建工实验员培训班讲义优秀课件.ppt
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1、建工实验员培训班讲义第1页,本讲稿共53页 第一章、水泥第一章、水泥1、胶凝材料定义:、胶凝材料定义:胶凝材料是指能通过自身的物理、化学变化由浆体变成固体,胶凝材料是指能通过自身的物理、化学变化由浆体变成固体,同时能将一些散粒材料或块状材料黏结为整体的材料。同时能将一些散粒材料或块状材料黏结为整体的材料。一、述论一、述论2 2、分类:分类:胶凝材料按化学成分可分为两大类:无胶凝材料按化学成分可分为两大类:无机胶凝材料和有机胶凝材料。机胶凝材料和有机胶凝材料。第2页,本讲稿共53页3 3、无机胶凝材料无机胶凝材料 无机胶凝材料按其硬化条件又分为气硬性胶凝材料和水无机胶凝材料按其硬化条件又分为气硬
2、性胶凝材料和水硬性胶凝材料。硬性胶凝材料。(1 1)气硬性胶凝材料:)气硬性胶凝材料:只能在空气中硬化,也只能只能在空气中硬化,也只能在空气中保持或发展其强度的胶凝材料。它只适用于地在空气中保持或发展其强度的胶凝材料。它只适用于地上或干燥环境,不宜用于潮湿环境,更不能用于水中。上或干燥环境,不宜用于潮湿环境,更不能用于水中。(2 2)水硬性胶凝材料:)水硬性胶凝材料:不仅能在空气中硬化,而且能更不仅能在空气中硬化,而且能更好的在水中硬化,保持并继续发展其强度的胶凝材料。它既可好的在水中硬化,保持并继续发展其强度的胶凝材料。它既可以用于干燥环境,也可以用于水中。以用于干燥环境,也可以用于水中。第
3、3页,本讲稿共53页(1)石灰)石灰 生生石石灰灰是是以以含含碳碳酸酸钙钙为为主主要要成成分分的的天天然然岩岩石石在在低低于于烧烧结结温温度度条条件件下下煅煅烧烧得得到到的的。其其主主要要成成分分是是氧氧化化钙钙,将将生生石石灰灰与与适适量量水水经经消消化化和和干干燥燥得得而而成成的的粉粉末末,主主要要成成分分Ca(OH)2,称称熟熟成成灰灰,也也叫叫消消石石灰灰粉粉。与与过过量量水水消消化化,可得到石灰膏。可得到石灰膏。石石灰灰的的硬硬化化基基理理:石石灰灰浆浆体体的的硬硬化化主主要要是是由由干干燥燥作作用用和和碳碳化化作作用用引引起起的的。干干燥燥作作用用是是指指石石灰灰浆浆体体失失水水干
4、干燥燥获获得得强强度度;碳碳化化作作用用是是由由于于氢氢氧氧化化钙钙与与二二氧氧化化碳生成碳酸钙获得强度。碳生成碳酸钙获得强度。4、石灰、石膏、水玻璃、石灰、石膏、水玻璃第4页,本讲稿共53页(2)石膏)石膏 石膏是以硫酸钙为主要化学成份的气硬性胶凝石膏是以硫酸钙为主要化学成份的气硬性胶凝材料。它是由天然石膏材料。它是由天然石膏CaSO42H2O煅烧所得的。我煅烧所得的。我们建筑常用的石膏叫建筑石膏,其主要成分是们建筑常用的石膏叫建筑石膏,其主要成分是CaSO41/2H2O。石膏的硬化基理:石膏的硬化基理:石膏的硬化主要分两个阶段,石膏的硬化主要分两个阶段,第一阶段是石膏浆体失去水份,稠度增大
5、,直至失去第一阶段是石膏浆体失去水份,稠度增大,直至失去可塑性。第二阶段是可塑性。第二阶段是CaSO42H2O胶体微粒凝聚并转胶体微粒凝聚并转变成晶体,晶体逐渐长大并互相交错搭接使浆体产变成晶体,晶体逐渐长大并互相交错搭接使浆体产生强度并发展到最大强度。生强度并发展到最大强度。第5页,本讲稿共53页(3 3)水玻璃水玻璃 水玻璃俗称泡化碱,由碱金属氧化物和二氧化硅组成。水玻璃俗称泡化碱,由碱金属氧化物和二氧化硅组成。如硅酸钠如硅酸钠NaOnSiONaOnSiO2 2、硅酸钾、硅酸钾KOnSiOKOnSiO2 2等。等。水玻璃分子水玻璃分子式中式中SiOSiO2 2与碱金属氧化物的摩尔数的比值,
6、称为为水与碱金属氧化物的摩尔数的比值,称为为水玻璃模数。玻璃模数。第6页,本讲稿共53页二、水泥二、水泥1 1、水泥的分类、水泥的分类(1 1)按矿物组成分:)按矿物组成分:A A、硅酸盐水泥、硅酸盐水泥 B B、铝酸盐水泥、铝酸盐水泥 C C、硫铝酸盐水泥等、硫铝酸盐水泥等(2 2)按特性和用途分:)按特性和用途分:A A、通用水泥(指大量用于一般土木工程的水泥)、通用水泥(指大量用于一般土木工程的水泥)B B、专用水泥(有专门用途)、专用水泥(有专门用途)C C、特性水泥(指有某种性能比较突出)、特性水泥(指有某种性能比较突出)第7页,本讲稿共53页1、硅酸盐水泥的生产、硅酸盐水泥的生产石
