及生產(chǎn)石灰在燒制過程中由于尺寸過大，或窯內(nèi)溫度不均等原因，便得石灰中含有未燒透的內(nèi)核，稱為“欠火石灰”。另一種情況是過火而形成的“過火石灰”。

二、石灰的消化和硬化1.消化石灰的消化過程有兩個(gè)特點(diǎn)：①水化反應(yīng)進(jìn)行速度快，放熱量大；②消化時(shí)體積急劇膨脹。

為降低“過火石灰”危害，石灰消化后，應(yīng)將其在水中繼續(xù)“陳伏”15d以上。

將塊狀生石灰研磨成粉狀，得到的磨細(xì)生石灰在適宜的水灰比和消化溫度下，可控制其體積膨脹。還可提高“過火石灰”的利用率。

2、石灰的硬化（1）干燥硬化和結(jié)晶硬化石灰中水分不斷揮發(fā)，形成熟石灰結(jié)晶。在該過程中，石灰強(qiáng)度增長不明顯（2）碳化硬化該反應(yīng)必須有水分存在時(shí)才能進(jìn)行，且僅限于表面，反應(yīng)速度緩慢。

三、石灰的技術(shù)要求1．石灰的分類（1）根據(jù)成品加工方法的不同，分為：塊狀生石灰，生石灰粉，消石灰（熟石灰），石灰漿。（2）按氧化鎂的含量分按氧化鎂含量劃分為鈣質(zhì)石灰和鎂質(zhì)石灰兩類石灰種類生石灰生石灰粉消石灰粉鈣質(zhì)石灰≤5≤5＜4鎂質(zhì)石灰＞5＞5≥4

2．石灰的技術(shù)性質(zhì)（1）有效氧化鈣和氧化鎂含量石灰中產(chǎn)生粘結(jié)性的有效成分是活性氧化鈣f-CaO和氧化鎂f-MgO

，它們的含量是評價(jià)石灰質(zhì)量的主要指標(biāo)。（2）生石灰產(chǎn)漿量和未消解殘?jiān)慨a(chǎn)漿量是指單位質(zhì)量生石灰消解后生成的石灰漿體積，產(chǎn)漿量越高說明石灰的質(zhì)量越好。未消化殘?jiān)渴巧蚁?，未能消化而存留?mm圓孔篩上的殘?jiān)嚇拥陌俜致省Ｄ芫C合反映石灰中“過火石灰”和“欠火石灰”數(shù)量。

（3）CO2含量石灰中CO2含量反映了石灰中“欠火石灰”數(shù)量。（4）細(xì)度以0.9mm和0.125mm篩余百分率控制磨細(xì)石灰粉和消石灰粉的細(xì)度。石灰越細(xì)，石灰的活性越大。（5）游離水含量游離水含量指消石灰粉中化學(xué)結(jié)合水以外的含水量。（6）體積安定性消石灰粉在消化、硬化過程中體積變化的均勻性。

3．石灰的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

我國建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)有關(guān)指標(biāo)，將建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級。見書45表2-1~2-3。

四、石灰的應(yīng)用和儲存

石灰原料分布廣，生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉，硬化后強(qiáng)度不高，在潮濕環(huán)境中，石灰遇水會溶解潰散，強(qiáng)度會降低。主要用于配制建筑砂漿、抹面灰漿；以石灰穩(wěn)定土、石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土的形式應(yīng)用于道路工程中的路面基層或墊層結(jié)構(gòu)中；不宜在長期潮濕的環(huán)境或有水環(huán)境中使用。

2.2硅酸鹽水泥一、概述定義：水泥是一種多級分的人造礦物粉料，與水拌和后成為塑性膠體，既能在空氣中硬化，也能在水中硬化，并能將砂石等材料的結(jié)合成具有一定強(qiáng)度的整體，水泥是水硬性無機(jī)膠凝材料。水泥2.分類：按化學(xué)成分分類按用途和性能分類硅酸鹽類水泥鋁酸鹽類水泥硫鋁酸鹽類水泥鐵鋁酸鹽類水泥氟鋁酸鹽類水泥通用水泥專用水泥特性水泥3.硅酸鹽水泥硅酸鹽系水泥品種硅酸鹽水泥（P）普通硅酸鹽水泥（P·O）摻混合材的硅酸鹽水泥（P·S,P·P,P·F）特性硅酸鹽水泥凡由硅酸鹽水泥熟料、0～5％石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥(即國外通稱的PortlandCement)。又根據(jù)混合料的摻量分為P·Ⅰ和P·Ⅱ兩類。4.通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥包括：硅酸鹽水泥（P）普通硅酸鹽水泥（P·O）摻混合材的硅酸鹽水泥（P·S,P·P,P·F）復(fù)合硅酸鹽水泥（P·C）通用硅酸鹽水泥是由硅酸鹽水泥熟料和適量石膏及規(guī)定的混合材制成的水硬性膠凝材料。原料：粘土質(zhì)：粘土，(SiO2、Al2O3)，占1/3

