[工學(xué)]上課3---水泥ppt課件

1、5. 建建 筑筑 工工 程程 材材 料料 水泥水泥概述概述l膠凝資料的定義膠凝資料的定義l 經(jīng)過(guò)一系列的物理和化學(xué)變化，可以經(jīng)過(guò)一系列的物理和化學(xué)變化，可以產(chǎn)生凝結(jié)硬化，將塊狀或粉狀資料膠結(jié)起來(lái)，產(chǎn)生凝結(jié)硬化，將塊狀或粉狀資料膠結(jié)起來(lái)，構(gòu)成為一個(gè)整體的資料。構(gòu)成為一個(gè)整體的資料。l膠凝資料的分類(lèi)膠凝資料的分類(lèi)如瀝青、聚合物等膠凝資料無(wú)機(jī)膠凝資料有機(jī)膠凝資料氣硬性膠凝資料水硬性膠凝資料如：石灰、石膏、水玻璃等通稱(chēng)為“水 泥l(xiāng)水泥呈粉末狀，與水混合后，經(jīng)物理化學(xué)作水泥呈粉末狀，與水混合后，經(jīng)物理化學(xué)作用，能由塑性漿體逐漸凝結(jié)硬化，轉(zhuǎn)變稱(chēng)為用，能由塑性漿體逐漸凝結(jié)硬化，轉(zhuǎn)變稱(chēng)為鞏固的固體，將散粒狀的

2、資料膠結(jié)稱(chēng)為整體。鞏固的固體，將散粒狀的資料膠結(jié)稱(chēng)為整體。水泥不但可以在空氣中凝結(jié)硬化，而且能在水泥不但可以在空氣中凝結(jié)硬化，而且能在水中更好地凝結(jié)和硬化，是廣泛運(yùn)用的水硬水中更好地凝結(jié)和硬化，是廣泛運(yùn)用的水硬性膠凝資料。性膠凝資料。定義：定義：(GB175-1999)凡由硅酸鹽水泥熟料、凡由硅酸鹽水泥熟料、05石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱(chēng)為硅酸鹽水泥波蘭特水的水硬性膠凝資料，稱(chēng)為硅酸鹽水泥波蘭特水泥。不摻混合料的稱(chēng)泥。不摻混合料的稱(chēng)型硅酸鹽水泥，代號(hào)為型硅酸鹽水泥，代號(hào)為P.。在硅酸鹽水泥熟料粉磨時(shí)摻加不超越水泥。在硅酸鹽水

3、泥熟料粉磨時(shí)摻加不超越水泥質(zhì)量質(zhì)量5的石灰石或?；郀t礦渣混合資料的稱(chēng)的石灰石或粒化高爐礦渣混合資料的稱(chēng)為為型水泥，代號(hào)型水泥，代號(hào)P.。膠凝資料的開(kāi)展史大致可分為三個(gè)歷史時(shí)期膠凝資料的開(kāi)展史大致可分為三個(gè)歷史時(shí)期l石膏石膏石灰時(shí)期：公元前石灰時(shí)期：公元前2000300020003000年，利用生石灰年，利用生石灰和鍛燒石膏的砂漿，和鍛燒石膏的砂漿，埃及金字塔和中國(guó)的萬(wàn)里長(zhǎng)城。埃及金字塔和中國(guó)的萬(wàn)里長(zhǎng)城。l石灰石灰火山灰時(shí)期：公元初火山灰時(shí)期：公元初1818世紀(jì)，石灰中參與火世紀(jì)，石灰中參與火山灰，其強(qiáng)度與抗水性都比石灰山灰，其強(qiáng)度與抗水性都比石灰石膏有所提高，石膏有所提高，古古羅馬圣廟建筑。

4、羅馬圣廟建筑。膠凝資料的開(kāi)展史大致可分為三個(gè)歷史時(shí)期膠凝資料的開(kāi)展史大致可分為三個(gè)歷史時(shí)期l水泥時(shí)期：以前的、都是氣硬性膠凝資料，水泥時(shí)期：以前的、都是氣硬性膠凝資料，而而1796年，利用天然水泥巖含粘土成分的石灰年，利用天然水泥巖含粘土成分的石灰石制造的石制造的“羅馬水泥，開(kāi)場(chǎng)有水硬性膠凝資羅馬水泥，開(kāi)場(chǎng)有水硬性膠凝資料，料，1824年英國(guó)泥瓦工年英國(guó)泥瓦工Jose-phAspdin 發(fā)明波發(fā)明波特蘭水泥，也即硅酸鹽水泥。特蘭水泥，也即硅酸鹽水泥。l 世界目前有世界目前有200多個(gè)水泥種類(lèi)。多個(gè)水泥種類(lèi)。 1890年年唐山水泥廠是第一個(gè)在中國(guó)建成的水泥廠。我國(guó)唐山水泥廠是第一個(gè)在中國(guó)建成的水

