《混凝土原材料》PPT课件.ppt

1、混凝土原材料,水泥,一、水泥分类,1、硅酸盐水泥 2、其它特种水泥,1、硅酸盐水泥,凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适当的石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。,2、其它特种水泥,铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等，水泥熟料是以铝酸盐或硫铝酸盐作为主要成分。,二、硅酸盐水泥熟料的化学成分及矿物组成,（一）硅酸盐水泥的主要化学成分 （二）硅酸盐水泥的矿物组成,（一）硅酸盐水泥的主要化学成分,氧化钙 CaO：60%67%； 氧化硅 SiO2 ：19%25%； 氧化铝 Al2O3：3%8%； 氧化铁 Fe2O3：2%6%； 氧化镁 MgO：1%4%；

2、三氧化硫 SO3：1%3%； 碱 K2O+N2O：0.5%1.5%。,（二）硅酸盐水泥的主要矿物组成,硅酸盐水泥熟料含有四种主要矿物： 硅酸三钙 C3S，含量40%55%； 硅酸二钙 C2S ，含量20%30%； 铝酸三钙 C3A，含量2.5%15%； 铁铝酸四钙 C4AF ，含量10%19%。,三、水泥品种和分类,（一）硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥 （二）中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥及低热矿渣硅酸盐水泥 （三）矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥 （四）复合硅酸盐水泥 （五）抗硫酸盐硅酸盐水泥 （六）低热微膨胀水泥,（一）硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,1、 型硅酸盐水泥 P：不

3、掺混合材料； 2、 型硅酸盐水泥 P：掺不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料； 3、 普通硅酸盐水泥 PO：掺6%15%混合材料。,（二）中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥及低热矿渣硅酸盐水泥,1、中热硅酸盐水泥 PMH： C3S含量 55%， C3A含量 6%； 2、低热硅酸盐水泥 PLH： C2S含量 40%， C3A含量 6%； 3、低热矿渣硅酸盐水泥 PSLH： C3A含量 8%；粒化高炉矿渣掺量按质量百分比计为20%60%，允许用不超过混合材总量50%的粒化电炉磷渣或粉煤灰取代。,（三）矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥,1、矿渣硅酸盐水泥 PS：粒化高炉矿渣

4、掺量按质量百分比计为20%70%；其它混合材料取代矿渣数量不得超过水泥质量的8%； 2、火山灰质硅酸盐水泥 PP：火山灰质混合材料掺量按质量百分比计为20%50%； 3、粉煤灰硅酸盐水泥 PF：粉煤灰掺量按质量百分比计为20%40%。,（四）复合硅酸盐水泥,复合硅酸盐水泥 PC：两种或两种以上规定的混合材料，混合材料总掺量按质量百分比计应大于15%，但不超过50%。,（五）抗硫酸盐硅酸盐水泥,1、中抗硫酸盐硅酸盐水泥 PMSR： C3S含量 55%， C3A含量 5%；具有抵抗中等浓度硫酸根离子侵蚀的能力； 2、高抗硫酸盐硅酸盐水泥 PHSR： C3S含量 50%， C3A含量 3%；具有抵抗

5、高浓度硫酸根离子侵蚀的能力。,（六）低热微膨胀水泥,低热微膨胀水泥 LHEC：凡以粒化高炉矿渣为主要成分，加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏，磨细制成具有低热和微膨胀性能的水硬性胶凝材料。,三、硅酸盐水泥的凝结和硬化机理,（一）凝结硬化的化学过程 （二）凝结硬化的物理过程,（一）凝结硬化的化学过程,1、硅酸三钙 C3S 2、硅酸二钙 C2S 3、铝酸三钙 C3A 4、铁铝酸四钙 C4AF 5、石膏 CaSO4,1、硅酸三钙 C3S,2（3CaOSiO2）+6H2O 3CaO2SiO2 3H2O+3Ca（OH）2 C3S最初反应较慢，以后反应较快。,2、硅酸二钙 C2S,2（2CaOSiO2）+4H2

