第二章無機膠凝材料02課件

2.2常用水泥第二章無機膠凝材料重點：掌握硅酸鹽水泥及常用六種水泥的特性、技術要求及選用；了解：其它品種水泥2.2常用水泥第二章無機膠凝材料重點：掌握硅酸鹽水泥及常1水泥應用優(yōu)點水硬性（不怕水）；可塑性；原料來源廣、便宜；生產工藝較簡單；調整組成可配制不同品種水泥，滿足不同需要；耐久性較好；與鋼筋良好粘結，制作鋼筋混凝土水泥應用優(yōu)點水硬性（不怕水）；2水泥品種

常用水泥（六種）★

專用水泥（道路水泥、（第Ⅰ系列）硅酸鹽系列砌筑水泥）

特種水泥（快硬硅酸鹽水泥、低熱水泥、膨脹水泥、白、彩水泥等）

高鋁水泥（第Ⅱ系列）鋁酸鹽系列鋁酸鹽膨脹水泥

自應力水泥

硫鋁酸鹽水泥（第Ⅲ系列）硫（鐵）鋁酸鹽系列

鐵鋁酸鹽水泥水泥品種常3常用水泥品種（六種）

硅酸鹽水泥（P?Ⅰ型；P?Ⅱ型)普通水泥（P?O)粉煤灰水泥(P?F)礦渣水泥(P?S)火山灰水泥(P?P)復合水泥(P?C)

摻混合材料的硅酸鹽水泥常用水泥品種（六種）摻混合材料的42.2常用水泥常用水泥的生產★水泥熟料的礦物組成★水泥的水化水泥的凝結硬化★常用水泥的主要技術性質★水泥石的腐蝕與防止★常用水泥的特性與選用2.2常用水泥常用水泥的生產5一、水泥(硅酸鹽水泥）的生產硅質（黏土）鈣質（石灰石）++煅燒1450℃粉磨鐵質石膏熟料水泥生料混合材料粉磨??兩磨一燒一、水泥(硅酸鹽水泥）的生產硅質鈣質++煅燒1450℃粉磨6第二章無機膠凝材料02課件7第二章無機膠凝材料02課件8第二章無機膠凝材料02課件9第二章無機膠凝材料02課件10思考題1.生產過程中加入石膏的目的？為何嚴格控制摻量？（水泥質量的3%～5%，具體摻量通過試驗確定）2.生產過程中根據(jù)需要加入適量混合材料，其目的？3.六種常用水泥的組成由何異同？

思考題1.生產過程中加入石膏的目的？為何嚴格控制摻量？（水泥112.生產過程中根據(jù)需要加入適量混合材料，其目的？答：混合材料為天然的和人工的礦物材料，又分為活性混合材料和非活性混合材料，主要是為了調節(jié)水泥強度等級，提高水泥產量，降低成本，同時也可改善水泥性能（如：提高抗腐蝕性能，降低水化熱等）等作用。2.生產過程中根據(jù)需要加入適量混合材料，其目的？12粉煤灰FlyAsh煤粉+-電收塵器鍋爐爐底灰粉煤灰煙囪應用粉煤灰煤粉+-電收塵器鍋爐爐底灰粉煤灰煙囪應用13磨細高爐礦渣鐵水熔融礦渣高爐水池水淬烘干、粉磨球磨機磨細高爐礦渣鐵水熔融礦渣高爐水池水淬烘干、粉磨球磨機14二.硅酸鹽水泥熟料

礦物組成硅酸三鈣

C3S（45～60%）硅酸二鈣C2S（15～30%）鋁酸三鈣C3A

（2～13%）鐵鋁酸四鈣C4AF（9～15%）C=CaOS=SiO2A=Al2O3F=Fe2O3H=H2O?=SO3二.硅酸鹽水泥熟料

礦物組成硅酸三鈣C3S15三、水泥的水化Hydrationofcement水化1水化2三、水泥的水化水化1水化216（一）各熟料礦物水化反應及其水化硬化特性（1）2C3S+6H

C3S2H3

+3CH（2）2C2S+4H

C3S2H3

+CH

兩種礦物均水化生成C-S-H凝膠，但反應速率相差懸殊，C3S水化很快，水化放熱量大，對水泥硬化后強度貢獻最大。C2S水化慢，放熱量小，早強低，后期高。（一）各熟料礦物水化反應及其水化硬化特性（1）2C3S+17水泥生產加入石膏的作用，生成鈣礬石延緩水泥凝結時間,同時有利于水泥早期強度的發(fā)展，同時注意石膏摻多時有危害：水泥石膨脹開裂。（3）C3A+6H

