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第5章 水泥2

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第5章专题——混凝土裂缝产生的原因与处理措施

第5章专题——混凝土裂缝产生的原因与处理措施

（2）灌浆、嵌缝封堵法 ）灌浆、
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防 渗要求的混凝土裂缝的修补， 渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设 备将胶结材料压入混凝土的裂缝中， 备将胶结材料压入混凝土的裂缝中， 胶结材料 硬化后与混凝土形成一个整体， 硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵 加固的目的。 加固的目的。
以上是针对具体裂缝产生原因的具体分析。 以上是针对具体裂缝产生原因的具体分析。从 本质而言， 本质而言，混凝土构件裂缝产生的原因可归纳 为以下几个方面: 为以下几个方面 （1）结构设计方面 ） （2）材料方面 ） （3）施工方面 ）
（1）结构设计方面 ）
荷载计算有误， ①荷载计算有误，或对较大活荷载的最不利布置未做 认真复核； 认真复核； 结构设计人员对混凝土构件裂缝控制不够重视,而偏 ②结构设计人员对混凝土构件裂缝控制不够重视 而偏 重于承载能力极限状态设计； 重于承载能力极限状态设计； 结构形式选择方面，许多梁、 ③结构形式选择方面，许多梁、板结构的长度越来越 面积越来越大、超静定结果越来越多； 长、面积越来越大、超静定结果越来越多； 构造措施方面，对钢筋的直径、根数、 ④构造措施方面，对钢筋的直径、根数、结构或构件 的分缝、分块等没有进行正确的选择或设置。 的分缝、分块等没有进行正确的选择或设置。
1. 一般混凝土构件裂缝产生原因
当混凝土由于温度变化、 当混凝土由于温度变化、地基的不均匀沉陷及其他原 因引起的应力和变形超过了混凝土的强度和抵抗变形 的能力时,将产生裂缝 裂缝按其产生的原因不同,可 将产生裂缝。 的能力时 将产生裂缝。裂缝按其产生的原因不同 可 分为5 其特征如下: 分为 类,其特征如下 其特征如下
混凝土裂缝产生的原因 与处理措施
当前,在现代建筑工程中, 当前,在现代建筑工程中,混凝土因具有众多优越性而 得到广泛应用。但其也具有一些缺点,如易产生裂。 得到广泛应用。但其也具有一些缺点,如易产生裂。 钢筋混凝土构件的裂缝已成常见问题。混凝土的开裂, 钢筋混凝土构件的裂缝已成常见问题。混凝土的开裂, 使混凝土的强度、抗冻、抗渗以至耐久性都将变差。 使混凝土的强度、抗冻、抗渗以至耐久性都将变差。 现在, 现在,混凝土裂缝问题的研究已成为混凝土界最前沿 热门的课题之一,但至今还没有人找到可靠的、 热门的课题之一,但至今还没有人找到可靠的、切实 可行的解决办法。 可行的解决办法。

5第五章 水泥稳定土的大厚度摊铺与压实

5第五章 水泥稳定土的大厚度摊铺与压实

第五章水泥稳定土的大厚度摊铺与压实5.1 半刚性基层沥青路面在沥青路面各结构层中有一层或一层以上是用水硬性结合料(即无机结合料)处治，且该层具有一定的厚度并能发挥其特性时，此路面称为半刚性基层沥青路面。

半刚性基层沥青路面能适应现代公路运输量大、车辆大型化的需要，因此是高等级公路的主要路面类型之一。

我国已建成通车的高速公路有约80%以上采用了这种结构。

而水泥稳定碎石因其强度高，稳定性好，拌和方便，质量易控制等优点成为路面基层的主要结构形式。

沥青面层属于柔性结构，刚度小，荷载分布能力弱，因此位于其下的基层是主要的承重层，并承受着由沥青路面表层传来的较大的荷载压应力。

基层的底面又往往承受着拉应力的作用，在行车荷载的反复作用下，基层易发生疲劳破坏。

对于半刚性基层沥青路面来说，基层必须满足以下一些主要技术要求:(l)有足够的强度和刚度;(2)有足够的稳定性;(3)有足够的抗冲刷能力;(4)收缩性要小;(5)有足够的平整度;(6)与面层结合良好。

