无机非金属材料学水泥第一、二节.ppt

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1、第五章水泥材料概述硅酸盐水泥熟料的组成和配料硅酸盐水泥的生产工艺硅酸盐水泥的水化与硬化掺混合材料的水泥特种水泥和新型水泥桥水泥管水泥喷浆作业水泥空心砖现代建筑水泥井盖马奇诺防线第五章水泥材料第一节概述一、水泥的定义和分类加入适量水后可成塑性浆体，既能在空气中硬化也可在水中继续硬化，并能将砂、石或纤维材料牢固地胶结在一起的细粉状无机非金属水硬性胶凝材料，通称水泥。硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥通用水泥矿渣硅酸盐水泥水泥专用水泥如：油井水泥；水工水泥特性水泥快硬硅酸盐水泥膨胀硫铝酸盐水泥抗硫酸盐硅酸盐水泥二、水泥的性能和应用六大通用水泥1

2、硅酸盐水泥：高强混凝土、预应力混凝土和有早强要求的混凝土工程2普通硅酸盐水泥：同硅水3矿渣水泥：大体积混凝土工程，耐酸耐热混凝土工程4火山灰水泥：地下、水中的工程，耐腐蚀抗渗工程，不适宜干燥地区5粉煤灰水泥：基本同上，分三个等级6复合水泥：性能应用可调不同环境下水泥的选择高湿度或水下混凝土：矿渣临时抢修：高铝和早强干燥环境：硅酸盐厚大体积：矿渣、火山灰、粉煤灰要求快硬：硅酸盐严寒地区：普通、硅酸盐抗渗：硅酸盐、火山灰耐磨：硅酸盐三、硅酸盐水泥的生产方法及主要工艺流程硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、0~5％石灰石或粒化高炉矿渣、适量石

3、膏磨细制成的水硬性胶凝材料（Portlandcement）I型硅酸盐水泥－不掺混合材料(PI);II型硅酸盐水泥－<5％掺杂量（PII）硅酸盐水泥的生产过程－“两磨一烧”生料制备（将石灰质、粘土质原料、少量校正原料，配合、磨细、均化调制）－“一磨”熟料煅烧（将混合生料在窑中煅烧、熔融，得到以硅酸钙为主要成分的熟料混合物）－“烧”混磨（将熟料、适量石膏、配合料共同磨细成水泥）－“二磨”水泥生产过程第二节硅酸盐水泥熟料的组成和配料一、硅酸盐水泥熟料的化学成分CaO62~76%;SiO220~24%;Al2O34~7%;Fe2O32.5~

4、6%;其他5％（MgO,SO3,TiO2,K2O等）二、熟料的矿物组成硅酸三钙3CaOSiO2(C3S)硅酸二钙2CaOSiO2(C2S)75%铝酸三钙3CaOAl2O3(C3A)熔剂性铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3(C4AF)22%少量游离CaO,方镁石(MgO)，含碱矿物及玻璃体等1，硅酸三钙由硅酸二钙和氧化钙反应生成，是硅酸盐水泥的主要矿物，含量50%-60%在1250～2065oC稳定，室温为介稳态，白色固熔少量MgO,Al2O3,Fe2O3的C3S称阿利特（Alite）或A矿水硬活性高，水化快，放热多，40～50m

5、m的C3S加水28天可水化70％左右强度发展快，早期强度高，强度增率较大，28天强度可达到一年强度的70~80%抗水性较差2，硅酸二钙由氧化钙和氧化硅反应生成，含量20％有多种晶型，固熔少量MgO,Al2O3,Fe2O3时，以b相存在，称贝利特（Belite）或B矿还原气氛下，烧成温度低，液相量不足时，b相转变为g相，体积膨胀10％，熟料粉化水化慢，凝结硬化慢，早期强度低长期强度增率较大，一年后可赶上C3S水化热小，抗水性好aC3S－结晶轮廓清晰．呈灰色多角形颗粒，晶粒较大，多为六角形和棱柱形C2S－常呈圆粒状，也可见其它不规则形状

6、。反光显微下常有黑白交叉双晶条纹。3，铝酸三钙铝酸钙主要为C3A，有时也有C12A7，含量7～15％水化迅速，凝结快，若不加石膏会造成水泥快凝而不能使用硬化快，强度3天就发挥出来，但强度绝对值不高，后期强度几乎不增长，甚至倒缩干缩变形大，抗硫酸盐性能较差对于大体积工程，需尽量降低其含量4，铁相固熔体组成复杂，为C8A3F-C2F一系列连续固熔体，成分接近于C4AF。含量10～18％固熔MgO,SiO2,K2O，Na2O，TiO2时，称才立特celite，或C矿其水化速度在早期介于铝酸三钙和硅酸三钙之间，但随后的发展不如硅酸三钙。其强

7、度早期发展较快，后期还能不断增长，类似于硅酸三钙。才立特的抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好，水化热较铝酸三钙低铁酸二钙水化较慢，但有一定的水硬性5，其他少量矿物玻璃体——熟料熔融时产生的液相，快速冷却时，部分来不及析晶，形成玻璃相；玻璃体的主要成分为Fe2O3、Al2O3、CaO，也有少量的MgO和碱(K2O和Na2O)等。一般含量范围2～21％，随冷却快慢而异。游离氧化钙(f-CaO)——生料煅烧不当产生，结构致密，水化慢，水化后生成氢氧化钙，体积增加，在水泥内部产生内应力，使水泥强度下降，甚至导致破坏，须严格控制其含量。方镁石——水

8、化非常慢，在0.5~1年内才明显，水化后形成氢氧化镁，体积膨胀148％，使硬化水泥石结构破坏游离氧化钙产生：生料过粗或煅烧不良时，熟料中出现没有被吸收的以游离状态存在的氧化钙，称为游离氧化钙，又称游离石灰(Freelime或f—CaO