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1、土质与公路土质与公路主讲教师：主讲教师：建筑材料建筑材料2012年年2月月四川省交通运输职业学校胶凝材料（了解）v胶凝材料：在一定条件 下，经自身一系列的物理、化学作用后，能将散粒材料或块状材料粘结成具有一定强度的整体的材料，统称胶凝材料。胶凝材料无机胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料：沥青、树脂、橡胶有机胶凝材料：沥青、树脂、橡胶气硬性胶凝气硬性胶凝材料材料：石膏、石灰：石膏、石灰水硬性胶凝材料：各种水泥水硬性胶凝材料：各种水泥胶凝材料（了解）v气硬性胶凝材料：只能在空气中凝结硬化，保持和继续发展其强度，在水中不能硬化，也就不具有强度。v水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，又能更好地在水中硬化，
2、保持并继续发展其强度。单元三单元三 无机胶凝材料无机胶凝材料目目 录录 石灰石灰一一 水泥水泥二二粉煤灰粉煤灰三三五五本章教学目的本章教学目的五五理解石灰、水泥、粉煤灰的主要技术性质和技术标准？ 石灰石灰图片图片6文库专用 课题一课题一 石石 灰灰3 3.1.1.1.1石灰的生产过程石灰的生产过程天然碳酸岩类岩石天然碳酸岩类岩石（石灰石、白（石灰石、白云石）经高温煅烧，其主要成分云石）经高温煅烧，其主要成分CaCOCaCO3 3分分解为以解为以CaOCaO为主要成分的生石灰，其化学为主要成分的生石灰，其化学反应可表示如下：反应可表示如下：生石灰（堆积密度为生石灰（堆积密度为800800 100
3、0 kg/m1000 kg/m3 3 ) )一般为白色或黄灰色块灰，块灰碾碎一般为白色或黄灰色块灰，块灰碾碎磨细即为生石灰粉。磨细即为生石灰粉。7文库专用3.1.2 3.1.2 石灰的分类石灰的分类1、根据物理状态及化学成分不同分为：生石灰（成分CaO)熟石灰（成分Ca（OH)2)2、按氧化镁含量的不同分为：钙质石灰镁质石灰8文库专用3 3.1.1.3 3石灰的消化石灰的消化1.1.石灰的熟化和石灰的熟化和“陈伏陈伏”n工工地地上上使使用用石石灰灰时时，通通常常将将生生石石灰灰加加水水，使使之之消消解解为为消消（熟熟）石石灰灰氢氢氧氧化化钙钙，这这个个过过程程称称为为石石灰灰的的“消消化化”，
4、又又称称“熟熟化化”：生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料生石灰烧制过程中，往往由于石灰石原料的尺寸过大或窑中温度不均匀等原因，生的尺寸过大或窑中温度不均匀等原因，生石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰石灰中残留有未烧透的的内核，这种石灰称为称为“欠火石灰欠火石灰”。9文库专用3 3.1.1.3 3石灰的消化石灰的消化n第二种情况是由于烧制的温度过高或时间过第二种情况是由于烧制的温度过高或时间过长，使得石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，长，使得石灰表面出现裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，这种石灰称为体积收缩明显，颜色呈灰黑色，这种石灰称为“过火石灰过火石灰”。过火石灰表面常被粘土
5、杂质融。过火石灰表面常被粘土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。当石灰化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢。当石灰已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体已经硬化后，过火石灰才开始熟化，并产生体积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。积膨涨，引起隆起鼓包和开裂。为了消除过火为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的“陈伏陈伏”。“陈伏陈伏”期间，石灰浆表面应保有一期间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。层水分，与空气隔绝，以免碳化。10文库专用3 3.1.1.4 4
6、石灰的石灰的硬化硬化n石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个同时进行的过程来完成的：两个同时进行的过程来完成的：n n. .干燥作用：游离水分蒸发，氢氧化干燥作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。钙逐渐从饱和溶液中结晶。n n. .碳化作用：氢氧化钙与空气中的二碳化作用：氢氧化钙与空气中的二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发：被蒸发：11文库专用3 3.1.1.4 4 石灰的石灰的硬化硬化碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然碳化作用实际是二氧化碳与水形成碳酸，然后与氢氧化钙反应生成碳酸钙。所以这个作后与
