東南大學(xué)2011土木工程材料 第6次 水泥

1、土木工程材料（6）第二節(jié) 摻混合材的硅酸鹽水泥5.2.1 水泥混合材5.2.2 普通硅酸鹽水泥5.2.3 礦渣硅酸鹽水泥5.2.4 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥5.2.5 粉煤灰硅酸鹽水泥5.2.6 復(fù)合硅酸鹽水泥粉煤灰 礦粉第二節(jié) 摻混合材的硅酸鹽水泥5.2.1 水泥混合材5.2.1.1 混合材的種類（1）活性混合材 ?；郀t礦渣 火山灰質(zhì)混合材 粉煤灰（2）非活性混合材 石英砂 石灰石 慢冷礦渣5.2.1 水泥混合材5.2.1.2活性混合材的作用堿性激發(fā)劑： xCa(OH)2+SiO2+mH2OxCaOSiO2nH2O xCa(OH)2+Al2O3+mH2OxCaOAl2O3nH2O 因此，CH稱為

2、。 當(dāng)液相中有石膏存在時(shí)，將與水化鋁酸鈣反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣。故石膏稱為。5.2.1 水泥混合材5.2.1.3 ?；郀t礦渣 概念： 高爐冶煉生鐵時(shí)，將浮在鐵水表面的熔融物，經(jīng)急冷處理成粒徑0.5-5mm的質(zhì)地疏松的顆粒材料，稱為?；郀t礦渣。由于采用水淬方法進(jìn)行急冷，故稱為水淬高爐礦渣。 高爐礦渣主要化學(xué)成分為CaO、 SiO2和Al2O3。高爐礦渣的活性主要來自其玻璃體結(jié)構(gòu)中的活性SiO2和Al2O3。 標(biāo)準(zhǔn)： 用于水泥中的?；郀t礦渣（GB/T 203-2008 ） 用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉 （GB/T 18046-2008 ）表5-5 礦渣粉技術(shù)指標(biāo)（GB/T18046-20

3、00）作廢表5-5 礦渣粉技術(shù)指標(biāo)（GB/T18046-2008）5.2.1 水泥混合材5.2.1.4 粉煤灰 概念： 火力發(fā)電廠以煤粉作燃料而排放的燃料渣，實(shí)際上它也屬于火山灰質(zhì)混合材料，故其水硬性原理與火山灰材料相同。粉煤灰按照煤種分為F類和C類。 粉煤灰活性主要來源于其SiO2和Al2O3。 標(biāo)準(zhǔn)： 用于水泥混凝土中的粉煤灰（GB/T1596-2005）表5-6 水泥用粉煤灰技術(shù)要求（GB/T 1596-2005）5.2.2 普通硅酸鹽水泥（1）定義 硅酸鹽水泥熟料+混合材（6%20%）+適量石膏。（2）代號(hào)：P.O.（3）標(biāo)準(zhǔn)：GB175-2007；（4）性能特點(diǎn)及應(yīng)用。強(qiáng)度要求表3。

4、4.2.3 礦渣硅酸鹽水泥（1）定義硅酸鹽水泥熟料+粒化高爐礦渣（2070）+石膏；（2）代號(hào)：P.S.A；P.S.B（3）標(biāo)準(zhǔn)： GB175-2007 ；（4）性能特點(diǎn)；（5）應(yīng)用。4.2.3 礦渣硅酸鹽水泥（4）性能特點(diǎn) 水化反應(yīng)分兩步進(jìn)行； 凝結(jié)硬化較慢； 水化熱較普通水泥低； 早期強(qiáng)度較低，但28d以后強(qiáng)度可能超過普通硅酸鹽水泥； 適合濕熱養(yǎng)護(hù)； CH含量少，抗軟水腐蝕、海水和硫酸鹽腐蝕能力強(qiáng)； 耐熱性較好； 抗凍性、抗?jié)B性和抗干濕交替能力不及普通水泥。3.2.4 火山灰水泥（略）（略）3.2.5 粉煤灰水泥（1）定義 硅酸鹽水泥熟料+粉煤灰（2040）+石膏；（2）代號(hào)P.F.（3）

