道路建筑材料石灰和水泥.pptx
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1、 2、胶凝材料分类、胶凝材料分类 有机有机 气硬性气硬性只能在空气中硬化,保持并继续提高只能在空气中硬化,保持并继续提高强度强度。无机无机 水硬性水硬性不仅能在空气中硬化,而且能更好的不仅能在空气中硬化,而且能更好的在水中在水中 硬化,保持并继续提高强度。硬化,保持并继续提高强度。分类的意义:气硬性胶凝材料 耐水性差,只能用于干燥环境。水硬性胶凝材料 耐水性好,可用于潮湿环境。第1页/共46页第一节第一节 石石 灰灰 石 灰 吟(明)于谦 千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间。第2页/共46页第一节 石灰一、原料、生产及分类原料 含碳酸钙质矿石(石灰石,白垩,白云质石
2、灰石),电石渣。成分:CaCO3,MgCO3(little),粘土(8%)生产 分类 加工工艺MgO的含量 钙质和镁质煅烧温度和煅烧时间CaCO3 CaO CO2 10001200oC块状生石灰生石灰粉粉磨+H2O消石灰粉石灰膏欠火石灰:未烧透的内核,利用率低过火石灰:内部结构致密,鼓包、隆起、开裂等正火石灰第3页/共46页(1)石灰的消化)石灰的消化二、石灰的消化与硬化二、石灰的消化与硬化CaO+H2O Ca(OH)2+64.9kJ+(1.52)V 粉状消石灰:只用少量水(约70)(理论值为 32.1%)浆状石灰浆:加过量水(2.53倍)石灰在消解的期间应严格控制加水量和加水速度,防止出现“
3、过烧”或“过冷”现象。“陈伏”两星期第4页/共46页(2)石灰的硬化)石灰的硬化晶体交错生长干燥(空气中)CO2+H2O(空气中)石灰浆体硬化浆体Ca(OH)2结晶析出 CaCO3结晶析出结晶作用与碳化作用二、石灰的消化与硬化二、石灰的消化与硬化第5页/共46页请观察图中A、B两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别,并讨论其成因。石灰砂浆A为凸出放射性裂纹,这是由于石灰浆的陈伏时间不足,致使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化,导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成Ca(OH)2,产生体积膨胀,从而形成的膨胀性裂纹。石灰砂浆B为网状干缩性裂纹,是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。尤其是水灰比
4、过大,石灰过多,易产生此类裂纹。石灰砂浆A石灰砂浆B第6页/共46页三、石灰的技术要求和技术标准三、石灰的技术要求和技术标准产品产品建筑生石灰建筑生石灰(JC/T 479-1992)建筑生石灰粉建筑生石灰粉(JC/T 480-1992)建筑消石灰粉建筑消石灰粉(JC/T 481-1992)质量质量评定评定指标指标有效有效CaO和和MgO含量含量CO2含量含量游离水含量游离水含量产浆量产浆量细度细度未消化残渣含量未消化残渣含量/体积安定性体积安定性优等品优等品、一等品和合格品、一等品和合格品第7页/共46页四、石灰的应用与储存四、石灰的应用与储存原料原料 石灰砂浆和石灰水泥砂浆加固软土地基石灰土
5、和三合土石灰稳定土和石灰粉煤灰稳定土储存储存防水防碳化第8页/共46页石灰石石灰石 CaCO3生石灰生石灰 CaO熟石灰熟石灰 Ca(OH)2+水水成品成品 Ca(OH)2 CaCO3煅烧熟化碳化结晶复习干燥第9页/共46页第二节第二节 水水 泥泥1.水泥的定义国外称硅酸盐水泥为波特兰水泥(PortlandCement)2.水泥的分类(1)水泥按用途和性能分类 分 类 品 种通用水泥通用水泥硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥专用水泥专用水泥道路水泥道路水泥、砌筑水泥、耐酸水泥、耐碱水泥、油井水泥特种水