C3AH6（水化鋁酸鈣晶體）水化反應速度最快，水化放熱最大，強度貢獻低。（4）C4AF+7H

C3AH6+CFH（水化鐵酸鈣凝膠）水化與C3A相似，但水化熱較低，強度貢獻低。（5）C?·0.5H＋1.5H

C?H2

（二水石膏）C3A+3C?·H2+26H

C3A·3C?·H32（鈣礬石）（AFt）(針狀晶體）（體積增大1.5倍）

水泥生產加入石膏的作用，生成鈣礬石延緩水泥凝結時間,同時有利18【水化產物種類及含量】種類：凝膠體（兩種）：C-S-H和CFH

晶體（三種）：CH、C3AH6和AFt含量：主要C-S-H占70%，其次CH占20%，再次AFt占7%?！舅a物種類及含量】種類：凝膠體（兩種）：C-S-H和19【水化產物特性】：①C-S-H：凝膠體，膠凝性強，強度高，不溶于水；②CFH：凝膠體，膠凝性差，呈棉絮狀，強度低，難溶于水；③CH：板狀晶體，強度較高，易溶于水；④C3AH6：立方晶體，強度低，溶于水。⑤AFt：針狀晶體，強度高，不溶于水，有利于提高水泥石早期強度。（何時產生有危害性？）【水化產物特性】：①C-S-H：凝膠體，膠凝性強，強度高，不20熟料礦物的水化速度熟料礦物的水化速度21熟料礦物的強度增長熟料礦物的強度增長22【礦物組成對水泥性能的影響】：（改變各礦物成分含量比例及匹配，可生產各種工程所需性能特異的水泥）如：生產高強水泥——增加C3S：生產低熱大壩水泥——減少C3S和C3A,增加C2S生產快硬水泥——增加C3S和C3A生產抗硫酸鹽水泥——限制C3A＜5%生產高抗折強度的道路水泥——增加C4AF和C3S【礦物組成對水泥性能的影響】：（改變各礦物成分含量比例及匹配23硅酸鹽水泥的品種及礦物含量C3S48653142C2S24114034C3A138122C4AF991215水泥A水泥B水泥C水泥D

普通早強低熱抗硫酸鹽

硅酸鹽水泥的品種及礦物含量C3S4824（二）活性混合材料的二次水化（四種水泥中：P?F、P?S、P?P、P?C）χCa(OH)2+SiO2+mH2O

χCaO?SiO2?(m+χ)H2O

yCa(OH)2+Al2O3+nH2O

yCaO?Al2O3?(n+y)H2O

（有石膏時再水化成AFt）

【二次水化反應概念】【二次水化反應特性】（用于分析四種水泥特性機理）①水化速度慢②對溫度敏感，適于高溫養(yǎng)護（蒸養(yǎng)）③水化放熱慢，放熱低（二）活性混合材料的二次水化χCa(OH)2+Si25四、水泥的凝結硬化Settingandhardeningofcement四、水泥的凝結硬化26【宏觀分析】水泥加水拌合成為塑性水泥漿開始失去塑性塑性消失開始產生強度強度增長早期(潛伏期）—圖(b)、中期（凝結期）—圖(c)、后期（硬化期）—圖(d)【微觀分析】(初凝、終凝的劃分？)【宏觀分析】水泥加水拌合成為塑性水泥漿開始失去塑27第二章無機膠凝材料02課件28骨料過渡區(qū)水泥石本體C-S-HCH鈣礬石骨料過渡區(qū)水泥石本體C-S-HCH鈣礬石29【水泥硬化后水泥石的結構】固相水泥石結構組成氣相液相（各組成含量相對變化隨水化不斷進行）【水泥硬化后水泥石的結構】固30【影響水泥水化凝結硬化的因素】1）礦物組成及其含量；2）水泥細度(影響水化、凝硬速度、干縮、水化熱等，7～200μm）；3）養(yǎng)護溫度濕度；4）養(yǎng)護齡期；5)調凝外加劑；6）水灰比(拌合加水量）(主要影響硬化后強度）；7）受潮及久存?！居绊懰嗨Y硬化的因素】1）礦物組成及其含量；31五、常用水泥的技術性質1）細度

2）凝結時間

3）體積安定性4）強度及強度等級5）水化熱

6）堿含量（GB175-1999,GB1344-1999,GB/T17671-1999)五、常用水泥的技術性質1）細度（GB175-1999,G32測定方法①比表面積法：硅酸鹽水泥用透氣式比表面積儀測定，要求比表面積大于300m2/kg;②篩析法：其它五種水泥，要求0.080mm方孔篩篩余＜10%。1）細度(影響水泥的凝結硬化速度、強度、需水量、早期水化熱、硬化收縮等）測定方法1）細度(影響水泥的凝結硬化速度、強度、需水量、早期33測定方法：用標準稠度水泥凈漿在規(guī)定溫度濕度環(huán)境下，用凝結時間測定儀來測。注：需先測標準稠度用水量（水泥凈漿達到規(guī)定稠度所需的拌合水量，與水泥品種、熟料礦物成分、細度等因素有關)2）凝結時間要求：初凝時間：≮45min,國產水泥一般1～3h

終凝時間：硅酸鹽水泥≯6.5h（一般3～4h）其它五種水泥＜10h（一般4～6h）測定方法：2）凝結時間要求：初凝時間：≮45min,國產34③檢測方法：★沸煮法（檢測f-CaO,有試餅法和雷氏法，結果有爭議時以雷氏法為準）壓蒸法（檢測f-MgO含量，要求＜5％）長時間溫水泡（檢測石膏或SO3含量,要求＜3.5%）3）體積安定性（概念）①體積安定性不良原因：游離CaO過多游離MgO過多石膏摻量過多②要求體積安定性必須合格，否則嚴禁用于工程。③檢測方法：3）體積安定性（概念）①體積安定性不良原因：②35③將水泥和標準砂按1：3混合，水灰比為0.5，按規(guī)定方法制成40×40×160mm的試件，帶模在濕氣中養(yǎng)護24h后，再脫模放在標準溫度（20±1℃）的水中養(yǎng)護，分別測定3d和28d抗壓強度和抗折強度。強度等級評定依據(jù)——3d和28d抗壓強度和抗折強度（又分早強型和普通型）

4）強度和強度等級——GB/T17671-1999《水泥膠砂