混凝土及其他膠結性材料.doc

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1、3混凝土及其他膠結性材料混凝土的組成材料有：水泥骨材水摻料水泥和水開始進行化學反應，(水化作用(hydration))。此反應隨著時間持續進行，形成堅固、強固且耐用的材料，稱之爲硬固混凝土或混凝土。表3.1水硬性水泥及非水硬性水泥材料膠結本質波特蘭水泥水硬性石灰非水硬性石膏非水硬性天然波索蘭波索蘭或潛在水硬性飛灰波索蘭或潛在水硬性矽灰潛在水硬性爐石水硬性或潛在水硬性3.1.1水硬性水泥大然水泥(NaturalCement)混合水泥(BlendedCement)波特蘭矽灰(PortlandPozzolan)及矽

2、灰水泥(PozzolanCement)波特蘭高爐爐石水泥(PortlandBlast-furnanceSlagCement)爐石水泥(SlagCement)白水泥(WhiteCement)t亏工水泥(MasonryCement)塑性水泥(PlasticCement)高鋁水泥(High-aluminaCement)3.1.2非水硬性水泥石灰(Lime)通常石灰是指生石灰或氧化鈣而言。將石灰石或碳酸鈣攵然燒至900°C以上，可將二氧化碳與水去除，剩下的即爲氧化鈣，或稱爲生石灰。石膏(Gypsum)純石膏爲完全水化

3、的硫酸鹽石灰石(CaSO4+2H2O)，亦稱爲二水硫酸鈣。3.2其他膠結性材料最常見的膠結性材料爲混凝土或波特蘭水泥混凝土，係由水泥、細骨材、粗骨材、水及摻料複合而成。S3.1混凝土及其他水泥系材料3.3混凝土的用途混凝土是一種最常見的建築材料。事實上，很難發現結構工程是不使用混凝土的。混凝土是最經濟的營建材料之一，它天生就是多功能的，並具有應用上的可變通性。混凝土的重要性質包括：抗壓強度。耐久性及抗凍融性。抗磨損性°密性抗磨耗性抗環境侵蝕性（來自海水、土壤屮的硫酸鹽等）3.4波特蘭水泥波特蘭水泥是一種水硬性

4、水泥，係由燒窯屮的水泥燒塊（含有水硬性矽酸鈣）硏磨而成。「波特蘭水泥」這個名詞來描述一種取得專利的膠結性產品，這種產品的製造是將黏土、石灰石或白望的混合物在鍋爐屮加熱，直到溫度足夠將二氧化碳去除爲止。製造波特蘭水泥之原料，其主要的三種成分爲：氧化鈣（石灰，CaO）二氧化矽（SiO2）氧化鋁（A12O3）氧化鈣源自於石灰岩或白望，而二氧化矽或氧化鋁則由黏土、頁岩和鐵鋁氧石獲得。其屮氧化鈣和二氧化矽原料成分的百分比分別約爲60%和20%，氧化鐵和氧化鋁約佔10%。原料（石灰岩、黏土和其他）的均勻化係經由破碎、硏磨

5、和混合來達成。燃料'將其加熱至1510°C左右。3.4.2水泥化學典型的波特蘭水泥化學組成爲65%氧化鈣、21%二氧化矽、5%氧化鋁及3%氧化鐵，另含有小於2.5%的無水硫酸、氧化鎂、氧化鋼及氧化鉀。而複合礦物主要是由矽酸鹽與鋁酸鹽所組成。氧化鈣(CaO)以C代表，而二氧W(SiO2)以S代表，則矽酸三鈣(3CaO・SiO2)可簡寫成C3S。矽酸三鈣及矽酸二鈣的含量站波特蘭水泥約75%，波特蘭水泥的強度特性即由此二者的含量比例所控制。若C3S的含量越高，則水泥的水化熱越多且其強度發展越快；若C2S的含量較高，

6、則可提升水泥的晚期強度。C3A的膠結性差，但會產生較多的水化熱。表3・3水泥主要化學成分化學名稱化學式簡寫重量百分比水化速率矽酸三鈣3CaOSiO2C3S35~65中矽酸二鈣2CaO•SiO2C2S15-40慢鋁酸三鈣3CaO-A12O?c3a()~15快鋁鐵酸四鈣4CaO-Al2O3-Fe2O3c4af6~2()中3.4.3波特蘭水泥的種類經由改變主要成分的相對含量與顆粒的細度…波特蘭水泥可製造成八種不同的種類。表3.4水泥種類及用途水泥種類標準化學要求用途GS(max.)C.S■(min.)C3A(max

7、.)C4AF+C3A(max.)I型與IA型一般使用，不須特別性質H型與IHA型8一般使用，中等抗硫性及水化熱III型與IIIA型15需高早期強度IV型35407需低水化熱V型525需咼抗硫性3.4.4細度(Fineness)細度可由通過200號篩(75/zm)的百分比而定，例如，普通波特欄水泥約有80%通過此號篩。但是此種量測細度的方法並沒有被採用。另一種量測水泥細度的方法爲量測水泥的比表面積，或單位重量的總表面積，單位爲m2/kg，如ASTMC115Wagnei•濁度計法或ASTMC204布蘭氏氣透儀法。

8、在氣透儀法的試驗屮，量測•定空氣通過•定氣孔率水泥層的流動時間，即可依公式換算求得水泥的比表面積。細度主要影響水泥的水化反應，水化作用速度隨著細度的增加而增加，也因而增加強度發展率與水化熱。第DI型水泥是所有水泥屮最細的。3.4.5水泥的強度「水泥的強度」這個名詞可能有些誤導，因爲它是由量測水泥砂漿的抗壓強度而得，並非指水泥的強度而言。通常是以1份水泥、2.75份標準砂及0.485份水混合(輸氣水泥