5、泥廠。我國(guó)水泥產(chǎn)量居世界第一，水泥種類(lèi)達(dá)水泥產(chǎn)量居世界第一，水泥種類(lèi)達(dá)80余種。余種。 硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥水泥的分類(lèi)水泥的分類(lèi)六大通用水泥六大通用水泥第一節(jié)第一節(jié) 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥 第一節(jié)第一節(jié) 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥一、硅酸鹽水泥的概念一、硅酸鹽水泥的概念 定義：凡由硅酸鹽水泥熟料、定義：凡由硅酸鹽水泥熟料、05石灰石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱(chēng)為硅酸鹽水泥波

6、蘭水硬性膠凝資料，稱(chēng)為硅酸鹽水泥波蘭特水泥。不摻混合料的稱(chēng)特水泥。不摻混合料的稱(chēng)型硅酸鹽水型硅酸鹽水泥，代號(hào)為泥，代號(hào)為P.。在硅酸鹽水泥熟料粉磨。在硅酸鹽水泥熟料粉磨時(shí)摻加不超越水泥質(zhì)量時(shí)摻加不超越水泥質(zhì)量5的石灰石或粒的石灰石或粒化高爐礦渣混合資料的稱(chēng)為化高爐礦渣混合資料的稱(chēng)為型水泥，代型水泥，代號(hào)號(hào)P.。 二、硅酸鹽水泥的消費(fèi) (兩磨一燒) 硅酸鹽水泥的原料硅酸鹽水泥的原料 主要是石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原主要是石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料。石灰質(zhì)原料提供料。石灰質(zhì)原料提供CaO，普，普通采用石灰石。粘土質(zhì)原料提通采用石灰石。粘土質(zhì)原料提供供SiO2、Al2O3及少量的及少量的Fe2O3，多采用粘土

7、、黃土等。，多采用粘土、黃土等。假設(shè)選用的資料按一定比例配假設(shè)選用的資料按一定比例配合后不能滿足化學(xué)組成時(shí)，那合后不能滿足化學(xué)組成時(shí)，那么要摻加相應(yīng)的校正原料，鐵么要摻加相應(yīng)的校正原料，鐵質(zhì)校正原料補(bǔ)充質(zhì)校正原料補(bǔ)充Fe2O3，有鐵，有鐵粉、鐵礦石，硅質(zhì)校正原料補(bǔ)粉、鐵礦石，硅質(zhì)校正原料補(bǔ)充充SiO2,常采用砂巖、石英砂常采用砂巖、石英砂等。為改善煅燒條件，經(jīng)常參等。為改善煅燒條件，經(jīng)常參與少量的礦化劑。將以上原料與少量的礦化劑。將以上原料按一定比例混合后在磨機(jī)中磨按一定比例混合后在磨機(jī)中磨成生料，將生料入窰煅燒即得成生料，將生料入窰煅燒即得熟料，熟料中參與適量的石膏熟料，熟料中參與適量的石膏

8、和混合料在磨機(jī)中磨成細(xì)和混合料在磨機(jī)中磨成細(xì)粉，即得水泥。粉，即得水泥。硅酸鹽水泥消費(fèi)的主要工藝流程硅酸鹽水泥消費(fèi)的主要工藝流程石灰石粘土校正原料燃料石膏生料水泥混合材按比例混合磨細(xì)熟料煅燒1400-1450磨細(xì)l(1)生料的配制與粉磨 l l(2)硅酸鹽水泥的煅燒 l l(3)水泥熟料的粉磨硅酸鹽水泥消費(fèi)的主要工藝流程硅酸鹽水泥消費(fèi)的主要工藝流程二、硅酸鹽水泥熟料礦物組分二、硅酸鹽水泥熟料礦物組分l礦物稱(chēng)號(hào)礦物稱(chēng)號(hào) 化學(xué)成分化學(xué)成分 縮寫(xiě)符號(hào)縮寫(xiě)符號(hào) 含量含量l硅酸三鈣硅酸三鈣 3CaOSiO2 C3S 4462l硅酸二鈣硅酸二鈣 2CaOSiO2 C2S 1830l鋁酸三鈣鋁酸三鈣 3Ca

9、OAl2O3 C3A 512l鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣 4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF 1018l其中，硅酸三鈣和硅酸二鈣為強(qiáng)度組分，鋁酸三鈣和鐵鋁其中，硅酸三鈣和硅酸二鈣為強(qiáng)度組分，鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣為熔劑組分。酸四鈣為熔劑組分。l其他還有少部分其他還有少部分f-CaO、f-MgO等等三、硅酸鹽水泥熟料率值和礦物組成計(jì)算三、硅酸鹽水泥熟料率值和礦物組成計(jì)算l一熟料的各率值一熟料的各率值各氧化物之間的比例。各氧化物之間的比例。 l1. 硅率硅率;l2. 鋁率鐵率鋁率鐵率l3. 石灰飽和系數(shù)；石灰飽和系數(shù)；l4. 堿度堿度l根據(jù)熟料中的化學(xué)成根據(jù)熟料中的化學(xué)成分含量，計(jì)算硅率、分含量，計(jì)算

