建筑材料章精品課件

1、建筑材料課件章第1頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三膠凝材料的定義和分類膠凝材料的定義 經(jīng)過一系列的物理和化學(xué)變化，能夠產(chǎn)生凝結(jié)硬化，將塊狀或粉狀材料膠結(jié)起來，形成為一個(gè)具有一定強(qiáng)度整體的材料。膠凝材料的分類如瀝青、聚合物等膠凝材料無機(jī)膠凝材料有機(jī)膠凝材料氣硬性膠凝材料水硬性膠凝材料石灰、石膏、水玻璃通稱為“水 泥”第2頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三無機(jī)膠凝材料氣硬性膠凝材料 加水拌合均勻后形成的漿體，只能在空氣中凝結(jié)硬化，而不能在水中硬化的膠凝材料。如石灰、石膏、水玻璃、鎂質(zhì)膠凝材料等。水硬性膠凝材料 加水拌合均勻后形成的漿體，不僅能在空氣

2、中凝結(jié)硬化，而且能更好地在水中硬化，繼續(xù)保持或增長(zhǎng)其強(qiáng)度。如各種水泥。第3頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三41 石 膏第4頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、石膏膠凝材料的生產(chǎn) 石膏膠凝材料的生產(chǎn)通常是把二水石膏在一定的溫度和壓力下，經(jīng)過煅燒、脫水，再經(jīng)磨細(xì)而成。 在不同的煅燒溫度下，得到的產(chǎn)品是不同的。具體過程如下所示：二水石膏CaSO42H2OCaSO40.5H2OCaSO40.5H2O107170加熱、脫水125 0.13MPa蒸壓鍋型建筑石膏型高強(qiáng)石膏第5頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、石膏膠凝材料的生產(chǎn)

3、- CaSO40.5H2O晶粒細(xì)小，此表面積大，需水量大，強(qiáng)度低。- CaSO40.5H2O晶粒粗大，此表面積小，需水量小，強(qiáng)度高。建筑工程中常用建筑石膏；高強(qiáng)石膏用于生產(chǎn)建筑石膏制品。第6頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、建筑石膏的凝結(jié)硬化建筑石膏加水后，與水發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)如下： - CaSO40.5H2O + 1.5 H2O = CaSO42H2O建筑石膏的凝結(jié)硬化過程可以表示如下：建筑石膏+水漿體凝 結(jié)硬化第7頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、建筑石膏的凝結(jié)硬化建筑石膏凝結(jié)過程，是一個(gè)溶解、反應(yīng)、沉淀、結(jié)晶的過程；硬化過程則是二水石

4、膏晶體之間，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過程。晶體之間互相交叉連生，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；隨著反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)逐漸密實(shí)，從而使石膏晶體逐漸硬化。第8頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三三、建筑石膏的等級(jí)與技術(shù)性質(zhì)建筑石膏的質(zhì)量等級(jí) 建筑石膏按其細(xì)度、強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間等指標(biāo)，劃分為優(yōu)等品、一等品、合格品三個(gè)等級(jí)。具體指標(biāo)見下表：技術(shù)指標(biāo)名稱優(yōu)等品一等品合格品強(qiáng)度抗折強(qiáng)度2.52.11.8抗壓強(qiáng)度4.93.92.9細(xì)度（0.2mm方孔篩篩余）5.010.015.0凝結(jié)時(shí)間初凝不早于6min，終凝不遲于30min第9頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三四、建筑石膏的技

5、術(shù)性質(zhì)空隙率高，表觀密度小，強(qiáng)度較低；凝結(jié)硬化快(一般在30min內(nèi)可安全凝結(jié))；有較好的功能性(導(dǎo)熱系數(shù)小，隔熱保溫好，吸光性強(qiáng)，具有一定調(diào)溫調(diào)濕性)；凝結(jié)時(shí)體積產(chǎn)生微膨脹；吸濕性強(qiáng)，耐水性和抗凍性差；具有較好的防火性能。具有良好的裝飾性。第10頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三五、建筑石膏的應(yīng)用室內(nèi)抹灰與粉刷生產(chǎn)建筑石膏制品生產(chǎn)水泥時(shí)作為緩凝劑加入水泥中第11頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三42 石 灰第12頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、石灰的生產(chǎn)原材料 生產(chǎn)石灰的原材料包括以碳酸鈣為主要成分的天然巖石和化工

6、副產(chǎn)品。主要成分為CaCO3，其含量90%，粘土雜質(zhì)8%。生產(chǎn)工藝煅燒 CaCO3 = CaO + CO2MgCO3= MgO + CO21000-1200750-850生石灰第13頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、石灰的生產(chǎn)石灰生產(chǎn)過程，是石灰石煅燒過程。根據(jù)煅燒程度可分為欠火石灰、正火石灰、過火石灰。欠火石灰(溫度過低或時(shí)間不足)，降低石灰利用率。過火石灰(溫度過高，時(shí)間過長(zhǎng))保質(zhì)石灰使用后產(chǎn)生膨脹引起崩裂或隆起現(xiàn)象。第14頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、石灰的熟化硬化過程、石灰的品種生石灰的熟化熟化的過程 : 生石灰+水 熟石灰熟

