胶凝材料――水泥
3 水泥
教学内容：
.本章以硅酸盐水泥为重点，阐述了常用六大品种水泥的组成、特性、质量标准及适用范围；并概括介绍了其他品种水泥。
教学目的：
1.了解常用（硅酸盐）水泥的生产工艺
2.掌握水泥的矿物组成及特性
3.掌握常用（硅酸盐）水泥的技术性质和质量要求
4.掌握影响水泥凝结与硬化的因素
5.掌握影响凝结时间、强度、体积安定性、水化热的因素
6.掌握引起水泥石腐蚀的原因及防止措施
7.掌握常用水泥品种的特点，能根据工程要求合理选择、使用水泥
8.了解其他水泥的特点
教学重点：
1. 常用（硅酸盐）水泥的特性
2. 影响常用水泥性能的因素
3. 常用（硅酸盐）水泥的选用
教学难点：
1.常用（硅酸盐）水泥的特性
2.影响常用水泥性能的因素
3.常用（硅酸盐）水泥的强度检验方法及评定
教学方法：
在课堂讲清水泥矿物组成的水化特性的同时，通过案例讨论使学生理解水化产物与性能的关系；以混凝土施工现场养护的措施，分析水泥石的性能与水泥的矿物组成、龄期、外部环境等的关系；通过案例教学使学生掌握根据工程要求合理选择、使用水泥方法、思路。参考资料：
1.《土木工程材料》湖南大学等中国建筑工业出版社
2.《结构工程材料》覃维祖清华大学出版社
3.《建筑工程材料》刘祥顺中国建筑工业出版社
4.《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》技术标准
作业布置：
1.P27 1、2、3、4
2.补充作业：1、2、3、4、5、6、7
教学过程设计：
3.1概述
1.定义：水泥，指加水拌和成塑性浆体后，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。
2.水泥的分类
（1）按矿物组成：
①硅酸盐水泥②铝酸盐水泥③硫铝酸盐水泥④铁铝酸盐水泥
（2）按用途和性质：
①通用水泥：
硅酸盐水泥 P.Ⅰ 0% P.Ⅱ <5%
普通硅酸盐水泥 P.O 5～15％
矿渣硅酸盐水泥 P.S 20～70％
火山灰硅酸盐水泥 P.P 20～50％
粉煤灰硅酸盐水泥 P.F 20～40％
复合硅酸盐水泥 P.C 15～50％
②专用水泥：
道路水泥、砌筑水泥、油井水泥、大坝水泥…
③特种水泥：
膨胀水泥、快硬水泥、防辐射水泥、抗硫酸盐水泥、白色硅酸盐水泥…
3.2 硅酸盐水泥
1.定义：凡由硅酸盐水泥熟料，0～5％石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨成细粉制成的水硬性胶凝材料，成为硅酸盐水泥，并按掺合料的多少分为P.I和P.Ⅱ型。
硅酸盐水泥熟料：指以适当成分的生料烧制部分熔融，所得的以硅酸钙为主要成分的产物，简称熟料。
2.原材料
①石灰质：有石灰岩、白垩、凝灰岩等，主要提供CaO；
②粘土质：有各种粘土、黄土等，主要提供SiO2、Al2O3、Fe2O3。
③校正原料：铁矿粉、硅质原料、铝矾土等。
3生产工艺
先将原材料破碎并按其化学成分配料后，在球磨机中研磨为生料。然后入窑锻烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的水泥熟料，配以适量的石膏及混合材料在球磨机中研磨至一定细度，即得到硅酸盐水泥。
简称“两磨一烧”：
（1）按生料的制备方法分：湿法和干法。
①湿法是将原料配好后，加水湿磨成含水约35％～40％的生料浆，经
校正成分，搅拌后入窑煅烧。该法的优点是生料成分均匀，控制精确，产品质量高；缺点是能耗大。
②干法是将原料烘干，配制后研磨成生料粉入窑煅烧。由于干法比湿
法产量高，且节约能源，所以是目前的常用方法。（窑外预分解）
（2）按煅烧水泥所用的窑的类型分：回转窑和立窑。现立窑已经被限制使用。
(3)煅烧过程
（1）经历干燥、预热、分解、烧成、冷却阶段，产生一系列物理－化学变化。
（2）温度的重要性：当温度从1300℃升到1450℃，再降至1300℃，即烧成阶段。这时铝酸三钙及铁铝酸四钙烧至部分熔融，出现液相，将所剩的氧化钙和硅酸二钙溶解，硅酸二钙在液相中吸收氧化钙形成最重要的硅酸三
钙。这一步是关键，须保持温度和时间，否则游离氧化钙会影响水泥质量。
4.硅酸盐水泥熟料的矿物组成及矿物成分的水化反应
水泥的质量主要取决于熟料的质量，优质的熟料应具有合适的矿物组成和岩相结构。
（1）矿物组成：
① 硅酸三钙，C 3S;② 硅酸二钙，C 2S;③ 铝酸三钙，C 3A;④ 铁铝酸四钙；C 4AF;⑤ 还有少量的CaO 、MgO 、SO 3及碱（K 2O ，Na 2O ）等有害成分。
（2）矿物成分的水化反应
C 3S ＋H 2O →C-S-H(C 3S 2H 3)＋Ca(OH)2
C 2S ＋H 2O →C-S-H ＋Ca(OH)2
C 3A ＋H 2O →C 3AH 6
C 4AF ＋H 2O →C 3AH 6(水化铝酸钙)＋CFH(水化铁酸钙)
在上述水化反应进行的同时，水泥熟料磨细过程中掺入的石膏也参与了化学反应：
O 31H 3CaS O O Al 3CaO AH C O)2H CaS O 324326324???→+?（
（3）水泥水化产物有：水化硅酸钙70%、水化铁酸钙凝胶；氢氧化钙20%、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙7%晶体。
5硅酸盐水泥的凝结硬化
(1) 凝结硬化的机理：
①凝结定义：水泥加水拌和后，成为可塑的水泥浆，水泥浆逐渐变稠失去塑性，但不具有强度的过程。
②硬化定义：水泥浆产生明显的强度并逐渐变成坚硬的人造石——水泥石，这一过程称为水泥的“硬化”。
③凝结的产生：当水泥和水拌和后，在水泥颗粒表面即产生水化反应，水化产物立即溶于水中，这时，水泥颗粒又暴露出一层新的表面，水化反应继续进行。由于各种水化产物溶解度很小，水化产物的生成速度大于水化产物向溶液中扩散速度，所以很快使水泥颗粒周围液相中的水化产物浓度到达饱和或过饱和状态，并从溶液中析出，成为高度分散的凝胶体，随着水化作用继续进行，凝胶体不断增加，游离水不断减少，水泥将逐渐失去塑性，即出现凝结现象，但此时尚不具有强度。
④硬化的产生：随着水化产物的不断增加，水泥颗粒之间的毛细孔不断被填实，加之水化产物中的Ca(OH)2晶体，水化铝酸钙晶体不断贯穿于水化硅酸钙等凝胶体中，逐渐形成为具有一定强度的水泥石，从而进入硬化阶段。
随着凝胶体膜层的逐渐增厚，水泥颗粒内部的水化愈来越困难，经过长时间（几个月甚至若干年）的水化以后，除原来极细的水泥颗粒外，多数颗粒仍存在尚未水化的内核。所以，硬化后的水泥石是由凝胶体(凝胶和晶体)、未水化的水泥颗粒内核和毛细孔组成，它们在不同时期相对数量的变化，使水泥石的性质随之改变。
(2)影响水泥凝结硬化的主要因素
①矿物组成
是最重要的内在因素，改变水泥的矿物组成，其凝结硬化情况将产生明显变化。
②石膏
作用：
缓凝作用：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形成保护膜，从而阻碍了C3A的水化，控制了水泥的水化反应速度，延缓了凝结。
·改善性能：提高早期强度，降低干缩变形，改善耐久性、抗渗性等
·激发剂作用：活性混合材激发剂。
掺量：
石膏的掺量必须严格控制，适宜的石膏掺量主要取决于水泥中的C3A的含量和石膏中的SO3含量。石膏的掺量一般为水泥质量的3％～5％。按SO3计不超过
3.5％（矿渣水泥<4％）。石膏掺量过高，将使水泥发生安定性不良。
③水泥细度
在矿物组成相同的条件下，水泥的细度越细，与水接触时水化反应表面积越大，水化反应产物增长越快，水化热较多。
④环境温度、湿度
温度提高→水化反应变快→凝结硬化变快，强度增长快；过高也不利
温度降低→水化反应变慢→凝结硬化变慢，强度增长慢。
湿度不够→水化反应慢，甚至停止。
水泥水化时应注意养护。（保持环境的温度和湿度，使水泥石强度不断增长的措施称为养护。）
⑤时间－龄期
水泥的凝结硬化是随时间延长而渐进的过程，与此同时，强度不断增长。只要温度、湿度适宜，水泥强度的增长可持续若干年。
5.硅酸盐水泥的技术性质
（1）细度
1）水泥细度的重要性：水泥颗粒的粗细程度对水泥的使用是至关重要的。水泥的颗粒一般为7～200μm，一般认为，水泥颗粒在40μm以下，水泥具有较高的活性。颗粒越细，与水起反应的表面积越大，水化反应越快、越充分，早期强度和后期强度强度都较高，但收缩也较大，且耗能多、成本高。
2）水泥的细度测试方法：
① 0.080mm筛余量。
②比表面积，硅酸盐水泥的比表面积一般为317～350m2/kg。
（2）标准稠度需水量
1）定义：水泥加水调制到某一规定稠度的净浆时所需拌合用水量。
2）作用：国家标准规定水泥的凝结时间和安定性必须使用“标准稠度”的水泥浆。因此，标准稠度需水量关系到测试的结果。硅酸盐水泥的标准稠度需水量一般为21％～28％。
3）测定方法：固定用水量法（P＝33.4-0.185S）、调整用水量法
4）影响因素：
①矿物组成：C
3A需水量最大，C
2
S需水量最小；
②细度；
③混合材料种类及掺量等。
（3）凝结时间
凝结时间分为初凝时间和终凝时间。
（1）初凝时间：加水拌和到浆体失去塑性所需的时间。一般不能早于45min。
过短影响施工。
（2）终凝时间：加水拌和到完全失去塑性，开始产生强度所需的时间。一般不能迟于390min。过长影响强度的增长和后续工作的开展。
（3）假凝：
