道路工程材料之無(wú)機(jī)膠凝材料石灰與水泥

第三章無(wú)機(jī)膠凝材料（石灰與水泥）1、膠凝材料（結(jié)合料）定義:

物理化學(xué)作用（能膠結(jié)其它物料）堅(jiān)強(qiáng)固體塑性漿體2、膠凝材料作用散粒材料(砂、石等)塊狀材料(磚、石塊)膠結(jié)整體3、膠凝材料分類有機(jī)

氣硬性－只能在空氣中硬化無(wú)機(jī)

水硬性－不僅能在空氣中硬化,而且能在水中硬化。分類的意義：氣硬性膠凝材料——耐水性差，只能用于干燥環(huán)境。水硬性膠凝材料——耐水性好，可用于潮濕環(huán)境?！?-1石灰一、原料及生產(chǎn)原料：石灰石（主要成份CaCO3）生產(chǎn)：CaCO3CaO（生石灰）＋CO2↑900℃二、石灰熟化與硬化1、熟化CaO＋H2OCa(OH)2(熟石灰)＋15.5kcal

粉狀－消石灰：只用少量水(約70％)(理論值為31.2%)

漿狀－石灰漿：加過(guò)量水(2.5～3倍)特點(diǎn)：放熱量大，體積膨脹。熟石灰過(guò)燒石灰危害：熟化緩慢，漿體硬化后仍在熟化，體積膨脹，導(dǎo)致硬化漿體開(kāi)裂。消除危害方法：“陳伏”兩星期2、石灰硬化干燥、結(jié)晶、碳化晶體交錯(cuò)生長(zhǎng)干燥(空氣中)CO2+H2O(空氣中)塑性漿體硬化漿體Ca(OH)2結(jié)晶析出CaCO3結(jié)晶析出三、石灰技術(shù)性性質(zhì)1、質(zhì)量評(píng)定指標(biāo)標(biāo)2、石灰性質(zhì)①可塑性好②凝結(jié)硬化慢、強(qiáng)強(qiáng)度低③耐水性差④消化體積膨脹大大，硬化體積收收縮大⑤白度好⑥化學(xué)活性好四、石灰應(yīng)用1、石灰乳 粉刷刷2、石灰膏 砌筑筑、抹灰砂漿3、消石灰 石灰灰土、三合土、、二灰土4、生石灰粉碳碳化石灰板、硅硅酸鹽制品5、靜態(tài)爆破劑石灰石CaCO3生石灰CaO熟石灰Ca(OH)2+水成品Ca(OH)2CaCO3煅燒熟化碳化結(jié)晶復(fù)習(xí)干燥作業(yè)(1)石灰在熟化和硬硬化過(guò)程中，體體積變化分別有有何特征，因此此，石灰應(yīng)用時(shí)時(shí)應(yīng)注意什么?(2)何謂過(guò)火石灰和和欠火石灰，什什么叫陳伏，石石灰膏使用之前前為什么要進(jìn)行行陳伏？(3)什么叫氣硬性膠膠凝材料？作為為氣硬性膠凝材材料的石灰為什什么在道路工程程中又可以用作作路基土的處理理?！?-2水泥水泥的定義和分分類水泥的定義一種粉末狀膠凝凝材料，加水拌拌和后，既能能能在空氣中硬化化，又能在水中中硬化，將塊狀狀或散粒狀材料料粘結(jié)為整體。。水泥的分類按礦物組成劃分分、按用途劃分分按礦物組成劃分分硅酸鹽水泥、鐵酸鹽水泥鋁酸鹽水泥、硫硫鋁酸鹽水泥按用途劃分通用水泥、特性水泥、專專用水泥土木工工程中中常用用的六六大品品種水水泥硅酸鹽鹽水泥泥：熟料+0~5%混合材材+石膏PⅠ（無(wú)混混合材材）PⅡ（0~5%混合材材）普通硅硅酸鹽鹽水泥泥：6~20%混合材材，PO礦渣硅硅酸鹽鹽水泥泥：20~70%礦渣，，PS粉煤灰灰硅酸酸鹽水水泥：20~40%粉煤灰灰，PF火山灰灰硅酸酸鹽水水泥：20~50%火山灰灰，PP復(fù)合硅硅酸鹽鹽水泥泥：15~50%兩種混混合材材，PC—————通用水水泥§3-2-1硅酸鹽鹽水泥泥一、組組成和和生產(chǎn)產(chǎn)組成：：化學(xué)組組成：：CaO、SiO2、AI2O3、Fe2O3（C）、（（S）、（（A）、（（F）礦物組組成：：C3S3CaO?SiO2C2S2CaO?SiO2C3A3CaO?AI2O3C4AF4CaO?AI2O3?Fe2O3石灰石石粘土輔料生料石膏熟料混合磨細(xì)煅燒水泥磨細(xì)生產(chǎn)流程：：——兩磨一一燒工藝：：旋窯、、立窯窯水泥熟熟料二、硅硅酸鹽鹽水泥泥的水水化硬硬化1、硅酸酸鹽水水泥的的水化化2C3S+6H→→C3S2H3+3CH2C2S+4H→→C3S2H3+CH石膏存存在時(shí)時(shí):C3A+CSH2+H→→C3A·3(CS)·H32石膏用用完時(shí)時(shí):C3A+C3A·3(CS)·H32→C3A·CS··H12C3A或C4AF+H→C3(A,F)H6思考：：石膏膏起什什么作作用？？