7、化的方式:淋 灰生石灰粉（消石灰粉） 化 灰 熟石灰膏 MgO + H2O = Mg（OH）2 CaO + H2O = Ca（OH）2 + 65KJ第15頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、石灰的熟化硬化過程、石灰的品種熟化過程的特點(diǎn) 熟化速度快，放出大量的熱；體積膨脹1.53.5倍；又是可逆的熟化過程的注意事項(xiàng)熟石灰在使用前必須陳伏14d以上防止過火石灰的危害；在化灰池表面保留一層水防止石灰碳化。第16頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、石灰的熟化硬化過程、石灰的品種石灰的硬化Ca（OH）2從飽和溶液中析出，晶體互相交叉連生，從而提高強(qiáng)度。

8、Ca（OH）2空氣中的CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成CaCO3使石灰的強(qiáng)度逐漸提高。第17頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、石灰的熟化硬化過程、石灰的品種石灰的品種按石灰中的氧化鎂含量的高低分按成品的加工方法分塊狀生石灰、磨細(xì)生石灰粉、消石灰粉、石灰膏、石灰乳等。生石灰鈣質(zhì)石灰鎂質(zhì)石灰白云質(zhì)石灰MgO5%MgO為5%20%MgO為20%40%第18頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三三、石灰的技術(shù)性質(zhì)石灰的質(zhì)量等級(jí) 建筑生石灰、建筑生石灰粉、建筑消石灰粉按有效CaOMgO的含量，可分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級(jí)。具體指標(biāo)見教材。石灰的特性1.保水

9、性和可塑性好；2.凝結(jié)硬化慢、強(qiáng)度低 ；3.硬化后體積收縮大，易開裂；4.耐水性差。第19頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三四、石灰的應(yīng)用配制石灰砂漿和石灰乳；配制三合土和灰土(石灰占灰土總重的10-30%，即一九、二八及三七灰土)；制作碳化石灰板；生產(chǎn)無熟料水泥和硅酸鹽制品。第20頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三四、石灰的儲(chǔ)存生石灰儲(chǔ)存時(shí)間不宜過長(zhǎng)，一般不超過一個(gè)月。做到“隨到隨化”。(以防止碳化)不得與易燃、易爆等危險(xiǎn)液體物品混合存放和混合運(yùn)輸，(受潮熟化放出大量熱量)。熟石灰在使用前必須陳伏14d以上，以防止過火石灰對(duì)建筑物產(chǎn)生的危害。第

10、21頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三43 水玻璃第22頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、水玻璃的硬化和性質(zhì)水玻璃的概念 水玻璃又稱泡花堿，是由堿金屬氧化物和二氧化硅結(jié)合而成。是一種能夠溶解于水的硅酸鹽材料。第23頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、水玻璃的硬化和性質(zhì)水玻璃的硬化 液體水玻璃吸收空氣中的二氧化碳，形成無定型硅酸凝膠，并逐漸干燥硬化，具體反應(yīng)式如下：Na2OnSiO2+ CO2+mH2ONa2CO3 + nSiO2mH20 為了加速水玻璃的硬化，可加熱或摻入12%15%的促硬劑氟硅酸鈉。水玻璃的性質(zhì) 1

11、.粘結(jié)力強(qiáng)2.耐酸性好3. 耐熱性好4.強(qiáng)度高第24頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、水玻璃的應(yīng)用涂刷或浸漬材料；加固地基；修補(bǔ)裂縫、堵漏；配制耐酸砂漿和耐酸混凝土；配制耐熱砂漿和耐熱混凝土。第25頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三44菱苦土第26頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三菱苦土菱苦土的生產(chǎn) 鎂質(zhì)膠凝材料是將菱鎂礦或白云石經(jīng)煅燒、磨細(xì)而制成。煅燒的菱苦土為白色或淺黃色粉末。苛性白云石為白色粉末。菱苦土的水化硬化 一般與MgCl2溶液按一定比例混合，硬化快，強(qiáng)度高。但吸濕性強(qiáng)，耐水性差。形成的水化產(chǎn)物主要為氯氧化

12、鎂和氫氧化鎂。第27頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三菱苦土菱苦土的應(yīng)用生產(chǎn)木屑地板、木絲板、刨花板等。菱苦土板材用于機(jī)械包裝材料，可以節(jié)約大量木材。只能用于干燥狀態(tài)下，而不能受潮、遇水或酸性介質(zhì)侵蝕的部位。第28頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三55 硅酸鹽水泥第29頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三水泥的特點(diǎn)和適用范圍水泥的特點(diǎn)水泥是一種粉末狀材料，加水后拌合均勻形成的漿體，不僅能夠在干燥環(huán)境中凝結(jié)硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或發(fā)展其強(qiáng)度，形成具有堆聚結(jié)構(gòu)的人造石材。水泥適用范圍不僅適合用于干燥環(huán)境中的工程部位，

