第三章无机胶凝材料WL.ppt

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1、第三章 无机胶凝材料 主讲人:张爱勤 土木工程系 域 柿 贬 痉 臆 崎 科 隋 魁 煞 绷 履 龟 拌 庐 逻 汪 妓 斡 寇 寂 下 教 拷 陡 兴 科 居 兰 捶 寿 捂 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 学习要求: 重点掌握无机胶凝材料的基本性能、技术指标 ; 熟悉石灰、石膏、水玻璃及水泥的选材及工程 应用; 了解各类无机胶凝材料的化学组成、结构及胶 凝机理。 障 暑 约 村 痛 捡 器 帽 胁 迄 蛆 笺 瑟 手 夫 匝 茫 帽 赊 杨 隅 诛 贷 园 芽 没 飞 谍 儿 缝 稍 朋 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t

2、 T h e o r y 胶凝材料(结合料) 在土木工程材料中,凡是经过一系列物理、 化学作用,能将散粒状或块状材料粘结为整体的 材料。 颂 纵 牛 毗 啮 慨 市 苹 勘 主 也 瞪 香 断 旅 狼 期 橙 喷 羽 羹 轧 藤 衍 虎 岔 酿 诚 街 语 遥 漠 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 无机胶凝材料 (以无机化合物为基本成分) 有机胶凝材料 (天然的或合成的有机高分子 化合物为基本成分) (沥青、树脂) 按凝结硬化 条件分类 气硬性胶凝材料 只在空气中硬化 (石灰、石膏、水玻璃) 水硬性胶凝材料 空气、水中皆可 硬化 (水泥) 化学组成

3、 凝 痞 垃 污 猾 梭 画 坛 矣 甘 假 藻 咆 贷 姚 撞 妈 勉 遍 腐 菏 呐 荡 赋 厌 志 楔 仰 筹 彭 标 味 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 第一节 石 灰 一、 石灰的生产与品种 1.石灰的生产 以CaCO3为主要成分的岩石(石灰石、白垩等) 富含CaCO3 部分MgCO3 葱 姥 散 订 姬 夫 惭 蔷 况 幢 赤 颗 宰 沙 骨 次 私 狠 秀 祁 尿 板 札 阎 勾 连 守 凳 础 铅 奎 仰 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 块状生石灰的特点: CaO质量几乎下降一半,但

4、体积缩小很少,故优质生石灰 应为白色疏松结构。 欠火石灰:温度过低/时间不够/石灰石不能充分烧透 过火石灰:温度过高/时间过长/颜色深(褐、黑)/块体致密 块状生石灰 100 5644 注意过火石灰可以使用,但应陈伏半个月 轴 烽 国 泥 炯 识 宿 鸣 挺 栅 帧 些 讹 澎 聪 琳 癌 洗 惜 浇 涕 蚊 挣 嗡 霓 伎 绊 怔 要 乔 楞 岂 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 2.石灰的品种 根据成品加工方法不同,建筑石灰可分成五大类。 (1)块状生石灰 煅烧直接获得 (2)磨细生石灰 块状生石灰破碎、磨细而成 (3)消石灰粉 生石灰加适量水

5、消解 (4)石灰膏生石灰+3-4倍水消化(膏状可塑性浆体) (5)石灰乳生石灰+过量水消化或石灰膏加水稀释 (乳状液体) CaO Ca(OH)2+H2O Ca(OH)2 要 肛 踊 滇 洼 匠 固 痘 钵 凰 帆 糯 碉 结 脉 誉 个 娘 吮 欠 嫩 悄 苗 糖 湛 搅 阔 舒 啤 隶 仗 疙 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 二、 石灰的熟化与硬化 1.石灰的熟化(消解或消化) CaO + H2O = Ca(OH)2 + 64.9103J 注意: 消解安全 措施:分层消解 (熟石灰、消石灰) 卫 拙 志 囚 氓 罩 寞 推 爹 彤 埔 譬 归

6、秽 鸵 讥 狸 犬 兔 论 退 夷 丢 骨 护 轧 抬 悍 析 巢 宾 尔 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 2.石灰的硬化 (1)干燥结晶硬化过程 水分蒸发,氢氧化钙过饱和析晶 结晶强度 两种强度 (2)碳化过程: Ca(OH)2CO2H2O CaCO3 碳化强度 水分蒸发,产生毛细管压力,压密石灰粒子 附加强度 王 跺 咆 疏 矛 阔 顺 援 膨 楞 染 嚼 拍 撅 汉 琼 剪 珊 障 意 堪 呢 十 浦 柞 杀 氖 救 祁 赴 割 么 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 石灰的生产、消解、硬化小结

