材料水泥学习教案.pptx

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1、会计学1材料材料(cilio)水泥水泥第一页，共120页。n n水硬性：粉末状水泥与水泥混合后，经过一系列复杂的物理化学反应，可由可塑性浆体变成坚硬的石状体，将散粒材料胶结成整体，这一过程是水化在水环境下完成的，同时可以(ky)在水中更好的保持石状体的概念。所以，水泥是一种水硬性胶凝材料。第1页/共119页第二页，共120页。胶凝材料的发展史大致可分为三个历史胶凝材料的发展史大致可分为三个历史胶凝材料的发展史大致可分为三个历史胶凝材料的发展史大致可分为三个历史(lsh)(lsh)(lsh)(lsh)时时时时期期期期n n石石膏膏石石灰灰时时期期：公公元元前前2000300020003000年年

2、，利利用用生生石石灰灰和和锻锻烧烧石石膏膏的砂浆，的砂浆，埃及金字塔和中国的万里长城。埃及金字塔和中国的万里长城。n n石石灰灰火火山山灰灰时时期期：公公元元初初1818世世纪纪，石石灰灰中中加加入入火火山山灰灰，其其强强度与抗水性都比石灰度与抗水性都比石灰石膏有所提高，石膏有所提高，古罗马圣庙建筑。古罗马圣庙建筑。n n水水泥泥时时期期：以以前前的的、都都是是气气硬硬性性胶胶凝凝材材料料，而而17961796年年，利利用用天天然然水水泥泥岩岩（含含粘粘土土成成分分的的石石灰灰石石）制制造造的的“罗罗马马水水泥泥”，开开始始有有水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料，而而水水泥泥岩岩分分布布不不广广。所

3、所以以，18241824年年英英国国泥泥瓦瓦工工Jose-Jose-phAspdin phAspdin 发发明明泥泥特特兰兰水水泥泥，也也即即硅硅酸酸盐盐水水泥泥，而而18381838年年约约翰翰逊逊首首先先(shuxin)(shuxin)将水泥的锻烧的关键：适当的配料和温度加以明确。将水泥的锻烧的关键：适当的配料和温度加以明确。n n18901890年唐山水泥厂是第一个在中国建成的水泥厂。年唐山水泥厂是第一个在中国建成的水泥厂。第2页/共119页第三页，共120页。n n硅酸盐水泥：型硅酸盐水泥，代号P.。型硅酸盐水泥，代号P.。n n普通硅酸盐水泥：简称普通水泥，代号P.O。n n矿渣硅酸

4、盐水泥：简称矿渣水泥，代号P.S。n n火山灰质硅酸盐水泥：简称火山灰水泥，代号P.P。n n粉煤灰硅酸盐水泥：简称粉煤灰水泥，代号P.F。n n复合硅酸盐水泥：复合水泥，代号P.C。n n 还有其他(qt)水泥：如快硬水泥、油井水泥、彩色水泥等普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥统称掺混合材料的硅酸盐水泥水泥的分类水泥的分类六大六大(li d)通通用水泥用水泥第3页/共119页第四页，共120页。n n(1)生料(shnglio)的配制与粉磨n n(2)硅酸盐水泥的煅烧n n(3)水泥熟料的粉磨一、硅酸盐水泥(shun)的生产 (两磨一烧)第4

5、页/共119页第五页，共120页。二、硅酸盐水泥熟料矿物二、硅酸盐水泥熟料矿物(kungw)组分组分n n矿物名称矿物名称 化学成分化学成分 缩写符号缩写符号 含量含量n n硅酸三钙硅酸三钙 3CaOSiO2 C3S 44 3CaOSiO2 C3S 446262n n硅酸二钙硅酸二钙 2CaOSiO2 C2S 18 2CaOSiO2 C2S 183030n n铝酸三钙铝酸三钙 3CaOAl2O3 C3A 5 3CaOAl2O3 C3A 51212n n铁铝酸四钙铁铝酸四钙 4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF 10 4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF 101818n n其中，硅酸三钙和硅

6、酸二钙为强度其中，硅酸三钙和硅酸二钙为强度(qingd)(qingd)组分，铝酸三钙和组分，铝酸三钙和铁铝酸四钙为熔剂组分。铁铝酸四钙为熔剂组分。n n其他还有少部分其他还有少部分f-CaOf-CaO、f-MgOf-MgO及玻璃体等及玻璃体等第5页/共119页第六页，共120页。三、硅酸盐水泥熟料率值和矿物组成三、硅酸盐水泥熟料率值和矿物组成三、硅酸盐水泥熟料率值和矿物组成三、硅酸盐水泥熟料率值和矿物组成(z(z chn chn)计算计算计算计算n n（一）熟料的各率值各氧化物之间的比例。n n1.硅率;n n2.铝率（铁率）n n3.石灰(shhu)饱和系数；n n4.碱度第6页/共119页

