《道路工程》第五章水泥與水泥混凝土第一二節(jié)知識(shí)點(diǎn)全套

《道路工程》第五章水泥與水泥混凝土第一二節(jié)知識(shí)點(diǎn)第一節(jié)水泥的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)要求1.1水泥概述1.水泥是土木工程中應(yīng)用最廣的無(wú)機(jī)膠凝材料。2.水泥是一種人造水硬性膠凝材料。3.水泥技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已形成眾多品種。從組成上看有硅酸鹽類水泥、鋁酸鹽類水泥及無(wú)熟料（少熟料）水泥等；從用途和性能上又可分為通用水泥和專用水泥等。4.路橋工程中涉及的水泥品種主要是通用型硅酸鹽類水泥。六個(gè)品種：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥。5.生產(chǎn)水泥的原材料主要是石灰質(zhì)原料（如石灰石、白云石等）和黏土質(zhì)原料（如黏性土、黃土等），前者為水泥提供所需的氧化鈣（CaO），而后者為水泥提供所需的二氧化硅（SiO2）、氧化鋁（Al2O3）以及氧化鐵（Fe2O3）等成分，必要時(shí)添加一些諸如鐵礦石之類的校準(zhǔn)材料。6.在水泥熟料中加入石膏是用來(lái)調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)速度，使水泥水化反應(yīng)速度的快慢適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用的需要。7.石膏是水泥組成中必不可缺少的緩凝劑。但過(guò)量的石膏會(huì)在水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生不良影響，造成體積不安定現(xiàn)象。8.水泥熟料中或多或少要摻入一些混合材料，這些外加混合材料所引起的做義工是在增加水泥產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本的同時(shí)，改善水泥的品質(zhì)。9.摻入的混合材料，大致分為活性和非活性兩類。10.活性指某些材料具有水化膠凝能力的性質(zhì)，具有活性的混合材料在一定條件下課與水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生水化凝結(jié)并硬化的產(chǎn)物。這類混合材料具有?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)材料、粉煤灰等。11.非活性混合材料不具備與水反應(yīng)生成凝膠物的能力，所起的作用主要是提高產(chǎn)量、降低水化熱。這類混合料主要有石英砂、石灰石、黏土等。12.水泥中的主要礦物成分是硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣，這些礦物成分的性能和數(shù)量，直接決定了水泥的特點(diǎn)。1.2水泥技術(shù)性質(zhì)1.物理性質(zhì)包括細(xì)度、標(biāo)準(zhǔn)稠度、凝結(jié)時(shí)間、安定性等。2.細(xì)度的大小反映了水泥顆粒粗細(xì)程度或水泥的分散程度，它對(duì)水泥的水化程度、水泥的需水量、和易性、放熱速率和強(qiáng)度的形成都有一定的影響。水泥細(xì)度測(cè)定的方法之一是篩分法，它以80μm或45μm標(biāo)準(zhǔn)篩上存留量的多表示水泥細(xì)度，該方法現(xiàn)多采用負(fù)壓篩法。3.水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度是指標(biāo)準(zhǔn)試桿在沉入水泥凈漿時(shí)，經(jīng)受水泥漿阻力達(dá)到規(guī)定貫入深度所具有的的水和水泥用量百分率。水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度測(cè)定方法有標(biāo)準(zhǔn)維卡儀法（試桿法）和代用維卡儀法（試錐法）兩種方式。4.標(biāo)準(zhǔn)法是讓標(biāo)準(zhǔn)試桿沉入水泥凈漿，當(dāng)試桿沉入的距離正好離底板6±1㎜，此時(shí)水泥漿的稠度就是水泥漿標(biāo)準(zhǔn)稠度，該狀態(tài)下的拌和用水量為該品種水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。5.代用法是當(dāng)稠度儀的試錐貫入水泥漿深度正好為30±1㎜時(shí)，對(duì)應(yīng)的水泥漿稠度為標(biāo)準(zhǔn)稠度，此時(shí)的拌和水量即為該水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。