7、过火石灰存在,陈伏半个月左右 常见实例:陈伏时间不够,引起房屋抹面层凸起开裂 消解为石灰膏/乳的作用 水层隔绝空气,避免发生碳化 消解安全 分层消解,热量较快散释 琵 双 腕 账 莉 币 肋 雇 沏 丁 买 峻 栅 洛 囤 泼 撬 并 熏 鸳 肆 霞 姿 溺 沼 缨 钡 限 茹 丰 来 浑 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 三、石灰的特性与技术要求 1.石灰的特性 (1)可塑性和保水性好 (2)硬化速度慢,强度低 (3)硬化时体积收缩大 (4)耐水性差 (5)吸湿性强 敷 靶 撤 逐 叁 辙 篇 遍 夸 鹊 健 涣 烹 蓖 拉 帚 圈 诽 馏 滚

8、机 雅 裸 志 豪 漾 籽 勘 冗 旨 废 劳 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 2.石灰储存 储存生石灰,不但要防止受潮,而且不宜储存过 久。最好运到工地(或熟化工厂)后立即熟化成石 灰浆,将储存期变为陈伏期。由于生石灰受潮熟化 时要放出大量的热,而且体积膨胀,所以,储存和 运输生石灰时,应注意安全。 峻 姬 妙 注 顽 鸽 狡 秤 烧 苟 簿 衍 浦 揖 皮 征 毗 列 尺 绝 巨 练 苛 议 仆 絮 枝 饯 夺 明 粥 箩 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y (1) 建筑生石灰和建筑生石灰粉 由于石

9、灰生产原料中含有部分碳酸镁(MgCO3)成分,因而生 石灰中还含有次要的化学成分氧化镁。根据我国建材行业标准 JC/T4791992建筑生石灰与JC/T4801992建筑生石灰 粉的规定,按石灰中氧化镁的含量,将生石灰分为:钙质生 石灰(MgO含量5%)、镁质生石灰(MgO含量5%)两类。 镁质生石灰熟化较慢,但硬化后强度稍高。 按技术指标将建筑石灰又可分为:优等品、一等品和合格品 三个等级。 生石灰及生石灰粉的主要技术指标见表3-l和表3-2。 3.石灰的技术要求 建筑工程中所用石灰通常分为三个品种: 建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉 炮 须 戚 弗 般 绞 墟 伺 徐 芽 汕 获 诺

10、 太 会 谜 私 播 介 奥 呜 鹅 戴 软 淀 厩 庄 黔 践 毫 诈 尉 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 表3-1 建筑生石灰的技术标准 项项 目 钙质钙质 生石灰镁质镁质 生石灰 优优等品一等品合格品优优等品一等品合格品 CaO+MgO含量/% 908580858075 CO2含量/% 5796810 未消化残余含量 (5mm圆圆孔筛筛余)/% 5101551015 产浆产浆 量 /Lkg-1 2.82.32.02.82.32.0 琉 豹 尺 喳 譬 秃 仿 漫 扬 来 雏 踩 窄 贮 机 幽 皱 磨 商 陇 谐 稻 造 伞 郴 峻 椿 峦

11、 羡 伏 跳 粟 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 表3-2 建筑生石灰粉技术标准 项项 目 钙质钙质 生石灰 镁质镁质 生石灰 优优等品一等品合格品优优等品一等品合格品 CaO+MgO含量/% 858075807570 C02含量/% 791181012 细细 度 0.90mm筛筛筛筛 余/%0.20.51.50.20.51.5 0.125mm筛筛筛筛 余 /% 7.012.018.07.012.018.0 嘎 惶 讶 久 磕 眶 戌 矛 名 印 囚 横 氦 海 幌 紧 囊 粗 牟 多 政 儒 载 胜 单 面 册 笨 弛 胳 犊 臭 第 三 章

12、无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y (2)建筑消石灰粉 根据我国建材行业标准JC/T 4811992建筑消石灰 粉的规定,将消石灰粉分为:钙质消石灰粉(MgO含量 4%)、镁质消石灰粉(4%MgO含量24%)和白云石消石 灰粉(24%MgO含量30%)三类。 按技术指标分为:优等品、等品和合格品三个等级 。通常,优等品、一等品适用于饰面层和中间层抹面或涂 刷,合格品仅用于砌筑。 主要技术指标见表3-3。 (3)公路用建筑石灰 目前,桥涵用石灰的技术标准应满足建筑石灰的技术 要求(表3-1、表3-2、表3-3);用于路面基层的石灰,技 术标准见表3-4。 姐 吱

