硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)課件

1、硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)課件硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)課件 無機膠凝材料（以無機化合物為基本成分） 有機膠凝材料 （天然的或合成的有機高分子化合物為基本成分）（瀝青、樹脂） 按凝結(jié)硬化條件分類 氣硬性膠凝材料只在空氣中硬化 （石灰、石膏） 水硬性膠凝材料空氣、水中皆可硬化（水泥） 2 無機膠凝材料 有機膠凝材料（瀝青、樹脂） 按凝結(jié)硬水硬性膠凝材料 水泥即能在水中凝結(jié)，又能在空氣中 凝結(jié)的膠凝材料。3水硬性膠凝材料5水泥分類硅酸鹽水泥鋁酸鹽水泥硫酸鹽水泥鐵鋁酸鹽水泥 按化學(xué)成分4水泥分類硅酸鹽水泥 按化學(xué)成分6(2) 按性能和用途分類5(2) 按性能和用途分類7硅酸鹽水泥 1. 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝概述

2、 2. 硅酸鹽水泥的組成材料 3. 硅酸鹽水泥的水化和硬化 4. 硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì) 5. 硅酸鹽水泥的技術(shù)標準 6. 硅酸鹽水泥石的腐蝕與防止6硅酸鹽水泥 1. 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝概述8 1. 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝概述 （1）生產(chǎn)工藝 （2）生產(chǎn)原料石灰石質(zhì)原料石灰石、白堊等粘土質(zhì)原料粘土、頁巖等校正原料（少量）鐵粉CaOSiO2、Al2O3、Fe2O3Fe2O37 1. 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝概述石灰石質(zhì)原料石灰石、白2. 硅酸鹽水泥的組成材料 （1）硅酸鹽水泥熟料 （2）石膏 （3）混合材料82. 硅酸鹽水泥的組成材料 （1）硅酸鹽水泥熟料10（1）硅酸鹽水泥熟料（簡稱為熟料） 1）硅

3、酸鹽水泥熟料的礦物組成硅酸三鈣主要礦物組成分子式分子簡式 3CaOSiO2C3SC2SC3AC4AF2CaOSiO23CaOAl2O34CaOAl2O3Fe2O3硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣名 稱9（1）硅酸鹽水泥熟料（簡稱為熟料） 1）硅酸鹽水泥熟料的礦物注 意 水泥中的其它成分： 原因： 煅燒水泥中反應(yīng)：危害：影響水泥體積安定性石灰石質(zhì)原料富含潛在危害非常嚴重10注 意 水泥中的其它成分： 原因： 煅燒水泥中反應(yīng)：危害： 2）硅酸鹽水泥熟料礦物組成的反應(yīng)特性礦物組成 硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣 鐵鋁酸四鈣 C3SC2SC3AC4AF含量 /% 3760 最多1537次之 715 少 1018

4、少 水化速度 較快慢快中水化熱 中低高中強度 高早期低后期高低中（抗折強度）耐化學(xué)侵蝕 中良差優(yōu)干縮性 中小大小11 2）硅酸鹽水泥熟料礦物組成的反應(yīng)特性礦物組成 硅酸三鈣硅酸實 例快硬水泥：3d抗壓強度高，熟料中C3A、C3S含量高。 適用于緊急搶修工程、軍事工程、冬季施工工程。道路水泥：抗折強度高，耐磨、抗沖擊、抗凍和抗硫酸性好、干縮性小。 C4AF、C2S含量高。 適用于道路路面、機場道面、城市廣場等工程。大壩水泥：簡稱中熱水泥低熱礦渣水泥：加入礦渣適用于大壩工程、大型構(gòu)筑物、大型房屋的基礎(chǔ)等大體積工程。水化放熱較低，C2S含量高， C3A含量低12實 例大壩水泥：簡稱中熱水泥適用于大壩

