第二章无机胶凝材料03.ppt

常用水泥的生产常用水泥的生产 水泥熟料的矿物组成水泥熟料的矿物组成 水泥的水化水泥的水化 水泥的凝结硬化水泥的凝结硬化 常用水泥的主要技术性质常用水泥的主要技术性质 水泥石的腐蚀与防止水泥石的腐蚀与防止 常用水泥的特性与选用常用水泥的特性与选用2.2 常用水泥（六种）常用水泥（六种）六、水泥石的腐蚀与防止六、水泥石的腐蚀与防止思考：思考：（1 1）软水指什么水？软水指什么水？（2 2）软水为静水无压影响不大，而流水压力水）软水为静水无压影响不大，而流水压力水 会严重破坏水泥石？会严重破坏水泥石？（3 3）遇硬度高的水（含重碳酸盐较多）不会受）遇硬度高的水（含重碳酸盐较多）不会受 腐蚀？腐蚀？（4 4）防止可在空气中预先碳化，原因）防止可在空气中预先碳化，原因?1.1.软水腐蚀（溶出性腐蚀）软水腐蚀（溶出性腐蚀）Ca(OH)2溶解流失继而引发其它溶解流失继而引发其它水化产物的分解溶蚀水化产物的分解溶蚀 六、水泥石的腐蚀与防止六、水泥石的腐蚀与防止 镁盐腐蚀镁盐腐蚀（腐蚀机理？）（腐蚀机理？）MgSO4腐蚀腐蚀 MgCl2腐蚀腐蚀 其中其中MgSO4腐蚀最严重，为双重腐蚀，腐蚀最严重，为双重腐蚀，为什么？为什么？2.2.盐类腐蚀（海水、地下水、工业污水等）盐类腐蚀（海水、地下水、工业污水等）硫酸盐腐蚀硫酸盐腐蚀（腐蚀机理？）（腐蚀机理？）因生成钙矾石（因生成钙矾石（AFtAFt)（水泥杆菌）体积膨水泥杆菌）体积膨胀导致水泥破坏胀导致水泥破坏 硫酸盐腐蚀（延迟产生钙矾石）硫酸盐腐蚀（延迟产生钙矾石）钙矾石（钙矾石（AFt）(针状晶体）针状晶体）六、水泥石的腐蚀与防止六、水泥石的腐蚀与防止碳酸腐蚀碳酸腐蚀（工业污水、地下水中溶有许多（工业污水、地下水中溶有许多CO2)CO2浓度低时影响不大，浓度浓度低时影响不大，浓度高时腐蚀增强，高时腐蚀增强，为什么？为什么？3.3.酸类腐蚀酸类腐蚀腐蚀机理？腐蚀机理？主要使得水泥中碱度降低，引发水化产物分解。主要使得水泥中碱度降低，引发水化产物分解。（地下水、工业废水、沼泽水等常有无机酸和有机酸，（地下水、工业废水、沼泽水等常有无机酸和有机酸，其中腐蚀作用最快的是无机酸中的其中腐蚀作用最快的是无机酸中的H2SO4、HCl、HF、H2NO3和有机酸中的醋酸、蚁酸、乳酸）和有机酸中的醋酸、蚁酸、乳酸）一般酸的腐蚀一般酸的腐蚀 （H2SO4、HCl、HF、H2NO3和有机酸中的醋酸、和有机酸中的醋酸、蚁酸、乳酸等）其中蚁酸、乳酸等）其中H H2 2SOSO4 4腐蚀为双重腐蚀？腐蚀为双重腐蚀？六、水泥石的腐蚀与防止六、水泥石的腐蚀与防止4.4.强碱腐蚀强碱腐蚀腐蚀机理？腐蚀机理？（铝酸盐含量高的水泥，如高铝水泥）（铝酸盐含量高的水泥，如高铝水泥）5.5.其它：糖、氨盐、动物脂肪、含环烷酸的石其它：糖、氨盐、动物脂肪、含环烷酸的石油产品等也对水泥石有腐蚀作用。油产品等也对水泥石有腐蚀作用。总之：水泥受腐蚀为综合的物理化学作用，总之：水泥受腐蚀为综合的物理化学作用，非单一作用。非单一作用。六、水泥石的腐蚀与防止六、水泥石的腐蚀与防止1.1.水泥石受腐蚀的原因（腐蚀机理）分析水泥石受腐蚀的原因（腐蚀机理）分析？思考题？思考题？含有氢氧化钙和水化铝酸钙含有氢氧化钙和水化铝酸钙本身不密实本身不密实腐蚀介质腐蚀介质2.2.防止水泥腐蚀的措施？防止水泥腐蚀的措施？七、常用水泥的特性与应用七、常用水泥的特性与应用（混合材掺量少，熟料矿物多，特性主要取决于水泥熟料）混合材掺量少，熟料矿物多，特性主要取决于水泥熟料）（一）硅酸盐水泥和普通水泥（一）硅酸盐水泥和普通水泥 （PI，P II)和（和（PO）【特性】【特性】1.1.凝结硬化速度凝结硬化速度 6.6.耐热性耐热性 2.2.强度强度(早强和后强）早强和后强）7.7.耐磨性耐磨性 3.3.水化热水化热 8.8.干缩性干缩性 4.4.耐腐蚀性耐腐蚀性 9.9.抗碳化性抗碳化性 5.5.抗冻性抗冻性 （会分析原因）（会分析原因）七、常用水泥的特性与应用七、常用水泥的特性与应用（一）硅酸盐水泥和普通水泥（一）硅酸盐水泥和普通水泥 （PI，P II)和（和（PO）【工程应用】【工程应用】1.1.