5、標(biāo)準(zhǔn)： GB175-2007 （4）性能特點(diǎn)3.2.5 粉煤灰水泥（3）性能特點(diǎn) 水化硬化較慢； 水化熱較??； 早期強(qiáng)度較低，28d后強(qiáng)度不低； 干縮較小，抗裂性較高； 抗凍性較差； 抗碳化性較差。3.2.6 復(fù)合硅酸鹽水泥 （略）3.3 通用水泥的選用 表5-9 通用水泥的強(qiáng)度等級(jí)、成分和特性 表5-10 通用水泥的選用第三節(jié) 高鋁水泥（略）（1）定義（2）熟料礦物組成（3）水化硬化（4）性能特點(diǎn)（5）應(yīng)用第三節(jié) 高鋁水泥（略）（1）定義 以+為原料，經(jīng)煅燒得到以為主、含量約50的熟料，磨制的水硬性膠凝材料。（2）熟料礦物組成（*）： CaOAl2O3（CA）（主要熟料礦物）； CaO2Al

6、2O3（CA2）（主要熟料礦物）； CaOAl2O3 SiO2（C2AS）； 12Ca7Al2O3（C12A7）。第三節(jié) 高鋁水泥（略）（3）水化硬化 300C時(shí)，3CA+12 H2O3CAH6+2AH3(4)性能特點(diǎn)快凝早強(qiáng)，1d強(qiáng)度可達(dá)最高強(qiáng)度的80以上，后期強(qiáng)度增長不顯著；水化放熱量大、速率快；1d內(nèi)可釋放總放熱量的7080；硬化溫度25 0C；抗硫酸鹽腐蝕性能很強(qiáng)，但抗堿性極差；耐熱性好，高鋁水泥混凝土在1300還能保持約53%的強(qiáng)度；長期強(qiáng)度有降低的趨勢；不得用于承重結(jié)構(gòu)。不得與硅酸鹽水泥相混。第四節(jié) 其它品種水泥（略）1、白色硅酸鹽水泥2、快硬硅酸鹽水泥（略）3、膨脹水泥及自應(yīng)力水

7、泥（略）4、最新動(dòng)態(tài)（圓球水泥、變色水泥等）1、白色硅酸鹽水泥 概念：白色硅酸鹽水泥系采用含極少量著色物質(zhì)（氧化鐵、氧化錳、氧化鈦、氧化疙等）的原料，如純凈的高嶺土、純石英砂、純石灰石等，在較高溫度（150016000C）燒成熟料。其熟料成分主要是硅酸鹽。為了保持水泥的白度，在煅燒、粉末和運(yùn)輸時(shí)應(yīng)防止著色物質(zhì)混入，常采用天然氣、煤氣或重油作燃料。1、白色硅酸鹽水泥 國家標(biāo)準(zhǔn)白色硅酸鹽水泥GB/T2015-2005。 特點(diǎn)：性質(zhì)與硅酸鹽水泥相同。 應(yīng)用： （1）可制成彩色水泥和彩色砂漿、混凝土； （2）白水泥主要適用于建筑裝飾裝修工程，可配制白色白色和彩色灰漿或制造白色白色和各種彩色混凝土，如水

8、刷石，水磨石、人造大理石、雕塑石山及其他水泥水泥制品等，用于地面、墻面、樓梯、亭柱、臺(tái)階的表面美化。4、新型水泥（略） (1) 彈力水泥英國牛津大學(xué)研制成功的這種水泥，系在生產(chǎn)流程中減少水泥的含水量，并加入一種，使其強(qiáng)度比普通水泥高10倍，而且具有柔韌性。使用這種水泥時(shí)，可像面團(tuán)一樣隨意拉長、卷疊、擠壓，或者注入預(yù)先做好的模具內(nèi)，制成各種水泥制品，而且可大大節(jié)約原材料。用這種水泥的凈漿可制備彈簧、棒、管、盤和唱片等。4、新型水泥（略）防水水泥 這種稱作“阿卡法爾特”的水泥，是日本防止地鐵隧道壁面滲漏地下水而開發(fā)的，系在普通水泥中，并加入用于紙尿布吸水劑的制成。它最適合砌筑隧道壁作增強(qiáng)材料兼防水