10、硅率、鋁率、堿度和石灰飽鋁率、堿度和石灰飽和系數(shù)，可以計(jì)算出和系數(shù)，可以計(jì)算出任何水泥熟料中任何水泥熟料中C2S、C3S、C3A和和C4AF的含量。的含量。四、硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性能四、硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性能l1 1密度：普通在密度：普通在3.053.23.053.2間，其測(cè)試留意介質(zhì)。與密間，其測(cè)試留意介質(zhì)。與密度有關(guān)的要素：度有關(guān)的要素：c3S=3.25, c2S=3.28, c3S=3.25, c2S=3.28, c3A=3.04, C4M=3.71c3A=3.04, C4M=3.71l存放時(shí)間越長(zhǎng)，密度下降，這是由于水泥中的存放時(shí)間越長(zhǎng)，密度下降，這是由于水泥中的f-f-CaO(=

11、3.34)CaO(=3.34)吸水及吸收吸水及吸收CO2CO2，變成，變成Ca(OH)2Ca(OH)2甚至甚至CaCO3(=2.23, =2.7)CaCO3(=2.23, =2.7)l水泥欠燒比重小，過(guò)燒比艱苦水泥欠燒比重小，過(guò)燒比艱苦l(xiāng)表現(xiàn)密度：粉磨越細(xì)，表觀密度越小。表現(xiàn)密度：粉磨越細(xì)，表觀密度越小。l5 5凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間l凝結(jié)分為初凝和終凝。凝結(jié)分為初凝和終凝。l初凝：水泥加水拌合時(shí)，到規(guī)范稠度凈漿開(kāi)場(chǎng)推進(jìn)可塑性所需的初凝：水泥加水拌合時(shí)，到規(guī)范稠度凈漿開(kāi)場(chǎng)推進(jìn)可塑性所需的時(shí)間。時(shí)間。l終凝：水泥加水拌合至規(guī)范稠度凈漿完全推進(jìn)可塑性并開(kāi)場(chǎng)產(chǎn)生終凝：水泥加水拌合至規(guī)范稠度凈漿完全推進(jìn)可塑

12、性并開(kāi)場(chǎng)產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。強(qiáng)度所需的時(shí)間。l硅酸鹽水泥規(guī)范規(guī)定，初凝不得早于硅酸鹽水泥規(guī)范規(guī)定，初凝不得早于45min45min，終凝不遲于，終凝不遲于6h30min6h30min。l影響水泥凝結(jié)的要素：礦物組分，影響水泥凝結(jié)的要素：礦物組分，C3AC3A越高，凝結(jié)越快。水越高，凝結(jié)越快。水泥細(xì)度。環(huán)境溫、濕度。緩凝組分：泥細(xì)度。環(huán)境溫、濕度。緩凝組分：a.a.石膏。石膏。b.b.緩凝劑及促緩凝劑及促凝劑。凝劑。C.C.礦物摻合料。礦物摻合料。l6 6體積安定性體積安定性l水泥石硬化后，產(chǎn)生不均勻的體積變化，即體積安定性不良。水泥石硬化后，產(chǎn)生不均勻的體積變化，即體積安定性不良。l體積穩(wěn)定性

13、的危害：引起建筑物的破壞、構(gòu)件解體。體積穩(wěn)定性的危害：引起建筑物的破壞、構(gòu)件解體。l緣由：熟料中的緣由：熟料中的f-CaOf-CaO太多。太多。l熟料中的熟料中的f-MgOf-MgO太多太多5.0%5.0%。l摻入的石膏太多摻入的石膏太多3.5%3.5%。l、：普通是由于熟料燒結(jié)時(shí)溫度高于石灰燒結(jié)時(shí)的溫度，熟、：普通是由于熟料燒結(jié)時(shí)溫度高于石灰燒結(jié)時(shí)的溫度，熟料中的料中的f-CaOf-CaO和和f-MgOf-MgO成死燒形狀，而過(guò)熟的成死燒形狀，而過(guò)熟的f-Caf-Ca與與f-Mgf-Mg熟化慢，熟化慢，待水泥凝結(jié)酸化后還在熟化，導(dǎo)致水泥石體積安定性不良。熟待水泥凝結(jié)酸化后還在熟化，導(dǎo)致水泥石

14、體積安定性不良。熟化后體積膨脹，水泥石開(kāi)裂化后體積膨脹，水泥石開(kāi)裂l：主要是由于過(guò)量的石膏與：主要是由于過(guò)量的石膏與C3AC3A的水化物水化鋁酸鈣反響，生的水化物水化鋁酸鈣反響，生成高硫型水化硫酸鈣，體積膨脹成高硫型水化硫酸鈣，體積膨脹1.51.5倍，也引起水泥石開(kāi)裂。倍，也引起水泥石開(kāi)裂。l7 7強(qiáng)度與水泥標(biāo)號(hào)強(qiáng)度與水泥標(biāo)號(hào)l強(qiáng)度是資料在外力荷載作用下，資料抵抗破壞強(qiáng)度是資料在外力荷載作用下，資料抵抗破壞的才干。水泥硬化以后石的強(qiáng)度按照測(cè)定的才干。水泥硬化以后石的強(qiáng)度按照測(cè)定結(jié)果，將硅酸鹽水泥分為結(jié)果，將硅酸鹽水泥分為42.542.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.

