水泥的定义精品文稿.ppt
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1、水泥的定义第1页,本讲稿共69页二水泥在国民经济中的地位、作用及二水泥在国民经济中的地位、作用及可持续发展的问题可持续发展的问题 1 1、水泥工业及水泥产品是建材工业的支柱产业、水泥工业及水泥产品是建材工业的支柱产业及支柱产品及支柱产品 2 2、未来相当长时期内,水泥仍将是人类社会的、未来相当长时期内,水泥仍将是人类社会的主要建筑材料,已渗透到各个角落,水泥需求主要建筑材料,已渗透到各个角落,水泥需求保持增长态势,已成为人类社会文明的重要材保持增长态势,已成为人类社会文明的重要材料料 3 3、我国经济的发展带动了水泥工业兴旺发达、我国经济的发展带动了水泥工业兴旺发达 4 4、水泥生产消耗大量能
2、源、资源,排放大量粉、水泥生产消耗大量能源、资源,排放大量粉尘和废气尘和废气第2页,本讲稿共69页三、水泥的分类三、水泥的分类(一)按化学成份分:(一)按化学成份分:硅酸盐系列水泥硅酸盐系列水泥铝酸盐系列水泥铝酸盐系列水泥氟铝酸盐系列水泥氟铝酸盐系列水泥铁铝酸盐系列水泥铁铝酸盐系列水泥硫铝酸盐系列水泥硫铝酸盐系列水泥第3页,本讲稿共69页(二)按性能和用途分(二)按性能和用途分1通用(常用)水泥通用(常用)水泥硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥(普通水泥)普通硅酸盐水泥(普通水泥)矿渣硅酸盐水泥(矿渣水泥)矿渣硅酸盐水泥(矿渣水泥)火山灰硅酸盐水泥(火山灰水泥)火山灰硅酸盐水泥(火山灰水泥)粉
3、煤灰硅酸盐水泥(粉煤灰水泥)粉煤灰硅酸盐水泥(粉煤灰水泥)复合硅酸盐水泥(复合水泥)复合硅酸盐水泥(复合水泥)第4页,本讲稿共69页砌筑水泥砌筑水泥油井水泥油井水泥耐火水泥耐火水泥大坝水泥大坝水泥磷酸钙水泥磷酸钙水泥 2专用水泥专用水泥3、特性水泥、特性水泥快硬水泥快硬水泥白水泥白水泥膨胀水泥膨胀水泥抗硫酸盐水泥抗硫酸盐水泥 第5页,本讲稿共69页2 2 通用水泥通用水泥一定义一定义凡凡是是由由硅硅酸酸盐盐为为主主要要成成份份的的熟熟料料、适适量量石石膏膏、0 070%70%的的不不同同品品种种的的混混合合材材料料,磨磨细细制制得得的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料,称称为为硅硅酸酸盐盐系列系列
4、水泥。水泥。第6页,本讲稿共69页二、生产简介二、生产简介(一)生产水泥用原材料(一)生产水泥用原材料 1 1)石灰石)石灰石1 1生产生料用原材料生产生料用原材料 2 2)粘土)粘土 3 3)铁矿粉)铁矿粉2 2生产水泥产品用部分原料生产水泥产品用部分原料 4 4)石膏)石膏 5 5)混合材料)混合材料石灰石石灰石粘土粘土铁矿粉铁矿粉生生料料熟料熟料水水泥泥成成品品按比例混合按比例混合按比例混合按比例混合磨细磨细磨细磨细CaO60-70%SiO2 220-24%AI2O34-7%Fe2OO3 32.5-6.0%2.5-6.0%磨细磨细14501450煅煅煅煅烧烧烧烧石膏石膏混合材料混合材料第