6、泥特种水泥高铝水泥、快硬硅酸盐水泥快硬硅酸盐水泥、膨胀水泥、自应力水泥膨胀水泥、自应力水泥、白色硅酸盐水泥第10页/共46页2.1 硅酸盐水泥的定义硅酸盐水泥的定义2.2 硅酸盐水泥的生产及成分硅酸盐水泥的生产及成分2.3 硅酸盐水泥的水化、凝结硬化硅酸盐水泥的水化、凝结硬化2.4 硅酸盐水泥的技术性质与技术硅酸盐水泥的技术性质与技术标准标准2.5 硅酸盐水泥的腐蚀与防止硅酸盐水泥的腐蚀与防止第二节 硅酸盐水泥第11页/共46页 2.1 硅酸盐水泥的定义与代号硅酸盐水泥的定义与代号定定义义分分类类 硅酸盐硅酸盐 水水 泥泥普通水泥普通水泥 矿渣水泥矿渣水泥 火山灰火山灰 水水 泥泥 粉煤灰粉煤
7、灰 水水 泥泥复合水泥复合水泥 I 型混合材料 0%5%且且20%混合材料 A 型20%且且50%粒化高炉矿渣 20%且且40%火山灰质 混合材料 20%且且40%粉煤灰 20%且且50%两种或两种以上规定的混合材料 II 型混合材料 5%B 型50%且且70%粒化高炉矿渣 P I PO(ordinary portland cement)PS(portland bl-astfurnace slag cement)PP(portland pozzolane cement)PF(portland flyash cement)PC(composite portland cement)PII混合材料含
8、量代号第二节 硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料混合材料石膏磨细为成品+通用硅酸盐水泥GB175-2007第12页/共46页2.2 硅酸盐水泥的生产及成分硅酸盐水泥的生产及成分两 磨 一 烧第13页/共46页硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料 硅酸盐水泥熟料的主要矿物名称、代号及含量硅酸盐水泥熟料的特性 矿 物 名 称 化 学 式 代 号 含 量硅酸三钙硅酸三钙 3CaOSiO2 C3S 37%60%硅酸二钙硅酸二钙 2CaOSiO2 C2S 15%37%铝酸三钙铝酸三钙 3CaOAl2O3 C3A 7%15%铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaO Al2O3 Fe2O3 C4AF 10%18%游离氧化钙、氧化镁F-C
9、aO、f-MgO 少量碱Na2O+0.658K2O 少量 名 称 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙铁铝酸四钙凝结硬化速度凝结硬化速度 快 慢 最 快 快 28d水化热水化热 多 少 最 多 中 强强 度度早期高,强度增长率较大早期低,后期高早期较高,后期低中 耐化学腐蚀耐化学腐蚀 中 良 差 优第14页/共46页Addition of waterStart of hydrationSettingHardening2.3 硅酸盐水泥的水化、凝结硬化 1、硅酸盐水泥的水化第15页/共46页2.3 硅酸盐水泥的水化、凝结硬化硅酸盐水泥的水化、凝结硬化1.硅酸盐水泥的水化 混合材料少混合材料少,主要为熟料
10、矿物和石主要为熟料矿物和石膏的水化膏的水化熟料矿物C3SC2SC3AC4AFH2O+C-S-H 凝胶(水化硅酸钙)C-A-H 晶体(水化铝酸钙)CH 晶体(氢氧化钙)C-F-H 凝胶(水化铁酸钙)+C-A-H 晶体(水化铝酸钙)+H2OH2O+石膏CaSO4 2H2O+AFt 晶体(高硫型水化硫铝酸钙)C-A-HAFm 晶体(单硫型水化硫铝酸钙)石膏耗尽时第16页/共46页C-S-H 水化硅酸钙凝胶CH Crystal 氢氧化钙晶体 电镜下的水泥水化产物图电镜下的水泥水化产物图第17页/共46页 水泥浆扫描电镜照片(7d龄期)C-S-H钙矾石第18页/共46页水化反应的基本特点水化反应的基本特