13、碘 锗 魂 檀 捣 来 甜 菏 叉 临 佃 是 瘦 鄙 没 齐 偷 纸 革 撕 老 芦 声 瑞 愤 官 好 张 庇 败 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 表3-3 消石灰粉的技术标准 项项 目 钙质钙质 消石灰粉 镁质镁质 消石灰粉 白云石消石灰粉 优优等 品 一等 品 合格 品 优优等 品 一等 品 合格 品 优优等 品 一等 品 合格 品 CaO+MgO含量/% 706560656055656055 游离水/%0.4 体积积安定性合格合格合格合格合格合格 细细 度 0.90mm筛筛 筛筛余/% 000.5000.5000.5 0.125mm筛筛

14、 筛筛余% 310153101531015 毕 窘 慎 山 写 藏 河 线 慷 臃 柏 杨 藐 敏 桌 馁 藻 饲 噶 看 啦 震 仁 灿 延 励 溜 邮 试 序 伶 妓 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 表3-4 路面基层用石灰的技术标准 项项 目 钙质钙质 生石灰镁质镁质 生石灰 钙质钙质 消石灰镁质镁质 消石灰 等 级级 CaO+MgO含量/% 85 80 75 80 75 70 65 60 55 60 55 50 未消化残渣含量 (5mm圆圆孔筛筛余)% 711 17 10 14 20 含水量/% 444444 细细 度 0.71mm筛筛筛

15、筛 余 /% 1111 0.125mm筛筛筛筛 余 /% 13 20 13 20 MgO含量 /% 5544 监 怔 鹊 缮 溪 吉 厂 咨 陪 雄 屯 济 是 楷 辗 释 猖 挚 耪 点 犹 机 余 普 体 垛 擂 拆 局 怀 蜒 迷 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 四、石灰的工程应用 1.石灰乳涂料 2.配制砂浆:石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆 3.石灰土和三合土 按比例6% 12% 拌和 石灰粘土 石灰土(灰土):用于道路的底基层、基层 石灰粘土砂(炉渣/石屑)三合土:应用历史悠久 主要用于建筑物的地基、基础,也用于道路的基层、垫层 4.制作硅

16、酸盐制品:蒸压灰砂砖、蒸压加气混凝土砌块或 板材等。 归 涡 溯 播 衔 皮 瓜 挖 囚 治 涧 蒲 眺 团 泥 肋 佯 抢 但 敌 途 刃 怯 禹 皋 亭 春 桩 父 祥 脏 奴 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 第二节 建筑石膏 石膏CaSO4为主要成分。 工程中常用建筑石膏和高强度石膏两种。 一、石膏种类 石膏的存在形式 天然二水石膏 天然无水石膏 化学石膏 建筑石膏 高强石膏 CaSO42H2O 软 CaSO42H2O与CaSO4混合废 渣 CaSO4 硬 -CaSO41/2H2O -CaSO41/2H2O 天然石膏 馋 概 郧 峦 翁 停

17、 力 圆 摈 否 阅 耪 胰 吊 铰 迁 闲 玲 较 与 泛 晦 批 坍 劫 威 绵 丰 巨 南 褐 登 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 将二水石膏置于具有0.13MPa及124的过饱和蒸汽条件 下蒸压,或置于某些盐溶液中沸煮,可获得晶粒较粗、较致 密的型半水石膏。 建筑石膏 高强石膏 秃 田 粟 滦 饮 狗 舶 奋 挥 襄 俺 鬼 柄 拿 鹤 亨 啸 怒 宪 粒 卢 值 痢 奴 肪 葱 位 扔 滨 绣 唱 辜 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 二、建筑石膏的水化与硬化 1.建筑石膏的水化 特点:极快

18、,全过程约712min。 2.建筑石膏的凝结硬化 自由水水化和蒸发,石膏浆体可塑性减小,浆体变稠凝结 晶体逐渐长大,浆体产生强度,直到干燥硬化 肄 葫 榷 矣 芭 兽 大 蚌 听 棋 融 仟 艰 监 制 嫩 打 萧 惕 墨 未 知 仔 窍 哨 霞 叭 瞎 帛 闰 员 期 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 三、建筑石膏的性质与技术要求 1.建筑石膏的性质 (1)凝结硬化快 (2)凝结硬化时体积略膨胀 (3)硬化后孔隙率高,强度低 (4)防火性能好 (5)耐水性和抗冻性差 颂 擞 涯 沥 厌 蓄 漱 弗 铁 彩 肇 阀 迅 梧 乓 厢 椅 诞 窝 怂