石灰質(zhì)：石灰石、白堊等，(CaO)，占2/3調(diào)節(jié)原料：鐵礦與砂，調(diào)節(jié)與補(bǔ)充Fe2O3

與SiO2制造工藝：原料經(jīng)粉磨混合后得到水泥生料生料經(jīng)窯內(nèi)煅燒得到水泥熟料水泥熟料＋石膏(或再＋混合材）一起經(jīng)粉磨混合后得到水泥“兩磨一燒”二、硅酸鹽水泥熟料的生產(chǎn)、礦物組成及水化特性

1、硅酸鹽水泥熟料的生產(chǎn)

生料主要化學(xué)成分：，，和。粘土質(zhì)(SiO2、Al2O3)石灰質(zhì)(CaO)1450℃調(diào)節(jié)原料（Fe2O3）石膏石膏水泥生料熟料混合材水泥制造的“兩磨一燒”工藝流程粉磨煅燒粉磨

2.硅酸鹽水泥熟料的礦物組成經(jīng)高溫煅燒后，生料中四種化學(xué)成分化合為熟料中的主要礦物組成：

硅酸三鈣簡式為

硅酸二鈣簡式為

鋁酸三鈣簡式為

鐵鋁酸四鈣

簡式為硅酸鹽水泥熟料的化學(xué)成分和礦物組成范圍SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO21~235~73~564~68<5C3SC2SC3AC4AF44~6218~205~1210~18（1）

水泥中主要礦物組成，含量通常為50﹪左右，對硅酸鹽水泥影響大。2(3CaO·SiO2)＋6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O＋3Ca(OH)2

水化速度較快，水化熱高，早期強(qiáng)度大。

硅酸鹽水泥熟料礦物的水化及特征

1、四種礦物的技術(shù)特性

（2）

2(2CaO·SiO2)＋4H2O==3CaO·2SiO2·3H2O＋Ca(OH)2

水化速度較慢，水化熱很低。

早期強(qiáng)度較低而后期強(qiáng)度較高。

耐化學(xué)侵蝕較高，干縮性較小。（3）

3CaO·Al2O3＋H2O=3CaO·Al2O3·6H2O

這一反應(yīng)導(dǎo)致水泥漿閃凝或假凝，必須避免！

3CaO·Al2O3·6H2O＋3（CaSO4·2H2O）＋20H2O=3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O

水化反應(yīng)速度最快，水化熱最高。早期強(qiáng)度較高，但強(qiáng)度絕對值小。

耐化學(xué)腐蝕性差，干縮性大。（注：的含量決定水泥的凝結(jié)速度和釋放熱量，通常為調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)速度，需摻加石膏或硅酸三鈣與石膏形成的水化產(chǎn)物）。（4）

4CaO·Al2O3·Fe2O3＋7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O＋CaO·Fe2O3·H2O

遇水反應(yīng)較快，水化熱較高。強(qiáng)度較低，對水泥抗折強(qiáng)度和抗沖擊性能起重要作用。

耐化學(xué)腐蝕性好，干縮性小。2、主要礦物組成的性質(zhì)比較（1）水化反應(yīng)速度（2）水化熱

（3）抗壓強(qiáng)度早期后期可見，和是水泥強(qiáng)度的主要來源。（4）對抗折強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度有利。（5）耐化學(xué)腐蝕性（6）干縮性硅酸鹽水泥主要礦物組成與特性礦物組成C3SC2SC3AC4AF與水反應(yīng)速度快慢最快中水化熱高低最高中早期高低中低后期高高低中耐化學(xué)侵蝕中好差優(yōu)干縮性中小大小大致含量35~6510~400~155~15

