《土木工程材料》教案第三章ppt課件

1、教案第三章黑龍江工程學(xué)院 土木工程系孫凌.第三章 水 泥3.1 常用水泥3.2 其它種類水泥.主要內(nèi)容：常用硅酸鹽水泥的消費(fèi)工藝 常用硅酸鹽水泥的特性 影響常用水泥性能的要素 重點(diǎn)內(nèi)容：硅酸鹽水泥礦物成分特點(diǎn)硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化難 點(diǎn)：硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化要 求：掌握硅酸鹽水泥的礦物成分特點(diǎn)掌握硅酸鹽水泥凝結(jié)和硬化 參考資料：陳志源 嚴(yán)家伋 孫 凌 集中訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充教材 技術(shù)規(guī)范 GB175-1999.3. 水 泥水泥是一種水硬性膠凝資料，也是建筑工程中用量最大的建筑資料之一。 在道路與橋梁工程中通常運(yùn)用的水泥有：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽

2、水泥等五大種類水泥。 .3.1常用水泥 凡由硅酸鹽水泥熟料，石灰石或?；郀t礦渣，適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱為硅酸鹽水泥即國(guó)外通稱的波特蘭水泥。 .硅酸鹽水泥分兩種類型，不摻加混合資料的稱型硅酸鹽水泥，代號(hào)；在硅酸鹽水泥熟料粉磨時(shí)摻加不超越質(zhì)量石灰石或?；郀t礦渣混合資料的稱型硅酸鹽水泥，代號(hào)。普通硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥 .3.1.1常用水泥的消費(fèi).硅酸鹽水泥消費(fèi)原料原料： 石灰質(zhì)原料 主要提供，粘土質(zhì)原料 主要提供 以及。3校正原料 補(bǔ)充兩種原料中所短少的鐵。.硅酸鹽水泥消費(fèi)工藝概述1)把幾種原資料按適當(dāng)比例配合在磨機(jī)中磨成生料；2

3、)將制備好的生料入窯進(jìn)展煅燒，至左右生成以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥“熟料；3)為調(diào)理水泥的凝結(jié)速度，在燒成的熟料中參與質(zhì)量左右的石膏共同磨細(xì)，即為硅酸鹽水泥。因此，硅酸鹽水泥消費(fèi)工藝概括起來為“兩磨一燒。 .3.1.2常用水泥的特性硅酸鹽水泥的主要礦物組成硅酸鹽水泥的主要礦物組成是：硅酸三鈣 ， 簡(jiǎn)式為，硅酸二鈣 ， 簡(jiǎn)式為，鋁酸三鈣 ， 簡(jiǎn)式為，鐵鋁酸四鈣， 簡(jiǎn)式為，.2硅酸鹽水泥各礦物組成性能比較硅酸鹽水泥熟料中這四種礦物組成的特性是：反響速度 最快，較快，也較快，最慢；釋熱量 最大，較大，居中，最?。粡?qiáng)度 最高， 早期低，但后期增長(zhǎng)率較大。 故和為水泥強(qiáng)度主要來源。強(qiáng)度不高， 含量對(duì)

4、抗折強(qiáng)度有利；.耐化學(xué)侵蝕性 最優(yōu)，其次為、，最差；干縮性和最小，居中，最大。 .硅酸鹽水泥主要礦物組成與特性礦物組成硅酸三鈣C3S硅酸二鈣C2S鋁酸三鈣C3A鐵鋁酸四鈣C4AF與水反應(yīng)速度中慢快中水化熱中低高中對(duì)強(qiáng)度的作用早期良差良良后期良優(yōu)中中耐化學(xué)侵蝕中良差優(yōu)干縮性中小大小.礦物組成對(duì)水泥性能的影響 以上是單個(gè)礦物組成的性能，水泥是幾種熟料礦物的混合物，改動(dòng)熟料礦物成分間的比例，水泥的性質(zhì)即發(fā)生相應(yīng)的變化。例如提高硅酸三鈣的含量，可以制得高強(qiáng)水泥；又如降低鋁酸三鈣和硅酸三鈣含量，提高硅酸二鈣含量，可制得水化熱低的水泥，如大壩用水泥；提高鐵鋁酸四鈣含量，可獲得抗折強(qiáng)度較高的水泥，如道路水泥

