第2章无机胶凝材料(广州大学).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1.,掌握石膏、石灰等气硬性胶凝材料的硬化机理、性质及使用要点；,2.,熟悉石膏、石灰的主要用途；,3.,熟悉硅酸盐水泥、掺混合材硅酸盐水泥的矿物组成，了解硬化机理；,4.,掌握硅酸盐水泥性质、检验方法及选用原则；,5.,了解其他水泥品种及其性质和使用特点。,第,2,章 无机胶凝材料,1,第,2,章,无机胶凝材料,概 述,胶凝材料（结合料）,胶凝材料是指土木工程材料中，经过一系列物理作用、化学作用，能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料。,2,第,2,章,无机胶凝材料,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）,水硬性胶凝材料,空气、水中皆可硬化,（水泥）,3,2.1,石 膏,石膏,CaSO,4,为主要成分。,石膏的存在形式,天然二水石膏,化工石膏,天然无水石膏,建筑石膏,高强石膏,CaSO,4,2H,2,O,CaSO,4,H,2,O,与,CaSO,4,混合废渣,CaSO,4,，,硬,-CaSO,4,1/2H,2,O,-CaSO,4,1/2H,2,O,4,5,2.1.1,建筑石膏的水化,特点：极快,全过程约,712,min。,6,2.1.2,建筑石膏的水化硬化,2.,建筑石膏的凝结硬化,石膏的凝结过程,石膏浆体中的自由水分因水化和蒸发而逐渐减少，粒子总表面积增加，因而浆体可塑性逐渐减小，浆体渐渐变稠，这一过程称为凝结。,凝结可以分为,初凝,终凝,7,2.1.3,建筑石膏的技术性质和要求,1.,技术性质,密度和堆积密度小，属轻质材料,凝结硬化快,凝结硬化时体积略膨胀,硬化后孔隙率高,耐水性和耐冻性差,防火性能好,8,3.,建筑石膏的性质与技术要求,(8),2.,建筑石膏的技术要求,主要技术指标：强度、细度和凝结时间。,按强度、细度和凝结时间将建筑石膏分为优等品、一等品、合格品三个等级。,9,2.1.4,建筑石膏的应用,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。,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。,10,11,12,石膏空心条板,13,14,纸面石膏板,15,石膏罗马柱,16,答案：,B,1试分析下列工程，那些工程不适于选用石膏和石膏制品(),A,影剧院的穿孔贴面板；,B,冷库内的墙贴面；,c,非承重隔墙板。,17,2.2,石 灰,2.2.1,石灰的生产,1.,原料,以,CaCO,3,为主要成分的岩石(石灰石、白垩等),富含,CaCO,3,部分,MgCO,3,18,19,2.,煅烧,块状生石灰的特点：,CaO,质量几乎下降一半,但体积缩小很少,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,存在硬心,过火石灰：,温度过高/时间过长/颜色深（褐、黑）,块状生石灰,100,56,44,注意,过火石灰可以使用，但应陈伏,半个月,20,陈伏目的,为了消除过火石灰的危害。,陈伏过程,陈伏是指石灰乳（或石灰膏）在储灰坑中放置,14d,以上的过程。过火石灰在这一期间将慢慢熟化。,21,2.2.2,石灰分类,2.石灰的存在形成,块状生石灰,煅烧直接获得,生石灰粉,块状生石灰磨细,消石灰粉,生石灰消解,石灰膏/乳,生石灰+过量水,钙质石灰（,MgO,5,）,镁质石灰（,MgO,5,）,特点：熟化较慢，但硬化强度稍高。,1.按,MgO,含量分类,CaO,Ca(OH),2,22,23,2.2.3,石灰的熟化与硬化,1.,石灰的熟化（消化）,CaO,+H,2,O,Ca(OH),2,+Q（64.9KJ）,注意：,消解安全,措施：分层消解,24,2.2.4,石灰的熟化与硬化,2.,石灰的硬化,(1),干燥硬化,干燥硬化：,石灰浆（石灰膏）毛细孔隙失水，使得毛细管产生负压力，氢氧化钙颗粒间接触变得紧密，产生一定强度,结晶硬化：,干燥过程中氢氧化钙还会逐渐从饱和溶液中结晶析出2),碳化硬化,碳化：是指氢氧化钙与空气中的二氧化碳在有水的情况下按下式反应生成碳酸钙晶体的过程。