建筑材料之水泥相關(guān)知識(shí)講義

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,IVT,建,建,筑,筑,工,工,程,程,系,系,第,三,三,章,章,水,水,泥,泥,水,泥,泥,的,的,特,特,點(diǎn),點(diǎn),和,和,適,適,用,用,范,范,圍,圍,水泥的特點(diǎn),水泥是一種,粉,粉末狀材料,，,，加水后拌,合,合均勻形成,的,的漿體，不,僅,僅能夠在干,燥,燥環(huán)境中凝,結(jié),結(jié)硬化，而,且,且能更好地,在,在水中硬化,，,，保持或發(fā),展,展其強(qiáng)度，,形,形成具有堆,聚,聚結(jié)構(gòu)的人,造,造石材。,水泥適用范,圍,圍,不僅適合用,于,于干燥環(huán)境,中,中的工程部,位,位，而且也,適,適合用于潮,濕,濕環(huán)境及水,中,中的工程部,位,位。,水泥的分類,按性能和用,途,途分,水,泥,泥,通用水泥,專用水泥,特性水泥,硅酸鹽水泥,普通硅酸鹽,水,水泥,礦渣硅酸鹽,水,水泥,粉煤灰硅酸,鹽,鹽水泥,火山灰質(zhì)硅,酸,酸鹽水泥,復(fù)合硅酸鹽,水,水泥,石灰石硅酸,鹽,鹽水泥,如砌筑水泥,、,、油井水泥,、,、道路水泥,、,、大壩水泥,等,等,如白色硅酸,鹽,鹽水泥、快,凝,凝快硬硅酸,鹽,鹽水泥等,水泥的分類,按主要水硬,性,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,絕大多數(shù)通用水泥、專用水泥和特性水泥,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,以火山灰或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,31,硅,硅酸鹽,水,水泥,一、硅酸鹽,水,水泥的原材,料,料和生產(chǎn)工,藝,藝,硅酸鹽水泥,的,的原材料,生產(chǎn)硅酸鹽,水,水泥熟料的,原,原材料,石灰質(zhì)原料,天,天然石灰石,。,。也可采用,與,與天然石灰,石,石化學(xué)成分,相,相似的材料,如,如白堊、石,灰,灰華等。,粘土質(zhì)原料,主,主要為粘土,，,，其主要化,學(xué),學(xué)成分為SiO,2,，其次為Al,2,O,3,和少量Fe,2,O,3,。,鐵礦粉,采,采用,赤,赤鐵礦，化,學(xué),學(xué)成分為Fe,2,O,3,。,石膏主要為,天,天然石膏礦,、,、無水硫酸,鈣,鈣等。,混合材料,包,包括活性,混,混合材料（,粒,粒化高爐礦,渣,渣、粉煤灰,、,、火山灰質(zhì),混,混合材料等,）,）和非活性,混,混合材料（,石,石灰石粉、,磨,磨細(xì)石英砂,等,等）。,硅酸鹽水泥,的,的生產(chǎn)工藝,“兩磨,一,一燒”工藝,生產(chǎn)水泥的,方,方法主要有,干,干法立窯生,產(chǎn),產(chǎn)和濕法回,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)兩,種,種；,硅酸鹽水泥,分,分為：型,硅,硅酸鹽水泥,（,（不摻混合,材,材料）和,型,型硅酸鹽水,泥,泥（摻不超,過,過5%混合,材,材料）。,一、硅酸鹽,水,水泥的原材,料,料和生產(chǎn)工,藝,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),1350,1450,煅燒,磨細(xì),二、熟料的,礦,礦物組成及,其,其特性,熟料的礦物,組,組成,水泥熟料礦,物,物,硅酸二鈣,鐵鋁酸四鈣,游離氧化鈣,和,和氧化鎂,鋁酸三鈣,硅酸三鈣,堿類及雜質(zhì),2CaOSiO,2,，C,2,S,4CaOAl,2,O,3,Fe,2,O,3,，C,4,AF,f,CaO和,f,MgO,3CaOAl,2,O,3,，C,3,A,3CaOSiO,2,，C,3,S,化學(xué)式及簡,寫,寫,二、熟料的,礦,礦物組成及,其,其特性,水泥熟料礦,物,物的主要特,性,性,熟料礦物磨,細(xì),細(xì)加水，均,能,能單獨(dú)與水,發(fā),發(fā)生化學(xué)反,應(yīng),應(yīng)，其特點(diǎn),見,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）,3767,1530,715,1018,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)對(duì)抗折強(qiáng)度有利）,水 化 熱,較高,低,最高,中,三、硅酸鹽,水,水泥的凝結(jié),和,和硬化,凝結(jié)硬化的,概,概念,凝結(jié)：水泥,加,加水拌合而,成,成的漿體，,經(jīng),經(jīng)過一系列,物,物理化學(xué)變,化,化，漿體逐,漸,漸變稠失去,可,可塑性而成,為,為水泥石的,過,過程；,硬化：水泥,石,石強(qiáng)度逐漸,發(fā),發(fā)展的過程,稱,稱為硬化。