第11章-胶凝材料——水硬性胶凝材料.ppt

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1、内容提要：主要介绍硅酸盐水泥的熟料矿物组成、水化硬化机理、影响水化的因素；硅酸盐水泥主要技术性质；水泥石的腐蚀和防止；同时介绍了其它掺混合材的水泥和装饰水泥的特性及应用，达到正确选择和使用水泥的目的。重点:水泥的性能和使用11.2水硬性胶凝材料�水硬性胶凝材料系指既能在空气中硬化,又能在潮湿介质或水中继续硬化,并不断增进其强度的一类材料，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。�水泥:凡细磨材料与水混合后成为塑性浆体，经一系列物理化学作用凝结硬化变成坚硬的石状体，并能将砂石等散状材料胶结成为整体的水硬性胶凝材料，通称为水泥。装饰工程中常用的水泥主要有白色水泥和彩色水

2、泥，可以用他们配置装饰砂浆和装饰混凝土，或制水磨石、水刷石等。水泥的分类•按矿物组成：硅酸盐水泥铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥•按用途：通用水泥－硅酸盐系列的六大品种专用水泥－道路水泥、大坝水泥、装饰水泥特种水泥－膨胀水泥、快硬水泥输水管内径6.6m外径7.5m2008-9-5材料工程系9美国加州引水渠正在建设中的三峡大坝挪威的海上石油钻井平台一、硅酸盐水泥生产原材料1、原料：１）石灰质原料２）粘土质原料主要提供CaO，主要提供SiO2、Al2O3以及Fe2O3。3）校正原料补充两种原料中所缺少的铁或硅。材料:铁矿石、黄铁矿渣、砂岩等。11.2.1硅酸盐水泥的生产

3、２.硅酸盐水泥生产工艺概述1)把几种原材料按适当比例配合，在磨机中磨成生料；2)将制备好的生料入窑进行煅烧，烧至1450℃左右生成以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥“熟料”；3)为调节水泥的凝结速度，在烧成的熟料中加入适量的石膏共同磨细，即为硅酸盐水泥。因此，硅酸盐水泥生产工艺概括起来为“两磨一烧”。熟料Ⅰ型水泥生料粘土石膏石灰石煅烧1450℃配料磨细磨细铁矿粉硅酸盐水泥生产工艺示意图CaOSiO2,Al2O3,Fe2O3水泥厂照片二、硅酸盐水泥的组成材料１．硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成硅酸三钙3CaO·SiO2，简式为C3S，37%～60％;硅酸二钙2CaO·SiO2，

4、简式为C2S，15%～37％;铝酸三钙3CaO·Al2O3，简式为C3A，7%～15％;铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3，简式为C4AF，10%～18％。以上四种矿物C3S和C2S占总含量的70%以上，因此称为硅酸盐水泥。2、石膏水泥与水相遇会瞬凝，无法施工。掺入石膏可以起缓凝作用。石膏掺量过少起不到缓凝作用，掺量过多又会有促凝效果。因此要控制好掺量。3、混合材料矿物组成硅酸三钙C3S硅酸二钙C2S铝酸三钙C3A铁铝酸四钙C4AF与水反应速度中慢快中水化热中低高中对强度的作用早期高低高高后期高高低低耐化学侵蚀中良差优干缩性中小大小硅酸盐水泥主要矿物组成与特性

5、三、水泥的水化、凝结、硬化•1、水化－水泥加水拌合后，水泥颗粒立即分散于水中并与水发生化学反应，生成水化产物并放出热量。•2、凝结－水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠并失去可塑性的过程称为凝结。•3、硬化－此后，浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石状固体（水泥石），这一过程称为硬化。水泥＋水（流体）－可塑性浆体（塑性体）－水泥石(固体)水泥的水化示意图1水泥凝结硬化的过程就是：水泥的水化示意图2水泥的水化示意图3水化产物不断生成，各种颗粒连接成网，使水泥凝结水泥的水化示意图4随着水化的进行，水化产物数量不断增加，结构更加致密，强度不断提高。水泥水化产物•晶

6、体－氢氧化钙20～25％水化铝酸钙水化硫铝酸钙（石膏作用下生成）•胶体－水化硅酸钙（C-S-H）50％水化铁酸钙水泥石结构：未水化的水泥颗粒+水泥凝胶+毛细孔（含水）已水化的水泥浆里留下的孔隙未水化水泥颗粒四、影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素1、水泥孰料的矿物组成2、水泥细度—越细反应速度越快3、用水量（水灰比）—越大，反应速度越快4、龄期（养护时间）5、环境温湿度（养护条件）6、石膏掺量—起缓凝作用，掺过少不起作用，会导致速凝。研究水泥凝结硬化的影响因素目的是为了能更好的调节水泥性能，和在混凝土中合理选用水泥。五、硅酸盐水泥的技术性质1、密度、细度•密度：3.05～3.

7、20g/cm3，一般取3.1•堆积密度：1.3g/cm3•细度－指水泥颗粒的粗细程度，用筛余或比表面积表示（300～350m2/kg），影响水泥的水化速度、收缩等性质粒径：<3µm水化非常迅速，需水量增大；>40µm水化非常缓慢，接近惰性。水泥标准筛(80mm方孔筛)体积安定性不良体积安定性检验（试饼法）体积安定性检验（雷氏夹法）C－A<5mm︱(C2－A2)－(C1－A1)︱<4mm2.标准稠度及其用水量•国家标准规定检验水泥的凝结时间和体积安定性时需用“标准稠度”的水泥净浆。•标准稠度用水量——不同水泥达到标准稠度时所需的加水量。用水泥标准稠度测