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1、第八章第八章 硅酸盐水泥的性能硅酸盐水泥的性能本章主要内容本章主要内容 凝结时间凝结时间 强度强度 体积变化体积变化 水化热水化热 硅酸盐水泥的性能包括:密度密度容积密度容积密度细度细度强度强度体积变化体积变化耐久性耐久性凝结时间凝结时间水化热水化热泌水性泌水性建筑性能建筑性能物理性能物理性能8.1 8.1 凝结时间凝结时间凝结时间的定义凝结时间的定义凝结过程凝结过程 水泥加水拌和成水泥浆体，逐渐失去流动性、水泥加水拌和成水泥浆体，逐渐失去流动性、可塑性，形成具有一定强度的硬化浆体的过程。可塑性，形成具有一定强度的硬化浆体的过程。 初凝初凝: :水泥浆体失去流动性和部分可塑性水泥浆体失去流动性

2、和部分可塑性, ,开始凝开始凝结结. . 终凝终凝: :水泥浆体逐渐硬化水泥浆体逐渐硬化, ,完全失去可塑性完全失去可塑性, ,并具有并具有一定的机械强度一定的机械强度, ,能抵抗一定的外来压力能抵抗一定的外来压力. .加水加水开始失去可塑性开始失去可塑性完全失去可塑性完全失去可塑性凝结过程凝结过程初初凝凝终终凝凝初初凝凝终终凝凝凝结时间凝结时间 水泥从拌水开始到失去流动性，即从可塑水泥从拌水开始到失去流动性，即从可塑性状态发展到固体状态所需要的时间。性状态发展到固体状态所需要的时间。初凝时间：初凝时间：从加水拌和起，到水泥浆体开始从加水拌和起，到水泥浆体开始失去可塑性所需时间。失去可塑性所需

3、时间。终凝时间：终凝时间：从加水拌和起，到水泥浆体完全从加水拌和起，到水泥浆体完全失去可塑性并开始产生强度所需时间。失去可塑性并开始产生强度所需时间。凝结时间的测定凝结时间的测定 水泥加水制成标准稠度净浆水泥加水制成标准稠度净浆装模装模养护养护用用符合符合GB3350.6GB3350.6规定的仪器进行测定规定的仪器进行测定。测定前的准备工作测定前的准备工作0点点试试模模试针试针净浆净浆 调整凝结时间测定仪的试针，当接触玻璃板时，指调整凝结时间测定仪的试针，当接触玻璃板时，指针应对准标尺零点。针应对准标尺零点。 4 1mm初凝状态初凝状态初凝时间的测定初凝时间的测定 由开始加水至初凝状态时的时间

4、为该水泥的由开始加水至初凝状态时的时间为该水泥的初凝时间，用小时（初凝时间，用小时（h h）或分（）或分（minmin）来表示。）来表示。 0.5mm终凝状态终凝状态终凝时间的测定终凝时间的测定 由开始加水至终凝状态时的时间为该水泥的终由开始加水至终凝状态时的时间为该水泥的终凝时间，用小时（凝时间，用小时（h h）或分（）或分（minmin）来表示。）来表示。 凝结时间的重要意义凝结时间的重要意义 水泥浆体的凝结时间，对于建筑工程的施工具水泥浆体的凝结时间，对于建筑工程的施工具有十分重要的意义。有十分重要的意义。 若初凝时间太短，往往来不及进行施工，水泥浆若初凝时间太短，往往来不及进行施工，水

5、泥浆体就已变硬。体就已变硬。 若终凝时间太长，未产生足够大的强度若终凝时间太长，未产生足够大的强度，则影响则影响施工的速度。施工的速度。 因此，应有足够长的时间来保证混凝土的搅拌、因此，应有足够长的时间来保证混凝土的搅拌、输送、浇注、成型等操作的顺利完成；同时还应尽输送、浇注、成型等操作的顺利完成；同时还应尽可能短的时间加快脱模及施工进度，以保证工程的可能短的时间加快脱模及施工进度，以保证工程的进展。进展。凝结时间的标准规定凝结时间的标准规定（GB17599规定规定） 初凝时间初凝时间 终凝时间终凝时间 硅酸盐水泥硅酸盐水泥 45min 45min 6.5h 6.5h 普通水泥普通水泥 45m

