第三章-水泥课件.ppt

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1、第 三 章第 三 章水 泥水 泥cement水硬性无机矿物胶凝材料常用水泥：硅酸盐水泥代号P（不掺混合材料）、P（掺5%混合材料）普通硅酸盐水泥代号PO 矿渣硅酸盐水泥代号PS 火山灰硅酸盐水泥代号PP 粉煤灰硅酸盐水泥代号PF 复合硅酸盐水泥代号PC特种水泥:满足工程特殊要求的水泥3.1常 用 水 泥3.1.1 常用水泥的生产3.1.1.1 3.1.1.1 水泥熟料的烧成水泥熟料的烧成生产工艺流程磨细生 料混合材料熟 料水 泥按比例混合、磨细石灰石粘 土铁矿粉1450煅烧石 膏原料：石灰质原料（提供氧化钙）粘土质原料（提供氧化硅、氧化铝、氧化铁）校正原料（不满足化学组成时，加相应铁质、硅质

2、原料）生产过程：两磨一烧一磨：将几种原料按适当比例混合磨细，成生料。一烧：将生料入窑，经1450c 高温煅烧，成熟料。二磨：将水泥熟料、石膏、混合材料一起磨细成水泥 制品 硅酸盐水泥主要矿物成份与特性低名 称代号含量范围凝结硬化速度水化放热量强度硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙C3S C2S C3AC4AF3760 1537 1018快 慢715快多 少 最多 中高早期低、后期高低最快3.1.1.2 磨制水泥成品原材料:水泥熟料、石膏和混合材料石膏为二水石膏或无水石膏；混合材料：生产水泥时为改善水泥性能，调节水泥标号而加 到水泥中的人工和天然矿物材料。分活性混合材 料与非活性混合材料两

3、种。活性混合材料：与石灰、石膏一起，加水拌合后能形成水硬 性胶凝材料的混合材料。活性成分为活性氧 化硅、活性氧化铝。非活性混合材料：不具活性成分或活性甚低的矿物质。加入水泥中起提高产量、降低水泥标号、减少水化热作用。将水泥熟料、适量石膏分别和不同种类、数量的混合材料混合 在一起磨细即可形成六大常用水泥。活性混合材料在常温常压下，能与石灰作用，生成具有胶凝性的水化产物:xCa(OH)+SiO2+mH2O xCaO SiO2 nH2OxCa(OH)+Al2O3+mH2O xCaO Al2O3 nH2O常用的活性混合材料有：粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 粉煤灰(1)水化凝结硬化快，强度高，尤其早期

4、强度高。熟料中各矿物单独与水反应：3CaO Al2O3+6H2O=3CaO Al2O3 6H2O（水化铝酸三钙）2(3CaO SiO2)+6H2O=3CaO 2SiO2 3H2O 3Ca(OH)2（水化硅酸钙）2(2CaO SiO2)+4H2O=3CaO 2SiO2 3H2O+Ca(OH)23.1.2 常用水泥的特性3.1.2.1 硅酸盐水泥当Ca(OH)2达到饱和时在有石膏存在时4CaO Al2O3 13H2O+3(CaSO4 2H2O)+14H2O=3CaO Al2O3 3CaSO4 32H2O+Ca(OH)2钙矾石、针状晶体4CaO Al2O3 Fe2O3+7H2O=3CaO Al2O3

5、 6H2O+CaO Fe2O3 H2O 水泥的凝结硬化过程(d)(a)(b)(c)(a)分散在水中未水化的水泥颗料；(b)在水泥颗粒表面形成水化物膜层；(c)膜层长大并互相连接(凝结)；(d)水化物进一步发展，填充毛细孔(硬化)。1水泥颗粒；2水分；3凝胶；4晶体；5水泥颗粒的未水化内核；6毛细孔1234 3561.00.200.40.60.80.2 0.4 0.6 0.8 1.01.00.200.40.60.80.2 0.4 0.6 0.8 1.0水化程度毛细孔(毛细孔水)(凝胶孔水)凝胶孔凝胶实体未水化水泥体积率毛细孔(毛细孔水)(凝胶孔水)凝胶孔凝胶实体未水化水泥体积率水化程度（2）水化