,25,石灰的生产、消解、硬化小结,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,26,2.2.5,石灰的性质与技术要求,1.,石灰的性质,（,1,）可塑性好,（,2,）硬化较慢、强度低,（,3,）硬化时体积收缩大,（,4,）耐水性差,（,5,）生石灰吸湿性强,27,答案：,C,1生石灰使用前的陈伏处理，是为了(),A,消除欠火石灰；,B,放出水化热；,C,消除过火石灰危害。,28,2.2.6,石灰的技术要求,根据我国建材行业标准,JC/T479-92,建筑生石灰与,JC/T480-92,建筑生石灰粉、,JC/T481-92,建筑消石灰粉,的规定,，按照技术指标分为优等品、一等品、合格品三个等级。,生石灰、生石灰粉及消石灰的技术指标见表4.1、4.2、4.3。,建筑工程中所使用的石灰通常分为三个品种：建筑生石灰、,建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。,桥涵用石灰技术标准应满足建筑石灰的技术要求。,路面基层用石灰技术标准应满足,JTJ034-2000,公路路面基层施工技术规范要求，技术标准见表4.4。,29,生石灰的技术标准,项 目,钙质生石灰,镁质生石灰,优等品,一等品,合格品,优等品,一等品,合格品,CaO,+,MgO,含量/%,90,85,80,85,80,75,C0,2,含量/%,5,7,9,6,8,10,未消化残渣含量,（5,mm,圆孔筛余）/%,5,10,15,5,10,15,产浆量/,Lkg,-1,2.8,2.3,2.0,2.8,2.3,2.0,30,生石灰粉的技术标准,项 目,钙质生石灰,镁质生石灰,优等品,一等品,合格品,优等品,一等品,合格品,CaO,+,MgO,含量/%,85,80,75,80,75,70,C0,2,含量/%,7,9,11,8,10,12,细度,0.90,mm,筛筛余/%,0.2,0.5,1.5,0.2,0.5,1.5,0.125mm,筛筛余/%,7.0,12.0,18.0,7.0,12.0,18.0,31,消石灰粉的技术标准,项 目,钙质消石灰粉,镁质消石灰粉,白云石消石灰粉,优等品,一等品,合格品,优等品,一等品,合格品,优等品,一等品,合格品,CaO,+,MgO,含量/%,70,65,60,65,60,55,65,60,55,游离水/%,0.4,体积安定性,合格,合格,合格,合格,合格,合格,细度,0.90,mm,筛,筛余/%,0,0,0.5,0,0,0.5,0,0,0.5,0.125mm,筛,筛余%,3,10,15,3,10,15,3,10,15,32,路面基层用石灰的技术标准,项 目,钙质生石灰,镁质生石灰,钙质消石灰,镁质消石灰,等 级,CaO,+,MgO,含量/%,85,80,75,80,75,70,65,60,55,60,55,50,未消化残渣含量,/5,mm,圆孔筛余/%,7,11,17,10,14,20,含水量/%,4,4,4,4,4,4,细,度,0.71,mm,筛筛余/%,1,1,1,1,0.125mm,筛筛余%,13,20,13,20,MgO,含量/%,5,5,4,4,33,工程实例,某工地要使用一种生石灰粉，现取试样，应如何判,该石灰的品质？,1.,检测石灰中,CaO,和,MgO,的含量,二氧化碳的含量,细度。,2.,根据,MgO,含量，判定该石灰的类别(属钙质/镁质石灰),3根据表4.1判定该石灰的等级。,34,2.2.7,石灰的应用,1.石灰乳 、涂料,2.砂浆、石灰砂浆、石灰水泥混合砂浆,3.石灰土和三合土,石灰粘土,石灰土(灰土),：,用于道路的底基层、基层,拌和,按比例5%12%,石灰粘土砂（炉渣/石膏）,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,35,答案：,B,石灰在应用时不能单独应用，因为(),A,熟化时体积膨胀导致破坏；,B,硬化时体积收缩导致破坏；,C,过火石灰的危害。