5.2 水泥稳定土基层的施工要求及现状近几年来, 高等级公路路面的基层大多采用水泥稳定级配碎石基层, 其厚度一般为30cm～50cm之间。

根据《公路路面基层施工技术规范》(JT034-2000) (以下简称“规范”)中第31117条第7款的规定:“水泥稳定土结构层应用12t以上的压路机碾压。

用12～15t三轮压路机碾压时, 每层的压实厚度不应超过15cm；用18～20t三轮压路机和振动压路机碾压时, 每层的压实厚度不应超过20cm；对于水泥稳定中粒土和粗粒土, 采用能量大的振动压路机碾压时, 或对于水泥稳定细粒土, 采用振动羊足碾与三轮压路机配合碾压时, 每层的压实厚度可以根据试验适当增加；压实厚度超过上述规定时,应分层铺筑,每层的最小压实厚度为10cm，下层宜稍厚。

对于稳定细粒土, 以及用摊铺机摊铺的混合料, 都应采用先轻型、后重型压路机碾压”。

由此, 对于超厚水泥稳定土（如水泥碎石、或水泥砂砾)等基层, 传统的施工工艺是分2层铺筑。

公路水运试验检测-道路工程-第5章-水泥与水泥混凝土-水泥与水泥混凝土(3)

公路水运试验检测-道路工程-第5章-水泥与水泥混凝土-水泥与水泥混凝土(3)

[单选题（江南博哥）]1.混凝土拌和用水说法不正确的是（）。

A.海水可以拌制素混凝土或预应力混凝土B.海水不得拌制钢筋混凝土C.拌和用水的控制项目包括PH值、不溶物、碱含量等指标D.凡生活用水均可以拌制混凝土参考答案：A参考解析：GB 50164《混凝土质量控制标准》P6，2.6.3规定：未经处理的海水严禁用于钢筋混凝土和预应力混凝土。

[单选题]2.早强剂的作用是（）。

A.改善拌合物流动性B.加速混凝土的早期强度发展C.改善混凝土耐久性D.提高混凝土的最终硬化强度参考答案：B参考解析：GB/T 8075《混凝土外加剂定义、分类、命名与术语》P1，4.2规定：早强剂是加速混凝土早期强度发展的外加剂。

[单选题]3.电位滴定法测混凝土外加剂的氯离子含量试验，是根据（）浓度的变化产生电势的变化原理。

A.银离子B.硝酸根离子C.氯离子D.氯化钠溶液参考答案：A参考解析：GB/T 8077《混凝土外加剂匀质性试验方法》P9，11.1.1规定：用电位滴定法，以银离子或氯离子电极为指示电极，其电势随Ag＋浓度而变化。

[单选题]4.当混凝土的设计强度等级小于C60，采用的配制强度公式是（）。

A.f cu,0≥f cu,k＋1.645σB.f cu,0≥1.15f cu,kC.f cu,0≥0.95f cu,kD.以上均不对参考答案：A参考解析：JGJ 55《普通混凝土配合比设计规程》P9，4.0.1规定：当混凝土的设计强度等级小于C60，采用的配制强度公式是f cu,0≥f cu,k＋1.645σ。

[单选题]5.在进行混凝土配合比的密度修正时，当混凝土表观密度的实测值与计算值之差的绝对值不超过（）时，该配合比不需要进行密度修正。

A.计算值的1％B.计算值的2％C.实测值的1％D.实测值的2％参考答案：B参考解析：JGJ 55《普通混凝土配合比设计规程》P18，6.2.3规定：当混凝土表观密度的实测值与计算值之差的绝对值不超过计算值的2％时，配合比可保持不变；当二者之差超过2％时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数。