6、O 3CaO2SiO2 3H2O+3Ca（OH）2 C2S的水化速度最慢，但在后期稳步发展。,3、铝酸三钙 C3A,3CaOAl2O3+6H2O 3CaO Al2O3 6H2O C3A初始反应速度极快，以后反应较慢。,4、铁铝酸四钙 C4AF,4CaO Al2O3 Fe2O3 +2Ca（OH）2 +10H2O 3CaO Al2O3 6H2O + 3CaOFe2O3 6H2O C4AF开始的反应速度较快，但以后变慢。,5、石膏 CaSO4,3CaO Al2O3 +3CaSO4 +31H2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H2O 水泥水化反应速度最快的是石膏与铝酸三钙水化反应，反应产物钙

7、矾石吸附于水泥颗粒表面，减缓铝酸三钙水化速度，起到调节水泥凝结时间的作用。,水泥水化产物显微电镜照片（1）,水泥水化产物显微电镜照片（2）,（二）凝结硬化的物理过程,特点 过程,特点：,1、水泥水化由表至内，由快变慢； 2、硬化的水泥石是不均质结构； 3、水泥石强度随水化龄期而发展，由快变慢； 4、环境温度越高，凝结硬化速度越快。,过程：,1、初始反应期（510分钟内）； 2、休止期（诱导期）（约0.52小时）； 3、凝结期（610小时）； 4、硬化期（728天或更长）。,四、硅酸盐水泥矿物组成对水泥性能的影响,（一）对强度的影响 （二）对水化热的影响 （三）对凝结时间和保水性的影响 （四）对

8、收缩的影响 （五）对水泥脆性系数的影响 （六）对耐久性的影响 （七）对混凝土抗冲磨强度的影响,（一）对强度的影响,C3S具有较高强度，特别是早期强度；C2S的早期强度较低，但后期强度较高； C3A和C4AF的强度均在早期发展，后期强度几乎没有发展， C4AF的强度大于C3A。 水泥熟料单矿物的水化产物的强度见表2.1-1。,表2.1-1 水泥熟料单矿物的水化物强度,（二）对水化热的影响,水泥熟料矿物的水化热和水化速度： C3A C3S C4AF C2S 水泥熟料矿物的水化热见表2.1-2。,表2.1-2 水泥熟料矿物的水化热,（三）对凝结时间和保水性的影响,水泥C3A含量越高，水化凝结时间越快

9、； 适量石膏掺量可调节水泥凝结时间； C3A保水性最强。,（四）对收缩的影响,C3A水化收缩率最大，比其它矿物提高35倍； C3S、 C2S和C4AF的水化收缩率相差不大。 四种矿物的收缩率见表2.1-4。,表2.1-4 四种矿物的收缩率,（五）对水泥脆性系数的影响,水泥胶砂抗压强度与抗折强度比值称为水泥的脆性系数。 C3A、 C3S含量高，水泥脆性系数大； C2S、 C4AF含量高，水泥脆性系数小。 不同水泥脆性系数对比见表2.1-5。,（六）对耐久性的影响,1、抗硫酸盐侵蚀 C3A含量低，水泥抗硫酸盐侵蚀能力强； 2、抗氯离子侵蚀 铝酸盐含量高，水泥抗氯离子侵蚀能力强。,（七）对混凝土抗冲

10、磨强度的影响,C3A含量低，水泥抗冲磨强度高。水泥胶结强度高，抗冲磨强度高。,五、水泥品质检验,（一）水泥品质指标 （二）水泥品质检验,（一）水泥品质指标,水泥胶砂强度； 安定性； 细度； 凝结时间； 三氧化硫含量； 氧化镁含量； 碱含量； 水化热。 常用水泥的主要技术指标见表2.1-7。 水泥水化热指标见表2.1-8。,（二）水泥品质检验,水泥胶砂强度检验方法（ISO法）GB/T17671-1999； 水泥压蒸安定性试验方法GB/T50-92； 水泥标准稠度用水量，凝结时间，安定性检验方法GB/T1346-2001； 水泥胶砂流动度测定方法GB/T2419-2005； 水泥细度检验方法 筛析法GB/T1345-2005； 水泥化学分析方法GB/T176-1996； 水泥密度测定方法GB/T208-94。,水泥标准稠度用水量，凝结时间，安定性检验方法,试验室温度：20 2 ，湿度50%。 水泥500g，水142.5g。 标准稠度用水量：试杆沉入净浆并距底