水硬性胶凝材料.ppt

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1、第二章第二章 胶凝材料胶凝材料本章主要内容本章主要内容通用水泥通用水泥特性水泥特性水泥专用水泥专用水泥第二节第二节 水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料一、定义一、定义 水泥是一种粉末状水硬性胶凝材料，不仅能在空气中硬化，而且能更好地在水中硬化，保持发展其强度。二、水泥适用范围二、水泥适用范围 不仅适合用于干燥环境中的工程部位，而且也适合用于潮湿环境及水中的工程部位。三、水泥的分类三、水泥的分类水 泥通用水泥专用水泥特性水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥石灰石硅酸盐水泥如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大坝水泥等（一）按用途和性能分（一）按用途和性

2、能分一般土木工程专用工程按快硬性分快硬水泥、特快硬水泥按水化热分中热水泥、低热水泥中抗硫酸盐腐蚀、高抗硫酸盐腐蚀水泥按抗硫酸盐腐蚀性分按膨胀性分膨胀水泥、自应力水泥对混凝土某些性能有特殊要求的工程（二）按矿物成分分水泥种类水泥种类主要主要矿物成分矿物成分主主 要要 品品 种种硅酸盐水泥硅酸盐水泥硅酸钙硅酸钙绝大多数通用水泥、专用水绝大多数通用水泥、专用水泥和特性水泥泥和特性水泥铝酸盐水泥铝酸盐水泥铝酸钙铝酸钙高铝水泥、自应力铝酸盐水高铝水泥、自应力铝酸盐水泥、快硬高强铝酸盐水泥等。泥、快硬高强铝酸盐水泥等。硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥无水硫铝酸钙无水硫铝酸钙硅酸二钙硅酸二钙有自应力硫铝酸盐水泥、低

3、有自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、快硬硫碱度硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥等铝酸盐水泥等铁铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥铁相、无水硫铁相、无水硫铝酸钙、硅酸铝酸钙、硅酸二钙二钙有自应力铁铝酸盐水泥、膨有自应力铁铝酸盐水泥、膨胀铁铝酸盐水泥、快硬铁铝胀铁铝酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥等酸盐水泥等四、水泥的生产工艺 硅酸盐水泥的生产工艺“两磨一烧”工艺 生产水泥的方法主要有干法立窑生产和湿法回转窑生产两种；硅酸盐水泥分为：型硅酸盐水泥（不掺混合材料）和型硅酸盐水泥（掺不超过5%混合材料）。石灰石粘 土铁矿粉生 料石 膏硅酸盐水泥混合材料熟 料按比例混合磨细13501450煅烧磨细五、硅酸盐水泥的主要

4、原料 硅酸盐水泥是以硅酸钙为主要成分的各种水泥的总称。1、熟料的矿物组成水泥熟料矿物硅酸二钙铁铝酸四钙铝酸三钙硅酸三钙2CaOSiO2，C2S4CaOAl2O3Fe2O3，C4AF3CaOAl2O3，C3A3CaOSiO2，C3S加热1000C生料分解CaOSiO2Al2O3Fe2O31450C 2、水泥熟料矿物的主要特性矿物名称矿物名称缩写符缩写符号号含量范含量范围（质围（质量）量）水化反水化反应速度应速度水化水化热高热高低低强度强度 发展发展强强度度后后期期干干缩缩抗抗蚀蚀性性硅酸三钙硅酸三钙C3SC3S36366060快快多多快快高高中中差差硅酸二钙硅酸二钙C2SC2S15151717慢

5、慢少少慢慢高高小小好好铝酸三钙铝酸三钙C3AC3A20%20%左左右右最快最快最多最多最快最快低低最最大大差差铁铝酸四铁铝酸四钙钙C4SFC4SF较快较快较多较多中中低低小小较较好好 C3A水化和凝结硬化速度最快，在运输、搅拌、浇筑无法操作。为便于施工，加入石膏起缓凝作用。讨论：改变矿物的含量对水泥会有什么影响。1、要求用高强水泥怎么办？提高C3S的含量 2、用低热水泥怎么办？（大坝水泥）降低C3S、C3A的含量 石膏：在水泥生产过程中，为调节水泥的凝结时间，应在水泥中加入适量石膏作为缓凝剂。混合材料：指在水泥过程中，为发送水泥性能，调节水泥强度等级而回到水泥中的矿物质材料。如：粒化高炉矿渣、

6、火山灰质混合材料、粉煤灰、高钙粉煤、石灰石、窑灰等。名称名称硅酸盐水泥PI PII普通硅酸盐水泥P.O矿渣水泥P.S火山灰水泥P.P粉煤灰水泥P.F强度强度42.5(R)-62.5(R)32.5(R)-52.5(R)定义定义05%615%2070%2050%2040%特点特点共性共性个性个性快硬早强、快硬早强、水化热高、水化热高、耐冻好、耐耐冻好、耐热差、抗腐热差、抗腐蚀差蚀差早强、水化热早强、水化热较高、耐冻较较高、耐冻较好、耐热较差、好、耐热较差、抗腐蚀较差抗腐蚀较差早期强度低、水化热低、抗腐蚀性早期强度低、水化热低、抗腐蚀性好、抗冻性差好、抗冻性差耐热好耐热好抗渗好抗渗好干缩小干缩小应用

