试验员培训课件 水泥

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1、Construction Materials试验员培训课件 水泥 Cement内容提要：重点介绍硅酸盐水泥的矿物组成、影 响水化因素；硅酸盐水泥主要技术性质； 水泥石的腐蚀和防止；同时介绍了其它掺 混合材的水泥、高铝水泥；以及水泥细度 ，标准稠度用水量、凝结时间、体积安定 性、强度的检验方法，达到正确的选择和 使用水泥的目的。Construction Materials3.1概述水泥属于水硬性无机胶凝材料。 水泥品种很多。依矿物组成： 硅酸盐水泥铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥依用途：通用水泥六大品种专用水泥油井水泥、大坝水泥特种水泥膨胀水泥、快硬水泥 水泥具有很多优点。不怕水、可塑、来源广

2、价格低、工艺简单、品种丰富、耐 久性好、与钢筋有良好的黏结力等Construction Materials3.2 硅酸盐水泥定义由硅酸盐水泥熟料、05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Portland Cement。 分类：型硅酸盐水泥(P.)不掺混合材型硅酸盐水泥(P. )掺小于5的混合材 依GB175:42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个标 号 硅酸盐水泥初凝时间不小于45min，终凝时间不大 于390min；细度以比表面积表示，其比表面积不小 于300m2/kg。Construction Materials3.2.1、硅酸盐水

3、泥的生产Construction Materials3.2.2 硅酸盐水泥熟料的矿物组 成及矿物成分的水化反应 硅酸盐水泥的熟料成分硅酸三钙（3CaO.SiO2）C3S 3760 硅酸二钙（2CaO.SiO2）C2S 1537 铝酸三钙（3CaO.Al2O3）C3A 715 铁铝酸四钙（4CaO.Al2O3.Fe2O3）C4AF1018 除四种主要成分外，水泥中尚含有少量游离CaO 、MgO、SO3、及碱（K2O、Na2O）这些均为有 害成分，国家标准中有严格限止Construction Materials熟料矿物对水泥性质的影响矿矿物名称特 性强 度 发发 展水 化 热热耐 腐 蚀蚀 能力早

4、 期后 期C3S大大中中C2S小大小大C3A大小大小C4AF小中小大Construction Materials水泥的水化、凝结、硬化水化物质由无水状态变为有水状态，由低含水变 为高含水，统称为水化。凝结水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体， 然后逐渐变稠并失去可塑性的过程称为凝结。硬化此后，浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石 状固体（水泥石），这一过程称为硬化。水泥水（流体）可塑性浆体（塑性体）固体Construction Materials水泥水化反应2(3CaO.SiO2)+6H2O3CaO.2SiO2.3H2O+3Ca(OH)22(2CaO.SiO2)+4H2O3CaO.2SiO2.3H

5、2O+Ca(OH)23CaO.Al2O3+6H2O3CaO. Al2O3.6H2O4CaO.AlO3.Fe2O3+7H2O3CaO.Al2O3.6H2O+CaO.Fe2O3.H2O晶体 胶体Construction Materials水泥水化产物晶体氢氧化钙 2025水化铝酸钙水化硫铝酸钙（石膏作用下生成） 胶体水化硅酸钙（C-S-H） 70水化铁酸钙C-S-H尺度为1.0100nm,1nm=10-6Construction Materials硅酸盐水泥的凝结硬化过程 水化膜层长厚连接（初凝）失去可 塑性产生强度（终凝）水化加深具有强 度（硬化）。为了控制水泥水化速度掺入适 量石膏。 Cons

6、truction Materials影响水泥凝结硬化的因素矿物组成 石膏细度环境温度、湿度时间（龄期）Construction Materials养护对水泥强度发展的影响Construction Materials3.2.5水泥石腐蚀的原因内因水泥石存在不稳定的Ca(OH)2和介稳 的水化硫铝酸钙；外因环境中有害介质（软水、酸、盐等） 的存在；联系水泥石中的孔缝系统，产生有害介质 的侵蚀、交换作用。长期性、后期加剧性Construction Materials1、软水的腐蚀软水重碳酸盐含量比较低的水（如雨水、雪水、内陆河水、湖水）腐蚀机理： 1.3g/L 1、长期饱水水泥石中Ca(OH)2晶体

7、逐渐溶出； 2、在静水、无水压下溶液饱和溶解作用停止； 3、在有压、流动的软水下 Ca(OH)2不断溶出并带走 并引起在一定碱度下稳定的C-S-H的分解溶出水 泥石崩溃； 4、在硬水下重碳酸盐与 Ca(OH)2反应生成不溶的碳 酸钙堵塞毛细孔阻止腐蚀的进行。Ca(OH)2Ca(HCO3)22CaCO3+2H2OConstruction Materials2、盐类的腐蚀硫酸盐腐蚀膨胀腐蚀镁盐腐蚀双重腐蚀MgSO4+Ca(OH)2CaSO4.2H2O+Mg(OH)2MgCl2+ Ca(OH)2CaCl2+Mg(OH)2Construction Materials3、酸类腐蚀碳酸腐蚀工业污水、地下水

8、Ca(OH)2+CO2+H2OCaCO3+2H2OCaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2 一般酸的腐蚀工业建筑HCl+ Ca(OH)2CaCl2+2H2OH2SO4+ Ca(OH)2CaSO4.2H2OConstruction Materials水泥石腐蚀的防止措施： 根据侵蚀环境特点，合理选用水泥品种 ； 提高水泥石的密实度； 加作保护层石材、陶瓷、沥青Construction Materials3.3 掺混合材的硅酸盐水泥定义凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定 量的混合材料和适量的石膏共同磨细制成 的水硬性胶凝材料，均属掺混合材的硅酸 盐水泥。 掺入目的：改善水泥的性能增加品种提高产量节