15、5R、62.562.5、62.5R62.5R六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。l水泥強(qiáng)度與礦物組分和水泥細(xì)度關(guān)系明顯。水泥強(qiáng)度與礦物組分和水泥細(xì)度關(guān)系明顯。l水泥細(xì)度。水灰比。礦物組分：水泥細(xì)度。水灰比。礦物組分：C3SC3S早早強(qiáng)與后期強(qiáng)度都高，而強(qiáng)與后期強(qiáng)度都高，而C2SC2S早期強(qiáng)度較低，后早期強(qiáng)度較低，后期增長(zhǎng)快，一年后能夠超越期增長(zhǎng)快，一年后能夠超越C3SC3S，C4AFC4AF和和C3AC3A早早強(qiáng)都較高，但后期無(wú)增長(zhǎng)。環(huán)境條件。強(qiáng)都較高，但后期無(wú)增長(zhǎng)。環(huán)境條件。l8水化熱水化熱l產(chǎn)生的緣由：水化放熱反響。產(chǎn)生的緣由：水化放熱反響。l礦物組分放熱速度不同：礦物組分放熱速度不同：C3AC3

16、SC4AFC2S。l影響水化熱的要素：總的放熱量一樣，但可以控制放熱影響水化熱的要素：總的放熱量一樣，但可以控制放熱速度。速度。l大體積禁用硅酸鹽水泥，普硅也應(yīng)控制運(yùn)用。大體積禁用硅酸鹽水泥，普硅也應(yīng)控制運(yùn)用。l水化熱利用水化熱利用自養(yǎng)護(hù)溫度：自養(yǎng)護(hù)溫度：l消除水化熱不利影響措施：低熱水泥、冷卻導(dǎo)流澆注溫度、消除水化熱不利影響措施：低熱水泥、冷卻導(dǎo)流澆注溫度、養(yǎng)護(hù)等。養(yǎng)護(hù)等。 9. 水泥的堿含量水泥的堿含量假設(shè)運(yùn)用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時(shí)，水假設(shè)運(yùn)用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時(shí)，水泥中的堿含量按泥中的堿含量按Na2O+0.658K2O計(jì)算值表示不得計(jì)算值表示不得大于大于0.6 。

17、硅酸鹽水泥遇水后，水泥中的各種礦物成分會(huì)很硅酸鹽水泥遇水后，水泥中的各種礦物成分會(huì)很快發(fā)生水化反響，生成各種水化物。快發(fā)生水化反響，生成各種水化物。 硅酸三鈣硅酸三鈣 水水 水化硅酸鈣水化硅酸鈣 氫氧化鈣氫氧化鈣22222)(3336)3(2OHCaOHSiOCaOOHSiOCaO22222)(33234)2(2OHCaOHSiOCaOOHSiOCaO 硅酸二鈣硅酸二鈣 水水 水化硅酸鈣水化硅酸鈣 氫氧化鈣氫氧化鈣 鋁酸三鈣鋁酸三鈣 水水水化鋁酸三鈣水化鋁酸三鈣 鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣 水水 水化鋁酸三鈣水化鋁酸三鈣 水化鐵酸鈣水化鐵酸鈣OHOAlCaOOHOAlCaO2322326363OHO

18、FeCaOOHOAlCaOOHOFeOAlCaO232232232326374五、硅酸鹽水泥的水化過(guò)程五、硅酸鹽水泥的水化過(guò)程水泥中的石膏也很快與水化鋁酸鈣反響生成水泥中的石膏也很快與水化鋁酸鈣反響生成難溶的水化硫鋁酸鈣針狀結(jié)晶體，也稱(chēng)為鈣難溶的水化硫鋁酸鈣針狀結(jié)晶體，也稱(chēng)為鈣礬石晶體：礬石晶體： 水化硫鋁酸鈣鈣礬石水化硫鋁酸鈣鈣礬石經(jīng)過(guò)上述水化反響后，水泥漿中不斷添加的經(jīng)過(guò)上述水化反響后，水泥漿中不斷添加的水化產(chǎn)物主要有：水化硅酸鈣水化產(chǎn)物主要有：水化硅酸鈣(50%)、氫氧、氫氧化鈣化鈣(25%)、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣及水、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣及水化硫鋁酸鈣等新生礦物?；蜾X酸鈣等新生礦

19、物。OHCaSOOAlCaOOHOHOAlCaOOHCaSO243222322431331963)2(3 水泥加水拌合后的猛烈水化反響，水泥加水拌合后的猛烈水化反響，一方面使水泥漿中起光滑作用的自在一方面使水泥漿中起光滑作用的自在水分逐漸減少；另一方面，水化產(chǎn)物水分逐漸減少；另一方面，水化產(chǎn)物在溶液中很快達(dá)飽和或過(guò)飽和形狀而在溶液中很快達(dá)飽和或過(guò)飽和形狀而不斷析出，水泥顆粒外表的新生物厚不斷析出，水泥顆粒外表的新生物厚度逐漸增大，使水泥漿中固體顆粒間度逐漸增大，使水泥漿中固體顆粒間的間距逐漸減小，越來(lái)越多的顆粒相的間距逐漸減小，越來(lái)越多的顆粒相互銜接構(gòu)成了骨架構(gòu)造。此時(shí)，水泥互銜接構(gòu)成了骨架構(gòu)

