水利工程建筑材料水泥學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1水利工程水利工程(shulgngchng)建筑材料水建筑材料水泥泥第一頁，共141頁。 水泥是一種水硬性的膠凝材料，呈粉末水泥是一種水硬性的膠凝材料，呈粉末狀，加水拌和后成漿體后，能膠結(jié)砂、狀，加水拌和后成漿體后，能膠結(jié)砂、石等散粒材料，并能在空氣和水中硬化石等散粒材料，并能在空氣和水中硬化并保持、發(fā)展其強度。并保持、發(fā)展其強度。發(fā)展趨勢：發(fā)展趨勢：在水泥品種方面，將加速在水泥品種方面，將加速(ji s)發(fā)展快發(fā)展快硬、高強、低熱等特種和多用途的水泥硬、高強、低熱等特種和多用途的水泥；大力發(fā)展水泥外加劑；大力發(fā)展水泥外加劑；大力發(fā)展高等級水泥；大力發(fā)展高等級水泥；第2頁/共141頁第二

2、頁，共141頁。第3頁/共141頁第三頁，共141頁。水水 泥泥通用通用(tngyng)水泥水泥專用專用(zhunyng)水泥水泥特性水泥特性水泥普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥如砌筑水泥、油井水泥、道如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大壩水泥等路水泥、大壩水泥等如白色硅酸鹽水泥、快凝快硬如白色硅酸鹽水泥、快凝快硬硅酸鹽水泥等硅酸鹽水泥等硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥第4頁/共141頁第四頁，共141頁。六大六大(li d)通用水泥通用水泥第5頁/共141頁第五頁，共141頁。第6頁/共

3、141頁第六頁，共141頁。第7頁/共141頁第七頁，共141頁。第8頁/共141頁第八頁，共141頁。第9頁/共141頁第九頁，共141頁。水分蒸發(fā)水分蒸發(fā)生料預(yù)熱生料預(yù)熱生料分解生料分解熟料煅燒熟料煅燒熟料冷卻熟料冷卻第10頁/共141頁第十頁，共141頁。2020年完成對所有落后產(chǎn)能的年完成對所有落后產(chǎn)能的淘汰。淘汰。第11頁/共141頁第十一頁，共141頁。水泥熟料(sh lio)礦物硅酸(u sun)二鈣鐵鋁酸四鈣游離氧化鈣和氧化鎂鋁酸三鈣硅酸三鈣堿類及雜質(zhì)2CaOSiO2，C2S：1530%4CaOAl2O3Fe2O3，C4AF：1018%fCaO和fMgO3CaOAl2O3，C3

4、A：715%3CaOSiO2，C3S：4565% 第12頁/共141頁第十二頁，共141頁。2 2）水泥熟料單礦物的水化特性）水泥熟料單礦物的水化特性熟料礦物磨細(xì)加水，均能單獨與水發(fā)生化學(xué)熟料礦物磨細(xì)加水，均能單獨與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其特點見下表。反應(yīng)，其特點見下表。四種四種(s zhn)(s zhn)礦物的比例對水泥性質(zhì)的影礦物的比例對水泥性質(zhì)的影響響: :(1)(1)提高提高C3SC3S的含量，可得到高強硅酸鹽水泥的含量，可得到高強硅酸鹽水泥; ;(2)(2)提高提高C3SC3S和和C3AC3A的含量，可制得快硬硅酸鹽的含量，可制得快硬硅酸鹽水泥水泥; ;(3)(3)降低降低C3SC3S和和

5、C3AC3A的含量、提高的含量、提高C2SC2S的含量，的含量，可的低熱或中熱硅酸鹽水泥?？傻牡蜔峄蛑袩峁杷猁}水泥。礦物組成硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣反應(yīng)速度快慢最快中28d水化放熱量多少最多中早期強度高低低低后期強度較高高低低耐腐蝕性中良差優(yōu)干縮性中小大小第13頁/共141頁第十三頁，共141頁。第14頁/共141頁第十四頁，共141頁。第15頁/共141頁第十五頁，共141頁。3CaOAl2O33 CaSO431H2O+2(3CaOAl2O3) +5H2O = 3(3CaOAl2O3CaSO412H2O)（低（低硫型水化硫鋁酸鈣）硫型水化硫鋁酸鈣）水化硫鋁酸鈣為針狀晶體，難溶于水化