13、而且也適合用于潮濕環(huán)境及水中的工程部位。第30頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三水泥的分類按性能和用途分水泥通用水泥專用水泥特性水泥硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥石灰石硅酸鹽水泥如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大壩水泥等如白色硅酸鹽水泥、快凝快硬硅酸鹽水泥等第31頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三水泥的分類按主要水硬性物質(zhì)分水泥種類主要水硬性物質(zhì)主 要 品 種硅酸鹽水泥硅酸鈣通用水泥、專用水泥和特性水泥等鋁酸鹽水泥鋁酸鈣高鋁水泥、自應(yīng)力鋁酸鹽水泥、快硬高強(qiáng)鋁酸鹽水泥等。硫鋁酸鹽水泥無水硫鋁酸

14、鈣硅酸二鈣有自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥、低堿度硫鋁酸鹽水泥、快硬硫鋁酸鹽水泥等鐵鋁酸鹽水泥鐵相、無水硫鋁酸鈣、硅酸二鈣有自應(yīng)力鐵鋁酸鹽水泥、膨脹鐵鋁酸鹽水泥、快硬鐵鋁酸鹽水泥等氟鋁酸鹽水泥氟鋁酸鈣、硅酸二鈣氟鋁酸鹽水泥等以潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水泥活性二氧化硅活性氧化鋁石灰火山灰水泥、石膏礦渣水泥、低熱鋼渣礦渣水泥等第32頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、硅酸鹽水泥的原材料和生產(chǎn)工藝硅酸鹽水泥的原材料生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的原材料石灰質(zhì)原料 : 天然石灰石。也可采用與天然石灰石化學(xué)成分相似的材料如白堊、石灰華等。粘土質(zhì)原料 : 主要為粘土，其主要化學(xué)成分為S

15、iO2，其次為Al2O3和少量Fe2O3。 校正原料: 采用赤鐵礦，化學(xué)成分為Fe2O3。 石膏主要為天然石膏礦、無水硫酸鈣等 ?；旌喜牧?包括活性混合材料（粒化高爐礦渣、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料等）和非活性混合材料（石灰石粉、磨細(xì)石英砂等）。第33頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝“兩磨一燒”工藝生產(chǎn)水泥的方法主要有干法立窯生產(chǎn)和濕法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)兩種 ；硅酸鹽水泥分為：型硅酸鹽水泥（不摻混合材料）和型硅酸鹽水泥（摻不超過5%混合材料）。一、硅酸鹽水泥的原材料和生產(chǎn)工藝石灰石粘 土鐵礦粉生 料石 膏硅酸鹽水泥混合材料熟 料按比例混合磨細(xì)13501450

16、煅燒磨細(xì)第34頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、熟料的礦物組成及其特性熟料的礦物組成水泥熟料礦物硅酸二鈣鐵鋁酸四鈣鋁酸三鈣硅酸三鈣2CaOSiO2，C2S4CaOAl2O3Fe2O3，C4AF3CaOAl2O3，C3A3CaOSiO2，C3S化學(xué)式及簡(jiǎn)寫第35頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、熟料的礦物組成及其特性水泥熟料礦物的主要特性 熟料礦物磨細(xì)加水，均能單獨(dú)與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其特點(diǎn)見上表。礦物名稱硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣含量范圍（質(zhì)量）376015377151018水化反應(yīng)速度快慢最快快強(qiáng) 度高早期低，后期高低低（含量多時(shí)

17、對(duì)抗折強(qiáng)度有利）水 化 熱較高低最高中第36頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三三、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化凝結(jié)硬化的概念凝結(jié)：水泥加水拌合而成的漿體，經(jīng)過一系列物理化學(xué)變化，漿體逐漸變稠失去可塑性而成為水泥石的過程；硬化：水泥石強(qiáng)度逐漸發(fā)展的過程稱為硬化。水泥的凝結(jié)過程和硬化過程是連續(xù)進(jìn)行的。凝結(jié)過程較短暫，一般幾個(gè)小時(shí)即可完成；硬化過程是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，在一定溫度和濕度下可持續(xù)幾十年。第37頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三三、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化熟料礦物的水化反應(yīng)硅酸三鈣2（3CaOSiO2）6H2O = 3CaO2SiO23H2O3Ca（O

18、H）2硅酸二鈣2（2CaOSiO2）4H2O = 3CaO2SiO23H2OCa（OH）2 鋁酸三鈣3CaOAl2O3H2O = 3CaOAl2O36H2O3CaOAl2O36H2O3（CaSO42H2O）19H2O = 3CaOAl2O33CaSO431H2O 鐵鋁酸四鈣4CaOAl2O3Fe2O37H2O = 3CaOAl2O36H2OCaOFe2O3H2O(C-S-H)(C-S-H)(C-A-H)(AFt)(C-A-H)(C-F-H)第38頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三三、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化熟料礦物的水化反應(yīng)過程水化初期熟料礦物與水反應(yīng)的速度較快，使水化產(chǎn)