东南大学土木工程材料 第5次+水泥

东南大学土木工程材料 第5次+水泥

• 水泥负压筛
测水 定泥 仪标 准 稠 度 及 凝 结 时 间
•
4.1.3 硅酸盐水泥的技术性质
（3）体积安定性* • 概念；事例（宜征大楼；建华混凝土）。 • 引起安定性不良的因素：f-CaO；f-MgO；石膏。 CaO+H2O=Ca(OH)2 MgO+H2O=Mg(OH)2 CaSO4· 2H2O+C3AH6→3CaO· Al2O3· 3CaSO4· 32H2O • 标准要求： f-CaO－沸煮法；f-MgO≤5.0％；SO3 ≤ 3.5%。 • （试验仪器图片，下页）
• • • • 硅酸三钙：水化快，放热量速率较大。 硅酸二钙：水化最慢，放热速率最小。 铝酸三钙：水化最快，放热速率最快。 铁铝酸四钙：水化较快，放热较小。 插图：单矿物强度发展比较；单矿物水 化特点
第五章 硅酸盐水泥
• 硅酸盐水泥熟料矿物的强度
硅酸盐水泥熟料矿物水化硬化特性
C3S C2S C3A C4AF
第五章 水泥－概述
第五章 水泥－概述
第五章 水泥－概述
第五章 硅酸盐水泥
5.1.1 硅酸盐水泥生产概念及其矿物组成 • 硅酸盐水泥生产－－“两磨一烧”
第五章 硅酸盐水泥
第五章 硅酸盐水泥
• 回转窑
• 球磨机
第五章 硅酸盐水泥
• 水泥熟料矿物组成
•水泥熟料矿物水化特性
第五章 硅酸盐水泥
4.1.4 水泥石的腐蚀与防止
（2）一般酸类腐蚀 • 概念：一般酸类与水泥石中的 CH 作用生成的 化合物，或易溶于水，或者体积膨胀，在水泥 石内部造成内应力而导致破坏。 • 盐酸的腐蚀反应： 2HCl+Ca(OH)2=CaCl2(易溶)+2H2O • 硫酸的腐蚀反应： H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4· 2H2O(膨胀)

第5讲 水泥 砂浆抹灰施工

第5讲 水泥 砂浆抹灰施工
1 处理前的检查与交接
2 抹灰前应对下列项目进行检查： 3 （1）主体结构和水电、暖气、煤气等设备的预埋件
是否安装正确； 4 （2）门窗框及其他木制品是否安装齐全并校正后固
定，是否预留抹灰层厚度； 5 （3）水电管线、配电箱是否安装完毕，有无漏项； 6 （4）对已安装好的门窗框，采用板条加以保护。
2 基层的表面处理
5.1 室内抹灰材料、工具及基层准备 5.2 一般抹灰 5.3 装饰抹灰
5.1.1 抹灰工程材料
室内抹灰材料主要有胶凝材料、骨料、纤维材料 、颜料和化工材料。
1 胶凝材料
在建筑装饰工程中，能将砂、石等散粒材料或 块状材料粘结成一个整体的材料，统称为胶凝材料 。胶凝材料分有机胶凝材料和无机胶凝材料两大类 。有机胶凝材料包括石油沥青以及各种天然和人造 树脂等。无机胶凝材料包括水泥、石灰、石膏等。
（1）墙上的各种洞眼用1：3 水泥砂浆填嵌密实；
（2）基层表面的灰尘、污垢 、油渍等应清除干净；
（3）在木结构与砖石结构、 木结构与钢筋混凝土结构 相接处的基体表面抹灰， 应先铺设金属网。金属网 与各基体的搭接宽度从缝 边起每边不小于100mm， 并应铺钉牢固，不翘曲。
3 浇水润墙
为了确保灰砂浆与基层表面粘结牢固，防止抹 灰层空鼓、裂缝、脱落等质量通病，在抹灰前除必 须对抹灰基层表面进行处理外，还应对墙体浇水湿 润。
（1）底层抹灰
底层抹灰主要是对墙体基层的表 面处理，起到与基层黏结和初步找平 的作用。底层砂浆根据基层材料的不 同和受水浸湿情况而不同，可分别选 用石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆和水 泥砂浆，底层抹灰厚度一般5～10mm 。
（2）中间抹灰
中间抹灰主要作用是找平 与黏结，还可以弥补底层砂浆 的干缩裂缝。一般用料与底层 相同，厚度5～10mm，根据墙 体平整度与饰面质量要求，可 一次抹成，也可分多次抹成。

公路水运试验检测-道路工程第五章-水泥与水泥混凝土-水泥与水泥混凝土(5)

公路水运试验检测-道路工程第五章-水泥与水泥混凝土-水泥与水泥混凝土(5)