7、第七页，共120页。（二）水泥熟料（二）水泥熟料(sh lio)中矿物组成中矿物组成n n根据熟料根据熟料(sh lio)(sh lio)中的化学成分含量，计算硅率、铝率、碱中的化学成分含量，计算硅率、铝率、碱度和石灰饱和系数，可以计算出任何水泥熟料度和石灰饱和系数，可以计算出任何水泥熟料(sh lio)(sh lio)中中C2SC2S、C3SC3S、C3AC3A和和C4AFC4AF的含量：的含量：n nC3S=3.8SiO2(N-2)=3.8SiO2(3KH-2)C3S=3.8SiO2(N-2)=3.8SiO2(3KH-2)n nC2S=2.87SiO2(3-N)=8.61SiO2(1-KH

8、)C2S=2.87SiO2(3-N)=8.61SiO2(1-KH)n n一般，一般，P=0.91.7P=0.91.7，所以，所以C4AF=3.04Fe2O3C4AF=3.04Fe2O3n nC3A=2.65(Al2O3-0.64Fe2O3)C3A=2.65(Al2O3-0.64Fe2O3)n nCaSO4=1.70SO3CaSO4=1.70SO3第7页/共119页第八页，共120页。四、硅酸盐水泥四、硅酸盐水泥(shun)的主要技术性能的主要技术性能n n1 1 1 1密度：一般在密度：一般在密度：一般在密度：一般在3.053.23.053.23.053.23.053.2间，其测试间，其测试间

9、，其测试间，其测试(csh)(csh)(csh)(csh)注意介质。与密度有关的因素：注意介质。与密度有关的因素：注意介质。与密度有关的因素：注意介质。与密度有关的因素：c3S=3.25,c2S=3.28,c3S=3.25,c2S=3.28,c3S=3.25,c2S=3.28,c3S=3.25,c2S=3.28,c3A=3.04,C4M=3.71c3A=3.04,C4M=3.71c3A=3.04,C4M=3.71c3A=3.04,C4M=3.71n n存放时间越长，密度下降，这是因为水存放时间越长，密度下降，这是因为水存放时间越长，密度下降，这是因为水存放时间越长，密度下降，这是因为水泥中的泥

10、中的泥中的泥中的f-CaO(=3.34)f-CaO(=3.34)f-CaO(=3.34)f-CaO(=3.34)吸水及吸收吸水及吸收吸水及吸收吸水及吸收CO2CO2CO2CO2，变成变成变成变成Ca(OA)2Ca(OA)2Ca(OA)2Ca(OA)2甚至甚至甚至甚至CaCO3(=2.23,CaCO3(=2.23,CaCO3(=2.23,CaCO3(=2.23,=2.7)=2.7)=2.7)=2.7)n n水泥欠烧比重小，过烧比重大水泥欠烧比重小，过烧比重大水泥欠烧比重小，过烧比重大水泥欠烧比重小，过烧比重大n n表现密度：表现密度：表现密度：表现密度：1300130013001300左右，粉磨

11、越细，表观左右，粉磨越细，表观左右，粉磨越细，表观左右，粉磨越细，表观密度越小。密度越小。密度越小。密度越小。第8页/共119页第九页，共120页。n n2 2 2 2细度（分散度）细度（分散度）细度（分散度）细度（分散度）n n水水水水泥泥泥泥的的的的细细细细度度度度是是是是表表表表示示示示水水水水泥泥泥泥磨磨磨磨细细细细的的的的程程程程度度度度或或或或分分分分泥泥泥泥分散度的指标。分散度的指标。分散度的指标。分散度的指标。n n水水水水泥泥泥泥细细细细度度度度的的的的测测测测试试试试有有有有两两两两种种种种方方方方法法法法：筛筛筛筛分分分分法法法法（水水水水 筛筛筛筛 法法法法 或或或或

12、干干干干 筛筛筛筛 法法法法），我我我我 国国国国 多多多多 用用用用0.080(80nm)0.080(80nm)0.080(80nm)0.080(80nm)的的的的方方方方孔孔孔孔筛筛筛筛进进进进行行行行水水水水筛筛筛筛或或或或干干干干筛筛筛筛，以以以以其其其其筛筛筛筛余余余余百百百百分分分分数数数数表表表表征征征征细细细细度度度度，一一一一般般般般筛筛筛筛余余余余量量量量12%12%12%C3SC4AFC2S第10页/共119页第十一页，共120页。n n4 4 4 4泌水性与保水性泌水性与保水性泌水性与保水性泌水性与保水性n n在在在在拌拌拌拌制制制制水水水水泥泥泥泥浆浆浆浆以以以以及及

13、及及砂砂砂砂浆浆浆浆、砼砼砼砼时时时时，为为为为保保保保证证证证必必必必要要要要的的的的和和和和易易易易性性性性，往往往往往往往往加加加加入入入入比比比比标标标标准准准准稠稠稠稠度度度度用用用用水水水水量量量量多多多多的的的的水水水水。但但但但是是是是，水水水水泥泥泥泥由由由由于于于于自自自自重重重重的的的的原原原原因因因因，有有有有可可可可能能能能下下下下沉沉沉沉，而而而而余余余余水水水水则则则则向向向向上上上上移移移移动动动动被被被被析析析析出出出出，从从从从而而而而使使使使浆浆浆浆体体体体分分分分层层层层，从从从从而而而而影影影影响响响响强强强强度度度度及及及及耐耐耐耐久久久久性性性性等