19、物不斷地從液相中析出并聚集在水泥顆粒表面，形成以水化硅酸鈣凝膠為主體的凝膠薄膜，大約在1h左右即在凝膠薄膜外側(cè)及液相中形成粗短的針狀鈣礬石晶體。 第39頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三三、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化水化中期以水化硅酸鈣（CSH）和氫氧化鈣的快速形成為特征。水化后期由于新生成的水化產(chǎn)物的壓力，水泥顆粒薄膜的凝膠薄膜破裂，使水進(jìn)入未水化水泥顆粒的表面，水化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。水化產(chǎn)物之間互相交叉連生，不斷密實(shí)，固體之間的空隙不斷減小，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不斷加強(qiáng)，結(jié)構(gòu)逐漸緊密。 第40頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三三、硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化A凝膠體（

20、CSH凝膠，水化硅酸鈣凝膠）；B晶體（氫氧化鈣、水化鋁酸鈣、水化硫鋁酸鈣）；C孔隙（毛細(xì)孔、凝膠孔、氣孔等）；D未水化的水泥顆粒水泥石的結(jié)構(gòu)水泥石主要由凝膠體、晶體、孔隙、水、空氣和未水化的水泥顆粒等組成，存在固相、液相和氣相。因此硬化后的水泥石是一種多相多孔體系。 水泥石的結(jié)構(gòu)（水化產(chǎn)物的種類及相對(duì)含量、孔的結(jié)構(gòu)）對(duì)其性能影響最大。 第41頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三四、硅酸鹽水泥的主要建筑性能1.密度、堆積密度和各成分含量建筑性能質(zhì) 量 標(biāo) 準(zhǔn)密度，kg/m331003200堆積密度，kg/m313001600不溶物型：不溶物不得超過0.75；型：不溶物不得超

21、 過1.50燒失量型：燒失量不得大于3.0；型：燒失量不得大于 3.5氧化鎂水泥中氧化鎂含量不宜超過5.0。如果水泥經(jīng)壓蒸法檢驗(yàn)安定性合格，則水泥中氧化鎂含量可放寬至6.0三氧化硫3.5堿含量水泥中堿含量按Na2O0.658K2O計(jì)算值來表示。若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時(shí)，水泥中堿含量不得大于0.60或由供需雙方商定(注：表中百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。)第42頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三四、硅酸鹽水泥的主要建筑性能2.細(xì)度細(xì)度是指水泥顆粒的粗細(xì)程度。水泥顆粒的粗細(xì)，直接影響其水化反應(yīng)速度、活性和強(qiáng)度。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，水泥的細(xì)度用篩析法和比表面積法來測(cè)定。硅酸

22、鹽水泥的細(xì)度為其比表面積大于300m2/kg。 第43頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三四、硅酸鹽水泥的主要建筑性能3.凝結(jié)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)間是從加水至水泥漿開始失去塑性的時(shí)間；終凝時(shí)間是從加水至水泥漿完全失去塑性的時(shí)間。水泥初凝時(shí)間不宜過早，終凝時(shí)間不宜過遲。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1751999規(guī)定：硅酸鹽水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于6.5h。第44頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三四、硅酸鹽水泥的主要建筑性能4.體積安定性體積安定性是指水泥漿體硬化后體積變化的穩(wěn)定性。水泥在硬化過程中體積變化不穩(wěn)定，即為體積安定

23、性不良。 水泥安定性不良的原因：熟料中含有過量的游離氧化鈣（fCaO），或含有過量的游離氧化鎂（fMgO）；生產(chǎn)水泥時(shí)摻入的石膏過量。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1751999規(guī)定，硅酸鹽水泥的安定性用沸煮法檢驗(yàn)必須合格。體積安定性不良的水泥嚴(yán)禁用于工程中。 第45頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三四、硅酸鹽水泥的主要建筑性能5.強(qiáng)度及強(qiáng)度等級(jí)（1）膠砂強(qiáng)度 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定， 水泥和標(biāo)準(zhǔn)砂和水按1:3.0:0.5質(zhì)量比配制成膠砂，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法攪拌成型。制成40mm40mm160mm的標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件（1d溫度為201，相對(duì)濕度95以上的空氣中帶模養(yǎng)護(hù)；1d以后拆模，放入201的水

24、中養(yǎng)護(hù)）下養(yǎng)護(hù)。根據(jù)水泥品種不同，分別測(cè)定3d、28d的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，即為水泥的膠砂強(qiáng)度。 第46頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三四、硅酸鹽水泥的主要建筑性能（2）強(qiáng)度等級(jí) 根據(jù)水泥的膠砂強(qiáng)度劃分的級(jí)別稱為強(qiáng)度等級(jí)。硅酸鹽水泥的強(qiáng)度等級(jí)劃分為42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R共六個(gè)等級(jí)。見表的 規(guī)定。強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度，MPa抗折強(qiáng)度，MPa3d28d3d28d42.542.5R52.552.5R62.562.5R17.022.023.027.028.032.042.542.552.552.562.562.53.54.04.05.05