[单选题]1.碱含量试验方法中，加入热水，压碎残渣使其溶解，加入一滴甲基红指示剂溶液，用（）中和至黄色。

A.氨水B.盐酸C.硫酸D.磷酸参考答案：A参考解析：碱含量试验方法中，加入热水，压碎残渣使其溶解，加入一滴甲基红指示剂溶液，用氨水中和至黄色。

所以答案为A。

[单选题]2.混凝土立方体抗压强度试验，强度等级大于C30、小于C60时，则取（）的加荷速度。

A.0.3～0.5MPa/sB.0.5～0.8MPa/sC.0.8～1.0MPa/sD.1.0～1.5MPa/s参考答案：B参考解析：以成型时的侧面作为受压面，将混凝土置于压力机中心并位置对中。

施加荷载时，对于强度等级小于C30的混凝土，加载速度为0.3~0.5MPa/s；对于强度等级大于C30小于C60的混凝土，取0.5~0.8MPa/s的加载速度；对于强度等级大于C60的混凝土，取0.8~1.0MPa/s的加载速度。

当试件接近破坏而开始迅速变形时，应停止调整试验机的油门，直到试件破坏，记录破坏时的极限荷载。

[单选题]3.混凝土抗折（抗弯拉）强度试验标准试件尺寸为150mm×150mm×550mm（600mm），集料公称最大粒径应不大于26.5mm，如确有必要，允许采用100mm×100mm×400mm试件，集料公称最大粒径应不大于（）mm。

A.13.5B.26.5C.31.5D.53参考答案：B[单选题]4.混凝土抗折（抗弯拉）强度试验采用100mm×100mm×400mm非标准试件时，所取得的抗折强度值应乘以尺寸换算系数（）。

A.0.85B.0.95C.1D.1.05参考答案：A参考解析：表5-9混凝土抗折（抗弯拉）强度试验非标准试件尺寸换算系数0.85。

所以答案为A。

[单选题]5.通用型硅酸盐水泥的生产工艺过程中，形成水泥熟料后，向其添加（）左右的石膏以及不同类型和不同数量的外掺料，就得到通用型硅酸盐水泥。

水利工程施工经典教材-第5章-混凝土工程

第5章混凝土工程至今,混凝土坝在高坝中占的比重较大，特别是重力坝、拱坝应用最普遍。

混凝土坝施工中，大量砂石骨料的采集、加工，水泥和各种掺和料、外加剂的供应是基础，混凝土制备、运输和浇筑是施工的主体，模板、钢筋作业是必要的辅助。

混凝土的施工工艺流程如图。

第一节骨料料场规划和生产加工砂石骨料是混凝土最基本的组成成分.一骨料料场规划骨料料场规划是骨料生产系统的基础. 砂石骨料的质量是料场选择的首要前提.1. 骨料料场规划的原则搞好砂石料场规划应遵循如下的原则。

1）满足水工混凝土对骨料的各项质量要求，其储量力求满足各设计剂级配的需求，并有必要的富裕量。

2）选用的料场，特别是主要料场，应该地开阔，高程适宜，储量大，质量好、开采季节长,主辅料场应能兼顾洪枯季节互为备用的要求.3）选用可采率高,天然级配与设计级配较为接近，用人工骨料调整级配数量少的料场。

4）料场附近有足够的回车和堆料场地，且占用农田少.5）选择开采准备工作小,施工简便的料场.2、骨料的加工过程天然的骨料需要通过筛分分级，人工骨料需要通过破碎、筛分，其生产流程土如土5－2所示。

3、骨料开采量的确定骨料开采量取决于混凝土中各种粒料的需要量。

若第i组骨料所需的净料量为q，则要求开采天然的总量Qi可按下式计算》Qi＝（1＋k）qi/pi式中 k——骨料生产过程中的损失系数，为各生产环节损失系数的总和,即k＝k1+k2+k3+k4；其中k1，k2，k3，k4参见表5－1pi—-天然骨料中第I种骨料粒径含量的百分数。

第i 种骨料净料需要量qi与第j种标号混凝土的工程量vj有关，也与该标号混凝土中第种粒径骨料的单位用量eij有关。

于是，第I种骨料的净料需要量qi可表达为：qi=(1+kc）eijVj式中，kc为混凝土出机后运输、浇筑中的损失系数，约为1％－2％。

4、骨料生产能力的确定严格来说,骨料生产能力由其需求量来确定，实际需求量与各阶段混凝土浇筑强度有关，也与上一阶段结束时的储存量有关.若骨料还需销售，则销售量也是供需平衡的一个因素.据此可确定骨料加工的生产能力P（m3/h）式中 V-—骨料生产高峰期的总产量 ,m3。