（4）体积安定性
定义：水泥体积安定性是水泥硬化后因体积膨胀而产生变形的性能。
原因：造成水泥安定性不良的原因有三个，相应的测试方法也不相同：
（1）游离氧化钙过多，主要是生成氢氧化钙产生膨胀，检测方法为沸煮法。
（2）游离氧化镁过多，主要是生成氢氧化镁产生膨胀，检测方法是压蒸。
（3）三氧化硫超标，主要是生成钙矾石膨胀，检测方法是长期浸水。
后两者出厂化学分析检验：MgO<5%，SO
3
<3.5;
（5）强度
强度是评价水泥质量最重要的指标。
1）影响强度的因素：
①水泥矿物组成；
②细度；
③石膏掺量；
④龄期；
⑤环境温度和湿度；
⑥水灰比、试验条件和试验方法等。
2）测试指标：主要测试3d和28d抗压强度和抗折强度。根据该强度将水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。R表示早强。
（3）测试方法：胶砂尺寸、标准砂、成型－养护－测强－数据处理
（6）水化热
1）定义：水泥矿物在水化反应中放出的热量。大部分水化热是在水化反应初期。
2）影响因素：主要取决于熟料的矿物组成、水泥细度。通常强度等级高，水化热大；凡可以起到促凝作用的均可提高水化热；反之，凡能延缓水化作用的因素，均可以降低早期水化热。
3）利弊：水化热对大体积混凝土工程不利，应使用水化热低的水泥，或减少水泥用量。对采用蓄热法施工的冬期混凝土工程有利，水化热有助于水化并提高早期强度。
6.硅酸盐水泥的性能特点与应用
（1）凝结硬化快，早期及后期强度均高，适用于有早强要求的工程，（如冬季施工、预制、现浇等工程），高强度混凝土工程（如预应力钢筋混凝土，大坝溢流面部位混凝土）。
（2）抗冻性好，适合水工混凝土和抗冻性要求高的工程。
（3）耐腐蚀性差，因水化后氢氧化钙和水化铝酸钙的含量较多。
（4）水化热高，不宜用于大体积混凝土工程。但有利于低温季节蓄热法施工。
（5）抗碳化性好。因水化后氢氧化钙含量较多，故水泥石的碱度不易降低，对钢筋的保护作用强。适用于空气中二氧化碳浓度高的环境。
（6）耐热性差。因水化后氢氧化钙含量高。不适用于承受高温作用的混凝土工程。
（7）耐磨性好，适用于高速公路、道路和地面工程。
7.水泥石的腐蚀
（1）定义：水泥是在外界侵蚀性介质（软水、含酸、含盐水溶液等）作用下，结构受到破坏，强度降低的现象称为水泥石的侵蚀。水泥石的腐蚀是外界因素（侵蚀性介质）通过水泥石中某些组分（氢氧化钙、水化铝酸钙等）而起到破坏作用的。
（2）腐蚀的类型
1）软水侵蚀（溶出性侵蚀）
Ca(OH)2的溶解，使水泥石变得疏松。碱性降低，导致其它水化产物的分解溶蚀，最终使水泥石破坏。
2）溶解性化学腐蚀
①碳酸水的腐蚀：
O 2H CaCO O H CO Ca(OH)23222+=++
23223)Ca(HCO O H CO CaCO ?++
②盐酸等一般酸的腐蚀：
O 2H CaCl Ca(OH)2HCl 222+=+
③镁盐等的腐蚀：
2222Mg(OH)CaCl Ca(OH)MgCl +=+
3）膨胀性化学腐蚀
O 2H CaSO Ca(OH)SO H 24242?=+
O 31H 3CaS O O Al 3CaO O 6H O Al 3CaO O)2H CaS O 3243223224???→??+?（
生成的二水石膏在水泥石孔隙中结晶产生膨胀；水化硫铝酸钙，体积膨胀
1.5倍，对水泥石产生严重破坏作用。
（3）水泥石腐蚀的原因及防腐蚀措施
1）水泥石腐蚀的原因
① 侵蚀性介质以液相形式与水泥接触并具有一定的浓度和数量；
② 水泥石中存在有引起腐蚀的组分氢氧化钙和水化铝酸钙；
③ 水泥中本身结构不密实，有一些可供侵蚀性介质渗入的毛细孔道。
2）防腐蚀的措施
① 根据环境条件合理选择水泥品种
② 提高混凝土密实度，减少侵蚀性介质渗入水泥石内部的通道，可以有效地减轻侵蚀
③ 在混凝土的外表面加覆盖层，隔离侵蚀性介质与水泥石接触。
3.3 掺混合材的硅酸盐水泥
1．水泥用混合材料
1）定义：在生产硅酸盐水泥的过程中，为了改善水泥的性质，调节水泥强度而加入水泥中的人工或天然矿物材料，称为水泥混合材料。
2）目的：可以达到改善水泥性能、调节水泥强度、增加水泥品种、提高水泥产量、降低水泥成本的目的。
3）火山灰活性：混合材料磨成细粉并与石灰或石膏混合均匀，用水拌和后，在常温下可生成具有水硬性的水化物，这称为混合材料的火山灰活性。
2分类：
1）非活性混合材料
主要起填充作用，可调节水泥强度，降低水化热及增加水泥产量等。主要有磨细石英砂、石灰石、粘土、缓冷矿渣等。
2）活性混合材料
主要化学成分为活性二氧化硅、活性氧化铝。本身与水不起化学反应，但在有激发剂（硫酸盐或碱性）的情况下，能发生水化反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙。
①主要品种有：粒化高炉矿渣、火山灰质、粉煤灰等。
A粒化高炉矿渣
炼铁时为使铁矿石易熔加入石灰石作溶剂，高温下氧化钙与铁矿石中的黏土矿物生成硅酸盐与铝酸盐矿物，浮于铁水表面，排出用水急冷成为颗粒状、质地疏松、多孔的粒化高炉矿渣，又称水淬高炉矿渣。其玻璃体含量达80％以上，其矿物成分为硅酸钙，与水泥熟料矿物成分相似，差别是钙含量低、硅含量高。
B火山喷发时形成的一系列矿物材料统称为火山灰质混合材料，包括浮石、火山渣（灰）、凝灰岩等。还有一些天然材料或工业废渣，由于其成分与火山灰材料相似，也称为火山灰质混合材料，如烧粘土、粉煤灰、自燃煤矸石、硅藻土(石)等。
按化学成分和活性来源将火山灰质混合材料分为三类：
(1) 含水硅酸质材料：以SiO
2
为主要活性成分，含有结合水，如硅藻土、蛋白石和硅质渣等。与石灰反应能力强，活性好，但需水量大、干缩大。
(2) 铝硅玻璃质材料：以SiO
2和Al
2
O
3
为主要活性成分，如火山灰、凝灰岩、
浮石和粉煤灰等。活性大小与化学成分、冷却速度有关。
(3) 烧粘土质混合材料：以Al
2O
3
为主要活性成分，如烧粘土、煤渣、自燃
煤矸石等．
C粉煤灰是火力发电厂以煤粉作燃料，燃烧后收集起来的粒径为1～50μm
的极细灰渣颗粒，呈玻璃态实心或空心球状，由于其主要活性成分为SiO
2
和Al
2O
3，
所以也把粉煤灰划归为火山灰质混合材料。属铝硅玻璃质。
②活性混合材的水化
在常温下，活性混合材料与水拌合后．本身不会硬化或硬化极为缓慢，强度很低。但在Ca(OH)
2
的饱和溶液中，会发生显著的水化作用，生成具有水硬性的水化硅酸钙和水化铝
式中：x 、y值随混合材料的种类、Ca(OH)
2和活性SiO
2
的比率、环境温度及
作用时间的变化而变化，一般为1或稍大，n、m值一般为l～2.5。
当有石膏存在时．石膏可与上述反应生成的水比铝酸钙进一步反应生成水硬性的水化硫铝酸钙；
氢氧化钙或石膏的存在是活性混合材料的潜在活性得以发挥的必要条件，故称之为活性混合材料的激发剂。氢氧比钙称为碱性激发剂，石膏称为硫酸盐激发剂。
活性混合材料的水化速度较水泥熟料慢，且对温度敏感、高温下水化速度明显加快，强度提高；低温下，水化速度很慢，故活性混合材料适合高温养护。
③作用
（1）水泥混合材
（2）混凝土掺合料
3.掺混合材料的硅酸盐水泥水化特点
普通硅酸盐水泥混合材掺量少，各项性能与硅酸盐水泥相比略低。其他4种水泥的性能由于混合材掺量大，有其共性，品种不同又有各自特点。
1）共性
（1）凝结硬化慢、早期强度低，后期强度增长快—混合材料的二次反应。（2）对温度敏感、适合蒸养
（3）水化热低。熟料含量降低
（4）耐侵蚀性好。二次反应消耗了易被侵蚀的氢氧化钙。
火山灰质中Al2O3为主的耐腐蚀性差
（5）抗冻性差、耐磨性差。需水量大，孔隙多
（6）抗碳化性差。氢氧化钙少
2）个性
（1）矿渣硅酸盐水泥：易泌水，耐高温。
（2）火山灰硅酸盐水泥：需水量大，干缩大，不宜用于干燥环境，抗渗性好。（3）粉煤灰硅酸盐水泥：早期强度很低，需水量小，干缩小，抗裂性好。
3）应用
以具体的工程实例在选择水泥时要考虑的问题分析，环境、结构特点与选择水泥品种的关系。水泥在土木工程中的应用
水泥在砂浆和混凝土中起胶结作用。正确地选择水泥品种，严格质量验收，妥善运输与储存等是保证工程质量、杜绝质量事故的重要措施。
①水泥品种的选择原则
（1）根据使用环境条件选择：
侵蚀性介质条件下：矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。
强侵蚀性介质条件：抗硫酸盐硅酸盐水泥等。
（2）按工程特点：
1）大体积混凝土工程：中低热水泥、掺混合材水泥
2）有早强要求的工程：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥
3）高温工程：铝酸盐水泥、矿渣水泥
4）抢修工程：快硬硫铝酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥、快凝块硬硅酸盐水泥（3）按混凝土所处部位选择水泥品种：
1）经常遭受水冲刷的混凝土、水位变化区的外部混凝土构筑物的溢流面等：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥，避免使用火山灰水泥
2）位于水中或水下部位的混凝土、采用湿热养护的混凝土：矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥
