单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.2,常用水泥,第二章 无机胶凝材料,重点：掌握硅酸盐水泥及常用六种,水泥的特性、技术要求及选用；,了解：其它品种水泥,2.2 常用水泥第二章 无机胶凝材料重点：掌握硅酸盐水泥及常,1,水泥应用优点,水硬性（不怕水）；,可塑性；,原料来源广、便宜；,生产工艺较简单；,调整组成可配制不同品种水泥，,满足不同需要；,耐久性较好；,与钢筋良好粘结，制作钢筋混凝土,水泥应用优点水硬性（不怕水）；,2,水泥品种,常用水泥,（六种）,专用水泥,（道路水泥、,（第系列）硅酸盐系列 砌筑水泥）,特种水泥,（快硬硅酸盐水泥、,低热水泥、膨胀水泥、白、彩水泥等）,高铝水泥,（第系列）铝酸盐系列,铝酸盐膨胀水泥,自应力水泥,硫铝酸盐水泥,（第系列）硫（铁）铝酸盐系列,铁铝酸盐水泥,水泥品种 常,3,常用水泥品种（六种）,硅酸盐水泥（,P,型；,P,型,),普通水泥 （,PO,),粉煤灰水泥(,PF,),矿渣水泥 (,PS,),火山灰水泥(,PP,),复合水泥 (,PC,),掺混合材料的,硅酸盐水泥,常用水泥品种（六种）掺混合材料的,4,2.2 常用水泥,常用水泥的生产,水泥熟料的矿物组成,水泥的水化,水泥的凝结硬化,常用水泥的主要技术性质,水泥石的腐蚀与防止,常用水泥的特性与选用,2.2 常用水泥常用水泥的生产,5,一、,水泥(硅酸盐水泥）的生产,硅质,（黏土）,钙质,（石灰石）,+,+,煅烧,1450,粉磨,铁质,石膏,熟料,水泥,生料,混合材料,粉磨,?,?,两磨一烧,一、水泥(硅酸盐水泥）的生产硅质钙质+煅烧1450粉磨,6,第二章无机胶凝材料课件,7,第二章无机胶凝材料课件,8,第二章无机胶凝材料课件,9,第二章无机胶凝材料课件,10,思考题,1,.生产过程中加入石膏的目的？为何严格控制掺量？（水泥质量的3%5%，具体掺量通过试验确定）,2.生产过程中根据需要加入适量混合材料，其目的？,3.六种常用水泥的组成由何异同？,思考题1.生产过程中加入石膏的目的？为何严格控制掺量？（水泥,11,2.生产过程中根据需要加入适量混合材料，其目的？,答：混合材料为天然的和人工的矿物材料，又分为,活性混合材料,和,非活性混合材料，,主要是为了调节水泥强度等级，提高水泥产量，降低成本，同时也可改善水泥性能（如：提高抗腐蚀性能，降低水化热等）等作用。,2.生产过程中根据需要加入适量混合材料，其目的？,12,粉煤灰,Fly Ash,煤粉,+,-,电收尘器,锅炉,炉底灰,粉煤灰,烟囱,应用,粉煤灰煤粉+-电收尘器锅炉炉底灰粉煤灰烟囱应用,13,磨细高炉矿渣,铁水,熔融矿渣,高炉,水池,水淬,烘干、粉磨,球磨机,磨细高炉矿渣铁水熔融矿渣高炉水池水淬烘干、粉磨球磨机,14,二.,硅酸盐水泥熟料 矿物组成,硅酸三钙,C,3,S,（,4560,%）,硅酸二钙,C,2,S,（,1530,%）,铝酸三钙,C,3,A,（,213,%）,铁铝酸四钙,C,4,AF,（,915,%）,C=CaO S=SiO,2,A=Al,2,O,3,F=Fe,2,O,3,H=H,2,O,=SO,3,二.硅酸盐水泥熟料 矿物组成硅酸三钙 C3S,15,三、,水泥的水化,Hydration of cement,水化1,水化2,三、水泥的水化水化1 水化2,16,（一）各熟料矿物水化反应及其水化硬化特性,（1）2C,3,S+6H,C,3,S,2,H,3,+3CH,（2）2C,2,S+4H,C,3,S,2,H,3,+CH,两种矿物均水化生成C-S-H凝胶，但反应速率相差悬殊，,C,3,S水化很快，水化放热量大，对水泥硬化后强度贡献最大。C,2,S水化慢，放热量小，早强低，后期高,。