為調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)速度，需摻入適量的石膏，因此石膏也稱作水泥的緩凝劑，一般是二水石膏或無水石膏。水泥中石膏摻量主要決定于的含量，也與混合材料的種類和數(shù)量有關(guān)。石膏避免水泥漿的閃凝和假凝現(xiàn)象。調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間。導(dǎo)致鈣釩石和單硫型硫鋁酸鈣水化物的形成。三、硅酸鹽水泥的凝結(jié)、硬化

水泥漿通過水泥熟料礦物的水化反應(yīng)、漿體的凝結(jié)硬化過程變成堅(jiān)硬固體。水泥加入適量水調(diào)成水泥漿后，經(jīng)過一段時(shí)間因本身物理變化會逐漸變稠，失去塑性，這一過程稱為初凝，開始具有強(qiáng)度稱為終凝。由初凝到終凝的過程稱為水泥的凝結(jié)，終凝以后強(qiáng)度逐漸提高，并形成人造石，這稱“硬化”。水泥顆粒水水泥水化物膜層水泥的凝結(jié)硬化過程先在固－液界面發(fā)生，水化物圍繞每顆水泥顆粒未水化的內(nèi)核區(qū)域沉積——初始期；早期水化物在顆粒上形成表面膜層，阻礙了進(jìn)一步反應(yīng)——進(jìn)入誘導(dǎo)期；因滲透壓或Ca(OH)2的結(jié)晶或二者，水化物膜層破裂，導(dǎo)致水化繼續(xù)迅速進(jìn)行——進(jìn)入水化的加速期；隨著水化的不斷進(jìn)行，水占據(jù)的空間越來越少，水化物越來越多，水化物顆粒逐漸接近，構(gòu)成較疏松的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水泥漿失去流動性，可塑性降低——凝結(jié)；由于水泥內(nèi)核的繼續(xù)水化，水化物不斷填充結(jié)構(gòu)網(wǎng)中的毛細(xì)孔隙，使之越來越致密，空隙越來越少，水化物顆粒間作用增強(qiáng)，導(dǎo)致漿體完全失去可塑性，并產(chǎn)生強(qiáng)度——硬化。（1）水泥礦物組成（2）水泥細(xì)度（3）養(yǎng)護(hù)條件（溫度、濕度）與時(shí)間（4）拌合用水量（5）水泥中的混合材（6）水泥外加劑水泥凝結(jié)硬化的主要影響因素：

水泥漿的凝結(jié)硬化取決于水泥的水化，水泥水化速度是礦物組成及其含量、粉磨細(xì)度、溫度和水灰比的函數(shù)：

R(t)=f(C3S)·f(細(xì)度)·f(T)·f(W/C)C3S、C3A含量多，凝結(jié)硬化快，反之亦然。細(xì)度越小，水化反應(yīng)越快，凝結(jié)硬化越快。提高溫度，加快水泥的凝結(jié)硬化；保持足夠的水分有利于水泥的凝結(jié)硬化

。

水灰比越大，漿體需填充的孔隙越多，凝結(jié)硬化速度越慢。摻加混合材，熟料減少，凝結(jié)硬化速度減慢。有些化合物可以使水泥漿體促凝或緩凝。

氧化鎂含量三氧化硫含量不溶物含量燒失量堿含量氯離子含量化學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)密度細(xì)度標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量凝結(jié)時(shí)間體積安定性水化熱力學(xué)性質(zhì)——抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度四、

硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)

化學(xué)性質(zhì)1、氧化鎂含量2、三氧化硫含量3、不溶物含量

不溶物來自原料中的粘土和二氧化硅，由于燃燒不佳、化學(xué)反應(yīng)不充分而未參與形成熟料礦物。4、燒失量

水泥中燒失量的大小，一定程度上反映水泥熟料燃燒質(zhì)量，同時(shí)也反映混合材料摻量是否適當(dāng)，以及水泥受潮情況。

5、堿含量

水泥中的堿含量以Na2O計(jì)，K2O按0.658系數(shù)換算成Na2O。6、氯離子含量

水泥中的氯離子是由原材料、燃料、摻合料引入的，氯離子含量達(dá)到一定量時(shí)會引起混凝土中鋼盤的銹蝕破壞。

物理性質(zhì)

