大工13秋《建筑材料》辅导资料五

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建筑材料辅导资料五

主 题：第三章 第二节 “通用水泥”辅导资料 学习时间：2013年10月28日－11月3日 内 容：

这周我们将继续学习本门课的第三章，对通用水泥的相关知识进行学习。希望通过下面内容的学习，能够增加同学们对通用水泥相关知识的理解。

一、学习要求

1、重点掌握普通硅酸盐水泥的定义，国家标准对普通硅酸盐水泥的技术要求，普通硅酸盐水泥与硅酸盐水泥在性质上的差异；

2、了解矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥的组成。掌握以上三种水泥的技术要求。重点掌握三种水泥的共性与特性，并要求理解产生这些共性与个性的原因；

3、掌握五种常用水泥的组成、性质及应用的异同点。了解复合硅酸盐水泥的定义、技术要求、性质特点。掌握复合硅酸盐水泥的用途较普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥更为广泛的原因；

4、了解高铝水泥的定义、矿物成分、水化产物。掌握高铝水泥的技术要求、性质与应用。其它品种的水泥仅为一般了解。

重点掌握内容：

1．重点：普通硅酸盐水泥的定义，国家标准对普通硅酸盐水泥的技术要求，普通硅酸盐水泥与硅酸盐水泥在性质上的差异；五种常用水泥的组成、性质及应用的异同点。

2．难点：五种常用水泥的组成、性质及应用的异同点。

二、主要内容

（一）普通硅酸盐水泥（需要重点掌握的内容）

1、定义、代号

凡由硅酸盐水泥熟料、6%—15%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料为普通硅酸盐水泥(简称普通水泥)。

代号P〃O 2、技术要求

（1）氧化镁—普通水泥中氧化镁的含量不得超过5.0%。如果经压蒸安定性试验合格，则氧化镁含量允许放宽到6.0%。

（2）三氧化硫—普通水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5%。

（3）烧失量—Ⅰ型硅酸盐水泥中浇失量不得大于3.0%，Ⅱ型硅酸盐水泥中烧失量不得大于3.5%。普通水泥中烧失量不得大于5.0%。

（4）细度—普通水泥80μm方孔筛筛余不得超过10.0%。

（5）凝结时间—普通水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。 （6）安定性—用沸煮法检验必须合格。

（7）碱含量—若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于0.60%或由供需双方商定。

3、特性、应用

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（1）硅酸盐水泥的特性

①强度高：硅酸盐水泥凝结硬化快，早期、后期强度都很高，所以适用于早期强度要求高和重要结构的高强混凝土、预应力混凝土工程。

②水化热高：硅酸盐水泥中C3S和C3A含量高，混合材掺量少，比表面积大。因此，早期放热量大，放热速度快，所以适用于冬季施工，不适用于大体积混凝土工程。

③抗冻性好

硅酸盐水泥石具有很好的密实度，且具有对抗冻性有利的孔隙特征。因此，适用于严寒地区遭受反复冻融的混凝土工程。

④耐蚀性差

硅酸盐水泥石中含有很多的Ca(OH)2和水化铝酸钙，所以不适用受流动、压力水作用的混凝土工程，也不适用受海水、矿物水、硫酸盐等侵蚀介质作用的混凝土工程。

⑤耐热性差

当受热温度为100-250℃时，由于额外的水化作用以及脱水后凝胶与部分

Ca(OH)2的结晶对水泥石的加密作用，水泥石的强度并不降低；当受热

250-300℃时，水化物开始脱水，水泥石的强度开始下降；当受热700-1000℃时，水泥石的结构几乎完全破坏。所以硅酸盐水泥不适用有耐热、高温要求的混凝土工程。

（二）硅酸盐水泥的应用 常用于：

重要结构的高强混凝土和预应力混凝土工程； 要求凝结快的现场浇注的混凝土工程； 冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程。 不宜用于：

受流动的软水和有水压作用的工程； 受海水和矿物水作用的工程； 大体积工程； 耐热、耐酸工程。

掺入了混合材的普通硅酸盐水泥特性

掺入了混合材，主要是调节强度等级以便于合理利用，同时增加产量。 由于混合材掺量不多，与硅酸盐水泥相比，其性能、应用范围与同强度等级的硅酸盐水泥相近，早期硬化速度稍慢，3d强度稍低，抗冻性稍差，水化热稍低，耐蚀性稍好。

（三）矿渣、火山灰质、粉煤灰硅酸盐水泥（需要重点掌握的内容）

1、定义、代号 （1）矿渣水泥

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由硅酸盐水泥熟料和20％-70％的粒化高炉矿渣及适量石膏混合磨细而成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥(简称矿渣水泥)，代号P〃S。

（2）火山灰水泥

由硅酸盐水泥熟料和20％-50％的火山灰质混合材料及适量石膏混合磨细而成的水硬性胶凝材料，称为火山灰质硅酸盐水泥(简称火山灰水泥)，代号P〃P。

（3）粉煤灰硅酸盐水泥

由硅酸盐水泥熟料和20％-40％的粉煤灰及适量石膏混合磨细而成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥(简称粉煤灰水泥)，代号P〃F。

（4）复合硅酸盐水泥 由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料和适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥(简称复合水泥)，代号P〃C。

