土木工程材料3.doc

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1、土木工程材料3?《土木工程材料》教案第三章?黑龙江工程学院土木工程系?孙凌?第三章水泥?3.1常用水泥?3.2其它品种水泥主耍内容：常用（硅酸盐）水泥的生产工艺常用（硅酸盐）水泥的特性影响常用水泥性能的因素重点内容：硅酸盐水泥矿物成分特点硅酸盐水泥的凝结和硬化难点：硅酸盐水泥的凝结和硬化要求：掌握硅酸盐水泥的矿物成分特点掌握硅酸盐水泥凝结和硬化参考资料：《土木工程材料》陈志源《道路建筑材料》严家汲《道路建筑材料》孙凌《公路工程水泥和水泥混凝土试验规程》《道路建筑材料》集中训练试验补充教材《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》技术标准GB175-1

2、99973.水泥?水泥是一种水硬性胶凝材料，也是建筑工程中用量最大的建筑材料之一。?在道路与桥梁工程中通常应用的水泥有：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和粉煤灰硅酸盐水泥等五大品种水泥。?3.1常用水泥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（即国外通称的波特兰水泥）。?硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称I型硅酸盐水泥，代号卩•I；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称II型硅酸盐水泥，代号P-II-?普通硅酸盐

3、水泥P•0?矿渣硅酸盐水泥P•S?火山灰质硅酸盐水泥P•P?粉煤灰硅酸盐水泥P•F?复合硅酸盐水泥P•C?3.1.1常用水泥的生产1.硅酸盐水泥生产原料原料：以及Fe0。233）校正原料补充两种原料中所缺少的铁。?2.硅酸盐水泥生产工艺概述?1）把几种原材料按适当比例配合在磨机中磨成生料；？2）将制备好的生料入窑进行锻烧，至1450°C左右生成以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥“熟料”;?3）为调节水泥的凝结速度，在烧成的熟料中加入质量3%左右的石膏共同磨细，即为硅酸盐水泥。?因此，硅酸盐水泥生产工艺概括起來为“两磨一烧”。3.1.2常用水泥

4、的特性1.硅酸盐水泥的主要矿物组成硅酸盐水泥的主要矿物组成是:硅酸三钙3Ca0•0,简式为CS,硅酸二钙2Ca0•0,简式为CS,铝酸三钙3Ca0•0,简式为CA,铁铝酸四钙4Ca0•0,•Fe0,2323简式为CAF,42.硅酸盐水泥各矿物组成性能比较硅酸盐水泥熟料中这四种矿物组成的特性是:1）反应速度CA最快，CS较快，CAF也较快，CS最慢；33422)释热量CA最大，CS较大，CAF居中，CS最小；33423)强度CS最高，3CS早期低，但后期增长率较大。2故CS和CS为水泥强度主要来源。CA强度不高，323CAF含量对抗折强度有

5、利；44)耐化学侵蚀性CAF最优，其次为CS、CS,CA最差；42335)干缩性CAF和CS最小，CS居中，CA最大。4233?硅酸盐水泥主要矿物组成与特性2.矿物组成对水泥性能的影响以上是单个矿物组成的性能，水泥是几种熟料矿物的混合物，改变熟料矿物成分间的比例，水泥的性质即发生相应的变化。例如提高硅酸三钙的含量，可以制得高强水泥；又如降低铝酸三钙和硅酸三钙含量，提高硅酸二钙含量，可制得水化热低的水泥，如大坝用水泥；提高铁铝酸四钙含量，可获得抗折强度较高的水泥，如道路水泥。3.硅酸盐水泥的凝结和硬化(1)硅酸盐水泥的水化水泥颗粒与水接触，

6、水泥熟料矿物即与水发生水化反应，生成水化产物并放出一定热量水泥的水化主要是四种矿物成分的水化：1）硅酸三钙2）硅酸二钙3）铝酸三钙4）铁铝酸四钙?为了调节水泥的凝结硬化速度，在磨细水泥时，掺人适量石膏，水化铝酸钙与石膏反应生成三硫型水化硫铝酸钙，亦称钙矶石。当石育消耗完毕后，水泥中尚未水化的铝酸三钙与钙矶石反应生成单硫型的水化硫铝酸钙。反应式如下：?三硫型水化硫铝酸钙（即钙矶石）是难溶于水的稳定的针状结晶体,它在生成结晶体吋体积大大膨胀。因此，水泥中加入石膏数量不可过多，防止水泥凝结硬化过程中硫铝酸钙超过限制，产生体积变化不均匀。尤其是形

7、成水泥构件后，还继续水化，其危害更大。（2）硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结硬化大致可划分为以下四个阶段：第I阶段为初始反应期（诱导前期）第II阶段为潜伏期（诱导期）第III阶段为凝结期（凝结期）第IV阶段为硬化期（硬化期）?水泥水化放热曲线3.1.3影响常用水泥性能的主要因素1）水泥组成成分的影响2）水泥细度的影响3）温度与湿度的影响4）水泥强度与龄期的关系5）拌和用水量的影响6）贮存条件的影响此外，水泥矿物成分的含量、水泥颗粒细度等，对水泥的凝结硬化以及强度，都有一定的影啊。思考题：?1•水泥磨细过程中加入石膏的目的是什么？?2

8、•水泥四种矿物成分的特性是什么？?3.影响水泥凝结硬化的因素冇哪些？主要内容：硅酸盐水泥的技术性质硅酸盐水泥的技术标准常用水泥的选用貝它品种水泥重点内容：硅酸盐水泥的技术性质硅酸盐水泥的技术标