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1、建 筑 材 料,第三章 水泥,掌握水泥的基本概念和性能特点； 了解水泥的生产工艺和基本矿物组成； 了解水泥凝结硬化作用机理； 了解不同品种水泥的性能与工程应用；,教学目标与要求：,重点：掌握水泥技术性质及应用,民用建筑,工业建筑,海港,大坝,大桥,国防设施,公路,核电站, 这些建筑能离开水泥吗？ 这些建筑所用水泥一样吗？ 水泥是如何生产出来的？有那些品种？如何选择？ ?,看图思考,是一种粉末状物质，它与适量水混合后，经过物理化学过程能由可塑性浆体变成坚硬的石块体，并能将散粒材料胶结成为整体的混凝土，水泥浆体不但能在空气中硬化，而且还能在水中硬化，属于水硬性胶凝材料。,基本概念,分类,通用水泥：
2、用于一般建筑工程的水泥 专用水泥：适应专门用途的水泥 特种水泥：具有比较突出的某能种性的水泥,品种,常用水泥,硅 酸 盐 水 泥,普 通 水 泥,矿 渣 水 泥,火 山 灰 水 泥,粉 煤 灰 水 泥,复 合 水 泥,硅酸盐水泥的定义、生产及矿物成分,硅酸盐水泥,硅酸盐水泥生产工艺,硅酸盐类水泥的生产过程是“两磨一烧”，即:,将原料按一定比例配料并磨细成符合成分要求的生料： 将生料煅烧使之部分熔融形成熟料； 将熟料与适量的石膏共同磨细成为硅酸盐类水泥。,水泥的生产工艺流程示意图,水泥厂“风光”,生产过程,水泥回转窑,硅酸盐水泥,硅酸盐水泥的矿物组成,溶解期,凝结期,硬化期,凝结硬化的阶段,水泥
3、的凝结硬化过程及水泥石结构,硅酸盐水泥的主要水化产物: 水化硅酸钙 水化铁酸钙 氢氧化钙 水化铝酸钙 水化硫铝酸钙,凝胶体,晶体,硅酸盐水泥,水泥的水化,电镜下的水泥水化产物图,CH Crystal 氢氧化钙晶体,C-S-H 水化硅酸钙凝胶,水化硫铝酸钙,主要因素,细 度,养 护 时 间,用 水 量,温度和湿度,影响水泥凝结硬化的主要因素,石膏的作用,硅酸盐水泥,为了调节水泥的凝结时间，在熟料磨细时，掺有适量（3%左右的）石膏 起缓凝剂的作用，减缓水泥凝结速度，便于施工操作,硅酸盐水泥,硅酸盐水泥的技术性质,国家标准GB175-2007规定，硅酸盐水泥有九项技术要求: 不溶物、烧失量 氧化镁、
4、三氧化硫含量 细度 凝结时间 体积安定性 强度 碱含量等,定义：水泥的细度表示水泥颗粒的粗细程度 通常用比表面积法或筛析法来测定。国家标准规定，硅酸盐水泥比表面积大于300m2/kg 水泥细度对水泥的性能影响很大，水泥颗粒越细，与水接触面积越大，水化反应越快 对强度的发展，尤其是早期强度非常有利。 但也不宜过细，because 一方面在储存期间易吸潮而降低强度 早期放热、硬化收缩较大 另一方面也会大大增加粉磨的能耗，成本提高,细 度,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。,初凝时间不得早于45min,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
5、板周转期。,终凝时间不得 迟于6.5h。,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,凝结时间,目的：统一凝结时间测定,标准稠度用水量的判定,以试杆沉入净浆距底板（61）mm 的水泥净浆为标准稠度净浆。,水泥净浆标准稠度,凝结时间,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,初凝结时间判定,当试针沉于距底板（41）mm时，为水泥 初凝状态，水泥全部加入水中至初凝状态的时 间为初凝时间，单位为min。,凝结时间,终凝结时间判定,当试针沉入试体05 mm时，即环形试件开始不能 在试体上留下痕迹时，水泥达到终
6、凝越态，水泥全 部加入水中至终凝状态的时间为终凝状态的时间为 终凝时间， 单位为min.,凝结时间,定义: 水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性 原因: 引起水泥体积安定性不良的原因有熟料中游离氧化钙过多或游离氧化镁过多或掺入的石膏过多。 检测方法：测试方法有煮沸法和雷氏法。 只能检验氧化钙所引起的水泥体积安定性. 保证施工质量的一项重要技术指标,体积安定性,体积安定性不良,水泥的强度是表明水泥质量的重要指标。 根据国家标准水泥胶砂强度检验方法规定，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，测定其规定龄期的强度。 国家标准
7、GB175-2007中规定，水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分,强度与强度等级,普通水泥各龄期的强度要求（MPa）,强度与强度等级,废品与不合格品规定,国家标准规定： 凡氧化镁含量、三氧化硫含量、沸煮安定性、初凝时间中的任一项不符合标准规定时，均为废品。,废品水泥在工程中严禁使用 凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任一项不符合标准规定或混合材料掺加量超过最大限量和强度低于商品标号规定的指标时称为不合格品。,水泥石的侵蚀与防止,水泥石发生腐蚀原因,外因侵蚀性介质,内因 水化产物 Ca(OH)2 水化铝酸钙3CaOAl2O36H2O 水泥石不密实（毛细管、孔隙）,(1)合理选择水泥