5、工程、大型構(gòu)筑物 （2）石 膏 作用：緩凝劑 水泥熟料磨成細粉與水相遇會很快凝結(jié)，無法施工。加入適量的石膏會延緩凝結(jié)時間，同時還有利于提高水泥早期強度、降低干縮變形等性能。 石膏品種：主要采用天然石膏、工業(yè)副產(chǎn)石膏。13 （2）石 膏 作用：緩凝劑15（3）混合材料 1）活性混合材料 2）非活性混合材料14（3）混合材料 1）活性混合材料161）活性混合材料 系指具有火山灰性或潛在水硬性的混合料。煉鋼廠冶煉生鐵時的副產(chǎn)品。主要成分：CaO、Al2O3、SiO2。具有較高的化學(xué)潛能，但穩(wěn)定性差。 ?；郀t礦渣 山灰質(zhì)混合材料 粉煤灰火力發(fā)電廠煤粉燃料排出的細顆粒廢渣。主要成分：較多的SiO2、A

6、l2O3和少量的CaO具有較高的活性。天然的人工的主要成分：Al2O3、SiO2。本身不硬化，+石灰+水起膠凝作用。 151）活性混合材料 系指具有火山灰性或潛在水硬性的混合料。2）非活性混合材料 定義： 在水泥中主要起填充作用，本身不具有 （或具有微弱的）潛在的水硬性或火山灰性。 目的： 調(diào)節(jié)水泥強度，增加水泥產(chǎn)量，降低水化熱。 常用種類：磨細的石灰石、石英巖、粘土、慢冷礦渣、 高硅質(zhì)爐灰等。162）非活性混合材料 定義： 在水泥中主要起填充作用，本六大品種硅酸鹽水泥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粉煤灰硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥 不摻混合材+少量混合材（水泥量5%） 硅

7、酸鹽水泥熟料+ 適量石膏+多量混合材 P P +少量混合材（水泥量5%20%） PO 粒化高爐礦渣 PP PF PS 火山灰 粉煤灰 PC 多種混合材17六大品種硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥 不摻混合材+少量混合材（水品種代號組分（質(zhì)量分數(shù)）熟料+石膏?；郀t礦渣火山灰質(zhì)混合材料粉煤灰石灰石硅酸鹽水泥PI100/P955/95/5普通硅酸鹽水泥PO80 且955且20礦渣硅酸鹽水泥PSA50且8020且50/PSB30且5050且70/火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥PP60且80/20且40/粉煤灰硅酸鹽水泥PF60且80/20且40/復(fù)合硅酸鹽水泥PC50且8020且5018品種代號組分（質(zhì)量分數(shù)）熟料+石膏粒

8、化高爐礦渣火山灰質(zhì)混合材 3.硅酸鹽水泥的水化硬化 （1）水 化 水化速度快 長纖維狀 短纖維狀六方板結(jié)晶緩凝機理：同上針狀結(jié)晶 立方板狀結(jié)晶 19 3.硅酸鹽水泥的水化硬化 水化速度快 長纖 第一階段： 大約在水泥拌水起至初凝時止，C3S迅速反應(yīng)生成Ca(OH)2。石膏和C3A反應(yīng)生成鈣礬石晶體。 水泥漿呈塑性狀態(tài)。第二階段： 大約從初凝起至24h止，水泥水化加速，生成較多的Ca(OH)2、鈣礬石晶體、水化硅酸鈣凝膠。 水化產(chǎn)物大量生成，水泥凝結(jié)。第三階段： 指24h以后直到水化結(jié)束。所有水化產(chǎn)物生成，數(shù)量不斷增加，結(jié)構(gòu)更加致密，強度不斷提高。（2）水泥的硬化20 第一階段：（2）水泥的硬化

9、22水泥硬化研究理論 水化過程在不同的情況下會有不同的水化機理；不同的礦物在不同的階段，水化機理也會不完全相同。21水泥硬化研究理論23 4、硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì) （1）化學(xué)性質(zhì) 不溶物主要指煅燒過程中存留的殘渣，不溶物的含量會 影響水泥的粘結(jié)質(zhì)量。 燒失量水泥煅燒不理想或者受潮后，會導(dǎo)致燒失量增加 因此，燒失量是檢驗水泥質(zhì)量的一項指標。 氧化鎂水化慢、體積膨脹,影響安定性 三氧化硫 堿限制發(fā)生堿-集料反應(yīng)，按（Na2O+0.658 K2O）值計。 (選擇性指標)22 4、硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)水化慢、體積膨脹, 三氧化硫 品種代號不溶物（質(zhì)量分數(shù)）燒失量（質(zhì)量分數(shù)）三氧化硫（質(zhì)量分數(shù)）氧化鎂（