7、氢氧化钙反应生成碳酸钙。所以这个作用不能在没有水分的全干状态下进行。用不能在没有水分的全干状态下进行。12文库专用建筑石灰的技术指标有细度、建筑石灰的技术指标有细度、CaO+MgOCaO+MgO含量、含量、COCO2 2含量和体积安定性等。并按技术指标分为优含量和体积安定性等。并按技术指标分为优等品、一等品和合格品三个等级。具体技术要等品、一等品和合格品三个等级。具体技术要求见：求见： JC/T479-1992 JC/T479-1992 建筑生石灰）、建筑生石灰）、 JC/T480-1992 JC/T480-1992 建筑生石灰粉建筑生石灰粉(P89 (P89 表表3-13-1） JC/T48
8、1-1992 JC/T481-1992 建筑消石灰粉建筑消石灰粉 钙质生石灰钙质生石灰 MgO5% MgO5%；钙质消石灰粉；钙质消石灰粉 MgO4%MgO4% 镁质生石灰镁质生石灰 MgO5% MgO5%；镁质消石灰粉；镁质消石灰粉 MgO4%MgO4%3.1.5.3.1.5.建筑石灰的技术指标建筑石灰的技术指标13文库专用3.1.6 3.1.6 石灰的性质与应用石灰的性质与应用1.1.性质性质(1)(1)石灰的硬化只能在空气中进行，硬化后的石灰的硬化只能在空气中进行，硬化后的强度也不高。强度也不高。(2)(2)受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还会受潮后石灰溶解，强度更低，在水中还会溃散。溃
9、散。(3)(3)硬化时体积收缩大硬化时体积收缩大(4)(4)耐水性差，不易贮存耐水性差，不易贮存14文库专用3.1.6 3.1.6 石灰的性质、应用与存放石灰的性质、应用与存放l2.2.应用应用l将将消消石石灰灰粉粉或或熟熟化化好好的的石石灰灰膏膏加加入入多多量量的的水水搅搅拌拌稀稀释释，成成为为石石灰灰乳乳，是是一一种种廉廉价价的的涂涂料料，主主要要用用于于内内墙墙和和天天棚棚刷刷白白，增增加加室室内内美美观观和和亮亮度度。我我国国农农村村也也用用于于外外墙墙。石石灰灰乳乳可可加加入入各各种种耐耐碱碱颜颜料料。调调入入少少量量水水泥泥、粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣或或粉粉煤煤灰灰，可可提提高高其
10、其耐耐水水性性，调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化现象。调入氯化钙或明矾，可减少涂层粉化现象。l石石灰灰砂砂浆浆是是将将石石灰灰膏膏、砂砂加加水水拌拌制制而而成成，按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。按其用途，分为砌筑砂浆和抹面砂浆。15文库专用3.1.6 3.1.6 石灰的性质、应用与存放石灰的性质、应用与存放l3 3. .存放存放l石石灰灰存存放放应应注注意意：1 1、时时间间不不宜宜过过长长；2 2、应应放放置置在在干干燥燥的的库库中中；3 3、长长时时间间放放置置应应把石灰消解成石灰浆；把石灰消解成石灰浆；4 4、运输时应密封。、运输时应密封。16文库专用思考与练习（P84P84页练习页练
11、习1 1题）题） 水泥课题二 水泥v3.2.1 概述v 水泥：是一种水硬性胶凝材料。 v 水硬性：材料磨成细粉并加水半合成浆后，能在空气中硬化，并形成具有强度的稳定性化合物的能力。v3.2.2通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥定义：v 主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原材料，按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质的硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料，称为通用硅酸盐水泥。3.2.2 通用硅酸盐水泥v3.2.3通用硅酸盐水泥分六大类：通用硅酸盐水泥分六大类：v1、硅酸盐水泥（硅酸盐水泥（代号P或P）v2、普通硅酸盐水泥：、普通
12、硅酸盐水泥：（代号PO）v3、矿渣硅酸盐水泥：、矿渣硅酸盐水泥：（代号PSA或PSB）v4、火山灰质硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥（代号PP）v5、粉煤灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥（代号PF）v6、复合硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥（代号PC） 通用硅酸盐水泥的代码和执行标准；特性和适用范围详见P97页（表3-6和表3-7）3.2.4 硅酸盐水泥的生产工艺v3.2.4硅酸盐水泥的生产工艺硅酸盐水泥的生产工艺：制备磨细生料生料1450煅烧煅烧掺入其他熟料熟料 1.1生料制备。以石灰石、粘土和铁矿粉为主要原料(有时需加入校正原料)，将其按一定比例配合、磨细，制得具有适当化学成分、质量均匀的生料。1.