,36,思考：石灰与石膏均为白色粉体、气硬性胶凝材料，为什么我们多用石膏制成塑像或室内装饰材料，而不用石灰?,37,某民宅内墙抹灰时采用水泥石灰混合砂浆，可过了一段时间，墙体却出现起鼓并伴有放射状的及网状的裂纹，试分析产生这种现象的原因?,38,2.3,水玻璃,2.3.1,水玻璃的生产与模数,固体水玻璃在水中溶解的难易随模数而定，,模数为,1,时能溶解于常温的水中，模数加大，则只能在热水中溶解；,当模数大于时，要在个大气压以上的蒸压条件下才能溶解于水。,低模数水玻璃的晶体组分较多，粘结能力较差，模数提高时，胶体组分增多，粘结能力随之增大。,39,2.3,水玻璃,2.3.2,水玻璃的硬化,40,2.3,水玻璃,2.3.3,水玻璃的特性,（,1,）粘结能力强,（,2,）不燃烧、耐高温。,（,3,）耐酸能力强,（,4,）不耐水,（,5,）不耐碱。,41,第,2,章,无机胶凝材料,2.3,水,硬性胶凝材料,水泥,即能在水中凝结，又能在空气中,凝结的胶凝材料。,42,2.3.1,水泥分类,硅酸盐水泥,铝酸盐水泥,硫铝酸盐水泥,铁铝酸盐水泥,(2)按性能和用途分类,通用水泥,专用水泥,特性水泥,按化学成分,43,2.3.2,通用,硅酸盐水泥,1.硅酸盐水泥的生产工艺概述,2.硅酸盐水泥的组成材料,3.硅酸盐水泥的水化和硬化,4.硅酸盐水泥的技术性质,5.硅酸盐水泥的技术标准,6.硅酸盐水泥石的腐蚀与防止,44,1.通用硅酸盐水泥的生产工艺概述,（1）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,（2）生产原料,石灰石质原料,石灰石、白垩等,粘土质原料,粘土、页岩等,校正原料（少量,）,铁粉,CaO,SiO,2,、Al,2,O,3,、Fe,2,O,3,Fe,2,O,3,45,46,2.通用硅酸盐水泥的组成材料,（1）硅酸盐水泥熟料,（2）石膏,（3）混合材料,47,（1）硅酸盐水泥熟料（,简称为熟料,）,1）硅酸盐水泥熟料的矿物组成,硅酸三钙,主要矿物组成,分子式,分子简式,3,CaO,SiO,2,C,3,S,C,2,S,C,3,A,C,4,AF,2,CaO,SiO,2,3,CaO,Al,2,O,3,4,CaO,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,硅酸二钙,铝酸三钙,铁铝酸四钙,名 称,48,注 意,水泥中的其它成分：,原因：,煅烧水泥中反应：,危害：,影响水泥,体积安定性,石灰石质原料富含,潜在危害非常严重,49,2.4.1.1通用硅酸盐水泥的生产与组分,50,2）硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性,矿物组成,硅酸三钙,硅酸二钙,铝酸三钙,铁铝酸四钙,C,3,S,C,2,S,C,3,A,C,4,AF,含量/%,3760,最多,1537,次之,715,少,1018,少,水化速度,快,慢,最快,快,水化热,高,低,最高,中,强度,高,早期低后期高,低,中,（抗折强度）,耐化学侵蚀,中,良,差,优,干缩性,中,小,大,小,51,例,4-1,现有甲、乙两厂生产的硅酸盐水泥熟料，其矿物成分如下表，试估计和比较这两厂所生产的硅酸盐水泥的性能有何差异？,解,由,甲厂,硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥的,强度发展速度、水化热、,d,时的强度均高于由乙厂,硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥但耐腐蚀性则略低于由乙厂硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥。,52,C,3,A、,C,3,S、,C,2,S、C,3,S、C,2,S,在硅酸盐水泥矿物组成中，水化放热量最大且最快，为 ，其次，水化放热量最小，最慢的为。对前期强度起决定性影响的为。对后期强度提高有较大影响的为,。,53,实 例,快硬水泥：,3,d,抗压强度高，熟料中,C,3,A、C,3,S,含量高。,适用于,紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程。,道路水泥：,抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗硫酸性好、,干缩性小。,C,4,AF、C,2,S,含量高。,适用于,道路路面、机场道面、城市广场等工程。,大坝水泥：,简称中热水泥,低热矿渣水泥：,加入矿渣,适用于,大坝工程、大型构筑物、大型房屋的基础等大体积工程。,水化放热较低，,C,2,S,含量高，,C,3,A,含量低,54,石膏,主要介绍石膏的作用：,石膏在水泥硬化中起,缓凝剂,的作用。,纯水泥熟料磨细后，与水拌和，凝结时间很短，因此不便使用，为调节水泥的凝结时间，掺入适量（,3%,左右）的石膏，石膏与凝结速度最快的,铝酸三钙,作用，生成了难溶的,水化硫酸铝钙,，覆盖在铝酸三钙的周围，阻止其继续快速水化，因而延缓了水泥的凝结时间。石膏的掺量主要取决于,铝酸三钙和,SO,3,的含量,55,2.4.1.2硅酸盐水泥的水化与凝结硬化,1水化,熟料矿物与水发生的水解或水化作用。,水泥各矿物单独与水反应式如下：,56,2.4.1.2硅酸盐水泥的水化与凝结硬化,各熟料矿物的强度增长,57,2.4.1.2硅酸盐水泥的水化与凝结硬化,水化热,58,2.4.1.2硅酸盐水泥的水化与凝结硬化,59,2.4.1.2硅酸盐水泥的水化与凝结硬化,硅酸盐水泥的凝结硬化,水泥的凝结,指水泥加水拌和后，成为塑性的水泥浆，其中的水泥颗粒表面的矿物开始在水中溶解并与水发生水化反应，水泥浆逐渐变稠失去塑性，但还不具有强度的过程。,水泥的硬化,指凝结的水泥浆体随着水化的进一步进行，开始产生明显的强度并逐渐发展而成为坚强水泥石的过程。,60,2.4.1.2硅酸盐水泥的水化与凝结硬化,水泥的凝结硬化过程示意图,水泥石中多余的水（自由水和吸附水）蒸发后，会在水泥中留下微孔（裂纹），从而降低水泥石强度。,61,影响水泥凝结硬化的因素,（1）熟料矿物成分,（2）细度,（3）水灰比,（4）温度和湿度,（5）养护时间,（6）石膏掺量,62,2.4.1.3水泥混合材料,水泥混合材料定义：,在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥强度等级而加到水泥中去的人工的和天然的矿物材料，称为水泥混合材料。,水泥混合材料分类：,非活性混合材料,活性混合材料,63,1.非活性混合材料,非活性混合材料,指在水泥中主要起填充作用而又不损害水泥性能的矿物质材料。,将其掺入硅酸盐水泥中可,提高水泥产量,降低水泥强度等级,减少水化热。,常用非活性混合材料,磨细的石英砂，石灰石，粘土，慢冷矿渣等。,64,2.活性混合材料,活性混合材料定义,混合材料磨成细粉，与石灰或与石灰和石膏拌合，加水后在常温下能生成具有水硬性的胶凝性产物的混合材料。,常用的活性混合材料,（1）粒化高炉矿渣,（2）火山灰质混合材料,（3）粉煤灰,65,1）活性混合材料,系指具有火山灰性或潜在水硬性的混合料。,炼钢厂冶炼生铁时的副产品。,主要成分：,CaO,、Al,2,O,3,、SiO,2。,具有较高的化学潜能，但稳定性差。,粒化高炉矿渣,火山灰质混合材料,粉煤灰,火力发电厂煤粉燃料排出的细颗粒废渣。,主要成分：较多的,SiO,2,、Al,2,O,3,和少量的,CaO,具有较高的活性。,天然的,人工的,主要成分：,Al,2,O,3,、SiO,2。,本身不硬化，,+,石灰,+水起胶凝作用。,66,活性混合材料,活性混合材料的活性,活性氧化硅（,SiO,2,）,与活性氧化铝(,Al,2,O,3,)，,它们本身不会硬化或硬化极为缓慢，但在氢氧化钙溶液中，就会发生显著的水化。