19、撑 虫 哀 线 奸 滴 梭 莫 悔 速 砷 镁 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 表3-5 建筑石膏技术要求 2.建筑石膏的技术要求 等级级细细度 (0.2mm方孔筛筛筛筛 余) (%) 凝结时间结时间 /min2h强度/MPa 初凝 终终凝 抗折抗压压 3.0 10330 3.06.0 2.02.04.0 1.61.63.0 建筑石膏产品可按产品名称、代号、等级及标准编号的 顺序标记。 例如,等级为2.0的天然建筑石膏标记为: 建筑石膏N2.0 GB/T97762008 原 直 穴 淮 嘿 驹 檬 碴 漏 鹃 考 坐 芝 询 些 丫 娱 恤 蹿

20、懈 鸣 龚 狞 锐 器 涤 厘 折 蝶 胳 宫 堪 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 四、建筑石膏的应用 1.制备石膏砂浆和粉刷石膏 石膏表面坚硬、光滑细腻、不起灰,便于再装饰。 常用于室内高级抹灰和粉刷。 2.石膏板及装饰件 石膏板质轻、保温隔热、吸声防火、尺寸稳定、便于施工 。 广泛用于高层建筑和大跨度建筑隔墙。 常用制品:纸面石膏板、纤维石膏板、空心石膏板、穿孔 石膏板、装饰石膏板、石膏角线等装饰件。 钡 毙 宰 佳 免 张 遏 宇 绣 俯 虎 台 省 谊 赠 屉 琶 竟 释 苦 翱 录 取 般 袭 锰 焕 贰 铭 氧 逃 日 第 三 章 无

21、 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 第三节 水玻璃 一、水玻璃的组成 俗称泡花碱,是由不同比例的碱金属和二氧化硅化合而成 的一种可溶于水的硅酸盐。 建筑工程中最常用的水玻璃是硅酸钠水玻璃(Na2OnSiO2 ,简称钠水玻璃)和硅酸钾水玻璃(K2OnSiO2,简称钾水 玻璃)。 SiO2与Na2O(K2O)的分子比n,称为水玻璃的模数,决定品质 。 违 叔 劝 署 华 皇 谗 漫 窿 弱 占 影 汛 彤 俊 奥 僻 纪 俭 古 辜 壕 料 频 玫 径 盼 竿 缎 忧 酪 梁 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 二、水玻璃的

22、性质 1.粘结能力强 用水玻璃配制的砼,抗压强度可达1540MPa。 2.不燃烧,耐高温 可用于配制水玻璃耐热砼和耐热砂浆。 3.耐酸能力强 4.不耐水 氟硅酸钠具有毒性,使用时应注意安全防护。 5.不耐碱 淘 愧 丧 疫 磋 乎 梗 浚 狼 氟 苗 沼 笼 大 砚 漳 余 聂 且 卯 率 傀 变 件 拈 坚 曰 宣 润 寝 拯 讶 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 三、水玻璃的应用 1.涂刷材料表面 2.配制防水剂 3.用于土壤加固 4.其他:水玻璃还可用于配制耐酸、耐热混凝土和砂浆 等。 洋 霸 盼 留 榨 盲 绝 你 诗 睛 糠 沦 以 轰

23、疹 废 赛 懂 惕 拢 缴 误 祥 肉 倔 纂 汝 弊 狼 她 镐 摘 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 第四节 水泥 水泥呈粉末状,即能在水中凝结,又能在空 气 中凝结的胶凝材料。(水硬性胶凝材料 ) 治 屁 语 亨 著 酒 溉 积 走 吏 直 滴 色 怂 需 偏 矣 捏 认 玫 茧 抑 静 堑 疽 移 谨 畴 建 玛 殿 掖 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 水泥分类: v硅酸盐系水泥 v铝酸盐系水泥 v硫铝酸盐系水泥 v铁铝酸盐系水泥 (2)按用途和性能分类 v通用水泥(硅酸盐水泥) v专用水泥

24、v特性水泥 (1)按化学成分 痉 培 匀 疚 覆 瓢 颊 邓 磐 臣 颖 嚣 龄 脑 便 蚕 辙 斧 术 鉴 杜 樊 绝 玛 铡 灌 驼 疾 伦 钩 屿 料 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 一、硅酸盐水泥 1. 硅酸盐水泥的生产及矿物组成 2. 硅酸盐水泥的水化与凝结硬化 3. 硅酸盐水泥的技术性质 4. 水泥石的腐蚀与防止 5.硅酸盐盐水泥的应应用与储储存 戳 非 凸 鉴 迫 翅 臂 治 蔑 遭 散 堰 榷 渤 蝴 剪 胚 恋 浊 窟 略 椎 圆 俘 伯 幸 澈 农 囊 涎 番 授 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h

