[工程科技]第四章水泥.ppt

水泥是一种粉末状水硬性胶凝材料，用于生产各种类型的混凝土及混凝土制品。大量应用于工业和民用建筑，还广泛用于公路、桥梁、铁路、水利和国防等工程。水泥是基本建设中最重要的建筑材料。 一、水泥的优点 1、具有水硬性 2、可塑性好，并且同钢筋良好的粘结力 3、耐久性、抗冻性好 4、生产工艺简单，品种多 5、原料来源广、便宜 6、应用限制条件少 二、水泥的分类 1、按水泥的矿物组成分类： （1）硅酸盐类水泥 （2）铝酸盐类水泥 （3）硫铝酸盐类水泥 （4）铁铝酸盐类水泥 （5）氟铝酸盐类水泥 2、按用途分类： （1）通用水泥：硅酸盐类水泥 （2）专用水泥：砌筑水泥、道路水泥、防射线水泥 （3）特性水泥：快硬硅酸盐水泥、膨胀水泥、喷射水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥 4.1 硅酸盐水泥4.1.1 硅酸盐水泥的概念及生产 （一）硅酸盐水泥的定义 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，也称波特兰水泥。 硅酸盐水泥分为两种类型： 1）I 型硅酸盐水泥，不掺加混合材料，代号P · I 2）Ⅱ型硅酸盐水泥，在硅酸盐水泥熟料研磨时掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料，代号P · II （二）硅酸盐水泥的生产 （1）生料的配制与磨细； （2）生料煅烧后熔融形成熟料； （3）熟料与适量石膏共同磨细而成 I 型硅酸盐水泥；或熟料与适量石膏和混合材料共同磨细而成 II 型硅酸盐水泥。 4.1.2　熟料的矿物组成、特性 水泥熟料中主要含有： 1、硅酸三钙 C3S 2、硅酸二钙 C2S 3、铝酸三钙 C3A 4、铁铝酸四钙 C4AF 熟料矿物成分对水泥性质的影响： 1、 提高C3S的含量可以制得高强水泥和早强水泥； 2、提高C3S与C3A的含量可以制得快硬水泥； 3、提高C2S的含量，适当降低C3S与C3A的含量，可制得低热水泥。 硅酸盐水泥中的有害成分： （1）氧化镁 MgO （2）三氧化硫 SO3 （3）游离氧化钙 f－CaO （4）碱分 K2O、Na2O 4.1.3 水泥的水化、凝结硬化 （一）水化 水泥的水化过程是水泥各种熟料矿物及石膏与水发生反应的过程。 （1）3 CaO · SiO2 的水化 （2）2 CaO · SiO2 的水化 （3）3CaO · Al2O3 的水化 （4）4 CaO·Al2O3·Fe2O3 的水化 硅酸盐水泥水化后的主要水化产物： （1）水化硅酸钙 C3S2H3或C-S-H （2）水化铝酸钙 C3AH6、 C4AH13 （3）水化硫铝酸钙 AFt （4）水化铁酸钙 CFH （5）氢氧化钙 CH （二）凝结硬化 1、凝结 水泥加水拌和，初期形成可塑浆体，然后逐渐变稠而失去可塑性的过程。 2、硬化 水泥浆体的强度逐渐提高而变成了坚硬石状固体——水泥石的过程。 凝结硬化过程 ： a）水化物较少，生成后溶解于水，水泥颗粒间有较多的水，水泥浆具有良好的可塑性。 b）水溶液达到饱和，析出许多细小颗粒，堆积在水泥颗粒周围，形成水化物凝胶膜层。 c）水化物不断析出，自由水分不断减少，膜层增厚并相互连接，形成网状结构，水泥浆体逐渐变稠，失去可塑性，开始凝结。 d）凝胶和晶体进一步发展，不断填充毛细孔，结构逐渐紧密。凝胶产生内聚力，使水泥浆体具有强度，并逐渐硬化。 （三）水泥石 硬化后的水泥浆体称为水泥石。 水泥石的结构： （1）凝胶体（CSH、CFH）与晶体（CH、AFt、CAH、未水化的水泥颗粒） （2）未水化的水泥颗粒 （3）毛细孔 影响水泥石水化程度的因素： 1、熟料矿物成分 2、水泥细度 3、石膏掺量 4、 温度、湿度和养护时间（龄期） 5、水灰比 4.1.4　硅酸盐水泥的技术性质（一）密度与堆积密度 硅酸盐水泥和普通水泥的密度一般在3.1～3.2g / cm3之间。水泥在松散状态时的堆积密度一般在900～1300 kg / m3之间，紧密堆积状态可达1400～1700 kg / m3。 （二）细度 细度是指水泥颗粒的粗细程度。 细度直接影响水泥凝结硬化及强度。 水泥的细度可用筛析法（80 μm方孔筛的筛余量）和比表面积法（1Kg水泥颗粒的总表面积）测定。 （三）标准稠度用水量 标准稠度用水量是指水泥净浆达到标准稠度时所需的拌合水量，以占水泥质量的百分率表示。 硅酸盐水泥的标准稠度用水量，一般在２４％～３０％之间。 （四）凝结时间 1、初凝时间：自加水起至水泥浆开始失去塑性、流动性减小所需的时间，T初≥ 45min 。 2、终凝时间：自加水时起至水泥完全失去塑性、开始有一定强度所需的时间， T初≤ 6.5h 。 （五）体积安定性 水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。 水