,氢氧化钙和石膏的存在使活性混合材料的潜在活性得以发挥，即氢氧化钙和石膏起着激发水化，促进凝结硬化的作用，故称为激发剂。,67,2.4.1.4通用硅酸盐水泥的技术性质,化学指标,68,4、硅酸盐水泥的技术性质,（1）化学性质,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。,烧失量,水泥煅烧不理想或者受潮后，会导致烧失量增加,因此，烧失量是检验水泥质量的一项指标。,氧化镁,第4章,无机胶凝材料,水化慢、体积膨胀,影响安定性,三氧化硫,（2）碱,限制发生碱-集料反应，按（,Na,2,O+0.658 K,2,O）,值计。,69,3.凝结时间,a.,定义：水泥加水拌和起至水泥浆,失去可塑性,所需的时间,称为凝结时间。,初凝状态：,水泥加水起至水泥浆,刚刚失去可塑性,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,开始产生强度,所需的时间,终凝时间,。,c.,凝结时间的测定,：,b.,两种状态,（1）采用凝结时间测定仪（,维卡仪,）；,（2）采用水泥标准稠度净浆。,70,d.,水泥标准稠度净浆,1.目的：,试验结果具有可比性，,用于测定凝结时间和安定性。,2.测定：,试验仪器：维卡仪,试验方法：标准法/调整水量法,3.标准稠度净浆标准:,试杆距底板距离为 6,mm,1mm。,4.标准稠度用水量:,达到标准稠度净浆时的用水量。,71,初凝时间：,试杆距底板距离为4,mm,1mm。,终凝时间：,当试针沉入试体,0.5,mm,时，即,环形附件开始不能在试体上,留下痕迹时,。,e.,凝结时间测定,72,3.凝结时间,水泥初凝时间不能过短,为使混凝土和砂浆有充分的时间进行搅拌、运输、浇捣和砌筑。,硅酸盐水泥初凝时间不得早于,45,min。,终凝时间不能太长,当施工完毕，则要求尽快硬化，具有强度。,硅酸盐水泥终凝时间不得迟于,6,h30min。,凝结时间的测定,以标准稠度的水泥净浆,在规定温度及湿度环境下用维卡仪测定。,73,4.,安定性,安定性,是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。,安定性不良,水泥浆体硬化过程发生了不均匀的体积变化，会导致水泥石膨胀开裂、翘曲，即安定性不良。,危害：安定性不良的水泥会降低建筑物质量，甚至引起严重事故。,74,4.,安定性,引起水泥安定性不良的原因有三个：,（,1,）熟料中游离氧化钙过多。,（,2,）熟料中游离氧化镁过多。,（,3,）石膏掺量过多,75,4.,安定性,安定性检验,沸煮法,(,可用饼法也可用雷氏法。,),饼法：通过观察水泥净浆试饼沸煮,3,h,后的外形变化来检验水泥得体积安定性；,雷氏法：测定水泥净浆在雷氏夹中沸煮,3,h,后的膨胀值。,能且只能检验因游离氧化钙过多引起的体积安定性不良。,游离氧化镁与石膏量的控制,游离氧化镁在压蒸下才加速熟化，石膏的危害则需长期在常温水中才能产生，两者均不便于快速检验。,通过控制氧化镁和硫酸钙含量来保证安定性；,硫酸钙含量用三氧化硫来间接表示。,体积安定性不良的水泥不能用于建筑工程中。,76,雷氏法,（1）雷氏夹试件的成型：,标准稠度水泥净浆。,（2）测量,A,取下试件，测量雷氏夹指针尖端间的距离,A。,（3）,沸煮,（4）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。,（5）结果判定,当两个试件煮后增加距离,C-A,平均值,5.0,mm,时，安定性合格；,当两个试件,C-A,值相差超过4.0,mm,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,77,5.,强度,强度,是划分水泥强度等级的依据。,水泥胶砂强度的测定,水泥、标准砂和水按,1:3:0.5,混合，按规定的方法制成试件，在标准温度（,201,）的水中养护测定其,3,d,和28,d,的强度。,78,强度,a.,检验方法,（,ISO,法）,水泥:标准砂:水=1:3:0.5，制成40,mm,40mm,160mm,棱柱体试件,标准养护3,d、28d，,分别测定抗折强度、抗压强度。