9、约熟料，降低成本Construction Materials掺混合材硅酸盐水泥的品种普通硅酸盐水泥：p.o熟料(620)%混合材石膏 矿渣硅酸盐水泥p.s：熟料 (2070)%矿渣石膏 火山灰水泥：p.p熟料 (2040)%火山灰石膏 粉煤灰硅酸盐水泥 p.F熟料 (2040)%粉煤灰石膏Construction Materials一、混合材料定义在水泥生产过程中，为改善水泥性能，调节水 泥标号，扩大使用范围而掺入的天然或人工的矿质原料 称为混合材。 分类：活性混合材具有火山灰性或潜在水硬性的材料，如矿 渣、粉煤灰等。非活性混合材不具有潜在水硬性的材料，如石灰石粉 、慢冷矿渣等Construc

10、tion Materials潜在水硬性 熟料水C-S-H等水化产物（水硬性 ） 火山灰水无水化产物 但 火山灰水石灰（碱性激发剂）石膏（硫酸盐激发剂）C-S-H等水化产物（潜在水硬性 ）Construction Materials非活性混合材这类材料本身不具有潜在的水硬性或火 山灰性，与水泥矿物组成不起化学作用 。 掺入目的：扩展水泥标号、降低水化热 常用的有：磨细的石英砂、石灰石粉 磨细的高炉矿渣、尾矿粉Construction Materials3.3.2 掺混合材的硅酸盐水泥1、普通硅酸盐水泥代号P.OOrdinary Portland Cement硅酸盐水泥熟料(620)%混合材石膏

11、标号 42.5、42.5R、52.5、52.5R 凝结时间：初凝不小于45min，终凝 不大于600min 性质：与硅酸盐水泥相近Construction Materials2、矿渣硅酸盐水泥Portland blast-furnace slag（代号P.S） 组成：水泥熟料 (2070)%矿渣石膏 A型（ (2050)% ）代号P.S . A 、B型（ (5070)% ）代号P.S . B 标号32.5、 32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个 细度：以筛余表示，80m方孔筛筛余不大于 10或45m方孔筛筛余不大于30 凝结时间：初凝不小于45min，终凝不大于 600m

12、inConstruction Materials2、矿渣硅酸盐水泥性质： 具有较强的抗软水、抗硫酸盐腐蚀的能力 早期强度低，后期强度增进率大 水化放热量少，放热速度慢 具有较好的耐热性 抗渗性、抗冻性差，干缩大Construction Materials3、火山灰质硅酸盐水泥Portland pozzolan cement（代号P.P） 由硅酸盐水泥熟料，火山灰质混合材料和 适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。熟料 (2040)%火山灰石膏 标号：32.5、 32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R 性质：Construction Materials3、火山灰质硅酸盐水泥性质： 抗

13、软水腐蚀能力强 早期强度低后期强度增进率大 水化放热少 干缩大易裂，不宜用于干燥环境 抗渗性好Construction Materials4、粉煤灰硅酸盐水泥Portland fly-ash cement（代号P.F）熟料 (2040)%粉煤灰石膏 性质 结构致密水化慢 吸水性小，干缩小，抗裂性好Construction Materials掺混合材水泥的技术特点凝结硬化速度慢，早期强度低，后期强度高 ； 水化放热速度慢，放热量低； 对温度敏感性高，温度低时影响强度发展； 抗软水、SO42-的腐蚀性好；矿渣水泥耐热性 好 适于水下、大体积混凝土结构和蒸养的混凝 土构件； 不适于抗冻、干燥地区的混

14、凝土工程。Construction Materials五种常用水泥的主要性能特性 品种P.P. P.OP.SP.PP.F水化热热高低凝结时间结时间快较较快较较慢，低温下尤甚强度发发展早期强度 高早期强度 较较高早期强度低，但后期强度可 等于同标标号硅酸盐盐水泥抗硫酸腐蚀蚀 较较差较较强当SiO2多时时，抗硫酸 盐盐腐蚀蚀性好当AlO3多 时时，抗硫酸盐盐腐蚀蚀性 差抗冻冻性好较较差干缩缩性小较较大大较较小保水性较较好差好差蒸养适应应性不宜高于6080好Construction Materials3.5其他水泥品种 快硬硅酸盐水泥* Rapid-hardening Portland Cement

15、 定义凡以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏磨细制 成的，以3d抗压强度表示标号的水硬性胶凝材料 称为 快硬水泥各标号强度指标（GB199-90）水泥标标号抗压压强度（MPa）抗折强度（MPa）1d3d28d1d3d28d32515.032.552.53.55.07.237517.037.557.54.06.07.642519.042.562.54.56.48.0Construction Materials快硬硅酸盐水泥*特点：凝结硬化快，早期强度增进较快通过增加熟料中C3S 、C3A的含量。 适于：要求早期强度高的工程、紧急抢修工程、冬季施工的 工程等。 注意：快硬水泥易受潮变质，运输和储存中特别注意防潮。从 出厂起应在一个月内使用。Construction Materials3.2.1、铝酸盐水泥 Aluminate cement定义凡以铝酸钙为主的铝酸盐水泥 熟料，磨制的水硬性胶凝材料，称为铝 酸盐水泥。代号CA。 分类（铝酸盐水泥按Al2O3含量百分数分为四类） ：CA-50 50%