6、in 45min 10h 10h 测定方法：凝结时间测定仪（维卡仪）测定方法：凝结时间测定仪（维卡仪）一一. 凝结速度凝结速度 水泥凝结时间的长短取决于其凝结速度水泥凝结时间的长短取决于其凝结速度的快慢，两者成反比关系。的快慢，两者成反比关系。 凡是影响水化速度的各种因素，基本上凡是影响水化速度的各种因素，基本上也同样影响水泥的凝结速度。但水化和凝也同样影响水泥的凝结速度。但水化和凝结又有一定的差异。结又有一定的差异。 影响凝结速度的因素影响凝结速度的因素 熟料矿物组成熟料矿物组成 水泥细度水泥细度 水灰比水灰比 养护条件（温度）养护条件（温度） 外加剂等。外加剂等。 凝结速度和水化速度？凝结

7、速度和水化速度？矿物组成矿物组成 （参考普硅（参考普硅78）熟料矿物熟料矿物28天的水化速度大小顺序为：天的水化速度大小顺序为： C3AC3SC4AFC2S 水泥的凝结速度既与熟料矿物水化难易有关，水泥的凝结速度既与熟料矿物水化难易有关，又与各矿物的含量有关。又与各矿物的含量有关。 决定凝结速度的主要矿物为决定凝结速度的主要矿物为C3A和和C3S，快，快凝是由凝是由C3A造成的，而正常凝结则是受造成的，而正常凝结则是受C3S制制约的。约的。水泥细度水泥细度 水泥粉磨越细，其比表面积就越大，晶水泥粉磨越细，其比表面积就越大，晶体产生扭曲、错位等缺陷越多，水化速度越体产生扭曲、错位等缺陷越多，水化

8、速度越快，凝结越迅速；反之凝结越慢。快，凝结越迅速；反之凝结越慢。 硅酸盐水泥硅酸盐水泥国家标准规定：国家标准规定： 80m方孔筛筛余不超过（方孔筛筛余不超过（）10%比表面积不小于（比表面积不小于（）300m2/kg水灰比（水灰比（W/C） 水灰比越大，水化越快，凝结反而变慢。水灰比越大，水化越快，凝结反而变慢。 这是因为加水量过多，颗粒间距增大，水泥这是因为加水量过多，颗粒间距增大，水泥浆体结构不易紧密，网络结构难以形成的缘故。浆体结构不易紧密，网络结构难以形成的缘故。 水灰比过大时，会使水泥石结构中孔隙太多，水灰比过大时，会使水泥石结构中孔隙太多，降低其强度，故水灰比不宜太大。降低其强度

9、，故水灰比不宜太大。 适宜的用水量应满足两方面的要求：适宜的用水量应满足两方面的要求： 水泥水化反应水泥水化反应 水泥浆体稠度水泥浆体稠度养护条件养护条件 温度升高，水化加快，凝结时间缩短，温度升高，水化加快，凝结时间缩短，反之则凝结时间会延长。反之则凝结时间会延长。 夏季（高温）和冬季（低温）施工时，夏季（高温）和冬季（低温）施工时，注意采取适当的措施，以保证正常的凝结注意采取适当的措施，以保证正常的凝结时间。时间。 保温保温 增湿增湿外加剂外加剂 缓凝剂：延长凝结时间缓凝剂：延长凝结时间 促凝剂：缩短凝结时间促凝剂：缩短凝结时间 影响水泥的凝结快慢因素是多方面的，最影响水泥的凝结快慢因素是