6.水和水泥混合組成的水泥漿，從最初的可塑狀態(tài)到逐漸失去可塑性，要經(jīng)歷一定的時(shí)間，水泥的凝結(jié)時(shí)間就是這種過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)短的一種定量表示方法。它以標(biāo)準(zhǔn)試針沉入標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥凈漿達(dá)到規(guī)定深度所需的時(shí)間來(lái)表示，并分為初凝時(shí)間和終凝時(shí)間兩個(gè)時(shí)間段。7.初凝時(shí)間是指從水泥全部加入水中的時(shí)刻計(jì)時(shí)，到水泥漿開始失去塑性狀態(tài)所需的時(shí)間周期。8.終凝時(shí)間是指從水泥全部加入水中開始計(jì)時(shí)，到完全失去塑性所需的時(shí)間周期。9.初凝時(shí)間太短，不利于整個(gè)混凝土施工工序的正常進(jìn)行；但終凝時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，又不利于混凝土結(jié)構(gòu)的形成、模具的周轉(zhuǎn)，以及影響到養(yǎng)護(hù)周期時(shí)間的長(zhǎng)短等。10.安定性是一項(xiàng)表示水泥漿體硬化后是否發(fā)生不均勻性體積變化的指標(biāo)。11.水泥安定性不良是由水泥中存在某些有害成分造成的，如摻加石膏時(shí)帶入的三氧化硫（SO3）、水泥煅燒時(shí)殘存的游離氧化鎂（MgO）或游離氧化鈣（CaO）等。12.體積安定性的檢測(cè)方法采用雷氏夾法（標(biāo)準(zhǔn)法）和試餅法（代用法）。兩種方法的基本原理都是在沸煮條件下，加速有害成分產(chǎn)生消極作用的程度，通過(guò)觀察和檢測(cè)，判斷這些有害物是否會(huì)引起安定性不良。當(dāng)兩種方法檢測(cè)結(jié)果不一致時(shí)，以雷氏夾法為準(zhǔn)。13.水泥的力學(xué)性質(zhì)，主要指水泥的強(qiáng)度指標(biāo)。水泥墻強(qiáng)度，包括抗折和抗壓兩個(gè)方面。強(qiáng)度的高低除了與水泥自身熟料礦物組成和細(xì)度有關(guān)外，還與水和水泥混合比例的多少、試件制作方法、養(yǎng)護(hù)條件以及齡期等因素密切相關(guān)。14.化學(xué)性質(zhì)：有害成分——水泥中有害成分包括游離氧化鎂、三氧化硫和堿含量。當(dāng)這些成分含量過(guò)高時(shí)，會(huì)對(duì)水泥造成諸如體積安定性不良、堿集料反應(yīng)等不利影響；不溶物——所謂不溶物指熟料中不能被濃酸溶解的物質(zhì)；燒失量——指水泥在950℃高溫下產(chǎn)生的質(zhì)量損失；氯離子——水泥中氯離子主要來(lái)自于原材料或?yàn)楸ＷC生產(chǎn)工藝要求加入的外加劑。氯離子的存在，會(huì)對(duì)混凝土的鋼筋造成嚴(yán)重的銹蝕；堿含量——水泥屬于偏堿性材料，堿性成分是保證硅酸鹽水泥水化、凝結(jié)和硬化的重要條件。1.3通用硅酸鹽水泥技術(shù)要求1.凝結(jié)時(shí)間——硅酸鹽水泥初凝時(shí)間不小于45min，終凝時(shí)間不大于390min。其他類型水泥初凝時(shí)間不小于45min，終凝時(shí)間不大于600min。2.細(xì)度——硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的細(xì)度采用比表面積表示，要求不小于300㎡/kg；其他類型水泥采用篩余量表示，要求80μm方孔篩余量不大于10%或45μm方孔篩不大于30%。第二節(jié)水泥試驗(yàn)檢測(cè)1.1水泥細(xì)度試驗(yàn)1.通過(guò)水泥顆粒粗細(xì)程度的測(cè)定，作為評(píng)定水泥品質(zhì)的物理指標(biāo)之一。2.試驗(yàn)方法一：負(fù)壓篩法實(shí)驗(yàn)儀器：負(fù)壓篩析儀（能夠產(chǎn)生4000-6000pa的負(fù)壓）、試驗(yàn)用負(fù)壓標(biāo)準(zhǔn)篩（孔徑為80μm或45μm的方孔篩，并配有透明篩蓋）、天平（感量不大于0.05g）。3.試驗(yàn)方法二：水篩法儀器設(shè)備：專用水篩（孔徑為0.080mm的方孔篩）、水篩架、噴頭、天平（感量小于0.05g）、烘箱（能控溫105±5℃）。4.試驗(yàn)方法三：比表面積法（勃士法）5.儀器設(shè)備：透氣儀（由透氣圓筒、U形玻璃管壓力計(jì)、抽氣裝置組成）、透氣圓筒、搗器、U形壓力計(jì)、抽氣裝置、基準(zhǔn)樣品、天平（感量0.001g）、其他（帶塞100ml試樣瓶、濾紙、秒表、烘箱、干燥箱和毛刷等）6.