7、应用快硬早强工快硬早强工程、配制强程、配制强度较高的砼度较高的砼地上、地下、地上、地下、水中钢筋砼、水中钢筋砼、预应力砼、早预应力砼、早强、建筑砂浆强、建筑砂浆大体积工程、蒸汽养护构件、一般大体积工程、蒸汽养护构件、一般砼工程、配制建筑砂浆砼工程、配制建筑砂浆配耐砼配耐砼有抗渗要求有抗渗要求的砼的砼不适用不适用大体积砼工程、受化学侵蚀大体积砼工程、受化学侵蚀水和压力水工程水和压力水工程早强工程、严寒地区早强工程、严寒地区干燥环境、干燥环境、有耐磨要求有耐磨要求的工程的工程在抗化要在抗化要求的砼求的砼硅酸盐水泥的特性和适用范围(通用水泥）五、水泥的凝结硬化初凝：水泥加水拌合起至水泥浆逐渐变稠开始

8、失去塑性，这一过程称初凝。终凝：水泥加水拌合起至完全失去塑性。影响水泥凝结硬化的因素 1、温度、湿度 温度高 水化速度快，凝结硬化快，强度增长越快，反之则慢。干燥情况时，水化停止，不增长。2、龄期（时间）实践证实，完成水泥水化、水解过程，需要几年、几十年的时间。一般水泥在开始37d内，水化速度快，所以强度增长快。大致28d可以完成水泥水化这个过程的基本部分 ，以后显著减缓，强度增长也极为缓慢。六、水泥的技术性能1、密度与表观密度（见书中表格）2、细度：细度是指水泥颗粒的粗细程度。过细：遇水接触表面积大，水化作用快且充分，早期强度增高。但硬化时收缩大，易裂缝。且磨得越细，能耗大，水泥成本高。过粗

9、：与水接触不充分，反应慢，不彻底。所以，细度应适宜。用80um(0.08mm)方孔筛，筛余物小于等于15%。3、标准稠度用水量：指水泥净浆达到标准稠度时所需的拌合用水量。4、凝结时间：凝结时间 分为初凝时间和终凝时间。初凝时间是从加水至水泥浆 开始失去塑性的时间；终凝时间是从加水至水泥浆完全失去塑性的时间。水泥初凝时间不宜过早，以便施工时有足够的时间，保证施工工艺需要（如混凝土搅拌、运输和浇捣所需的时间）；终凝时间不宜过迟，以免影响水泥硬化后的性质和拖延工期，影响工程进度。28+-2mm3335mm 水泥初凝时间不不达标作废品处理，终凝时间不达标，不合格、次品，降低使用。国家标准GB17519

10、99规定：硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于6.5h。普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥的 终凝不得迟于10h。5、体积安定性（1）定义：体积安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。水泥在硬化过程中体积变化不稳定，即为体积安定性不良。使结构产生膨胀性裂缝，甚至破坏。原因：熟料中含有过量的游离氧化钙（fCaO），或含有过量的游离氧化镁（fMgO）；生产水泥时掺入的石膏过量。体积安定性不良的水泥严禁用于工程中。6、强度 强度是确定水泥等级的指标，也是选用水泥的主要依据。制成40mm40mm160mm的标准试件，在标准条件（养护箱温度为203，相对湿度90以上；202的水中）下

11、养护。根据水泥品种不同，分别测定3d、28d的抗折强度和抗压强度，以28的抗压强度为依据，确定水泥强度等级。硅酸盐水泥的强度等级划分为42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R共六个等级。7、水化热 水泥与水混合后，水泥颗粒表面与水发生水解，称水化。水泥在水化过程中放出一定的热量，称水化热。七、水泥的保管和使用 1、散装水泥宜在仓罐中贮存，不同品种和强度等级不得混仓，并应定期清仓。在库内贮存时，水泥库存的地面和外墙内侧应进行防潮处理。2、袋装水泥的贮存 （1）库房内贮存 在面应有防潮措施。库内应保持干燥，防止雨露侵入。堆放时，按品种、强度等级（或标号）、出厂编号、到货先后或使用顺序排列成垛。高度不超过12袋为宜。垛应至少离开四周墙壁20cm，垛之间应留宽度不小于70cm的通道。（2）露天堆放 在距地面不少于30的垫板上堆放，垫板下不得积水。必须用苫布覆盖严密，防止雨露侵入使水泥受潮。3、贮存期限 一般贮存三个月以上，强度约降低成1020；六个月约降低成1530；一年后约降低2540。对已进场的每批水泥视存放情况，应重新采集试样复验其强度和安定性。