土木工程材料课件第4章（水泥混合料）

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1、土木工程材料主讲教师：丁幼松1/113水硬性胶凝材料水泥——即能在水中凝结，又能在空气中凝结的胶凝材料。2/113水泥分类硅酸盐水泥铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥(2)按性能和用途分类通用水泥专用水泥特性水泥⑴按化学成分∆∆3/113硅酸盐水泥1.硅酸盐水泥的生产工艺概述2.硅酸盐水泥的组成材料3.硅酸盐水泥的水化和硬化4.硅酸盐水泥的技术性质5.硅酸盐水泥的技术标准6.硅酸盐水泥石的腐蚀与防止▲▲▲4/113定义硅酸盐水泥:熟料+石膏+(0%--5%)石灰石或高炉矿渣I型,P.III型,P.II6%-15%混合材活性非

2、活性(不超过10%)窑灰(不超过5%)普通水泥5/1131.硅酸盐水泥的生产工艺概述（1）生产工艺两磨一烧——生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程（2）生产原料石灰石质原料——石灰石、白垩等粘土质原料——粘土、页岩等校正原料（少量）——铁粉CaOSiO2、Al2O3、Fe2O3Fe2O36/113石灰石粘土生料熟料水泥铁矿石石膏磨细煅烧1450°C磨细调节凝结时间硅酸盐水泥的生产7/1132.硅酸盐水泥的组成材料（1）硅酸盐水泥熟料（2）石膏（3）混合材料8/113（1）硅酸盐水泥熟料（简称为熟料）1）硅酸盐水泥熟料的矿物组

3、成硅酸三钙主要矿物组成分子式分子简式3CaO·SiO2C3SC2SC3AC4AF2CaO·SiO23CaO·Al2O34CaO·Al2O3·Fe2O3硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙名称9/113注意水泥中的其它成分：原因：煅烧水泥中反应：危害：影响水泥体积安定性石灰石质原料富含潜在危害非常严重10/1132）硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性矿物组成硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙C3SC2SC3AC4AF含量/%37～60最多15～37次之7～15少10～18少水化速度较快慢快中水化热中低高中强度高早期低后期高低中(抗折强度)

4、耐化学侵蚀中良差优干缩性中小大小11/113实例快硬水泥：3d抗压强度高，熟料中C3A、C3S含量高。适用于紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程。道路水泥：抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗硫酸性好、干缩性小。C4AF、C2S含量高。适用于道路路面、机场道面、城市广场等工程。大坝水泥：简称中热水泥低热矿渣水泥：加入矿渣适用于大坝工程、大型构筑物、大型房屋的基础等大体积工程。水化放热较低，C2S含量高，C3A含量低12/113（2）石膏作用：缓凝剂水泥熟料磨成细粉与水相遇会很快凝结，无法施工。加入适量的石膏会延缓凝结时间，同时

5、还有利于提高水泥早期强度、降低干缩变形等性能。石膏品种：主要采用天然石膏、工业副产石膏。13/1133.硅酸盐水泥的水化硬化（1）水化①②③水化速度快④长纤维状短纤维状六方板结晶缓凝机理：同上针状结晶立方板状结晶14/113第一阶段：大约在水泥拌水起至初凝时止，C3S迅速反应生成Ca(OH)2。石膏和C3A反应生成钙矾石晶体。水泥浆呈塑性状态。第二阶段：大约从初凝起至24h止，水泥水化加速，生成较多的Ca(OH)2、钙矾石晶体、水化硅酸钙凝胶。水化产物大量生成，水泥凝结。第三阶段：指24h以后直到水化结束。所有水化产物生成，

6、数量不断增加，结构更加致密，强度不断提高。（2）水泥的硬化15/113水泥硬化研究理论水化过程在不同的情况下会有不同的水化机理；不同的矿物在不同的阶段，水化机理也会不完全相同。16/113影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素1)熟料矿物组成的影响2)水泥细度的影响3)拌合用水量的影响4)养护湿度、温度的影响5)养护龄期的影响6)储存条件的影响17/1134.硅酸盐水泥的技术性质（1）化学性质①不溶物——主要指煅烧过程中存留的残渣，不溶物的含量会影响水泥的粘结质量。②烧失量——水泥煅烧不理想或者受潮后，会导致烧失量增加，故烧失量是

7、检验水泥质量的一项指标。③氧化镁水化慢、体积膨胀,影响安定性④三氧化硫⑤碱——限制发生碱-集料反应，按（Na2O+0.658K2O）值计18/113硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的技术性质根据国家标准GB175—1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》的规定，硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的主要技术性质如下所述。1.不溶物2.氧化镁3.三氧化硫4.烧失量5.碱19/113（2）物理力学性质①细度0.08mm方孔筛筛余量:%——负压筛法（适用于其它水泥）比表面积：m2/kg，cm2/g——勃氏法（适用于硅酸盐水泥）a.指标▲细度是指水泥

8、颗粒的粗细程度。硅酸盐水泥的细度用比表面积来衡量，要求比表面积大于300m2/kg；普通水泥的细度可用筛余量来衡量，要求80μm方孔筛筛余不得超过10.0%。20/113b.试验方法1.筛析试验前：调节负压至4000～6000Pa范围内。2.称取试样25g，置于负压筛，筛析2min。3.筛