《建筑材料水泥》PPT课件.ppt
《《建筑材料水泥》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《建筑材料水泥》PPT课件.ppt(52页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 水泥l水泥水泥(Cement):是一种多组分的人造矿物粉料,它与水拌和后成为塑性胶体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能将砂石等材料胶结成具有一定强度的整体。(水泥是水硬性胶凝材料。)l硅酸盐水泥水泥铝酸盐水泥系列硫铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥l硅酸盐水泥系列是以硅酸钙为主要成分的水泥熟料、一定量的混合材料和适量石膏,经共同磨细而成。硅酸盐水泥系列硅酸盐水泥(05%)通用水泥普通水泥(6%15%)矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥复合水泥专用水泥专门用于某些工程的水泥,如道路水泥、中低热水泥、砌筑水泥等。特性水泥某种性能较突出的水泥,如快硬硅酸盐水泥、高铝水泥、彩色水泥、膨胀水泥等。(20%)标注:
2、上述百分含量为混合材料的掺量 硅酸盐水泥 一、硅酸盐水泥的定义、类型及代号一、硅酸盐水泥的定义、类型及代号一、硅酸盐水泥的定义、类型及代号一、硅酸盐水泥的定义、类型及代号1.定义:凡由硅酸盐水泥熟料、05%石灰石或粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为硅酸盐水泥国外通称的波特兰水泥(Portlandcement)。2.类型及代号硅酸盐水泥型硅酸盐水泥:不掺混合材料的,代号P。型硅酸盐水泥:粉磨时掺加不超过水泥重量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料,代号P。硅酸盐水泥分、(R代表早强型水泥)(3)调节原料(辅助原料):石膏等,为满足成分要求用。如:铁矿粉的铁质原料补充氧化铁的含量
3、。砂岩的硅质原料增加二氧化硅的成分等。二、硅酸盐水泥的生产二、硅酸盐水泥的生产二、硅酸盐水泥的生产二、硅酸盐水泥的生产1.1.原料原料(1)石灰质原料:主要提供CaO。采用石灰岩、凝灰岩和贝壳等。(2)粘土质原料:主要提供SiO2、Al2O3及Fe2O3。采用粘土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等。石灰石煅烧石膏磨细粘土按比例混合生料进窑熟料水泥成品辅助原料磨细1450生料在窑内经历:干燥预热分解烧成冷却2.2.生产过程生产过程两磨一烧:制备生料(一磨)1450煅烧熟料(一烧)加入石膏粉磨水泥(二磨)3.3.生料生料CaO:62%67%SiO2:20%24%Al2O3:4%7%三、硅酸盐水泥熟
4、料的矿物组成l1.主要成分:主要由四种矿物化学组成组成矿物名称分子式简称含量(%)硅酸盐矿物硅酸三钙3CaOSiO2C3S3660硅酸二钙2CaOSiO2C2S1537熔剂矿物铝酸三钙3CaOAl2O3C3A715铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3C4AF1018次要成分游离氧化钙CaO游离氧化镁MgO含碱矿物及玻璃体2.其它成分游离CaO、MgO及SO3,其含量过高将造成水泥安定性不良。碱矿物及玻璃体等,其中的Na2O和K2O含量较高时,遇到活性骨料时,易产生碱骨料反应,影响混凝土的质量。3.石膏熟料+石膏水泥石膏:辅助作用主要作用是减缓水泥的水化速度。凝结最快的铝酸三钙和石膏反应生成硫