20、造。此時(shí)，水泥漿便開(kāi)場(chǎng)漸漸失去可塑性，表現(xiàn)為水漿便開(kāi)場(chǎng)漸漸失去可塑性，表現(xiàn)為水泥的初凝。泥的初凝。五、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化五、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化|由于鋁酸三鈣水化極快，會(huì)使水泥很快凝由于鋁酸三鈣水化極快，會(huì)使水泥很快凝結(jié)，為使工程運(yùn)用時(shí)有足夠的操作時(shí)間，水結(jié)，為使工程運(yùn)用時(shí)有足夠的操作時(shí)間，水泥中參與了適量的石膏。水泥參與石膏后，泥中參與了適量的石膏。水泥參與石膏后，一旦鋁酸三鈣開(kāi)場(chǎng)水化，石膏會(huì)與水化鋁酸一旦鋁酸三鈣開(kāi)場(chǎng)水化，石膏會(huì)與水化鋁酸三鈣反響生成針狀的鈣礬石。鈣礬石很難溶三鈣反響生成針狀的鈣礬石。鈣礬石很難溶解于水，可以構(gòu)成一層維護(hù)膜覆蓋在水泥顆解于水，可以構(gòu)成一層維護(hù)膜覆蓋在水

21、泥顆粒的外表，從而妨礙了鋁酸三鈣的水化，阻粒的外表，從而妨礙了鋁酸三鈣的水化，阻止了水泥顆粒外表水化產(chǎn)物的向外分散，降止了水泥顆粒外表水化產(chǎn)物的向外分散，降低了水泥的水化速度，使水泥的初凝時(shí)間得低了水泥的水化速度，使水泥的初凝時(shí)間得以延緩。以延緩。|當(dāng)摻入水泥的石膏耗費(fèi)殆盡時(shí)，水泥顆粒外表的鈣當(dāng)摻入水泥的石膏耗費(fèi)殆盡時(shí)，水泥顆粒外表的鈣礬石覆蓋層一旦被水泥水化物的積聚物所脹破，鋁酸礬石覆蓋層一旦被水泥水化物的積聚物所脹破，鋁酸三鈣等礦物的再次快速水化得以繼續(xù)進(jìn)展，水泥顆粒三鈣等礦物的再次快速水化得以繼續(xù)進(jìn)展，水泥顆粒間逐漸相互接近，直至銜接構(gòu)成骨架。水泥漿的塑性間逐漸相互接近，直至銜接構(gòu)成骨架

22、。水泥漿的塑性逐漸消逝，直到終凝。逐漸消逝，直到終凝。| 隨著水泥水化的不斷進(jìn)展，水泥漿構(gòu)造內(nèi)部孔隙不隨著水泥水化的不斷進(jìn)展，水泥漿構(gòu)造內(nèi)部孔隙不斷被新生水化物填充和加固的過(guò)程，稱(chēng)為水泥的斷被新生水化物填充和加固的過(guò)程，稱(chēng)為水泥的“凝凝結(jié)。隨后產(chǎn)生明顯的強(qiáng)度并逐漸變成鞏固的人造結(jié)。隨后產(chǎn)生明顯的強(qiáng)度并逐漸變成鞏固的人造石石水泥石，這一過(guò)程稱(chēng)為水泥的水泥石，這一過(guò)程稱(chēng)為水泥的“硬化。硬化。 實(shí)踐上，水泥的水化過(guò)程很慢，較粗水泥實(shí)踐上，水泥的水化過(guò)程很慢，較粗水泥顆粒的內(nèi)部很難完全水化。因此，硬化后的顆粒的內(nèi)部很難完全水化。因此，硬化后的水泥石是由晶體、膠體、未完全水化顆粒、水泥石是由晶體、膠體、

23、未完全水化顆粒、游離水及氣孔等組成的不均質(zhì)體。游離水及氣孔等組成的不均質(zhì)體。六六. 影響水泥凝結(jié)硬化的主要要素影響水泥凝結(jié)硬化的主要要素 礦物組成礦物組成 不同礦物成分和水起反響時(shí)所表現(xiàn)出不同礦物成分和水起反響時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)是不同的，如來(lái)的特點(diǎn)是不同的，如C3A水化速率最水化速率最快，放熱量最大而強(qiáng)度不高；快，放熱量最大而強(qiáng)度不高；C2S水化水化速率最慢，放熱量最少，早期強(qiáng)度低，速率最慢，放熱量最少，早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)迅速等。因此，改動(dòng)水泥后期強(qiáng)度增長(zhǎng)迅速等。因此，改動(dòng)水泥的礦物組成，其凝結(jié)硬化情況將產(chǎn)生明的礦物組成，其凝結(jié)硬化情況將產(chǎn)生明顯變化。水泥的礦物組成是影響水泥凝顯變化。水