6、热大水泥的水化反应为放热反应，水化过程放出的热量称为水泥的水化热。硅酸盐水泥水化热大，放热周期长，不宜在大体积工程中应用。硅酸盐水泥不同龄期的放热量：13 天 507 天 756个月 8391（3）耐腐蚀性差水泥腐蚀：(一)溶出性腐蚀在软水中，Ca(OH)2溶出(二)盐类腐蚀 硫酸盐RSO4 R+SO4-Ca(OH)2 Ca+2(OH-)Ca+SO4-CaSO4+CAH 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H2O 针状晶体体积膨胀1.52倍 镁盐(海水中)腐蚀MgSO4+Ca(OH)2+H2O CaSO4 2H2O+Mg(OH)2MgCl+Ca(OH)2 CaCl2+Mg(OH)2 进一步

7、引起硫酸盐腐蚀无胶结性溶解于水(三)强酸强碱2HCl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2OH2SO4+Ca(OH)2 CaSO4 2H2O6NaOH+C3A 3Na2O Al2O3+Ca(OH)2溶解进一步引起硫酸盐腐蚀溶解防止水泥腐蚀方法：降低水泥石中Ca(OH)2含量，采用掺混合材水泥；增加水泥石密实度，防止有害物质渗入；混凝土外表用耐腐蚀材料做一保护层，如涂料等。(4)抗冻性好,干缩小(5)耐热性差3.1.2.2 普通水泥与硅酸盐水泥相近。早期凝结硬化速度略慢，早期强度稍低。3.1.2.3 矿渣水泥1.凝结硬化慢，早期强度低，后期强度发展快。2.水化热低。3.保水性差，抗渗、抗冻、抗干湿

8、交替作用性能较差。4.抗碳化能力差，抗侵蚀能力强。5.耐热性能好。6.适于采用蒸汽养护。3.1.2.4 火山灰水泥与矿渣水泥有许多共性。加强养护，抗渗性强。3.1.2.5 粉煤灰水泥与火山灰水泥相似。抗裂性好，和易性好。3.1.2.6 复合水泥与所掺混合材料的种类、数量及相对比例有关。五 种 水 泥 的 特 性硅酸盐水泥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主要成分用硅酸盐水泥熟料为主，不掺混合材料或掺不超过5的石灰石或粒化高炉矿渣在硅酸盐水泥熟料中允许掺615的混合材料在硅酸盐水泥熟料中掺入占水泥重2070的粒化高炉矿渣在硅酸盐水泥熟料中掺入占水泥重2050的火山灰

9、质混合材料在硅酸盐水泥熟料中掺入占水泥重2040的粉煤灰特 性1.硬化快，强度高2.水化热大3.耐冻性好4.耐腐蚀与耐软水侵蚀性差1.早期强度较高2.水化热较大3.耐冻性较好4.耐腐蚀与耐软水侵蚀性较差1.早期强度低，后期强度增长较快2.水化热较大3.耐冻性差4.耐硫酸盐腐蚀及耐软水侵蚀性较好5.抗碳化能力差抗渗性较好，其他同矿渣硅酸盐水泥干缩性较小，抗裂性较好，其他同火 山灰质硅酸盐水泥掺混合材水泥的特点(与、型硅酸盐水泥相比)强度发展较慢；水化热较低；耐腐蚀较强；养护时对温度较敏感。3.1.3 影响常用水泥性能的因素：水泥组成成分的影响;贮存条件的影响。水泥细度的影响；养护条件(温度、湿度

10、）的影响；龄期的影响；拌和用水量的影响；3.1.4 常用水泥的选用根据工程性质、结构部位、施工要求和使用条件环境等，参见表3.3选用。3.1.5 常用水泥的技术要求3.1.5.1 细度比表面积 300m/kg筛余：800m 筛孔筛余 45min终凝 6h30min标准稠度：水泥拌制成特定的塑性状态。标准稠度用水量：水泥拌制成特定的塑性状态时所 需的水量。标准稠度测定仪试锥和锥模1铁座；2金属圆棒；3松紧螺丝；4指针；5标尺 体积安定性:水泥在凝结硬化过程中，体积变 化的均匀性.体积安定性不良的水泥，会导至结构物内的体积不均匀变化而产生裂缝、强度下降等严重后果。测定方法：试饼蒸煮法；雷氏夹法(两