10、多方面的，最主要是主要是C3A，因此在水泥生产中通常是掺入适，因此在水泥生产中通常是掺入适量外加剂来控制水泥的凝结时间。量外加剂来控制水泥的凝结时间。 石膏是常用的一种缓凝剂。有时，根据需石膏是常用的一种缓凝剂。有时，根据需要也掺入其他调凝外加剂。要也掺入其他调凝外加剂。二、石膏的作用及其适宜掺量的确定二、石膏的作用及其适宜掺量的确定1.1.石膏的作用：石膏的作用： 调节凝结时间；（主要作用）调节凝结时间；（主要作用） 提高早期强度；提高早期强度； 降低干缩变形；降低干缩变形； 改善水泥的性能。改善水泥的性能。2.石膏的缓凝机理石膏的缓凝机理 水泥中掺加适宜石膏时，水泥中掺加适宜石膏时，3在石

11、膏在石膏-石灰石灰的饱和溶液中，生成溶解度极低的三硫型水化硫的饱和溶液中，生成溶解度极低的三硫型水化硫铝酸钙（铝酸钙（AFtAFt），又称钙矾石。棱柱状的小晶体生），又称钙矾石。棱柱状的小晶体生长在水泥颗粒表面，形成覆盖层或薄膜，阻滞了长在水泥颗粒表面，形成覆盖层或薄膜，阻滞了水分子及离子的扩散，降低了水化速度，延长了水分子及离子的扩散，降低了水化速度，延长了凝结时间，防止了快凝现象发生。凝结时间，防止了快凝现象发生。 石膏掺量过多或过少都会导致不正常凝结。石膏掺量过多或过少都会导致不正常凝结。石膏的适宜掺量？石膏的适宜掺量？ 3.3.石膏掺量的确定石膏掺量的确定 确定石膏的最佳掺量要同时考虑

12、确定石膏的最佳掺量要同时考虑: : 凝结时间；凝结时间； 强度；（图强度；（图9.49.4） 安定性。安定性。 图9.3石膏对水泥凝结时间的影响石膏最佳掺入量石膏最佳掺入量是指使水是指使水泥凝结正常、强度高、安泥凝结正常、强度高、安定性良好的掺量。定性良好的掺量。 图10-3水泥强度与SO3掺入量的关系 确定最佳掺量的可靠方法确定最佳掺量的可靠方法 具体做法：具体做法： 用同一熟料掺加各种百分比的石膏（例如用同一熟料掺加各种百分比的石膏（例如SOSO3 3总量总量15），分别磨到同一细度，进行凝结时间、不同龄期的强度分别磨到同一细度，进行凝结时间、不同龄期的强度等性能试验。然后根据所得的强度和

13、等性能试验。然后根据所得的强度和SOSO3 3含量的关系含量的关系曲线曲线，结，结合各龄期情况综合考虑，选择在合各龄期情况综合考虑，选择在安定性合格、凝结时间正常安定性合格、凝结时间正常时能达到最高强度的时能达到最高强度的SOSO3 3掺加量掺加量，即为，即为最佳石膏掺量。最佳石膏掺量。 我国生产的普通水泥石膏掺量一般波动于我国生产的普通水泥石膏掺量一般波动于 SOSO3 3 = 1.5= 1.52.52.5。 三、假凝现象三、假凝现象1.假凝及其特征假凝及其特征 假凝：假凝：是指水泥的一种不正常的是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬早期固化或过早变硬现象。水泥加水拌和后，在几分钟内即迅速

14、凝结变现象。水泥加水拌和后，在几分钟内即迅速凝结变硬，经剧烈搅拌后，又重新恢复塑性的现象。硬，经剧烈搅拌后，又重新恢复塑性的现象。快凝：快凝：指熟料粉磨后与水混合瞬间凝结并放出热量的指熟料粉磨后与水混合瞬间凝结并放出热量的现象。现象。2.2.产生原因产生原因快凝原因：快凝原因：熟料煅烧时冷却速度慢、碱含量高；熟料煅烧时冷却速度慢、碱含量高；C C3 3A A含量高或石膏掺量不足；含量高或石膏掺量不足；假凝原因：假凝原因：造成假凝的主要原因除熟料造成假凝的主要原因除熟料C C3 3A A含量高或石膏掺量较含量高或石膏掺量较多外；多外；水泥在粉磨时受到高温，二水石膏脱水成半水石膏；水泥在粉磨时受到