1、密度密度

2.8~3.1，混凝土配合比計(jì)算時(shí)，一般取3.10。堆積密度

1000~1600kg/m3，在工地計(jì)算水泥倉庫時(shí)，一般取1300kg/m3

。密度的測量方法密度瓶法或李氏密度瓶法，用煤油作為測量液體。

2、細(xì)度定義

細(xì)度是指水泥粉體的粗細(xì)程度或水泥分散度的指標(biāo)。測量方法篩析法以80m或45m方孔篩的篩余量表示；負(fù)壓篩法、水篩法、干篩法，當(dāng)有爭議時(shí)，以負(fù)壓篩法為準(zhǔn)。比表面積法

以1kg水泥顆粒所具有的總表面積來表示。

國標(biāo)GB175-2007要求：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥的比表面積應(yīng)不小于300m2/kg。礦渣、火山灰質(zhì)、粉煤灰、復(fù)合硅酸鹽水泥的細(xì)度以篩余質(zhì)量百分率表示，其80m方孔篩的篩余不大于10.0%或45m方孔篩的篩余不大于30.0%。

3、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量標(biāo)準(zhǔn)稠度：水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度是指水泥凈漿對標(biāo)準(zhǔn)試桿的沉入具有一定阻力時(shí)的稠度。

標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量：

是指水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)所需要的水量，用水與水泥質(zhì)量的比來表示。硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量一般在21%－28%。

測試方法：

標(biāo)準(zhǔn)法：試桿法

以標(biāo)準(zhǔn)試桿沉入凈漿，并距離底板6mm±1mm時(shí)水泥凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿。

代用法：試錐法（調(diào)整用水量和不變用水量）

調(diào)整用水量法

試錐下沉深度301mm時(shí)的水泥凈漿的稠度；

不變用水量法

根據(jù)實(shí)測試錐下沉深度，按公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。當(dāng)試錐下沉深度小于13mm時(shí)，應(yīng)入用調(diào)整水量法測定。P=33.4－0.185S(S≥13mm)P—水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，％；S—試錐下沉深度，mm。水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測定

試錐下降高度水泥漿試錐

4、凝結(jié)時(shí)間

概念：

凝結(jié)時(shí)間—水泥加水開始到水泥漿失去流動性，即從可塑性發(fā)展到固體狀態(tài)所需要的時(shí)間。初凝時(shí)間從水泥加水拌和到水泥漿開始失去可塑性所需的時(shí)間；終凝時(shí)間從水泥加水拌和到水泥漿完全失去可塑性，并開始具有強(qiáng)度所需的時(shí)間。

測試方法：用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿，在規(guī)定的溫濕度下，用凝結(jié)時(shí)間測定儀來測定。初凝時(shí)間：試針沉至距底板4±1mm時(shí)達(dá)到初凝狀態(tài)，由水泥全部加入水中至初凝狀態(tài)的時(shí)間為初凝時(shí)間，用min表示。終凝時(shí)間：試針沉入試體0.5mm時(shí)，環(huán)形附件開始不能在試體上留下痕跡時(shí)，為水泥達(dá)到終凝狀態(tài)，由水泥全部加入水中至終凝狀態(tài)的時(shí)間為水泥的終凝時(shí)間，用min表示。國標(biāo)要求：硅酸鹽水泥初凝時(shí)間≥45min；終凝時(shí)間≤390min。水泥凝結(jié)時(shí)間的測定

水泥凝結(jié)時(shí)間的測定標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥漿離底3～5mm為初凝園弧形壓痕終凝

5、體積安定性

基本概念：水泥漿體硬化后，是否發(fā)生不均勻體積變化的性能指標(biāo)。若水泥石的體積變化均勻適當(dāng)，則水泥的體積安定性良好；若水泥石發(fā)生不均勻體積變化：翹曲、開裂等，則水泥的體積安定性不良。體積安定性不良的水泥為不合格品！

試餅法肉眼觀察表面有無裂紋用直尺檢查有無彎曲合格標(biāo)準(zhǔn)：無裂紋、無彎曲。試餅法用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿做成試餅，在水中經(jīng)恒沸3h后，用肉眼觀察沒有裂紋，用直尺檢查沒有彎曲，則體積安定合格，反之，體積安定性不合格。檢測方法：試餅法；雷氏夾法。

