第四章水泥资料课件

仅用于学术讨论，违版必究，下载可预览全部胶凝材料之二：水泥(水硬性胶凝材料)第2单元第4章气硬性材料核心内容复习建筑石灰：一.建筑石灰怎样生产出来的？二.高温煅烧后的石灰有何危害？如何解决它的危害？三.为什么说熟石灰的硬化速度极慢，硬化后的强度也不高？四.建筑中通常如何应用建筑石灰？建筑石灰：一、建筑石灰怎样生产出来的？石灰石经高温（900度）煅烧后得到生石灰（氧化钙），再进行熟化得到熟石灰（氢氧化钙）。二、高温煅烧后的石灰有何危害？如何解决它的危害？高温煅烧后的过火石灰消解（或熟化）的速度很慢，使用中会因为尚未熟化的生石灰在硬化阶段才开始熟化，因而会导致已硬化的砂浆产生局部鼓泡、崩裂等现象。解决的方法之一是进行充分地熟化。即让生石灰加水在陈伏池中起码经过两周“陈伏”期。在这段时间里生石灰会完全和水反应，不会因含有过火石灰造成熟化推迟而导致墙面鼓泡的现象。三、为什么说熟石灰的硬化速度极慢，硬化后的强度也不高？石灰的硬化分为结晶和碳化两个过程同时进行，但极为缓慢。原因之一是：空气中CO2含量稀薄，使碳化反应进展缓慢，且碳化过程长时间仅限于表面，同时表面的石灰浆一旦硬化而形成外壳，阻止内部的继续碳化，同时又使内部的水分无法析出，影响硬化过程的进行；其二是内部主要表现为结晶过程，即的结晶体，其强度很低。四、建筑中通常如何应用建筑石灰？常用的品种主要有四种：磨细生石灰粉消石灰粉石灰膏石灰乳使用的方法主要有四种：配制石灰砂浆、石灰乳、石灰涂料配制石灰土、三合土生产碳化石灰板、灰砂砖等加固含水的软土地基建筑石膏：1.建筑石膏是怎样生产出来的？2.建筑石膏的典型特性有哪些？3.为什么说建筑石膏制品质轻、绝热性好、但强度不高？4.建筑石膏主要以何种品种来应用？5.对石灰和石膏特殊性进行比较，说明两者在应用中有何区别，并应当注意什么以防止不利情况的发生？建筑石膏：一、建筑石膏是怎样生产出来的？石膏矿（二水石膏）经低温煅烧后得到的半水石膏，也称β型石膏。二、建筑石膏的典型特性有哪些？1.硬化后体积微膨胀性2.硬化后孔隙率大，因此其强度较低、表观密度小、吸声性较强、吸湿性较强。3.凝结硬化快4.防火性好5.耐火性、耐水性、抗冻性较差三、为什么说建筑石膏制品质轻、绝热性好、但强度不高？建筑石膏完全水化的理论需水量为18.6%，但是实际应用时为保证良好的可塑性，实际加水量为60%以上。硬化后多余的水分蒸发，制品内部形成大量空隙，故有质轻、绝热性好、但强度不高的特性。四、建筑石膏主要以何种品种来应用？1.纸面石膏板2.装饰石膏板3.吸声用穿孔石膏板4.石膏艺术制品综合应用问题：对石灰和石膏特殊性进行比较，说明两者在应用中有何区别，并应当注意什么以防止不利情况的发生？1.石灰石属于干缩材料，而石膏是微膨胀材料，故石灰不能单独使用，即使是制成砂浆，也要谨防开裂。而石膏属于微膨胀材料，使用中就完全不必顾及这些问题了。2.石灰和石膏的煅烧温度均有严格要求，因此生产中要严格掌握，以防过火石灰和低水石膏或无水石膏的出现，进而造成不必要的工程问题。3.石灰的结晶和碳化慢，而石膏的凝结硬化速度极快，应用时也应给以足够的关注，以便因材而用。掌握：常用水泥的技术性质和应用