13、2熟料煅烧。将生料在水泥窑内经1450高温煅烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料。1.3水泥粉磨。将熟料加适量石膏和05的石灰石或粒化高炉矿渣共同磨细，即得到硅酸盐水泥。 3.2.5 硅酸盐水泥熟料的主要矿物质成分l3.2.53.2.5硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料的矿物组成l（）硅酸三钙（）硅酸三钙l 硅酸三钙的化学成分为硅酸三钙的化学成分为la ai i2 2，其其简简写写为为3 3S S。它它是是硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料中中最最主主要要的的矿矿物物成成分分，约约占占水水泥泥熟熟料料总总量量的的。硅硅酸酸三三钙钙遇遇水水后后能能够够很很快快与与水水产产生生水水化
14、化反反应应，并并产产生生较较多多的的水水化化热热。它它对对促促进进水水泥泥的的凝凝结结硬硬化化，特特别别是是对对水水泥泥天天内内的的早早期期强强度以及后期强度都起主要作用。度以及后期强度都起主要作用。3.2.5 硅酸盐水泥熟料的主要矿物质成分l（）硅酸二钙（）硅酸二钙l 硅酸二钙的化学成分为硅酸二钙的化学成分为l2 2a ai i2 2，其其简简写写为为C C2 2S S，约约占占水水泥泥熟熟料料总总量量的的15153737。硅硅酸酸二二钙钙遇遇水水后后反反应应较较慢慢，水水化化热热也也较较低低。它它不不影影响响水水泥泥的的凝凝结结，对对水水泥泥的的后后期期强度起主要作用。强度起主要作用。3.
15、2.5硅酸盐水泥熟料的主要矿物质成分l（）铝酸三钙（）铝酸三钙l 铝铝酸酸三三钙钙的的化化学学成成分分是是CaOAlCaOAl2 2O O3 3，其其简简写写为为C C3 3，约约占占水水泥泥熟熟料料总总量量的的7 71515。铝铝酸酸三三钙钙遇遇水水后后反反应应极极快快，产产生生的的热热量量大大而而且且很很集集中中。铝铝酸酸三三钙钙对对水水泥泥的的凝凝结结起起主主导导作作用用，但但其其水水化化产产物物强强度度较较低低，主要对水泥的早期强度有所贡献。主要对水泥的早期强度有所贡献。3.2.5硅酸盐水泥熟料的主要矿物质成分l（）铁铝酸四钙（）铁铝酸四钙l铁铝酸四钙的化学成分为铁铝酸四钙的化学成分为
16、: :lCaOAlCaOAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3，其简写为，其简写为4 4AFAF，约占水，约占水泥熟料总量的泥熟料总量的10101818。铁铝酸四钙遇水时。铁铝酸四钙遇水时水化反应也很快，水化热较低，水化产物的强水化反应也很快，水化热较低，水化产物的强度不高，对水泥石的抗压强度贡献不大，主要度不高，对水泥石的抗压强度贡献不大，主要对抗折强度贡献较大。对抗折强度贡献较大。3.2.6 3.2.6 硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结和硬化 3.2.63.2.6硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的凝结和硬化定义：定义：水水泥加水拌合后的剧烈水化反应，一方面使水泥加水拌合后的
17、剧烈水化反应，一方面使水泥浆中起润滑作用的自由水分逐渐减少；另泥浆中起润滑作用的自由水分逐渐减少；另一方面，水化产物在溶液中很快达饱和或过一方面，水化产物在溶液中很快达饱和或过饱和状态而不断析出，水泥颗粒表面的新生饱和状态而不断析出，水泥颗粒表面的新生物厚度逐渐增大，使水泥浆中固体颗粒间的物厚度逐渐增大，使水泥浆中固体颗粒间的间距逐渐减小，越来越多的颗粒相互连接形间距逐渐减小，越来越多的颗粒相互连接形成了骨架结构。此时，水泥浆便开始慢慢失成了骨架结构。此时，水泥浆便开始慢慢失去可塑性，表现为水泥的初凝。去可塑性，表现为水泥的初凝。3.2.73.2.7影响水泥凝结硬化的主要因素影响水泥凝结硬化的
