混凝土组成材料之水泥PPT课件.pptVIP

1 4高铝水泥 1 4 1高铝水泥熟料1 4 2高铝水泥的主要技术性质1 4 3高铝水泥的特点1 4 4高铝水泥的应用 1 3 4 1高铝水泥熟料 熟料组成CA CaO Al2O3 CA2 CaO 2Al2O3 C2AS 2CaO Al2O3 SiO2 钙铝黄长石 C12A7 12CaO 7Al2O3 少量C2S 2CaO SiO2Al2O3含量约50 2 熟料生产铝矾土 石灰石生料熟料铝矾土 Al2O3 H2O Al2O3 3H2O Al2O3 2SiO2 2H2OCA在约900 形成 C12A7形成温度950 1000 CA21000 1100 熟料烧结范围仅70 80 配料 混合 磨细 1300 1330 3 熟料水化CA aqCAH102CA aqC2AH8 AH33CA aqC3AH6 2AH3CA2 aqCAH10 AH32CA2 aqC2AH8 3AH33CA2 aqC3AH6 5AH3 20 15 20 20 30 30 20 30 30 针状 片状的CAH10 C2AH8构成骨架 AH3凝胶充填孔隙 4 C2AH8 CAH10 5 C2AH8 6 C3AH6 C3AH6 7 3 4 2高铝水泥的主要技术性质 实际密度与表观密度 实际密度 3 0 3 2g cm3 表观密度 1000 1300kg m3 细度 0 080mm方孔筛筛余 10 GB201 81 凝结时间 不得早于40min 不得晚于10h 强度 以三天抗压强度值作为标号 共分为四个标号425 525 625和725 8 高铝水泥各龄期强度值 9 3 4 3高铝水泥的特点 快凝早强 1d强度可达最高强度的80 以上 后期强度增长不显著 水化热大 且放热量集中 1d内即可放出水化热总量的70 80 结构致密 抗硫酸盐性能很强 但抗极差 耐热性差 30 以上使用水硬性差 耐高温性好 高铝水泥混凝土在1300 还能保持约53 的强度 长期强度有降低的趋势 10 3 4 4高铝水泥的应用 配制不定形耐火材料 配制不同类型的膨胀水泥和自应力水泥 用于抢修 抢建 抗耐硫酸盐腐蚀和冬季施工等特殊要求的工程 高铝水泥最适宜的硬化温度为15 左右 一般不得超过25 因此用高铝水泥调制的混凝土不能进行蒸汽养护 且不宜在高温季节施工 11 3 5专用水泥 3 5 1道路水泥3 5 2砌筑水泥 12 3 5 1道路水泥 各种公路路面建筑中 以水泥混凝土路面最为优良 其优点是 路面不易损坏 使用年限长 可达数十年 是沥青路面的好几倍 路面阻力小 抗油类侵蚀性强 雨天不打滑 保养简单 维护费用少 美国生产的水泥 近一半用于道路建筑 2008年奥运会 北京将投入900亿元资金用于道路交通的建设 路面材料是用水泥混凝土还是用改性沥青 至今悬而未决 2001年10月 13 道路特点 经受高速车辆的摩擦 循环不已的负荷 载重车的震荡与冲击 路面和路基的温度差及其产生的膨胀应力 夏天的高温路面经受骤雨冷却 冬季路面的冻融循环等 14 对道路水泥的要求 耐磨性好 收缩小 抗冻性好 弹性模量低 有高的应变性能 抗冲击性能好 有高的抗折强度 弹性好 道路水泥不同于普通水泥 熟料组成 粉磨细度 石膏加入量 外加剂 15 熟料组成 提高C3S含量 适当提高C4AF含量 限制C3A含量 原因是 水泥的耐磨性与其抗压强度有较好的相关性 因此提高C3S含量 C3S从液相中析出 而液相由C4AF和C3A的相应成份提供 熟料矿物的化学减缩作用大小顺序为 C3A C4AF C3S C2S为了提高道路水泥的致密性 因而要限制C3A的含量 从而适当提高C4AF含量 16 粉磨细度 道路水泥的比表面积300 320m2 kg 80 m方孔筛筛余5 10 稍细于普通水泥 水泥粉磨细度增加 虽可提高强度 但水泥的细度增加 收缩增加很快 从而易产生微细裂缝 使道路易于破坏 硅酸盐水泥比表面积大于300m2 kg 普通水泥80 m方孔筛筛余不超过10 17 石膏加入量 适当提高水泥中的石膏加入量 可提高水泥的强度和降低收缩 对制造道路水泥是有利的 钙矾石 体积增大1 5倍 18 外加剂 加入硬度大的物质 如加入5 以下的石英砂 可提高道路混凝土的耐磨性 19 3 5 2砌筑水泥 定义 凡由活性混合材加入适量的硅酸盐水泥熟料和石膏 经磨细制成的水硬性胶凝材料 总称为砌筑水泥 砌筑水泥标号 GB3183 82 