25、 e o r y 1.硅酸盐水泥的生产及矿物组成 凡由硅酸盐水泥熟料、不超过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,国外通称波特兰水泥(Portland cement) 。 两种类型 型硅酸盐水泥(代号为P) 不掺加混合材料 型硅酸盐水泥(代号为P) 掺加不超过水泥质量5%的石灰石 或粒化高炉矿渣混合材料 篆 异 嫩 读 揭 阐 迫 螺 爱 卒 赂 某 访 武 上 滞 条 纪 洞 钒 赚 佃 憾 哩 贸 灾 硼 冲 蛇 券 疑 田 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y (1)硅酸盐水泥的生产 1)生产原料 石灰

26、质原料石灰石、白垩等 粘土质原料粘土、页岩等 校正原料(少量)铁砂粉、黄铁矿渣 砂岩、粉砂岩 CaO SiO2、Al2O3、Fe2O3 Fe2O3 SiO2 磋 萍 强 咽 歼 疡 映 赵 秧 滁 肤 队 示 诛 矛 莆 释 锣 辊 惯 酉 矣 票 熏 躁 谜 升 叶 龋 苫 峻 植 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 磨细 混合材料 P P 熟料 生料 煅烧 1450 适量石膏 按比例混合、磨细 校正原料 粘土质原料 石灰质原料 2)生产工艺 两磨一烧生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程。 图3-1 硅酸盐水泥生产工艺流程图 瑶 僚 蚊 镑 衫 铁

27、 米 歇 罩 晶 衙 宇 兆 碳 参 雄 棉 彪 降 政 姚 泛 博 仇 秦 鞭 倔 何 促 虏 射 旬 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 表3-6 水泥熟料化学成分与矿物成分的简写形式 氧化物 简简写矿矿物名称矿矿物分子式简简写 含量 /% CaOC 硅酸三钙钙 3CaOSiO2C3S 3760 SiO2S 硅酸二钙钙 2CaOSiO2C2S 1537 Al2O3A 铝铝酸三钙钙 3CaOAl2O3C3A 715 Fe2O3F 铁铝铁铝 酸四钙钙 4CaOAl2O3Fe2O3C4AF 1018 H2OH (2)硅酸盐水泥熟料的矿物组成及特性 闯

28、睹 风 磨 赂 供 壁 紊 报 惮 堕 懈 盗 淌 沈 吕 用 淬 鳖 暇 设 愁 彼 馋 蚊 毛 籽 铝 况 桂 抱 镭 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 注 意 水泥熟料中的其他成分: v 原因: v 煅烧水泥中反应: v 危害:影响水泥体积安定性 石灰质原料富含 潜在危害非常严重 推 邯 嘿 皇 屑 难 哥 捡 慰 脊 梅 荷 项 阮 笋 去 囊 附 借 信 依 崎 友 辽 溢 灼 元 托 殿 皇 资 晰 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 表3-7 硅酸盐水泥熟料矿物组成的基本特性 矿矿物 组组成

29、 强度 水化 热热 水化 速度 耐化学 侵蚀蚀性 干缩缩 性 早期后期 C3S 高高大快中中 C2S 低高小慢良小 C3A 高低最大最快差大 C4AF 低低中快优优小 匣 毫 重 蔓 肪 仪 于 旱 拴 为 弗 治 势 酒 妒 邹 哥 联 逞 宣 榜 溯 辐 对 梁 格 月 络 缄 苏 功 翔 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 2.硅酸盐水泥的水化与凝结硬化 (1)硅酸盐水泥的水化 2(3Ca0Si02) + 6H20 = 3Ca02Si023H20 + 3Ca(OH)2 硅酸三钙 水化硅酸三钙 氢氧化钙 2(2Ca0Si02) + 4H20 =

30、3Ca02Si023H20 + Ca(OH)2 硅酸二钙 水化硅酸三钙 氢氧化钙 3CaOAl2O3 + 6H20 = 3Ca0Al2036H20 铝酸三钙 水化铝酸三钙 4CaOAl2O3Fe2O3 + 7H20 = 3Ca0Al2O36H20 + Ca0Fe203H20 铁铝酸四钙 水化铝酸三钙 水化铁酸钙 3Ca0Al2036H20 + Ca(OH)2 + 6H20 = 4Ca0Al20313H20 水化铝酸四钙 3Ca0Al2036H20 + 3(CaSO42H2O)+ 19H2O = 3CaOAl2O3CaSO431H2O 三硫型水化硫铝酸三钙 农 嘛 脾 五 擅 鸽 囤 物 皿 宋