18、主要因素l3.2.73.2.7影响水泥凝结硬化的主要因素影响水泥凝结硬化的主要因素l（）矿物组成（）矿物组成l 不不同同矿矿物物成成分分和和水水起起反反应应时时所所表表现现出出来来的的特特点点是是不不同同的的，如如C C3 3A A水水化化速速率率最最快快，放放热热量量最最大大而而强强度度不不高高；C C2 2S S水水化化速速率率最最慢慢，放放热热量量最最少少，早早期期强强度度低低，后后期期强强度度增增长长迅迅速速等等。因因此此，改改变变水水泥泥的的矿矿物物组组成成，其其凝凝结结硬硬化化情情况况将将产产生生明明显显变变化化。水水泥泥的的矿矿物物组组成成是是影影响响水水泥泥凝凝结结硬硬化化的最
19、重要的因素的最重要的因素. .3.2.73.2.7影响水泥凝结硬化的主要因素影响水泥凝结硬化的主要因素l（2 2）水泥的细度）水泥的细度l在在矿矿物物组组成成相相同同的的条条件件下下，水水泥泥磨磨得得愈愈细细，水水泥泥颗颗粒粒平平均均粒粒径径小小，比比表表面面积积大大，水水化化时时与与水水的的接接触触面面大大，水水化化速速度度快快，相相应应地地水泥凝结硬化速度就快，早期强度就高。水泥凝结硬化速度就快，早期强度就高。3.2.73.2.7影响水泥凝结硬化的主要因素影响水泥凝结硬化的主要因素(3(3）水泥浆的水灰比）水泥浆的水灰比 n n 水泥浆的水灰比是指水泥浆中水与水泥的水泥浆的水灰比是指水泥浆
20、中水与水泥的质量之比。当水泥浆中加水较多时，水灰比较大，质量之比。当水泥浆中加水较多时，水灰比较大，此时水泥的初期水化反应得以充分进行；但是水此时水泥的初期水化反应得以充分进行；但是水泥颗粒间原来被水隔开的距离较远，颗粒间相互泥颗粒间原来被水隔开的距离较远，颗粒间相互连接形成骨架结构所需的凝结时间长，所以水泥连接形成骨架结构所需的凝结时间长，所以水泥浆凝结较慢。浆凝结较慢。n n水泥浆的水灰比较大时，多余的水分蒸发后形成水泥浆的水灰比较大时，多余的水分蒸发后形成的孔隙较多的孔隙较多, , 造成水泥石的强度较低，因此水泥造成水泥石的强度较低，因此水泥浆的水灰比过大时，会明显降低水泥石的强度。浆的
21、水灰比过大时，会明显降低水泥石的强度。3.2.73.2.7影响水泥凝结硬化的主要因素影响水泥凝结硬化的主要因素l（4 4）龄期（时间）龄期（时间）l水水泥泥的的凝凝结结硬硬化化是是随随时时间间延延长长而而渐渐进进的的过过程程，只只要要温温度度、湿湿度度适适宜宜，水泥强度的增长可持续若干年。水泥强度的增长可持续若干年。3.2.73.2.7影响水泥凝结硬化的主要因素影响水泥凝结硬化的主要因素l l（5 5）环境温度和湿度）环境温度和湿度n n在适当温度条件下，水泥的水化、凝结和硬化速在适当温度条件下，水泥的水化、凝结和硬化速度较快。反应产物增长较快，凝结硬化加速，水化度较快。反应产物增长较快，凝结
22、硬化加速，水化热较多。相反，温度降低，则水化反应减慢，强度热较多。相反，温度降低，则水化反应减慢，强度增长变缓。但高温养护往往导致水泥后期强度增长增长变缓。但高温养护往往导致水泥后期强度增长缓慢，甚至下降。缓慢，甚至下降。n n水的存在是水泥水化反应的必要条件。当环境湿水的存在是水泥水化反应的必要条件。当环境湿度十分干燥时，水泥中的水分将很快蒸发，以致水度十分干燥时，水泥中的水分将很快蒸发，以致水泥不能充分水化，硬化也将停止；反之，水泥的水泥不能充分水化，硬化也将停止；反之，水泥的水化将得以充分进行，强度正常增长。化将得以充分进行，强度正常增长。3.2.73.2.7影响水泥凝结硬化的主要因素影
23、响水泥凝结硬化的主要因素n n（6 6）石膏掺量）石膏掺量n n 石膏石膏起缓凝作用起缓凝作用的机理可解释为：水的机理可解释为：水泥水化时，石膏能很快与铝酸三钙作用生泥水化时，石膏能很快与铝酸三钙作用生成水化硫铝酸钙（钙矾石），钙矾石很难成水化硫铝酸钙（钙矾石），钙矾石很难溶解于水，它沉淀在水泥颗粒表面上形成溶解于水，它沉淀在水泥颗粒表面上形成保护膜，从而阻碍了铝酸三钙的水化反应，保护膜，从而阻碍了铝酸三钙的水化反应，控制了水泥的水化反应速度，延缓了凝结控制了水泥的水化反应速度，延缓了凝结时间。时间。3.2.8 3.2.8 硅酸盐水泥的技术性质硅酸盐水泥的技术性质v硅酸盐水泥技术性质：化学性质