②水泥强度等级的选择原则
高强度等级水泥适用于要求高强度等级的混凝土或要求早强的混凝土；低强度等级水泥适宜于、配制低强度等级的混凝土或砌筑砂浆。
3.4 铝酸盐水泥
铝酸盐水泥是一类快硬、高强、耐腐蚀、耐热的水泥，又称为高铝水泥。它以石灰岩和矾土为主要原料，配制成适当成分的生料，烧至全部或部分熔融所得的以铝酸钙为主要矿物的熟料，经磨细而成的水硬性胶凝材料。
1．主要矿物组成
（1）铝酸一钙，CA。其特点是凝结不快，而硬化迅速，为铝酸盐水泥强度的主要来源。早强高，但后期增长缓慢
（2）二铝酸一钙，CA2。其特点是凝结硬化慢，后期强度较高，但早期强度却很低。
（3）其次还有凝结迅速而强度不高的七铝酸十二钙，以及凝胶性差的铝方柱石。
2．水化反应及水化产物
（1）CA和CA
2
的水化反应随温度的不同可形成性能差异很大的水化产物。
CAH
10
<20℃
CA、CA
2＋H
2
O C
2
AH
8
20～30℃
C
3AH
6
>30℃
水化产物中，C3AH6属于立方晶系，常有很多晶体缺陷，故强度较低，因而铝酸盐水泥不宜在高于30℃的条件下养护。在较低温度下形成的CAH10和C2AH8均属于六方晶系，其晶体呈片状或针状，互相交错攀附，重叠结合，可形成坚强的结晶合生体，使水泥石具有很高的强度。加之氢氧化铝胶体填充于晶体骨架的孔隙，从而形成了十分致密的结构。铝酸盐水泥水化产物的结合水量可达水泥重量的50％，远高于硅酸盐水泥水化产物的结合水量（约25％），而这种结合水呈固相，这也是铝酸盐水泥石结构致密的原因之一。
3．铝酸盐水泥的技术性能
1．化学成分
按氧化铝含量分为四类：CA－50、CA－60、CA－70、CA－80。碱是该水泥的有害成分，故其含量被限制。
2．物理性能
（1）细度：以0.045mm筛余控制。
（2）凝结时间：与硅酸盐水泥显著不同。
（3）强度：测试龄期和强度与硅酸盐水泥差异很大，主要测试6h、1d、3d、28d强度。
3．铝酸盐水泥在高温下能发生固相反应，烧结结合代替了水化结合，因而具有良好的耐高温性能，是配制不定性耐火材料的重要胶凝材料。
4．铝酸盐水泥在工程中的应用
（1）特点
①一般不应与硅酸盐水泥、石灰等析出氢氧化钙的胶凝材料混用，否则会造成闪凝现象。
②最佳硬化温度为15℃，一般不超过25℃。
③不得用于受碱腐蚀的工程中。
④后期强度下降较大，特别在湿热条件下下降更为严重。
（2）适用
A抢修工程、军事工程
B耐热、耐火工程
C抗硫酸盐工程
D配制膨胀水泥、自应力水泥
E适于冬季施工
（3）忌用
A不宜用于结构工程
B大体积工程
C不宜蒸养
D不应与硅酸盐水泥、石灰等析出氢氧化钙的胶凝材料混用
3.5 其它品种水泥
1．道路硅酸盐水泥
具有较高的抗弯折强度，良好的耐磨性，较长的初凝时间和较小的干缩率。矿物组成限制C3A、CaO含量，提高C4AF含量。
2．中低热水泥
中低热水泥是为防止由于水泥水化放热而导致混凝土内外温差过大，从而出现温度应力裂缝，要求限制水化热时优先考虑的。
3．白色与彩色硅酸盐水泥
以适量成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分，氧化铁含量极小的熟料，严格限制着色氧化物。
彩色硅酸盐水泥是以白水泥熟料，适量石膏和耐碱矿物颜料共同磨细而成
的。也可以在白色水泥生料中加入适当金属氧化物作着色剂，在一定燃烧气氛中直接烧成。
4．快硬性硫铝酸盐水泥
低品位矾土、石灰石、石膏为原料，配制成生料，烧成无水硫铝酸钙和β型硅酸二钙，加入约10％的石膏经磨细而成，主要水化产物为钙矾石，氢氧化铝胶体。
补充作业
1 硅酸盐水泥熟料由那些矿物成分所组成？这些矿物成分对水泥的性质有何影响？
2 何谓水泥的体积安定性？水泥的体积安定性不良的原因是什么？安定性不良的水泥应如何处理？
3.什么是水泥的合格品、不合格品及废品？工程中有何要求？
4.试说明生产硅酸盐水泥时为什么必须掺入适量石膏？
5. 为什么水泥必须具有一定的细度？
6. 某些体积安定性不合格的水泥，在存放一段时间后变为合格，为什么？
7. 既然硫酸盐对水泥石具有腐蚀作用，那么为什么在生产水泥时掺入的适量石膏对水泥石不产生腐蚀作用？
【CN109748559A】一种水泥基复合胶凝材料及其制备方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910231323.4 (22)申请日 2019.03.26 (71)申请人 中国矿业大学（北京） 地址 100083 北京市海淀区学院路丁11号 (72)发明人 王栋民 张雷 王奕仁 刘少卿 孙睿 古悦 (74)专利代理机构 北京聿宏知识产权代理有限 公司 11372 代理人 吴大建 康志梅 (51)Int.Cl. C04B 28/04(2006.01) C04B 111/20(2006.01) (54)发明名称 一种水泥基复合胶凝材料及其制备方法 (57)摘要 本发明属于建筑材料制备技术领域，具体涉 及一种水泥基复合胶凝材料及其制备方法和应 用。本发明提供一种包括水泥、粉煤灰、矿渣微 粉、石灰石粉的复合胶凝材料，该材料用于护岸 结构混凝土的制备，可明显提高护岸结构混凝土 的抗硫酸盐和氯盐复合侵蚀的能力，改善混凝土 的孔结构和密实性，同时减小固体废弃物对环境 的污染和土地资源的浪费，具有明显的社会效益 和经济效益。权利要求书1页 说明书8页CN 109748559 A 2019.05.14 C N 109748559 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109748559 A 1.一种复合胶凝材料，包括： 组分a)，20wt％-60wt％的水泥； 组分b)，10wt％-40wt％的粉煤灰； 组分c)，20wt％-50wt％的矿渣微粉； 组分d)，0wt％-20wt％的石灰石粉。 2.根据权利要求1所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述复合胶凝材料中不含钢渣微粉。 3.根据权利要求1或2所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述水泥的含量为25wt％-55wt％，优选30wt％-50wt％；和/或，所述粉煤灰的含量为15wt％-35wt％，优选15wt％-30wt％；和/或，所述矿渣微粉的含量为25wt％-45wt％，优选25wt％-40wt％；和/或，所述石灰石粉的含量为1wt％-15wt％，优选2wt％-10wt％。 4.根据权利要求1-3中任意一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述粉煤灰的比表面积为300-600m2/kg，优选400-550m2/kg，更优选450-500m2/kg；和/或，所述矿渣微粉的比表面积为300-600m2/kg，优选400-550m2/kg，更优选450-520m2/kg；和/或，所述石灰石粉的比表面积为300-600m2/kg，优选400-550m2/kg，更优选450-500m2/kg。 5.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述粉煤灰的需水量比为85％-98％，优选88％-97％，更优选92％-96％；和/或，所述矿渣微粉需水量比为85％-98％，优选88％-98％，更优选92％-97％；和/或，所述石灰石粉的需水量比为85％-98％，优选88％-96％，更优选90％-95％。 6.根据权利要求1-5中任意一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述粉煤灰包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3及TiO2；和/或，所述矿渣微粉包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO3及TiO2；和/或，所述石灰石粉包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO及SO3。 7.根据权利要求1-6中任意一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述粉煤灰包括40wt％-60wt％SiO2、35wt％-50wt％Al2O3、6wt％-10wt％Fe2O3、2wt％-7wt％CaO、0.5wt％-1wt％MgO、1wt％-5wt％SO3及1wt％-5wt％TiO2。 8.根据权利要求1-7中任意一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述矿渣微粉包括20wt％-30wt％SiO2、10wt％-20wt％Al2O3、0.3wt％-1wt％Fe2O3、40wt％-60wt％CaO、5wt％-10wt％MgO、5wt％-10wt％SO3及1wt％-6wt％TiO2。 9.根据权利要求1-8中任意一项所述的复合胶凝材料，其特征在于，所述石灰石粉包括0.2wt％-1wt％SiO2、1wt％-3wt％Al2O3、0.2wt％-1wt％Fe2O3、50wt％-60wt％CaO、1wt％-5wt％MgO及5wt％-10wt％SO3。 10.一种根据权利要求1-9中任意一项所述的复合胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：将水泥、粉煤灰、矿渣微粉及任选的石灰石粉经机械搅拌混合，获得复合胶凝材料。 11.根据权利要求1-9中任意一项所述的复合胶凝材料或权利要求10所述的制备方法制备的复合胶凝材料在护岸材料的制备中的应用，优选护岸结构混凝土的制备中的应用。 2