14、等等等。（这一现象即称为泌水性）（这一现象即称为泌水性）（这一现象即称为泌水性）（这一现象即称为泌水性）n n与与与与之之之之有有有有关关关关的的的的是是是是保保保保水水水水性性性性：此此此此时时时时余余余余水水水水不不不不会会会会析析析析出出出出，但但但但当当当当在在在在真真真真空空空空抽抽抽抽吸吸吸吸时时时时能能能能析析析析出出出出，这这这这种种种种现现现现象象象象称称称称为为为为保水性。保水性。保水性。保水性。n n减少泌水性的措施：减少泌水性的措施：减少泌水性的措施：减少泌水性的措施：n n增增增增加加加加水水水水泥泥泥泥细细细细度度度度。增增增增加加加加C3AC3AC3AC3A含含含

15、含量量量量。掺掺掺掺入混合材。入混合材。入混合材。入混合材。n n在工程中应杜绝的现象：在工程中应杜绝的现象：在工程中应杜绝的现象：在工程中应杜绝的现象：n n砌砌砌砌筑筑筑筑砂砂砂砂浆浆浆浆要要要要求求求求(yoqi)(yoqi)(yoqi)(yoqi)保保保保水水水水性性性性好好好好，决决决决不不不不能能能能泌泌泌泌水水水水，否否否否则则则则砌砌砌砌体体体体很很很很快快快快吸吸吸吸收收收收浆浆浆浆体体体体中中中中的的的的水水水水分分分分，从从从从而而而而降降降降低低低低砂砂砂砂浆浆浆浆的的的的塑塑塑塑性性性性和和和和粘粘粘粘结结结结性性性性，影影影影响响响响砌砌砌砌体体体体的整体性。的整体

16、性。的整体性。的整体性。n n离离离离心心心心法法法法生生生生产产产产砼砼砼砼制制制制品品品品时时时时，不不不不能能能能用用用用泌泌泌泌水水水水性性性性大大大大的水泥。的水泥。的水泥。的水泥。第11页/共119页第十二页，共120页。n n5凝结时间n n凝结分为初凝和终凝。n n初凝：水泥加水拌合时，到标准稠度净浆开始推动可塑性所需的时间。n n终凝：水泥加水拌合至标准稠度净浆完全推动可塑性并开始产生强度(qingd)所需的时间。n n硅酸盐水泥标准规定，初凝不得早于45min，终凝不迟于6h30min。n n影响水泥凝结的因素：矿物组分，C3A越高，凝结越快。水泥细度。环境温、湿度。缓凝组

17、分：a.石膏。b.缓凝剂及促凝剂。C.矿物掺合料。（特别是FA）第12页/共119页第十三页，共120页。n n6 6体积安定性体积安定性n n水泥石硬化后，产生不均匀的体积变化，即体积安定性不良。水泥石硬化后，产生不均匀的体积变化，即体积安定性不良。n n体积稳定性的危害：引起建筑物的破坏、构件崩溃。体积稳定性的危害：引起建筑物的破坏、构件崩溃。n n原因：原因：熟料中的熟料中的f-CaOf-CaO太多太多控制方法：沸煮法测定。控制方法：沸煮法测定。n n熟料中的熟料中的f-MgOf-MgO太多太多5.0%5.0%。n n掺入的石膏太多掺入的石膏太多3.5%3.5%。n n、：一一般般是是由

18、由于于熟熟料料烧烧结结时时温温度度高高于于石石灰灰烧烧结结时时的的温温度度，熟熟料料中中的的f-f-CaOCaO和和f-MgOf-MgO成成死死烧烧状状态态，而而过过熟熟的的f-Caf-Ca与与f-Mgf-Mg熟熟化化慢慢，待待水水泥泥凝凝结结酸酸化化后后还在熟化，导致水泥石体积安定性不良。（熟化后体积膨胀，水泥石开裂）还在熟化，导致水泥石体积安定性不良。（熟化后体积膨胀，水泥石开裂）n n：主主要要是是由由于于过过量量的的石石膏膏与与C3AC3A的的水水化化物物水水化化铝铝酸酸钙钙反反应应，生生成成高高硫硫型型水水化硫酸钙，体积膨胀化硫酸钙，体积膨胀1.51.5倍，也引起水泥石开裂。倍，也引

19、起水泥石开裂。n n安定性测试安定性测试(csh)(csh)：饼法饼法雷化法。主要是促使雷化法。主要是促使f-CaOf-CaO熟化）熟化）第13页/共119页第十四页，共120页。n n7强度与水泥标号n n强度是材料在外力荷载作用下，材料抵抗破坏(phui)的能力。（水泥硬化以后石的强度）n n水泥强度与矿物组分和水泥细度关系明显。n n水泥细度。水灰比。矿物组分：C3S早强与后期强度都高，而C2S早期强度较低，后期增长快，一年后可能超过C3S，C4AF和C3A早强都较高，但后期无增长。环境条件。第14页/共119页第十五页，共120页。n n8水化热n n产生的原因：水化放热反应。n n矿