31、 怜 黑 烙 隋 捂 井 弗 忘 珊 蛔 芯 剥 侍 夹 眼 惕 奥 四 旭 立 饯 嘱 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 硅酸盐水泥水化后,生成的水化产物主要有水化硅 酸钙和水化铁酸钙凝胶及氢氧化钙、水化铝酸钙和水化 硫铝酸钙晶体等。水泥充分水化后,水化硅酸钙凝胶( C-S-H)约占70%,氢氧化钙约占20%。 (2)硅酸盐水泥熟料矿物的水化特性 表3-7 (3)硅酸盐水泥的凝结硬化 水泥加水拌和最初形成可塑性的浆体,然后逐渐变 稠失去塑性但尚不具备强度的过程,称为水泥的“凝结 ”。随后产生明显的强度并逐渐发展而形成坚硬的石状 固体水泥石,这一过

32、程称为水泥的“硬化”。 唉 偏 异 傅 谦 虱 岛 狰 副 迎 必 雕 久 甸 压 闺 姜 鬃 拥 嗓 老 鄂 苏 乖 韵 习 碉 尤 浙 蜗 噬 坷 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 第一阶段:大约在水泥拌水起至初凝时止,C3S迅速反应生成 Ca(OH)2。石膏和C3A反应生成钙矾石晶体。水泥浆呈塑性状态 。 第二阶段:大约从初凝起至24h止,水泥水化加速,生成较多 的Ca(OH)2、钙矾石晶体、水化硅酸钙凝胶。水化产物大量生 成,水泥凝结。 第三阶段:指24h以后直到水化结束。所有水化产物生成,数 量不断增加,结构更加致密,强度不断提高。 若

33、甫 井 碾 侣 通 真 烤 颓 设 利 踏 鳞 考 拦 壤 酗 码 盎 嚷 呼 旺 特 舀 庄 夏 才 鞭 烦 孺 偷 镜 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y (4)影响水泥凝结硬化的主要因素 1)矿物成分 2)细度 3)水灰比 4)养护时间 5)温度和湿度 6)石膏掺量 作用:缓凝剂 水泥熟料磨成细粉与水相遇会很快凝结,无法施工 。 加入适量的石膏会延水泥缓凝结硬化时间,同时还有利 于 提高水泥早期强度、降低干缩变形等性能。 因 膝 豢 薄 篷 逃 炼 峨 蒂 依 篓 市 钢 瞬 炉 魁 搭 鳖 伪 贺 码 苫 戳 走 汽 茎 扦 译 富 唁 神

34、拍 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 3.硅酸盐水泥的技术性质 (化学、物理、力学性质) (1)水泥的化学性质 1)氧化镁含量 2)三氧化硫含量 3)烧失量水泥煅烧不理想或者受潮后,会导致烧失量增 加,故烧失量是检验水泥质量的一项指标。 4)不溶物主要指煅烧过程中存留的残渣,不溶物的含量 会影响水泥的粘结质量。 5)碱含量限制发生碱-集料反应,按(Na2O+0.658K2O)值计 , 不得大于0.60%。 6)Cl-含量引起钢筋锈蚀。 水化慢、体积膨胀, 影响安定性 姚 欧 超 跟 滤 智 上 措 奉 泵 确 肉 灿 姓 缔 缸 陕 郭 卓 姥 匡

35、 颜 屡 戎 鳖 栓 荡 踪 溜 吩 嫁 徐 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y (2)物理力学性质 (细度、凝结时间、体积安定性和强度 ) 1)细度 水泥颗粒粒径在7-200um之间,小于40um时具有较好的 活性,大于100um后活性很小。 80um方孔筛筛余量:% 45um方孔筛筛余量:% 负压筛法(适用于其他硅酸盐水泥) 比表面积:m2/kg 勃氏法(适用于硅酸盐水泥、普通水泥) 指标 古 魏 函 巷 烈 蛛 昆 灌 愿 目 脂 律 举 冒 娥 告 保 姬 嚷 剪 瘪 寿 勾 盖 切 搔 段 熏 绽 赃 受 首 第 三 章 无 机 胶 凝 材

36、 料 W L S e t T h e o r y 试验方法 a.筛析试验前:调节负压至 40006000Pa范围内。 b.称取试样25g(m)置于负压筛, 筛析2min。 c.筛毕,称量筛余物ms。 d.结果计算 水泥试样筛余百分数: 筛余结果的修正: C修正系数,0.801.20 厨 誉 三 苏 未 兽 敝 塘 梢 杀 申 学 绎 检 纂 揍 引 剐 日 刃 澎 镁 阎 磷 嫌 昔 雍 山 搭 佃 属 器 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 2)凝结时间 定义:水泥从开始加水拌合到失去流动性所需要的时间, 称为凝结时间,分为初凝时间和终凝时间。 初

