《土质单元三水泥及水泥混凝土》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土质单元三水泥及水泥混凝土（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单元三、水泥及水泥混凝土本单元教学目的：让学生了解水泥及水泥混凝土分类组成材料及其性质，掌握水泥及水泥混凝土的性质及相关试验，熟悉水泥混凝土的配合比。课题一 水泥v 一、目的要求：让学生了解水泥的概念，掌握水泥的性质及相关试验，熟悉常用水泥的性质与用途v 二、重点、难点：水泥的标准稠度用水量、凝结时间、安定性试验、水泥胶砂强度检测方法v 三、教学准备：教案、课件、视频 v 四、教学方法：讲授 v 五、教学时间：2015.10.12v 六、教学步骤：导入新课-新课内容-课后小结-作业v 七、授课时数：2课时v 八、教学内容： 回顾-导入新课w 水泥概述w 1、水泥历史不长，只100多年的历史，但
2、发展惊人w 2、水泥品种w 1）按化学成分为：w 硅酸盐类水泥 w 有六大类：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。w 铝酸盐类水泥w 无熟料（少熟料）类水泥w 2）按用途分为：w 普通水泥w 特殊水泥w 目前，在道路工程中，仍以硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥为主，故本节着重介绍这两个品种的水泥。此外，由于道路路面对水泥的特殊要求，近年来已生产了道路水泥。w 特殊水泥是为了满足一些特殊工程所生产的水泥，如：快硬水泥、早强水泥、膨胀水泥等。w 一、硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥w 定义：凡由硅酸盐水泥熟料、05%的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨
3、细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。即国外的波特兰水泥 Portland cement 分为不掺混合材料PI和掺不超过5%混合材料PIIw (一)硅酸盐水泥生产工艺概述w 1、生产原料w 石灰质原料 提供CaO w 粘土质原料 提供SiO2 Al2O3 Fe2O3等w 校正材料 一般为铁矿，用来补充原材料中铁质的不足。w 2、生产工艺w 按比例配生料并磨细w 将以上三种原材料按一定的比例配好，并并磨细制成生产水泥的生料。w 窑中煅烧至1450C，形成熟料。w 在高温煅烧过程中，原材料之间发生化学反应，生成各种有用物质，尤其是1450C时最关键，它是水泥中最重要的成分硅酸三钙生成的温度。w
4、加入石膏磨细制成水泥。w 即“两磨一烧”。w （二）硅酸盐水泥的化学成分与矿物组成w 1、硅酸盐水泥的矿物组成w 原料 矿物组成w 石灰质 CaO 3 CaO SiO2 C3Sw 粘土质 SiO2 2 CaO SiO2 C2Sw Al2O3 3 CaO Al2O3 C3Aw Fe2O3 4 CaO Al2O3 Fe2O3 C4AFw 2、水泥熟料主要矿物组成及其性质w C3S是主要成分，含量50%左右，水化速度快，水化热高，且早期强度高，水化物对水泥早期强度和后期强度起主要作用。w C2S含量1040%，水化速度慢，水化热低，早期强度低，后期强度高，耐化学侵蚀性和干缩性较好。w C3A含量在1
5、5%以下，水化速度最快，水化热最高，耐化学侵蚀性差，干缩性大。w C4AF含量515%，水化速度较快，水化热较高，强度 低，但对于抗折强度起重要作用，耐化学侵蚀性好，干缩性小。w 3、水泥熟料主要成分特性比较（由高至低排列）w 1）反应速度 C3A C3S C4AF C2Sw 2）释热量 C3A C3S C4AF C2Sw 3）强度 C3S C2S C3A不高 C4AF对抗强度有利w 4）耐侵蚀性 C4AF C2S C3S C3A小结：1、水泥的发展历史只有100多年，但是由于其自身的良好工程性质，因而被普遍地应用于种类建筑物中。本次课重点学习水泥的矿物组成、特点及其对水泥的技术性质的影响。2
6、、水泥熟料主要矿物组成及其性质：C3S是主要成分，含量50%左右，水化速度快，水化热高，且早期强度高，水化物对水泥早期强度和后期强度起主要作用。C2S含量1040%，水化速度慢，水化热低，早期强度低，后期强度高，耐化学侵蚀性和干缩性较好。C3A含量在15%以下，水化速度最快，水化热最高，耐化学侵蚀性差，干缩性大。C4AF含量515%，水化速度较快，水化热较高，强度 低，但对于抗折强度起重要作用，耐化学侵蚀性好，干缩性小。作业：1、硅酸盐水泥的定义是什么？ 2、水泥熟料的矿物组成是什么？u 水泥之三- 水泥凝结时间、等级测定 u 一、教学目的:掌握水泥凝结、硬化过程 水化反应及物理变化，了解常见
7、水泥石的腐蚀原因及防治措施 u 二、重点难点:水化反应的过程对水泥凝结时间的影响，水泥内部组成、成分等对水泥腐蚀的影响u 三、教学准备：教案、课件、视频 u 四、教学方法：讲授u 五、教学时间：2015.10.16 u 六、教学步骤：导入新课-新课内容-课后小结-作业u 七、授课时数：2课时u 八、教学内容： 回顾-导入新课u （四）硅酸盐水泥的凝结和硬化u 概念u 凝结：水泥加水后成为可塑的水泥浆体，由于水泥的水化作用，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。u 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” u 1、水泥的水化u 水泥遇水
