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1、项目四 水泥,学习要求,熟练掌握硅酸盐水泥和掺混合材料硅酸水泥的性质、技术性质及选用原则。掌握硅酸盐水泥和掺混合材料硅酸水泥的矿物组成、水化产物、检测方法、水泥石的腐蚀与防止等。了解硅酸盐水泥的硬化机理，其他水泥品种及其性质和使用特点。,按照国家标准GB1752007水泥的命名、定义和术语规定，按水泥的性能及用途可分为三大类，见表4-1。,表4-1 水泥按性能和用途的分类,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.1 硅酸盐水泥的生产及矿物组成 4.1.1.1 硅酸盐水泥的原料及生产工艺,图4-1 硅酸盐水泥的生产工艺流程,硅酸盐水泥的生产有三大主要环节，即生料制备、熟料烧成和水泥制成。,任务4.1 硅
2、酸盐水泥,4.1.1 硅酸盐水泥的生产及矿物组成 4.1.1.1 硅酸盐水泥的原料及生产工艺,表4-2 水泥生料化学成分的合适含量,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.1 硅酸盐水泥的生产及矿物组成 4.1.1.2 硅酸盐水泥熟料的组成,表4-3 水泥熟料主要矿物组成及其特性,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.2 硅酸盐水泥的水化与凝结硬化 4.1.2.1 硅酸盐水泥熟料矿物的水化,水泥与水拌合均匀后，颗粒表面的熟料矿物开始溶解并与水发生化学反应，形成新的水化产物，放出一定的热量，固体体积逐渐增加。,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.2 硅酸盐水泥的水化与凝结硬化 4.1.2.1 硅酸盐水泥熟料矿物的
3、水化,表4-4 硅酸盐水泥的主要水化产物名称、代号及含量范围,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.2 硅酸盐水泥的水化与凝结硬化 4.1.2.2 硅酸盐水泥的凝结与硬化,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.2 硅酸盐水泥的水化与凝结硬化,细度,水灰比,环境湿度、温度,龄期,4.1.2.3 影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素,熟料的矿物组成,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.3 硅酸盐水泥的技术性质,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.3 硅酸盐水泥的技术性质,表4-5 不同强度通用硅酸盐水泥的强度等级(GB1752007),任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.3 硅酸盐水泥的技术性质,表4-6 通用硅酸盐水泥的化
4、学指标,表4-6 通用硅酸盐水泥的化学指标,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.4 硅酸盐水泥的腐蚀与防止 4.1.4.1 水泥石的主要腐蚀类型,软水腐蚀(溶出性腐蚀),其反应式如下 Ca(OH)2+Ca(HCO3)2=2CaCO3+2H2O,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.4 硅酸盐水泥的腐蚀与防止 4.1.4.1 水泥石的主要腐蚀类型,盐类腐蚀,(1) 硫酸盐腐蚀(膨胀腐蚀) 反应式为 Ca(OH)2+Na2SO4+2H2O=CaSO42H2O+2NaOH 4CaOAl2O319H2O+3(CaSO42H2O)+7H2O=3CaOAl2O33CaSO431H2O+Ca(OH)2 3CaOAl2
5、O36H2O+3(CaSO42H2O)+19H2O=3CaOAl2O33CaSO431H2O,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.4 硅酸盐水泥的腐蚀与防止 4.1.4.1 水泥石的主要腐蚀类型,盐类腐蚀,(2) 镁盐腐蚀 反应式为 MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO42H2O+Mg(OH)2 MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH) 2,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.4 硅酸盐水泥的腐蚀与防止 4.1.4.1 水泥石的主要腐蚀类型,酸类腐蚀,(1)碳酸腐蚀 反应如下 Ca(OH)2+CO2+H2O=CaCO3+2H2O CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2,任