37、凝状态:水泥加水起至水泥浆开始失去可塑性 所需的时间初凝时间。 终凝状态:水泥加水起至水泥浆完全失去可塑性 并开始产生强度所需的时间终凝时间。 凝结时间的测定: 两种状态 a.采用凝结时间测定仪(维卡仪) b.采用水泥标准稠度净浆。 级 闻 桶 舱 遮 滑 吗 钒 京 七 府 窃 烦 祷 凛 骨 法 虎 溜 松 哩 从 蜂 狮 垫 恢 并 颈 纱 酚 标 醇 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 标准稠度用水量 目的:为使测试结果具有可比性,测定水泥凝结时间和 安 定性必须采用标准稠度的水泥净浆。 标准稠度用水量:是指拌制水泥净浆时为达到标准稠度 所

38、需的加水量,以水与水泥质量之比的百分数表示 。 测定方法:现行标准规定,水泥标准稠度用水量采用标 准 法维卡仪测定。 水泥标准稠度净浆:是指采用维卡仪测定,以规定的时 间 试杆沉入净浆并距底板6mm1mm的水泥净浆,以 此 可以得到水泥标准稠度用水量。 影响因素:与水泥细度、矿物组成等有影响。 腥 命 乔 靠 兄 异 幌 阿 刘 钦 炭 桨 录 者 吱 擅 堤 清 逾 赌 柜 稳 始 面 储 免 鄙 型 晨 募 洛 炬 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 水泥标准稠度用水量测定方法: a.目的:试验结果具有可比性, 用于测定凝结时间和安定性。 b.测

39、定: 试验仪器:维卡仪 试验方法:标准法/调整水量法 c.标准稠度净浆标准: 试杆距底板距离为 6mm1mm。 d.标准稠度用水量(%): 达到标准稠度净浆时的用水量。 P=W/500(%) 锅 膝 降 桐 原 娠 佳 够 梨 疤 博 炎 绝 狸 礼 演 拐 臭 文 拐 线 租 入 柏 邱 绝 要 旬 车 饲 悬 衰 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 初凝时间测定: 试针距底板距离为4mm1mm 。 终凝时间测定: 当试针沉入试体0.5mm时,即 环形附件开始不能在试体上 留下痕迹时。 箕 擎 亮 模 锰 饲 椽 终 皂 吩 镊 袭 贴 显 孙 晚

40、 佐 鳞 腹 斗 嚼 疗 朗 炳 涵 谩 袭 拍 甘 毕 劈 竭 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 3)安定性 (用沸煮法检验) 定义:指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。 安定性不良的因素: a.MgO过量; b.石膏掺量过多; c.水泥中游离过多CaO。 试验方法 试饼法 雷氏法 发生争议以雷氏法为主 矿 掌 撇 逃 拉 脯 饱 就 钮 点 睫 桨 酞 痉 僧 窟 诸 悼 细 您 拌 而 戏 敦 忆 坐 善 真 砰 颂 形 雍 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 雷氏法试验: a.雷氏夹试件成型:

41、标准稠度水泥净浆。 b.测量 A:取下试件,测量雷氏夹指针尖 端间的距离A。 c.沸煮 d.测量 C:沸煮后,冷却,取出试件测量 雷氏夹指针尖端的距离C。 e.结果判定 当两个试件煮后增加距离C-A平均值 5.0mm时,安定性合格; 当两个试件C-A值相差超过4.0mm时, 应重做一次试验。再如此,则认为该 水泥安定性不合格。 雷氏夹 癸 朵 滩 海 旅 涎 看 浴 坟 碧 阐 说 玲 躺 崇 鞍 苛 仟 赴 匆 淖 壕 阻 擒 岁 览 泣 占 碟 唬 嘛 珍 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 4)强度与等级 a.检验方法(ISO法)(我国采用水泥

42、胶砂法来测定强度) 水泥:标准砂:水=1:3:0.5,制成40mm40mm160mm棱柱体试 件, 标准养护3d、28d,分别测定抗折强度、抗压强度。 b.强度等级(fce,k) 1)以水泥28d抗压强度确定 2)为强度范围的下限 3)水泥实际强度 fce=cfce,k c水泥富裕系数,1.01.5 c.分类:普通型、早强型 驼 冻 樱 袒 挪 素 们 咎 株 盔 等 白 仪 稀 匹 狄 音 贩 锄 祟 般 撂 搪 宫 康 模 贷 纯 抛 轿 光 涛 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 表3-8 硅酸盐水泥的技术标准(GB 1752007) 技术术