5、。. 4硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化硅酸鹽水泥的水化 水泥顆粒與水接觸，水泥熟料礦物即與水發(fā)生水化反響，生成水化產(chǎn)物并放出一定熱量水泥的水化主要是四種礦物成分的水化：硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣 .硅酸二鈣1硅酸三鈣.鐵鋁酸四鈣鋁酸三鈣.為了調(diào)理水泥的凝結(jié)硬化速度，在磨細(xì)水泥時(shí)，摻人適量石膏，水化鋁酸鈣與石膏反響生成三硫型水化硫鋁酸鈣，亦稱鈣礬石。當(dāng)石育耗費(fèi)終了后，水泥中尚未水化的鋁酸三鈣與鈣礬石反響生成單硫型的水化硫鋁酸鈣。反響式如下：三硫型水化硫鋁酸鈣即鈣礬石是難溶于水的穩(wěn)定的針狀結(jié)晶體，它在生成結(jié)晶體時(shí)體積大大膨脹。因此，水泥中參與石膏數(shù)量不可過多，防止水泥凝結(jié)硬化過程中硫鋁酸鈣超越限制

6、，產(chǎn)生體積變化不均勻。尤其是構(gòu)成水泥構(gòu)件后，還繼續(xù)水化，其危害更大。 .硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化大致可劃分為以下四個(gè)階段：第階段為初始反響期誘導(dǎo)前期第階段為埋伏期誘導(dǎo)期第階段為凝結(jié)期 凝結(jié)期第階段為硬化期 硬化期.水泥水化放熱曲線.3.1.3影響常用水泥性能的主要要素水泥組成成分的影響水泥細(xì)度的影響溫度與濕度的影響水泥強(qiáng)度與齡期的關(guān)系5拌和用水量的影響6儲(chǔ)存條件的影響此外，水泥礦物成分的含量、水泥顆粒細(xì)度等，對(duì)水泥的凝結(jié)硬化以及強(qiáng)度，都有一定的影啊。 .思索題：.水泥磨細(xì)過程中參與石膏的目的是什么？.水泥四種礦物成分的特性是什么？.影響水泥凝結(jié)硬化的要素有哪些？ .主要內(nèi)容：

7、硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì) 硅酸鹽水泥的技術(shù)規(guī)范 常用水泥的選用 其它種類水泥重點(diǎn)內(nèi)容：硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)硅酸鹽水泥的技術(shù)規(guī)范難 點(diǎn)：硅酸鹽水泥的強(qiáng)度檢驗(yàn)方法及評(píng)定要 求：掌握硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)掌握硅酸鹽水泥的技術(shù)規(guī)范參考資料：陳志源 嚴(yán)家伋 孫 凌 集中訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充教材 技術(shù)規(guī)范 GB175-1999.3.1.4常用水泥的選用 各類建筑工程，針對(duì)其工程性質(zhì)、構(gòu)造部位、施工要求和運(yùn)用環(huán)境條件等，進(jìn)展選用。 .3.1.5常用水泥的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)規(guī)范.技術(shù)性質(zhì)按照我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范一規(guī)定，硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)包括以下工程：化學(xué)性質(zhì)為了保證水泥的運(yùn)用質(zhì)量，水泥的化學(xué)目的主要是控制水泥中有害的化學(xué)成分含量

8、，假設(shè)其超越最大允許限量，即意味著對(duì)水泥性能和質(zhì)量能夠產(chǎn)生有害或潛在的影響。氧化鎂含量三氧化硫含量燒失量不溶物.物理力學(xué)性質(zhì)細(xì)度細(xì)度是指水泥顆粒粗細(xì)的程度。細(xì)度愈細(xì)，水泥與水起反響的面積愈大，水化速度愈快并較完全。實(shí)際闡明，細(xì)度提高，可使水泥混凝土的強(qiáng)度提高，任務(wù)性得到改善。但是，水泥細(xì)度提高，在空氣中的硬化收縮也較大，使水泥發(fā)生裂痕的能夠性添加。因此，對(duì)水泥細(xì)度必需予以合理控制。水泥凈漿規(guī)范稠度為使水泥凝結(jié)時(shí)間和安定性的測(cè)定結(jié)果具有可比性，在此兩項(xiàng)測(cè)定時(shí)必需采用規(guī)范稠度的水泥凈漿。我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定，水泥凈漿稠度是采用規(guī)范維卡儀測(cè)定的，以試桿沉入凈漿距底板時(shí)的稠度為“規(guī)范稠度，此時(shí)的用水量為規(guī)范稠