——有矛盾時(shí)以標(biāo)準(zhǔn)法雷氏夾法為準(zhǔn)。雷氏夾法——標(biāo)準(zhǔn)法

雷氏夾法——標(biāo)準(zhǔn)法合格標(biāo)準(zhǔn)：＜5mm。雷氏夾法測量雷氏夾中的水泥凈漿，經(jīng)沸煮3h后的膨脹值。該值不大于5.0mm時(shí)，則體積安定性合格，否則，為體積安定性不合格。

水泥體積安定性不良的原因：水泥熟料中含有過多的游離CaO、MgO和石膏。因?yàn)樗嗍炝现械挠坞xCaO、MgO都是過燒的。水化速度很慢。在已硬化的水化石中繼續(xù)與水反應(yīng)，其固體體積增大1.98%和2.48倍。產(chǎn)生不均勻體積變化，造成水泥石開裂、翹曲。石膏量過多，在水泥凝結(jié)硬化后，會有鈣釩石形成，產(chǎn)生膨脹。

6、水化熱

水泥礦物水化過程中放出的熱量。水泥水化熱及水化放熱速度取決于其礦物組成，并與細(xì)度、混合材品種及摻量等有關(guān)；對于低溫施工，水化熱對混凝土結(jié)構(gòu)早期強(qiáng)度的形成有利；但對大體積混凝土不利。

力學(xué)性質(zhì)

水泥強(qiáng)度是評價(jià)水泥質(zhì)量、確定水泥標(biāo)號的重要指標(biāo)，也是水泥混凝土和砂漿配合比設(shè)計(jì)的重要計(jì)算參數(shù)。檢驗(yàn)方法——膠砂法，分別測量抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。試件尺寸

4040160mm 棱柱體；膠砂配比水泥:ISO標(biāo)準(zhǔn)砂:水=1:3:0.5；振動成型在頻率為2800~3000次/min，振幅0.75mm的振實(shí)臺上成型。振動時(shí)間120s。試件養(yǎng)護(hù)在20C1C，相對濕度不低于90%的霧室或養(yǎng)護(hù)箱中24h，然后脫模在20C1C的水中養(yǎng)護(hù)至測試齡期；

強(qiáng)度測量：將試件從水中取出，先進(jìn)行抗折強(qiáng)度試驗(yàn)，折斷后每截再進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。受壓面積為4040=1600mm2。

結(jié)果計(jì)算：抗折強(qiáng)度以三個(gè)試件的平均值，抗壓強(qiáng)度以六個(gè)試件的平均值。100mm160mm抗折強(qiáng)度試驗(yàn)PP抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

1、強(qiáng)度等級

根據(jù)水泥膠砂的3天和28天強(qiáng)度測試結(jié)果劃分的級別稱為強(qiáng)度等級。硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級劃分為42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R共六個(gè)等級。普通硅酸鹽水泥分為42.5、42.5R、52.5、52.5R四個(gè)強(qiáng)度等級。2、水泥的型號

根據(jù)3天強(qiáng)度，水泥分為普通型和早強(qiáng)型（或稱R型）兩類。

硅酸鹽和普通硅酸鹽水泥各齡期強(qiáng)度值（GB175-2007）1.硬化水泥石的組成與結(jié)構(gòu)水泥石的組成固相—水泥水化物與未水化的水泥顆粒膠體相：水化硅酸鈣C-S-H凝膠和鐵相凝膠等；晶體相：硫鋁酸鈣水化物、水化鋁酸鈣與氫氧化鈣晶體等；氣相—各種尺寸的孔隙與空隙凝膠孔毛細(xì)孔工藝空隙液相—水或孔溶液自由水吸附水凝膠水五、水泥石的腐蝕與防腐水泥石的組成隨水泥水化度而變背散射掃描電鏡照片未水化水泥顆粒C-S-H氫氧化鈣單硫型硫鋁酸鹽2、水泥石的腐蝕類型

（1）軟水侵蝕（溶析性侵蝕）機(jī)理：當(dāng)水泥石處在軟水中，軟水能使水泥石中的Ca(OH)2溶解，并溶出水泥石，留下孔隙；另一方面，水泥石中游離的鈣離子的減少，使鈣離子的濃度低于水化物的溶度積，導(dǎo)致水化物分解、溶失和轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生大量孔隙。尤其是處于壓力水或流水條件下，腐蝕越快。

