土木工程材料 教学课件 作者 蔡丽朋 赵磊 主编 第三章 胶凝材料第三章 胶凝材料2课件.ppt

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1、第三章胶凝材料水泥属于水硬性胶凝材料，广泛应用于建筑工程、道路、桥梁、水利、国防等，是重要的建筑材料之一。水泥按用途和性能分类，有通用水泥、专用水泥、特性水泥三大类。通用水泥是指用于一般土木建筑工程的水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等；专用水泥则指有专门用途的水泥，如油井水泥、砌筑水泥、大坝水泥、道路水泥等；特性水泥是指具有比较突出的某种性能的水泥，如快硬硅酸盐水泥、膨胀水泥、白色水泥、彩色水泥等。水泥按组成成分类，主要有硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥等。第三章胶凝材料第二节通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥是

2、以硅酸盐水泥熟料和适量石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。按混合材料的品种和掺量分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）对其组分材料和技术要求等作出了相关的规定，各品种水泥的组分和代号应符合表3-5的规定。第三章胶凝材料一、硅酸盐水泥（一）硅酸盐水泥的生产及矿物组成1、硅酸盐水泥的生产生产硅酸盐水泥的原料主要有石灰质原料、黏土质原料、校正原料三种。生产硅酸盐水泥的过程可简单概括为“两磨一烧”。硅酸盐水泥的生产工艺流程见图3-1所示。第三章胶凝材料2、硅酸盐水泥熟

3、料的矿物组成硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成是：硅酸三钙；硅酸二钙；铝酸三钙；铁铝酸四钙。硅酸盐水泥各熟料矿物的特性见表3-1表3-1硅酸盐水泥熟料的主要矿物特性矿物成分含量/%强度28d水化热凝结硬化速度硅酸三钙37～60高大快硅酸二钙15～37早期低、后期高小慢铝酸三钙7～15低最大最快铁铝酸四钙10～18低中中硅酸盐水泥熟料除以上四种主要矿物组成外，还有少量的未反应的氧化钙、氧化镁、硫酸盐及硫化物等，其总含量一般不超过水泥质量的10%，它们对水泥性能都会产生不利影响。第三章胶凝材料(二)硅酸盐水泥的水化与凝结硬化1、硅酸盐水泥的水化水泥熟料矿物成分遇水后，会发生一系列化学反应

4、，生成各种水化物，并放出一定的热量。水泥水化后的产物主要为：水化硅酸钙、氢氧化钙、水化铁酸钙和水化铝酸钙。另外还有水化铝酸钙与石膏反应生成的高硫型水化硫铝酸钙。第三章胶凝材料2、硅酸盐水泥的凝结硬化水泥加水拌合后形成可塑性的水泥浆，随着水化反应的进行，水泥浆体逐渐变稠失去可塑性，这一过程称为水泥的凝结；随着水化反应的继续进行，失去可塑性的水泥浆逐渐产生强度并发展成为坚硬的水泥石，这一过程称为水泥的硬化。水泥的凝结、硬化是人为地划分的，实际上是一个连续的复杂的物理化学变化过程。水泥的凝结硬化过程示意图见图3-2。第三章胶凝材料3、影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素（1）水泥的熟料矿物组

5、成（2）水泥细度（3）用水量（4）养护时间（龄期）（5）温度和湿度第三章胶凝材料（三）硅酸盐水泥的技术性质1、化学指标化学指标应符合表3-7的规定。品种代号不溶物烧失量三氧化硫氧化镁氯离子硅酸盐水泥P·I≤0.75≤3.0≤3.5≤5.0≤0.06P·II≤1.50≤3.5普通硅酸盐水泥P·O—≤5.0矿渣硅酸盐水泥P·S·A——≤4.0≤6.0P·S·B———火山灰质硅酸盐水泥P·P——≤3.5≤6.0②粉煤灰硅酸盐水泥P·F——复合硅酸盐水泥P·C——表3-7通用硅酸盐水泥的化学指标（GB175-2007）/%第三章胶凝材料2、碱含量水泥中碱含量以Na2O+0.658K2O

6、计算值表示。若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中的碱含量应不大于0.60%或买卖双方协商确定。3、物理指标（1）细度（选择性指标）细度是指水泥颗粒的粗细程度。水泥细度对水泥的性质影响很大。水泥颗粒粗细应适中，一般水泥颗粒粗细在7～200m（0.007～0.2mm）范围内。国家标准规定硅酸盐水泥的细度用比表面积表示，硅酸盐水泥的比表面积应大于300m2/kg。第三章胶凝材料（2）标准稠度及标准稠度用水量水泥净浆标准稠度是对水泥净浆以标准方法拌制、测试并达到规定的可塑性程度时的稠度。水泥净浆标准稠度用水量是指水泥净浆达到标准稠度时所需的加水量，常以水和水泥质量之比的百分

7、数表示。各种水泥的矿物成分、细度不同，拌和成标准稠度时的用水量也各不相同，水泥的标准稠度用水量一般为24%～33%。测定硅酸盐水泥凝结时间和体积安定时必须采用标准稠度的水泥浆。第三章胶凝材料（3）凝结时间水泥的凝结时间分为初凝时间和终凝时间。初凝时间是指从水泥浆加水拌和起到水泥浆失去可塑性所需的时间；终凝时间是指从水泥浆加水拌和起到水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。国家标准规定，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。水泥的凝结时间在工程施工中有重要作用