8、后，发生下列水化反应：u 1）C3Su 3CaO SiO2+nH2O x CaO SiO2 yH2O+(3-x) Ca(OH)2u 2)C2Su 2CaO SiO2+mH2O x CaO SiO2 yH2O+(2-x) Ca(OH)2u 3)C3Au 3CaO Al2O3+6 H2O 3 CaO Al2O3 6H2Ou 水化铝酸钙在石膏激发下，发生水化反应u 3CaO Al2O3+3Ca SO4 2H2O+26 H2O u 3CaO Al2O3 3Ca SO4 32H2Ou 水化硫铝酸钙、AFt、钙矾石 u 4）C4AFu 4 CaO Al2O3 Fe2O37 H2O CaO Al2O3 6H
9、2O+ CaO Fe2O3 H2Ou 石膏存在的情况下，继续反应u 4 CaO Al2O3 Fe2O3+3 Ca SO4 2 H2O+26 H2O u 3CaO(Al2O3 Fe2O3) 3 Ca SO4 32 H2Ou 三硫型水化铁铝酸钙u 无论是C3A还是C4AF，在水泥中石膏消耗完毕后，水泥中尚未消化的C3A或C4AF将与其三硫型水化物反应，生成单硫化物：u 3 CaO Al2O3 3 CaSO4 32H2O +23 CaO Al2O3+4H2O 33CaO Al2O3 Ca SO4 12 H2OAFm u 单硫型水化硫铝酸钙u 3 CaO(Al2O3 Fe2O3) 3 CaSO4 32
10、H2O+4 CaO Al2O3 Fe2O3+n H2O u 3 CaO(Al2O3 Fe2O3) CaSO412H2Ou 水泥水化后，其主要水化物有六种，列于下表：硅酸盐水泥水化产物的化学组成：序号 水化产物名称 化学组成 常用缩写 含量 1水化碳酸钙 xCaOSiO2yH2O C-S-H 70% 2氢氧化钙 Ca(OH)2 CH 20% 3三硫型水化硫铝酸钙（钙矾石） 3CaO(Al2O3 Fe2O3) 3 Ca SO4 32 H2O C3A3CSH32 7% 4单硫型水化硫铝酸钙（单硫盐） CaO(Al2O3Fe2O3) CaSO412H2O C3A3CSH12 5三硫型水化铁铝酸钙 3C
11、aO Al2O3 3CaSO4 12 H2O C3（AF）3 CSH32 小于3%6单硫型水化铁铝酸钙 3CaO Al2O3 Ca SO4 12 H2OC3（AF）CSH12 u 水泥颗粒表面覆盖CSH为主的渗透胶，水化反应慢，水泥颗粒仍然分散，保持塑性。u 3）凝结期u 渗透腊破裂，水泥进一步水化，生成大量CSH，水泥颗粒间接触点增多，趋近密实，逐渐失去可塑性u 4）硬化期u 水泥继续水化，且C4AF亦开始水化，孔隙进一步被充填，逐渐产生强度u 3、影响水泥凝结、硬化的主要因素u 1）水灰比对水泥凝结、硬化的影响u 水灰比越大，水泥凝结、硬化的速度越慢。u 2）石膏对水泥凝结、硬化的影响u
12、水泥中加入适量的石膏，起到缓凝的作用，提高了水泥的应用性能。过量的石膏将会与水化铝酸钙反应，生成过多的水化硫铝酸钙，引起水泥石结构破坏。u 3）温度、湿度对水泥凝结、硬化的影响u 水泥水化必须在一定的温度与湿度下才能进行，当温度低于零度时，水泥水化不再进行，并且结构亦因水的结冰，体积膨胀而引起水泥结构破坏。u 4）水泥的龄期与强度的关系u 早期增长快，后期增长慢u 37d强度发展快u 4周后显著减慢u （五）、硅酸盐水泥的腐蚀与防治u 水泥制品长期处于某些腐蚀性液体或气体介质中，使得水泥石结构遭到破坏，强度降低，甚至整个工程遭到破坏，这种现象称为水泥石腐蚀。u 1、腐蚀原因u （1）淡水的腐蚀
13、（溶析性侵蚀）Ca（OH）2溶于水中，不断溶解，导致水化硅酸钙、水化铝酸钙的分解。u 影响因素：水泥石中氢氧化钙含量的多少，水泥混凝土的密实度、水的软硬程度。u （2）酸类腐蚀u （3）碳酸水的腐蚀u （4）盐类腐蚀u 2、采取措施u （1）合理选用水泥品种；u （2）提高水泥石的密实度（控制W/C）；u （3）敷设耐蚀防护层。u （六）硅酸盐水泥的运输和保管u 储存运输时要防潮、防水；u 保管时要（1）通风、防潮（2）存期不要超过3个月，过期水泥应重新标号（3）不同标号、不同品种的水泥应分开堆放。u （七）普通硅酸盐水泥u 凡由硅酸盐水泥熟料掺入6-15%混合材料与适量石膏共同磨细生成的水硬性胶凝材料，称为普通水泥，代号PO。u 强度等级有：32.5、32.5R 42.5、42.5R、52.5、52.5R、共六级。u小结：1、水泥加水后，即起水化反应，形成各种水化物，同时水泥浆的物理状态亦随之发生改变。初凝、终凝是本次课的重点内容。2、水泥是水硬性胶凝材料，被广泛地应用于各个领域的工程建设中，正确认识水泥的腐蚀，有效地采取相应的预防及补救措施。作业：什么是影响水泥的凝结硬化的主要因素？水泥之二-标准稠度用水量、安定性u 一、教学目的:了解了解硅酸盐水泥的各项技术性质及其含义、标准要求，熟悉各种混合料的类型、品种特征及用途u 二、重点难点:各性质的测定方法及要求，不同混
