第3章 无机胶凝材料(中)3章 无机胶凝材料(中)第3章 无机胶凝材料(中)第3章 无机胶凝材料(中).ppt

水 泥 Cement 水泥的历史、现状和发展 1824年获得专利：波特兰水泥。 我国1876年在唐山建立第一家洋灰公司－启新洋灰公司。 1876年钢筋混凝土诞生。 我国目前水泥产量8亿多吨。 水泥在土木工程中的重要作用 水泥是当今产量与用量最大的土木工程材料！ 水泥及其砂浆、混凝土与纤维水泥等水泥基材料普遍用于各种土木工程和钢筋混凝土结构！ 水泥的性能和正确选用对土木工程的功能与质量至关重要！ 专题介绍 专题一 3.4 硅酸盐水泥 专题二 3.5 掺混合材料的硅酸盐水泥 专题三 3.6 其他水泥 学习目标 主 要 内 容 什么是硅酸盐水泥？ 硅酸盐水泥是怎样制造？ 硅酸盐水泥的组成？ 水泥浆如何转变成坚硬固体？ 水泥应满足哪些技术性质？ 如何正确使用水泥？ 3.4.1.1 硅酸盐水泥的生产 原 料： 硅质：粘土，(SiO2、Al2O3)， 占1/3 钙质：石灰石、白垩等，(CaO)，占2/3 调节原料：铁矿与砂，调节与补充Fe2O3 与SiO2 制造工艺： 原料经粉磨混合后得到水泥生料 生料经窑内煅烧得到水泥熟料 水泥熟料＋石膏(或再＋混合材）一起经粉磨混合后得到水泥 水泥浆如何转变成坚硬固体？ 水泥浆凝结硬化的物理过程 先在固－液界面发生，水化物围绕每颗水泥颗粒未水化的内核区域沉积； 早期水化物在颗粒上形成表面膜层，阻碍了进一步反应——进入潜伏期； 因渗透压或Ca(OH)2的结晶或二者，水化物膜层破裂，导致水化继续迅速进行——进入水化的加速期； 随着水化的不断进行，水占据的空间越来越少，水化物越来越多，水化物颗粒逐渐接近，构成较疏松的空间网状结构，水泥浆失去流动性，可塑性降低——凝结； 由于水泥内核的继续水化，水化物不断填充结构网中的毛细孔隙，使之越来越致密，空隙越来越少，水化物颗粒间作用增强，导致浆体完全失去可塑性，并产生强度——硬化。 水泥石中的固体相 水泥石中有四种主要固体相 硅酸钙水化物 氢氧化钙 硫铝酸钙水化物 未水化的水泥颗粒 应用水泥凝结硬化机理分析与解答问题 水泥生产中为什么掺加石膏？ C3A在水中溶解度大，反应很快，引起水泥浆闪凝； 水泥的凝结速度取决于水泥浆体中水化物凝胶微粒的聚集，Al3＋对凝胶微粒聚集有促进作用； 石膏与C3A反应形成难溶的硫铝酸钙水化物，反应速度减缓，并减少了溶液中的Al3＋浓度，延缓了水泥浆的凝结速度。 为什么水泥硬化后能产生强度？ 水泥浆体硬化后转变为越来越致密的固体； 在浆体硬化过程中，随着水泥矿物的水化，比表面较大的水化物颗粒不断增多，颗粒间相互作用力不断增强，产生的强度越来越高。 水泥浆体强度的增长规律是什么？ 水泥浆体的强度随龄期而逐渐增长，早期增长快，后期增长较慢，但是只要维持一定的温度和湿度，其强度可在相当长的时期内增长。这与水泥矿物的水化反应规律是一致的。 为什么强度发展与环境温、湿度有关？ 水泥的水化需要水，如果没有水，水泥的水化就将停止；提高温度可加快水泥的凝结硬化，而降低温度就会减缓水泥的凝结硬化。 为什么水泥的储存与运输时应防止受潮？ 水泥受潮，因表面水化结块，丧失胶凝能力，强度大为降低。 3.4.2.4 水泥凝结硬化的主要影响因素 （1）水泥矿物组成 （2）水泥细度 （3）养护条件（温度、湿度）与时间 （4）拌合用水量 （5）水泥中的混合材 （6）水泥外加剂 水泥熟料中单一矿物的水化速度 石膏掺量的影响 石膏主要降低C3A的水化速度； 掺量太少，凝结较快； 过多，凝结硬化过快。 水泥颗粒细度的影响 水泥颗粒越细，水化速度越快，为什么？ 温度与湿度的影响 温度升高，水化反应加快，凝结硬化加速。 温度升高10?C，速度加快一倍。 温度低于0?C时，水化反应基本停止。 保持一定湿度，有利于水泥的水化。 拌和用水量的影响 重要概念：水灰比—水泥浆体中拌和水量与水泥质量之比(W/C)； 水泥熟料矿物完全水化的理论水灰比＝0.23； 水灰比越大，需要水化物固相填充的孔隙越多，凝结硬化所需时间越长； 水灰比越大，水泥石中孔隙越多，强度越低。 Summary C3S、C3A含量多，凝结硬化快，反之亦然。 掺加混合材，熟料减少，凝结硬化速度减慢。 有些化合物可以使水泥浆体促凝或缓凝。 细度越小，水化反应越快，凝结硬化越快。 水灰比越大，浆体需填充的孔隙越多，凝结硬化速度越慢。 提高温度，加快水泥的凝结硬化；保持足够的水分有利于水泥的凝结硬化 3.4.3 硅酸盐水泥的技术性质 密度与堆积密度 细度 标准稠度用水量 凝结时间 体积安定性 强度 水化热 不溶物和烧失量 碱含量 耐腐蚀性 软水侵蚀 盐类侵蚀 酸类腐蚀 强碱腐蚀 防腐措施 1.密度与堆积密度 密度 3.05~3.20，混凝土配合比计算时，一