土木工程材料第三章幻灯片.ppt
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1、土木工程材料第三章第1页,共44页,编辑于2022年,星期五第三章 水 泥3.1 常用水泥3.2 其它品种水泥第2页,共44页,编辑于2022年,星期五主要内容:常用(硅酸盐)水泥的生产工艺主要内容:常用(硅酸盐)水泥的生产工艺主要内容:常用(硅酸盐)水泥的生产工艺主要内容:常用(硅酸盐)水泥的生产工艺 常用(硅酸盐)水泥的特性常用(硅酸盐)水泥的特性常用(硅酸盐)水泥的特性常用(硅酸盐)水泥的特性 影响常用水泥性能的因素影响常用水泥性能的因素影响常用水泥性能的因素影响常用水泥性能的因素 重点内容:硅酸盐水泥矿物成分特点重点内容:硅酸盐水泥矿物成分特点重点内容:硅酸盐水泥矿物成分特点重点内容:
2、硅酸盐水泥矿物成分特点硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结和硬化难难难难 点:硅酸盐水泥的凝结和硬化点:硅酸盐水泥的凝结和硬化点:硅酸盐水泥的凝结和硬化点:硅酸盐水泥的凝结和硬化要要要要 求:掌握硅酸盐水泥的矿物成分特点求:掌握硅酸盐水泥的矿物成分特点求:掌握硅酸盐水泥的矿物成分特点求:掌握硅酸盐水泥的矿物成分特点掌握硅酸盐水泥凝结和硬化掌握硅酸盐水泥凝结和硬化掌握硅酸盐水泥凝结和硬化掌握硅酸盐水泥凝结和硬化 参考资料:参考资料:参考资料:参考资料:土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料陈志源陈志源陈志源陈志源 道路建筑材料道路建筑材料道
3、路建筑材料道路建筑材料严家伋严家伋严家伋严家伋 道路建筑材料道路建筑材料道路建筑材料道路建筑材料孙孙孙孙 凌凌凌凌 公路工程水泥和水泥混凝土试验规程公路工程水泥和水泥混凝土试验规程公路工程水泥和水泥混凝土试验规程公路工程水泥和水泥混凝土试验规程 道路建筑材料道路建筑材料道路建筑材料道路建筑材料集中训练试验补充教材集中训练试验补充教材集中训练试验补充教材集中训练试验补充教材 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥技术标准技术标准技术标准技术标准 GB175-1999GB175-1999GB175-1999GB175-1999第3页
4、,共44页,编辑于2022年,星期五3.水水 泥泥水水泥泥是是一一种种水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料,也也是是建建筑筑工工程程中中用用量量最大的建筑材料之一。最大的建筑材料之一。在道路与桥梁工程中通常应用的水泥有:硅酸盐水泥、普在道路与桥梁工程中通常应用的水泥有:硅酸盐水泥、普在道路与桥梁工程中通常应用的水泥有:硅酸盐水泥、普在道路与桥梁工程中通常应用的水泥有:硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥等
5、五大品种水泥。煤灰硅酸盐水泥等五大品种水泥。煤灰硅酸盐水泥等五大品种水泥。煤灰硅酸盐水泥等五大品种水泥。第4页,共44页,编辑于2022年,星期五3.1常用水泥常用水泥 凡由硅酸盐水泥熟料,石灰石或粒化凡由硅酸盐水泥熟料,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(即国外通称的波特兰水料,称为硅酸盐水泥(即国外通称的波特兰水泥)。泥)。第5页,共44页,编辑于2022年,星期五 硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐水水水水泥泥泥泥分分分分两两两两种种种种类类类类型型型型,不不不不掺掺掺掺加加加加混混混混合合合合材材材材料料料料的的的的称称
