北京交通大学教学课件—《土木工程材料》第二章无机胶凝材料.ppt

气相—各种尺寸的孔隙与空隙 凝胶孔 毛细孔 工艺空隙 液相—水或孔溶液 自由水 吸附水 凝胶水 气相：毛细孔与气孔。不可避免。 * 加拿大的调查研究表明：使用了50年的水泥，发现其中还有大量的未水化水泥颗粒（但它们也有足够的强度） 早期增长快，随后逐渐减慢； 28天，基本达到极限强度的80％以上； 在合适的温湿度条件下，强度增长可以持续几十天 乃至几十年。 * 1、W-water，C-cement。 水泥浆的水灰比是指水泥浆中水与水泥的质量之比。当水泥浆中加水较多时，水灰比较大，此时水泥的初期水化反应得以充分进行；但是水泥颗粒间原来被水隔开的距离较远，颗粒间相互连接形成骨架结构所需的凝结时间长，所以水泥浆凝结较慢。 水泥浆的水灰比较大时，多余的水分蒸发后形成的孔隙较多, 造成水泥石的强度较低，因此水泥浆的水灰比过大时，会明显降低水泥石的强度。 2、龄期：水泥的凝结硬化是随时间延长而渐进的过程，的增长可持续若干年。只要温度、湿度适宜，水泥强度常用28d，还有3d、7d、60d、150d、300d、1年。3d-早期强度；7d-施工时能否承受施工荷载；60d-现代混凝土以耐久性作为指标（一般耐久性都60d），加入废渣，后期强度发展慢，28d时强度不行，60d才行；150d、300d、1年—评价干缩、徐变。 3、养护：混凝土强度发展的过程，是一个逐渐成长的过程，需要呵护。美国研究：60天是50MPa，1年后100多Mpa，约2倍。一般以龄期时的强度作为设计依据，后面强度作为安全储备。这是混凝土的一大优点。 钢结构则不行，08年初的雪灾，很多小型钢结构的建筑物倒塌，因为设计得刚刚好，但不能偷工减料。 在适当温度条件下，水泥的水化、凝结和硬化速度较快。反应产物增长较快，凝结硬化加速，水化热较多。相反，温度降低，则水化反应减慢，强度增长变缓。但高温养护往往导致水泥后期强度增长缓慢，甚至下降。 水的存在是水泥水化反应的必要条件。当环境湿度十分干燥时，水泥中的水分将很快蒸发，以致水泥不能充分水化，硬化也将停止；反之，水泥的水化将得以充分进行，强度正常增长。 高温低温生成水化产物不一样，所以高温要损失一部分强度。 * * 执行《硅酸盐、普通硅酸盐水泥》（GB175 - 99) 密度的测量方法 排液法，用煤油作为测量液体。 * 水泥颗粒的粗细程度对水泥的使用有重要影响。水泥颗粒粒径一般在7～200 μm范围内。 在矿物组成相同的条件下，水泥磨得愈细，水泥颗粒平均粒径小，比表面积大，水化时与水的接触面大，水化速度快，相应地水泥凝结硬化速度就快，早期强度就高。 比表面积是指单位质量的水泥粉末所具有的表面积的总和（cm2/g 或 m2/kg）。比表面积不好测，所以一般用筛子筛！ 问题：为什么需要规定水泥的细度？ 解答： 水泥颗粒细度影响水化活性和凝结硬化速度，水泥颗粒太粗，水化活性越低，不利于凝结硬化； 虽然水泥越细，凝结硬化越快，早期强度会越高，但是水化放热速度也快，水泥收缩也越大，对水泥石性能不利； 水泥越细，生产能耗越高，成本增加； 水泥越细，对水泥的储存也不利，容易受潮结块，反而降低强度。 * 为使水泥凝结时间和安定性的测定结果具有可比性，在此两项测定时必须采用标准稠度的水泥净浆。 校天平，校仪器 称500克水泥，准确量水（找水）。 用湿布擦（没涂油）所用仪器。 先倒水，再倒水泥。 搅拌程序：慢120秒、停15秒、快120秒。 搅拌完后，立即装锥模、振捣排气泡、抹平（抹平刀数少）抹平后立即放到维卡仪下测，试锥接触净浆表面， 突然放松，让试杆自由下沉，观察30秒，整个过程1.5分钟完成。 当试锥沉入净浆距离28±2mm 为标准稠度。 计算： * 基本原理： 将制成的标准稠度的净浆，装入圆模内，采用一定质量的试针，在重力作用下，自由沉入净浆中，由于试体随着时间的延伸凝结状态不同，试针沉入深度不同，时间愈长，试针沉入深度愈小。 测定方法： 从加水开始，当初凝试针沉入距底板3~5毫米时为初凝时间到初凝时，把圆模翻转180度。如图2 当终凝试针沉试体0.5毫米时，环行付件不在试件上留下痕迹为终凝时间（从加水开始）（临近初凝每隔5分钟测一次，临近终凝时每隔15分钟测一次） * 基本原理： 将制成的标准稠度的净浆，在20°C的养护间放上若干分钟，装入圆模内，采用一定质量的试针，在重力作用下，自由沉入净浆中，由于试体随着时间的延伸凝结状态不同，试针沉入深度不同，时间愈长，试针沉入深度愈小。 测定方法： 从加水开始，当初凝试针沉入距底板3~5毫米时为初凝时间到初凝时，把圆模翻转180度。如图2 当终凝试针沉试体0.5毫米时，环行