第三章.水泥.ppt

第三章 水泥 1 水泥的定义 国外称硅酸盐水泥为波特兰水泥2 水泥的分类 1 水泥按用途和性能分类 2 水泥按化学成分分类 硅酸盐水泥 铝酸盐水泥 硫铝酸盐水泥等第一节 通用水泥1 生产方式硅酸盐水泥熟料 混合材料 石膏 磨细为成品2 生产过程 两磨一烧 一 硅酸盐水泥熟料 硅酸盐水泥熟料的主要矿物名称 代号及含量硅酸盐水泥熟料的特性 3 通用水泥定义 二 混合材料 1 混合材料定义 在磨制水泥时掺入的人工的或天然的矿物材料掺混合材料目的 降低水泥成本 改善水泥性能 调节水泥强度等级2 混合材料分类 活性混合材料 与石灰和水拌合后 常温下能使石灰成为水硬性胶凝材料的材料活性粒化高炉矿渣成分 活性SiO2 活性Al2O3混合火山灰质混合材材料粉煤灰结构 玻璃体结构 非活性混合材料 与石灰和水拌合后 常温下不能使石灰成为水硬性胶凝材料的材料 磨细石英砂 石灰石粉等3 火山灰反应 活性 效应 作用 二次反应SiO2 Ca OH 2 H2O C S H 水化硅酸钙 凝胶Al2O3 Ca OH 2 H2O C A H 水化铝酸钙 晶体CaSO4 2H2O C A H AFt 高硫型水化硫铝酸钙 晶体其中 Ca OH 2为碱性激发剂 CaSO4 2H2O为硫酸盐激发剂三 石膏 缓凝剂 即调节水泥的凝结硬化速度 四 通用水泥的特性 1 通用水泥的水化 1 硅酸盐水泥 普通水泥的水化 混合材料少 主要为熟料矿物和石膏的水化熟C3S H2O C S H 水化硅酸钙 凝胶 CH 氢氧化钙 晶体料C2S H2O C S H 水化硅酸钙 凝胶 CH 氢氧化钙 晶体矿C3A H2O C A H 水化铝酸钙 晶体物C4AF H2O C A H 水化铝酸钙 晶体 C F H 水化铁酸钙 凝胶石膏CaSO4 2H2O C A H AFt 高硫型水化硫铝酸钙 又名钙矾石 晶体石膏耗尽时 AFm 单硫型水化硫铝酸钙 晶体 2 掺大量混合材料的硅酸盐水泥的水化 混合材料多 熟料矿物少分两次水化一次水化是熟料矿物的水化 生成CH晶体二次水化是混合材料的水化 发生火山灰反应 3 综上所述 忽略次要成分 通用水泥的水化反应 产 物主要有凝胶 C S H凝胶 C F H凝胶水化 产 物晶体 CH晶体 C A H晶体 Aft 钙矾石 晶体 2 水泥石 1 水泥石 水泥水化硬化后形成的具有一定强度的人造石水水化 产 物 C S H凝胶 70 CH晶体 20 AFt晶体 7 泥未水化水泥颗粒 内核 石孔隙毛细孔 水泥颗粒之间未被水化 产 物填充 原来充水 的空间组凝胶孔 水化 产 物中凝胶体内部的孔隙成水结晶水自由水综上所述 由于水泥石中含有大量的CH 或者说其它水化 产 物是在CH的饱和溶液中生长发育 并能稳定存在 则水泥石是一种碱性物质 其PH值 12 5 由于砂石为惰性物质 且水泥石呈碱性 则砼 砂浆 是碱性物质 水泥石呈碱性 则砼 砂浆 容易被自然界中的酸 盐类物质腐蚀 砼呈碱性 则砼对埋入其中的钢筋形成碱性保护 使钢筋不易锈蚀 2 水泥石的腐蚀 软水侵蚀 雨 雪 水 蒸镏 冷凝 水及含重碳酸盐甚少的水称为软水 水泥石长期与软水 静止或流动 接触 CH会被溶出 导致水泥石碱度降低还会引起其它水化物分解溶失 使水泥石结构破坏 硫酸盐腐蚀 海水 污水中含有钠 钾等硫酸盐 Na2SO4 Ca OH 2 CaSO4 2H2O NaOH腐CaSO4 2H2O C A H AFt 高硫型水化硫铝酸钙 又名水泥杆菌 蚀 硫酸盐浓度高时 CaSO4 2H2O直接在孔隙中结晶 体积膨胀 类 镁盐腐蚀 海水 污水中含有大量镁盐 如硫酸镁和氯化镁型MgSO4 Ca OH 2 CaSO4 2H2O Mg OH 2松软无胶结力MgCl2 Ca OH 2 CaCl2 Mg OH 2 CaCl2易溶于水 CaSO4 2H2O引起硫酸盐腐蚀故硫酸镁对水泥石有双重腐蚀 酸的腐蚀 强碱的腐蚀 水泥石腐蚀的原因 基本原因水泥石 水化物 中存在CH晶体和C A H晶体腐蚀原因水泥石本身不密实外在因素介质的温度 流速 压力等 