標(biāo)準(zhǔn)樣品以及專用濾紙可在一些權(quán)威機(jī)構(gòu)購(gòu)得，如中國(guó)水泥質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心。7.待測(cè)水泥樣品的密度，應(yīng)提前采用李氏比重瓶法測(cè)得。8.不同溫度下空氣黏度可在比表面積儀說(shuō)明書中查得。1.2水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的測(cè)定1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模核酀{對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試桿或試錐的沉入具有一定的阻力，通過(guò)針對(duì)不同用水量水泥凈漿的穿透性試驗(yàn)，以確定水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度所需的水量，以此作為水泥凝結(jié)時(shí)間和安定性兩項(xiàng)物理指標(biāo)測(cè)定時(shí)所需的水泥漿材料。2.試驗(yàn)用儀器設(shè)備：維卡儀、標(biāo)準(zhǔn)試桿、標(biāo)準(zhǔn)試錐、盛裝水泥凈漿的圓臺(tái)形試模、水泥漿攪拌機(jī)、天平（量程100g，感量1g）、量水器（最小刻度為0.5ml）。3.現(xiàn)行國(guó)標(biāo)及行標(biāo)針對(duì)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性等試驗(yàn)操作時(shí)，都存在標(biāo)準(zhǔn)方法和代用法共存現(xiàn)象，實(shí)際操縱時(shí)應(yīng)首選標(biāo)準(zhǔn)法。4.采用固定用水量法不適宜試錐下沉深度小于13mm時(shí)的水泥。5.試模放置在玻璃板上的時(shí)候，事先在玻璃上抹上一層黃油等類似材料，防止水泥粘在玻璃上不好清除。6.當(dāng)水泥全部加入攪拌鍋時(shí)，應(yīng)記錄下這一時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，以備隨后的凝結(jié)時(shí)間測(cè)定時(shí)用。1.3水泥凝結(jié)時(shí)間測(cè)定1.試驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)測(cè)定水泥從加水時(shí)刻起，到水泥開始失去塑性和完全失去塑性產(chǎn)生凝固所需要的時(shí)間，來(lái)指導(dǎo)水泥拌制混凝土施工時(shí)的適宜施工周期。2.試驗(yàn)用儀器設(shè)備：濕氣養(yǎng)護(hù)箱（可控溫在20±1℃，相對(duì)濕度大于90%）、試針、其他儀器設(shè)備用水泥凈漿標(biāo)準(zhǔn)稠度試驗(yàn)。3.掌握好兩種凝結(jié)時(shí)間可能出現(xiàn)的時(shí)刻，在接近初凝或終凝時(shí)，要縮短兩次測(cè)定的間隔，以免錯(cuò)過(guò)“真實(shí)”時(shí)刻。4.達(dá)到凝結(jié)時(shí)間時(shí)，要立即重復(fù)測(cè)定一次，只有當(dāng)兩次測(cè)定結(jié)果都表示達(dá)到初凝或終凝狀態(tài)時(shí)，才可認(rèn)定。5.在最初進(jìn)行初凝時(shí)間測(cè)定時(shí)，為防止試針撞彎，要輕輕扶持金屬桿，使試針緩緩下降，但最后結(jié)果要以自由下落為準(zhǔn)。6.每次測(cè)定要避免試針落在同一針孔位置，并避開模內(nèi)壁至少10mm。測(cè)定間隔期間要保持試樣在養(yǎng)護(hù)箱中等待。1.4水泥安定性試驗(yàn)1.試驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)安定性試驗(yàn)，檢測(cè)一些有害成分在水泥水化凝固過(guò)程中是否造成過(guò)量體積上的變化，以此對(duì)這些有害成分的不良影響程度進(jìn)行判斷。2.試驗(yàn)儀器設(shè)備：沸煮箱、雷氏夾、雷氏夾膨脹儀、玻璃板、小抹刀（寬10mm）、直尺、黃油等、其他儀器設(shè)備同標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗(yàn)。3.當(dāng)雷氏夾法和試餅法試驗(yàn)結(jié)果相矛盾時(shí)，以雷氏夾法的結(jié)果為準(zhǔn)。4.在雷氏夾沸煮過(guò)程中，要避免雷氏夾指針相互交叉，以免對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成不必要的影響。5.現(xiàn)行行標(biāo)與國(guó)際在操作細(xì)節(jié)和結(jié)