25、.05.56.56.57.07.08.08.0（注：R型為早強(qiáng)型，主要是3d強(qiáng)度較高。）第47頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三四、硅酸鹽水泥的主要建筑性能6.水化熱水泥的水化熱是指在水化過程中的放熱量，單位為kJ/kg。水化熱的高低與熟料礦物的相對(duì)含量有關(guān)。鋁酸三鈣、硅酸三鈣的水化熱高，而鐵鋁酸四鈣、硅酸二鈣的水化熱較低。因此要降低水化熱，可適當(dāng)減少鋁酸三鈣和硅酸三鈣的含量。水化熱主要對(duì)大體積混凝土工程有影響。對(duì)于大體積混凝土工程，應(yīng)選擇水化熱較低的水泥，或者采取特殊措施降低水化熱的危害。 第48頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三四、硅酸鹽水泥

26、的主要建筑性能抗凍性和抗?jié)B性（1）抗凍性抗凍性是指水泥石抵抗凍融循環(huán)的能力在嚴(yán)寒地區(qū)，抗凍性是水泥石的重要性質(zhì)之一影響因素水泥各成分的含量：當(dāng)3含量高時(shí)，其抗凍性好，適當(dāng)提高石膏含量也可提高抗凍性水灰比：.4，抗凍性好；.55，抗凍性顯著下降 （2）抗?jié)B性抗?jié)B性是指水泥石抵抗液體滲透作用的能力小水化程度高，水泥中凝膠物含量高，抗?jié)B性高第49頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三五、水泥石的腐蝕及防止水泥石腐蝕的方式（1）軟水（Ca離子濃度很低）侵蝕（溶出性侵蝕）（2）酸的腐蝕（溶解性化學(xué)腐蝕）一般酸的腐蝕碳酸水的腐蝕（3）硫酸鹽腐蝕（膨脹性化學(xué)腐蝕）（4）強(qiáng)堿腐蝕第50頁，

27、共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三五、水泥石的腐蝕及防止水泥石腐蝕的根本原因（1）水泥石生成物中有易被腐蝕成分(Ca(OH)2 和C-A-H)（2）水泥石本身不密實(shí)，開口孔隙率大（3）腐蝕介質(zhì)的存在以及水泥石所處的外界物理?xiàng)l件（如海水沖擊、流動(dòng)等）防止水泥石腐蝕的措施（1）根據(jù)工程的環(huán)境特點(diǎn)，合理選擇水泥品種。（2）提高混凝土的密實(shí)度。（3）在水泥石結(jié)構(gòu)的表面設(shè)置保護(hù)層。第51頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三六、硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用凝結(jié)硬化快，早期及后期強(qiáng)度均高，適用于有早強(qiáng)要求的工程?？箖鲂院?，適合水工混凝土和抗凍性要求高的工程。耐腐蝕性差，因

28、水化后氫氧化鈣和水化鋁酸鈣的含量較多。水化熱高，不宜用于大體積混凝土工程。但有利于低溫季節(jié)蓄熱法施工。第52頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三六、硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用抗碳化性好。因水化后氫氧化鈣含量較多，故水泥石的堿度不易降低，對(duì)鋼筋的保護(hù)作用強(qiáng)。適用于空氣中二氧化碳濃度高的環(huán)境。耐熱性差。因水化后氫氧化鈣含量高。不適用于承受高溫作用的混凝土工程。耐磨性好，適用于高速公路、道路和地面工程。第53頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三46 摻混合材料的硅酸鹽水泥第54頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三混合材料及其分類混合材料的

29、概念所謂混合材料就是為了改善水泥性能、提高水泥的產(chǎn)量，在生產(chǎn)時(shí)摻入的天然或人工礦物質(zhì)材料。分為活性混合材料和非活性混合材料兩大類。非活性混合材料 不具有活性或活性很低的人工或天然的礦物材料。第55頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三混合材料及其分類活性混合材料 混合材料磨成細(xì)粉，與碳或石灰和石膏拌合在一起，加水后在常溫下，能生成具有膠凝性的水化產(chǎn)物，既能在潮濕空氣中硬化，也能在水中硬化的混合材料。?；郀t礦渣；粉煤灰；火山灰質(zhì)混合材料第56頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、普通硅酸鹽水泥（代號(hào)PO）定義硅酸鹽水泥熟料61的混合材料適量石膏技術(shù)性

30、質(zhì)要求（與硅酸鹽水泥相比）相同點(diǎn) MgO含量、SO3含量、初凝時(shí)間、安定性的技術(shù)要求相同。不同點(diǎn)細(xì)度：80m方孔篩篩余量不超過10.0%；終凝時(shí)間：不遲于10h；燒失量：不得大于5.0%。第57頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)：普通硅酸鹽水泥分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。各齡期的強(qiáng)度不低于下表的規(guī)定。強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度，MPa抗折強(qiáng)度，MPa3d28d3d28d32.532.5R42.542.5R52.552.5R11.016.016.021.022.026.032.532.542.542.5

