[其它]胶凝材料总论.doc

一、胶凝材料总论 黏土是天然的胶凝材料，可加入草筋增强强度和防止裂缝。 石灰和石膏不能在水中凝结硬化，属于气硬性胶凝材料 石灰+黏土 = 二合土，石灰+黏土+砂子=三合土 灰土地基中加入石灰可以：增加强度与抗水性能。 桐油石灰封顶可增强防水抗渗的能力。 使用石灰+火山灰这种水硬性胶凝材料，使气硬性石灰的功能大大提高，是胶凝材料史上的一次大突破，特点是凝结缓慢，早期强度低。红砖粉+石灰也是一种水硬性胶凝材料。 含较多黏土质的石灰石煅烧可得到水硬性的石灰。后发展成石灰石+黏土煅烧得到水硬石灰，是波特兰水泥的雏形。 预应力钢筋混凝土技术充分利用了近代科技提供的混凝土与钢筋的高强度等优越性能，发挥了两种材料共同作用的复合功能，为减小结构断面，增大荷载能力，提高抗裂和耐久性能等起到了卓越的作用，使长跨、高耸、重载等结构使用钢筋混凝土作为主体材料成为可能，这是混凝土技术的一次飞跃，大大推动了建筑工程的进步。 化学外加剂的发明是继预应力技术之后的又一次技术大突破。 水泥基复合材料的发展是又一次大进步。 胶凝材料发展历程 二、水泥 水泥成分及特性 品种 凝结速度 放热量 强度发展 强度贡献 抗化学腐蚀 干缩 含量% C3S 快 大 快；早高后高 水化热主要来源 中 中 32-64 C2S 慢 小 慢；早低后高 贡献于后期强度 最大 大 14-28 C3A 最快 最大 快；低 凝结时间 抗硫酸盐差 大 2.5-15 C4AF 较快 中 早低后高 放热速度加快 大 小 10-19 五种水泥成分及特性 名称 硅酸盐水泥 P·Ⅰ；P·Ⅱ 普通水泥 P·O 矿渣水泥 P·S 火山灰水泥 P·P 粉煤灰水泥 P·F 成分 掺量0%；5%以内 活性6-15% 非活性10% 20-70%矿渣 20-50%火山灰 20-40%粉煤灰 强度 硬化快，强度高 早期强度较高，后期强度增长快 早期强度较高，后期强度增长快 早期强度较高，后期强度增长快 早期强度较高，后期强度增长快 水化热 高 较高 较低 较低 较低 耐冻性 好 较好 较差 较差 较差 耐热性 差 较差 较好 较差 较差 抗硫酸盐及抗水性 差 较差 较好 较好 较好 干缩性 小 较小 较大 较大 较小 抗碳化 好 较好 差 差 差 抗渗性 较差 适用范围 地上地下及水中的混凝土；钢筋混凝土及预应力混凝土；循环冻融结构；早强工程；建筑砂浆 同左 大体积工程；耐热耐火结构；蒸汽养护构件；地上地下及水中的混凝土；抗硫酸盐工程；建筑砂浆 地下水中大体积工程；抗渗工程；蒸汽养护构件；抗硫酸盐工程；一般工程；建筑砂浆 地上地下水中大体积工程；蒸汽养护构件；抗裂构件；抗硫酸盐工程；一般工程；建筑砂浆 不适用处 大体积工程；受化学及海水侵蚀；长期受压力水流动水作用 同左 早强工程；抗冻工程 早强工程；抗冻工程；干燥环境下工程；耐磨工程 早强工程；抗冻工程；抗碳化工程 泵送混凝土一般选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥为佳。如用矿渣水泥时，可适当降低塌落度，掺入适量粉煤灰，适当提高砂率以防止离析。但不宜采用火山灰质水泥。 3.反应机理 C3S + H2O → C-S-H +CH C2S+ H2O → C-S-H +CH 无石膏时：C3A+ H2O → C-A-H 有石膏时：C3A+CaSO4·2H2O+H2O→C3A·3CaSO4·32H2O(钙矾石) 石膏的作用：①持久（1—2h）地抑制C3A的水化而产生水泥浆体或混凝土所需的工作性；②在允许适当的早期强度发展的前提下，控制C3A水化率。③石膏与C3A 及C4AF的水化产物发生反应生成钙矾石。 如果CaSO4离子析出量不足，则会导致闪凝，影响流变形能。导致闪凝的因素有：①石膏掺量不足；②石膏在磨制过程中脱水（半水石膏吸水时硬化，称为假凝）；③加入减水剂后水量太少，CaSO4离子析出量不足；④C3A含量较高或比表面积较大。 C4AF即使单独水化也不会引起快凝其水化反应及其产物与C3A很相似。—30μm的颗粒主要起强度增长的作用，而大于60μm的颗粒则对强度不起作用，因此3—30μm的颗粒应占90%以上，小于10μm的颗粒主要起早强的作用，小于3μm的颗粒只起早强的作用。但颗粒小于10μm时需水量大，因此流变性能好的水泥10μm以下的颗粒应少于10%。水泥颗粒越细，需水量越大，必