,b.,强度等级,fce,k,(1)以水泥28,d,抗压强度确定,(2)为强度范围的下限,(3)水泥实际强度,fce,=,c,fce,k,c,水泥富裕系数，1.01.5,c.,分类：普通型、早强型,79,80,6.,细度,(,选择性指标,),水泥颗粒细度的意义,水泥颗粒越细与水起反应的表面积就越大，水化较快而且较完全，早期强度和后期强度都较高，但在空气中硬化时收缩较大，成本也较高。,水泥颗粒过粗则不利于水泥活性的发挥。,水泥细度的检验,筛析法：用孔边长为,0.08,mm,的方孔筛对水泥试样进行筛析试验，用筛余百分数（筛余率）表示水泥的细度。常用水泥细度用筛析法检验。,比表面积法。硅酸盐水泥用比表面积法检验，单位以,m,2,/kg,表示，要求大于,300,m,2,/kg。,81,（2）物理力学性质,细度,0.08,mm,方孔筛筛余量:%,负压筛法,（适用于其它水泥,）,比表面积：,m,2,/kg，cm,2,/g,勃氏法,（适用于硅酸盐水泥,）,a.,指标,82,2.4.1.5,通用硅酸盐水泥的特性与应用,1,硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥,（,1,）硬化很快，强度高，尤其是早期强度,（,2,）抗冻性好,（,3,）水化热大,（,4,）耐腐蚀性与耐软水侵蚀性差,（,5,）硅酸盐水泥耐高温性能较差,83,2.4.1.5,通用硅酸盐水泥的特性与应用,2,矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥,（,1,）共性,早期强度低，后期强度高,水化热低,耐腐蚀性较好,蒸汽、蒸压养护效果好,共同的缺点,抗碳化能力差,抗冻性、耐磨性差,84,2.4.1.5,通用硅酸盐水泥的特性与应用,85,86,水化放热量,为什么大体积混凝土不选用放热量大的硅酸盐水泥？,87,答案：1.,A 2.A,1.某工程中用普通水泥配置的混凝土产生裂纹，试分析下述原因中哪个不正确(),A,混凝土因水化后体积膨胀的开裂；,B,因干缩变形而开裂；,C,水泥体积安定性不良。,2.经沸煮法测定，水泥体积安定性不良，其产生的原因是由于,(),引起的。,AF-Ca0,过多,B,MgO,过多,cCaS04,过多,88,1比表面积仪 筛析法 2水泥加水 开始失去可塑保证搅拌、运输、浇注、振捣等施工过程 水泥加水 完全失去可塑性 保证下一步施工 3体积变化 游离氧化钙 氧化镁 三氧化硫 试饼法 雷氏夹法 雷氏夹法 游离氧化钙,1.硅酸盐水泥的细度用法表示，其他品种的通用水泥用 法表示。,2.水泥初凝时间是指自起，到水泥浆为止所需的时间。初凝的作用是为了。终凝时间是指自起，至水泥浆开始产生强度为止所需的时间。终凝的作用是为了,。,3.水泥的安定性是指水泥在凝结硬化过程中的均匀性，引起水泥体积安定性不良的原因是由于水泥中、的存在，其基本检验方法为沸煮法，沸煮法又分为法和法两种。当两种方法测定结果发生争议是以为准。沸煮法主要用于测试出引起的体积安定性不良。,89,1.抗压强度 抗折强度 普通 早强 2.冬季混凝上 大体积混凝土,1国家标准规定通用水泥的强度等级是以水泥胶砂试件规定龄期的和数据评定的。又根据3天强度分为型和型两种,。,2,水泥的水化热多，有利于施工，而不利于工程。,90,2.4.2硅酸盐水泥石的腐蚀与防止,（1）腐蚀,1）软水侵蚀,溶出,Ca(OH),2,降低碱度,2）硫酸盐腐蚀,3）镁盐腐蚀,4）一般酸的腐蚀,中和反应,5）碳酸腐蚀,6）强碱腐蚀,91,（,1,）软水的侵蚀,软水的侵蚀属于溶出性侵蚀。,软水的侵蚀过程,当水泥石长期与软水接触时，溶出氢氧化钙。,在流动的水及压力水作用下，氢氧化钙会不断溶解流失。,由于石灰浓度的继续降低，还会引起其他水化物的分解。使水泥石结构遭受进一步的破坏。,92,（,1,）软水的侵蚀,硬水的作用,当水中含有重碳酸盐,Ca,（,HCO,3,）,2,时，重碳酸盐与水泥石的氢氧化钙发生如下化学反应，反应生成几乎不溶于水的碳酸钙。