破壞形式：水化物的分解、溶失，造成水泥石密實(shí)度下降，孔縫增多、強(qiáng)度降低，直至整體破壞。

（2）離子交換型侵蝕①鎂鹽的腐蝕

腐蝕機(jī)理：

主要是硫酸鎂和氯化鎂，他們與氫氧化鈣反應(yīng)，生成氫氧化鎂和硫酸鈣或氯化鈣，造成雙重腐蝕作用。

②酸類腐蝕

腐蝕機(jī)理：水泥石中的水化物都是堿性化合物，與碳酸、鹽酸、硫酸、醋酸、蟻酸等酸反應(yīng)生成可溶性鹽。另一方面，氫氧化鈣濃度的降低，會導(dǎo)致水泥石中其它水化物的分解，使腐蝕作用加劇。破壞形式：溶失性破壞，組成與結(jié)構(gòu)發(fā)生很大改變。

水泥石受酸腐蝕后，表面溶失、脫落（3）結(jié)晶膨脹型侵蝕硫酸鹽的腐蝕腐蝕機(jī)理：硫酸鹽與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)，生成硫酸鈣。硫酸鈣再與水泥石中未水化的鋁酸鈣反應(yīng)，生成鈣礬石，其體積增加2.22倍，引起水泥石的破壞。當(dāng)硫酸鈣濃度高時(shí)，他們可直接結(jié)晶，造成膨脹壓力，引起破壞。

水泥石受硫酸鹽侵蝕后，內(nèi)部形成膨脹性結(jié)晶產(chǎn)物水泥石受硫酸鹽侵蝕后，因膨脹性結(jié)晶產(chǎn)物引起的開裂（4）強(qiáng)堿腐蝕

腐蝕機(jī)理：氫氧化鈉、氫氧化鉀等強(qiáng)堿可與水泥石中的鋁酸鈣礦物或水化物反應(yīng)，生成可溶性鋁酸鹽。當(dāng)介質(zhì)中強(qiáng)堿濃度較高時(shí)會造成水泥石的嚴(yán)重破壞。

外因：

環(huán)境中的腐蝕性介質(zhì)，如軟水；酸、堿、鹽的水溶液等。內(nèi)因：水泥石內(nèi)存在原始裂縫和孔隙，為腐蝕性介質(zhì)侵入提供了通道；水泥石內(nèi)有在某些腐蝕性介質(zhì)下不穩(wěn)定的組分，如：Ca(OH)2，水化鋁酸鈣等；腐蝕與毛細(xì)孔通道的共同作用

加劇水泥石結(jié)構(gòu)的破壞。

3、水泥石腐蝕的原因

4、水泥石腐蝕的防止

主要針對引起腐蝕破壞的內(nèi)因采取措施：（1）根據(jù)環(huán)境特點(diǎn)，合理選擇水泥品種降低水泥石中不穩(wěn)定組分的含量。（2）提高水泥石的密實(shí)度，降低孔隙率如降低水灰比、摻加外加劑等。（3）在水泥石表面設(shè)置保護(hù)層如：防腐涂層。

2.2.6硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用

凝結(jié)硬化快，早期及后期強(qiáng)度均高，適用于有早強(qiáng)要求的工程?？箖鲂院?，適合水工混凝土和抗凍性要求高的工程。耐腐蝕性差，因水化后氫氧化鈣和水化鋁酸鈣的含量較多。水化熱高，不宜用于大體積混凝土工程。但有利于低溫季節(jié)蓄熱法施工?？固蓟院?。因水化后氫氧化鈣含量較多，故水泥石的堿度不易降低，對鋼筋的保護(hù)作用強(qiáng)。適用于空氣中二氧化碳濃度高的環(huán)境。耐熱性差。因溫度高時(shí)水化物易脫水。不適用于承受高溫作用的混凝土工程。干縮小。硬化時(shí)干縮小，不易產(chǎn)生干縮裂紋，可用于干燥環(huán)境下的混凝土工程。耐磨性好，適用于高速公路、道路和地面工程。2.3混合材及摻混合材的通用硅酸鹽水泥

