土木工程材料(水泥).ppt

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1、土木工程材料第三章水泥cement水硬性无机矿物胶凝材料常用水泥（六种）：硅酸盐水泥—代号P•Ι（不掺混合材料）、P•Π（掺<5%混合材料）普通硅酸盐水泥—代号P•O矿渣硅酸盐水泥—代号P•S火山灰硅酸盐水泥—代号P•P粉煤灰硅酸盐水泥—代号P•F复合硅酸盐水泥—代号P•C特种水泥:满足工程特殊要求的水泥3.1常用水泥常用水泥的生产★水泥熟料的矿物组成★水泥的水化水泥的凝结硬化★常用水泥的主要技术性质★水泥石的腐蚀与防止★常用水泥的特性与选用3.1.1常用水泥的生产3.1.1.1水泥熟料的烧成生产工艺流程磨细生料混合材料熟料水泥按比例混合、磨

2、细石灰石粘土铁矿粉1450℃煅烧石膏原料：石灰质原料（提供氧化钙）粘土质原料（提供氧化硅、氧化铝、氧化铁）校正原料（不满足化学组成时，加相应铁质、硅质原料）生产过程：两磨一烧一磨：将几种原料按适当比例混合磨细，成生料。一烧：将生料入窑，经1450cº高温煅烧，成熟料。二磨：将水泥熟料、石膏、混合材料一起磨细成水泥制品3.1.1.2磨制水泥成品原材料:水泥熟料、石膏和混合材料石膏为二水石膏或无水石膏；混合材料：生产水泥时为改善水泥性能，调节水泥标号而加到水泥中的人工和天然矿物材料。分活性混合材料与非活性混合材料两种。活性混合材料：与石灰、石膏一

3、起，加水拌合后能形成水硬性胶凝材料的混合材料。活性成分为活性氧化硅、活性氧化铝。非活性混合材料：不具活性成分或活性甚低的矿物质。加入水泥中起提高产量、降低水泥标号、减少水化热作用。将水泥熟料、适量石膏分别和不同种类、数量的混合材料混合在一起磨细即可形成六大常用水泥。活性混合材料在常温常压下，能与石灰作用，生成具有胶凝性的水化产物:xCa(OH)+SiO+mH2OxCaO·SiO2·nH2OxCa(OH)+Al2O3+mH2OxCaO·Al2O3·nH2O常用的活性混合材料有：粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰思考题1.生产过程中加入

4、石膏的目的？为何严格控制掺量？（水泥质量的3%～5%，具体掺量通过试验确定）2.生产过程中根据需要加入适量混合材料，其目的？3.六种常用水泥的组成由何异同？解答2.生产过程中根据需要加入适量混合材料，其目的？答：混合材料为天然的和人工的矿物材料，又分为活性混合材料和非活性混合材料，主要是为了调节水泥强度等级，提高水泥产量，降低成本，同时也可改善水泥性能（如：提高抗腐蚀性能，降低水化热等）等作用。3.1.1.1主要矿物组成硅酸三钙C3S（45～60%）硅酸二钙C2S（15～30%）铝酸三钙C3A（2～13%）铁铝酸四钙C4AF（9～15%）C=

5、CaOS=SiO2A=Al2O3F=Fe2O3H=H2OŜ=SO33.1.1硅酸盐水泥熟料的矿物组成及其特性3.1.1.2硅酸盐水泥熟料主要矿物成份特性低名称代号含量范围凝结硬化速度水化放热量强度硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙C3SC2SC3AC4AF37％～60％15％～37％10％～18％快慢7％～15％快多少最多中高早期低、后期高低最快熟料中各矿物单独与水反应：2(3CaO·SiO2)+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2（水化硅酸钙）2(2CaO·SiO2)+4H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(O

6、H)23.1.2常用水泥的水化3.1.2.1硅酸盐水泥熟料的水化两种矿物均水化生成C-S-H凝胶，但反应速率相差悬殊，C3S水化很快，水化放热量大，对水泥硬化后强度贡献最大。C2S水化慢，放热量小，早强低，后期高。当Ca(OH)2达到饱和时在有石膏存在时4CaO·Al2O3·13H2O+3(CaSO4·2H2O)+14H2O=3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O+Ca(OH)2（AFt)钙矾石、针状晶体3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O（水化铝酸三钙）C3A水化反应速度最快，水化放热最大，强度贡献低。水泥

7、生产加入石膏的作用，生成钙矾石延缓水泥凝结时间,同时有利于水泥早期强度的发展，同时注意石膏掺多时有危害：水泥石膨胀开裂。体积增大1.5倍4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2OC4AF水化与C3A相似，但水化热较低，强度贡献低。小结【水化产物种类及含量】种类：凝胶体（两种）：C-S-H和CFH晶体（三种）：CH、C3AH6和AFt含量：主要C-S-H占70%，其次CH占20%，再次AFt占7%。【水化产物特性】：①C-S-H：凝胶体，胶凝性强，强度高，不溶于水；②CFH：凝胶体，

8、胶凝性差，呈棉絮状，强度低，难溶于水；③CH：板状晶体，强度较高，易溶于水；④C3AH6：立方晶体，强度低，溶于水。⑤AFt：针状晶体，强度高，不溶于水，有利于提高