2、技术要求

（1）氧化镁：熟料中氧化镁的含量不得超过5.0%，如果水泥经压蒸安定性试验合格，则熟料中氧化镁的含量允许放宽到6.0%。

（2）三氧化硫：矿渣水泥中三氧化硫含量不得超过4.0%。火山灰水泥、粉煤灰水泥中三氧化硫不得超过3.5%。

（3）细度：80μm方孔筛筛余不得超过10.0%。

（4）凝结时间：初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。 （5）安定性：用沸煮法检验必须合格。

（6）碱：水泥中碱含量按NaO?0.658K2O计算值来表示，若使用活性骨料需限制水泥中碱含量时由供需双方商定。

3、矿渣水泥的特性与应用

（1）早期强度低、后期强度高

矿渣水泥中掺入了大量的混合材，所以凝结硬化慢，早期强度低，但硬化后期强度可以赶上硅酸盐水泥。一般来讲，矿渣掺量越多，早期强度越低，后期强度增长率越大。

矿渣水泥凝结硬化受温度影响比硅酸盐水泥大。因此，矿渣水泥适用于蒸汽养护，而不适用于早期强度要求高(如冬季施工等)的工程。

（2）水化热低

矿渣水泥中熟料含量少，且二次反应速度慢，所以水化热低，适用于大体积混凝土工程。

（3）耐蚀性强

矿渣水泥由于易受侵蚀的Ca(OH)2、C3S大为减少，所以适用于有耐侵蚀性要求的基础、水工及海工混凝土工程。 但是，由于Ca(OH)2少，碱度低，对钢筋的保护能力没有硅酸盐水泥好。

（4）泌水、干缩大，抗冻性差

粒化高炉矿渣难于磨得很细，加之矿渣玻璃体亲水性差，在拌制混凝土时泌水大，易形成毛细孔通道或粗大孔隙，在空气中硬化时易产生较大的干缩。由于泌水和干缩，水泥石的密度较低，所以抗冻性差。 矿渣水泥不适用于受干湿交替或冻融作用的混凝土工程。

（5）耐热性强

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矿渣水泥石中Ca(OH)2含量低，矿渣本身又是水泥的耐火填料，当受热时强度不会显著降低。因此，矿渣水泥适用于受热混凝土工程，若掺入耐火材料，可制成适用于较高温度的耐热混凝土工程。

4、火山灰、粉煤灰水泥的特性与应用 特性：

（1）早期强度低，后期强度增长率大，对于养护温度较敏感等。 （2）水化热低 （3）耐蚀性强 （4）抗冻性差

（5）抗渗性、耐水性强 （6）抗大气性差 解释—抗渗性、耐水性强

火山灰质混合料的CaO含量较粒化高炉矿渣低，加之火山灰水泥的二次反应，使得火山灰水泥水化产物中Ca(OH)2含量更低，相反水化硅酸钙凝胶含量较多；另外火山灰水泥密度小，同样水灰比条件下，其需水量比矿渣水泥多，所以不致产生泌水孔洞，水泥石的密实度较高。 因此，具有较好的抗渗、耐水性，适用于有抗渗和耐水要求的混凝土工程。

解释—抗大气性差

火山灰水泥水化产物中含有大量的胶体，在干燥的空气中，凝胶会脱水产生严重的收缩，导致干缩裂纹。由于低碱度，表面的水化硅酸钙凝胶会在空气中的CO２作用下分解成碳酸钙和氧化硅的粉状混合物，即产生“起粉”现象。因此，不适用于干燥环境中的地上混凝土工程。

（7）混合材料中已介绍，粉煤灰本身就是一种火山灰质混合材。因此，粉煤灰水泥实质上是一种火山灰水泥，但由于粉煤灰的化学组成和矿物结构与其他火山灰质混合材有所差异因而构成了粉煤灰水泥的特点。粉煤灰中有许多球状颗粒，内比表面积小，需水量低，泌水大。因此，粉煤灰水泥水化后早期强度更低、干缩小、抗裂性好、抗大气性差、抗渗性差。

5、复合硅酸盐水泥特性及应用

复合水泥与其他掺混合材水泥不同点在于：水泥中同时掺加两种或两种以上规定的混合材料。国内外大量试验证明，水泥中同时存在不同种类的混合材，不只是各类混合材的简单混合，而是互相取长补短，产生单一混合材不能起到的优良效果。

三、典型习题 （一）填空题

1、硅酸盐水泥石中的 和 含量高，因此水化放热速度快、放热量大，所以适用于 ，不适用于 。

答案：C3S,C3A,冬季施工，大体积混凝土。

2、与硅酸盐水泥相比，普通硅酸盐水泥的早期硬化速度稍 ，三天强度

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稍 ，抗冻性稍 ，水化热稍 ，耐蚀性稍 。

答案：慢，低，差，小，好。 3、矿渣硅酸盐水泥适用于 的混凝土工程，不适用于 的混凝土工程。

答案：有耐热要求，有抗渗要求。 （二）判断题

1、火山灰质硅酸盐水泥适用于干燥环境中的地上混凝土工程。 答案：错误。

2、粉煤灰硅酸盐水泥适合用于承载较晚的混凝土工程。 答案：正确。

3、矿渣硅酸盐水泥适用于有耐热要求的混凝土工程。 答案：正确。

4、矿渣硅酸盐水泥中粒化高炉矿渣的含量一般占水泥组分的80%以上。 答案：错误。

5、硅酸盐水泥的初凝时间不小于45min，终凝时间不大于300min。 答案：错误。

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