第三章、水泥

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1、第三章水泥(Cement)第一节硅酸盐水泥第二节掺混合材的硅酸盐水泥第三节其他品种水泥思考题概述概述(Introduction)第三章水泥水泥是水硬性无机胶凝材料，是目前建筑工程中用量最大、最重要的建筑材料之一。1824年英国人约瑟夫·阿斯普丁（JosephAspdin）取得了波特兰水泥（即硅酸盐水泥）的发明专利。硅酸盐水泥的首批大规模使用是在1825~1843年修建泰晤士河隧道。我国第一个水泥厂是清政府在“洋务运动”中于1889年于开平矿务局创办的唐山细棉土厂。水泥的英文是cement。但cement这个词在波特兰水泥

2、发明之前就已存在，源于罗马语caementum，原指一种能在水中硬化的、消石灰与火山灰的混合物，文献中称为罗马水泥(Romancement)。概述(introduction)第三章水泥水泥生产可概括为“两磨一烧”：将钙质原料（石灰石、白垩、泥灰岩、贝壳等）和硅质原料（粘土、页岩等）按比例配合，在磨机中磨成生料(rawmeal)（生料制备方法分为湿法、干法。湿法是将原料加水在磨机中磨成生料浆。干法是将原料先烘干、再入磨机磨成生料粉），生料入窑（煅烧窑分为立窑、回转窑）煅烧（煅烧温度1450℃）成熟料(clinker)，熟料

3、配以适量石膏、混合材(blendedmaterial)磨细成为水泥成品。第三章水泥概述(introduction)第三章水泥按组成，水泥分为：硅酸盐（又称波特兰水泥）、铝酸盐（又称高铝水泥、矾土水泥）、硫铝酸盐三大系列水泥，其中硅酸盐系列水泥应用最广。按性能和用途，水泥分为：通用水泥（应用最多，产量最大，属硅酸盐系列水泥）、专用水泥（专门用于某些工程的水泥，如砌筑水泥(masonrycement)、道路水泥、油井水泥、防射线水泥等。）、特种水泥(specialcement)（某种性能较突出的水泥，如白色及彩色水泥、低热水

4、泥、膨胀水泥、快硬水泥、抗硫酸盐水泥等。）。概述(introduction)第三章水泥我国常用的六大水泥：硅酸盐水泥：P.Ⅰ、P.Ⅱ；(portlandcement)普通硅酸盐水泥：P.O；(ordinaryportlandcement)矿渣硅酸盐水泥：P.S.A、P.S.B；(slagportlandcement)火山灰质硅酸盐水泥：P.P；(pozzolanicportlandcement)粉煤灰硅酸盐水泥：P.F；(flyashportlandcement)复合硅酸盐水泥：P.C；(compositeportlan

5、dcement)第一节硅酸盐水泥(portlandcement)第三章水泥凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，所得以硅酸钙(calciumsilicate)为主要成分的硅酸盐水泥熟料，并掺入0~5%的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。第一节硅酸盐水泥(portlandcement)第三章水泥一、硅酸盐水泥的基本组成(Theessentialcomponentsofportlandcement)硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成(mineralcomponent)：硅酸三钙（C3S）(tric

6、alciumsilicate)36%~60%、硅酸二钙（C2S）(dicalciumsilicate)15%~37%、铝酸三钙（C3A）(tricalciumaluminate)7%~15%、铁铝酸四钙（C4AF）(tetracalciumaluminoferrite)10%~18%。水泥中掺入石膏主要起调节凝结时间的作用，同时能提高早期强度、减少干缩、改善耐久性、对混合材起激发剂作用。第一节硅酸盐水泥(portlandcement)第三章水泥二、硅酸盐水泥的水化硬化(Thehydrationandhardeningof

7、portlandcement)水泥加水后，石膏迅速溶解于水，C3A极快速（1~3天）水化生成水化铝酸三钙（C3AH6），C4AF快速水化生成水化铝酸三钙和水化铁酸一钙，C3S快速（4周）水化生成水化硅酸钙（C-S-H）和氢氧化钙，C2S缓慢（1年）水化生成水化硅酸钙和氢氧化钙。部分水化铝酸钙与石膏反应生成高硫型水化硫铝酸钙（AFt，称为钙矾石(ettringite)），石膏消耗完后，部分高硫型水化硫铝酸钙与C3A、C4AF反应生成低硫型水化硫铝酸钙（AFm）。在充分水化的水泥石中，C-S-H凝胶约占70%，氢氧化钙约占2

8、0%，AFt和Afm约占7%。第三章水泥水泥的水化硬化会延续数年，但前3个月即完成约70%。水泥石结构(structureofhardenedcementpaste)是由未水化的水泥颗粒、水化产物、水、孔隙组成。示意如下。第一节硅酸盐水泥(portlandcement)第三章水泥三、硅酸盐水泥的性能(Theprope