6、称称型型型型硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐水水水水泥泥泥泥,代代代代号号号号;在在在在硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐水水水水泥泥泥泥熟熟熟熟料料料料粉粉粉粉磨磨磨磨时时时时掺掺掺掺加加加加不不不不超超超超过过过过质质质质量量量量石石石石灰灰灰灰石石石石或或或或粒粒粒粒化化化化高高高高炉炉炉炉矿矿矿矿渣渣渣渣混混混混合合合合材材材材料料料料的的的的称称称称型型硅硅酸盐水泥,代号酸盐水泥,代号。普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥
7、粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥 第6页,共44页,编辑于2022年,星期五3.1.1常用水泥的生产常用水泥的生产.硅酸盐水泥生产原料硅酸盐水泥生产原料原料:原料:)石灰质原料)石灰质原料 主要提供,主要提供,)粘土质原料)粘土质原料 主要提供主要提供 以及以及。3 3)校正原料)校正原料 补充两种原料中所缺少的铁。补充两种原料中所缺少的铁。第7页,共44页,编辑于2022年,星期五.硅酸盐水泥生产工艺概述硅酸盐水泥生产工艺概述1)把把几几种种原原材材料料按按适适当当比比例例配配合合在在磨磨机机中中磨磨成成生生料;料;2)将将制制备备好好
8、的的生生料料入入窑窑进进行行煅煅烧烧,至至左左右右生生成成以以硅硅酸酸钙钙为为主主要要成成分分的的硅硅酸酸盐盐水水泥泥“熟熟料料”;3)为为调调节节水水泥泥的的凝凝结结速速度度,在在烧烧成成的的熟熟料料中中加加入入质量左右的石膏共同磨细,即为硅酸盐水泥。质量左右的石膏共同磨细,即为硅酸盐水泥。因此,硅酸盐水泥生产工艺概括起来为因此,硅酸盐水泥生产工艺概括起来为“两磨一两磨一烧烧”。第8页,共44页,编辑于2022年,星期五3.1.23.1.2常用水泥的特性常用水泥的特性硅酸盐水泥的主要矿物组成硅酸盐水泥的主要矿物组成硅酸盐水泥的主要矿物组成硅酸盐水泥的主要矿物组成硅酸盐水泥的主要矿物组成是:硅
9、酸盐水泥的主要矿物组成是:硅酸盐水泥的主要矿物组成是:硅酸盐水泥的主要矿物组成是:硅酸三钙硅酸三钙硅酸三钙硅酸三钙 ,简式为简式为简式为简式为,硅酸二钙硅酸二钙硅酸二钙硅酸二钙 ,简式为简式为简式为简式为,铝酸三钙铝酸三钙铝酸三钙铝酸三钙 ,简式为简式为简式为简式为,铁铝酸四钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙,简式为简式为简式为简式为,第9页,共44页,编辑于2022年,星期五2 2 2 2硅酸盐水泥各矿物组成性能比较硅酸盐水泥各矿物组成性能比较硅酸盐水泥各矿物组成性能比较硅酸盐水泥各矿物组成性能比较硅酸盐水泥熟料中这四种矿物组成的特性是:硅酸盐水泥熟料中这四种矿物组成的特性是:硅酸盐水泥熟料中
10、这四种矿物组成的特性是:硅酸盐水泥熟料中这四种矿物组成的特性是:)反应速度)反应速度)反应速度)反应速度 最快,最快,最快,最快,较快,较快,较快,较快,也较快,也较快,也较快,也较快,最慢;最慢;最慢;最慢;)释热量)释热量)释热量)释热量 最大,最大,最大,最大,较大,较大,较大,较大,居中,居中,居中,居中,最小;最小;最小;最小;)强度)强度)强度)强度 最高,最高,最高,最高,早期低,但后期增长率较大。早期低,但后期增长率较大。早期低,但后期增长率较大。早期低,但后期增长率较大。故故故故和和和和为水泥强度主要来源。为水泥强度主要来源。为水泥强度主要来源。为水泥强度主要来源。强度不高,
