无机胶凝材料水泥PPT课件.ppt

模块四无机胶凝材料及其检测 2020 3 18 1 2013年中国水泥产量为24 1亿吨 占世界产量的60 左右 我国水泥行业 为我国经济持续 快速发展做出了重要贡献 知识五 硅酸盐水泥的矿物组成及凝结硬化机理 2020 3 18 2 2020 3 18 3 2020 3 18 4 启新水泥厂在1915年世博会获得的奖章 2020 3 18 5 2020 3 18 6 2020 3 18 7 5 1水泥的概述 5 1 1定义与水拌合后成为塑性浆体 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 石等散粒状材料胶结成为整体的一类水硬性胶凝材料 2020 3 18 8 5 1 2水泥的分类 注 通用水泥除硅酸盐水泥外 其它水泥统称为掺混合材料的硅酸盐水泥即在硅酸盐水泥中掺入适量的矿渣 粉煤灰 火山灰质材料等而制成 2020 3 18 9 5 2硅酸盐水泥的生产与矿物组成 2020 3 18 10 2020 3 18 11 散装水泥的储存罐 袋装水泥堆放现场 水泥的储存 教材P65 2020 3 18 12 熟料发运现场 2020 3 18 13 5 2 2 硅酸盐水泥熟料的矿物组成 注 简写形式 C CaOS SiO2A Al2O3F Fe2O3H H2O 2020 3 18 14 5 3 硅酸盐水泥的水化 凝结硬化 5 3 2凝结硬化 凝结 由于水泥水化和水化产物的积累 水泥浆逐渐失去流动性和塑性 并最终成为固态并初具强度的过程 初凝 水泥浆失去流动性和部分塑性 但尚未具有强度 终凝 水泥浆完全失去塑性 并具有一定的强度 硬化 硬化后的水泥浆称为水泥石 主要由水化产物 凝胶体和晶体 未水化的水泥熟料颗粒 毛细孔及游离水分等构成 注 水泥石的水化 硬化程度越高 凝胶体含量越多 未水化的水泥颗粒和毛细孔越少 水泥石的强度越高 由于早期水泥水化反应速率快 因此水泥石早期强度发展迅速 2020 3 18 15 3 水泥水化 凝结硬化的影响因素 水泥的熟料矿物组成 水化快慢C3A C3S C4AF C2S 石膏掺量 一般不宜超过3 5 细度 水灰比 水泥浆的稠度 环境温度 湿度和龄期 混合材料掺量 储存条件 2020 3 18 16 知识六 通用硅酸盐水泥的技术要求 特性及应用 6 1通用硅酸盐水泥的分类 硅酸盐水泥 P P 普通硅酸盐水泥 P O 粉煤灰硅酸盐水泥 P F 火山灰质硅酸盐水泥 P P 矿渣硅酸盐水泥 P S A P S B 复合硅酸盐水泥 P C 2020 3 18 17 6 2通用硅酸盐水泥的化学指标 不溶物 水泥经酸和碱处理后 不能被溶解的残余物 烧失量 水泥经高温灼烧后的质量损失率 氧化镁 氧化镁可水化 过量会导致结构物破坏 三氧化硫 与水化铝酸钙发生反应 体积膨胀 氯离子 腐蚀钢筋 碱含量 水泥中少量钠和钾的化合物 按 Na2O 0 658K2O 当量表示 注 碱 骨料反应 水泥中过量的碱易与活性骨料发生反应生成膨胀性碱 硅酸凝胶的过程 因此采用活性骨料时 必须对水泥中的含碱量予以严格控制 影响水泥安定性 2020 3 18 18 6 2通用硅酸盐水泥的物理力学指标 1 细度 水泥越细 单位质量的表面积 比表面积 越大 水化时与水接触越充分 水化越快 强度越高 粒径小于40 m的颗粒活性较高 粒径大于90 m则基本为惰性颗粒 注 国家标准规定 硅酸盐水泥的比表面积应大于300m2 kg或通过80 m的方孔筛的筛余量不超过10 否则为不合格品 2 标准稠度用水量 标准稠度的水泥净浆 按规定的试验方法用水泥标准稠度测定仪测得试锥的下沉量为 28 2 mm的水泥净浆 标准稠度用水量 对应标准稠度的水泥浆的拌合用水量 一般采用水与水泥的质量百分比来表示 注 水泥的标准稠度用水量与水泥的细度和矿物成分有关 硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般为21 28 2020 3 18 19 2020 3 18 20 2020 3 18 21 2020 3 18 22 6 2通用硅酸盐水泥的物理力学指标 2 标准稠度用水量 标准稠度的水泥净浆 按规定的试验方法用水泥标准稠度测定仪测得试锥的下沉量为 28 2 mm的水泥净浆 标准稠度用水量 对应标准稠度的水泥浆的拌合用水量 一般采用水与水泥的质量百分比来表示 注 