水化反反應(yīng)的的基本本特點(diǎn)點(diǎn)反應(yīng)是是需水水的。?！鄳?yīng)應(yīng)用時(shí)時(shí)必須須提供供足夠夠水分分。反應(yīng)是是放熱熱的。?！鄳?yīng)應(yīng)用時(shí)時(shí)必須須注意意溫度度應(yīng)力力。溫度越越高，，反應(yīng)應(yīng)越快快?！鄳?yīng)應(yīng)用時(shí)時(shí)必須須注意意季節(jié)節(jié)的影影響。。反應(yīng)自自水泥泥顆粒粒表面面開(kāi)始始，由由表及及里。?！磻?yīng)需需要時(shí)時(shí)間，，水泥泥應(yīng)足足夠細(xì)細(xì)。2、凝結(jié)結(jié)硬化化石膏的的作用用：初凝加水可塑漿體具流動(dòng)性≥45min誘導(dǎo)期終凝稠硬漿體塑性漸失≤10h凝結(jié)期后期強(qiáng)度緩慢增長(zhǎng)穩(wěn)定期硬化漿體強(qiáng)度增長(zhǎng)硬化期延緩凝凝結(jié)時(shí)時(shí)間。。凝結(jié)硬硬化的的影響響因素素細(xì)度：：細(xì)度度細(xì)，，硬化化快，，但干干燥收收縮大大溫度：：溫度度高，，硬化化快濕度：：濕度度高，，硬化化快養(yǎng)護(hù)時(shí)時(shí)間：：養(yǎng)護(hù)護(hù)是溫溫度、、濕度度的保保證水泥礦礦物組組成外加劑劑加水量量：提提供水水化用用水，，決定定顆粒粒間距距熟料礦礦物及及其特特性礦物組組成水水泥性性能應(yīng)應(yīng)用C3S↑↑高強(qiáng)結(jié)結(jié)構(gòu)工工程C3A、C3S↓,C2S↑↑水化熱熱低大大體積積砼C3S、C3A↑快硬高高強(qiáng)搶搶修修工程程C3A↓、C4AF↑↑低收縮縮道道路工工程三、品品質(zhì)要要求（（技術(shù)術(shù)性質(zhì)質(zhì)）1、凝結(jié)結(jié)時(shí)間間⑴分類：⑵影響因因素：⑶不正常常凝結(jié)結(jié)：初凝、、終凝凝礦物組組成、、細(xì)度度、加加水量量、環(huán)環(huán)境溫溫濕度度假凝、、閃凝凝2、強(qiáng)度度——水泥膠膠結(jié)能能力的的體現(xiàn)現(xiàn)(1)影響因因素礦物組組成、、細(xì)度度、溫溫濕度度、齡齡期(2)強(qiáng)度標(biāo)標(biāo)號(hào)：：28d抗壓強(qiáng)度劃劃分的的強(qiáng)度度等級(jí)級(jí)①固定定的膠膠砂比比1:3、水灰灰比0.50②規(guī)定的的試件件尺寸寸40××40×160mm③標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)養(yǎng)護(hù)：：相對(duì)對(duì)濕度度〉90%，溫度度20±±1℃℃3、體積積安定定性——水泥硬硬化后后體積積變化化的均均勻性性水泥安安定性性檢驗(yàn)驗(yàn)：試試餅法法合格不合格水泥安定性檢驗(yàn)：雷氏夾法初值A(chǔ)養(yǎng)護(hù)24h后終值C沸煮3h后安定性評(píng)定：C－A≤5.0mm合格C－A＞5.0mm不合格4、細(xì)度度作用：檢測(cè)方方法：細(xì)度↑↑→水水化快快、充充分→→強(qiáng)強(qiáng)度↑↑比表面面積、、篩分分析5、水化化熱利：弊：影響因因素：改善水水化熱熱的水水泥品品種冬季施施工大體積積砼開(kāi)開(kāi)裂礦物組組成、、細(xì)度度中熱硅硅酸鹽鹽水泥泥、低低熱硅硅酸鹽鹽水泥泥2m×2m×2m水泥石100℃(兩晝夜)6、堿含含量定義：水泥泥中Na2O和K2O的含量量。危害：堿—骨料反反應(yīng)，，混凝凝土開(kāi)開(kāi)裂。。廢品：：MgO、SO3、CaO、初凝時(shí)時(shí)間不不合合格四、水水泥石石的腐腐蝕與與防止止1、腐蝕種種類2、腐蝕原原因3、防止措措施①溶出出性②②離子子交換換③③膨膨脹性性①水泥泥石中中存在在CH、C3AH6，本身不不密實(shí)實(shí)②周?chē)鷩嬖谠谇治g蝕性介介質(zhì)①水泥泥組成成②②密密實(shí)度度③③保保護(hù)層層離子交交換溶出性性膨脹性性鹽類易溶物酸類松軟物+CH→軟CH其他水化水溶出產(chǎn)物溶出→