6、务4.1 硅酸盐水泥,4.1.4 硅酸盐水泥的腐蚀与防止 4.1.4.1 水泥石的主要腐蚀类型,酸类腐蚀,(2)一般酸的腐蚀 反应如下 Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O Ca(OH)2+2H2SO4=CaSO42H2O 2CaOSiO2+4HCl=2CaCl2+SiO22H2O 3CaOAl2O3+6HCl=3CaCl2+Al2O33H2O,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.4 硅酸盐水泥的腐蚀与防止 4.1.4.1 水泥石的主要腐蚀类型,强碱的腐蚀,浓度不高的碱类溶液，一般对水泥石无害。但若长期处于较高浓度(大于10%)的含碱溶液中也能发生缓慢腐蚀，主要是化学腐蚀和结晶腐蚀。 2
7、CaOSiO2nH2O+2NaOH=2Ca(OH)2+Na2OSiO2+(n-1)H2O 3CaOAl2O36H2O+2NaOH=3Ca(OH)2+Na2OAl2O3+4 H2O,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.4 硅酸盐水泥的腐蚀与防止 4.1.4.1 水泥石的主要腐蚀类型,其他腐蚀,除了上述4种主要的腐蚀类型外，一些其他物质也对水泥石有腐蚀作用，如糖、氨盐、酒精、动物脂肪、含环烷酸的石油产品及碱骨料反应等。,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.4 硅酸盐水泥的腐蚀与防止 4.1.4.2 腐蚀的防止 水泥石腐蚀的产生原因,水泥石中存在易被腐蚀的组分,有能产生腐蚀的介质和环境条件,水泥石本身不密实
8、,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.4 硅酸盐水泥的腐蚀与防止 4.1.4.2 腐蚀的防止 可采取以下措施,根据环境介质的侵蚀特性，合理选用水泥品种,高水泥石的密实度,设置保护层,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.5 硅酸盐水泥的特性及应用,抗碳化能力强,抗冻性能好,水化热高,2,3,4,凝结硬化快，强度高,1,任务4.1 硅酸盐水泥,4.1.5 硅酸盐水泥的特性及应用,温热养护效果差,耐热性差,6,7,耐腐蚀能力差,5,任务4.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥,4.2.1 混合材料的作用与种类 4.2.1.1 掺加混合材料的作用,任务4.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥,4.2.1 混合材料的作用与种类
9、 4.2.1.1 掺加混合材料的作用,任务4.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥,4.2.1 混合材料的作用与种类 4.2.1.2 混合材料的种类,窑灰,活性混合材料,粒化高炉矿渣,火山灰质混合材料,非活性混合材料,任务4.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥,4.2.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥 4.2.2.1 普通硅酸盐水泥,国标中对硅酸盐水泥的技术要求为：,(1) 细度。用比表面积表示，根据规定应不小于300m2/kg。,(2) 凝结时间。初凝时间不小于45min，终凝时间不大于600min。,任务4.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥,4.2.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥 4.2.2.1 普通硅酸盐水泥,
10、国标中对硅酸盐水泥的技术要求为：,(3) 强度。普通硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R共4个强度等级。,(4) 烧失量。普通水泥中的烧失量不得大于5.0%。,任务4.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥,4.2.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥 4.2.2.2 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,表4-7 通用硅酸盐水泥组分表,任务4.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥,4.2.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥 4.2.2.2 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,任务4.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥,4.2.2 掺有