道路建筑材料_申爱琴_授课教案幻灯片第5章水泥混凝土和砂浆(5)


C/W=Afce/（fcu,o+ABfce）
式中fcu,o——混凝土试配强度, MPa； fce——水泥28d的实测强度, MPa； A,B—— 回归系数，与骨料品种、水泥品种有关，其 数值可通过试验求得。 � C/W——混凝土要求的灰水比
道路建筑材料·水泥混凝土
３）选定单位用水量（ｍw0）
6） 流动度试验
测混凝土在颠簸或持续振动下流动的性能，并提供利息趋势或稠度 指标。将堆成一定形状的混凝土置于跳桌上，经跳动一定的次数后 ，测定混凝土的扩展程度，用以鉴定混凝土的流动度及离析程度。
道路建筑材料·水泥混凝土
7）.结论：
1、所有的试验都是经验性的，并不能用任何基本方法 来测定混凝土的流动性。 2、没有一个试验适用于所有混凝土，工作性不同的混 凝土可能得到相同的数值。 3、以上试验可作为一种质量控制手段。
及水泥浆或砂浆的含量有关；
稳定性 ——固体重力产生的剪应力不超过液相的屈服应力，
不发生按大小分层的泌水现象
易密性 ——捣实或振动时，克服内部和表面（和模板之间）
阻力，以达到完全密实的能力
道路建筑材料·水泥混凝土
（2） 测定方法
目前，国际上尚无一种能全面表征上述工作性的测定方法 ①主观评定 主要有 ③压入度试验 ⑤重塑性试验 ⑦搅拌机试验 ②坍落度 ④ 流动度试验 ⑥贯入度试验 ⑧其他方法
混凝土配合比，是指单位体积的混凝土中各组成材料 的质量比例。确定这种数量比例关系的工作，称为混 凝土配合比设计。 包括选料、配料两方面内容 配合比表示方法：单位用量法、相对用量法 混凝土配合比设计的三个参数： 水灰比、砂率、用水 量
道路建筑材料·水泥混凝土
3.混凝土配合比设计步骤 （1）计算“初步配合比” （2）提出“基准配合比” （3）确定“实验室配合比” （4）换算“工地配合比”

公路水运试验检测-道路工程第五章-水泥与水泥混凝土-水泥与水泥混凝土(4)

[单选题]1.选择压力机合适的加载量程，一般要求达到的最大破坏荷载应在所选量程的（）。

A.50%左右B.30%-70%C.20%-80%D.10%-90%参考答案：C参考解析：（2）水泥混凝土试件制作与硬化混凝土现场取样方法（JTG3420-2020T0551）中对压力机或万能试验机的要求，测量精度为±1%，试件破坏荷载应大于压力机全量程的20%且小于压力机全量程的80%。

[单选题]2.混凝土抗压强度标准试件的尺寸为（）。

A.50mm×50mm×50mmB.100mm×100mm×100mmC.150mmx150mm×150mmD.200mm×200mm×200mm参考答案：C参考解析：表5-9水泥混凝土立方体抗压强度试验方法（JTG3420-2020T0553），规定标准试件尺寸为150mm×150mm×150mm。

强度等级≤C60时，对于非标准试件（100mm×100mm×100mm、200mm×200mm×200mm），其抗压强度应乘以尺寸换算系数（分别为0.95、1.05）。

[单选题]3.某C30混凝土的初步配合比为1：1.58：3.27：0.50，混凝土的计算密度为2450kg/m3，混凝土的单位用量为水泥：水：砂：碎石=（）。

A.385.5：192.9：609.9：1262.2B.386：193：610：1262C.385：192：609：1262D.385.5：193.0：610.0：1262.2参考答案：B参考解析：★相对用量与单位用量按格式转换：（1+1.58+3.27+0.50）×水泥=2450，则各材料单位用量为：水泥=386kg，水=386×0.50=193kg，砂=386×1.58=610kg，碎石=386×3.27=1262kg。