24、、物理性质。v1、化学性质：水泥的化学性质主要是控制水泥中的有害化学成分，要求其不超过一定的限量。v可能对水泥有害影响氧化镁含量三氧化硫含量烧失量不溶物33文库专用3.2.83.2.8硅酸盐水泥的物理性质硅酸盐水泥的物理性质v1.密度、表观密度、细度v密度3.003.20g/cm3v表观密度 10001100kg/m3，紧密时，1600kg/m3。v2.细度v水泥颗粒的粗细程度对水泥的使用有重要影响。水泥颗粒粒径一般在7200 m范围内。v细度用以下两指标来表示比表面比表面积积0.08 mm方孔方孔筛筛的的筛筛余量余量34文库专用 国家标准国家标准GB175-1999规定，水泥规定，水泥的细度
25、可用比表面积或的细度可用比表面积或0.08mm方孔筛方孔筛的筛余量（未通过部分占试样总量的百的筛余量（未通过部分占试样总量的百分率）来表示。其筛余量不得超过规定分率）来表示。其筛余量不得超过规定的限值。比表面积是指单位质量的水泥的限值。比表面积是指单位质量的水泥粉末所具有的表面积的总和（粉末所具有的表面积的总和（cm2/g 或或 m2/kg）。一般常为）。一般常为317350m2/kg。3.2.83.2.8硅酸盐水泥的物理性质硅酸盐水泥的物理性质35文库专用n n3.3.标准稠度用水量标准稠度用水量n n稠度是水泥浆达到一定流动度时的需水量。稠度是水泥浆达到一定流动度时的需水量。n n国家标准
26、规定检验水泥的凝结时间和体积国家标准规定检验水泥的凝结时间和体积安定性时需用安定性时需用“标准稠度标准稠度”的水泥净浆。的水泥净浆。n n“标准稠度标准稠度”是人为规定的稠度，其用水是人为规定的稠度，其用水量采用水泥标准稠度测定仪测定。量采用水泥标准稠度测定仪测定。n n硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般在硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般在之间。之间。3.2.83.2.8硅酸盐水泥的物理性质硅酸盐水泥的物理性质36文库专用标标准准稠稠度度测测定定仪仪37文库专用4.凝结时间v水泥从加水开始到失去其流动性，即从液体状态发展到较致密的固体状态的过程称为水泥的凝结过程。这个过程所需要的时间称为凝结时间。v
27、凝结时间分初凝时间和终凝时间。初凝时间初凝时间为水泥加水拌和至标准稠度的净浆为水泥加水拌和至标准稠度的净浆刚失去可塑性所需的时间。刚失去可塑性所需的时间。终凝时间终凝时间为水泥加水拌和至标准稠度的净浆为水泥加水拌和至标准稠度的净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。间。3.2.83.2.8硅酸盐水泥的物理性质硅酸盐水泥的物理性质38文库专用l国家标准规定，水泥的凝结时间是以标准稠国家标准规定，水泥的凝结时间是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度及湿度环境下用度的水泥净浆，在规定温度及湿度环境下用水泥净浆凝结时间测定仪测定。水泥净浆凝结时间测定仪测定。l硅酸盐
28、水泥的硅酸盐水泥的 初凝时间初凝时间 不得早于不得早于45min45min， 终凝时间终凝时间 不得迟于不得迟于6.5h6.5h。3.2.83.2.8硅酸盐水泥的物理性质硅酸盐水泥的物理性质39文库专用n n5.5.体积安定性体积安定性n n水泥浆体硬化后体积变化的均匀性称为水泥的水泥浆体硬化后体积变化的均匀性称为水泥的体积安定性。体积安定性。 即水泥硬化浆体能保持一定形状，不开裂，不即水泥硬化浆体能保持一定形状，不开裂，不变形，不溃散的性质。变形，不溃散的性质。n n体积安定性不良的水泥应作废品处理，不得应体积安定性不良的水泥应作废品处理，不得应用于工程中，否则将导致严重后果。用于工程中，否
