培训班讲义

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1、第一章、水泥一、概述1、胶凝材料定义：胶凝材料是指能通过自身的物理、化学变化由浆体变成固体，同时能将一些散粒材料或块状材料黏结为整体的材料。2、分类：胶凝材料按化学成分可分为两大类：无机胶凝材料（如水泥、石膏、石灰等）和有机胶凝材料（如沥青、树脂等）。其中无机胶凝材料在建筑工程中应用更加广泛。3、无机胶凝材料无机胶凝材料按其硬化条件又分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化，也只能在空气中保持或发展其强度的胶凝材料。（如：石灰、石膏、水玻璃等）它只适用于地上或干燥环境，不宜用于潮湿环境，更不能用于水

2、中。水硬性胶凝材料：不仅能在空气中硬化，而且能更好的在水中硬化，保持并继续发展其强度的胶凝材料。（如：各种水泥）它既可以用于干燥环境，也可以用于水中。气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料有什么不同，从定义就可以看出来了，也就是说，把定义写上就行了。4、石灰、石膏、水玻璃（1）石灰生石灰是以含碳酸钙为主要成分的天然岩石在低于烧结温度条件下煅烧得到的。其主要成分是氧化钙，其反应式：CaCO31000~1200度CaO+CO2将生石灰与适量水经消化和干燥得而成的粉末，主要成分Ca(OH)2，称熟成灰，也叫消石灰粉。与过量水消化，可得到石灰

3、膏。石灰的硬化基理：石灰浆体的硬化主要是由干燥作用和碳化作用引起的。干燥作用是指石灰浆体失水干燥获得强度；碳化作用是由于氢氧化钙与二氧化碳生成碳酸钙获得强度。（2）石膏石膏是以硫酸钙为主要化学成份的气硬性胶凝材料。它是由天然石膏CaSO4•2H2O煅烧所得的。我们建筑常用的石膏叫建筑石膏，其主要成分是CaSO4•1/2H2O。其反应式:CaSO4•2H2O107~170度CaSO4•1/2H2O+3/2H2O。其它还有模型石膏、高强度石膏等。石膏的硬化基理：石膏的硬化主要分两个阶段，第一阶段是石膏浆体失去水份，稠度增大，直至失

4、去可塑性。第二阶段是CaSO4•2H2O胶体微粒凝聚并转变成晶体，晶体逐渐长大并互相交错搭接使浆体产生强度并发展到最大强度。（3）水玻璃水玻璃俗称泡化碱，由碱金属氧化物和二氧化硅组成。如硅酸钠NaO•nSiO2、硅酸钾KO•nSiO2等。分子式中的n是SiO2与碱金属氧化物的摩尔数的比值，称为为水玻璃模数。二、水泥1、水泥的分类（1）按矿物组成分：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等；（2）按特性和用途分：通用水泥（指大量用于一般土木工程的水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸

5、盐水泥等，统称五大水泥）；专用水泥（有专门用述，如砌筑水泥、道路水泥等）；特性水泥（指有某种性能比较突出，如快硬性硅酸盐水泥、白灰硅酸盐水泥、低热水泥、膨胀水泥等）建筑工程中使用最多的水泥是硅酸盐类水泥，按所掺混合材料的种类和数量不同，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、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥等。我们以硅酸盐水泥为例来对水泥的生产、组成及相关技术性能指标进行说明。一、硅酸盐水泥1、硅酸盐水泥的生产石灰石石膏黏土按比例混合磨细生料在1450度煅烧熟料磨细水泥成品铁矿石混合材料2、硅酸盐水泥熟料

6、的矿物组成及性质主要成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙。还有少量游离氧化钙、游离氧化镁和含碱矿物及玻璃体。矿物名称硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙矿物组成3CaO•SiO22CaO•SiO23CaO•Al2O33CaO•Al2O3•Fe2O3简写式C3SC2SC3AC4AF矿物含量37~60%15~37%7~15%10~18%反应速度快慢最快较快放热量大小最大中早期强度高低低中后期强度高高低低从表中可以看出，C3A的水化速度最快，水化热最大，且主要在早期放出，其次是C4AF早期水化速度较快，但这两种矿物在硅酸盐水

7、泥中含量较少，且水化产物的强度并不高，所以对强度的贡献不大。C3S的水化速度较快，水化热较大，早期，后期强度均较高，同时含量最高，C2S的水化速度最慢，水化热最小，主要在后期放出，早期强度增长慢，但后期强度增长较快。因此，不论是早期强度还是后期强度，水泥石的强度主要来源于硅酸三钙和硅酸二钙的水化反应。3、硅酸盐水泥的凝结与硬化这个过程可分为二段（1）、水泥水化、水解过程，也可称为溶液解期。这个时期水泥熟料与水发生化学反应，生成一系列的化合物，并放出热量。这个过程的主要反应有：2（3CaO•SiO2）+6H2O→3CaO•2Si

8、O2•3H2O(水化硅酸钙凝结)+3Ca(HO)2（晶体）2（2CaO•SiO2）+4H2O→3CaO•2SiO2•3H2O(水化硅酸钙凝结)+Ca(HO)2（晶体）3CaO•Al2O3+6H2O→3CaO•Al2O3•6H2O（晶体）4CaO•Al2O3•Fe2O3+6H2