第5章_水工保护基础知识_ 第2节混凝土常识


2．普通硅酸盐水泥 优点：与硅酸盐水泥相比早期强度稍低，
后期强度高，抗冻性、耐磨性稍有下降，低温
凝结时间有所延长，抗硫酸盐侵蚀能力有所增
强。
适用范围：适应性很强，无特殊要求的工
程都可以使用。
3．矿渣硅酸盐水泥
优点：水化热低，抗硫酸盐侵蚀性好，蒸
汽养护有较好的效果，耐热性较普通硅酸盐水 泥高。 适用范围：地面、地下、水中各种混凝土 工程；高温车间建筑。不适用于干湿交替的工
即制成了冷拉钢筋。冷拉可使钢筋的屈服点提高 17％～27％，伸长率降低，钢筋变得硬脆，冷拉 时效后强度仍有提高。实际操作中，可将冷拉、 除锈j调直、切断合并为一道工序，即简化了程序， 提高了劳动效率，既可以节约钢材，又可制作预 应力钢筋。
冷拉设备简单，易于操作，是钢筋冷加工
的常用方法之一。根据GB 50204—1992《钢筋 混凝土结构工程施工验收规范》，其技术性能 应符合表1—5—8的要求。
例如，富水泥浆法即为采用较小的水灰比、较
高的水泥用量和砂率，提高水泥浆的质量和数量， 以降低孔隙率，使混凝土更密实。
三、道路混凝土
(一)定义 道路混凝土即指水泥混凝土路面。
(二)分类 道路混凝土主要分为素混凝土、钢筋混凝土 和沥青混凝土等。 (三)适用范围 主要用于道路的路面工程和管道过水路面
工程。
2-表中冷拉钢筋的屈服强度值，系GB
50010—2002《混凝土结构设计规范》中冷拉钢 筋强度标准值； 3·钢筋直径大于25mm的冷拉Ⅲ级、Ⅳ级钢 筋，冷弯弯曲直径应增加ld。
(三)热处理钢筋
热处理钢筋是钢厂将热轧的中碳低合金螺纹
钢筋经淬火高温回火调质处理而成的。其特点是
塑性降低不大，但强度提高很多，综合性比较理
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为2400kg/m3，比热容为0.96kJ/(kg· ℃)。求混凝土1d和3d
的绝热升温。 结果：24.4 ℃和30.1 ℃。
水化热对工程的影响
• 水化热积聚在内部不易散发出去，内部温度常升高到
50～60℃以上，内部和外部的温度差所引起的应力，
可使混凝土产生裂缝，因此水化热对大体积混凝土是 有害因素。在大体积混凝土工程中，不宜采用硅酸盐 水泥，应采用低热水泥。若使用水化热较高的水泥施 工时，应采取必要的降温措施。
• 国标要求：硅酸盐水泥
初凝时间≥45min； 终凝时间＜390min。
国标规定：凡初凝时间不符合规定的水泥为废品；终凝 时间不符合规定的水泥为不合格品。为什么？ 水泥凝结时间的规定是为了有足够的时间进行施工操作 和硬化的混凝土质量；
初凝时间太短，来不及施工，水泥石结构疏松、性能差，
石膏量过多，在水泥凝结硬化后，石膏继续与固态的水 化铝酸钙反应，生成钙钒石，产生膨胀，体积增大1.5 倍。
（4） 强度 水泥强度是指水泥胶结能力的大小，用硬化一段龄期的水
泥胶砂强度来表示。 GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》： 试件尺寸：4040160mm 棱柱体； 胶砂配比：水泥 : ISO标准砂 : 水= 1 : 3 : 0.5；
游离MgO － 压蒸法引起的（MgO含量不超过5.0%）
石膏－长期浸水法 (SO3含量不超过3.5%）
水泥体积安定性不良的原因： 水泥熟料中含有过多的游离CaO、MgO和石膏。 因为水泥熟料中的游离CaO、MgO都是过烧的。水化 速度很慢。在已硬化的水化石中继续与水反应，其固体
体积增大1.98%和2.48倍，造成水泥石开裂、翘曲。
52.5R
62.5 62.5R
≥17.0 ≥ 22.0 ≥ 23.0 ≥ 27.0 ≥ 28.0 ≥ 32.0
≥ 42.5 ≥ 42.5 ≥ 52.5 ≥ 52.5 ≥ 62.5 ≥ 62.5