11、混合材料的硅酸盐水泥 4.2.2.2 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,硅酸盐系水泥的主要性质相同或相似。掺混合材料的水泥与硅酸盐水泥相比，又有其自身的特点。,(1) 矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥的共性特点与应用。,(2) 矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥的个别特性。,(3) 复合硅酸盐水泥的特性与应用。,任务4.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥,表4-8 通用硅酸盐系水泥的技术性质,任务4.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥,表4-8 通用硅酸盐系水泥的技术性质,任务4.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥,表4-9 硅酸盐系常用
12、水泥的选用,任务4.2 掺有混合材料的硅酸盐水泥,表4-9 硅酸盐系常用水泥的选用,任务4.3 其它品种水泥,表4-10 我国主要特种水泥系列分类表,任务4.3 其它品种水泥,表4-10 我国主要特种水泥系列分类表,任务4.3 其它品种水泥,4.3.1 铝酸盐水泥,依据国家标准盐水泥的主要原料是矾土(铝土矿)和石灰石，矾GB2012000铝酸盐水泥的规定，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(又称高铝水泥、矾土水泥)，代号CA。铝酸土提供Al2O3，石灰石提供CaO。,任务4.3 其它品种水泥,4.3.1 铝酸盐水泥 4.3.1.1 铝酸盐水泥的矿物组成与分类
13、,我国铝酸盐水泥按Al2O3含量分为4类，其类型及化学成分范围见表4-11。,任务4.3 其它品种水泥,4.3.1 铝酸盐水泥 4.3.1.2 铝酸盐水泥水化与硬化,任务4.3 其它品种水泥,4.3.1 铝酸盐水泥 4.3.1.3 铝酸盐水泥的技术要求,铝酸盐水泥的密度为3.0g/cm33.2g/cm3，疏松状态的体积密度为1.0g/cm31.3g/cm3，紧密状态的体积密度为1.6g/cm31.8g/cm3。国家标准GB2012000铝酸盐水泥规定的细度、凝结时间和强度等级要求见表4-12。,任务4.3 其它品种水泥,4.3.1 铝酸盐水泥 4.3.1.3 铝酸盐水泥的技术要求,表4-12
14、铝酸盐水泥的细度、凝结时间、强度要求,任务4.3 其它品种水泥,4.3.1 铝酸盐水泥 4.3.1. 4 铝酸盐水泥的特性与应用,凝结硬化快，早期强度高。,凝结硬化快，早期强度高。,抗硫酸盐腐蚀性强。,耐热性好。,抗碱性差。,任务4.3 其它品种水泥,4.3.1 铝酸盐水泥 4.3.1. 4 铝酸盐水泥的特性与应用,表4-13 特快硬调凝铝酸盐水泥的强度,任务4.3 其它品种水泥,4.3.1 铝酸盐水泥 4.3.1. 4 铝酸盐水泥的特性与应用,表4-14 快硬高强铝酸盐水泥的强度,任务4.3 其它品种水泥,4.3.1 铝酸盐水泥 4.3.1. 4 铝酸盐水泥的特性与应用,表4-15 铝酸盐自
15、应力水泥自应力值,任务4.3 其它品种水泥,4.3.2 快硬硅酸盐水泥,凡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(简称快硬水泥)。,快硬硅酸盐水泥和无收缩快硬硅酸盐水泥的主要技术要求见表4-16。,任务4.3 其它品种水泥,4.3.2 快硬硅酸盐水泥,表4-16 快硬硅酸盐水泥和无收缩快硬硅酸盐水泥的主要技术要求,任务4.3 其它品种水泥,4.3.2 快硬硅酸盐水泥,表4-17 快凝快硬硅酸盐水泥强度要求,任务4.3 其它品种水泥,4.3.3 白色硅酸盐水泥 4.3.3.1 白色硅酸盐水泥的技术要求,按照国家标准GB/T20152005
16、白色硅酸盐水泥的规定，白水泥的细度、安定性、凝结时间、强度、白度及等级等技术性质要求如下所述。,任务4.3 其它品种水泥,4.3.3 白色硅酸盐水泥 4.3.3.1 白色硅酸盐水泥的技术要求,白水泥的强度分为32.5、42.5、52.5、62.5四个强度等级。,体积安定性用沸煮法检验必须合格；水泥中三氧化硫含量不得超过3.5%。,凝结时间：初凝不早于45min，终凝不迟于12h。,2,3,4,细度：要求为80m方孔筛筛余不得超过10.0%。,1,任务4.3 其它品种水泥,4.3.3 白色硅酸盐水泥 4.3.3.1 白色硅酸盐水泥的技术要求,表4-18 白水泥各龄期强度值,任务4.3 其它品种水泥,4.3.3 白色硅酸盐水泥 4.3.3.2 白色硅酸盐水泥的应用,配制装饰混凝土,配制各种彩色砂浆用于装饰抹灰,制造各种彩色水磨石、人造大理石等。,主要是配制彩色砂浆,任务4.3 其它品种水泥,4.3.4 道路硅酸盐水泥,依据国家标准GB13693