5、7页,本讲稿共69页(二)生产工艺(二)生产工艺“两磨一烧两磨一烧”第一阶段(第一磨)第一阶段(第一磨)磨制生料磨制生料第第二二阶阶段段(一一烧烧)将将生生料料于于14501450煅煅烧烧成熟料成熟料第三阶段(第二磨)第三阶段(第二磨)磨制水泥成品磨制水泥成品石灰石石灰石粘土粘土铁矿粉铁矿粉生生料料熟料熟料水水泥泥成成品品按比例混合按比例混合按比例混合按比例混合磨细磨细磨细磨细CaO60-70%SiO220-24%AIAI2O34-7%O34-7%Fe2O32.5-6.0%磨磨细细14501450煅煅煅煅烧烧烧烧石膏石膏混合材料混合材料第8页,本讲稿共69页三通用水泥品种三通用水泥品种第9页,
6、本讲稿共69页石灰石石灰石石灰石石灰石粘土粘土铁矿粉铁矿粉生生料料石膏石膏按比例混合按比例混合按比例混合按比例混合磨细磨细磨细磨细14501450煅煅煅煅烧烧烧烧熟料熟料混合混合材料材料1-5%1-5%型型硅酸硅酸盐水盐水泥泥P型型硅酸硅酸盐水盐水泥泥P混合混合材料材料6-15%矿渣矿渣slag20-70%粉煤灰粉煤灰flyash20-40%火山灰火山灰PozzolanaPozzolana20-50%几种混合几种混合材材10-50%2.普通普通硅酸硅酸盐水盐水泥泥PO3.矿渣矿渣硅酸硅酸盐水盐水泥泥PS4.火山火山灰硅灰硅酸盐酸盐水泥水泥PP5.粉煤粉煤灰硅灰硅酸盐酸盐水泥水泥PF6.复合复合
7、硅酸硅酸盐水盐水泥泥PC1.硅酸盐水泥硅酸盐水泥磨磨磨磨细细细细磨磨磨磨细细细细磨磨磨磨细细细细磨磨磨磨细细细细磨磨磨磨细细细细磨磨磨磨细细细细磨磨磨磨细细细细第10页,本讲稿共69页四硅酸盐系列水泥的水化、凝结四硅酸盐系列水泥的水化、凝结硬化硬化(一)硅酸盐系列水泥熟料的组成(一)硅酸盐系列水泥熟料的组成1熟料中化学组成及国际通用代号熟料中化学组成及国际通用代号 简写规则:简写规则:以氧化物分子式第一个字母为代表符号以氧化物分子式第一个字母为代表符号化学组成化学组成CaOAI2O3SiO2Fe2O33MgOTiO2CaF2H2O代号代号CASFMTH第11页,本讲稿共69页硅酸三钙硅酸三钙
8、CaCa3 3SiOSiO5 5 5 5 3CaOSiO 3CaOSiO2 2 代号:代号:C C3 3S 36-60%S 36-60%硅酸二钙硅酸二钙CaCa2 2SiOSiOSiOSiO4 4 2CaOSiO 2CaOSiO2 2 代号:代号:C C2 2S 15-37%S 15-37%铝酸三钙铝酸三钙CaCa3 3(AIO(AIO2 2)2 23CaOAIO3CaOAIO3CaOAIO3CaOAIO代号:代号:C C3 3 3 3A 7-15%A 7-15%铁铝酸四钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙CaCaCaCa4 4(AIFe)O(AIFe)O5 5 2 24CaOAI4CaOAI4C
9、aOAI4CaOAI2 2O OO O3 3 FeFe2 2 2 2O O3 3代号:代号:代号:代号:C C4 4AF 10-18%AF 10-18%有有用用矿矿物物有有害害矿矿物物2 2硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料的矿物组成 (主要矿物)(主要矿物)游离游离CaO FreeCaOCaO FreeCaO代号代号FCFC游离游离MgO FreeMgOMgO FreeMgO代号代号FMFM含碱矿物及玻璃体含碱矿物及玻璃体NaNa2 2O,KO,K2 2O O等等第12页,本讲稿共69页(二)硅酸盐水泥熟料主要矿物的水化(二)硅酸盐水泥熟料主要矿物的水化第13页,本讲稿共69页(三)硅酸