定義：

在水泥生產(chǎn)過程中，為改善性能、調(diào)節(jié)強(qiáng)度等級所加入的天然或人工礦物材料，均稱為水泥混合材料。種類：活性非活性兩類作用：

在水泥中主要其填充作用，調(diào)節(jié)強(qiáng)度等級、節(jié)省能源、降低成本、增加產(chǎn)量、降低水化熱等。2.3.1混合材

1、活性混合材

定義——具有水化活性的混合材。活性組分：SiO2、Al2O3常用品種：?；郀t礦渣—煉鋼鐵的廢料火山灰質(zhì)粉末—天然巖石和人工煅燒物粉煤灰—火電廠的廢料

2、非活性混合材

定義：與水泥礦物成分或水化產(chǎn)物不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)很弱的混合材，為非活性混合材。常見的有：磨細(xì)石英砂石灰石粉粘土慢冷礦渣

摻混合材料的硅酸鹽水泥品種硅酸鹽水泥熟料＋石膏＋＋＋＋＋>5％且≤20%混合材普通硅酸鹽水泥>20％且≤70%礦渣礦渣硅酸鹽水泥>20％且≤40%火山灰火山灰硅酸鹽水泥20~40%粉煤灰粉煤灰硅酸鹽水泥>20％且≤50%≥2種混合材復(fù)合硅酸鹽水泥2.3.2摻活性混合材通用硅酸鹽水泥

1、普通硅酸鹽水泥（P·O）硅酸鹽水泥熟料＋5％～20％的混合材料＋適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。其活性混合材料摻加量為>5％且≤20%，其中允許用不超過水泥質(zhì)量8％的非活性材料或不超過水泥質(zhì)量5％的窯灰代替。

主要特性（1）早期強(qiáng)度略低，后期強(qiáng)度高。（2）水化熱略低。（3）抗?jié)B性好，抗凍性好，抗碳化能力強(qiáng)。（4）抗侵蝕、抗腐蝕能力稍好。（5）耐磨性較好；耐熱性能較好。應(yīng)用普通硅酸鹽水泥的應(yīng)用范圍和硅酸鹽水泥相同。

2、礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥熟料＋適量石膏＋20%～70%?；郀t礦渣20%～50%火山灰質(zhì)混合材料20%～40%粉煤灰礦渣水泥（P·S）火山灰水泥（P·P）粉煤灰水泥（P·F）磨細(xì)磨細(xì)磨細(xì)其中礦渣硅酸鹽水泥根據(jù)摻量不同又分A型和B型，A型礦渣摻量>20％且≤50%，代號為P·S·A；B型礦渣摻量>50％且≤70%，代號為P·S·B。

主要特性（與硅酸鹽水泥、普通水泥相比）三種水泥的共同特性凝結(jié)硬化較慢，早強(qiáng)強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度增長較快；水化熱較低，放熱速度慢；抗硫酸鹽腐蝕和抗水性較好；蒸汽養(yǎng)護(hù)適應(yīng)性好；抗凍性、耐磨性及抗碳化性能較差。

三種水泥各自特性礦渣水泥的抗?jié)B性較差，但耐熱性好，可用于溫度不高于200℃的混凝土工程中?；鹕交宜嗟目?jié)B性好，但干縮較大，不適用于長期處于干燥環(huán)境中的混凝土工程。粉煤灰水泥干縮小，抗裂性好。

通用硅酸鹽水泥的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)物理力學(xué)性能密度細(xì)度體積穩(wěn)定性水化熱強(qiáng)度耐久性能軟水腐蝕離子交換型腐蝕結(jié)晶膨脹型腐蝕強(qiáng)堿腐蝕為了滿足建筑工程應(yīng)用的要求，水泥需具備三方面的性能施工性能凝結(jié)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量

通用硅酸鹽水泥化學(xué)性能要求（GB175-2007）水泥品種代號SO3含量（%）MgO含量（%）不溶物（%）燒失量（%）堿含量（%）氯離子含量（%）硅酸鹽水泥P.Ⅰ≤3.5≤5.0≤0.75≤3.0≤0.6≤0.06P.Ⅱ≤1.50≤3.5普通硅酸鹽水泥P.O—≤5.0礦渣硅酸鹽水泥P.S.A≤4.0≤6.0——P.S.B—火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥P.P≤3.5≤6.0——粉煤灰硅酸鹽水泥P.F——復(fù)合硅酸鹽水泥P.C——