29、则将导致严重后果。n n导致水泥安定性导致水泥安定性不良的主要原因不良的主要原因一般是由于熟一般是由于熟料中的游离氧化钙、游离氧化镁或掺入石膏过多料中的游离氧化钙、游离氧化镁或掺入石膏过多等原因造成的，其中游离氧化钙是一种最为常见，等原因造成的，其中游离氧化钙是一种最为常见，影响也是最严重的因素。影响也是最严重的因素。3.2.83.2.8硅酸盐水泥的物理性质硅酸盐水泥的物理性质40文库专用l熟熟料料中中所所含含游游离离氧氧化化钙钙或或氧氧化化镁镁都都是是过过烧烧的的，结结构构致致密密，水水化化很很慢慢。加加之之被被熟熟料料中中其其它它成成分分所所包包裹裹，使使得得其其在在水水泥泥已已经经硬硬化
30、化后后才才进进行行熟熟化化，生生成成六六方方板板状状的的Ca(OH)Ca(OH)2 2晶晶体体，这这时时体体积积膨膨胀胀以以上上，从而导致不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。从而导致不均匀体积膨胀，使水泥石开裂。当当石石膏膏掺掺量量过过多多时时，在在水水泥泥硬硬化化后后，残残余余石石膏膏与与水水化化铝铝酸酸钙钙继继续续反反应应生生成成钙钙矾矾石石，体体积积增增大大约约1.51.5倍倍，从而导致水泥石开裂。从而导致水泥石开裂。l国家标准规定水泥的体积安定性用国家标准规定水泥的体积安定性用n试饼沸煮法试饼沸煮法 或或n雷氏夹法雷氏夹法 来检验。来检验。3.2.83.2.8硅酸盐水泥的物理性质硅酸盐水泥的
31、物理性质41文库专用6.强度v强度是评价硅酸盐水泥质量的一个重要指标。v水泥的强度是按照GB/T17961-1999水泥胶砂强度检验方法（ISO）法的标准方法制作的水泥胶砂试件，在201C温度的水中，养护到规定龄期时检测的强度值。其中标准试件尺寸为4cm4cm16cm，胶砂中水泥与标准砂之比为1:3(W/C=0.5)，标准试验龄期分别为d和28d,分别检验其抗压强度和抗折强度。v按照测定结果，将硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个强度等级。各等级硅酸盐水泥在不同龄期的强度要求见书上表。3.2.83.2.8硅酸盐水泥的物理性质硅酸盐水泥的物理性质42
32、文库专用表5-2硅酸盐水泥在不同龄期的强度要求 (GB175-2007)强度等级抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.043文库专用l7.7.水化热水化热l指水泥与水之间发生化学反应放出和热指水泥与水之间发生化学反应放出和热量，通常以量，通常以J/KgJ/Kg来表示。来表示。l测定水泥水化热的方法有测定水泥水化热的方法有直接法直接法和和溶解热溶解热法法。l在水
33、利工程的大体积混凝土施工中，由于在水利工程的大体积混凝土施工中，由于温度应力的存在，会引起水泥石的开裂。温度应力的存在，会引起水泥石的开裂。对工程施工有害，须采用中、低热水泥。对工程施工有害，须采用中、低热水泥。3.2.83.2.8硅酸盐水泥的物理性质硅酸盐水泥的物理性质44文库专用3.2.93.2.9水泥石的腐蚀和防止水泥石的腐蚀和防止v1.水泥石腐蚀的方式v（）软水侵蚀v 水泥石长期接触软水时，会使水泥石中的氢氧化钙不断被溶出，当水泥石中游离的氢氧化钙减少到一定程度时，水泥石中的其它含钙矿物也可能分解和溶出，从而导致水泥石结构的强度降低，甚至破坏。当水泥石处于软水环境时，特别是处于流动的软
34、水环境中时，水泥被软水侵蚀的速度更快。45文库专用（2 2）盐类的腐蚀）盐类的腐蚀1 1、硫酸盐的腐蚀、硫酸盐的腐蚀当环境中含有硫酸盐的水渗入到水泥石结构当环境中含有硫酸盐的水渗入到水泥石结构中时，会与水泥石中的氢氧化钙反应生成石中时，会与水泥石中的氢氧化钙反应生成石膏，石膏再与水泥石中的水化铝酸钙反应生膏，石膏再与水泥石中的水化铝酸钙反应生成钙矾石，产生成钙矾石，产生1.51.5倍的体积膨胀，这种膨胀倍的体积膨胀，这种膨胀必然导致脆性水泥石结构的开裂，甚至崩溃。必然导致脆性水泥石结构的开裂，甚至崩溃。由于钙矾石为微观针状晶体，人们常称其为由于钙矾石为微观针状晶体，人们常称其为水泥杆菌。水泥杆