胶凝材料(含答案)
胶凝材料 一、填空题 1、胶凝材料按化学组成分无机胶凝材料和有机胶凝材料。 2、无机胶凝材料按硬化条件分气硬性和水硬性。 3、建筑石膏与水拌合后，最初是具有可塑性的浆体，随后浆体变稠失去可塑性，但尚无强度时的过程称为凝结，以后逐渐变成具有一定强度的固体过程称为硬化。 4、从加水拌合直到浆体开始失去可塑性的过程称为初凝。 5、从加水拌合直到浆体完全失去可塑性的过程称为终凝。 6、规范对建筑石膏的技术要求有强度、细度和凝结时间。 7、水玻璃常用的促硬剂为氟硅酸钠。 二、单项选择题 1．划分石灰等级的主要指标是（C ）的含量。A．CaO的含量 B.Ca(OH)2的含量 C.有效CaO＋MgO
的含量 D.MgO的含量 2生石灰的化学成分是（B ）， A．Ca（OH）2 B CaO C.CaO＋MgO D.MgO 3.熟石灰的化学成分是（A ）， A．Ca（OH）2 B CaO C.CaO＋MgO D.MgO 4.生石灰的化学成分是（B）。 A．Ca（OH）2 B CaO C.CaO＋MgO D.MgO 4.只能在空气中凝结、硬化，保持并发展其强度的胶凝材料为（D ）胶凝材料。 A、有机 B、无机 C、水硬性 D、气硬性 5.生石灰熟化的特点是（C ）。 A体积收缩B吸水C体积膨胀D吸热 6.在生产水泥时，掺入适量石膏是为了（C ）。 A.提高水泥掺量 B.防止水泥石发生腐蚀 C.延缓水泥凝结时间 D.提高水泥强度 7.石灰陈伏是为了消除( C )的危害。 A正火石灰B欠火石灰C过火石灰D石灰膏 8.石灰一般不单独使用的原因是（B ） A.强度低 B.体积收缩大 C.耐水性差 D.凝结硬化慢
建筑材料基本性质和水硬性胶凝材料
一、名词解释： 密度，表观密度，亲水性与憎水性，吸水性与吸湿性，软化系数，弹性与塑性，脆性与韧性，填充率，密实度，导热系数，气硬性胶凝材料，水硬性胶凝材料，水玻璃模数 二、填空题 1、当某一建筑材料的孔隙率增大时，下列性质将如何变化（增大、下降、不变、不定）：密度下降，表观密度下降，强度下降，吸水率增大，导热性下降。 2、对于开口微孔材料，当其孔隙率增大时，下列性质将如何变化（增大、下降、不变、不定），材料的表观密度下降，吸水性增大, 抗冻性下降,导热系数下降 ,抗压强度下降。 3、材料抵抗外界水破坏作用的性质称为耐水性，用软化系数表示。 4、材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，仍保持变形后的形状，并不产生裂缝的性质，称为塑性。 5、材料的孔隙状况有__孔隙率___、孔隙连通性______、__孔隙直径___三个指标说明。
6、当湿润角α小于等于90°的为___亲水性___材料,当α大于90°的为憎水性材料. 7、材料的微观结构可以分为_晶体、_玻璃体和__胶体_三类。材料按化学成分可以分为无机材料、有机材料和复合材料三大类。 8、材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的冻融循环次数来表示。 9、石灰浆体硬化后，其强度____低________。 10、建筑石膏凝结硬化速度较____快________，凝固硬化后体积将发生__略微膨胀（约百分之一）___。 11、一般拌制的水玻璃混凝土，是利用了水玻璃____耐酸___性能好的特性，这是因为水玻璃硬化后的主要成分是___SiO2___。 12、在我国，建筑材料的技术标准分为___国家标准____、___行业标准____、__地方标准____和__企业标准__四级。 三、选择题 1、某一材料的下列指标中为常数的是（A）。
新型水泥基复合材料在军事工程中的应用研究
最近几场高技术局部战争都已表明，对弱小落后的国家来讲，提高军事工程防护等级及抗打击能力非常重要。随着精确制导武器、新型钻地弹等开始在高技术战争中大量使用，对防护工程的威胁和破坏越来越大。另外，从这几场战争可以看出，机场、桥梁及重要交通设施已成为战争初期受打击的对象。因此，迫切需要研制开发具有高防护等级及战时快速抢修能力的新材料。本文主要介绍高强超高强混凝土、MDF水泥材料、DSP水泥混凝土、RPC活性粉末混凝土、土聚水泥材料及磷酸盐水泥混凝土几种新型水泥基复合材料，并分析这些材料在军事防护工程和抢修抢建工程的应用前景。 一、防护工程用新型水泥基材料 (一)高强、超高强混凝土 随着高效减水剂及活性掺合料在混凝土工程中的应用，混凝土的强度等级得到了很大程度的提高。目前，配制IOOMPa以上的混凝土对我们来说已经不是一件难事。如80年代，军队××和地方××大学合作，在某基地成功进行了宽13m，高21m的防护大门施工，其抗压强度达到88．4MPa。又如，部队××学院与地方××大学合作研究的高抗爆水泥基复合材料不但具有高抗压强度，还具有很好的韧性和抗爆性。这些高强、超高强混凝土的开发使用大大提高了我军军事工程的防护等级。实现混凝土高强化的途径可见图l。 (二)无宏观缺陷水泥材料(MDF) 无宏观缺陷水泥材料(Macrodefect-free Cements，简称为MDF材料)，是1979年英国化学工业公司和牛津大学最早开始研究的。MDF的抗压强度高达300MPa，抗弯强度150MPa，抗拉强度可达140MPa，弹性模量达50GPa，这是传统的水泥胶凝材料无法比拟的。MDF的原材料中90％-99％是高标号的硅酸盐水泥或铝酸盐水泥，4％-7％的水溶性树脂，水灰比一般在0．20以下。由于低水灰比，要使各种组成材料均匀混合，必须采用强力式高效剪切搅拌机，成型时则采用热压工艺。 (三)DSP材料 DSP(DensitiedSystems containing homogeneous]y arranged，ultrafine Particles 超细粒子均匀排列·密实填充体系)作为新材料，最早是由Bache详细阐述的。DSP材料的基体由两方面组成，一是粒度由0．5-100 In范围的密实填充颗粒；二是均匀排列的超细粒子，其粒度由5oX到0．5 I-t,In，排列在比较粗的粒子之间的空隙中。 由于分散剂使相邻颗粒之间表面力的连接作用得到消除，使粘性物质的应力场降的很低。DSP混凝土的抗压强度通常在120-150MPa之间。 (四)活性粉末混凝土(RPC) RPC材料是由法国Bouygues开发的，是一种性能近似陶瓷的新型材料。其原料为细石英砂、水泥、磨细石英粉、硅灰、细钢纤维、高效减水剂等，取消粗集料，各级粒子尺寸范围小，而相邻级的平均粒径却相差较大。这种新型的材料根据最大密实度理论，使各种颗粒达到最大密实化。选取的是传统的原材料和传统的混凝土成型工艺。RPC混凝土的抗压强度高达680MPa，抗弯强度为45-102MPa，断裂能30 O00J／m2。由于该材料孔隙率极低，因而具有高耐久性能。 RPC材料分为RPC200和RPC800两种型号。由RPC800制作的保护板具有优异的抗冲击性能。 二、战时快速抢修抢建用新型水泥基材料 (一)快硬硫铝酸盐水泥 快硬硫铝酸盐水泥是以铝质原料，石灰质原料和石膏，经适量配合后，煅烧成含有无水硫酸钙的熟料，再掺人适量石膏共同磨细而制成。此水泥的凝结时间比较快，初凝小于15rain，终凝小于20rain。该水泥混凝土一天强度值比快硬硅酸盐水泥高3倍左右，突出
聚合物水泥基防水涂料
聚合物水泥基防水涂料 简介： 聚合物水泥基防水涂料，通常称之为JS防水涂料。聚合物水泥基防水涂料是以丙烯酸酯等聚合物乳液与水泥为主要原材料加入其他外加剂制得的单组分或双组分水性建筑防水涂料。这种涂料由于综合了聚合物和水泥的优势，而被认为具有“刚柔相济”的特性，即既具有聚合物涂膜的延伸性、防水性，也有水硬性胶凝材料强度高、与潮湿基层粘结能力强的特点。 聚合物水泥基防水涂料的优点是施工方便、综合造价低，工期短，且无毒环保。JS复合防水涂料是一种无毒、无公害的新型建筑防水材料。该种涂料以水作为分散剂，解决了因采用焦油、沥青等溶剂型防水涂料所造成的环境污染以及对人体健康的危害。 JS复合防水涂料防水性能好，还可以根据用户要求配置多种色彩，是一种集防水和装饰的新型防水材料。实践证明，JS复合防水涂料可以取得可靠的防水效果，同时也解决了潮湿基面上大部分防水材料无法正常施工这一难题。因此，聚合物水泥基已经成为防水涂料市场的主角。 分类： JS复合防水涂料为水性涂料，施工极为方便，是一种新型环保产品，适用于各种防水要求。 产品分为Ⅰ型和Ⅱ型两种。Ⅰ型：以聚合物为主的防水涂料，主要用于非长期浸水环境下的建筑防水工程；Ⅱ型：以水泥为主的防水涂料，适用于长期浸水环境下的建筑防水工程。 在聚合物水泥类防水涂料中，得到广泛应用的是丙烯酸酯和乙烯-醋酸乙烯（VAE）两类，分单组分和双组分两种。 组分： 组分 防水涂料种类 单组分粉状涂料双组分防水涂料 胶结材料 可再分散丙烯酸酯树脂粉 末或可再分散乙烯-醋酸乙烯 树脂粉末、硅酸盐水泥或普通 硅酸盐水泥或其他水泥 弹性丙烯酸酯乳液或-醋酸 乙烯乳液、硅酸盐水泥或普通硅 酸盐水泥或其他水泥 填料、颜料 不同粒径、配比的石英砂 和着色颜料 不同粒径、配比的石英砂和 着色颜料 助剂粉状消泡剂消泡剂、增塑剂 产品制备和特性 将各类材料按一定配方混 合均匀得到粉状产品，使用前 加入适量水搅拌均匀即可使 用 分别将各类粉料和各类液体 材料按一定配方混合均匀形成 粉料组合和液料组分并分开包 装。使用前将两个组分按设定比 例搅拌混合均匀即可使用 应用特点 现场加水搅拌后必须在规 定时间内用完，产品具有优异 现场搅拌，双组分混合后必 须在规定时间内用完，产品具有