20、 物 组 分 放 热 速 度 不 同：C3AC3SC4AFC2S。n n影响水化热的因素：总的放热量一样(yyng)，但可以控制放热速度。n n大体积禁用硅酸盐水泥，普硅也应控制使用。n n水化热利用自养护温度：n n消除水化热不利影响措施：低热水泥、冷却导流浇注温度、养护等。第15页/共119页第十六页，共120页。9.9.水泥水泥(shun)(shun)的碱含量的碱含量n n若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中的碱含量按Na2O+0.658K2O计算值表示(biosh)不得大于0.6。第16页/共119页第十七页，共120页。五、硅酸盐水泥五、硅酸盐水泥(shun)的水化的水化过

21、程过程n n（一）硅酸盐水泥熟料的水化作用n n水泥的性能主要由其熟料矿物的矿物组成的决定，矿物组分遇水，发生水化反应(fnyng)，水泥由粉状胶结成固太而具有强度。第17页/共119页第十八页，共120页。1 1 1 1C3SC3SC3SC3S和和和和C2SC2SC2SC2S的水化：的水化：的水化：的水化：C-S-HC-S-HC-S-HC-S-H以及以及以及以及(yj)CH(yj)CH(yj)CH(yj)CH硅酸(u sun)三钙和硅酸(u sun)二钙（-C2S)由于其晶体结构特点，因此遇水后与水发生水化反应:(3CaOSiO2)+6H2O3CaO2SiO23H2O+3Ca(OH)22(2

22、CaOSiO2)+4H2O3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2C-S-H CH第18页/共119页第十九页，共120页。n n生成的水化硅酸钙（C-S-H）中各化学成分不是恒定(hngdng)值，有两种形态：C-S-H（）和C-S-H（），其中，C-S-H（）的C/S比=0.81.5，C-S-H（）的C/S比为1.52.0，它们统称为C-S-H凝胶，结晶度较差。C-S-H（）又可表示为C-S-H（B）。n nC-S-H凝胶有四种形态，它们具有以下特点：n n（1）具有高度的不溶性，溶解度极小；n n（2）比表面积大，高度分散性；n n（3）具有刚度特征，胶体微粒间以化学键和范德华力结合，

23、有一定的强度；n n（4）内部多孔隙（凝胶孔）。第19页/共119页第二十页，共120页。n n而CH生成量较CSH少的多，只能起到填充作用(zuyng)，但由于CH间是层状结构，层间结合弱，因此，是裂缝的策源低。而CH溶解度较大，对耐久性也不利。n nC3S水化比C2S快，同时生成的CH较多。n nC-S-H凝胶的形成与温度有一定的关系，从而影响凝胶类型和C/S比。第20页/共119页第二十一页，共120页。n n3CaOA12O3+6H2O3CaOA12O36H2O2.C3A的水化的水化第21页/共119页第二十二页，共120页。3.C4AF的水化的水化第22页/共119页第二十三页，共1

24、20页。（二）硅酸盐水泥（二）硅酸盐水泥(shun)的水的水化化第23页/共119页第二十四页，共120页。第24页/共119页第二十五页，共120页。第25页/共119页第二十六页，共120页。七、水泥石体积七、水泥石体积(tj)的变化的变化n n1化学收缩：水泥在水化过程，由 水 泥 熟 料 水 化 成 水 化 产 物(chnw)，由于这一过程产生的收缩叫化学收缩。n n原因：水泥水化后的固相体体积比水化前大，虽然如此，就整个水泥水体系来讲，体积反而有的减少，其原因是主要原因是水化前体系体积包括固、液相，虽然反应生成物固相增大，但总体积减小。n n对于硅酸盐水泥来讲，每100g的缩减总量为

25、79ml。矿物组分化学缩减不同：C3AC4AFC3SC2S。第26页/共119页第二十七页，共120页。n n2干缩（失水收缩）n n3碳化收缩：当空气(kngq)中 有 适 当 的 湿 度 时，CO2+H2O会引起水泥石收缩CO2+H2O与 Ca(OH)2不 断作用。CO2与水化物发生置换反应，而发生碳化收缩。n n4.自干燥收缩低水胶比下 第27页/共119页第二十八页，共120页。八、水泥石的耐久性八、水泥石的耐久性(1)软水腐蚀软水腐蚀(溶出性腐蚀溶出性腐蚀)：氢氧化钙不：氢氧化钙不断地溶解流失断地溶解流失(2)离子交换腐蚀离子交换腐蚀(溶解性腐蚀溶解性腐蚀)1)碳酸的腐蚀碳酸的腐蚀2