7、灰石石灰石 石膏石膏黏土黏土 按比例混合磨细按比例混合磨细 生料生料 在在1450度煅烧度煅烧 熟料熟料 磨细磨细 水泥成品水泥成品铁矿石铁矿石 混合材料混合材料三、硅酸盐水泥三、硅酸盐水泥2 2、硅酸盐水泥熟料的矿物组成及性质、硅酸盐水泥熟料的矿物组成及性质(1 1)主要成分:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝)主要成分:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。还有少量游离氧化钙、游离氧化镁和含碱矿酸四钙。还有少量游离氧化钙、游离氧化镁和含碱矿物及玻璃体。物及玻璃体。第8页,本讲稿共53页(2 2)各主要成分的性质)各主要成分的性质矿物名称硅酸三钙 硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙矿物组成3Ca
8、OSiO22CaOSiO23CaOAl2O33CaOAl2O3 Fe2O3简写式C3SC2SC3AC4AF矿物含量3760%1537%715%1018%水化速度快慢最快较快放 热 量大小最大中早期强度高低低中后期强度高高低低第9页,本讲稿共53页 C3A的水化速度最快,水化热最大,且主要在早期的水化速度最快,水化热最大,且主要在早期放出,其次是放出,其次是C4AF早期水化速度较快,但这两种早期水化速度较快,但这两种矿物在硅酸盐水泥中含量较少,且水化产物的强矿物在硅酸盐水泥中含量较少,且水化产物的强度并不高,所以对强度的贡献不大。度并不高,所以对强度的贡献不大。C3S的水化的水化速度较快,水化热
9、较大,早期,后期强度均较高,速度较快,水化热较大,早期,后期强度均较高,同时含量最高,同时含量最高,C2S的水化速度最慢,水化热最小,的水化速度最慢,水化热最小,主要在后期放出,早期强度增长慢,但后期强度主要在后期放出,早期强度增长慢,但后期强度增长较快。因此,不论是早期强度还是后期强度,增长较快。因此,不论是早期强度还是后期强度,水泥石的强度主要来源于硅酸三钙和硅酸二钙的水泥石的强度主要来源于硅酸三钙和硅酸二钙的水化反应。水化反应。从上表可以看出从上表可以看出:第10页,本讲稿共53页(3)硅酸盐水泥的凝结与硬化)硅酸盐水泥的凝结与硬化 这个过程可分为二段这个过程可分为二段 (1)、水泥水化
10、、水解过程,也可称为溶液解期。)、水泥水化、水解过程,也可称为溶液解期。(2)、凝结及硬化过程。也就是胶化期与结晶期。)、凝结及硬化过程。也就是胶化期与结晶期。(4 4)主要水化产物)主要水化产物 水化硅酸盐凝胶、水化铁酸盐凝胶、氢氧化钙、水化硅酸盐凝胶、水化铁酸盐凝胶、氢氧化钙、水化铝酸盐、水化硫铝酸盐。水化铝酸盐、水化硫铝酸盐。第11页,本讲稿共53页5 5、技术指标、技术指标(1 1)标准稠度用水量)标准稠度用水量标准稠度用水量:是指水泥与水拌合达到规定的标准标准稠度用水量:是指水泥与水拌合达到规定的标准 稠度时的用水量占水泥质量的百分比。稠度时的用水量占水泥质量的百分比。标准稠度:水泥
11、净浆以标准方法测试所达到统一规定标准稠度:水泥净浆以标准方法测试所达到统一规定 的浆体可塑性程度。的浆体可塑性程度。哪么为什么要测标准稠度用水量呢?是因为在测定水泥的凝哪么为什么要测标准稠度用水量呢?是因为在测定水泥的凝结时间和安定性等性质时需要拌制标准稠度的水泥浆,所以标结时间和安定性等性质时需要拌制标准稠度的水泥浆,所以标准稠度用水量是为了进行水泥技术性质检验的一个准备性指标。准稠度用水量是为了进行水泥技术性质检验的一个准备性指标。检测方法检测方法:GB/T1346-2001:GB/T1346-2001水泥标准稠度用水量、凝结水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法时间、安定性检验方法