24、泥的礦物組成是影響水泥凝結(jié)硬化的最重要的要素結(jié)硬化的最重要的要素.水泥漿的水灰比水泥漿的水灰比 水泥漿的水灰比是指水泥漿中水與水水泥漿的水灰比是指水泥漿中水與水泥的質(zhì)量之比。泥的質(zhì)量之比。當(dāng)水泥漿中加水較多時(shí)，水灰比較大，此當(dāng)水泥漿中加水較多時(shí)，水灰比較大，此時(shí)水泥的初期水化反響得以充分進(jìn)展；但時(shí)水泥的初期水化反響得以充分進(jìn)展；但是水泥顆粒間原來(lái)被水隔開(kāi)的間隔較遠(yuǎn)，是水泥顆粒間原來(lái)被水隔開(kāi)的間隔較遠(yuǎn)，顆粒間相互銜接構(gòu)成骨架構(gòu)造所需的凝結(jié)顆粒間相互銜接構(gòu)成骨架構(gòu)造所需的凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，所以水泥漿凝結(jié)較慢。時(shí)間長(zhǎng)，所以水泥漿凝結(jié)較慢。水泥漿的水灰比較大時(shí)，多余的水分蒸發(fā)水泥漿的水灰比較大時(shí)，多余的水分

25、蒸發(fā)后構(gòu)成的孔隙較多后構(gòu)成的孔隙較多, 呵斥水泥石的強(qiáng)度較呵斥水泥石的強(qiáng)度較低，因此水泥漿的水灰比過(guò)大時(shí)，會(huì)明顯低，因此水泥漿的水灰比過(guò)大時(shí)，會(huì)明顯降低水泥石的強(qiáng)度。降低水泥石的強(qiáng)度。 3石膏摻量石膏摻量 石膏起緩凝作用的機(jī)理可解釋為：水泥水化時(shí)，石膏起緩凝作用的機(jī)理可解釋為：水泥水化時(shí)，石膏能很快與鋁酸三鈣作用生成水化硫鋁酸鈣石膏能很快與鋁酸三鈣作用生成水化硫鋁酸鈣鈣礬石，鈣礬石很難溶解于水，它沉淀在水鈣礬石，鈣礬石很難溶解于水，它沉淀在水泥顆粒外表上構(gòu)成維護(hù)膜，從而妨礙了鋁酸三鈣泥顆粒外表上構(gòu)成維護(hù)膜，從而妨礙了鋁酸三鈣的水化反響，控制了水泥的水化反響速度，延緩的水化反響，控制了水泥的水化

26、反響速度，延緩了凝結(jié)時(shí)間。了凝結(jié)時(shí)間。 4水泥的細(xì)度水泥的細(xì)度 在礦物組成一樣的條件下，水泥磨得愈細(xì)，水在礦物組成一樣的條件下，水泥磨得愈細(xì)，水泥顆粒平均粒徑小，比外表積大，水化時(shí)與水的泥顆粒平均粒徑小，比外表積大，水化時(shí)與水的接觸面大，水化速度快，相應(yīng)地水泥凝結(jié)硬化速接觸面大，水化速度快，相應(yīng)地水泥凝結(jié)硬化速度就快，早期強(qiáng)度就高。度就快，早期強(qiáng)度就高。 5環(huán)境溫度和濕度環(huán)境溫度和濕度在適當(dāng)溫度條件下，水泥的水化、凝結(jié)和硬化速度較在適當(dāng)溫度條件下，水泥的水化、凝結(jié)和硬化速度較快。反響產(chǎn)物增長(zhǎng)較快，凝結(jié)硬化加速，水化熱較多。快。反響產(chǎn)物增長(zhǎng)較快，凝結(jié)硬化加速，水化熱較多。相反，溫度降低，那么水化

27、反響減慢，強(qiáng)度增長(zhǎng)變緩。相反，溫度降低，那么水化反響減慢，強(qiáng)度增長(zhǎng)變緩。但高溫養(yǎng)護(hù)往往導(dǎo)致水泥后期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，甚至下但高溫養(yǎng)護(hù)往往導(dǎo)致水泥后期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，甚至下降。降。水的存在是水泥水化反響的必要條件。當(dāng)環(huán)境濕度非水的存在是水泥水化反響的必要條件。當(dāng)環(huán)境濕度非?？菰飼r(shí)，水泥中的水分將很快蒸發(fā)，以致水泥不能?？菰飼r(shí)，水泥中的水分將很快蒸發(fā)，以致水泥不能充分水化，硬化也將停頓；反之，水泥的水化將得以充分水化，硬化也將停頓；反之，水泥的水化將得以充分進(jìn)展，強(qiáng)度正常增長(zhǎng)。充分進(jìn)展，強(qiáng)度正常增長(zhǎng)。6齡期時(shí)間齡期時(shí)間水泥的凝結(jié)硬化是隨時(shí)間延伸而漸進(jìn)的過(guò)程，只需溫水泥的凝結(jié)硬化是隨時(shí)間延伸而漸進(jìn)的過(guò)程，

28、只需溫度、濕度適宜，水泥強(qiáng)度的增長(zhǎng)可繼續(xù)假設(shè)干年。度、濕度適宜，水泥強(qiáng)度的增長(zhǎng)可繼續(xù)假設(shè)干年。第二節(jié)第二節(jié) 摻混合材的硅酸鹽水泥摻混合材的硅酸鹽水泥l(xiāng)混合材：在水泥消費(fèi)時(shí)，為改善水泥的性能，混合材：在水泥消費(fèi)時(shí)，為改善水泥的性能，如強(qiáng)度和耐久性等而參與到水泥中，和水泥熟如強(qiáng)度和耐久性等而參與到水泥中，和水泥熟料、石膏一同粉磨的礦物資料。料、石膏一同粉磨的礦物資料。l混合材又分為活性混合材和非活性混合材?；旌喜挠址譃榛钚曰旌喜暮头腔钚曰旌喜?。 混合材種類(lèi)混合材種類(lèi)l1. 活性混合材：硅灰活性混合材：硅灰SF、礦渣、礦渣SL、粉煤灰粉煤灰FA、沸石粉、稻殼灰、偏高齡土、沸石粉、稻殼灰、偏高齡土、磷

