建筑材料建议-4水泥

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1、建筑材料讲义之四——水泥孙永强第四章水泥第一节硅酸盐水泥一、定义：以适当生料磨细并复合均匀，经煅烧得到以硅酸钙为主要成分的熟料，加入适量石膏、混合材（0~0.5%）共同磨细而得到的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥（国外通称的波特兰水泥）。P·Ⅰ－没有混合材；P·Ⅱ－有5%以下混合材；二、硅酸盐水泥的生产：1、生料的制备：1）原料：（1）石灰质原料（石灰石等CaO）；（2）粘土质原料（粘土、页岩、SiO2、Al2O3、Fe2O3）；（3）校正原料。2）干法生产：将上述原料磨细并混合均匀；3）混合生产：干燥成球。2、熟料的煅烧:水分蒸发－生料的预热－生料的分

2、解（CaCO3分解）－固相反应（固、液并存，生成熟料矿物）－冷却过程.3、熟料的磨细:熟料+石膏+混合材水泥水泥生产：生料磨细生料煅烧成熟料熟料磨细。三、水泥的熟料矿物：1、硅酸三钙（3CaO﹒SiO2）;C3S36~60%;强度尤其是早期强度的主要贡献者。2、硅酸二钙（2CaO﹒SiO2）;C2S15~36%；后期强度高，一年以后超过C3S。第11页共11页建筑材料讲义之四——水泥孙永强3、铝酸三钙(3CaO﹒Al2O3);C3A7~15%；水化反应快决定水泥的凝结、硬化。4、铁铝酸四钙(4CaO﹒Al2O3﹒Fe2O3);C4AF10~18%；C4

3、AF：耐腐蚀性能好。矿物名称C3SC2SC3AC4AF早期强度高低低低后期强度较高高低低早期水化热高低最大中凝结硬化快慢最快中抗腐蚀能力差好最差最好干缩性较大小大小四、硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化：1、水化：C3S+H2O3CaO﹒2SiO2﹒3H2O（水化硅酸钙凝胶：C—S—H）C2S+H2O3CaO﹒2SiO2﹒3H2O（水化硅酸钙凝胶：C—S—H）C3A+H2O3CaO﹒Al2O3﹒6H2O石膏（CaSO4﹒2H2O）最终生成（3CaO﹒Al2O3﹒3CaSO4﹒3H2O）水化硫铝酸钙晶体（也称钙矾石，AFt），它为致密的纤维状，有膨胀性。3Ca

4、O﹒Al2O3﹒CaSO4﹒3H2O，单硫形的水化硫铝酸钙，AFm水化产物：C-S-H凝胶（70%），Ca(OH)2晶体（20%）AFt，AFm（7%）。2、水泥的凝结和硬化：1）、诱导前期（15min）反应速度极快；2）、诱导期（2~4h）诱导期结束时水泥初凝；3）、加速期第11页共11页建筑材料讲义之四——水泥孙永强（4~8h）反应速度重新加快，大量水化产物生成，加速期结束时水泥终凝。4）、减速期：（12~24h）随大量水化产物的生成，反应速率降低，网络结构形成强度逐渐提高。5）、稳定期：它是一个很长的过程，反应速率很底，受扩散控制。3、影响水泥硬

5、化的主要因素：1）、水泥矿物组成：C3S，C3A多，石膏少凝结硬化快，C2S多凝结硬化就慢2）、细度：越细凝结硬化越快。3）、龄期：4）、温度、湿度：温度越高湿度越大凝结硬化就越快。5）、水灰比（W/C）：W/C越小，凝结硬化就越快。6）、石膏掺量。五、水泥石的腐蚀及预防：﹤500A。1、水泥石的结构：500~1000A少害孔。1）、C—S—H凝胶：无害孔>1000A有害孔。103~104A。2）、Ca(OH)2钙矾石晶体：10~30A。3）、毛细孔：4）、凝胶孔：5）、未水化胶体颗粒。2、水泥石的腐蚀类型：1）、软水腐蚀：流水造成Ca(OH)2晶体的

6、溶蚀，带来①、孔隙率的增大②、C—S—H凝胶需要足够的碱环境，随Ca(OH)2溶蚀，C—S—第11页共11页建筑材料讲义之四——水泥孙永强H分解自身CaO去补充，从而造成C—S—H中的CaO/SiO2降低和水硬性的降低。2）、离子置换腐蚀：⑴、一般酸的腐蚀：Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O，其中生成的CaCl2易溶。⑵、碳酸的腐蚀：Ca(OH)2+CO2+H2O→CaCO3→Ca(HCO3)2,生成的Ca(HCO3)2易溶。⑶、镁盐的腐蚀：MgCl2+Ca(OH)2→CaCl2+Mg(OH)2→没有水硬性的粉末。（4）膨胀性腐蚀：Ca(O

7、H)2C3AH6硫酸盐+→钙矾石（水泥杆菌），膨胀1.0~1.5倍，造成水泥石破坏。（5）碱的腐蚀：3CaO﹒Al2O3+Na(OH)→3Na2O﹒Al2O3+3Ca(OH)2（易溶于水）2Na(OH)+2CO2+H2O→Na2CO3+2H2O，其中Na2CO3沉积于水泥石中孔隙中达到一定程度时发生膨胀破坏。3、腐蚀的原因及预防：1）、原因⑴、水泥石中存在易受侵蚀性介质“攻击”的对象Ca(OH)2，C3AH6。⑵、水泥石本身不够致密。⑶、存在侵蚀环境2）、防治⑴、正确选择水泥品种⑵、降低水灰比，使水泥石更密实。第11页共11页建筑材料讲义之四——水泥孙

8、永强⑶、表面加覆盖层，使水泥石与外界侵蚀介质隔绝。六、硅酸盐水泥标准：1、密度：3.05~3.