26、)一般酸的腐蚀一般酸的腐蚀3)镁盐的腐蚀镁盐的腐蚀(3)膨胀性腐蚀膨胀性腐蚀1)硫酸硫酸(li sun)盐腐蚀盐腐蚀2)硫酸硫酸(li sun)的腐蚀的腐蚀(4)碱的腐蚀碱的腐蚀(5)水泥石腐蚀的防止水泥石腐蚀的防止第28页/共119页第二十九页，共120页。第二节第二节 掺混合掺混合(hnh)材材的硅酸盐水泥的硅酸盐水泥n n混合材：在水泥生产时，为改善(gishn)水泥的性能，如强度和耐久性等而加入到水泥中，和水泥熟料、石膏一起粉磨的矿物材料。n n混合材又分为活性混合材和非活性混合材。第29页/共119页第三十页，共120页。n n一、混合材的类别n n1活性混合材：在激发条件下（石灰或

27、石膏的作用），加水拌合后，生成具有胶凝性的水化产物，既能在水中，又能在空气中发展并保持强度的矿物材料。这一类材料包括有：粉煤灰、粒化高炉矿渣、火山灰质材料等。（尽可能具无定形态，而非晶态）。n n激发与激发剂：加入到水泥中的活性混合材的激发剂为水化物CH和石膏，并不外加。n n2.非活性混合材：由于这类材料活性很低，即使在有激发条件下（碱或石膏）也不与水发生(fshng)水化反应，也不具有水硬性胶凝性质的矿物材料 第30页/共119页第三十一页，共120页。活性混合材在水泥活性混合材在水泥(shun)中的中的作用主要表现为以下几点：作用主要表现为以下几点：n n（1）二次反应（又叫火山灰反应）

28、n n火山灰效应(xioyng)的好处：由于消耗了大量的Ca(OH)2，提高了水泥石的强度和耐久性。水泥水化物中，高碱性水化硅酸钙与低碱性（C/S90%SiO290%。n n铝硅玻璃质混合材。铝硅玻璃质混合材。n n这类混合材除活性这类混合材除活性SiO2SiO2含量较大外，含量较大外，Al2O3Al2O3含量也含量也较大，包括粉煤灰、火山灰，浮石、凝灰岩等天较大，包括粉煤灰、火山灰，浮石、凝灰岩等天然混合材及人工的粉煤等。然混合材及人工的粉煤等。n n烧粘土质混合材。烧粘土质混合材。n n这类材料的活性组成主要为脱水粘土矿物，仍以这类材料的活性组成主要为脱水粘土矿物，仍以SiO2SiO2和和

29、Al2O3Al2O3为主，包括烧粘土、煤矸石、页岩渣为主，包括烧粘土、煤矸石、页岩渣等。等。n n火山灰质混合材根据火山灰质混合材根据(gnj)(gnj)不同的种类及化学成不同的种类及化学成分、活性成分不同，其水化、凝结、强度各有不分、活性成分不同，其水化、凝结、强度各有不同。同。第36页/共119页第三十七页，共120页。n n（1）粉煤灰n n粉煤灰：是发电厂铝炉以煤作燃料时，从其烟气中收集下来的灰渣，又叫作飞渣，又叫作飞灰（Fly ash）n n（2）硅灰n n硅灰是铁合金厂冶炼硅铁合金或金属硅时收集的烟气，硅灰平均粒径很小，只有0.1m 左右，比表面积高达150000250000cm2

30、/g，硅灰组成中，含活性SiO2约9098，呈球状体，硅灰具有(jyu)火山灰活性。n n（3）其它主要主要(zhyo)的火山的火山灰混合材灰混合材第37页/共119页第三十八页，共120页。活性混合活性混合(hnh)材活性及评价材活性及评价n n活性混合材种类不同，其活性原因也不同：n n1.具有潜在水硬性矿渣（需要(xyo)碱或硫酸盐激发其活性）n n2.具有火山灰反应（二次反应）能力硅灰、粉煤灰及沸石等；n n3.同时具有以上两种能力高钙粉煤灰、固硫渣等。第38页/共119页第三十九页，共120页。活性评价活性评价(pngji)n n1.活性率指标（廉慧珍）n n2.质量系数法n n3.

31、石灰吸收值法n n4.抗压强度比法（较普遍(pbin)）n n5.比强度法（蒲心诚）第39页/共119页第四十页，共120页。三、掺混合三、掺混合(hnh)材的水泥材的水泥n n1.1.硅酸盐水泥：硅酸盐水泥：型硅酸盐水泥，代号型硅酸盐水泥，代号(diho)P.(diho)P.。型硅酸盐水泥，代号型硅酸盐水泥，代号(diho)P.(diho)P.。n n2.2.普通硅酸盐水泥：简称普通水泥，代号普通硅酸盐水泥：简称普通水泥，代号(diho)P.O(diho)P.O。n n3.3.矿渣硅酸盐水泥：简称矿渣水泥，代号矿渣硅酸盐水泥：简称矿渣水泥，代号(diho)P.S(diho)P.S。n n4.