6、硫鋁酸鈣為針狀晶體，難溶于水，主要水，主要(zhyo)為延緩水化鋁酸為延緩水化鋁酸鈣的凝結(jié)時間。鈣的凝結(jié)時間。第16頁/共141頁第十六頁，共141頁。第17頁/共141頁第十七頁，共141頁。第18頁/共141頁第十八頁，共141頁。第19頁/共141頁第十九頁，共141頁。第20頁/共141頁第二十頁，共141頁。第21頁/共141頁第二十一頁，共141頁。第22頁/共141頁第二十二頁，共141頁。ElkemM aterialsM aterialsC-S-H 水化硅酸鈣凝膠水化硅酸鈣凝膠CH Crystal 氫氧化鈣晶體氫氧化鈣晶體HYDRATION PRODUCTS WITHOUT M

7、ICROSILICA 無微硅粉混凝土的水化產(chǎn)物無微硅粉混凝土的水化產(chǎn)物第23頁/共141頁第二十三頁，共141頁。第24頁/共141頁第二十四頁，共141頁。第25頁/共141頁第二十五頁，共141頁。chn)。其結(jié)構(gòu)如圖所示。A未水化水泥顆粒B膠體(jio t)粒子C晶體粒子D毛細(xì)孔（毛細(xì)孔水）E凝膠孔第26頁/共141頁第二十六頁，共141頁。第27頁/共141頁第二十七頁，共141頁。第28頁/共141頁第二十八頁，共141頁。強度。強度。第29頁/共141頁第二十九頁，共141頁。覆蓋在鋁酸三鈣的周圍，覆蓋在鋁酸三鈣的周圍，阻止其繼續(xù)快速水化，因阻止其繼續(xù)快速水化，因而延緩了水泥而延緩

8、了水泥(shun)的凝的凝結(jié)時間。石膏的摻量主要結(jié)時間。石膏的摻量主要取決于鋁酸三鈣和取決于鋁酸三鈣和SO3的含的含量。量。第30頁/共141頁第三十頁，共141頁。石膏過量安定性不良石膏過量安定性不良石膏的摻量一定要適石膏的摻量一定要適第31頁/共141頁第三十一頁，共141頁。定義(dngy)細(xì)度指水泥顆粒的粗細(xì)程度(chngd)。通常水泥顆粒的粒徑為7200um。同時規(guī)定凡細(xì)度不符合規(guī)定者為不合格品。討論與分析缺點:水泥越細(xì)優(yōu)點：水泥的細(xì)度用篩析法和比表面積法來測定。硅酸鹽水泥的比表面積應(yīng)大于300m2/kg。GB規(guī)定 與水發(fā)生水化反應(yīng)的速度越快，水泥石的早期強度越高?？偙砻娣e越大，硬化

9、收縮越大；易受潮而降低活性；成本越高。返回返回第32頁/共141頁第三十二頁，共141頁。討論(toln)與分析定義(dngy)試驗方法第33頁/共141頁第三十三頁，共141頁。討論(toln)與分析為什么在測定水泥的凝結(jié)時間(shjin)、體積安定性時，要將水泥凈漿拌到標(biāo)準(zhǔn)稠度，也就是一個規(guī)定的稠度呢？為了使試驗為了使試驗(shyn)結(jié)果結(jié)果具有可比性具有可比性第34頁/共141頁第三十四頁，共141頁。定義(dngy)不同的水泥(shun)品種，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量各不相同，一般在24%33%之間。 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量指水泥漿達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)稠度時，所需要的用水量，是對水泥性質(zhì)檢驗的準(zhǔn)備性指標(biāo)。由于

10、用水量的多少，能直接影響凝結(jié)時間和體積安定性等性質(zhì)的測定，因此，必須在規(guī)定的稠度下進行試驗。按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1346-2001的規(guī)定試驗。第35頁/共141頁第三十五頁，共141頁。定義(dngy)討論(toln)與分析GB規(guī)定測定方法第36頁/共141頁第三十六頁，共141頁。定義(dngy)水泥(shun)全部加入水中開始(kish)失去可塑性完全失去可塑性初凝終凝凝結(jié)時間凝結(jié)時間：是指水泥從加水開始到失去流動性所用的時間，即從可塑狀態(tài)到固體狀態(tài)所需要的時間：初凝時間：初凝時間：是指水泥從加水到水泥漿開始失去流動性所用的時間；終凝時間終凝時間；是指水泥從加水到水泥漿完全失去流動性所用的時

11、間；第37頁/共141頁第三十七頁，共141頁。水泥的初凝和終凝時間對工程有重要意義(yy)。例如：混凝土的施工。討論(toln)與分析結(jié)論結(jié)論1：水泥的初：水泥的初凝時間不能過短，凝時間不能過短，否則在施工否則在施工(sh gng)前即已失去前即已失去流動性和可塑性而流動性和可塑性而無法施工無法施工(sh gng)。結(jié)論結(jié)論2：水泥的終：水泥的終凝時間不能過長凝時間不能過長，否則將延長施，否則將延長施工進度和模板周工進度和模板周轉(zhuǎn)期。轉(zhuǎn)期。第38頁/共141頁第三十八頁，共141頁。初凝時間初凝時間(shjin)(shjin)不得不得早于早于45min45min終凝時間終凝時間(shjin)

