膠凝材料學(xué)-6課件

膠凝材料學(xué)第六章其它水泥第一節(jié)鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥是由經(jīng)高溫下部分熔融或者完全熔融所得鋁酸鹽水泥熟料磨細(xì)制成。鋁酸鹽水泥熟料中的主要成份為鋁酸一鈣（CA），化學(xué)成分中氧化鋁含量為50%左右，所以鋁酸鹽水泥也稱為高鋁水泥。一、化學(xué)組成和礦物組成（一）化學(xué)組成1、氧化鋁：主要成分。過(guò)低，形成C12A7，使水泥快凝，強(qiáng)度下降；過(guò)多，形成CA2過(guò)多，使早期強(qiáng)度下降。2、氧化鈣：基本成分。過(guò)多，形成C12A7；過(guò)少，形成大量CA2。3、氧化硅：含量不宜超過(guò)10%，4、氧化鐵：含量不宜超過(guò)10%。（二）礦物組成1、鋁酸一鈣（CA）：50%~60%主要礦物，晶體結(jié)構(gòu)中鈣、鋁的配位極不規(guī)則，凝結(jié)正常，但硬化迅速，是強(qiáng)度的主要來(lái)源。過(guò)高，強(qiáng)度發(fā)展集中在早期，后期強(qiáng)度增進(jìn)率不顯著。二、高鋁水泥的水化硬化過(guò)程（一）水化：水化過(guò)程及其產(chǎn)物與溫度有關(guān)1、CA<20℃：CA+10HCAH10

20~30℃：2CA+11HC2AH8+AH3>30℃：3CA+9HC3AH6+2AH32、CA2：<15~20℃：CA2+13HCAH10+AH3

20~30℃：2CA2+17HC2AH8+3AH3>30℃：3CA2+21HC3AH6+5AH33、C12A7

：5℃：C12A7+70H4CAH10+3C2AH8+2CH3

20~30℃：C12A7+57H6C2AH8+3AH3>30℃：3C12A7+33H4C3AH6+3AH34、水化產(chǎn)物：CAH10和C2AH8是六方片狀晶體，且熱力學(xué)上不穩(wěn)定的，尤其是在溫暖潮濕的環(huán)境中更不穩(wěn)定。C3AH6是立方晶體，在常溫下穩(wěn)定。在低溫條件下形成的CAH10和C2AH8在溫濕環(huán)境中會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)镃3AH6。3CAH10C3AH6+2AH3+18H摩爾質(zhì)量/g1014378312324密度/(g/cm3)1.722.522.41.0摩爾體積/cm3590150136324轉(zhuǎn)化后固相體積減少50%以上，即析出的水產(chǎn)生的孔隙率高達(dá)53.7%，C2AH8轉(zhuǎn)化后的孔隙率達(dá)30.7%?？紫堵实脑龃螅瑥亩饛?qiáng)度降低。這種現(xiàn)象稱為強(qiáng)度倒縮。（二）高鋁水泥的硬化過(guò)程CAH10和C2AH8六方片狀或針狀晶體相互交錯(cuò)攀附，重疊結(jié)合，可形成堅(jiān)硬的結(jié)晶結(jié)合體，使水泥石獲得很高的強(qiáng)度，AH3膠體又填充于晶體骨架的空隙，最終形成比較致密的結(jié)構(gòu)。水化5~7d后，水化物的數(shù)量增加很少，因此高鋁水泥的早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快，以后不顯著。負(fù)溫養(yǎng)護(hù)條件下高鋁水泥的強(qiáng)度發(fā)展特性也好于硅酸鹽水泥。因此高鋁水泥特別適用于寒冷低溫環(huán)境中。不適用于大體積混凝土中。2、在高溫（大于30℃）下養(yǎng)護(hù)，其強(qiáng)度會(huì)劇烈下降，特別是在濕熱環(huán)境中，影響更大。嚴(yán)格控制澆注溫度，不宜采用蒸汽養(yǎng)護(hù)。3、具有很好的抗侵蝕性。水化產(chǎn)物中主要組成為低堿性鋁酸鹽，沒有氫氧化鈣。4、耐高溫性好在高溫下產(chǎn)生燒結(jié)。二、快硬高強(qiáng)鋁酸鹽水泥1、定義：凡以鋁酸鈣為主要成分的熟料，加入適量石膏，磨細(xì)制成具有快硬、高強(qiáng)性能的水硬性膠凝材料。2、水化反應(yīng)及產(chǎn)物：3CA+3CaSO4+38HC3A·3CaSO4·32H2O

+2AH33CA2+3CaSO4+47HC3A·3CaSO4·32H2O

+5AH3產(chǎn)物：鈣礬石和水化氧化鋁凝膠。在自然條件下很穩(wěn)定。3、特性：快硬而不速凝小時(shí)強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較高抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性優(yōu)異4、應(yīng)用要求硬化快、強(qiáng)度高的過(guò)程軍事及其它特種工程第三節(jié)抗硫酸鹽硅酸鹽水泥一、定義：凡以適當(dāng)成分的生料，燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主的特定礦物的熟料，加入適量石膏，磨細(xì)制成的具有一定抗硫酸鹽侵蝕性能的水硬性膠凝材料，簡(jiǎn)稱抗硫酸鹽水泥。二、作用機(jī)理1、硅酸鹽水泥石侵蝕原因：含有CH和水化鋁酸鈣。2、抗硫酸鹽水泥的熟料礦物組成特點(diǎn)：降低C3A，提高C4AF；降低C3S，提高C2S。三、應(yīng)用：海港、水利、地下、隧涵、引水、橋梁基礎(chǔ)等。二、膨脹機(jī)理在水泥漿體水化硬化過(guò)程的某一適當(dāng)時(shí)機(jī)形成鈣礬石，產(chǎn)生體積膨脹。這類水泥在水化過(guò)程中，有相當(dāng)一部分的能量用于膨脹，轉(zhuǎn)變成所謂的“膨脹能”。膨脹能越高，可能達(dá)到的膨脹值越大。一般膨脹在早期較快，以后逐漸趨于緩慢，最后穩(wěn)定，在達(dá)到“膨脹穩(wěn)定期”后，膨脹基本停止。在沒有受到任何限制的條件下，所產(chǎn)生的膨脹一般稱為“自由膨脹”，此時(shí)不產(chǎn)生自應(yīng)力。受到單向、雙向或三向限制時(shí)，則為“限制膨脹”，這時(shí)產(chǎn)生自應(yīng)力。限制膨脹越大，達(dá)到的自應(yīng)力越高。第五節(jié)白色和彩色水泥一、白色硅酸鹽水泥1、定義：簡(jiǎn)稱白色水泥，是由氧化鐵含量少的硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏磨細(xì)制成。氧化鐵含量控制在0.50%以下。2、生產(chǎn)要求：原料：較純的石灰石、高嶺土磨機(jī)襯板：花崗巖、陶瓷；卵石作研磨體燃料：天然氣