125 175 225 20 类型 矿渣砌筑水泥 矿渣加入量不得少于70 火山灰质砌筑水泥 火山灰质掺入量不少于50 粉煤灰质砌筑水泥 粉煤灰掺入量不少于40 三种混合材允许相互代替 当代替量不超过混合材总掺量1 3时 水泥名称不变 当超过1 3时 则应在砌筑水泥名称前冠以两种混合材的名称 21 3 6特性水泥 3 6 1快硬水泥3 6 2抗硫酸盐硅酸盐水泥3 6 3白色硅酸盐水泥3 6 4膨胀水泥及自应力水泥 22 3 6 1快硬水泥 主要用于抢修工程 军事工程 预应力钢筋混凝土构件等 快硬水泥以3d的抗压强度值作为标号 有两类 快硬硅酸盐水泥 325 375和425快硬硫铝酸盐水泥 425 525和625 23 快硬硅酸盐水泥 24 快硬硫铝酸盐水泥 熟料组成 3 CaO Al2O3 CaSO436 44 C2S23 34 C2F10 17 CaSO412 17 25 快硬硫铝酸盐水泥熟料生产过程 原料 石灰石 矾土 无水石膏 900 1000 CaCO3 CaO CO2Al2O3 xH2O Al2O3 H2O1000 1250 CaSO4 3CaO 3Al2O3 3 CaO Al2O3 CaSO4CaSO4 4CaO 2SiO2 2CaO SiO2 CaSO41280 2CaO SiO2 CaSO4 2CaO SiO2 CaSO4合适煅烧温度1250 1350 26 快硬硫铝酸盐水泥的水化 3 CaO Al2O3 CaSO4 2 CaSO4 2H2O 36H2O 2Al OH 3 3CaO Al2O3 3CaSO4 32H2O3 CaO Al2O3 CaSO4 18H2O 2Al OH 3 3CaO Al2O3 CaSO4 12H2OC2S nH2O C S H Ca OH 23Ca OH 2 Al OH 3 3 CaSO4 2H2O 20H2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 32H2O 钙矾石构成骨架结构 Al OH 3和C S H凝胶充填于骨架间隙中 27 3 6 2抗硫酸盐硅酸盐水泥 28 硫酸盐侵蚀机理 硫酸盐与水泥石中的Ca OH 2及水化铝酸钙作用 MgSO4 Ca OH 2 2H2O CaSO4 2H2O Mg OH 24CaO Al2O3 13H2O 3 CaSO4 2H2O 19H2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 32H2O因此 控制水泥中的Ca OH 2及水化铝酸钙的含量就能从组成的角度达到防止硫酸盐侵蚀的目的 29 3 6 3白色硅酸盐水泥 由Fe2O3含量少的硅酸盐水泥熟料加入适量石膏磨细制成 Fe2O3 0 5 其它着色元素也有严格限制 主要矿物组成为 C3S C2S和C3A 因而其烧成温度更高 加入颜料 可以制成彩色水泥 用于装饰工程中 30 3 6 4膨胀水泥及自应力水泥 铝酸钙的水化产物与石膏作用生成钙矾石 产生1 5倍的体积膨胀 若这种膨胀发生在水泥硬化之后 就会对水泥石产生破坏作用 若发生在硬化初期 则其膨胀可以抵消水泥水化后的收缩 埋充孔隙 甚至可以产生膨胀 膨胀水泥 若膨胀组分含量较高时 在膨胀过程中又受到限制 如钢筋 则水泥石本身就受到压应力 自应力 自应力值 2MPa时 称为自应力水泥 31 膨胀水泥 普通硅酸盐水泥在空气中硬化 通常表现为收缩 水泥混凝土成型后 7 60天内的收缩率较大 60天后收缩率趋向缓慢 由于收缩 混凝土内部会产生微裂纹 使混凝土的耐久性降低 为解决普通水泥硬化后的收缩问题 研制了膨胀水泥 32 膨胀水泥原理 在水泥中掺入1150 1250 煅烧的CaO 氧化钙水化时产生体积膨胀 在水泥中掺入900 950 煅烧的MgO 氧化镁水化时产生体积膨胀 在水泥水化过程形成钙矾石 产生体积膨胀 由于温度对CaO和MgO的水化速度较敏感 在生产上往往膨胀性能不够稳定 因此实际上应用较广的是钙矾石的膨胀 33 膨胀水泥类型 硅酸盐型 铝酸盐型 硅酸盐水泥 适量高铝水泥 石膏 高铝水泥 石膏 硫铝酸盐型 铁铝酸钙型 3 CA CaSO4 C2S 石膏 石膏 铁相 C2F C4AF 3 CA CaSO4 C2S 34 膨胀水泥及自应力水泥的应用 膨胀水泥适用于配制收缩补偿混凝土 用于构件的接缝及管道接头 混凝土结构的加固和修补 防渗堵漏工程 