10、盐水泥熟料主要矿物的性质(三)硅酸盐水泥熟料主要矿物的性质1 1水化速率水化速率快快 C C3 3A CA C3 3S CS C4 4AF CAF C2 2S S2 2水化热水化热大大 C C3 3A CA C3 3S CS C4 4AF CAF C2 2S S3 3早期强度早期强度高高 C C3 3S CS C3 3A CA C4 4AF CAF C2 2S S4 4后期强度后期强度 C C3 3S CS C2 2S CS C4 4AFCAFC3 3A A5 5耐腐蚀性耐腐蚀性差差6 6抗冻性抗冻性好好7 7耐热性耐热性差差第14页,本讲稿共69页(四)硅酸盐水泥的水化(四)硅酸盐水泥的水化
11、C C C C3 3 3 3S S S S,C C C C2 2 2 2S S S S 同上同上同上同上结论:结论:1)钙矾石的生成使水泥石致密钙矾石的生成使水泥石致密2)生产水泥时石膏加入量要适量生产水泥时石膏加入量要适量3)石膏对水泥具有缓凝作用石膏对水泥具有缓凝作用缓凝机理缓凝机理 :第15页,本讲稿共69页(五)硅酸盐水泥的凝结硬化过程(五)硅酸盐水泥的凝结硬化过程第16页,本讲稿共69页(六)掺大量混合材料的硅酸盐水泥(六)掺大量混合材料的硅酸盐水泥1 1、混合材料的定义、混合材料的定义生生产产水水泥泥时时加加入入的的能能够够:改改善善水水泥泥性性能能、调调节节水水泥泥强强度度等等级
12、级、降降低低水水泥泥成成本本的的天天然然或或人工的矿物质材料。人工的矿物质材料。2 2、分类、分类 【活活性性混混合合材材料料】指指具具有有火火山山灰灰活活性性或或潜潜在在水水硬硬性性的的矿矿物物材材料料。(一一般般含含活活性性AIAI2 2O O3 3和和SiOSiO2 2)【非非活活性性混混合合材材料料】指指掺掺入入水水泥泥中中主主要要起起填充作用而又不损害水泥性能的矿物材料。填充作用而又不损害水泥性能的矿物材料。第17页,本讲稿共69页3 3 常用活性混合材料常用活性混合材料 1 1)粒化高炉矿渣(主要成分是)粒化高炉矿渣(主要成分是AIAI2 2O O3 3、CaOCaO、SiOSiO
13、2 2)2 2)火山灰质混合材料(硅灰、火山灰等主要成分是活)火山灰质混合材料(硅灰、火山灰等主要成分是活性性SiOSiO2 2和和AIAI2 2O O3 3)3 3)粉煤灰(主要成分是)粉煤灰(主要成分是AIAI2 2O O3 3、SiOSiO2 2和少量和少量 CaO)CaO)4 4 活性混合材料的作用活性混合材料的作用 1 1)活性效应)活性效应2 2)微集料效应)微集料效应第18页,本讲稿共69页5 5 加入混合材料对水泥性能的影响加入混合材料对水泥性能的影响 1 1)早期强度降低,后期强度升高)早期强度降低,后期强度升高 2 2)水化热降低)水化热降低 3 3)耐酸性、耐蚀性提高)耐
14、酸性、耐蚀性提高 4 4)碱度降低)碱度降低 第19页,本讲稿共69页(七)硅酸盐水泥硬化体(七)硅酸盐水泥硬化体(水泥石)的结构水泥石)的结构水泥水化产物水泥水化产物胶体胶体C-S-H C-S-H AH AH3 3 CFH CFH晶体晶体CHCHC C3 3AHAHAFtAFtAFmAFmC C4 4AFHAFH未水未水化的化的残存残存水泥水泥颗粒颗粒内核内核孔隙孔隙(含水和空气)(含水和空气)硅酸盐水泥硬化体的结构硅酸盐水泥硬化体的结构第20页,本讲稿共69页(八八)影影响响硅硅酸酸盐盐水水泥泥凝凝结结硬硬化化、性性能的主要因素能的主要因素 1 1熟料矿物组成的影响熟料矿物组成的影响 2