,生成的碳酸钙积聚在已硬化水泥石的孔隙内，形成密实保护层，阻止外界水的侵入和内部氢氧化钙的扩散析出。,93,（,2,）盐类腐蚀,（,1,）硫酸盐的腐蚀,（,2,）镁盐的腐蚀,当水中硫酸盐浓度较高时，硫酸钙将在空隙中直接结晶成二水石膏，体积膨胀导致水泥石破坏。,双重腐蚀作用：氢氧化镁松软而无胶凝能力；氯化钙易溶于水，,CaSO,4,2H,2,O,引起硫酸盐的破坏作用。,94,（,3,）酸类腐蚀,(1),碳酸腐蚀,(2),盐酸 腐蚀,(3),硫酸腐蚀,生成的二水石膏可在水泥石空隙中结晶产生膨胀破坏，或者与水泥石中的水化铝酸钙作用，生成高硫型水化硫铝酸钙（钙钒石），其破坏性更大。,95,（,4,）强碱的腐蚀,氢氧化钠,易溶,碳酸钠在水泥石毛细孔中结晶沉淀，使水泥石胀裂。,96,2.4.2.5,水泥石腐蚀的防止,（,1水泥腐蚀的基本原因,水泥石中存在着引起腐蚀的组份：,氢氧化钙和水化铝酸钙。,水泥石本身,不密实,，有很多毛细孔通道，侵蚀性介质易进入其内部。,97,（2）防止,1）,根据腐蚀环境特点合理选用水泥品种,2）提高水泥石的密实度,3）敷设耐蚀保护层,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。,通常可采用耐酸石料、耐酸陶瓷、玻璃、塑料或沥青等。,98,答案：氢氧化钙、水化铝酸三钙、密实度,引起水泥石腐蚀的内因主要是由于水化产物中含有、及水泥石的所造成的。,99,试分析提高水泥强度的方法有那些?,从矿物组成、细度、养护时间、养护条件。,100,思考：为什么生产硅酸盐水泥时掺适量石膏对水泥不起破坏作用，而硬化水泥石遇到硫酸盐溶液的环境时生成的石膏就有破坏作用?,答：从硬化前浆体具有可塑性，而硬化后无可塑性、脆性角度回答。,101,粒化高炉矿渣、火山灰质混合材、粉煤灰、二氧化硅、三氧化二铝、氢氧化钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙,常用的活性混合材为、，活性混合材的主要化学成分是和，这些活性成分能与引起水泥腐蚀的水化产物反应，生成和而参与水泥凝结硬化。,102,掺混合材的硅酸盐水泥与硅酸盐水泥相比，其具有早期强度，后期强度，水化热，耐蚀性，其蒸汽养护效果，抗冻性，抗碳化能力的特性。其中矿渣水泥具有好火山灰水泥具有在干燥条件下差，在潮湿条件下好，粉煤灰水泥具有 小的特性。,低,高低,好,好,差,差,耐热性,干缩,抗渗性,干缩,103,3.6.4,特性水泥,和专用水泥,特性水泥：,铝酸盐水泥,快硬流铝酸盐水泥,道路硅酸盐水泥,白色和彩色水泥,抗硫酸盐硅酸盐水泥,专用水泥：,砌筑水泥,膨胀和自应力水泥,中热水泥和低热矿渣水泥,104,2.5铝酸盐水泥(,High,Alumina,Cement),（,一）铝酸盐水泥的生产及熟料矿物成分,铝钒石加石灰石经锻烧成熟料再磨细而成,以铝酸钙为主要成份的水硬性胶凝材料,化学成分：,Al,2,O,3,50%60%,CaO,32%35%,Si,O,2,4%8%,Fe,2,O,3,1%3%,矿物成分：,CA(,CaO,.2Al,2,O,370%,CA,2,C,2,AS,C,12,A,7,105,1.铝酸盐水泥,1.2铝酸盐水泥的水化硬化,铝酸盐水泥的水化和硬化,主要就是铝酸一钙的水化和结晶。其水化反应随温度的不同而水化产物不相同。,当温度小于20时，其反应如下：,当温度在2030时，其反应如下：,温度大于30时，其反应如下：,106,1.铝酸盐,水泥,1.3、主要技术性质,1、凝结硬化快，早期强度高,2、水化放热量大且集中在早期放出,3、抗硫酸盐腐蚀能力强但不耐碱,4、耐热性好,107,1.铝酸盐水泥,1.4,铝酸盐,水泥的特点与应用,（1）使用时对温度要求较严格：,铝酸盐水泥最适宜的硬化温度为15左右，一般不得超过25。温度过高，水化铝酸一钙和水化铝酸二钙会转变为水化铝酸三钙，固相体积减少，孔隙率大大增加，强度显著降低。因此铝酸盐水泥混凝土不能进行蒸气养护，不宜在高温季节施工。