机器底座及地脚螺丝的固定等 自应力水泥适用于制造自应力钢筋混凝土压力管及其配件 35 1 在硅酸盐水熟料矿物C3S C2S C3A C4AF中 干缩性最大的是 C3A 2 国家标准规定 硅酸盐水泥的初凝时间不得早于 终凝时间不迟于 45min6 5h 答案 答案 练习 36 练习 3 水泥孰料中 水化速度最快 28天水化热最大的是 C3A ABD 答案 答案 4 引起水泥安定性不合格的原因有 A 熟料游离氧化钙过多B 熟料中游离氧化镁过多C 二氧化硅含量过量D 加入的石膏过多 37 5 以下工程适合用硅酸盐水泥的是 A 大体积混凝土工程B 受海水及化学侵蚀的工程C 耐热混凝土工程D 早期强度要求较高的淺工程 6 生产硅酸盐水泥时 一定要加入适量石膏 是为了对水泥起 作用 D 缓凝 7 判断 国标规定 硅酸盐水泥体积安定性不符合要求时应初视为废品 正确 答案 答案 答案 38 8 为何不是水泥细度越细 强度越高 9 与硅酸盐水泥相比 矿渣水泥的早期强度 水化热 抗冻性 耐腐蚀性 低 小 差 好 答案 答案 一般来讲 水泥颗粒细有利于提高水泥的水化速度及充分水化 有利于提高强度 特别是早期强度 但水泥颗粒过细 比表面积过大 水泥浆体达到标准稠度用水量过多 反面影响水泥的强度 39 10 高铝水泥制品为何不易蒸养 高铝水泥的水化在环境温度小于20 时主要生成CAH10 在温度20 30 会转变为C2AH8及Al OH 3 温度大于30 时再转变为C3AH6及Al OH 3 凝胶CAH10 C2AH8等为介稳态水化产物 C3AH6是稳定态的 但是强度低 当蒸养时直接生成C3AH6这类强度低的水化产物 故高铝水泥制品不易蒸养 11 生产水泥时常用的混合材料有 和 火山灰 粉煤灰 矿渣 答案 答案 40 12 与硅酸盐水泥相比 矿渣水泥的早期强度 水化热 抗冻性 耐腐蚀性 低 小 差 好 13 某些体积安定性不良的水泥 在存放一段时间后变为合格 为什么 某些体积安定性轻度不合格的水泥 在空气中存放2 4周以上 水泥中的部分游离氧化钙可吸收空气中的水蒸气而水化 即在空气中存放一段时间后由于游离氧化钙的膨胀作用被减小或消除 因而水泥的安定性可能由轻度不合格变为合格 答案 答案 41 14 水泥石是由凝胶体 和毛细孔组成的 晶体 未水化的熟料内核 15 根据下列条件选择适宜的水泥品种 早期强度要求高 抗冻性好的混凝土应选用 水泥 抗淡水侵蚀强 抗渗性高的混凝土应选用 水泥 抗软水及硫酸盐腐蚀较强 耐热性好的混凝土应选用 水泥 普通硅酸盐水泥 或硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 答案 答案 42 16 常用的活性混合材料为 活性混合材料的主要化学成分是 和 这些活性成分能引起水泥腐蚀的水化产物 反应 生成 和 而参与水泥凝结硬化 粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 粉煤灰 二氧化硅 三氧化铝 氢氧化钙 水化硅酸钙 水化硫铝酸钙 17 引起水泥石腐蚀的内因主要是由于水化产物中含有 及水泥石的 不够所造成的 氢氧化钙 水化铝三钙 密实度 答案 答案 43 18 为了加快模具的周转 在生产混凝土预制构件时 常用蒸汽养护的方法 在此条件下 选择制成混凝土构件时 应采用 水泥拌制混凝土 A 普通水泥B 高铝水泥C 粉煤灰水泥 C 19 在江河桥梁建设中 不宜采用 水泥拌制混凝土 A 普通水泥B 矿渣水泥C 火山灰水泥 A 答案 答案 44 20 某工程中用普通水泥配制的混凝土 产生裂纹 试分析下列原因中哪个不正确 A 混凝土因水化后体积膨胀开裂B 因干缩变形而开裂C 水泥体积安定性不良 A 21 硅酸盐水泥的初凝时间不得早于 终凝时间不得迟于 A 30minB 45minC 12hD 15hE 6 5h BE 答案 答案 45 22 下列胶凝材料中 干燥收缩最大的是 A 建筑石膏B 粉煤灰C 硅酸盐水泥D 石灰 D 23 高层建筑基础工程的混凝土宜优先选用 A 普通水泥B 矿渣水泥C 火山灰水泥 B 答案 答案 46 24 现有四种白色粉末 已知其为建筑石膏 生石灰粉 白色石灰石粉和白色硅酸盐水泥 请加以鉴别 化学分析法除外 取相同质量的四种粉末 分别加入适量的水拌合为同一稠度的浆体 放热量最大且有大量的水蒸汽放出的为生石灰粉 在5 30min内凝结并