,水泥的凝結(jié),過,過程和硬化,過,過程是連續(xù),進(jìn),進(jìn)行的。凝,結(jié),結(jié)過程較短,暫,暫，一般幾,個(gè),個(gè)小時(shí)即可,完,完成；硬化,過,過程是一個(gè),長,長期的過程,，,，在一定溫,度,度和濕度下,可,可持續(xù)幾十,年,年。,三、硅酸鹽,水,水泥的凝結(jié),和,和硬化,熟料礦物的,水,水化反應(yīng),硅酸三鈣,2（3CaOSiO,2,）6H,2,O=3CaO2SiO,2,3H,2,O3Ca,（,（OH）,2,硅酸二鈣,2（2CaOSiO,2,）4H,2,O=3CaO,2,SiO,2,3H,2,OCa（OH）,2,鋁酸三鈣,3CaOAl,2,O,3,H,2,O=3CaOAl,2,O,3,6H,2,O,3CaOAl,2,O,3,6H,2,O3（CaSO,4,2H,2,O）19H,2,O=3CaOAl,2,O,3,3CaSO,4,31H,2,O,鐵鋁,酸,酸四,鈣,鈣,4CaO,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,7H,2,O=3CaOAl,2,O,3,6H,2,OCaOFe,2,O,3,H,2,O,三、,硅,硅酸,鹽,鹽水,泥,泥的,凝,凝結(jié),和,和硬,化,化,熟料,礦,礦物,的,的水,化,化反,應(yīng),應(yīng)過,程,程,水化,初,初期,熟料,礦,礦物,與,與水,反,反應(yīng),的,的速,度,度較,快,快，,使,使水,化,化產(chǎn),物,物不,斷,斷地,從,從液,相,相中,析,析出,并,并聚,集,集在,水,水泥,顆,顆粒,表,表面,，,，形,成,成以,水,水化,硅,硅酸,鈣,鈣凝,膠,膠為,主,主體,的,的凝,膠,膠薄,膜,膜，,大,大約,在,在1h左,右,右即,在,在凝,膠,膠薄,膜,膜外,側(cè),側(cè)及,液,液相,中,中形,成,成粗,短,短的,針,針狀,鈣,鈣礬,石,石晶,體,體。,水化,中,中期,以水,化,化硅,酸,酸鈣,（,（C,S,H,）,）和,氫,氫氧,化,化鈣,的,的快,速,速形,成,成為,特,特征,。,。,水化,后,后期,由于,新,新生,成,成的,水,水化,產(chǎn),產(chǎn)物,的,的壓,力,力，,水,水泥,顆,顆粒,薄,薄膜,的,的凝,膠,膠薄,膜,膜破,裂,裂，,使,使水,進(jìn),進(jìn)入,未,未水,化,化水,泥,泥顆,粒,粒的,表,表面,，,，水,化,化反,應(yīng),應(yīng)繼,續(xù),續(xù)進(jìn),行,行。,水,水化,產(chǎn),產(chǎn)物,之,之間,互,互相,交,交叉,連,連生,，,，不,斷,斷密,實(shí),實(shí)，,固,固體,之,之間,的,的空,隙,隙不,斷,斷減,小,小，,網(wǎng),網(wǎng)狀,結(jié),結(jié)構(gòu),不,不斷,加,加強(qiáng),，,，結(jié),構(gòu),構(gòu)逐,漸,漸緊,密,密。,三、,硅,硅酸,鹽,鹽水,泥,泥的,凝,凝結(jié),和,和硬,化,化,A,凝,凝,膠,膠,體,體,（,（C,S,H,凝,凝,膠,膠,，,，,水,水,化,化,硅,硅,酸,酸,鈣,鈣,凝,凝,膠,膠,）,）,；,；,B,晶,晶,體,體,（,（,氫,氫,氧,氧,化,化,鈣,鈣,、,、,水,水,化,化,鋁,鋁,酸,酸,鈣,鈣,、,、,水,水,化,化,硫,硫,鋁,鋁,酸,酸,鈣,鈣,）,）,；,；,C,孔,孔,隙,隙,（,（,毛,毛,細(xì),細(xì),孔,孔,、,、,凝,凝,膠,膠,孔,孔,、,、,氣,氣,孔,孔,等,等,）,）,；,；,D,未,未,水,水,化,化,的,的,水,水,泥,泥,顆,顆,粒,粒,水,泥,泥,石,石,的,的,結(jié),結(jié),構(gòu),構(gòu),水,泥,泥,石,石,主,主,要,要,由,由,凝,凝,膠,膠,體,體,、,、,晶,晶,體,體,、,、,孔,孔,隙,隙,、,、,水,水,、,、,空,空,氣,氣,和,和,未,未,水,水,化,化,的,的,水,水,泥,泥,顆,顆,粒,粒,等,等,組,組,成,成,，,，,存,存,在,在,固,固,相,相,、,、,液,液,相,相,和,和,氣,氣,相,相,。