土木工程材料建筑材料第四讲

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1、§2.2硅酸盐水泥§2.2.1硅酸盐水泥的生产、矿物成分及其水化特性1.定义：凡由硅酸盐水泥熟料、0％～5％石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥（波特兰水泥）。12.分类：I型硅酸盐水泥（代号为：P·I）：不掺加混合材料的水泥；Ⅱ型硅酸盐水泥（代号为P·Ⅱ）:在硅酸盐水泥熟料粉磨时，掺加不超过水泥质量5％的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的水泥。23.生产35.煅烧过程生料煅烧脱水和分解产生CaO,SiO2,Al2O3,和Fe2O3更高温度产生水泥熟料矿物。46.水泥熟料

2、的矿物成分硅酸三钙：3CaO·SiO2，简写为C3S，含量37%~60%;硅酸二钙：2CaO·SiO2，简写为C2S，含量15%~37%;铝酸三钙：3CaO·Al2O3，简写为C3A，含量7%~15%;铁铝酸四钙：4CaO·Al2O3·Fe2O3，简写为C4AF，含量10%~18%;57.水泥的水化反应①.硅酸三钙水化2(3CaO·SiO2)+6H2O=3CaO·SiO2·3H2O(水化硅酸钙)+3Ca(OH)2特点：速度快，水化热大，强度高，收缩一般。②.硅酸二钙水化2(2CaO·SiO2)+4H2

3、O=3CaO·SiO2·3H2O(水化硅酸钙)+Ca(OH)2特点：速度特别慢，水化热小，强度早期低、后期高，收缩较大，水化产物中氢氧化钙比较少。6③.铝酸三钙水化3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O(水化铝酸三钙)特点：反应迅速，水化放热大，强度低，收缩大在有石膏存在时，铝酸三钙开始水化生成高硫型水化硫铝酸钙(AFt)，见下式：3CaO·Al2O3+3(CaSO4·2H2O)+26H2O=3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O（高硫型水化硫铝酸钙）当石膏耗尽时，铝酸

4、三钙还会与钙矾石反应生成单硫型水化硫铝酸钙（AFm）：3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O+2(3CaO·Al2O3)+4H2O=3(3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O)（单硫型水化硫铝酸钙）7④.铁铝酸四钙水化4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O特点：反应速度快，水化热较低，强度较低，收缩小。88.水泥中主要熟料的水化反应对比名称硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙水化反应速度较快慢最快快28d水化放热量大小最大中强

5、度高早期低、后期高低小收缩中较大大中抗硫酸盐腐蚀性中最好差中92.2.2硅酸盐水泥凝结硬化1.定义:水泥的“凝结”:水泥加水拌合后，成为可塑的水泥浆，水泥浆逐渐变稠失去可塑性（尚不具有强度）的过程。水泥的“硬化”:水泥的“凝结”后后产生明显的强度，并逐渐发展而成为坚硬的人造石-水泥石的过程。102.凝结硬化过程113.凝结硬化的特点①.水泥的强度是随着硬化龄期的增加而逐渐增大的。②.水泥强度的发展与环境湿度和温度条件有关。③在掺入适量石膏可以调节水泥的凝结速度。122.2.3硅酸盐水泥的技术性质1.细

6、度细度是指水泥颗粒的粗细程度。检测方法:筛析法和比表面积法检验132.凝结时间初凝时间:水泥净浆加水拌合至开始失去可塑性所需的时间；终凝时间:水泥净浆加水拌合至完全失去可塑性，并开始产生强度所需的时间。硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h。实际上，国产硅酸盐水泥的初凝时间一般为1～3h，终凝时间一般为3～4h。143.体积安定性定义:水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性原因:引起水泥体积安定性不良的原因有熟料中游离氧化钙过多或游离氧化镁过多或掺人的石膏

7、过多。检测方法：测试方法有试饼法和雷氏法。154.强度及强度等级测试方法：胶砂法硅酸盐水泥分为42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5和62.5R六个强度等级165.水化热水泥在水化过程中放出的热量称为水化热。在实际工程中应消除水化热的危害。176.碱含量18总结：在以上的技术性质中，水泥的体积安定性（沸煮安定性、氧化镁和三氧化硫含量）和初凝时间不合格时，应作废品处理，不得用于工程。19