混凝土原材料(完整)doc资料.ppt

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1、混凝土原材料(完整)第一节水泥硅酸盐水泥凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适当的石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。一、硅酸盐水泥的化学成分及矿物组成（一）硅酸盐水泥的主要化学成分（二）硅酸盐水泥的矿物组成（一）硅酸盐水泥的主要化学成分氧化钙CaO：60%~67%；氧化硅SiO2：17%~25%；氧化铝Al2O3：3%~8%；氧化铁Fe2O3：1%~6%；氧化镁MgO：1%~5%；三氧化硫SO3：1%~3%；碱K2O+N2O：0.5%~1.3%。（二）硅酸盐水泥的主要矿物组成硅

2、酸盐水泥熟料含有四种主要矿物：硅酸三钙C3S，含量40%~55%；硅酸二钙C2S，含量20%~40%；铝酸三钙C3A，含量2.5%~15%；铁铝酸四钙C4AF，含量8%~19%。硅酸盐水泥性能取决于上述矿物组成的相对含量。硅酸盐水泥矿物形成条件800℃以下：CaO·Al2O3、CaO·Fe2O3、C2S开始形成。800~900℃：开始形成12CaO·7Al2O3。900~1100℃：2CaO·Al2O3·SiO2形成后又分解。开始形成C3A和C4AF。所有CaCO3均分解，游离CaO达最高值（20%）。1100~1200℃：形成C3A

3、和C4AF的主要部分。C2S含量达到最大值。1260℃：初液相开始形成，大量形成C3S的必要条件。1200~1450℃：C3S形成，同时游离CaO逐渐消失。化学成分对最低共熔点的影响3CaO·SiO2-2CaO·SiO2-3CaO·Al2O3：1455℃3CaO·SiO2-2CaO·SiO2-3CaO·Al2O3-Na2O：1430℃3CaO·SiO2-2CaO·SiO2-3CaO·Al2O3-Fe2O3：1340℃3CaO·SiO2-2CaO·SiO2-3CaO·Al2O3-MgO：1375℃3CaO·SiO2-2CaO·SiO2-

4、3CaO·Al2O3-Fe2O3-MgO：1300℃3CaO·SiO2-2CaO·SiO2-3CaO·Al2O3-Na2O-Fe2O3-MgO：1280℃二、硅酸盐水泥的凝结和硬化机理（一）凝结硬化的化学过程（二）凝结硬化的物理过程（一）凝结硬化的化学过程1、硅酸三钙C3S2、硅酸二钙C2S3、铝酸三钙C3A4、铁铝酸四钙C4AF5、石膏CaSO41、硅酸三钙C3S2（3CaO·SiO2）+6H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca（OH）2C3S最初反应较慢，以后反应较快。它在调水后几小时内发生初凝和终凝。2、硅酸二钙C2S2

5、（2CaO·SiO2）+4H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca（OH）2C2S的水化速度最慢，但在后期稳步发展。调水后须几天才缓慢凝结。加入石膏的影响不大。3、铝酸三钙C3A3CaO·Al2O3+6H2O→3CaO·Al2O3·6H2OC3A初始反应速度极快，以后反应较慢。铝酸三钙调水后发生瞬凝现象。加入15%石膏调和时则可得到正常的凝结时间。4、铁铝酸四钙C4AF4CaO·Al2O3·Fe2O3+2Ca（OH）2+10H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+3CaO·Fe2O3·6H2OC4AF开始的反应速度较快，但以后变

6、慢。它在几分钟内凝结。5、石膏CaSO43CaO·Al2O3+3CaSO4+31H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O水泥水化反应速度最快的是石膏与铝酸三钙水化反应，反应产物钙矾石吸附于水泥颗粒表面，减缓铝酸三钙水化速度，起到调节水泥凝结时间的作用。（二）凝结硬化的物理过程特点过程特点：1、水泥水化由表至内，由快变慢；2、硬化的水泥石是不均质结构；3、水泥石强度随水化龄期而发展，由快变慢；4、环境温度越高，凝结硬化速度越快。过程：1、初始反应期（5~10分钟内）；2、休止期（诱导期）（约0.5~2小时）；3、凝结期（6

7、~10小时）；4、硬化期（7~28天或更长）。三、硅酸盐水泥矿物组成对水泥性能的影响（一）对强度的影响（二）对水化热的影响（三）对凝结时间和保水性的影响（四）对收缩的影响（五）对水泥脆性系数的影响（六）对耐久性的影响（七）对混凝土抗冲磨强度的影响（一）对强度的影响C3S具有较高强度，特别是早期强度；C2S的早期强度较低，但后期强度较高；C3A和C4AF的强度均在早期发展，后期强度几乎没有发展，C4AF的强度大于C3A（C4AF对强度的贡献未确定，试验结果不同）。增加水泥比表面积可提高混凝土强度。水泥熟料单矿物的水化产物的强度见表2.1

8、-1。表2.1-1水泥熟料单矿物的水化物强度矿物名称抗压强度（MPa）3d7d28d90d180dC3S29.632.049.655.662.6C2S1.42.24.619.428.6C3A6.05.24.08.08.0