土木工程材料教案.pptx
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1、土木工程土木工程(tm gngchng)材料教案材料教案第三章第三章黑龙江工程学院黑龙江工程学院黑龙江工程学院黑龙江工程学院 土木工程土木工程土木工程土木工程(tm(tm gngchng)gngchng)系系系系孙凌孙凌孙凌孙凌第一页,共44页。第三章 水 泥3.1 常用水泥3.2 其它(qt)品种水泥第二页,共44页。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
2、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 重点重点重点重点(zhngdin)(zhngdin)(zhngdin)(zhngdin)内容:硅酸盐水泥矿物成分特点内容:硅酸盐水泥矿物成分特点内容:硅酸盐水泥矿物成分特点内容: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
3、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:土木工程材料陈志源参考资料:土木工程材料陈志源参考资料:土木工程材料陈志源参考资料:土木工程材料陈志源 道路建筑材料严家伋道路建筑材料严家伋道路建筑材料严家伋道路建筑材料严家伋 道路建筑材料孙道路建筑材料孙道路建筑材料孙道路建筑材料孙 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 道路建筑材料集中训练试验补充教材道路建筑材料集中训练试验补充教材道路建筑材料集中训练试验补充教材道路建筑材料集中
4、训练试验补充教材 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥技术标准硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥技术标准硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥技术标准硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥技术标准 GB175-1999 GB175-1999 GB175-1999 GB175-1999第三页,共44页。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最大的建筑材料之一。大的建筑材料之一。在在道道路路与与桥桥梁梁工工程程中中通通常常应应用用的的水水泥泥有有:硅硅酸酸盐盐水水泥泥、普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥、矿矿渣渣硅硅酸酸盐盐水水泥泥、火火山山灰灰质质硅硅酸酸盐盐水水泥和粉煤灰硅酸盐
5、水泥等五大泥和粉煤灰硅酸盐水泥等五大(w d)(w d)品种水泥。品种水泥。第四页,共44页。常用水泥常用水泥 凡凡由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料,石石灰灰石石或或粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣,适适量量石石膏膏磨磨细细制制成成的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料(cilio),称称为为硅硅酸酸盐盐水水泥泥(即国外通称的波特兰水泥)。(即国外通称的波特兰水泥)。第五页,共44页。硅硅酸酸盐盐水水泥泥分分两两种种类类型型,不不掺掺加加混混合合材材料料的的称称型型硅硅酸酸盐盐水水泥泥,代代号号(diho)(diho);在在硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料粉粉磨磨时时掺掺加加不不超超过过质质量量石石灰灰石石或或
6、粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣混混合合材材料料的的称称型型硅硅酸酸盐盐水水泥泥,代代号号(diho)(diho)。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复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥 第六页,共44页。常用常用(chn yn)水泥的生产水泥的生产.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)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。第七页,共44页。.硅酸盐水泥生产工艺概述硅酸盐
7、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生料;成生料;2)将将制制备备好好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泥水泥“熟料熟料”;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质量量左左右右的的石石膏膏(shgo)共共同同磨磨细细,即为硅酸盐水泥。即为硅酸盐水泥。因因此此,硅硅酸酸盐盐水水泥泥生生产产工工艺艺概概括括起起来来为为“两两磨一烧磨一烧”。第八页,共44页。常用水泥常用水泥(shun)(shun)的特性的特性硅酸盐水泥
8、硅酸盐水泥(shun)(shun)的主要矿物组成的主要矿物组成硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)(shun)的主要矿物组成是:的主要矿物组成是:硅硅酸酸三三钙钙 ,简简式式为,为,硅硅酸酸二二钙钙 ,简简式式为,为,铝铝酸酸三三钙钙 ,简简式式为,为,铁铁铝铝酸酸四四钙钙,简简 式式 为为,第九页,共44页。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