15、高温，二水石膏脱水成半水石膏；高碱水泥生成钾石膏；高碱水泥生成钾石膏；水泥颗粒表面异性电荷的作用；水泥颗粒表面异性电荷的作用； 3.快凝、假凝比较快凝、假凝比较快凝现象快凝现象 假凝现象假凝现象定定义义水泥加水拌和后，很快出现不可逆水泥加水拌和后，很快出现不可逆的固化现象。（初凝时间太短）的固化现象。（初凝时间太短） 水泥加水拌和后，在几分钟内既水泥加水拌和后，在几分钟内既迅速凝结变硬，经剧烈搅拌后，迅速凝结变硬，经剧烈搅拌后，又重新恢复塑性的现象。又重新恢复塑性的现象。 现现象象很快凝结，不可逆，浆体已产生一很快凝结，不可逆，浆体已产生一定强度，重新搅拌也不能恢复塑性；定强度，重新搅拌也不能

16、恢复塑性；放热量多，温度急剧上升。放热量多，温度急剧上升。 很快凝结，可逆，经剧烈搅拌后很快凝结，可逆，经剧烈搅拌后浆体可重新恢复塑性，并达到正浆体可重新恢复塑性，并达到正常凝结；放热量很少；常凝结；放热量很少；对强度无影响，但增加施工难度。对强度无影响，但增加施工难度。 原原因因C C3 3A A含量高，或石膏等缓凝剂掺量过含量高，或石膏等缓凝剂掺量过少少 1 1、水泥粉磨时受高温，二水石膏、水泥粉磨时受高温，二水石膏脱水形成半水石膏脱水形成半水石膏2 2、碱含量较高、碱含量较高 措措施施1 1、控制、控制C C3 3A A含量含量2 2、掺适量石膏、掺适量石膏 1 1、降低水泥磨温度、降低

17、水泥磨温度2 2、控制水泥中碱含量、控制水泥中碱含量3 3、施工时延长搅拌时间、施工时延长搅拌时间 4.预防措施：预防措施：在生产中，为了防止假凝，采用措施：在生产中，为了防止假凝，采用措施： 使用无水硫酸钙含量较高的石膏，以避免使用无水硫酸钙含量较高的石膏，以避免粉磨时石膏脱水；粉磨时石膏脱水； 在水泥粉磨时采取一定的措施降温，也可在水泥粉磨时采取一定的措施降温，也可避免石膏脱水；避免石膏脱水； 将水泥存放一段时间；将水泥存放一段时间； 在建筑施工中，可以延长搅拌时间来消除在建筑施工中，可以延长搅拌时间来消除假凝现象的产生；假凝现象的产生； 图10-4 不正常凝结的典型特性曲线四、调凝外加剂

18、四、调凝外加剂 促凝剂促凝剂 按所起作用不同按所起作用不同 缓凝剂缓凝剂 促凝剂促凝剂 指减少水泥浆由塑性变为固态所需时间，提指减少水泥浆由塑性变为固态所需时间，提高早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂。高早期强度，并对后期强度无显著影响的外加剂。 促凝剂主要有三类：促凝剂主要有三类： 氯盐类，氯盐类，如氯化钙、氯化钠等；如氯化钙、氯化钠等； 硫酸盐类，硫酸盐类，如硫酸钠、硫代硫酸钠等；如硫酸钠、硫代硫酸钠等； 有机胺类，有机胺类，如三乙醇胺、三异丙醇胺等；如三乙醇胺、三异丙醇胺等； 但但CaClCaCl2 2会使钢筋锈蚀。常与阻锈剂亚硝酸钠复合使会使钢筋锈蚀。常与阻锈剂亚硝酸钠复合使用。