9、材料用，固化后具有人類指甲般的彈性，不易產(chǎn)生裂縫，而且在水中也不變形的硬化，不會(huì)對地下水產(chǎn)生污染。4、新型水泥（略）導(dǎo)電水泥 國外的一家鋼筋水泥研究所發(fā)明了一種廉價(jià)而通用的屏蔽材料導(dǎo)電水泥。為了使水泥能導(dǎo)電，在水泥中添加了有導(dǎo)電性能的或。用這種水泥建造樓房，使樓房本身就成為一個(gè)屏障，并且比金屬屏障更家安全可靠。制作導(dǎo)電水泥時(shí)，要注意其有很高的反射系數(shù)，造成室內(nèi)電磁波能量級(jí)很高。為保護(hù)工作人員和靈敏儀器，俄羅斯混凝土和鋼筋混凝土科學(xué)研究所又發(fā)明了更理想的導(dǎo)電水泥，既能很好的吸收電磁波輻射，又具有很低的反射系數(shù)。4、新型水泥（略） 它的研制成功可使電磁防護(hù)費(fèi)用減少到原來的1%。導(dǎo)電水泥不僅可用來建

10、造新型廠房，也可用作防護(hù)涂層。由于這樣的發(fā)熱既安全又不會(huì)引起燃燒，因此，可用其建造熱交換器、干燥室、不結(jié)冰的機(jī)場跑道、人行道和樓梯，以及建造帶有暖墻的住房。4、新型水泥（略）（4）球粒水泥 日本研究人員發(fā)現(xiàn)，普通水泥微粒長約2030微米，呈三角形或長方形等形狀。送入研磨機(jī)只能使微粒數(shù)量增加，不能改變形狀，而將其送到高速氣流中任水泥微粒相互撞擊、摩擦，則可磨掉棱角而制得球粒水泥。用球粒水泥制備混凝土，因其微粒象軸承一樣易旋轉(zhuǎn)，流動(dòng)性增強(qiáng)，不僅節(jié)約用水，且強(qiáng)度要比使用普通水泥高30%50%。4、新型水泥（略）陶瓷水泥(地聚合物水泥)由日本東京工業(yè)大學(xué)研制成功。原料取自于大自然中的鋁酸鋇、氧化硅和水

11、，三者的比例為2：4：1，成本十分低廉。在室溫下還能保持原有理化性能。4、新型水泥（略）（6）碳纖水泥日本的TIASET公司與東邦人造纖維公司共同研制成一種新型碳纖維補(bǔ)強(qiáng)水泥。這種水泥由2種成分組成。一種是特制的，其顆粒達(dá)微米級(jí)，為普通水泥的1/10；一種是，用作補(bǔ)強(qiáng)劑，其直徑為7微米，并以約10微米的間隔均勻地排列在超細(xì)水泥中。這樣的組合方式使得該水泥強(qiáng)度極高。例如按重量計(jì)，摻入15%的碳纖維，強(qiáng)度可達(dá)250兆帕；摻入20%的碳纖維，強(qiáng)度高達(dá)548.8兆帕。而普通水泥僅有3050兆帕。這種水泥還具有重量輕、耐高溫、阻燃性好等特點(diǎn)。通用于各種建筑工程，也使用于航天工程。4、新型水泥（略）（7）

12、木質(zhì)水泥由瑞典研制。是在水泥中加入粒徑為300微米的制成。使用中除有普通水泥的特點(diǎn)外，其制品還能像木材一樣鋸切、釘割和開螺孔，并具有良好的隔音和防火性能。4、新型水泥（略）（8）長效水泥日本一家公司經(jīng)研究證實(shí)，能大大減少水泥結(jié)構(gòu)的裂紋，其中乙二醇酯的衍生物和氨基醇的效果最好。含乙二醇的化合物可防止氣泡的產(chǎn)生，而在水泥中摻加則能生成防銹的吸收層，使用這種填料水泥的建筑物，至少能使用500年，比一般水泥結(jié)構(gòu)高出45倍。4、新型水泥（略）（9）彩色水泥和變色水泥 在白水泥中加入氧化鉻，就成了綠水泥； 加進(jìn)鉻酸鉛就變成黃水泥； 加進(jìn)氧化釩又成紅水泥； 加進(jìn)硫化錫，水泥變成了。 如果在水泥中加入二氧化鈷