水泥基复合材料的制备
水泥基复合材料的制备 一、实验目的 （1）了解水泥各种技术性质定义，进一步理解水泥胶凝和硬化的原理，水灰比、掺合料对水泥强度的影响； （2）掌握玻璃纤维增强水泥基复合材料的制备工艺和操作方法； （3）学习水泥相关仪器，例如胶砂搅拌机、振实机等的使用。 二、实验内容 以水泥为基体材料、玻璃纤维为增强材料，制备水泥基复合材料。 三、实验原理 水泥，粉状水硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。 硅酸盐水泥的化学成分：硅酸三钙（3CaO·SiO2，简式C3S），硅酸二钙（2CaO·SiO2，简式C2S），铝酸三钙（3CaO·Al2O3，简式C3A），铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3，简式C4AF）。 水泥的胶凝和硬化： 1)、3CaO·SiO2+H2O→CaO·SiO2·YH2O（凝胶）+Ca(OH)2； 2)、2CaO·SiO2+H2O→CaO·SiO2·YH2O（凝胶）+Ca(OH)2； 3)、3CaO·Al2O3+6H2O→3CaO·Al2O3·6H2O（水化铝酸钙，不稳定）； 3CaO·Al2O3+3CaSO4·2 H2O+26H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O（钙矾石，三硫型水化铝酸钙）； 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O+2(3CaO·Al2O3)+4 H2O→3(3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O)（单硫型水化铝酸钙）； 4)、4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O。 当水泥拌水后，半水石膏迅速水化为二水石膏，形成针状结晶网状结构，从而引起浆体固化。 本实验采用短玻璃纤维为增强材料，将其混合在水泥胶砂里，入模成型，经过养护固化之后，形成复合材料，得到产品。 四、实验仪器和药品 1、原材料：水泥（PC32.5）、河沙、玻璃纤维等； 2、仪器：水泥胶砂搅拌机、水泥胶砂振实机、水泥板块标准模具、天平等。 五、实验步骤 1、模具准备 将水泥板块标准模具表面擦洗干净、拼装、涂抹脱模剂，备用。 2、水泥胶砂原料称量 分别称量水292.5g，水泥450g，河沙1350g，备用。 3、玻璃纤维称量 各组按照配比要求，分别称取20g、30g、40g玻璃纤维，备用。 4、胶砂的搅拌与振实
建筑材料水硬性胶凝材料试题答案1
土木水利类专业《建筑材料》水硬性胶凝材料试题答案 一、单项选择题（每小题四个备选答案中只有一个最合适，请将各题最合适的答案编号填写在各题对应位置的单元格内，每小题3分，共21分） 1.水泥熟料矿物中，其凝结硬化速度最快，水化时放热量最大的是（ ）。 A.硅酸三钙 B.硅酸二钙 C.铝酸三钙 D.铁铝酸四钙 2.下列水泥中抗渗性最差的是（ ）。 A.矿渣硅酸盐水泥 B.火山灰硅酸盐水泥 C.粉煤灰硅酸盐水泥 D.普通硅酸盐水泥 3.有抗冻性要求的混凝土，应优先选用（ ）。 A.普通硅酸盐水泥 B.矿渣硅酸盐水泥 C.火山灰硅酸盐水泥 D.粉煤灰硅酸盐水泥 4.制作水泥胶砂试件时，水泥与胶砂和水的比例是（ ）。 A.1:2:0.5 B.1：2.5:0.5 C.1：3:0.5 D.1:3:0.6 5.普通水泥的代号和在包装袋两侧印刷字体颜色正确的是（ ）。 A.P ·O,绿色 B.P ·P ，红色 C.P ·F ，蓝色 D.P ·O,红色 6.下列不是气硬性胶凝材料的是（ ）。 A.石灰 B.水泥 C.石膏 D.水玻璃 7.火山灰硅酸盐水泥的细度用80μm 方孔筛筛余率不大于（ ）。 A.10% B.15% C.20% D.30% 二、判断题（请在各题对应位置的单元格内打“√”或“×” ，每小题2分，共18分，全“√”或全“×”该大题不得分。） 8.在磨细水泥熟料时，为了延缓水泥的凝结时间，可以加大石膏的 掺入量。 9.对于大体积混凝土应选用硅酸盐水泥。 10.一般混凝土所用水泥的强度等级不得低于32.5R 。 11.硅酸盐水泥的细度越细越好。 12.硅酸盐水泥中含有氧化钙、氧化镁及过多的石膏，都会造成水泥体积安定性不良。 13.存放袋装水泥时，地面垫板要离地面200mm ，四周离墙200mm 。 14.对于没成团的过期水泥超，不会影响其使用。 15.按国家标准，六大水泥的初凝时间不得早于45min 。 16.水化热有利于水泥的正常凝结硬化和强度发展，工程中应采用水化热大的水泥。 三、填空题（每小题2分，共16分。） 17.生产水泥的原料有石灰质原料、粘土质原料和 。 18.国标规定，水泥的体积安定性用 检验必须合格。 19.水泥的强度主要与熟料的矿物成分和 有关。 20.水泥的抽样方法是，以同一水泥厂，按同品种、同强度等级、同期到达的水泥，不超过 t 为一个取样单位。 21.水泥水化放热量的大小及速度，首先取决于水泥熟料的 和细度。 22.过量的石膏在水泥硬化后与水泥石中的水化产物发生反应，体积 ，造成已硬化的水泥石开裂。 23.普通硅酸盐水泥划分为 个强度等级。 24.水泥的有效存放期为3个月（从 日期算起）。 四、名词解释题（每小题5分，共15分） 25.胶凝材料—— 26.水泥的终凝时间—— 27.水泥的体积安定性——
胶凝材料复习
胶凝材料 填空60’，简答25’，论述15’ 第四章硅酸盐水泥 1.水泥分类 按照用途分类：通用水泥、专用水泥、特性水泥 普通水泥、大坝水泥、抗硫酸盐水泥、油井水泥 按矿物组成分类：硅酸盐水泥、硫酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥 按化学组成分类：钙水泥、坝水泥、锶水泥、镁水泥 按性质分类：早强水泥、中热水泥、低热水泥、膨胀水泥 2.硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的定义 硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、0~5%混合材（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。 普通硅酸盐水泥在硅酸盐水泥熟料中掺入6%~20%混合材料、适量石膏磨细制成水硬性胶凝材料，P.O。 凝结时间、安定性、强度是通用硅酸盐水泥的三项主要性能。 3. 硅酸盐水泥熟料矿物组成 4. 硅酸盐水泥生产技术 硅酸盐水泥的主要技术要求 1、不溶物：P.I中不溶物小于0.75%；P.II中不超过1.5% 2、MgO：不大于5.0%，如水泥经过压蒸安定性检验合格水泥中MgO含量容许放宽到6.0% 3、SO3：不大于3.5% 4、烧失量：P.I烧失量不大于3.0%，P.II不大于3.5%，P.O不大于5.0%
5、细度：硅酸盐水泥Se大于300m2/kg；复合水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥：80微米方孔筛不超过10.0%或45微米方孔筛筛余不大于30% 6、凝结时间：硅酸盐水泥初凝不得早于45min；终凝不得迟于6h30min；普通硅酸盐水泥初凝不得早于45min；终凝不得迟于10h。 7、碱：Na2O+0.658K2O<0.60% 5. 硅酸盐水泥水化机理 水泥浆体溶液中的主要离子有： 硅酸钙——Ca2+、OH-、[SiO4]4- 铝酸钙——Ca2+、Al（OH）4- 硫酸钙——Ca2+、SO42- 钾、钠及硫酸根离子——K+、Na+、SO42- 各种酸根离子分别由硅酸钙、铝酸钙、硫酸钙提供 水化早期的钙离子主要为C3S水化提供，K+、N+主要为碱式硫酸盐提供。碱的存在将大大影响CaO的浓度以及CH的结晶过程。 水化过程中液相组分与固相组分处于随时间而变的动态平衡中。 早期水化：诱导前期、诱导期；水化中期：加速器和减速期；水化后期：稳定期 诱导前期：加水后立即发生急剧化学反应，但持续时间较短，在15min内结束。 诱导期：反应速率极其缓慢，持续2~4h（水泥浆体保持塑性的原因）。初凝时间基本相当于诱导期的结束。 加速期：反应重新加快，反应速率随时间而增大，出现第二个放热峰。在达到峰顶时本阶段即告结束（4~8h），此时终凝时间已过，水泥石开始硬化。 减速期：反应速率随时间下降的阶段（12~24h），水化作用逐渐受扩散速率控制。 稳定期：反应速率很低、处于基本稳定的阶段，水化作用完全受扩散速率控制。
建筑材料中胶凝材料概述