29、渣等；磷渣等；l2. 非活性混合材：石粉、石英粉、碳黑等。非活性混合材：石粉、石英粉、碳黑等。 4200 2000 磨細(xì)礦渣在SEM下的形貌微觀形貌微觀形貌 原狀粉煤灰原狀粉煤灰SEM下的形貌下的形貌 2900 1000 5000 4200 2000 磨細(xì)粉煤灰在SEM下的形貌硅灰硅灰1m 0.1m硅灰在硅灰在SEM下的形貌文獻(xiàn)下的形貌文獻(xiàn)三、摻混合材的水泥三、摻混合材的水泥l(xiāng)1. 硅酸鹽水泥：硅酸鹽水泥：型硅酸鹽水泥，代號(hào)型硅酸鹽水泥，代號(hào)P.。型硅型硅酸鹽水泥，代號(hào)酸鹽水泥，代號(hào)P.。l2. 普通硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱(chēng)普通水泥，代號(hào)普通硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱(chēng)普通水泥，代號(hào)P.O。l3. 礦渣硅酸鹽水泥

30、：簡(jiǎn)稱(chēng)礦渣水泥，代號(hào)礦渣硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱(chēng)礦渣水泥，代號(hào)P.S。l4. 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱(chēng)火山灰水泥，代號(hào)火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱(chēng)火山灰水泥，代號(hào)P.P。l5. 粉煤灰硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱(chēng)粉煤灰水泥，代號(hào)粉煤灰硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱(chēng)粉煤灰水泥，代號(hào)P.F。l6. 復(fù)合硅酸鹽水泥：代號(hào)復(fù)合硅酸鹽水泥：代號(hào)P.C：硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥l(xiāng)1. 硅酸鹽水泥定義：硅酸鹽水泥定義：“凡由硅酸鹽水泥熟料、凡由硅酸鹽水泥熟料、05石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱(chēng)為硅酸鹽水泥即國(guó)外通稱(chēng)的波特蘭性膠凝資料，稱(chēng)為硅酸鹽水泥即國(guó)外通稱(chēng)的波特蘭水泥。硅酸鹽

31、水泥分兩種類(lèi)型，不摻加混合資料的水泥。硅酸鹽水泥分兩種類(lèi)型，不摻加混合資料的稱(chēng)稱(chēng)型硅酸鹽水泥，代號(hào)型硅酸鹽水泥，代號(hào)P.。在硅酸鹽水泥粉磨時(shí)。在硅酸鹽水泥粉磨時(shí)摻加不超越水泥質(zhì)量摻加不超越水泥質(zhì)量5的石灰石或?；郀t礦渣混合的石灰石或粒化高爐礦渣混合資料的稱(chēng)資料的稱(chēng)型硅酸鹽水泥，代號(hào)型硅酸鹽水泥，代號(hào)P.。(據(jù)據(jù)GB1751999)普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥l(xiāng)1. 普通硅酸鹽水泥定義：凡由硅酸鹽水泥熟普通硅酸鹽水泥定義：凡由硅酸鹽水泥熟料、料、615混合資料、適量石膏磨細(xì)制成混合資料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱(chēng)為普通硅酸鹽水泥簡(jiǎn)的水硬性膠凝資料，稱(chēng)為普通硅酸鹽水泥簡(jiǎn)稱(chēng)普通水泥，代號(hào)

32、稱(chēng)普通水泥，代號(hào)P.O。 (據(jù)據(jù)GB1751999)礦渣硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥l(xiāng)礦渣硅酸鹽水泥定義：礦渣硅酸鹽水泥定義：“凡由硅酸鹽水泥熟料凡由硅酸鹽水泥熟料和和2070?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制粒化高爐礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱(chēng)為礦渣硅酸鹽水泥成的水硬性膠凝資料，稱(chēng)為礦渣硅酸鹽水泥簡(jiǎn)稱(chēng)礦渣水泥，代號(hào)簡(jiǎn)稱(chēng)礦渣水泥，代號(hào)P.S。(據(jù)據(jù)GB13441999)火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥l(xiāng)火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥定義：火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥定義：“凡由硅酸鹽水泥凡由硅酸鹽水泥熟料、火山灰質(zhì)混合資料熟料、火山灰質(zhì)混合資料(摻量為水泥熟料質(zhì)摻量為水泥熟料質(zhì)量的量的20-50)和適量石膏

