道路工程材料 第四章 水泥课件.ppt

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1、第四章水泥与石灰第四章水泥4.1硅酸盐水泥4.24.3掺混合料的硅酸盐水泥4.4其他水泥石灰道路建筑材料第四章水泥和石灰硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料、0～5％石灰石或粒化高炉矿渣，石膏类型：Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P.I，不掺混合材料Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P.II，掺加不超过水泥质量5％的混合材料。水泥：一种水硬性无机胶凝材料。能在空气中硬化，还能在水中更好地硬化，保持并继续增加强度。常用硅酸盐水泥品种硅酸盐水泥PI、PII：硅酸盐水泥熟料＋0~5%混合材＋石膏普通硅酸盐水泥PO：硅酸盐水泥熟料＋6~15%混合材＋石膏矿渣硅酸盐水泥PS：水泥熟料＋20~70%粒化高炉矿渣＋石膏火山灰

2、质硅酸盐水泥PP：水泥熟料＋20~50%火山灰质材料＋石膏粉煤灰硅酸盐水泥PF：水泥熟料＋20%~40%粉煤灰＋石膏道路硅酸盐水泥：道路硅酸盐水泥熟料＋0~10%活性混合材＋石膏一、硅酸盐水泥的矿物组成及化学成分生产工艺——二磨一烧石灰石┐磨细　1450℃粘土┼───生料───熟料┐铁矿粉┘石膏┘1.硅酸盐水泥原料与生料的化学组成原料：石灰质原料——CaO粘土质原料——SiO2—Al2O3—Fe2O3生料：各原料按适当比例配合后磨细。制作方法：干法、湿法磨细————水泥成品4.1硅酸盐水泥2.硅酸盐水泥熟料的矿物组成（1）熟料的主要矿物硅酸三钙（3CaO·SiO2）——简写C3S

3、硅酸二钙（2CaO·SiO2）——简写C2S铝酸三钙（3CaO·Al2O3）——简写C3A铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3）——简写C4AF4.1硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥的矿物组成与化学成分（2）主要矿物技术特性比较水化程度：C3A＞C3S＞C4AF＞C2S水化热：C3A＞C3S＞C4AF＞C2S强度早期强度：C3S＞C3A＞C4AF＞C2S后期强度：C3S＞C2S＞C3A～C4AF干缩性C3A>C3S>C4AF>C2S耐化学腐蚀性C4AF>C3S>C2S>C3A4.1硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥的矿物组成与化学成分2.硅酸盐水泥熟料的矿物组成3.石膏（CaSO4·2H2O）

4、掺量：3～5％作用：缓凝、调节凝结速度4.1硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥的矿物组成与化学成分4.水泥中的有害物质游离氧化钙f-CaO、氧化镁f-MgO三氧化硫SO3碱含量Na2O+K2O→“碱－集料反应”4.1硅酸盐水泥二、硅酸盐水泥的技术性质新拌水泥浆体的凝结与硬化新拌水泥浆体中的水泥熟料矿物与水反应，生成各种水化生成物，随着各水化产物的增多，水泥浆体变稠失去流动性，随后强度增大并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程。1定义：图4-4水泥的凝结硬化过程示意图4.1硅酸盐水泥二、硅酸盐水泥的技术性质1新拌水泥浆体的凝结与硬化初始反应期(a)潜伏期(b)硬化期(d)凝结期(c)水泥熟料颗粒初始水

5、解和水化（约5~10min，放热7J/g.h)水化物薄膜围绕水泥颗粒成长变厚（约1~2h，放热4J/g.h)膜层破裂，水泥颗粒进一步水化（约6h，放热20J/g.h）水化物进一步发展，填充毛细孔（约6h～若干年）(1)凝结硬化过程硅酸三钙：C3S＋H2O→3CaO·2SiO2·3H2O＋Ca(OH)2（水化硅酸钙）硅酸二钙：C2S＋H2O→水化硅酸钙＋Ca(OH)24.1硅酸盐水泥1新拌水泥浆体的凝结与硬化(2)水化反应及生成物二、硅酸盐水泥的技术性质在纯水中：C3A＋H2O→(C4AH13、C4AH19、C3AH6…)（水泥瞬凝的原因)水化铝酸钙在石膏溶液中：C3A＋Ca(OH)2

6、＋H2O→C4AH13C4AH13＋CaSO4·2H2O＋H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O三硫型水化硫铝酸钙(钙矾石)当石膏耗尽后：C4AH13＋钙矾石→3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O单硫型水化硫铝酸钙4.1硅酸盐水泥1新拌水泥浆体的凝结与硬化(2)水化反应及生成物铝酸三钙:二、硅酸盐水泥的技术性质铁铝酸四钙:在纯水中：C4AF＋H2O→C4AH13＋C4FH13水化铝酸四钙水化铁酸四钙→缩写C4(A、F)H13在石膏溶液中：C4AF＋Ca(OH)2＋H2O→C4(A、F)H13C4(A、F)H13＋CaSO4·2H2O＋H2O→3CaO·(Al2

7、O3·Fe2O3)3CaSO4·32H2O三硫型水化硫铁铝酸钙当石膏耗尽后：同铝酸三钙，生成单硫型水化硫铁铝酸钙1新拌水泥浆体的凝结与硬化(2)水化反应及生成物4.1硅酸盐水泥二、硅酸盐水泥的技术性质★水泥水化小结生料熟料水泥石主要化学成分主要矿物成分主要水化产物（比例）CaOSiO2Al2O3Fe2O3C3SC2SC3AC4AFCaSO4·2H2O水化硅酸钙（～70％）Ca(OH)2（～20％)水化铁酸钙水化铝酸钙三硫型水化铝酸钙（钙矾石～7%)单硫型水