,（2）水化热大，放热快,一天内可放出水化热总量的7080%，因此不能用于大体积混凝土。可用于冬季施工。,108,1.铝酸盐,水泥,（3）耐热性好，可制成耐热混凝土,（4）硬化后密实度大，抗渗性好，不含铝酸三钙和氢氧化钙，耐蚀性好,（5）早期强度高,，适用于工期紧急的工程,（6）长期强度下降,，不宜用于长期承重的结构及处于高温高湿环境的工程,（7）闪凝，与硅酸盐水泥或石灰相混产生闪凝，因此施工时不得与石灰和硅酸盐水泥接触使用。,（8）耐碱性差，不得用于接触碱性溶液的工程,109,(四)使用时注意事项,1.不能用于大体积混凝土工程,2.施工时不得与石灰和硅酸盐水泥混合，不得与尚未硬化的硅酸盐水泥接触使用，不得用于接触碱性溶液的工程。,3.使用温度不得超过25.不能进行蒸气养护。,4.不宜用于长期承重的结构。,110,(五)应用,高铝水泥适用于：需要早强的特殊工程及紧急抢修工程,寒冷地区冬季施工工程及抗冻工程,抗硫酸盐工程,耐热工程（但不耐湿热）,111,2.快硬硅酸盐水泥,快硬措施：,a、,控制熟料矿物成分,C,3,S50%60%C,3,A8%14%,二者总量应60%65%,b、,适当提高粉磨细度比表面积为30004000,cm2,/g,指标：细度、凝结时间、体积安定性、强度,112,3.快硬硫铝酸盐水泥,适当生料烧至部分熔融，得到以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物成分的熟料，加入适量石膏磨细制成的具有早期强度高的特点的水硬性胶凝材料。,特性：强度发展快，早期强度高，且结构致密，孔隙率小，抗渗性高，水化产物中氢氧化钙的含量少，抗硫酸盐侵蚀能力强。,应用：用于配置早强、抗渗、抗硫酸盐侵蚀的混凝土。可用于冬季施工、抢修、堵漏等工程,113,4.白色硅酸盐水泥,白色硅酸盐水泥熟料矿物成分,与硅酸盐熟料相同。,级别：按白度分为特级、一级、二级和三级。,技术性质,凝结时间：初凝时间不得早于45,min，,终凝不得迟于12,h细度、沸煮安定性和三氧化硫含量的要求与普通水泥相同。,应用：装饰工程上。,114,5.彩色硅酸盐水泥,彩色硅酸盐水泥着色方法,染色法,将白色硅酸盐水泥熟料、适量石膏和耐碱矿物颜料共同磨细而制得的彩色水泥。,直接烧成法,在水泥生料中加入着色原料而直接煅烧成彩色水泥熟料，再加入适量石膏共同磨细制成彩色水泥。,应用,和白色水泥相同，主要用于装饰工程。,115,116,6.膨胀水泥和自应力水泥,膨胀水泥和自应力水泥特点：,在硬化过程中不但不收缩，而且有不同程度的膨胀,膨胀水泥及自应力水泥的配制途径：,以硅酸盐水泥为主配制的，俗称硅酸盐型；,以高铝水泥为主配制的，俗称铝酸盐型；,膨胀型硫铝酸盐水泥。应用,膨胀水泥用于防水砂浆、节点、抗渗和补偿收缩混凝土。,自应力水泥用于自应力钢筋混凝土压力管等。,117,7.生态水泥,用城市生活垃圾的焚烧灰和下水道污泥的脱水干粉为主要原料生产水泥,新型矿渣水泥,118,例,4-3,现有四种白色粉末，已知其为建筑石膏、生石灰粉、白色石灰石粉和白色硅酸盐水泥，请加以鉴别（化学分析除外）,。,解,:,取相同质量的四种粉末，分别加入适量的水拌合为同一稠度的浆体。放热量最大且有大量水蒸气产生的为生石灰粉；在分钟内凝结硬化并具有一定强度的为建筑石膏；在分钟到小时内凝结硬化的为白色水泥；加水后没有任何反应和变化的为白色石灰石粉。,119,鉴别这四种白色粉末的方法有很多，主要是根据四者的特性来区分。生石灰加水，发生消解成为消石灰,氢氧化钙，这个过程称为石灰的,“,消化,”,，又称,“,熟化,”,，同时放出大量的热；建筑石膏与适量水拌合后，能形成可塑性良好的浆体，随着石膏与水的反应，浆体的可塑性很快消失而发生凝结，此后进一步产生和发展强度而硬化。一般石膏的初凝时间仅为,10min,左右，终凝时间不超过,30min,。白色硅酸盐水泥的性能和硅酸盐水泥基本项同，其初凝时间不早于,45min,，终凝时间不超过,6h30min,。石灰石粉与水不发生任何反应。,120,THANKS!,THIS IS END OF THIS PART!,121,