32、4.火山灰质硅酸盐水泥：简称火山灰水泥，代号火山灰质硅酸盐水泥：简称火山灰水泥，代号(diho)P.P(diho)P.P。n n5.5.粉煤灰硅酸盐水泥：简称粉煤灰水泥，代号粉煤灰硅酸盐水泥：简称粉煤灰水泥，代号(diho)P.F(diho)P.F。n n6.6.复合硅酸盐水泥：代号复合硅酸盐水泥：代号(diho)P.C(diho)P.C：第40页/共119页第四十一页，共120页。第三节第三节第三节第三节 高铝水泥高铝水泥高铝水泥高铝水泥(shu(shu n)n)（矾土水泥（矾土水泥（矾土水泥（矾土水泥(shu(shu n)n)、铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、铝酸盐水泥(shu(shu

33、 n)n)）n n高铝水泥是铝酸盐水泥的一种，其主要矿物组成主要为CA（铝酸钙），CA2（二铝酸一钙等铝酸盐矿物以及少量的C2S等。n n高铝水泥是以铝矾土和石灰石为原料，按适当的比例配合后进行烧结或熔融(rngrng)，冷却后经粉磨而成。生产工艺与硅酸盐基本相同。但相对熟料难磨。第41页/共119页第四十二页，共120页。高铝水泥矿物高铝水泥矿物(kungw)组分组分矿物(kungw)名称 矿物(kungw)成分 简写铝 酸 一 钙(主 要 )CaOA12O3 CA二铝酸一钙 CaO2A12O3 CA2硅铝酸二钙 2CaOA12O3SiO2 C2AS七 铝 酸 十 二 钙 12CaO7A12

34、O3 C12A7第42页/共119页第四十三页，共120页。高铝水泥高铝水泥(shun)的水化与硬化的水化与硬化高铝水泥高铝水泥(shun)矿物组分中矿物组分中CA和和CA2是主是主要的，其次是要的，其次是C12A7,这些矿物组分在不同的这些矿物组分在不同的温度下水化产物不同。温度下水化产物不同。第43页/共119页第四十四页，共120页。第44页/共119页第四十五页，共120页。n n 虽然在低温下形成的CAH10和C2AH8，但它们都是亚稳定性的，最终要转化为C3AH6，这是一个自发的过程。n n由在以下条件下，这个(zh ge)过程会加快：n n温度的升高n n湿度的升高n n碱度增加

35、n n 第45页/共119页第四十六页，共120页。n n但C3AH6强度不如CAH10和C2AH8，降低值达40%以上。n n 在常温下的工程实践证明，高铝水泥长期强度要下降，特别是在湿热环境中，影响更为严重，甚至(shnzh)引起结构的破坏，因此，高铝水泥应限制使用，特别是结构工程中，但由于其强度发展快，可用于抢修工程。第46页/共119页第四十七页，共120页。在实践中，保证在实践中，保证在实践中，保证在实践中，保证(bozhng)(bozhng)高铝水泥砼工程质量的关键环节高铝水泥砼工程质量的关键环节高铝水泥砼工程质量的关键环节高铝水泥砼工程质量的关键环节在于在于在于在于n n施工和养

36、护降低砼温度施工和养护降低砼温度(wnd)(wnd)（不要阳光照对，要洒水（不要阳光照对，要洒水养护等），砼体积不宜过大，（不超过养护等），砼体积不宜过大，（不超过45cm45cm为宜，但非国为宜，但非国家规定）。家规定）。n n合理控制好合理控制好W/CW/C，应尽量采用较低的，应尽量采用较低的W/CW/C，一般为，一般为0.40.4，W/C=0.4W/C=0.4时水份并不能保证水泥的完全水化，但可以保证时水份并不能保证水泥的完全水化，但可以保证出现晶型转化时（出现晶型转化时（CAH10CAH10和和C2AH8C3AH6C2AH8C3AH6）,游离出的水游离出的水又使水泥开始水化，新形成的水

37、化物填充密实孔隙。又使水泥开始水化，新形成的水化物填充密实孔隙。n n在高铝水泥中掺加石膏或无水石膏。在高铝水泥中掺加石膏或无水石膏。CAH10CAH10和和C2AH8C2AH8可可与石膏反应生成水化硫铝酸钙，从而解决晶型转化。与石膏反应生成水化硫铝酸钙，从而解决晶型转化。n n掺加粒化高炉矿渣掺加粒化高炉矿渣 第47页/共119页第四十八页，共120页。三、高铝水泥三、高铝水泥(shun)的性能及的性能及应用应用n n施工与养护避免高温、温热，适于冬季施工，不适于大体积砼。n n不得与石灰，硅酸盐水泥混合存放或使用，因会出现闪凝，且生成高碱性水化铝酸钙另有膨胀，因为Ca(OH)2对高铝水泥起