19、用。 NaNa2 2S0S04 4与与Ca(OH)Ca(OH)2 2作用生成强碱作用生成强碱NaOHNaOH，易于活性集料，易于活性集料中发生碱集料反应。中发生碱集料反应。 但三乙醇胺掺量过多反而会造成混凝土严重缓凝和但三乙醇胺掺量过多反而会造成混凝土严重缓凝和强度下降。强度下降。 适用范围适用范围 促凝剂可以在常温、低温、负温（不低于促凝剂可以在常温、低温、负温（不低于5）条件下加速混凝土的硬化过程，多用于）条件下加速混凝土的硬化过程，多用于冬季施工和抢修工程。冬季施工和抢修工程。注意事项：注意事项： 在实际生产中，使用调凝剂时应注意其在实际生产中，使用调凝剂时应注意其掺量掺量及及其对水泥其

20、对水泥性能的影响性能的影响等问题。等问题。 在选择外加剂和其适宜的掺量时，应根据工程在选择外加剂和其适宜的掺量时，应根据工程需要，现场的材料条件，参考有关资料，通过需要，现场的材料条件，参考有关资料，通过试验确定。试验确定。 某工地使用某厂生产的硅酸盐水泥，加水拌和后，水泥浆体在短时间内迅速凝结。后经剧烈搅拌，水泥浆体又恢复塑性，随后过三小时才凝结。请讨论形成这种现象的原因。缓凝剂 能延缓凝结时间，并对后期强度发展无不利能延缓凝结时间，并对后期强度发展无不利影响的外加剂。影响的外加剂。 有机缓凝剂：木质素磺酸盐，羟基羟酸及其盐，有机缓凝剂：木质素磺酸盐，羟基羟酸及其盐，多元醇及其衍生物，糖类及

21、碳水化合物，胺盐和多元醇及其衍生物，糖类及碳水化合物，胺盐和胺酸等。胺酸等。 无机缓凝剂：硼砂，氯化锌，碳酸锌，铁、铜、无机缓凝剂：硼砂，氯化锌，碳酸锌，铁、铜、锌和镉的硫酸盐、磷酸盐和偏磷酸盐等。锌和镉的硫酸盐、磷酸盐和偏磷酸盐等。 适用范围适用范围 主要适用于大体积的混凝土和炎热气候下施工，主要适用于大体积的混凝土和炎热气候下施工，以及需长时间停放或长距离运输的混凝土。以及需长时间停放或长距离运输的混凝土。 缓凝剂不宜用于日最低气温缓凝剂不宜用于日最低气温55以下施工的混凝以下施工的混凝土，也不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养土，也不宜单独用于有早强要求的混凝土及蒸养混凝土。混凝土。8.

22、2 8.2 强度强度 一、强度的形成一、强度的形成( (机理）机理）1.1.强度机理强度机理巨大的表面能（范德华力的作用）巨大的表面能（范德华力的作用）晶体的连生（化学键的作用）晶体的连生（化学键的作用）两种观点的结合（某前主要观点）两种观点的结合（某前主要观点）2、表达方式：、表达方式：(单位：单位：MPa） 按所受压力不同分：按所受压力不同分： 按龄期不同分：按龄期不同分：抗压强度抗折强度早期强度：指28d以前的强度后期强度：指28d及以后的强度。如1d 3d 7d强度如：28d强度水泥胶砂强度检验方法（ISO法）（GB/T17671-1999） 二、影响水泥强度的因素二、影响水泥强度的因

23、素1.1.熟料的矿物组成熟料的矿物组成 2.2.水泥的细度水泥的细度 ： 3.3.施工条件：施工条件：水灰比：水灰比： 骨料级配：骨料级配： 搅拌振捣的程度：搅拌振捣的程度： 养护温度和湿度：养护温度和湿度： 外加剂的使用：外加剂的使用： 1.1.熟料的矿物组成：熟料的矿物组成： 4 4种单矿物种单矿物28d28d强度强度排序：排序：C C3 3S SC C4 4AFAFC C3 3A AC C2 2S S C C3 3S S早强高，早强高，C C2 2S S后期强度增幅大。后期强度增幅大。 C C3 3A A早期强度增长很快，对早强有利，但后期早期强度增长很快，对早强有利，但后期强度增长不大