11、者均为沸煮法)3.1.5.3 体积安定性雷氏夹雷氏夹膨胀值测量仪1指针；2环模1底座；2模子座；3测弹性标尺；4立柱；5测膨胀值标尺；6悬臂；7悬丝；8弹簧顶扭7123456812 石膏过量(生产中严格控制)安定性不良的原因：f CaO 过量(用沸煮法检验)f MgO 过量(生产中严格控制)水泥胶砂强度检验方法:1.试模为可装卸的三联模,每条4040 160mm.2.各龄期试件必须在下列时间内进行强度试验:龄期 时间 3d 3d2h 7d 7d3h 28d 28d3h3.每龄期取出三条试件先做抗折强度试验,采用中分点加荷.结果取三块试件平均整数.当三个强度值中有超过平均值10%的,应剔除后再平

12、均,平均值作为抗折强度试验结果。4.抗折试验后二个断块立即进行抗压试验,受压面4062.5mm.六个抗压强度结果剔除最大、最小两个数值，剩下四个平均值作为抗压强度试验结果。如不足六块，取平均值。硅酸盐水泥各龄期的强度8.5强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(Mpa)3 d 28 d 3 d 28 d6.57.08.08.042.5R22.0 42.54.052.523.0 52.54.07.052.5R27.0 52.5 5.062.528.062.5 5.062.5R32.0 62.55.572.5R37.072.56.0根据强度试验结果确定水泥强度等级。42.5 17.0 42.53.5

13、6.53.1.5.5 碱含量碱含量是指水泥中氧化钠和氧化钾的含量。如果水泥中碱含量过高，用于混凝土时，遇到有活性的骨料，易产生碱-骨料反应。碱-骨料反应：混凝土所用骨料中若含有活性氧化硅会与水泥中的碱发生反应，在骨料表面生成碱-硅酸凝胶，吸水后无限膨胀导致混凝土开裂破坏。国家标准规定：水泥中碱含量不得大于0.60%。国家标准规定：对于水泥的五项主要技术质量要求，凡氧化镁 三氧化硫 四项中任一项不符合安定性（f CaO）标准规定时，水泥均初凝时间 为废品其它要求任一项不符合标准规定时水泥为不合格品3.2其它品种水泥3.2.1 高铝水泥矾土水泥,属铝酸盐水泥系列.以铝矾土和石灰石为原料经高温煅烧而

14、成,主要成分为铝酸钙.主要特性:(1)快凝早强;(2)水化热大,放热集中;(3)抗硫酸盐性能很强,抗碱性极差;(4)耐热性好;(5)长期强度略有降低趋势.主要应用于紧急军事工程、抢修工程、配制耐热混凝土、寒冷地区冬季施工的混凝土工程。不宜用于大体积混凝土工程,不能蒸汽养护,不得与硅酸盐水泥或石灰相混,不能用于长期承重结构及高温高湿环境中的工程。3.2.2 膨胀水泥在硬化过程中不仅不收缩反而有一定数量的膨胀，可克服普通水泥硬化时收缩产生微裂缝的缺点。有硅酸盐膨胀水泥、铝酸盐膨胀水泥、硫铝酸盐膨胀水泥、铁铝酸钙膨胀水泥四个主要品种。膨胀源于水泥石中钙矾石的膨胀。适用于配制收缩补偿混凝土，构件的接缝

15、及管道接头，混凝土结构加固和修补，防渗堵漏，机器底座及地脚螺丝固定。自应力大于2.0MPa 时称自应力水泥，用于自应力钢筋混凝土压力管及其配件。p 经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量p Study Constantly,And You Will Know Everything.The More You Know,The More Powerful You Will Be写在最后Thank You在别人的演说中思考，在自己的故事里成长Thinking In Other PeopleS Speeches，Growing Up In Your Own Story讲师：XXXXXX XX 年XX 月XX 日