熟悉：水泥的凝结硬化过程、运输、保管

了解：其他品种水泥的性质和应用本章教学目标第一节硅酸盐水泥（重点）第二节掺混合材料的硅酸盐水泥（重点）第三节铝酸盐水泥第四节其他品种水泥第五节水泥的运输和保管硅酸盐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火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥砌筑水泥道路水泥油井水泥快硬硅酸盐水泥白色硅酸盐水泥硅酸盐膨胀水泥中热、低热矿渣硅酸盐水泥低碱水泥混合材料掺量0～5％混合材料掺量6％～15％混合材料掺量20％混合材料掺量15％，50％本章重点硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥

第一节硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料0～5%石灰石或粒化高炉矿渣适量石膏磨细硅酸盐水泥硅酸盐水泥的定义：石灰石黏土铁矿石石膏混合材料生料熟料水泥成品按比例混合磨细煅烧1450°C磨细硅酸盐水泥生产流程示意图两磨一烧一硅酸盐水泥的生产及矿物组成生产工艺流程（简称为“两磨一烧”）生料制备熟料煅烧回转窑硅酸三钙(C3S)占42-61%硅酸二钙(C2S)占15-32%铝酸三钙(C3A)占4-11%铁铝酸四钙(C4AF)占10-18%主要矿物组成一硅酸盐水泥的生产及矿物组成(重点)水泥熟料单矿物水化时特征

名称硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙凝结硬化速度28d水化放热量强度快多高慢少早期低，后期高最快最多低快中低二硅酸盐水泥的水化与凝结硬化水化反应硬化后的水泥石是由胶体粒子、晶体粒子、凝胶孔、毛细孔及未水化的水泥颗粒所组成。其结构如图所示。A－－未水化水泥颗粒B－－胶体粒子C－－晶体粒子D－－毛细孔（毛细孔水）E－－凝胶孔28Construction

MaterialsC-S-H水化硅酸钙凝胶CHCrystal氢氧化钙晶体

电镜下的水泥水化产物图凝结：水泥加水后成为可塑的水泥浆体，由于水泥的水作用，水泥逐渐变稠失去流动性和可塑性和未具强度的过程，称为水泥的凝结。

硬化：水泥凝结后产生强度，逐渐发展成为坚硬大道石的过程称为水泥的“硬化”返回

影响水泥凝结硬化的因素（1）水泥熟料的矿物组成和细度水泥颗粒越细，与水起反应的表面积愈大，水化作用的发展就越迅速而充分。但颗粒过细的水泥硬化时产生的收缩亦越大，而且磨制水泥能耗多成本高，一般认为，水泥颗粒小于40m才具有较高的活性，大于100m活性就很小了。（2）水灰比拌合水泥浆时，水与水泥的质量比，称为水灰比。水灰比愈小，其凝结硬化速度愈快，强度愈高。（3）石膏掺量石膏的掺入可延缓水泥的凝结硬化速率，试验表明，当水泥中石膏掺入量小于1.3%，并不能阻止水泥快凝，大于2.5%，凝结时间的增长很少。（4）环境温度和湿度温度升高，硬化速度和强度增长快；水泥的凝结硬化必须在水分充足的条件下进行，因此要有一定的环境湿度。（5）龄期（养护时间）水泥的水化硬化是一个较长时期不断进行的过程，随着时间的增加，水泥的水化程度提高，凝胶体不断增多，毛细孔减少，水泥石强度不断增加。（6）外加剂的影响促凝剂和缓凝剂现象。返回三、硅酸盐水泥的技术性质体积安定性细度凝结时间标准稠度用水量强度与强度等级水化热（一）硅酸盐水泥的细度定义细度－－指水泥颗粒的粗细程度。同时规定凡细度不符合规定者为不合格品。讨论与分析缺点:水泥越细优点：