11、强度不高,强度不高,强度不高,含量对抗折强度有利;含量对抗折强度有利;含量对抗折强度有利;含量对抗折强度有利;第10页,共44页,编辑于2022年,星期五)耐化学侵蚀性)耐化学侵蚀性)耐化学侵蚀性)耐化学侵蚀性 最优,其次为最优,其次为最优,其次为最优,其次为、,最差;最差;最差;最差;)干缩性)干缩性)干缩性)干缩性和和和和最小,最小,最小,最小,居中,居中,居中,居中,最大。最大。最大。最大。第11页,共44页,编辑于2022年,星期五硅酸盐水泥主要矿物组成与特性硅酸盐水泥主要矿物组成与特性硅酸盐水泥主要矿物组成与特性硅酸盐水泥主要矿物组成与特性矿物组成硅酸三钙C3S硅酸二钙C2S铝酸三钙
12、C3A铁铝酸四钙C4AF与水反应速度中慢快中水化热中低高中对强度的作用早期良差良良后期良优中中耐化学侵蚀中良差优干缩性中小大小第12页,共44页,编辑于2022年,星期五矿物组成对水泥性能的影响矿物组成对水泥性能的影响 以以以以上上上上是是是是单单单单个个个个矿矿矿矿物物物物组组组组成成成成的的的的性性性性能能能能,水水水水泥泥泥泥是是是是几几几几种种种种熟熟熟熟料料料料矿矿矿矿物物物物的的的的混混混混合合合合物物物物,改改改改变变变变熟熟熟熟料料料料矿矿矿矿物物物物成成成成分分分分间间间间的的的的比比比比例例例例,水水水水泥泥泥泥的的的的性性性性质质质质即即即即发发发发生生生生相相相相应应应
13、应的的的的变变变变化化化化。例例例例如如如如提提提提高高高高硅硅硅硅酸酸酸酸三三三三钙钙钙钙的的的的含含含含量量量量,可可可可以以以以制制制制得得得得高高高高强强强强水水水水泥泥泥泥;又又又又如如如如降降降降低低低低铝铝铝铝酸酸酸酸三三三三钙钙钙钙和和和和硅硅硅硅酸酸酸酸三三三三钙钙钙钙含含含含量量量量,提提提提高高高高硅硅硅硅酸酸酸酸二二二二钙钙钙钙含含含含量量量量,可可可可制制制制得得得得水水水水化化化化热热热热低低低低的的的的水水水水泥泥泥泥,如如如如大大大大坝坝坝坝用用用用水水水水泥泥泥泥;提提提提高高高高铁铁铁铁铝铝铝铝酸酸酸酸四四四四钙钙钙钙含含含含量量量量,可可可可获获获获得得得
14、得抗抗抗抗折折折折强强强强度度度度较较较较高高高高的水泥,如道路水泥。的水泥,如道路水泥。的水泥,如道路水泥。的水泥,如道路水泥。第13页,共44页,编辑于2022年,星期五 4 4 4 4硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结和硬化()硅酸盐水泥的水化()硅酸盐水泥的水化()硅酸盐水泥的水化()硅酸盐水泥的水化 水水水水泥泥泥泥颗颗颗颗粒粒粒粒与与与与水水水水接接接接触触触触,水水水水泥泥泥泥熟熟熟熟料料料料矿矿矿矿物物物物即即即即与与与与水水水水发发发发生生生生水水水水化化化化反反反反应应应应,生生生生成成成成水化产物并放出一定热量水化产物并放出
15、一定热量水化产物并放出一定热量水化产物并放出一定热量水泥的水化主要是四种矿物成分的水化:水泥的水化主要是四种矿物成分的水化:水泥的水化主要是四种矿物成分的水化:水泥的水化主要是四种矿物成分的水化:)硅酸三钙)硅酸三钙)硅酸三钙)硅酸三钙)硅酸二钙)硅酸二钙)硅酸二钙)硅酸二钙)铝酸三钙)铝酸三钙)铝酸三钙)铝酸三钙)铁铝酸四钙)铁铝酸四钙)铁铝酸四钙)铁铝酸四钙 第14页,共44页,编辑于2022年,星期五)硅酸二钙)硅酸二钙)硅酸二钙)硅酸二钙1 1)硅酸三钙)硅酸三钙)硅酸三钙)硅酸三钙第15页,共44页,编辑于2022年,星期五)铁铝酸四钙)铁铝酸四钙)铁铝酸四钙)铁铝酸四钙)铝酸三钙)