水泥的标准稠度用水量与水泥的细度和矿物成分有关 硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般为24 30 2020 3 18 23 2020 3 18 24 2020 3 18 25 2020 3 18 26 2020 3 18 27 3 凝结时间 凝结时间 有初凝时间和终凝时间之分 测定方法 水泥的凝结时间是以标准稠度的水泥净浆 在规定的温 湿度条件下 用凝结时间测定仪来测定的 注 国家标准规定 硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min 终凝时间不得迟于6 5h 凡初凝时间不符合要求的水泥为废品 终凝时间不符合要求的水泥为不合格品 问题 试解释规定水泥凝结时间的工程意义 2020 3 18 28 2020 3 18 29 2020 3 18 30 2020 3 18 31 4 体积安定性 体积安定性 水泥凝结硬化过程中 体积变化的均匀性和稳定性 注 体积安定性不良的水泥在硬化过程中体积发生不均匀变化 从而导致水泥石内部产生应力 甚至开裂 引发工程质量事故 体积安定性不良的原因 水泥熟料中游离氧化钙 游离氧化镁 三氧化硫过多 掺入水泥的石膏过量 注 水泥中的游离氧化钙 氧化镁均属过烧物质 水化速率极慢 且发生体积膨胀 所掺石膏过量 在水泥硬化后 石膏继续与水化铝酸钙起反应 生成物体积膨胀 体积安定性检测方法沸煮法 分为雷氏法和试饼法压蒸法 用于检测游离氧化镁导致的安定性不良 2020 3 18 32 2020 3 18 33 2020 3 18 34 2020 3 18 35 5 6 3硅酸盐水泥的特性 1 快硬 高强 早强 交通工程 预应力混凝土工程 2020 3 18 36 2 水化热高 2020 3 18 37 2020 3 18 38 3 耐腐蚀性能差 2020 3 18 39 4 碱度比较高 抗碳化性能强 2020 3 18 40 掺混合料的硅酸盐水泥 浮石 水淬高炉矿渣 粉煤灰 煤矸石 2020 3 18 41 掺混合材的硅酸盐水泥的 二次水化 一次水化 硅酸盐水泥产生氢氧化钙 激发剂 二次水化 由一次水化产生的氢氧化钙激发参入的活性混合材产生水硬性产物 2020 3 18 42 1 水化热减少 共有 掺混合材硅酸盐水泥性质的变化 3 5m高大体积混凝土施工 2020 3 18 43 2 抗腐蚀性能大大提高 共有 海峡堤岸混凝土施工 2020 3 18 44 2020 3 18 45 3 矿渣硅酸盐水泥性质的变化 耐高温 耐高温车间工程 2020 3 18 46 4 火山灰质水泥特性的变化 抗渗性好 2020 3 18 47 地下工程 2020 3 18 48 5 粉煤灰硅酸盐水泥特性的变化 干缩小 抗裂性能好 大体积混凝土工程 水事工程 海港工程 2020 3 18 49 2020 3 18 50 包装标志的验收水泥包装袋上应注明 生产者名称 生产许可证标志及编号 水泥名称 代号 强度等级 出厂编号 执行标准号 包装日期 净含量 散装发运时 应提交与袋装标志相同内容的卡片 运输与贮存 水泥运输和贮存时 主要应防止受潮 不同品种 强度等级和出厂日期的水泥应分别贮运 不得混杂 应先存先用 不可贮存过久 通用硅酸盐水泥贮存期为3个月 过期水泥应按规定进行取样复验 按实际强度使用 2020 3 18 51 知识七 硅酸盐水泥石的腐蚀与防止措施 腐蚀的原因 1 软水侵蚀 氢氧化钙溶解2 酸类腐蚀 酸与氢氧化钙发生中和反应3 盐类腐蚀 氢氧化钙 水化铝酸钙4 强碱腐蚀5 水泥石不密实 有很多毛细孔通道 防止措施 1 减少氢氧化钙 2 降低水灰比 水灰比 水的质量 骨料的质量 提高水泥密实度3 敷设保护层 刷涂料 铺塑料 沥青等 2020 3 18 52 知识八 其他水泥的特性 质量标准与应用 1 专用水泥 1 道路硅酸盐水泥 32 5 42 5 52 5 生产道路水泥主要是通过改变水泥熟料的矿物组成 粉磨细度 石膏加入量及外掺剂来达到 与普通水泥熟料相比 一般适当提高C3S C4AF提高C3S含量 强度增强 C4AF脆性小 体积收缩小 提高抗折强度及耐磨性 耐磨性与抗压强度有正相关性 2020 3 18 53 道路水泥性能主要有以下特点 耐磨性好 强度高 干缩性小 水化热低 耐久性好 道路水泥最适宜各类混凝土路面工程 使用于耐磨 抗干缩等性能要求较高的其他工程 