5、铝酸钙沉淀包围水泥,延缓水泥的凝结时间。掺量:25%,过多会引起强度下降或产生瞬凝,安定性不合格。四、硅酸盐水泥的水化与凝结硬化拌合可塑性水化水化水泥+水具水泥浆凝结硬化流动性(水泥石)l(一)硅酸盐水泥的水化l水泥和水拌合表面的熟料矿物立刻与水发生化学反应各组分开始逐渐溶解放出一定热量固相体积也逐渐增加。其反应式如下:2(3CaOSiO2)+6H2O3CaO2SiO23H2O+3Ca(OH)2硅酸三钙水化硅酸钙氢氧化钙2(2CaOSiO2)+4H2O3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2硅酸二钙水化硅酸钙氢氧化钙3CaOAl2O3+6H2O3CaOAl2O36H2O铝酸三钙水化铝酸三钙4
6、CaOAl2O3Fe2O3+7H2O3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2O铁铝酸四钙水化铁酸一钙3CaOAl2O36H2O+CaSO43CaOAl2O33CaSO431H2O水化铝酸钙石膏或3CaOAl2O3CaSO412H2O水化硫铝酸钙或单硫型水化硫铝酸钙l主要水化产物(在完全水化的水泥石中):水化硅酸钙70%(凝胶)是水泥石形成强度的最主要化合物氢氧化钙20%(晶体)水化铝酸钙水化硫铝酸钙晶体(也称钙矾石)7%l水化反应为放热反应,其放出的热量称为水化热。其水化热大,放热的周期也较长,但大部分(50%以上)热量是在3天以内。特别是在水泥浆发生凝结、硬化的初期放出。(二)硅酸盐
7、水泥的凝结硬化过程l分为:早、中、晚三个时期1.水化早期,水化早期,初始反应期(凝胶膜的生成期)l20,3h3.水化后期,水化后期,硬化更长时间水化反应减慢水化产物填充由水占据的空间晶体相互搭接整体水泥石硬化硬化:浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石状固体水泥石2.水化中期,水化中期,凝结2030h,30%的水泥已经水化包裹膜增厚凝结:水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体,然后逐渐变稠并失去可塑性的过程。分为初凝和终凝。初凝:水泥加水拌和至水泥浆开始失去可塑性的阶段。终凝:水泥加水拌和至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度的阶段。水泥石的组成:凝胶体(CSH)未水化的水泥颗粒内核毛细孔和凝胶孔晶体粒
8、子(Ca(OH)2)水泥石的工程性质决定于水泥石的结构组成,即决定于水化物的类型水化物的相对含量孔的大小、形状和分布状态多相(固、液、气)多孔体系取决于水化程度水泥的品种水灰比(拌和时的用水量和水泥用量之比)结论:1.水灰比相同时,水化程度愈高,则水泥石结构中水化物愈多,而毛细孔和未水化水泥的量相对减少。水泥石结构密实、强度高、耐久性好。2.水化程度相同而水灰比不同的水泥石结构,水灰比越大,毛细孔所占比例相对增加,因此该水泥石的强度和耐久性下降。(三)影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素1.熟料矿物组成的影响熟料矿物组成的影响l硅酸盐水泥熟料矿物组成,是影响水泥的水化速度、凝结硬化过程及产生强度等
9、的主要因素。硅酸三钙(C3S):Tricalciumsillicate;硅酸二钙(C2S):Dicalciumsillicate铝酸三钙(C3A):Tricalciumaluminate;铝酸四钙(C4AF):Tetriacalciumaluminoferrie四种主要熟料矿物中,C3A是决定性因素。性能指标熟料矿物C3SC2SC3AC4AF水化速率快慢最快快凝结硬化速率快慢最快快28d水化热高低最高中强度早期高低高低后期高高低中耐化学腐蚀性中稍大小大干缩性中小大小硅酸盐水泥熟料矿物的水化、凝结硬化特性l改变熟料中矿物组成的相对含量,即可配制成具有不同特性的硅酸盐水泥。l提高C3S的含量l减少