24、。甚至倒缩，强度增长不大。甚至倒缩，C C3 3A A存在最佳含量。存在最佳含量。 C C4 4AFAF对早强及后强均有利。对早强及后强均有利。 碱含量使早期强度提高，碱含量使早期强度提高，2828天及其以后强度天及其以后强度有所降低。有所降低。石膏和少量氧化物的影响石膏和少量氧化物的影响2.2.水泥细度水泥细度 水泥越细，颗粒分布范围越窄越均匀，其水泥越细，颗粒分布范围越窄越均匀，其水化速度越快，而且水化更为完全，水泥水化速度越快，而且水化更为完全，水泥的强度尤其是早强越高，适当增大水泥细的强度尤其是早强越高，适当增大水泥细度，还能改善浆体泌水性、和易性和粘结度，还能改善浆体泌水性、和易性和

25、粘结力等。力等。 但是水泥太细，标准稠度需水量越大，增但是水泥太细，标准稠度需水量越大，增大了硬化浆体结构的孔隙率，从而引起强大了硬化浆体结构的孔隙率，从而引起强度下降。度下降。 3.3.施工条件施工条件 在施工过程中，水灰比，骨料级配，搅拌振在施工过程中，水灰比，骨料级配，搅拌振捣的程度，养护温度及是否采用外加剂等对强度捣的程度，养护温度及是否采用外加剂等对强度有很大影响。有很大影响。水灰比：水灰比： 骨料级配：骨料级配： 搅拌振捣的程度：搅拌振捣的程度： 养护温度：养护温度： 外加剂的使用：外加剂的使用： 图10-7养护温度对水泥浆体强度增长的影响养护对水泥强度发展的影响8.3 8.3 体

26、积变化体积变化 一一. .体积安定性体积安定性安定性不良：安定性不良：水泥在凝结硬化过程中产生水泥在凝结硬化过程中产生剧烈而不均匀的体积变化（体积膨胀剧烈而不均匀的体积变化（体积膨胀),),称称为安定性不良为安定性不良引起引起安定性不良的原因：熟料中游离氧化安定性不良的原因：熟料中游离氧化钙、氧化镁含量过高以及水泥中石膏掺加钙、氧化镁含量过高以及水泥中石膏掺加量过多。量过多。 f-CaO的危害与细度有关：的危害与细度有关： 细度越细，细度越细， f-CaO水化快，影响相应变小。水化快，影响相应变小。 测试法：测试法： 雷氏夹法雷氏夹法 ：水中养护：水中养护24小时，煮沸小时，煮沸1h 蒸煮试饼

27、法；（热饼试验蒸煮试饼法；（热饼试验7080mm，中心厚，中心厚10 mm 边缘渐薄）煮沸边缘渐薄）煮沸4h，不弯曲、开裂、溃散。，不弯曲、开裂、溃散。 方鎂石方鎂石 压蒸法（试体压蒸法（试体2525250 mm ）：）：216, ,20atm压蒸压蒸3h，膨胀率，膨胀率0.5 石膏：石膏：调凝剂调凝剂 若掺加量过多，在凝结硬化后期继续形成钙若掺加量过多，在凝结硬化后期继续形成钙矾石，产生膨胀。矾石，产生膨胀。 标准中规定：水泥中标准中规定：水泥中SOSO3 33.5 3.5 测试法：测试法： 冷饼试验：冷饼试验：试饼置于潮湿环境或浸入水中经试饼置于潮湿环境或浸入水中经2828天或更天或更长时