建筑材料中胶凝材料概述 建材家居中的建筑材料胶凝材料是什么？ 胶凝材料是能够产生作为一个整体材料的物理变化和化学变化的一系列后凝成的散装材料或粒状材料的凝结和硬化。水泥基材料为无机胶凝材料和有机胶凝材料。无机胶凝材料分为刚性气体（包括石灰，施工石膏，硅酸钠，和菱镁矿）和液压（如水泥）两个。有机胶凝材料，如沥青，树脂，和类似物。 石灰是什么？特点和用途是什么？ 1）石灰是人类最早使用的胶凝材料在工程之一，它的主要成分是氧化钙，由于原料的广泛分布，生产工艺简单，成本低，传统上广泛使用在施工。 2）的特性的石灰：水留用;吸湿性，耐水性;凝结硬化慢，强度低，硬化后的体积收缩;放热大的腐蚀量。 3）建设工程所用的石灰品种主要是大量的石灰，粉煤生石灰，熟石灰粉和熟石灰膏。除了大量的石灰外，其他品种可以直接使用工程：建筑砂浆的编制;编制的混凝土和灰尘;生产硅酸盐制品，研磨石灰粉。 具体是什么？ 混凝土使用的生石灰粉末（或熟石灰粉末），粘土，砂为原料，按体积比为1:2:3的比例，均匀的水混合溶液中加入制成，主要用于衬垫的基础建筑物，路面或地面上。 什么是白水泥？目的是什么？ 1）白色硅酸盐水泥熟料加入适量的石膏制成的细磨水泥基质称为白色波特兰水泥，白水泥称为。的制造方法相比，与普通水泥，白水泥熟料与铁氧化物的含量少，基本上是相同的，需要的漂白处理，以提高白度的水泥熟料。 2）白水泥主要生产彩色硅酸盐水泥，建筑装修装饰工程的作用。 建筑石膏是什么？其特点和用途是什么？ 1）石膏是一种理想的能源效率的材料，主要成分为硫酸钙，随着高层建筑的发展，建设工程的增加逐年上升，成为新型建材的发展，目前的工作重点之一。多品种的石膏建筑石膏，高强石膏的应用。 2）建筑石膏的主要特点是：凝结和硬化，孔隙度和强度较低，吸湿性强，耐水性差，防水，硬化微体积膨胀，具有良好的加工性能和装饰，良好的隔热性能，硬化体。 3）建筑石膏的主要目的是：做建筑石膏制品，如石膏板，石膏空心条板，石膏砌块，纤维石膏板，水泥生产水泥的缓凝剂;底漆，腻子原料生产的室内装饰画的墙面抹灰;材料。 什么是水泥？如何进行分类？ 1）水泥是水泥基无机可用于在干燥的环境不仅作品，但也可以用在潮湿的环境和水工程，已被广泛应用于建筑，交通，水利，电力等基础设施建设项目。 2）水泥的性质和用途的普通水泥，特种水泥和水泥三类的特性。水泥的一般特性，包括六个品种硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥，特种水泥的特殊用途的水泥，砌筑水泥
《胶凝材料学》复习要点
,可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 2,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 3,体积安定性:水泥水化凝结硬化体积变化的均匀程度 4,干燥:生料中自由水的蒸发 5,脱水:生料中粘土矿物的分解并放出化合水 6,水化速率:单位时间内水泥的水化程度或水化深度 7,流动性:在外力作用下克服水泥浆内部粒子间互相作用而产生变形的性能 8,可塑性:浆体克服极限剪应力以后,产生塑性变形而不断裂的性能 9,稳定性:水泥浆塑性变形后,保持固液相体系本身的稳定性 10,易密性:消耗最小的功,最后使混合料达到致密的能力 11,强度:抵抗破坏与断裂的能力 12,徐变:在恒定荷载作用下依赖时间而增长的变形 13,矿渣水泥:凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣,并掺入适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 14,火山灰质混合材料:凡是天然的或人工的以活性氧化硅,活性氧化铝为主要成分的矿物质材料,本身磨细加水拌合并不硬化,但与气硬性石灰混合后再加水拌合,则不但能再空气中硬化,而且能在水中继续硬化者,称为火山灰质混合材料 15,火山灰质硅酸盐水泥:凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料,适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 16,粉煤灰硅酸盐水泥:凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰,适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 17,铝酸盐水泥:以矾土或含铝废渣为主要原料,烧制成以铝酸盐矿物或铝酸盐复合矿物为基本组成的水硬性胶凝材料 18,高铝水泥:凡矿物组成以铝酸钙为主,化学成分中氧化铝含量约50%的熟料磨细而成的水硬性胶凝材料 19,胶凝材料:凡能在物理,化学作用下,从具有可塑性浆体逐渐变成坚固石状体的过程中,能将其他物料胶结为整体并具有一定机械强度的物质 20,石灰的消化速度:一定标准条件下,从生石灰与水混合起,到达最高温度所需的时间 21,镁质胶凝材料:由磨细的苛性苦土或苛性白云石为主要组成的一种气硬 :天然二水石膏,硬石膏,化工生产中的副产品 2,二水石膏分类:透明石膏,纤维石膏,雪花石膏,普通石膏,土石膏 3,工业副产石膏:磷石膏,氟石膏,排烟脱硫石膏
什么是气硬性胶凝材料
1.什么是气硬性胶凝材料？主要有哪些？各有何特点？ 答：非水硬性胶凝材料的一种。只能在空气中硬化，也只能在空气中保持和发展其强度的称气硬性胶凝材料，如石灰、石膏、 菱苫土和水玻璃等；气硬性胶凝材料一般只适用于干燥环境 中，而不宜用于潮湿环境，更不可用于水中。 石灰：保水性，可塑性好；凝结硬化慢，强度低；耐水性差；干燥收缩大。 石膏：凝结硬化时间段；凝结硬化时体积微膨胀；空隙率大，体积密度小；保温性和吸声性好；强度较低；具有一定的调湿性； 防火性好，耐水性差；耐水性，抗渗性，抗冻性差。 水玻璃：粘结性强，强度较高；耐酸性好，耐热性好；耐碱性，耐水性差。 2.什么是硅酸盐水泥？评定水泥质量的主要指标有哪些？ 答：由硅酸盐水泥熟料、0%-5%石灰石或粒化高炉炉渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。硅酸盐水泥熟料的主要成分 为硅酸三钙3CaO·SiO2，硅酸二钙2CaO·SiO2，铝酸三钙 3CaO·Al2O3和铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3。 主要指标：质量比为1:3的水泥和标准砂，用0.5的水灰比拌合后，按规定的方法制成胶砂试件，在标准温度的水中护养，测3d 和28d的试件抗折和抗压强度，划分强度等级。
3.什么是新型建筑材料？如何进行分类？ 答：新型建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种，包括的品种和门类很多。从功能上分，有墙体材 料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、粘结和密 封材料，以及与其配套的各种五金件、塑料件及各种辅助材 料等。从材质上分，不但有天然材料，还有化学材料、金属 材料、非金属材料等等。 分类：（1）按用途分类 （2）按建筑各部分使用建筑材料的状况分类 （3）按原材料分类 4.根据外观形态，防水材料有哪些？各有何特点？ 答：防水卷材、防水涂料、密封材料和刚性防水材料等。 防水卷材：克服了传统沥青防水卷材温度稳定性差、延伸率低的缺点，具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度高、延 伸率较大等优异性能。 刚性防水材料：兼防水和承重两种功能；成本低廉；施工方便； 易于补休；耐久性好。 5.谈谈你对未来建筑材料发展方向的看法？ 答：（1）具有多功能多样性和综合性的建筑材料； （2）绿色健康建筑材料；
碳钢熔渣与不锈钢渣对水泥基复合胶凝材料水化活性及胶凝特性的影响及机理
碳钢熔渣与不锈钢渣对水泥基复合胶凝材料水化活性及胶凝特 性的影响及机理 中国作为全球最大的钢渣生产国,每年钢渣产量占全球钢渣产量的55%以上。钢渣这类工业副产品,通常磨细后可作为胶凝材料替代一部分水泥,在低碳建筑 材料发展中具有非常重要的作用。 考虑以上因素,如何提高钢渣作为水泥替代材料的利用率,是同时提高钢材 行业和混凝土行业可持续发展的重要课题。因此,本文系统深入研究了利用两种高细度钢渣（转炉碳钢熔渣CS和电弧炉不锈钢渣SS）作为胶凝材料,对水泥基 复合胶凝材料体系水化特性及胶凝性能的影响规律,并揭示了其复杂机理。 本文首先测定了水泥-钢渣砂浆的标准稠度、pH值、凝结时间以及不同钢渣取代比例,对水泥基复合胶凝材料体系流动度的影响。其次,详细对比了单掺CS、SS两种钢渣的水泥基复合胶凝材料体系的水化活性与水化反应特性的影响规律。 两种钢渣等量取代水泥的质量分数为15%（CS15和SS15）和30%（CS30和SS30）。实验结果表明:CS相比于SS表现出更高的碱度和pH值,以及更多具有水化反应活性的物相;两种钢渣由于其颗粒细度更高,均展现出一定程度的减水效果;CS颗粒加入水泥净浆后,尤其在掺量较高时,会造成净浆闪凝并缩短初凝时间;CS或SS掺量为50%的水泥净浆的pH值,均低于纯水泥净浆的碱度。 并且,通过复掺钢渣的水泥净浆（OPC-CS和OPC-SS）的力学强度和孔隙结构测试结果证明,SS的整体水化活性不如CS;水化热分析表明两种钢渣的水化反应均为放热反应,但CS浆体相比于SS浆体具有更高的早期水化活性,而SS浆体水化活性在长龄期时则高于CS浆体;钢渣与水泥复合的净浆OPC-CS和OPC-SS在初始3天内的水化速率相似,但前者在后期的水化速率更高;当钢渣掺量不超过15%