≥ 3.5 ≥ 4.0 ≥ 4.0 ≥ 5.0 ≥ 5.0 ≥ 5.5
≥ 6.5 ≥ 6.5 ≥ 7.0 ≥ 7.0 ≥ 8.0 ≥ 8.0
孔中结晶膨胀，最终造成水泥石结构被涨裂。
（5） 防止水泥石侵蚀的措施 根据腐蚀原理和不同的腐蚀环境采取不同的措施。 • 根据工程的使用环境特点，合理选择水泥品种，或适 当掺加混合材料，减少可腐蚀物质的浓度，可提高水 泥石对各种侵蚀的抵抗能力。
• 提高水泥石的密实度，采取措施（如降低水灰比、掺
加外加剂等）减少水泥石结构的孔隙率，特别是提高
防止措施：混凝土预先在空气中放置一段时间，使水
泥石中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳和水作用，生 成一层碳酸钙外壳，可减轻软水腐蚀。
（2） 盐类侵蚀 （硫酸盐，镁盐） 硫酸盐的侵蚀
硫酸盐与水泥石中的氢氧化钙反应，生成硫酸钙。硫酸 钙再与水泥石中未水化的铝酸钙反应，生成钙矾石，其 体积增加1.5倍以上，引起水泥石的破坏。
• 细度不符合要求的水泥为不合格品！
问题：为什么需要规定水泥的细度？ • 水泥颗粒细度影响水化活性和凝结硬化速度，水泥颗粒 太粗，水化活性越低，不利于凝结硬化； • 虽然水泥越细，凝结硬化越快，早期强度会越高，但是 水化放热速度快，水泥收缩大，对水泥石性能不利； • 水泥越细，生产能耗越高，成本增加；
二次反应的重要意义：
第一，混合材料水泥的早期强度低，后期强度高，这是因 为混合材料的二次反应发生在后期。 第二，混合材料的水化产物中氢氧化钙含量少，因此其对 软水、海水、硫酸盐的腐蚀具有更强的抵抗能力。
§4.2 硅酸盐系通用水泥
硅酸盐水泥熟料＋石膏
＋
6~15% 混合材
＋
20~70% 矿渣
＋
20~50% 火山灰
＋
20~40% 粉煤灰＋16~50%两 Nhomakorabea种混合材
普 通 硅 酸 盐 水 泥
矿 渣 硅 酸 盐 水 泥
火 山 灰 硅 酸 盐 水 泥
粉 煤 灰 硅 酸 盐 水 泥
复 合 硅 酸 盐 水 泥
掺混合材料水泥的代号
水泥无使用价值，即为废品；
终凝时间太长，强度增长缓慢，也会影响施工，即为不
合格品。
（3） 体积安定性 水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化 是否均匀的性质。若水泥石的体积变化均匀适当，则体 积安定性良好；若水泥石发生不均匀体积变化：翘曲、 开裂等，则水泥的体积安定性不良。 国家标准（GB/T1346）规定： 游离CaO － 雷氏法（平均膨胀值不大于5.0mm) 试饼沸煮法（合格）
• 水泥越细，对水泥的储存也不利，容易受潮结块，反而
降低强度。
（2） 凝结时间 • 定义： 凝结时间—水泥加水开始到水泥浆失去流动性，
即从可塑性发展到固体状态所需要的时间。 初凝时间：从水泥加水拌和到水泥浆开始失去可塑
性所需的时间；
终凝时间：从水泥加水拌和到水泥浆完全失去可塑 性，并开始具有强度所需的时间。 • 测定方法：用标准稠度的水泥净浆，在规定的温度和 湿度下，用凝结时间测定仪来测定。
（3） 酸类侵蚀
碳酸腐蚀－工业污水、地下水中含有较多的二氧化碳，
可通过二次反应造成水泥石的破坏。
Ca(OH)2+CO2+H2O——CaCO3+2H2O CaCO3+CO2+H2O→←Ca(HCO3)2 一般酸的腐蚀－废水、地下水等水质中中含有的无机酸 对水泥石的破坏 HCl+ Ca(OH)2——CaCl2+2H2O H2SO4+ Ca(OH)2——CaSO4· 2O 2H
8 硅酸盐水泥的技术要求
国家标准GB175-2007《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》
（1）细度
• 定义： 细度是指水泥粉体的粗细程度。 • 测量方法
筛分析法： 80m方孔筛的筛余量百分数；