11、点反应是需水的。反应是需水的。水泥应用时必须提供足够水分。水泥应用时必须提供足够水分。反应是放热的。反应是放热的。水泥应用时必须注意温度应力。水泥应用时必须注意温度应力。温度越高,反应越快。温度越高,反应越快。水泥应用时必须注意季节的影响。水泥应用时必须注意季节的影响。反应自水泥颗粒表面开始,由表及里。反应自水泥颗粒表面开始,由表及里。反应需要时间,水泥应足够细。反应需要时间,水泥应足够细。第19页/共46页 初始反应期 诱导期 凝结期 硬化期 2.3 硅酸盐水泥的水化、凝结硬化硅酸盐水泥的水化、凝结硬化 2.硅酸盐水泥的凝结硬化水泥的凝结水泥的凝结:水泥加水拌和最初形成具有可塑性的浆体,然后
12、逐渐变:水泥加水拌和最初形成具有可塑性的浆体,然后逐渐变稠失稠失 去可塑性的过程称为凝结。去可塑性的过程称为凝结。水泥的硬化水泥的硬化:水泥失去可塑性后强度逐渐提高并变成具有一定强度的水泥失去可塑性后强度逐渐提高并变成具有一定强度的固体固体 水泥石的过程称为硬化。水泥石的过程称为硬化。水泥的凝结硬化过程分为四个阶段:水泥的凝结硬化过程分为四个阶段:第20页/共46页凝结硬化的影响因素凝结硬化的影响因素细度:细度细,硬化快,但干燥收缩细度:细度细,硬化快,但干燥收缩大大温度:温度高,硬化快温度:温度高,硬化快湿度:湿度高,硬化快湿度:湿度高,硬化快养护时间:养护是温度、湿度的保证养护时间:养护是
13、温度、湿度的保证水泥矿物组成水泥矿物组成加水量:提供水化用水,决定颗粒间加水量:提供水化用水,决定颗粒间距距第21页/共46页 项项 目目 硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通水泥PO 矿渣水泥 PS火山灰水泥 PP粉煤灰水泥 PF复合水泥PC PP 细细 度度比表面积比表面积300m2/kg 0.08mm方孔筛筛余量10%凝结凝结时间时间初凝初凝45min终凝终凝6.5h10h体积体积安定安定性性CaO 沸煮法必须合格沸煮法必须合格(若试饼法与雷氏法发生争议若试饼法与雷氏法发生争议,以雷氏法为准以雷氏法为准)MgO 5%6%SO33.5%PS 4%;其余3.5%不溶物不溶物0.75%1.5%烧失量烧失量
14、3%3.5%5%氯离子氯离子0.06%碱含量碱含量(按按Na2O+0.658K2O计算计算)使用活性骨料时使用活性骨料时 0.6%;或由供需双方商定或由供需双方商定 强度等级强度等级42.5、52.5、62.542.5R、52.5R、62.5R42.5、52.5 42.5R、52.5R32.5、42.5、52.5 32.5R、42.5R、52.5R2.4 硅酸盐水泥的技术性质和技术标硅酸盐水泥的技术性质和技术标准准第22页/共46页钢筋锈蚀 碱-骨料反应 第23页/共46页(5)强度)强度水泥胶结能力的体现水泥胶结能力的体现 影响因素影响因素:矿物组成、细度矿物组成、细度、水灰比、试验方法、试
15、验条件和龄期等。标准检验方法标准检验方法:水泥胶砂强度法(C:S:W=1:3:0.5)规定的试件尺寸4040160mm,在标准养护条件下养护至规定的龄期分别测试试件的抗压强度和抗折强度。l水泥的强度等级及水泥的标号水泥的强度等级及水泥的标号2.4 硅酸盐水泥的技术性质和技术标准硅酸盐水泥的技术性质和技术标准第24页/共46页石灰石石灰石 CaCO3生石灰生石灰 CaO熟石灰熟石灰 Ca(OH)2+水水成品成品 Ca(OH)2 CaCO3煅烧熟化碳化结晶复习干燥第25页/共46页复习思考题复习思考题 4、6、9第26页/共46页2.3 硅酸盐水泥的水化、凝结硬化硅酸盐水泥的水化、凝结硬化1.硅酸
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