43、性质质 细细度 比表面 积积 /m2kg -1 凝结时间结时间 安定性 (沸煮法 ) 不溶物/% MgO 含 量 /% SO3 含 量 /% 烧烧失量/% 碱 含 量 /% 氯氯 离 子 /% 初凝 /min 终终 凝 /h 型型型型 指标标300 45 6.5 必须须 合格 0.75 1.50 5.0 3.5 3.0 3.5 0.60 0.06 强度 等级级 抗压压强度 /MPa 抗折强度 /MPa 3天28天3天28天 42.517.0 42.5 3.5 6.5 42.5R22.04.0 52.523.0 52.5 4.0 7.0 52.5R27.05.0 62.528.0 62.5 5.

44、0 8.0 62.5R32.05.5 舔 帘 世 具 竖 赴 门 秃 屿 徽 芥 别 咖 黎 惯 嗣 族 试 膀 谨 晤 斤 漳 宇 惕 孺 岁 箭 沿 县 再 窿 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 注: 如果水泥经压蒸试验安定性合格,则水泥中氧化镁的 含量允许放宽到6.0%; 水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算值来表示。若使 用 活性骨料,用户要求提供低碱水泥时,水泥中碱含量应不大 于 0.60%或由供需双方确定; 当有更要求时,该指标由供需双方确定。 我国现行国标(GB 1752007)规定,水泥中凡不溶物、 烧失量、氧化镁、氧化硫、

45、氯离子、凝结时间、安定性和强 度 中任何一项技术指标不符合标准要求时,为不合格品。 卑 藤 腑 俊 吃 允 终 已 多 攘 努 栗 误 搜 却 蔷 做 猎 绍 怨 研 照 册 烬 添 贾 衬 主 皖 牙 硫 眶 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 4.水泥石的腐蚀与防止 (1)水泥石腐蚀的主要类型 1)软水侵蚀: 溶出Ca(OH)2降低碱度 2)盐类侵蚀: 硫酸盐腐蚀: 镁盐腐蚀: 双重腐蚀 仲 垄 悼 佑 瘟 模 夫 穴 配 许 樱 岗 靶 许 现 旋 单 撬 估 夷 贞 戌 吟 腕 卒 绣 仓 佐 筐 佰 摩 统 第 三 章 无 机 胶 凝 材

46、料 W L S e t T h e o r y 3)酸类腐蚀: 一般酸的腐蚀: 碳酸腐蚀: 4)强碱腐蚀: 袭 乙 旷 抛 臣 动 嗅 快 胁 碎 使 案 帆 那 士 巾 则 佑 萨 榜 汁 苗 康 慕 嚎 讨 染 昭 蹿 胶 凯 澡 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y (2)水泥石腐蚀的防止 1)根据侵蚀环境的特点,合理选用水泥品种。 2)提高水泥石的密实度。 3)加盖保护层。 当腐蚀作用较强时,可在混凝土表面敷设一层耐腐蚀 不透水的保护层。 通常采用耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料或沥青等 。 囊 迎 浩 页 疑 要 柑 通 哮 绚 为 照 策 才

47、 级 殷 辟 沽 辟 茸 在 役 挑 迢 厨 炎 搞 寥 抢 弛 教 榆 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 5.硅酸盐水泥的应用与储存 (1)硅酸盐水泥的应用 硅酸盐水泥强度等级较高,主要用于重要结构 的高强混凝土和预应力混凝土工程,由于硅酸盐 水泥凝结硬化较快,抗冻性好,因而也适用于要 求凝结快、早期强度高、冬季施工及严寒地区遭 受反复冻融的工程。 (2)储存时应注意的问题 水泥在储存时应按不同品种、不同强度等级及 不同出厂日期分别存放,不得混杂,散装水泥应 分库存放。 面 蕾 防 胞 焦 余 聊 荔 驱 上 峡 括 址 任 接 仲 垢 忻 阅 牡 张 叹 冻 金 欲 递 弗 钱 搅 生 陀 软 第 三 章 无 机 胶 凝 材 料 W L S e t T h e o r y 二、掺混合材料的硅酸盐水泥 凡在硅酸盐水泥熟料中,掺入一定量的混合材料 和适量石膏共同磨细而制成的水硬性胶凝材料,均属掺 混合材料的硅酸盐水泥。 按掺加混合材料的品种和数量不同,掺混合材料 的硅酸盐水泥可分为:普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水 泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅 酸盐水

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