28、间观察有无明显变形作为参考。长时间观察有无明显变形作为参考。 化学分析：化学分析：测出一定时间后未结合的测出一定时间后未结合的SOSO3 3剩余量剩余量 - - 判断安定性是否良好的可靠依据判断安定性是否良好的可靠依据二、体积变化的三种情况二、体积变化的三种情况1.1.化学减缩化学减缩 定义：定义： 水泥在水化硬化过程中，无水的熟料矿物水泥在水化硬化过程中，无水的熟料矿物转变为水化产物，固相体积大大增加，而水泥浆体转变为水化产物，固相体积大大增加，而水泥浆体的总体积却在不断缩小，由于这种体积减缩是化学的总体积却在不断缩小，由于这种体积减缩是化学反应所致反应所致, ,故称故称化学减缩。化学减缩。

29、例如例如减缩量：减缩量： 水泥熟料各单矿物的减缩作用大小顺序：水泥熟料各单矿物的减缩作用大小顺序： C3AC4AFC3SC2S 表表9.49.4 水泥的化学减缩量的大小，常与水泥的化学减缩量的大小，常与C C3 3A A含量成线性关系，一般含量成线性关系，一般100g100g水泥水化的减缩量为水泥水化的减缩量为7 79cm9cm3 3。 若每若每m3混凝土用水泥混凝土用水泥300kg300kg，则减缩量将达到（，则减缩量将达到（21212727）10103 3cmcm3 3。 以以C3S的水化反应为例：的水化反应为例： 2(3CaOSiO2) + 6H2O = 3CaO2SiO23H2O +

30、3Ca(OH)2密度密度(g/cm) 3.14 1.00 2.44 2.23摩尔质量摩尔质量(g/mol) 228.23 18.02 342.48 74.10摩尔体积摩尔体积(cmmol) 72.71 18.02 140.40 33.23体系中所占体积（体系中所占体积（cm）145.42 108.12 140.40 99.69253.54240.09返回2.2.湿胀干缩湿胀干缩现象：现象：硬化水泥浆体的体积随其含水量而变化。浆体结硬化水泥浆体的体积随其含水量而变化。浆体结构含水量增加时，其中凝胶粒子由于分子吸附作用而分开，构含水量增加时，其中凝胶粒子由于分子吸附作用而分开，导致体积膨胀，如果含

31、水量减少，则会使体积收缩。湿胀导致体积膨胀，如果含水量减少，则会使体积收缩。湿胀和干缩大部分是可逆的。干燥与失水有关，但二者没有线和干缩大部分是可逆的。干燥与失水有关，但二者没有线性关系。性关系。湿胀干缩机理湿胀干缩机理P219影响因素：影响因素： 熟料的矿物组成熟料的矿物组成： C3S和和C2S 对胀缩的影响相同，对胀缩的影响相同，比比C4AF略大，但比略大，但比C3A 小得多。小得多。C3A含量增加，硬化浆含量增加，硬化浆体的干缩值提高。体的干缩值提高。 石膏掺量：石膏掺量： 水灰比：水灰比：一般早期干缩发展较快，但水灰比对其影响一般早期干缩发展较快，但水灰比对其影响不大，不大，28d28

32、d后，干缩随水灰比减小而明显降低。后，干缩随水灰比减小而明显降低。图108湿胀干缩示意图图9-24 水泥浆体干缩率随时间的变化1C3A含量4%；2C3A含量6%；3C3A含量8%图图9 92525水灰比对水泥浆体干缩的影水灰比对水泥浆体干缩的影响3.碳化收缩碳化收缩 定义：定义：在一定的相对在一定的相对湿度湿度下，硬化水泥浆体中下，硬化水泥浆体中的水化产物如的水化产物如Ca(OH)Ca(OH)2 2、C-S-HC-S-H等等会与空气中的会与空气中的COCO2 2作用，生成作用，生成CaCOCaCO3 3和和H H2 2O O，造成硬化浆体的体积减，造成硬化浆体的体积减少，出现不可逆的收缩现象，