→鋼筋銹蝕內(nèi)應(yīng)力↑硫酸鹽→CaSO4→石膏

CH鈣釩石C3AH6堿度↓孔隙率↑侵蝕加速?gòu)?qiáng)度↓變形開(kāi)裂滲透性↑五、應(yīng)應(yīng)用1、適應(yīng)應(yīng)環(huán)境境2、適用用工程程3、不適適應(yīng)工工程干燥、潮濕濕環(huán)境，水水中，嚴(yán)寒寒地區(qū)。快硬、高強(qiáng)強(qiáng)、抗?jié)B、、耐磨混凝凝土工程大體積混凝凝土、海工工混凝土、、高溫環(huán)境境§3-2-2摻混合材的的硅酸鹽水水泥一、混合材材1、定義生產(chǎn)水泥時(shí)時(shí)加入的摻摻量大于5%的材料2、種類活性——水淬礦渣、、火山灰、、粉煤灰非活性——慢冷礦渣、、磨細(xì)石英英砂等3、活性成分分SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O34、作用原理理⑴潛在活性和和水硬性⑵激發(fā)劑種類類①本身水化化活性極小?、谠诩ぐl(fā)劑劑作用下，，具有較好好的水化活活性。——?dú)溲趸}、、石膏二、摻混合合材的水泥泥1、水泥品種普通水泥(混合材摻量量：6～15％)、火山灰水泥泥(20～50)、礦渣水泥泥(20～70)粉煤灰水泥泥(20～40)、復(fù)合水泥泥(15～50)★普通水泥的的性能接近近于硅酸鹽鹽水泥2、摻混合材材水泥的水化過(guò)程⑴⑵激發(fā)劑活性混合材水水化硅(鋁)酸鈣水化硫鋁酸鈣熟料礦物水水化粉煤灰水泥泥水化28d粉煤灰表面面已有一層層水化產(chǎn)物物3、摻混合材材水泥的共共性⑵水化熱較低低——適用于大體體積混凝土土⑶抗軟水、硫硫酸鹽侵蝕蝕能力強(qiáng)——適用于水工工、海港工工程⑷抗凍性差、、抗碳化能能力差——不宜用于受受凍部位，，注意鋼銹銹⑴早期強(qiáng)度低低，后期強(qiáng)強(qiáng)度增長(zhǎng)較較大，——宜蒸汽養(yǎng)護(hù)護(hù)，不宜低低溫施工4、摻混合材材水泥的個(gè)個(gè)性⑴礦渣水泥⑵火山灰水泥泥⑶粉煤灰水泥泥⑷復(fù)合水泥泌水性、干干縮性較大大，養(yǎng)護(hù)不不當(dāng)易開(kāi)裂裂。耐熱性較好——可用于耐熱混混凝土干縮大易開(kāi)裂裂——不以用于干燥燥環(huán)境；抗?jié)B性好——適用于抗?jié)B混混凝土。干縮性小，抗抗裂性好§3-2-3其他水泥一、高鋁水泥泥1、原料2、熟料礦物3、特性——石灰石、礬土土——鋁酸鹽①快硬高強(qiáng)強(qiáng)②水化熱大大、且集中在在早期③耐高溫④抗硫酸鹽鹽⑤抗凍性與與不透水性均均好4、高鋁水泥的應(yīng)用①緊急搶修修工程②冬季施工工③抗硫酸鹽鹽、凍融交替替的工程④制作膨脹脹水泥⑤配制耐熱熱砂漿、混凝凝土5、高鋁水泥的注意①不得與硅硅酸鹽水泥、、石灰混用②不得用于于濕熱環(huán)境③不能用于于結(jié)構(gòu)工程④不宜用于于大體積混凝凝土二、膨脹水泥泥1、原理2、配制水化水化硫鋁酸鈣(大量)①硅酸鹽水水泥+高鋁水泥+石膏②高鋁水泥泥+石膏③硅酸鹽水