多媒體課件建筑材料本第7周

1、 水硬性膠凝材料 水泥是建筑工業(yè)三大基本材料之一，使用廣、用量大、素有“建筑工業(yè)的糧食”之稱。目前，水泥已廣泛用于建筑、水利、道路、國防等工程中。近年來，宇航、信息及其它新興工業(yè)中對各種具有特種性能的水泥復合材料的需求也越來越大。因此，水泥工業(yè)在整個國民經(jīng)濟中起著十分重要的作用。在目前甚至未來相當長的時期內，水泥仍將是人類社會的主要的建筑材料。 水泥的分類 對水泥的分類通常有兩種方法：一是按用途及性能分類，二是按其主要水硬性物質名稱分類。1、按水泥用途分為：通用水泥、專用水泥、特性水泥。1 水硬性膠凝材料通用水泥：指適用于大多數(shù)工業(yè)、民用建筑工程的硅酸鹽 系列品種水泥。主要有硅酸鹽水泥，普通硅

2、酸 鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水 泥、粉煤灰硅酸鹽水泥以及復合硅酸鹽水泥。專用水泥：指有專門用途的水泥，如油井水泥、中熱硅酸 鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥等。特性水泥：指某種性能較突出的一類水泥。如快硬水泥 系列、膨脹水泥系列、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥等。2、按其主要水硬性物質名稱分為：硅酸鹽水泥系列、硫鋁酸鹽水泥系列、鋁酸鹽水泥系列、鐵鋁酸鹽水泥系列、氟鋁酸鹽水泥系列等系列。2水泥濕法回轉窯3水泥干法立窯4 水硬性膠凝材料1、硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料，摻入05%石灰石或?；郀t礦渣磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥，分為PI和PII，即國外通稱的波特蘭水泥。2、普通硅酸鹽水泥：由

3、硅酸鹽水泥熟料，加80%,95%)的石膏，摻入(5%,20%的混合材料，磨細制成的硅酸鹽水泥稱為普通硅酸鹽水泥（簡稱普通水泥）,代號：PO。3、礦渣硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料加50%,80%)的石膏，摻入(20%,50%的?；郀t礦渣磨細制成的水硬性膠凝材料,稱為A型礦渣硅酸鹽水泥，代號：PSA。由硅酸鹽水泥熟料加30%,50%)的石膏，摻入(50%,70%的?；郀t礦渣磨細制成的水硬性膠凝材料,稱為B型礦渣硅酸鹽水泥，代號：PSB。 通用硅酸鹽水泥5 水硬性膠凝材料4、粉煤灰硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料，加60%,80%) 的石膏，摻入(20%,40%的粉煤灰磨細制成的水硬性膠 凝材料，稱

4、為粉煤灰硅酸鹽水泥，代號：PF。5、火山灰質硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料，加60%,80%) 的石膏，摻入(20%,40%的火山灰質混合材料細制成的水 硬性膠凝材料。稱為火山灰質硅酸鹽水泥，代號：PP。6、復合硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料，加50%,80%) 的石膏，摻入(20%,50%的兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為復合硅酸鹽水泥（簡稱復合水泥），代號PC 6 水硬性膠凝材料 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝流程 硅酸鹽水泥是以石灰質原料(如石灰石等)與粘土質原料(如粘土、頁巖等)為主，有時加入少量鐵礦粉等，按一定比例配合，磨細成生料粉(干法生產(chǎn))或生料漿(濕法生產(chǎn))，經(jīng)均化

5、后送入回轉窯或立窯中煅燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為主要成分的水泥熟料，再與適量石膏共同磨細，即可得到水泥。其生產(chǎn)工藝流程(簡稱為“兩磨一燒”)，如圖所示。 石灰石粘土鐵礦粉按比例混合磨細磨細1450煅燒生 料石膏熟料混合材料水 泥7 水硬性膠凝材料硅酸鹽水泥熟料組成：（1）硅酸三鈣(3CaOSiO2，簡寫為C3S，通常占50%左右。（2）硅酸二鈣(2CaOSiO2，簡寫成C2S，占1040%。（3）鋁酸三鈣(3CaOAl2O3，簡寫成C3A，通常占15%以下。（4）鐵鋁酸四鈣(4CaOAl2O3Fe2O3，簡寫為C4AF，占 5%15%)。礦物化學式水化速度水化放熱量強度3CaOSiO2快大高