10、質(zhì)量分數(shù)）氯離子（質(zhì)量分數(shù)）硅酸鹽水泥PI0.753.03.55.00.06P1.503.5普通硅酸鹽水泥PO/5.0礦渣硅酸鹽水泥PSA/4.06.0PSB/火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥PP/3.56.0粉煤灰硅酸鹽水泥PF/復(fù)合硅酸鹽水泥PC/23品種代號不溶物燒失量三氧化硫氧化鎂氯離子硅酸鹽水泥PI0（2）物理力學(xué)性質(zhì) 細度（選擇性指標） 0.08mm方孔篩篩余量: % 負壓篩法（適用于其它水泥）比表面積：m2/kg，cm2/g勃氏法（適用于硅酸鹽、普通硅酸鹽水泥水泥）a.指標24（2）物理力學(xué)性質(zhì)0.08mm方孔篩篩余量: %比表面積： b.試驗方法 1.篩析試驗前：調(diào)節(jié)負壓至 40006000

11、Pa范圍內(nèi)。 2.稱取試樣25g，置于負壓篩， 篩析2min。 3.篩畢，稱量篩余物ms。 4.結(jié)果計算(1)水泥試樣篩余百分數(shù)：篩余結(jié)果的修正:C修正系數(shù)，0.801.2025 b.試驗方法 1.篩析試驗前：調(diào)節(jié)負壓至篩余結(jié)果的修正:C 凝結(jié)時間 a.定義：水泥加水拌和起至水泥漿失去可塑性所需的時間, 稱為凝結(jié)時間。初凝狀態(tài)：水泥加水起至水泥漿剛剛失去可塑性 所需的時間初凝時間。終凝狀態(tài)：水泥加水起至水泥漿完全失去可塑性 所需的時間終凝時間。c.凝結(jié)時間的測定：b.兩種狀態(tài)（1）采用凝結(jié)時間測定儀（維卡儀）；（2）采用水泥標準稠度凈漿。26 凝結(jié)時間初凝狀態(tài)：水泥加水起至水泥漿剛剛失去可塑性

12、d.水泥標準稠度凈漿1.目的：試驗結(jié)果具有可比性， 用于測定凝結(jié)時間和安定性。 2.測定： 試驗儀器：維卡儀 試驗方法：標準法/調(diào)整水量法3.標準稠度凈漿標準: 試桿距底板距離為 6mm1mm。4.標準稠度用水量: 達到標準稠度凈漿時的用水量。27d.水泥標準稠度凈漿1.目的：試驗結(jié)果具有可比性，3.標準稠 初凝時間： 試桿距底板距離為4mm1mm。 終凝時間： 當試針沉入試體0.5mm時，即 環(huán)形附件開始不能在試體上 留下痕跡時。e.凝結(jié)時間測定28 初凝時間：e.凝結(jié)時間測定30 凝結(jié)時間 ： 硅酸鹽水泥初凝不小于45 min，終凝時間不大于390 min。 普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥

13、、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥初凝不小于于45 min，終凝不大于600 min。 29 凝結(jié)時間 ：31 安定性 a.定義:指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。 b.安全性不良的因素： （1）MgO過量；（2）石膏摻量過多；（3）水泥中游離過多CaO。 c.試驗方法:試餅法雷氏法發(fā)生爭議以雷氏法為主30 安定性 （1）MgO過量；c.試驗方法:試餅法雷氏法d.雷氏法（1）雷氏夾試件的成型：標準稠度水泥凈漿。（2）測量 A取下試件，測量雷氏夾指針尖端間的距離A。（3）沸煮（4）測量 C沸煮后，冷卻，取出試件測量雷氏夾指針尖端的距離C。（5）結(jié)果判定當兩個試件煮后增加