35、菌。3.2.93.2.9水泥石的腐蚀和防止水泥石的腐蚀和防止46文库专用B B、镁盐的腐蚀、镁盐的腐蚀氯化镁、硫酸镁与氢氧化钙反应生成氢氧化氯化镁、硫酸镁与氢氧化钙反应生成氢氧化镁和易溶于水和物质。氢氧化镁是一种松软镁和易溶于水和物质。氢氧化镁是一种松软又无胶凝能力的物质。又无胶凝能力的物质。硫酸镁反应生成的硫酸钙又具有腐蚀作用。硫酸镁反应生成的硫酸钙又具有腐蚀作用。3.2.93.2.9水泥石的腐蚀和防止水泥石的腐蚀和防止47文库专用（3）酸的腐蚀A、碳酸的腐蚀雨水及地下水中常溶有较多的二氧化碳，形成了碳酸。碳酸水先与水泥石中的氢氧化钙反应，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸钙，碳酸钙再与碳酸反应
36、生成可溶性的碳酸氢钙，并随水流失，从而破坏了水泥石的结构。其腐蚀反应过程为：3.2.93.2.9水泥石的腐蚀和防止水泥石的腐蚀和防止48文库专用vB、一般酸的腐蚀v工程结构处于各种酸性介质中时，酸性介质易与水泥石中的氢氧化钙反应，其反应产物可能溶于水中而流失，或发生体积膨胀造成结构物的局部被胀裂，破坏了水泥石的结构。其基本化学反应式为：3.2.93.2.9水泥石的腐蚀和防止水泥石的腐蚀和防止49文库专用n（4 4）强碱的腐蚀）强碱的腐蚀nA A、氢氧化钠与水泥石中未水化的的铝酸钙作、氢氧化钠与水泥石中未水化的的铝酸钙作用生成易溶于水的的铝酸钠。用生成易溶于水的的铝酸钠。nB B、水泥石浸在氢氧
37、化钠溶液中与空气中的二、水泥石浸在氢氧化钠溶液中与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠结晶，产生胀裂。氧化碳反应生成碳酸钠结晶，产生胀裂。n此外，有些其它物质也能腐蚀水泥石，如糖此外，有些其它物质也能腐蚀水泥石，如糖类、脂肪等。类、脂肪等。3.2.93.2.9水泥石的腐蚀和防止水泥石的腐蚀和防止50文库专用v2 水泥石侵蚀的防止 （）根据工程的环境特点，合理选择水泥品种，或适当掺加混合材料，减少可腐蚀物质的浓度，防止或延缓水泥的腐蚀。如处于软水环境的工程，常选用掺混合材料的矿渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥，因为这些水泥的水泥石中氢氧化钙含量低，对软水侵蚀的抵抗能力强。3.2.93.2.9水泥石的腐蚀
38、和防止水泥石的腐蚀和防止51文库专用v（）提高混凝土的密实度，采取措施减少水泥石结构的孔隙率，特别是提高表面的密实度，阻塞腐蚀介质渗入水泥石的通道。v（）在水泥石结构的表面设置保护层，隔绝腐蚀介质与水泥石的联系。如采用涂料、贴面等致密的耐腐蚀层覆盖水泥石，能够有效地保护水泥石不被腐蚀。3.2.93.2.9水泥石的腐蚀和防止水泥石的腐蚀和防止52文库专用负压筛法试验过程:1.过过0.9mm方孔筛方孔筛水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分
39、仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）水泥混凝土试验部分仪器（了解）什么是粉煤灰？图片
40、课题三 粉煤灰v3.3.1粉煤灰定义：粉煤灰定义：从燃煤火力从燃煤火力发电发电厂的烟道厂的烟道中用吸中用吸尘尘器收集的粉器收集的粉尘尘。它是发电厂的工业废它是发电厂的工业废料；料；常用作常用作为为混凝土的混凝土的掺掺合料合料和公路路面基层和公路路面基层二灰稳定碎石土二灰稳定碎石土。v3.3.2粉煤灰化学成分：粉煤灰化学成分：三氧化铝活性二氧化硅三氧化二铁粉煤灰成分氧化镁氧化硫氧化钙课题三 粉煤灰v3.3.3粉煤灰分为两类：粉煤灰分为两类：v1、F类粉煤灰（由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉类粉煤灰（由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰）。煤灰）。v2、C类粉煤灰（由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉类粉煤灰（由褐煤或