15、2水泥细度水泥细度 3 3拌合加水量拌合加水量 4 4养护制度(温度和湿度)养护制度(温度和湿度)5 5养护龄期养护龄期 *6 6外加剂外加剂 7 7贮存与运输贮存与运输第21页,本讲稿共69页五水泥石的腐蚀与防止五水泥石的腐蚀与防止(一)腐蚀的原因(一)腐蚀的原因1内因:内因:1 1)结构本身(多孔)结构本身(多孔)2 2)化学组成(含有可被侵蚀的组分)化学组成(含有可被侵蚀的组分)2外因:外因:1 1)侵蚀性介质。)侵蚀性介质。2 2)较快流速的介质)较快流速的介质 3 3)较高的温度。)较高的温度。第22页,本讲稿共69页(二)腐蚀的主要方式(二)腐蚀的主要方式1 1软水溶蚀软水溶蚀2
16、2盐蚀盐蚀 1 1)硫酸盐侵蚀)硫酸盐侵蚀“水泥杆菌水泥杆菌”示意图示意图第23页,本讲稿共69页 2 2)镁盐侵蚀)镁盐侵蚀3 3酸蚀酸蚀4 4强碱侵蚀强碱侵蚀5 5有机质有机质第24页,本讲稿共69页(三)防止水泥石腐蚀的措施(三)防止水泥石腐蚀的措施 1 1选用合适品种水泥选用合适品种水泥 2 2提高水泥石的密实度提高水泥石的密实度 3 3表面加保护层表面加保护层第25页,本讲稿共69页六、通用水泥的特性及应用六、通用水泥的特性及应用(一)硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(一)硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥 1 1、强度高、强度高 早期强度要求高的工程早期强度要求高的工程 高强混凝土结构高强混凝土
17、结构 预应力混凝土结构预应力混凝土结构 2 2、水化热高、水化热高 可用于冬季施工可用于冬季施工 不可用于大体积混凝土工程不可用于大体积混凝土工程 3 3、抗冻性好,干缩性小、抗冻性好,干缩性小 严寒地区反复冻融的工程严寒地区反复冻融的工程第26页,本讲稿共69页4、耐蚀性差、耐蚀性差不宜用于受流动水、压力水、酸、不宜用于受流动水、压力水、酸、硫酸盐类等侵蚀的工程硫酸盐类等侵蚀的工程5、碱度高、抗碳化能力强、碱度高、抗碳化能力强重要的钢筋混凝土结构重要的钢筋混凝土结构预应力混凝土工程预应力混凝土工程6、耐热性差、耐热性差不宜单独用于耐热混凝土工程不宜单独用于耐热混凝土工程7、湿热养护效果差、湿
18、热养护效果差第27页,本讲稿共69页(二)矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥(二)矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥 共性:共性:1 1早期强度低,后期强度高早期强度低,后期强度高 不宜用于早期强度要求高的工程不宜用于早期强度要求高的工程 2 2水化热低水化热低 适合用于大体积混凝土工程适合用于大体积混凝土工程 不宜用于冬季施工工程不宜用于冬季施工工程 3 3抗蚀性较好抗蚀性较好 用于一般侵蚀性要求的工程较硅酸盐水泥耐用于一般侵蚀性要求的工程较硅酸盐水泥耐久性好久性好 4 4抗冻性差、耐磨性差抗冻性差、耐磨性差 不宜用于反复受冻融作用的工程不宜用于反复受冻融作用的工程 不宜用于有耐磨性要求的工程不
19、宜用于有耐磨性要求的工程第28页,本讲稿共69页 5 5、抗碳化性差、抗碳化性差 不宜用于重要钢筋混凝土结构不宜用于重要钢筋混凝土结构 6 6、蒸养效果好、蒸养效果好个性:个性:1 1、矿渣水泥:耐热性好、泌水性大、干缩性大、矿渣水泥:耐热性好、泌水性大、干缩性大 2 2、火山灰水泥:抗渗透性好、干缩性大、火山灰水泥:抗渗透性好、干缩性大 3 3、粉煤灰水泥:干缩性小、抗裂性好、粉煤灰水泥:干缩性小、抗裂性好(三)复合硅酸盐水泥(三)复合硅酸盐水泥 应用范围一般同掺大量混合材料的水泥应用范围一般同掺大量混合材料的水泥第29页,本讲稿共69页七通用水泥的技术性质及要求七通用水泥的技术性质及要求(