胶凝材料――水泥
3 水泥 教学内容： .本章以硅酸盐水泥为重点，阐述了常用六大品种水泥的组成、特性、质量标准及适用范围；并概括介绍了其他品种水泥。 教学目的： 1.了解常用（硅酸盐）水泥的生产工艺 2.掌握水泥的矿物组成及特性 3.掌握常用（硅酸盐）水泥的技术性质和质量要求 4.掌握影响水泥凝结与硬化的因素 5.掌握影响凝结时间、强度、体积安定性、水化热的因素 6.掌握引起水泥石腐蚀的原因及防止措施 7.掌握常用水泥品种的特点，能根据工程要求合理选择、使用水泥 8.了解其他水泥的特点 教学重点： 1. 常用（硅酸盐）水泥的特性 2. 影响常用水泥性能的因素 3. 常用（硅酸盐）水泥的选用 教学难点： 1.常用（硅酸盐）水泥的特性 2.影响常用水泥性能的因素 3.常用（硅酸盐）水泥的强度检验方法及评定 教学方法： 在课堂讲清水泥矿物组成的水化特性的同时，通过案例讨论使学生理解水化产物与性能的关系；以混凝土施工现场养护的措施，分析水泥石的性能与水泥的矿物组成、龄期、外部环境等的关系；通过案例教学使学生掌握根据工程要求合理选择、使用水泥方法、思路。参考资料： 1.《土木工程材料》湖南大学等中国建筑工业出版社 2.《结构工程材料》覃维祖清华大学出版社 3.《建筑工程材料》刘祥顺中国建筑工业出版社 4.《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》技术标准 作业布置： 1.P27 1、2、3、4 2.补充作业：1、2、3、4、5、6、7 教学过程设计： 3.1概述 1.定义：水泥，指加水拌和成塑性浆体后，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。 2.水泥的分类
（1）按矿物组成： ①硅酸盐水泥②铝酸盐水泥③硫铝酸盐水泥④铁铝酸盐水泥 （2）按用途和性质： ①通用水泥： 硅酸盐水泥 P.Ⅰ 0% P.Ⅱ <5% 普通硅酸盐水泥 P.O 5～15％ 矿渣硅酸盐水泥 P.S 20～70％ 火山灰硅酸盐水泥 P.P 20～50％ 粉煤灰硅酸盐水泥 P.F 20～40％ 复合硅酸盐水泥 P.C 15～50％ ②专用水泥： 道路水泥、砌筑水泥、油井水泥、大坝水泥… ③特种水泥： 膨胀水泥、快硬水泥、防辐射水泥、抗硫酸盐水泥、白色硅酸盐水泥… 3.2 硅酸盐水泥 1.定义：凡由硅酸盐水泥熟料，0～5％石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨成细粉制成的水硬性胶凝材料，成为硅酸盐水泥，并按掺合料的多少分为P.I和P.Ⅱ型。 硅酸盐水泥熟料：指以适当成分的生料烧制部分熔融，所得的以硅酸钙为主要成分的产物，简称熟料。 2.原材料 ①石灰质：有石灰岩、白垩、凝灰岩等，主要提供CaO； ②粘土质：有各种粘土、黄土等，主要提供SiO2、Al2O3、Fe2O3。 ③校正原料：铁矿粉、硅质原料、铝矾土等。 3生产工艺 先将原材料破碎并按其化学成分配料后，在球磨机中研磨为生料。然后入窑锻烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的水泥熟料，配以适量的石膏及混合材料在球磨机中研磨至一定细度，即得到硅酸盐水泥。 简称“两磨一烧”： （1）按生料的制备方法分：湿法和干法。 ①湿法是将原料配好后，加水湿磨成含水约35％～40％的生料浆，经 校正成分，搅拌后入窑煅烧。该法的优点是生料成分均匀，控制精确，产品质量高；缺点是能耗大。 ②干法是将原料烘干，配制后研磨成生料粉入窑煅烧。由于干法比湿 法产量高，且节约能源，所以是目前的常用方法。（窑外预分解） （2）按煅烧水泥所用的窑的类型分：回转窑和立窑。现立窑已经被限制使用。 (3)煅烧过程 （1）经历干燥、预热、分解、烧成、冷却阶段，产生一系列物理－化学变化。 （2）温度的重要性：当温度从1300℃升到1450℃，再降至1300℃，即烧成阶段。这时铝酸三钙及铁铝酸四钙烧至部分熔融，出现液相，将所剩的氧化钙和硅酸二钙溶解，硅酸二钙在液相中吸收氧化钙形成最重要的硅酸三
胶凝材料部分答案
1. 胶凝材料的定义、特征、作用。 要点：定义：在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其它散粒物料(如砂、石等)，制成有一定机械强度的复合固体的物质称为胶凝材料，又称为胶结料。 特征：能在常温下凝结硬化为固体；有较强的胶结能力；具有一定的使用性能。 作用：胶结、固化，机械强度 2. 按照硬化条件，胶凝材料可以分为哪两类，其意义是什么？ 要点：气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。 水硬性胶凝材料是指和水成浆后，既能在空气中硬化并保持强度，又能在水中硬化并长期保持和提高其强度的材料，这类材料常统称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。 气硬性胶凝材料是指不能在水中硬化，只能在空气中硬化，保持或发展强度，如石膏、石灰、镁质胶凝材料，水玻璃等。 气硬性胶凝材料只适用于地上或干燥环境，而水硬性胶凝材料既适用于地上，也可用于地下潮湿环境或水中。 3．石膏胶凝材料的制备和石膏制品的制作本质上有何区别？ 要点：石膏胶凝材料的制备是将二水石膏加热使之部分或全部脱水，以制备不同的脱水石膏相（脱水）；石膏制品的制备是将脱水石膏再水化，使之再生成二水石膏并形成所需的硬化体（再水化）。 4．α型半水石膏和β型半水石膏各在什么条件下得到的？结构上各有什么特点？ 要点：α型半水石膏:蒸压釜在饱和水蒸汽的湿介质中蒸炼而成的，脱出的水是液体；β型半水石膏:处于缺少水蒸汽的干燥环境中进行的，脱出的水是蒸汽。α型半水石膏为菱形结晶体，晶体尺寸大而完整，晶形良好、密实(高强石膏)；β型半水石膏呈细鳞片状集合体，晶体表面有裂纹，结晶很细不规则 (建筑石膏)。 5．用吕·查德里的结晶理论，解释半水石膏水化、凝结、硬化的机理。 要点：半水石膏加水之后发生溶解，并生成不稳定的过饱和溶液，溶液中的半水石膏经过水化而成为二水石膏。由于二水石膏在常温下比半水石膏具有小得多的溶解度（如20℃时CaSO4·1/2H2O在水中的溶解度是10g/L左右，而CaSO4·2H2O的溶解度只为2g/L左右），所以溶液对二水石膏是高度过饱和的，因此很快沉淀析晶。由于二水石膏的析出，便破坏了原有半水石膏溶解的平衡状态，这时半水石膏会进一步溶解水化，以补偿二水石膏析晶而在液相中减少的硫酸钙含量。随着CaSO4·2H2O从过饱和溶液中不断沉淀出来，其结晶体随即增长，并进行排列和连生，互相交织，从而形成网络结构，使石膏浆体硬化且具有强度。如此不断进行的半水石膏的溶解和二水石膏的析晶，直到半水石膏完全水化为止。应该说整个水化过程是在溶解、水化、生
复合胶凝材料的水化硬化机理
第45卷第8期2017年8月 硅酸盐学报Vol. 45，No. 8 August，2017 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY https://www.wendangku.net/doc/a910826984.html, DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2017.08.03 复合胶凝材料的水化硬化机理 阎培渝，张增起 (清华大学土木工程系，北京 100084) 摘要：近年来，有关复合胶凝材料的水化硬化机理的研究取得了较大进展。硅酸盐水泥在不同水化阶段的反应机理被广泛深入地探讨，建立了一些水泥基材料水化动力学和浆体微结构形成的预测模型。越来越多的矿物掺合料用于混凝土的制备。本文重点总结了硅酸盐水泥早龄期水化机理、矿物掺合料对硅酸盐水泥水化的影响以及复合胶凝材料反应过程模拟的研究进展。 