,（一）各熟料矿物水化反应及其水化硬化特性（1）2C3S+,17,水泥生产加入石膏的作用，生成钙矾石延缓水泥凝结时间,同时有利于水泥早期强度的发展，同时注意石膏掺多时有危害：水泥石膨胀开裂。,（3）C,3,A+6H,C,3,AH,6,（,水化铝酸钙晶体,）,水化反应速度最快，水化放热最大，强度贡献低。,（4）C,4,AF+7H,C,3,AH,6,+CFH（,水化铁酸钙凝胶,）,水化与C,3,A相似，但水化热较低，强度贡献低。,（5）C,0.5H1.5H,C,H,2,（,二水石膏）,C,3,A+3C,H,2,+26H,C,3,A3C,H,32,（钙矾石）,（AFt）(针状晶体）,（体积增大1.5倍）,水泥生产加入石膏的作用，生成钙矾石延缓水泥凝结时间,同时有利,18,【水化产物种类及含量】,种类：凝胶体,（,两种）：,C-S-H,和,CFH,晶体 （三种）：,CH、C,3,AH,6,和,AFt,含量：主要,C-S-H,占70%，,其次,CH,占20%，,再次,AF t,占7%,。,【水化产物种类及含量】种类：凝胶体（两种）：C-S-H和,19,【水化产物特性】,：,C-S-H,：凝胶体，胶凝性强，强度高，不溶于水；,CFH,：凝胶体，胶凝性差，呈棉絮状，强度低，,难溶于水；,CH,：板状晶体，强度较高，易溶于水；,C,3,AH,6,：立方晶体，强度低，溶于水。,AF t,：针状晶体，强度高，不溶于水，有利于,提高水泥石早期强度。,（何时产生有危害性？）,【水化产物特性】：C-S-H：凝胶体，胶凝性强，强度高，不,20,熟料矿物的水化速度,熟料矿物的水化速度,21,熟料矿物的强度增长,熟料矿物的强度增长,22,【矿物组成对水泥性能的影响】,：,（改变各矿物成分含量比例及匹配，可生产各种工程所需性能特异的水泥）,如：生产高强水泥增加C,3,S：,生产低热大坝水泥减少C,3,S和C,3,A,增加C,2,S,生产快硬水泥增加 C,3,S和C,3,A,生产抗硫酸盐水泥限制C,3,A5%,生产高抗折强度的道路水泥增加 C,4,AF和C,3,S,【矿物组成对水泥性能的影响】：（改变各矿物成分含量比例及匹配,23,硅酸盐水泥的品种及矿物含量,C,3,S 48 65 31 42,C,2,S 24 11 40 34,C,3,A 13 8 12 2,C,4,AF 9 9 12 15,水泥A 水泥B 水泥C 水泥D,普通 早强 低热 抗硫酸盐,硅酸盐水泥的品种及矿物含量C3S 48,24,（二）,活性混合材料的二次水化,（四种水泥中：PF、PS、PP、PC）,Ca(OH),2,+SiO,2,+m H,2,O,CaO SiO,2,(m+)H,2,O,y Ca(OH),2,+Al,2,O,3,+n H,2,O,yCaO Al,2,O,3,(n+y)H,2,O,（有石膏时再水化成,AFt）,【二次水化反应概念】,【二次水化反应特性】（用于分析四种水泥特性机理）,水化速度慢,对温度敏感，适于高温养护（蒸养）,水化放热慢，放热低,（二）活性混合材料的二次水化 Ca(OH)2 +Si,25,四、,水泥的凝结硬化,Setting and hardening of cement,四、水泥的凝结硬化,26,【宏观分析】,水泥加水拌合成为塑性水泥浆 开始失去塑性,塑性消失开始产生强度 强度增长,早期(潜伏期）图(b)、中期（凝结期）图(c)、后期（硬化期）图(d),【微观分析】,(初凝、终凝的划分？),【宏观分析】水泥加水拌合成为塑性水泥浆 开始失去塑,27,第二章无机胶凝材料课件,28,骨料,过渡区,水泥石本体,C-S-H,CH,钙矾石,骨料过渡区水泥石本体C-S-HCH钙矾石,29,【水泥硬化后水泥石的结构】,固相,水泥石结构组成 气相,液相,（各组成含量相对变化随水化不断进行）,【水泥硬化后水泥石的结构】固,30,【,影响水泥水化凝结硬化的因素,】,1）,矿物组成及其含量；,2）水泥细度(影响水化、凝硬速度、干缩、水化热等，7 200,m,）；,3）养护,温度,湿度；,4）养护龄期；,5)调凝外加剂；,6）,水灰比,(拌合加水量）(主要影响硬化后强度）；,7）受潮及久存。