适用于重要结构的高强混凝土及预应力混凝土工程；适用于重要结构的高强混凝土及预应力混凝土工程；2.2.适用于早期强度要求高的工程及冬季施工的工程；适用于早期强度要求高的工程及冬季施工的工程；3.3.适用于严寒地区，遭受反复冻融的工程及干湿交替的适用于严寒地区，遭受反复冻融的工程及干湿交替的部位；部位；4.4.不能用于海水和有侵蚀性介质存在的工程；不能用于海水和有侵蚀性介质存在的工程；5.5.不能用于大体积混凝土工程；不能用于大体积混凝土工程；6.不能用于高温环境的工程。不能用于高温环境的工程。七、常用水泥的特性与应用七、常用水泥的特性与应用（水泥熟料较少，特性主要取决于混合材料的种类和掺量）（水泥熟料较少，特性主要取决于混合材料的种类和掺量）（二）粉煤灰水泥、矿渣水泥、火山灰水泥（二）粉煤灰水泥、矿渣水泥、火山灰水泥 （PF）（P S)（PP）【三者共性】（【三者共性】（与硅酸盐水泥和普通水泥比较）与硅酸盐水泥和普通水泥比较）1.1.凝结硬化速度慢；凝结硬化速度慢；6.6.抗冻性差；抗冻性差；2.2.强度：早强低后强高强度：早强低后强高；7.7.抗碳化性差；抗碳化性差；3.3.对温、湿敏感，适于蒸养；对温、湿敏感，适于蒸养；8.8.耐热性较好。耐热性较好。4.4.耐腐蚀性好；耐腐蚀性好；5.5.水化放热低；水化放热低；（会分析原因）（会分析原因）七、常用水泥的特性与应用七、常用水泥的特性与应用（二）粉煤灰水泥、矿渣水泥、火山灰水泥（二）粉煤灰水泥、矿渣水泥、火山灰水泥 （PF）（P S)（PP）【特性】（【特性】（三者比较）三者比较）1.1.PS优点：耐热性好；优点：耐热性好；缺点：泌水大，保水差，缺点：泌水大，保水差，干缩大、抗渗差。干缩大、抗渗差。2.2.PP优点：抗渗性好；优点：抗渗性好；缺点：干缩较矿渣水泥显著。缺点：干缩较矿渣水泥显著。3.3.PF优点：干缩小，抗裂好。优点：干缩小，抗裂好。七、常用水泥的特性与应用七、常用水泥的特性与应用（二）粉煤灰水泥、矿渣水泥、火山灰水泥（二）粉煤灰水泥、矿渣水泥、火山灰水泥 （PF）（P S)（PP）【工程应用】【工程应用】1.1.不适用于高强混凝土工程和要求快硬的工程；不适用于高强混凝土工程和要求快硬的工程；2.2.不不适用于早期强度要求高的工程及冬季施工的工程；适用于早期强度要求高的工程及冬季施工的工程；3.3.不不适用于严寒地区，遭受反复冻融的工程及干湿交替适用于严寒地区，遭受反复冻融的工程及干湿交替的部位，不适用干燥环境工程；的部位，不适用干燥环境工程；4.4.适用于水下、海水和有侵蚀性介质存在的工程；适用于水下、海水和有侵蚀性介质存在的工程；5.5.适用于大体积混凝土工程；适用于大体积混凝土工程；6.适用于高温、高湿环境的工程。适用于高温、高湿环境的工程。七、常用水泥的特性与应用七、常用水泥的特性与应用（二）复合水泥（二）复合水泥（PC）（）（组成？）组成？）（性能与所掺混合材料种类和掺量有关）性能与所掺混合材料种类和掺量有关）【特性】【特性】早期强度比同强度等级的三种水泥早期强度比同强度等级的三种水泥（PF、PS、PP）高，与普通水泥同。高，与普通水泥同。八、影响水泥性能的因素八、影响水泥性能的因素1.1.水泥组成成分水泥组成成分2.2.细度细度3.3.养护条件（温湿度）养护条件（温湿度）4.4.龄期龄期5.5.拌合用水量拌合用水量6.6.储存条件（防水、防潮，三个月有效期）储存条件（防水、防潮，三个月有效期）（3 3个月后强度个月后强度R R下降下降101020%20%，6 6个月后个月后R R下下降降151530%30%，1 1年后年后R R下降下降252540%40%）九、常用水泥的选用九、常用水泥的选用问题：下列混凝土工程中应优先选用哪种水泥？问题：下列混凝土工程中应优先选用哪种水泥？不宜选用哪种水泥？不宜选用哪种水泥？1.1.干燥环境中的工程干燥环境中的工程 2.2.湿热养护构件湿热养护构件3.3.