关键词：复合胶凝材料；硅酸盐水泥；水化机理；矿物掺合料 中图分类号：TU528.44 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2017)08–1066–07 网络出版时间：2017–07–23 17:55:04 网络出版地址：https://www.wendangku.net/doc/a910826984.html,/kcms/detail/11.2310.TQ.20170723.1755.015.html Review on Hydration of Composite Cementitious Materials YAN Peiyu, ZHANG Zengqi (Department of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China) Abstract: In recent years, the hydration mechanism of composite cementitious materials was intensively studied. The mechanisms governing different hydration periods of Portland cement have been widely discussed. Some kinetics models were issued to describe the hydration process of cementitious materials and the formation of paste microstructure. More and more mineral admixture were used during the production of cement and preparation of concrete to improve its workability, mechanical property and durability. In this article, the early hydration mechanisms of the Portland cement, the influence of mineral admixture on the hydration of Portland cement and the simulation of hydration process of composite cementitious materials were reviewed. Keywords: composite cementitious materials; Portland cement; hydration mechanism; mineral admixture 混凝土是现代建筑中使用量最大和应用面最广的人工建筑材料。混凝土所用胶凝材料的水化硬化过程直接关系到硬化胶凝材料浆体微结构的形成，从而影响混凝土的力学性能和耐久性能。硅酸盐水泥是胶凝材料最主要的组分，矿物掺合料则是改善混凝土性能不可缺少的组分。矿物掺合料的合理使用是水泥混凝土行业绿色、可持续 发展的重要手段。现代混凝土已不再单独使用硅酸盐水泥，而是使用硅酸盐水泥与多种矿物掺合料组成的复合胶凝材料。在符合胶凝材料的水化硬化过程中，硅酸盐水泥与矿物掺合料的水化过程相互影响，其反应机理与两者单独存在时不同。由于复合胶凝材料的水化反应很复杂，对于复合胶凝材料中各组分的反应速率与反应程度的准确表征尤为困难。近年来，有关硅酸盐水泥的水化机理的研究成果不断出现，相关基础理论持续深化；矿物掺合料在复合胶凝材料中的作用机理也被广泛研究。本文重点总结了复合胶凝材料的水化硬化机理研究的新进展，包括最新的硅酸盐水泥水化机理、矿物掺合料在复合胶凝材料的水化硬化过程中的作用机理、对于复合胶凝材料反应过程的模拟等。 收稿日期：2017–05–20。修订日期：2017–06–10。基金项目：国家自然科学基金项目(No. 51678344)。第一作者：阎培渝(1955—)，男，博士，教授。Received date: 2017–05–20. Revised date: 2017–06–10. First author: YAN Peiyu (1955–), male, Ph.D., Professor. E-mail: yanpy@https://www.wendangku.net/doc/a910826984.html,
复合胶凝材料浆体中矿物掺合料的反应程度
第３７卷第５期 硅 酸 盐 通 报 Ｖｏｌ．３７ Ｎｏ．５ ２０１８年５月 ＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＥＣＥＲＡＭＩＣＳＯＣＩＥＴＹ Ｍａｙ，２０１８ 复合胶凝材料浆体中矿物掺合料的反应程度 何智海１，詹培敏１，杨一凡１，钱春香２，方科楠１ （１．绍兴文理学院土木工程学院，绍兴 ３１２０００；２．东南大学材料科学与工程学院，南京 ２１１１８９） 摘要：为了快捷地计算复合胶凝材料浆体中矿物掺合料的反应程度，采用选择性溶剂溶解法测定了矿物掺合料在含ＮａＯＨ饱和石灰水中和复合胶凝材料浆体中反应程度，建立了两者之间的关系。结果表明，通过矿物掺合料在含ＮａＯＨ饱和石灰水中反应程度，再结合水胶比和矿物掺合料掺量，预测矿物掺合料在复合胶凝材料浆体中反应程度，具有准确性和可靠性。 关键词：胶凝材料；矿物掺合料；反应程度；选择性溶剂 中图分类号：ＴＵ５２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１-１６２５（２０１８）０５-１６８１-０６ Degree of Reaction of Mineral Admixtures in Composite Cementitious Material Pastes HE Zhi -hai １，ZHAN Pei -min １，YANG Yi -fan １，QIAN Chun -xiang ２，FANG Ke -nan １ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｏｘｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｏｘｉｎｇ３１２０００，Ｃｈｉｎａ； ２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１８９，Ｃｈｉｎａ） Abstract ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｑｕｉｃｋｌｙｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｏｆｍｉｎｅｒａｌａｄｍｉｘｔｕｒｅｓｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｐａｓｔｅｓ，ｔｈｅｄｅｇｒｅｅｓｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｏｆｍｉｎｅｒａｌａｄｍｉｘｔｕｒｅｓｉｎｔｈｅｓａｔｕｒａｔｅｄｌｉｍｅｗａｔｅｒｗｉｔｈｓｏｄｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅ（ＮａＯＨ）ａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｐａｓｔｅｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｖｅｓｏｌｖｅｎｔｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｗｈｏｓｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗａｓａｌｓｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｏｆｍｉｎｅｒａｌａｄｍｉｘｔｕｒｅｓｉｎｔｈｅｓａｔｕｒａｔｅｄｌｉｍｅｗａｔｅｒｗｉｔｈＮａＯＨｗｈｉｃｈｉｓｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｗａｔｅｒ-ｂｉｎｄｅｒｒａｔｉｏａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍｉｎｅｒａｌａｄｍｉｘｔｕｒｅｓｃａｎｐｒｅｄｉｃｔｔｈａｔｏｆｍｉｎｅｒａｌａｄｍｉｘｔｕｒｅｓｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｐａｓｔｅｓ，ｗｈｉｃｈｉｓｗｉｔｈｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Key words ：ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌ；ｍｉｎｅｒａｌａｄｍｉｘｔｕｒｅ；ｄｅｇｒｅｅｏｆｒｅａｃｔｉｏｎ；ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｓｏｌｖｅｎｔ 基金项目：国家自然科学基金青年科学项目（５１６０２１９８）；东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室开放课题项目 （ＣＰＣＳＭＥ２０１５-０５）；国家级大学生创新创业训练计划（２０１５１０３４９００１） 作者简介：何智海（１９８１-），男，博士（后），讲师．主要从事水泥基材料体积稳定性及其尺寸效应的研究．１ 引 言 随着人们对高性能混凝土需求不断增加，矿物掺合料已成为制备高性能混凝土不可缺少的组成部分。通过粉煤灰、矿粉、偏高岭土等矿物掺合料代替部分水泥来改善混凝土相关性能的研究已经成为当前的热点。矿物掺合料不仅有利于提高水泥基材料的力学性能，而且还改善了混凝土的耐久性，在一定程度上降低了水泥的使用量，有利于促进建筑业的可持续发展。然而，矿物掺合料的反应程度直接影响到水泥水化程度以及相应的反应活性。因此，如何准确的计算复合胶凝材料浆体中矿物掺合料的反应程度对探究其对水泥水化反应和微结构发展的影响具有非常重要的意义。 迄今为止，已有大量的学者和国际组织对矿物掺合料在水泥基材料中反应程度的测定提出不同的方法，万方数据