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材料学各论3 水泥（1） 北京建筑工程学院 建筑与城市规划学院 房志勇 * 水泥（1） 概述 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 水泥（1） 概述 水泥概述 1、水泥发展史 胶凝材料发展简史 胶凝材料制备原理 水泥概述 1、水泥发展史 1）第一阶段 构成：黏土+纤维材料 特点：强度低；不耐水 水泥概述 1、水泥发展史 2）第二阶段 构成：石灰、石膏及其砂浆 特点：强度较低；不耐水 典型应用：长城、金字塔 水泥概述 1、水泥发展史 3）第三阶段 构成：在石灰（石膏）砂浆中加入火山灰 特点：使砂浆具有了抗水性 典型应用：庞贝城 水泥概述 1、水泥发展史 4）第四阶段 构成：在石灰（石膏）砂浆中加入经过磨细处理的废陶瓷、碎砖等 特点：砂浆同样具有抗水性 水泥概述 1、水泥发展史 5）第五阶段 构成：在石灰（石膏）砂浆中加入经过煅烧并经磨细处理的黏土 特点：砂浆同样具有抗水性 水泥概述 1、水泥发展史 6）第六阶段 胶凝材料的制备原理： 要制造水硬性高的胶凝材料，必须磨细含有适量粘土（20~25%）的石灰，并经过煅烧 水泥概述 1、水泥发展史 7）第七阶段 水泥的工业化生产： 1824年，英国首先采用人工配料、高温煅烧、磨细的方法，以大工业批量化方式制成水泥 水泥概述 2、水泥的分类 水泥概述 3、学习水泥的意义 三大材料之一 水泥的水化、凝结、硬化是一系列物理化学作用的结果，是一个综合、复杂的过程 为了合理使用 水泥（1） 硅酸盐水泥 硅酸盐水泥 1、定义 以适当成分的生料，然后将其烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的熟料，再加入适量的石膏共同磨细，此时所得到的水硬性胶凝材料即称为： 水泥 硅酸盐水泥 2、生产工艺简介 硅酸盐水泥 3、水泥的化学成分 硅酸盐水泥 4、水泥的熟料矿物 硅酸盐水泥 5、水泥熟料矿物的水化特性 硅酸盐水泥 6、水泥的水化 1）水泥水化的概念 水化：物质从无水状态变成含水状态 水解：物质加水分解的作用 水泥水化：以上两种作用综合作用的结果 硅酸盐水泥 6、水泥的水化 2）水泥水化的作用机理 涉及名称： AFt：三硫型水化硫铝酸钙 AFm：单硫型水化硫铝酸钙 C3AH6：立方水化铝酸钙 C3AH13：六方水化铝酸钙 硅酸盐水泥 6、水泥的水化 2）水泥水化的作用机理 涉及名称： C-S-H：水化硅酸钙 ch：氢氧化钙 C[ A;F ]Hx：水化铁铝酸钙 C4[ A;F ]Hx：水化铁铝酸四钙 硅酸盐水泥 6、水泥的水化 2）水泥水化的作用机理 硅酸盐水泥 6、水泥的水化 3）水泥水化的产物 硅酸盐水泥 7、水泥的凝结硬化 1）水泥凝结硬化的主要理论 霞特利：结晶理论 米契阿利斯：胶体理论 巴依科夫：溶解、结晶、胶化三阶段理论 列宾捷夫：凝聚、结晶网状结构理论 硅酸盐水泥 7、水泥的凝结硬化 2）水泥凝结硬化的基本概念 凝结硬化是从一种不稳定系统向稳定系统转化的过程 水化是凝结硬化的前提 凝结硬化是水化的继续 凝结硬化不能在时间上截然划断 硅酸盐水泥 8、水泥的技术性质 1）标准稠度用水量 当水泥净浆的稠度为标准稠度时，水泥的用水量称为：标准稠度用水量 硅酸盐水泥 8、水泥的技术性质 2）细度 影响：水泥颗粒的粗细，对于水泥的性质有很大影响 表示：一般用比表面积法；单位：m2/kg 要求：一般要求：＞300 m2/kg 硅酸盐水泥 8、水泥的技术性质 3）凝结时间 水泥从加水开始，到水泥浆失去可塑性所需要的时间，称为水泥的：凝结时间。又可分为：初凝时间、终凝时间 硅酸盐水泥 8、水泥的技术性质 3）凝结时间 硅酸盐水泥 8、水泥的技术性质 4）体积安定性 水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性 硅酸盐水泥 8、水泥的技术性质 4）体积安定性 注意点： 在实际工程应用中，关心的是：体积安定性不良 体积安定性不良：水泥硬化后，产生了不均匀的体积变化 硅酸盐水泥 8、水泥的技术性质 5）强度 强度测定： 按照规定的比例配制 加入规定数量的水 制成规定尺寸的试件 在规定条件下养护 养护到规定的龄期 按照规定的方法试验 硅酸盐水泥 8、水泥的技术性质 5）强度 强度等级： 共6个等级 等级划分：42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5