6、2CaOSiO2慢小早期低后期高3CaOAl2O3最快最大最低4CaOAl2O3Fe2O3快，僅次于C3A中中硅酸鹽水泥熟料特性：8 水泥熟料礦物的水化硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣 水硬性膠凝材料9 水硬性膠凝材料 水泥熟料礦物的水化過程 由于新生成的水化產(chǎn)物的壓力，水泥顆粒薄膜的凝膠薄膜破裂，使水進入未水化水泥顆粒的表面，水化反應繼續(xù)進行。水化產(chǎn)物之間互相交叉連生，不斷密實，固體之間的空隙不斷減小，網(wǎng)狀結構不斷加強，結構逐漸緊密。 (一) 水化初期 熟料礦物與水反應的速度較快，使水化產(chǎn)物不斷地從液相中析出并聚集在水泥顆粒表面，形成以水化硅酸鈣凝膠為主體的凝膠薄膜，大約在1h左右即在凝膠

7、薄膜外側及液相中形成粗短的針狀鈣礬石晶體。(二) 水化中期 以水化硅酸鈣(C-S-H)和氫氧化鈣的快速形成為特征。(三) 水化后期10 水硬性膠凝材料 水泥的凝結：水泥加水拌和后，成為可塑性漿體，隨后，水泥漿逐漸變稠而失去塑性，但尚不具有強度的過程，稱為水泥的凝結。 水泥的硬化：凝結過后，水泥漿產(chǎn)生明顯的強度并逐漸發(fā)展成為堅硬的固體，這一過程稱為水泥的硬化。 水泥的凝結和硬化 通用硅酸鹽水泥的技術要求1、不溶物經(jīng)過處理之后所剩的物質。不溶物的含 量對水泥的質量有著直接影響。型硅酸鹽水泥 中不溶物不得超過0.75%；型硅酸鹽水泥中不溶 物不得超過1.50%。2、燒失量 燒失度是用來限制石膏和混合

8、材料中雜 質的。型硅酸鹽水泥中燒失量不得大于3.0%， 型硅酸鹽水泥中燒失量不得大于3.5%。1112A凝膠體(C-S-H凝膠，水化硅酸鈣凝膠)；B晶體(氫氧化鈣、水化鋁酸鈣、 水化硫鋁酸鈣)；C孔隙(毛細孔、凝膠孔、氣孔等)；D未水化的水泥顆粒 水泥石的結構 1、水泥石主要由凝膠體、晶 體、孔隙、水、空氣和未 水化的水泥 顆粒等組成， 存在固相、液相和氣相。2、硬化后的水泥石是一種多 相多孔體系。 3、水泥石的結構（水化產(chǎn)物 的種類及相對含量、孔的 結構）對其性能影響最大。 水泥石結構12133、細度水泥的細度表示水泥磨細的程度，通常用比表 面積法或篩分法來確定。國家標準規(guī)定，硅酸鹽水泥 比

9、表面積大于300m2/Kg。水泥的細度對水泥的性能影 響很大，水泥顆粒越細，與水接觸面積越大，水化反 應越快，這樣對強度的發(fā)展，尤其是早期強度的發(fā)展 是非常有利的。但是也不宜過細，水泥磨得過細一方 面在存儲期間容易細潮而降低強度，另一方面也會大 大增加粉磨的能耗。 水硬性膠凝材料4、強度強度是表明水泥質量的重要指標。我國現(xiàn)行國 家的標準水泥膠砂強度檢驗方法，即ISO法規(guī) 定，以1:3水泥和標準砂，采用0.5的水灰比，用標準 制作方法制成40mm40mm160mm的棱柱體標準 試件。在標準溫度（1822 ）的水中養(yǎng)護，測定 其規(guī)定的齡期的強度。13145、凝結時間凝結時間分為初凝和終凝。由加水攪

10、拌到 水泥開始失去塑性的時間稱為初凝時間，由加水拌合到水 泥漿體完全失去塑性并開始產(chǎn)生強度的時間稱為終凝時 間 。水泥的初凝不宜太早，以便施工時有足夠的時間來 完成混凝土或砂漿的攪拌，運輸，澆注和砌筑等操作，水 泥的終凝不宜過遲，以便使混凝土能盡快地硬化，達到一 定的強度，以利于下道工序的進行。國家標準規(guī)定，硅酸 鹽水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于390min。 水硬性膠凝材料初凝時間完全失去塑性終凝時間水泥全部加入水中開始失去塑性14156、安定性安定性是指標準稠度的水泥漿在凝結硬化過程中體積均勻變化的性質。如果在工程中使用安定性不合格的水泥，將使水泥制品差事膨脹性裂縫，甚至使構件破