9、度用水量。 .水泥規(guī)范稠度與凝結(jié)時(shí)間測(cè)定.凝結(jié)時(shí)間 凝結(jié)時(shí)間是水泥從加水開場(chǎng)，到水泥漿失去可塑性所需的時(shí)間。凝結(jié)時(shí)間分為初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。初凝時(shí)間是從水泥加水到水泥漿開場(chǎng)失去塑性的時(shí)間；終凝時(shí)間是水泥加水到水泥漿完全失去塑性并開場(chǎng)產(chǎn)生強(qiáng)度的時(shí)間。 水泥的凝結(jié)時(shí)間對(duì)水泥混凝土的施工有重要意義。假設(shè)凝結(jié)過快，混凝土?xí)芸焓チ鲃?dòng)性，以致無法澆筑，所以初凝時(shí)間不宜過短，以便有足夠的時(shí)間在初凝之前完成混凝土各工序的施工操作；但終凝時(shí)間又不宜太遲，以便混凝土在澆搗終了后，盡早完成凝結(jié)硬化。我國(guó)現(xiàn)行國(guó)標(biāo)規(guī)定，硅酸鹽水泥初凝時(shí)間不得早于；終凝時(shí)間不得遲于。普通硅酸鹽水泥初凝時(shí)間不得早于，終凝時(shí)間不得遲于。

10、 .體積安定性 水泥硬化后體積變化的均勻性稱為水泥體積安定性。水泥與水拌制成的水泥漿體，在凝結(jié)硬化過程中，普通都會(huì)發(fā)生體積變化，假設(shè)這種變化是發(fā)生在凝結(jié)硬化過程中，那么對(duì)建筑物的質(zhì)量并沒有什么影響。但是，在水泥硬化后假設(shè)產(chǎn)生不均勻的體積變化，將使混凝土產(chǎn)生膨脹裂痕，降低運(yùn)用質(zhì)量，甚至引起嚴(yán)重事故。這既是水泥體積安定性不良。體積安定性不良的緣由，普通是由于熟料中所含的游離氧化鈣過多；也能夠是熟料中所含的游離氧化鎂過多或摻入的石膏過多，致使水泥曾經(jīng)凝結(jié)硬化后，甚至曾經(jīng)運(yùn)用于構(gòu)造物中，這些成分繼續(xù)水化，體積膨脹，引起不均勻的體積膨脹，呵斥水泥石開裂。.雷氏夾.雷氏夾測(cè)定儀.強(qiáng)度 強(qiáng)度是水泥技術(shù)要求中

11、最根本的目的，也是水泥的重要技術(shù)性質(zhì)之一。 水泥的強(qiáng)度除了與水泥本身的性質(zhì)如熟料的礦物組成、細(xì)度等有關(guān)外，并與水灰比、試件制造方法、養(yǎng)護(hù)條件和時(shí)間等有關(guān)。多年來，我國(guó)水泥強(qiáng)度的檢驗(yàn)不斷按國(guó)家規(guī)范一簡(jiǎn)稱軟練法進(jìn)展，該規(guī)范規(guī)定，以的水泥和規(guī)范砂，按規(guī)定的水灰比或，用規(guī)范制造方法制成的規(guī)范試件，在規(guī)范養(yǎng)護(hù)條件下，達(dá)規(guī)定齡期，時(shí)，按國(guó)家規(guī)范一規(guī)定的最低強(qiáng)度值來評(píng)定其所屬標(biāo)號(hào)。 .水泥膠砂試模集振動(dòng)臺(tái). 我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范簡(jiǎn)稱法規(guī)定，以的水泥和規(guī)范砂規(guī)范砂滿足級(jí)配要求，采用.的水灰比，用規(guī)范制造方法制成的規(guī)范試件，在規(guī)范養(yǎng)護(hù)條件下，到達(dá)規(guī)定齡期，時(shí)，按國(guó)家規(guī)范規(guī)定的最低強(qiáng)度值來確定其強(qiáng)度等級(jí)。我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家

12、規(guī)范一規(guī)定：凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時(shí)間、安定性中的任一項(xiàng)不符合規(guī)范規(guī)定，均為廢品。凡細(xì)度、終凝時(shí)間、不溶物和燒失量中的任一項(xiàng)不符合規(guī)范規(guī)定或混合資料摻加量超越最大限量，或強(qiáng)度低于商品標(biāo)號(hào)規(guī)定的目的時(shí)，稱為不合格品，廢品水泥在工程中嚴(yán)禁運(yùn)用。 .技術(shù)規(guī)范硅酸鹽水泥石的腐蝕和防止.水泥石的腐蝕淡水侵濁 硫酸鹽的侵蝕鎂鹽侵蝕碳酸侵蝕 水泥石腐蝕的防止針對(duì)以上分析產(chǎn)生腐蝕的緣由，在選用水泥及施工中，可思索以下措施來防止腐蝕。根據(jù)建筑物環(huán)境特點(diǎn)，合理選用水泥種類提高水泥石的密實(shí)度加做維護(hù)層 R .3.2 其它種類水泥3.2.1高鋁水泥凡以鋁酸鈣為主，氧化鋁含量約的熟料，經(jīng)磨細(xì)而得的水硬性膠凝資料稱為高