14、距離C-A平均值 5.0mm時，安定性合格；當兩個試件C-A值相差超過4.0mm時，應(yīng)重做一次試驗。再如此，則認為該水泥安定性不合格。雷氏夾31d.雷氏法（1）雷氏夾試件的成型：雷氏夾33 強度 a.檢驗方法（ISO法） 水泥:標準砂:水=1:3:0.5，制成40mm40mm160mm棱柱體試件, 標準養(yǎng)護3d、28d，分別測定抗折強度、抗壓強度。 b.強度等級fce,k(1)以水泥28d抗壓強度確定(2)為強度范圍的下限(3)水泥實際強度 fce=cfce,k c水泥富裕系數(shù)，1.01.5c.分類：普通型、早強型32 強度 b.強度等級fce,kc.分類：普通型、早強型3 33 35 5.不

15、合格水泥 GB175-2007硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥規(guī)定： 凡化學(xué)指標、凝結(jié)時間、安定性、強度符合技術(shù)要求的為合格品，如有其中一項不符合技術(shù)要求的為不合格品。34 5.不合格水泥36 6.硅酸鹽水泥石的腐蝕與防止（1）腐蝕 1）軟水侵蝕 溶出Ca(OH)2降低堿度 2）硫酸鹽腐蝕3）鎂鹽腐蝕4）一般的腐蝕 中和反應(yīng)5）碳酸腐蝕6）強堿腐蝕 35 6.硅酸鹽水泥石的腐蝕與防止3）鎂鹽腐蝕4）一般的腐蝕 （2）防止 1）根據(jù)腐蝕環(huán)境特點合理選用水泥品種 2）提高水泥石的密實度 3）敷設(shè)耐蝕保護層 當腐蝕作用較強時，可在混凝土表面敷設(shè)一層耐腐蝕 不透水的保護層。 通常可采用耐酸石料、耐酸陶瓷、玻

16、璃、塑料或瀝青等。36 （2）防止38物理性能的檢測要點GB/T 13462001 水泥標準稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗方法標準稠度用水量測定 代用法 (試錐法） 標準法(試桿法） 注意兩個方法判定的不同凝結(jié)時間 初凝（塑性漿體開始失去流動性） 終凝（漿體開始產(chǎn)生強度） 養(yǎng)護箱溫濕度安定性 雷氏法 （測定水泥凈漿在雷氏夾中沸煮后的膨脹值） 試餅法 （觀察水泥凈漿試餅沸煮后的外形變化來檢驗水 泥的安定性） 注意兩個方法判定的不同37物理性能的檢測要點GB/T 13462001 水泥標準稠強度檢驗 GB/T 17671-1999水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法） 材料： ISO標準砂 1350g

17、 水泥 450g 水225ml 具體步驟： 行星式攪拌機，攪拌程序：先加水再加水泥 ，低速拌 30S，然后自動加入砂子 ，同時攪拌 30S ，然后高速攪拌 30S 。停 90S，再高速攪拌 60S，全過程共 4 分鐘。用伸臂式振實臺成型 ，膠砂分二層裝入 ，各振 60 次。（試件成型試驗室溫度為 20 2 ，相對濕度不低于50% ）。242h拆模，試件拆模后進行水中養(yǎng)護 ，溫度控制為 201 ，不允許在養(yǎng)護期間全部換水。 （1） 抗折強度測定 加荷速度為 50l0N/S，強度記錄至 0.1MPa 。取 三個試件的 平均值作為試驗結(jié)果，若單個強度值中有超出平均值的 10%， 剔除后再取平均值 。

18、計算精確至0.1MPa。 （2） 抗壓強度測定 專用抗壓夾具，承壓面積為40mm40mm，加荷速度為2400200N/S ，抗壓強度 Rt= Fc/A 取六個強度測定值的平均值作為試驗結(jié)果 ，若其中有一個超過平均值的 l0% 時應(yīng)予剔除，以剩下五個的平均數(shù)作為結(jié)果。如果五個測定值中再有 超過它們平均數(shù) l0的 ，則此結(jié)果作廢。平均值計算精確至0.l MPa 。38強度檢驗40例題：1.一水泥成型試件其抗折強度值分別為：7.5MPa，8.0MPa，8.3MPa，其抗折強度代表值為多少？(7.9MPa)2.一水泥成型試件其抗折強度值分別為：7.2MPa，8.6MPa，8.5MPa，其抗折強度代表值為多少？（8.6MPa）3.一水泥成型試