16、铝酸三钙)铝酸三钙)铝酸三钙第16页,共44页,编辑于2022年,星期五 为为为为了了了了调调调调节节节节水水水水泥泥泥泥的的的的凝凝凝凝结结结结硬硬硬硬化化化化速速速速度度度度,在在在在磨磨磨磨细细细细水水水水泥泥泥泥时时时时,掺掺掺掺人人人人适适适适量量量量石石石石膏膏膏膏,水水水水化化化化铝铝铝铝酸酸酸酸钙钙钙钙与与与与石石石石膏膏膏膏反反反反应应应应生生生生成成成成三三三三硫硫硫硫型型型型水水水水化化化化硫硫硫硫铝铝铝铝酸酸酸酸钙钙钙钙,亦亦亦亦称称称称钙钙钙钙矾矾矾矾石石石石。当当当当石石石石育育育育消消消消耗耗耗耗完完完完毕毕毕毕后后后后,水水水水泥泥泥泥中中中中尚尚尚尚未未未未水
17、水水水化化化化的的的的铝铝铝铝酸酸酸酸三三三三钙钙钙钙与与与与钙钙钙钙矾矾矾矾石石石石反反反反应应应应生生生生成成成成单单单单硫硫硫硫型型型型的的的的水水水水化硫铝酸钙。反应式如下:化硫铝酸钙。反应式如下:化硫铝酸钙。反应式如下:化硫铝酸钙。反应式如下:三硫型水化硫铝酸钙(即钙矾石)是难溶于水的稳定的针状结晶体,三硫型水化硫铝酸钙(即钙矾石)是难溶于水的稳定的针状结晶体,三硫型水化硫铝酸钙(即钙矾石)是难溶于水的稳定的针状结晶体,三硫型水化硫铝酸钙(即钙矾石)是难溶于水的稳定的针状结晶体,它在生成结晶体时体积大大膨胀。因此,水泥中加入石膏数量不可过它在生成结晶体时体积大大膨胀。因此,水泥中加入
18、石膏数量不可过它在生成结晶体时体积大大膨胀。因此,水泥中加入石膏数量不可过它在生成结晶体时体积大大膨胀。因此,水泥中加入石膏数量不可过多,防止水泥凝结硬化过程中硫铝酸钙超过限制,产生体积变化不均多,防止水泥凝结硬化过程中硫铝酸钙超过限制,产生体积变化不均多,防止水泥凝结硬化过程中硫铝酸钙超过限制,产生体积变化不均多,防止水泥凝结硬化过程中硫铝酸钙超过限制,产生体积变化不均匀。尤其是形成水泥构件后,还继续水化,其危害更大。匀。尤其是形成水泥构件后,还继续水化,其危害更大。匀。尤其是形成水泥构件后,还继续水化,其危害更大。匀。尤其是形成水泥构件后,还继续水化,其危害更大。第17页,共44页,编辑于
19、2022年,星期五()硅酸盐水泥的凝结和硬化()硅酸盐水泥的凝结和硬化()硅酸盐水泥的凝结和硬化()硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结硬化大致可划分为以下四个阶段:硅酸盐水泥的凝结硬化大致可划分为以下四个阶段:硅酸盐水泥的凝结硬化大致可划分为以下四个阶段:硅酸盐水泥的凝结硬化大致可划分为以下四个阶段:第第阶段为初始反应期(诱导前期)阶段为初始反应期(诱导前期)第第阶段为潜伏期(诱导期)阶段为潜伏期(诱导期)第第阶段为凝结期阶段为凝结期 (凝结期)(凝结期)第第阶段为硬化期阶段为硬化期 (硬化期)(硬化期)第18页,共44页,编辑于2022年,星期五水泥水化放热曲线第19页,共44页,编辑于
20、2022年,星期五3.1.33.1.33.1.33.1.3影响常用水泥性能的主要因素影响常用水泥性能的主要因素影响常用水泥性能的主要因素影响常用水泥性能的主要因素)水泥组成成分的影响)水泥组成成分的影响)水泥组成成分的影响)水泥组成成分的影响)水泥细度的影响)水泥细度的影响)水泥细度的影响)水泥细度的影响)温度与湿度的影响)温度与湿度的影响)温度与湿度的影响)温度与湿度的影响)水泥强度与龄期的关系)水泥强度与龄期的关系)水泥强度与龄期的关系)水泥强度与龄期的关系5 5 5 5)拌和用水量的影响)拌和用水量的影响)拌和用水量的影响)拌和用水量的影响6 6 6 6)贮存条件的影响)贮存条件的影响)