12、不得不得遲于遲于6.5h。同時規(guī)定(gudng):凝結(jié)時間不符合規(guī)定(gudng)者為不合格品。GB規(guī)定第39頁/共141頁第三十九頁，共141頁。試驗方法試驗方法水泥的凝結(jié)時間的測定，是以標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥的凝結(jié)時間的測定，是以標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量拌制的水泥凈漿，在規(guī)定的溫度用水量拌制的水泥凈漿，在規(guī)定的溫度(wnd)和濕度條件下，用凝結(jié)時間測定儀來測和濕度條件下，用凝結(jié)時間測定儀來測定。定。第40頁/共141頁第四十頁，共141頁。定義(dngy)討論(toln)與分析GB規(guī)定試驗方法第41頁/共141頁第四十一頁，共141頁。定義(dngy)水泥的體積安定性指水泥硬化后體積變化是否均勻(jnyn)的

13、性質(zhì)。水泥硬化后體積發(fā)生不均勻(jnyn)膨脹，導(dǎo)致水泥石開裂、翹曲等現(xiàn)象。否則，為良好。不良：良好：注意：安定性不良的注意：安定性不良的水泥為廢品水泥，水泥為廢品水泥，嚴(yán)禁在工程中使用。嚴(yán)禁在工程中使用。第42頁/共141頁第四十二頁，共141頁。討論(toln)與分析引起安定性不良(bling)的原因有哪些 熟料中含有(hn yu)過多的游離MgO; 熟料中含有過多的游離CaO; 石膏摻量過多。GB規(guī)定 用沸煮法檢驗必須合格； 熟料中MgO含量5%； 熟料中SO3含量3.5%；第43頁/共141頁第四十三頁，共141頁。試驗(shyn)方法 沸煮法試餅法雷氏夾法第44頁/共141頁第四十四

14、頁，共141頁。GB規(guī)定(gudng)第45頁/共141頁第四十五頁，共141頁。GB規(guī)定(gudng)強度是水泥(shun)力學(xué)性質(zhì)的一項重要指標(biāo)，是確定水泥(shun)強度等級的依據(jù)。第46頁/共141頁第四十六頁，共141頁。定義(dngy)水泥(shun)與水發(fā)生水化反應(yīng)所放出的熱量稱為水化熱。對工程的影響 高水化熱的水泥在大體積混凝土工程中是非常不利的，在大體積混凝土中應(yīng)選擇低熱水泥。 在混凝土冬期施工時，水化熱有利于水泥的凝結(jié)、硬化和防止混凝土受凍。第47頁/共141頁第四十七頁，共141頁。第48頁/共141頁第四十八頁，共141頁。第49頁/共141頁第四十九頁，共141頁。注

15、：表中百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量(zhling)百分?jǐn)?shù)。第50頁/共141頁第五十頁，共141頁。第51頁/共141頁第五十一頁，共141頁。第52頁/共141頁第五十二頁，共141頁。第53頁/共141頁第五十三頁，共141頁。第54頁/共141頁第五十四頁，共141頁。第55頁/共141頁第五十五頁，共141頁。第56頁/共141頁第五十六頁，共141頁。第57頁/共141頁第五十七頁，共141頁。堿對水泥石的腐蝕(fsh) (jijng) 第58頁/共141頁第五十八頁，共141頁。第59頁/共141頁第五十九頁，共141頁。第60頁/共141頁第六十頁，共141頁。第61頁/共141頁第六十一頁，

16、共141頁。（1）混合材料生產(chǎn)水泥時，為調(diào)節(jié)水泥強度等級，改善水泥性能，增加水泥產(chǎn)量、降低成本，而加入到水泥中的工業(yè)副產(chǎn)品和天然(tinrn)的礦物材料。第62頁/共141頁第六十二頁，共141頁。第63頁/共141頁第六十三頁，共141頁。第64頁/共141頁第六十四頁，共141頁。第65頁/共141頁第六十五頁，共141頁。第66頁/共141頁第六十六頁，共141頁。第67頁/共141頁第六十七頁，共141頁。第68頁/共141頁第六十八頁，共141頁。第69頁/共141頁第六十九頁，共141頁。熟料(sh lio)適量石膏20%70%?；郀t礦渣20%40%粉煤灰20%50%火山灰質(zhì)混合