41、次烟煤煅烧收集的粉煤灰，其氧化钙含量一般大于煤灰，其氧化钙含量一般大于10%。）。）。v3.3.4粉煤灰主要技术指标与技术标准粉煤灰主要技术指标与技术标准v1、主要技术标准、主要技术标准主要技术指标细度烧失量需水量比有害杂质含量氧化物含量课题三 粉煤灰v2、技术标准：按我我国标用于水泥和混凝土、技术标准：按我我国标用于水泥和混凝土中的粉煤灰（中的粉煤灰（GB/T 15962005)规定。规定。（P123页表页表3-17部分技术要求。）部分技术要求。）v3、用于公路路面基层二灰稳定土的粉煤灰主要、用于公路路面基层二灰稳定土的粉煤灰主要技术要求按公路路面基层施工技术规范技术要求按公路路面基层施工技
42、术规范（JTJ 034-2000)规定规定:粉煤灰中二氧化硅（SiO2)、三氧化铝（Al2O3）三氧化二铁（Fe2O3）总含量不小于70%；烧失量不大于20%；比表面积宜大于0.25m2/kg。3.3.5 粉煤灰的应用v3.3.5粉煤灰是粉煤灰是变废为变废为宝，我宝，我们们在公路中用于：在公路中用于：v1、路堤填料使用；、路堤填料使用；v2、在硅酸、在硅酸盐盐水泥中水泥中掺掺入一定的粉煤灰，形成入一定的粉煤灰，形成粉煤灰水泥；粉煤灰水泥；v3、粉煤灰与石灰按一定比例拌合形成二灰土。、粉煤灰与石灰按一定比例拌合形成二灰土。v3.3.6粉煤灰粉煤灰烧烧失量的百分数失量的百分数%计计算式：算式：单元
43、三 无机胶凝材料复习题一、填空1.胶凝材料按化学成分可以分无机胶凝材料、有机胶凝材料。2.无机胶凝材料根据硬化条件可分为 气硬性胶凝材料、水硬性胶凝材料。3.石灰属于一种什么材料气硬性胶凝材料。 4.石灰物理状态及化学成分可以分成哪两类：生石灰、熟石灰 。5.石灰按氧化镁含量可以分成哪两类：钙质石灰、镁质石灰 。6.水泥属于是一种水硬性胶凝材料。 单元三 无机胶凝材料复习题7.硅酸盐水泥的生产过程一般分为三大步分别是：生料的备制、煅烧、熟料。8.硅酸盐水泥技术性质分哪两大类：化学性质、物理性质。9.粉煤灰的种类分为：F类粉煤灰、C类粉煤灰。10.粉煤灰的主要化学成分是：活性二氧化硅和三氧化铝。
44、 单元三 无机胶凝材料复习题二、名二、名词词解解释释1.水泥体水泥体积积安定性：安定性：水泥硬化后体水泥硬化后体积变积变化均匀性称化均匀性称为为水水泥体泥体积积安定性。安定性。2.水泥凝水泥凝结时间结时间：是指水泥从加水开始到水泥是指水泥从加水开始到水泥浆浆失去可失去可塑性所需的塑性所需的时间时间。凝。凝结时间结时间分分为为初凝初凝时间时间和和终终凝凝时间时间。3.水泥水泥净浆标净浆标准稠度：准稠度：采用采用试试杆法杆法测测定定时时，试试杆沉入杆沉入净净浆浆距底板距底板6mm1mm时时水泥水泥净浆净浆的稠度的稠度为为“标标准稠准稠度度”，采用，采用试锥试锥法法测测定定时时，为试锥为试锥沉入沉入
45、净浆净浆28mm2mm时时的水泥的水泥净浆净浆的稠度的稠度为为“标标准稠度准稠度”。其拌和用水量其拌和用水量为该为该水泥水泥标标准稠度用水量，按水泥准稠度用水量，按水泥质质量量的百分比的百分比计计。单元三 无机胶凝材料复习题4.强度：是评价硅酸盐水泥质量的一个重要指标，是反应水泥胶结能力的主要依据。5.粉煤灰：从燃煤火力发电厂的烟道中用吸尘器收集的粉尘。单元三 无机胶凝材料复习题1.什么叫胶凝材料？答：在一定条件下，经自身一系列的物理、化学作用后，能将散粒材料或块状材料粘结成具有一定强度的整体的材料，统称胶凝材料。2.我国现行常用的硅酸盐水泥分别是那些？各自的代号是什么？硅酸盐水泥（代号P或P）；普通硅酸盐水泥：（代号PO）；矿渣硅酸盐水泥：（代号PSA或PSB）；火山灰质硅酸盐水泥（代号PP）；粉煤灰硅酸盐水泥（代号PF）；复合硅酸盐水泥（代号PC）