12、 第12页,本讲稿共53页(2)凝结时间)凝结时间定定 义:义:凝结时间:是指水泥从加水拌合开始到失支流凝结时间:是指水泥从加水拌合开始到失支流 动性,动性,即从可塑状态发展到固体状态所需要的时即从可塑状态发展到固体状态所需要的时 间。间。又分初凝时间和终凝时间:又分初凝时间和终凝时间:I:初凝时间:指水泥从加水拌合起到开始失去可塑:初凝时间:指水泥从加水拌合起到开始失去可塑 性和流动性所需时间;性和流动性所需时间;II:终凝时间:指水泥从加水拌合起到完全失去可塑:终凝时间:指水泥从加水拌合起到完全失去可塑 性、开始产生强度所需时间。性、开始产生强度所需时间。第13页,本讲稿共53页(3 3)
13、安定性)安定性定定 义:义:安定性:安定性是指水泥浆体在凝结硬化过程中体积变化的安定性:安定性是指水泥浆体在凝结硬化过程中体积变化的均匀性,也叫做体积安定性。均匀性,也叫做体积安定性。引起体积安定性不良的主要因素是水泥熟料中含引起体积安定性不良的主要因素是水泥熟料中含有过量的游离氧化钙或游离氧化镁,以及在水泥粉磨有过量的游离氧化钙或游离氧化镁,以及在水泥粉磨时掺入的超量的石膏等。时掺入的超量的石膏等。(4 4)细度)细度定定 义:细度指水泥颗粒粗细的程度。义:细度指水泥颗粒粗细的程度。表示方法:总的表面积表示表示方法:总的表面积表示 用筛余百分率表示用筛余百分率表示第14页,本讲稿共53页(5
14、 5)强度)强度检测方法简述检测方法简述:每次成型每次成型40*40*160mm40*40*160mm试件三块所需各材料用量:试件三块所需各材料用量:水泥:标准砂:水水泥:标准砂:水=4501g:13505g :2251mL实验过程中环境要求:实验过程中环境要求:成成 型型 202 202 相对湿度相对湿度50%50%带模养护:带模养护:201 201 相对湿度相对湿度90%90%养护池水:养护池水:201201 第15页,本讲稿共53页A A、抗折强度、抗折强度要求抗折仪加荷速度:要求抗折仪加荷速度:50N/s10N/s50N/s10N/s按公式计算:按公式计算:R Rf f=1.5F=1.
15、5Ff fL/bL/b3 3R Rf f:抗折强度,:抗折强度,MPaMPaF Ff f:折断时施加于棱柱体中部的荷载,:折断时施加于棱柱体中部的荷载,N NL L:支撑圆柱之间的距离,:支撑圆柱之间的距离,100mm100mmb b:棱柱体正方形截面的边长,:棱柱体正方形截面的边长,mmmm 以三个值的算术平均值用为实验结果,当三个强度以三个值的算术平均值用为实验结果,当三个强度值中有超出平均值值中有超出平均值10%10%时,应剔除后再取平均值作时,应剔除后再取平均值作为抗折强度的试验结果。抗折强度记录至为抗折强度的试验结果。抗折强度记录至0.1MPa0.1MPa,平均值计算精确至平均值计算
16、精确至0.1MPa0.1MPa。第16页,本讲稿共53页B B、抗压强度、抗压强度抗压实验机加荷速度:抗压实验机加荷速度:2400N/s200N/s 2400N/s200N/s 精度精度1%1%以做完抗折试验后的六个试件进行抗压试验,按公式计以做完抗折试验后的六个试件进行抗压试验,按公式计算:算:R RC C=F=FC C/A/A R RC C:抗压强度,:抗压强度,MPaMPa F FC C:破坏时的最大荷载,:破坏时的最大荷载,N N A A:受压部分面积,:受压部分面积,mmmm2 2(40*40=1600mm(40*40=1600mm2 2)以六个测定值的算术平均值作为试验结果,当六个
17、测定值以六个测定值的算术平均值作为试验结果,当六个测定值中有一个超出六个平均值的中有一个超出六个平均值的10%10%,就应剔除这个结果,以,就应剔除这个结果,以剩下的五个的平均值为结果,如果五个测定结果中再有超剩下的五个的平均值为结果,如果五个测定结果中再有超过它们(五个值)平均值过它们(五个值)平均值10%10%的,则此组结果作废。的,则此组结果作废。单个半棱柱体得到的单个抗压强度结果计算至单个半棱柱体得到的单个抗压强度结果计算至0.1MPa0.1MPa,平均值精确到,平均值精确到0.1MPa0.1MPa。第17页,本讲稿共53页例:有一组水泥强度实验,实验数据如下。抗折荷载:例:有一组水泥