20、一)细度(一)细度1 1测定方法:测定方法:1 1)勃氏透气仪:)勃氏透气仪:P P,P P 比表积比表积300m300m2 2/kg/kg 2 2)筛析法:)筛析法:0.080mm0.080mm方孔筛,筛余方孔筛,筛余 10%10%负压筛负压筛水筛法水筛法手工干筛法手工干筛法2 2细度对性能的影响细度对性能的影响第30页,本讲稿共69页标准稠度:标准稠度:为测定水泥的凝结时为测定水泥的凝结时间、体积安定性等性能,间、体积安定性等性能,使其具有准确的可比性,使其具有准确的可比性,水泥净浆以标准方法测试水泥净浆以标准方法测试所达到统一规定的浆体可所达到统一规定的浆体可塑性程度。塑性程度。标准稠度
21、用水量:标准稠度用水量:拌制水泥净浆时为达拌制水泥净浆时为达到标准稠度所需的加水量。到标准稠度所需的加水量。(二)凝结时间(二)凝结时间第31页,本讲稿共69页水泥标准稠度用水量:水泥标准稠度用水量:在试杆停止沉人或释放试杆在试杆停止沉人或释放试杆30 s30 s时记录试杆时记录试杆距底板之间的距离,以试杆沉入净浆并距距底板之间的距离,以试杆沉入净浆并距底板底板6 mm6 mm士士1 mm1 mm的水泥净浆为标准稠度净的水泥净浆为标准稠度净浆。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水浆。其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量(量(P)P),按水泥质量的百分比计。,按水泥质量的百分比计。第32页,本讲稿共6
22、9页1 1测定方法测定方法 初凝时间:试针距底板初凝时间:试针距底板4mm1mm4mm1mm 终凝时间:试针沉入底板终凝时间:试针沉入底板0.5mm0.5mm2 2技术要求:技术要求:初凝时间:初凝时间:45min45min 终凝时间:终凝时间:P P,P 6.5 hP 6.5 h,其余,其余10 h10 h3 3 凝结时间对性能的影响凝结时间对性能的影响 初凝不合格初凝不合格废品废品 终凝不合格终凝不合格不合格品不合格品 第33页,本讲稿共69页(三)体积安定性(三)体积安定性水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。1 1影响水泥安定性的因素影响水泥安定性的
23、因素 过量的过量的FCaOFCaO 过量的过量的FMgOFMgO 过量的石膏过量的石膏2 2测定方法测定方法FCaOFCaO:沸煮法:沸煮法:试饼法,试饼法,雷氏夹法雷氏夹法FMgOFMgO:压蒸法(:压蒸法(215.7215.7 1.3,2.0MPa 1.3,2.0MPa 蒸气压)蒸气压)过过量量石石膏膏:不不便便于于快快速速检检测测出出,控控制制SOSO3 3 含量含量第34页,本讲稿共69页3 3 安定性不良对工程的影响安定性不良对工程的影响 工程事故实例二则工程事故实例二则1 1、18841884年,法国一座桥梁由于使用了年,法国一座桥梁由于使用了氧化镁含量氧化镁含量较高的较高的立窑水
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