13、，水泥就會(huì)變 色，使用這種水泥水泥的建筑物，晴天是藍(lán)色的；陰天是紫色的，“山雨欲來風(fēng)滿樓”時(shí)變成深紫色，下雨時(shí)顯 現(xiàn)出玫瑰色。變色水泥的這種性能叫濕敏變色。許多化學(xué)物質(zhì)還具有光敏變色的特性和熱敏變色特性。人 們利用這些變色特性，發(fā)明了變色玻璃、變色涂料、變色纖維。 4、新型水泥（略）（10）夜光水泥國外研究出一種夜光水泥。多用于在公路上標(biāo)劃車道、人行道線和各種路面標(biāo)志等，可貯存白天的日光及來往車輛的燈光，夜晚時(shí)閃閃發(fā)光，構(gòu)成“夜光公路”，給城市夜色增添光彩，方便夜行車輛。4、新型水泥（略）（11） 貯熱水泥這是一種多孔泡沫水泥，具有重量特輕、比重小于水、強(qiáng)度很高等特點(diǎn)。在高層建筑中使用它無需打

14、樁，利于加快建設(shè)進(jìn)度，并可在白天貯存太陽光的熱量，晚上再慢慢地放出熱量，因而是一種建造太陽能房屋的材料。作業(yè)：相變儲(chǔ)熱原理及其建材制備技術(shù)（暫不做）*4、新型水泥（略）（12）可塑水泥美國開發(fā)出一種可塑水泥，其強(qiáng)度是標(biāo)準(zhǔn)水泥的4倍，彈性是標(biāo)準(zhǔn)水泥的100倍。它使用于需彎曲卻不斷的地方，例如經(jīng)常發(fā)生地震地區(qū)的橋梁和建筑物等。 作業(yè)：MDF水泥的性能及其制備技術(shù)（暫不做）4、新型水泥（略）（13） 加糖水泥前蘇聯(lián)建筑科學(xué)院研制成功的新奇水泥，系在水泥原料中摻入榨糖的下腳料和蔗糖一同燒結(jié)而成。它的強(qiáng)度特別高，是普通水泥的5倍，非常使用于承受大重量的混凝土基礎(chǔ)。4、新型水泥（略）（14）自愈水泥 自愈

15、水泥內(nèi)摻一些粘性流體并由一些多孔的，一旦水泥裂縫，纖維外包裝也破裂，將混合物放出，填補(bǔ)裂縫。該水泥還包含一種，因?yàn)橛脕砑庸痰匿摻顣?huì)由于鹽分和水分的腐蝕而生銹。用這種纖維將鋼筋包起來，可防止砼中的鋼筋腐蝕。這種水泥可應(yīng)用于重點(diǎn)工程，因而只產(chǎn)生微小裂縫，可避免更大的災(zāi)害性斷裂，在應(yīng)用中可提高建筑物的安全系數(shù)。4、新型水泥（略）（15）硫礦渣水泥法國開發(fā)出的這種水泥是利用低品位硫磺礦渣或含硫土為主要原料，經(jīng)過研磨后只需加熱到120，可節(jié)約很多能源。據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，這種硫礦渣水泥的強(qiáng)度和其他技術(shù)指標(biāo)與普通硅酸鹽水泥差不多。這項(xiàng)成果為在沒有石灰石礦的地區(qū)開辟水泥的原料來源提供一個(gè)新方向。4、新型水泥（略）（