比表面积法 ：1kg水泥颗粒所具有的总表面积。 • 国标要求 硅酸盐水泥的比表面积应大于300m2/kg。 普通水泥80m方孔筛的筛余量不得超过10.0%。
4CaO Al2 O3 12 H 2O 3CaSO4 21H 2O 3CaO Al2 O3 3CaSO4 32 H 2O Ca (OH ) 2
如果硫酸钙浓度较高，可直接在孔隙中直接结晶为二水 石膏，产生明显的体积膨胀，引起破坏。
钙矾石
水泥石受硫酸盐侵蚀后，因膨胀性结晶产 水泥石受硫酸盐侵蚀后，内部形成膨 物引起的开裂 胀性结晶产物
（5） 水化热
水化热是指水泥水化时放出的热量。以kJ/kg来表示。 主要指标：放热总量与放热速度。 影响因素：熟料的矿物组成、水泥的细度（越细放热速度 越快），混合材料和外加剂的品种及数量。
例：PO42.5水泥1d水化热为188 kJ/kg，3d水化热为231
kJ/kg，假设每立方米混凝土用300Kg水泥，混凝土的密度
镁盐的腐蚀 镁盐主要为硫酸镁和氯化镁，他们与氢氧化钙反应，生 成氢氧化镁和硫酸钙或氯化钙。 MgSO4+Ca(OH)2——CaSO4.2H2O+Mg(OH)2
MgCl2+ Ca(OH)2——CaCl2+Mg(OH)2
生成的氢氧化镁松散且无胶凝性能，氯化钙易溶于水， 二水石膏将引起硫酸盐的侵蚀。因此镁盐对水泥石的侵 蚀是双重腐蚀。
（2）活性混合材材料
火山灰活性：材料细粉单独不具有水硬性，但是在常温下
与石灰一起和水拌和后，能生成水硬性化合物的性能。
活性混合材料：具有火山灰活性或潜在水硬性的材料，如 粒化高炉矿渣、火山灰、粉煤灰等，主要化学成分为活性 氧化硅和活性氧化铝。这些材料本身不会发生水化反应， 不产生胶凝性，但在氢氧化钙或石膏等溶液中，它们却能
强度等级所加入的天然或人工矿物材料。通常可分为活性 混合材料和非活性混合材料。 混合材料的作用：填充作用，调节强度等级、节省能源、 降低成本、增加产量、降低水化热等。 （1）非活性混合材料 与水泥矿物成分或水化产物不发生化学反应或化学反应很 弱的混合材料，为非活性混合材料。常见的有：磨细石英
砂；石灰石粉；粘土；慢冷矿渣
产生明显的水化反应，形成水化硅酸钙和水化铝酸钙。
xCa(OH)2 SiO 2 mH2O xCaO SiO 2 nH2O
xCa(OH)2 Al2O3 mH2O yCaO Al2O3 nH2O
掺混合材料的硅酸盐水泥水化时，水泥熟料首先水化产 生氢氧化钙，氢氧化钙再与活性混合材料中的活性氧化硅 和活性氧化铝反应，形成水化硅酸钙和水化铝酸钙。因此 这一反应也称为“二次反应”。
水泥的原材料与生产
水泥的化学组成 水泥的水化和产物
石灰石、粘土及其他
四种主要成分 水化方程 四个阶段 影响因素
C3S C3A C2S C4AF
初始反应期 潜伏期 凝结期 硬化期
水泥的凝结硬化 水泥石的微观结构 固相组成，孔组成，水
熟料组成、细度、石膏掺量、 水灰比、养护时间、温度与湿度
硅酸盐水泥的基本特性
水泥品种 普通水泥 矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥 复合水泥 石灰石水泥 组成特点 6％～15％的混合材 20～70％矿渣 20～50％火山灰 20～40％粉煤灰 15～50％两种混合材 11％～25％的石灰石 代号 P· O P· S P· P P· F P· C P· L
1 水泥混合材料
水泥混合材料是指在水泥生产过程中，为改善性能、调节
表面的密实度，阻塞腐蚀介质渗入水泥石的通道。
• 在水泥石结构的表面设置保护层（如涂料、贴面等致 密的耐腐蚀层），隔绝腐蚀介质与水泥石的联系。
小 结
为了满足土木工程应用的要求，水泥需具备三方面的性能 物理力学性能 细度 体积安定性 强度 施工性能 凝结时间 耐久性能 软水腐蚀 盐类腐蚀 酸类腐蚀
水泥石受酸腐蚀后，表面溶失、脱落