10、C3A和C3S的含量l提高C2S的含量l降低C3A的含量快硬高强水泥低热水泥抗硫酸盐侵蚀水泥2.水泥细度的影响水泥细度的影响直接影响:水化,凝结硬化,强度,干缩及水化热。l越细:凝结速度越快,早期强度越高。l但过细易与空气中的水分及二氧化碳反应,并且硬化时收缩也较大,且成本高。l一般水泥颗粒:小于40m时就具有较高的活性大于100m活性较小l通常水泥颗粒的粒径在7200m()范围内。3.拌合加水量的影响拌合加水量的影响影响硬化水泥石强度的主要因素。l拌合加入水量越大,硬化水泥石中毛细孔就越多。水泥石的强度随其毛细孔隙率的增加呈线性关系下降,从而强度低。4.养护湿度和温度的影响养护湿度和温度的影
11、响(1)湿度应该保持潮湿状态,混凝土在浇筑后两到三周内必须加强洒水养护。(2)温度提高温度也可以加速水化反应。如采用蒸汽养护和蒸压养护。冬季施工时,须采取保温措施。5.养护龄期的影响养护龄期的影响l水泥水化硬化是一个较长时期不断进行的过程。l随着龄期的增长水泥石的强度逐渐提高。l水泥在314d内强度增长较快,28d后增长缓慢。l养护到28d。7.水泥受潮与久存的影响水泥受潮与久存的影响l水泥也不可储存过久l三个月后其强度降低约1020%半年后降低约1530%一年后降低约2540%l受潮水泥颗粒重磨可使其暴露出新鲜表面而恢复部分活性。l对于微结块的水泥,强度约降低1020%适当方式压碎后用于次要
12、工程。五、硅酸盐水泥的技术性质国家标准GB17592,对硅酸盐水泥的主要技术性质如下要求。(一)细度(Fineness)细度是指水泥颗粒的粗细程度。影响水泥性能的重要指标鉴定水泥品质的主要项目之一。水泥细度通常采用筛分法或比表面积法(勃氏法)测定。(1)筛分法是以80m方孔筛的筛余量表示。普通水泥的细度用筛余量表示,其筛余量不得超过10.0%。(2)比表面积法以1kg水泥所具有的比表面积(m2/kg)表示。硅酸盐水泥的细度用比表面积表示,应大于300m2/kg。颗粒愈细,与水接触的比表面积愈大,因而水化速度加快,水泥石的早期强度高,但硬化收缩较大,水泥易受潮而降低活性。因此水泥细度应适当,凡水
13、泥细度不符合规定者为不合格品。(二)凝结时间(Settingtime)凝结时间:是指水泥从开始加水到失去塑性,即从可塑状态发展到固体状态所需的时间。分为初凝和终凝。1.初凝时间(初凝时间(Initial setting time)自开始加水拌和起,至水泥浆开始失去可塑性与流动性所需的时间,称为初凝时间。初凝时间不宜过早,以便在施工时有足够的时间完成混凝土或砂浆的搅拌、运输、浇筑和砌筑等操作。国家标准规定了硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min。2.终凝时间(终凝时间(Final setting time)自加水时起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间称为终凝时间。水泥的终凝时间不宜过
14、迟,以免拖延工期。国家标准规定了硅酸盐水泥的终凝时间不得迟于。凡初凝时间不符合规定者为废品,终凝时间不符合规定者为不合格品。水泥凝结时间的测定要按国家标准规定的方法水泥稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法(GB1346)进行。它是以标准稠度的水泥净浆(水泥+水),在规定温度和湿度下,用凝结时间测定仪来测定。3.标准稠度用水量标准稠度用水量标准稠度是为测定水泥的凝结时间、体积安定性等性能时,对水泥净浆以标准方法拌制、测试并达到规定的可塑性程度时的稠度。标准稠度用水量:是指水泥净浆达到规定稠度时所需的拌合水量,以水与水泥质量之比的百分数表示。硅酸盐水泥的标准稠度用水量,一般在24%30%之间。水泥
15、熟料矿物成分不同时,其标准稠度用水量亦有所差别,磨得越细的水泥,标准稠度用水量越大。(三)体积安定性(Soundness)1.水泥的体积安定性:是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。2.产生安定性的原因熟料矿物中含有过多的游离氧化钙或游离氧化镁,以及水泥粉磨时所掺石膏超量水化反应反应物体积膨胀而使水泥石开裂。CaO+H2O=Ca(OH)2MgO+H2O=Mg(OH)2水化铝酸钙+石膏水化硫铝酸钙体积安全性不合格的水泥应作废品处理。国家标准规定,水泥中游离氧化镁含量不得超过5.0%,三氧化硫含量不得超过3.5%。3.检验由游离氧化钙引起的水泥安定性不良可以采用试饼法或雷氏法检验。(1)试饼法