？硅酸盐水泥的比表面积应大于300m2/kg。GB规定总表面积越大，与水发生水化反应的速度越快，水泥石的早期强度越高。硬化收缩越大；易受潮而降低活性；成本越高。（二）硅酸盐水泥的凝结时间定义讨论与分析GB规定试验方法定义水泥的凝结时间分初凝时间和终凝时间。水泥全部加入水中开始失去可塑性完全失去可塑性初凝终凝水泥的初凝和终凝时间对工程有重要意义。例如：混凝土的施工。讨论与分析结论1：水泥的初凝时间不能过短，否则在施工前即已失去流动性和可塑性而无法施工。结论2：水泥的终凝时间不能过长，否则将延长施工进度和模板周转期。请观看凝结时间试验动画试验方法初凝时间不得早于45min终凝时间不得迟于6.5h。同时规定:初凝时间不符合规定者为废品，终凝时间不符合规定者为不合格品。GB规定返回（三）硅酸盐水泥的标准稠度用水量讨论与分析定义试验方法讨论与分析为什么在测定水泥的凝结时间、体积安定性时，要将水泥净浆拌到标准稠度，也就是一个规定的稠度呢？

？为了使试验结果具有可比性定义不同的水泥品种，标准稠度用水量各不相同，一般在24%～33%之间。例：A水泥的标准稠度用水量为27%，B水泥的标准稠度用水量为30%。试验方法请观看标准稠度用水量试验动画试验方法请观看标准稠度用水量试验动画。(四)硅酸盐水泥的体积安定性定义讨论与分析GB规定试验方法定义水泥的体积安定性－－指水泥硬化后体积变化是否均匀的性质。水泥硬化后体积发生不均匀膨胀，导致水泥石开裂、翘曲等现象。否则，为良好。不良：良好：注意：安定性不良的水泥为废品水泥，严禁在工程中使用。讨论与分析引起安定性不良的原因有哪些

熟料中含有过多的游离MgO;

熟料中含有过多的游离CaO;

石膏掺量过多。

用沸煮法检验必须合格；

熟料中MgO含量≯5%；

熟料中SO3含量≯3.5%；试验方法请观看安定性（试饼法）试验沸煮法试饼法雷氏夹法GB规定(五)硅酸盐水泥的强度等级GB规定强度是水泥力学性质的一项重要指标，是确定水泥强度等级的依据。硅酸盐水泥各等级、各龄期的强度值(GB175—1999)品种强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d硅酸盐水泥42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0试验方法（六）硅酸盐水泥的水化热定义水泥与水发生水化反应所放出的热量称为水化热。对工程的影响

高水化热的水泥在大体积混凝土工程中是非常不利的，在大体积混凝土中应选择低热水泥。在混凝土冬期施工时，水化热有利于水泥的凝结、硬化和防止混凝土受冻。水泥石在正常使用条件下，具有较好的耐久性，但在某些腐蚀性介质作用下，水泥石的结构逐渐遭到破坏，强度下降以致全部溃裂，这种现象叫水泥石的腐蚀。主要原因有：四水泥石的腐蚀和防止淡水腐蚀硫酸盐腐蚀溶解性化学腐蚀

防止措施：根据工程所处环境，选用适当品种的水泥；增加水泥制品的密实度，减少侵蚀介质的渗透；加做保护层。第二节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制成的水硬性胶凝材料，均属掺混合材料的硅酸盐水泥。一、混合材料

混合材料粒化高炉矿渣火山灰质混合材料活性混合材料非活性混合材料石灰石、石英砂自然冷却的矿渣石灰石在应用范围方面，普通水泥与硅酸盐水泥基本相同，甚至在一些不能用硅酸盐水泥的地方也可采用普通水泥，使得普通水泥成为建筑待业应用面最广、使用量最大的水泥品种。

二普通硅酸盐水泥强度等级

抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d32.51132.52.55.532.5R1632.53.55.542.51642.53.56.542.5R2142.54.06.552.52252.54.07.052.5R2652.55.07.0

普通硅酸盐水泥的强度要求(GB175—99)

矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R等6个强度等级。三矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0矿渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥的强度要求(GB1344—99)一次水化反应