38、加速凝结作用。n n适于抢修工程(gngchng)。n n有很高的抗硫酸盐浸蚀性能。第48页/共119页第四十九页，共120页。n n有较高的耐热性，在900下，强度损失(snsh)至原来的70%,1300时为50%左右。n n对Cl-渗透性强，所以对钢筋锈的防护不利。n n可用于生产人造大理石，成型快，脱模快，但不宜追求高过的后期强度。n n抗碱、抗酸性极差。n n与石膏配合可以配制膨胀水泥。n n 第49页/共119页第五十页，共120页。第四节第四节 其它其它(qt)品种水泥品种水泥n n其它品种水泥是以硅酸盐水泥以及(yj)铝酸盐、硫铝酸盐水泥等为基础，通过掺入其它材料或在特殊工艺下，

39、赋予水泥特殊的性能。第50页/共119页第五十一页，共120页。一、快硬水泥一、快硬水泥(shun)n n1.快硬硅酸盐水泥(shun)n n2.快硬硫铝酸盐水泥(shun)n n3.氟铝酸盐快硬水泥(shun)第51页/共119页第五十二页，共120页。二、装饰二、装饰(zhungsh)水泥水泥n n1.白色(bis)水泥n n2.彩色水泥第52页/共119页第五十三页，共120页。三、道路三、道路(dol)硅酸盐水泥硅酸盐水泥n n以适当的生料烧至部分熔融，所得以适当的生料烧至部分熔融，所得(su d)(su d)的以硅酸钙为主要成分和较多的的以硅酸钙为主要成分和较多的铁铝酸四钙的硅酸盐熟

40、料，加入适量的石膏共同磨细，所得铁铝酸四钙的硅酸盐熟料，加入适量的石膏共同磨细，所得(su d)(su d)的水硬的水硬性胶凝材料，称为道路硅酸盐水泥。性胶凝材料，称为道路硅酸盐水泥。(道路硅酸盐水泥道路硅酸盐水泥(GBl3693-92)(GBl3693-92)n n在道路硅酸盐水泥中，熟料的化学组成和硅酸盐水泥是完全相同的，只是水在道路硅酸盐水泥中，熟料的化学组成和硅酸盐水泥是完全相同的，只是水泥中的铝酸三钙的含量小于泥中的铝酸三钙的含量小于5.05.0，铁铝酸四钙的含量要大于，铁铝酸四钙的含量要大于16.016.0。第53页/共119页第五十四页，共120页。道路水泥的技术性质道路水泥的技

41、术性质(xngzh)及应用及应用l道路水泥抗折强度高，耐磨性好、干缩小、抗冻性、抗冲击性、抗硫酸盐性能好，可减少道路水泥抗折强度高，耐磨性好、干缩小、抗冻性、抗冲击性、抗硫酸盐性能好，可减少(jinsho)(jinsho)混凝土路面的断板、温度裂缝和磨耗，减少混凝土路面的断板、温度裂缝和磨耗，减少(jinsho)(jinsho)路面维修费用，延长使用年限。路面维修费用，延长使用年限。l适用于道路路面、机场跑道、城市人流较多的广场等工程的面层混凝土。适用于道路路面、机场跑道、城市人流较多的广场等工程的面层混凝土。第54页/共119页第五十五页，共120页。四、抗硫酸盐水泥四、抗硫酸盐水泥(shu

42、n)n n以适当的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的熟料，以适当的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的熟料，加入加入(jir)(jir)石膏，共同磨细制成的具有一定抗硫酸盐侵蚀性石膏，共同磨细制成的具有一定抗硫酸盐侵蚀性能的水硬性胶凝材料，称为抗硫酸盐硅酸盐水泥，简称抗硫酸能的水硬性胶凝材料，称为抗硫酸盐硅酸盐水泥，简称抗硫酸盐水泥。盐水泥。n n在抗硫酸水泥中，在抗硫酸水泥中，C3SC3S的含量小于的含量小于5050；C3AC3A含量小于含量小于5 5，C3AC3A和和C4AFC4AF的总含量小于的总含量小于2222。第55页/共119页第五十六页，共120页。五、膨胀水泥五、

43、膨胀水泥(pn(pn zhn shu n)zhn shu n)和自和自应力水泥应力水泥n n在钢筋混凝土中应用(yngyng)膨胀水泥，由于混凝土的膨胀使钢筋产生一定的拉应力，混凝土受到相应的压应力。n n根据压应力的大小，可以将水泥分为两类，一类压应力值不小于2.0MPa时，为自应力水泥；另一类压应力值小于2.0MPa的为膨胀水泥。第56页/共119页第五十七页，共120页。自应力自应力(yngl)水泥水泥n n自应力水泥的膨胀值较大。n n常用的自应力水泥有硅酸盐自应力水泥、铝酸盐自应力水泥等。n n一般用于预应力钢筋(gngjn)混凝土压力管及配件等。第57页/共119页第五十八页，共1