13、鋁水泥。又名礬土水泥。 工程運(yùn)用高鋁水泥的特點(diǎn)是早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快，強(qiáng)度高，主要用于緊急搶修和早期強(qiáng)度要求高的工程。高鋁水泥的缺陷是后期強(qiáng)度倒縮，在運(yùn)用年后高鋁水泥混凝土的強(qiáng)度只需早期強(qiáng)度的一半左右。高鋁水泥不宜作構(gòu)造工程。它的運(yùn)用溫度不宜超越，如有蒸汽養(yǎng)護(hù)不宜超越，不得與其它種類水泥混合運(yùn)用。 .3.2.2膨脹水泥膨脹水泥是硬化過程中不產(chǎn)生收縮，而具有一定膨脹性能的水泥。工程運(yùn)用在道橋工程中，膨脹水泥常用于水泥混凝土路面、機(jī)場(chǎng)道面或橋梁修補(bǔ)混凝土。此外用于防止?jié)B漏、修補(bǔ)裂痕及管道接頭等工程。 .3.2.3白色和彩色硅酸鹽水泥白色水泥的主要礦物組成仍是硅酸鹽，只是水泥中著色物質(zhì)氧化鐵、氧化錳、氧化

14、鈦、氧化鉻等的含量極少。消費(fèi)彩色硅酸鹽水泥有三種方法：1在水泥生料中混入著色物質(zhì)，燒成彩色熟料再粉磨成彩色水泥；2將白水泥熟料或硅酸鹽水泥熟料、適量石膏和堿性著色物質(zhì)共同磨細(xì)制成彩色水泥；3將枯燥形狀的著色物質(zhì)摻入白色水泥或硅酸鹽水泥中。白色和彩色水泥在裝飾工程中，常用于配制各類彩色水泥漿、砂漿和混凝土，用以制造各種水磨石、水刷石、等飾面及雕塑和裝飾部件等制品。 .補(bǔ)充：道路硅酸鹽水泥.定義以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分和較多量的鐵鋁酸鈣的硅酸鹽水泥熟料稱為道路硅酸鹽水泥熟料。由道路硅酸鹽水泥熟料，活性混合資料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱為道路硅酸鹽水泥簡(jiǎn)稱道路

15、水泥。.技術(shù)要求化學(xué)組成在道路水泥或熟料中含有以下有害成分必需加以限制：氧化鎂含量道路水泥中氧化鎂含量不得超越.。三氧化硫含量道路水泥中三氧化硫不得超越.。燒失量道路水泥中的燒失量不得大于.。游離氧化鈣含量道路水泥熟料中游離氧化鈣含量，旋窯消費(fèi)不得大于.；立窯消費(fèi)不得大于.。堿含量如用戶提出要求時(shí)，由供需雙方商定。.礦物組成鋁酸三鈣含量道路水泥熟料中鋁酸三鈣的含量不得大于.。鐵鋁酸四鈣含量道路水泥熟料中鐵鋁酸四鈣的含量不得小于.。 鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣的含量，先按方法求出三氧化二鋁和三氧化二鐵的含量，然后按下式求得：. 物理力學(xué)性質(zhì)細(xì)度按國(guó)標(biāo)水泥細(xì)度檢驗(yàn)方法，篩的篩余量不得大于。凝結(jié)時(shí)間按國(guó)標(biāo)實(shí)驗(yàn)方法，初凝不得早于，終凝不得遲于。安定性按國(guó)標(biāo)實(shí)驗(yàn)方法，安定性用沸煮法必需合格。干縮性按國(guó)標(biāo)水泥膠砂干縮性實(shí)驗(yàn)，干縮率不得大于.。耐磨性按行業(yè)規(guī)范水泥膠砂耐磨性實(shí)驗(yàn)，磨損率不得大于。 強(qiáng)度道路水泥分為、和三個(gè)標(biāo)號(hào)。.工程運(yùn)