通用硅酸鹽水泥物理性能要求（GB175-2007）水泥品種代號細(xì)度（選擇性指標(biāo)）凝結(jié)時(shí)間(min)安定性（沸煮法）初凝終凝硅酸鹽水泥P.Ⅰ比表面積≥300m2/kg≥45≤390合格P.Ⅱ普通硅酸鹽水泥P.O≥45≤600礦渣硅酸鹽水泥P.S.A80μm方孔篩篩余≤10%或45μm方孔篩篩余≤30%P.S.B火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥P.P粉煤灰硅酸鹽水泥P.F復(fù)合硅酸鹽水泥P.C

技術(shù)性質(zhì)不符合要求凝結(jié)時(shí)間（初凝、終凝）不合格品體積安定性不合格品

強(qiáng)度不合格品或降低等級不溶物和燒失量不合格品三氧化硫、氧化鎂含量不合格品水泥質(zhì)量的判定

通用硅酸鹽水泥力學(xué)性能要求（GB175-2007）

工程應(yīng)用通用硅酸鹽水泥在工程中的應(yīng)用，應(yīng)根據(jù)工程所處的具體環(huán)境及施工特點(diǎn)，結(jié)合水泥的特征，選擇合理的水泥品種。

2.4其他品種水泥

2.4.1道路硅酸鹽水泥定義：由道路硅酸鹽水泥熟料、0～10％活性混合材料與適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料簡稱道路水泥。組成特點(diǎn)：水泥熟料主要礦物——硅酸鈣和鐵鋁酸鈣鐵鋁酸四鈣高，C4AF的含量≥16.0％，C3A≤5.0%。性能特點(diǎn)：初凝時(shí)間較長，≥1.5h；抗折強(qiáng)度高；耐磨性好，磨損率≤3.60kg/m2；抗裂性好，28d干縮率≤0.10%；使用特點(diǎn)：

主要用于混凝土路面工程。

道路硅酸鹽水泥物理、化學(xué)性能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（GB13693-2005）

氧化鎂含量三氧化硫含量燒失量比表面積凝結(jié)時(shí)間安定性干縮率耐磨性初凝終凝≤5.0%≤3.5%≤3.0%300~450（m2/kg）≥1.5h≤10h沸煮法檢驗(yàn)必須合格28d干縮率應(yīng)≤0.10%磨耗量應(yīng)≤3.00kg/m2

水泥的強(qiáng)度等級按規(guī)定齡期的抗壓和抗折強(qiáng)度劃分，各齡期的抗壓強(qiáng)度和抗折應(yīng)不低于下表數(shù)值。道路硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級及力學(xué)性能要求（GB13693-2005）強(qiáng)度等級抗折強(qiáng)度(MPa)抗壓強(qiáng)度(MPa)3d28d3d28d32.53.56.516.032.542.54.07.021.042.552.55.07.526.052.5

2.4.2中熱/低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥中熱硅酸鹽水泥（簡稱中熱水泥），代號P.MH。是以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，磨細(xì)制成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料。低熱硅酸鹽水泥（簡稱低熱水泥），代號P.LH。

是以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，磨細(xì)制成的具的低水化熱的水硬性膠凝材料，稱為

低熱礦渣硅酸鹽水泥（簡稱低熱礦渣水泥），代號P.SLH。是以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，加入?；郀t礦渣，適量石膏，磨細(xì)制成的具有低水化熱的水硬性膠凝材料。低熱礦渣硅酸鹽水泥中?；郀t礦渣摻量按質(zhì)量計(jì)為20～60%，允許用不超過混合材總量50%的?；自蚍勖夯掖娌糠至；郀t礦渣。

中熱水泥、低熱水泥、低熱礦渣水泥化學(xué)性能要（GB200-2003）分類熟料中燒失量（%）氧化鎂（%）三氧化硫（%）C3S(%)C3A(%)f-CaO（%）中熱水泥≤55.0≤6.0≤1.0≤3.0≤5.0≤3.5低熱水泥≤40.0≤6.0≤1.0低熱礦渣水泥—≤8.0≤1.2

中熱水泥、低熱水泥、低熱礦渣水泥物理性能要求（GB200-2003）

分類比表面積(m2/kg)凝結(jié)時(shí)間安定