9、速度)反应速度)反应速度)反应速度 最快,较快,也较快,最慢;最快,较快,也较快,最慢;最快,较快,也较快,最慢;最快,较快,也较快,最慢;)释热量)释热量)释热量)释热量 最大,较大,居中,最小;最大,较大,居中,最小;最大,较大,居中,最小;最大,较大,居中,最小;)强度)强度)强度)强度 最高,最高,最高,最高,早期低,但后期早期低,但后期早期低,但后期早期低,但后期(huq)(huq)(huq)(huq)增长率较大。增长率较大。增长率较大。增长率较大。故和为水泥强度主要来源。强度不高,故和为水泥强度主要来源。强度不高,故和为水泥强度主要来源。强度不高,故和为水泥强度主要来源。强度不高,
10、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;第十页,共44页。)耐化学侵蚀性)耐化学侵蚀性)耐化学侵蚀性)耐化学侵蚀性 最最最最优优优优,其其其其次次次次(qc)(qc)(qc)(qc)为为为为、,最最最最差;差;差;差;)干干干干缩缩缩缩性性性性和和和和最最最最小小小小,居居居居中中中中,最最最最大。大。大。大。第十一页,共44页。硅酸盐水泥主要硅酸盐水泥主要硅酸盐水泥主要硅酸盐水泥主要(zhyo)(zhyo)(zhyo)(zhyo)矿物组成与特性矿物组成与特性矿物组成与特性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C3A铁铝酸四钙C4AF
11、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十二页,共44页。矿物组成对水泥性能的影响矿物组成对水泥性能的影响 以以上上是是单单个个矿矿物物组组成成的的性性能能,水水泥泥是是几几种种熟熟料料矿矿物物的的混混合合物物,改改变变熟熟料料矿矿物物成成分分间间的的比比例例(bl)(bl),水水泥泥的的性性质质即即发发生生相相应应的的变变化化。例例如如提提高高硅硅酸酸三三钙钙的的含含量量,可可以以制制得得高高强强水水泥泥;又又如如降降低低铝铝酸酸三三钙钙和和硅硅酸酸三三钙钙含含量量,提提高高硅硅酸酸二二钙钙含含量量,可可制制得得水水化化热热低低
12、的的水水泥泥,如如大大坝坝用用水水泥泥;提提高高铁铁铝铝酸酸四四钙钙含含量量,可可获获得得抗抗折折强强度度较较高高的的水水泥泥,如如道路水泥。道路水泥。第十三页,共44页。4硅酸硅酸盐盐水泥的凝水泥的凝结结和硬化和硬化()硅酸()硅酸盐盐水泥的水化水泥的水化 水水泥泥颗颗粒粒与与水水接接触触,水水泥泥熟熟料料矿矿物物即即与与水水发发生生水水化化反反应应,生生成成水水化化产产物物并并放放出出一一定定(ydng)热热量量水泥的水化主要是四种水泥的水化主要是四种矿矿物成分的水化:物成分的水化:)硅酸三)硅酸三钙钙)硅酸二)硅酸二钙钙)铝铝酸三酸三钙钙)铁铝铁铝酸四酸四钙钙 第十四页,共44页。)硅酸
13、)硅酸)硅酸)硅酸(u(u sun)sun)二钙二钙二钙二钙1 1)硅酸)硅酸)硅酸)硅酸(u sun)(u sun)三钙三钙三钙三钙第十五页,共44页。)铁铝酸四钙)铁铝酸四钙)铁铝酸四钙)铁铝酸四钙)铝酸三钙)铝酸三钙)铝酸三钙)铝酸三钙第十六页,共44页。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
14、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单硫型的水化硫铝酸钙。反应式如下:成单硫型的水化硫铝酸钙。反应式如下:成单硫型的水化硫铝酸钙。反应式如下:成单硫型的水化硫铝酸钙。反应式如下: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(即即即即钙钙钙钙矾矾矾矾石石石石)是是是是难难难难溶溶溶溶于于于于水水水水的的的的稳
15、稳稳稳定定定定的的的的针针针针状状状状结结结结晶晶晶晶体体体体,它它它它在在在在生生生生成成成成结结结结晶晶晶晶体体体体时时时时体体体体积积积积大大大大大大大大(d(d(d(d d)d)d)d)膨膨膨膨胀胀胀胀。因因因因此此此此,水水水水泥泥泥泥中中中中加加加加入入入入石石石石膏膏膏膏数数数数量量量量不不不不可可可可过过过过多多多多,防防防防止止止止水水水水泥泥泥泥凝凝凝凝结结结结硬硬硬硬化化化化过过过过程程程程中中中中硫硫硫硫铝铝铝铝酸酸酸酸钙钙钙钙超超超超过过过过限限限限制制制制,产产产产生生生生体体体体积积积积变变变变化化化化不不不不均均均均匀匀匀匀。尤尤尤尤其其其其是是是是形形形形成成
16、成成水水水水泥泥泥泥构构构构件件件件后后后后,还还还还继继继继续续续续水水水水化化化化,其危害更大。其危害更大。其危害更大。其危害更大。第十七页,共44页。()硅酸盐水泥的凝结和硬化()硅酸盐水泥的凝结和硬化硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的凝凝结结硬硬化化大大致致(dzh)可可划划分分为为以以下下四四个个阶段: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)第十八页,共44页。水泥(shun)水化放热曲线第十九页,共44页。影响常用水泥性
17、能的主要因素影响常用水泥性能的主要因素(yn s)(yn s))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)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5 5)拌和用水量的影响)拌和用水量的影响6 6)贮存条件的影响)贮存条件的影响此此外外,水水泥泥矿矿物物成成分分的的含含量量、水水泥泥颗颗粒粒细细度度等等,对水泥的凝结硬化以及强度,都有一定的影啊。对水泥的凝结硬化以及强度,都有一定的影啊。第二十页,共44页。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?.水水泥泥四四种种矿矿物物成成分分