31、52.552.52.53.53.54.04.05.05.55.56.56.57.07.0第58頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、普通硅酸鹽水泥主要特性（1）早期強(qiáng)度、強(qiáng)度等級(jí)略低，后期強(qiáng)度高。（2）水化熱略低。（3）抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化能力略低。（4）抗侵蝕、抗腐蝕能力稍好。（5）耐磨性、耐熱性能略有提高。應(yīng)用 由于性能上與硅酸鹽水泥有一點(diǎn)差異，普通水泥的應(yīng)用比硅酸鹽水泥較廣泛。第59頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥定義技術(shù)性質(zhì)要求（與普通水泥相比）相同點(diǎn) MgO含量、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性的技術(shù)要求相

32、同。不同點(diǎn)熟料適量石膏20%70%?；郀t礦渣20%40%粉煤灰20%50%火山灰混合材礦渣水泥（PS）粉煤灰水泥（PF）火山灰水泥（PP）磨細(xì)磨細(xì)磨細(xì)第60頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥三氧化硫含量：礦渣水泥不超過4.0；火山灰質(zhì)水泥、粉煤灰水泥不得超過3.5。強(qiáng)度等級(jí)：強(qiáng)度等級(jí)劃分為32.5，32.5R，42.5，42.5R，52.5，52.5R共六個(gè)等級(jí)。各齡期的強(qiáng)度要求見下表。強(qiáng)度等級(jí)抗壓強(qiáng)度，MPa）抗折強(qiáng)度，MPa3d28d3d28d32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515

33、.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0第61頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥主要特性（與硅酸鹽水泥、普通水泥相比）三種水泥的共同特性凝結(jié)硬化較慢，早強(qiáng)強(qiáng)度較低，但后期強(qiáng)度較高；水化熱較低，放熱速度慢；抗腐蝕能力強(qiáng)；硬化時(shí)對(duì)濕熱敏感性強(qiáng)；抗凍性、耐磨性及抗碳化性能較差。第62頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、礦渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥三種水泥各自特性礦渣水泥保水性差、易泌水、抗?jié)B性較差，但耐熱性好，因此用

34、于高溫環(huán)境。火山灰水泥具有較高的抗?jié)B性和耐水性。但在干燥環(huán)境易產(chǎn)生干縮裂縫，Co2 使水化硅酸鈣分解成CaCo3和氧化硅的粉狀物，即發(fā)生“起粉”現(xiàn)象。粉煤灰水泥具有抗裂性好的特性，原因是其獨(dú)特的球狀玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)，吸水力弱，干縮小，裂紋也小，抗裂性好。 第63頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三三、復(fù)合硅酸鹽水泥和石灰石硅酸鹽水泥 復(fù)合硅酸鹽水泥 (PC) 在硅酸鹽水泥熟料中，加入兩種或兩種以上的混合材料(摻量在15%50%)。適量石膏磨細(xì)而成的水硬性膠凝材料。 與硅酸鹽水泥相比，由于摻入了兩種或兩種以上的混合材料，復(fù)合水泥的水化熱較低；早期強(qiáng)度較高，其強(qiáng)度要求與普通水泥的強(qiáng)

35、度要求相同。但是復(fù)合水泥 性能受所用混合材性能影響，使用時(shí)應(yīng)針對(duì)工程的性質(zhì)加以選用。第64頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三47 其它品種水泥第65頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、鋁酸鹽水泥定義 以石灰?guī)r和礬土為主要原料，配制成適當(dāng)成分的生料，燒至全部或部分熔融所得以鋁酸鈣為主要礦物的熟料，經(jīng)磨細(xì)而成的水硬性膠凝材料，代號(hào)CA。由于熟料中Al2O3 含量高于50%故又稱為高鋁水泥。第66頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、鋁酸鹽水泥主要礦物成分鋁酸一鈣（CaOAl2O3簡(jiǎn)寫 CA）凝結(jié)正常，硬化迅速，為鋁酸鹽水泥強(qiáng)

36、度的主要來源。二鋁酸一鈣（CaO2Al2O3簡(jiǎn)寫 CA2），其特點(diǎn)是凝結(jié)硬化慢，早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度高。此外還有少量水化極快、凝結(jié)迅速而強(qiáng)度不高的七鋁酸十二鈣（127）以及膠凝性極差的硅酸鹽二鈣（鋁方柱石）（C2AS）、六鋁酸一鈣（CA6）等礦物。第67頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥的水化與硬化當(dāng)溫度低于20時(shí)，水化生成水化鋁酸鈣（CAH10），當(dāng)溫度在20 30時(shí)水化鋁酸二鈣（C2AH8）、鋁膠（AH3）。CAH10、C2AH8都屬六方晶系，其晶體呈片狀或針狀，互相交錯(cuò)攀附，重疊結(jié)合，可形成堅(jiān)強(qiáng)的結(jié)晶共生體，使水泥獲得很高的強(qiáng)度。氫氧化鋁