8、品种,(2)提高水泥石的密实度,(3)设置保护层,防止侵蚀的措施,特性: 快硬早强 水化热较高 抗冻性较好 耐热性较差 耐腐蚀性较差,应用: 快硬早强的工程 冬期施工 配制高强度混凝土 预应力混凝土工程 不宜于大体积混凝土工程,硅酸盐水泥的特性及应用,应特别注意防水，防潮 不同品种不同标号的水泥要分别存放 尽量做到先到先用 一般水泥的储存期为3个月 存放3个月以上的水泥，必须重新检验其强度，否则不得使用。,水泥的运输与贮存,掺混合材料的硅酸盐水泥,一、混合材料,定义,分类,活性混合材料,非活性混合材料,分 类,粒化高炉矿渣,火山灰质混合材料,粉 煤 灰,活性混合材,定义,不具有活性或活性甚低的
9、人工或天然矿物质材料,常用的非活性混合材料，主要有磨细的石灰岩、砂岩以及活性指标低于国家标准规定的活性混合材料,非活性混合材,形成：高炉冶炼生铁时所得以硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷粒化后的产品。 组成：,粒化高炉矿渣,影响矿渣活性的因素,化学成分：活性组分主要指： 玻璃体的含量：越高越好,CaO Al2O3 MgO,矿渣的活性,矿渣的活性激发剂,火山灰质混合材,定义：是具有火山灰性的天然的或人工的矿质物料 包括： 天然的火山灰、凝灰岩、浮石、硅藻土； 人工的烧粘土、烧矸石。 主要化学成分：SiO2、Al2O3,产出：从煤粉炉烟道气体中收集的粉尘（1亿T） 成分：以SiO2,Al2O3为主，
10、另有少量 Fe2O3、CaO等 活性：,取决于,化学成分 玻璃体含量 烧失量 细度,粉煤灰,定义,国家标准GB175-1999规定，凡由硅酸盐水泥熟料、6-15的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。,普通硅酸盐水泥,定义,由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥,由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为火山灰质硅酸盐水泥,矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥,由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥,定义,凝结硬化慢,水化热低,抗侵蚀能力强,抗冻耐磨性较差,抗碳化能力差,特
11、性,粉煤灰硅酸盐水泥,定 义,由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,注意事项：（1）选择性能优势可互补的复合材料并确定适宜掺量；（2）控制合适的粉磨细度；（3）当混合材料掺量较高时可掺入一定量的外加剂。,复合硅酸盐水泥,各种水泥代号,普通硅酸盐水泥： 熟料(615)%混合材石膏 矿渣硅酸盐水泥： 熟料 (2070)%矿渣石膏 火山灰水泥： 熟料 (2050)%火山灰石膏 粉煤灰硅酸盐水泥 熟料 (2040)%粉煤灰石膏 复合硅酸盐水泥 熟料 (1550)%混合材料石膏 石灰石硅酸盐水泥 熟料 10%25%石灰石石膏,掺混合材硅酸盐水泥品种,五种常用水
12、泥的主要性能,五种常见硅酸盐水泥性能及应用,一、快硬硅酸盐水泥,以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的，以3天抗压强度表示标号的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥,定义,特种水泥,氧化镁,三氧化硫,细度,安定性,强度,凝结时间,不得超过.,初凝不得早于min 终凝不得迟于10h,不得超过.,不得超过,合格,以3d抗压强度为准,快硬硅酸盐水泥水泥技术要求,适当成分的生料，烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分、氧化铁含量少的白色硅酸盐水泥熟料，加人适量石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为白色硅酸盐水泥,32.5 42.5 52.5 62.5,白色水泥,应 用,配制白色或彩色砂浆、混凝土和涂料,硫酸盐
13、侵 蚀能力强,水化热低,特 点,32.5 42.5,标号,抗硫酸盐硅酸盐水泥,适当成分的硅酸盐水泥熟料，加人适量石膏磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料，称为中热硅酸盐水泥,定义,中热硅酸盐水泥及低热矿渣硅酸盐水泥,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,定义,铝酸盐水泥,主要特性,快硬早强,抗渗性强,耐热性强,水化热高,耐腐蚀性强,技术要求,化学成分,强度,细度,凝结时间,主要用途。铝酸盐水泥凝结硬化快，早期强度高，水化放热量大，适用于抢建抢修和冬季施工等特殊需要工程，但不能用于大体积混凝土工程。 铝酸盐水泥用于土建工程时的注意事项。在施工过程中，为防止凝结时间失控（闪凝），铝酸盐水泥一般不得与硅酸盐水泥、石灰等能析出氢氧化钙的胶凝材料混合，使用前拌和设备等必须冲洗干净。,主要用途与注意事项,This is the end of,cement! Thanks a lot!,