21、贮存条件的影响)贮存条件的影响此此此此外外外外,水水水水泥泥泥泥矿矿矿矿物物物物成成成成分分分分的的的的含含含含量量量量、水水水水泥泥泥泥颗颗颗颗粒粒粒粒细细细细度度度度等等等等,对对对对水泥的凝结硬化以及强度,都有一定的影啊。水泥的凝结硬化以及强度,都有一定的影啊。水泥的凝结硬化以及强度,都有一定的影啊。水泥的凝结硬化以及强度,都有一定的影啊。第20页,共44页,编辑于2022年,星期五思考题:思考题:.水泥磨细过程中加入石膏的目的是什么?水泥磨细过程中加入石膏的目的是什么?水泥磨细过程中加入石膏的目的是什么?水泥磨细过程中加入石膏的目的是什么?.水泥四种矿物成分的特性是什么?水泥四种矿物成
22、分的特性是什么?水泥四种矿物成分的特性是什么?水泥四种矿物成分的特性是什么?.影响水泥凝结硬化的因素有哪些?影响水泥凝结硬化的因素有哪些?第21页,共44页,编辑于2022年,星期五主要内容:硅酸盐水泥的技术性质主要内容:硅酸盐水泥的技术性质主要内容:硅酸盐水泥的技术性质主要内容:硅酸盐水泥的技术性质 硅酸盐水泥的技术标准硅酸盐水泥的技术标准硅酸盐水泥的技术标准硅酸盐水泥的技术标准 常用水泥的选用常用水泥的选用常用水泥的选用常用水泥的选用 其它品种水泥其它品种水泥其它品种水泥其它品种水泥重点内容:硅酸盐水泥的技术性质重点内容:硅酸盐水泥的技术性质重点内容:硅酸盐水泥的技术性质重点内容:硅酸盐水
23、泥的技术性质硅酸盐水泥的技术标准硅酸盐水泥的技术标准硅酸盐水泥的技术标准硅酸盐水泥的技术标准难难难难 点:硅酸盐水泥的强度检验方法及评定点:硅酸盐水泥的强度检验方法及评定点:硅酸盐水泥的强度检验方法及评定点:硅酸盐水泥的强度检验方法及评定要要要要 求:掌握硅酸盐水泥的技术性质求:掌握硅酸盐水泥的技术性质求:掌握硅酸盐水泥的技术性质求:掌握硅酸盐水泥的技术性质掌握硅酸盐水泥的技术标准掌握硅酸盐水泥的技术标准掌握硅酸盐水泥的技术标准掌握硅酸盐水泥的技术标准参考资料:参考资料:参考资料:参考资料:土木工程材料土木工程材料土木工程材料土木工程材料陈志源陈志源陈志源陈志源 道路建筑材料道路建筑材料道路建
24、筑材料道路建筑材料严家伋严家伋严家伋严家伋 道路建筑材料道路建筑材料道路建筑材料道路建筑材料孙孙孙孙 凌凌凌凌 公路工程水泥和水泥混凝土试验规程公路工程水泥和水泥混凝土试验规程公路工程水泥和水泥混凝土试验规程公路工程水泥和水泥混凝土试验规程 道路建筑材料道路建筑材料道路建筑材料道路建筑材料集中训练试验补充教材集中训练试验补充教材集中训练试验补充教材集中训练试验补充教材 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥技术标准技术标准技术标准技术标准 GB175-1999GB175-1999GB175-1999GB175-1999第22页,
25、共44页,编辑于2022年,星期五3.1.4常用水泥的选用常用水泥的选用 各类建筑工程,针对其工程性质、结构部位、施工要求各类建筑工程,针对其工程性质、结构部位、施工要求各类建筑工程,针对其工程性质、结构部位、施工要求各类建筑工程,针对其工程性质、结构部位、施工要求和使用环境条件等,进行选用。和使用环境条件等,进行选用。和使用环境条件等,进行选用。和使用环境条件等,进行选用。第23页,共44页,编辑于2022年,星期五3.1.53.1.53.1.53.1.5常用水泥的技术性质和技术标准常用水泥的技术性质和技术标准常用水泥的技术性质和技术标准常用水泥的技术性质和技术标准.技术性质技术性质技术性质
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