33、称为少，出现不可逆的收缩现象，称为碳化收缩碳化收缩。反应式：反应式： Ca(OH)2 +CO2 = CaCO3+ H2O 3CaO2SiO23H2O+CO2= CaCO3+2(CaOSiO2H2O) + H2O碳化收缩机理：碳化收缩机理：反应速度：反应速度： 一般在大气中，碳化速度一般在大气中，碳化速度很慢很慢，且只，且只在表面进行，大约在一年后才会在硬化水在表面进行，大约在一年后才会在硬化水泥浆体表面产生微裂缝，只影响外观质量，泥浆体表面产生微裂缝，只影响外观质量，不影响强度。不影响强度。 体积变化，均匀性体积变化，均匀性8.48.4 水化热水化热 1 1、定义：、定义： 水泥水化时会放出热

34、量。水化过程中所放出水泥水化时会放出热量。水化过程中所放出的热量，称为水泥的的热量，称为水泥的水化热。水化热。2 2、危害：、危害： 一般工程水化热对冬季施工有利。一般工程水化热对冬季施工有利。 在大体积混凝土工程中，由于混凝土的热传在大体积混凝土工程中，由于混凝土的热传导率低，水化放出的热量聚集在混凝土内部不易导率低，水化放出的热量聚集在混凝土内部不易散失，使其内部温度升高，导致混凝土结构内外散失，使其内部温度升高，导致混凝土结构内外温差较大而产生应力，致使混凝土结构不均匀膨温差较大而产生应力，致使混凝土结构不均匀膨胀而产生裂缝，给工程带来严重的危害。胀而产生裂缝，给工程带来严重的危害。有利

35、有害？有利有害？3 3、影响因素：、影响因素：熟料矿物组成：熟料矿物组成： 熟料中各单矿物的水化热大小顺序为：熟料中各单矿物的水化热大小顺序为： C C3 3A A C C4 4AF AF C C3 3S S C C2 2S S熟料矿物固溶状态：熟料矿物固溶状态：同一熟料矿物呈玻璃态时水化热小，同一熟料矿物呈玻璃态时水化热小，呈晶体态时水化热大。呈晶体态时水化热大。熟料煅烧与冷却制度：熟料煅烧与冷却制度：冷却速度越快，玻璃体含量越高，冷却速度越快，玻璃体含量越高，水化热越小。水化热越小。水泥细度：水泥细度：细度主要影响水化时的放热速度，水泥越细，细度主要影响水化时的放热速度，水泥越细，放热速度

36、越快。放热速度越快。水灰比：水灰比：养护温度：养护温度：水泥储存时间水泥储存时间图9-30 C3A含量对水泥水化热的影响（C3S%基本相同）图9-29 C3S含量对水泥水化热的影响（C3A %基本相同） 以下是A、B两种硅酸盐水泥熟料矿物组成百分比含量，请分析A、B两种硅酸盐水泥的早期强度及水化热的差别。矿物组成C3S/C2S/C3A/C4AF/A水泥6015169B水泥472810158.58.5粉磨细度粉磨细度一一. .水泥细度表示法：水泥细度表示法： 筛余、比表面积、颗粒平均粒径、颗粒级配筛余、比表面积、颗粒平均粒径、颗粒级配 国家标准规定：国家标准规定：以筛余百分数表示，以筛余百分数表

37、示，0.080.08方孔方孔筛筛筛余筛余12二、与细度有关的内容二、与细度有关的内容水泥粉磨越细，水化反应越快；水泥粉磨越细，水化反应越快；强度随水泥比表面积的增加而提高；强度随水泥比表面积的增加而提高；水泥越细，标准稠度需水量越大；水泥越细，标准稠度需水量越大；干缩率干缩率随随细度的提高而增加；细度的提高而增加；细度增大时，石膏掺加量相应增加；细度增大时，石膏掺加量相应增加；相同比表面积的水泥，可能具有不同的颗粒级配。同一比相同比表面积的水泥，可能具有不同的颗粒级配。同一比表面积的水泥，表面积的水泥，“窄级配窄级配”时，水泥强度会有一定提高；时，水泥强度会有一定提高；提高水泥粉磨越细，磨机台时产量下降，电耗增加。提高水泥粉磨越细，磨机台时产量下降，电耗增加。