18、的的特特性性(txng)是是什什么么?.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?第二十一页,共44页。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
19、泥的技术标准硅酸盐水泥的技术标准难难难难 点:硅酸盐水泥的强度点:硅酸盐水泥的强度点:硅酸盐水泥的强度点:硅酸盐水泥的强度(qingd)(qingd)(qingd)(qingd)检验方法及评定检验方法及评定检验方法及评定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:土木工程材料陈志源参考资料:土木工程材料陈志源参考资料:土木工程材料陈志源参考资料:土木工程材料陈志源 道路建筑材料严家伋道路建筑材料严家
20、伋道路建筑材料严家伋道路建筑材料严家伋 道路建筑材料孙道路建筑材料孙道路建筑材料孙道路建筑材料孙 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 道路建筑材料集中训练试验补充教材道路建筑材料集中训练试验补充教材道路建筑材料集中训练试验补充教材道路建筑材料集中训练试验补充教材 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥技术标准硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥技术标准硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥技术标准硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥技术标准 GB175-1999 GB175-1999 GB175-1999 GB175-1999第二十二
21、页,共44页。常用水泥的选用常用水泥的选用 各各类类建建筑筑工工程程,针针对对其其工工程程性性质质、结结构构部部位位、施施工工要要求求和和使使用用环环境境条条件件(tiojin)等等,进行选用。进行选用。第二十三页,共44页。常用水泥的技术性质常用水泥的技术性质常用水泥的技术性质常用水泥的技术性质(xngzh)(xngzh)(xngzh)(xngzh)和技术标准和技术标准和技术标准和技术标准.技术性质技术性质技术性质技术性质(xngzh)(xngzh)(xngzh)(xngzh)按按按按照照照照我我我我国国国国现现现现行行行行国国国国家家家家标标标标准准准准硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐水水水水泥泥
22、泥泥、普普普普通通通通硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐水水水水泥泥泥泥(一一一一)规规规规定定定定,硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐水水水水泥泥泥泥的的的的技技技技术术术术性性性性质质质质(xngzh)(xngzh)(xngzh)(xngzh)包包包包括括括括下列项目:下列项目:下列项目:下列项目:)化学性质)化学性质)化学性质)化学性质(xngzh)(xngzh)(xngzh)(xngzh)为为为为了了了了保保保保证证证证水水水水泥泥泥泥的的的的使使使使用用用用质质质质量量量量,水水水水泥泥泥泥的的的的化化化化学学学学指指指指标标标标主主主主要要要要是是是是控控控控制制制制水水水水泥泥泥泥中中中中有有有有害
23、害害害的的的的化化化化学学学学成成成成分分分分含含含含量量量量,若若若若其其其其超超超超过过过过最最最最大大大大允允允允许许许许限限限限量量量量,即即即即意意意意味味味味着着着着对对对对水水水水泥泥泥泥性性性性能能能能和质量可能产生有害或潜在的影响。和质量可能产生有害或潜在的影响。和质量可能产生有害或潜在的影响。和质量可能产生有害或潜在的影响。()氧化镁含量()氧化镁含量()氧化镁含量()氧化镁含量()三氧化硫含量()三氧化硫含量()三氧化硫含量()三氧化硫含量()烧失量()烧失量()烧失量()烧失量()不溶物()不溶物()不溶物()不溶物第二十四页,共44页。)物理力学性质)物理力学性质)物
24、理力学性质)物理力学性质()细度()细度()细度()细度细细细细度度度度是是是是指指指指水水水水泥泥泥泥颗颗颗颗粒粒粒粒(kl)(kl)(kl)(kl)粗粗粗粗细细细细的的的的程程程程度度度度。细细细细度度度度愈愈愈愈细细细细,水水水水泥泥泥泥与与与与水水水水起起起起反反反反应应应应的的的的面面面面积积积积愈愈愈愈大大大大,水水水水化化化化速速速速度度度度愈愈愈愈快快快快并并并并较较较较完完完完全全全全。实实实实践践践践表表表表明明明明,细细细细度度度度提提提提高高高高,可可可可使使使使水水水水泥泥泥泥混混混混凝凝凝凝土土土土的的的的强强强强度度度度提提提提高高高高,工工工工作作作作性性性性得
25、得得得到到到到改改改改善善善善。但但但但是是是是,水水水水泥泥泥泥细细细细度度度度提提提提高高高高,在在在在空空空空气气气气中中中中的的的的硬硬硬硬化化化化收收收收缩缩缩缩也也也也较较较较大大大大,使使使使水水水水泥泥泥泥发发发发生生生生裂裂裂裂缝缝缝缝的的的的可可可可能能能能性性性性增增增增加加加加。因因因因此此此此,对水泥细度必须予以合理控制。对水泥细度必须予以合理控制。对水泥细度必须予以合理控制。对水泥细度必须予以合理控制。()水泥净浆标准稠度()水泥净浆标准稠度()水泥净浆标准稠度()水泥净浆标准稠度为为为为使使使使水水水水泥泥泥泥凝凝凝凝结结结结时时时时间间间间和和和和安安安安定定定
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