《建筑材料水泥》PPT课件.ppt

第 四 章 水 泥 Cement,内容提要： 重点介绍硅酸盐水泥的矿物组成、水化硬化机理、影响水化因素；硅酸盐水泥主要技术性质；水泥石的腐蚀和防止；同时介绍了其它掺混合材的水泥、特种水泥；达到正确的选择和使用水泥。,4.1 硅酸盐水泥,1.定义 :由硅酸盐水泥熟料、05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Portland Cement. 一.硅酸盐水泥熟料的矿物组成与特性 2.定义:煅烧时由生料脱水和分解出的CaO, AL2O3,SiO2,Fe2O3,在约1450度的高温下相互间产生化学反应,生成一些以硅酸盐为主的新的化合物,称为水泥熟料.,硅酸盐四种矿物,2.四种熟料矿物:硅酸三钙(C3S),硅酸二钙(C2S),铝酸三钙(C3A),铁铝酸四钙(C4AF) 3.四种矿物的比例对水泥性质的影响: 如提高C3S的含量,可得到高强硅酸盐水泥;提高C3S和C3A的含量,即可制得快硬硅酸盐水泥;降低C3S和C3A的含量,提高的含量可的低热或中热硅酸盐水泥.,二.硅酸盐水泥的水化、凝结硬化,水化物质由无水状态变为有水状态，由低含水变为高含水，统称为水化。 凝结水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠并失去可塑性的过程称为凝结。 硬化此后，浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石状固体（水泥石），这一过程称为硬化。,(一).水化反应 2(3CaO.SiO2)+6H2O3CaO.2SiO2.3H2O+ ( 水化硅酸钙凝胶) 3Ca(OH)2 2(2CaO.SiO2)+4H2O3CaO.2SiO2.3H2O+ Ca(OH)2 3CaO.Al2O3+6H2O3CaO.Al2O3.6H2O (水化铝酸三钙晶体) 4CaO.AlO3.Fe2O3+7H2O 3CaO.Al2O3.6H2O+ CaO.Fe2O3.H2O(水化铁酸钙凝胶),(二) 水 泥 石,1.水泥石的组成： 未水化水泥颗粒 水化产物晶体、胶体 毛细孔、毛细水 2.影响水泥石结构的因数: a.石膏的掺量 c.养护时间, b.温度和湿度 d.水灰比,三.硅酸盐水泥的技术要求,(一)密度、细度 a.密度：3.053.20g/cm3，一般取3.1 堆积密度：1.3 g/cm3 b.细度指水泥颗粒的粗细程度，用筛余或比表面积表示（300350 m2/kg），影响水泥的水化速度、收缩等性质 c.粒径： 40 m 水化非常缓慢，接近惰性,(二) 凝 结 时 间,a.初凝时间（t初）水泥开始加水拌和至水泥浆开始失去可塑性所需的时间。 b.终凝时间（t终） 水泥开始加水拌和至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。 c.GB1346规定： t初45min t终6.5h,(三)体积安定性,定义: 是水泥硬化后因体积膨胀而产生不均匀变形 的性质。体积安定性不良的水泥应作废品处理。 原因: 熟料中含游离氧化钙（f-CaO)过多 熟料中含游离氧化镁（f-MaO)过多 石膏过多,游离氧化钙、镁膨胀原因,a.熟料中f-CaO、f-MgO都是过烧的， 结构致密，水化很慢； b.水泥硬化后才吸收孔隙中水分熟化： CaO+H2O=Ca(OH)2 MgO+H2O=Mg(OH)2 c.体积膨胀97以上，从而引起不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。,四.水泥石的腐蚀,定义水泥石在外界侵蚀性介质（软水、含酸、含盐、含碱等）的作用下结构受到破坏，强度降低的现象称为水泥石的腐蚀。 表现形式： 体积膨胀膨胀型腐蚀 体积收缩溶出型腐蚀,(一)水泥石腐蚀的原因,内因水泥石存在不稳定的Ca(OH)2和介稳的水化硫铝酸钙； 外因环境中有害介质（软水、酸、盐等）的存在； 联系水泥石中的孔缝系统，产生有害介质的侵蚀、交换作用。 长期性、后期加剧性,(二)水泥石腐蚀的防止,措施： 根据侵蚀环境特点,合理选用水泥品种； 提高水泥石的密实度； 加作保护层石材、陶瓷、沥青,五、硅酸盐水泥的应用,常用于： 重要结构的高强混凝土和预应力混凝 土工程 要求凝结快的现场浇注的混凝土工程 冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程 不宜用于： 受流动的软水和有水压作用的工程 受海水和矿物水作用的工程 大体积工程 耐热、耐酸工程,4.2 掺混合材的硅酸盐水泥,定义凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量的混合材料和适量的石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料，均属掺混合材的硅酸盐水泥。 掺入目的： a.改善水泥的性能 b.增加品种 c.提高产量 d.节约熟料， e.降低成本,一、混 合 材 料,定义在水泥生产过程中，为改善水泥 性能，调节水泥标号，扩大使用范围而 掺入的天然或人工的矿质原料称为混合材。 分类： 活性混合材具有火山灰性或潜在水硬性的材料，如矿渣、粉煤灰等。 非活性混合材不具有潜在水硬性的材料，如石灰石粉、慢冷矿渣等,非 活 性 混 合 材,a.这类材料本身不具有潜在的水硬性或火山灰性，与水泥矿物组成不起化学作用 b.掺入目的：扩展水泥标号、降低水化 c.常用的有：磨细的石英砂、石灰石粉 磨细的高炉矿渣、尾矿粉,二、掺混合材的硅酸盐水泥,1、普通硅酸盐水泥代号P.O Ordinary Portland Cement 硅酸盐水泥熟料(615)%混合材石膏 后磨细制成的水硬性胶凝材料 标号（GB175-1999） 32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5 性质：同硅酸盐水泥相近,硅酸盐水泥的技术要求,2.硅酸盐水泥的技术要求 (1)细度 筛孔尺寸为80m的方孔筛的筛余不得超过10%,否则为不合格 (2)凝结时间 初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于10h (3)标号 根据3和28的抗压强度和抗折强度,将普通硅酸盐水泥划分为325,425,525,625等四个标号,3.普通硅酸盐的特性,普通硅酸盐与硅酸盐性质差异: (1)早期强度略低 (2)耐腐蚀性销好 (3)水化热略 (4)抗冻性和抗掺性略差 (5)耐磨性略差,三种水泥的共性,矿渣、火山灰质、粉煤灰硅酸盐水泥 凝结硬化速度慢，早期强度低，后期强度高； 水化放热速度慢，放热量低； 对温度敏感性高，温度低时影响强度发展； 抗软水、SO42+的腐蚀性好；矿渣水泥耐热性好 适于水下、大体积混凝土结构和蒸养的混凝土 构件； 不适于抗冻、干燥地区的混凝土工程。,五种常用水泥的主要性能,22,4.3 高 铝 水 泥,定义:高铝酸水泥属于铝酸盐类水泥,它是由绿矾土和石灰石为原料,经高温熔融煅烧所得的以铝酸钙为主要成分的熟料,经磨细而得的水硬性胶凝材料. (一)技术要求: (1)细度 筛孔尺寸为80m的方孔筛的筛余不得超过10%,否则为不合格,(2)凝结时间 初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于10h (3)标号 根据3和28的抗压强度和抗折强度,将普通硅酸盐水泥划分为325,425,525,625等四个标号,高铝水泥