16、16）米糖水泥美國一水泥廠利用米糖作原料，經(jīng)過自然爐加溫生成非晶態(tài)硅灰氣灰分離硅灰分離硅灰粉碎加入高爐礦渣、沸石混合設(shè)備產(chǎn)品等工藝過程，將米糖中所含20%的灰分提煉出來而制成硅灰水泥。這種高級(jí)耐酸水泥強(qiáng)度高、凝固速度快，在10%鹽酸容易中浸泡一年也不會(huì)變質(zhì)。4、新型水泥（略）（17）耐海水水泥它由日本研制，是在混有SiO2細(xì)粉的硅酸鹽水泥中加入酸性磷酸鋁而制成的，二者的比重為100：（0.15），當(dāng)這種水泥混有40%50% SiO2細(xì)粉和酸性磷酸鋁0.5%時(shí)，用100份這種水泥與40份砂、50份水混合均勻，經(jīng)成型硬化為試塊，在海中浸泡8星期后，其尺寸變化只相當(dāng)于用硅酸鹽水泥同砂、水混合均勻制成

17、試塊的1/4。4、新型水泥（略）（18）粉煤灰水凝水泥它由美國發(fā)明，是用與進(jìn)行反應(yīng)后制成的一種高強(qiáng)度水泥。制作時(shí)，將粉煤灰與濃度至少為70%的濃磷酸（重量比）反應(yīng)得混合物進(jìn)行破碎，并磨細(xì)成粉狀，可以與砂子等骨料混合配制砂漿或混凝土，其強(qiáng)度要比波特蘭水泥高。*作業(yè)：預(yù)水化粉煤灰及其應(yīng)用（*暫不做）。4、新型水泥（略）自找平水泥這種水泥是將、水泥和水混合而成，共聚物是在存在非離子或陽離子表面活性劑的條件下，由烯類不飽和單體與酸加成物共聚合而成。將上述共聚物乳液167份、水泥100份和水100份混均夠即成聚合物水泥。這種水泥具有流動(dòng)性好、凝固快、涂層具有柔軟性等優(yōu)點(diǎn)?？捎脟娡糠椒▏娡吭诨炷翗前迳?，

18、涂層能自找平，形成平整的地面涂層。第五章復(fù)習(xí)提要* 概念體系 習(xí)題：5-8，5-12； 讀書報(bào)告題： （1）脫硫石膏在土木工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀和展望 （2）水泥中混合材摻量范圍的檢驗(yàn)方法述評 （3）堿激發(fā)膠凝材料基本原理、應(yīng)用現(xiàn)狀和展望 （4）墻體自保溫體系和結(jié)構(gòu)自保溫體系的現(xiàn)狀和展望。第五章復(fù)習(xí)概念體系 各種水泥概念：硅酸鹽系列水泥；特種水泥。 各種水泥性質(zhì)：細(xì)度、安定性、凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度、耐腐蝕性。 各種應(yīng)用：建筑工程；道路橋梁工程；水利工程；軍事工程。 主線：組成結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系、性能與應(yīng)用的關(guān)系。第五章復(fù)習(xí)習(xí)題一、是非題(在正確的題后括號(hào)內(nèi)打“”，不正確的打“”)1、硅酸鹽水泥中C 2S的早

19、期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高，而C 3S正好相反。()2、硅酸鹽水泥中含有CaO、MgO和過多的石膏都會(huì)造成水泥的體積安定性不良。()3、用沸煮法可以全面檢驗(yàn)硅酸鹽水泥的體積安定性是否良好。()4、硅酸鹽水泥的細(xì)度越細(xì)越好。()5、抗?jié)B性要求高的混凝土工程，不能選用礦渣硅酸鹽水泥。()二、選擇題(選擇正確的答案填在括號(hào)內(nèi))1、在硅酸鹽水泥中摻入適量的石膏，其目的是對水泥起()作用。a、促凝b、緩疑 c、提高產(chǎn)量2、引起硅酸鹽水泥體積安定性不良的原因之一是水泥熟料()含量過多。a、CaOb、游離CaO c、Ca(OH) 23、硅酸鹽水泥水化時(shí)，放熱量最大且放熱速度最快的是()礦物。a、C 3Sb、C 3A c、C 2Sd、C 4AF4、硅酸鹽水泥熟料中，()礦物含量最