44、20页。膨胀水泥膨胀水泥(pn zhn shu n)n n膨胀水泥主要用于收缩(shu su)补偿混凝土工程，防渗混凝土(屋顶防渗、水池等)，防渗砂浆，结构的加固，构件接缝、接头的灌浆，固定设备的机座及地脚螺栓等。n n膨胀水泥有硅酸盐膨胀水泥、高铝膨胀水泥、硫铝酸盐膨胀水泥、铁铝酸盐膨胀水泥等。第58页/共119页第五十九页，共120页。六、砌筑水泥六、砌筑水泥(shun)n n以活性混合材料和一些具有潜在水硬性的工业废料为主，加入少量的水泥熟料、石膏，磨细所得的水硬性胶凝材料，称为砌筑水泥(砌筑水泥(GBl83-82)。n n用于工业与民用建筑的砌筑砂浆、内墙抹面砂浆，也可用于配制道路(d

45、ol)混凝土垫层或蒸养混凝土砌块。第59页/共119页第六十页，共120页。七、油井七、油井(yujng)水泥水泥n n用于油井、气井的固井工程中，又称之为堵塞水泥。这主要是保证在石油、天然气勘探、开采时把钢质套管下入井内，再注入水泥浆将套筒与周围地层胶结(jioji)封固，封隔地层内的油气、水层，以便在井内形成一条良好的油流通道。n n油井水泥因受地层温度影响，要承受高温、高压这是油井水泥生产和使用中最主要的问题 第60页/共119页第六十一页，共120页。八、大坝八、大坝(d b)水泥水泥n n大大坝坝水水泥泥包包括括低低热热水水泥泥、中中热热水水泥泥等等，是是水水化化热热较较低低的的一一

46、种种硅硅酸酸盐盐水水泥泥品品种种，适适用用(shyng)(shyng)于水工大坝，大型构筑物及大体积的基础工程。于水工大坝，大型构筑物及大体积的基础工程。n n水泥砼导热性差，水泥的水化热不易散失，造成砼内、外温差太大而易产生裂缝的出现。水泥砼导热性差，水泥的水化热不易散失，造成砼内、外温差太大而易产生裂缝的出现。n n因因而而有有必必要要采采取取措措施施控控制制温温差差：内内部部冷冷却却系系统统。集集料料预预冷冷却却。注注意意养养护护条条件件。低低热、中坝水泥等大坝水泥。热、中坝水泥等大坝水泥。冰水搅拌。冰水搅拌。掺入掺和料。掺入掺和料。n n大坝水泥：大坝水泥：熟料中熟料中C3AC3A和和

47、C3SC3S含量应降低。含量应降低。掺入混合材如矿渣、粉煤灰。掺入混合材如矿渣、粉煤灰。第61页/共119页第六十二页，共120页。九、九、喷射水喷射水泥泥(shun)十、十、超细水超细水泥泥(shun)十一、活化水十一、活化水泥泥(shun)十二、球状水十二、球状水泥泥(shun)十三、调粒水十三、调粒水泥泥(shun)第62页/共119页第六十三页，共120页。第63页/共119页第六十四页，共120页。硅酸盐水泥硅酸盐水泥(shun)n n1.1.硅酸盐水泥定义：硅酸盐水泥定义：“凡由硅酸盐水泥熟料、凡由硅酸盐水泥熟料、0 05 5石灰石或粒化高炉矿渣、石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏适量

48、石膏(shgo)(shgo)磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥（即国外通称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泥）。硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称的波特兰水泥）。硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称型硅酸盐型硅酸盐水泥，代号水泥，代号P.P.。在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量。在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量5 5的石灰石或粒的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称化高炉矿渣混合材料的称型硅酸盐水泥，代号型硅酸盐水泥，代号P.P.。”(”(据据GB175GB17519991999硅硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥酸盐水泥、普通硅酸盐水泥)第64页/共1

49、19页第六十五页，共120页。n n2.硅酸盐水泥的技术性能硅酸盐水泥的技术性能n n3.硅酸盐水泥的特性、应用硅酸盐水泥的特性、应用n n1)早期强度和后期早期强度和后期(huq)强度强度高高n n2)水化热大、抗冻性好水化热大、抗冻性好n n3)干缩小、耐磨性较好干缩小、耐磨性较好n n4)抗碳化性较好抗碳化性较好n n5)耐腐蚀性差耐腐蚀性差n n6)不耐高温不耐高温第65页/共119页第六十六页，共120页。普通普通(ptng)硅酸盐水泥硅酸盐水泥n n1.普通硅酸盐水泥(shun)定义：凡由硅酸盐水泥(shun)熟料、615混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水

50、泥(shun)（简称普通水泥(shun)），代号P.O。”(据GB1751999硅酸盐水泥(shun)、普通硅酸盐水泥(shun)第66页/共119页第六十七页，共120页。2.2.普通硅酸盐水泥的技术要求普通硅酸盐水泥的技术要求普通硅酸盐水泥的技术要求普通硅酸盐水泥的技术要求1)1)细度：细度：细度：细度：0.08mm0.08mm方孔筛筛余量不得超过方孔筛筛余量不得超过方孔筛筛余量不得超过方孔筛筛余量不得超过10.010.0 。（用筛。（用筛。（用筛。（用筛余法）余法）余法）余法）2)2)凝结凝结凝结凝结(nngji)(nngji)时间：初凝时间不得早于时间：初凝时间不得早于时间：初凝时间不