三种水泥的水化特点

二次水化反应

首先是水泥熟料水化，生成较多的水化硅酸钙、氢氧化钙等水化产物

三种水泥的共同性质凝结硬化慢，早期强度低，后期强度发展较快抗软水、抗腐蚀能力强水化热低、放热速度慢抗碳化能力差抗冻性差、耐磨性差湿热敏感性强，适合蒸汽养护

三种水泥各自的特性矿渣水泥耐热性强、干缩性较大、保水性差火山灰水泥保水性发、抗渗性好、硬化干缩性显著粉煤灰水泥干缩性小、抗裂性好

（2）三种水泥的特性与应用

（a）矿渣硅酸盐水泥适合于有耐热要求的混凝土工程不适合于有抗冻性要求的混凝土工程

（b）火山灰质硅酸盐水泥适合于有抗渗性要求的混凝土工程不适合于干燥环境中的地上及有耐磨性要求的混凝土工程

（c）粉煤灰硅酸盐水泥适合于承载较晚的混凝土工程不宜用于有抗渗要求的、干燥环境中的或有耐磨性要求的混凝土工程五种通用水泥的比较

硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥成分水泥熟料及少量石膏在硅酸盐水泥中掺活性混合材料15％以下或非活性混合材料10％以下在硅酸盐水泥中掺入20～70％的粒化高炉矿渣在硅酸盐水泥中掺入20～50％火山灰质混合材料在硅酸盐水泥中掺入20～40％粉煤灰特性早期强度高；水化热较大；抗冻性较好；耐蚀性差；干缩较小与硅酸盐水泥基本相同早期强度低，后期强度增长较快，水化热较低；耐蚀性较强；耐热性强，抗冻性差；干缩性较大早期强度低，后期强度增长较快；水化热较低；耐蚀性较强；抗渗性好；抗冻性差；干缩性大早期强度低，后期强度增长较快；水化热较低；耐蚀性较强；干缩性小；抗裂性较高；抗冻性差适用范围一般土建工程中钢筋混凝土结构；受反复冰冻作用的结构；配制高强混凝土与硅酸盐水泥基本相同高温车间和有耐热耐热耐火要求的混凝土结构；大体积混凝土结构；蒸气养护的构件；有抗硫酸盐侵蚀要求的工程地下、水中大体积混凝土结构和有抗渗要求的混凝土结构；蒸汽养护的构件；有抗硫酸盐侵蚀要求的工程地上、地下及水中大体积混凝土结构件；抗裂性要求较高的构件；有抗硫酸盐侵蚀要求的工程不适用范围大体积混凝土结构；受化学及海水侵蚀的工程与硅酸盐水泥基本相同早期强度要求高的工程；有抗冻要求的混凝土工程处在干燥环境中的混凝土工程；其它同矿渣水泥有抗碳化要求的工程；其它同矿渣水泥论证思考题：以下内容为了解性的，不再细致介绍。

复合硅酸盐水泥特性取决于所掺混合材料的种类、掺量及相对比例。其使用应参照其他掺混合材料水泥的适用范围按工程实践经验选用。四复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥的强度要求(GB12958—1999)

强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.552.522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.0凡以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料称为铝酸盐水泥，代号为CA。第三节铝酸盐水泥快硬早强，后期强度下降耐热性强水化热高，放热快抗渗性及耐腐蚀性强

铝酸盐水泥的特性一砌筑水泥

适用于砖、石、砌块等砌体的砌筑砂浆和内墙抹面砂浆，但不得用于钢筋混凝土，作其他用途必须通过试验来确定。第四节其他品种水泥道路水泥早期强度高，特别是抗折强度高、干缩率小、耐磨性好、抗冲击性好，主要用于道路路面、飞机场跑道、广场、车站以及对耐磨性、抗干缩性要求较高的混凝土工程。二道路硅酸盐水泥三中热硅酸盐水泥和低热硅酸盐水泥中热水泥适用于要求水化热较低的大体积混凝土，如大坝、大体积建筑物和厚大基础等工程中，可以克服可意克服因水化热引起的温差应力而导致混凝土的破坏；低热矿渣水泥主要适用于大坝或大体积混凝土及水下等要求低水化热的工程。

适用于要求早期强度高的工程，紧急抢修工程，冬