37、凝膠又填充于晶體骨架的空隙，所以能形成比較致密的結(jié)構(gòu)。當(dāng)溫度高于30時(shí)，水化生成立方晶系的水化鋁酸三鈣（C3AH6）、鋁膠（AH3）。此時(shí)形成的水泥石孔隙率很大，強(qiáng)度較低。因而鋁酸鹽水泥不宜在高于30的條件下養(yǎng)護(hù)。第68頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥的技術(shù)要求細(xì)度: 比表面積不小于300 m2/kg或0.045mm篩余不大于20%。凝結(jié)時(shí)間： 按GB201-2000規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)稠度膠砂測(cè)得的 凝結(jié)時(shí)間應(yīng)符合如下要求：CA-50、CA-70、 CA-80鋁酸鹽水泥的初凝時(shí)間不早于30min， 終凝時(shí)間應(yīng)不遲于6；CA-60鋁酸鹽水泥的 初凝時(shí)間不

38、早于60min，終凝時(shí)間應(yīng)不遲于18。第69頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、鋁酸鹽水泥強(qiáng)度: 鋁酸鹽水泥按照Al2O3含量分為四類。各類型鋁酸鹽水泥的不同齡期強(qiáng)度值不得低于GB201-2000的規(guī)定。(分為6h、1d、3d、28d強(qiáng)度要求)鋁酸鹽水泥受到高溫作用時(shí)，由于產(chǎn)生了固相反應(yīng)，燒結(jié)結(jié)合代替了水化結(jié)合，因而具有良好的耐高溫性能。第70頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三一、鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥的建筑性能與應(yīng)用快應(yīng)、早強(qiáng)。高溫下后期強(qiáng)度倒縮，甚至引起結(jié)構(gòu)破壞，故其不宜在高溫、高濕環(huán)境及長(zhǎng)期承載結(jié)構(gòu)工程中使用，宜用于工期緊急的工程。抗?jié)B性、

39、抗凍性好?？沽蛩猁}腐蝕性好。水化熱高，放熱快，不得應(yīng)用于大體積混凝土工程。耐熱性強(qiáng)。高溫下產(chǎn)生燒結(jié)作用，具有良好的耐高溫性能，較高的強(qiáng)度，故適合耐熱工程。第71頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、快硬性水泥1.快硬硅酸鹽水泥（1）定義由硅酸鹽水泥熟料和適量石膏磨細(xì)制成的，以3d抗壓強(qiáng)度表示強(qiáng)度等級(jí)的水硬性膠凝材料，簡(jiǎn)稱快硬水泥（2）技術(shù)要求細(xì)度：一般控制在330450m2/kg凝結(jié)時(shí)間：初凝45min，終凝10h安定性：沸煮法檢驗(yàn)合格強(qiáng)度等級(jí)：按3d抗壓強(qiáng)度分為32.5、37.5和42.5三個(gè)等級(jí)第72頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、快硬

40、性水泥（3）特性具有硬化快、早期強(qiáng)度高、水化熱高、抗凍性好、耐腐蝕性差的特性（4）應(yīng)用適用于緊急搶修工程，早期強(qiáng)度要求高的工程及冬季施工工程，但不適合大體積混凝土工程和有腐蝕介質(zhì)的混凝土工程。第73頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、快硬性水泥2.快硬硫鋁酸鹽水泥（1）定義由適當(dāng)成分的生料，經(jīng)煅燒所得以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物成分的熟料，加入適量石膏和010%石灰石磨細(xì)而成的早期強(qiáng)度高的水硬性膠凝材料。（2）技術(shù)要求細(xì)度：一般控制在 350m2/kg；凝結(jié)時(shí)間：初凝25min，終凝3h；強(qiáng)度等級(jí)：按3d抗壓強(qiáng)度分為425、525、625和725四個(gè)標(biāo)號(hào)。第74

41、頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三二、快硬性水泥（3）特性 早期強(qiáng)度高、抗硫酸鹽侵蝕強(qiáng)、抗?jié)B性好、水化熱大、耐熱性差的特性。（4）應(yīng)用 適用于冬季施工、搶修、修補(bǔ)及有硫酸鹽侵蝕的工程。第75頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三三、膨脹水泥和自應(yīng)力水泥1.明礬石膨脹水泥（1）定義 是以硅酸鹽水泥熟料、天然明礬石、無水石膏和粒化高爐礦渣共同磨細(xì)制成的具有膨脹性的水硬性膠凝材料。第76頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三三、膨脹水泥和自應(yīng)力水泥（2）技術(shù)要求細(xì)度：一般控制在 450m2/kg凝結(jié)時(shí)間：初凝45min，終凝6h強(qiáng)度等級(jí)

