水泥與水泥基復合材料第1頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日現代材料概論－水泥與水泥基復合材料概述硅酸鹽水泥摻加混合材料的硅酸鹽水泥其它水泥水泥基復合材料第2頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日概述-水泥定義：加水拌和能形成塑性漿體，能在空氣中硬化，且能在水中更好地硬化，并能粘結砂石等散粒狀材料形成堅硬的石狀體，這種無機粉末，稱水泥。水泥發展應用歷史

原始意義的水泥：羅馬時期（萬神廟）現代意義的水泥：1824

Aspdin，PortlandCement

當代水泥：多品種、多用途第3頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日概述-水泥基復合材料定義：將水泥、水、砂、石及必要的外加組分按比例配制攪拌均勻而得的混合料再經硬化而得到的人工石材。分類：

按表觀密度不同分類：特輕、輕、重、特重

按發展水平分類：傳統（砼）、先進水泥基復合材料

按綜合性能特點分類：普通混凝土、高性能混凝土（HPC）

第4頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥的定義硅酸鹽水泥的生產硅酸鹽水泥熟料的礦物組成硅酸鹽水泥的水化硅酸鹽水泥的凝結硬化硅酸鹽水泥的技術性質硅酸鹽水泥的特點與應用第5頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日硅酸鹽水泥的定義凡由硅酸鹽水泥熟料、0～5%石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥（即國外通稱的波特蘭水泥）。

P（P·I、P·II

）。根據其強度不同，分42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R若干等級。第6頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日硅酸鹽水泥的生產原材料：石灰質原材料（）黏土質原材料（）輔料生產過程：兩磨一燒兩磨：生料粉磨、熟料＋石膏粉磨一燒：1450℃第7頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日硅酸鹽水泥熟料的礦物組成熟料礦物：

、

、組成：

36％～60％15～37％7～15％10～18％礦物特點：

水化速度、水化放熱量、凝結硬化速度、強度發展速度、最終強度水泥中的石膏及作用：

調節凝結時間

第8頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日硅酸鹽水泥的水化水化反應：水化產物及特點：

晶體：有規則幾何外形、骨架凝膠體：無序排列、填充骨架空隙第9頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日硅酸鹽水泥的凝結硬化凝結硬化的概念：具有流動性的漿體失去塑性的過程稱凝結；失去塑性的漿體逐漸具有強度的過程稱硬化。凝結硬化過程：

水泥＋水水泥漿水化產物失去塑性強度（攪拌）（水化）（凝結）（硬化）水泥石第10頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日硅酸鹽水泥的技術性質細度標準稠度用水量凝結時間水化熱強度體積安定性第11頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日水泥技術性質－細度（1）定義：水泥顆粒的粗細程度或分散度。（2）細度與性質關系：細度決定了水泥與水接觸的表面積，從而影響水泥的凝結時間和性質。（3）指標（GB175-1999）

比表面積：是指單位質量的水泥粉末所具有的表面積的總和。

—勃氏法（硅酸鹽水泥比表面積＞300m2/kg）

篩余量:

通過0.08mm方孔篩的篩余量（%）

—負壓篩法（適用于其它水泥）細度不合格者為不合格品第12頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日水泥技術性質－標準稠度用水量概念：使水泥漿體達到規定稠度所需要的拌和水量。測試目的：保證凝結時間及體積安定性測試結果的可比性。測試方法：

代用方法：調整用水量法、固定用水量法；

標準方法：調整用水量法標準稠度用水量無指標第13頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日水泥技術性質－凝結時間定義：水泥加水拌和起至水泥漿失去可塑性所需的時間,稱為凝結時間初凝和終凝初凝狀態：水泥加水起至水泥漿剛剛失去可塑性

所需的時間——初凝時間終凝狀態：水泥加水起至水泥漿完全失去可塑性

所需的時間——終凝時間工程意義水泥的初凝時間不宜過早，以便施工時有充分時間攪拌、運輸、澆注和砌筑等操作；否則在施工前已失去流動性和塑性而無法施工。水泥的終凝不宜過遲，以便施工完畢后盡快硬化，達到一定的強度，以利于下一步施工工藝的進行；否則將延長施工進度和模板的周轉率。指標：初凝時間不得早于45min，終凝不得遲于390min第14頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日水泥技術性質－水化熱定義：單位質量水泥水化放出的熱量(KJ/Kg)工程意義水化熱大，對冬季施工有利水化熱大，對大體積混凝土工程不利。影響因素水泥的化學組成水泥細度礦物摻合料第15頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日水泥技術性質－強度概念：按標準方法制備的水泥膠砂試件在標準養護到規定齡期后，按標準方法測得的極限承載能力。分抗折、抗壓強度強度等級：根據不同齡期（3d、28d）的抗折、抗壓強度值劃分分早強型（R）和普通型第16頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日水泥技術性質－體積安定性定義

安定性：水泥漿在硬化過程中，體積均勻變化的性能。

體積安定性不良：水泥硬化中產生體積不均勻變化的現象。安定性不良的原因：熟料中f-CaO過多熟料中f-MgO過多石膏摻量過多測定方法沸煮法－加速實驗法，適合檢測f-CaO過多所致的安定性不良化學指標

f-MgO≯5%

SO3≯3.5%第17頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日硅酸鹽水泥的特點與應用特點早期強度高強度等級高水化熱大抗凍性好耐腐蝕性差干縮小應用適宜

HSC、預應力混凝土、有抗凍性要求的混凝土等不適

大體積混凝土、有環境侵蝕作用的混凝土

第18頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日摻加混合材料的硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥：熟料＋6%~15%混合材料＋石膏共同磨細。

P·O礦渣硅酸鹽水泥：熟料＋20%～70%粒化高爐礦渣＋石膏共同磨細。P·S粉煤灰硅酸鹽水泥：熟料＋20%～40%粉煤灰＋石膏共同磨細。P·F火山灰硅酸鹽水泥：熟料＋20%～50%粉煤灰＋石膏共同磨細。P·P復合水泥：熟料＋15%～50%兩種或以上混合材料＋石膏共同磨細。P·F第19頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日水泥基復合材料混凝土的廣義定義新拌混凝土的性能硬化混凝土的結構混凝土的性能混凝土的應用先進水泥基復合材料第20頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日廣義混凝土以膠凝材料、散粒狀材料及必要的外摻材料按比例配制攪拌均勻的混合料經硬化而得的人工石材，稱混凝土。不加特指，一般即認為是水泥混凝土，即以水泥石為基體，以砂石等散粒材料為增強材料的復合材料（水泥基復合材料）。第21頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日新拌混凝土的性能工作性：指新拌混凝土適宜各種施工操作，并保證獲得均勻、密實的混凝土的性能包含：流動性粘聚性保水性三方面內容。第22頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日混凝土的結構混凝土可以認為是一種宏觀堆聚結構，各組分形成多級分散體系。

石子分散于硬化砂漿、砂分散于水泥石、未水化水泥顆粒分散于水泥水化產物中、晶體分散于凝膠體中。第23頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日混凝土的性能力學性能強度、韌性、彈性模量變形性能非荷載變形荷載作用下變形耐久性能耐腐蝕性抗凍性抗滲性混凝土內的鋼筋銹蝕第24頁，共27頁，2023年，2月20日，星期日先進水泥基復合材料智能混凝土（自適應、自檢測、自修復）活性粉末混凝土（RPC）化學結合陶瓷（CBC）無宏觀