,。,因,因,此,此,硬,硬,化,化,后,后,的,的,水,水,泥,泥,石,石,是,是,一,一,種,種,多,多,相,相,多,多,孔,孔,體,體,系,系,。,。,水,泥,泥,石,石,的,的,結(jié),結(jié),構(gòu),構(gòu),（,（,水,水,化,化,產(chǎn),產(chǎn),物,物,的,的,種,種,類,類,及,及,相,相,對(duì),對(duì),含,含,量,量,、,、,孔,孔,的,的,結(jié),結(jié),構(gòu),構(gòu),）,）,對(duì),對(duì),其,其,性,性,能,能,影,影,響,響,最,最,大,大,。,。,四,、,、,硅,硅,酸,酸,鹽,鹽,水,水,泥,泥,的,的,主,主,要,要,技,技,術(shù),術(shù),性,性,質(zhì),質(zhì),1.密,度,度、堆,積,積密度,和,和各成,分,分含量,技術(shù)性質(zhì),質(zhì) 量 標(biāo) 準(zhǔn),密度，kg/m,3,31003200,堆積密度，kg/m,3,13001600,不溶物,型：不溶物不得超過0.75；型：不溶物不得超過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Na,2,O0.658K,2,O計(jì)算值來表示。若使用活性集料，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,中百分,數(shù),數(shù)均為,質(zhì),質(zhì)量百,分,分?jǐn)?shù)。,四、硅,酸,酸鹽水,泥,泥的主,要,要技術(shù),性,性質(zhì),2.細(xì),度,度,細(xì)度是,指,指水泥,顆,顆粒的,粗,粗細(xì)程,度,度。,水泥顆,粒,粒的粗,細(xì),細(xì)，直,接,接影響,其,其水化,反,反應(yīng)速,度,度、活,性,性和強(qiáng),度,度。,國家標(biāo),準(zhǔn),準(zhǔn)中規(guī),定,定，水,泥,泥的細(xì),度,度用篩,析,析法和,比,比表面,積,積法來,測(cè),測(cè)定。,硅,硅酸鹽,水,水泥的,細(xì),細(xì)度為,其,其比表,面,面積大,于,于300m,2,/kg,。,。,四、硅,酸,酸鹽水,泥,泥的主,要,要技術(shù),性,性質(zhì),3.凝,結(jié),結(jié)時(shí)間,凝結(jié)時(shí),間,間,分,分為初,凝,凝時(shí)間,和,和終凝,時(shí),時(shí)間。,初,初凝時(shí),間,間是從,加,加水至,水,水泥漿,開,開始失,去,去塑性,的,的時(shí)間,；,；終凝,時(shí),時(shí)間是,從,從加水,至,至水泥,漿,漿完全,失,失去塑,性,性的時(shí),間,間。,水泥初,凝,凝時(shí)間,不,不宜過,早,早，終,凝,凝時(shí)間,不,不宜過,遲,遲。,國家標(biāo),準(zhǔn),準(zhǔn)GB175,1999規(guī),定,定：硅,酸,酸鹽水,泥,泥初凝,不,不得早,于,于45min,，,，終凝,不,不得遲,于,于6.5h。,四、硅,酸,酸鹽水,泥,泥的主,要,要技術(shù),性,性質(zhì),4.體,積,積安定,性,性,體積安,定,定性是,指,指水泥,漿,漿體硬,化,化后體,積,積變化,的,的穩(wěn)定,性,性。水,泥,泥在硬,化,化過程,中,中體積,變,變化不,穩(wěn),穩(wěn)定，,即,即為體,積,積安定,性,性不良,。,。,水泥安,定,定性不,良,良的原,因,因：,熟料中,含,含有過,量,量的游,離,離氧化,鈣,鈣（,f,CaO），,或,或含有,過,過量的,游,游離氧,化,化鎂（,f,MgO）；,生產(chǎn)水,泥,泥時(shí)摻,入,入的石,膏,膏過量,。,。,國家標(biāo),準(zhǔn),準(zhǔn)GB175,1999規(guī),定,定，硅,酸,酸鹽水,泥,泥的安,定,定性用,沸,沸煮法,檢,檢驗(yàn)必,須,須合格,。,。,體積安,定,定性不,良,良的水,泥,泥嚴(yán)禁,用,用于工,程,程中。,四、硅,酸,酸鹽水,泥,泥的主,要,要技術(shù),性,性質(zhì),5.強(qiáng),度,度及強(qiáng),度