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* 第五章 水 泥 水泥，指加水拌和成塑性浆后，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。 第一节 硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、０～５％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，称为硅酸盐水泥。 硅酸盐水泥在国际上分为两种类型：不掺混合材的称I型硅酸盐水泥，其代号为P. I；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺入不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称II型硅酸盐水泥，其代号为Ｐ．II。 粒化高炉矿渣 P·S·A 和 P·S·B 是新水泥标准中规定的矿渣硅酸盐水泥的两个代号。 《GB 175-2007通用硅酸盐水泥》 通过其组分的不同进行区分： 矿渣水泥代号....熟料+石膏 %.......矿渣 % P·S·A ............≥50且＜80.......＞20且≤50 P·S·B ............≥30且＜50.......＞50且≤70 一. 硅酸盐水泥的生产 生产硅酸盐水泥的原料，主要是石灰质和粘土质两类原料。为了补充铁质及改善煅烧条件，还可加入适量铁粉、萤石等。 生产水泥的基本工序可以概括为：“两磨一烧”：材料破碎——研磨生料——入窑锻烧得水泥熟料——配石膏及混合料在球磨至一定细度，即得到硅酸盐水泥。 生产水泥的设备 二.硅酸盐水泥熟料的矿物组成 3.硅酸盐水泥的水化，与硬化 硅酸盐水泥加水拌和后成为既有可塑性又有流动性的水泥浆，同时产生水化反应，随着水化反应的进行，逐渐失去流动能力达到“初凝”。待完全失去可塑性，开始产生强度时，即为“终凝”。随着水化、凝结的继续，浆体逐渐转变为具有一定强度的坚硬固体水泥石，这一过程称为水泥的硬化。如果原先还掺有集合料如砂、石子等，水泥就会把它们胶结在一起，变成坚固的整体，即我们常说的混凝土。由此可见，水化是水泥产生凝结硬化的前提，而凝结硬化则是水泥水化的结果。 4.影响水泥凝结硬化的主要因素 （１）矿物组成 不同矿物成分和水起反应时所表现出来的特点是不同的，如C3A（铝酸三钙）水化速率最快，放热量最大而强度不高；C2S（铝酸二钙）水化速率最慢，放热量最少，早期强度低，后期强度增长迅速等。因此，改变水泥的矿物组成，其凝结硬化情况将产生明显变化。水泥的矿物组成是影响水泥凝结硬化的最重要的因素. （２）水泥浆的水灰比 水泥浆的水灰比是指水泥浆中水与水泥的质量之比。 当水泥浆中加水较多时，水灰比较大，此时水泥的初期水化反应得以充分进行；但是水泥颗粒间原来被水隔开的距离较远，颗粒间相互连接形成骨架结构所需的凝结时间长，因空隙较多强度也明显降低。 （3）石膏掺量 石膏起缓凝作用的机理可解释为：水泥水化时，石膏能很快与铝酸三钙作用生成水化硫铝酸钙（钙矾石），钙矾石很难溶解于水，它沉淀在水泥颗粒表面上形成保护膜，从而阻碍了铝酸三钙的水化反应，控制了水泥的水化反应速度，延缓了凝结时间。 （4）水泥的细度 在矿物组成相同的条件下，水泥磨得愈细，水泥颗粒平均粒径小，比表面积大，水化时与水的接触面大，水化速度快，相应地水泥凝结硬化速度就快，早期强度就高。 （5）环境温度和湿度 在适当温度条件下，水泥的水化、凝结和硬化速度较快。反应产物增长较快，凝结硬化加速，水化热较多。相反，温度降低，则水化反应减慢，强度增长变缓。但高温养护往往导致水泥后期强度增长缓慢，甚至下降。 水的存在是水泥水化反应的必要条件。当环境湿度十分干燥时，水泥中的水分将很快蒸发，以致水泥不能充分水化，硬化也将停止；反之，水泥的水化将得以充分进行，强度正常增长。 （6）龄期（时间） 水泥的凝结硬化是随时间延长而渐进的过程，只要温度、湿度适宜，水泥强度的增长可持续若干年。 6. 硅酸盐水泥的技术要求 （１）．细度 水泥颗粒的粗细程度对水泥的使用有重要影响。水泥颗粒粒径一般在7～200 μm范围内。 水泥的细度可用比表面积或0.08 mm方孔筛的筛余量（未通过部分占试样总量的百分率）来表示。其筛余量不得超过规定的限值。 比表面积是指单位质量的水泥粉末所具有的表面积的总和（cm2/g 或 m2/kg）。 一般常为317～350m2/kg。 （２）标准稠度用水量 稠度是水泥浆达到一定流动度时的需水量。 国家标准规定检验水泥的凝结时间和体积安定性时需用“标准稠度”的水泥净浆，其用水量采用水泥标准稠度测定仪测定。 硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般在２１％～２８％之间。 （3）凝结时间 水泥从加水开始到失去其流动性，即从液体状态发展到较致密的固体