水泥石的腐蚀是一个极为复杂的物理化学过程 水泥石的腐蚀很少仅是单一的侵蚀作用 而是几种侵蚀同时存在 互相影响 共同作用 合理选择水泥品种提高腐蚀的措施 提高水泥石的密实度 做保护层 石料 玻璃 陶瓷 沥青等3 通用水泥的储存 运输与保管 一般储存条件下 水泥的保质期为3个月 即使在良好的储存条件下 也不能储存过久 过期或受潮的水泥应重新检验后方可使用 且不得用于重要工程部位 4 通用水泥的特性 6 通用水泥的技术性质 1 细度 水泥颗粒的粗细程度 细度大 总表面积大 水化反应快 凝结硬化快 强度高 细度的检验方法及要求详下表 2 标准稠度需水量 水泥达到标准稠度时所加水量 水泥达到标准稠度是为了检验凝结时间和体积安定性 水泥的标准稠度需水量试验有两种方法 调整水量法和不变水量法 3 凝结时间 分初凝和终凝 初凝时间不能过早 终凝时间不能过晚 初凝及终凝时间的规定详下表 4 体积安定性 水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性 安定性不熟料矿物中含有过量的游离氧化钙 f CaO 游离氧化钙 f MgO 良原因生产水泥时加入了过量的过量的石膏 SO3 安定性检f CaO引起的安定性不良 用沸煮法 试饼法与雷氏法验方法f MgO和石膏 SO3 引起的安定性不良不便于快速检验 限制其含量 5 强度等级 采用水泥胶砂法测定 水泥 标准砂 水 1 3 0 5 标准试件40 40 160mm 标准养护温度t 20 2 C水中养护至3d和28d 分别测其3d和28d抗压强度和抗折强度 根据测定结果划分强度等级 三级两型 通用水泥的技术要求 通用水泥的强度等级 7 通用水泥的合格品 不合格品及废品 1 废品 凡氧化镁 即f MgO 三氧化硫 即石膏 初凝时间 安定性 即f CaO 中任一项不符合规范规定者均为废品 2 不合格品 凡细度 终凝时间中任一项不符合规范规定或混合材料掺量超过最大限量和强度低于商品强度等级规定的指标时为不合格品 水泥包装标志中水泥品种 强度等级 生产者名称和出厂编号不全的也属于不合格品 3 合格品 各项技术指标均符合规范规定者为合格品 废品水泥必须退货 不得用于工程的任何部位 不合格品水泥可以根据不合格的项目具体分析 也可以按复试结果使用或降级使用 水泥可以袋装或散装 袋装水泥每袋净重50kg 新出厂的散装水泥温度一般较高 可达50 100 C 所以散装水泥出厂后存放10天左右方可使用 第二节 其它品种水泥 一 高铝水泥 铝酸盐水泥 代号CA 1 定义 属快硬 高强 耐腐蚀 耐热的水泥 以3d抗压强度表示强度等级 2 熟料矿物 铝酸一钙 CA 二铝酸一钙 CA2 及少量硅酸二钙 C2S 3 水化产物 主要为水化铝酸钙 C A H 和铝胶 AH3 4 分类 按GH201 2000规定 高铝水泥根据Al2O3含量百分数分为CA 50 CA 60 CA 70和CA 80四类 5 特性 1 快硬早强 1天强度可达最高强度的80 以上 2 水化热大 且集中放热 1天内放热可达水化热总量的70 80 3 抗硫酸盐腐蚀性强 但抗碱性极差 4 耐热性好 5 长期强度逐级降低 一般下降40 50 6 不得与石灰和硅酸盐水泥混合使用 不得尚未硬化的硅酸盐水泥接触 6 应用 1 紧急军事工程 1 抢修工程 1 配制耐热砼及寒冷地区冬季施工砼 1 不能用于长期承重结构及高温高湿环境中工程 不能蒸气养护 二 快硬水泥 1 快硬硅酸盐水泥 以3d抗压强度表示强度等级 1 特点 快硬 早期强度高 后期强度亦高 2 应用 紧急军事工程 冬季施工砼 高强砼预制构件 抗冲击及抗震工程2 快硬硫铝酸盐水泥 1 特点 快凝 早强 不收缩 2 应用 早强 抗渗 抗硫酸盐侵蚀砼 冬季施工砼 抢修 堵漏工程三 膨胀水泥与自应力水泥1 特点 水泥硬化过程中不但不发生收缩 而且有不同程度的膨胀的水泥 2 分类 自应力值 2MPa的称为膨胀水泥 自应力值 2MPa的称为自应力水泥或自由膨胀率 3 的称为膨胀水泥 自由膨胀率 3 的称为膨胀水泥3 应