大体积混凝土工程大体积混凝土工程 4.4.水下混凝土工程水下混凝土工程5.5.高强混凝土工程高强混凝土工程 6.6.高温炉混凝土基础工程高温炉混凝土基础工程7.7.严寒地区反复冻融的工程严寒地区反复冻融的工程 8.8.抗渗（防水）要求的工程抗渗（防水）要求的工程9.9.混凝土路面、地面工程混凝土路面、地面工程 10.10.与硫酸盐介质接触的工程与硫酸盐介质接触的工程11.11.冬季施工的混凝土工程冬季施工的混凝土工程 12.12.与流动软水接触的工程与流动软水接触的工程13.13.水位变化区的混凝土工程（非受冻水位变化区的混凝土工程（非受冻)1 1）铝酸盐水泥：硬化、强度发展迅速，）铝酸盐水泥：硬化、强度发展迅速，适用于抢修工程和耐火材料，但当温度适用于抢修工程和耐火材料，但当温度高于高于3030时，存在强度倒缩明显的问题；时，存在强度倒缩明显的问题；2 2）硫铝酸盐与铁铝酸盐水泥：我国发明；）硫铝酸盐与铁铝酸盐水泥：我国发明；具有硬化较快、早期强度高、微膨胀、具有硬化较快、早期强度高、微膨胀、碱性低等特点，适用于低温施工、特殊碱性低等特点，适用于低温施工、特殊工程或环境中使用。已用于配制工程或环境中使用。已用于配制C80C80混凝混凝土应用在高层建筑等工程的建设。土应用在高层建筑等工程的建设。其他类型的水泥其他类型的水泥 【现象】【现象】某立窑水泥厂生产的普通水泥游某立窑水泥厂生产的普通水泥游离氧化钙含量较高，加水拌和后初凝时间离氧化钙含量较高，加水拌和后初凝时间仅仅40 40 minmin，本属于废品。但后放置本属于废品。但后放置1 1个月，个月，凝结时间又恢复正常，而强度下降，请分凝结时间又恢复正常，而强度下降，请分析原因。析原因。【现象分析现象分析】水泥凝结时间前后变化水泥凝结时间前后变化 【概况】【概况】某机场道路混凝土于某机场道路混凝土于19951995年年7-117-11月施工，月施工，当年当年1010月就发现网状裂缝，次年月就发现网状裂缝，次年6 6月表面层开始剥月表面层开始剥落。经检测未被破坏混凝土强度可满足设计要求、落。经检测未被破坏混凝土强度可满足设计要求、密实、颜色为正常的青灰色。而已破坏的混凝土密实、颜色为正常的青灰色。而已破坏的混凝土强度大大下降，低于设计值，劈开可见砂浆层与强度大大下降，低于设计值，劈开可见砂浆层与集料之间粘结疏松。经集料之间粘结疏松。经X X射线衍射分析可知，已破射线衍射分析可知，已破坏混凝土试样有大量坏混凝土试样有大量Ca(OH)Ca(OH)2 2和大量和大量CaCOCaCO3 3。【工程实例分析工程实例分析】某机场道路混凝土破坏某机场道路混凝土破坏 【分析】【分析】此混凝土此混凝土产产生裂生裂纹纹的关的关键键原因原因为为硫酸硫酸盐盐腐腐蚀蚀，所使用的水泥不当。，所使用的水泥不当。该环该环境水境水ClCl-含量含量500 4 000 4 000 mg/Lmg/L，属属强强硫酸腐硫酸腐蚀蚀。而而仅仅使用普通硅酸使用普通硅酸盐盐水泥，水泥，这这是是选选用水泥不当所致。用水泥不当所致。应选应选用高抗硫酸用高抗硫酸盐盐硅酸硅酸盐盐水泥。水泥。【工程实例分析工程实例分析】钢筋混凝土开裂钢筋混凝土开裂【概况】【概况】某钢筋混凝土基墩使用某钢筋混凝土基墩使用5 5年后出现大年后出现大量裂纹。经检查混凝土环境水，其量裂纹。经检查混凝土环境水，其SOSO4 42-2-含量为含量为6000 6000 mg/Lmg/L；ClCl-含量为含量为400 400 mg/Lmg/L。该混凝土采该混凝土采用普通硅酸盐水泥。请讨论此钢筋混凝土开裂用普通硅酸盐水泥。请讨论此钢筋混凝土开裂的原因。的原因。【创新能力培养创新能力培养】1 1、提高石膏制品的耐水性提高石膏制品的耐水性一般的石膏制品耐水性一般的石膏制品耐水性较较差，从而限制了差，从而限制了石膏制品的石膏制品的应应用。用。请请考考虑虑如何提高石膏制品的如何提高石膏制品的耐水性能。耐水性能。2 2、新型无机胶凝材料新型无机胶凝材料土聚水泥土聚水泥（Geopolymaric Geopolymaric Cement)Cement)