,【影响水泥水化凝结硬化的因素】1）矿物组成及其含量；,31,五、常用水泥的技术性质,1）,细度,2）,凝结时间,3）,体积安定性,4）,强度及强度等级,5）,水化热,6）碱含量,（GB175-1999,GB1344-1999,GB/T17671-1999),五、常用水泥的技术性质1）细度（GB175-1999,G,32,测定方法,比表面积法,：硅酸盐水泥用透气式比表面积仪测定，要求比表面积大于,300m,2,/kg,;,筛析法,：其它五种水泥，要求0.080,mm,方孔筛筛余10%。,1）细度,(影响水泥的凝结硬化速度、强度、需水量、早期水化热、硬化收缩等）,测定方法1）细度(影响水泥的凝结硬化速度、强度、需水量、早期,33,测定方法：,用标准稠度水泥净浆在规定温度湿度环境下，用凝结时间测定仪来测。,注：需先测标准稠度用水量（水泥净浆达到规定稠度所需的拌合水量，与水泥品种、熟料矿物成分、细度等因素有关),2）凝结时间,要求：,初凝时间,：45min,国产水泥一般13h,终凝时间,：硅酸盐水泥6.5h（一般34h）,其它五种水泥10h（一般46h）,测定方法：2）凝结时间要求：初凝时间：45min,国产,34,检,测方法：,沸煮法（检测,f-CaO,有试饼法和雷氏法，,结果有争议时以雷氏法为准）,压蒸法（检测,f-MgO,含量，要求5）,长时间温水泡（检测石膏或SO,3,含量,要求3.5%）,3）体积安定性（概念）,体积安定性,不良原因,：,游离,CaO,过多,游离,MgO,过多,石膏掺量过多,要求体积安定性必须合格，否则严禁用于工程。,检测方法：3）体积安定性（概念）体积安定性不良原因：,35,将水泥和标准砂按1：3混合，水灰比为,0.5,，按规定方法制成 4040160,mm,的试件，带模在湿气中养护24h后，再脱模放在标准温度（201）的水中养护，分别测定3d和28d抗压强度和抗折强度。,强度等级评定依据3d和28d抗压强度和抗折强度,（又分早强型和普通型）,4）强度和强度等级,GB/T17671-1999,水泥胶砂强度检验方法,（,ISO,法）,影响水泥强度的因素：组成成分、细度、石膏掺量、龄期、养护条件及试验条件等。,评定水泥强度等级的试验方法,（软练胶砂法或称,ISO,法）,将水泥和标准砂按1：3混合，水灰比为0.5，按规定方法制,36,水泥中碱含量过高，配制混凝土时遇到活性骨料，易产生碱骨料反应，造成工程膨胀开裂破坏。,用户要求低碱水泥时，水泥中碱含量,（按Na,2,O+0.685 K,2,O计算值）不得大于0.60%或由供需双方商定。,5）水化热,与水泥种类、矿物组成、水灰比、细度、外加剂等因素有关。,大体积混凝土工程应选用低热水泥,。,6）碱含量,（指水泥中Na,2,O和K,2,O含量),水泥中碱含量过高，配制混凝土时遇到活性骨料，易产生碱骨料反,37,问题：以上水泥的技术要求中哪些指标不合格评定为废品？哪些指标不合格评定为次品？,废品体积安定性（沸煮安定性、MgO、SO,3,含量）,和初凝时间任一项不符合规定，即评定为,废品。,次品凡细度、终凝时间中任一项不符合规定或,混合材料掺量超过最大限量和强度低于商品,强度等级的指标，以及包装标志中水泥品种,强度等级、生产者名称和出厂编号不全的都,属于次品（不合格品）。,问题：以上水泥的技术要求中哪些指标不合格评定为废品？哪些指标,38,