17、材料礦渣水泥（PSA和 PSB ）粉煤灰水泥（PF）火山灰水泥（PP）磨細(xì)磨細(xì)磨細(xì)第70頁/共141頁第七十頁，共141頁。第71頁/共141頁第七十一頁，共141頁。較差。較差。第72頁/共141頁第七十二頁，共141頁。好。好。第73頁/共141頁第七十三頁，共141頁。第74頁/共141頁第七十四頁，共141頁。第75頁/共141頁第七十五頁，共141頁。第76頁/共141頁第七十六頁，共141頁。第77頁/共141頁第七十七頁，共141頁。第78頁/共141頁第七十八頁，共141頁。第79頁/共141頁第七十九頁，共141頁。（2）水化和硬化）水化和硬化(ynghu)高鋁水泥的長期(c

18、hngq)強度是下降的第80頁/共141頁第八十頁，共141頁。第81頁/共141頁第八十一頁，共141頁。第82頁/共141頁第八十二頁，共141頁。第83頁/共141頁第八十三頁，共141頁。第84頁/共141頁第八十四頁，共141頁。第85頁/共141頁第八十五頁，共141頁。第86頁/共141頁第八十六頁，共141頁。第87頁/共141頁第八十七頁，共141頁。第88頁/共141頁第八十八頁，共141頁。第89頁/共141頁第八十九頁，共141頁。第90頁/共141頁第九十頁，共141頁。第91頁/共141頁第九十一頁，共141頁。第92頁/共141頁第九十二頁，共141頁。第93頁/

19、共141頁第九十三頁，共141頁。用于各種( zhn)裝飾混凝土及砂漿的制作。第94頁/共141頁第九十四頁，共141頁。第95頁/共141頁第九十五頁，共141頁。第96頁/共141頁第九十六頁，共141頁。第97頁/共141頁第九十七頁，共141頁。第98頁/共141頁第九十八頁，共141頁。55。第99頁/共141頁第九十九頁，共141頁。第100頁/共141頁第一百頁，共141頁。第101頁/共141頁第一百零一頁，共141頁。第102頁/共141頁第一百零二頁，共141頁。在鋼筋(gngjn)混凝土中應(yīng)用膨脹水泥，由于混凝土的膨脹使鋼筋(gngjn)產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，混凝土受到相應(yīng)的

20、壓應(yīng)力。根據(jù)壓應(yīng)力的大小，可以將水泥分為兩類，一類壓應(yīng)力值不小于2.0MPa時，為自應(yīng)力水泥；另一類壓應(yīng)力值小于2.0MPa的為膨脹水泥。第103頁/共141頁第一百零三頁，共141頁。第104頁/共141頁第一百零四頁，共141頁。第105頁/共141頁第一百零五頁，共141頁。第106頁/共141頁第一百零六頁，共141頁。第107頁/共141頁第一百零七頁，共141頁。第108頁/共141頁第一百零八頁，共141頁。第109頁/共141頁第一百零九頁，共141頁。須通過試驗來確定。第110頁/共141頁第一百一十頁，共141頁。第111頁/共141頁第一百一十一頁，共141頁。第112頁

21、/共141頁第一百一十二頁，共141頁。第113頁/共141頁第一百一十三頁，共141頁。第114頁/共141頁第一百一十四頁，共141頁。第115頁/共141頁第一百一十五頁，共141頁。第116頁/共141頁第一百一十六頁，共141頁。第117頁/共141頁第一百一十七頁，共141頁。進口(jn ku)木絲水泥板第118頁/共141頁第一百一十八頁，共141頁。第119頁/共141頁第一百一十九頁，共141頁。第120頁/共141頁第一百二十頁，共141頁。第121頁/共141頁第一百二十一頁，共141頁。第122頁/共141頁第一百二十二頁，共141頁。第123頁/共141頁第一百二十三頁，共141頁。第124頁/共141頁第一百二十四頁，共141頁。第125頁/共141頁第一百二十五頁，共141頁。第126頁/共141頁第一百二十六頁，共141頁。n例例4-5 4-5 現(xiàn)有四種白色粉末，已知其為建現(xiàn)有四種白色粉末，已知其為建筑石膏、生石灰粉、白色石灰石粉和白筑石膏、生石灰粉、白色石灰石粉和白色硅酸鹽水泥，請加以鑒別（化學(xué)分析色硅酸鹽水泥，請加以鑒別（化學(xué)分析除外）。除外）。n解解: : 取相同質(zhì)量的四種粉末，分別加入取相同質(zhì)量的四種粉末，分別加入適量的水拌合為同一適量的水拌合為同一(tngy)(tngy)稠度的漿稠度的漿體。放熱量最大且有大量水蒸氣