2020 3 18 54 凡是以白色硅酸盐水泥熟料加适量石膏磨细制成的水硬性的胶凝材料 称为白水泥 白色硅酸盐水泥熟料是指一适当成分的生料烧到部分熔融 得到的以硅酸钙为主要成分氧化铁含量少的熟料 彩色水泥是白水泥 石膏加颜料制得的 2 白水泥 2020 3 18 55 2020 3 18 56 2 特性水泥 1 低热水泥 在1989年前命名为大坝水泥 现在国家标准重新命名现在名称 降低C3A C3S 游离CaO 低热矿渣硅酸盐水泥 2 抗硫酸盐硅酸盐水泥 降低C3A 主要用于受硫酸盐侵蚀的海港 水利 地下 隧道 引水 道路和桥梁基础等工程 2020 3 18 57 3 膨胀水泥与自应力水泥 主要用于 1 补偿收缩混凝土结构工程 混凝土结构的后浇带等 2 制作防水砂浆及防水砼 2020 3 18 58 3 铝酸盐水泥 凡以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料 磨细制成的水硬性胶凝材料称为铝酸盐水泥 代号CA 特性及应用 1 快硬 早强 紧急抢修工程 2 耐热 制作耐热砼 3 抗渗 抗硫酸盐侵蚀能力较好 4 水化热大注意事项 1 不能用作长期承受荷载作用的工程 2 不能蒸汽养护 3 不能与硅酸盐水泥 石灰接触 2020 3 18 59 模块五混凝土用骨料 砂 石 及 其检测 2020 3 18 60 一 混凝土的施工工艺 1 混凝土的拌制 现场搅拌站 场外搅拌站 商品砼 引入 2020 3 18 61 2020 3 18 62 2020 3 18 63 2020 3 18 64 2 混凝土现场输送方式 人工 地泵 天泵 塔吊 方式一 地泵 2020 3 18 65 方式二 天泵 2020 3 18 66 方式三 塔吊带动砼斗运输 2020 3 18 67 3 混凝土浇筑 1 浇筑前对于施工方案认真交底 细致检查模板 支撑 钢筋 预埋件 2020 3 18 68 出现蜂窝麻面情况的原因 1 模板未清理干净 模板缝隙大 造成漏浆 2 投料时浆少 石多 搅拌时间短 搅拌不均匀 3 下料高度过高 4 入模后振捣不完全 要保证足够的钢筋保护层厚度 2020 3 18 69 2 自高处倾落的自由高度 不能超过2m 2020 3 18 70 溜槽 皮带 串筒 2020 3 18 71 4 入模后振捣 分层浇筑 快插慢拔 2020 3 18 72 二 混凝土的组成 普通混凝土是由水泥 粗骨料 碎石或卵石 细骨料 砂 和水拌和 经硬化而成的人造石材 思考 各组成部分的相互关系 2020 3 18 73 学习重点 1 混凝土用骨料的技术要求及对混凝土质量的影响2 质量检测样品的抽取与物理 力学性能检测方法 2020 3 18 74 1 混凝土用砂的分类 注 天然砂属于不可再生的地方性资源 并不能满足工程需要 为更好满足需要 应推广人工砂的应用 减少对生态环境的破坏 人工砂在我国应用的历史并不长 但发展较为迅速 条件和技术渐趋成熟 2020 3 18 75 2 砂的技术要求1 砂的颗粒级配与粗细程度 2020 3 18 76 1 级配曲线与粗细程度 2020 3 18 77 1 级配曲线与粗细程度 2020 3 18 78 1 级配曲线与粗细程度 类 宜用于强度等级大于C60的混凝土 类 宜用于强度等级C30 C60及抗冻 抗渗或其它要求的混凝土 类 宜用于强度等级小于C30的混凝土建筑砂浆 2020 3 18 79 例题 用500g烘干砂进行筛分试验 其结果如下表所示 试分析该砂的粗细程度与颗粒级配 2020 3 18 80 2 有害物质 教材P75页 国家标准中对混凝土用砂中有害物质进行限量 2020 3 18 81 3 坚固性硫酸钠溶液法4 压碎指标值压碎指标仪器5 表观密度 堆积密度 孔隙率6 碱活性 2020 3 18 82 知识二混凝土用石子的分类及技术要求 1 石子的分类粗骨料 卵石 碎石 注 卵石系天然形成 表面光洁 而碎石经机械破碎得到 表面粗糙 棱角较多 按产源特点分 河卵石 海卵石和山卵石 2020 3 18 83 2 混凝土用石子的技术要求1 表观密度 堆积密度 孔隙率2 最大粒径粗骨料公称直径的上限称为粗骨料的最大粒径 Dmax 2020 3 18 84 最大粒径的规定 从结构上考虑 不得大于结构截面最小尺寸的1 4 且不得大于钢筋最小净距的3 4 对混凝土实心板 骨料的最大粒径不宜超过板厚的1 2 但不得超过40mm