16、:将标准稠度的水泥净浆做成试饼经煮沸3h后,用肉眼观察未发现裂纹,用直尺检查没有弯曲现象,则称为安定性合格,反之为不合格。(2)雷氏法:测定水泥浆在雷氏夹中硬化沸煮后的膨胀值,当两个试件沸煮后的膨胀值的平均值不大于5mm时,即判为该水泥安定性合格,反之为不合格。(四)强度(Strength)与标号1、水泥的强度是划分水泥标号的依据。水泥强度应按国家标准水泥胶沙强度试验方法(GB177)的规定制作试块,养护并测定其抗压和抗折强度值。具体方法为软练胶砂法。2、软练胶砂法:将水泥和标准砂()按1:混合,加入规定数量的水(水灰比),并按规定的方法制成40mm40mm160mm的试件,在标准温度(202
17、)的水中养护,分别测定其3d和28d的抗压和抗折强度。3、标号:硅酸盐水泥分为425、525、625、725四个标号。普通硅酸盐水泥为325、425、525、625四个标号。水泥按3d强度又分为普通型和早强型两种类型,其中有代号R者为早强型。各标号、各类型硅酸盐和普通硅酸盐水泥的各龄期强度不得低于书中表55所示数值。(如28d的抗压强度值不低于,而低于者称为425号)(五)密度、堆积密度密度主要决定于其熟料矿物组成,一般为3。受潮水泥的密度有所降低。在进行混凝土配合比计算时,通常采用3。堆积密度,疏松堆积时约为10001100kg/m3紧密堆积时可达1600kg/m3(14001700kg/m
18、3)。在混凝土配合比计算中,通常采用1300kg/m3。(六)水化热水化热是指水泥和水之间产生化学反应放出的热量。主要决定于水泥的矿物组成和细度。C3A和C3S的含量愈高,颗粒细度愈细,则水化热愈大。大体积混凝土,不宜采用硅酸盐水泥,应采用中热水泥和低热矿渣水泥,以避免由于温度应力引起水泥石的开裂。l(七)碱及不溶物含量ll不溶物的含量,在型水泥中不得超过0.75%;在型水泥中不得超过1.5%。水泥中碱(Na2O、K2O)的含量按Na22O计算。如混凝土中有活性骨料,要求供应低碱水泥,则水泥中碱含量不得大于0.6%。注意:注意:凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项不符合标准规定,均为
19、废品。凡细度、终凝时间中的任一项不符合标准规定,或混合掺量超过最大限量,或强度低于商品标号规定的指标时,称为不合格品。废品水泥在工程中严禁使用。六、水泥石的腐蚀与防止水泥石的腐蚀:在某些环境条件(如受到某些侵蚀性液体或气体的作用)下,引起水泥石的结构逐渐破坏,强度降低,以致全部溃裂的现象称为水泥石的腐蚀。水泥石的抗腐蚀性能可用耐蚀系数表示。耐蚀系数:以同一龄期的分别浸在侵蚀性溶液中的水泥石试件强度与在淡水中养护的试件强度的比值来表示。耐腐蚀系数越大,水泥石的抗腐蚀性能也就越好。水泥石腐蚀的原因很多,作用也很复杂,主要有软水腐蚀、盐类腐蚀、酸类腐蚀、强碱腐蚀等。碱性物质:Ca(OH)2、水化铝酸
20、钙。(一)水泥石的几种主要侵蚀作用水泥石腐蚀的基本原因是:水泥石中存在有易被腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙;水泥石本身不密实而使侵蚀性介质易于进入其内部;外界因素的影响,如腐蚀介质的存在,环境温度、湿度、介质浓度的影响等。1.软水腐蚀(溶出性侵蚀)雨水、雪水、蒸馏水、工业冷凝水及含重碳酸盐(HCO3-)甚少的河水与湖水等都属于软水。水泥与软水接触水化产物氢氧化钙被溶出不断溶解流失孔隙增大,碱度下降并促使硬化水泥石的其它产物分解使水泥石结构遭受破坏。l静水中,Ca(OH)2至饱和使溶出停止,作用仅限于表面。l流水、压力水中,Ca(OH)2被带走,侵蚀不断深入内部,使水泥石全部崩溃。l含重碳酸盐的硬水
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 建筑材料水泥 建筑材料 水泥 PPT 课件
限制150内