11、壞，引起嚴重的事故。 安定性不良的原因，一般是由于熟料中所含有的游離CaO或游離MgO過多，也可能是摻入石膏量過多而造成的。熟料中所含有的游離CaO或游離MgO都是過燒的，水化緩慢，往往在水泥硬化后才開始水化，這些氧化物在水化時體積劇烈膨脹使水泥石開裂。當石膏摻量過多時，在水泥硬化后，石膏與水化鋁酸鈣反應生產(chǎn)水化硫鋁酸鈣，使體積膨脹，也會引起水泥石開裂。 水泥的安定性用沸煮法檢驗必須合格。但沸煮法只能檢驗由于游離氧化鈣所引起的安定性不良，所以，MgO及石膏的數(shù)量在水泥生產(chǎn)時加以控制。 水硬性膠凝材料15167、堿含量在水泥中含是引起混凝土產(chǎn)生堿-骨料反應的條件 ，國標還規(guī)定：凡MgO、SO3、

12、初凝時間 、安定性中的任何一項不符合標準規(guī)定時，均為廢品。廢品水泥在工程中嚴禁使用。 水硬性膠凝材料 摻混合材料的硅酸鹽水泥，是用硅酸鹽熟料加入一定比例一的混合材料和適量石膏，經(jīng)過共同磨細而制成的。加入混合料后，可以改善水泥的性能，調節(jié)水泥的標號，增加品種，提高產(chǎn)量和成本，同時可以綜合利用工業(yè)廢料和地方材料。這類水泥根據(jù)摻入的混合材料的數(shù)量和品種的不同有：礦渣硅酸鹽水泥，火山灰質硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥。 含摻和硅酸鹽水泥的性質1617 凡由硅酸鹽水泥熟料和?；郀t礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料稱為礦渣硅酸鹽水泥。這種水泥適合用于由耐熱要求的混凝土工程，不適合用于抗凍

13、性要求的混凝土工程。1、礦渣硅酸鹽水泥（代號:PS）2、火山灰質硅酸鹽水泥（代號:PP） 凡由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質混合材料、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料稱為火山灰質硅酸鹽水泥，簡稱火山灰水泥。這種水泥適合用于有抗?jié)B性要求的混凝土工程，不適合用于干燥環(huán)境中的地上混凝土工程，也不適用于有耐磨性要求的混凝土工程。 水硬性膠凝材料1718 水硬性膠凝材料3、粉煤灰硅酸鹽水泥（代號:PF） 凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料稱為粉煤灰硅酸鹽水泥，簡稱為粉煤灰水泥。這種水泥適合用于承載較晚的混凝土工程，不適于有抗?jié)B要求的混凝土工程，也不適于干燥環(huán)境中的混凝土工程及有耐磨性

14、要求的混凝土工程。4、復合硅酸鹽水泥（代號:PO） 凡由硅酸鹽水泥熟料，摻入兩種或者兩種以上的混合材料磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為復合硅酸鹽水泥。這種水泥用途廣泛，是一種很有發(fā)展前途的水泥。18通用水泥樣品1920 通用水泥的驗收與保管包裝標志和數(shù)量的驗收 包裝標志的驗收(包裝有袋裝和散裝兩種)袋裝水泥在包裝袋上應清楚地標明產(chǎn)品名稱、代號、凈含量、強 度等級、生產(chǎn)許可證編號、生產(chǎn)者名稱和地址、出廠編號、執(zhí)行標準號、包裝年月日等主要包裝標志。摻火山灰質混合材料的普通硅酸鹽水泥，必須在包裝上標上“摻火山灰”字樣。包裝袋兩側應印有水泥名稱和強度等級。印刷字體顏色：硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥紅色；礦渣硅酸鹽水泥綠色；火山灰質硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥黑色 。散裝水泥供應時須提交與袋裝水泥標志內容相同的卡片。2021數(shù)量的驗收 袋裝水泥每袋凈含量為50kg，且不得少于標志質量的98；隨機抽取20袋總質量不得少于1000kg。質量的驗收 檢查出廠合格證和試驗報告 ；復驗 ；仲裁檢驗 。不同品種和不同強度等級的水泥要分別存放，不得混雜。防水防潮，做到“上蓋下墊”。堆垛不宜過高，一般不超過10袋，場地狹窄時最多不超過15袋。儲存期不能過長，通用水泥不超過三個月。水泥儲存期超過三個月，水