33、磨細(xì)制成的水硬性和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱(chēng)為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥簡(jiǎn)稱(chēng)火膠凝資料，稱(chēng)為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥簡(jiǎn)稱(chēng)火山灰水泥，代號(hào)山灰水泥，代號(hào)P.P。 (據(jù)據(jù)GB13441999)粉煤灰硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥l(xiāng)粉煤灰硅酸鹽水泥定義：粉煤灰硅酸鹽水泥定義：“凡由硅酸鹽水泥熟凡由硅酸鹽水泥熟料、粉煤灰料、粉煤灰(摻量按質(zhì)量百分比計(jì)為摻量按質(zhì)量百分比計(jì)為20-40)和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱(chēng)為和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱(chēng)為粉煤灰硅酸鹽水泥簡(jiǎn)稱(chēng)粉煤灰水泥，代號(hào)粉煤灰硅酸鹽水泥簡(jiǎn)稱(chēng)粉煤灰水泥，代號(hào)P.F。 (據(jù)據(jù)GB13441999)復(fù)合硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥l(xiāng)復(fù)合硅酸鹽

34、水泥定義：復(fù)合硅酸鹽水泥定義：“凡由硅酸鹽水泥熟料、凡由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合資料兩種或兩種以上規(guī)定的混合資料(混合材的總混合材的總摻量按質(zhì)量的百分比為摻量按質(zhì)量的百分比為1550 )、適量石、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱(chēng)為復(fù)合硅酸膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱(chēng)為復(fù)合硅酸鹽水泥簡(jiǎn)稱(chēng)復(fù)合水泥，代號(hào)鹽水泥簡(jiǎn)稱(chēng)復(fù)合水泥，代號(hào)P.C。(據(jù)據(jù)GB12958-1999)碳酸對(duì)水泥石的腐蝕碳酸對(duì)水泥石的腐蝕lCa(OH)2+CO2+H2OCaCO3+2H2OlCaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2l反響生成的碳酸氫鈣易溶于水反響生成的碳酸氫鈣易溶于水 ，溶解流失，溶解流失 普

35、通酸對(duì)水泥石的腐蝕普通酸對(duì)水泥石的腐蝕 2HCl+Ca(OH)2CaCl2(易溶易溶)+2H2O鎂鹽對(duì)水泥石的腐蝕鎂鹽對(duì)水泥石的腐蝕 MgCl2+Ca(OH)2CaCl2(易溶易溶)+Mg(OH)2 (絮凝絮凝狀、無(wú)膠結(jié)力狀、無(wú)膠結(jié)力) 硫酸鹽對(duì)水泥石的腐蝕硫酸鹽對(duì)水泥石的腐蝕MgSO4+Ca(OH)2+2H2OMg(OH)2(絮凝狀的、無(wú)膠結(jié)力絮凝狀的、無(wú)膠結(jié)力)+CaSO42H2O3(CaSO42H2O)+3CaOA12O36H2O+19H2O3CaOAl2O33CaSO431H2O (水化硫鋁酸鈣水化硫鋁酸鈣)(結(jié)晶膨脹結(jié)晶膨脹)硫酸對(duì)水泥石的腐蝕硫酸對(duì)水泥石的腐蝕H2SO4+Ca(OH

36、)2CaSO42H2O+H2O3(CaSO42H2O)+3CaOA12O36H2O+19H2O3CaOAl2O33CaSO431H2O (水化水化硫鋁酸鈣硫鋁酸鈣)(結(jié)晶膨脹結(jié)晶膨脹)堿對(duì)水泥石的腐蝕堿對(duì)水泥石的腐蝕 3CaOA12O3+6NaOH3Na2OAl2O3+3Ca(OH)2 (易溶于水易溶于水)2NaOH+2CO2+H2O2Na2CO3+H2O (結(jié)晶膨脹結(jié)晶膨脹) 水泥石腐蝕的防止水泥石腐蝕的防止當(dāng)存在腐蝕性介質(zhì)時(shí)，選擇適宜的水泥種類(lèi)，當(dāng)存在腐蝕性介質(zhì)時(shí)，選擇適宜的水泥種類(lèi)，摻入適宜的混合材，減少水泥中易被腐蝕的物摻入適宜的混合材，減少水泥中易被腐蝕的物質(zhì)質(zhì)(即即Ca(OH)2、3CaOA12O36H2O)。提高水泥石的致密度，降低水泥石的孔隙率。提高水泥石的致密度，降低水泥石的孔隙率。經(jīng)過(guò)減小水灰比，摻加外加劑，采用機(jī)械攪拌經(jīng)過(guò)減小水灰比，摻加外加劑，采用機(jī)械攪拌和機(jī)械振搗，可以提高水泥石的密實(shí)度。和機(jī)械振搗，可以提高水泥石的密實(shí)度。在水泥石的外表涂抹或鋪設(shè)維護(hù)層，隔斷水泥在水泥石的外表涂抹或鋪設(shè)維護(hù)層，隔斷水泥石和外界的腐蝕性介質(zhì)的接觸。例如，可在水石和外界的腐蝕性介質(zhì)的接觸。例如，可在水泥石外表涂抹耐腐蝕的涂料，如：水玻璃、瀝泥石外表涂抹耐腐蝕的涂料，如：水玻璃、瀝青、環(huán)氧樹(shù)脂等；或在水泥石的外表鋪建筑陶青、環(huán)氧樹(shù)脂等；或在水泥石的外表