42、：按抗壓強(qiáng)度分為525、625兩個(gè)標(biāo)號(hào)膨脹率：1d, 0.15 % ;28d, 0.35%和1.00%（3）應(yīng)用 適用于補(bǔ)償收縮混凝土、防滲混凝土、防滲抹面、預(yù)制構(gòu)件梁、柱的接頭和構(gòu)件拼裝接頭等。第77頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三三、膨脹水泥和自應(yīng)力水泥2. 自應(yīng)力硫鋁酸鹽水泥（1）定義 以適當(dāng)成分的生料，經(jīng)煅燒所得以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物成分的熟料，加入適量石膏磨細(xì)制成的強(qiáng)膨脹性的水硬性膠凝材料（2）技術(shù)要求細(xì)度：一般控制在 370m2/kg凝結(jié)時(shí)間：初凝40min，終凝4h抗壓強(qiáng)度：7d 32.5MPa;28d 42.5MPa第78頁，共93頁，20

43、22年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三三、膨脹水泥和自應(yīng)力水泥（2）技術(shù)要求膨脹率：7d, 1.30 % ;28d, 1.75%級(jí)別：按28d自應(yīng)力值分為30級(jí)、40級(jí)、50級(jí)三個(gè)級(jí)別28d自應(yīng)力增進(jìn)率0.0070MPa/d（3）應(yīng)用它可用于制造大口徑或較高壓力的水管或輸氣管，也可現(xiàn)場(chǎng)澆制儲(chǔ)罐，儲(chǔ)槽或作為接縫材料使用。第79頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三四、道路硅酸鹽水泥定義 以道路硅酸鹽水泥熟料，活性混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為道路硅酸鹽水泥，簡(jiǎn)稱道路水泥。技術(shù)要求(1)細(xì)度：0.08m篩的篩余率10%(2)凝結(jié)時(shí)間：初 凝時(shí)間1h，終凝時(shí)間1

44、0h(3)體積安定性：沸煮法檢驗(yàn)合格(4)干縮率和耐磨性：干縮率0.10%，磨損量3.6kg/m3第80頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三四、道路硅酸鹽水泥技術(shù)要求(5)道路水泥分425、525和625三個(gè)標(biāo)號(hào)道路水泥中鋁酸三鈣含量不大于5.0，鐵鋁酸四鈣含量不小于16.0，游離CaO含量旋窯不大于1.0，立窯不大于1.8% 。特性道路硅酸鹽水泥強(qiáng)度較高，特別是抗折強(qiáng)度高、耐磨性好、較長(zhǎng)的初凝時(shí)間、干縮率低，抗沖擊性、抗凍性和抗硫酸鹽侵蝕能力比較好。應(yīng)用適用于水泥混凝土路面、機(jī)場(chǎng)跑道、車站及公共廣場(chǎng)等工程的面層混凝土中應(yīng)用。第81頁，共93頁，2022年，5月20日，2

45、2點(diǎn)19分，星期三五、白色硅酸鹽水泥和彩色硅酸鹽水泥白色硅酸鹽水泥的組成、性質(zhì)與硅酸鹽水泥基本相同，所不同的是在配料和生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制著色氧化物（Fe2O3、MnO、Cr2O3、TiO2等）的含量。為提高水泥白度，可用還原氣氛對(duì)熟料進(jìn)行漂白處理；也可在熟料出窯時(shí)采取噴水急冷處理；也可在粉磨時(shí)提高細(xì)度。彩色硅酸鹽水泥簡(jiǎn)稱彩色水泥。它是用白水泥熟料，適量石膏和耐堿礦物顏料共同磨細(xì)而制成的。白水泥和彩色水泥廣泛地應(yīng)用于建筑裝修中。如制作彩色水磨石、飾面磚、錦磚、玻璃馬賽克以及制作水刷石、斬假石、水泥花磚等。第82頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三六、砌筑水泥（1）定義是由一

46、種或一種以上的水泥混合材料，加入適量硅酸鹽水泥熟料和石膏磨細(xì)而成的和易性好的水硬性膠凝材料，代號(hào)M（2）技術(shù)要求細(xì)度：80mm方孔篩余率 10%凝結(jié)時(shí)間：初凝60min，終凝12h安定性：沸煮法檢驗(yàn)合格。第83頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三六、砌筑水泥（2）技術(shù)要求泌水率：小于12%流動(dòng)性指標(biāo)：采用灰砂比為1:2.5,W/C=0.46的砂漿測(cè)定的流動(dòng)性125mm強(qiáng)度等級(jí)：按7d.28d分為175和275兩個(gè)標(biāo)號(hào)（3）特性和應(yīng)用是種低強(qiáng)度水泥，硬化慢，但和易性好，特別適合配制砂漿，也可用于基礎(chǔ)混凝土墊層或蒸養(yǎng)混凝土砌塊等。第84頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)19分，星期三48 水泥在土木工程中的應(yīng)用第85頁，共93頁，2022年，5月20日，22點(diǎn)1