18、强度实验,实验数据如下。抗折荷载:3100N3100N,2570N2570N,2540N2540N;抗压荷载:;抗压荷载:56.0kN,54.5kN56.0kN,54.5kN,55.2kN55.2kN,56.4kN56.4kN,48.5kN48.5kN,54.0kN54.0kN。求其抗折、抗压强度。求其抗折、抗压强度。抗折强度抗折强度解:解:R Rf f=1.5F=1.5Ff fL/bL/b3 3 R Rf1 f1=1.53100100/40=1.53100100/403 3=7.2MPa=7.2MPa R Rf2 f2=1.52570100/40=1.52570100/403 3=6.0MP
19、a=6.0MPa R Rf3 f3=1.52540100/40=1.52540100/403 3=6.0MPa=6.0MPa平均值平均值R Rf f=(7.2+6.0+6.07.2+6.0+6.0)/3=6.4MPa/3=6.4MPa因为:(因为:(7.2-6.47.2-6.4)/6.4=12.5%=12%10%/6.4=12.5%=12%10%所以:平均值所以:平均值R Rf f=(6.0+6.06.0+6.0)/2=6.0MPa/2=6.0MPa第18页,本讲稿共53页抗压强度抗压强度解:解:R RC C=F=FC C/A /A R RC1C1=56.01000/1600=35.0 MPa
20、 R=56.01000/1600=35.0 MPa RC2C2=54.51000/1600=34.1 MPa=54.51000/1600=34.1 MPa R RC3C3=55.21000/1600=34.5 MPa=55.21000/1600=34.5 MPa R RC4C4=56.41000/1600=35.2 MPa=56.41000/1600=35.2 MPaR RC5C5=48.51000/1600=30.3 MPa R=48.51000/1600=30.3 MPa RC6C6=54.01000/1600=33.8 MPa=54.01000/1600=33.8 MPa平均值平均值R
21、RC C=(35.0+34.1+34.5+35.2+=(35.0+34.1+34.5+35.2+30.330.3+33.8)/6=33.8MPa+33.8)/6=33.8MPa因为因为(33.8-30.3)/33.8=10.4%(33.8-30.3)/33.8=10.4%所以抗压强度为所以抗压强度为:34.5MPa:34.5MPa 该组水泥的抗折强度为该组水泥的抗折强度为:6.0:6.0MPa,MPa,抗压强度抗压强度:34.5MPa:34.5MPa第19页,本讲稿共53页四、常用硅酸盐类水泥四、常用硅酸盐类水泥1 1、定义、定义(1 1)硅酸盐水泥:凡由硅酸盐水泥熟料、)硅酸盐水泥:凡由硅酸
22、盐水泥熟料、0 05%5%石灰石或粒化高炉石灰石或粒化高炉渣、适量石膏磨细制成的的水硬性胶凝材料。分渣、适量石膏磨细制成的的水硬性胶凝材料。分P PI I、P PIIII。(2 2)普通硅酸盐水泥:凡由硅酸盐水泥熟料、)普通硅酸盐水泥:凡由硅酸盐水泥熟料、6 615%15%混合材、适混合材、适量石膏磨细制成的的水硬性胶凝材料,代号量石膏磨细制成的的水硬性胶凝材料,代号P PO O。(3 3)矿渣硅酸盐水泥:凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣)矿渣硅酸盐水泥:凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣(202070%70%)、适量石膏磨细制成的的水硬性胶凝材料,代号)、适量石膏磨细制成的的水硬性胶凝材料,代
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