《建筑材料》(第四章)资料讲解.ppt

* 《土木工程材料》第四章 水泥 建筑工程系 主讲教师：李棱雪 第四章 水泥 4.1水泥概述 4.2硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥 4.3掺大量混合材料的硅酸盐水泥 水泥是能与水发生物理化学作用，使其由可塑性浆体硬化成坚硬的人造石材的一种粉末状水硬性胶凝材料。它是重要的建筑材料，用水泥制成的砂浆或混凝土，坚固耐久，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。 水泥的种类繁多，目前生产和使用的水泥品种已达200余种。 水泥分类 硅酸盐系水泥 铝酸盐系水泥 硫铝酸盐系水泥 铁铝酸盐水泥 少熟料或无熟料水泥 (2) 按性能和用途分类 通用水泥 专用水泥 特性水泥 ⑴ 按化学成分 ? ? 尽管水泥的品种很多，但是，工程中90%以上使用的是硅酸盐水泥。 所以，在学习这一章的内容时，以硅酸盐水泥的内容为基础，主要学习硅酸盐水泥的组成、技术性质及应用等知识。在此基础上，再学习其它掺混合材料的硅酸盐水泥等内容。 素有“建筑工业的粮食”之称。 4.1 水泥概述 本次课学习目标： 了解水泥的生产工艺，掌握水泥的生产原料及其四大熟料的组成。 掌握水泥熟料水化的特点及其产物的组成。 4.1 水泥概述 4.1.1、水泥的发展过程 cement一词由拉丁文caementum发展而来，是碎石及片石的意思。水泥的历史可追溯到古罗马人在建筑工程中使用的石灰和火山灰的混合物 。1796年英国人J.帕克用泥灰岩烧制一种棕色水泥，称罗马水泥或天然水泥。1824年英国人J.阿斯普丁用石灰石和粘土烧制成水泥，硬化后的颜色与英格兰岛上波特兰地方用于建筑的石头相似，被命名为波特兰水泥，并取得了专利权。 中国水泥行业将进入“三国时代” 中国建材（中联水泥、南方水泥、北方水泥） 中国中材（天山水泥、赛马实业、中材水泥） 海螺水泥 中国水泥网：/ 海螺集团：规模大、竞争力强 公司产销量已连续11年位居全国第一，是目前亚洲最大的水泥、熟料供应商。 长期、广泛应用于举世瞩目的标志性工程，如：上海东方明珠电视塔、上海磁悬浮列车（轨道梁）、连云港田湾核电站、浦东国际机场、海沧大桥、杭州湾跨海大桥等工程。同时，产品现已出口美国、欧洲、非洲、亚洲等二十多个国家和地区。 海螺水泥： 水泥具有以下优点，因此，在土木工程领域得到广泛的应用。 多样性 低成本 可塑性 工艺简单 耐久性 与钢筋 粘结性好 水硬性 水泥的优点 4.1.2硅酸盐系水泥的生产 硅酸盐水泥的生产工艺概述 （1）生产工艺 两磨一烧——生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程 （2）生产原料 石灰石质原料——石灰石、白垩等 粘土质原料——粘土、页岩等 校正原料（少量）——铁粉 SiO2、Al2O3、Fe2O3 Fe2O3 CaO 4.1.3硅酸盐水泥的组成材料 1.硅酸盐水泥熟料 注 意 水泥中的其它成分： 原因： 煅烧水泥中反应： 危害：影响水泥体积安定性 石灰石质原料富含 潜在危害非常严重 2.石膏 石膏是硅酸盐水泥中必不可少的组成材料，主要作用是调节水泥的凝结时间，常采用天然的或合成的二水石膏，也可用含有二水石膏的化工废渣。 3.混合材料 是硅酸盐系水泥生产中经常采用的组成材料，按其性能不同，可分为活性与非活性两大类。 活性类：粒化高炉矿渣、火山灰质材料（沸石、火山灰）、粉煤灰及烧煤矸石等； 非活性类：石灰石、石英砂、钢渣、慢冷矿渣等。 4.2硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥 4.2.1硅酸盐水泥的定义 按《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》规定：凡由硅酸盐水泥熟料、0～5％的石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥（国外通称波特兰水泥）。当硅酸盐水泥中不掺混合材料时，称为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P.Ⅰ。当硅酸盐水泥中混合材料掺量不超过5%时，称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P.Ⅱ。 4.2.2硅酸盐水泥的水化和凝结硬化 1.硅酸盐水泥的水化 水泥颗粒与水接触时，其表面的熟料矿物立即与水发生水解或水化作用，生成新的水化产物并放出一定热量的过程。 （1）硅酸三钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。 该水化反应的速度快，形成早期强度并生成早期水化热。 3CaO·SiO2+H2O CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2 （2）硅酸二钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。 该水化反应的速度慢，对后期龄期混凝土强度的发展起关键作用。水化热释放缓慢。 2CaO·SiO2+H2O 3CaO·2SiO2·3H2O+Ca